[发明专利]使用多波束发射来估计无线站的位置的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体地涉及用于确定无线站的位置的方法和系统。

背景技术

传统的用于在无线通信网络中无线地确定无线站位置的技术，例如从卫星无线电发射接收全球定位系统(GPS)信号，在许多位置经常是无效的，这是由于接收信号的衰弱以及多径信号传播的影响，特别是在室内以及由高楼所产生的“都市峡谷”，在这些地方，无线电信号通常会被环境中的多个物体散射。这种多径散射阻碍了许多传统定位技术，这是因为多个信号到达终端和网络接入点，例如基站。

其他的传统定位技术，例如测量来自地面发射器的信号的强度或者到达时间(或者在多个信号之间到达时间的差)，同样也被所述多径传播所扰乱并且在所述无线站处需要专门的测量装置。

因此，采用传统定位技术的通信系统通常很昂贵，这是由于在每个无线站中实施专门的接收器或者信号测量装置。在无线站的另外的接收和测量也消耗了另外的功率并且因此降低了电池寿命。接收GPS信号，例如，在无线站需要另外的天线和接收器，这增大了所述无线站的尺寸和重量。

发明内容

根据一个广义的方面，本发明提供了一种方法包括：基于多波束天线方向图(antenna pattern)的多个波束角和在多波束天线方向图的相应波束上发射的多个无线信号中的每一个在无线站处的接收信号属性，对于多个波束角中的每一个估计从多波束天线方向图的参考点到无线站的方位角。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：对于多波束天线方向图的多个波束角中的每一个，在多波束天线方向图的相应波束上发射相应多个无线信号中的每个无线信号。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：基于无线站的所估计的方位角，将多波束天线方向图的波束转向(steer)无线站，以用于与所述无线站通信。

在一些实施例中，估计从多波束天线方向图的参考点到无线站的方位角包括确定波束角，在该波束角：在多波束天线方向图的相应天线波束上发射的至少两个无线信号的相应接收信号属性的比率(ratio)基本上等于预定值。

在一些实施例中，对于在多波束天线方向图的相应波束上发射的多个无线信号中的每一个，在无线站处的接收信号属性包括与在多波束天线方向图的其他波束上发射的无线信号不同的在相应波束上发射的无线信号的分量(component)的接收电平(level)。

在一些实施例中，所述预定值基本上等于1。

在一些实施例中：所述多波束天线方向图包括第一天线波束和第二天线波束；以及估计方位角包括确定波束角，在该波束角：在第一天线波束上发射的相应无线信号的接收信号属性与在第二天线波束上发射的相应无线信号的接收信号属性的比率基本上等于预定值。

在一些实施例中：所述多波束天线方向图包括介于第一天线波束和第二天线波束中间的第三天线波束；以及估计方位角包括确定波束角，在该波束角：在第一天线波束上发射的相应无线信号的接收信号属性与在第三天线波束上发射的相应无线信号的接收信号属性的比率基本上等于第二预定值；并且在第二天线波束上发射的相应无线信号的接收信号属性与在第三天线波束上发射的相应无线信号的接收信号属性的比率基本上等于第三预定值。

在一些实施例中，所述第三天线波束基本位于第一天线波束和第二天线波束之间的中间位置(half-way)，并且所述第二预定值基本上等于所述第三预定值。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：对于每个波束角，向无线站发射表示波束角的码。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：从无线站接收表示波束角的码，在该波束角：在多波束天线方向图的相应天线波束上发射的至少两个无线信号的相应接收信号属性的比率基本上等于预定值。

在一些实施例中，所述多个无线信号包括以下任何一个：正交频分复用(OFDM)信号；码分多址(CDMA)信号；时分多址(TDMA)信号；以及基于脉冲的超宽带(UWB)信号。

在一些实施例中：所述多个无线信号包括正交频分复用(OFDM)信号；每个波束的相应无线信号的不同分量包括与在其他波束上发射的子载波不同的至少一个子载波；并且所述多波束天线方向图的至少两个波束的不同分量的接收电平的比率包括所述多波束天线方向图的至少两个波束的不同子载波在无线站处的接收信号功率之间的比率。