CN1838821A - 一种实现无线终端定位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现基于CELL ID+RTT定位技术的无线终端定位的方法，该方法包括：RNC根据测量报告计算UE到NodeB天线的距离，并判断该距离是否大于NodeB覆盖半径，若小于，即UE在NodeB覆盖范围内，则RNC根据UE到NodeB天线的距离构造UE位置信息后将该位置信息上报给CN；若大于，即UE不在NodeB覆盖范围内，则RNC根据测量报告计算UE到直放站天线的距离，并根据UE到直放站天线的距离构造UE位置信息后将该位置信息上报给CN。本发明针对目前直放站在基站系统中的广泛应用，有效地解决了现有CELL_ID+RTT定位方法在UE超出NodeB覆盖范围时带来的测量偏差过大的问题，提高了UE定位的精度。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位技术，尤指一种实现基于增强型小区定位(CELL_ID+RTT)技术的无线终端定位的方法。
背景技术
定位业务是无线蜂窝通信系统中一项重要的业务，第三代无线通信系统(3G)中主要的定位技术有三种：辅助全球定位系统(A-GPS)定位、观察到达时间差(OTDOA)定位和CELL_ID+RTT定位。
A-GPS定位需要无线终端(UE)内置GPS接收机，并且需要无线终端能够同时面对三颗卫星，与网络配合完成定位，定位精度最高；OTDOA定位是通过测量无线终端与三个基站之间的距离，采用双曲线定位的方法来完成定位，需要手机支持OTDOA测量；CELL_ID+RTT定位是CELL_ID定位的增强方法，通过确定无线终端所在的小区与基站天线的距离来完成对无线终端的定位的。
CELL_ID定位根据UE在网络内所处的小区或基站(NodeB)，标识UE位置。UE有可能在小区内的任何位置，因此CELL_ID定位精度完全取决于小区的大小。在除密集城区之外的大部分区域，CDMA系统的小区半径一般都在1km以上，特别是郊区和农村甚至达到十几公里，此时CELL_ID定位的精度不会优于500m，这样的精度远远不能满足大部分用户的要求。因此在CELL_ID定位方法的基础上，出现了一些改进技术，如CELL_ID+RTT技术，虽然这种改进技术可在一定程度上提高定位精度，但改善效果并不明显。特别是在直放站广泛应用在基站系统中的情况，现有CELL_ID+RTT定位技术还是会存在较大定位偏差。
图1是直放站应用在基站系统中的示意图，由于直放站经济实惠，所以在目前的基站系统中，直放站得到广泛应用。直放站系统包括：与施主基站通信的施主天线，对上下行信号滤波放大的直放站，以及发射和接收直放站覆盖区域内无线终端用户信号的业务天线。直放站在无线通信传输过程中是增强信号的无线电发射中转设备，直放站的基本功能就是一个射频信号功率放大器。
图1中，无线信号从UE到达基站的途径取决于UE位于哪个覆盖区域。基站和直放站的覆盖区域是不重复的，UE可能位于基站覆盖区域，也可能位于直放站的覆盖区域：若UE位于直放站覆盖区域，无线信号经过的途径必然是从UE到直放站，再从直放站到基站；若UE位于基站覆盖区域，无线信号经过的途径必然是从UE直接到基站。
参照图1所示的系统，目前，CELL_ID+RTT定位的方法如图2所示，图2是现有技术CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图，当核心网络(CN)向无线网络控制器(RNC)发起定位UE请求，对UE的定位包括如下步骤：
步骤200～步骤201：收到定位请求后，RNC向NodeB发出往返旅行时间(RTT)测量请求，NodeB收到请求，完成RTT测量后，将RTT测量结果上报给RNC。
本步骤中，RTT测量的结果是无线信号从NodeB到UE，再从UE返回NodeB的旅行时间T总，该T总包括无线信号在空中的往返传输时间T传和UE从收到无线信号到返回无线信号之间的处理时间T处。
步骤202～步骤203：RNC向UE发出Rx-Tx Type2测量请求，UE收到请求，完成Rx-Tx Type2测量后，将Rx-Tx Type2测量结果上报给RNC。
本步骤中，Rx-Tx Type2测量的结果是UE从收到无线信号到返回无线信号之间的处理时间T处。
步骤204：RNC根据RTT测量报告和Rx-Tx Type2测量报告，计算UE到RNC的信号传输时间T传。
本步骤中，T传等于T总与T处之差所得值与二之商的值，即：
T传＝(T总-T处)/2，
这里之所以除以二是因为旅行时间T总是一个往返的过程。
步骤205：RNC根据计算出的UE到RNC的信号传输时间和预存的无线信号在空中的传播速度c，计算UE到NodeB天线的距离d。
本步骤中，该距离d等于T传与无线信号在空中的传播速度c之积的值，即：d＝T传×c。
步骤206～步骤207：RNC根据计算出的距离d，进行CELL_ID+RTT处理，得出UE最终定位结果，RNC将UE最终定位结果上报给CN。
本步骤中，CELL_ID+RTT处理包括：根据计算出的距离d，预存在RNC中的NodeB的坐标及相应小区的几何形状确定UE最终定位结果。比如，当预存的小区是一个全向小区时，最终上报的定位结果是以NodeB的坐标为中心，距离d为半径的一个圆，即UE所处的位置在这个圆上；再比如，当预存的小区是一个非圆时，最终上报的定位结果是以NodeB的坐标为中心，距离d为半径的一段圆弧，即UE所处的位置在这段圆弧上，圆弧的开口方向与预存的小区一致。
从上述方法可以看出，现有的CELL_ID+RTT定位方法始终以基站为中心对UE进行定位，而在UE超出基站覆盖范围的时候，由于直放站的存在，无线信号经过的途径必然是从UE到直放站，再从直放站到基站，仍可认为该UE在该基站管辖范围内，这样，按照上述现有的方法，根据计算出的d得出的UE定位结果是：UE处于以基站为圆心，以d为半径的圆弧上，且该圆弧在基站覆盖范围外，这样增大了对该UE定位的偏差，降低了定位的精度。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现基于CELL_ID+RTT定位技术的无线终端定位的方法，该方法能够提高对UE的定位精度。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种实现无线终端定位的方法，应用于含有直放站的基站系统，该方法包括以下步骤：
A.根据测量报告计算无线终端到基站天线的距离；
B.判断所得无线终端到基站天线的距离是否大于预存的基站覆盖半径，若大于，则根据测量报告计算无线终端到直放站天线的距离，并根据计算得到的无线终端到直放站天线的距离构造无线终端位置信息；若小于，则根据所得无线终端到基站天线的距离构造无线终端位置信息。
所述测量报告包括往返旅行时间RTT测量报告和Rx-Tx Type2测量报告。
所述计算无线终端到基站天线的距离的方法为：计算RTT测量报告中无线信号在空中的传输时间与Rx-Tx Type2测量报告中无线终端对无线信号的处理时间之差，所得差值与二之商，将所得商值与预存的无线信号在空中的传播速度之积作为无线终端到基站天线的距离。
所述计算无线终端到直放站天线的距离的方法为：计算RTT测量报告中无线信号在空中的传输时间与预存的基站与直放站施主天线之间的无线信号传输时间之差，减去预存的直放站对无线信号的处理时间，将所得差值与预存的无线信号在空中的传播速度之积作为无线终端到直放站天线的距离。
当基站对应的小区是一个全向小区时，所述根据计算得到的无线终端到基站天线的距离构造无线终端位置信息的方法为：根据预存的基站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以基站坐标为中心，所得UE到NodeB天线的距离为半径的一个圆上。
当基站对应的小区是一个非圆时，所述根据计算得到的无线终端到基站天线的距离构造无线终端位置信息的方法为：根据预存的基站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以NodeB的坐标为中心，所得UE到NodeB天线的距离为半径的一段圆弧上，且圆弧的开口方向与预存的小区一致。
当直放站覆盖区是一个全向小区时，所述根据计算得到的UE到直放站天线的距离构造UE位置信息的方法为：根据预存的直放站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以直放站的坐标为中心，所得UE到直放站天线的距离为半径的一个圆上。
当直放站覆盖区是一个非圆时，所述根据计算得到的UE到直放站天线的距离构造UE位置信息的方法为：根据预存的直放站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以直放站的坐标为中心，所得UE到直放站天线的距离为半径的一段圆弧上，且圆弧的开口方向与预存的直放站覆盖区一致。
由上述技术方案可见，本发明通过对UE是否处于NodeB覆盖范围内的判断，对UE的定位采取不同的处理方式：如果UE在NodeB覆盖范围内，则RNC根据UE到NodeB天线的距离构造UE位置信息后将该位置信息上报给CN；如果UE不在NodeB覆盖范围内，则RNC根据UE到直放站天线的距离构造UE位置信息后将该位置信息上报给CN。针对目前直放站在基站系统中的广泛应用，本方法有效地解决了现有CELL_ID+RTT定位方法在UE超出NodeB覆盖范围时带来的测量偏差过大的问题，本发明通过对现有CELL_ID+RTT定位方法的改进，提高了对UE定位的精度。
附图说明
图1是直放站应用在基站系统中的示意图；
图2是现有技术CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图；
图3是本发明CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：RNC根据测量报告计算UE到NodeB天线的距离，并判断该距离是否大于NodeB覆盖半径，若大于，即UE不在NodeB覆盖范围内，则RNC根据测量报告计算UE到直放站天线的距离，并根据UE到直放站天线的距离构造UE位置信息后将该位置信息上报给CN；若小于，即UE在NodeB覆盖范围内，则RNC根据UE到NodeB天线的距离构造UE位置信息后将该位置信息上报给CN。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举较佳实施例，对本发明进一步详细说明。
图3是本发明CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图，结合图1，下文提到的基站即是直放站的施主基站。当CN向RNC发起定位请求，对UE的定位包括如下步骤：
步骤300～步骤301：收到定位请求后，RNC向NodeB发出RTT测量请求，NodeB收到请求，完成RTT测量后，将RTT测量结果上报给RNC。
本步骤中，RTT测量的结果是无线信号从NodeB到UE，再从UE返回NodeB的旅行时间T总，该T总包括无线信号在空中的往返传输时间T传和UE从收到无线信号到返回无线信号之间的处理时间T处。
步骤302～步骤303：RNC向UE发出Rx-Tx Type2测量请求，UE收到请求，完成Rx-Tx Type2测量后，将Rx-Tx Type2测量结果上报给RNC。
本步骤中，Rx-Tx Type2测量的结果是UE从收到无线信号到返回无线信号之间的处理时间T处。
步骤304：RNC根据RTT测量报告和Rx-Tx Type2测量报告，计算UE到NodeB的信号传输时间T传。
本步骤中，T传等于T总与T处之差所得值与二之商的值，即：
T传＝(T总-T处)/2，
这里之所以除以二是因为旅行时间T总是一个往返的过程。
步骤305：RNC根据计算出的UE到NodeB的信号传输时间和预存的无线信号在空中的传播速度c，计算UE到NodeB天线的距离d。
本步骤中，该距离d等于T传与无线信号在空中的传播速度c之积的值，即：d＝T传×c。
步骤306：判断计算得到的UE到NodeB天线的距离d是否大于预存的NodeB的覆盖半径，若大于，则进入步骤307；否则，进入步骤310。
步骤307：根据预存在RNC的基站与直放站施主天线之间的传输时间T1，直放站对无线信号的处理时间T直处，以及步骤304中计算的UE到NodeB的信号传输时间Tx，计算UE到直放站的无线信号传输时间T直传。
本步骤中T直传等于T传与T1之差后，所得值再与T直处之差的值，即：
T直传＝T传-T1-T直处。
步骤308：RNC根据计算出的UE到直放站的信号传输时间和预存的无线信号在空中的传播速度c，计算UE到直放站天线的距离d’。
本步骤中，该距离d’等于T直传与无线信号在空中的传播速度c之积的值，即：d’＝T直传×c。
步骤309：RNC根据计算出的距离d’，进行CELL_ID+RTT处理，得出UE最终定位结果。
本步骤中，CELL_ID+RTT处理包括：根据计算出的距离d’，预存在RNC中的直放站的坐标及直放站覆盖区域确定UE最终定位结果。比如，当预存的直放站覆盖区是一个全向小区时，最终上报的定位结果是以直放站的坐标为中心，距离d’为半径的一个圆，即UE所处的位置在这个圆上；再比如，当预存的直放站覆盖区是一个非圆时，最终上报的定位结果是以直放站的坐标为中心，距离d’为半径的一段圆弧，即UE所处的位置在这段圆弧上，圆弧的开口方向与预存的直放站覆盖区一致。
步骤310：RNC根据计算出的距离d，进行CELL_ID+RTT处理，得出UE最终定位结果。
本步骤中，CELL_ID+RTT处理包括：根据计算出的距离d，预存在RNC中的NodeB的坐标及相应小区的几何形状确定UE最终定位结果。比如，当预存的小区是一个全向小区时，最终上报的定位结果是以NodeB的坐标为中心，距离d为半径的一个圆，即UE所处的位置在这个圆上；再比如，当预存的小区是一个非圆时，最终上报的定位结果是以NodeB的坐标为中心，距离d为半径的一段圆弧，即UE所处的位置在这段圆弧上，圆弧的开口方向与预存的小区一致。
步骤311：RNC将UE最终定位结果上报给CN。
从上述本发明实施例可以看出，本发明在对UE进行定位时，针对目前直放站的广泛应用，将UE是否处于NodeB覆盖范围内作为选择定位中心的条件，对现有CELL_ID+RTT定位方法的改进，提高了对UE定位的精度。
另外，如果在一个基站系统中存在多个直放站，则应先根据预存信息确定UE所在直放站，再根据本发明方法对UE进行定位。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种实现无线终端定位的方法，应用于含有直放站的基站系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A.根据测量报告计算无线终端到基站天线的距离；
B.判断所得无线终端到基站天线的距离是否大于预存的基站覆盖半径，若大于，则根据测量报告计算无线终端到直放站天线的距离，并根据计算得到的无线终端到直放站天线的距离构造无线终端位置信息；若小于，则根据所得无线终端到基站天线的距离构造无线终端位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述测量报告包括往返旅行时间RTT测量报告和Rx-Tx Type2测量报告。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算无线终端到基站天线的距离的方法为：计算RTT测量报告中无线信号在空中的传输时间与Rx-TxType2测量报告中无线终端对无线信号的处理时间之差，所得差值与二之商，将所得商值与预存的无线信号在空中的传播速度之积作为无线终端到基站天线的距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算无线终端到直放站天线的距离的方法为：计算RTT测量报告中无线信号在空中的传输时间与预存的基站与直放站施主天线之间的无线信号传输时间之差，减去预存的直放站对无线信号的处理时间，将所得差值与预存的无线信号在空中的传播速度之积作为无线终端到直放站天线的距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当基站对应的小区是一个全向小区时，所述根据计算得到的无线终端到基站天线的距离构造无线终端位置信息的方法为：根据预存的基站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以基站坐标为中心，所得UE到NodeB天线的距离为半径的一个圆上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当基站对应的小区是一个非圆时，所述根据计算得到的无线终端到基站天线的距离构造无线终端位置信息的方法为：根据预存的基站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以NodeB的坐标为中心，所得UE到NodeB天线的距离为半径的一段圆弧上，且圆弧的开口方向与预存的小区一致。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当直放站覆盖区是一个全向小区时，所述根据计算得到的UE到直放站天线的距离构造UE位置信息的方法为：根据预存的直放站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以直放站的坐标为中心，所得UE到直放站天线的距离为半径的一个圆上。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当直放站覆盖区是一个非圆时，所述根据计算得到的UE到直放站天线的距离构造UE位置信息的方法为：根据预存的直放站的坐标，确定该无线终端的位置为，在以直放站的坐标为中心，所得UE到直放站天线的距离为半径的一段圆弧上，且圆弧的开口方向与预存的直放站覆盖区一致。
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