CN104813187A - 基于时间和功率的无线定位及选择位置估计方案的方法 - Google Patents
基于时间和功率的无线定位及选择位置估计方案的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104813187A CN104813187A CN201380060584.5A CN201380060584A CN104813187A CN 104813187 A CN104813187 A CN 104813187A CN 201380060584 A CN201380060584 A CN 201380060584A CN 104813187 A CN104813187 A CN 104813187A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cell
- power
- serving cell
- peer
- timing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0205—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0257—Hybrid positioning
- G01S5/0268—Hybrid positioning by deriving positions from different combinations of signals or of estimated positions in a single positioning system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/28—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0278—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves involving statistical or probabilistic considerations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
- H04W64/006—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于处理容易获得的无线网络信息、关于蜂窝网络的定时信息和功率信息、以及由移动设备和网络完成的典型的测量的方法。公开了一种同时使用定时(即,范围)和利用已知的下行链路发射天线特性的功率差来定位手机的概率方法,使用该方法定位手机的精确度优于带测距的小区ID的方法、具有高容量,而且不需要现场校准。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年9月21日提交的序号为13/624,654的美国专利申请的权益,其是2010年12月28日提交的序号为8315647的美国专利的部分接续申请案,二者的内容通过引用其整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于定位无线设备,也称为移动台(MS)的方法和仪器,诸如在模拟或数字蜂窝系统、个人通信系统(PCS)、增强型专用移动无线电通信(ESMR)、以及其他类型的无线通信系统中使用的移动台。更具体地,但不完全是,本发明涉及使用现存的无线基础设施数据的移动设备的定位。
背景
无线通信网络(WCN)通过收集关于网络的无线电信息来管理无线移动设备的移动性。从基于定位服务的出现,该无线电信息已经被用于提供低精确度和中精确度的位置估计。
在非软切换的系统中,网络中的每个激活的手机的定位对于最近的服务小区和服务扇区是已知的。通过对服务小区和/或服务扇区的预先建立的纬度和经度的简单转化,服务小区和服务扇区的识别可以转换为位置估计。
基于包含WCN的测量时间或手机的测量功率的从服务小区到手机位置的范围估计提供了一种基于改进基本服务小区标识符、具有极少的额外计算的位置估计方法。
小区/扇区标识符加上使用手机收集的来自一个或多个潜在切换的相邻小区的网络信息的测距方法的进一步改进一般被称为增强型小区ID(ECID)。ECID技术依靠手机单元的能力来记录来自多个潜在的切换候选/相邻小区的信标(也称为导频)的功率等级。该技术添加了基于绝对功率和/或基于到达功率差(PDOA)的测量结果来改进服务小区的测距位置估计。
由于通常WCN知道由激活的移动设备测量的各个附近的发射小区的扇区的接收信号功率,ECID值的PDOA是基于由手机对服务小区的信标和/或一个或多个潜在的切换候选/相邻小区的信标所测量的接收信号的等级。由于PDOA数据的采集要求对两个或多于两个相邻小区站点的可见性,所以定位成功率将小于100%。RF多径、移动接收机的质量、以及测量的颗粒度的影响都对降低ECID的定位精确度有影响。
在GSM、UMTS和LTE中的ECID
在GSM中,ECID也被称为网络测量报告(NMR)定位。NMR由手机生成以给WCN提供关于服务小区和相邻小区的信息以便于如在GSM/3GPP技术标准05.08,“无线子系统的链路控制”第3节(切换)中所描述的一样进行切换。
在3GPP技术规范43.059,“GERAN中的定位服务(LCS)的功能规范阶段2”部分,第4.2.1节,将增强型小区ID定位技术标准化为“定时提前”定位。在3GPP技术规范36.305,“E-UTRAN中的用户设备(UE)定位功能规范阶段2”的第4.3.3节中对LTE网络中的“增强型小区ID的方法”进行了描述。
在例子GSM系统中,NMR包括手机生成的测量结果。测量结果的信息元素的目的是提供由移动台做出的关于服务小区和相邻小区的测量结果。测量结果的信息元素按照GSM/3GPP技术规范04.08,“移动无线接口层3规范”的第10.5.2.20节(测量报告)所示的方法进行编码。
移动定位中心(MLC)使用NMR输送服务小区ID(在GSM中,小区全球标识(CGI)提供给小区和扇区)来将小区站点的地理位置看作参考点。上报的当前服务小区的定时提前(TA)值允许根据参考点的距离计算。当接收信号强度指示(RSSI)是在业务控制信道上接收而不是广播控制信道上接收时,服务小区的接收信号强度指示(RSSI)使用当前手机的动态功率控制设置来校正。服务小区的已校正的RSSI值则使用它已知的广播有效辐射功率(ERP)的值被归一化。相邻上报小区的广播控制信道(BCCH)信标的接收等级值(RxLev)则针对它们已知的广播有效辐射功率的值(ERP)被归一化。使用服务小区的天线位置、TA获得的距离、以及来自三个或多于三个站点的PDOA,可以计算位置估计。
由于ECID能够使用PDOA多边测量法,所以相邻小区的地理分布也通过地理精度衰减因子(GODP)而影响定位质量。当NMR数据没有在充足的时间间隔内被采集时,会通过接收机站点选择,限制潜在的GDOP降低,而只有最多六个相邻小区的RxLev测量结果存在于NMR中的局限性限制了精确度。
由于PDOA测量结果要求平均多个采样以抵消接收信号的快衰落效应(在有效呼叫期间,GSM的NMR由移动台周期性地发送),所以延迟远高于其他基于小区ID的技术。
由于RSSI测量只用于服务小区,所以当处于激活模式的手机是基于BTS的可变功率设置时,在服务小区的RSSI的归一化纳入PDOA的计算之前,要求来自GSM的WCN的BTS前向(下行链路)的功率控制设置的知识。
可以使用校准提高ECID定位系统中的精确度。ECID校准可以包括预测的RF传播映射和大规模驱动测试的使用以创建CGI/RxLev的“指纹”网格。通过将相邻小区的列表和接收信号的等级映射在覆盖区域上,可能在具有较高BTS密度的网络中得到200-500米距离内的中等精确度的结果。
在序号为7,434,233的美国专利中,教授了单个站点的ECID定位系统,其中来自具有一个服务扇区和两个共址扇区的单个3扇区基站收发台(BTS)的功率测量结果允许限定源于BTS的小区站点的定时范围带和方向角的扇区的形成。
本文所描述的发明技术和概念应用到包括广泛使用的IS-136(TDMA)、GSM的时分复用通信系统和频分复用通信系统(TDMA/FDMA)和诸如LTE、LTE演进和IEEE 802.16(WiMAN/WiMAX)的正交频分复用(OFDM)无线系统。所讨论的全球移动通信系统(GSM)模型是示例性的而不是本发明可使用的专用环境。
发明内容
本文所公开的是一种用于处理容易获得的无线网络信息、关于蜂窝网络的定时和功率信息以及由移动设备和网络完成的典型测量结果的方法。公开了使用时间(即,范围)和功率差二者来定位手机的不同方法,这些方法定位手机的精确度比具有测距的小区ID的方法更好,具有高容量并且不需要校准。此外,我们公开了用于在无线位定位系统中选择位置估计方案的改进的计算机实现方法。
本发明的一个说明性实施例提供了一种在定位移动设备中使用的方法。发明方法的实施例包括引起移动设备接收来自服务基站收发台(BTS)和一个或多个相邻BTS的信标信号的步骤。每个BTS位于小区站点并且每个信标信号包括小区标识(CID)信息。基于所接收的信标信号,检测出同级对的数目。同级对包括多扇区小区站点的两个下行链路传输天线,该多扇区小区站点定位在彼此相距较近处(例如,100米内)并且其天线方向图的主波束指向不同的方向。接着,基于所检测到的同级对的数目选择预先定义的定位方法。移动设备测量从多个小区站点中的每个小区站点接收的广播信标功率并且上报所测量的功率和具有最大测量功率的小区站点的扇区的标识,以及由网络确定并转发到移动设备的定时提前(TA)值。TA值充当从服务小区的扇区到移动设备的距离测量结果。
在说明性的实施例中,当所检测到的同级对的数目为零时,选择使用具有测距的到达功率差(PDOA)的定位方法。当所检测到的同级对的数目为一时,选择单个站点定位方法或相邻站点定位方法。当所检测到的同级对的数目大于一时,选择功率到达角(AOA)定位方法或具有测距的功率AOA定位方法中的一种方法。
在说明性的实施例中,可以利用所述方法,以使用关于WCN的信息以中等精确度对扇区化的无线通信网络(WCN)中的移动设备进行地理定位,关于WCN的信息被存储在结合由支持移动性进程的网络中的移动设备所做出的测量结果的数据库中。在这点上,可以根据来自一对相邻的扇区(同级扇区)的功率测量结果和扇区天线的空间特性和朝向的知识,确定从扇区化的小区站点到移动设备的方位/角。接着,利用源于服务小区的定时范围或基于功率获得的范围值和利用来自一个或多个小区站点的具有最大测量功率的同级扇区之间的功率差的测量结果,可以确定移动设备的位置估计。
在上面所描述的实施例中,功率AOA定位的方法或具有测距的功率AOA定位的方法包括使用同级对的移动设备的地理定位的概率方法。通过建立相邻小区的同级扇区之间在范围带上的定时提前和功率差模型,得到来自无线网络的定时信息(在GSM中的定时提前(TA))和功率信息。
如前所述,我们还公开了一种用于在无线定位系统中选择位置估计方案的方法。在一个说明性的实施例中,用于选择位置估计方案的方法包括在一段时间内采集网络测量报告(NMR)数据。(这在图11中表示为步骤1101)。接着,预处理NMR数据(步骤1102),并且,该方法随后包括从预处理的NMR数据中确定小区是否存在有效的定时测量结果(步骤1103)。由此,各种“场景”可按照如下内容激活。在说明性的实施例中,这些场景列举为LES1、LES2、LES3、LES4、LES5和LES6。
本发明的附加特征以及各个方面将在下面的内容中进行描述。
附图简述
当结合附图阅读本发明时,可以更好的理解前面的发明内容以及以下的详细说明。为了说明本发明的目的,在附图中示出了本发明的示例性结构;然而,本发明并不局限于所公开的特定方法和手段。在附图中:
图1a示意性地描述了初始信号的采集和分析。
图1b示出了没有同级扇区的定位过程。
图1c示出了单个同级对场景的定位过程。
图1d示出了当检测到两个或多于两个同级对时的定位过程。
图2通过图形描述了相邻小区站点中的单个同级对的定位场景。
图3通过图形描述了当两个同级对存在于两个相邻小区站点时的定位场景。
图4通过图形示出了描述当两个同级对存在于两个相邻小区站点以及来自服务小区的定时范围不可用的定位场景。
图5通过图形示出了当三个同级对存在于三个相邻小区站点以及来自服务小区的定时范围不可用的定位场景。
图6通过图形描述了无线接入网中基于手机的下行链路信号的采集。
图7a示出了基于时间概率和功率的几何学位置确定算法。
图7b详述了测量的方位角和建模的方位角间的地理差异。
图8示出了形成方位角的恒定功率差的同级扇区天线轨迹的空间特性。
图9示出了典型的使用半功率波束宽和前后波瓣比(FBR)值的定向天线的辐射方向图。
图10示出了使用同级对的天线通过120度定向天线的相对增益产生方位角。
图11按顺序示出了用于定位的演进技术的方案流程。
图12通过图形描绘了基于小区ID的服务区域的位置估计。
图13通过图形描绘了基于两个同级小区的相邻区域的位置估计。
图14通过图形描绘了基于两个非同级小区的相邻区域的位置估计。
图15通过图形描绘了基于具有公共区的三个小区的相邻区域的位置估计。
图16通过图形描绘了基于没有公共区的三个小区的相邻区域的位置估计。
图17通过图形描绘了基于来自3个小区的定时范围和服务区域的组合的位置估计。
图18通过图形描绘了基于来自3个小区的定时范围和服务区域的组合的位置估计。
图19通过图形描绘了基于距离服务小区和至少两个相邻小区的功率测距的位置估计。
图20通过图形描绘了基于距离服务小区的功率测距和至少两个相邻小区的服务区域的位置估计。
图21通过图形描绘了基于距离服务小区和同级相邻小区的功率测距的位置估计。
图22通过图形描绘了使用同级小区间的功率测距和至少一个额外的相邻小区的服务区域的位置估计。
图23通过图形描绘了使用同级小区间的功率测距和距离至少一个额外的相邻小区的功率范围的位置估计。
图24通过图形描绘了使用可用于没有任何同级对的一个或多个服务小区和/或相邻小区的小区标识符、定时信息和/或功率信息的位置估计。
图25通过图形描绘了使用可用于具有一个或多个同级对的一个或多个服务小区和/或相邻小区的小区标识符、定时信息和/或功率信息的位置估计。
说明性实施例的详细说明
我们现在将描述本发明的说明性实施例。首先,我们提供详细的问题概述,并且然后提供对本发明的示例实施例的更详细的描述。
综述
确定移动台发射机的位置通常是通过在许多已知的接收天线位置处测量移动台发射机的上行链路的信号特性来达到。另外,移动台接收机的位置通过由移动台测量移动台的服务小区站点的发射机和/或附近的潜在切换/相邻小区站点的发射机的下行链路信号的特性来确定。典型的测量特性包括信号功率(RSSI)、到达时间(TOA)、到达角(AoA)、或任何它们的组合。通过在支持移动性的进程中,使用容易获得的关于网络的信息和通常由网络中的移动台(MS)所完成的测量结果,可以中等精确度在扇区化的GSM网络中地理定位GSM手机。
容易获得的网络信息包括小区站点的地理位置、包括其主波束指向方位和下倾朝向的扇区化天线的空间特性、广播控制信道(BCCH)、基站颜色代码(BSIC)、广播控制信道上的有效辐射功率(ERP)、以及由每个扇区所广播的唯一的扇区标识符。例如,GSM手机测量从许多小区站点中的每个小区站点接收的广播信标功率并且上报所测量的最多六个小区站点的扇区的功率和其标识(BCCH和BSIC),GSM手机以大约每秒两次的速率向网络上报,所述最多六个小区站点的扇区具有最大测量功率。此外,在GSM中,定时提前(TA)值由网络确定并且转发到手机以保证手机在其整个时隙上的传输。TA值也可以充当从服务小区的扇区(在GSM中的CGI)到手机的距离测量结果。
在使用增强型小区ID(ECID)定位技术的实验进程期间,可以确定基础的BTS的扇区之间的功率差测量结果拥有最小的变化性,因为扇区和手机之间的路径损耗相互抵消,所以两个扇区和手机之间的无线信道非常相似。可以根据一对相邻扇区的功率测量结果(即,同级扇区)、扇区天线的空间特性和朝向的知识,能够具有抵抗来自相同小区的扇区的信标的公共偏移的能力而确定从扇形的小区站点到移动式发射机的方位角或角。结合来自服务小区的定时范围(例如,TA、RTT)或通过功率获得的范围值与在一个或多个小区站点中具有最大测量功率的两个扇区间的功率差测量结果提供足够的测量结果,以确定具有精确度更优于具有测距的小区ID定位的手机的位置估计。具有测距的小区ID的定位技术是众所周知的(例如,在GSM中的CGI+TA、UMTS中的CID+RTT、或LTE中的PCI+TALTE)。
图1a
图1a示出了根据本发明的手机辅助的、基于网络的位置确定中的初始步骤。如图所示,移动设备采集下行链路信标信号的强度和标识符101。移动台将这些信号传输到无线接入网(RAN)。来自移动设备的该采集和传输由手机在通常由现代蜂窝系统所使用的作为移动辅助切换技术(MAHO)的一部分的正常的操作过程中执行。
下行链路信标信号的强度和标识符由RAN转发到服务移动定位中心(SMLC)或由RAN被动地监测并发送到SMLC。被动检测触发平台的例子在序号为6,782,225的美国专利“无线定位系统中的呼叫信息的监测(Monitoring of Call Information in a Wireless Location System)”和序号为7,783,299的美国专利“无线定位系统中的基于位置的服务应用的高级触发器(Advanced Triggers for Location Based Service Applications in aWireless Location System)”中描述,这两个专利通过引用并入本文。
SMLC、WLS的部分,包括信标标识符、发射机天线的地理位置、发射机信号功率和无线基站的下行链路(发送)天线增益的方向图的数据库或具有到该数据库的接口。该数据库被视为小区ID数据库102。使用小区ID数据库和所采集的信号信息,所接收的信号随后通过小区(小区/扇区)标识符和任何所标识的同级对分类103。同级对是多扇区小区站点的两个下行链路的传输天线,其中小区站点的多个扇区地理上彼此临近放置(例如,间隔小于100米)并且它们的水平天线方向图的主波束指向不同的方向。由标记“A”所示的进一步处理取决于所检测到的同级对的数目。
图1b
图1b描述了没有检测出同级对的情况104。由于没有同级对可用,所以只能执行具有测距计算的到达功率差105。由于只能上报典型的增强型小区ID(ECID)的定位106,所以定位的精确度将基于小区结构和覆盖区域广泛地变化。
使用ECID,小区ID(CGI)部分将允许服务塔或扇区天线的纬度和经度的确定,而定时提前(TA)确定的距离服务小区站点位置的测距允许径向方向上距离服务小区站点的定位误差半径减小到大约554米宽的带,前提是在扇区化的小区的情形中,在上报的TA中没有测量误差存在。但是在方位角方向上的定位误差半径随TA值或距服务小区的距离的增加成比例增加。如果足够的(三个或多于三个)相邻小区可以通过移动设备的信标采集获得并且如果小区的几何形状没有产生非常高的几何精度衰减,则基于额外的PDOA的位置测量能够明显地提高沿方位角方向的定位精确度,特别是,在TA值较大时的定位精确度超过CGI+TA位置估计的精确度。
图1c
如果根据手机采集的信号数据102的分析103检测出同级对107,则基于功率的到达角技术可以被用来改进典型的ECID定位。
进一步分析同级对以确定该同级对是否与服务小区相关108。并且如果是这样,则将按照序号为7,434,233的美国专利中所详细说明的方法来执行单个站点的定位109。如果发现同级对与相邻站点110是相关的,则执行相邻站点的定位111。
图1d
如果根据手机采集的信号数据102的分析103检测到超过一个同级对112,则可以使用基于功率的到达角技术来改进典型的ECID定位。即使基于时间或功率的测距不可用或颗粒度不足以允许精确的定位(例如,在GSM中,定时范围带的增量以554米为步长),两个或多于两个同级对的可用性也允许定位。允许使用每个同级对确定基于功率的到达角(AoA),该技术已被视为“功率AoA”。
如果服务站点的测距是可用的113,则具有测距计算的功率AOA是可能的115。如果服务站点的测距不可用,则纯粹的功率AoA计算114仍然是可能的。
基于功率的到达角
可以确定从公共站点位置到要通过来自两个天线的接收信号来估计的手机位置的信号的到达角(AoA)或方向轨迹(LOB),其中这两个天线共站点或地理上接近放置(例如,彼此与对方间隔数十米)并且指向不同方向。从每个天线接收的信号的分贝功率(即,dBm),在一段时间内平均以减轻快衰落的影响。确定来自两个天线的平均信号的分贝差。移动台的信号的AoA则可以根据该分贝差和它们的天线的空间特性的知识、操作频率、以及ERP值确定。
许多无线通信系统将360的全向覆盖划分为三个重叠的扇区以通过频率重用提高它们的通信能力。覆盖区域被定义为由下行链路的信标无线信号所辐射的区域。通常,通过使用定向天线将360度全向覆盖区域划分为三个120度的扇区。理想的是,每个扇区的天线将只覆盖它的120度的区域而不覆盖它的相邻扇区的区域。事实上,由于这将需要非常大的天线,因此使用重叠的较小的天线。也支持其它分区规划(例如,两个90度的扇区、六个60度的扇区)。
以通用方式表征扇区天线使根据两个同级天线间的分贝功率差确定AoA变得容易,而无需采集和保持数目更多的将要处理的不同文件格式的各种制造天线的方向图的数据文件,并且然后提取可用在封闭形式的方案中的适合的方向图拟合模型以估计源自同级对小区站点的移动台的方位角。天线可以由它们纵向维度上的半功率波束宽度(HPBW)、它们的水平维度上的它们的HPBW、以及它们的前后波瓣比率(FBR)来表征。关于它的瞄准线对称的天线的HPBW被定义为从天线左边上的点到天线右边上的点的角间隔,其中天线左边上的点的功率响应低于其瞄准线位置处的峰值响应3dB,右边上的点的功率响应低于它的峰值响应3dB。天线的FBE被定义为它的瞄准线位置处的天线的最大分贝功率与距离其瞄准线位置180度处的分贝功率响应之间的分贝差。
天线通常通过将它们的最大分贝功率特性设置为0dB的归一化形式来表征。归一化水平面分贝功率特性的天线的通用模型在数学上可以表达为:
GdB(θ)=Ωh(1-[0.5+0.5cos(θ)]α)
其中,基于对应的水平HPBW、Θh、以及单位为dB的前后波瓣比(FBR)Ωh,得出天线方向图模型参数α:
α=log10(1+3/Ωh)/log10(0.5+0.5cos(Θh/2))
两个不同FBR值和三个不同HPBW的归一化天线方向图的曲线在图9中示出。
类似地,瞄准线定位在0度和120的两个120度HPBW天线间的分贝功率差的曲线在10中示出,用于两个天线的整个360度的全向特性。应该注意的是,在两个天线瞄准线之间,功率差将以每度-0.2dB的负斜率的线性方式从+12dB变化到-12dB。还需要注意的是,分贝功率差在整个全向360度范围内值不唯一。另一个重复值将出现在两个天线的瞄准线之间的角范围之外。因此,当利用这两个天线之间的功率差确定AOA时,将产生两个角度。一个AoA是正确的AoA而另一个是混淆的AoA。通过使用服务小区的物理站点的信息(诸如位置、天线瞄准线角度和TA信息),或当在主服务小区的TA带的预定义的搜索区域内以概率的方式求解手机的位置,可以解决这类不明确的AoA。
利用同级扇区功率差和服务扇区定时提前基于模型的位置估计
在无线网络上操作的手机的位置估计可以使用通常由手机做出的测量结果以及由网络做出的定时测量结果获得。特别是,手机对附近小区的扇区的功率进行测量以在其在覆盖范围内四处移动时协助其切换到那些扇区。网络获取从服务小区/扇区站点到手机的距离定时测量结果以将手机时间同步到网络进行正确操作。小区站点的两个相邻的扇区(即,同级对)的测量结果间的功率中的分贝差,提供手机相对于小区站点的方向的鲁棒性的指示。实际上,功率差测量有两个重要的优点。首先,手机的功率测量结果中的公共偏移被抵消,提供更精确的测量结果。其次,手机和相邻扇区中的每个扇区之间的无线信道将相似,在它们之间产生的变化较小,使得在位置估计中产生较少变化。来自两个或多于两个小区站点的功率差异测量结果可以与覆盖区域上的模型进行比较,以确定手机的可能位置。可以使用来自服务小区站点/扇区的距离测量来限制通常提供唯一位置的用于定位手机的搜索范围。
在说明性的实施例中,接收机和发射机被分隔距离r并且从发射机到接收机存在直接路径而没有多径出现,即,满足自由空间传播的定义。发射机具有有效辐射功率PT和归一化天线增益GT(θ)的方向图,其中θ表示方位角平面中的天线的增益的空间变化。接收功率被给出为发射机功率乘以接收机方向θ0上的发射天线上的增益,乘以发射机方向θ0上的接收天线的有效面积Ae(θ)。此外,我们将该计算量除以半径为r的球体面积,以对应离发射机距离为r的RF信号的功率强度的降低,这是因为无线电波在其从发射机到接收机传播时的球形传播。这被写为以下等式:
接收天线的有效面积与接收天线的增益相关,表示为:
其中λ是RF信号的波长。合并上述两个等式得出以下等式:
信号的波长λ和其频率f的乘积等于光速c,表示为以下等式:
c=fλ
光速等于3×108米每秒。波长可以根据以兆赫(MHz)为单位的信号的频率表示为:
替换上述等式的结果表示为:
上述等式表明假定全部其他参数不变,则接收功率将随着距发射机的距离的平方的倒数变化。这对于自由空间传播是精确的;然而,对于陆地移动无线传播信道,1/r2因子需要被1/Krα代替,其中α通常在2和4之间,以正确建模接收功率。因此,陆地移动传播场景的接收功率表示为:
取上述等式的以10为底的对数并乘以10,得到以dBm为单位的功率,表示为:
实际上,各种复杂的无线电波传播机制诸如,由于多丘陵地形、人为障碍物或植物引起的反射、衍射、以及LOS路径的阻断,可以产生沿着无线传播路径的超量损耗(Lex)。为了实现低的预测误差,建模这样复杂的传播机制要求技术建模专业知识以及昂贵的GIS数据库,该GIS数据库用于结合大量现场数据的集合建模环境以校准传播模型。因此,预测的接收功率可以表示为:
由手机接收的相同小区站点的两个同级扇区间的功率差将服从等式,该等式主要依赖抵消发射天线和移动台之间的所有公共复杂的无线电波传播机制的两个扇区天线的增益中的差。因此,通过避免对复杂的建模技术、GIS数据库和现场数据集合的需求,只基于同级对的方案降低了系统的复杂性和成本。所有其他的参数在差分运算中消除。这可以写为以下等式:
因此,使用该模型和使用扇区天线的空间特性的知识,可以估计从小区站点到未知的手机定位的方位角。空间特性可以被制造商指定或基于使用天线方向图的特征,诸如主波束指向方向、半功率波束宽度(HPBW)、以及前后波瓣比率(FBR)的经验模型得到。所估计的方位角方向上的轨迹和与所估计的角相关的角的不确定性从在图8中所示的两个小区站点中得出。可以测量来自这些扇区的功率并获得它们的差异并与模型比较以发现沿着来自两个或多于两个小区站点的估计角的两条或多条轨迹在哪里相交于唯一位置。假使,当基于估计的方位角,没有发现唯一的交叉点时,与结合了来自两个或多于两个小区站点的不确定性的相关的两个或多于两个角带的公共交叉区域被用来估计手机的位置。当TA信息可用于一个或多个上报服务小区时,由于基于TA的角带和基于同级对相关的RSSI的角带的重叠区域,公共交叉区域进一步减少以计算最终的位置估计。
无线网络通常知道手机的距离其服务小区的距离,因为手机必须被某种程度地时间同步到其服务小区以正确操作。通常,因为时间同步的量化,手机距它的服务扇区的距离是已知为在一个距离带上。此外,对已扇区化的小区站点,服务扇区的天线的空间特性将限制角范围上的范围带。该信息可以被包含在定位确定过程中用于提高精确性和效率。
图8地理上示出了最匹配由手机所测量的那些功率差的功率差的两条轨迹的交叉点的搜索被限制在服务扇区的范围带的构思。在图8的方案中,展示了三个小区站点801、802、803,每个小区站点具有三个扇区。使用由移动设备发送的信标信号强度和标识符,发现两组同级对,一对与第一个相邻小区站点802相关而一对与第二个相邻小区站点803相关。服务小区801确定由距离带804所示的定时范围或基于功率的范围。
使用同级对技术,恒定的功率差的轨迹805可以从第一相邻小区站点802示出。相似地,恒定的功率差轨迹806可以从第二个相邻小区站点803示出。
由恒定功率差的轨迹805、806、以及距离带804形成的方位轨迹间的重叠部分允许最有可能的位置807和误差范围808的确定。
图7a
图7a通过图形描绘了使用同级对的功率AoA的概率方法。服务小区701、第一相邻小区707和第二相邻小区708涉及功率AoA或相邻扇区技术的位置估计的例子。服务小区站点701具有服务扇区702。服务扇区702具有上报(由手机上报)的范围带703。服务扇区702和范围带703的联合区域基于小区的大小被辐射状地细分为两个或多于两个分区。在到达径向线(reach radial)705上,放置1到n个“像素点”704以在范围带703内生成均匀覆盖。
在图7a的例子中,扇区的下行链路的发射天线的两个同级对已在第一相邻小区站点707和第二小区站点708发现。对每个同级对使用归一化的上报下行链路功率,可以绘制第一测量方位706和第二测量方位709。
然后,对于每个像素点704,使用像素点位置、事先确定的天线特征和归一化的上报下行链路功率对每个像素点704,创建第一理论方位710和第二理论方位711。每个像素点704的第一测量方位706和第一理论方位710之间的差异被确定。每个像素点704的第二测量方位709和第二理论方位711之间的差异然后也被确定。测量和理论模型之间的差异允许根据像素点位置概率的加权。示出最小的测量与建模差异的像素点赋予高权重。
一旦计算和加权结束,最终位置估计被计算为具有建模和测量之间的最小地理差异的K个像素点的加权平均。
图7b
图7b示出了生成单个像素点704的概率加权的差异的几何学上的确定。示出了第一相邻小区707的第一测量方位706和第一建模方位710。第一建模方位710通过像素点704。第一测量方位706和第一建模方位710之间的差异在地理上示出为712。
如果第二同级对存在,则示出第二测量方位709和第二建模方位711。第二建模方位711通过像素点704。示出第二测量方位709和第二建模方位711的地理差异713。
在数学上,通过创建定时提前和范围带上的相邻小区的同级对的功率差异模型,可以得到使用来自无线网络的定时(在GSM中的定时提前(TA))信息和功率信息的手机的地理定位的概率方法。这些参数被假设为具有等于模型的已知的方差和均值或具有预测值的高斯分布。每个参数的高斯形式的归一化权重被定义为:
在范围带上对所有参数的评估权重。这通过评估均匀地分布在如在图7a中所示的范围带各处的许多点或“像素点”处的权重来完成。在每个“像素点”处,权重以某种方式合并,即,相乘和/或相加以得到每个像素点位置处的最终结果。最终位置估计被计算为具有最大有效权重的K个像素点的加权平均。
给出每个像素点处的有效权重:
W=WRSSI*WTA*WAZ
WRSSI表示基于比较建模的相对RSSI与上报同级对小区扇区的相对RSSI的权重,WTA表示基于距离上报服务小区的基于TA的距离的像素点的距离的权重、以及WAZ表示基于距离具有最小TA值的上报主服务小区的天线的主波束指向方向的像素点角度的权重。
每个像素点处的所有上报小区站点的累积相对功率匹配误差的有效权重通过以下两个方法(单个权重的和或乘积)中的一个给出:
WRSSIn表示归一化的高斯权重,其由以下等式给出:
RPmeas是所测量的在小区站点n处的同级扇区间的以dB为单位的相对功率,RPpred是像素点处的小区站点n的同级扇区之间的以dB为单位的相对功率的模型值(即,预测的值),并且σrssi 2是覆盖区域上的相对功率的已知先验方差。仅当RPmeas和RPpred之间的差异的数值大于ΔrrsidB时,才使用该权重值。当该差异数值小于或等于ΔrrsidB时,设置WRSSIn等于1。
Wn是作为所测量的RSSI差异的函数的RF建模的可靠性权重,由以下等式给出:
当所测量的以dB为单位的小区站点n的相对功率的数值,即,RPmeas大于δmeasdB时,Wn表示为上式。否则,给出值为1的Wn。
当来自一个或多个服务小区的扇区的测量结果可用时,在主服务小区TA带上按照如下等式计算每个像素点处的有效权重:
S是上报服务小区的总数,WTAn是基于TA距离误差的第n个上报服务小区的权重,并且由以下正态分布给出:
其中dTA是测量的TA距离,d是像素点的距离,而σTA 2是已知的先验方差。只在dTA和d间的差异的数值大于Δd时,才使用该权重值。当该数值小于或等于Δd时,将WTAn设置为1。
作为距离瞄准线定位方向的方位角的函数的可用概率权重由以下等式给出:
同样,像素点的有效权重是上述三个权重的乘积。
位置估计的最终步骤涉及将所有像素点按权重从最大到最小分类并且随后从某个最大权重的预定百分比内选出K个最大权重,并且计算结果是与所述K个权重相关的像素点位置的加权和的位置。在数学上,这可以写为以下等式:
说明性实施例
1.结合3个扇区化的服务站点和相邻站点的功率AoA
在图2中,示出了使用来自全方向的服务小区201和相邻扇区化小区203的信息的移动设备202的定位。服务小区站点201有具有范围带207的单个服务区(在GSM术语中的CGI或在LTE中的PCI)。范围带207的大小和宽度基于定时提前(TA)的值和定时提前的值的精确度(在GSM中,TA的宽度是554米,在LTE中是156米)。移动设备202(例如,MS或UE)必须被激活以允许测量报告的产生,但是当该移动设备202激活时,其可以处于控制信道处理或业务信道处理中。激活的MS/UE 202与服务小区201具有双向无线链路并且周期性地扫描和接收来自相邻小区203的扇区204、205的信标广播。
使用归一化的接收功率和天线模型,可以计算对应于源自每个扇区204、205的发射天线的平均方位角估计值两侧的标准偏差的方位角206、209。通过合并角信息的标准偏差206、209和范围带207,可以计算移动设备的位置估计208。相比在全向小区内的传统的基于小区ID的定位(服务小区201的经度和纬度),该位置估计208的精确度较高。这里估计的定位误差可以被计算为由范围带207和方位角206、209的标准偏差所包围的区域。
2.结合全向服务站点和扇区化服务站点的功率AoA
在图3中,示出了使用全向服务站点301和3扇区化的相邻小区站点305、306的移动设备302的定位。在服务小区/扇区301中,范围带304基于定时提前的值和定时提前值的精确度示出。移动设备302必须被激活以允许测量上报产生,但是在激活期间,其可以处于控制信道的处理或业务信道的处理中。激活的MS/US 302与服务小区301具有双向无线链路并且周期性的扫描和接收来自小区305的扇区307、308和来自小区306的扇区309、310的信标广播。
使用归一化的接收功率和天线模型,可以绘制一组对应于每个上报扇区309、310、307、308的传输天线的方位角估计值的标准偏差的方位角311、312、313、314。通过合并来自方位角311、312、313、314的角度信息和服务小区301的范围带304,可以计算移动设备的位置估计315。相比在全向小区中的基于传统的小区ID的定位(服务小区301的经度和纬度),该位置估计315的精确度更高。这里估计的定位误差可以被计算为由范围带304和方位估计311、312、313、314的标准偏差所包围的区域。
3.结合两个相邻的扇区化站点的功率AoA
在图4中,示出了使用相邻的扇区化小区站点401、402的移动设备403的定位。在该方案中,不需要服务小区功率或定时范围。移动设备403不需要被注册、激活或不需要致力于与提供下行链路信标的无线系统进行全双工通信。
移动设备403扫描和接收来自小区401的扇区404和405、以及来自小区402的扇区406、407的下行链路信标广播。使用归一化的接收功率和天线模型可以绘制所接收的每个扇区404、405、406、407的传输天线的对应于方位角估计值的标准偏差的一组方位角408、409、410、411。通过合并来自方位角408、409、410、411的角信息,可以计算移动设备403的位置412。手机位置412的计算所需的信息(传输天线的广播功率、天线模型、以及每个下行链路传输天线的位置)可以由无线网络广播、被记录在本地移动设备403上、或从可替代的无线网络接收。在一些场景中,移动设备403可以采集下行链路信号并且通过可替代的方法将其传送到用于定位计算的陆侧服务器。
4.结合三个附近小区站点的功率AoA
在图5中,示出了使用附近的扇区化的小区站点501、502、503的移动设备504的定位。在该场景中,不需要服务小区功率或定时范围带。移动设备504不需要被注册、激活,或不需要致力于与提供下行链路信标的无线系统的双工通信。
移动设备504扫描和接收来自小区501的扇区505和506、小区502的扇区507和508、以及小区503的扇区509和510的下行链路信标广播。使用归一化的接收功率和天线模型,可以绘制所接收的扇区505、506、507、508、509、510的发射天线的对应于方位角估计值的标准偏差的一组方位角511、512、513、514、515、516。通过合并来自方位角511、512、513、514、515、516的角信息,可以计算移动设备504的位置517。手机位置517的计算所需的信息(传输天线的广播信息、天线模型、以及每个下行链路传输天线的位置)可以由无线网络广播、记录在本地移动设备517上、或从可替代的无线网络接收。在一些场景中,移动设备504可以采集下行链路信号并且以可替代的方法将其传输到用于定位计算的陆侧服务器。
图6
图6描绘了语音通信和数据通信的无线通信网络(WCN)。WCN包括无线接入网(RAN)602和核心网609。无线定位系统(WLS)610部署成支持定位服务。
RAN 602包括无线收发台和天线(RTS)的分布式网络。亦称为基站收发台、无线电基站、基站、基站(NodeB)和增强型基站,RTS 603、604、605以各种不同的大小出现,提供不同的覆盖面积和载荷能力。在该例子中,根据它们的作用和相对于移动台/用户设备(MS/UE)601的接近度对RTS做了进一步描述。服务RTS 603建立和保持与MS/UE 601的无线链路606。相邻的RTS 605和最接近的RTS 604是潜在的切换候选并且MS/UE 601可以根据在服务RTS 603的下行链路信标中存在的信标分配列表扫描来自每个RTS的无线广播信标。
每个RTS603、604、605与核心网609通过有线或无线数据链路608连接。在GSM系统中,BTS被连接到基站控制器(BSC)/分组控制单元(PCU),而在LTE系统中,增强型基站(eNodeB)被连接到移动性管理实体(MME)。
在GSM的例子中,BTS 603、604、605通过Abis接口609连接到BSC/PCU 611。BSC/PCU 611通过A接口612连接到移动交换中心(MSC)613。MSC通常也充当访问位置寄存器(VLR),其中来自HLR 615的用户配置文件按照需要通过SS7网络614下载。
在LTE网络中,系统架构演进(SAE)替代核心网609,该SAE利用全互联网协议(IP)分组路由区域网络和提高的微处理器性能以创建更便宜的可升级的核心网。SAE的四个主要组成部分(在图6的例子中未示出)是移动性管理实体(MME)、服务网关(SGW)、PDN网关(PGW)、以及策略与计费规则功能单元(PCRF)。
图中示出了GSM的无线定位系统610。服务移动定位中心(SMLC)619与BSC/PCU 611通过3GPP定义的Lb接口616相互连接。SMLC通过Lg接口618又连接到(通常通过中间接口和节点)网关移动定位中GMLC 617。
LTE网络的WLS并没有在这个例子的插图中示出。LTE的WLS包括连接到如在3GPP技术规范36.305V9.3的“在E-UTRAN中的用户设备(UE)定位的阶段2的功能规范”中所描述的MME的E-SMLC(LTE的演进SMLC)。
可替代的实施例
用户面
本发明的用户面方法(在该方法中手机和陆侧服务器与WCN相互作用透明地提供数据连接)可以使用用户识别模块(SIM)工具包(STK)。STK最初定义在欧洲电信标准协会(ETSI)GSM 11.14技术标准(TS)11.14,“用于用户识别模块—移动设备(SIM-ME)接口的SIM应用工具包(SAT)规范”。GSM、UMTS和LTE网络的更新工具包标准和通用用户识别模块(USIM)可以在第三代合作伙伴项目(3GPP)TS 31.111“通用用户识别模块(USIM)应用工具包(USAT)”中找到。STK定义的命令集合允许由陆侧服务器对MS/UE网络、定时测量结果和功率测量结果的直接存取。使用STK,SMLC可以在不与WCN的控制节点交互的情况下请求网络测量。
LMU辅助系统
位置测量单元(LMU)是一般与无线网络基站处于一处的无线接收机,通常安装该位置测量单元以促进上行链路的到达时间差(U-TDOA)技术和/或到达角(AOA)定位技术。结合功率AoA定位使用LMU的主要优势在于,LMU从产生重叠系统的周围扇区测量接收的下行链路信标标识符和信号强度,从而在与SIM工具包配合时,不受无线通信系统运营商控制而提供定位服务的能力。结合U-TDOA和ECID用于ECID定位的校准之前记载在2007年4月18日提交的美国专利申请号为11/736,950的美国专利“稀疏的U-TDOA无线定位网络”中。
选择适合的位置估计方案的方法
无线设备位置估计方案(LES)包括提供可能的位置估计和在不确定区域内的指定位置估计的置信水平的位置估计周围关联的不确定性区域的手段。本文提出了一种根据诸如在预定的时间期间内采集的输入NMR(网络测量报告)数据内具有有效的小区标识符的小区数、诸如服务小区或相邻小区的小区类型、具有有效定时值的小区数、具有有效功率值的小区数和具有有效功率值的同级对的数目的可用输入信息,选择正确的无线设备位置估计方案的演进方法。术语NMR的使用是包含性的,并且包括取决于测量报告的技术,其中的例子包括CDMA系统的上报的导频强度(RPL)测量、UMTS测量报告和LTE系统的测量报告。
可以将唯一的数字标识符分配给蜂窝网络中的每个小区的扇区,该唯一的数字标识符与广播控制信道[例如:在GSM中的BCCH(广播控制信道)、在UMTS或LTE中的uARFCN(UMTS陆地无线接入绝对RF信道编号)]和基站识别码[例如:在GSM中的BSIC(基站标识码)、在UMTS或LTE中的pSC(导频的扰码)]组合相关,呈现在服务小区和相邻小区的MR/NMR(测量报告/网络测量报告)数据中由移动台上报返回网络。网络测量的定时信息(例如:在GSM或LTE中的TA(定时提前)、在UMTS中的Pd(传播延迟)或RTT(往返时间))和/或移动台测量的功率[例如,在GSM中的RSSI(接收信号强度指示)、在UMTS中的RSCP(接收信号码的功率)、在LTE中的RSRP(参考信号的接收功率)]可用于输入NMR数据中的上报小区中的每一个小区。当一个或多个上报小区具有定时值或最强的功率值时,当没有小区具有上报的定时信息,而具有上报的功率值时,主小区被定义为具有最小定时信息值的最接近MS的小区。
提出适用于不同的输入NMR数据信息的各种位置估计方案以提供基于封闭形式的近似方案的位置估计,其中该封闭形式的近似方案接近于基于具有低预测误差的复杂无线传播预测模型和定义服务小区的服务区域和相邻小区或潜在切换小区的相邻区域的蜂窝网络的功能性概念的更准确的详细方案。表示基于定时的距离范围带、基于功率的距离范围带、服务区域和相邻区域的各种地理区域的形状可以由近似封闭形式的等式或一组已知的形状(诸如,基于复杂的无线传播预测模型的封闭形状复杂的地理区域的圆形或矩形)定义。
除位置估计之外,不确定区的说明(specification)对理解与可能的位置估计相关的误差是同等重要的。手机可能处于的可能的搜索区域可以通过基于可用的输入信息使用不同的位置估计技术获得,这些技术在随后的章节中提出。最可能的位置估计可以被计算为基于该搜索区域的全部或部分相关权重的加权平均,并且对应的不确定区因此将基于质量以及用于处于所提供的不确定区域内部的位置估计的指定置信等级的可用输入信息的组合定义。
由于NMR数据中的可用输入信息的范围被限制在某些已知的限制内,所以每个定位方案可能具有离线生成以备使用的与对应的位置估计以及不确定区的说明相关的可用输入信息的映射表。该方法能够在获得高的定位吞吐量的同时还保持实时系统以简单方式满足各种精确度要求以及相关的部署和维护的复杂性和成本的需求。
例如,当使用基于平面文件的专有定位方案的数据库时,仅仅是要使用的主小区的知识、它的定时信息和功率信息以及方案的类型限制了数据库的搜索,以只针对标记了方案类型、主小区标识符和相关的定时值或功率值的特定文件的上下文匹配剩下的输入信息。该文件的内容包括上报小区的其他输入信息的所有可能的组合。通过这种方式,甚至可以为数以万计的小区站的大型蜂窝网络快速提供定位方案,以在达到更高的吞吐量的同时,仍然通过分离底层定位技术和维护来保持简单的实时系统。
图11
图11示出了基于可用的输入信息的适合的位置估计方案的选择过程的高层概述。使用演进方法,包括小区级参数的数据库(例如,小区ID、小区服务区域、相邻列表)已在SMLC或定位服务器中建立。手机在正常操作进程中采集NMR数据并且该数据在空中接口上被发送到无线通信网络(WCN)。在持续时间内,由无线定位系统(WLS)采集NMR数据1101。该持续时间将根据无线空中接口技术和WCN的设置变化。然后针对基于数据库的小区站点信息和网络信息,预处理所收集的NMR数据1102。采集的数据的有效性将根据其对应的可能的范围或基于数据库保持的信息值确定。
如果在所采集的NMR数据中,发现具有有效定时的小区1103(即,在根据基于数据库的小区站点和网络信息建立的限制内),则执行具有有效功率的小区的测试1109。如果在所采集的NMR数据中,没有发现有效的功率测量结果,则激活场景LES2 1110(LES2:当只有小区标识符和时间信息可用时)。相反,如果在所采集的NMR数据中,发现了有效的功率测量结果,则执行同级对的检查1111。如果在所采集的NMR数据中,发现替代的有效功率测量结果,则激活场景LES6 1112(LES6:当小区标识符、时间信息和/或功率信息可用于一个或多个具有一个或多个同级对的服务小区和相邻小区时)。如果在所采集的NMR数据中,没有找到同级对,则激活场景LES 5 1113(LES5:当小区标识符、时间和/或功率信息可用于一个或多个没有任何同级对的服务小区或相邻小区时)。
当测试具有有效定时的小区时1103,如果采集的NMR数据不包括有效的定时测量结果,则测试NMR的有效功率测量结果1104。如果没发现有效的功率测量结果,激活场景LES1 1105(LES1:当只有小区标识符信息可用时)。相反,如果在采集的NMR中发现有效功率测量结果,则执行同级对的检查1106。如果发现同级对,则激活场景LES4 1108(LES4:当小区标识和功率信息可用于两个或多于两个具有一个或多个同级对的服务小区或相邻小区时)。如果没有在所采集的NMR数据中发现同级对,则激活场景LES3 1107(LES3:当只有小区标识符和功率信息可用于没有任何同级对的一个或多个服务小区和/或相邻小区时)。
在图11中所介绍的场景1-6中的每个场景的细节在稍后的章节中进行描述。取决于方案的复杂等级和吞吐量的要求,它可以被实时计算或使用快捷可用的离线生成和保持的映射表格。使用通用地理区域说明(如在序号为23.032的3GPP技术规范中所定义的“通用地理区域说明(GAD)”)来描述所有上报的位置估计和误差区域。在很多低准确度的定位技术中,上报的位置仅仅是相同定位概率的区域的中心或形心。
1)LES1:当只有小区标识符信息可用时
当在NMR数据采集时间的时间段期间只上报一个或多个小区标识符时,提出可能更优于或比得上上报主服务小区的小区站点位置的标准的可用CID方案的位置估计的方法。
当只上报单个服务小区的标识符时,位置估计被计算为服务小区的服务地理区域的形心。
当只上报两个或多于两个服务小区的标识符时,位置估计被计算为上报服务小区的服务地理区域的重叠数最多的公共区的形心。例如,当上报三个服务小区并且在所有三个小区的服务区域之间没有发现公共区时,则选择只有两个服务小区的服务区域重叠的公共区来代替。
当只上报一个或多个小区的标识符在没有任何服务小区的信息时,位置估计被计算为相邻上报小区的相邻地理区域的重叠数最多的公共区的形心。
当除了上报一个或多个小区之外,还上报一个或多个相邻小区时,位置估计被计算为重叠小区数最多的上报服务小区的不同服务地理区域的公共区的形心,并且还被偏向额外的相邻上报小区的相邻地理区域的重叠最大的形心的方向。在NMR数据采集时间内可获得的单个或多个上报服务小区的标识符组合的位置估计可以是实时计算的或从针对特定的位置服务区域(LSA)内的每个单独服务小区或多个服务小区的组合所创建和离线维护的预建立的位置映射表数据库加载。
图12
图12用图形描绘了基于小区ID的服务区域的位置估计。使用纬度1201和经度1202的图来帮助描绘小区ID位置。对于以基站天线1204为中心的全向小区,上报位置是错误概率等于服务小区1203的基站天线1204的位置。对于使用定向基站天线的120度(3扇区化)小区,上报位置1206位于服务小区1205的质心。对于使用定向基站天线的60度(6扇区化)小区,上报位置1208位于服务区域1207的质心。
基于历史定位数据的获得和使用,改进被用来修改上报的位置和定位误差,如在序号为12/870,564的美国专利申请“使用先验概率的定位精确度的改进”中描述。
图13
图13用图形描绘了基于两个同级小区的相邻区域的位置估计。绘制在纬度1301和经度图上的同级小区是相同基站1303上的每个扇区。使用服务扇区的服务区域1304和相邻扇区的服务区域1305来基于服务区域间的重叠确定位置估计1306和误差区域。
图14
图14用图形描绘了基于两个非同级小区的相邻区域的位置估计。在纬度1401和经度1402的图上所示,服务小区和相邻小区(如在该例子中所示的扇区)基于两个不同基站1403、1404。服务小区1405的服务区域和相邻小区1406的服务区域重叠。将重叠区域1408的中心区域1407上报为估计位置,而使用重叠区域1408来描述误差区域。
图15
图15用图形描绘了基于具有公共区的三个小区的相邻区域的位置估计。如在纬度1501和经度1502上所示,三个基站1503、1504、1505具有使服务小区区域1506、1507、1508都重叠的小区。重叠区域1510的形心1509被上报为位置估计并且重叠区域1510的地理区域描述被上报为误差估计。
图16
图16用图形描绘了基于没有单个/公共的重叠服务区域的三个小区的相邻区域的位置估计。在这个例子中,在绘制的纬度1601和经度1602的图上,三个基站1603、1604、1605被扇区化。然而,服务区域1606、1607、1608不共享公共的重叠区域;两个服务区域1606、1607进行重叠创建部分公共服务区域1610。并不是丢弃从存在的未被包括的服务区域1608收集到的信息,而是将上报的位置估计1609从部分公共区1610的中心在未被包括的服务区域1608的基站1605的方向上进行偏移。偏移根据从基站1605接收的相对功率相对于其他基站1603和1604接收的相对功率确定。
2)LES2:当只有小区标示符和时间信息可用时
提出一种在NMR数据采集时间期间上报一个或多个具有有效定时信息的服务小区时,可能优于或等于主服务小区的标准可用小区ID+定时范围(例如,在GSM中的CGI+TA)的位置估计方法。当一个或多个服务小区上报定时值时,主服务小区是具有最小定时信息值的距MS最近的小区。
可以根据网络测量的定时信息计算距离上报服务小区站点位置的距离估计值和相关的范围不确定度。每个定时值的距离范围的估计值可以由简单的封闭形式的等式或一组已知的形状定义,诸如由基于复杂的无线传播预测模型封闭复杂形状的地理距离范围区域的圆或矩形定义。
当在NMR数据采集时间的时间段期间上报单个服务小区的定时信息时,位置估计被计算为基于服务小区的扇区的定时沿着径向方向覆盖相关的可能范围和沿着服务小区的服务区域内的角方向的范围带的形心。
当在NMR数据采集时间的时间段内上报两个或多于两个服务小区的定时信息时,位置估计被计算为基于定时沿着径向方向覆盖相关的可能范围和沿着上报服务小区的服务区域内的角方向的范围带的不同服务小区的扇区的公共区的形心。最终的位置估计被限制为在主服务小区的距离范围带内沿着从主服务小区位置到公共区的形心方向。
在除了上报具有有效定时信息的一个或多个服务小区之外,还上报没有任何定时信息的一个或多个服务小区标识符时,位置估计被计算为基于定时信息的公共区的形心并且还偏向额外的上报服务小区的服务器的地理区域的重叠最大的方向。最终的位置估计被限制为在主服务小区的距离范围带内沿着从主服务小区位置到先前的最佳位置估计的方向。
在除了上报具有定时信息的一个或多个服务小区之外,还上报没有任何功率信息的一个或多个相邻小区的标识符时,位置估计被计算为基于定时的公共区的形心并且还偏向额外的相邻上报小区的相邻地理区域的重叠最大的方向。最终位置估计被限制在沿着远离主服务小区位置的先前的最佳位置估计的主服务小区的距离范围内。
对于NMR数据采集时间内的单个或多个上报的服务小区的定时和功率可用性的组合的位置估计可以是实时的并且可以从针对特定定位服务区域(LSA)内的每个单独的服务小区或多个服务小区的组合所创建和离线维护的预先建立的位置映射表的数据库加载。
图17
图17用图形描绘了基于来自3个小区的定时范围和服务区域的组合的位置估计。如在纬度1701和经度1702的图上所示,在该例子中三个基站1703、1704、1705具有公共区1709。在该例子中,公共区1709受到小区1706、1708的服务区域和定时范围带服务区域1707的约束。上报的位置估计1710计算为公共区域的形心而且通过使用公共区域1710的面积和形状,上报误差区域估计。
图18
图18用图形描绘了基于由纬度1801和经度1802所定义的区域上的3个小区的定时范围和服务区域的组合的位置估计。如在该例子所示,定时范围信息可从两个基站1803、1804获得而至少第三个基站1805的信标可获得,因此捕获服务区域1808。公共区1810由两个范围带1806、1807和服务区域1808的交叉形成。上报的位置估计1809被计算为公共区域1810的形心并且误差区域估计被上报为公共区域1810的大小(dimension)。
3)LES3:当只有小区标识符和功率信息可用于不具有任何同级对的 一个或多个服务小区或相邻小区时
距离上报的服务小区站点位置和相邻小区站点位置的距离估计值和相关的范围不确定度可以根据手机测量的功率信息计算,其中通过使用路径损耗模型将功率信息归一化为它的有效发射功率(ERP)。每个功率值的距离估计可以由封闭形式的等式或一组已知的形状定义,诸如基于复杂的无线传播预测建模封闭复杂形状的地理距离范围区域的圆或矩形。
当在NMR数据采集时间持续期期间只有一个或多个服务小区的功率信息上报时,位置估计被计算为不同服务小区的服务区域和基于上报功率沿着径向方向覆盖相关的可能范围的范围带的重叠数最多的区域的形心。
当在NMR数据采集时间持续期期间只上报一个或多个相邻小区的功率信息时,位置估计被计算为不同相邻小区的相邻区域和基于上报功率沿着径向方向覆盖相关的可能范围的范围带的重叠数最多的区域的形心。
当在NMR数据采集时间持续期期间上报两个或多于两个服务小区和/或相邻小区的功率信息时,位置估计被计算为不同服务小区和/或相邻区域和基于上报的功率沿着径向方向和角方向上覆盖相关的可能范围的范围带的公共区的形心。
在NMR数据采集时间内,一个或多个上报的服务和/或相邻小区功率有效而缺少同级对情况的位置估计可以是实时计算的或从针对特定定位服务区域(LSA)内的每个单独的服务小区或相邻小区或多个服务小区和/或相邻小区的组合所创建和离线维护的预先建立的位置映射表的数据库加载。
图19
图19用图形描述了基于来自服务小区和至少两个相邻小区的功率测距的位置估计。在该例子中,三个基站1903、1904、1905服务于由纬度1901和经度1902标出尺寸的地理区域。三个通过功率获得的范围带1906、1907、1908可用于定位。根据全部三个功率范围带1906、1907、1908的交叉创建的公共区1910,计算公共区1910的形心1909。形心1909被上报为估计位置而公共区1910的大小和形状被上报为误差估计。
图20
图20用图形示出了基于距离服务小区的功率测距和至少两个相邻小区的服务区域的位置估计。如在纬度2001经度2002的图上所示,在该例子中,三个基站2003、2004、2005有从相邻小区2035、2003的服务区域2006、2008和来自服务小区2004的功率范围带2007形成的公共区域2010。基于公共区域2010,计算形心2009。形心2009则被上报为估计位置而公共区2010的大小和形状被上报为误差估计。
4)LES4:当小区标识符和功率信息可用于两个或多于两个具有一个 或多个同级对的服务小区或相邻小区时
使用来自至少一对同级小区的功率测量结果的特定情况可以简化整个位置估计系统的复杂性和开发成本以通过抵消同级小区和MS之间的复杂的无线传播路径达到同等级的精确度。同级对包括多扇区小区站点的两个下行链路传输天线,其中多扇区小区站点被放置在距离每个其它小区100米以内并且它们的天线方向图的主波束指向不同的方向。
当在输入NMR数据中只上报单个同级对时,位置估计被计算为具有距离同级小区塔位置的相关的不确定度的基于相对功率估计的方位角带、沿着径向方向和方位角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带和所有单独的上报小区的服务区域和/或相邻区域之间的公共区的形心。最终的位置估计被限制在基于同级对的方位带内。
当在输入NMR数据中上报两个或多于两个同级对时,初级搜索区域被计算为基于其相对功率所估计的距离每个同级对塔的位置的相应的方位角带的公共区。如果可能,通过使用服务区域和/或相邻区域、以及沿着径向方向和方位角的方向覆盖单独上报小区相关的可能范围的基于功率的距离带的重叠最大区域,进一步减小初级搜索区域。最终的位置估计被计算为减小的初级搜索区域的形心并且被限制在基于同级对的相对功率的初级搜索区域内。
在NMR数据采集时间内的一个或多个上报服务小区和/或相邻小区的功率可用在统计对存在情况下的位置估计,可以实时计算或从针对在特定的定位服务区域(LSA)内的每个主服务小区或多个服务小区和/或相邻小区所创建和离线维护的预先建立的位置映射表的数据库加载。
图21
图21用图形描绘了基于来自服务小区和同级相邻小区的功率测距的位置估计。绘制在纬度2101和经度2102的图上,单个基站2103支持至少两个小区(扇区)。在定位计算前已知同级对,两个同级小区允许两个基于功率的范围带2104、2105和角向量2106的产生。功率范围带2104、2105和角向量2106的交叉产生被上报为位置估计的形心2107所处的等势区域2108并且等式区域2108被上报为误差估计。
图22
图22用图形描绘了使用同级小区之间的功率测距和至少一个额外的相邻小区的服务区域的位置估计。在该例子中,在由纬度2203和经度2202定义的地理区域上描述三个基站2203、2204、2205。至少一个基站2204具有小区(扇区)的同级对集合。两个功率范围带2207、2208和角向量2210可以从同级对中确定。这些测量结果与来自附近的基站2203、2205的服务区域2206、2209结合形成公共区域2211(在该例子中)。公共区域2211的形心2212被上报为位置估计,等势公共区域2211被上报为误差估计。
图23
图23用图形描述了使用同级对小区之间的功率测距和距离一个额外的相邻小区的功率范围的位置估计。如在纬度2301和经度2302的图上所示,至少两个基站2303、2304是地理上最接近的。一个基站2303具有允许两个功率测量结果的小区(扇区)同级对并且因此要计算两个功率范围带2306、2307。角向量2308也可以从两个功率测量结果中获得。使用根据上述的其它基站2303的传输确定的功率范围带2305,可以确定公共区域2310。公共区域2310的形心2309被上报为位置估计并且等势公共区域2310被上报为误差估计。
LES5:当小区标识符、时间和/或功率信息可用于一个或多个不具有 任何同级对的服务小区和/或相邻小区时
当在NMR数据采集时间期间上报一个或多个服务小区的定时信息时,初级搜索区域被计算为沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的基于不同服务小区的扇区定时的范围带的公共区。
通过使用沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带、所有上报服务小区和相邻小区的服务区域和相邻区域,可进一步减小基于定时的初级搜索区域。最终的位置估计被计算为最终的搜索区域的形心并且被限制在基于定时的初级搜索区域内。
在NMR数据采集时间内,一个或多个上报服务小区和/或相邻小区的定时和/或功率可用但没有同级对的情况下的位置估计可以实时计算或可以从针对特定的定位服务区域(LSA)内的每个主服务小区或多个服务小区和/或相邻小区的组合所创建和离线维护的预先建立的位置映射表的数据库加载。
图24
图24用图形描绘了使用可用于一个或多个没有同级对的服务小区和/或相邻小区的小区标识符、时间信息和/或功率信息的位置估计。如在纬度2401和经度2402的图上所示,四个基站2403、2404、2405、2406在地里位置上邻近。在这个例子中,两个基站2404、2406具有使用功率上报的小区,并且因此可以绘制上报小区(扇区)的两个功率范围带2410、2411。两个基站2403、2405同时具有上报小区(产生服务区域2407、409)和用于每个小区的定时范围2408、2412。结合服务区域2402和2409的地理区域、功率范围带2410和2411、以及定时带2408和2412,产生公共区域2413。公共区域2413的形心2414被上报为位置估计并且等势的公共区域2413被上报为误差估计。
6)LES6:当小区标识符、定时信息和/或功率信息可用于具有一个 或多个同级对的一个或多个服务小区和相邻小区时
当在NMR数据采集时间期间上报一个或多个服务小区的定时信息时,初级搜索区域被计算为沿着径向方向和角度方向覆盖相关的可能范围的基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区。通过基于同级对的相对功率,获取所估计的距离一个或多个同级小区塔的方位带的重叠最大区域,进一步减小基于服务小区定时的搜索区域。
通过使用沿着径向方向和方位角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带、所有上报服务小区和相邻小区的服务区域和相邻区域,进一步减小基于定时和同级对的相对功率的初级搜索区域。最终的位置估计被计算为最终搜索区域的形心并且被限制在基于定时和同级对的相对功率的初级搜索区域内。
在同级对存在时的一个或多个上报服务小区和/或相邻小区的定时和/或功率可用的情况下的位置估计,可以实时计算或从针对特定的定位服务区域(LSA)内的每个主服务小区或多个服务小区和/或相邻小区的组合所创建和离线维护的预先建立的位置映射表的数据库加载。
图25
图25用图形描绘了使用可用于一个或多个具有一个或多个同级对的服务小区和相邻小区的小区标识符、定时信息和/或功率信息的位置估计。如在纬度2501和经度2502的图上所示,四个基站2503、2504、2505、2506在该例子中是地理上邻近的。两个基站2404、2406具有使用功率上报的小区并且因此可以绘制上报小区(扇区)的两个功率范围带2507、2509。一个基站2505同时具有上报小区(产生服务小区2510)和具有定时范围2511的小区。基站2503具有两个相似配备的小区上报功率,因此存在同级对的条件并且产生基于功率的角2508。结合服务区域2510的地理区域、功率范围带2507和2509、定时带2511和根据同级对的角测量结果,获得公共区域2512。公共区域2512的形心2513被上报为位置估计并且等势的公共区域2512被上报为错误估计。
任何上述所提及的方面都可以在方法、系统、计算机可读介质或任何类型的制品中实现。本领域的技术人员应该理解的是,本文所描述的各种技术可以结合硬件或软件或在适合时结合二者的组合实现。例如,本发明的各个方面可以在可编程计算机上执行。因此,本发明的方法和装置或其某些方面或部分可以采取在有形介质中体现的程序代码(即指令)的形式,诸如软盘、CD-ROM、硬盘、或任何其他的机器可读存储介质,其中,当程序代码被下载到机器或由机器执行时,诸如计算机的机器就成为实现本发明的装置。在程序代码在可编程的计算机上执行的情况中,计算设备通常包括处理器、由处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性储存器和/或存储元件)、至少一个输入设备、以及至少一个输入设备。这样的程序可以优选以高级过程化编程语言或面向对象的编程语言实现以与计算机系统进行通信。然而,如果需要,程序可以汇编语言或机器语言实现。不管怎样,语言可以是编译语言或解释语言,并且与硬件实现结合。例如,在示例的实施例中,计算机可读存储介质包括随机存取储存器(RAM)、存储设备(例如,机电式硬盘驱动器、固态硬盘驱动器等)、固件(例如,闪存RAM或闪存ROM)、以及可移动的存储设备(例如,CD-ROM、软盘、DVD、闪存盘、外部存储设备等等)。应该由本领域的技术人员理解的是,可以使用其它类型的计算机可读存储介质,诸如盒式磁带(magneticcassettes)、闪存卡、数字视频盘、伯努利盒(Bernoulli cartridge)等。计算机可读存储介质可以提供处理器可执行指令、数据结构、程序模块和其它计算机数据的非易失性存储。
结论
本发明的真正的范围不局限于本文所公开的目前优选的实施例。例如,上述公开的用于定位移动设备和用于计算地选择位置估计的方案的方法和系统使用说明性的术语,诸如无线定位系统、基站收发台(BTS)、网络测量报告(NMR)、定时提前(TA)、小区标识符、场景(LES1、LES2等)、等等,这些说明性术语不应该被解释为限制以下权利要求的保护范围,或另外表明基于时间和功率的定位技术的发明性的各个方面和选择位置估计的方案受限于公开的特定方法或仪器。因此,除非可以明确地对其进行限制,否则上述描述的特定实施例不是旨在限制以下权利要求的保护范围。
Claims (75)
1.一种用于定位移动设备的方法,包括:
引起所述移动设备接收来自服务基站收发台BTS和一个或多个相邻BTS的信标信号,其中每个BTS定位在小区站点,并且每个信标信号包括小区标识CID信息;
基于所接收的信标信号检测同级对的数目,其中同级对包括位于多扇区小区站点的共站点扇区中的两个下行链路传输天线;以及
基于所检测到的同级对的数目选择预定义的定位方法。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所检测到的同级对的数目是一,并且响应于其选择单个站点定位方法或相邻站点定位方法中的一种方法。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,响应于确定所述同级对在服务站点内选择所述单个站点定位方法;并且其中,所述单个站点定位方法包括确定相对于服务小区的角扇区和从所述服务小区到所述移动设备的距离。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,结合由在支持移动性过程的网络中的移动设备做出的测量结果,使用存储在数据库中的关于扇区化无线通信网络WCN的信息,利用所述方法以中等精确度对在所述WCN中操作的所述移动设备进行地理定位。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,存储在所述数据库中的所述信息包括小区站点的地理位置、扇区化天线的空间特性、以及由每个所述BTS广播的扇区标识符,所述扇区化天线的空间特性包括其地理方位和下倾角朝向。
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述移动设备测量接收自多个小区站点中的每个小区站点的广播信标的功率,并且上报所测量的功率和具有最大测量功率的小区站点的扇区的标识,以及上报由所述网络确定并转发到所述移动设备的定时提前TA值,其中所述TA值充当从服务小区的扇区到所述移动设备的距离的测量结果。
7.根据权利要求4所述的方法,其中,根据来自一对相邻扇区(同级扇区)的功率测量结果和扇区天线的空间特性和朝向的知识,确定从扇区化小区站点到所述移动设备的方位/角。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,利用使用来自一个或多个小区站点的具有最大测量功率的同级对间的功率差的测量结果的服务小区的定时范围值或基于功率获得的范围值,确定所述移动设备的位置估计。
9.一种配置为定位移动设备的系统,所述系统包括至少一个处理器和至少一个通信地耦合到所述至少一个处理器的存储介质,所述存储介质具有存储在其内用于指示所述处理器引起以下步骤的计算机可执行指令:
引起所述移动设备接收来自服务基站收发台BTS和一个或多个相邻BTS的信标信号,其中每个BTS定位在小区站点,并且每个信标信号包括小区标识CID信息;
基于所接收的信标信号,检测同级对的数目,其中同级对包括位于多扇区小区站点的共站点扇区中的两个下行链路传输天线;以及
基于所检测到的同级对的数目选择预定义的定位方法。
10.根据权利要求9所述的系统,其中,所检测到的同级对的数目是一,并且响应于其选择单个站点定位方法或相邻站点定位方法中的一种方法。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,响应于确定所述同级对在服务站点内选择所述单个站点定位方法;并且其中,所述单个站点定位方法包括确定相对于服务小区的角扇区和从所述服务小区到所述移动设备的距离。
12.根据权利要求9所述的系统,其中,结合由支持移动性过程的网络中的移动设备做出的测量结果,使用存储在数据库中的关于扇区化无线通信网络WCN的信息,利用所述方法以中等精确度对在所述WCN中操作的所述移动设备进行地理定位。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,存储在所述数据库中的所述信息包括小区站点的地理位置、扇区化天线的空间特性、以及由每个BTS广播的扇区标识符,所述扇区化天线的空间特性包括其地理方位和下倾角朝向。
14.根据权利要求12所述的系统,其中所述移动设备测量接收自多个小区站点中的每个小区站点的广播信标的功率,并且上报所测量的功率和具有最大测量功率的小区站点的扇区的标识,以及上报由所述网络确定并转发到所述移动设备的定时提前TA值,其中所述TA值充当从服务小区的扇区到所述移动设备的距离的测量结果。
15.根据权利要求12所述的系统,其中,根据来自一对相邻扇区(同级扇区)的功率测量结果和扇区天线的空间特性和朝向的知识,确定从扇区化小区站点到所述移动设备的方位/角。
16.根据权利要求15所述的系统,其中,利用使用来自一个或多个小区站点的具有最大测量功率的同级对间的功率差的测量结果的服务小区的定时范围值或基于功率获得的范围值,确定所述移动设备的位置估计。
17.一种非暂时性计算机可读存储介质,在所述非暂时性计算机可读存储介质上存储了用于定位移动设备的计算机可执行指令,所述计算机可执行指令包括:
用于引起所述移动设备接收来自服务基站收发台BTS和一个或多个相邻BTS的信标信号的指令,其中每个BTS定位在小区站点,并且每个信标信号包括小区标识CID信息;
用于基于所接收的信标信号检测同级对的数目的指令,其中同级对包括位于多扇区小区站点的共站点扇区中的两个下行链路传输天线;以及
用于基于所检测到的同级对的数目选择预定义的定位方法的指令。
18.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质,其中所述同级对的数目是一,并且响应于其选择单个站点定位方法或相邻站点定位方法中的一种方法。
19.根据权利要求18所述的计算机可读存储介质,其中,响应于确定所述同级对在服务站点内选择所述单个站点定位方法;并且其中,所述单个站点定位方法包括确定相对于服务小区的角扇区和从所述服务小区到所述移动设备的距离。
20.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质,其中,结合由在支持移动性过程的网络中的移动设备做出的测量结果,使用存储在数据库中的关于扇区化无线通信网络WCN的信息,利用所述方法以中等精确度对在所述WCN中操作的所述移动设备进行地理定位。
21.根据权利要求20所述的计算机可读存储介质,其中,存储在所述数据库中的所述信息包括小区站点的地理位置、扇区化天线的空间特性、以及由每个BTS广播的扇区标识符,所述扇区化天线的空间特性包括其地理方位和下倾角朝向。
22.根据权利要求20所述的计算机可读存储介质,其中所述移动设备测量接收自多个小区站点中的每个小区站点的广播信标的功率,并且上报所测量的功率和具有最大测量功率的小区站点的扇区的标识,以及上报由所述网络确定并转发到所述移动设备的定时提前TA值,其中所述TA值充当从服务小区的扇区到所述移动设备的距离的测量结果。
23.根据权利要求20所述的计算机可读存储介质,其中,根据来自一对相邻扇区(同级扇区)的功率测量结果和扇区天线的空间特性和朝向的知识,确定从扇区化小区站点到所述移动设备的方位/角。
24.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质,其中,利用使用一个或多个小区站点的具有最大测量功率的同级对间的功率差的测量结果的服务小区的定时范围值或基于功率获得的范围值,确定所述移动设备的位置估计。
25.一种配置为检测位置测量结果的移动设备,所述移动设备包括:
用于从基站收发台BTS和一个或多个相邻的BTS接收信标信号的装置,其中每个BTS定位在小区站点,并且每个信标信号包括小区标识CID信息;以及
用于基于所接收的信标信号检测同级对的数目的装置,其中同级对包括位于多扇区小区站点的共站点扇区中的两个下行链路传输天线。
26.根据权利要求25所述的移动设备,还包括用于基于所检测到的同级对的数目选择预定义的定位方法的装置。
27.根据权利要求26所述的移动设备,还包括用于当所检测到的同级对的数目是一时,选择单个站点定位方法或相邻站点定位方法中的一种方法的装置。
28.根据权利要求27所述的移动设备,其中,响应于确定所述同级对在服务站点内选择所述单个站点定位方法。
29.根据权利要求28所述的移动设备,其中,所述单个站点定位方法包括确定相对于服务小区的角扇区和从所述服务小区到所述移动设备的距离。
30.根据权利要求25所述的移动设备,其中所述移动设备被配置为在扇区化无线通信网络WCN中操作,并且使用由在支持移动性过程的网络中的所述移动设备做出的测量结果和可从数据库获得的关于所述WCN的信息,利用所述方法以中等精确度对所述移动设备进行地理定位。
31.根据权利要求30所述的移动设备,其中,在所述数据库中的所述信息包括小区站点的地理位置、扇区化天线的空间特性、以及由每个BTS广播的扇区标识符,所述扇区化天线的空间特性包括其地理方位和下倾角朝向。
32.根据权利要求30所述的移动设备,其中所述移动设备还包括用于测量接收自多个小区站点中的每个小区站点的广播信标的功率的装置,及用于确定所测量的功率和具有最大测量功率的小区站点的扇区的标识的装置,以及用于确定由所述网络确定并转发到所述移动设备的定时提前值TA的装置,其中所述TA值充当从服务小区的扇区到所述移动设备的距离的测量结果。
33.根据权利要求30所述的移动设备,其中,根据来自一对相邻扇区(同级对扇区)的功率测量结果和扇区天线的空间特性和朝向的知识,确定从扇区化小区站点到所述移动设备的方位/角。
34.根据权利要求33所述的移动设备,其中,利用使用来自一个或多个小区站点的具有最大测量功率的同级对间的功率差的测量结果的服务小区的定时范围值或基于功率获得的范围值,确定所述移动设备的位置估计。
35.一种用于定位移动设备的定位服务器,所述定位服务器包括:至少一个处理器和通信地耦合到所述至少一个处理器的至少一个存储介质,所述存储介质具有存储在其内的用于指示所述处理器引起以下步骤的计算机可执行指令:
基于由所述移动设备接收的、基于来自服务基站收发台BTS和一个或多个相邻的BTS的信标信号的所述信标信号的信息,检测同级对的数目,其中每个BTS定位在小区站点,并且每个信标信号包括小区标识CID信息,其中,同级对包括位于多扇区小区站点的共站点扇区中的两个下行链路传输天线;以及
基于所检测到的同级对的数目,选出预定义的定位方法。
36.根据权利要求35所述的定位服务器,其中,所检测到的同级对的数目是一,并且响应于其选择单个站点定位方法或相邻站点定位方法中的一种方法。
37.根据权利要求35所述的定位服务器,其中,响应于确定所述同级对在服务站点内选择所述单个站点定位方法。
38.根据权利要求37所述的定位服务器,其中所述单个站点定位方法包括确定相对于服务小区的角扇区和从所述服务小区到所述移动设备的距离。
39.根据权利要求35所述的定位服务器,其中,结合由支持移动性过程的网络中的移动设备做出的测量结果,使用存储在数据库中的关于扇区化无线通信网络WCN的信息,利用所述方法以中等精确度对在所述WCN中操作的所述移动设备进行地理定位。
40.根据权利要求39所述的定位服务器,其中,存储在所述数据库中的所述信息包括小区站点的地理位置、扇区化天线的空间特性、以及由每个BTS广播的扇区标识符,所述扇区化天线的空间特性包括其地理方位和下倾角朝向。
41.根据权利要求39所述的定位服务器,其中所述移动设备测量接收自多个小区站点中的每个小区站点的广播信标的功率,并且上报所测量的功率和具有最大测量功率的小区站点的扇区的标识,以及上报由所述网络确定并且转发到所述移动设备的定时提前TA值,其中所述TA值充当从服务小区的扇区到所述移动设备的距离的测量结果。
42.根据权利要求39所述的定位服务器,其中,根据来自一对相邻扇区(同级扇区)的功率测量结果和扇区天线的空间特性和朝向的知识,确定从扇区化小区站点到所述移动设备的方位/角。
43.根据权利要求42所述的定位服务器,其中,利用使用来自一个或多个小区站点的具有最大测量功率的同级对之间的功率差的测量结果的服务小区的定时范围值或基于功率获得的范围值,确定所述移动设备的位置估计。
44.一种用于在无线定位系统中选择位置估计方案的方法,包括:
采集一段时间内的网络测量报告NMR数据(步骤1101);
预处理所述NMR数据(步骤1102);
根据所预处理的NMR数据,确定是否存在具有有效定时测量结果的小区(步骤1103);
根据所述预处理的NMR数据,确定是否存在具有有效功率测量结果的小区(步骤1104、步骤1109),以及;
至少基于确定是否存在具有有效定时测量结果的小区和/或有效功率测量结果的小区的结果,激活用于选择位置估计方案的场景。
45.根据权利要求44所述的方法,还包括:
确定不存在具有有效定时测量结果的小区;
确定不存在具有有效功率测量结果的小区;以及
当只有小区标识符信息可用时,激活用于选择位置估计方案的场景LES1(步骤1105)。
46.根据权利要求45所述的方法,其中所述LES1场景包括:
确定是否只上报单个服务小区的标识符,并且如果是这样,则所述位置估计计算为所述服务小区的服务地理区域的形心;
确定是否上报两个或多于两个服务小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有所上报的服务小区的最多数目的重叠的服务地理区域的公共区的形心;
确定是否上报不包含任何服务小区的信息的一个或多个相邻小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有所上报的相邻小区的最多数目的重叠的相邻地理区域的公共区的形心;以及
确定除了上报一个或多个服务小区,是否还上报一个或多个相邻小区,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有最多数目的重叠小区的所上报的服务小区的不同服务地理区域的公共区的形心,其中,所计算的位置估计被偏向另外上报的相邻小区的相邻地理区域重叠最多的形心的方向。
47.根据权利要求44所述的方法,还包括:
确定存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定不存在具有有效功率测量结果的小区;以及
当只有小区标识符和定时信息可用时,激活用于选择位置估计方案的场景LES2(步骤1110)。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述LES2场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报单个服务小区的定时信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为沿着径向方向覆盖相关的可能范围且沿着所述服务小区的服务区域的角方向的、基于服务小区的扇区的定时的范围带的形心;
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报两个或多于两个服务小区的定时信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为沿着径向方向覆盖相关的可能范围并沿着所上报的服务小区的服务区域内的角方向的、基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区的形心,其中,最终的位置估计被限制在主服务小区的距离范围带内沿着从所述主服务小区的位置到公共区的形心的方向;
确定除了上报具有有效定时信息的一个或多个服务小区之外,是否还上报不包含任何定时信息的一个或多个服务小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为基于定时信息的公共区的形心,并且还被偏向另外上报的服务小区的服务小区的地理区域重叠最多的方向,其中,最终的位置估计被限制在所述主服务小区的距离范围带内沿着从所述主服务小区的位置到先前的最佳位置估计的方向;以及
确定除了上报一个或多个具有定时信息的服务小区之外,是否上报不包含任何功率信息的一个或多个相邻小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为基于所述定时信息的公共区的形心,并且还被偏向另外上报的相邻小区的相邻地理区域重叠最多的方向,其中,最终位置估计被限制为在所述主服务小区的距离范围带内沿着从所述主服务小区的位置到先前的最佳位置估计的方向。
49.根据权利要求44所述的方法,还包括:
确定不存在具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区;
确定不存在同级对(步骤1106);以及
当只有小区标识符和功率信息可用于一个或多个没有任何同级对的服务小区和/或相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES3(步骤1107)。
50.根据权利要求49所述的方法,其中所述LES3场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否只上报一个或多个服务小区的功率信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有最多数目的不同服务小区的服务区域和沿着径向方向覆盖相关的可能范围的基于上报功率的范围带的重叠的区的形心;
确定在NMR数据采集时间期间,是否只上报一个或多个相邻小区的功率信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有最多数目的不同相邻小区的相邻区域和沿着径向方向覆盖相关的可能范围的基于上报功率的范围带的重叠的区的形心;以及
确定在NMR数据采集期间,是否上报两个或多于两个服务小区和/或相邻小区的功率信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为不同服务区域和/或相邻区域和沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的基于上报功率的范围带的公共区的形心。
51.根据权利要求44所述的方法,还包括:
确定不存在具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区;
确定存在至少一个同级对(步骤1106);以及
当小区标识符和功率信息可用于两个或多于两个具有一个或多个同级对的服务小区和/或相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES4(步骤1108)。
52.根据权利要求51所述的方法,其中所述LES4场景包括:
确定在所述NMR数据中是否只上报单个同级对,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为估计的方位角带、估计的基于功率的距离带和所有上报的小区的服务区域和/或相邻区域之间的公共区的形心,所估计的方位角带具有相关的基于相对功率的距同级小区塔的位置的不确定性,所估计的基于功率的距离带沿着径向方向和方位角的方向覆盖相关的可能范围,其中,最终的位置估计被限制在基于同级对的方位带内;以及
确定在所述NMR数据中是否上报两个或多于两个同级对,并且如果是这样,则将初步的搜索区域计算为基于每个同级对塔的相对功率估计的距离所述每个同级对塔的位置的相应的方位角带的公共区。
53.根据权利要求52所述的方法,其中,通过使用服务区域和/或相邻区域、以及沿着径向方向和方位角方向覆盖所上报的小区的相关的可能范围的基于功率的距离带的最大重叠区域,所述初级搜索区域被进一步地减小,并且其中,最终的位置估计被计算为所减小的初级搜索区域的形心且被限制在基于所述同级对的相对功率的初级搜索区域内。
54.根据权利要求44所述的方法,还包括:
确定存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区;
确定不存在同级对(步骤1111);以及
当小区标识符、时间信息和/或功率信息可用于一个或多个不包含任何同级对的服务小区和/或相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES5(步骤1113)。
55.根据权利要求54所述的方法,其中所述LES5场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报一个或多个服务小区的定时信息,并且如果是这样,初级搜索区域被计算为沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的、基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区;以及
通过使用沿着径向方向和方位角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带、所有上报的服务小区和相邻小区的服务区域和相邻区域,减少基于定时的初级搜索区域,其中,最终的位置估计被计算为最终搜索区域的形心并且被限制在所述基于定时的初级搜索区域内。
56.根据权利要求44所述的方法,还包括:
确定存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区(步骤1109);
确定存在至少一个同级对(步骤1111);以及
当小区标识符、定时信息和/或功率信息可用于一个或多个具有一个或多个同级对的服务小区和相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES6(步骤1112)。
57.根据权利要求56所述的方法,其中所述LES6场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报一个或多个服务小区的定时信息,并且如果是这样,初级搜索区域被计算为沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的、基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区;
通过基于同级对的相对功率获取估计的一个或多个同级小区塔的方位带的最大重叠区,减少基于服务小区定时的搜索区域;以及
通过使用沿着径向方向和方位角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带、所有上报服务小区和相邻小区的服务区域和相邻区域,进一步减小基于所述定时和所述同级对的相对功率的初级搜索区域,其中,最终的位置估计被计算为最终搜索区域的形心并且被限制在基于所述定时和所述同级对的相对功率的初级搜索区域内。
58.根据权利要求44所述的方法,其中,位置估计是实时计算的。
59.根据权利要求44所述的方法,其中,从针对特定定位服务区域(LSA)内的每个单独的服务小区或相邻小区或多个服务小区和/或相邻小区的组合创建并离线维护的预先建立的位置映射表数据库加载位置估计。
60.一种配置为通过使用在持续时间内采集的网络测量报告NMR数据来选择位置估计方案的无线定位系统WLS,其中所述系统配置成执行以下操作:
预处理所述NMR数据;
根据所预处理的NMR数据,确定是否存在具有有效定时测量结果的小区;
根据所述预处理的NMR数据,确定是否存在具有有效功率测量结果的小区;以及
至少基于确定是否存在具有有效定时测量结果和/或有效功率测量结果的小区的结果,激活用于选择位置估计方案的场景。
61.根据权利要求60所述的系统,其中所述系统还包括:
确定不存在具有有效定时测量结果的小区;
确定不存在具有有效功率测量结果的小区;以及
当只有小区标识符信息可用时,激活用于选择位置估计方案的场景LES1(步骤1105)。
62.根据权利要求61所述的系统,其中所述LES1场景包括:
确定是否只上报单个服务小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为所述服务小区的服务地理区域的形心;
确定是否上报两个或多于两个服务小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有所上报的服务小区的最多数目的重叠的服务地理区域数的公共区的形心;
确定是否上报不包含任何服务小区信息的一个或多个相邻小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有所上报的相邻小区的最多数目的重叠的相邻地理区域的公共区的形心;以及
确定除了上报一个或多个服务小区,是否还上报一个或多个相邻小区,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有最多数目的重叠小区的所上报的服务小区的不同服务地理区域的公共区的形心,其中,所计算的位置估计被偏向另外上报的相邻小区的相邻地理区域重叠最多的形心的方向。
63.根据权利要求60所述的系统,其中所述系统还被配置为:
确定存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定不存在具有有效功率测量结果的小区;
当只有小区标识符和定时信息可用时,激活用于选择位置估计方案的场景LES2(步骤1110)。
64.根据权利要求63所述的系统,其中所述LES2场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报单个服务小区的定时信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为沿着径向方向覆盖相关的可能范围且沿着所述服务小区的服务区域内的角方向的、基于所述服务小区的扇区的定时的范围带的形心;
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报两个或多于两个服务小区的定时信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为沿着径向方向覆盖相关的可能范围且沿着所上报的服务小区的服务区域内的角方向的、基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区的形心,其中,最终的位置估计被限制在所述主服务小区的距离范围带内沿着从所述主服务小区的位置到公共区的形心方向;
确定除了上报具有有效定时信息的一个或多个服务小区之外,是否还上报不包含任何定时信息的一个或多个服务小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为基于定时信息的公共区的形心并且还被偏向另外上报的服务小区的服务小区的地理区域重叠最多的方向,其中,最终的位置估计被限制在所述主服务小区的距离范围带内沿着从所述主服务小区的位置到先前的最佳位置估计的方向;以及
确定除了上报一个或多个具有定时信息的服务小区之外,是否上报不包含任何功率信息的一个或多个相邻小区的标识符,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为基于所述定时信息的公共区的形心并且还被偏向另外上报的相邻小区的相邻地理区域重叠最多的方向,其中,最终位置估计被限制在所述主服务小区的距离范围带内沿着从所述主服务小区的位置到先前的最佳位置估计的方向。
65.根据权利要求60所述的系统,其中所述系统还被配置为:
确定不存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区;
确定不存在同级对(步骤1106);以及
当只有小区标识符和功率信息可用于一个或多个没有任何同级对的服务和/或相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES3(步骤1107)。
66.根据权利要求65所述的系统,其中所述LES3场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否只上报一个或多个服务小区的功率信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有最多数目的不同服务小区的服务区域和沿着径向方向覆盖相关的可能范围的基于上报功率的范围带的重叠的区的形心;
确定在所述NMR数据采集时间期间,是否只上报一个或多个相邻小区的功率信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为具有最多数目的不同相邻小区的相邻区域和沿着径向方向覆盖相关的可能范围的基于上报功率的范围带的重叠的区的形心;以及
确定在NMR数据采集期间,是否上报两个或多于两个服务小区和/或相邻小区的功率信息,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为不同服务小区和/或相邻小区和沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的基于上报功率的范围带的公共区的形心。
67.根据权利要求60所述的系统,其中所述系统还被配置为:
确定不存在具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区;
确定存在至少一个同级对(步骤1106);以及
当小区标识符和功率信息可用于具有一个或多个同级对的两个或多于两个服务小区和/或相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES4(步骤1108)。
68.根据权利要求67所述的系统,其中所述LES4场景包括:
确定在所述NMR数据中是否只上报单个同级对,并且如果是这样,则将所述位置估计计算为估计的方位角带、估计的基于功率的距离带、以及所有上报的小区的服务区域和/或相邻区域之间的公共区的形心,所估计的方位角带具有相关的基于相对功率的距同级小区塔的位置的不确定性、所估计的基于功率的距离带沿着径向方向和方位角的方向覆盖相关的可能范围,其中,最终的位置估计被限制在基于同级对的方位带内;以及
确定在所述NMR数据中是否上报两个或多于两个同级对,并且如果是这样,则将初步的搜索区域计算为基于每个同级对的相对功率估计的每个同级对塔的相应的方位带的公共区。
69.根据权利要求68所述的系统,其中,通过使用服务区域和/或相邻区域、以及沿着径向方向和方位角方向覆盖所上报的小区的相关的可能范围的基于功率的距离带的最大重叠区域,所述初级搜索区域被进一步地减小,并且其中,最终的位置估计被计算为所减小的初级搜索区域的形心而且被限制在基于同级对的相对功率的初级搜索区域内。
70.根据权利要求60所述的系统,其中所述系统还被配置为:
确定存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区;
确定不存在同级对(步骤1111);以及
当小区标识符、时间信息和/或功率信息可用于一个或多个不包含任何同级对的服务小区和/或相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES5(步骤1113)。
71.根据权利要求70所述的系统,其中所述LES5场景包括:
确定在NMR采集时间期间,是否上报一个或多个服务小区的定时信息,并且如果是这样,初级搜索区域被计算为沿着径向方向和角方向的覆盖相关的可能范围的、基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区;以及
通过使用沿着径向方向和方位角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带、所有上报的服务小区和相邻小区的服务区域和相邻区域,减少基于定时的初级搜索区域,其中,最终的位置估计被计算为最终搜索区域的形心并且被限制在基于所述定时的初级搜索区域内。
72.根据权利要求60所述的系统,其中所述系统还被配置为:
确定存在至少一个具有有效定时测量结果的小区;
确定存在至少一个具有有效功率测量结果的小区(步骤1109);
确定存在至少一个同级对(步骤1111);以及
当小区的标识符、定时信息和/或功率信息可用于具有一个或多个同级对的一个或多个服务小区和相邻小区时,激活用于选择位置估计方案的场景LES6(步骤1112)。
73.根据权利要求72所述的系统,其中所述LES6场景包括:
确定在NMR数据采集时间期间,是否上报一个或多个服务小区的定时信息,并且如果是这样,初级搜索区域被计算为沿着径向方向和角方向覆盖相关的可能范围的、基于不同服务小区的扇区的定时的范围带的公共区;
通过基于同级对的相对功率获取估计的一个或多个同级小区塔的方位带的最大重叠区,减少基于服务小区定时的搜索区域;以及
通过使用沿着径向方向和方位角方向覆盖相关的可能范围的基于功率的距离带、所有上报服务小区和相邻小区的服务区域和相邻区域,进一步减小基于所述定时和所述同级对的相对功率的初级搜索区域,其中,最终的位置估计被计算为最终搜索区域的形心并且被限制在基于所述定时和所述同级对的相对功率的初级搜索区域内。
74.根据权利要求60所述的系统,其中,位置估计是实时计算的。
75.根据权利要求60所述的系统,其中,从针对特定定位服务区域(LSA)内的每个单独的服务小区或相邻小区或多个服务小区和/或相邻小区的组合创建并离线维护的预先建立的位置映射表数据库加载位置估计。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/624,654 | 2012-09-21 | ||
US13/624,654 US8655377B2 (en) | 2010-12-28 | 2012-09-21 | Time and power based wireless location and method of selecting location estimate solution |
PCT/US2013/060719 WO2014047352A2 (en) | 2012-09-21 | 2013-09-19 | Time and power based wireless location and method of selecting location estimate solution |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104813187A true CN104813187A (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=50342074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380060584.5A Pending CN104813187A (zh) | 2012-09-21 | 2013-09-19 | 基于时间和功率的无线定位及选择位置估计方案的方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2898342A4 (zh) |
KR (1) | KR20150058412A (zh) |
CN (1) | CN104813187A (zh) |
AU (1) | AU2013317995B2 (zh) |
CA (1) | CA2884732A1 (zh) |
IL (1) | IL237748A0 (zh) |
MX (1) | MX338854B (zh) |
WO (1) | WO2014047352A2 (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107064984A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-18 | 南京中孚信息技术有限公司 | 一种基于手机信号方向和强弱的手机定位算法 |
CN107110950A (zh) * | 2015-01-27 | 2017-08-29 | 瑞典爱立信有限公司 | 用于确定移动通信设备的位置的定位系统和方法 |
CN107734448A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-02-23 | 李雨航 | 一种终端定位方法及装置 |
CN108474833A (zh) * | 2016-04-29 | 2018-08-31 | 策安保安有限公司 | 移动装置所用的地理定位系统 |
CN109428657A (zh) * | 2017-08-29 | 2019-03-05 | 中国移动通信集团吉林有限公司 | 一种定位方法及装置 |
CN109792292A (zh) * | 2016-07-01 | 2019-05-21 | Gogo有限责任公司 | 动态有效辐射功率(erp)调整 |
CN112203284A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-08 | 北京遥感设备研究所 | 终端位置自适应的多小区联合资源分配方法、装置和系统 |
CN112444778A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-05 | 安徽理工大学 | 一种基于dbscan的参考点加权三边质心定位方法 |
CN113259984A (zh) * | 2020-02-12 | 2021-08-13 | 维沃移动通信有限公司 | 一种波束报告方法、网络节点及终端 |
CN117908050A (zh) * | 2024-03-18 | 2024-04-19 | 成都航空职业技术学院 | 一种用于无人机导航的信标系统及导航方法 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102489490B1 (ko) * | 2015-08-13 | 2023-01-17 | 삼성전자주식회사 | 무선 통신 시스템에서 단말의 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법 |
US9693194B2 (en) | 2015-09-14 | 2017-06-27 | Cisco Technology, Inc. | Determining location via wireless access points |
EP3171194B1 (en) * | 2015-11-19 | 2021-01-13 | u-blox AG | Calculating a ranging measurement in a cellular communications network |
DE102018209258A1 (de) * | 2018-06-11 | 2019-12-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und anordnung zum bestimmen eines aufenthalsbereichs einer funkvorrichtung, und fahrzeug mit einer solchen anordnung |
KR102226690B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2021-03-11 | 한국과학기술원 | 비콘 신호에 기반한 IoT 기기 위치 추정 방법 및 장치 |
US11617059B1 (en) | 2021-05-28 | 2023-03-28 | T-Mobile Usa, Inc. | Mobile device geographic location determination for emergency services |
US11800382B1 (en) | 2021-09-08 | 2023-10-24 | T-Mobile Usa, Inc. | Coverage improvement for 5G new radio wireless communication network |
US11606732B1 (en) | 2021-09-08 | 2023-03-14 | T-Mobile Usa, Inc. | Coverage improvement for 5G new radio wireless communication network, such as for over-shooting cells |
CN114095865B (zh) * | 2021-11-11 | 2024-02-27 | 北京红山信息科技研究院有限公司 | 一种测量报告的定位方法、装置、计算机设备及存储介质 |
US20230164593A1 (en) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | T-Mobile Usa, Inc. | Methods and systems for determining a wireless service outage |
WO2024065768A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Shenzhen Tcl New Technology Co., Ltd. | Methods and apparatuses for ai/ml model selection and nlos identification for nr positioning estimation enhancement |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080188244A1 (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-07 | Commscope, Inc. Of North Carolina | System and method for predicting location accuracy of a mobile unit |
US20120165038A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Trueposition, Inc. | Time and Power Based Wireless Location System |
US20120208553A1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Andrew, Llc | System and Method for Mobile Location By Dynamic Clustering |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6950664B2 (en) * | 2002-01-24 | 2005-09-27 | Lucent Technologies Inc. | Geolocation using enhanced timing advance techniques |
US6978124B2 (en) * | 2002-12-11 | 2005-12-20 | Motorola, Inc. | Method and mobile station for autonomously determining an angle of arrival (AOA) estimation |
WO2005057954A1 (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-23 | Qualcomm Incorporated | Estimating a position of a wireless mobile device with respect to one or more base station |
JP5233606B2 (ja) * | 2008-11-19 | 2013-07-10 | 富士通株式会社 | 絶対移動経路算出装置及び方法、並びにプログラム |
US8213957B2 (en) * | 2009-04-22 | 2012-07-03 | Trueposition, Inc. | Network autonomous wireless location system |
US8442538B2 (en) * | 2009-12-29 | 2013-05-14 | Trueposition, Inc. | Cooperating receiver selection for UMTS wireless location |
-
2013
- 2013-09-19 EP EP13839144.6A patent/EP2898342A4/en not_active Withdrawn
- 2013-09-19 MX MX2015003515A patent/MX338854B/es active IP Right Grant
- 2013-09-19 CA CA2884732A patent/CA2884732A1/en not_active Abandoned
- 2013-09-19 WO PCT/US2013/060719 patent/WO2014047352A2/en active Application Filing
- 2013-09-19 CN CN201380060584.5A patent/CN104813187A/zh active Pending
- 2013-09-19 AU AU2013317995A patent/AU2013317995B2/en not_active Ceased
- 2013-09-19 KR KR1020157009921A patent/KR20150058412A/ko not_active Application Discontinuation
-
2015
- 2015-03-16 IL IL237748A patent/IL237748A0/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080188244A1 (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-07 | Commscope, Inc. Of North Carolina | System and method for predicting location accuracy of a mobile unit |
US20080214205A1 (en) * | 2007-02-05 | 2008-09-04 | Commscope, Inc. Of North Carolina | System and method for generating a location estimate using a method of intersections |
US20120165038A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Trueposition, Inc. | Time and Power Based Wireless Location System |
US20120208553A1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Andrew, Llc | System and Method for Mobile Location By Dynamic Clustering |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107110950A (zh) * | 2015-01-27 | 2017-08-29 | 瑞典爱立信有限公司 | 用于确定移动通信设备的位置的定位系统和方法 |
CN108474833A (zh) * | 2016-04-29 | 2018-08-31 | 策安保安有限公司 | 移动装置所用的地理定位系统 |
US11145976B2 (en) | 2016-07-01 | 2021-10-12 | Gogo Business Aviation Llc | Dynamic effective radiated power (ERP) adjustment |
US11817634B2 (en) | 2016-07-01 | 2023-11-14 | Gogo Business Aviation Llc | Dynamic effective radiated power (ERP) adjustment |
CN109792292A (zh) * | 2016-07-01 | 2019-05-21 | Gogo有限责任公司 | 动态有效辐射功率(erp)调整 |
CN109792292B (zh) * | 2016-07-01 | 2022-01-28 | 高高商务航空有限责任公司 | 动态有效辐射功率(erp)调整 |
CN107064984A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-18 | 南京中孚信息技术有限公司 | 一种基于手机信号方向和强弱的手机定位算法 |
CN107064984B (zh) * | 2017-05-18 | 2019-05-21 | 南京中孚信息技术有限公司 | 一种基于手机信号方向和强弱的手机定位算法 |
CN109428657A (zh) * | 2017-08-29 | 2019-03-05 | 中国移动通信集团吉林有限公司 | 一种定位方法及装置 |
CN109428657B (zh) * | 2017-08-29 | 2021-08-13 | 中国移动通信集团吉林有限公司 | 一种定位方法及装置 |
CN107734448A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-02-23 | 李雨航 | 一种终端定位方法及装置 |
CN113259984A (zh) * | 2020-02-12 | 2021-08-13 | 维沃移动通信有限公司 | 一种波束报告方法、网络节点及终端 |
WO2021160026A1 (zh) * | 2020-02-12 | 2021-08-19 | 维沃移动通信有限公司 | 波束报告方法、网络节点及终端 |
CN112203284A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-08 | 北京遥感设备研究所 | 终端位置自适应的多小区联合资源分配方法、装置和系统 |
CN112203284B (zh) * | 2020-09-07 | 2023-10-17 | 北京遥感设备研究所 | 终端位置自适应的多小区联合资源分配方法、装置和系统 |
CN112444778A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-05 | 安徽理工大学 | 一种基于dbscan的参考点加权三边质心定位方法 |
CN117908050A (zh) * | 2024-03-18 | 2024-04-19 | 成都航空职业技术学院 | 一种用于无人机导航的信标系统及导航方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX2015003515A (es) | 2015-07-17 |
EP2898342A4 (en) | 2016-06-29 |
WO2014047352A2 (en) | 2014-03-27 |
AU2013317995A1 (en) | 2015-05-07 |
MX338854B (es) | 2016-05-03 |
CA2884732A1 (en) | 2014-03-27 |
KR20150058412A (ko) | 2015-05-28 |
WO2014047352A3 (en) | 2014-05-15 |
AU2013317995B2 (en) | 2016-05-12 |
EP2898342A2 (en) | 2015-07-29 |
IL237748A0 (en) | 2015-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104813187A (zh) | 基于时间和功率的无线定位及选择位置估计方案的方法 | |
CN103283273B (zh) | 基于时间和功率的无线定位系统 | |
US8655377B2 (en) | Time and power based wireless location and method of selecting location estimate solution | |
AU2010239592B2 (en) | Network autonomous wireless location system | |
US7035651B2 (en) | Process and devices for determining the radio reception direction in a mobile communications network | |
KR20160121160A (ko) | 무선 통신 시스템에서 위치 측정을 위한 장치 및 방법 | |
MXPA02006816A (es) | Localizacion de una estacion movil en un sistema de telecomunicaciones. | |
WO2005002124A2 (en) | Method for sparse network deployment accuracy enhancements | |
CA2692835A1 (en) | Method and apparatus to select an optimum site and/or sector to provide geo-location data | |
CN104380140A (zh) | 用于位置确定的方法和装置 | |
Deligiannis et al. | Hybrid TOA–AOA location positioning techniques in GSM networks | |
KR20230164032A (ko) | 무선 포지셔닝을 위한 정밀도의 기하학적 희석 기반 송신/수신 포인트 선택 | |
KR100748948B1 (ko) | 광대역 씨디엠에이 네트워크 기반의 측위방법 | |
Lopes et al. | GSM standards activity on location | |
Zhao et al. | Mobile positioning based on relaying capability of mobile stations in hybrid wireless networks | |
KR101700612B1 (ko) | 단말의 위치를 측정하는 방법 및 이를 지원하는 장치 | |
Koudouridis et al. | A method for the generation of radio signal coverage maps for dense networks | |
Akram et al. | Potential of Existing UMTS Signaling Data for Cell Phone Positioning | |
Shakirº et al. | Reports and Timing Advance | |
Deligiannis et al. | Mobile Positioning Technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20170822 |
|
AD01 | Patent right deemed abandoned |