CN1200640A - 移动通信设备 - Google Patents

Abstract

具有一个收发信机的移动通信设备装备一个位置计算器,根据各自从不同基站接收的三个无线电控制信号计算该移动通信设备的位置。多个传输禁止区数据存储在存储器中和根据该移动通信设备的位置是否在一个传输禁止区内控制该收发信机。

Description

移动通信设备

本发明涉及移动通信系统，特别涉及具有传输禁止功能的移动通信设备。

随着高技术设备诸如计算机和具有微处理器的数字设备的广泛使用，高技术设备的操作不利地受从无线通信设备如移动电话终端发射的无线电波的影响的情况已增加。特别在医院的情况中，这可能是一个严重的问题。

作为另一个例子，在指定的频带在具有多个国家边界地区如在欧洲随国家不同而变化的情况下，在不同国家发送无线电信号是非法的。

为了避免如上所述的不希望的和非法传输，已提出几种具有禁上无线传输能力的移动通信系统和移动终端。

在日本专利未审查公开号5—344050中，移动通信设备装备存储传输允许区的数据库和使用卫星通信系统如GPS(全球定位系统)的位置检测器。当它位于传输允许区外时，禁止传输操作。

但是，移动通信设备不适合于相对小区域如大楼位置的位置检测。而且，移动通信设备需要GPS设备作为该位置检测器。

在如日本专利未审查公开号7——87568中公开的移动通信系统中，移动终端装备了存储发送和接收禁止区的数据库和使用GPS的位置检测器。当该移动终端位于接收禁止区内时，该系统发送信号给该移动终端，因此禁止可听见的提醒。作为另一个系统，包括基站和控制中心的系统侧装备存储发送及接收禁止区的该数据库，和该位置检测器。当该移动终端位于发送禁止区内时，系统则通知用户；该用户位于发送禁止区内，然后禁止发送操作。

但是，系统需要发送消息信号给移动终端以便通知该用户发送或接收禁止区。而且，移动终端也需要GPS设备作为位置检测器。

本发明的目的是提供移动通信设备，它可取得可靠的发送禁止而不发送任何特定信号。

本发明的另一个目的是提供移动通信设备，它可检测其准确位置和在相对小的区域如大楼位置取得可靠的发送禁止。

根据本发明，移动通信设备包括一个收发信机，用于接收和发送在由多个基站构成的多个服务区中使用的无线电信号，该移动通信设备装备一个位置计算器，用于根据各从不同基站接收的三个无线电控制信号计算在该服务区内的移动通信设备的位置。存储多个数据发送禁止区和根据移动通信设备的位置是否在一个发送禁止区内控制收发信机。

位置计算器可包括一个检侧器，用于检测从三个基站中的每一个基站接收的无线电控制信号的多普勒频移。移动通信设备和三个基站的每个基站之间的距离从该无线电控制信号的多普勒频移中进行计算，而移动通信设备的位置从由距离计算器计算的三个距离中进行确定。

位置计算器可包括一个检测器，用于检测从三个基站的每个基站接收的无线电控制信号的接收时间，其中该无线电控制信号传递发送时间信息。移动通信设备和三个基站的每个基站之间的距离根据从接收时间和发送时间得到的无线电控制信号的发送与接收之间历时的时间进行计算。移动通信设备的位置由距离计算器计算的三个距离中进行确定。

图1是表示根据本发明的通信系统的系统配置例子的示意方框图；

图2A是表示由广域选呼通信系统的基站发送的信号格式图；

图2B是表示由双向通信系统的网孔基站发送的控制信号格式的图；

图3是表示根据本发明移动通信设备实施例的方框图；

图4是表示在移动通信设备中提供的发送禁止区表的例子的示意图；

图5是表示该实施例操作的流程图；

图6是说明该实施例的位置确定的第一例子的示意图；和

图7是说明该实施例的位置确定的第二例子的示意图。

参见图1，通信系统包括一个广域基站(BS)102和多于网孔基站(CS)104，该广域基站用于形成宽的无线电区101，而网子基站形成以蜂窝形式安排的窄的无线电区(网孔)103。由授权用户携带的移动终端(MT)105通过广域基站102或最接近的网孔基站104呼叫和通过最接近的网孔基站104进行双向通信。

上述通信系统由系统管理中心106控制。即系统管理中心106统一和控制广域基站102和多个网孔基站103。系统管理中心106包括：一个双向通信控制器107，它接到多个网孔基站103；一个广域选呼控制器108，它接到广域基站102；一个系统控制器109，用于控制双向通信控制器107和广域选呼控制器108；以及一个存储装置110，用于存储从相应终端接收的数据。而且，系统管理中心106可经过公共网络111接到与其通信的对方的终端。

广域基站102和每个网孔基站CS以固定间隔同步地发送包括用于确定移动终端位置的必要信息的控制信号。因此，如图1所示的位于网孔103中的移动终端105分别从广域基站102和网孔基站104接收两个控制信号。即使在两个控制信号已同时发送时，取决于传播距离，控制信号的到达时间是不同的。

这样的不同到达时间可用于确定相应的距离。而且，如下面所述的，多普勒频移可用于确定移动终端的位置。

参见图2A，由广域基站102发送的选呼信号包括一个同步信号SYNC，一个控制信号和识别码(ID)或消息数据。该控制信号包括BS位置信息和发送时间标记信息，这些信息用于位置计算。BS基站信息可以是广域基站102的纬度和经度。该传输时间标记信息指示该信号由广域基站102发送时的时刻。

如果在移动终端中提供包含每个基站的变换数据的表，则该BS位置信息以BS识别码代替。这样的控制信号在选呼系统中不是特别的而是普通的。

参见图2B，由网孔基站CS发送的下行链路控制信道信号包括一个同步信号SYNC，源识别码CS——ID，CS位置信息和发送时间标记信息。CS位置信息可以是网孔基站CS的纬度和经度。发送时间标记信氢指示在下行链路控制信道信号由该网孔基站CS发送时的时刻。

如果该移动终端装备包含每个基站的变换数据的表，则CS位置信息不是必须的，因为源识别码CS——ID可用于从该表中检索必要的信息。这样的控制信号在移动电话系统中不是特别的，而是普通的。

参见图3，移动终端配备双向通信系统和广域通信系统。天线201接到一个无线收发信机，它具有接到接收机203和发射机204的一个天线开关202。接收机203解调从网孔基站接收的无线电信号并且输出接收的数据给信道控制器205。发射机204根据从信道控制器205接收的发送数据调制载波并且经过天线开关202输出得到的射频信号给天线201。

双向通信系统还包括一个多普勒频移检测器206，它从接收的无线电信号中检测多普勒频移并且输出多普勒频移的幅度给信道控制器205。

天线207接到广域接收机208，用于从广域基站102接收无线选呼信号。广域接收机208接到多普勒频移检测器209，它从接收的无线选呼信号中检测多普勒频移。广域接收机208解调该无线选呼信号并且输出接收的数据给解码器210和同步检测器211。

微处理器212通过执行存储在只读存储器(ROM)213中包括位置确定程序和传输禁止控制程序的程序来进行移动终端的操作。微处理器212还接到随机存取存储器(RAM)214、存储器215和传输禁止区表216。RAM214用于存储接收的消息和其它必要信息。而存储器215用于存储所接收信号的多普勒频移数据、到达时间、位置和时间标记信息。传输禁止区表216预先存储禁止无线电传输的区域数据。

微处理器212分别从信道控制器205和同步检测器211接收网孔同步检测信号和广域同步检测信号。当收到网孔同步检测信号时，微处理器211从信道控制器205输入接收的数据并且将包括在接收数据中的网孔同步检测信号的到达时间、CS位置信息和发送时间标记信息存入存储器215。当收到广域同步检测信号时，微处理器212从解码器210输入接收的数据并且将包括在所接收的数据中的广域同步检测信号的到达时间、BS位置信自、和发送时间标记信息存入存储器215。

如前所述，在移动终端配备基站变换数据表情况下，微处理器212可检索包含在接收数据中基站变换数据表中的BS及CS识别数据并且将相应的位置信息存入存储器215。

ROM213存储位置确定程序和传输禁止控制程序。如将详细叙述的，微处理器212利用CS及BS位置信息、选呼信息的多普勒频移的相应到达时间差及相应幅度以及至少两个下行链路控制信道信号进行移动终端的位置计算。

而且，键盘217，显示器218诸如液晶显示器(LCD)，扬声器及话筒(未示出)和提醒系统诸如扬声器或发嘟嘟声装置(未示出)都接到微处理器212。指示传输禁止/允许的消息、接收消息和其它必要信息根据通过键盘217输入的用户指令显示在显示器218上。

如图4所示，传输禁止区表216在这个实施例中存储医院的位置数据(纬度和经度)。由于在医院大楼内装备一些电磁敏感的医疗设备，禁止不希望的无线电传输是很重要的。在传输禁止区表216中，例如，医院A位于由北纬a₁至北纬a₂和东经a₃至东经a₄确定的区域。

参见图5，当分别从信道控制器205和同步检测器211接收至少两个网孔同步检测信号和该广域同步检测信号时(步骤S301的是)，则微处理器212将CS及BS发送信号的相应多普勒频偏幅度及到达时间、CS及BS位置信息和CS及BS发送时间标记信息存入存储器215(步骤S302)。

随后，微处理器使用在存储器215中存储的上述信息进行位置计算(步骤S303)。当移动终端移动时，所检测的多普勒频移可用于检测该移动终端相对于BS基站和两个网孔基站的位置变化。而且，微处理器212可根据发送与到达时间之间的时间差计算移动终端与广域基站之间的距离，类似地可分别计算该移动终端与两个相邻网孔基站之间的两个距离。

如上所述，移动终端的位置可从所计算的三个距离和相应基站的位置信息中进行确定。

在已计算该位置时，微处理器212检索传输禁止区表216中的移动终端本身的计算位置(步骤S304和S305)。如果找到包括该计算位置的传输禁止区，即所计算的位置是在一个传输禁止区内(步骤S305的是)，则微处理器212设置信道控制器为无线电传输禁止模式(步骤S306)，而且还控制该显示器218，以便在屏幕上显示无线电传输禁止模式的消息。

另一方面，当在表216中未找到计算的位置时，即它在传输禁止区之外(步骤S305的否)，则微处理器212设置该信道控制器为正常模式，允许无线电传输(步骤307)。

参见图6，当移动终端在移动时，多普勒频移被用于计算移动终端105和每个基站之间的距离。假定移动终端105在广域基站102和两个相邻网孔基站104、112之间移动，其中控制信号以固定间隔同时由网孔基站104、112和广域基站102发送。

在时间T₁，网孔基站104到移动终端105的相对位置以P_CS1表示，而它们之间的距离以L₁表示，网孔基站112到移动终端105的相对位置以P’_CS1表示，而它们之间的距离以L’₁表示，以及广域基站102至移动终端105的相对位置以P_BS1表示，而它们之间的距离以R₁表示。类似地，在时间T₂，网孔基站104和112至移动终端105的相对位置以P_CS2及P’_CS2表示，广域基站102至移动终端105的相对位置以P_BS2表示，而移动终端105和网孔基站104、112之间的相对距离以L₂和L’₂表示，移动终端105与广域基站102之间的距离以R₂表示。在时间T₃与此相同。

一般地，多普勒频移Δf以Δf＝f？ΔL/L表示，式中f是在发送点的发送频率，而L是发送点与接收点之间的距离。在这种情况下，假定从T₁至T₂的多普勒频移Δf之和是N₁，则可知道和N₁确定保持(L₂-L₁)恒定的双曲线，这里的(L₂-L₁)是L₁和L₂之间的距离差。类似地从T₂至T₃的多普勒频移和N₂确定了保持距离差(L₃-L₂)恒定的双曲线。因此，移动终端105和网孔基站104之间的距离L通过将多普勒频移Δf加起来进行确定。这与广域基站102及另一个网孔基站112相同。

以这种方式，得到从移动终端105至基站102、104和112的相对距离。因此，使用这三个距离和基站102.104及112的位置信息(纬度和经度)可计算移动终端105的位置(在这里为纬度和经度)。

在发送频率为910MHz和用户以每小时3英里步行的情况下，最大多普勒频移为±4Hz。因此，如果移动终端105装备了可检测这种频移的多普勒频移检测器206和209，则可取得非常精确的位置确定。而且，多普勒效应的位置确定不要求用于位置确定的特别信号。

参见图7，微处理器212还通过计算选呼信号的发送时间与到达时间之间的时间差来计算移动终端105与广域基站102之间的距离R。类似地，还计算移动终端105与两个相邻网孔基站103及112之间的相应距离L₁及L₂。移动终端的位置可从三个基站102、103及112的位置信息和相应距离R、L₁及L₂中进行确定。即使在移动终端休息时也可使用这个位置计算方法。

由于这个位置确定使用控制信号中基站的时间标记信息和位置信息，因此不要求用于位置确定的特别信号。

Claims (11)

1.在由多个基站构成的多个服务区中使用的一种移动通信设备，包括：

一个收发信机，用于接收和发送无线电信号，

其特征在于：

一个位置计算器，根据各自从不同基站接收的三个无线电控制信号计算在服务区内的该移动通信设备的位置；

用于存储多个传输禁止区数据的存储器；和

一个控制器，根据该移动通信设备的位置是否在传输禁止区之一内控制该收发信机。

2.根据权利要求1的移动通信设备，其中该位置计算器包括：

一个检测器，用于检测从这三个基站的每个基站接收的无线电控制信号的多普勒频移；

一个距离计算器，用于从该无线电控制信号的多普勒频移计算该移动通信设备与三个基站的每个基站之间的距离；和

一个位置确定器，用于从由该距离计算器计算的三个距离中确定该移动通信设备的位置。

3.根据权利要求1的移动通信设备，其中该位置计算器包括；

一个检测器，用于检测从三个基站的每个基站接收的无线电控制信号的接收时间，该无线电控制信号传递发送时间信息；

一个距离计算器，用于根据从该接收时间和发送时间得到的无线电控制信号的发送与接收之间历时的时间计算该移动终端设备与三个基站的每个基站之间的距离；和

一个位置确定器，用于从由该距离计算器计算的三个距离中确定该移动通信设备的位置。

4.根据权利要求1——3的任一个权利要求的移动通信设备，其中多个基站同步地发送无线电控制信号。

5.根据权利要求1——4的任一个权利要求的移动通信设备，其中三个无线电控制信号的每个信号传递三个基站中的相应一个基站的位置信息和发送时间信息。

6.在包括单向基站的单向通信系统和包括多个双向基站的双向通信系统中使用的移动通信设备，其中多个双向通信区以蜂窝形式安排并且与单向通信区重叠，该移动通信设备包括：

用于双向通信系统的收发信机；和

用于单向通信系统的接收机，

其特征在于包括：

一个位置计算器，用于根据分别从该单向基站和两个相邻双向基站接收的三个无线电控制信号计算该移动通信设备的位置；

一个存储器，用于存储多个传输禁止区的数据；和

一个控制器，根据该移动通信设备的位置是否在一个传输禁止区中控制该收发信机。

7.根据权利要求6的移动通信设备，其中该位置计算器包括：

一个检测器，用于检测从单向基站和两个相邻双向基站的每个基站接收的无线电控制信号的多普勒频移；

一个距离计算器，用于从该无线电控制信号的多普勒频移中计算该移动通信设备与该单向基站及两个相邻双向基站的每个基站之间的距离；和

一个位置确定器，用户从由该距离计算器计算的三个距离中确定该移动通信设备的位置。

8.根据权利要求6的移动通信设备，其中该位置计算器包括：

一个检测器，用于检测从单向基站和两个相邻双向基站的每个基站接收的无线电控制信号的接收时间，该无线电控制信号传递发送时间信息；

一个距离计算器，用于根据从该接收时间和该发送时间得到的无线电控制信号的发送与接收之间历时的时间，计算该移动通信设备与该单向基站与两个相邻双向基站的每个基站之间的距离；和

一个位置确定器，用于从由该距离计算器计算的三个距离中确定该移动通信设备的位置。

9.在由多个基站构成的多个服务区中具有用于接收和发送无线电信号的收发信机的移动通信设备的控制方法，包括步骤：

a)存储多个传榆禁止区的数据；

其特征在于步骤：

b)根据从不同基站接收的三个无线电控制信号计算该移动通信设备的位置；和

c)根据该移动通信设备是否在一个传输禁止区内控制该收发信机。

10.根据权利要求9的控制方法，其中步骤b)包括：

检测从三个基站的每个基站接收的无线电控制信号的多普勒频移；

从该无线电控制信号的多普勒频移中计算该移动通信设备与三个基站的每个基站之间的距离；和

分别从该移动通信设备与三个基站之间的三个距离中确定该移动通信设备的位置。

11.根据权利要求9的控制方法，其中步骤b)包括：

检测从三个基站的每个基站接收的无线电控制信号的接收时间，该无线电控制信号传递发送时间信息；

根据从该接收时间和该发送时间得到的无线电控制信号的发送与接收之间历时的时间，计算该移动通信设备和三个基站的每个基站之间的距离；和

分别从该移动通信设备与三个基站之间的三个距离中确定该移动通信设备的位置。

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