Un método para la calibración y corrección de una polarización de estación en un sistema receptor (10) empleado en un Sistema de Localización Inalámbrico (SLI),

comprendiendo el sistema receptor una matriz de antenas (10-1), un cableado, un filtro, un duplexor, un multiacoplador o repartidor de RF, un preamplificador y un receptor de banda ancha (10-2), en el que la polarización de la estación se define como el retardo finito entre una señal de RF desde un transmisor móvil que alcanza la antena y la misma señal que alcanza el receptor de banda ancha, el método comprende:

inyectar una señal conocida en la entrada de cada filtro, duplexor, multiacoplador o repartidor de RF y medir el retardo y la respuesta de fase en relación a la respuesta de frecuencia desde la entrada de cada receptor de banda ancha,

medir la longitud del cable desde la antena al filtro y determinar el retardo asociado con la medición de la longitud del cable y

el método comprende además calcular la polarización de la estación mediante la combinación de retardos y valores de fase desde cada uno de los filtros, duplexores, multiacopladores o repartidores de RF al receptor de banda ancha y el retardo asociado con la medición de la longitud del cable;

y usar la polarización de la estación calculada para corregir mediciones de localización posteriores

Calibración para sistema de localización inalámbrico.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general al campo de la localización de transmisores inalámbricos, tales como los usados en los sistemas celulares analógicos o digitales, sistemas de comunicación personal (PCS, del inglés "personnel communications systems"), radios móviles especializadas mejoradas (ESMR, del inglés "enhanced specialized mobile radios") y otros tipos de sistemas de comunicaciones inalámbricos. Este campo se conoce en la actualidad generalmente como localización inalámbrica y tiene aplicación en la localización de llamadas inalámbricas E9-1-1, gestión de flotas, optimización de RF y otras valiosas aplicaciones.

Antecedentes de la invención

Trabajos pioneros en relación con la presente invención se han descrito en la Patente de Estados Unidos Nº 5.327.144, del 5 de julio de 1994 "Cellular Telephone Location System", que describe un sistema para la localización de teléfonos celulares utilizando técnicas novedosas de diferencia en el tiempo de llegada (TDOA, del inglés "time difference of arrival"). Mejoras adicionales del sistema descrito en la patente anterior se describen en la Patente de Estados Unidos Nº 5.608.410, del 4 de marzo de 1997, "System for Locating a Source of Bursty Transmissions". Ambas patentes son propiedad del asignatario de la presente invención. Los presentes inventores han continuado desarrollando mejoras significativas en los conceptos originales y han desarrollado técnicas para mejorar adicionalmente la precisión de los sistemas de localización inalámbricos al mismo tiempo que reducir significativamente el coste de estos sistemas.

Durante los últimos pocos años, la industria celular ha aumentado el número de protocolos de interfaz por aire disponibles para uso por teléfonos inalámbricos, ha aumentado el número de bandas de frecuencia en las que los teléfonos inalámbricos o móviles pueden funcionar y ha expandido el número de términos que se refieren o se relacionan con los teléfonos móviles para incluir "servicios de comunicaciones personales", "inalámbricos" y otros. Los protocolos de interfaz por aire incluyen ahora los AMPS, NAMPS, TDMA, CDMA, GSM, TACS, ESMR y otros. Los cambios en la terminología y el aumento en el número de interfaces por aire no cambian los principios básicos y las invenciones descritas y mejoradas por los inventores. Sin embargo, alineándose con la terminología actual de la industria, los inventores denominan ahora al sistema descrito en el presente documento un Sistema de Localización Inalámbrico.

Los inventores han realizado amplios experimentos con la tecnología del Sistema de Localización Inalámbrico descrita en el presente documento para demostrar tanto la viabilidad como el valor de la tecnología. Por ejemplo, se realizaron varios experimentos durante varios meses de 1995 y 1996 en las ciudades de Filadelfia y Baltimore para verificar la capacidad del sistema para mitigar el multitrayecto en grandes entornos urbanos. A continuación, en 1996 los inventores construyeron un sistema en Houston que se usó para probar la eficiencia de la tecnología en esta área y su capacidad para la interfaz directa con los sistemas de emergencia. A continuación, en 1997 el sistema se comprobó en un área de 905 kilómetros cuadrados en Nueva Jersey y se utilizó para localizar llamadas reales de emergencia de gente real en problemas. Desde ese momento, se han extendido las pruebas del sistema para incluir 125 emplazamientos de célula que cubren un área de más de 5.180 kilómetros cuadrados. Durante todas esas pruebas, se probaron las técnicas tratadas y descritas en el presente documento respecto a su eficacia y el desarrollo adicional del sistema se ha demostrado que supera las limitaciones de otros métodos que se han propuesto para la localización de teléfonos inalámbricos. Realmente, en diciembre de 1998 no se había instalado ningún otro sistema de localización inalámbrica en ningún lugar del mundo que fuese capaz de localizar a comunicantes de emergencia reales. La innovación de los sistemas de localización inalámbricos descritos en el presente documento ha sido reconocida por la industria inalámbrica mediante la extensa cantidad de cobertura de medios dada a las capacidades del sistema así como por los premios. Por ejemplo, se adjudicó al sistema el prestigioso Wireless Appy Award por la Cellular Telephone Industry Association en octubre de 1997 y la Christopher Columbus Fellowship Foundation and Discover Magazine halló al Sistema de Localización Inalámbrico como una de las 4 innovaciones más importantes de 1998 entre un total de 4.000 nominaciones remitidas.

El valor y la importancia del Sistema de Localización Inalámbrico han sido reconocidos por la industria de comunicaciones inalámbricas. En junio de 1996, la Comisión Federal de Comunicaciones editó unos requisitos para la industria de comunicaciones para el despliegue de sistemas de localización para uso en la localización de comunicantes inalámbricos al 9-1-1, con un plazo hasta octubre de 2001. La localización de comunicantes inalámbricos al 9-1-1 ahorrará tiempo de respuesta, salvará vidas y ahorrará enormes costes debido al uso reducido de los recursos de respuesta en emergencia. Además, numerosos análisis y estudios han concluido que diversas aplicaciones inalámbricas, tales como la facturación sensible a la localización, gestión de flotas y otros, tendrán gran valor comercial en los años venideros.

Antecedentes sobre los Sistemas de Comunicaciones Inalámbricos

Hay muchos tipos diferentes de protocolos de interfaz por aire usados por los sistemas de comunicaciones inalámbricos. Estos protocolos se usan en diferentes bandas de frecuencia, tanto en los Estados Unidos como internacionalmente. Las bandas de frecuencia no impactan la eficacia del Sistema de Localización Inalámbrico en la localización de teléfonos inalámbricos.

Todos los protocolos de interfaz por aire usan dos tipos de "canales". El primer tipo incluye canales de control que se usan para enviar información sobre el teléfono o transmisor inalámbrico, para la iniciación o terminación de llamadas o para transmitir datos en ráfagas. Por ejemplo, algunos tipos de servicios de mensajes cortos transfieren datos por el canal de control. En diferentes interfaces por aire, los canales de control se conocen con una terminología diferente, pero el uso de los canales de control en cada interfaz por aire es similar. Los canales de control tienen generalmente información de identificación sobre el teléfono o transmisor inalámbrico contenida en la transmisión.

El segundo tipo incluye los canales de voz que se usan típicamente para transmitir comunicaciones de voz a través de la interfaz por aire. Estos canales se usan sólo después de que se haya establecido una llamada utilizando los canales de control. Los canales de voz usarán típicamente recursos dedicados dentro del sistema de comunicaciones inalámbrico mientras que los canales de control usarán recursos compartidos. Esta distinción generalmente hará el uso de los canales de control para finalidades de localización inalámbrica más eficaz en coste que el uso de los canales de voz, aunque hay algunas aplicaciones para las que es deseable la localización regular sobre los canales de voz. Los canales de voz generalmente no tienen información de identificación sobre el teléfono o transmisor inalámbrico en la transmisión. Algunas de las diferencias en los protocolos de interfaz por aire se tratan a continuación:

AMPS - éste es el protocolo de interfaz por aire original utilizado para comunicaciones celulares en los Estados Unidos. En el sistema AMPS, se asignan canales dedicados separados para uso por los canales de control (RCC). De acuerdo con la Norma TLA/EIA IS-553A, cada bloque de canales de control debe comenzar en el canal celular 333 ó 334, pero el bloque puede ser de longitud variable. En los Estados Unidos, por convención, el bloque de canales de control AMPS es de 21 canales de ancho, pero se conoce también el uso de bloques de 26 canales. Un canal de voz inverso (RVC, del inglés "reverse voice channel") puede ocupar cualquier canal que no esté asignado a un canal de control. La modulación del canal de control es FSK (modulación por desplazamiento de frecuencia, "frequency shift keying"), mientras que los canales de voz se modulan utilizando FM (modulación de frecuencia).

N_AMPS - esta interfaz por aire es una extensión del protocolo de interfaz por aire AMPS y se define por la Norma EIA/TIA IS-88. Los canales de control son sustancialmente los mismos que para el AMPS,...

1. Un método para la calibración y corrección de una polarización de estación en un sistema receptor (10) empleado en un Sistema de Localización Inalámbrico (SLI), comprendiendo el sistema receptor una matriz de antenas (10-1), un cableado, un filtro, un duplexor, un multiacoplador o repartidor de RF, un preamplificador y un receptor de banda ancha (10-2), en el que la polarización de la estación se define como el retardo finito entre una señal de RF desde un transmisor móvil que alcanza la antena y la misma señal que alcanza el receptor de banda ancha, el método comprende:

2. Un método como se enumera en la reivindicación 1 en el que, cuando se usa con un esquema de calibración basado en GPS, el método comprende además la corrección de las longitudes del cable GPS.

3. Un método como se enumera en la reivindicación 1 en el que se usa una señal de referencia generada externamente para supervisar cambios en la polarización de la estación que puedan surgir debido al envejecimiento y al tiempo atmosférico.

4. Un método como se enumera en la reivindicación 1 en el que la polarización de la estación para cada sistema receptor en el SLI se almacena en forma tabular para uso en procesamientos de la localización posteriores.