CN101138270A - 用于共享小区覆盖信息的系统和设备 - Google Patents

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CN101138270A CNA2006800081110A CN200680008111A CN101138270A CN 101138270 A CN101138270 A CN 101138270A CN A2006800081110 A CNA2006800081110 A CN A2006800081110A CN 200680008111 A CN200680008111 A CN 200680008111A CN 101138270 A CN101138270 A CN 101138270A
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Abstract

提供了一种在小区网络中的设备之间共享小区覆盖信息的设备和方法。小区覆盖信息包括使得能够进行智能切换决定的信号强度位图模型。移动终端能够通过例如数字视频广播网络的宽带单向广播网络接收小区覆盖信息。它们还能够通过ad hoc无线信令从其他移动终端接收小区覆盖信息。移动终端还能够把原始信号测量结果存储并上传到小区覆盖信息中心。

Description

用于共享小区覆盖信息的系统和设备
本专利申请要求2005年2月25日提交的美国实用申请号11/064,934的优先权，其全部内容通过引用被合并在此。
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的切换过程。更具体地，本发明提供了使用像素把小区覆盖映射到位图以及小区覆盖信息的共享。
背景技术
为行进在无线网络的移动终端进行的切换决定通常是基于例如小区覆盖、移动终端位置和终端移动信息的因素作出的。移动终端包括多种电子设备，包括蜂窝电话、移动数字视频广播(DVB)接收器、寻呼机、个人数字助理、膝上型电脑、汽车计算机、便携视频播放器、以及可以在多个小区之间移动并包括从无线网络接收信号的装置的其他设备。除了DVB接收器机，移动终端可以包括其他数字单向宽带广播系统的移动接收器。
在第一传统方式中，切换决定基于位置、小区覆盖区域以及终端移动向量信息。移动终端具有知道其准确位置的装置(例如，GPS，AGPS)并从可用信号测量信号强度。图1显示了位于小区信号A、B和C的交叉区域的移动终端101，所述小区信号中的每一个都由显示单个最小信号等级的外部可及范围的边界来描述。移动终端101的移动和速率由向量102标识。移动终端101能够接收信号A、B和C中的任何一个。如果移动终端101目前正在接收信号B或C，则它。
图2描述了表示小区信号A的球面矩形201，其被例如数字视频广播(DVB)系统的某些技术规范使用。对于小区信号A，球面矩形具有通常位于矩形的西南角的参考角202。参考角202由特定的经度和纬度，或者某些其他地理标记指定。经度的范围203和纬度的范围204描述了按尺寸包围小区信号的矩形的长度和高度。与范围203和204相关联的值具有度数、分钟和秒、或者球面或平面向量、或者具有量值的其他表现形式。尽管允许相对简单的切换计算，球面矩形的使用很可能具有不准确性。
图3阐明了如何使用图2所示的传统方式来模型化图1的小区信号。假设小区在矩形区域内提供相同的信号强度。基于提供到移动终端101的信息，移动终端可以执行到小区B的切换，或者如果小区B的信号已经激活则保持。给定图1中小区B的信号强度，由于小区信号表示的不准确，这种确定性能较差，并且信号可能丢失。
图4表示一种对信号强度的更现实的描述，其使用不同的阴影来表示覆盖区域内小区信号的强弱变化。尽管只用了几个阴影来表示信号强度，信号强度的无限范围可以根据覆盖区域内的环境条件和其他因素改变。在传统方式下，移动终端101将作出不佳的选择，即选择小区C作为从小区B进行切换的目的地。尽管小区C完全包围沿着向量102移动的移动终端101，但如果移动终端保持到小区C的连接，则信号强度将衰减。如果考虑移动终端101的接收灵敏度，则基于实际的信号强度，切换位置的最佳选择应当是小区A。应当注意申请人并不是建议信号强度的变化水平已经应用在现有技术的切换过程中。
在第二传统方式中，切换决定是基于使用信号强度信息和小区覆盖信息所估计的位置确定而作出的。在该方式中，移动终端并不清楚其位置(例如，不具有GPS系统)。图5示意了仅仅利用小区形状信息(即仅使用一个信号等级)的该基本方法的例子。在此，由于移动终端101能够检测来自小区A和小区C的信号，因此其能够确定其位于阴影区域501的某个位置。图6描述了使用球面矩形检测大约位置的相似方法。再次，由于来自小区A和小区C的信号都被检测到，移动终端101能够确定其位于阴影区域601的某个位置。由于不知道在阴影区域内的精确位置，任何一种方法在实现切换决定时都非常不准确。
因此，在该领域需要一种利用小区基站信号强度的准确模型的切换过程和系统，从而扩展切换过程。此外，需要一种共享小区基站模型和其他小区覆盖信息的方法和系统。
发明内容
通过所公开的方法和系统可以满足本领域的上述需要中的一个或多个。可以对一组小区创建信号等级的自由场三维模型。在一个实施例中，所述模型采用位图形式。移动终端可以基于位图信息内所指示的所测量信号强度和最大信号强度值(取决于接收器的天线灵敏度和校准的“自由场”信号强度)，确定位于其所在小区内的内部区域。该信息可以用于执行切换过程。本发明的各方面就呈现小区的形状和服务质量而论提供了改进的准确性。
本发明的实施例提供了分发、接收和共享小区覆盖信息的系统和方法。在某些实施例的方面，移动终端测量最低限度地标识地理位置和信号强度的原始小区覆盖数据。原始小区覆盖数据可以用于计算包括位图的小区覆盖信息模型。原始小区覆盖信息和/或小区覆盖模型可以使用广播系统被分发、被其他移动终端共享、从因特网下载、或者在电子设备之间发送和接收。
附图说明
本发明通过相应附图的例子被解释说明，但并不受限，其中相同的参考标记表示相同或相似的部件并且其中：
图1是描述移动终端在使用单个信号等级限定的一组小区信号中移动的现有技术；
图2是描述表示单个小区覆盖区域的球面矩形的现有技术；
图3是描述移动终端在使用球面矩形限定的一组小区信号中移动的现有技术；
图4描述了移动终端在使用阴影表示信号强度等级的一组小区信号中移动；
图5是描述移动终端在使用单个信号等级的一对小区信号中移动的现有技术；
图6是描述移动终端在使用球面矩形限定的一对小区信号中移动的现有技术；
图7A显示了依照本发明实施例的一个或多个方面在小区覆盖区域内获得的一组信号强度测量结果；
图7B显示了依照本发明实施例的一个或多个方面把小区覆盖区域映射进位图的原理；
图8A和8B显示了依照本发明实施例的一个或多个方面把不同形状的信号覆盖区域映射进位图的例子；
图9显示了依照本发明实施例的一个或多个方面根据小区覆盖信息和信号强度测量的先进的位置确定；
图10显示了依照本发明实施例的一个或多个方面产生小区描述表或任何其他信令项目并将其发送的过程；
图11显示了依照本发明实施例的一个或多个方面关于位图信息创建的处理的高层次描述；
图12显示了依照本发明实施例的一个或多个方面在DVB网络中产生小区描述表并将其发送到移动终端的过程；
图13显示了依照本发明实施例的一个或多个方面从DVB网络接收小区描述表、分析并在移动终端中使用它的过程；
图14描述了依照本发明实施例的一个或多个方面用于表示向量信息的数据结构；
图15描述了依照本发明实施例的一个或多个方面包括小区覆盖信息的移动终端的功能图；
图16A和16B描述了依照本发明实施例的一个或多个方面在使用位图覆盖信息定义的一组小区信号中移动的移动终端；
图17描述了依照本发明实施例的一个或多个方面与所选的设备进行通信的移动终端；
图18描述了依照本发明实施例的一个或多个方面与第二移动终端和服务器通信的移动终端；
图19示意了依照本发明实施例的一个或多个方面发出小区覆盖信息请求的过程；
图20示意了依照本发明实施例的一个或多个方面发出小区覆盖信息答复的过程；
图21示意了依照本发明实施例的一个或多个方面发出小区覆盖信息推送的过程。
具体实施方式
小区覆盖的位图模型
依照本发明的各方面，对给定无线小区的信号等级提供真实的自由场三维平面模型。该模型在可调整尺寸和分辨率的清晰区域中扩展。本发明的实施例提供了可以用于改进包括DVB-T/H网络的小区网络中的移动性的信令方法。尤其是包括小区尺寸和其位置的小区覆盖区域的确定和信令。
可以根据小区区域内的信号强度测量结果来确定小区覆盖的位图模型。图7A显示了依照本发明实施例的一个或多个方面在小区覆盖区域701内的一组信号强度测量结果。信号强度值可以从移动的或位于固定位置的一个或多个移动终端中接收。所接收的强度值被分析，例如，与其他终端和其他测量设备提供的值统计地进行比较。该值被记录为可能使用传统的经度和纬度的地理位置，以及同时记录可能是以毫分贝(dBm)为单位测量的信号强度。
尽管该图中所示的所测量的信号强度值具有3个信号等级(无/弱/强)，在特定实施例中所测量的值可以具有更宽的范围。然后可以使用范围来分类该值的范围。范围的数量取决于几个因素，包括数据文件的理想大小、数值范围的总体范围、以及当进行切换决定时对更详细强度测量的需要。在位图数据文件情况下，范围(或者颜色)的数量极大的影响了文件的大小。一个信号强度将需要一个比特每像素(0＝没有信号，1＝有信号)。三个信号强度将需要2个比特每像素(00＝没有信号，01＝弱信号，10＝平均信号，11＝强信号)。附加的信号强度需要附加的比特，并且随即增加例如位图的数据文件的大小。
一旦收集到足够的测量值以覆盖小区覆盖区域701的充足部分，并且一旦信号范围的数量被确定，可以开始产生例如位图表示的数据文件的过程。图7B描述了在从原始信号数据中产生位图的一种或多种可能的方法中的步骤。一种方法包括把原始测量的值插入到例如弱信号区域702和强信号区域703的区域中。这包括基于所述信号值为这些范围画出边界，以尽力包围一个或多个连续区域内的所有相似信号强度。
一旦确定了区域，则小区单位栅格可以有效的用于把较大较详细的内插小区覆盖区域分裂成较小的、更便于管理的位图文件。例如，如图7A所示，如果初始的小区覆盖区域是3千米×3千米，并且最终的位图文件被设定为具有150像素×150像素的区域，则每个像素将表示400平方米(20米×20米)(通过9,000,000m2/22,500像素计算获得)。小区单位栅格并不必须是正方形或矩形来分解小区覆盖。还可以使用三角形或六边形。当多个区域交叉特定的小区单位时，可以通过确定该小区单位内哪个区域控制占主导地位来确定像素值。
图8A和8B显示了依照本发明实施例的一个或多个方面把不同形状的信号覆盖区域映射进位图的例子。在图8A中，小区覆盖区域801被映射进小区单位栅格811。并且在图8B，小区覆盖区域802被映射进小区单位栅格812。对于小区单位栅格811和812，根据它们各自的小区覆盖区域801和802的尺寸，以及其他之前提到的因素，每个小区单位可以包括更大或更小的区域。此外，信号强度范围的数量也可以改变。例如，小区单位栅格811仅仅使用两个信号等级，而小区单位栅格812使用3个信号等级。
当移动终端接收到小区覆盖区域的位图时，它有能力根据额外的细节进行有根据的切换决定。移动终端是对非常详细的数据文件——可能以位图的形式——起作用，而不是对庞大的矩形起作用。除了能够进行更有根据的切换决定外，缺少GPS或其他定位系统的移动终端能够对其准确的位置进行更好的推测。图9描述了在方向102上移动的移动终端101能够确定其位于阴影区域901的某个位置。这基于能够从小区A接收较强的信号同时从小区C接收较弱的信号并且知道较强信号和较弱信号之间的边界。
一旦创建了小区覆盖区域的位图或其他表示，有必要存储和发射该数据。一种方式是通过使用小区描述符表(CDT)或者其他数据结构来存储关于小区覆盖区域和其位图表示的元数据。在下表1中显示了CDT的一种可能的结构。
表1：小区描述符表(CDT)
句法 比特的数量 标识符
Cell_description_sectionO{
table_id 8 uimsbf
section_syntax_indicator 1 bslbf
reserved_future_use 1 bslbf
 reserved 2 bslbf
section_length 12 uimsbf
cell_id 16 uimsbf
reserved 2 bslbf
version_number 5 uimsbf
current_next_indicator 1 bslbf
section_number 8 uimsbf
last_section_number 8 uimsbf
if(section_number＝＝0){
width 8 uimsbf
height 8 uimsbf
scale 8 uimsbf
lo_bound 8 uimsbf
hi_bound 8 uimsbf
Depth 3 uimsbf
Compression 2 bslbf
reserved_future_use 2 bslbf
Latitude 25 uimsbf
 Longitude  26  uimsbf
 reserved_future_use  2  bslbf
 data_length  12  uimsbf
 for(i＝0；i<N；i++){
 Byte  8  uimsbf
 }
 }
 for(i＝0；i<N；i++){
 cel_id_extension  8  uimsbf
 subcell_width  8  uimsbf
 subcell_height  8  uimsbf
 subcell_scale  8  uimsbf
 subcell_lo_bound  8  uimsbf
 subcell_hi_bound  8  uimsbf
 subcell_depth  3  uimsbf
 subcell_compression  2  bslbf
 reserved_future_use  2  bslbf
 subcell_latitude  25  uimsbf
 subcell_longitude  26  uimsbf
 reserved_future_use  2  bslbf
 subcell_data_length  12  uimsbf
 for(i＝0；i<N；i++){
 subcell_byte  8  uimsbf
 }
 }
 CRC_32  32  rpchof
CDT的字段描述：
table_id：该表的标识符。
section_syntax_indicator：section_syntax_indicator是将被设定为“1”的1比特的字段。
section_length：这是12比特的字段，前两个比特被设定为“00”。其指定紧跟在section_length字段之后并包括CRC的片断的字节数量。
cell_id：这是唯一地标识小区的16比特字段。
version number：该5比特的字段是子表的版本号。当子表中承载的信息发生改变时，该version_number将被加1。当其到达值31时其被回转为0。当current_next_indicator被设定为“1”时，version_number将是由table_id、platform_id、以及action_type限定的当前可用sub_table的版本。当current_next_indicator被设定为“0”时，version_number将是由table_id、platform_id、以及action_ type限定的下一可用sub_table的版本。
current_next_indicator：该1比特的指示器，当被设定为“1”时指示sub_table为当前可用的sub_table。当被设定为“0”时指示所发送的sub_table不可用并且下一sub_table将有效。
section_number：该8比特字段给出了片断的编号。sub_table中的第一片断的section_number将是“0x00”。对于具有相同table_id、platform_id、以及action_type的每个附加片断，section_number被加1。
last_section_number：该8比特字段表示该片断所在的sub_table中最后片断(即，具有最高section_number的片断)的编号。
width：该8比特字段以像素为单位指定了位图的宽度。
height：该8比特以像素为单位指定了位图的高度。
scale：该7比特字段表明了一个位图像素的地理尺寸。该尺寸是比例尺×10m，从而使得，例如42将表示每个像素代表地理区域420m×420m。
lo_bound：该7比特字段是场强度的较低边界。其是像素值1所表示的dBm值的绝对值。如果比特深度是1，则将与hi-bound相同。
hi_bound：该7比特字段是场强度的较高边界。其是表示最高可能像素值所表示的dBm值的绝对值。如果比特深度是1，则将与lo_bound相同。
latitude：该25比特字段表明了位图的左下(西南)角的地理位置。该字段将被设定为纬度的补码值，参考WDS-84参考椭圆，在从-90度到90×(1-2-24)度的范围内以180/225度为单位，计数赤道以北的正角度以及赤道以南的负角度。
longitude：该26比特字段表明了位图的左下(西南)角的地理位置。该字段将被设定为经度的补码值，参考WGS-84参考椭圆，在从-180度到+180×(1-2-25)的范围内以360/226度为单位，计数格林威治子午线以东的正角度以及格林威治子午线以西的负角度。
depth：该3比特字段是位图的比特深度。该比特深度表明了多少比特用于指定每个像素，即，比特深度4将指示位图具有24＝16个等级。该值不能被设为0。
compression：该2比特字段表明了用于压缩位图数据的压缩方法。典型的compression值将在表2中进行描述。
表2：信令压缩方法
压缩   压缩方法
  00   不压缩
  01   为将来的使用进行预留
  10   为将来的使用进行预留
  11   为将来的使用进行预留
data-length：该2比特字段以字节为单位指定了随后的位图数据的长度。
byte：这是8比特字段。byte字段的阵列指定了使用在compression字段指定的方法进行压缩的位图数据的位串。如果需要，则位串被填充“0”比特以在数据的结尾处满足最后的8比特边界。
cell_id_extension：该8比特字段用于标识小区内的子小区，对于该子小区可用分离的位图，可能提供更详细的数据。
subcell_width：参见width。
sub_height：参见height。
sub_scale：参见scale。
subcell_lo_bound：参见lo_bound。
subcell_hi_bound：参见hi_bound。
subcell_latitude：参见latitude。
Subcell_longitude：参见longitude。
subcell_depth：参见depth。
subcell_compression：参见compression。
subcell_data_length：参见data_length。
sub_cell_byte：参见byte。
CRC_32：这是包含CRC值的32比特字段，CRC值在处理全部的私有片断后在EN300468定义的解码器中的寄存器给出0输出。
图10描述了依照本发明实施例的一个或多个方面用于产生小区描述表或其他任何信令项目并将其发送的处理。在步骤1001，使用移动或静止设备测量特定小区的自由场信号强度。该设备可以包括能消耗小区信号内容的移动终端，并且还可以包括专门的测量设备。在步骤1002，如上所述，所测量的强度被转换成覆盖位图。在步骤1003，为该小区创建小区描述表中的条目，包括关于小区的元数据和其位图表示，以及位图自身。并且在步骤1004，发送所产生的信令项目，例如小区描述表中的条目，以被移动终端存储或使用。
图11显示了依照本发明实施例的一个或多个方面用于位图信息创建的处理的高层次描述。这里，计算单元1101位于移动终端内，或者位于服务器或其他计算设备。计算单元1101获取关于小区覆盖区域的输入数据1102，例如在小区周围的各个点获得的信号强度的测量结果。计算单元在把输入数据转换成表示小区覆盖区域的数据文件1104——可能采用位图形式中，使用配置参数1103。配置参数1103可以包括可以使用的信号强度范围的数量、用于模拟小区的小区单位的尺寸和形状、以及可能影响数据文件1104的创建的其他相关参数。
图12显示了依照本发明实施例的一个或多个方面在DVB网络中产生并向移动终端发射小区描述表的一种可能过程。数据文件1201，位于服务器1202内，用于创建CDT表1203中的条目。数据文件1201由位图文件、或者可以按相似的方式提供小区单位强度值的其他文件构成。CDT表1203包括一个或多个小区条目，被传送到数字广播网络(DVB)的复用器1204。复用器1204将CDT表和用于广播的其他数字内容结合成发射站1205发送的MPEG-TS传送流。广播DVB-H/T信号被移动终端1206和1207接收，移动终端然后解析来自信号中所嵌入的CDT表的小区覆盖信息。
在某些实施例中，除了邻居小区的信令项目外，小区也发射他们自身的信令项目，包括小区覆盖位图。这样，移动终端101可以在其行进的方向上对信号强度进行预报，并且根据来自周围小区的位图信息做出有根据的切换决定。
除了进行更好的切换决定外，由于已知信号强度到确实性水平，本发明的方面使移动终端能够避免进行不必要的信号测量。由于移动终端的无线发送可以在战略上下降功率，可以节省能量。
图13显示了依照本发明实施例的一个或多个方面在移动终端中从DVB网络接收小区描述表、解析并使用的过程。在步骤1301，移动终端接收DVB-H/T信号，其包括数字视频广播内容，以及至少一个信令项目，例如CDT表条目。在步骤1302，移动终端从接收的信令项目中解析位图信息。在步骤1303，小区覆盖区域的地图被创建，并且可选地与周围小区的地图重叠。为了把其合并到多小区地图中，需要对新接收的地图进行调整，例如考虑强度范围和小区单元比例尺(在CDT类型的信令项目的情况下，可以从CDT元数据中解析这些值)的不一致。在步骤1304，可以基于所创建的多小区地图并通过分析设备在空间中的移动，来确定信号可用性。最后，在步骤1305，当需要进行到临近小区的切换时，该信息用于进行有根据的信号选择。用于使用例如小区覆盖位图的信令项目来进行有根据的小区切换决定的其他方法也可以使用。
图14描述了依照本发明实施例的一个或多个方面表达向量信息(例如图4的向量102)的数据结构。数据报1400包括报头信息1401(例如源IP地址和目的IP地址)以及数据净荷1437。而且，数据报1400包括关于源设备的地理定位信息，对应于选项类型数据字段1440、选项长度数据字段1441、预留数据字段1449、版本数据字段1451、资料数据字段1453、纬度数据字段1403、经度数据字段1405、海拔数据字段1407和1439、速度数据字段1409、1411、1413和1415、位置不确定性数据字段1417、1419、1421、1423和1425、速度不确定性数据字段1427、1429、1431和1433以及时间数据字段1435。时间数据字段1435是40比特的字段，包括以协调的通用时间(UTC)以及约化儒略日(MJD)的当前时间和数据。字段1435被编码为提供MJD的16 LSB的16比特，其后是以4比特的二进制编码十进制(BCD)表示6位数字的24比特。在典型实施例中，地理信息被包含在目的选项报头或在逐跳报头中，与RFC2640兼容。在实施例中，目的选项报头和逐跳报头可以被包含在相同的数据报中。
参考图14，全部的宽度对应于32比特(4个字节)。然而，本发明的其他实施例对于任何数据字段可以使用不同的数据字段排列和不同的数据宽度。在典型的实施例中，数据字段可以被包含在与RFC 2460兼容的报头中。
在典型的实施例中，版本数据字段1451是指示该消息报头的版本的8比特字段。资料数据字段1453是指示用于确定地理位置的所用地图资料(例如，标准的MIL-STM-2401)的8比特字段。纬度数据字段1403是指示以ANSI/IEEE标准754-1985格式呈现的源设备的纬度值(例如，对应于终端节点107的大约位置)的32比特字段。经度数据字段1405是指示以ANSI/IEEE标准754-1985格式呈现的源设备的经度值的32比特字段。海拔指示数据字段1439是指示海拔信息的使用的1比特字段。海拔数据字段是指示以ANSI/IEEE标准754-1985格式呈现的源设备的海拔值的16比特字段。
速度指示器数据字段1409是指示速度信息的使用的1比特字段。如果速度信息被包括，则该字段被设定为“1”。否则，该字段被设定为“0”。航向数据字段1411是指示移动节点正在移动的方向的16比特字段。如果速度指示器数据字段1409被设定为“0”，则该字段被忽略。否则，该字段被包括并被设定为从0到84,375度的范围中以5.625度为单位的水平速度不确定性轴的角度，其中0度是正北并且角度朝东增加。垂直速度数据字段1413是8比特字段，指示移动节点的垂直速度。如果字段1409被设定为“1”，则垂直速度数据字段1413被使用。水平速度数据字段1415是指示移动节点的水平速度的16比特字段。如果速度指示器被设定为“1”，则该字段被使用。一旦被使用，则在从0到511.75m/s的范围以0.25m/s为单位设定水平速度。否则该字段被忽略。
Loc_Unc_H指示器数据字段1417是1比特字段，指示包括椭圆的水平位置不确定性。如果椭圆水平位置不确定性信息被包括在该响应元素中，该字段被设定为“1”。否则，该字段被设定为“0”。Loc_Unc角度数据字段1419(水平位置不确定性的标准误差椭圆的轴的角度)是8比特字段，指示关于水平位置不确定性的标准误差椭圆的轴的角度。如果Loc_Unc_H指示器字段1417被设定为“0”，则该字段可以忽略。否则，该字段被包括并且从0到84.375度的范围内以5.625度为单位，被设定为水平位置不确定性的轴的角度，其中0度是正北并且角度朝东增加。Loc_Unc A数据字段1421(为水平位置不确定性指定的角度误差的标准偏差)是8比特字段，指示为水平位置不确定性指定的角度误差的标准偏差。如果Loc_Unc A数据字段1421被设定为“0”则该字段被忽略，否则，该字段被包括并设定为表示沿对应于Loc_Unc角度数据字段1419的轴的水平位置误差的标准偏差。Loc_Unc P数据字段1423(为水平位置不确定性指定的角度误差的标准偏差)是8比特字段，指示为水平位置不确定性指定的角度误差的标准偏差。如果Loc_Unc P数据字段1423被设定为“0”，则该字段被忽略。否则，该字段被包括并且被设定为表示与对应于Loc_Unc角度数据字段1419的轴垂直的水平位置误差的标准偏差。Loc_Unc垂直数据字段1425(位置不确定性的垂直误差的标准偏差)是8比特字段，指示关于位置不确定性的垂直误差的标准偏差。
Vel_Unc角度数据字段1427(水平速度不确定性的标准误差椭圆轴的角度)是指示关于水平速度不确定性的标准误差椭圆轴的角度的8比特字段。如果Vel_Unc角度数据字段1427被设定位“0”，该字段被忽略。否则，该字段被设定为从到84,375度的范围内以5.625度为单位的水平速度不确定性的轴的角度，其中0度是正北并且角度朝东增加。Vel_Unc A数据字段1429(沿着为水平速度不确定性指定的角度的误差的标准偏差)是指示为水平速度不确定性指定的角度误差的标准偏差的8比特字段。如果速度指示器数据字段1409被设定为“1”，则该字段被包括并被设定为表示沿对应于Vel_Unc角度数据字段1427的角度的水平速度误差的标准偏差。Vel_Unc P数据字段1431(垂直于为水平速度不确定性指定的角度的误差的标准偏差)是8比特字段，指示垂直于为水平速度不确定性指定的角度的误差的标准偏差。如果速度指示器数据字段1409被设定为“1”，则该字段被包括并且被设定为表示与对应于Vel_Unc角度数据字段1427的角度垂直的水平速度误差的标准偏差。否则，该字段被忽略。Vel_Unc垂直数据字段1433(垂直速度误差的标准偏差)是指示垂直速度误差的标准偏差的8比特字段。
在实施例中，位置不确定性数据字段1419-1425可以用于限定地理区域，该区域位置不确定性数据字段的数据可以不被标准地制定，但是可以由应用程序用于传送区域信息。这样，应用程序可以识别位置不确定性数据字段1419-1425的使用和/或如报头的某些其他字段中所指示的规范中的变量的使用。
共享小区覆盖信息
图15描述了依照本发明实施例的一个或多个方面包括多种形式的小区覆盖信息(CCI)的移动终端101的功能图。移动终端11包括用于存储CCI的易失或非易失存储器1501。CCI可以以数据库形式被存储，其中信息被存储在字段或者列中，并且作为行来显示多个条目。CCI可以作为单独的位图存储在多小区地图中，或者作为单独的文件存储在存储器或文件系统中。本发明的各方面提供可以使用两个原理中的任意一个来存储CCI，尽管本领域的技术人员清楚还可以使用小区覆盖信息的其他形式。原理I数据1505包括已经被分析并格式化成位图或相似格式的小区覆盖数据，并包括小区覆盖元数据。原理I包括存储在之前描述的CDT表格式中的CCI。原理II数据1506包括具有耦合到信号强度(例如，dBm)的点位置(例如，经度和纬度)形式的原始点小区覆盖数据。移动终端101存储和使用可以任一形式的小区覆盖信息，尽管原理II数据1506需要更多的处理以便在切换决定中有用。
移动终端11可以包括多种形式的接收和发送功能。尽管显示了三种特定的功能，利用本发明的实施例可以使用更多或更少的功能。GPS 1502根据从卫星接收的信号确定移动终端的当前位置的纬度和经度。包括辅助GPS(AGPS)的其他定位系统可以作为GPS 1502的替代。RF部件1503可以用于接收重要的初级信号，例如DVB-T/H广播信号。移动终端101除了使用CCI寻找最强的信号外，可以创建其自身的原理II CCI，记录遍及小区覆盖区域的位置和信号强度。其他无线部件(没有显示)可以使用短距离无线电或光标准与附近的设备进行通信。例如，可以使用蓝牙、WiFi、RFID、IrDA、超宽带(UWB)或其他短距离无线通信标准。传统的中到长距离信令，例如蜂窝系统1504也可以在发送和接收CCI中使用。蜂窝系统1504可以与RF系统1503共享资源和功能单元。
为了有效的使用CCI，移动终端101可以同时保持多个小区的数据。通过检查周围的小区覆盖，以及预测移动的方向和速度，移动终端101可以执行保持连续的覆盖并且不太可能衰落的切换操作。保持多小区的数据的一种方法是把原理I的位图数据结合进一个大的动态小区覆盖地图并在地图上追踪移动终端101的位置和速度。图16A描述了依照本发明实施例的一个或多个方面移动终端101沿着向量102移动穿过一组使用位图小区覆盖信息定义的小区信号。移动终端101正在离开小区1603并且必须从小区1601或小区1602，或者可能甚至不知道的小区1610中选择切换的目的小区。通过使用地图，移动终端101可以预测其直接的目的并确定其并不具有未知小区1603的空部分的原理I CCI。如果移动终端101具有在错过的小区内的原理II原始覆盖点，则其可以推断覆盖，但是该计算将需要更多的时间和处理功率。
图16B放大了图16A，以更大的形式显示了小区单元。这里，两个其它移动终端位于附近，并且对于移动终端101可能是有用的。移动终端1608是较小的手持设备，而移动终端1606与移动终端101类型相同。
图17描述了依照本发明实施例的一个或多个方面与所选的设备进行通信的移动终端。这里，移动终端101需要错过关于特定小区或地理位置的CCI，并检查一组潜在的源，尽管并不依照下面提出的顺序。CCI数据的一个可能的源是沿着路径A来自广播发射器1701的广播流。通过发射器1701传送的信号(例如，DVB-T/H信号)可以包括当前和邻居小区的原理I CCI数据。CCI来源于小区覆盖信息中心1705，小区覆盖信息中心1705包括服务器1703(或者更可能是多个服务器)以及小区覆盖数据库1704(CCD)。
如果广播信号并不具有预期的CCI，则移动终端101可以使用例如蓝牙、WiFi、IrDA、UWB或者允许对等通信的某些其他ad hoc信令方法的无线通信方案，试图探测其他移动终端。这里，移动终端1605和1606都位于距离内。路径B表示移动终端101和较小移动终端1605之间的无线会话。尽管移动终端1605可以包含正在讨论的小区的CCI，但由于设备具有不同的观察尺度和大小，CCI可能是错误的。  (信号的分类还可以取决于例如安装的插件，存储器的大小等因素)。这样，由于其实际接收了与较大终端101不同的信号，较小移动终端1605的存储器中的信号强度可能无用。路径C表示移动终端101和相似终端1606之间的无线会话。如果移动终端1606具有预期的数据，则其可以响应例如CDT表的合适的信令项目。如果移动终端1606并不具有该数据，则其可以向移动终端101提供该信息的位置。例如，移动终端1606可以提供移动终端101可以用来传送数据(例如通过PPP、FTP、HTTP等)的IP地址、用户名和口令。尽管没有显示，移动终端101可以使用蜂窝数据呼叫、通过因特网、通过SMS、或者通过其他间接通信方法与另一移动终端通信。到移动终端的消息还可以通过例如DVB-T/H的广播网络发送，其中输入的消息通过SMS、MMS、因特网连接或ad hoc信令系统被发送到DVB-H/T网络。这些输入消息然后通过广播信号传送到接收移动终端。
如果其他移动终端并不具有所寻找的小区覆盖信息，则其他通信路由对于移动终端101是可用的。路径D表示移动终端101和小区覆盖中心1705之间通过小区塔1702的蜂窝会话。移动终端101可以进行数据呼叫，并直接下载正确的CCI。路径E表示移动终端101和小区覆盖中心1705之间通过网络1706——例如因特网或企业内部互联网——的会话(有线或无线)。无线会话可以通过蜂窝系统或WiFi连接发生。有线会话可以通过与计算机或网络的同步电缆或其他直接连接发生。如前所述，移动终端101可以可能使用移动终端1606之前提供的IP地址、用户名和口令，直接下载正确的CCI。移动终端101和小区覆盖信息中心1705之间的其他通信方法也是可能的，既可以是有线的也可以是无线的。
图18描述了依照本发明实施例的一个或多个方面与相似移动终端1606和CCI服务器1703进行通信的移动终端101。现在致力于移动终端101和其他设备之间的特定会话消息。以移动终端101和相似移动终端1606之间的通信开始，该通信方法与是否无线、通过因特网、通过广播等无关。假设通信可以使用这些方法之一，现在突出单独的消息。消息A表示初始的询问或发现，被称为CCI发现消息。该消息的成分在下表中提出。
表3：CCI发现
消息字段名称 描述
CCI消息类型 指示消息的类型：CCI发现
CCI发现方法 指示预期的CCI发现方法。如果所请求的方法在接收终端中不可用，则在答复中不指示方法
终端类别 指示请求终端的类别，如果接收终端的类别并不匹配，则在答复中设置“不可用”状态。发送终端可以设定该字段为“任何类别”以防止过滤。
地理范围 包含所请求CCI元数据的地理范围。如果接收终端没有对
于给定地理范围的CCI元数据则在答复中发送“不可用”。
CCI发现消息被移动终端1606接收，移动终端1606然后使用标准答复——消息B，也被称为CCI答复——进行答复。该消息的成分在下面提出。
表4：CCI答复(对于发现)
消息字段名称 描述
CCI消息类型 指示消息的类型：CCI答复
答复类型 指示答复的类型(即，其是对于CCI发现还是对于CCI请求的答复)。
CCI类型 指示在答复终端上可用的CCI类型(例如原理I、原理II、CDT等)，取决于发现参数。
终端类别 指示在答复终端上可用的CCI元数据的类别(例如，显示屏分辨率、需要的插件等)，取决于发现参数。
地理范围 包含在答复终端上可用的地理范围。如果根据发现参数答复终端没有用于地理范围的CCI元数据则在答复中发送“不可用”。
CCI发现通知 通向在另一设备上的所请求数据的通知参数(例如，IP地址、用户、口令和端口)。
一旦接收到对发现消息的答复，移动终端101可以进行特定的请求，假设相似的移动终端1606具有由发现所寻找的范围内的CCI元数据。在下面给出消息C，也被称为CCI请求。
表5：CCI请求
消息字段名称 描述
CCI消息类型 指示消息的类型：CCI请求
CCI类型 指示所请求的CCI类型(例如原理I、原理II、CDT等)。还可以被设定为“任何类型”，其中给出对特定类型的优先，但是如果首选的不可用，则其他类型也是可接受的。
终端类别 指示请求终端的类别(例如显示屏分辨率、需要的插件等)，如果请求和接收终端的类别并不匹配，则在答复中设置“不可用”状态。如果请求终端并不关心类别，则可以设定该字段为“任何分类”指示器。
地理范围 包含在答复终端上可用的地理范围。如果答复终端没有对于根据发现参数的地理范围的CCI元数据则在答复中发送“不可用”。
刚一接收到CCI请求，接收终端1606就使用消息D——另一CCI答复——进行答复，其成分在下面提出。
表6：CCI答复(对于请求)
消息字段名称 描述
CCI消息类型 指示消息的类型：CCI答复
答复类型 指示答复的类型(即，其是对于CCI发现还是对于CCI请求的答复)
CCI类型 指示提供在该响应中的CCI的类型(例如原理I、原理II、CDT等)。
终端类别 指示提供在响应中的CCI元数据的类别(例如，显示屏分辨率、需要的插件等)。
地理范围 包含在该响应中提供的地理范围。
CCI数据 CCI数据。
如果对于初始CCI发现的最初CCI答复(消息B)以包括IP地址、用户、口令和端口的CCI发现信息响应，则移动终端101可以发起从服务器1703对数据的FTP或HTTP下载(消息E)。可选择的，移动终端101可以发起与服务器1703的PPP会话，可能使用CCI发现、CCI请求和CCI答复以如前所述获得CCI数据。
如果移动终端101已经在收集原理IICCI信号值，则其可以把它们下载到小区覆盖信息中心1705(没有显示)的服务器1703。为了执行此操作，移动终端101使用CCI推送消息(消息F)把这些数据推送到服务器1703，在服务器1703，该数据可以被存储、分析、转换成原理I数据并发送到其他移动终端。CCI推送消息的实例在下面提出。
表7：CCI推送
消息字段名称 描述
CCI消息类型 指示消息的类型：CCI推送
CCI类型 指示提供在该推送中的或者CCI发现参数可用的CCI的类型(例如，原理I、原理II、CDT等)。
终端类别 指示提供在该推送中的或者CCI发现参数可用的CCI元数据的类型(例如，显示屏分辨率、需要的插件等)。
|地理范围 包含提供在该推送中或者CCI发现参数可用的地理范围。
CCI发现通知 如果这是对CCI发现的答复则告知用于CCI发现的参数(例如，IP地址、用户、口令和端口)。否则，该字段被省去。
CCI数据 CCI数据
尽管在上述消息中被指定地理范围，该消息还可以根据特定小区标识符、政治划分、邮编等来请求CCI。这些消息提出了请求、接收和发送小区覆盖信息的一种方法。
图19阐明了依照本发明实施例的一个或多个方面发出小区覆盖信息请求的过程。在步骤1901，通过例如ad hoc无线标准的直接连接或者通过因特网或其他非直接连接，寻找例如DVB-T/H接收器的可用接收器。如果在判决1902没有接收器可用，则在步骤1903将计时器设置一段特定时间段。当计时器超时时，控制返回到步骤1901，再次寻找可用接收器。如果接收器——例如其他移动终端——可用，则可以将CCI发现或CCI请求发送到该接收设备。
图20阐明了依照本发明实施例的一个或多个方面发出小区覆盖信息答复的过程。在步骤2001，建立收听站等待到来的CCI发现或CCI请求。如果在判决2002没有请求来临，则控制返回步骤2001。如果接收到请求，则在步骤2003进行请求的处理。如果到来的消息是发现，则装配合适的信息，并且如果消息是请求，则同样地装配该信息。在步骤2004，CCI答复被发送回请求终端。
图21阐明了依照本发明实施例的一个或多个方面发出小区覆盖信息推送的过程。在判决2101，如果需要连接，则在步骤2102创建服务器连接。如果在判决2103连接是成功的，则在步骤2104，将合适的CCI数据和元数据和/或发现信息作为CCI推送来发送。如果在判决2101，不需要连接，则步骤2104以同样的方式装配CCI推送。一旦CCI推送被发出，或者如果连接尝试失败，则控制正常的终止。
如果上述方法失败，并且移动终端101不能获得特定地理位置或小区的小区覆盖信息，则终端可以已知退回到进行切换决定的现有技术方法，例如，测量所有周围小区的信号强度并基于该信息进行切换决定。
尽管已经关于包括执行本发明的优选方式的特定例子描述了本发明的各方面，本领域技术人员应清楚上述系统和技术的各种变化和置换都落于所附权利要求提出的本发明的精神和范围内。本发明的各方面还可以用于包括数字视频广播(DVB)的其他形式的无线蜂窝网络中以及蜂窝电话中。

Claims (20)

1.一种共享小区覆盖信息的方法，所述方法包括：
从移动终端发送关于小区覆盖信息的请求，并且其中所述请求包括地理位置和小区标识符中的一个；以及
接收所述请求的响应，其中所述响应包括关于地理位置和小区标识符中的所述一个的小区覆盖信息。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用所述接收的小区覆盖信息为切换过程确定目的小区。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定需要地理位置和小区标识符中的所述一个的小区覆盖信息以便有助于进行切换决定。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
确定所述移动终端的行进方向和速度从而有助于进行切换决定。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述响应包括小区的信号强度位图模型。
6.如权利要求1所述的方法，其中从移动终端接收所述响应。
7.如权利要求1所述的方法，其中关于小区覆盖信息的所述请求包括经度和纬度。
8.如权利要求1所述的方法，其中发送关于小区覆盖信息的请求包括使用ad hoc信令系统向第二移动终端发送所述请求。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述小区覆盖信息涉及数字单向宽带广播系统中的小区。
10.一种移动终端，包括：
存储器，其中小区覆盖信息被存储在所述存储器中，并且其中所述小区覆盖信息包括所述小区信号强度的位图表示；
定位系统，可以确定所述移动终端的地理位置；
接收器，可以接收小区覆盖信息；以及
处理器，配置为执行以下步骤：通过所述接收器接收小区覆盖信息，把所述小区覆盖信息存储进所述存储器，基于所述移动终端随时间在所述地理位置的改变确定行进向量，以及基于所述小区覆盖信息确定用于切换的目的小区。
11.如权利要求10所述的移动终端，其中所述小区覆盖信息从移动终端和广播信号之一接收。
12.如权利要求10所述的移动终端，其中存储在所述存储器的所述小区覆盖信息包括信号强度的位图模型。
13.如权利要求10所述的移动终端，其中所述小区覆盖信息涉及数字视频广播系统中的小区。
14.如权利要求10所述的移动终端，还包括：
发射器，并且其中所述处理器被进一步配置为通过所述发射器发射关于小区覆盖信息的请求。
15.如权利要求14所述的移动终端，其中所述处理器被进一步配置为通过将某一时刻的小区信号的经度、纬度和信号强度存储进所述存储器来记录小区覆盖信息。
16.如权利要求15所述的移动终端，其中所述处理器被进一步配置为通过所述发射器发送先前存储在所述存储器中的小区覆盖信息。
17.如权利要求14所述的移动终端，其中所述发射器包括蜂窝无线电、蓝牙无线电、WiFi无线电、UWB无线电、红外源以及RFID发射器之一。
18.如权利要求14所述的移动终端，其中所述关于小区覆盖信息的请求包括地理位置、小区标识符和邮编之一。
19.如权利要求14所述的移动终端，其中所述存储器存储包含小区覆盖信息的计算机注册信息。
20.一种移动终端，包括：
存储器，其中至少小区信号强度的位图模型被存储在所述存储器中；
定位系统，能够提供所述移动终端的经度和纬度；
数字宽带单向广播接收器，能够接收至少小区信号强度的所述位图模型；
发射器，能够发射至少小区信号强度的所述位图模型，以及
处理器，被配置为执行以下步骤：通过所述接收器接收小区覆盖信息，把至少所述小区信号强度的位图模型存储进所述存储器，基于所述移动终端随时间在所述经度和纬度的改变来确定行进向量，并基于所述行进向量和至少所述小区信号强度的位图模型来确定用于切换的目的小区。
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