专利名称：手持定位装置、定位系统与其定位方法
技术领域：
本发明是有关于一种定位装置，且特别是有关于一种利用蜂窝式系统
(cellular system)的基站信号来进行定位的手持定位装置、定位系统与其定位方 法。
背景技术：
全球定位系统(Global Positioning System, GPS)是结合卫星及无线技术的导 航系统，能提供有使用者精确定位、速度及时间。GPS早期仅供军事单位使用， 其目的主要针对军事用途，例如战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确 度定位等。时至今日，GPS已开放给民间做为定位使用，由于GPS除了能提供 精确的定位之外，对于速度、时间、方向及距离也能准确的提供讯息，运用的 范围相当广泛，许多GPS技术及商机也正迅速地发展。
由于GPS的方便性，移动电话内建GPS模组已经成为目前市场的趋势， 高端手机不仅需要整合数码相机、MP3等娱乐功能，更需整合GPS模组来提 升移动电话的方便性与功能性。然而，因为GPS模组内建的天线与一般全球移 动通讯系统(Global System for Mobile Communications, GSM)移动电话所需的 天线频段不同。所以，使用GPS来进行定位的移动电话需要配置两个不同的天 线，对于结合GPS模组的移动电话而言，其体积、重量难免增加，制造成本也 会增加不少。
发明内容
本发明提供一种手持定位装置、定位系统与其定位方法，利用蜂窝式系统， 如GSM等系统的基站架构，根据所接收到的数个基站信号的信号强度及广播 通道(Broadcast Cha皿el, BCH)讯息来进行定位，手持定位装置不需设置GPS模 组即可达到定位功能。
4承上述，本发明提出一种手持定位装置，包括一射频接收器以及一处理单 元，其中射频接收器用以接收并监听至少三个基站所发射的基站信号与BCH 讯息；处理单元耦接于射频接收器，并根据该些基站信号的功率强度与BCH
讯息计算该手持定位装置的位置。
在本发明一实施例中，上述处理单元还包括一数据运算单元、 一暂存区、 一计算单元以及一系统控制单元，其中数据运算单元耦接于射频接收器，用以
将上述基站信号转换为定位数据；暂存区用以储存定位数据；计算单元具有一 应用程序，用以根据定位数据计算手持定位装置的位置；系统控制单元耦接于 数据运算单元、暂存区以及计算单元，用以控制数据运算单元、暂存区以及计
算单元。
在本发明一实施例中，上述基站位于手持定位装置的周围，并以蜂窝式系 统的架构设置，且上述基站信号为蜂窝式系统信号。
在本发明一实施例中，上述手持定位装置还包括一射频发射器，用以回报 一接收信号至基站以进行交握程序。
在本发明一实施例中，上述手持定位装置还包括一用户身份模块。
在本发明一实施例中，上述手持定位装置为一移动电话。
在本发明一实施例中，上述手持定位装置还包括一电子地图，用以显示手 持定位装置的位置。
本发明另提出一种定位系统，包括至少三个基站以及一移动电路，其中上 述基站以蜂窝式系统的架构设置，而移动电话则根据基站信号的功率强度与 BCH讯息计算移动电话的位置。其中，上述基站位于该移动电话的周围。
从另一个观点来看，本发明提出一种定位方法，包括下列步骤首先，接 收至少三个基站所发射的基站信号与至少一广播通道讯息；以及根据基站信号
的功率强度与广播通道讯息计算一移动电话的位置。关于本定位方法方法的其 余细节请参照上述手持定位装置与定位系统的说明，在此不加累述。
本发明因采用基站的信号强度来进行定位，因此可直接应用于移动电话等 手持装置，不需整合GPS模组即可达到定位的功能，借此降低移动电话的体积、 重量以及其制造成本。此外，由于本发明是利用一蜂窝式移动通讯系统的基站 信号来进行定位，对于本身就需要接收基站信号的移动电话而言，额外消耗的功率不高。而且，本发明更可扩展电信业者的附加服务功能，例如手机遗失警 报、区域信息的提供等。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中
图1为根据本发明第一实施例的手持定位装置。
图2为根据本发明第二实施例所述的定位系统示意图。
图3为根据本发明第三实施例所述的定位方法流程图。
主要元件符号说明
100:手持定位装置
110:射频接收器
120:处理单元
122:数据运算单元
124:暂存器
126:计算单元
128:系统控制单元
200:定位系统
210、 220、 230:基站
201:移动电话
BS1、 BS2、 BS3:基站信号
S310、 S320:步骤
具体实施方式
第一实施例
图1为根据本发明第一实施例的手持定位装置。手持定位装置100包括射 频接收器110以及处理单元120，其中处理单元120还包括数据运算单元122、 暂存器124、计算单元126以及系统控制单元128。数据运算单元122耦接于 射频接收器110;暂存器124耦接于数据运算单元122;计算单元126耦接于暂存器，而系统控制单元128则耦接于数据运算单元122、暂存器124以及计 算单元126。
射频接收器110用以接收至少三个基站所发射的基站信号(例如GSM的基 站信号)与至少一广播通道讯息，而在处理单元120中，数据运算单元122主 要用以将射频接收器110所接收到的基站信号转换为定位数据，而暂存器124 则用以储存定位数据，然后，计算单元126中则具有一应用程序，根据定位数 据计算手持定位装置IOO的位置并显示。系统控制单元128则用以控制数据运 算单元122、暂存区124以及计算单元126的电路运作流程。
处理单元120可经由所接收的基站信号的功率强度来与BCH讯息推算手 持定位装置IOO与基站之间的距离(理论上信号强度与距离的平方成反比，实际 应用则需考虑天线方向性、基站设置位置、周围环境等因素)。在本实施例中， BCH讯息表示经由BCH所接收的讯息，通常会包括基站的相关信息，例如位 置或基站辨识码(Cell-ID)等。 一般移动电话即是利用BCH讯息来选择基站以及 进行注册程序等动作。在得知基站的位置后，只要接收到三个以上的基站信号 便可利用三角定位的方法来推算手持定位装置IOO的位置。换言之，处理单元 120是根据基站信号的功率强度计算手持定位装置100的位置，然后，结合电 子地图便可显示手持定位装置100目前的位置，达到定位的功能。
此外，值得注意的是，本实施例所述的手持定位装置IOO则例如为移动电 话，由于移动电话本身即具有接收基站信号以及判断基站信号强度的能力。因 此，本实施例可直接以GSM系统的移动电话来实现，只要加入运算的应用程 序即可达成定位的功效。由于目前GSM基站的设置多采用蜂窝式系统，因此 当基站位于手持定位装置100的周围时，其定位将更为准确。
此外，当本实施例的手持定位装置100以移动电话来实现时，手持定位装 置100会包括射频发射器，用以回报接收信号至基站以进行交握(handover)程 序。 一般而言，射频接收器与射频发射器可以整合为射频收发模组(RF transceiver module)。手持定位装置100可借由用户身份模块(Subscriber Identity Module, SIM)来接收对应电信公司的基站信号，然后根据基站的识别码来辨识 基站的位置，并据以推算手持定位装置100的目前位置。当然，基站的位置也 可直接由电信公司提供(经由无线网络、整体封包无线电服务(General PacketRadio Service, GPRS)或BCH)，本实施例并不受限。 第二实施例
图2为根据本发明第二实施例所述的定位系统示意图，定位系统200包括 基站210、 220、 230，其中基站210、 220、 230以蜂窝式系统的架构设置。基 站210、 220、 230位于移动电话201的周围，并广播基站信号BS1、 BS2、 BS3 至移动电话201。移动电话201便根据所接收到的基站信号BS1、 BS2、 BS3 的信号强度来推算移动电话201与个别基站210、 220、 230之间的距离。然后， 利用三角定位的方法来推算出移动电话目前的位置。
此外，值得注意的是，本实施例中所述的移动电话201也可直接以第一实 施例所述的手持定位装置100取代，同样适用于本定位系统，具有定位的功能。 关于手持定位装置IOO的定位方式则如上述第一实施例所述，在此不加累述。
第三实施例
由另一个观点来看，上述实施例可归纳出一种定位方法，该定位方法如图 3所示，图3为根据本发明第三实施例所述的定位方法流程图。本实施例的定 位方法包括下列步骤首先，接收至少三个基站所发射的基站信号与至少一广 播通道讯息(S310)，然后，根据基站信号的功率强度与广播通道讯息来计算移 动电话的位置(步骤S320)。本实施例所述的定位方法的其余实施细节请参照上 述第一、二实施例，在本技术领域具有通常知识者在经由本发明的揭露后应可 轻易推知，在此不加累述。此外，值得注意的是，上述实施例中所述的手持定 位装置、定位系统与定位方法皆适用于蜂窝式系统的基站架构，例如GSM、第 三代移动通讯(Third Generation Wireless Communication, 3G)等。
综上所述，本发明因直接利用手持装置(移动电话)所接收到的基站信号的 功率强度来推算手持装置目前的位置，因此不需设置GPS模组即可进行定位。 所以，利用本发明技术手段的移动电话的体积、重量以及其制造成本均低于传 统GPS移动电话。此外，对于本身就需要接收基站信号的移动电话而言，在进 行定位时所需消耗的额外功率不高。同时电信业者也可利用本发明的技术手段 扩展附加服务功能，例如手机遗失警报、区域信息的提供等。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种手持定位装置，包括一射频接收器，用以接收至少三个基站所发射的基站信号与至少一广播通道讯息；以及一处理单元，耦接于该射频接收器，并根据该些基站信号的功率强度与该广播通道讯息计算该手持定位装置的位置。
2. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，该处理单元包括 一数据运算单元，耦接于该射频接收器，用以将该些基站信号转换为一定位数据；一暂存区，用以储存该定位数据；一计算单元，具有一应用程序，用以根据该定位数据计算该手持定位装置 的位置；以及一系统控制单元，耦接于该数据运算单元、该暂存区以及该计算单元，用 以控制该数据运算单元、该暂存区以及该计算单元。
3. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，该些基站位于该手持 定位装置的周围。
4. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，该些基站信号为全球 移动通讯系统信号。
5. 如权利要求1所述的手持定位装置，其特征在于，还包括一射频发射器， 用以回报一接收信号至该些基站以进行交握程序。
6. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，还包括一用户身份模块。
7. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，该手持定位装置为一 移动电话。
8. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，该些基站以蜂窝式系 统的架构设置。
9. 如权利要求l所述的手持定位装置，其特征在于，还包括一电子地图， 用以显示该手持定位装置的位置。
10. —种定位系统，包括至少三个基站，以蜂窝式系统的架构设置；以及一移动电话，根据该些基站信号的功率强度与至少一广播通道讯息计算该 移动电话的位置；其中，该些基站位于该移动电话的周围。
11. 一种定位方法，包括接收至少三个基站所发射的基站信号与至少一广播通道讯息；以及根据该些基站信号的功率强度与该广播通道讯息计算一移动电话的位置。
12. 如权利要求11所述的定位方法，其特征在于该些基站位于该移动电话 的周围。
13. 如权利要求11所述的定位方法，其特征在于该些基站信号为全球移动 通讯系统信号。
14. 如权利要求11所述的定位方法，其特征在于该些基站以蜂窝式系统的 架构设置。
全文摘要
本发明公开一种适用于移动通讯系统的手持定位装置、定位系统与其定位方法，上述方法包括下列步骤接收至少三个基站所发射的基站信号与至少一广播通道讯息；以及根据基站信号的功率强度与上述广播通道讯息计算一移动电话的位置。
文档编号G01S5/02GK101539621SQ20081008686
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者张钦顺 申请人:金宝电子工业股份有限公司