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HINTERGRUND
UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Bestimmung der Position von drahtlosen. Hochfrequenz (Radio Frequency
(RF)-Standardkommunikations-Transmitter/Receivers
("transceivers") auf der Grundlage
von deren Kommunikationen bietet das Potential für Notrufdienste (Feuer, Rettungswesen
und Polizei), noch schneller auf Hilferufe zu antworten. Öffentliche
Sicherheit und private Sicherheit können unterstützt werden,
indem Information bezüglich
Position und geographischer Lage verfügbar gemacht werden. Technologien,
wie zum Beispiel diejenigen, die hierin beschrieben sind, erfordern
eine Modifizierung von Standardkommunikationsgeräten auf irgendeine Weise, um die
Echtzeitbestimmung von deren Positionen zu erleichtern.
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Die
Kommunikations-Transceivers, die am häufigsten von der Allgemeinheit
verwendet werden, sind mobile Einheiten (d.h. "Telefone") von zellularen Kommunikationssystemen.
Beispiele enthalten das "zellulare Telefon" und "Personal Communications
Service" (PCS)-Systeme. Zellulare
Kommunikationssysteme verwenden typischerweise zum "Managen" des Sendeleistungspegels
einer mobilen Einheit, um ihren Sendepegel auf nur das zu beschränken, was
für erfolgreichen
Kommunikationsempfang in der steuernden lokalen "Zelle" notwendig ist. Dieses Leistungsmanagement
kann den Empfang der Kommunikationsübertragungen an mehreren Empfängerorten
begrenzen und somit die Aufgabe der Bestimmung der Position des
Senders erschweren. Bei Verwendung zur Kommunikation sind ferner
die drahtlosen Telefone Sprach- oder "Verkehrs"-Sendekanälen statt Steuer- oder "Zugangs"-Kanälen zugeordnet.
Somit sind Einrichtungen erforderlich, um die Sender auf irgendeinem
Typ von Kanal zu orten.
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Die
vorliegende Erfindung widmet sich diesen Themen, indem sie robuste
und effiziente Mittel zum Extrahieren von parametrischen Meßgrößen aus
einem oder beiden von Sprach- und
Steuerkommunikationssignalen bereitstellt. Diese Meßgrößen können dann
verwendet werden, um die Ortsbestimmungsverarbeitung zu unterstützen, die
notwendig ist, um drahtlose Kommunikationstransceivers zu orten.
Positionsdaten können dazu
verwendet werden, um drahtlose Rufe zu jemanden oder Agenturen zu
leiten, der/die sich in einer Position befindet, um den Ruf zu beantworten.
Somit kann die Positionsinformation eine schnelle Antwort auf drahtlose
Notrufe "9-1-1" unterstützen. Andere
Anfragen, wie zum Beispiel Hilfe bei keinem Notfall oder positionsbezogene "Gelbe Seiten"-Information kann
auch behandelt werden. Bewegungsdaten können anhand der Positionsdaten
erzeugt werden; genannte Daten können
zur Überwachung
von Verkehrsstaus sowie zum Fahrzeugparkmanagement verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann die Leistung und Kosteneffizienz von
einer Vielzahl von Systemlösungen
zum Orten von drahtlosen Standardmobilkommunikationssendern verbessern.
Es sind zahlreiche Techniken offenbart worden, die dazu dienen sollen,
für den
Nutzwert zu sorgen und die Bedürfnisse
bei genannten Systemen zu erfüllen.
Als Pionier genannter Technologien beschreibt das U.S.-Patent Nr.
4,728,959 unter anderen neuartigen Merkmalen ein System mit einem
Mittel zur Messung eines Richtungswinkels der mobilen Funksendestation
von mindestens zwei Landstationen durch Phasendifferenzmessung,
das Mittel zur Durchführung
einer phasenempfindlichen gewichteten Integration eines komplexen
konjugierten Produkts eines äquivalenten
Signals in jedem Antennenelement enthält. Dies läßt unter anderem die Messung
des Ankunftswinkels (Angle-Of-Arrival (AOA)) eines Signals von einem
mobilen Transceiver auf der Grundlage der Kovarianzen der elementaren
Signale zu, die mit gephasten Arrays an verteilten Sensororten empfangen
werden, um dadurch die Position eines mobilen Standardkommunikationssenders
zu erhalten und bereitzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung fördert
den Stand der Technik bei AOA-Systemen, indem Matched-replica-Korrelationen
verwendet werden, um deren Robustheit zu verbessern und die Anwendbarkeit
genannter fundamentaler Konzepte im Bereich von hoher Gleichkanalstörung zu
erweitern. Gleichkanalstörung
stellt ein besonderes Problem dar und wohnt einem Typ von digitalem
Kommunikationssystem inne, das als Codemultiplex-Vielfachzugriff (Code-Division-Multiple-Access
(CDMA))-Kommunikationen bekannt ist. Es existieren Systeme, die
vorgeben, Positionen für
mobile Standardsender zu liefern, indem es Meßgrößen aus "strahlförmigen" Signalen unter Verwendung von Time-Difference-Of-Arrival (TDOA))-Korrelationen
der direkten abgetasteten Repräsentationen
der Signale selbst, bei ausreichender Signalbandbreite (die häufig bei
den meisten kommerziellen "analogen" Transceivers nicht
zur Verfügung
steht) extrahiert. Das Senden kann (adaptiv) einige Mehrwegesignalausbreitungseffekte
lindern. Jedoch müssen
zur tatsächlichen
Implementierung genannter Korrelationsverarbeitung die abgetasteten
Signalrepräsentationen
an einem gemeinsamen Korrelationsort erfaßt werden. Genannte Signalerfassung
erfordert die Unterstützung
von "back haul"-Kommunikation der
wesentlichen Datenvolumina, die die Repräsentationen der abgetasteten
Signale bilden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Nutzwert von AOA-
und TDOA-basierten
Lokalisationskonzepten zu erweitern derart, daß sie auf Signale anwendbar
sind, die nicht notwendigerweise das Produkt von Strahlbildung sind
und nicht die Ausgaben mit sich bringen. Es ist auch eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, die Effektivität der Korrelationsverarbeitung
durch die Verwendung von Matched-replica-Verarbeitung voranzutreiben,
was dem Korrelator eine verzerrungsfreie Repräsentation des Signals für verbessern
Korrelationsdetektierbarkeit zur Verfügung stellt. Es ist auch eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Effizienz der Verarbeitung
des integrierten Systems zu verbessern, indem der Bedarf an irgendeiner
Inter-site-back-haul-Kommunikation von repräsentativen Signaldaten beseitigt
wird, wenn die Signalreplik aus dem empfangenen Signal und/oder
aus einer bekannten gespeicherten Replik örtlich abgeleitet werden kann. Es
ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Menge an repräsentativen
Signaldaten, die zwischen Orten übertragen
werden, durch die Extraktion und Verwendung der demodulierten Formen
des Informationsgehalts, der sich in den RF-Sendungen für alle Modulationsformen
befindet, wesentlich zu reduzieren.
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Das
U.S.-Patent Nr. 5,327,144 offenbart ein System, das behauptet, Signal-Time-Of-Arrival
(TOA) zu messen, und eine zugehörige
Time-Difference-Of-Arrival (TDOA)-Lösung unter Verwendung von etwas,
das als Korrelationsverarbeitung beschrieben wird. Die beschriebene
Technik erfordert jedoch extensive Inter-site-back-haul-Kommunikationen
von abgetasteten Signalrepräsentationen
oder der weniger extensiven demodulierten Repliken. Genannte Kommunikationen
werden anscheinend verwendet, um Positionen für mobile Standardsender in
zellularen Kommunikationssystemen, die analoge Steuerkanäle verwenden,
durch die Ausnutzung der kurzen, "diskontinuierlichen" (Steuer)-Signale zu liefern. In den
Vereinigten Staaten verwenden die "analogen" Signalformate für die "Luftschnittstelle" zwischen dem mobilen Transceiver und
der Kommunikationssysteminfrastruktur die Advanced Mobile Phone
System (AMPS)-Spezifikation. Die AMPS-Steuernachrichten treten in
Bursts auf, die eine Dauer von näherungsweise
einem Zehntel einer Sekunde aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung verbessert den Nutzwert der korrelativen Ableitung
von irgendwelchen Meßgrößen, indem
die Anforderung an diskontinuierliche, analoge Steuersignale und
nach Back haul-Kommunikationen von Signalrepräsentationen beseitigt wird.
Die vorliegende Erfindung erweitert ferner die Anwendbarkeit der
Matched-replica-Verarbeitung,
um die Verarbeitung von Signalen von "kontinuierlichen" oder opportunistischen (statt lediglich
induzierten oder transpondeten) Sendungen sowie von Sendungen von
digitalen Formaten, wie zum Beispiel Sprachsignalen in CDMA-Systemen,
zu ermöglichen.
Außerdem
erweitert die vorliegende Erfindung auch Matched-replica-Korrelationsverarbeitung,
um robuste und effiziente Meßwerte
von AOSs sowie TOAs oder TDOAs für
alle Kommunikationssignalformate zu liefern.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein System, das positionsabhängige Parameter
für einen
mobilen Standardkommunikationsfunksender in einem zellularen Kommunikationssystem
effektiv bestimmt und diesen ortet und/oder verfolgt. Das System
verwendet Replika-Korrelationsverarbeitung
und zugehörige
Techniken zur Reduzierung und Rekonstruktion von repräsentativen
Signaldaten, um interessierende Signale zu detektieren und robuste
Meßwerte
von positionsbezogenen Empfangssignalparametern, wie zum Beispiel
Time Differences Of Signal Arrival (TDOAs) und Directional Angles
Of Arrival (AOAs) für
die Abschätzung
der Positionen von zellularen Kommunikationssignalquellen zu erhalten.
Die neue Verwendung in der vorliegenden Erfindung von Signalkorrelationsverarbeitung
zur Unterstützung
des Ortens von Kommunikationssendern ermöglicht eine genaue und effiziente
Extraktion von Parametern für
ein bestimmtes Signal selbst in einem Frequenzband, das mehrere
empfangene Übertragungen
enthält,
wie dies bei Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA)-Kommunikationen auftritt.
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Die
Verwendung von Korrelationsverarbeitung in der vorliegenden Erfindung
ermöglicht
außerdem größere Verarbeitungsintegrationszeiten,
um die effektive Detektion von gewünschten Kommunikationssignaleffekten
und verbesserte Messung von deren positionsbezogenen Parametern
selbst für
die Kommunikationssignale, die moduliert sind, um Sprachkonversationen
zu übermitteln,
oder diejenigen, die durch Ausbreitungseffekte geschwächt sind,
zu erleichtern. Bei Ableitbarkeit von den empfangenen Übertragungen
selbst, wie zum Beispiel mit ausreichend stark modulierten Signalen,
die digitale Information repräsentieren,
oder bei Verfügbarkeit
auf andere Weise, wie zum Beispiel mit Kommunikationssteuer- oder
anderen bekannten Dateninhalten in den empfangenen Übertragungen,
ermöglicht
die Verwendung von rekonstruierten Signalrepliken bei der Korrelationsverarbeitung
in der vorliegenden Erfindung die Beseitigung von Inter-site-Kommunikationen der
Signalrepräsentationen,
die die Korrelationsanalysen unterstützen. Die Verwendung von Repräsentationen
mit reduzierten Daten der modulierten Signale für Sprachkonversation oder für die variablen
Komponenten von Datenkommunikationen in der vorliegenden Erfindung
reduziert die Inter-site-Kommunikationen wesentlich, die die Korrelationsanalysen
unterstützen.
Somit verbessert die vorliegende Erfindung die Robustheit, Anwendbarkeit
und Effizienz wesentlich und reduziert sie die Implementierungskosten
von Korrelationstechniken für
die Detektion und Messung von Signalparametern zur Unterstützung des
Ortens und Verfolgens von drahtlosen Kommunikationssendern, die
in zellularen oder geographisch unterteilten Kommunikationssystemen verwendet
werden.
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Alle
vorangehend genannten Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und mehr werden unten mit Hilfe der folgenden illustrativen
Figuren und beispielhaften Ausführungsformen
erläutert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1.
Eine Betriebssystemkonfiguration ist mit dem Empfang der Übertragungen
von einer mobilen drahtlosen Kommunikationseinheit an den Orten
von vernetzten Antennen eines integrierten Ortsbestimmungssystems
gezeigt.
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2.
Geometrische Beziehungen für
Time-Difference-Of-Arrival für
zwei Sensororte sind als Hyperbellinien gezeigt, die die Ortskurven
von Positionen repräsentieren,
die den mit den zahlreichen Zeitdifferenzen verbundenen verschiedenen,
Differenzen mit konstantem Bereich zuschreibbar sind.
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3.
Eine Time-Difference-Of-Arrival-Ortsbestimmung wird durch den Schnittpunkt
von zwei Hyperbeln repräsentiert,
die mit den Zeitdifferenzen verbunden sind, die mit zwei verschiedenen
Paaren verbunden sind, die von drei Sensororten gebildet werden.
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4.
Eine Angle-Of-Arrival-Ortsbestimmung wird durch den Schnittpunkt
von zwei nicht kollinearen Linien mit konstanter Peilung repräsentiert,
die mit Signalankunftswinkeln an zwei verschiedenen Sensororten verbunden
ist.
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5.
Ein autonomer Betrieb am Sensorort und Datenfluß wird gezeigt, in dem das
empfangene Signal zu einer Korrelation mit einem örtlich abgeleiteten
oder gespeicherten Matched-replica für die Extraktion von Ankunftswinkel-
und/oder Ankunftszeitmeßwerten
geleitet wird, um zentral abgeschätzte Orte zu stützen.
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6.
Ein kooperativer Betrieb am Sensorort und Datenfluß ist gezeigt,
in dem die empfangenen Signale an getrennten Orten zu einer gemeinsamen
Korrelation miteinander zur Extraktion von Zeitdifferenz- und/oder
Ankunftswinkelmeßwerten
geleitet werden, um zentral abgeschätzte Orte zu stützen.
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7.
Signalreproduktion ist in Ausführungsformen
der Signaldaten repräsentiert,
die sich anhand der aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstufen ergeben,
die die Erstellung der Signalrepräsentationen stützen, die in
den Matched-replica-Korrelationen angewandt werden.
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8A und 8B.
Der Funktionssteuerfluß des
Ortsbestimmungssystems, der als Beispiel für eine Ortsbestimmungssystemkonfiguration
dient, bringt die Zuordnung durch den Steuerort von Datenerfassung und
Berichterstattungsverantwortlichkeiten für die Sensororte und Berechnung
von Ortsabschätzungen
am Steuerort auf der Grundlage der gemeldeten Meßdaten mit sich.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Orte
von Sendern von HF-Signalen können
anhand der geometrischen Interpretation von Messungen von Parametern,
wie zum Beispiel den Unterschieden in den Ankunftszeiten oder den
Richtungswinkeln der Ankunft von deren Signalen an mehreren Empfangsorten
mit bekannter Position bestimmt werden. 1 stellt einen
HF-Sender 101 dar, der ein Signal 102 sendet,
das mit Antennen 103 empfangen wird, die von einem Netzwerk
von Sensororten beziehungsweise -stationen 104 betrieben
werden, die über
das gesamte Betriebsgebiet des Senders verteilt sind. Wie für den gezeigten
Sender angedeutet, können
die zu lokalisierenden Sender mobile, drahtlose Kommunikationseinheiten,
wie zum Beispiel die in zellularen oder persönlichen Kommunikationsdienstsystemen
verwendeten Telefone sein. Sensorstationen sind über "Back haul-Kommunikations"-Verbindungen 105 mit
mindestens einem zentralen Ort oder einer zentralen Steuerstation 106 verbunden, an
dem/der die Zeitdifferenz- oder Winkeldaten, die von den Sensororten
erfaßt
werden, analysiert werden können,
um die geschätzten
Orte, Bewegungen und zugehörigen
Unsicherheiten für
die interessierenden Sender bereitzustellen. In einem drahtlosen
Kommunikationssystem werden die Verbindungen 105 "back-haul" bezeichnet, da sie
für die
Einrichtung für
die stützende
Kommunikation von Information im Hintergrund unter den verteilten
Stationen sorgen, die notwendig sind, um die primären HF-Kommunikationen 102 zu
stützen,
die zu und von den Kommunikationseinheiten übertragen werden.
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1. Zeitbezogene
Meßwerte
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Mit
den zeitbezogenen Messungen kann die Erleichterung bei der Ortsbestimmung
in der Beziehung gesehen werden, die ein Time-Difference-Of-Arrival
(TDOA)-Wert zwischen Signalen, die gemeinsam an einem Paar von Orten
(z.B. mit Nummern 1 und 2) empfangen werden, zu den Entfernungen
oder Abstände
zwischen den Orten der Signalempfänger und des Ortes des Signalsenders
aufweist. Mit der Annahme, daß die Signalausbreitungsgeschwindigkeit
näherungsweise
die Lichtgeschwindigkeit c ist, ist dann die TDOA t12 zwischen
Orten 1 und 2 T12 = (r1 – r2)/c wobei
r1 und r2 Bereiche
vom Senderort zu den Orten der Empfangsantennen für jeweilige
Orte 1 und 2 sind. In einer einfachen ebenen zweidimensionalen Darstellung
definiert die durch Multiplizieren der TDOA mit c erhaltene Entfernungsdifferenz
eine Hyperbel, entlang derer der Sender angeordnet ist. Das heißt, daß eine einzige
TDOA-Messung eine hyperbolische Ortkurven von möglichen Senderorten spezifiziert. 2 stellt
die geometrischen Beziehungen dar, die mit TDOA-Meßwerten
verbunden sind, die mit zwei Sensororten 201 und 202 erhalten
werden, die an Orten gezeigt sind, die jeweils mit SS1 und SS2 an
der Oberseite und Unterseite von 2 gekennzeichnet
sind. Die durch die dunklen Linien 203 bis 207 gekennzeichneten
Hyperbeln sind die Ortskurven von möglichen mit zahlreichen TDOA-Werten
verbundenen Senderpositionen, die für jede Linie unterschiedlich
sind. Die Hyperbeln sind in Bezug auf die zwei Seiten der ortsverbindenden
Grundlinie 208 symmetrisch, die durch die dunkle gestrichelte
Linie zwischen den zwei Sensororten gekennzeichnet ist. Als ein
einfaches Beispiel würde
ein einziger TDOA-Wert von Null anzeigen, daß es keinen Unterschied in
den Bereichen eines Senders zu jedem der zwei Sensororte gibt, und
wäre die
zugehörige
Ortkurve von möglichen Orten
für den
Sender die geradlinige senkrechte Winkelhalbierende der sensorverbindenden
Grundlinie. Die Hyperbel 205 kommt nahe an diese Winkelhalbierende
heran. Wie in 2 zu sehen ist, kann natürlich der Senderort,
wenn nur TDOAs verfügbar
sind, die genau zwei Orte umfassen, nicht genauer als auf einer
Hyperbel, die sich um die Welt erstreckt, bestimmt werden. Mit dem
Empfang des Signals an einem dritten, nichtkollinearen Ort 303,
wie in Figur gezeigt, kann ein weiterer TDOA-Meßwert, z.B. zwischen Sensorort
1 und 3, erhalten werden, der eine weitere Hyperbel 301 definiert,
die die erste 206 kreuzen kann. Der Ort 302 des Schnitts
der zwei verschiedenen Hyperbeln kann anhand der zwei zugehörigen TDOA-Meßwerte berechnet werden.
Wie mit jedem Meßwert
werden die TDOA-Meßwerte
mit innewohnenden Ungenauigkeiten oder Unsicherheiten erhalten,
die aufgrund der Signalausbreitung und Meßgeräteeigenschaften anfallen. Diese
Unsicherheiten werden in 3 durch die hellen gestrichelten
Linien 304 repräsentiert
und anhand dieser Unsicherheiten kann das durch die dunkle Ellipse 305 gekennzeichnete
Unsicherheitsgebiet für
den Schnitt der Hyperbeln berechnet werden, um Genauigkeit der Ortsabschätzung für den Sender
zu repräsentieren.
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2. Richtungsbezogene
Meßwerte
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Mit
den richtungsbezogenen Meßwerten
kann man sich die Erleichterung der Ortsbestimmung in der Beziehung
vorstellen, die die Angle-Of-Arrival (AOA)-Werte für gemeinsam
an einem Paar von Orten (z.B. mit der Nummer 1 und 2) empfangene
Signale zum Ort des Signalsenders und den Orten der Signalempfänger aufweist.
Wie in 4 dargestellt, spezifiziert jeder Winkelmeßwert einzeln
eine Peillinie (Line Of Bearing (LOB)) 401 und 402,
entlang derer sich die wahrscheinliche Position des Senders befinden
kann. Der wahrscheinliche Ort 403 kann anhand des Schnittpunktes
von zwei oder mehr derartigen LOBs bestimmt werden, und die Unsicherheiten 404 bezüglich der
Winkel und zugehörigen
LOBs können
verwendet werden, um die Ellipse 405 zu berechnen, die
das Unsicherheitsgebiet für
die Ortsabschätzung
repräsentiert.
Ohne irgendwelche andere Information sind (nur) zwei derartige LOBs,
die mit den Winkeln von zwei Antennenorten verbunden sind, erforderlich,
um eine Ortsabschätzung
zu erhalten. Die Prozeduren zum Anwenden besagter Richtungsfeststelltechniken
für die
Ortsbestimmung von zellularen Kommunikationstransceivers sind zum
Beispiel von Maloney et al. im U.S.-Patent Nr. 4,728,959 ("das '959") für das Direction
Finding Localization System (DFLS) beschrieben.
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3. Korrelationsverarbeitung
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Für eine Signalquelle,
wie zum Beispiel ein Funktelefon, steht die Genauigkeit seines Ortes,
der anhand von Messungen von Differenzen hinsichtlich der Signalankunftszeiten
oder Signalankunftsrichtungen an bekannten Orten bestimmt wird,
direkt mit der Genauigkeit der verwendeten TDOA- und AOA-Meßprozesse
in Beziehung. Es ist allgemein bekannt [z.B. Weiss und Weinstein, "Fundamental Limitations
in Passive Time Delay Estimation – Part I: Narrow-Band Systems," IEEE ASSP, 31, S.
472-486, 1983, und zugehörige
Fundstellen], daß die
optimale TDOA-Meßgenauigkeit,
die bei der Verarbeitung von empfangenen Signalen erzielbar ist,
die Cramer-Rao-Grenze ist und daß der Prozeß der Signal-"Kreuzkorrelation" (unten erörtert) die
Cramer-Rao-Grenze mit optimaler Detektierbarkeit bei normalen Signal- und Rauschbedingungen
von Natur aus erzielt. Somit ist der Standardsignalverarbeitungsansatz,
der bei TDOA-Abschätzung
verwendet wird, der Signalkorrelationsprozeß. Es ist ferner allgemein
bekannt [z.B. H. L. Van Trees, "Detection,
Estimation and Modulation Theory, Part I, "New York: Wiley, 1968, und zugehörige Fundstellen],
daß die
Fähigkeit,
sogar das Vorhandensein eines gewünschten Signals, das zwischen
dem normalen zusätzlichen
Rauschen und Störung
von anderen Signalen eingebettet ist, zu detektieren, durch Verwendung
von Korrelationsverarbeitung, um diejenigen Signalkomponenten, die
mit dem gewünschten
Signal "kohärent" oder "korreliert" (d.h. ähnlich)
sind, zu verstärken
und die Komponenten, die nicht erwünscht sind oder nicht von Interesse
sind, "herausintegriert" oder "weggemittelt" werden, optimiert
wird.
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Signaldetektionsgeräte, die
den Korrelationsprozeß verwenden,
werden als "Korrelationsempfänger" bezeichnet. Somit
kann der Korrelationsprozeß verwendet
werden, um sowohl Detektion bei Vorhandensein von Gleichkanalstörung oder
an mehreren Empfangsstationen zu erzielen als auch Meßwerte zur
Stützung von
Ortsbestimmungsanalysen zu extrahieren.
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Der
Signalkorrelationsprozeß wird
durch die Gleichung für
die Korrelationsfunktion der Zeitverzögerung oder des "Nacheilens" t zwischen den Signalen
repräsentiert:
wobei x
10 und
x
20 die analytischen Signalwellenformen
mit Mittelwert Null sind, die die Mengen von abgetasteten Signalen
repräsentieren,
zwischen denen die Zeitdifferenz gewünscht ist; das Integral eine "Summierung" des Produkts der
zwei Signalwellenformen ist; die integrierte Summe über die
Menge S(t
0, T) berechnet wird, die die Zeit
(Momente) repräsentiert,
zentriert bei t
0 und das Intervall T aufspannend:
d.h. in mathematischer Mengenschreibweise, S(t
0,
T) = {s | t
0 – T/2 < s < t
0 + T/2}; ds die Zeitdifferential der Integrationsvariablen
ist; und "Norm" der Normierungsfaktor
ist, der typischerweise so gewählt
ist, daß der
Korrelationskoeffizient (d.h. der Funktionswert für jedes
bestimmtes Nacheilen, t) eine Größe aufweist,
die nicht größer als
Eins ist: d.h. |R
120| kleiner als oder gleich
Eins ist. Ohne den Normierungsfaktor stellt diese Korrelation eine
zeitlich gemittelte Abschätzung
der "Kovarianz" zwischen den zwei
Signalen dar. Die Wirksamkeit und Eigenschaften der Korrelationsfunktionen
sind allgemein bekannt, wie dies in den obengenannten Fundstellen
zitiert ist, und nicht Gegenstand des vorliegenden Patents.
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Obwohl
offensichtlich in der Form komplex, liefert die obige Formulierung
der Korrelationsfunktion die gewünschten
Eigenschaften zur Detektion von Signalen und Analyse der Zeitdifferenzen
zwischen Signalen, wie dies anhand der folgenden Diskussion ersichtlich
wird. Signalwellenformen können
eine große
Vielfalt von Eigenschaften aufweisen, aber können allgemein so charakterisiert
werden, daß sie
zwischen zwei Extreme fallen: perfekt geordnet oder perfekt zufallsmäßig. In
jedem Fall wird angenommen, daß die
Signale einen Mittelwert von Null aufweisen, da jeder konstante
Mittelwert ungleich Null oder "DC-Bias"-Wert von den Signalen subtrahiert oder "blockiert" werden kann. Somit
können
die Signale als "bipolar" betrachtet werden,
wobei eine Hälfte
von deren Werten positiv und die andere Hälfte negativ ist. Das "geordnete" Signal kann als
sinusförmig bezeichnet
werden, wie zum Beispiel bei einem nicht modulierten "Träger" von potentiellen
Kommunikationen, während
das "Zufalls"-Signal vollständig unvorhersehbar
ist, wie zum Beispiel bei einem Signal, das thermischem Rauschen ähnelt. Mit
jedem Signaltyp ist das Produkt einer willkürlichen Zeitausrichtung von
zwei derartigen Signalen allgemein auch bipolar und mittelt die
Integration eines derartigen Produkts die positiven Werte mit den
negativen Werten und ergibt sie eine kleine kumulierte Summe (d.h.,
daß die
Korrelationskoeffizientgröße nahe
bei Null ist). Dies könnte
offensichtlich bei der oben beschriebenen Korrelation auftreten,
wenn z.B. die involvierten zwei Signale vollständig zufällig und unähnlich sind oder wenn die Signale
sinusförmig, aber
aus ausreichend unterschiedlichen Frequenzen sind. Dies könnte auch
auftreten, sogar wenn die in einer Korrelationsberechnung involvierten
zwei Signale Kopien desselben zufalls- oder sinusförmigen Signals
sind, aber nicht geeignet zeitlich synchronisiert sind. Wenn andererseits
die zwei Signale, die korreliert werden, effektiv dasselbe Signal,
aber mit einem Zeitversatz zwischen ihnen sind, dann kann die Korrelationsfunktion
so abgeschätzt
werden, daß der
bestimmte Zeitverzögerungswert
t21, den Signalkopie 1 verursacht, mit Signalkopie
2 synchronisiert wird derart, daß, jedes Mal wenn der Kopie
1-Wert positiv oder negativ ist, dann der korrespondierende Kopie
2-Wert in gleicher Weise positiv oder negativ ist. Für diesen
bestimmten Zeitverzögerungswert
würden
alle Signalprodukte ungleich Null, die in der Integration kumuliert
werden, positiv sein (d.h., daß das
Produkt "unipolar" ist), und würde der
Betrag des Korrelationskoeffizienten entsprechend groß sein (d.h.
nahezu Eins). Da jeder (analoge) Empfänger ein Signal erzeugt, das
keine perfekte Kopie des gesendeten Signals ist (aufgrund von Empfängereigenrauschen
sowie Empfangsstörung
und Signalausbreitungsverzerrung), wird dann die Korrelation der
an getrennten Orten empfangenen Signale nicht perfekt sein (d.h.
wird keinen Betrag von genau Eins erzeugen). Nichtsdestotrotz kann
die Detektion des Vorhandenseins eines gewünschten Signals durch die Stärke oder
den Betrag der Korrelationsfunktion angezeigt werden, und kann der Grundwert
des TDOA zwischen zwei Signalen als der Wert der Zeitverzögerung zwischen
Signalen verwendet werden, der den Betrag der Signalkreuzkorrelationsfunktion
maximiert.
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4. Korrelations- und Detektierbarkeit
(Integrationszeit)
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Die
Fähigkeit
des Korrelationsempfängers,
das gewünschte
Signal bei Vorhandensein von Rauschen und Interferenz zu detektieren,
ist durch das Korrelationsintegrationszeit (Correlation Integration
Time (CIT)) – Intervall
begrenzt, und verbesserte Detektierbarkeit kann sich anhand von
längeren „kohärenten" CITs ergeben, die
Interferenz- und Rauscheffekte weiter „wegmitteln". Zur Detektion von
Mehrfachortempfang, z. B. zur Unterstützung der Ortsbestimmung, kann
die Dauer der CIT verlängert
werden, um welche auch immer erforderliche Signaldauer zu enthalten
und nicht kohärentes
Rauschen oder Interferenz zuverlässig
zu dekorrelieren. Diese Verlängerung
der CIT für
Mehrfachortempfang kann durch die Verwendung in der Korrelation
der matched-replica erzielt werden, die von einem fernen Ort empfangen
oder lokal abgeleitet oder im voraus an jedem Ort, zum Beispiel
für einen
speziellen Kommunikationsprotokollnachrichtengehalt bekannt sind.
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Für Kommunikationsempfang
kann die Dauer der Daten, die im Korrelationsintervall effektiv
integriert werden können,
d. h. die maximal nützliche
CIT auf das maximale Intervall der übertragenden Nachricht begrenzt
werden, die für
den Korrelationsempfänger
vor der Sendung bekannt ist. Mit den Zufallsnachrichtenmustern,
die mit Sprachübertragungen
auftreten, ist dieses CIT-Maximum für Kommunikationsempfang die Dauer
des Signals, die verwendet wird, um eine Nachrichteneinheit, z.
B. Bit oder Bit-Tuplet, zu senden.
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5. Beispiel: „Matched-Replica" Korrelation inhärent in
CDMA-Empfang
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Ein
Beispiel für
die Detektionsfähigkeit
der Korrelationsfunktion ist in den Korrelationsempfängern begründet, die
verwendet werden, um Codemultiplex-Vielfachzugriff (Code-Division-Multiple-Access
(CDMA)-HF-Kommunikationssignale zu empfangen. Wenn die Signale ähnlich sind,
ist der Korrelationseffizient groß, und das umgekehrte gilt
für unähnliche
Signale. Die Korrelationsfunktion stellt das Mittel zum Detektieren und
Messen des Grades von Ähnlichkeit
zwischen Signalen sowie der Zeitverzögerung zwischen den Signalen bereit.
In CDMA- und ähnlichen „Streuspektrum"-Kommunikationen, wird jede digitale
Nachricht, die gesendet werden soll, durch die Verwendung eines
Signals mit großer
Bandbreite oder Streuspektrumsignals, das für den Empfänger „bekannt" ist, verschlüsselt, um jedes Bit (oder Bitpaar
oder Bit-Tuplet) im Nachrichtenbitstrom zu repräsentieren. Wenn z. B. die Nachricht
durch einzelne Bits verschlüsselt
wird, dann könnte
ein bekanntes Signal verwendet werden, um jede „1" zu repräsentieren, und könnte ein
weiteres bekanntes Signal (z. B. das inverse oder komplementäre Korrelationssignal)
jede „0" repräsentieren.
Das zusammengesetzte Signal für die Übertragung
wird durch sequentielles Miteinanderverketten der repräsentativen
Wellenformen für
die gewünschte
Bit-Sequenz gebildet und dieses Signal wird gesendet. In Übereinstimmung
mit der Telecommunications Industry Association and Electronic Industries
Association Interim Standard TIA/EIA/IS-95-Spezifikation für CDMA-Systeme
in den USA werden die verschlüsselten
Bit-Sequenzen zur HF-Übertragung
unter Verwendung von Quaternary Quadrature-Phase-Shift-Keying (QPSK)
zur Darstellung von Bitpaaren („00", „01", „10", und „11") transformiert.
Ein Korrelationsempfänger
kann seine eigenen „matched replica" der Signal-„Codes", z. B. getrennt
diejenigen für „1" und „0" oder für die Bitpaare,
mit seinem empfangenen Signal korrelieren und kann somit die vorgesehene
Nachricht rekonstruieren (z. B. durch erneutes Modulieren), indem
der Bitstrom erzeugt wird, der mit großen Korrelationen des empfangenen
Signals mit den dem System innewohnenden matched replicas übereinstimmt.
Für die Übertragung
seines bestimmten Nachrichtenbitstrom verwendet jeder Sender eindeutige „Codes" oder Signale, die
mit denjenigen, die an anderen Sendern im System verwendet werden,
nicht gut korrelieren. Für
den Empfang der vorgesehenen Bits kann jeder Empfänger mit
irgendwelchen verwendeten Repliken korrelieren und somit ein Signal
von den vielzähligen
Sendern in einem gemeinsamen Frequenzband empfangen. Ausgehend von
den von den Sendern verwendeten Replikasignalen wird das empfangene
Signal durch die Umwandlung in HF am Senderort verzerrt und wird
es mit Rauschen und Interferenz kombiniert und beim Empfang am Empfangsort
verzerrt. Die matched replica des Empfängers selbst liefert eine in
großem
Maße reine
Form des vorgesehenen gesendeten Signals zur Verwendung im Korrelationsprozeß.
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6. Korrelation
und Meßwertextraktion
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Wenn
der oben beschriebene Korrelationsprozeß verwendet wird, um eine verbesserte
Signaldektektion zu eröffnen,
kann er auch angepaßt
werden, um robuste Meßwerte
von Signalparametern, die sich von TDOAs unterscheiden, wie zum
Beispiel AOAs, Signalstärke
und Doppler-Verhältnis
zu extrahieren. Zum Beispiel können
in einer bevorzugten Ausführungsform
mit der Verwendung einer Empfangsantenne, die als ein „phased
array" aus zwei
oder mehr Elementen (von denen die elementaren Signale unter Verwendung
von phasengekoppelten Oszillatoren, wie im '959 Patent beschrieben, empfangen werden)
konfiguriert ist, die Signale x
1(t) und
x
2(t), von Elementen 1 und 2 in der Antenne
an einer einzigen Station durch Korrelation bei einem kleinen (möglicherweise
variierenden) Verzögerungsoffset
t
max(s) mit einem Repliksignal, x
0(t), empfangen werden, um jeweilige Koeffizientenreihen
R
01(t
max(s)Is, T)
und R
02(t
max(s)Is,
T) zu erhalten. Die Verzögerungen t
max(s) sind im Vergleich mit der CIT, T,
die zur Berechnung der Korrelationen verwendet werden, „klein" und sind die Verzögerungs-Offsets,
die mit den lokalen Korrelationsextrema verbunden sind, bei denen
die erfolgreich detektierte Korrelation erfolgt. Aufgrund von Rauschen,
Verzerrung und Signalausbreitungseffekten (wie zum Beispiel Mehrwegausbreitung)
können
die Extremwerte t
max(s) von einer Korrelation
zur nächsten
variieren. Dann kann der Signalankunftswinkel durch Beziehungen,
wie sie im '959
Patent geschrieben sind, von den Phasendifferenzen zwischen den
zahlreichen Elementkorrelationskoeffizienten abgeleitet werden.
Das heißt,
in einer Weise, die analog zu derjenigen ist, die in den '959-Beschreibungen
zur Analyse mit zwei Elementen präsentiert ist, kann der AOA
relativ zum Winkel der Winkelhalbierenden der Zwischenelementgrundlinie
aus dem „Argument" des komplexen Mittelwerts über ein
Zeitintervall S des konjugierten Produkts der Korrelationskoeffizienten
abgeleitet werden:
wobei
k die Wellenzahl (zwei pi geteilt durch die Wellenlänge) des
Signals ist, b der (Grundlinie-) Zwischenelementabstand ist und
die „arg"-Funktion in dieser
Anmeldung die Phase der (z. B. Nullnacheilen-) Korrelation der Korrelationskoeffizienten
selbst ist. Andere Nutzungen von Korrelationsergebnissen, die die
verbesserte Detektierbarkeit und Genauigkeit ausnutzen, die sich
aus der Korrelationsverarbeitung ergeben, können zum äquivalenten Extrahieren von
AOA-Messwerten mit alternativen, aber verwandten und äquivalenten
Ausdrücken
angewandt werden, wie z. B. diejenigen, die die paarweisen Kovarianzen
unter der Vielzahl von Korrelationskoeffizienten adaptiv ausnutzen,
die von den mehrfachen elementaren Signalen von einer Antenne mit einem
gephasten Array ableitbar sind. Somit können die Korrelationsergebnisse
auch beim Strahlformen mit Antennen mit gephastem Array, z. B. in
derselben Weise, wie sie oben für
AOA-Meßwerte
beschrieben wurde, angewandt werden, um alle Vorteile von räumlicher
Trennung („Spatial
Division Multiple Access" – SDMA)
die durch Strahlformung anfallen, für sowohl Ortsbestimmung als
auch Kommunikation zu erzielen. In ähnlicher Weise können die
Korrelationsergebnisse zur weiteren Nutzung von Ortsbestimmungen
verwendet werden, um Meßwerte
von anderen Signalparametern, wie z. B. Meßwerte von Signalstärke, die
in direkter Beziehung zu den Korrelationskoeffizienten stehen, oder
Doppler-Verhältnisse,
die in direkter Beziehung zu den Änderungsraten der Zeitdifferenzen
stehen, zu extrahieren.
-
7. Autonome gegenüber kooperative
Verarbeitung („Back
Haul")
-
Um
den Korrelationsprozeß zum
Detektieren des gemeinschaftlichen oder gemeinsamen Empfangs eines
Signals an getrennten Orten und/oder Messen des TDOA oder AOAs für zwei an
separaten Orten empfangene separate Signale einzusetzen, müssen beide
Signale gemeinsam dem Korrelator zur Verfügung stehen oder muß die „bekannte" Signalwellenform
gemeinsam getrennten Korrelatoren zur Verfügung stehen. Für die Messung
einer Signalankunftsrichtung an jedem Ort werden die Ergebnisse
des korrelierten Empfangs von Signalen von dem vielzähligen „gephasten" Elementen von seiner
Richtungsempfangsantenne verwendet, um den „phasenbasierten" AOA-Meßwert in
der Weise abzuleiten, wie sie oben erörtert wurde und die analog
zu der in dem "959-Patent
beschrieben ist. Für
die Messung des TDOA zwischen den an zwei Orten empfangenen Signalrepräsentationen
werden beide Signale in einem gemeinsamen Korrelator verwendet oder
wird die „bekannte" Signalwellenform
in getrennten Korrelatoren verwendet, von denen jeder eine Ankunftszeit
(Time of Arrival (TOA)) bestimmt, mittels derer die Differenz durch
Substraktion erhalten werden kann. 5 stellt die
Funktionskomponentenkonfiguration und Datenflüsse dar, die im autonomen sensorseitigen
Betrieb verwendet werden, in dem eine „bekannte", örtlich
abgeleitete oder gespeicherte Replik in der Korrelationsverarbeitung
verwendet wird, um AOA- oder TOA-Meßwerte, wie oben beschrieben
und weiter unten ausgearbeitet, zu erzielen. In der dargestellten
Ausführungsform
antwortet das Antennenelement auf das HF-Signal und erzeugt es die variierende
Spannung des analogen Signals, das „konditioniert", empfangen und zum
Analog-Digital-Wandler (ADC) zur „Digitalisierung" in sequentiellen „Zeitreihen"-Abtastpunkten geleitet
wird. Die Korrelationsmeßwerte
werden von der digitalen Korrelation der empfangenen Signalabtastungen
mit dem abgetasteten modulierten, Matched-Replika des gesendeten Signals geleitet.
Wie weiter unten erörtert,
kann dieser Vorgang angewandt werden, wenn eine bekannte Nachricht
oder Bit-String-Replik bei der Korrelation mit a-priori-bekannten
Teilen des Steuer/Zugriffskanalabtastsignals verwendet wird oder wenn
Overhead-Bit-Sequenzen, wie sie mit Kommunikationssynchronisation,
Befehlsbestätigung
und/oder Kontaktmanagement verbunden sind, bei der Korrelation mit
dem Sprach/Verkehrskanalabtastsignal verwendet werden. Dieser Vorgang kann
sogar zum Einsatz kommen, wenn Bit-Paar-Repliken beim Korrelieren
mit dem abgetasteten Sprachsignalkanal (d.h. mit allen digitalen
Luft-Schnittstelle-Formaten zum Erhalten von TOAs und mit CDMA-Signalen zum
Erhalten von AOAs) verwendet werden. Wenn eine zuverlässige Demodulation
erzielt und erhöhte
CITs für
verbesserte Zeitkennung-Genauigkeit garantiert sind, können die
modulierten Repliken anhand der Demodulation des empfangenen Signals
in Analogie mit dem Demodulationsablauf, der unten für kooperative
Ortsverarbeitung erörtert
wird, lokal abgeleitet werden. In jeder Lösung für diesen autonomen Betrieb
sind keine „Back-Haul"-Kommunikationen
erforderlich, um die Replikinformation für die Unterstützung der
Korrelationsanalysen bereitzustellen.
-
Natürlich ist
die gemeinschaftliche Korrelation für die Verarbeitung beliebiger
Signale notwendig, für die
die Wellenform nicht vor Empfang bekannt ist und vom empfangenen
Signal nicht abgeleitet werden kann. Korrelation mit der Replikinformation,
die durch Demodulation von einem starken Empfang erhältlich ist,
kann auch verwendet werden, um Detektion mit und Extraktion von
Ortsbestimmungsmeßwerten
von einem schwachen Empfang, der anderenfalls nicht nützlich gewesen
wäre, kooperativ
zu eröffnen.
In typischen verteilten „zellularen" Kommunikationssystemen
werden die Signalen an Zellenbasisstationen an diskreten Orten empfangen,
die über
das gesamte geographische Gebiet verteilt sind, über dem die Kommunikationsdienste
bereitgestellt werden, und sind die Zellstationen durch einen Kommunikations-Backbone
mit zentralen Einrichtungen verbunden, um die verteilten Kommunikationsdienste
zu unterstützen.
In gleicher Weise repräsentiert 6 die
Funktionskomponentenkonfiguration und Datenflüsse, die im kooperativen sensorseitigen
Betrieb zum Einsatz kommen, um Joint-Correlation-Analysen von potentiell
gemeinsamen Signalen zu unterstützen, die
an zwei getrennten Orten empfangen werden. In diesem kooperativen
Korrelationsbetrieb wird eine (digitale) Repräsentation von einem der Signale,
d.h. das stärkere
von den zwei, wenn sie sich im Signal-zu-Rauschen-Leistungsverhältnis (Signal-to-Noise
(SNR)) wesentlich unterscheiden, zum Ort übertragen, an dem das andere
Signal empfangen wird. Diese unterstützende Art von „Back-Haul"-Kommunikation von
Signalrepräsentationen
zum gemeinsamen Ort zur gemeinschaftlichen Korrelation bildet eine
teure Komponente des typischen Ortsbestimmungssystems, das TDOA-Meßwerte für seine
Ortsbestimmungen ableitet. Die vorliegende Erfindung setzt Replika-Datenspeicherung
und -reduktion ein, um die Back-Haul-Kommunikationsbelastung zu
beseitigen oder zu minimieren.
-
Die
direkteste (digitale) Repräsentation
eines Signals ist eine direkte Kopie des (abgetasteten) Signals selbst.
Gemäß dem fundamentalen
Nyquist-Theorem der Signalverarbeitung muß ein Signal mit einer Rate
abgetastet werden, die wenigstens dem Zweifachen der Bandbreite
seines Informationsgehalts entspricht, um den Inhalt genau wiederzugeben.
Im Falle der frequenzmodulierten (Frequency-modulated (FM))-Signale,
die im Format des Advanced Mobile Phone System (AMPS) gesendet werden,
das in der Electronics Industries Association/Telecommunications
Industries Association-Spezifikation EIA/TIA-553 spezifiziert ist
und als der „analoge" Zellularsystemstandard
in den U.S.A. verwendet wird, sind die Signalkanäle um 30 kHz getrennt und können sie
somit durch näherungsweise
60 Tausend Abtastungen pro Sekunde repräsentiert werden. Wenn ein Dynamikbereich
von näherungsweise
50 dB für
jede Abtastung der Signalrepräsentation
gewünscht
wird, dann würde
jede Abtastung 8 „Bits
(,b')" an Information sein
und könnte
die Signalrepräsentation
aus 480 Tausend Bits (480 kb) für
jede Sekunde der Signaldauer bestehen. Die Übertragung einer derartigen
Datenmenge zur Unterstützung
von Signalkorrelationen stellt eine Last dar und eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Back-Haul-Kommunikationsbelastung
zu lindern oder zu beseitigen, wenn immer möglich.
-
8. „Matched-Replica"
-
Die
vorliegende Erfindung liefert ein einfaches Verfahren und ein Mittel
zur Verbesserung der Detektierbarkeit von Kommunikationssignalen
an einem Ort oder an mehreren Orten zur Minimierung oder Beseitigung
des Bedarfs an übermäßigen Back-Haul-Kommunikationen zur
Unterstützung
der Korrelationsverarbeitung, die zur Detektion von Signalankünften und
zur Ableitung von Meßwerten
für die
Ortsbestimmung von Kommunikations-Transceivern verwendet wird. Insbesondere
wendet die vorliegende Erfindung effektive und effiziente Matched-Replica-Korrelationen
zur Unterstützung
der optimalen Detektion und Messung von gemeinsamen Signalortsbestimmungsparametern
an. Beim Einsatz des Matched-Replica-Ansatzes ist das potentielle empfangene
Signal bekannt oder an jedem Empfangsort abgeleitet oder bereitgestellt,
wenn die gesendete Wellenform abgeleitet werden kann, oder wird
es zum/zu den gemeinsamen Korrelationsort(en) überbetragen, wenn die lokal „unbekannte(en)" Signalform(en) aus
der Ferne empfangen und interpretiert werden. Für ein in der Ferne empfangenes
Signal verwendet die vorliegende Erfindung eine Form mit „reduzierten
Daten" der übertragenen
Wellenform (z.B. das demodulierte Signal), um Korrelationsverarbeitung
mit einer Repräsentation
effizient zu unterstützen,
die keine Zwischenstationsübertragung
eines „Abbildes
mit hoher Treue" der
gesendeten Wellenform erfordert. Die Verwendung von Korrelationen
ermöglicht
die Erhöhung
des Korrelationsintegrationsintervalls über eine Dauer, die das Intervall
wesentlich überschreitet,
das zum Detektieren der einzelnen Einheiten oder Bits der „Kommunikation" verwendet wird.
Die Verwendung von Repräsentationen
der Signalrepliken mit reduzierten Daten zur Unterstützung der
Korrelation vermeidet die Notwendigkeit, vollständige Signalkopien an einen
gemeinsamen Ort für
die Korrelationsverarbeitung zu übertragen.
-
Genauer
gesagt erfolgen in den in den USA verwendeten AMPS-Netzen die Kommunikationen
der mobilen Einheiten auf separaten Frequenzkanälen, die im Abstand von 30
kHz angeordnet und bei näherungsweise
835 MHz zentriert sind. Zwei Kommunikationstypen finden statt: diejenigen
auf „Steuerkanälen (Control Channels
(CCs))" und diejenigen
auf „Sprachkanälen (Voice
Channels (VCs))".
Jedesmal wenn der Benutzer der mobilen Einheit in die mobile Einheit
eine zu wählende
Telefonnummer eingibt und den Anruf einleitet, läßt der eingebettete Datenprozessor
der mobilen Einheit den Transceiver eine CC-Nachricht senden, die
eine Dauer von näherungsweise
100 Millisekunden (msec) aufweist und aus Datenbits besteht, die
durch gleitende Frequenzumtastung (Frequency-Shift-Key (FSK))-Modulation
mit einer Rate von 10 Tausend Bits pro Sekunde (bps), d.h. 10 kbps gesendet
werden. Wenn die mobile Einheit von einem anderen Anrufer „angerufen" wird, „ruft" in ähnlicher
Weise das Kommunikationssystem die mobile Einheit mit einer CC-Nachricht und antwortet die
mobile Einheit mit einer CC-FSK-Nachricht ebenfalls mit einer Dauer
von nährungsweise
100 msec und mit einer Informationsrate von 10 kbps. In jedem Fall
wählt das
Kommunikationssystem bei Empfang der CC-Nachrichtensendung von der
mobilen Einheit danach einen VC zur Durchführung der Konversation und sendet
es eine Nachricht, die den ausgewählten VC zuordnet, zur mobilen
Einheit zurück.
Die darauffolgenden Konversationen folgen danach auf den anfänglichen
und nachfolgend zugeordneten VCs. Die Sprachsignale sind natürlich vor
Empfang unbekannt und werden durch Frequenzmodulation (Frequency
Modulation (FM)) übertragen,
wenn sie auftreten. Vor Sendung werden die Sprachsignale kompandiert
und gefiltert, was die Bandbreite von Signalen sogar noch weiter
reduziert, die bereits innenwohnend durch den Bereich des Frequenzgehaltes
der menschlichen Stimme beschränkt
sind. Somit ist die anfänglich
CC-Nachricht von
der mobilen Einheit typischerweise durch ein Signal mit wesentlich
größerer Bandbreite
als derjenigen des VC charakterisiert. Da es allgemein bekannt ist
[z.B. Weiss und Weinstein, op. cit.], daß die Genauigkeit, mit der
ein TDOA-Meßwert
abgeschätzt
werden kann, umgekehrt proportional zur Signalbandbreite und zur
Wurzel des Zeit-Bandbreite-Produkts
ist, sorgt die CC-Nachricht einer mobilen Einheit, die gemäß AMPS-Kommunikationsstandards
in Betrieb ist, für
die primäre
Gelegenheit zur adequaten Ortung derselben durch TDOA-Meßtechniken.
In einer zu AMPS ähnlichen
Weise sind die Sprachübertragungen,
die von typischen Specialized Mobile Radio (SMR)-Systemen zur Verfügung gestellt
werden, auch FM-moduliert, in 25 kHz-Kanälen und somit in ähnlicher
Weise in deren Effektivität
zur TDOA-Bestimmung beschränkt.
In dem Maß,
daß ein
VC-Signal die Bestimmung
von TDOAs unterstützen
wird, kann nichtsdestotrotz eine Replik zur Korrelationsverarbeitung durch
entweder ein Segment des abgetasteten Signals oder ein abgetastes
Segment eines FM-demodulierten Sprachsignals repräsentiert
werden, das selbst durch eine Bandbreite charakterisiert werden
kann, die relativ zu derjenigen der FM-Sendung reduziert ist. In
der Tat kann sogar der Datengehalt der abgetasteten Sprachsignalrepräsentation
durch Linear Predective Coding (LPC) und Dynamic Range Companding,
obgleich mit ausreichender Treue für genaue FM-Wellenformrekonstruktion
weiter reduziert werden.
-
Für eine digitale
Datennachricht, wie zum Beispiel eine Kommunikationssteuernachricht,
stellt das einfachste Beispiel für
eine Repräsentation
der gesendeten Wellenform mit reduzierten Daten die übertragene, extrahierte,
demodulierte Datennachricht selbst dar. Wie vorher erwähnt, kann
eine derartige Nachricht durch die relative kleine mittlere Bit-Rate
von nährungsweise
10 kbps repräsentiert
werden, während
die gesendete Wellenformrepräsentation
eine viel größere Bit-Rate
verlangen würde.
Die Replikwellenform ist aus dem Nachrichtengehalt durch die Verwendung
der Nachricht-zu-Wellenform-Transformation
konstruiert, die für
die Spezifikationen des interessierenden bestimmten Kommunikationssystems
geeignet ist. Diese Transformationen schließen zahlreiche Formen, wie
zum Beispiel die Formen von FSK, QPSK und DQPSK, die in EIA/TIA
und anderen Spezifikationen beschrieben sind, ein, wie dies oben
erwähnt
ist, und weiter unten diskutiert wird.
-
Die
vorliegende Erfindung kann eine Ortsangabe für einen drahtlosen Kommunikationssender,
wie z. B. für
einen Notruf 911-Ruf bei einem Public Safety Answering Point (PSAP)
effizient bereitstellen, indem die Korrelationsdetektion von Signalankunftszeiten
(Times Of Signal Arrival (TOAs)) und Signalankunftswinkel (Angles
Of Signal Arrival (AOAs)) der den Ruf auslösenden CC-Sendung ohne den
Bedarf an irgendeiner Kommunikation von Signalrepräsentationen
zu einem gemeinsamem Korrelatorort benötigt wird. Die notwendigen
Detektionen können
jeweils mit Korrelationen an deren jeweiligen Empfangsorten durch
Verwendung einer matched replica des CC-Signals, das aus dem empfangenen
CC-Nachrichtengehalt rekonstruiert ist, detektiert in Echtzeit oder
im voraus bekannt, abgeleitet werden. In Übereinstimmung mit dem AMPS-Format-Standard
[EIA/TIA-553] für
alle Steuernachrichten beginnen die gesendeten CC-Signale mit einem „zeitlich übereinstimmenden" Bit-Muster, danach
folgen definierte Informationsbits in einer speziellen Frequenz,
die fünfmal
durch eine zuverlässige
Kommunikation wiederholt wird, und enden sie letztendlich mit Fehlerdetektion
und Korrektur-Bit-Mustern. Obwohl jede Nachricht aus individuellen
Anruf- und Ruftelefonnummern und einer identifizierenden Seriennummer
eindeutig zusammengesetzt werden kann, sorgt somit der erfolgreiche Empfang
und die Demodulation des Nachrichtengehalts für den Datenstrom an jedem Ort,
aus dem die FSK-Replik für
effektive Detektion und Paramterbestimmung durch Korrelationsanalyse
rekonstruiert werden kann. In der Tat ist es die extrahierte Repräsentation
der demodulierten Steuernachricht, die die gesendete Replik definiert,
und ermöglicht
sie, daß deren
Detektion und parametrische Messung mit optimaler Robustheit und
Genauigkeit durch den Korrelator bestimmbar ist, Da die Dauer der
CC-Nachricht kurz ist, und da die gesamte Nachricht empfangen und
dekodiert werden kann, kann die gesamte oder irgendein Teil der
Replik zur Verwendung in der Korrelation zur genauen Identifizierung
der Zeit eines ausgewählten
speziellen Moments im Gehalt der Nachricht rekonstruiert werden
(z.B. Ende des Sync-Musters oder der Beginn des Fehlerdetektionsmusters
oder der Beginn des ersten Bits in der dritten Wiederholung des
Datengehalts). Wie oben erwähnt,
wird die Genauigkeit der parametrischen Messung mit der Verwendung
von längerer
Signaldauer im Korreationsprozeß verbessert.
Mit erfolgreicher Bestimmung von ortsbezogenen Parametern, wie z.B.
TOAs und/oder AOAs muß nur
der sehr kleine Informationsgehalt, der die gemessenen Parameterwerte
und Unsicherheiten beschreibt, gemeinsam mit deren Ort und Zeit
der Messung an einen gemeinsamen Ort übertragen werden, wo die Differenzen
in den TOAs, d.h. die TDOAs, berechnet werden können und/oder wo alle ortsbezogenen
parametrischen Daten verwendet werden können, um den zugehörigen Ort
des Senders abzuschätzen.
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Es
tritt eine wachsende Anzahl von Kommunikationssystemen auf, bei
denen der Sprachgehalt der Kommunikation „digitalisiert" wird und danach über Techniken,
wie zum Beispiel Code-Division-Multiple-Access (CDMA) und Time-Division-Multiple-Access
(TDMA), in entweder der North American (NA)-TDMA oder der Global
System for Mobile Communications (GSM)-TDAM-Form statt über die
analogen FM-Techniken der AMPS-Systeme übertragen
wird. In ähnlicher
Weise senden drahtlose Datenkommunikationsgeräte, wie zum Beispiel diejenigen,
die in Cellular Digital Packet Data (CDPD)-Systemen verwendet werden,
digitalisierte Informationen in Übereinstimmung
mit Luft-Schnittstellen-Spezifikationen,
die deren individuellen Repliksignalformate definieren. Mit derartigen „digitalen" Systemen kann die
digitalisierte Sprache oder Dateninformationsgehalt verwendet werden,
um die Signalwellenform adäquat
zu repräsentieren,
was zur Korrelation notwendig ist, um die gewünschten Abschätzungen
von TDOAs, AOAs oder anderen Ortsangabeparametern zu bestimmen.
Wie oben beschrieben, kann der digitalisierte Informationsgehalt
aus einer Informationsrate von nährungsweise
10 kbps (Zehntausend Bits pro Sekunde) oder weniger bestehen, während die
direkte Repräsentation
der HF-Signalform mehrere Hunderttausend Bits pro Sekunde (oder
sogar mehrere Millionen Bits pro Sekunde, im Falle von CDMA-Signalen
mit kodierten Bandbreiten von mehr als 1 MHz – eine Million Hertz) bilden.
Somit kann mit der Sendung an einen gemeinsamen Ort von lediglich
dem reduzierten „digitalen" Informationsgehalt
in einem Segment der Kommunikationen, die an getrennten Orten empfangen
werden, der Informationsgehalt dann verwendet werden, um die äquivalenten
gesendeten Signalwellenformen für
den Einsatz in der notwendigen Korrelationsverarbeitung zu rekonstruieren.
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9. Spezifische Matched-Replika-Konstruktion/Rekonstruktion
-
Zur
Unterstützung
der Korrelationsanalysen wird der Signalrekonstruktionsprozeß in Übereinstimmung
mit der geeigneten Signalspezifikation durchgeführt, die das bestimmte System
zur Repräsentation
der Nullen und Einsen im Informationsbitstrom jedes Kommunikationssystems
definiert. Dieser Signalreplikationsprozeß ist in 7 zusammengefaßt und wird
im folgenden detaillierter erörtert.
-
Wie
oben erwähnt,
verwenden die Kommunikationen für
die die AMPS-CC FSK-Übergänge, die
in EIS/TIS-553 spezifiziert sind. In Übereinstimmung mit Manchester-Kodiertechniken
verwenden diese Signale einen Frequenzübergang von 8 kHz unter der
Signalträgerfrequenz
bis 8 kHz über
der Trägerfrequenz,
um eine „Eins" zu repräsentieren,
und einen Übergang
von 8 kHz über
der Trägerfrequenz
bis 8 kHz unter der Trägerfrequenz,
um eine „Null" zu repräsentieren.
Genannte Informationsbits werden mit einer Rate von 10 kbps für den AMPS-CC-Standard übertragen.
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Für die in
TIA/EIS/IS-95 beschriebenen CDMA-Übertragungen werden die Nachrichtengehaltbits
als erstes mit „unkorrelierten" Bitströmen, die
für jeden
Sender eindeutig sind, verschlüsselt
und danach als QPSK-Signale gesendet, in denen jedes Paar von Kodierbits
durch eine von vier ausgewählten
Quadratur-Phasen des gesendeten Signals repräsentiert wird. Während die
Nachrichtenbits mit Raten von bis zu 9600 bps auftreten, werden
die kodierten Bit-„Splitter" mit einer Rate von
1,2288 Million Splittern pro Sekunde (Mcps) gesendet.
-
Für TDMA-Sendungen
in Übereinstimmung
mit den NA-TDMA-Spezifikationen in EIA/TIA/IS-54 treten die Bits
für eine
Nachricht mit einer mittleren Rate von 7800 bps auf und werden sie
in Zeit-Bursts (mit vom Verwaltungssystem gesteuerten time-division
access) mit einer Burst-Rate von 24,3 Tausend Symbolen pro Sekunde
(ksps) gesendet, wobei die Nachrichtenbits in Symbolpaaren durch
die Technik des Differential-Quadrature-Phase-Shift-Keying (DQPSK) repräsentiert
werden. Mit diesem Verfahren wird jedes Paar von Bits durch einen
Phasenübergang
bzw. eine Phasendifferenz repräsentiert,
die einer aus einer Gruppe von vier ausgewählten Phasenänderungen
gleicht. In ähnlicher
Weise wird eine geglättete
Form von binärem
Versatz-DQPSK, genannt Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) zur
Transformation der Bit-Sequenzen der TDMA-Sendungen, die im Global
System for Mobile Communications (GSM) verwendet werden [z.B., wie
von Michael Mouly und Marie-Bernadette
Pautet in "The GSM
System for Mobile Communications",
Cell & Sys., 1992,
beschrieben]. Für
CDPD-Sendungen wird GMSK für
die Transformation und Sendung der Nachrichtendaten-Bits mit einer
Rate von 19,2 kbps verwendet und die Sendungen werden in die Sprachkanäle der AMPS-Konfiguration,
mit deren 30 kHz-Kanalbeabstandung, überlagert. Jede dieser systemspezifischen
Signalwellenformen kann aus dem Nachrichtenbitstrom geeignet konstruiert
werden, der gesendet werden soll. Somit besitzen die in der Korrelationsverarbeitung
eingesetzten Signale mit den vollständig rekonstruierten und gefilterten
Repräsentation
der gesendeten Signalwellenformen die volle Signalbandbreite, die
Signaldetektion und Paramterbestimmung mit optimaler Genauigkeit
unterstützt.
-
Durch
die oben beschriebene Verwendung der Signalrepräsentionen mit reduzierten Daten
und matched-replica-Rekonstruktionstechniken und die verbundenen
matched-replica-Korrelationsverarbeitung
können
die back-haul-Kommunikationen, die die Korrelationsanalysen unterstützen, wesentlich
reduziert oder sogar beseitigt werden. Die matched-replica-Korrelationsverarbeitung
ermöglicht
auch verlängerte
Verarbeitungsintegrationszeiten, um die Detektion von gewünschten
Signaleffekten zu erleichtern, sogar an fernen Orten in Umgebungen
mit starken, örtlichen
Störsignalen.
Somit verbessert die vorliegende Erfindung Robustheit und Effizienz
wesentlich und reduziert sie die Kosten für die Implementierung von Korrelationstechniken
zur Detektion und Messung von Signalparametern an mehreren Orten,
um die Ortsbestimmung von Kommuikationssignalsendern, wie zum Beispiel
den drahtlosen Kommunikationssendern in zellularen Kommunikationssystemen,
zu unterstützen.
-
10. Geräte und Verarbeitung
-
Gerätekonfigurationen
für den
Empfang von drahtlosen Standardkommunikationen zum Zwecke der Ortsbestimmung
werden in großem
Maße aus
denselben Geräten
zusammengesetzt sein, die bei der Implementierung des Kommunikationssystems
selbst verwendet werden. Zum Beispiel können die Antennenkonfigurationen
und Signalempfangskomponenten, die in den 5 und 6 gezeigt
sind, in der Tat dieselben sein, wie diejenigen, die beim Zurverfügungstellen
der Kommunikationsdienste eingesetzt werden. Die zum Unterstützen von
AOA-Messungen verwendeten gephasten Arrays nutzen dieselbe Technologie
und können dieselben
sein wie die „smart
arrays", die gegenwärtig implementiert
werden, um „spatial-division-multiple-access"-Kommunikationsdienste
in einigen Orten mit verbesserter Kapazität und Frequenzwiederbenutzung
bereitzustellen. Zur Unterstützung
von TOA- und TDOA-Bestimmungen von nützlichen Ortsangaben muß die Digitalisierung
oder Abtastung der Signale an den verstreuten Sensororten synchronisiert
und mit einer Zeitkennung innerhalb (höchstens) einer halben Mikrosekunde
versehen werden. Dies kann durch die Verwendung von stabilen, kalibrierten
Oszillatoren, wie zum Beispiel Rubidium-Uhren oder Global Positioning
System (GPS)-Zeitbasen, erzielt und mit periodischer erneuter Kalibrierung
der Zeitstandards in jedem Sensorort erhalten werden. Die Stabilität oder Driftrate
des Oszillatorstandards bestimmt, wie häufig die erneute Kalibrierung
mit Signalen von bekannten Orten durchgeführt werden muß. In ähnlicher
Weise muß für die Bestimmung mit
gephastem Array von nützlichen
AOAs eine periodische erneute Kalibrierung von anlagenspezifischen, zwischen
Elementen befindlichen Phasendifferenz-Offsets durchgeführt werden, aber nur so häufig wie
notwenig, um Temperatur und anderen Umgebungsdrifteffekten auf die
analoge HF-Anlage Rechnung zu tragen, und muß eine zwischenörtliche
Zeitsychronisation vorgenommen werden, aber nur nährungsweise
für eine halbe
Sekunde.
-
Die
digitale Korrelationssignalverarbeitung für die vorliegende Erfindung ähnelt derjenigen
bzw. ist in dem Fall von CDMA mit derjenigen identisch, die bei
der „software
radio"-Empfangsgerätschaft
verwendet wird, die zur Bereitschaft von Kommunikationsdiensten
verwendet wird. Diese Verarbeitung kann für die in den 5 und 6 gezeigten
Korrelationsmeßwertextraktoren
durch digitale Signalverarbeitungsgeräte bewerkstelligt werden, die
für effiziente
Kommunikationsverarbeitung speziell gestaltet sind, oder kann alternativ
mit universellen Signalverarbeitungsgeräten, wie zum Beispiel einem
skalierbaren Multiprozessorboard durchgeführt werden, das von Pentek
Inc., Upper Saddle River, NJ, hergestellt wird und zur Verwendung
von vier TMS320C6201-Digitalsignalverarbeitungschips
gestaltet ist, die von Texas Instruments, Inc., Dallas, TX, hergestellt
werden. Da die Fähigkeiten
von digitalen Signalverarbeitungseinrichtungen zunehmen und das Preis-zu-Leistung-Verhältnis abnimmt,
wird zunehmend mehr von der Funktionalität, die gegenwärtig den
oben beschriebenen analogen Signalkonditioniergeräten zugewiesen
ist, digitalen Signalverarbeitungsgeräten zugewiesen werden. Mit
den digitalen Signalverarbeitungsansätzen wird Signalintegrität beibehalten
oder wesentlich verbessert, während
erhöhte
Funktionalität
und Flexibiltät
hinzugefügt
werden.
-
Der
Steuerfluß für die Funktionsrichtung
der multiple sensor site (SS)-Anlagen durch den zentralen Ort (central
site (CS)) kann für
eine Ausführungsform
repräsentiert
werden, wie dies in den 8A und 8B gezeigt
ist. In diesem Ablaufdiagramm verteilt der Steuerort die Verantwortlichkeit
für Erhalten
und Melden von ortsbezogenen Meßwerten
auf die communications calls of interest (COIs). Die Sensororte
melden auch die Detektion von initiierten Kommunikationen auf den
Reverse Control Channels (RCCs) und die Sprachkanalzuordnungen (Voice
Channel Assignments (VCAs)), die auf dem Forward Control Channel
(FCC) vorgesehen sind, und nachfolgend auf dem Forward Voice Channel
(FVC) durch das Kommuniaktionssystem an die mobile Rufeinheit. Als
Antwort auf VCAs koordinieren die SSs deren Zuordnungen zur Meldung
mit dem CS und auch zum Abstimmen auf und Folgen der COIs, um laufende
ortsbezogene Messungen für
den CS zu erzeugen, bis der CS eine derartige Zuordnung beendet
oder das interessierende Signal verloren ist. In der in den 8A und 8B gezeigten
Ausführungsform
werden die ortsbezogenen Messungen von den Sprachsignalen alleine
abgeleitet. In einer alternativen Ausführungsform können die
Sensororte Kommunikationssteuersignale für die Ableitung von ortsbezogenen
Messungen von selbigen, wenn sie auftreten, kontinuierlich überwachen.
In einer derartigen Ausführungsform
melden die Sensororte auch derartige Ortsbestimmungsdaten an den
CS bei Detektion zum Zeitpunkt der Inititierung der Kommunikationen.
-
Durch
den Einsatz von Standardprozeduren der statistischen Analyse [z.B.,
wie in Jazwinski beschrieben, „Stochastic
Processes and Filtering Theory",
Academic Press, 1970] können
die TDOA-basierten Bereichsdifferenzmessungen und AOA-basierten
Messungen von LOBs und deren verbundene Unsicherheitsinformation
analysiert werden, um Abschätzungen
der Orte und Geschwindigkeiten der zugehörigen mobilen Einheit zu liefern.
Die Wissensrepräsentation
der Meßinformation
und deren Unsicherheit können
zahlreiche Formen, wie z.B. diskrete Attributvektoren annehmen,
in denen jedes Element des Vektors den Wert eines bestimmten diskreten
Attributs repräsentiert,
wo die Werte boolisch, integer, Fließ, oder symbolisch sein können, und
besondere Wahlen der Werte werden begleitende Vertraulichkeit aufweisen;
kontinuierliche numerische Parameter mit zugehörigen statistischen Fehlern;
und/oder Fuzzy-logic-Parameter. Die Ortsbestimmungsverarbeitung
kann eine oder eine Kombination von zahlreichen Analysen und Unsicherheitsmanagementsystemen
verwenden, wobei jede zur geeigneten Wissensrepräsentation geeignet ist. Beispiele
für derartige
Analyselösungen
schließen Maximum
Likelihood- oder Fehlerquadrat-Schätzfunktionen, Joint Probabilistic
Data Association-Algorithmen, Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion-Mehrfachzielverfolgungssysteme
für kontinuierliche
Parameter, Mehrfachhypothese-Unsicherheitsmanagementsysteme, Regel-basierte
Expertensysteme mit Multi-Confidence-Production-Rules, die diskrete
logische Behauptungen mit kontinuierlicher numerischer Information
kombinieren, Fuzzy-logic-Maschinen
und Causal Believe Networks ein. Das spezielle Verfahren, die Form
oder Implementierung der Analysen, das/die eingesetzt werden, um
eine Ortsabschätzung
anhand der ortsbezogenen Daten zu erhalten, ist nicht Gegenstand
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Ortsabschätzungen,
die sich aus diesen Analysen ergeben, können in graphischem, tabellenförmigem oder
internem Prozessordatenformat repräsentiert werden und können entweder
auf Anzeigegeräten, die
einteilig mit der Datenerfassungs- und -analysenanlage ausgebildet
sind oder die in der Anlage verkörpert sind,
die sich fern von genannter Anlage befinden, präsentiert oder angezeigt werden.
Das bestimmte Verfahren, die Form und der Ort für die Repräsentation der Ortsbestimmungsergebnisse
sind auch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Die
Verarbeitungs- und Anzeigeeinrichtungen, die für die Ausführung der Sensorortkontrolle
und -verwaltung, die Ortsbestimmungs- und Verfolgungsberechnungen,
die Speicherung und Wiederherstellung der Ortsbestimmungsdaten erforderlich
sind und die Anzeige und Wechselwirkung mit Benutzern der Ortsbestimmungs-
und Systemverwaltungsdaten werden mit einem integrierten Satz von
gegenwärtigen
Versionen von Mehrzweckpersonalcomputerkonfigurationen leicht implementiert.
Diese Konfigurationen können
ein Netzwerk von Prozessoren und Workstations enthalten, die zum
Beispiel auf Intel Pentium- oder Motorola Power PC-Prozessorchips
basieren.
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Im
Interesse des öffentlichen
Wohls können
die durch den effizienten Einsatz der obigen Techniken erhaltenen
Ortsangaben besonders vorteilhaft eingesetzt werden, um einen drahtlosen
Hilferuf schnell an einen Public Safety Answering Point (PSAP) zu
leiten, der sich am dichtesten vom Bedarfsort befindet oder rechtliche
Verantwortlichkeit für
Hilferufe von dem Ort aufweist. Insbesondere können die ortsbezogenen Meßdaten,
die von Korrelationen abgeleitet werden, die an den Empfangsorten
mit lokal abgeleiteten Repliken oder mit gespeicherten Repliken
von denjenigen Teilen der initiierenden Steuermeldungen, die im
voraus bekannt sind, abgeleitet werden, schneller durchgeführt werden,
als dies Verarbeitung kann, die Daten von einem weiteren Ort nach
Signalempfang erfordert. Somit kann die vorliegende Erfindung außerdem ortsbezogene
Messungen einsetzen, die ohne die Notwendigkeit eines kooperativen
Zwischenortstransfers von Signalreplikdaten abgeleitet werden, um
die Ortsbestimmungsberechnungen schneller zu bewerten und den Ort
für den
Rufleitalgorithmus zum schnellen und genauen Leiten des Rufs zum
geeigneten Ortsbestimmten Antwortpunkt zu erhalten.
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Die
Prinzipien, bevorzugten Ausführungsformen
und Betriebsarten der vorliegenden Erfindung sind in der vorangehenden
Beschreibung dargelegt worden. Die hierin beschriebene Ausführungsform
sollte als die vorliegende Erfindung darstellend und nicht als sie
beschränkend
interpretiert werden. Die vorangehende Offenbarung soll nicht den
Bereich von äquivalentem
Aufbau, der für
einen Fachmann auf dem Gebiet in irgendeiner Weise verfügbar ist,
beschränken,
sondern den Bereich von äquivalenten
Aufbauten in nicht vorher daran gedachten Arten erweitern. Zahlreiche
Variationen und Erinnerungen können
an den vorangehenden illustrativen Ausführungsformen vorgenommen werden,
ohne aus dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu gelangen,
wie er in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt ist.
