专利名称：前向链路中断器时延水印系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用无线信号确定一个电子移动装置的位置的位置定位系统。
背景技术：
现有的基于GPS的位置定位技术使用一个在一个已知时间发射信号的环地轨道中的卫星的网络。在地面上的一个GPS接收机测量信号的到达时间，这些信号来自它能“看到”的天空中的每颗卫星。信号的到达时间连同卫星的精确位置以及信号从每颗卫星发射的精确时间用来对GPS接收机的位置作三角测量。一个GPS接收机需要四颗卫星以进行一个三角测量，当可检测到的卫星数量增加时，位置定位结果的性能会提高。
如果可以发现的卫星只有三颗(或更少)，基于GPS的位置确定就出现一个问题，在此情况下(并且缺乏其他的辅助信息)不可能精确地定位GPS接收机。例如，如果GPS接收机的天空视野受到障碍(例如，深入到一个水泥建筑物的内部)就可能无法获得足够的GPS测量以确定接收机的位置。
对于一个无线通信接收机(即移动台)，现有的基站无线网络可以与用于GPS接收机的GPS卫星网络相类似的方式用于定位的目的。从理论上讲，每个基站的精确位置、基站发射的精确时间以及基站信号在一个移动台(例如，蜂窝电话)的到达时间可用来对移动台的位置作三角测量。此技术称为高级前向链路三角定位(AFLT)。
AFLT方法可以独立用于位置定位目的；作为选择，为增强一个GPS系统的性能，现有无线通信基站网络可以作为一个第二“卫星”网络，用于有GPS功能的移动台的(即，包括GPS和无线通信两种接收机的装置)位置定位目的。AFLT技术与GPS算法的组合被称为混合或辅助GPS(A-GPS)。
AFLT是一种用来确定一个移动台位置的方法，其利用每个都发射一个唯一的导频信号的多个无线通信网络基站。AFLT方法包括对来自多个基站的每一个的导频信号进行多个数据测量。每个数据测量包括估计每个导频信号的最早到达时间。在某些实施方式中，数据测量进一步包括对导频信号的所有可分辨路径的能量测量(例如Ec/Io)，RMSE估计，每个到达时间的测量时间。
通过AFLT算法获得的数据测量可单独用来确定移动台的位置，作为选择，有代表性的AFLT测量值之一或更多可以与有代表性的GPS测量值一起用来确定移动台的位置。在某些实施方式中，移动台包括一个蜂窝电话和方法，以及该方法进一步包括在取得数据之前将蜂窝电话无线地连接到蜂窝基站之一；基站向蜂窝电话提供一个在可以进行数据测量的区域内的所有蜂窝基站的小区搜索列表。在包括一个GPS系统的实施方式中，一个基站也可以提供一个GPS搜索列表，用来缩短移动台进行GPS搜索需要的时间，从而缩短定位时间。
在实践中，对于位置定位目的，AFLT(包括A-GPS)已经证明只能获得有限的成功，部分是因为在无线网络中采用的中继器引起关于导频信号发射点的不确定。换句话说，移动台通常无法辨别一个接收的信号是来自施主基站收发信台(BTS)还是来自中继器。在此情况下，AFLT测量不能用来精确地确定位置，因为不知道导频信号的发射点(例如，不知道它是否是直接从施主BTS发射还是经过一个中继器中继)。另外，中继器还有内部时延，典型的范围为从几百纳秒到几十微秒，潜在地导致位置定位误差范围约为从24.4米(对于100纳秒)到2.44公里(对于10微秒)。
针对有中继器时的位置确定问题的一种建议解决方案是只要移动台位于一个存在中继器的区域内，简单地拒绝所有的AFLT测量。然而，此解决方案完全排除在这些区域内的AFLT位置定位，同时只要存在中继器，就阻止A-GPS的任何AFLT部分的使用，这样就降低了位置定位的可用性和成功率，增大了GPS搜索窗口，导致较长的定位时间。
为帮助位置确定，建议在反向链路引入签名，如美国专利No.6,501,955中所描述。遗憾地，RL签名似乎对于减轻中继器在位置定位上的影响只有有限的帮助，因为移动台使用来自前向链路(而不是反向链路)的AFLT测量进行位置定位。由于不能保证返回移动台的前向链路将遵循来自移动台的反向链路(即，通过同一个中继器)，为位置定位的目的，将反向链路签名用于识别中继器信息似乎不是最理想的。也有在FL信号上引入签名的建议，诸如美国专利No.6,501,955中所述，但还没有开发出实际的解决方案。
发明内容
公开了一种前向链路中继器时延水印(FLRDWM)系统和方法，能够在其中存在中继器的区域内通过向中继信号嵌入中继器信息水印实现位置确定。该FLRDWM系统包括一个中继器，当一个FL信号通过该中继器时，该中继器用一个时延调制波形为一个FL信号嵌入水印，以及一个移动台，其检测和识别时延调制波形。时延水印包括中继器信息，该信息可以用来在一个其中存在中继器的区域使用AFLT和/或A-GPS位置定位系统确定移动台的位置。中继器信息可以简单地指示该信号经过中继，或可以唯一地识别FL信号通过其中的中继器。该水印嵌入在FL信号上使得能够对每个AFLT测量进行中继器屏蔽，从而用于位置定位。在此描述的前向链路中继器时延水印(FLRDWM)系统可以实现为对FL和AFLT性能的影响较低，有利的检测和识别概率，短的检测/识别时间以及好的检测/识别灵敏度。
公开了一种用于在FLRDWM系统中确定一个移动台的位置的方法。该方法首先用一个时变时延元件调制通过一个中继器的前向链路信号，以在其上嵌入中继器信息水印。在某些实施方式中，所有的中继器用同样的时变时延波形来调制FL信号，因而在移动台中只能够检测中继器，即只是确定FL信号是否经过中继。在另外的实施方式中，每个中继器用一个唯一的时变时延波形调制接收的FL信号，因而允许在移动台处检测和识别中继器，即确定FL信号是否经过中继，如果是，确定信号来自于哪个中继器。
移动台接收FL信号，进行一个AFLT搜索以获得该信号的导频相位测量以及为该信号估计相对于时间的时延。在某些实施方式中，根据FL导频信号的强度，使用耙指TTL和/或一个中继器搜索器在前向链路信号上进行相对于时间的时延估计。在这些实施方式中，使用耙指TTL进行相对于时间的时延估计的优点是与AFLT搜索并行地进行，而不是像中继器搜索器那样串行地进行(即，在AFLT搜索之后)。因此，使用中继器搜索器实施的相对于时间的时延估计与只使用TTL耙指的相比较增加了检测/识别时间。基于耙指TTL的FL导频信号相对于时间的时延估计最适合于为通信目的分配给移动台的最强的接收FL导频信号；中继器搜索器最适合于由AFLT搜索检测到的较弱的FL导频信号。
然后，响应在FL信号上估计的相对于时间的时延，移动台中的中继器识别系统进行中继器识别以检测和/或识别FL信号上的一个水印。该中继器识别系统简单地通过搜索一个时延水印的存在检测一个中继的FL信号，例如通过将估计的相对于时间的信号时延与所有可能的中继器时延水印相关以确定该FL信号是否经过中继。除将估计的相对于时间的信号时延与所有可能的中继器时延水印相关之外，该中继器识别系统也可以识别一个FL信号上的一个中继器ID，例如，通过识别中继器水印导致最佳的相关。
然后移动台确定是否已经获得足够的经过中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定。如果未获得足够的经过中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定，通过估计一个相对于时间的信号时延和进行中继器识别，任何剩余的从AFLT搜索检测到的前向链路导频信号可以被中继器屏蔽，直到获得足够的经过中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定。从所有识别为经过中继的FL信号中去除时延水印，经过校正的导频相位测量连同中继器信息一道提供给位置确定系统和位置确定实体之一以确定所述移动台的位置。
在中继器识别过程中获得的中继器信息至少包含指示导频信号是否成功地经过中继器屏蔽，如果是，导频信号是否经过中继的信息。在一个实施方式中，中继器信息只包含导频信号是否成功地经过中继器屏蔽，如果是，该信号是否经过中继的指示，如此移动台位置确定系统或网络位置确定实体可以通过排除来自中继的导频信号和来自任何未成功实施中继器屏蔽的导频信号的测量来确定移动台的位置。在另外的实施方式中，如果存在的话，中继器搜索从水印中识别一个中继器ID。在此实施方式中，由中继器识别系统获得的，并将其提供给移动台位置确定系统或一个网络位置确定实体的中继器信息也包括识别为经过中继的每个导频信号的中继器I D，这允许在移动台位置计算中使用经过中继的信号测量。
在某些使用A-GPS确定位置的实施方式中，在进行中继器搜索之前，实施一个GPS搜索。如果获得足够的GPS测量和TTL中继器屏蔽的导频相位测量用于位置确定，为减少定位时间可以省略中继器搜索。
为更加全面地理解本发明，现在参考在附图中示出的实施方式的下列详细描述，其中图1是一个全景图，包括多个无线通信网络基站、在其上具有一个中继器的建筑物、GPS卫星和一个手持移动台的用户；图2是一个示例性的蜂窝基站覆盖区域结构的示图；图3是一个前向链路中继器时延水印(FLRDWM)系统的框图，该系统包括一个基站收发信台(BTS)、一个中继器和一个移动台(MS)；图4是一个示出了一个二进制编码调制波形的曲线图，其为可由时变时延元件(图3)利用，为FL信号嵌入水印的波形的一个实施例；图5是一个示出了一个利用六进制编码为FL信号嵌入水印的调制波形的一个实施例的曲线图；图6是一个结合了无线通信和位置确定能力，并包括一个中继器识别系统的移动台的一个实施方式的框图；图7是一个示出了在FL信号中继器屏蔽中涉及的两个核心步骤的流程图；图8是一个示出了使用TTL的激活FL信号中继器屏蔽的示例性实施方式的流程图；图9是一个示出了使用中继器搜索器的FL信号中继器屏蔽的另一个示例性实施方式的流程图；图10是一个示出了利用中继器屏蔽测量获得足够的测量用于位置定位的方法的一个实施例的流程图；以及图11是一个示出了在其中存在中继器的蜂窝覆盖区域中使用AFLT或A-GPS系统确定移动台的位置的方法的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
以下参考附图对本发明进行描述，其中相同的参考标号代表相同或相似的元件。
术语和缩略语表下列术语和缩略语贯穿于以下详细描述AFLT 高级前向链路三角定位。一种使用移动台测量的来自基站(以及任选的其他陆地测量)的无线电信号的到达时间的定位技术。
AFLT搜索器移动台的一部分，搜索来自可测范围内每个基站的导频信号。
A-GPS 辅助全球定位系统。一种基于GPS伪距测量的定位技术，但其使用AFLT或类似的基于BTS的位置定位技术来辅助位置确定。
基站 一个与移动台进行通信的单元，例如一个基站可以包括基站收发信台(BTS)，移动交换中心(MSC)，移动定位中心(MPC)，位置确定实体(PDE)以及网络连接需要的任何互联功能(IWF)BTS 基站收发信台。一个用来与移动台通信的固定站，其包括用于发射和接收无线通信信号的天线。
C/A码 粗/捕获码。由GPS卫星发射的周期性序列，用来识别发射GPS卫星和测量从观测的GPS卫星到一个GPS接收机的伪距。
CDMA 码分多址。一种大容量数字无线技术。
CSM 小区站点调制解调器。用于无线基站设备的芯片组。
码片(PN) PN序列中的一个比特，PN码片速率为1.2288Mcps。
FL前向链路。从基站(BTS)到移动台(MS)的传输。
耙指(Finger) 在瑞克(rake)接收机中分配给单个接收信号路径的子接收机。
GSM 全球移动通信系统。
MS移动台。用来描述一个用户手机或无线终端的术语。
MSM 移动台调制解调器。
PCS 个人通信服务。所有运行在1.8到2.0GHz范围内的数字蜂窝传输。
PDE 位置确定实体。管理移动台位置的网络实体。
导频集(激活) 当前分配给移动台的与前向业务信道关联的导频信号。它们是由移动台从本地基站接收的最强的导频信号并且典型地是同一导频信号的多个路径。
导频集(候选) 由移动台可以看到的所有导频信号，由移动台测量的其强度超过“空中下载(over-the-air)”给定门限。
导频集(邻居) 由在该基站附近的基站发射的所有导频信号。
导频信号 从识别为该基站的本地基站接收的无线电信号。
PN码 伪随机噪声码。由一个BTS发射的某些序列用来作为一个小区(或一个小区扇区)的标识符，用于扩频和加扰语音及数据传输。PN码还用于确定从观测的BTS到移动台的伪距。
PPM 导频相位测量。从AFLT搜索中获得的导频信号的测量，包括PN码偏移的测量。
PRM 伪距测量。来自一个GPS卫星搜索的GPS卫星信号测量，包括C/A码偏移的测量。
中继器一个在一个BTS和一个移动台之间接收、放大和转发一个无线电信号的装置。
RL反向链路。从一个移动台(MS)到一个基站(BTS)的传输。
RMSE 均方根差。RMSE估值提供基于用来报告导频相位的信道强度的测量的不确定度。
SNR 信噪比TTL 时间跟踪环路。移动台的一部分，为激活导频信号校正内部耙指定时，以响应由于移动台运动而测量到的FL信号定时偏差，从而能够精确地解调FL信号。
变量表下列变量贯穿于以下详细描述Tseque符号序列的持续时间。
Tsymbol符号的持续时间。
A 时延的幅度(例如，一个符号的)环境图1是一个全景图，包括多个基站收发信台(BTS)10、具有一个中继器16位于其上的建筑物14、GPS卫星18和一个手持一个移动台22的用户20。
BTS 10包括任何基站的集合，其中所述基站作为一个无线通信网络的一部分用来连接一个移动台。一个BTS典型地提供通信服务允许一个诸如无线电话的移动台通过一个无线通信网络12连接到另一个电话；然而，一个BTS还可以用于其他装置和/或其他无线通信的目的，例如与一个手持个人数字助理(PDA)的互联网连接。
在一个实施方式中，每个BTS 10是一个CDMA无线通信网络的一部分；然而在另外的实施方式中可以使用其他类型的无线通信网络，例如GSM网络。在此实施方式中，每个BTS周期性地发射一个唯一地标识其本身的伪随机序列。该伪随机序列是一系列接收机可以用来锁定的比特。在CDMA术语中此伪随机序列命名为“导频信号”；但在此使用的术语导频信号可应用于任何无线通信系统，也包括CDMA系统。
中继器16在其基本形式中包括一个放大器并在一个BTS和一个移动台之间接收和转发导频信号。中继器可以战略性地位于整个蜂窝网络中那些否则将发现间隙，干扰以及微弱服务的地方，通过放大来自BTS的导频信号向一个附加覆盖区域增强信噪比。
GPS卫星18包括任何用于一个GPS接收机的位置确定的卫星组。卫星连续地发出GPS接收机可以检测的无线电信号，GPS接收机通过和GPS卫星C/A码本地副本进行相关，并且及时地对其进行偏移直到与所接收的卫星C/A码取得相关来测量无线电信号从卫星传播到接收机所需要的时间。因为无线电信号的传播速度是已知的以及卫星都与“GPS时间”同步并在每个毫秒周期性地发射它们的信号，所以可以通过确定它们到达所花费的时间来确定信号已经传播了多远。对一个位于开放空间的用户，GPS接收机典型地具有无障碍的卫星视野；因而，当用户处于开放空间时，可以直截了当地测量GPS信号的到达时间，因为从卫星到接收机为典型的直接“视线”。但是，在无线通信环境中，用户可能位于有建筑物或其他障碍物的城市中，这使得GPS定位更加困难。
图2示出了一个示例性的蜂窝BTS覆盖区域结构。在此示例性的结构中，多个六边形BTS覆盖区域24以对称平铺排列方式彼此抵接。每个BTS 10分别位于每个BTS覆盖区域24内并为其所在区域提供覆盖。在此特别地为描述的目的，BTS 10a在覆盖区域24a内提供覆盖，BTS 10b在覆盖区域24b内提供覆盖，等等。
在理想的蜂窝通信网络中，覆盖区域24设置成彼此邻近，当移动台在不同的覆盖区域之间穿行时，为其提供连续的蜂窝覆盖。然而，大多数蜂窝覆盖区域存在间隙，干扰和其他障碍，引起蜂窝覆盖的问题。例如，像隧道，车库和体育竞技场的环境给蜂窝服务造成问题。作为另外的例子，靠BTS维持延伸的高速公路和乡间的覆盖是非常昂贵的。因而，为以远低于安装另外的BTS的花费加强或扩展BTS的覆盖，一个或多个中继器16可以放置在覆盖区域内。
在一个实施方式中，中继器16包括天线和收发信机用来在一个移动台和一个BTS之间发送和接收信号，如将参考图3进行的更详细的描述。在一个简单的例子中，中继器放大接收的信号并以相同的频率将其转发。
在图2中，用户20手持移动台22位于第一覆盖区域24a内。由于来自一个障碍物，诸如一个大型建筑物(未示出)的干扰，移动台22可能无法从第一BTS 10a接收到有足够强度的导频信号。另外，由于距离相对较远，移动台22可能无法从第二BTS 10b直接接收到有足够强度的导频信号。但是，中继器16b被适当地放置在覆盖区域24b内，使得否则将面临服务的间隙的移动台22所在的位置可以被充分地覆盖。换句话说，当一个导频信号从第二BTS 10b发射时，它将通过中继器16b放大并被移动台22接收。
移动台22具有如上所述的包括AFLT的位置定位能力，因此不仅可以利用当前分配给该移动台的导频信号(例如激活集)，而且可以将激活集之外的其他导频信号用于确定该移动台的位置的目的。
在一个使用CDMA技术的示例性实现中，移动台搜索在一个邻居列表29中的导频信号，该列表为由该移动台可以接收的在附近的导频信号列表。例如，该邻居列表可以由一个基站提供。根据目前的CDMA标准，邻居列表内的某些导频可以包括在候选集28中(即，可以由一个移动台看到的导频信号，由移动台测量的其强度超过“空中下载”给定门限)或激活集27中(即，当前分配给移动台的与前向业务信道相关的导频信号，其为由一个移动台从本地基站接收的最强的导频信号并且典型地为同一导频信号的多个路径)。
为在移动台22的位置确定中使用AFLT测量，导频信号(无论在激活、候选或邻居集中)必须成功地屏蔽掉中继器的影响，如果被中继，移动台必须确定信号来自哪个中继器；另外，为在位置定位计算中使用中继的AFLT测量，还必须知晓和可得到中继器的位置和内部时延。
如前所述，移动台中传统的AFLT和A-GPS定位系统不检测和/或识别一个信号是否经过中继，这使得在一个有中继器覆盖的区域内基本上不能使用导频相位测量进行位置定位。为解决此问题，在此公开能够为一个前向链路信号嵌入唯一的水印的中继器和能够检测和识别一个被水印的中继信号的移动台。因为移动台能够检测和识别一个信号是否经过中继，如果经过中继，信号又是来自哪个中继器，所以可以使用由移动台接收的任何FL信号来确定精确的位置信息。
在某些实现中，可能只需要检测导频信号是否经过中继，而不必识别中继信号的特定中继器。为此目的公开一个供选择的实施方式，其中移动台只检测FL信号是否经过中继(不识别唯一的中继器ID)。因为在此实施方式中的移动台只能够检测信号是否经过中继，所以所有中继的导频信号(未成功屏蔽掉中继器的导频信号)必须排除在位置确定之外。
描述图3是一个实现一个FLRDWM系统的通信系统的框图。该通信系统包括一个基站收发信台(BTS)10、一个中继器16和一个移动台(MS)22。BTS 10有一个用来从其发射一个前向链路导频信号31的天线30。中继器16有一个用来从BTS 10接收前向链路信号31的第一天线32，一个用来放大信号的放大器33，一个用来对FL信号进行水印的时变时延元件34，一个系统时钟35和一个用来向MS 22发射被水印的前向链路信号37的第二天线36。MS有用来从中继器接收被水印的前向链路信号37的天线38。
BTS 10可以包含任何适当的用于无线通信的基站。在一个实施方式中，BTS设置成用于CDMA网络；然而在另外的实施方式中，BTS可以实现为用于另外的无线通信网络，诸如TDMA和GSM。虽然只示出了一个用来发射信号的天线30，但应该理解该BTS有一个BTS的典型配置，包括一个或多个用来发射和接收信号的收发信机和天线。在一个CDMA实现中，每个BTS同步于一个系统时基进行发射。
中继器16包含任何适当的中继器，其具有一个用来放大通信信号的放大器33；即，中继器16包含任何适当的配置用来向和从BTS10接收、放大和转发通信信号。另外，中继器包含时变时延元件34，其用来为前向链路信号31嵌入一个时延水印，如将参考图4或图5进行的详细的讨论。因此，中继器也包含一个系统时钟(STC)35，用来在当时变元件将时延水印序列调制到FL信号上时，完成该序列与系统时间的时间同步。
在一个实施方式中，中继器16包含第一和第二天线32，36。第一天线32用来接收前向链路信号31，第二天线36用来从中继器向外转发前向链路信号37。应当注意到虽然图3中的中继器只示出了一个放大器和一个时变时延元件，但应该理解中继器16包括在任何适当配置中的另外的部件；例如，中继器也可以包含收发信机(发射机/接收机)，其功能为通过天线32将信号接收进中继器16和通过天线36从中继器16向外转发信号。应当注意到中继器可以包含选择性的配置；例如，中继器可以通过一个有线连接而连接到BTS。一个这样的实施例包括一个光中继器，其接收一个光信号(例如光纤光学)，将其放大(和/或将其重整形，重定时，频移和否则重建)以及无线地将其转发(在相同或不同的频率上)。
中继器16包括时变时延元件34，其用来将一个时延水印，例如参考图4或图5详细描述的水印，调制到前向链路信号31。该时变时延元件为FL信号嵌入水印以识别其为中继信号，该水印可以包括一个唯一的编码序列，用来识别信号通过其传递的中继器。通过为中继的前向链路信号嵌入水印，移动台可以确定哪些导频经过中继，以及通过利用一个唯一的序列为中继前向链路信号唯一地嵌入水印，可以识别中继该信号的中继器。借助于此信息，使用AFLT或其他类似的位置定位技术可以获得精确的位置定位信息。
仍然参考图3，移动台22有一个天线38，用来从一个BTS和/或中继器接收通信信号，诸如来自中继器16的嵌入了水印的前向链路信号37。如将参考图6到图8进行的详细描述，MS 22可以检测在一个FL信号上的时延水印，如果存在，区分信号是否来自于一个中继器，以及在某些实施方式中识别哪个特定中继器发射了该信号，因而如本文中其他部分的描述，能够完成精确的AFLT测量并使它们能够用于位置定位计算。
图4和图5示出了两个示例性时延调制波形，该波形可用来为FL信号嵌入水印。在图4和5中，横轴代表时间(t)，纵轴代表按照系统时钟测量的时延调制波形的幅度(D)。因而，这些图描绘了函数D(t)，即时延调制波形相对于时间。
图4示出了一个时延水印的实施例，其中中继器信息编码为一个二进制符号序列。如本文将详细描述的，在图4中，该二进制符号具有三角形形状且峰值幅度为+A或-A。图5示出了另一个水印的实施例，其中使用一个六进制符号序列将中继器信息编码到水印中，包括一个或多个构成每个符号的三角形形状，如本文将详细描述的。
除如图4和5中示出的具有三角形形状的波形的时延水印外，应该注意到各种不同的波形可以用来提供时延；例如，可以使用阶梯、正弦和/或斜波形。
在一个实施方式中，波形D(t)可以进一步设计为区别于自然发生的现象，通常出现此现象是由于移动台的运动(例如，码多普勒(code Doppler)和多路径(fat path))，而实现该区别是通过在N(其中N为整数，例如2)个接收信号路径中不同地对时延波形进行编码。在此实施方式中，中继器元件34(图3)可以包括N个延时元件(例如2个)用来用多个时延波形D1(t)，D2(t)，...，DN(t)时间调制接收的FL信号并在通过天线36转发FL信号之前，对它们进行相加。在此情况下，因为D(t)＝D1(t)+D2(t)+...+DN(t)，对单个时延波形的要求就放松了，或作为选择，在移动台中检测的概率增加了。应当注意到为取得一个期望的检测概率，移动台中需要额外的资源(即额外的N-1个耙指)。
此外，任何M进制编码方案(其中M为整数)可以用来在FL信号上编码中继器信息，作为选择可以实施多种其他的编码方案来对符号序列进行编码，例如PSK编码方案(例如BPSK，QPSK等)或一个周期性的时延波形用该时延波形的频率在其上编码中继器I D。
在只需要检测中继器信号(即不要求识别唯一的中继器ID)的实施方式中，移动台可以简单地检测信号是否经过中继，不用识别信号通过其传递的中继器。在此情况下，因为水印的存在只简单地显示导频信号经过中继，不需要额外的信息，所以可为所有的中继器分配同样的水印。但是，在其他需要同时检测和识别中继信号的实施方式中，唯一的针对每个中继器的中继器ID可以编码在每个水印中，这样使得移动台不仅能够检测水印的存在，而且可以识别中继FL信号的中继器。
现在参考图4，其示出了水印40的一个实施例，当信号通过中继器时，该水印可以调制在FL信号上。图4的曲线描绘了通过变化为时间函数的时延(D)形成的符号序列，其中A为时延的峰值幅度。特别地，水印40包含一个5个调制符号42a，42b，42c，42d和42e的序列，其形成序列44，该序列唯一地识别中继FL信号的中继器。在图4的实施例中，每个符号具有一个近似三角形的形状，其峰值或由正时延+A定义或由负时延-A定义。在图4中，使用一个简单的二进制编码方案，其中符号“0”编码为这样的一个时变时延，它包含从零44到正峰值45的上升斜坡和跟随的从正峰值45到零46的下降斜坡，符号“1”编码为从零46到负峰值47的下降斜坡和跟随的从负峰值47到零48的上升斜坡。
在图4的实施方式中，水印40包含一个5符号二进制序列，它允许有25个(即32个)可能的二进制序列，这样可以编码32个可能的中继器ID。显然可以使用任何n符号二进制序列(其中n为整数)；换句话说，定义水印的符号的数量n可以增加或减少，这将相应地增加或减少支持的中继器ID的数量因为在此实施方式中可能的水印数等于2n。然而，根据实现，定义水印的符号数量的增加或减少可以分别增加或减少检测时间。
应当注意到在图4中的三角形符号具有一个近似常数的坡度(即时延的变化率为常数)或为+2A/Tsymbol或为-2A/Tsymbol。例如，在图4的实施方式的一个实现中，每个符号42的持续时间Tsymbol约为一秒，最大时延幅度约为1.5个码片，因此每个斜坡的斜率约为3码片/每秒。对于一个5符号水印，在此实现中，序列的持续时间Tsequence将约为五秒。
在任何特定的实现中，时延调制波形D(t)和其特性，例如符号持续时间Tsymbol，幅度A和在序列持续时间Tsequence内的最大幅度的选择满足三个条件对FL性能最小的影响，在移动台中最大的中继器检测/识别概率和最小的检测/识别时间。例如，为在移动台中最大化中继器检测/识别概率，时延波形的幅度，其斜率，以及其持续时间应当最大到使时延水印能够区别于由于移动台引起的自然发生的时间变化。
在一个这样的实施例中，幅度的选择考虑到在水印的序列持续时间内发生的最大码多普勒，时间跟踪环路的定时抖动以及发生在接收信号峰值位置中的抖动(由于多路径(fatpath)的存在)，所有的考虑都有助于在移动台处的检测概率。如此，假设最坏情况的码多普勒速率为0.5码片/秒，时间跟踪环路的标准偏差为0.0375个码片以及由于一个码片的多路径(fatpath)引起的接收信号峰值的变化，在符号持续时间Tsymbol为0.5秒时，符号42的幅度A可以设计为至少有1.3625个码片。应当注意到如果结果的斜率和幅度没有比此大很多，那么调制符号应该有附加的特性以使其区别于自然发生的现象(例如它应当由三角形波形组成，而不仅仅为斜坡)。为限制可能对FL性能的任何影响，时延水印必须最低程度地降低FL信号的SNR(例如在CDMA系统中平均降低不超过0.2dB)，最低程度地增加耙指重分配或解分配率以及最低程度地增加中继的PN落在搜索窗口大小(例如在CDMA系统中的IS-98A/B和IS-2000中所规定的)之外，从而减小了FL测量产率的概率。这些要求将对调制波形的类型(例如斜坡，阶梯，三角形等)施加影响，设定最大允许符号斜率和幅度(例如图4中的A和2A/Tsymbol以及图5中的2A和4A/Tsymbol)的上限和在序列持续时间Tsequence内最大允许的峰到峰变化(例如图4中的2A以及图5中的4A)的上限，以限定调制符号和编码方案的允许类型。最后，为将检测/识别时间减到最少，应该选择满足前面讨论的所有要求的最小的符号持续时间Tsymbol。
现在参考图5，其中示出了水印50的另一个实施例，当信号通过中继器时，该水印可以调制在FL信号上。图5的曲线描绘了一个通过变化是时间的函数的时延(D)形成的符号序列，其中2A为时延的峰值幅度。特别地，水印50包含一个6个调制符号54a，54b，54c，54d，54e和54f的序列，其形成序列56，该序列唯一地识别中继FL信号的中继器。在此6进制编码的实施例中，上升斜坡可以包含一个四分之一符号持续时间52的斜坡(例如所示的在符号“0”从零到+A)或二分之一符号持续时间53的斜坡(例如所示的在符号“4”从零到+2A)，下降斜坡可以包含四分之一符号持续时间52的斜坡(例如所示的在符号“0”从+A到零)或二分之一符号持续时间53的斜坡(例如所示的在符号“4”从+2A到零)。因此，一个完整的符号持续时间Tsymbol包含上升斜坡和下降斜坡的组合，形成一个或多个如上所述的，参考图5示出的三角形。
在图5的实施方式中，水印50包含一个6符号六进制序列，它允许有66个(即46656个)可能的水印，这样可以编码46656个可能的中继器ID。显然可以使用任何n符号六进制序列(其中n为整数)；换句话说，定义水印的符号的数量n可以增加或减少，这将相应地增加或减少支持的中继器ID的数量因为在此实施方式中可能的水印数等于6n。然而，根据实现，定义水印的符号数量(n)的增加或减少可以分别增加或减少检测时间。
对比图4的使用二进制编码生成水印的实施方式，在图5中该六进制编码的符号持续时间Tsymbol和最大斜率变化约为二进制编码中的两倍，每个符号有六个可能的值，而不是如上述二进制编码实施方式中的仅仅两个可能的值。类似于图4中所示的水印，在此实施方式中水印幅度的最大变化独立于序列中的符号的数量n，但是现在的幅度可以是两倍于图4中的实施方式(例如±2A＝±3个码片)。对于同样的序列持续时间，由六进制编码支持的唯一序列的数目大大高于二进制编码方案的数量。例如，对于一个持续时间为四秒的二符号六进制序列，支持的符号序列数目为62＝36个，因而有36个唯一的水印，对于持续时间为六秒的三符号六进制序列，支持的符号序列数目为63＝216个，因而有216个唯一的水印。同样地，图5的六符号六进制序列的示例性实现中，可以使用66＝46656个唯一的水印来识别中继器。
有许多原因使参考图4和5描述的水印是有利的。例如，在图4和5的实施方式中所使用的符号的三角形波形选择(例如不选择斜坡)导致耙指位置的零净漂移(zero net drift)；就是说，所有的符号开始和结束于零。零净漂移位置允许在移动台处进行相对于时间的信号时延的精确估计并最小地影响前向链路测量的产率。此外，图4和5的形成水印的三角形形状波形是有利的至少部分地因为其特性使其区别于自然发生的现象，其结果是有较高的中继器检测/识别概率。另外，斜坡的斜率可以设计为大于自然发生现象的斜率；就是说，较大的斜率允许在移动台处有更大的水印检测概率，因为它区别于其他来源引起的随机发生的时延。斜坡斜率的上限的设定标准可以是最大允许的对前向链路SNR的影响或是对FL信号最小影响的耙指解分配或重分配率。
应当注意到虽然在此给出了一些在CDMA系统中实现的例子，但是时延调制可以在各种无线通信系统中实现，诸如TDMA和GSM。
移动台图6是一个结合了AFLT和基于GPS的位置确定能力的移动台22的一个实施方式的框图，其包括一个中继器识别系统，能够检测一个FL信号上的水印(即如果该信号经过中继)。如果在一个FL信号上检测到一个水印，移动台也可以从该嵌入水印的中继FL信号提取出中继器ID信息。应当注意到虽然图6的实施方式同时使用GPS和/或AFLT进行位置确定，可供选择的实施方式可以只使用AFLT。
在图6中，一个无线通信系统59连接到一个天线58。在一个实施方式中，该无线通信系统59包含一个适合与一个CDMA无线BTS网络进行通信的CDMA通信系统；然而在其他实施方式中，该无线通信系统可以包含其他类型的网络，诸如TDMA和GSM。该无线通信系统59包含适当的装置，硬件和软件用来与一个BTS通信和/或检测来自一个BTS的信号，包括一个用于接收FL信号的接收机60以及一个为前向链路信号建立和保持恰当的定时的时间跟踪环路(TTL)61。
该接收机60接收FL信号并提供该FL信号的最初处理。在一个实施方式中，接收机60可以是一个瑞克型接收机，有多个用来并联地接收多个导频信号的耙指。应当注意到在某些设计中，可以选择性地提供另外的接收机以获得信号分集。
一个时间跟踪环路(TTL)61在移动台的每个耙指中实现并包括一个时延估计器(TDE)62用来估计FL信号相对于时间的时延。该TTL使用由TDE估计的时延来校正内部耙指定时并精确地估计进入的FL信号的定时，从而能够精确地解调。由TTL进行的校正解决例如由于码多普勒，来自于用户相对于基站位置发生变化的结果，以及某些多路径情况，在进入的FL信号上影响的时延或偏移。此外，如果一个进入的FL信号包括一个本文中所描述的时延水印，TDE也能够估计那个时延波形，以及TTL可以相应地校正前向链路信号。
时延估计器(TDE)62提供在TTL内用来估计FL信号相对于时间的时延。TDE估计时延的速率允许TDE足以估计时延的波形。对于跟踪同样的前向链路信号的耙指，跟踪是在最早到达路径上进行的。
TDE以波形输出时延，其包括是时间函数的时延。应当注意到，如果没有时延，波形基本上为零。如果有某些时延，波形将相应地包括是时间函数的时延。
移动台控制系统63典型地包括一个提供标准处理功能以及其他计算的微处理器和执行要求的MS处理所必需的控制系统。移动台控制系统63通常将MS的各种各样的系统连接到一起。
一个AFLT搜索器连接到无线通信系统59和移动台控制系统63。该AFLT搜索器检测导频，在移动台发现的导频信号上执行导频相位测量并将那些测量值提供给一个导频相位测量(PPM)数据库65。
连接到控制系统63的导频相位测量(PPM)数据库65提供为用来存储关于从AFLT搜索器观测到的数据测量，例如到达时间，RMSE和Ec/Io。导频ID唯一地识别数据库中的每个导频信号。
一个位置确定系统(PDS)66，可以选择性地提供在移动台内，连接到移动台控制系统63和PPM数据库65；该位置确定系统66在适当时请求来自其他系统(例如GPS通信系统75，PPM数据库65和中继器识别系统72)的信息和操作，并使用通过任何适当的AFLT算法，GPS算法或AFLT和GPS算法组合(在A-GPS中)获得的测量执行确定移动台位置必要的计算。为此目的，PDS 66也可包含一个每个BTS和中继器的位置和内部时延的数据库(未示出)。
应该注意PDS 66可以独自运行，不用网络位置确定实体(PDE)；就是说，MS可以不借助于MS外部的资源确定其自身的位置(独立模式)。作为选择，PDS 66可以和位于网络中其他地方的PDE一起运行；例如，PDE可以帮助MS生成一个GPS搜索列表(例如通过向MS提供GPS历书和星历)，同时MS可以执行位置计算(基于MS的模式)。然而，在某些选择性的实施方式中，移动台控制系统63从一个外部PDE接收GPS捕获协助(GPS acquisitionassistance)(例如一个GPS搜索列表，同时有码和频率搜索窗口)并与MS之外的PDE交换位置测量信息(例如AFLT和GPS测量，中继器信息，等等)的某些或全部，该PDE计算MS的位置并可以通过无线通信网络将位置发回给MS。PDE可以位于一个或多个外部处理系统中，它们通过网络与移动台通信。在另外的选择性实施方式中，PDE系统可以修改成包括向MS发送服务基站可以利用的中继器帮助信息，例如所有可能的在一个特定的PN上的中继器，它们的中继器ID和它们的内部时延(及潜在地它们的位置，如果在MS处进行位置定位)。这可以帮助减少中继器识别时间，从而减少定位时间。
一个用户接口67包括任何适合的接口系统，诸如麦克风/扬声器68，键盘69和显示器70，它们允许用户与MS之间互动。麦克风/扬声器68提供使用该无线通信系统的语音通信服务。键盘69包含用于用户输入的任何适合的按钮。显示器70包含任何适合的显示器，例如背亮式(backlit)LCD显示器。
一个GPS通信系统75连接到移动台控制系统63和一个天线76，并包含任何适合的用来接收和处理GPS信号的硬件和软件。
一个中继器搜索器73连接到移动台控制系统并包含适合的硬件和软件来在由普通AFLT搜索器64发现的经过选择的FL信号的导频信号采样上运行一个简化的中继器AFLT搜索。与AFLT搜索器64比较，中继器搜索器可以包括较长的累计时间，以取得可靠的检测/识别所需要的处理增益。
一个时延估计器(TDE)74提供在中继器搜索器73内用来估计在中继器搜索的FL信号中的相对于时间的时延，以类似于TTL 61中的TDE 62的方式。就是说，TDE估计每个FL信号时延的速率允许TDE足以估计时延的波形。TDE以一个代表是时间的函数的该时延的波形输出该时延。应当注意到，如果没有时延，波形基本上为零。如果有一些时延，波形将相应地包括是时间的函数的那时延。
一个中继器识别(ID)系统72连接到控制系统63并包含任何适合的硬件，固件和/或软件用来在从时延估计器(TDE)62，74输出的时延上进行中继器识别。就是说，移动台控制系统63接收该来自于TTL 61中的TDE 62和/或中继器搜索器73中的TDE 74的相对于时间的估计FL信号时延，并将此相对于时间的估计FL信号时延发送到中继器ID系统72。在一个实施方式中，该中继器ID系统包括一个相关器，其通过将该时延数据与以从其确定中继器信息的已知水印相关从相对于时间的估计FL信号时延确定中继器信息。例如，在一个实施方式中，基于匹配滤波器的算法可以实现从该时延数据提取中继器识别。
在某些实施方式中，可以选择性地提供一个中继器ID数据库71，其存储在移动台附近的有关中继信号的信息，用来帮助检测和位置定位。连接到中继器ID系统72的中继器ID数据库71可以用来帮助识别一个中继器；例如，为在MS位置确定中使用经过中继的导频信号，中继器ID数据库中的信息可以发送到移动台内的PDS或MS外的网络PDE。应当注意到，如参考PDS 66所述，中继器数据库中存储的信息可以选择性地存储于MS外部的PDE中。
现在参考图7，其是一个流程图，示出了在FL信号中继器屏蔽中涉及的两个核心步骤，以及参考图8和图9，它们是流程图，示出了在一个移动台中如何实现中继器屏蔽的两个实施例。
从77开始的图7的流程图示出了由一个移动台进行FL信号中继器屏蔽。特别地，在此描述的核心步骤可以在一个无线网络中实现，该网络中的一个移动台可以接收嵌入水印的经过中继的信号，其中该水印包括一个时延水印。
在78，在移动台处在一个FL信号上进行时延估计。该时延估计由一个例如图6中62和74所示的时延估值器(TDE)执行，以从该FL信号确定时延波形(如果有的话)。
在79，为从该时延数据识别中继器信息，在从该时间估计步骤接收的时延数据上实施一个中继器识别算法。该中继器识别可以由一个例如图6中方框72所示的中继器ID系统执行。
在80，中继器信息提供给移动台PDS或PDE之一，从而甚至在有中继器的区域可以使用导频相位测量来确定移动台的位置。
中继器信息可以包括一个信号经过中继，未经过中继或未知的指示；而且，在某些实施方式中，中继器信息可以包括一个唯一的中继器ID，其用来识别哪个中继器中继了该FL信号。例如，如果在约等于Tsequence的一段时间内时延约为零，那么该中继器信息指示该FL信号未经过中继；然而，如果时延大于零，那么该中继器信息可以包括一个由该中继器ID系统所确定的中继器ID。
在其中中继器ID编码到水印内的实施方式中，中继器识别过程包括通过将该时延波形与已知水印集相关从该时延波形确定中继器信息；如果发现一个匹配超过某个门限，那么就知道该中继器I D。在这些实施方式中，PDS或PDE于是可以使用关于识别的中继器的信息(例如它们的位置和内部时延)用包括的中继信号的PPM来计算移动台的位置。
现在参考开始于81的图8，其是一个示出了FL信号中继器屏蔽的一个示例性实施方式的流程图，其中由移动台(图6)的时间跟踪环路(TTL)进行时延估计。
在82，实施时延估计以确定FL信号相对于时间的时延。在此实施方式中，时延估计是由一个TTL中的时延估计器(TDE)(见图6，方框62)进行的，其估计FL信号相对于时间的时延并输出该时延数据。
在84，来自时延估计步骤的时延发送到中继器ID系统用于中继器识别。应当注意到该时延数据可以通过MS中的一个控制系统或其他装置进行处理，或可以直接发送到中继器ID系统进行处理。
在86，在从时延估计步骤接收的时延上实施一个中继器识别算法，以从该FL信号确定中继器信息，如参考图7方框79的详细说明。
在88，中继器信息提供给移动台PDS或PDE之一，从而甚至在有中继器的区域可以使用导频相位测量来确定移动台的位置。
现在参考开始于90的图9，其是一个示出了FL信号中继器屏蔽的另一个示例性实施方式的流程图，其中由移动台(图6)的中继器搜索器进行时延波形估计。
在92，实施时延估计以确定FL信号相对于时间的时延。在此实施方式中，时延估计由中继器搜索器(图6)中的时延估计器(TDE)执行，其估计FL信号相对于时间的时延并输出该时延数据。
在94，来自时延估计步骤的时延数据发送到该中继器ID系统用于中继器识别。应当注意到时延数据可以通过MS中的一个控制系统或其他装置进行处理，或可以直接发送到中继器ID系统进行处理。
在96，在从时延估计步骤接收的时延数据上实施一个中继器识别算法，以从FL信号确定中继器信息，如参考图7方框79的详细描述。
在98，中继器信息提供给移动台PDS或PDE之一，从而甚至在有中继器的区域可以使用导频相位测量来确定移动台的位置。
开始于100的图10是一个流程图，其示出了在其中存在中继器的区域获得足够的中继器屏蔽测量用于位置定位的一个示例性方法。
在102，在一个激活FL信号上实施TTL中继器屏蔽，包括在移动台的TTL中实施时延估计，如参考图8的描述。
在103，与基于TTL的激活FL信号中继器屏蔽(102)并行，在导频信号上执行一个AFLT搜索以及来自常规AFLT搜索的测量可以存储于数据库中。
在104，可选择地，也可以实施一个GPS搜索。
在105，进行用于位置确定的足够GPS测量(如果可应用)和TTL中继器屏蔽测量确定。应当注意到在一个A-GPS系统中，只需要一个或两个另外的PPM来确定位置(结合来自GPS的PRM测量)，而在其他只有AFLT的系统中，需要四个或更多PPM以获得足够的测量用于位置确定。如果获得了足够的测量值，过程转移到方框108。如果未获得足够的测量值，过程转移到方框106。
在106，如果在激活FL信号上使用TTL中继器屏蔽未获得足够的测量值用于位置定位，则在来自AFLT搜索的其他FL信号上实施中继器屏蔽，包括在移动台的中继器搜索器中实施的时延估计，如参考图9的描述。然后过程返回到105并重复该过程直到获得足够的GPS测量值(如果可应用)和中继器屏蔽导频相位测量值用于确定位置。
在一个示例性CDMA实现中，为节约时间，只是在不处于激活集内的FL信号的导频信号采样上使用中继器搜索器实施中继器屏蔽，因为已经使用TTL实施过激活导频信号的中继器屏蔽，如方框102所述。然而在其他实施方式中，使用中继器搜索器的中继器屏蔽也可以在激活导频信号上执行，在某些实现中，这样可以实现更精确的FL信号相对于时间的时延估计。
在108，一旦足够数量的FL信号为位置确定进行了中继器屏蔽，在被识别为中继的FL信号的AFLT测量中进行时延去除，从而可以提供精确的导频相位测量用于位置定位(即，AFLT测量必须调整为补偿由TDE测量的时延水印)。为从AFLT测量去除时延水印，移动台可以从在或接近于相应时间的导频相位测量中(存储于数据库中)减去估计时延，这得到时间校正的导频相位测量。
在109，所有的测量，包括来自GPS(如果可应用)的PRM，来自AFLT搜索的PPM以及从中继器识别步骤获得的中继器信息，发送到适合的系统(例如PDS或PDE)用来处理移动台的位置。
如在其他处的详细描述，中继器信息可以包含一个信号是否已成功地经过中继器屏蔽(例如甚至未尝试进行中继器搜索，或尝试过中继器搜索但失败了，或成功地实施了中继器搜索)，信号是否检测为经过中继的指示，以及在某些实施方式中，与中继信号相关的唯一中继器ID。此中继器信息将帮助MS位置确定系统或一个PDE精确地进行移动台位置的确定，即使该信号中的一些或全部经过中继。
开始于110的图11是一个在其中存在中继器的蜂窝覆盖区域中使用AFLT或A-GPS确定移动台的位置的一个示例性方法的流程图，显然使用在本文公开的中继器识别系统可以实现许多不同的确定位置的方法。
在111，获得一个邻居蜂窝BTS搜索列表。该小区搜索列表将用来从列表上的蜂窝基站搜索导频信号，它也可以包括对发现列表上的基站的导频信号有用的信息。
可通过多种方式获得该小区搜索列表；在一个简单的实施方式中，该小区搜索列表包括在一个蜂窝系统中的所有可能导频信号；然而搜索所有可能的导频信号将消耗不必要的时间。为节约时间，在一个实施方式中，与移动台通信的一个本地蜂窝基站可以向移动台提供该小区搜索列表，包括在其上搜索每个导频信号的搜索窗口。应当注意该小区搜索列表可以修改成如果有的话也包括服务基站可以利用的任何中继器帮助信息，诸如在列表中的PN上的所有可能的中继器，它们的ID和它们的内部时延(及潜在地它们的位置，如果将在MS处进行位置定位)。这可以帮助减少中继器识别时间，从而减少定位时间。
在112，对来自在小区搜索列表上的每个蜂窝BTS的导频信号进行AFLT测量。并行于该AFLT搜索，激活FL信号是TTL中继器屏蔽的，如参考图8的详细描述。
在一个实施方式中，AFLT测量包括一个最早到达时间(TOA)估计，一个提供最早TOA的路径的RMSE估计，以及一个导频信号所有可分辨路径的Ec/Io估计，其用来为导频信号更新Ec/Io。测量可以存储在如图6所示的一个PPM数据库中，其中每个导频信号与多个有关的测量相关。应当注意到，即使一个导频信号的强度不足以建立通信，但该导频信号仍可以有足够的强度被检测到和被测量到到达时间以及其他性质。
在113，可以获得一个GPS卫星搜索列表。这是一个选择操作，它有利地提供一个可以由GPS系统使用来寻找卫星的搜索列表，从而减少定位足够的卫星以得到一个位置定位所需要的时间。作为选择，该GPS系统可以简单地搜索整个天空；然而这样的全天空搜索典型地消耗很长的时间。
在114，按照适合的GPS过程获得GPS测量。在一个实施方式中，该GPS通信系统首先在列表中规定的搜索窗口上寻找在可见卫星列表中规定的卫星。这样可以大大减少获得足够的GPS信号所需要的时间。
在115，MS确定是否已获得足够的GPS测量和TTL中继器屏蔽测量用于确定位置。如果已经获得足够的测量，没有理由在MS中引发进一步操作，在流程图中处理转移到117，以从任何中继信号去除时延水印。如果没有获得足够的测量，处理转移到116，执行如下所述的中继器搜索。
在116，使用中继器搜索器对FL信号进行中继器屏蔽，如参考图9的详细描述。由于中继器搜索是在AFLT搜索中已经发现的导频上实施的，所以搜索在小搜索窗口上进行，中继器搜索器可以同时地进行这些。然后过程返回到115且该过程重复进行直到获得足够的GPS测量和中继器屏蔽的AFLT测量用于确定定位位置。
在117，一旦足够数量的PPM经过中继器屏蔽可用于定位位置确定，就必须去除在识别为已中继的FL信号的AFLT测量上的时延水印，如参考上述图10中方框108的详细描述。
在118，可以向位于MS内的PDS或位于MS之外的，但在无线网络中的PDE，提供来自GPS搜索的伪距测量(PRM)，来自常规AFLT搜索的导频相位测量(PPM)，以及来自中继器识别步骤的中继器信息。PDS或PDE处理所有的测量以获得MS位置定位，如在其他处的详细描述。
应当注意到，对涉及以创造更精确的GPS帮助信息(小GPS窗口)为目的基于AFLT测量的初始粗略位置(即预定位)计算的呼叫流程，为提供更精确的初始粗略位置和GPS搜索窗口，在预定位计算中使用常规AFLT搜索测量之前，应该实施使用TTL和/或中继器搜索的中继器屏蔽(以及从中继器FL信号的AFLT结果中去除检测到的水印)。一个移动台初始粗略位置确定(即预定位)的实施例可以遵循图10的流程图(没有选择性的GPS搜索)。一个移动台最终位置确定(即最终定位)的实施例可以遵循图11的流程图。
最后，在某些实施方式中，可以引入优选响应质量的概念，其中不同的优选响应质量值与期望的中继器搜索灵敏度，目标概率，范围/产率以及最大允许识别时间相一致。以此方式，针对初始粗略位置(即预定位)和最终位置确定(即最终定位)中继器搜索，可以有不同的优选响应质量值，以允许在这两者之间不同的最大识别时间的要求。此外，针对最终定位也可以有不同的优选响应质量值，以允许在中继器检测过程中各种类型的应用的可能不同的要求。
本领域技术人员应当意识到，鉴于这些教义，能够在不背离本发明的精神和范围的情况下实现选择性的实施方式。本发明将只受下面权利要求书的限制，其包括所有结合上述说明书及附图的实施方式和修改。
权利要求
1.一种用于在一个移动台中对一个前向链路导频信号进行中继器屏蔽的方法，包括在该移动台中在一个时间段上监测该前向链路导频信号以估计在所述时间段内的一个时延；以及响应在所述时间段内的所述估计时延，识别所述前向链路信号是否经过中继。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该识别步骤包含将在所述时间段内的所述时延估计与一个已知时延水印集相关以识别中继器信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中该识别步骤进一步包含识别一个唯一的中继器ID。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该监测步骤包括使用一个时间跟踪环路估计在所述时间段内的所述时延。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括实施一个AFLT搜索以检测和测量一个该前向链路信号的最早到达时间；以及在该前向链路信号上实施一个中继器搜索，包括所述监测该前向链路信号以估计在所述时间段内的所述时延的步骤。
6.一种用于使用前向链路导频信号对一个移动台进行位置确定的方法，包括对该前向链路导频信号进行中继器屏蔽以确定中继器信息，该方法包括在一个中继器处用一个时变时延元件调制多个前向链路信号，以在其上嵌入中继器信息水印；在该移动台接收多个前向链路导频信号，包括从它们进行导频相位测量；在一段时间内估计所述多个前向链路导频信号的时延；响应在一段时间内的所述时延，在该移动台处进行中继器识别以识别该前向链路信号是否经过中继；确定是否已经获得足够的中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定；如果还没有获得足够的中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定，那么重复所述估计时延和在一个或多个其他接收的前向链路信号上进行中继器识别的步骤直到获得足够的中继器屏蔽的导频相位测量用于位置确定；校正所述导频相位测量，包括从被识别为经过中继的前向链路信号充分地去除所述估计时延；以及向位置确定系统和位置确定实体之一提供前向链路信号的导频相位测量和中继器信息，如果有的话，以确定所述移动台的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述实施中继器识别的步骤包括将所述时延估计与一个已知时延水印集相关以识别中继器信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述实施中继器识别的步骤进一步包括识别一个唯一的中继器ID。
9.根据权利要求6所述的方法，在所述估计一个时延的步骤之前进一步包括进行一个GPS搜索，以获得伪距测量。
10.根据权利要求9所述的方法，在所述估计一个时延的步骤之前，进一步包括实施一个确定是否已经获得足够的GPS伪距测量用于定位目的的步骤。
11.根据权利要求6所述的方法，其中所述估计一个时延的步骤包括使用一个时间跟踪环路估计所述时延。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述估计一个时延的步骤包括使用一个中继器搜索器估计所述时延。
13.根据权利要求6所述的方法，其中与所述接收多个前向链路导频信号的步骤并发地，使用时间跟踪环路对激活前向链路导频信号进行所述估计该时延的步骤，以及使用一个中继器搜索器对一个或多个其他接收的前向链路信号实施所述估计一个时延的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，在所述确定是否已经获得足够的中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定的步骤之前，进一步包括实施一个GPS搜索以获得伪距测量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述确定是否已经获得足够的中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置确定的步骤进一步包括确定是否已经获得足够的GPS伪距和中继器屏蔽的前向链路导频相位测量用于位置定位。
16.一种用于放大一个从一个基站到一个移动台的前向链路信号的中继器，该中继器包括一个放大器，用于放大从该基站到该移动台的该前向链路信号；以及一个时变时延元件，用于在当该前向链路信号通过该中继器时，用一个识别的时延水印调制该前向链路信号，其中所述水印定义了由一个时延符号序列编码的中继器信息。
17.根据权利要求16所述的中继器，其中所述水印包括M进制编码，其中M代表一个整数。
18.根据权利要求17所述的中继器，其中所述水印包括二符号六进制编码。
19.根据权利要求16所述的中继器，其中所述水印包括一个波形，设计成允许一个移动台区分所述水印与自然发生的时延现象。
20.根据权利要求19所述的中继器，其中所述自然发生的时延现象至少是码多普勒和多路径之一。
21.根据权利要求19所述的中继器，其中所述波形包括一个大于自然发生的时延现象的斜率。
22.根据权利要求19所述的中继器，其中所述波形包括一个大于自然发生的时延现象的幅度。
23.根据权利要求19所述的中继器，其中所述波形包括一个区别于自然发生的时延现象的形状。
24.一种用于确定位置的移动台，包括对前向链路信号进行中继器屏蔽以确定关于该前向链路信号的中继器信息，所述移动台包括一个接收机，接收多个前向链路导频信号，包括进行导频相位测量；一个时延估计器，在所述多个前向链路导频信号上估计一个时延波形；以及一个中继器识别系统，接收所述时延波形，将所述时延波形与中继器信息相关以识别经过中继的信号，以及在向位置确定系统和网络位置确定实体之一发送中继器信息和导频相位测量以确定该移动台的位置之前，从所述中继的FL信号的导频相位测量中去除所述时延波形。
25.根据权利要求24所述的移动台，其中所述中继器识别系统包括一个相关器，其将所述时延波形估计与一个已知时延水印集相关以识别中继器信息。
26.根据权利要求25所述的移动台，其中所述相关器将所述时延波形估计与一个已知时延水印集相关以识别一个中继器ID。
27.根据权利要求24所述的移动台，进一步包括一个时间跟踪环路，在所述前向链路信号上跟踪定时，包括位于所述时间跟踪环路内的所述时延估计器。
28.根据权利要求24所述的移动台，进一步包括一个中继器搜索器，在接收的前向链路导频信号上再搜索一个时延波形，包括位于所述中继器搜索器内的所述时延估计器。
29.根据权利要求24所述的移动台，进一步包括一个时间跟踪环路，在所述前向链路信号上跟踪定时，包括位于所述时间跟踪环路内的所述时延估计器。一个中继器搜索器，在一个或多个其他接收的前向链路导频信号上再搜索一个时延波形，包括位于所述中继器搜索器内的一个第二时延估计器。
30.根据权利要求24所述的移动台，进一步包括一个GPS接收机，用于接收GPS信号。
全文摘要
一种前向链路中继器时延水印(FLRDWM)系统和方法，能够在其中存在中继器的区域通过向中继信号嵌入中继器信息水印精确地定位移动台的位置。每当一个信号通过该中继器，该中继器用一个(唯一的或非唯一的)时延调制波形水印为一个前向链路信号嵌入水印。一个移动台在该前向链路信号上检测/识别该时延水印以确定中继器信息，该信息帮助网络位置确定实体或移动台位置定位系统，使用AFLT和/或A－GPS系统确定位置。一个前向链路时延水印系统可以实现为对FL和AFLT性能的影响较低，有利的检测和识别概率以及缩短的检测/识别时间。
文档编号H04Q7/38GK1778054SQ200480010511
公开日2006年5月24日 申请日期2004年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者埃米莉杰·M·西米克, 克里斯托弗·帕特里克, 道格拉斯·罗威彻, 卢卡·布莱森特, 罗兰·里克 申请人:高通股份有限公司