專利名稱：測量距離的無線通信設備和方法
技術領域：
本發明涉及測量距離的無線通信設備和方法，更具體地是涉及蜂窩數字便攜電話系統中的便攜電話。
便攜電話通過一個與該便攜電話最接近的基站和另一個終端進行通信。并且即使在自身的終端和從屬終端處于相同區域的情況下，仍然絕對有必要通過一個基站進行通信。
也就是說，由于便攜電話不具有一個用于彼此而不是與基站之間的無線通信的接口，所以便攜電話在與一個從屬終端通信時必須通過基站進行通信。
并且，這種便攜電話必須通過基站與一個從屬終端通信。所以，即使在相會時終端與便攜電話出現在相同區域內，仍然需要使用基站通過公共電路網絡呼叫對方的終端以便其能夠彼此通過音頻通信通知各自的位置。
另外，便攜電話在雙方移動時難以確切知道對方的終端是否″正在接近″或″正在遠離″，從而帶來可用性問題。
根據前面的描述，本發明的一個目標是提供一個測量距離的無線通信設備和方法，上述無線通信設備和方法提供良好的可用性并且能夠方便地檢測設備與一個測量目標之間的距離和位置關系。
通過提供一個無線通信設備可以實現本發明的上述目標和其它目標，該設備通過一個無線通信裝置直接發送被用來計算測量的特定目標與其當前位置之間的距離的預定測量信號，從測量目標接收測量信號的響應信號，并且接著根據響應信號和測量信號計算其當前位置與測量目標之間的距離，使得可以通過直接而不是經過基站與測量目標傳送測量信號和響應信號的方式方便地計算出測量目標與設備之間的距離和位置關系。
另外，在本發明中，一個無線通信設備直接向一個具體的測量目標發送標準時間信息，接收從測量目標返回的上述標準時間信息的接收時間信息，并且接著根據標準時間信息和接收時間信息計算當前位置和測量目標之間的距離，其中上述標準時間信息表明針對上述測量目標進行的發送的時間并且被用來計算無線通信設備當前位置和測量目標之間的距離。因而無線通信設備通過直接而不是經過基站傳送標準時間信息和接收時間信息的方式可以方便地計算自身設備和測量目標之間的距離和位置關系。
此外，在本發明中，一個無線通信設備直接向一個具體的測量目標發送標準時間信息，接收從測量目標返回的上述標準時間信息的接收時間信息，并且接著根據標準時間信息和接收時間信息計算當前位置和測量目標之間的距離，其中上述標準時間信息表明針對上述測量目標進行的發送所處的時間并且被用來計算無線通信設備自身的當前位置和測量目標之間的距離，而接收時間信息以絕對時間的方式與標準時間信息同步。因而通過直接而不是經過基站傳送彼此同步的標準時間信息和接收時間信息的方式可以方便并且精確地計算自身設備和測量目標之間的距離和位置關系。
通過下面結合附圖所進行的詳細描述可以更清晰地理解本發明的性質，原理和應用，其中通過類似的索引號或字符表示類似的部件。
在附圖中

圖1是示出本發明第一實施例中數字便攜電話系統的整體結構的示意圖；圖2是示出數字便攜電話的電路結構的模塊圖；圖3是示出第一實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程的流程圖4是示出本發明第二實施例中數字便攜電話系統的整體結構的示意圖；圖5是示出第二實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程的流程圖；圖6是示出本發明第三實施例中數字便攜電話系統的整體結構的示意圖；圖7是示出第三實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程的流程圖；圖8是示出本發明第四實施例中數字便攜電話系統的整體結構的示意圖；和圖9是示出第四實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程的流程圖。
參照附圖描述本發明的最優實施例(1)第一實施例在圖1中，索引編號示出整體示出了一個蜂窩數字便攜電話系統，該系統由一個被連接到公共電路網絡的基站2和通過基站2彼此進行音頻通信的數字便攜電話(此后被簡稱作便攜電話)3A，3B組成。
另外，數字便攜電話系統1中的便攜電話3A和3B可以接收從圍繞地面上空20000公里軌道旋轉的全球定位系統(GPS)衛星4發送的衛星信號S1，并且可以按照無線通信方法通過基于藍牙(商標)的短距離無線接口而不是基站2彼此直接進行通信。
這里，藍牙是一個由藍牙特殊興趣小組(SIG)標準化組織制定的短距離無線數據通信標準，其中通過在2.4GHz的工業科學與醫藥設備頻帶(ISM頻帶)內設置79個帶寬為1MHz的信道，按照使用每秒改變信道1600次的跳頻方法的擴展頻譜通信方法以1兆位/秒的數據傳輸速度進行大約10米的短距離數據通信。
在如圖2所示的便攜電話3A中，一個作為液晶顯示器的顯示器11，多個輸入各種命令的操作按鍵12，一個作為數字信號處理器(DSP)的信號處理器13，一個GPS接收器14和一個基于藍牙的短距離無線接口15被連接到一個控制便攜電話3A中全部操作的中央處理單元(CPU)10，并且一個擴音器16，一個揚聲器17，一個發送器18，和一個接收器19被連接到信號處理器13。
在這種連接中，便攜電話3A是碼分多址(CDMA)方案中使用基于IS95標準的直接序列(DS)方法的蜂窩便攜電話。由于便攜電話3B與便攜電話3A具有相同的電路構造，所以省略了相同的說明部分。
CPU10使顯示器11顯示各種通過操作按鍵12輸入的信息(例如，輸入的電話號碼，菜單項，或呼叫歷史記錄和電話目錄)。另外，CPU10根據通過操作按鍵12輸入的各種命令控制信號處理器13執行各種對應于上述命令的處理以便建立呼叫或完成對話。
例如，信號處理器13在對話期間使用循環冗余檢查(CRC)方法對通過擴音器16輸入的音頻信號進行糾錯處理并且接著進行卷積編碼處理。接著，為了產生被提供到發送器18的傳輸符號流，處理器加入偽噪聲(PN)編碼，執行頻率擴展并且進行正交相移鍵控(QPSK)調制。
發送器18在從信號處理器13提供的傳輸符號流上進行數模轉換處理以產生傳輸信號，對傳輸信號進行頻率轉換和放大以便通過天線20發送處理結果。
另一方面，為了產生接著被發送到信號處理器13的接收符號流，接收器19放大通過天線20接收的接收信號，進行頻率轉換處理并且接著進行模數轉換處理。
為了產生接著通過揚聲器17輸出的音頻信號，信號處理器13對從接收器19提供的接收符號流進行QPSK解調，加入PN編碼，執行頻譜解擴展，執行最大似然估測并使用CRC方法進行糾錯處理。
并且，在CPU10的控制下，信號處理器13通過發送器18和天線20向基站2(圖1)發送一個控制信號以便發出呼叫，還通過天線20和接收器19接收一個呼叫到達信號并且通知CPU10呼叫已經到達。
通過這種方式，CPU10控制信號處理器13使得便攜電話3A可以通過基站20與另一個被連接到公共電路網絡并且具有發送器18，接收器19和天線20的便攜電話進行無線通信。
另外，在便攜電話3A中，通過GPS天線22接收從GPS衛星4發送的衛星信號S1，通過解調GPS接收器14接收的衛星信號S1產生GPS接收數據并且將數據提供給CPU10。
這里，CPU10按照三角測量原理根據從至少3個GPS衛星4接收的GPS接收數據D2計算出由緯度，經度和海拔構成的，指示便攜電話3A當前位置的位置信息。
注意，CPU10根據從基站2(圖1)發送的系統時間使便攜電話3A和3B與基站2時間同步。因而便攜電話3A和3B彼此同步并且具有相同的絕對時間。
并且，CPU10控制短距離無線接口15使得便攜電話3A通過天線21與接近它的另一個便攜電話進行無線通信。因而可以按照不通過基站的方式直接向便攜電話3B發送指示便攜電話3A當前位置的位置信息(緯度，經度和海拔)與時間信息，其中便攜電話3B是藍牙無線通信區域內部的一個從屬終端。
下面詳細說明距離測量過程和位置關系檢測過程，在距離測量過程中作為數字便攜電話系統1中主終端的便攜電話3A測量到從屬終端便攜電話3B的距離，而在位置關系檢測過程中主終端檢測其自身與從屬終端之間的位置關系是彼此″正在接近″還是″正在遠離″。
在圖3所示的數字電話系統1中，首先在步驟SP1，作為主終端的便攜電話3A在CPU10的控制下通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個終端查詢信號，該信號包括主終端標識(ID)，主終端號碼，作為從屬終端的便攜電話3B的從屬終端號碼。
在步驟SP2，在作為從屬終端的便攜電話3B接收到從藍牙無線通信區域內的便攜電話3A發送的終端查詢信號并且確認從屬終端號碼是自身的號碼的情況下，便攜電話3B向便攜電話3A發送一個查詢響應信號，該信號包括一個自身終端ID(此后被稱作從屬終端ID)，一個自身終端號碼(此后被稱作從屬終端號碼)和便攜電話3A的終端號碼(此后被稱作主終端號碼)。
在步驟SP3，作為主終端的便攜電話3A接收從從屬終端發送的查詢響應信號，通過CPU10檢查從屬終端ID，從屬終端號碼和主終端號碼以確認作為從屬終端的便攜電話3B處于藍牙無線通信區域內，并且接著終止終端在網絡確認處理。
接著，在步驟SP4，作為主終端的便攜電話3A通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個測量導頻信號，該信號包括與作為從屬終端的便攜電話3B的時間同步的當前標準時間信息，指示根據從GPS衛星4接收的GPS接收數據D2計算的當前位置的主位置信息(緯度，經度和海拔)。
在步驟SP5，作為從屬終端的便攜電話3B通過短距離無線接口15向主終端發送一個導頻響應信號，該信號包括指示從作為主終端的便攜電話3A接收測量導頻信號的接收時間的接收時間信息，和指示從屬終端自身當前位置的從屬位置信息(緯度，經度和海拔)。
在步驟SP6，作為主終端的便攜電話3A將CPU10用作一個計算裝置根據主位置信息和從屬位置信息計算自身設備與從屬終端之間的距離，并且終止標準距離計算處理。
接著，在步驟SP7，作為主終端的便攜電話3A再次通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個測量導頻信號，該信號包括與從屬終端的時間同步的當前標準時間信息和指示自身的終端的當前位置的主位置信息。
在步驟SP8，作為從屬終端的便攜電話3B再次通過短距離無線接口15向主終端發送一個導頻響應信號，該信號包括指示從主終端接收測量導頻信號的接收時間的接收時間信息，和有關從屬終端自身當前位置的從屬位置信息。
在步驟SP9，作為主終端的便攜電話3A再次利用CPU10根據主位置信息和從屬位置信息計算自身終端與從屬終端之間的距離，并且比較計算的距離和第一標準距離以檢測自身與從屬終端之間的距離變化，從而檢測出自身終端″正在接近″從屬終端或自身終端″正在遠離″從屬終端的距離狀態。接著，終止主終端和從屬終端之間的位置關系檢測處理。
注意，在此之后，與上述過程類似的是，作為主終端的便攜電話3A每當重復位置關系檢測處理時可以精確地檢測主終端″正在接近″或″正在遠離″從屬終端的距離狀態。
如上所述，作為主終端的便攜電話3A根據主位置信息，從屬位置信息和步驟SP6中的標準距離計算自身設備與從屬終端之間的距離。然而，如果作為從屬終端的便攜電話3B不能從GPS衛星4接收衛星信號S1并且不保存從屬位置信息，則為了根據無線電波傳輸時間和無線傳輸速度(3×108米/秒)計算自身終端和從屬終端之間的距離，便攜電話3A可以根據其中保存的標準時間信息和從從屬終端發送的接收時間信息計算無線電波傳輸時間。
如上所述，便攜電話3A和3B切換控制以便在便攜電話3A和3B不保存主位置信息和從屬位置信息的情況下根據標準時間信息和接收時間信息計算標準距離，并且在保存主位置信息和從屬位置信息的情況下根據主位置信息和從屬位置信息計算標準距離。結果，如果保存主位置信息與從屬位置信息或標準時間信息與接收時間信息，總是可以計算自身終端與從屬終端之間的距離。
在前面的結構中，作為主終端的便攜電話3A首先通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話3B發送一個終端查詢信號，并且在從作為從屬終端的便攜電話3B接收到查詢響應信號時確認從屬終端位于藍牙無線通信區域內。
接著，作為主終端的便攜電話3A通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話3B發送一個包括標準時間信息和主位置信息的測量導頻信號，從作為從屬終端的便攜電話3B接收包括接收測量導頻信號時的接收時間信息和從屬位置信息的導頻響應信號，并且接著根據主位置信息和從屬位置信息計算自身終端和從屬終端之間的標準距離。
接著，作為主終端的便攜電話3A通過重復傳送測量導頻信號并對從屬終端的導頻響應信號進行接收處理計算自身終端和從屬終端之間的距離，以便通過比較計算的距離和標準距離檢測出自身終端和從屬終端之間的距離狀態。
如上所述，在數字便攜電話系統1中，作為主終端的便攜電話3A和作為從屬終端的便攜電話3B通過短距離無線接口15彼此傳送終端查詢信號和查詢響應信號，以便能夠方便地確定從屬終端是否位于對應于短距離無線接口15的藍牙無線通信區域內。
另外，在數字便攜電話系統1中，作為主終端的便攜電話3A和作為從屬終端的便攜電話3B通過短距離無線接口15彼此傳送測量導頻信號和導頻響應信號，以便能夠以不通過基站2的方式免費測量主終端和從屬終端之間的距離。
此外，在數字便攜電話系統1中，作為主終端的便攜電話3A和作為從屬終端的便攜電話3B通過短距離無線接口15彼此反復傳送測量導頻信號和導頻響應信號，使得能夠計算主終端和從屬終端之間的距離，因而允許通過將主終端和從屬終端之間的當前距離與標準距離或剛好在計算之前的距離進行比較精確檢測出主終端和從屬終端之間的距離狀態。
根據前面的結構，在數字便攜電話系統1中，作為主終端的便攜電話3A和作為從屬終端的便攜電話3B以不通過基站2的方式通過短距離無線接口15可以精確和方便地計算主終端和從屬終端之間的距離和位置關系。
注意，上述第一實施例描述了按照三角測量原理根據通過從GPS衛星4接收衛星信號S1而獲得的GPS接收數據D2計算出由緯度，經度和海拔構成的，指示便攜電話3A和3B的當前位置的位置信息的例子。然而本發明不僅限于此，并且可以通過差分GPS(D-GPS)計算位置信息。
并且，上述第一實施例描述了將短距離無線接口15作為無線通信裝置在便攜電話3A和3B之間直接傳送數據的例子。然而本發明不僅限于此，并且可以使用其它各種能夠勝任超過100米的無線通信距離的無線通信裝置。
此外，上述第一實施例描述了便攜電話3A和3B被用作本發明中的無線通信設備的例子。然而本發明不僅限于此，并且本發明可以適用于其它各種可以通過諸如收發器，尋呼機和個人數字助理(PDA)的無線通信裝置提供的無線通信設備。
(2)第二實施例如相同索引號表示的部件對應于圖1中相應部件的圖4所示，索引編號40整體示出了一個蜂窩數字便攜電話系統，該系統由一個被連接到公共電路網絡的基站2和通過基站2彼此進行音頻通信的數字便攜電話(此后被簡稱作便攜電話)43A，43B組成。
在第二實施例的數字便攜電話系統40中，基站2不向便攜電話43A和43B發送系統時間并且不與便攜電話43A和43B時間同步，因此便攜電話43A和43B彼此不同步。
注意，由于這種情況下的便攜電話43A和43B的電路結構與第一實施例中便攜電話3A和3B的電路結構相同，所以省略了相應的說明。
實際上如圖5所示，與第一實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程類似，在數字便攜電話系統40中，首先在步驟SP11，作為主終端的便攜電話43A利用CPU10通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個終端查詢信號，該信號包括一個主終端標識(ID)，一個主終端號碼和作為從屬終端的便攜電話43B的從屬終端號碼。
在步驟SP12，作為從屬終端的便攜電話43B接收到從藍牙無線通信區域內的便攜電話43A發送的終端查詢信號，并且在確認從屬終端號碼是自身的終端號碼時，向便攜電話43A發送一個查詢響應信號，該信號包括一個自身終端ID(此后被稱作從屬終端ID)，一個自身終端號碼(此后被稱作從屬終端號碼)和便攜電話43A的終端號碼(此后被稱作主終端號碼)。
在步驟SP13，作為主終端的便攜電話43A接收從從屬終端發送的查詢響應信號，識別從屬終端ID，從屬終端號碼和主終端號碼以確認作為從屬終端的便攜電話43B處于藍牙無線通信區域內，并且接著終止終端在網絡確認處理。
接著在步驟SP14，作為主終端的便攜電話43A通過短距離無線接口15把表示根據從GPS衛星4接收的GPS接收數據D2計算出的當前位置的主位置信息(緯度，經度和海拔)當作一個測量導頻信號發送到從屬終端。
在步驟SP15，當作為從屬終端的便攜電話43B接收到從作為主終端的便攜電話43A發送的測量導頻信號時，便攜電話43B通過短距離無線接口15把表示從屬終端自身的當前位置的從屬位置信息(緯度，經度和海拔)當作一個導頻響應信號發送到主終端。
在步驟SP16，作為主終端的便攜電話43A根據主位置信息和從屬位置信息計算自身終端與從屬終端之間的距離以作為一個到CPU10的標準距離，并且終止標準距離計算處理。
接著在步驟SP17，作為主終端的便攜電話43A再次通過短距離無線接口15把表示主終端自身當前位置的主位置信息當作一個測量導頻信號發送到從屬終端。
在步驟SP18，當作為從屬終端的便攜電話43B從主終端接收到測量導頻信號時，便攜電話43B通過短距離無線接口15把從屬終端自身的當前從屬位置信息當作導頻響應信號發送到主終端。
在步驟SP19，作為主終端的便攜電話43A再次利用CPU10根據主位置信息和從屬位置信息計算自身終端與從屬終端之間的距離，并且通過比較計算的距離和第一標準距離以檢測自身與從屬終端之間的距離變化，識別出自身終端″正在接近″從屬終端或自身終端″正在遠離″從屬終端的距離狀態，并且終止自身終端和從屬終端之間的位置關系檢測處理。
在前面的結構中，作為主終端的便攜電話43A首先通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話43B發送終端查詢信號，并且在從作為從屬終端的便攜電話43B發送查詢響應信號時確認從屬終端位于藍牙無線通信區域內。
接著，作為主終端的便攜電話43A通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話43B發送表示主位置信息的測量導頻信號，從作為從屬終端的便攜電話43B接收表示從屬位置信息的導頻響應信號，并且接著根據主位置信息和從屬位置信息計算自身終端和從屬終端之間的標準距離。
接著，作為主終端的便攜電話43A通過重復傳送測量導頻信號并對從屬終端的導頻響應信號進行接收處理計算自身終端和從屬終端之間的距離，并且通過比較計算的距離和第一標準距離檢測出自身終端和從屬終端之間的距離狀態。
如上所述，在數字便攜電話系統40中，作為主終端的便攜電話43A和作為從屬終端的便攜電話43B通過短距離無線接口15彼此傳送終端查詢信號和查詢響應信號，以便能夠方便地確定從屬終端是否位于對應于短距離無線接口15的藍牙無線通信區域內。
并且，在數字便攜電話系統40中，作為主終端的便攜電話43A和作為從屬終端的便攜電話43B通過短距離無線接口15彼此傳送測量導頻信號和導頻響應信號，以便能夠以不通過基站2的方式免費計算主終端和從屬終端之間的距離。
并且，在數字便攜電話系統40中，作為主終端的便攜電話43A和作為從屬終端的便攜電話43B通過短距離無線接口15彼此傳送測量導頻信號和導頻響應信號，以便能夠反復計算主終端和從屬終端之間的距離。這樣，通過將主終端和從屬終端之間的當前距離與標準距離或剛好在計算之前的距離相比較可以精確計算主終端和從屬終端之間的距離狀態。
如上所述，在數字便攜電話系統40中，作為主終端便攜電話43A和作為從屬終端的便攜電話43B通過短距離無線接口15彼此傳送主位置信息和從屬位置信息，以便能夠方便和精確地計算主終端和從屬終端之間的距離和位置關系。
注意，上述第二實施例描述了根據通過從GPS衛星4接收衛星信號S1而獲得的GPS接收數據D2計算出由緯度，經度和海拔構成的，指示便攜電話43A和43B的當前位置的位置信息的例子。然而本發明不僅限于此，并且可以通過差分GPS(D-GPS)計算位置信息。
并且，第二實施例描述了將短距離無線接口15作為無線通信裝置在便攜電話43A和43B之間直接傳送數據的例子。然而本發明不僅限于此，并且可以使用其它各種能夠勝任超過100米的無線通信距離的無線通信裝置。
此外，第二實施例描述了便攜電話43A和43B被用作本發明中的無線通信設備的例子。然而本發明不僅限于此，并且本發明可以適用于其它各種可以通過諸如收發器，尋呼機和個人數字助理(PDA)的無線通信裝置提供的無線通信設備。
(3)第三實施例如相同索引號表示的部件對應于圖1中相應部件的圖6所示，索引編號60示出了一個蜂窩數字便攜電話系統，該系統由一個被連接到公共電路網絡的基站2和通過基站2彼此進行音頻通信的數字便攜電話(此后被簡稱作便攜電話)63A，63B組成。
與第一實施例中的便攜電話3A和3B(圖2)不同，第三實施例中的便攜電話63A和63B均不具有從GPS衛星4接收衛星信號S1的GPS接收器14，并且被配置成根據從基站2發送的系統時間與基站2時間同步，使得便攜電話63A和63B彼此同步并具有相同的絕對時間。
所以，便攜電話63A通過CPU10控制短距離無線接口15通過一個天線21與另一個在其自身附近的便攜電話63B進行無線數據通信，從而以不通過基站2的方式向作為從屬終端，位于藍牙無線通信區域內的便攜電話63B直接發送由便攜電話63A自身保存的，表示當前時間的標準時間信息。
類似地，便攜電話63B通過CPU10控制短距離無線接口15通過天線21與另一個在其自身附近的便攜電話63A進行無線數據通信，使得便攜電話63B能夠以不通過基站2的方式向位于藍牙無線通信區域內的便攜電話63A直接發送有關從便攜電話63A接收數據的時間的接收時間信息。
實際上如圖7所示，與第一實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程類似，在數字便攜電話系統60中，首先在步驟SP21，作為主終端的便攜電話63A通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個終端查詢信號，該信號包括一個主終端標識(ID)，一個主終端號碼和作為從屬終端的便攜電話63B的從屬終端號碼。
在步驟SP22，當作為從屬終端的便攜電話63B接收到從藍牙無線通信區域內的便攜電話63A發送的終端查詢信號并且確認從屬終端號碼是自身的終端號碼時，便攜電話63B把一個自身終端ID(此后被稱作從屬終端ID)，一個自身終端號碼號碼(此后被稱作從屬終端號碼)和便攜電話3A的終端號碼(此后被稱作主終端號碼)當作一個查詢響應信號發送到作為主終端的便攜電話63A。
在步驟SP23，作為主終端的便攜電話63A接收從從屬終端發送的查詢響應信號，確認從屬終端ID，從屬終端號碼和主終端號碼，確認作為從屬終端的便攜電話43B處于藍牙無線通信區域內，并且接著終止終端在網絡確認處理。
接著在步驟SP24，作為主終端的便攜電話63A通過短距離無線接口15把表示與系統時間同步的當前時間的標準時間信息當作一個測量導頻信號發送到從屬終端。
在步驟SP25，當作為從屬終端的便攜電話63B接收到從作為主終端的便攜電話63A發送的測量導頻信號時，便攜電話63B通過短距離無線接口15把表示測量導頻信號接收時間的接收時間信息當作一個導頻響應信號發送到主終端。
在步驟SP26，作為主終端的便攜電話63A利用CPU10并根據標準時間信息和接收時間信息計算出無線電波傳輸時間，根據無線電波傳輸時間和無線傳輸速度(3×108米/秒)計算主終端和從屬終端之間的距離以作為一個標準距離，并且終止標準距離計算處理。
這里，便攜電話63A和63B以和系統時間相同的″納秒″級最小單位計算標準時間信息和接收時間信息，因而可以根據″納秒″級的無線電波傳輸時間精確計算標準距離。
接著在步驟SP27，作為主終端的便攜電話63A再次通過短距離無線接口15把表示當前時間的標準時間信息當作測量導頻信號發送到從屬終端。
在步驟SP28，當作為從屬終端的便攜電話43B從主終端接收到測量導頻信號時，便攜電話43B再次通過短距離無線接口15把有關接收測量導頻信號的時間的接收時間信息當作導頻響應信號發送到主終端。
在步驟SP29，作為主終端的便攜電話43A利用CPU10并根據標準時間信息和接收時間信息計算無線電波傳輸時間，根據無線電波傳輸時間和無線電波傳輸速度計算主終端和從屬終端之間的距離，通過比較計算的主終端和第一標準距離檢測主終端與從屬終端之間的距離變化，識別出主終端″正在接近″從屬終端還是″正在遠離″從屬終端，并且終止位置關系檢測處理。
在前面的結構中，作為主終端的便攜電話63A首先通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話63B發送終端查詢信號，并且在從作為從屬終端的便攜電話63B發送查詢響應信號時確認從屬終端位于藍牙無線通信區域內。
接著，作為主終端的便攜電話63A通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話63B發送作為標準時間信息的測量導頻信號，從作為從屬終端的便攜電話63B接收作為接收時間信息的導頻響應信號，并且接著根據通過標準時間信息和接收時間信息計算的無線電波傳輸時間和無線電波傳輸速度計算出主終端和從屬終端之間的標準距離。
接著，作為主終端的便攜電話63A通過重復傳送測量導頻信號并對從屬終端的導頻響應信號進行接收處理順序計算出主終端和從屬終端之間的距離，并且通過將計算的距離和第一次計算的標準距離或剛好在計算之前的距離相比較從而獲得主終端和從屬終端之間的距離狀態。
如上所述，在數字便攜電話系統60中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B通過短距離無線接口15彼此傳送終端查詢信號和查詢響應信號，以便能夠方便地確定特定從屬終端是否位于對應于短距離無線接口15的藍牙無線通信區域內。
并且，在數字便攜電話系統60中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B通過短距離無線接口15彼此傳送作為標準時間信息的測量導頻信號和作為接收時間信息的響應導頻信號，以便能夠以不通過基站2的方式免費計算主終端和從屬終端之間的距離。
此外，在數字便攜電話系統60中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B通過短距離無線接口15彼此反復傳送作為標準時間信息的測量導頻信號和作為接收時間信息的響應導頻信號，以便能夠反復獲得主終端和從屬終端之間的距離，從而精確得到主終端和從屬終端之間的距離狀態。
象前面的結構那樣，在數字便攜電話系統60中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B以不通過基站2的方式通過短距離無線接口15傳送彼此同步的標準時間信息和接收時間信息，以便能夠方便和精確地獲得主終端和從屬終端之間的距離和位置關系。
注意，前面的第三實施例描述了將短距離無線接口15作為無線通信裝置在便攜電話63A和63B之間直接傳送數據的例子。然而本發明不僅限于此，并且可以使用其它各種能夠勝任超過100米的無線通信距離的無線通信裝置。
并且，前面的第三實施例描述了便攜電話63A和63B被用作本發明中的無線通信設備的例子。然而本發明不僅限于此，并且本發明可以適用于其它各種可以具有諸如收發器，尋呼機和個人數字助理(PDA)的無線通信裝置的無線通信設備。
(4)第四實施例如相同索引號表示的部件對應于圖1中相應部件的圖8所示，索引編號80整體示出了一個蜂窩數字便攜電話系統，該系統由一個被連接到公共電路網絡的基站2和通過基站2彼此進行音頻通信的83A和83B(此后被簡稱作便攜電話)組成。
與第一實施例中的便攜電話3A和3B(圖2)不同的是，第四實施例中的便攜電話83A和83B均不具有從GPS衛星4接收衛星信號S1的GPS接收器14，另外，不從基站2向便攜電話83A和83B發送系統時間。所以，便攜電話83A和83B彼此不同步并且不識別位置信息。
實際上如圖9所示，與第一實施例中的距離測量過程和位置關系檢測過程類似，在數字便攜電話系統80中，首先在步驟SP31，作為主終端的便攜電話83A首先利用CPU10并通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個終端查詢信號，該信號包括一個主終端標識(ID)，一個主終端號碼和作為從屬終端的便攜電話83B的從屬終端號碼。
在步驟SP32，當作為從屬終端的便攜電話83B接收到從藍牙無線通信區域內的便攜電話83A發送的主終端ID，主終端號碼和從屬終端號碼并且確認從屬終端號碼是自身的終端號碼時，便攜電話83B把一個自身終端ID(此后被稱作從屬終端ID)，一個自身終端號碼號碼(此后被稱作從屬終端號碼)和便攜電話83A的終端號碼(此后被稱作主終端號碼)當作查詢響應信號發送到作為主終端的便攜電話83A。
在步驟SP33，作為主終端的便攜電話83A接收從從屬終端發送的查詢響應信號，識別從屬終端ID，從屬終端號碼和主終端號碼以確定作為從屬終端的便攜電話83B處于藍牙無線通信區域內，并且接著終止終端在網絡識別處理。
接著在步驟SP34，作為主終端的便攜電話83A通過短距離無線接口15向從屬終端發送一個預定測量導頻信號，例如″0，0，0，0″。
在步驟SP35，當作為從屬終端的便攜電話83B接收到從作為主終端的便攜電話83A發送的測量導頻信號時，便攜電話83B通過短距離無線接15向主終端發送一個預定導頻響應信號，例如″1，1，1，1″。
在步驟SP36，作為主終端的便攜電話83A從作為從屬終端的便攜電話83B接收導頻響應信號，計算從發送測量導頻信號時間到接收導頻響應信號時間的通信時間，將一半通信時間確定成從作為主終端便攜電話63A到作為從屬終端便攜電話63B的無線電波傳輸時間，根據無線電波傳輸時間和無線電波傳輸速度計算出主終端和從屬終端之間的距離以作為一個標準距離，并且終止標準距離計算處理。
接著在步驟SP37，作為主終端的便攜電話63A再次通過短距離無線接口15向從屬終端發送測量導頻信號″0，0，0，0″。
在步驟SP28，當作為從屬終端的便攜電話43B接收到從主終端發送的測量導頻信號時，便攜電話43B再次通過短距離無線接口15向主終端發送導頻響應信號″1，1，1，1″。
在步驟SP29，作為主終端的便攜電話43A將從發送測量導頻信號時間到接收導頻響應信號時間的通信時間的一半確定成從主終端到從屬終端的無線電波傳輸時間，根據無線電波傳輸時間和無線電波傳輸速度計算出主終端和從屬終端之間的距離，通過比較計算的距離和第一標準距離檢測出主終端和從屬終端之間距離變化以確定主終端″正在接近″或″正在遠離″從屬終端的距離狀態，并且終止自身終端和從屬終端之間的位置關系檢測處理。
在前面的結構中，作為主終端的便攜電話83A首先通過短距離無線接口15向作為從屬終端的便攜電話83B發送終端查詢信號，并且在從作為從屬終端的便攜電話83B發送查詢響應信號時確認從屬終端位于藍牙無線通信區域內。
接著，作為主終端的便攜電話83A通過短距離無線接口15向便攜電話83B發送預定導頻信號″0，0，0，0″，根據一直到從作為從屬終端的便攜電話83B接收到預定導頻響應信號″1，1，1，1″的時間為止的通信時間計算無線電波傳輸時間，并且根據無線電波傳輸時間和無線電波傳輸速度計算主終端和從屬終端之間的標準距離。
接著，作為主終端的便攜電話83A通過重復傳送測量導頻信號并對從屬終端的導頻響應信號進行接收處理順序計算出主終端和從屬終端之間的距離，并且通過將第一次計算的距離和剛好在計算之前的距離相比較從而獲得主終端和從屬終端之間的距離狀態。
通過這種方式，在數字便攜電話系統80中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B通過短距離無線接口15彼此傳送終端查詢信號和查詢響應信號，以便能夠方便地確定從屬終端是否位于對應于短距離無線接口15的藍牙無線通信區域內。
另外，在數字便攜電話系統80中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B通過短距離無線接口15彼此傳送測量導頻信號和導頻響應信號，以便能夠以不通過基站2的方式免費獲得主終端和從屬終端之間的距離。
此外，在數字便攜電話系統80中，作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B反復通過短距離無線接口15彼此傳送測量導頻信號和導頻響應信號以便順序獲得主終端和從屬終端之間的距離，因而能夠精確檢測主終端和從屬終端之間的距離狀態。
根據前面的結構，即使在作為主終端的便攜電話63A和作為從屬終端的便攜電話63B不保存彼此同步的位置信息和時間信息的情況下，它們仍然以不通過基站2的方式通過短距離無線接口15彼此傳送測量導頻信號和導頻響應信號，因而能夠方便地獲得主終端和從屬終端之間的距離和位置關系。
注意，前面的第四實施例描述了將短距離無線接口15作為無線通信裝置在便攜電話83A和83B之間直接傳送測量導頻信號和導頻響應信號的例子。然而本發明不僅限于此，并且可以使用其它各種能夠勝任超過100米的無線通信距離的無線通信裝置。
并且，前面的第四實施例描述了便攜電話83A和83B被用作本發明中的無線通信設備的例子。然而本發明不僅限于此，并且本發明可以適用于其它各種可以具有諸如收發器，尋呼機和個人數字助理(PDA)的無線通信裝置的無線通信設備。
根據如上所述的發明，無線通信設備通過一個無線通信裝置直接向一個測量目標發送一個被用來計算當前自身位置和測量目標之間的距離的預定信號，從測量目標接收一個響應測量信號的響應信號，并且根據響應信號和測量信號計算當前位置和測量目標之間的距離。結果，可以實現一個能夠以不通過基站的方式通過直接與測量目標傳送測量信號和響應信號檢測自身設備和測量目標之間的距離和位置關系從而達到測量距離的目的的無線通信設備和方法。
并且，根據本發明，無線通信設備向測量目標直接發送表明針對測量目標的傳輸時間的標準時間信息以便計算自身當前位置和測量目標之間的距離，從測量目標接收標準時間信息的接收時間信息，根據標準時間信息和接收時間信息計算自身當前位置和測量目標之間的距離。結果，可以實現一個能夠以不通過基站的方式通過直接與測量目標傳送標準時間信息和接收時間信息方便地獲得自身設備和測量目標之間的距離和位置關系從而達到測量距離的目的的無線通信設備和方法。
此外，在本發明中，無線通信設備向測量目標直接發送表明針對測量目標的傳輸時間的標準時間信息以便計算自身當前位置和測量目標之間的距離，從測量目標接收標準時間信息的接收時間信息，根據標準時間信息和接收時間信息計算當前位置和測量目標之間的距離，其中上述接收時間信息在絕對時間上與標準時間信息同步。結果，可以實現一個能夠以不通過基站的方式通過直接與測量目標傳送彼此同步的標準時間信息和接收時間信息精確并方便地獲得自身設備和測量目標之間的距離和位置關系從而達到測量距離的目的的無線通信設備和方法。
雖然這里已經結合本發明的最優實施例進行了描述，但本領域技術人員顯然可以理解，各種變化和修改的目的是為了在所附書中覆蓋所有這種符合本發明真實宗旨和范圍的變化和修改。
權利要求
1.一種無線通信設備，其中包括向一個特定測量目標直接發送一個被用來計算上述設備的當前位置和上述測量目標之間的距離的預定測量信號的無線通信裝置；和在上述無線通信裝置接收到一個從上述測量目標發回的，響應上述測量信號的響應信號之后，根據上述響應信號和上述測量信號計算上述當前位置和上述測量目標之間的上述距離的計算裝置。
2.如權利要求1所述的無線通信設備，其中上述測量信號是基于全球定位系統(GPS)，表明上述無線通信設備的上述當前位置的主位置信息；而上述響應信號是基于GPS，表明上述測量目標的當前位置的從屬位置信息。
3.如權利要求1所述的無線通信設備，其中上述測量信號是表明上述無線通信設備執行針對上述測量目標的傳輸時的傳輸時間的標準時間信息；而上述響應信號是表明上述測量目標從上述無線通信設備接收到上述測量信號的接收時間的接收時間信息。
4.如權利要求3所述的無線通信設備，其中上述標準時間信息和上述接收時間信息在絕對時間上彼此同步。
5.如權利要求1所述的無線通信設備，其中上述計算裝置通過比較上述計算出的距離和剛好在計算之前已經計算出的距離獲得上述無線通信設備和上述測量目標之間的位置關系。
6.一種距離測量方法，其中包括的步驟有通過無線通信裝置向一個特定測量目標直接發送一個被用來計算無線通信設備的當前位置和上述測量目標之間的距離的預定信號；和在接收到一個從上述測量目標發回的，響應上述測量信號的響應信號之后，根據上述響應信號和上述測量信號計算上述當前位置和上述測量目標之間的上述距離。
7.如權利要求6所述的距離測量方法，其中上述測量信號是基于全球定位系統(GPS)，表明上述無線通信設備的上述當前位置的主位置信息；并且上述響應信號是基于GPS，表明上述測量目標的當前位置的從屬位置信息。
8.如權利要求6所述的距離測量方法，其中上述測量信號是表明上述無線通信設備執行針對上述測量目標的傳輸時的傳輸時間的標準時間信息；并且上述響應信號是表明上述測量目標從上述無線通信設備接收到上述測量信號的接收時間的接收時間信息。
9.如權利要求8所述的距離測量方法，其中上述標準時間信息和上述接收時間信息在絕對時間上彼此同步。
10.如權利要求8所述的距離測量方法，其中上述計算裝置通過比較上述計算出的距離和剛好在計算之前已經計算出的距離獲得上述無線通信設備和上述測量目標之間的位置關系。
11.一種無線通信設備，其中包括向一個測量目標直接發送表明針對上述測量目標的傳輸的傳輸時間，被用來計算上述設備的當前位置和上述測量目標之間的距離的標準時間信息的無線通信裝置；和在上述無線通信裝置從上述測量目標接收到上述標準時間信息的上述接收時間信息之后，根據上述標準時間信息和接收時間信息計算上述當前位置和上述測量目標之間的上述距離的計算裝置。
12.一種距離測量方法，其中包括的步驟有向一個特定測量目標直接發送表明針對上述測量目標的傳輸的傳輸時間，被用來計算一個無線通信設備的當前位置和上述測量目標之間的距離的標準時間信息；和在從上述測量目標接收到上述標準時間信息的上述接收時間信息之后，根據上述標準時間信息和接收時間信息計算上述當前位置和上述測量目標之間的上述距離。
13.一種無線通信設備，其中包括向一個特定測量目標直接發送表明針對上述測量目標的傳輸的傳輸時間，被用來計算一個上述設備的當前位置和上述測量目標之間的距離的標準時間信息的無線通信裝置；和在上述無線通信裝置從上述測量目標接收到在絕對時間上與上述標準時間信息同步的上述標準時間信息的上述接收時間信息之后，根據上述標準時間信息和上述接收時間信息計算上述當前位置和上述測量目標之間的上述距離的計算裝置。
14.一種距離測量方法，其中包括的步驟有向一個特定測量目標直接發送表明針對上述測量目標的傳輸的傳輸時間，被用來計算一個無線通信設備的當前位置和上述測量目標之間的距離的標準時間信息；和在上述無線通信裝置從上述測量目標接收到在絕對時間上與上述標準時間信息同步的上述標準時間信息的上述接收時間信息之后，根據上述標準時間信息和上述接收時間信息計算上述當前位置和上述測量目標之間的上述距離。
全文摘要
一個能夠以不通過基站的方式方便地獲得一個便攜電話3A和一個便攜電話3B之間的距離和位置關系的測量距離無線通信設備和方法。便攜電話3A通過短距離無線接口15向便攜電話3B直接發送一個被用來計算其當前位置和便攜電話3B之間的距離的測量導頻信號,從便攜電話3B接收一個響應測量導頻信號的導頻響應信號,并且接著根據導頻響應信號和測量導頻信號計算便攜電話3A和便攜電話3B之間的距離,使得能夠以不通過基站的方式通過與便攜電話3B直接傳送導頻響應信號和測量導頻信號方便地獲得自身設備和便攜電話3B之間的距離和位置關系。
文檔編號G01S13/00GK1329402SQ01121489
公開日2002年1月2日 申請日期2001年6月12日 優先權日2000年6月12日
發明者木村雅之 申請人:索尼株式會社