CN102291816A - 用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法和系统，包括：识别移动装置当前所处在的小区的分层小区结构(HCS)优先级数。当HCS优先级数大于第一预定义数时，选择第一定位方法以识别移动装置的位置。当HCS优先级数小于第二预定义数时，选择第二定位方法。当HCS优先级数在第一预定义数与第二预定义数之间时，所述方法还执行用于从第一定位方法和第二定位方法中选择定位方法的概率方法。

Description

用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法
技术领域
本发明涉及识别无线通信网络中的移动装置的位置。更具体地，本发明涉及选择用于最佳地识别无线通信网络中的移动装置的位置的位置识别方法。
背景技术
现在，无线通信装置装备有用于识别其当前地理位置的各种增强功能。无线通信装置的示例包括移动装置、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)等。许多无线通信装置(例如，移动装置)装备有用于识别其当前位置的GPS导航仪。因此，无线通信网络中的移动装置在接收到寻找其坐标或当前地理位置的请求之后，自动地开启GPS模块以分辨地理方位。
用于识别当前位置的另一方法是Wi-Fi三角测量方法和蓝牙三角测量方法的使用。在这种方法中，识别当前与移动装置关联的特定Wi-Fi基站的位置。然而，主要挑战在于明确地识别移动装置的物理位置、建筑物的室内和室外的物理位置。
虽然GPS方法是可用方法中更加准确的方法并且还是优选的方法，但是其信号强度很弱并且还需要开放的天空(open-sky)以及发送端和接收端之间没有障碍物。由于这些原因，在地理坐标被最终分辨之前，普通移动装置需要花费大量电池电力用于检测和处理卫星信号。此外，由于前述原因，使用GPS方法在室内操作期间对移动装置进行定位甚至更加困难。此外，由于Wi-Fi通常在室内环境中可用，故Wi-Fi方法被用于室内环境。
当前，对于移动站没有可用的方法来估计移动装置正经历的环境的类型(室内或室外)和基于当前环境识别方法。例如，在第二代(2G)无线通信网络和第三代(3G)无线通信网络中，在网络的系统信息广播(SIB)消息或信号发送过程中没有可告知移动装置处于室内环境还是室外环境中的信息元素(IE)。相似地，当前在第三代合作伙伴计划(3GPP)规范中没有移动装置可得知移动装置处于室内环境还是室外环境中的其它过程。因此，在接收对识别位置的请求之后，移动装置通常以预定义的方式开始扫描用于每种技术的信号，以得出将被使用的最佳位置估计方法。因此，在当前方案中，不必要的扫描导致移动装置中的电池资源的消耗。
因此，需要在识别移动装置的位置的操作期间有效地确定最佳的位置识别方法。
发明内容
本发明的一方面在于解决至少上述的问题和/或缺点并提供至少下述的优点。因此，本发明的一方面在于提供一种用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的系统和方法。
根据本发明的一方面，一种用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法包括：识别移动装置当前所处在的小区的分层小区结构(HCS)优先级数。HCS优先级数落入在无线通信网络中定义的预定义范围内，并且从通信网络接收HCS优先级数信息。当HCS优先级数大于第一预定义数时，所述方法随后选择第一定位方法以识别移动装置的位置。此外，当HCS优先级数小于第二预定义数时，所述方法选择第二定位方法以识别移动装置的位置。之后，当HCS优先级数在第一预定义数与第二预定义数之间时，所述方法执行用于从第一定位方法或第二定位方法中选择定位方法的概率方法，以最佳地识别移动装置的位置。
根据本发明的另一方面，一种用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法包括：读取无线通信网络中的毫微微小区状态。随后，当毫微微小区正在服务移动装置，并且移动装置正在使用毫微微小区进行通信时，所述方法选择第一定位方法以识别移动装置的位置。当移动装置正在使用除毫微微小区之外的小区进行通信时，所述方法进一步选择第二定位方法以识别移动装置的位置。
根据本发明的另一方面，移动装置包括处理器和收发器。所述收发器从通信网络接收分层小区结构(HCS)优先级数。所述处理器识别移动装置当前所处在的小区的HCS优先级数。当HCS优先级数大于第一预定义数时，所述处理器还能够选择第一定位方法以识别移动装置的位置。当HCS优先级数小于第二预定义数时，所述处理器随后选择第二定位方法以识别移动装置的位置。当HCS优先级数在第一预定义数与第二预定义数之间时，所述处理器还执行用于从第一定位方法和第二定位方法中选择定位方法的概率方法，以识别移动装置的位置。
通过下面结合附图公开本发明示例性实施例的详细描述，本发明的其它方面、优点和显著特点将对本领域技术人员变得清楚。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的特定示例性实施例的上述和其它方面、特点和优点将会更加清楚，其中：
图1示出根据本发明示例性实施例的识别移动装置的位置的流程图；
图2示出根据本发明另一示例性实施例的识别移动装置的位置的流程图；
图3示出根据本发明示例性实施例的移动装置；以及
图4示出根据本发明另一示例性实施例的识别移动装置的位置的流程图。
本领域技术人员将理解，附图中的元件是出于简单和清楚的目的被示出，并可能没有被按比例绘制。例如，附图中一些元件的尺寸会相对于其它元件被夸大，以助于提高对本公开的各种示例性实施例的理解。
贯穿附图，应该注意相似的标号用于描述相同或相似的元件、特征和结构。
具体实施方式
提供以下参照附图的描述以助于全面理解由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例。以下描述包括各种特定细节以助于理解，但这些仅被认为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可对在此描述的实施例做出各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，省略了已知功能和结构的描述。
以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面意思，而是仅被发明人使用以使得清楚一致地理解本发明。因此，对于本领域技术人员很明显，提供本发明的示例性实施例的以下描述仅用于示意性目的，而不是用于限制由权利要求及其等同物限定的本发明的目的。
应该理解单数形式包括复数指示物，除非上下文明确不同的指示。因此，例如，提到“组件表面”包括提到一个或更多这样的表面。
通过术语“基本上”表示陈述的特征、参数或值不必要精确地达到，而是可以出现包括例如公差、测量误差、测量精确度限制和本领域技术人员已知的其它因素的偏差或改变，所述偏差或改变的量不排除特征意欲提供的效果。
以下讨论的图1到图4和用于描述本专利文件的当前公开的原理的各种实施例仅是示例的方式，而不应被理解为以任何方式限制本公开的范围。本领域的技术人员将理解，当前公开的原理可以以任何能够合适地安排的通信系统实现。用于描述各种实施例的术语是示例性的。应该理解，这些术语被提供仅用于帮助理解说明书，它们的使用和限定不以任何方式限制本发明的范围。术语第一、第二等用于在具有相同专业术语的对象之间进行区分，并且不以任何方式意于表示时间先后顺序，除非存在明确不同的陈述。集合被定义为至少包括一个元素的非空集合。
图1示出根据本发明示例性实施例的识别移动装置的位置的处理的流程图。
参照图1，方法100在步骤102开始。在步骤104，所述方法识别移动装置当前处于的小区的分层小区结构(HCS)优先级数。在所述实施例中，优先级数落入在无线通信网络中定义的从零到七的预定义范围内。从通信网络接收HCS优先级数信息。例如，GSM和UMTS系统的HCS系统是一种这样的技术，其具有用于更好的负载控制的上至八级的小区分层。大体上，小区被分类为宏小区、微小区和微微(pico)小区。它们可用于推断小区支持大的区域还是小的区域。相似地，较新的通信系统(如LTE，Release 8版本之后的通信系统)的毫微微(femto)小区给出了室内环境中的构思。
注意无线通信装置不但可以是第二和/或第三代无线通信标准，也可以是其它的下一代无线通信标准。
在步骤106，当HCS优先级数大于第一预定义数时，选择第一定位方法以识别移动装置的位置。例如，第一预定义数可以是五。在所述实施例中，第一定位方法是适用于室内和低移动性环境的定位方法，其中，适用于室内和低移动性环境的定位方法是小区识别方法、增强型观察时间差方法和无线保真(WiFi)定位系统位置估计方法中的至少一种。因此，当移动装置处于室内环境，并且基于HCS优先级数识别了关于室内环境的信息时，选择第一定位方法。
在步骤108，当HCS优先级数小于第二预定义数时，选择第二定位方法以识别移动装置的位置。例如，第二预定义数可以是二。在所述实施例中，第二定位方法是适用于室外和高移动性环境的定位方法。所述适用于室外和高移动性环境的定位方法是全球定位系统(GPS)、辅助GPS(AGPS)方法和一种卫星方法中的至少一种。
在步骤110，当HCS优先级数在第一预定义数与第二预定义数之间时，方法100执行用于从第一定位方法和第二定位方法中选择定位方法的概率方法，以识别移动装置的位置。因此，当HCS优先级值大于值一并且小于值六(即，在二与五之间)时，执行概率方法。
本发明方法使用无线通信系统中的分层小区结构(HCS)用于识别移动装置的位置。在所述方法中，识别移动装置当前所处在的小区。这可通过获得HCS优先级值来完成。在合理的持续时间内收集该数据，并且建立概率模型以得出用于确定移动装置的物理位置的结论。
例如，HCS优先级的高值指示处于更高优先级小区(如微微小区)，这指示移动装置可能处于室内，反之亦然。根据这种检测机制，作出决定以开始合适的检测手段，所述检测手段是室内位置估计方法或室外位置估计方法中的任意一个，所述检测手段将被选择以分辨移动装置的精确地理方位。因此获得的位置信息将用于根据用户的偏好来提供基于位置的服务(LBS)的主机。随后，为了使用LBS，移动装置必须寻找位置信息以从可用的多种位置估计方法(例如，GPS方法、AGPS方法、WPS方法、Cell-ID方法、OTDOA方法和/或E-OTD方法)中选择合适的方法。在步骤112，方法100终止。
图2是示出根据本发明另一示例性实施例的识别移动装置的位置的过程的流程图。
参照图2，方法200在步骤202开始。在步骤204，所述方法执行无线通信网络中的毫微微小区状态的读取。在所述实施例中，无线通信网络可以是长期演进通信标准Release 8版本和/或第三代无线通信标准。
在步骤206，当毫微微小区正在服务移动装置，并且移动装置正在使用毫微微小区进行通信时，选择第一定位方法以识别移动装置的位置。在所述实施例中，第一定位方法是小区识别方法、增强型观察时间差方法和无线保真(WiFi)定位系统(WPS)方法中的至少一种。因此，当随着移动装置与毫微微小区关联，移动装置处于室内环境时，选择第一定位方法。
在步骤208，当移动装置正在使用除毫微微小区之外的小区来进行通信时，选择第二定位方法以识别移动装置的位置。在所述实施例中，第二定位方法是全球定位系统(GPS)、辅助GPS(AGPS)方法和一种卫星方法中的至少一种。因此，当移动装置未与毫微微小区关联，并且移动装置处于室外环境时，选择第二定位方法。在步骤210，方法200终止。
图3示出根据本发明示例性实施例的移动装置。
参照图3，提供了移动装置302。移动装置302包括收发器304和处理器306。收发器304从无线通信系统接收分层小区结构(HCS)优先级数。处理器306随后识别移动装置302当前所处在的小区的HCS优先级数。当HCS优先级数大于第一预定义数时，处理器306还能够选择第一定位方法以识别移动装置302的位置。
当HCS优先级数小于第二预定义数时，处理器306还能够选择第二定位方法以识别移动装置302的位置。当HCS优先级数落入第一预定义数与第二预定义数之间时，处理器306还执行用于从第一定位方法和第二定位方法中选择定位方法的概率方法，以识别移动装置的位置。
图4是示出根据本发明另一示例性实施例的识别移动装置的位置的流程图。
参照图4，方法400在步骤402开始。在步骤404，移动装置的用户触发GPS应用以识别移动装置的位置。在步骤406，所述方法识别移动装置是否处于2G网络或3G网络中。在所述实施例中，如果移动装置没有处于2G网络或3G网络中，则所述方法执行步骤420。然而，如果移动装置处于2G网络或3G网络中，则执行步骤408。
在步骤408，所述方法获知移动装置当前所处在的小区的HCS优先级(HCS_PRIO)。在所述实施例中，HCS小区被给予从零到七(0-7)的优先级，其中，零(“0”)是最低优先级，七(“7”)是最高优先级。例如，宏小区被给予最低优先级，在建筑物内的微小区/微微小区被给予最高优先级。
根据小区重选择规则，高移动性的移动装置尝试重选择较低优先级小区以避免连续重选择。相似地，对于静止的移动装置，基于小区的HCS优先级，可估计是室内方法还是室外方法。例如，HCS优先级范围通常从零到七(“0”到“7”)改变。HCS PRIO零到一(“0”到“1”)通常用于微微小区(医院/办公室建筑物内部)，二到五(“2”到“5”)范围通常用于微小区(例如，在市中心、城镇)。此外，六到七(“6”到“7”)通常用于宏小区(也就是覆盖几公里半径的区域)。因此，如果当前小区的HCS_PRIO处于极端(“0”到“1”或“6”到“7”)，则随后可直接认定关于室内和室外环境的信息，并且可相应地选择基于初始位置的方法。然而，如果HCS_PRIO处于中间范围(“2”到“5”)，则随后使用概率方法来选择基于位置的方法，如后面所解释的。
在步骤410，所述方法识别HCS_PRIO是否大于值五。如果HCS_PRIO大于五(“5”)，则所述方法400随后选择适用于室内和低移动性环境的定位方法，否则，所述方法执行步骤414。在步骤412，所述方法选择一个定位方法以识别移动装置的位置。所述定位方法是小区识别方法(Cell-ID)、增强型观察时间差方法或无线保真(WiFi)定位系统(WPS)方法中的一种。随后，执行步骤426。
在步骤414，所述方法随后识别HCS_PRIO是否小于值二(“2”)。如果HCS_PRIO是否小于值二，则随后选择适用于室外和高移动性环境的定位方法。在步骤416，所述方法选择全球定位系统(GPS)、辅助GPS(AGPS)方法或卫星方法。随后，执行步骤426。
如果HCS_PRIO在二与五之间，则随后在步骤418执行选择定位方法的概率方式。例如，对于概率0.8(80％的概率)、0.6(60％的概率)、0.4(40％的概率)和0.2(20％的概率)，可分别使用用于HCS_PRIO 2、3、4和5的Cell-ID、WPS方法。例如，HCS_PRIO等于“2”的小区，可认为移动装置有80％的概率处于室外。因此，可首先尝试室外方法来寻找具有HCS_PRIO 2的移动装置位置。
HCS_PRIO等于“3”的小区，可认为移动装置有60％的概率处于室外。因此，可尝试室外方法来寻找具有HCS_PRIO 3的移动装置位置。
HCS_PRIO等于“4”的小区，可认为移动装置有40％的概率处于室外。因此，可尝试室内方法来寻找具有HCS_PRIO 4的移动装置位置。
HCS_PRIO等于“5”的小区，可认为移动装置有20％的概率处于室外。因此，可尝试室内方法来寻找具有HCS_PRIO 5的移动装置位置。
在所述实施例中，如3GPP RR/RRC规范中提及的移动性的估计的时间持续长度方法(已在3GPP中定义)，HCS_PRIO、在重选择计时器(TCR)内的小区重选择的次数(NCR)可被容易地使用，室内和室外可被估计，并且合适的LBS初始方法可被选择。
在步骤406，如果方法400识别移动装置没有处于2G网络或3G网络中，则随后执行步骤420。在步骤420，所述方法检查移动装置是否处于长期演进通信标准Release 8版本和/或第三代无线通信标准中。如果移动装置处于长期演进通信标准Release 8版本和/或第三代无线通信标准中，则所述方法执行步骤422，否则，执行步骤426。在步骤422，所述方法读取毫微微小区状态。在步骤424，所述方法识别移动装置是否由毫微微小区服务。如果移动装置由毫微微小区服务，则随后执行步骤412，否则，执行步骤416。
如果移动装置由毫微微小区服务，则在步骤412，选择用于室内环境的定位方法以识别移动装置的位置。在所述实施例中，所述定位方法是小区识别方法、增强型观察时间差方法和无线保真(WiFi)定位系统(WPS)方法中的至少一种。随后，执行步骤426。
如果移动装置由除毫微微小区之外的小区服务用于通信，则在步骤416，选择用于室外环境的第二定位方法以识别移动装置的位置。在所述实施例中，第二定位方法是全球定位系统(GPS)、辅助GPS(AGPS)方法和一种卫星方法中的至少一种。随后，执行步骤426。在步骤426，方法400终止。
本发明的示例性实施例提供了一种用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法。所述方法提供了一种使用跨层方法的基于移动装置的采用的协议信息来估计合适的位置估计算法的方式。所述方法允许移动装置选择最佳的可能位置估计方法。所述位置估计方法包括但不限于GPS、AGPS、WPS、Cell ID、OTDOA和/或E-OTD。这依次节省了获得第一位置方位的时间，并且还节省了移动装置电池。此外，所述方法还减少了不必要的GPS卫星扫描以及各种WiFi信号扫描。
在前面的说明书中，已经参照示例性实施例描述了本公开及其优点。然而，对本领域普通技术人员清楚的是，在不脱离权利要求中列出的本公开的范围的情况下，可做出各种修改和改变。因此，说明书和附图应被理解为本公开的示意性示例，而不是出于限制的目的。意在将所有这些可能的修改包括在本公开的范围内。
本公开的示例性实施例涉及用于实现在此描述的技术的计算机系统的使用。在一个示例性实施例中，所述技术由处理器通过使用存储器中包括的信息来执行。这样的信息可从机器可读介质(诸如，存储装置)被读入主存储器。存储器中包括的信息使处理器执行在此所述的方法。
在此使用的术语“机器可读介质”表示参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何介质。在使用计算机系统实现的示例性实施例中，包括各种机器可读介质，例如，参与对处理器提供信息用于执行。机器可读介质可以是存储介质。存储介质包括非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如服务器存储单元。易失性介质包括动态存储器。所有这样的介质必须确实地使由介质携带的信息能够被将信息读入机器的物理机制检测到。
机器可读介质的一般形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或其它磁性介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔的图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或卡带。
在示例性实施例中，机器可读介质可以是包括同轴电缆、铜线、光纤的传输介质，所述同轴电缆、铜线、光纤包括具有总线的线。传输介质还可以以采用声学或光波的形式，诸如在无线电波和红外数据通信期间产生的波。机器可读介质的示例可包括但不限于计算机可从其读取的载波或任何其它介质，例如在线软件、下载链接、安装链接和在线链接。
虽然已经参照特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下可做出形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种用于识别无线通信网络中的移动装置的位置的方法，其特征在于：
识别移动装置当前所处在的小区的分层小区结构HCS优先级数；
当HCS优先级数大于第一预定义数时，选择第一定位方法以识别移动装置的位置；
当HCS优先级数小于第二预定义数时，选择第二定位方法以识别移动装置的位置；以及
当HCS优先级数在第一预定义数与第二预定义数之间时，执行用于选择第一定位方法和第二定位方法中的一种的概率方法，以识别移动装置的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中，适用于室内和低移动性环境的第一定位方法包括小区识别方法、增强型观察时间差方法和无线保真WiFi定位系统WPS方法中的至少一种。
3.如权利要求1所述的方法，其中，适用于室外和高移动性环境的第二定位方法包括全球定位系统GPS、辅助GPS方法和卫星方法中的至少一种。
4.如权利要求1所述的方法，其中，HCS优先级数落入在无线通信网络中定义的从零到七的预定范围内。
5.如权利要求1所述的方法，其中，第一预定义数是五。
6.如权利要求1所述的方法，其中，第二预定义数是二。
7.如权利要求1所述的方法，其中，当HCS优先级数大于一小于六时执行概率方法。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：当移动装置处于室内环境中时选择第一定位方法，其中，基于HCS优先级数来识别关于室内环境的信息。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：当移动装置处于室外环境中时选择第二定位方法，其中，基于HCS优先级数来识别关于室外环境的信息。
10.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
如果移动装置未处于2G网络或3G网络中，则获得无线通信网络中的毫微微小区状态；
当毫微微小区正在服务移动装置，并且移动装置正在使用毫微微小区进行通信时，选择第三定位方法以识别移动装置的位置；以及
当移动装置正在使用除毫微微小区之外的小区进行通信时，选择第四定位方法以识别移动装置的位置。
11.如权利要求10所述的方法，其中，第三定位方法是小区识别方法、增强型观察时间差方法和无线保真WiFi定位系统WPS方法中的至少一种。
12.如权利要求10所述的方法，其中，第四定位方法是全球定位系统GPS、辅助GPS方法和卫星方法中的至少一种。
13.如权利要求11所述的方法，还包括：当移动装置处于室内环境中时选择第三定位方法，其中，基于与毫微微小区的关联来识别关于室内环境的信息。
14.如权利要求11所述的方法，还包括：当移动装置处于室外环境中时选择第四定位方法，其中，基于与毫微微小区的关联来识别关于室内环境的信息。
15.如权利要求11所述的方法，其中，无线通信网络是长期演进通信标准和Release 8版本第三代无线通信标准中的至少一种。
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