CN1133348C - 一种移动台及使用移动台接收定位信号的相应方法 - Google Patents

一种移动台及使用移动台接收定位信号的相应方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一个数字式蜂窝通信***的移动台，该移动台包括：通过无线电台以时分多址方式发射和接收电信信号的装置；接收由定位***发射的定位信号的装置；以及用于处理所述电信信号和所述定位信号的处理器装置。所述处理器装置连接到所述装置以发送和接收电信信号，同时从所述装置接收定位信号，所述处理器装置可以使用在所述电信信号未被发送和接收的时间间隔内接收的定位信号。

Description

一种移动台及使用移动台接收定位信号的相应方法
本发明涉及是确定工作于时分多址(TDMA)模式的数字式蜂窝通信***中移动台的地理位置。
这里讨论的移动台所属的数字式蜂窝通信***可以是以下几种类型：全球移动通信***(GSM)、个人通信网(PCN)或泛欧数字无绳电话(DECT)。
需要说明的是，移动台是数字式蜂窝通信***用户使用的、用来接入无线通信业务的物理装置。通常有三种类型的移动台，分别命名为：车载台、便携台和手持机。
更详细地说，本发明涉及一个结合无线通信功能和定位功能的移动台。
本发明有许多应用，例如定位被盗移动台(当移动台安装在车辆上时，同时也就可以确定车辆的位置)。
更常用的是，本发明可以用于所有的在给定时刻需要确定移动台的地理位置的情况。
下面是以众所周知的手持机为例的技术描述。很明显这些讨论可以推广至任何一种移动台。本发明不仅可应用于手持机，也可应用于任何一种移动台。
在技术领域，有几种已知技术可以使无线通信功能和定位功能结合在一个手持机内。
第一种已知技术在于把两个独立的终端，特别是一个无线通信终端(例如GSM终端)和一个定位终端(例如一个GPS终端)，结合在单个壳体内，并且用数据线使它们互联。在这种情况，使用无线通信终端向控制中心发射定位信息，换句话说，通过无线通信网来发射定位信息(例如，通过控制信道或短报文业务)。
通常定位终端接收从一个或多个参考点发射的定位信号。作为一个特例，全球定位***(GPS)是一个有24个卫星的构象，在这种方式下任何一个给定点都可以收到从三个不同卫星上发射的信号，GPS类型的定位终端由它从三个不同卫星上接收的定位信号确定自己的位置。
第一种已知技术的主要缺点是它比普通无线通信终端要昂贵得多。定位终端需要安装接收装置和处理装置(通常工作在基带范围)，无线通信终端也需要安装这两种装置。
第二种已知技术的推出是用来克服这个障碍，但它还不能完全达到这一目的。这一技术的特征在于，定位信号接收***(工作于定位方式)或另外的电信信号的收发两用***(工作在通信方式)共用一个基带处理单元。该终端包括一个可以选择两种工作模式(定位和通信)之一的切换装置。
这样，与第一种已知技术比较，第二种技术可以节省一个基带处理单元，但它的缺点是不能同时进行定位操作和无线通信操作。
本发明的主要目的是克服现有技术的各种缺点。
详细地说，本发明的目的之一在于，提供一种移动台，该移动台把无线通信功能和定位功能结合起来，并且与只提供无线通信功能的移动台相比，只需少量的额外费用。
本发明的另一目的在于，移动台能够同时提供定位和无线通信功能。
本发明的另一个目的在于，移动台能够在执行声音和/或数据通信的同时将定位信息发射给控制中心。
按照本发明，实现这些以及下述目的的数字式蜂窝通信***的移动台应包括：
通过无线电台以时分多址方式发射电信信号的发射装置；
接收电信信号和由定位***发射的定位信号的接收装置；以及
用于处理所述电信信号和所述定位信号的处理器装置(4)。
特征在于，所述处理器装置持续地连接到所述发射电信信号的发射装置和所述用于接收定位信号和电信信号的接收装置，所述处理器装置可以使用在所述电信信号未被发送和接收的时间间隔内接收到的定位信号。
因此，本发明的原理在于，利用装置不发射和不接收电信信号的非活动时刻来执行定位操作，从而，本发明的移动台可以同时进行定位和无线通信操作。应该强调的是，对于工作在时分多址(TDMA)模式的数字式蜂窝通信***中的移动台，这样的非活动时刻总是出现的。
我们将会看到，本发明只需要一个处理器单元，也不需要在两种工作模式(定位和通信)之间切换的装置。处理器单元持续地收到定位信号，但只有其中一些被使用，即至少在电信信号没有被发射和接收的时间间隔中接收的一部分。需要强调的是，在TDMA模式，对应于分段的时间，每一个移动台不论在上行方向(移动台到基站)还是在下行方向(基站到移动台)都分配有这样的时刻。
作为本发明的一个较好的实施方式，所述电信信号被构造成连续帧用以发射和接收，每个发射帧和接收帧中至少包含一个时隙，移动台在该时隙内发射或接收电信信号。处理器装置使用的定位信号是在未使用的时隙中接收的，该时隙既不对应于发射电信信号的时隙，也不对应于接收电信信号的时隙。
一个优点是，所述移动台包括所述电信信号和所述定位信号共用的接收装置。
这节省了一个接收机。但是，所用的接收机通常必须是一个多带接收机，这样既可以接收电信信号也可以接收定位信号。
另一个优点是，所述处理器装置包含一个***和提取装置，该装置用来提取所用所述定位信号中的定位数据，以及在可选地变换定位数据后将其***发射装置发射到控制中心的电信信号中。
这种方式下，采用无线通信网络来把定位数据转发给控制中心。
一种较好的方式是，所述定位数据通过至少一个控制信道和/或一个短报文业务发射到所述控制中心。
一种较好的方式是，所述定位***包括由发送定位信号的卫星组成的构象。
另一个优点是，所述数字式蜂窝通信***属于包含GSM类型***、PCN类型***和DECT类型***的群。
本发明提供的数字式蜂窝通信***的移动台，即采用时分多址(TDMA)方式发送和接收电信信号的所述移动台，接收定位信号的方法的特征在于，包括一个将用于处理电信信号和定位信号的处理装置持续地连接到用于接收定位信号和电信信号的接收装置的步骤，一个利用在所述电信信号未被发送和接收的时间间隔内接收的定位信号的步骤。
本发明的其它的特征和优点可以参考附图阅读下述的建议实施方式的描述。其中：
图1是本发明的移动台的一个详细实施例的框图；
图2是定位信号使用的、对应于电信信号未被发射和接收的时间段的示例。
因此，本发明涉及一个结合定位和无线通信功能的移动台。要记住，移动台所属的数字式蜂窝通信***必须工作于时分多址(TDMA)模式。
下文所述侧重于GSM类型的数字式蜂窝通信***与GPS类型定位***结合的一个特例。然而，很清楚本发明可以应用于其它类型的数字式蜂窝通信***和其它类型的定位***。
在图1中所示的实施例中，本发明的移动台具体包括：
一根天线1；
一个宽带无线接收机2(一个双频GSM/GPS接收机)，它可以接收电信信号(GSM信号)和定位信号(GPS信号)；
一个无线发射机3，可以发射电信信号(发射GSM信号)；
装置4(通常安装在处理器周围)用来完成电信信号和定位信号的基带处理；
一个键盘5；
一个显示器6；和
一个辅助识别模块(或SIM卡)7
根据本发明，处理器装置4永久连接到宽带接收机2和发射机3。它利用在电信信号未被发射和接收的时间接收的定位信号。在常规方式下，在TDMA模式，每个移动台只在预定的时间间隔发射和接收电信信号，因此，从远程通信方面来看，处理器装置4存在着非活动的时间间隔，这些时间间隔被用于使用定位信号。
图2是一个解释使用定位信号的时间间隔的例子，这些时间间隔对应于电信信号既未被发射也未被接收的时间间隔。
图2的第一行20(GSM Tx)标出了电信信号被上行(移动台到基站)发射的时间段，图2的第二行30(GSM Rx)标出了电信信号被下行(基站到移动台)接收的时间段，第三行40(GPS Rx)标出了使用定位信号的时间段。
这些说明涉及到GSM类型***的特例。上行线路(图2，第20行)和下行线路(图2，第30行)采用了顺序帧TE1、TE2、TE3...(用于发射)以及TR1、TR2、TR3...(用于接收)的帧结构，每个帧具有IT0到IT7共八个时隙。每一帧的一个特定的时隙(如第一个时隙IT0)的重现构成一个物理信道，每一物理信道上发射一个单一逻辑信道或者多个逻辑信道的多路复合(multiplexed plurality)。为避免移动台在同一时刻发射和接收信号，上行线路和下行线路之间有三个时隙长度(Δ＝3IT)的时延。
在图2的示例中，假设所考虑的移动台在上行线路(图2，第20行)每一帧TE1、TE2、TE3等的第一个时隙IT0(阴影部分)发射信息，在下行线路(图2，第30行)每一帧TR1、TR2、TR3的第一个时隙IT0(阴影部分)接收信息。
那么，在本例中，从无线通信的角度来说，上行线路每一帧TE1、TE2、TE3等中的编号为1、2、4、5、6和7的六个时隙为非活动时间段，标记为MI1、MI2、MI3等(图2，第40行)；另外两个编号为0和3的时隙分别对应着GSM发射和接收信号的时间段。如第40行所示，可以确定，本例中使用的是在上行线路每一帧TE1、TE2、TE3等的最后四个时隙IT4到IT7(阴影部分)内接收的定位信号。
通过示例可知，所述处理器装置(4)利用经过恰当的提取和***装置(8)处理的定位信号，装置(8)用来提取所用所述定位信号中的定位数据，以及由发射装置(3)发射到控制中心(例如，一个定位被盗移动台的中心)的电信信号中***定位数据或可能经过变换的定位数据。
这样，可以由定位数据计算所需的地理位置。它们可以：
在控制中心计算。在这种情况下，处理器装置(4)(移动台中)不再转发未改变的定位数据；或者
由(移动台的)处理器装置4计算。此时，控制中心接收对应于处理器装置4的计算结果的，经过变换的定位信号。
定位数据(原始的或经过变换的)可以用不同的方式分发给无线通信网络，例如：
当移动台处于通信状态时，使用独立专用型(SDCCH)、慢联合型(SACCH)、快联合型等的控制信道；而移动台处于通信模式；
当移动台处于等待状态时，使用移动台主叫短报文业务(SMS-MO)；
使用在终端与控制中心之间建立数据连接的业务信道；或者
使用任何***提供的、适用于分发数据的其它信道(电路方式、仿真信息包方式或其它)。

Claims (10)

1.一个数字式蜂窝通信***的移动台，该移动台包括：
通过无线电台以时分多址方式发射电信信号的发射装置(3)；
接收电信信号和由定位***发射的定位信号的接收装置(2)；以及
用于处理所述电信信号和所述定位信号的处理器装置(4)。
移动台的特征在于，所述处理器装置(4)持续地连接到用于发送电信信号的所述发射装置(3)和用于接收定位信号和电信信号的所述接收装置(2)，所述处理器装置可以使用在所述电信信号未被发送和接收的时间间隔(MI1、MI2、...)内接收的定位信号。
2.根据权利要求1的移动台，所述电信信号被构造成连续帧用以发射和接收，每个发射帧(TE1、TE2、...)或接收帧(TR1、TR2、...)中至少包含一个时隙(IT0)，被移动台用来发射或接收电信信号。
其特征在于，处理器装置(4)使用的定位信号是在未使用的时隙中接收的，该时隙既不对应于发射电信信号的时隙(IT0)，也不对应于接收电信信号的时隙(IT0)。
3.根据权利要求1或2的移动台，其特征在于，它包含一个所述电信信号和所述定位信号共用的单个接收装置。
4.根据权利要求1或2的移动台，其特征在于，所述处理器装置(4)包含提取和***装置(8)，该提取和***装置(8)用来提取所用所述定位信号中的定位数据，以及在可选地变换定位数据后将其***发射装置发射到控制中心的电信信号中。
5.根据权利要求4的移动台，其特征在于，所述定位数据通过至少一个控制信道和/或一个短报文业务和/或一个数据业务发射到控制中心。
6.根据权利要求第1或2的移动台，其特征在于，所述定位***包括由发送所述定位信号(GPS)的卫星组成的构象。
7.根据权利要求第1或2的移动台，其特征在于，所述数字式蜂窝通信***属于包含GSM类型***、PCN类型***和DECT类型***的群。
8.根据权利要求5的移动台，其中所述定位数据以电路模式发送到控制中心。
9.根据权利要求5的移动台，其中所述定位数据以分组模式发送到控制中心。
10.接收定位信号的方法，所述数字式蜂窝通信***的移动台是采用时分多址(TDMA)方式发送和接收电信信号的所述移动台，其特征在于，包括一个将用于处理电信信号和定位信号的处理装置(4)持续地连接到用于接收定位信号和电信信号的接收装置的步骤，
一个利用在所述电信信号未被发送和接收的时间间隔内接收的定位信号的步骤。
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