CN101336556A - 用于室内位置高精确度定位参考测量的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出产生可行高精确度室内定位测量。定位服务器设立普通用户用他们的蜂窝电话可以连接到的接口。使用该接口用户能够从蜂窝操作者希望高精确度定位参考测量被执行的多个室内位置中选择一个。用户移动到所述室内位置并通过与所述接口相互作用在该位置开始参考测量。通过输入身份用户或定位时间选择的室内位置能够关联到RAN中的确定标记。标记连同已经借助向定位服务器的接口选择的室内位置构成一个标记的高精确度定位测量。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝移动通信系统中的方法和装置,尤其是涉及自适应增强小区身份定位(AECID)室内参考测量的产生。
背景技术
例如在专利申请PCT/SE2005/001485中描述的自适应增强小区身份定位(AECID)是用多种方式改进基础小区身份定位(identitypositioning)方法的定位技术。AECID定位方法基于以下想法,高精确度定位测量,例如辅助GPS(A-GPS)测量,可被视作属于某个蜂窝式无线传播条件持续的区域的点。在它的最简单形式中,在某个小区ID有效的相同时间执行的A-GPS测量代表落入蜂窝式系统特定小区内的A-GPS测量。AECID定位方法认识到了这点并根据特定标准引入了高精确度测量的标记(tagging)。例如,这可能包括
·小区ID,由执行高精确度定位测量(position measurement)的终端检测,
·量化的路径损耗或信号强度测量(到多个无线基站(RBS)),由执行高精确度定位测量的终端执行,
·量化的往返行程时间(RTT,在WCDMA中)或定时提前(TimingAdvance)(TA,在GSM中),
·量化的噪声抬升,代表码分多址(CDMA)系统的负载,
·无线连接信息,例如无线接入承载(RAB),
·量化的时间。
注意到以下是重要的,即标记包含索引矢量,每个索引采用离散值中的可数数量。连续变量用于标记,如路径损耗,因此需要量化。
AECID定位方法的第二步骤是要集中在单独的高精确度测量群(cluster)中具有相同标记的所有高精确度定位测量。很清楚,每个这种群包含从具有类似无线条件的区域集中的高精确度定位测量-因此这些测量通常来自同样适当限定的地理区域。更具体地说,所述地理区域通常比蜂窝式系统小区的扩展小许多。
在AECID定位方法的第三步骤中,对于每个存储的高精确度定位测量群,计算了代表群的地理扩展的多边形。该算法的最经常提到的两个特性包括减小了多边形的面积(精确度因此提高)和终端在多边形内的概率(置信度)确切已知(它设为该算法的约束)。
至此,已经介绍了到创建多边形的标记数据库的步骤。通过首先确定持续标记,AECID位置现在容易确定。如上所述,这是通过查阅小区ID,通过执行辅助测量和通过查阅辅助连接信息来执行的。然后在多边形标记数据库中查询对应于确定标记的多边形,且随后使用多边形格式,如文档3GPP TS 25.413″UTRAN Iu接口无线接入网络申请/应用Part(RANAP)信令″(3GPP TS 25.413,″UTRAN Iu interface RadioAccess Network Application Part(RANAP)signaling″)中所述的通过RANAP接口报告。
小区地理扩展优选的表示由小区多边形格式给出。参阅图2,小区扩展通过闭合多边形互不相交的3-15个角来描述。这种格式是两维的且这些角确定为WGS84地理坐标参考系统的经度和纬度对。由图3介绍了这种准确的消息传送格式。要注意的是,由于无线传播的复杂性,小区多边形格式仅是真实小区扩展的近似。选择多边形格式是对具有例如考虑计算复杂度和报告带宽的合理的、灵活的地理表示格式的需求所要求的。由于多边形格式近似小区扩展,多边形通常在小区设计工具中预先确定以代表小区扩展。例如,小区多边形的基础离线计算能够基于各种复杂程度的覆盖范围模拟。然而,在考虑计算的小区扩展置信度(confidence)时最终结果通常不是非常可信。
高精确度定位方法用于表示有潜力满足北美E-911紧急定位需求的定位方法。满足这些需求的方法能够获得(基于终端)50米(67%)和150m(95%),或(基于网络)100米(67%)和300m(95%)的定位精确度。
辅助GPS(A-GPS)定位是全球定位系统(GPS)的增强。A-GPS定位系统的示例在图4中示出。其中连到例如蜂窝式通信系统的GPS参考接收器搜集辅助数据,在辅助数据传输到与蜂窝式通信系统终端连接的GPS接收器时,增强GPS终端接收器性能。通常地,A-GPS精确度能够变得很好,到10米,也不用微分处理。然而,精确度在密集的城市区域中和室内变差,对于从GPS卫星检测非常弱信号,这些地方灵敏度通常不够高。
类似于A-GPS,上行链路到达时差(UTDOA)定位方法基于到达时间测量。然而,在UTDOA情况下,测量从UE的传输在若干个RBS中执行。UTDOA相比于A-GPS的优点是信号强度更高的事实,这增强了执行室内定位的能力。然而UTDOA的精确度应该比A-GPS的精确度差,主要因为沿着地球表面的无线传播条件比在高倾斜角处的卫星接收GPS无线信号时的无线传播条件差。出于各种原因U-TDOA还是使用起来昂贵的技术。还有3GPP规定的UTDOA的对应的部分且在下行链路中运行,即由若干个RBS传输的无线信号的到达时间的测量在UE中执行。然而,实际上这种OTDOA-IPDL方法缺乏提供任何有用高精确度性能的灵敏度。
目前,看起来A-GPS正在成为获得高精确度定位服务的主导技术。对于AECID方法,结果是从室内环境获得高精确度定位参考测量的难度,这个事实将大大地减小AECID定位应用性和精确度。一个备选就是为了测量的目的而使用专职人员,即做人工高精确度定位测量以支持AECID。事实上这是未采用除A-GPS之外任何其它的高精确度定位方法的蜂窝操作者的唯一已知备选。人工测量的缺点是它需要专职的人员和设备,两者都昂贵。后者尤其昂贵,因为为达到完整的AECID覆盖范围需要测量大面积。
发明内容
本发明提出以下问题,如上所述这种系统的当前状态不能用于产生可行的高精确度室内定位测量。
因此,本发明的目的是得到在使用上述AECID定位方法时用于产生高精确度室内定位测量的方法和装置。
本发明认识到在确定高精确度定位参考测量和相应标记时需要一定人工交互来指出确切位置。本发明提供了其中普通用户有能力执行所建议参考测量的方法和装置,以替代使用专职的人员完成这种测量。
在优选实施例中,定位服务器设立接口,例如网页,普通用户可以用他们的蜂窝电话连接到网页。使用该接口,用户能够从蜂窝操作者希望执行高精确度定位参考测量的多个室内位置中选择一个(还包括,例如,没有A-GPS覆盖范围的位置)。
然后用户需要移动到所述室内位置并通过与所述接口的相互作用在该位置开始参考测量。通过登入用户ID,例如电话号码或定位时间,选择的室内位置能够相关于RAN中确定的标记。该相关步骤能够在定位服务器或另一适当节点执行,例如RAN的支持或定位节点。在RAN中产生的标记,连同借助到定位服务器的接口已经选择的室内位置构成了一个标记的高精确度定位测量。该信息能够直接用于在AECID算法中的群集(clustering)。
在本发明的另一实施例中,借助对报告的位置的辅助GPS测量能够避免欺诈。由于该测量在室内不成功,如果A-GPS仍然能成功,则能够检测到欺诈。通过检查由定位的终端相对选择的室内位置检测的小区身份,能够执行进一步的完整性检查。
在本发明又一实施例中,通过对所述定位服务器获得的成功的高精确度定位测量的提交给予报酬,能够鼓励用户提供高精确度定位参考测量。
附图说明
图1说明了AECID定位方法的方框图。
图2说明了具有角A-E的小区多边形的例子。
图3显示了3GPP多边形消息信息单元(IE)。
图4显示了在蜂窝式通信系统中实现的A-GPS的示例,在这种情况下是WCDMA系统。在该系统中,无线网络控制器(RNC)起到搜集,改进并向终端(WCDMA中标识的用户设备(UE))分发辅助数据的节点的作用。核心网络(CN)通过RANAP接口要求定位UE。作为响应RNC可能使用各种A-GPS技术,然而,所有这些技术确实基于由蜂窝式通信系统的节点处理的辅助数据。RNC要求(order)在UE中执行定位测量,由终端的专用A-GPS接收器硬件执行测量。这些接收器检测来自还称为太空交通工具(SV)的卫星的GPS传输。
图5说明了基于AECID定位方法的高精确度定位测量的产生的普通用户方框图。
具体实施方式
本发明的描述使用WCDMA系统作为模型系统。然而,尽管如此,在本发明中可以容易地应用在其它系统中仅作的少量变化和调整,例如GSM-系统。
借助图5的方框图介绍了本发明。如下所述,本发明的主要先决条件包括i)蜂窝式系统的定位节点,配备有ii)AECID定位和iii)A-GPS定位,iv)有专用功能的定位服务器,如下文所描述的。下列顺序步骤介绍了一个本发明非限制性的实施例。关于图5给出所有参照。
决定执行高性能位置测量的蜂窝用户连接到蜂窝式系统并访问定位服务器接口,例如通过导航到定位服务器主页。该连接通过接口链I1维护。经由所述接口用户选择高性能位置测量的参考位置,例如图中的″Alt.2″(备选2),并根据参考位置的描述移动到确切位置。然后用户指示执行参考定位,例如借助″执行参考定位″按键。
定位服务器存储时间和用户ID(如果可用)。另外主页能够设计得使用户能够指示身份,例如电话号码。定位服务器提出定位用户的请求。选择服务参数质量以确保A-GPS定位。使用接口链I4,请求经由核心网络(CN)发送到蜂窝式系统定位节点。可以使用特定“客户类型”IE以便向定位节点指示定位尝试是用于AECID的高精确度定位测量。定位节点对服务参数质量解码,决定要执行A-GPS定位并使用接口I2向UE发适当的消息。
同时发起AECID定位。在这种特定情形下,为小区ID对所谓活动集(active set)抽样。结果是Id 1、2、3、4。UE试着执行A-GPS定位。然而,由于它在室内,尝试失败,UE将失败(failure)报告给定位节点。
如果′客户类型′IE不指示AECID的高精确度定位测量,定位节点可以尝试低效(fallback)定位。如果指示了AECID的高精确度定位测量,则不尝试低效定位而将失败通过接口I4链报告给定位服务器。如果尝试低效定位,可以获得成功的定位并通过I4报告。然而,由于能够通过RANAP报告定位方法,定位服务器能够使用该信息来检测失败。另一可能是研究报告位置,为确定高度存在(检验A-GPS)检验报告位置或检查获得的精确度。定位节点用时间和(如果可用)UE ID标记失败的A-GPS定位。此外,由标记块用小区ID对失败的A-GPS定位做标记,随后在失败缓冲器相关器块中存储为″失败″。定位服务器检测到尝试的位置为″失败″。随后它用时间和(如果可用)UE ID标识存储的用户选择位置(例如″Alt.2″)。定位服务器通过接口向蜂窝式系统的定位节点发送标记的存储的用户选择位置(″Alt.2″),例如图5的辅助接口15(在WCDMA情况下,这可能是RNC的IP服务接口)。在定位节点的失败缓冲器/相关器中接收到时,定位节点将时间和(如果可用的)UE ID与存储的在缓冲器的失败的定位作比较,寻找足够好的最佳适配(按照时间和可能的UE ID)。如果找到这种适配,失败缓冲器/相关器块用用户选择场所的纬度和经度(后者信息假设为包括在消息中)代替存储的做标记定位结果标记″失败″。该结果是可由AECID利用的高精确度定位测量。
高精确度定位测量转送到AECID,可能在使用标记小区Id的位置进一步完整性检查之后。
根据本发明可能实施例,能够发送消息以指示高精确度定位测量尝试是成功的且酬劳可以发给用户。
定位服务器的接口作出指示,尝试已成功且用户结束I1上的连接。
存在许多通用部分和变型。这些包括在其它节点(例如OSS-RC节点)中实现定位节点功能的选择部分和/或在定位服务器中实施定位节点功能选择部分。
Claims (18)
1.一种在移动电信网络中用于提供室内位置处高精确度定位参考测量的方法,所述方法在一个或若干个网络节点中被执行,
其特征在于,
提供位置列表,所述列表能够由移动用户设备访问;
从所述移动用户设备请求高精确度定位测量;
获得高精确度定位结果,并确定所述高精确度定位是否已失败;
存储从所述移动用户设备接收的信息实体,所述信息实体包括来自所述位置列表中的一个位置及所述移动用户设备的时间戳或标识中的至少一个;
向另外的网络节点提供所述信息实体。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述位置列表的所述位置还包括关于所述位置的地理纬度和经度的信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述高精确度定位结果通过辅助GPS定位获得。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括检测失败的高精确度定位结果的步骤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中所述方法在定位服务器中执行,且所述另外的网络节点是根据权利要求10的定位节点。
6.一种在电信网络中用于提供室内位置处高精确度定位参考测量的方法,所述方法在一个或若干个网络节点被执行,
其特征在于,
接收信息实体,所述信息实体包括来自位置列表的一个位置和已提供所述位置的高精确度定位结果的移动用户设备的时间戳或标识中的至少一个;
确定标记,所述标记反映UE位置处的无线传播条件;
通过将所述信息实体相关到所述标记来产生高精确度定位测量,所述标记用于构成要提供到定位算法的标记的高精确度定位测量。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述标记由以下至少一个构建:
·UE连接到的小区的小区ID;
·能够被UE检测的小区的小区ID的子集;
·量化的路径损耗测量,相应于相邻无线基站或小区而执行;
·量化的信号强度测量,相应于相邻RBS或小区执行;
·量化的往返行程时间测量;
·量化的定时提前测量;
·量化的噪声抬升测量;
·无线连接信息,包括至少无线接入承载;
·量化的时间。
8.根据权利要求6所述的方法,还包括仅在失败的高精确度定位结果的情况下发送信息实体的步骤。
9.根据权利要求6所述的方法,其中在所述高精确度定位结果不失败的情况下,所述相关被忽略。
10.根据权利要求6-9中的任一项所述的方法,其中所述方法在根据权利要求5从定位服务器接收信息实体的定位节点中执行。
11.一种在移动电信网络中用于提供室内位置处高精确度定位参考测量的装置(61),所述装置位于一个或若干个网络节点,
其特征在于,
接口(611),为移动用户设备(62)提供到位置列表的访问;
用于从所述移动用户设备(62)请求高精确度定位测量的部件(612);
用于获得高精确度定位结果的部件(613),和用于确定所述高精确度定位是否已失败的部件;
用于存储信息实体的部件(614),所述信息实体包括来自所述位置列表的一个位置及所述移动用户设备的时间戳或标识中的至少一个;
用于向另外的网络节点提供所述信息实体的部件(615)。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述位置列表的所述位置还包括关于所述位置的地理纬度和经度的信息。
13.根据权利要求11所述的装置,还包括用于要求辅助GPS定位从而获得所述高精确度定位结果的部件(616)。
14.根据权利要求13所述的装置,还包括用于检测失败的高精确度定位结果的部件。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的装置,其中装置(61)位于定位服务器中,且所述另外的网络节点是定位节点。
16.一种在移动电信网络中用于提供室内位置处高精确度定位参考测量的装置(63),所述装置位于一个或若干个网络节点中,
其特征在于,
用于接收信息实体的部件(631),所述信息实体包括来自位置列表的一个位置和已提供所述位置的高精确度定位结果的移动用户设备(62)的时间戳或标识中的至少一个;
用于确定反映UE位置处的无线传播条件的标记的部件(632);
通过将所述信息实体相关到所述标记以产生高精确度定位测量的部件(633),所述标记用于构成要提供到定位算法的标记的高精确度定位测量。
17.根据权利要求16所述的装置,还包括从以下至少之一构建所述标记的部件(634)
·UE连接到的小区的小区ID;
·能够被UE检测的小区的小区ID的子集;
·量化的路径损耗测量,相应于相邻无线基站或小区执行;
·量化的信号强度测量,相应于相邻RBS或小区执行;
·量化的往返行程时间测量;
·量化的定时提前测量;
·量化的噪声抬升测量;
·无线连接信息,包括至少无线接入承载;
·量化的时间。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其中装置(63)位于从定位服务器接收信息实体的定位节点中。
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