CN100455129C - 多扇区小区对rtt测量值进行校正的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线定位技术，尤其涉及在多扇区小区定位技术中的RTT测量值进行校正的方法。在多扇区小区情况下，利用邻区信息来识别UE具体位于多扇区小区的哪个具体扇区，根据具体扇区的射频通道时延值来准确校正RTT值，然后根据RTT值按照选定方法继续定位，不仅提高了定位精度，而且又不增加网络成本。

Description

多扇区小区对RTT测量值进行校正的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种无线定位技术，尤其涉及一种多扇区小区定位技术中的RTT测量值进行校正的方法。

背景技术

无线定位技术的研究始于20世纪60年代的自动车辆定位系统，随后该技术在公共交通、出租车调度以及公安追踪等范围内广泛应用。后来，随着人们对基于位置的信息服务的需求增多，无线定位技术得到更多研究者的关注，全球定位系统(GPS)的出现更使得无线定位技术产生了质的飞跃，定位精度得到大幅度的提高。

随着移动通信产业的发展，业务的创新已经成为网络和技术发展的根本推动力。同时，新业务的运营模式正在发生变化，健康的价值链则是新业务发展的基本保证。

目前，话音业务仍是移动通信业务的主体，各种新型移动增值业务和移动数据业务则是移动通信市场强劲的经济增长点。移动通信领域是近年来竞争最激烈的行业之一，运营商越来越需要差异性的业务来提高竞争力，LCS(Location Services，位置业务)是被普遍看好的一种移动增值业务，并将会获得迅速的发展。

在WCDMA系统中，定义了三种定位技术方法，即Cell ID、OTDOA和A-GPS。其中OTDOA和A-GPS都对网络或手机提出较高要求，前者增加了网络成本，后者增加了终端成本，同时A-GPS还受UE所处环境制约。而直接取小区中心位置的Cell ID定位方法实现最简单，但精度也是最差的，因此现有的一些协议提出了一种增强型Cell ID定位方法，即Cell ID+RTT(Cell Identity with RoundTrip Time，小区标识结合往返时间)，利用基站到手机之间的信号传播往还时间长度，就能够确定手机到基站之间的距离。

参看图1，对于非软切换区的UE，由于只能测试到连接基站的RTT，结合UE的Rx-Tx Time Difference(终端内部的接收和发送时延误差)值得到ToA(Time of Arrival，到达时间)距离(ToA距离＝[(RTT-Rx-Tx TimeDifference)/2]×C，C为光速)，因此能够定位的范围只能是以基站发射天线为原点，半径为ToA距离的1个圆环(全向小区)或1个圆弧环(扇形小区)。

参看图2，如果UE处于软切换区，则能够测试得到多个基站(激活集)的RTT，结合UE的Rx-Tx Time Difference得到多个ToA距离，从而以多个基站为原点，得到多条圆环或圆弧环。通过这多条圆环或圆弧环的交点，就能够定位UE的具体位置。

在OTDOA定位中，也可以使用UE测量得到的时延差TDOA，结合RTT值转化为ToA距离。

3GPP对RTT的定义为：

RTT＝T_RX天线-T_TX天线

其中，T_TX天线指发送给UE的下行DPCH(Dedicated Physical Channel，专用物理信道)帧的开始发送时刻，参考点是发射天线口，T_RX天线指相应的来自UE的上行DPCCH/DPDCH(Dedicated Physical Control Channel，专用物理控制信道/Dedicated Physical Data Channel，专用物理数据信道)帧的开始接收时刻，参考点是接收天线口。

由于RTT测量是在NodeB的基带进行，根据搜索出来的多径信息，选择首径计算RTT值，即RTT_测量值＝T_RX基带-T_TX基带。因此，RTT＝RTT_测量值-(T_{RX 通道时延}+T_{TX通道时延})。

其中T_{RX通道时延}指接收信号从接收天线到基带的传输时延，T_{TX通道时延}指发射信号从基带到发射天线的传输时延。

在实际应用中，很多时候存在1个小区由多个扇区组成的情况。这多个扇区的馈线长度等不尽相同，有时还会存在较大差异，即各个扇区的T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}值存在差异。由于RTT测量中只知道小区信息，并不知道扇区信息，从而无法进行RTT的准确测量或校正，降低了定位精度性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多扇区小区对RTT测量值进行校正的方法及相应的RTT测量校正系统，该方法和系统能够对位于多扇区小区UE的RTT测量值进行校正，从而提高UE的定位精度。

为实现上述发明目的，本发明一种多扇区小区对往返时间RTT测量值进行校正的方法具体包括如下步骤：

A、确定UE所在的具体扇区；

B、发起RTT测量，获得RTT测量值；

C、提取UE所在扇区的射频通道时延值，所述UE所在扇区的射频通道时延值包括T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}，其中，T_{RX通道时延}为接收信号从接收天线到基带的传输时延，T_{TX通道时延}为发射信号从基带到发射天线的传输时延；

D、根据所述步骤C中的射频通道时延值，通过RTT_测量-(T_{RX通道时延}+T_{TX通 道时延})的计算公式来对RTT测量值进行校正。

所述步骤A之前还包括判断UE所在的小区是否为多扇区小区的步骤。

所述判断UE所在小区是否为多扇区小区具体包括以下步骤：

a、无线网络控制器查询UE的测量信息，如有测量信息，则直接获取UE所处小区的CELL ID；否则对UE发起寻呼，UE转移到激活状态，无线网络控制器根据UE上报的状态转移成功消息确定UE所处的小区Cell ID；

b、根据获取的Cell ID信息确定UE所在小区是否为多扇区小区。

所述步骤A具体包括：

A1、提取UE所在小区的邻区信息，并与无线网络控制器中预先保存有的各扇区对应的邻区信息进行匹配；A2、根据匹配结果确定UE所在的具体扇区。

本发明还提供了一种多扇区小区往返时间RTT测量校正系统，用于对RTT测量值进行校正，所述系统包括有无线网络控制器，所述无线网络控制器包括：

存储单元，用以存储小区属性信息，包括多扇区小区属性信息及各扇区对应的邻区信息，并存储有各扇区对应的射频通道时延值，所述射频通道时延值包括T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}，其中，T_{RX通道时延}为接收信号从接收天线到基带的传输时延，T_{TX通道时延}为发射信号从基带到发射天线的传输时延；

信息提取单元，用以提取UE所处小区邻区信息；

判定单元，用以将信息提取单元提取的UE所处小区邻区信息与存储单元中存储的扇区对应的邻区信息进行匹配，从而确定UE所处的具体扇区；及

运算单元，用以根据UE所处的具体扇区的射频通道时延值，通过RTT_{测 量}-(T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延})的计算公式校正所述的RTT测量值。

本发明的有益效果：在多扇区小区情况下，充分利用邻区信息来识别UE具体位于多扇区小区的哪个具体扇区，然后提取该扇区的射频通道时延值对RTT测量值进行校正，从而提高了终端定位精度且不增加任何网络和终端成本。

附图说明

图1为现有移动通信系统中对处于非软切换区的UE进行Cell ID+RTT定位的结构示意图。

图2为现有移动通信系统中对处于软切换区的UE进行Cell ID+RTT定位的结构示意图。

图3为本发明一种多扇区小区组网示意图。

图4为本发明一种多扇区小区RTT测量校正方法示意图。

具体实施方式

如图3所示为1个多扇区小区组网图例，图中小区1由扇区A和扇区B组成，扇区A和扇区B具有同样的小区标识Cell ID，是同一个小区。在基站内部扇区A和扇区B的信号共用射频收发通道，但各自经过不同的馈线和天线。因此扇区A和扇区B存在T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}差异，主要是由于馈线和天线差异引起的，由于天线差异很小，实际主要的时延差异来自馈线长度差异。

随着网络布置完成后，各扇区馈线型号和长度都是已知的，由于信号在特定馈线中的传播速度恒定，因此扇区A和扇区B的这种T_{RX通道时延}和T_{TX通道时 延}差异是可以知道的。同时，即使不能知道馈线长度差异，扇区A和扇区B之间T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}差异也是可以事先通过测试得到的。

如果在进行小区1的RTT测量时，能够知道信号具体来自扇区A或者扇区B，就能够对在基带测试得到的RTT值进行准确校正。

如图3网络布置完成后，多扇区小区中各个扇区(对应图3的扇区A和扇区B)的邻区关系也就确定了，他们的邻区是不完全相同的，通过这种邻区差异，就可以进一步判断处于多扇区小区中的UE具体处于哪个扇区中(如小区1的扇区A还是扇区B)。

对应Cell ID的小区是否为多扇区小区在网络布置完成后就已经确定，多扇区小区中各个扇区(如图3中小区1的扇区A和扇区B)的邻区关系可以通过网络规划结合实际测试等方法得到。以上这些信息都预先保存在RNC(RadioNetwork Controller，无线网络控制器)中。同时，非多扇区小区的射频通道时延T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}按照小区预先保存在RNC中，在多扇区小区中RNC应保存对应各个扇区的射频通道时延值，如针对图3应保存有扇区A和扇区B的射频通道时延值。

本发明提供了一种多扇区小区的RTT测量校正方法，其一种实施例如图4所示，具体包括以下步骤：

100、RNC选择CELL ID+RTT或其他需要使用RTT测量值信息的定位方式；

101、RNC查询是否已存储有UE测量信息，如果是，则跳转至步骤103，否则进入步骤102；

102、对UE发起寻呼，使UE转移到激活状态；

RNC需要对该UE发起寻呼，使UE从空闲状态，如URA_PCH状态或IDLE状态转移至激活状态，如Cell_DCH状态。

103、获取UE处于的Cell ID信息；

如果RNC没有存储UE的测量信息，那么在步骤102中当UE完成状态转移后，会向RNC上报转移成功消息及所在小区测量信息，包括UE所在小区CELL ID信息及邻区信息，然后RNC从UE的测量信息得到Cell ID值。

如果RNC已存储有UE测量信息，则可直接获取UE处于的Cell ID信息。

104、判断UE是否位于多扇区小区，是则跳转至步骤106，否则进入步骤105；

RNC预先保存有网络配置情况，根据Cell ID能够确定这个小区是否为多扇区小区。

105、提取小区的射频通道时延值：T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延}，执行完跳转至步骤109。

106、从测量信息中查询UE的邻区信息，并与RNC预先保存的多扇区小区各扇区的邻区关系进行匹配；

如果为多扇区小区(如图3小区1)，继续查询UE的测量信息，从中提取UE的邻区信息，并与RNC中预先保存有的各扇区(如图3扇区A和扇区B)对应的邻区信息进行匹配。

107、根据匹配结果确定UE位于的具体扇区；

根据匹配结果确定UE位于哪个具体的扇区(小区1中的扇区A还是扇区B)，这里假设匹配结果为扇区A。

108、提取扇区的射频通道时延值：T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延}。

109、RTT和UE Rx-Tx Time Difference测量；

RNC针对定位UE向NodeB发起RTT测量，同时向定位UE发起Rx-Tx TimeDifference测量。

110、RTT校正：RTT＝RTT_测量-(T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延})；

按照预存的扇区A的射频通道时延值对RTT测量值进行校正：RTT＝RTT_{测 量}-(T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延})。

111、按照选定方法继续定位；

得到RTT和Rx-Tx Time Difference后，确定ToA距离(ToA距离＝[(RTT-Rx-Tx Time Difference)/2]×C)，再根据扇区天线位置，就可以进一步对UE进行定位。

同时，本发明也提供了一种多扇区小区RTT测量校正系统，用于对RTT测量值进行校正，所述系统包括有无线网络控制器，所述无线网络控制器包括：

存储单元，用以存储小区属性信息，包括多扇区小区属性信息及各扇区对应的邻区信息，并存储有各扇区对应的射频通道时延值T_{RX通道时延}和T_{TX通道 时延}；

信息提取单元，用以提取UE所处小区邻区信息；

判定单元，用以将信息提取单元提取的UE所处小区邻区信息与存储单元中存储的扇区对应的邻区信息进行匹配，从而确定UE所处的具体扇区；及

运算单元，用以根据UE所处的具体扇区的射频通道时延值校正所述的RTT测量值，即通过公式RTT_测量-(T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延})来校正RTT测量值。

本发明带来的一个明显效果就是在多扇区小区情况下，充分利用邻区信息来识别UE具体位于多扇区小区的哪个具体扇区，从而确保RTT值得到准确校正，提高了定位精度且不增加任何网络和终端成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1、一种多扇区小区对往返时间RTT测量值进行校正的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、确定UE所在的具体扇区；

B、发起RTT测量，获得RTT测量值；

C、提取UE所在扇区的射频通道时延值，所述UE所在扇区的射频通道时延值包括T_RX通道时延和T_TX通道时延，其中，T_RX通道时延为接收信号从接收天线到基带的传输时延，T_TX通道时延为发射信号从基带到发射天线的传输时延；

D、根据所述步骤C中的射频通道时延值，通过RTT_测量-(T_{RX通道时延}+T_{TX通 道时延})的计算公式来对RTT测量值进行校正。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A之前还包括判断UE所在的小区是否为多扇区小区的步骤。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断UE所在小区是否为多扇区小区具体包括以下步骤：

a、无线网络控制器查询是否已存储有UE测量信息，如有测量信息，则直接获取UE所处小区的CELL ID；否则对UE发起寻呼，UE转移到激活状态，无线网络控制器根据UE上报的状态转移成功消息及所在小区测量信息得到CellID值；

b、根据获取的Cell ID信息确定UE所在小区是否为多扇区小区。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A具体包括：

A1、提取UE所在小区的邻区信息，并与无线网络控制器中预先保存有的各扇区对应的邻区信息进行匹配；

A2、根据匹配结果确定UE所在的具体扇区。

5、一种多扇区小区往返时间RTT测量校正系统，用于对RTT测量值进行校正，所述系统包括有无线网络控制器，其特征在于，所述无线网络控制器包括：

存储单元，用以存储小区属性信息，包括多扇区小区属性信息及各扇区对应的邻区信息，并存储有各扇区对应的射频通道时延值，所述射频通道时延值包括T_{RX通道时延}和T_{TX通道时延}，其中，T_{RX通道时延}为接收信号从接收天线到基带的传输时延，T_{TX通道时延}为发射信号从基带到发射天线的传输时延；

信息提取单元，用以提取UE所处小区邻区信息；

判定单元，用以将信息提取单元提取的UE所处小区邻区信息与存储单元中存储的扇区对应的邻区信息进行匹配，从而确定UE所处的具体扇区；及

运算单元，用以根据UE所处的具体扇区的射频通道时延值，通过RTT_{测 量}-(T_{RX通道时延}+T_{TX通道时延})的计算公式校正所述的RTT测量值。

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