Способ определения местонахождения подвижной радиостанции и базовая станция для передачи информации о местоположении

 

Изобретение относится к способу определения местоположения подвижной радиостанции и к базовой станции для передачи информации о местоположении. Сущность изобретения состоит в том, что базовая станция излучает в различных направлениях по меньшей мере два различно кодированных сигнала, используя для каждого из сигналов свою антенну, благодаря чему зона действия базовой станции подразделяется на два взаимно не перекрывающихся сектора излучения. В зависимости от местоположения подвижной радиостанции она принимает сигнал той антенны, в секторе излучения которой она находится. В зависимости от кодировки принимаемого сигнала передают сообщение на стационарную станцию, на которой на основании этого сообщения определяют местоположение подвижной радиостанции. Кроме того, описана реализация базовой станции, предназначенная для реализации этого способа. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в повышении точности определения местонахождения путем осуществления не только статического определения местонахождения, но и динамического местонахождения подвижной радиостанции. 2 с. и 4 з. п.ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к способу определения местонахождения подвижной радиостанции согласно ограничительной части независимого пункта 1 и к базовой станции для передачи информации о местоположении согласно ограничительной части независимого пункта 6 формулы изобретения.

Из заявки ЕР 0240051 А1 известна система радиосвязи, использующая радиомаяки. В такой системе радиомаяк устанавливают между двумя участками пути на маршруте транспортного средства, при этом движущееся по указанному маршруту транспортное средство имеет подвижный приемопередатчик. Радиомаяк посылает сигнал с закодированными параметрами. Такие параметры могут относиться к частотам каналов связи, адресации и опознавательным или идентификационным кодам, используемым на том участке маршрута, которого достигло указанное транспортное средство. В подвижном приемопередатчике посылаемый радиомаяком сигнал используется для настройки этого приемопередатчика на принимаемые параметры. При этом радиомаяк передает параметры для двух соседних участков маршрута. Помимо указанных параметров радиомаяк может посылать и дополнительную информацию о системе радиосвязи, такую, например, как идентификационный код и параметр состояния. Такие дополнительные данные передаются через подвижный приемопередатчик на расположенные вдоль маршрута стационарные приемопередатчики и в соответствующий диспетчерский центр.

Из заявки DE-OS 2644206 известна система радиосвязи для передачи сообщений между приемопередающими станциями, перемещающимися по заданным маршрутам, и приемопередающими станциями, расположенными вдоль этих маршрутов на заданном расстоянии друг от друга и действующими в обоих направлениях маршрута, при этом станции одного маршрута поддерживают связь с центральной приемопередающей станцией. На участках маршрута между расположенными последовательно главными станциями установлены промежуточные станции, соответственно радиорелейные станции. Эти радиорелейные станции, расположенные в промежуточных пунктах на границе между двумя участками ретрансляции, отличаются от остальных радиорелейных станций тем, что каждая из обеих пар приемопередатчиков этих радиорелейных станций в зависимости от направления, в котором осуществляется излучение, соответственно прием сигнала, использует свою особую пару частот. Кроме того, главные станции для обмена информацией дополнительно поддерживают связь с центральной станцией или ЦЗЛом. Главная станция посылает полученную от центральной станции информацию в обоих направлениях на ближайшие радиорелейные станции, которые затем передают ее дальше в соответствии с организацией канала связи, образуемого "цепочкой" радиорелейных станций. Информация от подвижной станции через ближайшую к ней релейную станцию передается дальше на главную станцию, а от нее - на центральную станцию.

Из заявки ЕР 0290725 В1 известен далее способ определения приблизительного местоположения подвижной радиостанции в сотовой сети радиотелефонной связи, имеющей подвижные радиостанции и по одной стационарной, базовой станции на каждую сотовую подзону сети. Индивидуальные номера базовых станций сообщаются на подвижные радиостанции, работающие в зоне обслуживания или зоне действия этих базовых станций, с помощью кодовой последовательности данных. При этом номер базовой станции служит информацией о местоположении. Информация о напряженности поля, содержащаяся в кодовой последовательности данных, передаваемой базовой станцией на подвижную радиостанцию, и являющаяся показателем величины напряженности поля излучения подвижной радиостанции, принимаемого базовой станцией, служит дополнительной информацией о местоположении.

Преимущества изобретения Преимущество предлагаемого в изобретении способа с отличительными признаками независимого п. 1 формулы изобретения в сравнении с известным состоит в том, что базовая станция излучает в различные направления по меньшей мере два различно кодированных сигнала, используя для каждого из сигналов свою антенну, благодаря чему зона действия базовой станции подразделяется на соответствующие, практически взаимно не перекрывающиеся секторы излучения, причем в зависимости от местонахождения подвижной радиостанции она принимает сигнал той из антенн, в секторе излучения которой она находится. Таким путем можно установить и направление на подвижную радиостанцию относительно базовой станции, причем для этого не требуется использование дополнительных станций, а достаточно лишь оснастить имеющуюся базовую станцию соответствующими направленными антеннами.

Предпочтительные варианты осуществления указанного в независимом п.1 способа представлены в зависимых пп.2-5.

Согласно одному из этих вариантов принятый подвижной радиостанцией сигнал предпочтительно передавать дальше на указанную стационарную станцию. Благодаря этому отпадает необходимость в обработке сигналов самой подвижной радиостанцией, что позволяет снизить затраты на ее аппаратное и программное обеспечение, а следовательно, и ее стоимость.

Далее, особое преимущество состоит в возможности установить перемещение подвижной радиостанции в зоне действия базовой станции, о наличии которого можно сделать вывод в том случае, когда в течение заданного периода времени подвижная радиостанция принимает сигналы с различной кодировкой. Благодаря этому дополнительно к статическому определению местонахождения создается возможность и динамического определения местонахождения подвижной станции, а следовательно, повышается точность такого определения местонахождения.

Согласно еще одному предпочтительному варианту точность определения местонахождения подвижной радиостанции можно повысить, если устанавливать также направление перемещения подвижной радиостанции в зоне действия базовой станции, что определяется в зависимости от момента поступления различно кодированных сигналов на эту подвижную радиостанцию.

В еще одном предпочтительном варианте предусмотрена подача сигнала тревоги, когда установлено несоответствие фактического направления перемещения подвижной радиостанции заданному направлению. Тем самым предлагаемый способ может найти применение и в целях диспетчерского управления и контроля, например, в охранных системах.

Преимущество предлагаемой в изобретении базовой станции с отличительными признаками независимого п.6 состоит в том, что предусмотрено по меньшей мере две антенны, излучающие радиосигналы в различных направлениях таким образом, чтобы зона действия базовой станции подразделялась на соответствующие, практически взаимно не перекрывающиеся секторы излучения, при этом антенны соединены с генератором кодов, который выполнен с возможностью выдачи на каждую из антенн радиосигналов, каждый из которых имеет кодировку, отличную от кодировки других сигналов. Такое решение позволяет определять не только местонахождение подвижной радиостанции в одном из секторов, но и ее перемещение из одного сектора в другой.

Чертеж Ниже изобретение более подробно поясняется на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором показана зона действия базовой станции и схема передачи сигналов между этой базовой станцией, подвижной радиостанцией и дополнительной станцией.

Описание примера выполнения На чертеже позицией 10 обозначена базовая станция, имеющая генератор 40 кодов. К этому генератору 40 кодов подключены первая передающая антенна 15 и вторая передающая антенна 20. При этом обе передающих антенны 15 и 20 направлены в противоположные стороны, причем первая антенна 15 излучает в первый сектор 25, а вторая антенна 20 - во второй сектор 30. Оба сектора 25 и 30 практически взаимно не перекрываются, вместе образуя зону 5 излучения и/или приема, т. е. зону 5 действия базовой станции 10. Подвижная радиостанция 1 находится во втором секторе 30, переместившись при этом во второй сектор 30 из первого сектора 25. Поэтому положение подвижной радиостанции 1 в первом секторе 25 изображено пунктирной линией, а направление перемещения этой станции 1 из первого сектора 25 во второй сектор 30 показано сплошной стрелкой. Подвижная радиостанция 1 соединена с приемопередающей антенной 45, принимающей в первом секторе 25 радиосигналы от первой передающей антенны 15, а во втором секторе 30 - радиосигналы от второй передающей антенны 20. В свою очередь сама подвижная станция 1 излучает радиосигналы как из первого сектора 25, так и из второго сектора 30 на станцию 35, находящуюся вне зоны 5 действия базовой станции 10. Все передаваемые радиосигналы условно показаны на чертеже пунктирными стрелками. Для приема радиосигналов от подвижной радиостанции 1 станция 35 имеет приемную антенну 50.

Генератор 40 кодов генерирует радиосигналы с первой кодировкой и радиосигналы со второй кодировкой, отличающейся от первой. Радиосигналы с первой кодировкой генератор 40 кодов выдает на первую передающую антенну 15, а радиосигналы со второй кодировкой - на вторую передающую антенну 20 для их соответствующего излучения. При этом радиосигналы с первой кодировкой можно принимать в первом секторе 25, а радиосигналы со второй кодировкой можно принимать в соседнем, втором секторе 30 излучения базовой станции 10. Таким образом, кодировка уже представляет собой информацию о местонахождении, благодаря чему различные секторы излучения можно различать по различной кодировке излучаемых в них радиосигналов. Перемещаясь в первом секторе 25, подвижная радиостанция 1 принимает радиосигналы с первой кодировкой. В ответ подвижная радиостанция 1 через свою приемопередающую антенну 45 в зависимости от кодировки принятого сигнала передает сообщение на станцию 35. При этом на основании кодировки принятого сигнала подвижная радиостанция 1 может определить, что она находится в первом секторе 25, и поэтому посланное на станцию 35 сообщение уже будет содержать указанную информацию о местоположении. Однако в другом варианте подвижная радиостанция 1 может также передавать принятый ею сигнал без обработки дальше на станцию 35, а местонахождение должно будет определяться на самой станции 35, исходя из кодировки этого сигнала. При этом станция 35 предпочтительно является стационарной и представляет собой в описываемом примере центральную станцию системы диспетчерского управления и контроля. Однако станцию 35 можно выполнить и подвижной, что позволяет осуществлять контроль за подвижной радиостанцией 1 в нестационарном режиме, т.е. без привязки к конкретному месту. В любом случае на станции 35 на основании переданного подвижной радиостанцией 1 сообщения определяется, в каком из двух секторов 25 и 30 находится последняя. Таким образом, если это сообщение содержит сигналы, например, с первой кодировкой, то станция 35 определит, что подвижная радиостанция 1 находится в первом секторе 25. В случае, когда подвижная станция 1 уже сама определила по принятому сигналу соответствующую информацию о местонахождении и передала ее в виде сообщения на станцию 35, последняя на основании этой информации также определяет первый сектор 25 как то место, в котором находится подвижная радиостанция 1.

То же самое справедливо и в отношении приема подвижной радиостанцией 1 радиосигналов со второй кодировкой при ее нахождении во втором секторе 30.

Благодаря различной кодировке радиосигналов, передаваемых первой 15 и второй 20 передающими антеннами, помимо определения, в каком из двух секторов 25 и 30 зоны 5 действия базовой станции 10 в данный момент находится подвижная радиостанция 1, можно определять и ее перемещение в пределах этой зоны 5 действия базовой станции 10 при переходе этой радиостанции 1 из одного сектора в другой. В этом случае подвижная радиостанция 1 в пределах заданного промежутка времени принимает сигналы с различной кодировкой. При перемещении подвижной радиостанции 1 из первого сектора 25 во второй сектор 30 она сначала принимает радиосигналы с первой кодировкой, а затем радиосигналы со второй кодировкой. Поэтому, если в течение заданного периода времени станция 35 определяет в качестве местонахождения подвижной радиостанции 1 оба сектора 25 и 30, то эта станция 35 делает вывод о перемещении подвижной радиостанции 1 в пределах зоны 5 действия базовой станции 10 за заданный промежуток времени. В показанном на чертеже примере речь при этом идет о перемещении из первого сектора 25 во второй сектор 30. Если станция 35 регистрирует и учитывает также моменты поступления на подвижную станцию 1 сигналов с различной кодировкой, то можно определять и направление перемещения этой радиостанции 1 в пределах зоны 5 действия базовой станции 10. В показанном на чертеже примере на станцию 35 от подвижной радиостанции 1 сначала поступает сообщение о ее нахождении в первом секторе 25, а затем соответствующее сообщение о ее нахождении во втором секторе 30. Исходя из этого, станция 35 в результате может сделать вывод о перемещении подвижной радиостанции 1 из первого сектора 25 во второй сектор 30. Для контроля за направлением перемещения подвижной радиостанции 1 на станции 35 установленное направление перемещения может сравниваться с заданным направлением. Если при этом направление перемещения подвижной радиостанции 1 не совпадет с заданным направлением, станция 35 подает сигнал тревоги.

Исходя из сказанного выше, предлагаемый способ наиболее предпочтительно применять в системах диспетчерского управления и контроля типа охранных систем, в которых оснащенный подвижной радиостанцией 1 охранник совершает, например, обход охраняемого здания по заданному маршруту. При этом на его маршруте в дверях и коридорах могут быть установлены базовые станции 10, благодаря чему на станции 35, которую можно разместить на центральном посту охраны, наряду с местонахождением охранника в той или другой стороне соответствующего коридора можно контролировать и направление, в котором этот охранник движется по соответствующему коридору. Если это направление не соответствует заданному, то станция 35 подает сигнал тревоги. Даже при выходе из строя одной из антенн 15 и 20 все еще сохраняется ограниченная возможность определить нахождение подвижной радиостанции 1 в секторе излучения исправной передающей антенны. Однако в этом случае на станции 35 уже нельзя установить направление движения. Такая ситуация может служить признаком, указывающим на наличие неисправности или сбоя в охранной системе, что тем самым позволяет контролировать исправность работы установленных в системе базовых станций 10. При использовании нескольких базовых станций 10, например, в описанной охранной системе, кодировки излучаемых передающими антеннами 15 и 20 радиосигналов отличаются не только между собой, но и варьируются для различных базовых станций 10. Благодаря этому станция 35 может однозначно определить местоположение и направление перемещения подвижной радиостанции 1.

В другом примере осуществления способа в базовой станции 10 предусмотрено использование более двух передающих антенн, которые также в каждом случае излучают различно кодированные радиосигналы в соответствующих направлениях таким образом, чтобы зона 5 действия базовой станции 10 подразделялась на соответствующие, практически взаимно не перекрывающиеся секторы излучения. Такой вариант позволяет дополнительно повысить точность, с которой определяется местоположение, перемещение и направление перемещения подвижной радиостанции 1 в зоне 5 действия базовой станции 10.

Формула изобретения

1. Способ определения местонахождения подвижной радиостанции (I) в зоне (5) излучения и/или приема (в зоне (5) действия) по крайней мере одной базовой станции (10), отличающийся тем, что базовая станция (10) излучает в различные направления по меньшей мере два различно кодированных сигнала, используя для каждого из сигналов свою антенну (15, 20), благодаря чему зона (5) действия базовой станции (10) подразделяется на соответствующие, практически взаимно не перекрывающиеся секторы (25, 30) излучения, в зависимости от местонахождения подвижной радиостанции (1) она принимает сигнал той из антенн (15, 20), в секторе (25, 30) излучения которой она находится, в зависимости от кодировки принимаемого сигнала дальше на предпочтительно стационарную станцию (35) передается сообщение и на станции (35) на основании этого сообщения определяется местонахождение подвижной радиостанции (1).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигнал, принимаемый подвижной радиостанцией (1), передается дальше на станцию (35).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в том случае, когда в течение заданного периода времени подвижная радиостанция (1) принимает сигналы с различной кодировкой, то делается вывод о перемещении подвижной радиостанции (1) в зоне (5) действия базовой станции (10).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что направление перемещения подвижной радиостанции (1) в зоне (5) действия базовой станции (10) определяется в зависимости от момента поступления различно кодированных сигналов на подвижную радиостанцию (1).

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при установлении перемещения подвижной радиостанции (1) в направлении, не соответствующем заданному направлению, станция (35) подает сигнал тревоги.

6. Базовая станция (10) для передачи информации о местоположении в пределах зоны (5) ее излучения и/или приема зоны (5) действия, отличающаяся тем, что предусмотрено по меньшей мере две антенны (15, 20), излучающие радиосигналы в различных направлениях таким образом, чтобы зона (5) действия базовой станции (10) подразделялась на соответствующие, практически взаимно не перекрывающиеся секторы (25, 30) излучения, антенны (15, 20) соединены с генератором (40) кодов и этот генератор (40) кодов выполнен с возможностью выдачи на каждую из антенн (15, 20) радиосигналов, каждый из которых имеет кодировку, отличную от кодировки других сигналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1