CN100375574C - 一种个人手持系统对终端进行定位的方法 - Google Patents
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Abstract
一种个人手持系统对终端进行定位的方法，网络侧接收到定位请求后，向呼叫区下的所有基站下发定位请求消息；基站通过控制信道向终端下发寻呼消息；终端从某个基站接收到寻呼消息后，向该基站发起建链请求；基站向终端分配业务信道；终端在该业务信道向基站上发同步帧；基站对上行同步帧进行强度和方位测量，在业务信道下发下行同步帧；基站和终端在该业务信道建立起同步；同时，基站向网络定位服务器报告基站的CSID、终端的方位以及信号强度；定位服务器结合数据库中保存的信息，计算出终端的位置。该方法利用智能天线技术引入信号强度以及信号方位角参数，从而能够有效地提高目前PHS网络中利用基站对终端进行定位方式的定位精度。
Description
技术领域：
本发明涉及个人手持系统PHS(Personal Handy Phone System)终端的定位。
背景技术：
在PHS网络中实现终端定位的主要方法包括：基于网络的定位方法和基于终端的定位方法以及这两种方式的结合。
基于终端的定位技术一般是需要对终端进行改动，必须使用支持定位功能的终端才能实现；而基于网络的定位技术是指网络通过测量数据计算出终端的位置，一般不需要修改现有终端。在基于网络的定位技术中，目前应用的是基于基站标识(CSID)的定位方法，网络通过改进的寻呼流程对终端进行定位，在使用500mW基站的网络中，定位精度在50m～300m之间。在基于终端的定位方式中，目前应用的方法是，终端对周围基站的控制信道(CCH：Control Channel)下行信号强度进行测量并将测量结果报告给定位中心由定位中心根据测量结果计算终端的位置；这种方式的缺点是需要修改终端软件，此外由于基站的下行CCH间歇性发送的特点导致终端测量的信号强度波动会比较大从而影响测量精度。
另外，目前PHS网络中广泛使用500mW智能基站(运用自适应天线阵列技术)进行组网，智能天线是现代无线通讯增加频谱利用率以及改善系统性能的关键技术。基本原理是在有干扰情况下，能识别和跟踪指定的移动用户终端，使天线接收的方向增益聚集在一个方向上。如图1所示为4个接收天线的波束图，主瓣对准期望信号，其波达方向为C，波束零点对准干扰信号(A、B、D)。也就是说，智能天线技术具有方位识别功能。目前尚未有利用智能天线技术进行PHS终端定位的方法。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，利用智能天线的方向识别特点，对现有技术中的基于CSID定位方法进行改进，提高PHS网络中单基站定位的定位精度。
本发明的技术方案为：
第一步：PHS网络侧接收到来自服务器的定位请求后，根据待定位终端隶属的寻呼区号向该呼叫区下的所有基站下发专用的定位请求消息；
第二步：基站收到该定位请求消息后，通过控制信道CCH向终端下发寻呼消息；
第三步：终端从某个基站接收到该寻呼消息后，通过CCH的上行信道向该基站发起建链请求；
第四步：该基站接收到终端的建链请求后，向终端分配业务信道(TCH：TrafficChannel)；
第五步：终端在分配的TCH信道没有干扰的情况下，在该TCH信道向基站上发同步帧。
第六步：基站对上行同步帧进行强度和方位测量，在TCH信道下发下行同步帧；基站和终端在该TCH建立起同步；同时，基站向网络定位服务器报告测量结果，测量结果包括基站的CSID、终端的方位以及信号强度；
第七步：定位服务器利用测量结果结合数据库中保存的信息，计算出终端的位置；
第八步：终端向基站发起寻呼响应消息(Paging response)；
第九步：基站向终端发送无线拆链消息；完成定位过程。
该方法在不需要更改终端的情况下，对目前使用的CSID定位方式进行改进，利用智能天线技术引入信号强度以及信号方位角参数，从而能够有效地提高目前PHS网络中利用基站对终端进行定位方式的定位精度。
本方法利用TCH的上行同步帧信号作为定位测量的依据，和使用下行或上行CCH信号进行测量相比，带来的好处是在能够有效提高所测量的数据的准确性。因为PHS系统是微蜂窝系统且信号波长短，受环境影响导致的快衰落现象非常严重，因此只有增加同一地点信号的采样次数才能增加测量的准确性。在使用下行CCH作为信号强度的测量依据时，由于下行CCH信号每100ms发送一次，因此1秒只能有10次采样结果。而采用TCH作为信号强度的测量依据时，由于TCH信号每5ms发送一次，因此1秒可以有200次采样结果，这样大大提高了信号强度的测量准确性。
附图说明：
图1基站接收天线的波束图；
图2是本发明的实现的流程。
具体实施方式：
下面结合图2通过一个实施例说明本发明的实现：
PHS系统中，位置定位服务器中保存有所有基站的位置信息以及天线安装方位角度信息。PHS网络中主要使用智能基站进行组网，智能基站应能对终端的方位角度进行计算。
第一步：PHS网络侧接收到来自服务器的位置服务请求后，根据待定位终端隶属的寻呼区号向该呼叫区下的所有基站下发专用的位置服务请求消息；
第二步：基站收到该请求消息后，通过控制信道CCH向终端下发寻呼消息；
第三步：终端从某个基站接收到该寻呼消息后，通过CCH的上行信道向该基站发起LCH(Link Channel，连接信道)建链请求；
第四步：该基站接收到终端的建链请求后，向终端分配TCH信道；
第五步：终端在分配的TCH信道没有干扰的情况下，在该TCH信道向基站上发同步突发(如果基站分配的TCH信道存在干扰，则终端将会重新向基站发起建链请求，基站将会重新给终端分配新的TCH信道，直到给终端分配的TCH没有干扰)；
第六步：基站对上行同步帧进行强度和方位测量，同时在TCH信道下发下行同步突发；基站和终端在该TCH建立起同步；基站向网络定位服务器报告测量结果，测量结果包括基站的CSID、终端的方位以及信号强度；
第七步：定位服务器利用测量结果结合数据库中保存的信息，计算出终端所在的位置；
第八步：终端和基站在TCH通过SABM(Set Asynchronous Balanced Mode，异步平衡方式帧)和UA(Unnumbered Acknowledgement，无编号确认帧)消息交互，建立起第二层链路；终端向基站发起寻呼响应消息；
第九步：基站完成定位测量，向终端发送无线拆链消息，拆除无线链路；定位过程完成。
在本发明的上述流程中，除第六步、第七步外，其他步骤符合RCR STD-28 V3.3协议的规定，这里不再详细说明。
PHS网络中使用的智能基站使用自适应天线阵列技术，主要原理是利用自适应算法调整每个天线端口(目前PHS网络中一般使用4阵列天线)所接收信号的加权值，从而使得波束形成的方向和期望方向保持一致。当阵列天线之间的位置固定并已知时，根据自适应算法估计出的加权值便可以计算出波束的形成方向。
定位服务器中保存有基站的经纬度信息(X，Y)以及基站的天线安装方位信息。当定位服务器获得基站上报的定位测量信息(终端方向角、上行信号强度以及CSID)后，首先根据基站的天线安装位置(如北偏东30度)和基站上报的终端方向角(如顺时针90度)便可以确定终端所处的绝对方位角(如北偏东120度)；然后根据基站上报的接收信号强度来估算终端和基站之间的距离；当这两项内容加上基站的经纬度便可以得到终端的绝对位置。
在上述实施例中，当在终端向某个基站发起建链请求后，若该基站没有空闲时隙时，将拒绝终端的建链请求，同时该基站将会向定位中心上报测量结果，测量结果中只包含CSID信息。终端收到基站的拒绝响应后，将搜索其他基站继续发起建链请求，任何一个具有空闲时隙的基站将会接收终端的请求，并按照正常的定位流程执行定位操作。
Claims (3)
1.一种个人手持系统对终端进行定位的方法，包括以下步骤：
第一步：网络侧接收到来自服务器的定位请求后，根据待定位终端隶属的寻呼区号向该呼叫区下的所有基站下发专用的定位请求消息；
第二步：基站收到该定位请求消息后，通过控制信道向终端下发寻呼消息；
第三步：终端从某个基站接收到该寻呼消息后，通过控制信道的上行信道向该基站发起建链请求；
第四步：该基站接收到终端的建链请求后，向终端分配业务信道；
第五步：终端在该业务信道向基站上发同步帧；
第六步：基站对上行同步帧进行强度和终端方向角的测量，在业务信道下发下行同步帧；基站和终端在该业务信道建立起同步；同时，基站向网络定位服务器报告测量结果，测量结果包括基站的标识、终端的方向角以及信号强度；
第七步：定位服务器根据获得基站上报的终端方向角、上行信号强度以及基站标识，首先根据基站的天线安装位置和基站上报的终端方向角确定终端所处的绝对方位角，然后根据上行信号强度来估算终端和基站之间的距离，再根据基站的经纬度得到终端的绝对位置；
第八步：终端向基站发起寻呼响应消息；
第九步：基站向终端发送无线拆链消息。
2.权利要求1所述的个人手持系统对终端进行定位的方法，其特征在于，基站的经纬度信息以及基站的天线安装方位保存在定位服务器中。
3.权利要求1所述的个人手持系统对终端进行定位的方法，其特征在于，在终端向某个基站发起建链请求后，若该基站没有空闲时隙时，将拒绝终端的建链请求，终端收到基站的拒绝响应后，搜索其他基站继续发起建链请求，通过其它基站与定位服务器完成定位。
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