专利名称：使用数字电视信号确定移动终端的位置的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种通信领域，并且更具体地涉及移动终端装置的位置确定。
背景技术：
最好并且在由法律要求的某些地方，移动电信网络运营商能够确定诸如激活的通信蜂窝电话的移动终端(MT)的大概地理位置。
已经提出了各种MT定位技术。这些定位技术包括上行链路信号定位、下行链路信号定位、基于全球定位系统(GPS)的方法以及基于数字电视信号的方法。对于“上行链路信号”定位技术，移动电信网络典型地被配置成根据与一个或多个上行链路信号相关的距离测量确定读MT所处于的位置。这些上行链路信号由MT发射，并由具有已知位置的必须数目的接收器接收，诸如蜂窝电话基站(BSs)。对于该“下行链路信号”定位技术，移动电信网络典型地被配置成根据与接收相关的距离测量确定该MT所处于的位置，其中通过MT对从具有已知位置的必须数目的发射器发射的下行链路信号进行接收。
图1所示的常规地面移动(无线)电信网络20可以实现包括上行链路和下行链路信号的任何一种已知无线通信标准。该无线网络可以包括一个或多个无线移动站22，其与多个通过基站26工作的蜂窝24以及移动电话交换局(MTSO)28通信。尽管图1中所示只有3个蜂窝24，但是典型的蜂窝无线电话网络可以包括数百个蜂窝并且可以包括多于一个的MTSO 28，并为数千个无线移动站22服务。
蜂窝24通常用作网络20中的节点，通过用作蜂窝24的基站26从其可以在无线移动站(终端)22与MTSO 28之间建立链路。每一蜂窝24会向其分配一个或多个专用控制信道和一个或多个业务信道。该控制信道是可以用于蜂窝标识和传呼信息的下行链路传输(从网络到移动终端)的专用信道。该业务信道携带语音和数据信息。通过该网络20，可以在两个无线移动站22之间或者在无线移动站22与地面通讯线电话用户32之间通过公用交换电话网络(PSTN)34产生双向(上行链路和下行链路)无线电通信链路30。基站26的功能一般是处理蜂窝24与无线移动站22之间的无线通信。在该容量内，基站26主要用作数据和语音信号的中继站。也已知提供移动电信网络，其中基站是具有相应覆盖范围的卫星，而不是地面基站。
其它定位方法通常使用不与移动电信网络中所使用的上行链路或下行链路信号相关的定位服务。在典型的GPS应用中，GPS接收器收集并分析来自具有已知位置的GPS卫星发射的信号的距离测量。最近，已经提出数字电视信号可以用于MT的定位。如在“Positioning Using theATSC Digital Television Signal”Rabinowitz，M.and Spilker，J.，Rosum Corporation Whtepaper，www.rosum.com(circa 2001)中所述，数字电视已经在美国实现，并且预期到2003年5月具有较宽的覆盖范围。于是，数字电视信号至少在美国应该可以用于具有确定位置的地面数字电视发射器。Rosum Corporation Whitepaper提出一种使用数字电视信号的同步字段以确定到数字电视发射器的距离信息的技术。
如图3中所示，按照ATSC标准规定的数字电视数据帧60包括多个块，每一块具有832个符号的长度。数据帧60包括第一和第二同步块62，在同步块62之间具有312个数据块64，并且在第二同步块62之后还有312个数据块64。而且，每一块62、64规定为包括用于同步目的的4个字符。所提出的用于ATSC信号的调制方案使用8-ary残留边带调制(8-ary VSB)。
如图2中所示，GPS基于空间的三角测量系统，其使用卫星42和GPS控制计算机48来测量地球上的任意位置。GPS最初由美国国防部作为导航系统来开发。该导航系统相比于基于陆地的系统所具有的优点在于其不受其覆盖范围的限制，其提供连续24小时的覆盖，这可以是高度精确的而与天气条件无关。而提供最高级精度的GPS技术已经由政府保留为军事使用，较次精度的业务已经用于民用。在操作中，轨道环绕地球的24个卫星42的星群连续地发出GPS无线电信号44。GPS接收器46，例如具有GPS处理器的手持无线电接收器从最近的卫星接收该无线电信号，并测量该无线电信号从该GPS卫星传播到该GPS接收器天线所用的时间。通过将传播时间乘以光速，该GPS接收器可以计算可见的每一卫星的距离。在无线电信号中提供的星历信息典型地描述该卫星的轨道和速度，从而通常使得该GPS处理器通过三角测量能够计算GPS接收器46的位置。已知在移动站22中包括GPS接收器46，以向移动站22提供位置定位功能。
GPS接收器的启动典型地需要从四个或多个GPS卫星的导航数据信号中获取一组导航参数。初始化GPS接收器的这种处理通常需要几分钟。GPS定位处理的持续时间直接取决于GPS接收器初始具有多少信息。使用历书数据(almanac data)对大多数GPS接收器进行编程，其大致地描述了在前面这一年内所预期的卫星位置。然而，如果GPS接收器并不具有其自己大致位置的某些知识，那么该GPS接收器就不能够足够快地找到可见的卫星或者从其获取信号，并且从而不能快速地计算其位置。而且，应该注意到的是，典型地在启动时捕获C/A编码和导航数据所需要信号强度比连续监视已经捕获的信号所需要信号强度更高。也应该注意到的是，GPS信号的监视显著地受到环境因素的影响。于是，当接收器在树叶下、在车辆中、或者最差地在建筑物中时，可能在开始容易获得的GPS信号典型地变得难以获得。
这些各种已知定位技术可以包括收集距离测量，诸如到达时间(TOA)、达到时间差(TDOA)、观察时间差(OTD)等。典型地通过检测所发送/接收信号中的一个或多个测量特征收集这些距离测量。各种定位技术分别对它们的精确度具有某些限制。例如，利用现存BS的各种TOA、TDOA和OTD定位技术典型地需要至少三个或多个BS接收从MT发射的上行链路信号，或相反地需要MT接收从至少三个BS发射的下行链路信号，以执行该定位处理。类似的，关于GPS方法，GPS接收器通常需要接收从至少4个GPS卫星发射的信号，以执行完整的定位处理(尽管可以根据从三个GPS卫星接收到的发射信号来产生某些信息)。
不幸的是，通常在MT和所需要数目的已知位置的发射器/接收器之间并不是一直都有清楚的视线(LOS)。例如在市区环境中，LOS通常被建筑物和/或其它结构阻挡，而在某些其它环境中，自然出现的地形和/或其它特征(例如高山、峡谷、森林、天气等)可以减少LOS，衰减所发射的信号，或者在接收器产生多路径信号。对于许多高频信号或弱信号，LOS损失或这种障碍的引入可以显著地导致该定位技术不精确或者完全无效。

发明内容
本发明的实施例包括用于确定移动终端位置的方法、终端和电路。根据在移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中所得出的距离估计以及在移动终端从至少一个其它类发射器接收的信号中所得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计。例如，其它类发射器可以是GPS卫星或移动电信网络的基站。相应地，通过组合来自多个源的测距信号，可以增加在获取足够的信号以估计移动终端的位置中的灵活性，并且位置估计并不需要使用弱数字电视信号。
在本发明进一步的实施例中，该数字电视信号是第一类电视信号，并且估计移动终端的位置包括在移动终端从数字电视发射器接收数字电视信号，以及从其它类发射器接收不同于数字电视信号的第二类信号。测量所接收的一个数字电视信号和一个第二类信号的传播时间。将所测量的传播时间转换成距离值并使用该距离值估计移动终端的位置，以提供根据该数字电视信号和该第二类信号的位置估计。
在本发明的其它实施例中，至少产生三个距离值。所接收到的数字电视信号和第二类信号的总数目大于3，并且根据第一信号质量标准选择至少一个所接收到的数字电视信号，以用于测量传播时间。另外，根据第二信号质量标准选择至少一个所接收到的第二类信号，以用于测量传播时间。第一信号质量标准和第二信号质量标准可以是所接收到的最小信号强度并且可以是相同或不同的。在所接收到的信号中可以标识具有最好信号质量的多个所接收的信号，包括一个或多个数字电视信号，并且可以仅仅测量所标识的多个所接收的信号的传播时间。多个所接收的信号可以少于5个所接收的信号。
在本发明进一步的实施例中，在移动终端可以接收不同于数字电视信号和第二类信号的一个或多个第三类信号。也测量所接收到的一个第三类信号的传播时间并使用该距离值估计移动终端的位置，以根据该数字电视信号、第二类信号和第三类信号提供位置估计。
在本发明的其它实施例中，测量所接收到的一个数字电视信号的传播时间以及测量所接收到的一个第二类信号的传播时间包括使用单个时间测量单元来测量该数字电视信号和该第二类信号的各个传播时间。该单个时间测量单元可以位于移动终端内，并可以包括频率转换器和相关器电路。
在本发明进一步的实施例中，估计移动终端的位置包括向远程位置确定服务器提供距离估计。从远程位置确定服务器/电路接收该移动终端的位置估计。
在本发明的其它实施例中，所提供的用于确定移动终端的位置的方法包括根据在移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中所得出的距离估计以及根据从移动终端向移动电信网络的至少一个基站所发射的信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计。在这种实施例中，估计移动终端的位置可以包括从移动终端向基站发射至少一个第二类信号，和测量所接收的一个数字电视信号的传播时间和所发射的一个在基站所接收到的第二类信号的传播时间。可以使用多个基站，并且操作可以包括将与多个基站相关联的时钟和与一个数字电视发射器相关联的时钟同步。
在本发明进一步的实施例中，所提供的用于移动终端的位置确定电路包括配置电视信号处理电路以处理从数字电视发射器接收到的数字电视信号，以及配置第二类信号处理电路以处理从不同于数字电视发射器的替换类型发射器所接收到的测距信号。位置计算电路根据从数字电视发射器接收到的数字电视信号所得出的对至少一个数字电视发射器的距离估计，以及根据从替换类型的发射器接收到的测距信号所得出的对替换类型发射器的至少一个发射器的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
在本发明的其它实施例中，所提供的用于移动终端的位置确定电路包括配置电视信号处理电路以处理从数字电视发射器接收到的数字电视信号，以及配置第二类信号处理电路以处理从移动电信网络的基站接收到的测距信号。位置计算电路根据从数字电视发射器接收到的数字电视信号所得出的对至少一个数字电视发射器的距离估计，以及根据从移动终端向移动电信网络的基站发射的信号所得出的对移动电信网络发射器的基站的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
在本发明还有进一步的实施例中，所提供的移动终端包括接收器，被配置成从数字电视发射器接收数字电视信号，以及从不同于数字电视发射器的替换类型发射器接收测距信号。配置电视信号处理电路以处理所接收到的数字电视信号。配置第二类信号处理电路以处理从不同于数字电视发射器的替换类型发射器所接收到的测距信号。位置计算电路根据从数字电视发射器接收到的数字电视信号所得出的对至少一个数字电视发射器的距离估计，以及根据从替换类型的发射器接收到的测距信号所得出的对替换类型发射器的至少一个发射器的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。该位置计算电路可以包括处理器，其提供对远程位置确定服务器的距离估计，以及从远程位置确定服务器接收该移动终端的位置的估计。
在本发明的其它实施例中，提供用于确定移动终端的位置的方法。在移动终端接收来自源数字电视发射器的数字电视信号。所接收到的数字电视信号包括该移动终端附近的一个或多个其它测距信息发射器的标识，以及源数字电视发射器的定时与其它测距信息发射器的定时之间的定时关系。根据所接收到的定时关系从其它测距信息发射器接收测距信号。根据在移动终端从源数字电视发射器接收到的数字电视信号以及从其它测距信息发射器接收到的测距信号得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计。
其它测距信息发射器可以是其它数字电视发射器，并且可以根据所接收到的定时关系获取其它数字电视信号。可以通过调谐器向用于查看的监视器提供从其它数字电视发射器接收到的数字电视信号。也可以提供对应的位置确定电路。


图1的示意方框图所示为常规的地面无线通信系统；图2的示意方框图所示为GPS系统；图3的示意方框图所示为根据ATSC标准的数字电视帧；图4的示意方框图所示为包括根据本发明实施例的位置计算装置的移动终端；图5的流程图所示为根据本发明的实施例用于估计移动终端的位置的操作；图6的流程图所示为根据本发明进一步的实施例用于估计移动终端的位置的操作；图7的流程图所示为根据本发明还进一步的实施例用于估计移动终端的位置的操作；和图8的流程图所示为根据本发明还进一步的实施例用于估计移动终端的位置的操作。
具体实施例方式
现在将参照附图对本发明进行更加全面的描述，其中所示为本发明的说明性实施例。然而，本发明可以通过许多不同的形式实施，并且不应该理解为此处所陈述的实施例的限制，相反提供这些实施例可以使得本说明书更完整全面，并且向本领域的技术人员完整地传达本发明的范围。
如本领域的技术人员可以理解的，本发明可以实施为方法、电路或移动终端。相应地，本发明可以采取的形式有全部硬件实施例、全部软件实施例、或者组合软件和硬件方面的实施例，其全部在此处一般称之为“电路”。
可以使用面向对象的编程语言诸如Java、Smalltalk或C++、常规的程序编程语言诸如“C”编程语言、或低级代码诸如汇编语言和/或微代码编写用于执行本发明操作的计算机程序代码。程序代码可以全部在单个处理器上和/或跨过多个处理器执行，作为独立软件包或者作为另一软件包的一部分。
下面参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或方框和/或流程框图描述本发明。可以理解的是，可以通过计算机程序指令实施流程图说明和/或方框图的每一方框，以及流程图说明和/或方框图的多个方框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用目的计算机、特殊目的计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器以产生机器指令，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令可以创建用于实施流程图和/或方框和/或流程图方框或多个方框中指定功能的装置。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，其可以命令计算机或其它可编程处理器以特定方式执行功能，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生制造产品，包括实施流程图和/或方框图的方框或多个方框中所指定的功能的指令装置。
计算机程序指令也可以装载到计算机上或者其它可编程数据处理器上，以使得在计算机或其它可编程数据处理器上执行一系列操作步骤，以产生计算机实施的处理，使得在计算机或其它可编程处理器上执行的指令提供用于实施流程图和/或方框图的方框或多个方框中所指定的功能或操作的步骤。
根据本发明的某些实施例，通过将数字电视信号定位技术与替换定位技术，诸如一个或多个与移动电信网络和/或全球定位系统(GPS)技术结合起来，可以对诸如激活的通信蜂窝电话的移动终端(MT)进行定位。
通过背景技术的方式，这些离散系统的每一个都采用具有某些共同特征的定位技术。例如，这些系统的每一个使用从在发射器和接收器之间穿过的信号中收集的所需要数目的距离测量，其中发射器或接收器具有已知的或可确定的定位(即，位置)。进一步，例如通过乘以光速或与该信号相关的期望传播速度，一般可以将所收集的每一个距离测量从时间间隔测量转换成对应的距离测量。一旦完成了从时间到距离的转换，然后根据已知的定位和所计算的距离，可以使用常规的三角测量或类似的数学技术来确定MT的定位坐标。
例如在到达时间(TOA)定位技术的情况下，基站(BS)的位置通常是已知的并且不随时间变化。距离测量可以多种方式出现，包括1)当来自MT的上行信号重复传播时，让每一BS测量同步字(synch word)的TOA；2)让每一BS测量与终端通信所需要的定时提前；和/或3)根据从每一BS传输的下行信号中的同步字，让MT单独地测量TOA。假定MT位于在相对平面的环境中，通常需要来自三个BS的距离信息以解算地面上的x和y位置坐标以及(上行链路或下行链路)同步字的未知传播时间。
在GPS定位技术的情况下，如上所述，GPS卫星的位置随着时间而变化。于是GPS接收器通常需要从GPS卫星(或者地面上与GPS相关的精确源)接收精确的时间测量，以知晓在测距测量时间的GPS卫星的位置。GPS接收器和每一至少4个GPS卫星之间的测距测量出现如下1)在每一GPS卫星发射的信号内查找1023个时间片(chip)长的Gold编码序列上的起始点；2)查找位边缘的起始时间；和3)查找数据消息的起始时间。然后将所得到的从每一GPS卫星接收到的信号的“传播时间”转换为距离。所得到的四个距离测量可以用于解决该GPS接收器在x、y和z坐标中的位置，并且可以用于确定该GPS时间与该GPS接收器的独立时钟之间的未知时间差。
类似的，对于该数字电视系统，从具有确定位置的数字电视发射器发射数字电视信号。所发射的信号具有诸如如图3中所示的帧结构，以及在各个发射器的相关的发射时间参考。可以确定时间偏差，以对所接收到的数字电视信号进行同步，该时间偏差例如可以用于确定来自各个发射器的传播时间值。诸如同步信号的已知信息或数据符号可以用于确定时间偏差。在Rostum Corporation White Paper中进一步描述了适合在本发明的实施例中使用的使用电视信号进行这种测距估计的方法，其全部内容在此引做参考。
于是在上面的范例中，数字电视信号的基本定位处理以及移动电信网络和/或GPS主要使用从某些已知位置接收到的信号，以及从足够数目的信号中收集的距离测量来解算MT的位置。下面更加详细的描述这些及其它共同特征，以说明本发明可以通过结合使用数字电视信号和其它方法，如何有利地结合定位技术和/或定位处理。在美国专利US6252543中进一步讨论了适合于本发明的组合信号类型操作的数学解算，其全部内容在此引做参考。
根据本发明的某些实施例，该信号源可以包括基于地面发射器和具有随时间的静态和/或动态位置的基于空间的发射器的任何变化组合。本领域的技术人员会进一步认识到，根据本发明的方法和装置因此可以适用于将基于数字电视信号的方法与各种不同类型的移动终端、其它系统的发射器、和/或特殊目的的发射器结合。然而为了方便，此处所描述的范例实施例涉及将数字电视信号的方法与某些方面的常规移动电信网络(例如蜂窝网络)和/或现存的GPS结合，诸如美国专利US6252543中所述。
现在将参照图4中的说明移动终端100的示意方框图进一步描述本发明的实施例。图4所示为移动无线终端100，来自数字电视发射器的数字电视信号170，GPS信号175以及基站下行链路/上行链路信号180。该移动终端100可以包括与处理器140通信的键盘/小键盘105、显示器110、扬声器115、麦克风120、网络收发器125以及存储器130。网络收发器125典型地包括发射器电路150以及接收器电路145，其通过天线165分别向基站26发射出局无线电频率信号和从基站26接收入局无线电频率信号。然而图4中所示一个天线165，可以理解的是，可以根据所接收的信号类型使用多个天线和/或不同类型的天线。在移动终端100与基站26之间传输的无线电频率信号可以包括业务和控制信号(例如入局呼叫的传呼信号/消息)，其用来与另一方或目的地建立并维持通信，并且可以提供上行链路和/或下行链路通信。然而本发明并不限于这种双向通信系统。
许多常规移动终端中可以包括移动终端100的前述组件，并且其功能是本领域的技术人员所熟知的。进一步应该理解的是，此处所使用的词语“移动终端”可以包括带有或不带有多线显示的蜂窝无线电话；可以结合蜂窝无线电话和数据处理、传真和数据通信功能的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电话、传呼机、互联网/内联网访问、网页浏览器、管理器、日历和/或全球定位系统(GPS)接收器的个人数字助理(PDA)；以及常规膝上电脑和/或掌上电脑接收器或包括无线电话收发器的其它设备。移动终端也可以称之为“渗透计算(pervasivecomputing)”装置。
如在图4的移动终端100中所示为数字电视(DTV)接收器155和GPS接收器160。该DTV接收器155协同处理器140提供数字电视信号处理电路，其被配置成处理从数字电视发射器接收到的数字电视信号。该DTV接收器进一步可以包括将所接收到的DTV信号提供给用于查看的监视器的调谐器，或与其连接。GPS接收器160协同处理器140提供处理电路，其被配置成处理从GPS卫星42接收到的测距信号。于是处理器140结合收发器125或GPS接收器160提供替换类型的信号处理电路，以处理从不同于该数字电视发射器的替换类型的发射器接收到的测距信号。进一步应该理解的是，如图4中所示，网络收发器125可以包括允许网络收发器125支持信号处理的发射器150，用于从移动终端100向基站26发射测距信号，其被配置成执行基于上行链路的距离测量计算(或与能够进行这种计算的位置确定电路相关联)。
如图4中所示，移动终端100进一步包括位置计算电路135，其根据对一个或多个数字电视发射器的距离估计对该移动终端100的位置进行估计，该估计从所接收到的数字电视信号中得出。也可以根据来自替换类型的至少一种发射器诸如基站26或GPS卫星42的信号中得到该距离估计。该位置计算电路135进一步可以配置成将所得到的距离估计提供给远程位置确定服务器(电路)，以及从远程位置确定服务器中接收对移动终端100的位置估计。例如可以在基站26、MTSO 28或该移动电信网络20的其它组件中实施远程位置确定服务器。在其它实施例中，该位置计算电路135执行计算，以在移动终端100处估计移动终端100的位置。而且，虽然在图4的说明中所示的该位置计算电路135以及处理器140为分离的方框，但是应该理解的是，这些方框的功能可以结合成为单个处理器或分散到多个不同的处理器和/或配置成以此处所描述的方式工作的其它硬件。
尽管本发明可以在诸如移动终端100的通信装置或系统中实施，但是本发明并不限于这种装置和/或系统。相反，可以在任何方法、发射器、通信装置、通信系统或计算机程序产品中实施本发明，其被配置成从至少两个不同类型的系统接收(或发射)用于距离测量的信号，包括数字电视信号。
图5至8的流程图所示为可以通过根据本发明实施例的移动终端100执行的操作。现在将参照图5的流程图描述根据本发明的实施例与确定移动终端的位置相关的操作。如图5中所示，在移动终端100从一个或多个数字电视发射器接收数字电视信号(方框200)。而且，在移动终端100从至少一种其它类型的发射器接收不同于该数字电视信号的第二种替换类型的信号(方框205)。
从GPS的描述可以理解的是，上面的基于电信网络的和基于数字电视信号的定位技术可以从分别多个不同发射器类型的系统的每一个中接收通过确定定位源而产生的多个信号。然而如上所述，移动终端的位置计算通常需要少于5个接收到的信号用于距离测量，但是使用更多数目的接收信号可以提供改进的性能。例如使用GPS系统，测量典型地是基于来自4个GPS卫星的测距信号。于是在本发明的各个实施例中，操作可以包括评估所接收信号的信号质量(方框210)以及选择在产生距离估计中所使用的多个所接收到信号之一(方框215)。而且，方框205的操作可以包括接收不同于该数字电视信号的两个或多个完全不同类型的信号。例如，在方框205可以接收GPS信号和电信网络下行链路信号，并且移动终端100的位置估计可以基于来自2、3个或多个不同类型的发射器系统的距离估计的组合。
在方框210可以将信号质量评估操作应用于在移动终端100从数字电视信号、GPS卫星或移动电信网络的用于接收的基站所接收到的测距信号。而且，对每一类型的信号可以应用完全不同的信号质量标准，或者不管所接收到的信号的发射源而应用公共信号质量标准。在本发明的各个实施例中，信号质量测量以及对应的标准可以是相比于最小可接受信号强度的所接收到的信号强度测量。
本发明的替换实施例在通过适当地组合从源得到的测距信息而得到位置估计中可以使用多于所需最小数目的从不同源接收到的信号。例如，可以根据所接收信号的信号质量对来自每一所接收的信号源的距离值进行加权。在某些实施例中，通过所接收信号的信噪比(S/N)标定(例如相乘)来自每一源的距离估计，以在得出位置估计中向根据高质量信号估计的距离提供更大的加权。
当所接收到的测距信号的总数目大于在估计移动终端100的位置中所使用的距离估计的数目时，在方框215选择在产生距离估计中所要使用的接收信号。该选择可以基于在方框210所执行的信号质量评估进行。于是，在方框215可以根据第一信号质量标准选择一个或多个数字电视信号，并且在方框215可以根据第二信号质量标准选择一个或多个从其它类型的发射器接收到的其它信号。在进一步的实施例中，在方框215标识所接收到的信号中具有最佳信号质量的多个接收信号，包括至少一个数字电视信号，并且只为所标识的多个接收信号产生距离估计。例如，该最佳信号质量可以是具有信号强度、误码率等以能够最直接/快速地获取的信号，以用在距离测量和/或提供最可靠的/可重复的距离测量中。
然后可以从所选择的信号产生该距离值，并且可以使用所产生的距离值估计对该移动终端100的位置进行估计(方框220)。可以在该移动终端100产生该位置估计，或者在产生该估计中所使用的信息可以通过移动终端100发射到远程位置，并且如果需要然后可以将该位置估计发射回到该移动终端100。在本发明进一步的实施例中，可以将诸如到达时间的中间测量传输给远程位置确定电路，并且可以将进一步处理的值诸如将距离值估计返回到该移动终端100，以在移动终端100处估计该移动终端100的位置中使用。本领域的技术人员通常会理解的是，不管该计算在哪里执行，在计算该移动终端100的最终位置中通常必须已知信号源的位置以及它们的相关定时。由于这种根据测距信息计算最终位置的方法是通常已知的，这里不再对其进一步进行详述。
现在将参照图6所述的流程图进一步描述根据本发明实施例的操作。对于图6中所述的实施例，在方框300和305接收数字电视信号以及来自至少一种其它类型的发射器的替换信号，其方式基本上与参照图5对方框200和205的描述相同。将参照图6的方框310、315和320描述的操作通常对应于对图5的方框220所描述的操作，并且应该理解的是，图6中所述的实施例也可以包括如参照图5的实施例所述的信号质量评估和信号选择操作。
如图6中所示，测量所接收的一个数字电视信号以及所接收的一个替换类型的信号的传播时间(方框310)。将该传播时间测量转换成为距离值或估计(方框315)。然后使用该距离值估计该移动终端的位置，以提供基于数字电视信号以及一个或多个替换类型信号的位置估计。通常在方框315会产生三个或多个距离值。
在本发明特定的实施例中，在方框310使用单个时间测量单元来测量数字电视信号以及一个或多个替换类型信号的各个传播时间。可以通过例如位于该位置计算电路135(图4)中的、用于产生这种单个时间测量单元的装置提供该单个时间测量单元。而且在特定的实施例中，用于在该移动终端100中产生并使用单个时间测量单元的该装置可以包括频率转换器和相关器电路。
现在将参照图7所述的流程图描述与根据来自移动电信网络发射器的上行链路信号确定移动终端位置相关的操作。关于方框400、410、415和420的操作通常与前面关于图5的方框200、210、215和220的操作处理相同。然而对于图6中所述的实施例，根据从在移动终端接收到的数字电视信号中得出的距离估计并且根据通过移动终端100向被配置成支持这种测距操作的移动电信网络20的一个或多个基站26发射的信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计。相应地，图7中的方框405的操作包括从移动终端100向一个或多个基站26发射适用于测距的上行链路类型的信号。
本领域的技术人员根据上述上行链路类型的定位系统可以理解的是，该接收基站或者相关的位置确定电路可以根据上行链路所传输的测距信号进行定时测量或其它距离测量，并可以将这种信号返回给移动终端100，以在移动终端100进行位置估计中使用。可替换地，可以将在移动终端100例如从所接收的数字电视信号中产生的测距值估计发送给基站26或其它远程位置确定电路，以结合上行链路测距信号测量，产生移动终端100的位置估计，如果需要，该估计可以返回到该移动终端100。而且，可以对在基站26接收到的上行链路测距信号进行信号质量测量，并且在如前述参照图5和6选择那些距离值估计以用来估计该移动终端的位置中，可以对这种测量应用质量标准。
现在将参照图8描述使用上行链路测距信号的本发明进一步的实施例。对于图8中所述的实施例，在方框500和505的操作所进行的方式与参照图7的方框400和405所述的相同，并且不需要进一步描述。而且，在方框510、515和520所述的操作进行的方式通常可以与参照图6的方框310、315和320所述的相同。然而应该理解的是，在方框510用于上行链路测距信号的传播时间测量表示从移动终端100到该接收基站26的传播时间，可以在基站26进行、或者在移动终端100进行该传播时间测量，例如使用从基站26发射到移动终端100的接收信息的时间以及将移动终端100和基站26同步的定时偏移信息。于是更具体地，基于从移动终端100发射到确定位置接收器的信号，或者在移动终端100从任何类型的确定位置发射器接收到的信号的所有测距类型的测量，其通常都可以基于与该远程确定位置相关联的时钟以及该移动终端100的时钟的同步。而且，在估计移动终端100的位置中所使用的不同发射器的时钟反过来可以彼此同步。可以通过调节(校准)各个位置的时钟，或者通过使用通过确定各个偏移以提供在位置确定操作中使用的同步时钟值而提供的“虚拟”时钟来提供这种时钟同步。
定时同步另外的好处可以用来减少用于将例如从GPS卫星或者数字电视发射器接收到的信号同步的查找空间。有关于减少来自GPS卫星的信号的查找空间，在美国专利US6070078和美国专利US6295023中描述了适合于在本发明中所使用的范例操作，这两个专利的全部内容在此都引作参考。
在本发明的特定实施例中，提供定时信息的通信，其可以允许更加有效地查找所接收的数字电视信号的同步符号，以更快速地获取这种信号，使得它们可以在定位该移动终端100的位置中用于产生测距值估计。假定该定时信息可以允许该数字电视接收器155少于完整功能的接收器，其可以解调制信号并保证其满足用于可接受查看的某一信号质量标准。更具体地，数字电视接收器155可以只需要在时间上定位该同步突发，并且由于相关增益，该特定功能的处理增益通常非常多大。通过知晓大致在时间上在何处定位该同步突发可以进一步增加该相关增益，其可以进一步减少干扰。因此，该数字电视接收器155使得可以接受比在其普通操作模式中通常所允许的更多的干扰。该干扰例如可以来自相邻的信道或者附近更强的DTV发射器。通过在非常窄的时间窗上更长的积分而增加相关增益的能力可以允许所使用的数字电视接收器155比通常查看电视图像所具有的信道选择和前端线性更少。这样就导致在移动终端100中所使用的数字电视接收器155的实施更简单和便宜。
例如，可以在较长的相关时间上将更弱的数字电视信号更直接地与在可能的时间偏移的整个范围上查找中所包括的时间相关并平均，其通过减少所需要查找的时间偏移的数目而减少。相应地，特别是在组合移动终端100中，包括带有非常少量的附加预选过滤的蜂窝接收器(诸如WCDMA蜂窝接收器)，可以显著地减少与硬件相关的成本。
根据本发明，可以通过提供与对于移动终端100可见的数字电视发射器相关的同步突发的相关定时和/或相位信息而提供这种益处。可以成功地利用各种方法来发送该定时信息以及该信息的多个时间参照。例如，可以通过蜂窝通信信道发送该时间偏移信息，并且可以相对于蜂窝信道的某些唯一定时特征产生该时间参照，诸如在TDMA和CDMA系统中出现的多帧突发的开始。可替换地，该时间偏移信息可以通过这种蜂窝信道发送，然后相对强数字电视信号的定时或信号同步突发时间位置使用。在进一步的实施例中，该时间偏移信息可以通过数字电视信号本身传送，并进一步可以产生相关于数字电视信号的同步突发时间的定时信息。在还进一步的实施例中，该时间偏移信息可以使用数字电视信号被发送，但是相关于一个或多个基站多帧起始点而产生，可以通过它们相关联的基站标识号来标识该基站。应该理解的是，例如可以通过在美国专利US6070078中所述用于GPS系统的方式实施这种定时辅助。
在本发明特定的实施例中，该数字电视信号可以包括其它附近数字电视发射器的信道标识以及其它数字电视发射器的相关定时信息。可以类似地标识除了其它数字电视发射器之外或者替代其的其它测距源，诸如与该数字电视发射器附近中的无线通信网络相关联的测距信号源，并且可以提供这种源的相关定时信息。在这种实例中，通过数字电视发射器广播该标识和定时信息可以使得接收器利用来自这种源的测距信号，而不需要是该无线通信系统的用户或向其注册。
图4至8的流程图、流程框图和方框图描述了根据本发明实施例的、用于估计移动终端的位置的可能的系统实施方式的结构、功能以及操作，方法以及计算机程序产品。关于这一点，流程图或方框图中的每一方框可以表示模块、片段、部分编码，其包括用于实施具体逻辑操作的一个或多个可执行指令。应该注意到，在某些替换实施方式中，方框中所提到的操作可以不按照附图中所提到的顺序出现。例如连续的两个方框实际上可以基本上同时执行，或者根据所包含的功能，这些方框有时候可以按照相反的顺序执行。
在附图和说明书中，公开了本发明典型说明性实施例，并且虽然采用了具体的词汇，但是它们仅仅是通用性和说明性而不是限制性的使用，在下面的权利要求书中陈述本发明的范围。
权利要求
1.一种用于确定移动终端的位置的方法，包括根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计以及根据在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收的信号中得出的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
2.权利要求1的方法，其中该数字电视信号是第一类型信号，并且其中估计该移动终端的位置包括在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收数字电视信号；在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收不同于数字电视信号的第二类型信号；测量所接收到的一个数字电视信号的传播时间；测量所接收到的一个第二类型信号的传播时间；将传播时间的测量转换成距离值；和使用该距离值估计移动终端的位置，以提供根据该数字电视信号和该第二类型信号的位置估计。
3.权利要求2的方法，其中将传播时间的测量转换成距离值包括产生至少三个距离值。
4.权利要求3的方法，其中所接收到的数字电视信号和第二类型信号的总数目大于3，并且其中为所接收到的一个数字电视信号测量传播时间包括根据第一信号质量标准选择至少一个所接收到的数字电视信号以用于测量传播时间，并且其中为所接收到的一个第二类型信号测量传播时间包括根据第二信号质量标准选择至少一个所接收到的第二类型信号以用于测量传播时间。
5.权利要求4的方法，其中第一信号质量标准和第二信号质量标准至少其中之一包括所接收到的最小信号强度。
6.权利要求4的方法，其中根据第一信号质量标准选择至少一个所接收到的数字电视信号以用于测量传播时间，以及根据第二信号质量标准选择至少一个所接收到的第二类型信号以用于测量传播时间，包括在所接收到的信号中标识具有最好信号质量的多个接收信号，该多个接收信号的至少其中之一是数字电视信号；和仅仅测量所标识的该多个接收信号的传播时间。
7.权利要求6的方法，其中该多个接收信号包括少于5个的接收信号。
8.权利要求4的方法，其中该第二类型信号是全球定位系统(GPS)信号或移动电信网络的下行链路信号。
9.权利要求4的方法，进一步包括在该移动终端接收至少一个不同于该数字电视信号和该第二类型信号的第三类型信号；测量所接收到的一个第三类型信号的传播时间；和其中使用该距离值估计该移动终端的位置，以提供根据该数字电视信号和该第二类型信号的位置估计包括使用该距离值估计移动终端的位置，以提供根据该数字电视信号、该第二类型信号和该第三类型信号的位置估计。
10.权利要求9的方法，其中该第三类型信号是全球定位系统(GPS)信号并且该第二类型信号是移动电信网络的下行链路信号。
11.权利要求2的方法，其中测量所接收到的一个数字电视信号的传播时间和测量所接收到的一个第二类型信号的传播时间进一步包括使用单个时间测量单元来测量该数字电视信号和该第二类型信号的各个传播时间。
12.权利要求11的方法，其中该单个时间测量单元位于该移动终端中，并且包括频率转换器和相关器电路。
13.权利要求1的方法，其中根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计和根据在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收的信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计包括根据至少三个距离估计对该移动终端的位置进行估计。
14.权利要求13的方法，其中所接收到的数字电视信号和从至少一个其它类型的发射器接收到的信号的总数目大于在估计该移动终端的位置中所使用的距离估计的数目，并且其中估计该移动终端的位置进一步包括根据第一信号质量标准选择至少一个所接收到的数字电视信号，以用于产生在估计该移动终端的位置中所使用的距离估计；以及根据第二信号质量标准选择从至少一个其它类型的发射器中所接收到的至少一个信号，以用于产生在估计该移动终端的位置中所使用的距离估计。
15.权利要求14的方法，其中第一信号质量标准和第二信号质量标准的至少其中之一包括所接收到的最小信号强度。
16.权利要求14的方法，其中选择至少一个所接收到的数字电视信号以用于产生距离估计，以及选择从至少一个其它类型的发射器所接收到的至少一个信号以用于产生距离估计，包括在所接收到的信号中标识具有最好信号质量的多个接收信号，该多个接收信号的至少其中之一是数字电视信号；和仅仅为所标识的该多个接收信号产生距离估计。
17.权利要求16的方法，其中该多个接收信号包括少于5个的接收信号。
18.权利要求17的方法，其中从至少一个其它类型的发射器接收到的信号包括全球定位系统(GPS)信号或移动电信网络的下行链路信号。
19.权利要求14的方法，其中根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计以及根据在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收的信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计，其包括根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计，以及根据在该移动终端从第二类型发射器接收到的信号得出的距离估计，以及根据在该移动终端从第三类型发射器接收到的信号得出的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
20.权利要求19的方法，其中从该第三类型发射器接收到的该信号包括全球定位系统(GPS)信号并且从该第二类型发射器接收到的该信号包括移动电信网络的下行链路信号。
21.权利要求1的方法，其中根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计以及根据在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收的信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计，其包括将该距离估计提供给远程位置确定服务器，以及从该远程位置确定服务器接收该移动终端的位置的估计。
22.权利要求2的方法，其中根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计以及根据在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收的信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计，其包括将该传播时间测量提供给远程位置确定服务器以及从该远程位置确定服务器接收该移动终端的位置的估计，和其中通过该远程位置确定电路执行将该传播时间测量转换成距离值并且使用该距离值估计该移动终端的位置以提供位置估计。
23.一种用于确定移动终端的位置的方法，包括根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计以及根据从由该移动终端向移动电信网络的至少一个基站发射的信号中得出的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
24.权利要求23的方法，其中估计该移动终端的位置包括在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收数字电视信号；从该移动终端向至少一个基站发射至少一个第二类型信号；测量所接收到的一个数字电视信号的传播时间；测量所发射的在至少一个基站所接收到的一个第二类型信号的传播时间；将传播时间的测量转换成距离值；和使用该距离值估计移动终端的位置，以提供根据该数字电视信号和该第二类型信号的位置估计。
25.权利要求24的方法，其中该至少一个基站包括多个基站，并且其中该方法进一步包括将与该多个基站相关联的时钟和与该至少一个数字电视发射器相关联的时钟同步。
26.一种用于移动终端的位置确定电路，包括电视信号处理电路，被配置成处理从数字电视发射器接收到的数字电视信号；第二类型信号处理电路，被配置成处理从不同于数字电视发射器的替换类型发射器所接收到的测距信号；以及位置计算电路，根据从至少一个数字电视发射器接收到的数字电视信号所得出的对至少一个数字电视发射器的距离估计，以及根据从至少一个替换类型的发射器接收到的测距信号所得出的对替换类型发射器的至少一个发射器的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
27.一种用于移动终端的位置确定电路，包括电视信号处理电路，被配置成处理从数字电视发射器接收到的数字电视信号；第二类型信号处理电路，被配置成处理从移动电信网络的基站所接收到的测距信号；以及位置计算电路，根据从至少一个数字电视发射器接收到的数字电视信号所得出的对至少一个数字电视发射器的距离估计，以及根据从由该移动终端向移动电信网络的该基站发射的信号所得出的对移动电信网络发射器的基站的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
28.一种移动终端，包括接收器，被配置成从数字电视发射器接收数字电视信号，以及从不同于数字电视发射器的替换类型发射器接收测距信号；电视信号处理电路，被配置成处理所接收到的数字电视信号；第二类型信号处理电路，被配置成处理从不同于数字电视发射器的替换类型发射器所接收到的测距信号；以及位置计算电路，根据从至少一个数字电视发射器接收到的数字电视信号所得出的对至少一个数字电视发射器的距离估计，以及根据从至少一个替换类型的发射器接收到的测距信号所得出的对替换类型发射器的至少一个发射器的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
29.权利要求28的移动终端，其中该位置计算电路包括处理器，其提供对远程位置确定服务器的距离估计，并且其从远程位置确定服务器接收对该移动终端的位置的估计。
30.权利要求28的移动终端，其中该替换类型的发射器包括全球定位系统(GPS)卫星或移动电信网络的基站的至少其中之一。
31.权利要求30的移动终端，其中移动电信网络的该基站是地面基站。
32.权利要求28的移动终端，其中该位置计算电路进一步包括用于根据至少三个距离估计对该移动终端的位置进行估计的装置。
33.权利要求32的移动终端，其中所接收到的数字电视信号和从至少一个其它类型的发射器接收到的信号的总数目大于在估计该移动终端的位置中所使用的距离估计的数目，并且其中该位置计算电路进一步包括一个装置，其用于根据第一信号质量标准选择至少一个所接收到的数字电视信号以用于产生在估计该移动终端的位置中所使用的距离估计，以及根据第二信号质量标准选择从至少一个其它类型的发射器所接收到的至少一个信号以用于产生在估计该移动终端的位置中所使用的距离估计。
34.权利要求33的移动终端，其中第一信号质量标准和第二信号质量标准的至少其中之一包括所接收到的最小信号强度。
35.权利要求33的移动终端，其中用于选择至少一个所接收到的数字电视信号以用来产生距离估计以及选择从至少一个其它类型的发射器所接收到的至少一个信号以用来产生距离估计的装置，包括在所接收到的信号中标识具有最好信号质量的多个接收信号，该多个接收信号的至少其中之一是数字电视信号；和仅仅为所标识的该多个接收信号产生距离估计。
36.权利要求35的移动终端，其中该多个接收信号包括少于5个的接收信号。
37.权利要求36的移动终端，其中从至少一个其它类型的发射器接收到的信号包括全球定位系统(GPS)信号或移动电信网络的下行链路信号。
38.权利要求33的移动终端，其中该位置计算电路进一步包括一个装置，其用于根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计，以及根据在该移动终端从第二类型发射器接收到的信号得出的距离估计，以及根据在该移动终端从第三类型发射器接收到的信号得出的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。
39.权利要求38的移动终端，其中该第三类型发射器包括全球定位系统(GPS)卫星，并且该第二类型发射器包括移动电信网络的基站。
40.权利要求28的移动终端，其中该位置计算电路进一步包括用于使用单个时间测量单元来测量该数字电视信号和该接收到的测距信号的各个传播时间的装置。
41.权利要求40的移动终端，其中用于使用单个时间测量单元的装置进一步包括频率转换器和相关器电路。
42.一种用于确定移动终端的位置的方法，包括在移动终端接收来自源数字电视发射器的数字电视信号，该数字电视信号包括该移动终端附近的至少一个其它测距信息发射器的标识，以及该源数字电视发射器的定时与该至少一个其它测距信息发射器的定时之间的定时关系；根据所接收到的定时关系从至少一个其它测距信息发射器接收测距信号；根据在该移动终端从该源数字电视发射器接收到的数字电视信号中以及从该至少一个其它测距信息发射器接收到的测距信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计。
43.权利要求42的方法，其中该至少一个其它测距信息发射器包括至少一个其它数字电视发射器，并且其中根据所接收到的测距信号的定时关系从至少一个其它测距信息发射器接收测距信号包括根据所接收到的定时关系从至少一个其它数字电视发射器接收数字电视信号。
44.权利要求43的方法，其中从至少一个其它数字发射器接收数字电视信号包括根据所接收到的定时关系从至少一个其它数字发射器获取该数字电视信号。
45.权利要求44的方法，进一步包括将该数字电视信号从该至少一个其它数字发射器提供给用于查看的监视器。
46.权利要求42的方法，其中该至少一个其它测距信息发射器包括与无线通信网络相关联的至少一个发射器。
47.一种用于移动终端的位置确定电路，包括接收器，在移动终端接收来自源数字电视发射器的数字电视信号，该数字电视信号包括该移动终端附近的至少一个其它测距信息发射器的标识，和在该源数字电视发射器的定时与该至少一个其它测距信息发射器的定时之间的定时关系；接收器，根据所接收到的定时关系从该至少一个其它测距信息发射器接收测距信号；位置计算电路，根据在该移动终端从该源数字电视发射器接收到的数字电视信号中以及从该至少一个其它测距信息发射器接收到的测距信号中得出的距离估计对该移动终端的位置进行估计。
48.权利要求47的电路，其中该至少一个其它测距信息发射器包括至少一个其它数字电视发射器，并且其中所接收到的该测距信息包括来自该至少一个其它数字电视发射器的数字电视信号。
49.权利要求48的方法，进一步包括调谐器，其将该数字电视信号从该至少一个其它数字发射器提供给用于查看的监视器。
全文摘要
用于确定移动终端的位置的方法、电路和移动终端。根据在该移动终端从至少一个数字电视发射器接收的数字电视信号中得出的距离估计以及根据在该移动终端从至少一个其它类型的发射器接收的信号中得出的距离估计，对该移动终端的位置进行估计。例如，该其它类型的发射器可以是GPS卫星或移动电信网络的基站。相应地，通过组合来自多个源的测距信号，可以增加获取足够信号以估计移动终端位置的灵活性，并且该位置的估计可以不需要使用弱数字电视信号。
文档编号G01S5/00GK1729406SQ200380101884
公开日2006年2月1日 申请日期2003年10月3日 优先权日2002年10月23日
发明者W·O·小坎普 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司