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HINTERGRUND
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Location Based Services (standortbezogene Dienste; LBS) sind Dienstleistungen, die dem Teilnehmer auf Basis des geografischen Standorts bereitgestellt werden. LBS-Anwendungen umfassen Notfallversorgungen, Nautik, Asset-Tracking, Workforce-Management, standortbezogene Events, standortbezogene Werbung, standortbezogene Suche und so weiter. Von LBS-Dienstleistungen wird erwartet, dass sie in den kommenden Jahren zunehmen. In den Vereinigten Staaten erfordert die drahtlose Dienstleistung E911 von Betreibern, dass sie den Standort des Teilnehmers, der den 911-Notruf ausführt, mit der Genauigkeit von 50 m für 67% der Anrufe und 150 m für 95% der Anrufe für mobilfunkgerät-basierte Lösungen sowie 100 m für 67% der Anrufe und 300 m für 95% der Anrufe für netzwerkbasierte Lösungen melden. Die Genauigkeitsanforderungen des drahtlosen E911 werden gewöhnlich als allgemeine Genauigkeitsanforderungen für alle Arten von LBS-Dienstleistungen hergenommen. Diese Anforderungen sind durch die Gesetzgebung mandatiert und gleichzeitig ziemlich streng, um dem Bedarf anderer LBS-Anwendungen zu entsprechen. Worldwide Interoperability for Microwave Access-(WiMAX)-Netzwerke sowie jedes andere Mobilfunknetz, das solche Sprachdienste wie Voice over IP-(VoIP)-Dienstleistungen bereitstellt, müssen den drahtlosen E911-Anforderungen entsprechen und den Standort des Benutzers, der den 911-Notruf ausführt, mit der angegebenen Genauigkeit bereitstellen können. Gegenwärtig gibt es zwei technische Hauptansätze, die man verwenden kann, um die Position des Benutzers in einem Mobilfunknetz zu bestimmen. Der erste Ansatz nutzt bestehende Global Navigation Satellite Systems (globale Satellitennavigationssysteme; GNSS), wie zum Beispiel das Global Positioning System (globales Positionsbestimmungssystem; GPS), um die Position des Benutzers abzuschätzen. GNSS-basierte Positionierung kann durch eine Netzwerkassistenz wie beispielsweise Assisted-GNSS oder Assisted-GPS erweitert werden. Die GNSS-basierte Positionierung ist ein wirksames Verfahren. Es schließt jedoch die Installation eines GPS-Empfängers im Kommunikationsgerät ein, was das Gerät verteuert, und des Weiteren weisen GPS-Empfänger eine mangelhafte Leistung in Innenraumumgebungen auf, wo die Direktverbindung zu einem Satelliten blockiert sein kann. Der zweite Ansatz erfordert, dass ein Benutzer ein Kommunikationsgerät besitzt, welches über das drahtlose Kommunikationsnetz positioniert wird. Bei diesem Ansatz werden Standortparameter von dem über die Luft übertragenen Signal extrahiert. Bestehende Kommunikationssysteme können auf die folgenden Signalaufbereitungstechniken zur Benutzerpositionierung vertrauen: Angle of Arrival-(Einstrahlwinkel; AOA)-Einschätzung, Time Difference Of Arrival-(Zeitdifferenz des Eintreffens; TDOA)-Einschätzung, Time Of Arrival-(Ankunftszeit; TOA)-Einschätzung, Received Signal Strength Indicator-(Signalstärkenindikator des empfangenen Signals; RSSI)-Messungen und so weiter. Eine Mehrzahl der eingesetzten Mobilfunksysteme wie beispielsweise Global System for Mobile Communications (Globales System für Mobilkommunikation; GSM), WiMAX und/oder Long Term Evolution (LTE) verwenden TDOA-basierte Positionierung als eine Baseline für den Benutzerstandort. Dieser Ansatz ist aus technischer Sicht einfach und wirksam, da er nur die Synchronisation zwischen Basisstationen der Mobilfunknetze einschließt und keine Zeitsynchronisation von unterschiedlichen Mobilstationen erfordert.
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Das TDOA-Verfahren kann sowohl als Downlink (D-TDOA) als auch als Uplink (U-TDOA) implementiert werden. Das D-TDOA-Positionierverfahren misst den Unterschied der Ankunftszeit für Signale aus, die zur positionierten Mobilstation (MS) von mehreren Basisstationen (BSs), normalerweise mindestens drei oder mehr, kommen. Um solche Messungen zu erreichen, werden bekannte Trainingssignale wie beispielsweise Präambeln oder andere Referenzsignale (z. B. MIMO-Mittambel, allgemeine Piloten oder zellspezifische Referenzsignale oder spezielle Positionierungsreferenzsignale) von den BSs zu den MS in genau bekannten Zeitmomenten übertragen. Die TDOA-Abschätzungen für unterschiedliche BS-Paare werden gemessen und die MS-Position kann unter Verwendung eines Trilaterationsalgorithmus berechnet werden. Von einer Perspektive der physischen (PHY) Schicht besteht das Hauptproblem für den D-TDOA-Standort daraus, relative Zeitverzögerungen (TDOAs) für mehrere benachbarte BSs im massiven Mehrpfad- und Störungsumfeld genau zu messen. Bei einem eingesetzten Kommunikationssystem wie beispielsweise einem WiMAX-Netzwerk können diese Messungen unter Verwendung von einigen Trainingssignalen ausgeführt werden. Bei den Standards IEEE 802.16-2009 und IEEE 802.16m (IEEE – Institute for Electrical and Electronics Engineers) sind Präambelsignale als ein entsprechender Kandidat zur Ausführung von D-TDOA-Messungen berücksichtigt. Des Weiteren kann man beim Standard IEEE 802.16m die MIMO-Mittambel ebenfalls für Messungen von Signalstandortparametern verwenden. Beide Signale sind für unterschiedliche Sektoren und korrespondierende BSs des Netzwerks verschieden und sie sind dazu konzipiert, gute Kreuz- und Autokorrelationseigenschaften aufzuweisen. Beide Signale weisen drei orthogonale auf unterschiedlichen Zwischenträgersätzen übertragene Teilsätze auf, welche die Kreuzkorrelationseigenschaften aufgrund von orthogonaler Übertragung verbessern. Die Präambelsignale dienen hauptsächlich dem Zweck der Framesynchronisation, und die MIMO-Mittambel ist hauptsächlich für MIMO-Kanalmessungen vorgesehen. Beide Signale, die am Anfang jedes Frames übertragen werden, können die Zusatzfunktion als tönende D-TDOA-Signale aufweisen. Trotz vieler oben genannter Vorteile der physischen Präambelstruktur in WiMAX IEEE 802.16m, gibt es jedoch ebenfalls einige Einschränkungen in Verbindung mit ihrer Ausnutzung zum Zweck der D-TDOA-Positionierung. Zum Beispiel werden alle Präambel- und MIMO-Mittambel-Signale gleichzeitig übertragen und in jedem Frame unter Verwendung derselben Signalfolge wiederholt. Folglich wird im störungsbegrenzten Szenarium die kohärente Kombination des empfangenen Nutzsignals auch die kohärente Kombination derselben Ausführung von Störsignalen umfassen und die Anhäufung der Signale über mehrere Frames wird es nicht erlauben, das Signal-to-Interference Ratio (Signal-Stör-Verhältnis; SIR) des Systems zu verbessern, sondern nur das Signal-to-Noise Ratio (Signal-Rausch-Verhältnis; SNR). Deshalb wird in solchen Umfeldern, die Standortgenauigkeit des D-TDOA-Verfahrens unter Verwendung der Präambeln bei irgendeinem Level gesättigt sein. Für die typische hexagonale Aufstellung mit Drei-Sektor-BSs könnte die D-TDOA-Standortgenauigkeit des IEEE 802.16m-Systems im Falle der Verwendung von nur zugeordneten Standardpräambelsignalen am Anfang jedes Frames nicht die strengen Genauigkeitsanforderungen der drahtlosen Dienstleistung E911 aufgrund der Störungen zwischen unterschiedlichen Zellen erreichen. Folglich müssen die anderen Trainingssignale verwendet werden, um die Genauigkeit zu verbessern. Die Übertragung solcher Signale kann zwischen unterschiedlichen BSs koordiniert werden, um ein massives Störungsumfeld zu verbessern, das während der Übertragung der Präambel- oder MIMO-Mittambel-Signale vorhanden ist.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Der beanspruchte Gegenstand wird insbesondere im Schlussteil der Beschreibung dargelegt und klar beansprucht. Ein solcher Gegenstand kann jedoch durch Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung verstanden werden, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:
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1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Blockdiagramm eines LBS-Systems darstellt;
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2 ist ein Blockdiagramm eines drahtlosen Netzwerks, das gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen eine Downlink Location Based Services-(D-LBS)-Zone implementieren kann;
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3 ist gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Diagramm einer Implementierung einer D-LBS-Zone in einem drahtlosen Netzwerk;
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4 ist gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Implementierung einer D-LBS-Zone anhand eines vordefinierten Übertragungsplans;
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5 ist gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Implementierung einer D-LBS-Zone gemäß einem pseudozufälligen Übertragungsplan;
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6 ist gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Diagramm eines Vergleichs von D-TDOA-Standort-Performance basierend auf SA-Präambelsignalaufbereitung und der Verwendung einer D-LBS-Zone mit Standort-Beacons; und
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7 ist gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Blockdiagramm eines Informationsbearbeitungssystems der Implementierung einer D-LBS-Zone für standortbezogene Dienstleistungen.
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Es wird davon ausgegangen, dass aufgrund einer einfacheren und/oder klareren Darstellung, in den Figuren gezeigte Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Beispielsweise können die Abmessungen einiger der Elemente im Verhältnis zu anderen Elementen zur Verdeutlichung übermäßig groß dargestellt sein. Wo es zweckmäßig erschien, wurden des Weiteren Referenzzeichen in den Figuren wiederholt, um entsprechende und/oder analoge Elemente zu kennzeichnen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details angeführt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstands bereitzustellen. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass der beanspruchte Gegenstand ohne diese speziellen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Verfahren, Verfahrensweisen, Komponenten und Schaltungen nicht im Detail beschrieben.
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In der folgenden Beschreibung und/oder den Ansprüchen können die Begriffe „gekoppelt” und/oder „verbunden” gemeinsam mit ihren Ableitungen verwendet sein. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann „verbunden” verwendet sein, um anzuzeigen, dass zwei oder mehrere Elemente durch direkten physischen oder elektrischen Kontakt miteinander verbunden sind. „Gekoppelt” kann bedeuten, dass sich zwei oder mehrere Elemente in direktem physischem und/oder elektrischem Kontakt befinden. „Gekoppelt” kann aber auch bedeuten, dass sich zwei oder mehrere Elemente vielleicht nicht in direktem Kontakt miteinander befinden, jedoch trotzdem miteinander kooperieren und/oder zusammenwirken können. Zum Beispiel kann „gekoppelt” bedeuten, dass zwei oder mehrere Elemente sich nicht in Kontakt befinden, aber auf indirekte Weise über ein anderes Element oder Zwischenelemente miteinander verbunden sind. Schließlich können die Begriffe „auf”, „überlagernd” und „über” in der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet sein. „Auf”, „überlagernd” und „über” können verwendet sein, um anzuzeigen, dass zwei oder mehr Elemente sich in direktem Körperkontakt miteinander befinden. Jedoch kann „über” auch bedeuten, dass sich zwei oder mehrere Elemente nicht in direktem Kontakt miteinander befinden. Zum Beispiel kann „über” bedeuten, dass ein Element sich über einem anderen Element befindet, sie aber nicht in Kontakt miteinander sind und ein anderes Element oder Elemente sich zwischen den zwei Elementen befinden können. Des Weiteren kann der Begriff „und/oder” „und” bedeuten, er kann „oder” bedeuten, er kann „exklusiv-oder” bedeuten, er kann „eins” bedeuten, er kann „einige, aber nicht alle” bedeuten, er kann „kein” bedeuten und/oder „beide”, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Beziehung nicht eingeschränkt ist. In der folgenden Beschreibung und/oder den Ansprüchen können die Begriffe „beinhalten” und „umfassen” gemeinsam mit ihren Ableitungen verwendet sein und sind als Synonyme füreinander beabsichtigt.
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Es wird Bezug genommen auf 1, die ein Blockdiagramm eines LBS-Systems gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen zeigt, die beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt, kann das LBS-System 100 eine Mobilstation 110 in Kommunikation mit mindestens drei Basisstationen (oder mehr Basisstationen) oder Basis-Transceiver-Stationen wie beispielsweise Basisstation (BS1) 112, Basisstation (BS2) 114 und Basisstation (BS3) 116 umfassen. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine oder mehrere der Basisstationen eine Relaisstation umfassen, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Beziehung nicht eingeschränkt ist. Die Basisstationen können beispielsweise in einer typischen hexagonalen Anordnung eines drahtlosen oder Mobilfunknetzes eingesetzt werden, wobei ein Hexagon drei Sektoren mit einer einzelnen Basisstation enthalten kann, die einen jeweiligen Sektor bedient. Um standortbezogene Dienstleistungen zu implementieren, kann die Mobilstation 110 die Zeitdifferenz des Eintreffens (oder andere Standortparameter des Signals, wie zum Beispiel Abgangswinkel, empfangene Signalstärken, Abweichung von relativen Ankunftszeitmessungen, und so weiter) der Signale, des Signals 118, des Signals 120 und des Signals 122 messen, die von den jeweiligen Basisstationen ausgesendet werden, um einen Standort der beweglichen Funkstelle 110 innerhalb des Netzwerks zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass die Mobilstation sich über die Koordinaten der Basisstationen, deren Signalstandortparameter ausgemessen wurden, bewusst sein muss, um geografische Koordinaten zu bestimmen. Bei einer der Ausführungsformen können die Koordinaten der Basisstationen zu den Mobilstationen durch die MAC-Schicht-Meldungen, wie z. B. LBS-ADV (standortbezogene Dienstankündigungsmeldung), oder zu Mobilstationen durch die obere Schicht des Netzwerks TCP/IP oder sogar durch Anwendungsschichten usw. geliefert werden.
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Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen können Trainingssignale von den Basisstationen verwendet werden, um Störungen zwischen den übertragenen Signalen 118, 120 und 122 zu reduzieren oder abzuschwächen und die Übertragung der Signale unter den verschiedenen Basisstationen zu koordinieren. Das Design solch eines Trainingssignals, um standortbezogene Dienstleistungen zu implementieren, wird hier weiter unten beschrieben und bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Trainingssignal innerhalb der Struktur von einem oder mehreren verschiedenen drahtlosen Netzwerkstandards wie beispielsweise dem Standard IEEE 802.16m oder den Third Generation Partnership Project Evolved Universal Mobile Telecommunications System 3GPP EUTRA-Spezifikationen für Long Term Evolution (LTE) integriert sein, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Beziehung nicht eingeschränkt ist. Jedoch muss berücksichtigt werden, dass, obwohl das System 100 der 1 eine Mobilstation 110 zeigt, welche die Signale 118, 120, und 122 jeweils von den drei Basisstationen 112, 114 und 116 empfängt, die Mobilstation 110 Downlink-Signale von irgendeiner Anzahl an Basisstationen empfangen kann, um standortbezogene Dienstleistungen wie hiernach beschrieben zu implementieren, und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Beziehung nicht eingeschränkt.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Performance der bestehenden Präambel oder Mittambel oder die pilotbezogenen standortbezogenen Dienstleistungen, hier als Basis-LBS-Modus bezeichnet, über die Anwendung einer dedizierten Downlink-LBS-Struktur, hier als D-LBS-Zone bezeichnet, mit Standort-Beacons, hier als erweiterter LBS-Modus bezeichnet, erweitert werden. Durch den Einsatz einer D-LBS-Zone kann die Standortgenauigkeit über das drahtlose Kommunikationsnetz erhöht und auf mehrere verschiedene drahtlose Breitbandtechnologien, wie zum Beispiel in der nächsten Generation von WiMAX-II-Netzwerken oder LTE-Netzwerken und/oder verschiedenen Fourth Generation-(4G)-Netzwerken und darüber hinaus angewandt werden, und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Beziehung nicht eingeschränkt. Ein Beispiel solch eines drahtlosen Netzwerks, das geeignet ist, eine D-LBS-Zone mit Standort-Beacons zu implementieren, wird unten in 2 gezeigt und beschrieben.
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Es wird Bezug genommen auf 2, ein Blockdiagramm eines drahtlosen Netzwerks, das gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen, die beschrieben werden, Downlink Location Based Services (LBS) implementieren kann. Wie in 2 gezeigt, kann Netzwerk 200 ein Internetprotokoll-(IP)-Netzwerk sein, das ein Internet 210-Netzwerk oder ähnliche umfasst, welches mobilen drahtlosen Zugriff und/oder festen drahtlosen Zugriff zu Internet 210 unterstützt. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann Netzwerk 200 konform mit einem WiMAX-Standard oder zukünftigen Generationen von WiMAX sein und bei einer bestimmten Ausführungsform konform mit einem Institute for Electrical and Electronics Engineers 802.16m Standard (IEEE 802.16m). Bei einem oder mehreren alternativen Ausführungsformen kann Netzwerk 100 konform mit einem Third Generation Partnership Project Long Term Evolution (3GPP LTE) oder 3GPP2 Air Interface Evolution-(3GPP2 AIE)-Standard und/oder jeder anderen nachfolgenden Generation von drahtloser Netzwerktechnologie wie beispielsweise 4G und so weiter sein. Im Allgemeinen kann Netzwerk 200 jede Art der Übertragungstechnologie der physikalischen Schicht umfassen (z. B. Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) oder ein Einzelträger-FDMA-basiertes drahtloses Netzwerk und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt. Als ein Beispiel des mobilen drahtlosen Zugriffs kann das Access Service Network (ASN) 212 mit der Basisstation (BS) 112 koppeln, um die drahtlose Kommunikation zwischen der Mobilstation (MS) 110 und Internet 210 bereitzustellen. Die Mobilstation 110 kann ein mobiles Gerät oder Informationsbearbeitungssystem umfassen, das drahtlos über das Netzwerk 100 kommunizieren kann, wie zum Beispiel ein Notebook, Mobilfunktelefon, Personal Digital Assistant, Tafel oder Pad oder Ähnliches. ASN 212 kann Profile implementieren, die fähig sind, die Zuordnung von Funktionen des Netzwerks zu einer oder mehreren physischen Entitäten auf Netzwerk 100 zu definieren. Die Basisstation 112 kann eine Funkeinrichtung umfassen, um Hochfrequenz-(HF)-Kommunikation mit der Mobilstation 110 bereitzustellen, und sie kann zum Beispiel die physikalische Schicht (PHY) und die Media Access Control-(MAC)-Schichteinrichtung in Konformität mit einem IEEE 802.16m-Standard oder jede andere Luftschnittstellen-Übertragungsspezifikation oder Kommunikationsstandard umfassen. Die Basisstation 112 kann weiter ein IP-Backplane umfassen, um mit Internet 110 über ASN 212 zu koppeln, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist.
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Das Netzwerk 100 kann weiter ein besuchtes Connectivity Service Network (CSN) 214 umfassen, das eine oder mehrere Netzwerkfunktionen, u. a. ohne Einschränkung, Proxy- und/oder Relais-Funktionen, wie zum Beispiel Authentifizierung, Authorization And Accounting-(AAA)-Funktionen, Dynamic Host Configuration Protocol-(DHCP)-Funktionen oder Domain Name Service-Steuerungen oder Ähnliches, Domain Gateways wie beispielsweise Public Switched Telephone Network-(PSTN)-Gateways oder Voice Over Internet Protocol-(VOIP)-Gateways, und/oder Internetprotokoll-(IP)-Serverfunktionen oder Ähnliches bereitstellt. Diese sind jedoch nur Beispiele der Arten von Funktionen, die durch besuchtes CSN oder Home-CSN 216 bereitgestellt werden können, und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt. Besuchtes CSN 214 kann zum Beispiel in dem Fall als ein besuchtes CSN bezeichnet werden wo besuchtes CSN 214 nicht Teil des regulären Dienstanbieters der Mobilstation 110 ist, zum Beispiel wo die Mobilstation 110 ein Roaming in ein anderes als sein Home-CSN ausführt, wie beispielsweise CSN 216 oder beispielsweise dort, wo Netzwerk 100 Teil des regulären Dienstanbieters der Mobilstation ist, sich Netzwerk 100 aber an einem anderen Standort oder Status befindet, welcher nicht der Haupt- oder Heimatstandort der Mobilstation 110 ist. Bei einer festen drahtlosen Anordnung kann eine Art WiMAX Customer Premises Equipment (CPE) 222 in einem Privatbereich oder einer Firma lokalisiert sein, um Privat- oder Firmenkunden Breitbandzugang zum Internet 110 über die Basisstation 120, ASN 218 und CSN 216 in einer Weise bereitzustellen, die dem Zugriff durch die Mobilstation 110 über die Basisstation 112, ASN 212 und besuchtes CSN 214 ähnlich ist, wobei ein Unterschied darin besteht, dass WiMAX CPE 222 generell an einem stationären Standort angeordnet ist, obwohl es wie erforderlich an unterschiedliche Standorte bewegt werden kann, wohingegen die Mobilstation an einem oder mehreren Standorten eingesetzt werden kann, wenn sich die Mobilstation 110 beispielsweise innerhalb des Bereichs der Basisstation 112 befindet. Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen kann das Operation Support System (OSS) 224 Teil des Netzwerks 100 sein, um Managementfunktionen für das Netzwerk 100 und Schnittstellen zwischen Funktionsentitäten des Netzwerks 100 bereitzustellen. Netzwerk 200 der 2 ist nur eine Art von drahtlosem Netzwerk, das eine bestimmte Anzahl an Komponenten des Netzwerks 200 zeigt, jedoch ist der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
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Es wird Bezug genommen auf 3, ein Diagramm einer Implementierung einer D-LBS-Zone in einem drahtlosen Netzwerk, das gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen beschrieben wird. Zu Beispielzwecken wird in 3 eine fortgeschrittene IEEE 802.16m-Luftschnittstellen-Basisframe-Struktur 300 gezeigt. Wie in 3 gezeigt, schließt die erweiterte LBS-Unterstützung im Downlink die koordinierte Übertragung von speziellen Standort-Beacons über mehrere Advanced Base Stations (ABSs) (unter Verwendung der Terminologie des Standards IEEE 802.16m) oder eNodeB (unter Verwendung der Terminologie der 3GPP-EUTRA-Technologie) in einer designierten Downlink-LBS-(D-LBS)-Zone ein, um präzisere Messungen von Signalstandortparametern zu erleichtern, die zur Positionierung der Mobilstation, Advanced Mobile Station (AMS) im Falle der IEEE 802.16m-Terminologie oder User Equipment (UE) im Falle von 3GPP EUTRA LTE-Terminologie verwendet werden.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen wie gezeigt in 3, umfasst die Luftschnittstellen-Basisframe-Struktur 300 unter Verwendung des Standards IEEE 802.16m als ein Beispiel eine Reihe von Superframes 310, wie zum Beispiel acht Superframes SF0 bis SF7. Die Dauer einer D-LBS-Zone 312 kann zum Beispiel vier aufeinanderfolgende Superframes 310, Superframes SF0 bis SF3 umspannen. Jeder der Superframes 310 kann 20 Millisekunden (ms) aufweisen und in vier gleich große Funkframes 316 von 5 ms in der Länge aufgeteilt sein. Ein Superframe 310 kann einen Superframe-Header 314 umfassen und vier Frames 316, Frames F0 bis F3. Jeder Funkframe 316 umfasst wiederum mehrere Teilframes 322 bestehend aus 5, 6 oder 7 oder einer anderen Anzahl an Orthogonal Frequency-Division Multiplexing-(orthogonales Frequenzmultiplexverfahren; OFDM)-Symbolen abhängig vom Teilframe. Jeder Downlink-(DL)-Frame, der Teilframes 312 SF0 bis SF3 umfasst, kann von der synchronen Präambelübertragung gestartet werden. Zwei Arten von fortgeschrittenen Präambeln (A-Präambel) können für die Funkframes 316 definiert werden: eine primäre fortgeschrittene Präambel (PA-Präambel) 320 und eine sekundäre fortgeschrittene Präambel (SA-Präambel) 318. Die PA-Präambel 320 wird durch dieselbe Sequenz, die von allen Stationen des Netzwerks übertragen wird, repräsentiert, und ist somit für den Zweck von Standortparametermessungen nicht geeignet. Im Standard IEEE 802.16m definiert die SA-Präambel 318 756 eindeutige durch die IDcell-Anzahl repräsentierte Sequenzen, die Basisstationen 112 und/oder Sektoren während der Aufstellung zugeordnet werden sollten, um Basisstationen 112 zu identifizieren und/oder zu differenzieren. Diese Signale sowie MIMO-Mittambel-Signale können in einem Basis-LBS-Modus verwendet werden. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die SA-Präambel 318 für die Messung von Signalstandortparametern auf eine ähnliche Art, wie in der vorherigen Generation des WiMAX-Systems implementiert, geeignet sein. Bei einem erweiterten LBS-Modus kann die zusätzliche dedizierte D-LBS-Zone mit Standort-Beacons konzipiert sein und den kompletten Downlink-Teilframe 322 aufbrauchen. Alternativ kann sich die dedizierte D-LBS-Zone mit Standort-Beacons über verfügbare Downlink-Frame-Ressourcen ausbreiten. Um beispielsweise Messungen von Standortparametern zu vereinfachen, können die bestimmten Frame-Ressourcen wie beispielsweise Symbole, orthogonale Sätze der Zwischenträger und so weiter, auf denen D-LBS-Zonen-Standort-Beacons 324 übertragen werden, vordefiniert und den Mobilstationen 110 bekannt sein. Beispielsweise können die Basisstationen 112, die konfiguriert sind, eine D-LBS-Zone 312 zu unterstützen, Standort-Beacons 324 gemäß zugeordneten D-LBS-Zonenübertragungsplänen koordinieren und übertragen, die entweder bekannt oder auf der Seite der Mobilstation 110 reproduziert sein können. Beispielsweise kann der Standort-Beacon-Übertragungsplan in der D-LBS-Zone durch das Netzwerk definiert oder durch den Standard angegeben sein. Bei einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kann die Zuweisung von D-LBS-Zonen-Standort-Beacons 324 durch die ausdrückliche Erkennung von der Mobilstation 110 während der Empfangssignalverarbeitung erlangt werden. In solchen Fällen sollte zugunsten präziserer Signalstandortparameter-Messungen der Datenverkehr nicht in der D-LBS-Zone 312 zugeordnet sein, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das erste Symbol des ersten Teilframes 322 (SF0) des letzten Frames 316 (F3) eines Superframes 310, der zur D-LBS-Zone gehört (Superframes SF0 bis SF3) durch einen Standort-Beacon 324 ersetzt werden, wenn die D-LBS-Zone 312 aktiviert ist. 3 zeigt ein solches Beispiel der D-LBS-Zonenzuweisung. Bei Superframes 310, wo die D-LBS-Zone 312 zugeordnet ist, können die ersten Frame-Symbole durch das folgende Muster von Synchronisationssignalen repräsentiert sein: S-P-S-L, wobei S für SA-Präambel 318 Übertragung im ersten und dritten Frame 316 des Superframes 310 steht, P steht für PA-Präambel 320 Übertragung im zweiten Frame 316 des Superframes 310 und L bezeichnet Standort-Beacon 324 Übertragung im letzten Frame 316 von Superframe 310. Um die erweiterte Positionsbestimmung zu aktivieren, kann eine dedizierte Downlink-LBS-Zone (D-LBS-Zone) 312 definiert werden, um Standort-Beacons 324 zu übertragen, die von fortgeschrittenen Mobilstationen 110 (AMS) empfangen werden und deren Messung von standortbezogenen Parametern (RD, RTD, RSSI und so weiter) mit höherer Genauigkeit erleichtern. Solch eine dedizierte D-LBS-Zone, wenn unterstützt, kann mehr als vier aufeinanderfolgende Superframes ausbreiten. Das Standort-Beacon 324 kann auf dem ersten Symbol des Teilframes des letzten Frames jedes D-LBS-Zonensuperframes übertragen werden. Die fortgeschrittenen Basisstationen (ABS) und/oder fortgeschrittenen Relaisstationen (ARS), die konfiguriert sind, die D-LBS-Zone 312 zu unterstützen, können Standort-Beacons 324 gemäß einem vordefinierten Übertragungsplan koordinieren und übertragen.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die SA-Präambel 318 als ein Referenzstandort-Beacon-Signal 324 für die Übertragung innerhalb der D-LBS-Zone 312 verwendet werden. Die physische Struktur des SA-Präambel 318-Signals, das von jeder fortgeschrittenen Basisstation 112 und/oder fortgeschrittenen Relaisstation in der D-LBS-Zone übertragen wird, kann dieselbe sein wie für den gegebenen Frame. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können die fortgeschrittene Basisstation 112 und/oder fortgeschrittenen Relaisstationen das entsprechende SA-Präambel 318-Signal in der D-LBS-Zone 312 gemäß dem vordefinierten Übertragungsplan übertragen, der vom IDcell-Wert, welcher der bestimmten Basisstation 112 oder Relaisstation zugeordnet ist, abhängen kann. Der Standort-Beacon-Übertragungsplan stellt die zeitlich gemultiplexte Übertragung dieser Signale über benachbarte Basisstationen 112 und/oder Relaisstationen bereit, um die Erkennung und Messungen der relevanten Signalstandortparameter von mehreren Basisstationen 112 und/oder Relaisstationen zu erleichtern. Die D-LBS-Zonenübertragung breitet Standort-Beacon-Übertragungen von unterschiedlichen Basisstationen 112 und/oder Relaisstationen über die orthogonalen oder quasiorthogonalen D-LBS-Zonen-Ressourcen aus, wie zum Beispiel unterschiedliche Zwischenträgersätze, unterschiedliche Symbole in der Zeit, unterschiedliche CDMA-Codes und/oder räumliche, strahlformende Übertragungsvektoren.
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Im Allgemeinen kann bei einer oder mehreren Ausführungsformen eine D-LBS-Zone 312 zur Unterstützung von entweder regelmäßig periodischen oder ereignisgesteuerten Übertragungsarten konfiguriert sein. Im periodischen Modus können der D-LBS und die verbundenen Standort-Beacons regelmäßig in der Zeit gemäß einer definierten Dauer übertragen werden, die durch die Basisstationen 112 ausgestrahlt werden kann. Beim ereignisgesteuerten Modus können die D-LBS-Zone und verbundenen Standort-Beacons für ein begrenztes Zeitfenster übertragen werden, wobei der Start und die Dauer durch die Basisstationen 112 oder Netzwerkdienstanbieter definiert werden kann. Innerhalb dieses Zeitfensters kann die D-LBS-Zone 312 ebenfalls regelmäßig mit einer Dauer definiert durch die Basisstation 112 übertragen werden. Der ereignisgesteuerte Modus kann durch einige Ereignisse wie beispielsweise eine Anfrage zu hoher Genauigkeit des Standorts entweder durch die Mobilstation 110 oder eine Basisstation 112 für Notfälle und/oder andere Anwendungen ausgelöst werden, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Beziehung nicht eingeschränkt ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können D-LBS-Zonen-Standort-Beacons 324 durch die Referenzsignale repräsentiert sein, die durch mehrere unterschiedliche Basisstationen 112 und/oder Basisstationssektoren von Netzwerk 200 auf D-LBS-Zonenressourcen gemäß den vorherbestimmten Übertragungsplänen übertragen werden. Im Allgemeinen können irgendwelche Breitbandsignale und/oder -sequenzen mit guten Autokorrelations- und Kreuzkorrelationseigenschaften als entsprechende Kandidaten für die Anwendung als D-LBS-Zonen-Standort-Beacons 324 berücksichtigt werden. Die Standort-Beacon 324-Signale können die jeweiligen Basisstationen 112 und/oder Sektoren identifizieren und synchron an D-LBS-Zonenressourcen, die der Mobilstation 110 gemäß einem vorherbestimmten Übertragungsplan bekannt sind, übertragen werden. Bei einer bestimmten Ausführungsform kann die physische Struktur von Standort-Beacons 324 dieselbe wie vom Präambelsignal sein, wie zum Beispiel die SA-Präambel 318, die durch jede Basisstation 112 des Netzwerks übertragen wird. Bei einer oder mehreren alternativen Ausführungsformen können die spezifischen Signale, die zur präzisen Extraktion von Signalstandortparametern konzipiert sind, eingesetzt werden, wie zum Beispiel spezifische Positionierungsreferenzsignale oder irgendwelche anderen Arten von Referenzsignalen wie beispielsweise Kanalzustandsinformations-Referenzsignale, allgemeine oder vorcodierte Piloten und MIMO-Mittambel.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können, um die Genauigkeit von Standortparametermessungen zu erhöhen, die Standort-Beacons 324 von mehreren Antennen, die an der Basisstation installiert und/oder strahlgeformt sind, übertragen werden, um das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) am Empfänger der Mobilstation 110 zu erhöhen. Zusätzlich können die Standort-Beacons 324, die von mehreren Antennen übertragen werden, auf eine solche Art und Weise strahlgeformt werden, dass sie räumliche Winkelfinformationen, wie z. B. Abgangswinkel, transportieren. Bei solch einer Anordnung können spezielle Codebücher und spezielle Antennenarrays konzipiert sein, um das räumliche Vorcodieren der Standort-Beacon 324-Signale auszuführen. Wenn die Sendesignalvorcodierung mit Winkelfinformationen angewandt wird, kann der Empfänger imstande sein, zusätzlich den Abgangswinkel (AoD) von als eine komplementäre Information zu verwendenden Standort-Beacons abzuschätzen, um die Performance von Positionieralgorithmen zu verbessern. Wenn beispielsweise ein Antennenarray mit vier Sendeantennen und 0,5 Wellenlängen-Antennenabstand eingesetzt wird, dann können die entsprechenden Codebuch-Vorcodierungsvektoren aus vier Vektoren mit ebener Welle bestehen, die Strahlen mit 30 Grad Breite in bestimmten Richtungen bilden. Für typische hexagonale Aufstellungen, die angeordnete Drei-Sektoren-Basisstationen 112 mit 120 Grad Reichweite pro Sektor verwenden, kann ein ganzer Sektor in vier Winkelabtastbereiche von jeweils 30 Grad eingeteilt werden. Bei einer Beispielanwendung zu WiMAX-II-Signalen können SA-Präambel 318 Signale als Standort-Beacons 324-Kandidaten verwendet werden. Diese Signale können zusätzlich innerhalb der D-LBS-Zone 312 gemäß dem Übertragungsplan übertragen werden, der anzeigt, zu welchen Zeit- und Frequenz-Ressourcen die Standort-Beacons 324-Signale, die spezifisch für die bestimmte Basisstation 112 sind, zugeordnet sind. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Übertragungsplan für jede bestimmte Basisstation 112 eindeutig sein und von basisstation-spezifischen Parameter, wie beispielsweise IDcell/segment und so weiter, abhängen. Die Anwendung eines D-LBS-Zonenübertragungsplans kann synchrone SA-Präambel 318-Übertragungen von unterschiedlichen Basisstationen 112 über unterschiedliche orthogonale D-LBS-Zonen-Ressourcen, wie zum Beispiel OFDMA-Symbole und orthogonale Zwischenträgersätze ausbreiten. Eine solche Ausbreitung kann konzipiert sein, Kollisionen zwischen unterschiedlichen Basisstationen 112 zu minimieren und/oder zu vermeiden, und sie kann infolgedessen Störungen während des Signalempfangs reduzieren und somit die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Signalstandortparameter-Messungen erhöhen.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können D-LBS-Zonenübertragungspläne Richtlinien definieren, die man für die koordinierte Übertragung von Standort-Beacons 324 auf D-LBS-Zone 312 Ressourcen verwenden kann. Zum Beispiel können Übertragungspläne die Zuweisung des Standort-Beacon 324-Signals, das durch eine bestimmte Basisstation 112 des Netzwerks zu einem spezifischen OFDM-Symbol, orthogonalen Zwischenträgersätzen, einem räumlichen strahlformenden Vektor und/oder Signalcode-Sequenz übertragen wird, steuern. Im Allgemeinen können ein oder mehrere verschiedene D-LBS-Zone 312-Übertragungspläne entwickelt und eingesetzt werden. Zum Beispiel können einige vordefinierte oder pseudozumllige Übertragungspläne verwendet und für spezifische Netzwerkeinsatzszenarien optimiert werden. Zum Zwecke der Erörterung werden ein vordefinierter Beispielübertragungsplan und ein pseudozufälliger Übertragungsplan beschrieben, die für die Implementierung in zellularen drahtlosen Breitbandnetzwerksystemen wie beispielsweise Netzwerk 200 von 2 verkörpern. Der vordefinierte Plan ordnet Basisstation 112-Übertragung der Standort-Beacons 324 zu bestimmten OFDMA-Symbolen und Zwischenträgersätzen innerhalb der D-LBS-Zone 312 zu und definiert infolgedessen reguläre Übertragungsrichtlinien für jede zugeordnete D-LBS-Zone 312. Der pseudozumllige Übertragungsplan definiert eine pseudozufällige Richtlinie, die von den Basisstationen 112 verwendet werden und den Mobilstationen 110 bekannt sein und auf der Empfängerseite verwendet werden kann, um zu bestimmen, welchen D-LBS-Zone 312-Ressourcen die Standort-Beacons 324 von der gegebenen Basisstation zugeordnet sind.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen eines vordefinierten Übertragungsplans kann der bestehende Satz von SA-Präambeln
318, der in der IEEE 802.16m-Spezifikation definiert ist, in Q Präambelstandort/LBS-Gruppen (PLGs) aufgeteilt sein. Die IDcells, die zu i-th PLG (IDcell PLGi) gehören, sind durch die nachstehende Gleichung definiert:
IDcell PLGi = 256·n + Idx PLGi wobei i die i-th Präambelstandort-/LBS-Gruppe anzeigt (PLG
i), i = 0, 1, ..., Q-1; Q kann auf die Anzahl der OFDMA-Symbole gesetzt sein, die für die Übertragung einer D-LBS-Zone verfügbar sind (DLZ
NS); n ist der Segmentindex und IdxPLG
i ist der Index, der zu ith PLG
i gehört, das die folgenden Sätze an Werten umspannt [i:Q:255]. Um die IDcells zu bestimmen, die zu i-th PLG gehören, kann der Idx PLG
i-Index bei i beginnen und mit Q bis zu 255 für jeden Segmentindex n = 0, 1, 2 inkrementieren. Das erste Symbol des Teilframes, das die D-LBS-Zone
312 transportiert, kann für die normale Präambelübertragung verwendet werden. Das erste Symbol des Teilframes mit der D-LBS-Zone kann für die normale Präambelübertragung verwendet werden. Die verbleibenden Q-Symbole, welche die D-LBS-Zone repräsentieren, können für die Übertragung durch Q unterschiedliche PLGs belegt werden. Für den Fall von Q = 5 ist der vordefinierte D-LBS-Zone
312 Übertragungsplan durch Tabelle 1 unten angegeben.
Segmentindex n (Zugeordnete Trägersätze) | D-LBS-Zone Symbolnummer |
0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Trägersatz n = 0 | PLG 0 | PLG 1 | PLG 2 | PLG 3 | PLG 4 |
Trägersatz n = 1 | PLG 1 | PLG 2 | PLG 3 | PLG 4 | PLG 0 |
Trägersatz n = 2 | PLG 2 | PLG 3 | PLG 4 | PLG 0 | PLG 1 |
Tabelle 1. Vordefinierter D-LBS-Zonenübertragungsplan.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen gibt der vordefinierte D-LBS-Zonenübertragungsplan an, auf welcher orthogonalen Ressource, Symbol- und Trägersatz der D-LBS-Zone 312 das Standort-Beacon 324 übertragen werden kann. Um einen Übertragungsplan zu definieren, kann der bestehende Satz an SA-Präambeln 318 in Q Präambelstandort-Gruppen (PLGs) aufgeteilt sein. Um den PLG-Index zu bestimmen, kann die folgende Gleichung verwendet werden: PLG = mod(mod(IDcell,256),Q)
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Anzahl an Präambelstandort/LBS-Gruppen Q auf 12 gesetzt sein, was gleich der Anzahl an orthogonalen Ressourcen ist, die in einer D-LBS-Zone 312 verfügbar sind. Tabelle 1 unten bestimmt den vordefinierten D-LBS-Zone 312-Übertragungsplan, der für die Übertragung von Standort-Beacons 324 verwendet werden kann. Gemäß dem vordefinierten D-LBS-Zonenübertragungsplan kann jede fortgeschrittene Basisstation 112 und/oder fortgeschrittene Empfängerstation den PLG-Index unter Verwendung der obigen Gleichung bestimmen. Die fortgeschrittene Basisstation 112 und/oder fortgeschrittene Relaisstation können das Standort-Beacon-Signal auf dem entsprechenden D-LBS-Zonensymbol-Index s und Trägersatz n, wie definiert in Tabelle 2 unten, übertragen. Der D-LBS-Symbol-Index und Trägersatz, auf welcher bestimmten Ressource die fortgeschrittene Basisstation 112 Standort-Beacons überträgt, kann vom PLG-Index mit der folgenden Gleichung bestimmt werden: s = mod(PLG,4); n = floor(PLG/4)
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Der D-LBS-Zonensymbol-Index s kann mit der Superframenummer mit der folgenden Gleichung verbunden werden: s = mod(Superframe number, 4)
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Wenn eine Station mehrere Segmente aufweist, können alle Segmente dieselbe SA-Präambel
318-Sequenz übertragen. Die SA-Präambel
318-Sequenz für den Zweck der Standort-Beacons
324-Übertragung kann durch den neuen IDcell-Wert (IDcell
PLG) bestimmt werden gleich:
IDcellPLG = mod(IDcell, 256) + floor(PLG/4)·256 Zugeordneter Trägersatz | D-LBS-Zone Symbolindex s = 0 Mod(Superframenummer, 4) = 0 | D-LBS-Zone Symbolindex s = 1 Mod(Superframenummer, 4) = 1 | D-LBS-Zone Symbolindex s = 2 Mod(Superframenummer, 4) = 2 | D-LBS-Zone Symbolindex s = 3 Mod(Superframenummer, 4) = 3 |
Trägersatz n = 0 | PLG = 0 | PLG = 1 | PLG = 2 | PLG = 3 |
Trägersatz n = 1 | PLG = 4 | PLG = 5 | PLG = 6 | PLG = 7 |
Trägersatz n = 2 | PLG = 8 | PLG = 9 | PLG = 10 | PLG = 11 |
Tabelle 2. Beispiel des vordefinierten D-LBS-Zonenübertragungsplans für IEEE802.16m-Systeme.
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Zu beachten ist, dass gemäß einem vordefinierten Übertragungsplan eine Basisstation 112 von Netzwerk 200 seinen Standort-Beacon 324 auf dem angegebenen Symbol-/Trägersatz übertragen kann, wenn sein IDcell mit einem entsprechenden PLG und Trägersatz, wie gezeigt in Tabelle 2 oben übereinstimmt.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein pseudozufälliger Übertragungsplan unter Verwendung irgendeines Pseudozufallsgenerators abgeleitet werden. Zum Beispiel kann bei einer Ausführungsform ein einheitlicher Linear Congruential Generator (LCG) zur Übertragungsplangenerierung aufseiten der Basisstation 112 verwendet werden. Solch ein Beispiel-LCG kann durch eine rekursive Gleichung, wie nachfolgend gezeigt, definiert werden: Xp = (aXp-1 + c)mod m wobei m – ein LCG-Modulus ist, a ein Integer-Multiplikationskoeffizient, c ein Inkrement, X0 – ein LCG-Anfangswert (Saat), p ein laufender Index p = 1, 2, ... Bei einer bestimmten Ausführungsform können die folgenden LCG-Parameter angewandt werden, um pseudozufällige Übertragungspläne zu generieren: m = 212 – 3 = 4093, c = 0, a = 219 . obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Beziehung nicht eingeschränkt ist. Jede Basisstation 112 kann die Position seines Standort-Beacon 324-Signals innerhalb der D-LBS-Zone mit dem folgenden Verfahren bestimmen:
- 1. Jedes Mal wenn der Superframezähler gleich Null ist, kann jede Station/Segment seinen LCG-Anfangswert auf den zugeordneten IDcell zurücksetzen und 1 hinzuaddieren (d. h. den LCG-Anfangswert X0 = IDcell + 1 setzen);
- 2. Während jedes nachfolgenden Superframes wird eine LCG-Rekursion berechnet, bis die maximale Superframenummer erreicht ist und der LCG, wie beschrieben in 1 zurückgesetzt wird;
- 3. Für eine zum p-th-Superframe zugeordnete D-LBS-Zone kann die relative Position des Referenzsignals in der D-LBS-Zone (DLZSO-Symboloffset in OFDMA-Symboleinheiten) gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden: DLZSO = Xp mod DLZNS wobei DLZNS die Anzahl der Symbole anzeigt, die der einen D-LBS-Zone (DLZNS = 5) zugeordnet ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann zusätzlich zu den oben beschriebenen physischen (PHY) Schicht-Aspekten, eine entsprechende Unterstützung von der Media Access Control-(MAC)-Schicht beteiligt sein, um einen erweiterten LBS-Modus unter Verwendung einer D-LBS-Zone mit Standort-Beacons zu aktivieren. Zum Beispiel können die D-LBS-Zonenkonfigurationsparameter zur Mobilstation unter Verwendung von MAC-Meldungen oder physischen Steuerungskanälen übertragen werden. Zum Beispiel können der Standort der D-LBS-Zone innerhalb des Superframes und seine Übertragungshäufigkeit und die Messungsoptionen der Übertragungsart und Standortparameter variable Parameter im System sein, die man zur Mobilstation 110 durch Unicast- oder Broadcast MAC-Schicht-Meldungen signalisieren kann. Bei solchen Ausführungsformen können die in der D-LBS-Zonenkonfiguration enthaltenen Parameter wie folgt sein:
D-LBS-Modus-Unterstützungsanzeige
Position der D-LBS-Zone in der Framestruktur;
Übertragungsart: Periodischer, ereignisgesteuerter Modus;
Übertragungsplan: Vordefiniert oder pseudozufällig;
Indikator für die Verwendung von strahlgeformten Beacons, wenn angewandt, um mit der Einschätzung des Abgangswinkels (AoD) als komplementäre Information zur Positionsbestimmung zu unterstützen;
Die Messgrößen, wie beispielsweise die relativen Verzögerungen D-TDOA, Winkel, empfangene Signalstärkeindikatoren und Hybridmetriken sowie Durchschnittsberechnungsfenster.
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Unter Verwendung des Standards IEEE 802.16m als ein Beispiel kann der Teil, der für die erweiterte LBS-Unterstützung erforderlichen Konfigurationsparameter in SFH-Teilpaketen oder in AAI-SCD MAC-Meldungen sowie in LBS verwandten Meldungen wie beispielsweise AAI_NBR-ADV, AAI_LBS-ADV und anderen relevanten Meldungen übertragen werden. Des Weiteren können einige der Parameter durch obere Schichten (Transport-, Netzwerk- oder Anwendungsschichten) geliefert werden.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen in WiMAX-II-Systemen kann eine solche D-LBS-System-/Messungs-Konfigurationsinformation als optionaler Typ/Länge/Wert (TLV) zur standortbezogenen Dienstleistungswerbungs-(LBS-ADV)-Meldung oder anderen Broadcast Media Access Control-(MAC)-Meldungen hinzugefügt werden, und sie kann ebenfalls Unicast zur Mobilstation 110 in der Scan Response-(SCAN-RSP)-Meldung sein oder eine Location Based Services Request-(LBS-REQ)-Meldung. Die LBS-ADV ist eine Broadcast-Meldung, die periodisch an die bewegliche Funkstelle 110 gesendet und von allen Mobilstationen 110 überwacht wird, die LBS-Fähigkeit aufweisen und zumindest bei einigen LBS-Dienstleistungen abonniert sind. Dieselbe Information kann in einem optionalen TLV für SCALA-RSP oder LBS-REQ enthalten sein, welches Unicast zur Mobilstation 110 für einen auslöserbasierten Standort ist, wie er durch die bewegliche Funkstelle 110 oder das Netzwerk 200 initiiert ist.
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Es wird Bezug genommen auf 4, ein Flussdiagramm eines Verfahrens wird erörtert, um gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen eine D-LBS-Zone gemäß einem vordefinierten Übertragungsplan zu implementieren. Obwohl in 4 eine bestimmte Reihenfolge der Blocks von Verfahren 400 zeigt, sollte jedoch berücksichtigt werden, dass Verfahren 400 mehr oder weniger Blocks umfassen kann als gezeigt, und/oder in verschiedenen anderen Reihenfolgen, und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Beziehung nicht eingeschränkt. Bei Block 410 kann eine physische D-LBS-Zonenstruktur definiert sein, wie zum Beispiel eine Übertragungsdauer oder Ressourcen für die Übertragung von Standort-Beacons. Bei Block 412 sind Standort-Beacons und BSs oder Sektoren den D-LBS-Zonenressourcen zugeordnet, indem ein Übertragungsplan gebildet wird. Unterschiedliche Pläne können bei einer oder mehreren Ausführungsformen konzipiert sein. Bei Block 414 kann eine Basisstation 112 D-LBS-Zonenkonfigurationsparameter und Information über benachbarte Basisstationen, wie z. B. deren Koordinaten und die zugeordneten Identifikationsnummern, wie z. B. IDcell-Werte, übertragen. Bei Block 416 überträgt Basisstation 112 Standort-Beacon auf der zugeordneten D-LBS-Zonenressource gemäß einem definierten D-LBS-Zonenübertragungsplan, und die Mobilstation 110 empfängt die übertragenen Standort-Beacons von mehreren Basisstationen im Netzwerk. Bei Block 418 verarbeitet die Mobilstation 110 die empfangenen Standort-Beacons und misst Signalstandortparameter von mehreren Basisstationen. Bei Block 420 bestimmt die Mobilstation 110 dann seinen Standort auf der Basis von Messergebnissen und der Information über Basisstationskoordinaten oder meldet die angeforderten Messergebnisse an das Netzwerk, um eine Positionierung auszuführen.
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Es wird Bezug genommen auf 5, hier wird gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ein Flussdiagramm eines Verfahrens beschrieben, um eine D-LBS-Zone gemäß einem pseudozufälligen Übertragungsplan zu implementieren. Obwohl in 5 eine bestimmte Reihenfolge der Blocks von Verfahren 500 gezeigt wird, sollte jedoch berücksichtigt werden, dass Verfahren 500 mehr oder weniger Blocks umfassen kann als gezeigt, und/oder in verschiedenen anderen Reihenfolgen, und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Beziehung nicht eingeschränkt. Bei Block 510 kann eine physische D-LBS-Zonenstruktur, wie zum Beispiel eine Übertragungsdauer oder Ressourcen für die Übertragung von Standort-Beacons (z. B. Anzahl an Symbolen, orthogonale Trägersätze) definiert sein. Bei Block 512 ist ein Pseudozufallsgenerator ausgewählt. Unterschiedliche Ansätze können für die Initialisierung des Pseudozufallsgenerators verwendet werden. Zum Beispiel kann der Generator-Saatwert jedes Mal initialisiert werden, wenn der Superframezähler gleich Null ist und seine Initialisierung kann von der Zellidentifikationsnummer abhängen, und er kann auf einen Anfangswert zurückgesetzt werden, wenn der Superframezählwert Null erreicht, oder er kann durch einen Netzwerkbefehl zurückgesetzt werden. Jede Funktion kann auf den Pseudozufallsgeneratorausgang angewandt werden, um Standort-Beacon-Übertragung der bestimmten D-LBS-Zonenressource für die gegebene Basisstation zuzuordnen. Diese Funktion kann verwendet werden, um einen D-LBS-Zonenübertragungsplan zu generieren. Bei Block 514 kann eine Basisstation 112 D-LBS-Zonenkonfigurationsparameter und Information über benachbarte Basisstationen ausstrahlen, wie z. B. ihre Koordinaten und die zugeordneten Identifikationsnummern (IDcell-Werte), Parameter des pseudozufälligen Generators und dessen physische Struktur/Form. Alternativ können die Pseudozufallsgenerator-Struktur und -Parameter durch den Standard definiert sein. Dieser Generator kann verwendet werden, um den Übertragungsplan innerhalb der physischen D-LBS-Zonenstruktur für jede BS und für jede nachfolgende Zuweisung der D-LBS-Zone zu reproduzieren. Bei Block 516 reproduziert die Mobilstation 110 den D-LBS-Zonenübertragungsplan für jede Basisstation, die an der Positionierung teilnimmt. Der Plan kann durch die Mobilstation reproduziert werden, wenn sie sich bewusst ist über die Form des Generators, über das Verfahren der Initialisierung und die Funktion, die verwendet wird, um den Generatorausgang in die bestimmte D-LBS-Zonenressource zu transformieren. Zusätzlich bestimmt die Mobilstation D-LBS-Zonenressourcen, anhand denen die Signalstandortparameter für die gegebene Basisstation gemessen werden. Bei Block 518 empfängt die Mobilstation 110 Standort-Beacons von mehreren Basisstationen 112 des Netzwerks und fuhrt Messungen von Signalstandortparametern für angekündigte benachbarte Basisstationen aus. Bei Block 520 bestimmt die Mobilstation 110 dann seinen Standort auf der Basis von Messergebnissen und der Information über die Basisstationskoordinaten oder meldet die angeforderten Messergebnisse an das Netzwerk, um eine Positionierung der Mobilstation auszuführen.
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Es wird Bezug genommen auf 6, wo ein Diagramm eines Vergleichs der D-TDOA-Standort-Performance basierend auf der SA-Präambelsignalaufbereitung und unter Verwendung einer D-LBS-Zone mit Standort-Beacons gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen beschrieben wird. Die D-TDOA-Standort-Performance wurde basierend auf der SA-Präambelsignalaufbereitung (Basis-LBS-Modus) und unter Verwendung einer D-LBS-Zone mit Standort-Beacons (erweiterter LBS-Modus) gemäß den beschriebenen Ausführungsformen analysiert. Die D-LBS-Zone mit Standort-Beacons wurde wie hier beschrieben mit umfangreichen Link- und Systemebenen-Simulationen analysiert. Die Bewertung der D-TDOA-Standortgenauigkeit wurde unter Verwendung eines praktischen, schwellenbasierten, angepassten Filteralgorithmus für TOA-Messungen und Taylor-Reihenentwicklungs-Algorithmus für TDOA-basierte Positionierung ausgeführt. Das Signalausbreitungsszenarium, das im IEEE 802.16m-Bewertungsmethodik-Dokument angegeben ist, wurde für die Analyse von D-TDOA-Performanceigenschaften verwendet. Eine durchgeführte Systemebenen-Simulationsanalyse hat gezeigt, dass der oben beschriebene vordefinierte Übertragungsplan ähnliche Performanceeigenschaften wie der pseudozufällige Übertragungsplan demonstriert. Es wurde ebenfalls gezeigt, dass die Verwendung einer dedizierten D-LBS-Zone mit Standort-Beacons die Performance des standortbezogenen Systems 100 wesentlich erhöhen kann, und dass der erweiterte LBS-Modus den Basis-LBS-Modus, wie gezeigt bei Entwurf 610 übertrifft und den Mobilfunkgerät basierten E911-Anforderungen unter definierten LBS-Bewertungsannahmen entspricht.
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Es wird Bezug genommen auf 7, ein Blockdiagramm eines Informationsbearbeitungssystems, das eine D-LBS-Zone für standortbezogene Dienstleistungen gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen implementieren kann. Das Informationsbearbeitungssystem 700 von 7 kann greifbar ein oder mehrere Elemente von irgendwelchen der Netzwerkelemente von Netzwerk 200, wie gezeigt und beschrieben in Bezug auf 2 verkörpern. Zum Beispiel kann das Informationsbearbeitungssystem 700 die Hardware der Basisstation 112 und/oder der Mobilstation 110, mit mehr oder weniger Komponenten abhängig von den Hardwarespezifikationen des bestimmten Geräts oder Netzwerkelements repräsentieren. Obwohl das Informationsbearbeitungssystem 700 ein Beispiel von mehreren Arten von Computerplattformen repräsentiert, kann das Informationsbearbeitungssystem 700 mehr oder weniger Elemente und/oder unterschiedliche Anordnungen von Elementen umfassen als in 7 gezeigt, und der Umfang des beanspruchten Gegenstands ist in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
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Das Informationsbearbeitungssystem 700 kann einen oder mehrere Prozessoren wie beispielsweise Prozessor 710 und/oder Prozessor 712 umfassen, die einen oder mehrere Prozessorkerne umfassen können. Ein oder mehrere Prozessoren 710 und/oder Prozessoren 712 können mit einem oder mehreren Speichern 716 und/oder 718 über die Speicherbrücke 714 koppeln, die extern zu den Prozessoren 710 und/oder 712 oder alternativ mindestens teilweise innerhalb eines oder mehrerer der Prozessoren 710 und/oder 712 angeordnet sein kann. Speicher 716 und/oder Speicher 718 können verschiedene Arten von Halbleiter basiertem Speicher, zum Beispiel flüchtiger Speicher und/oder nichtflüchtiger Speicher umfassen. Die Speicherbrücke 714 kann zu einem Grafiksystem 720 koppeln, um eine Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) gekoppelt zum Informationsbearbeitungssystem 700 anzusteuern.
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Das Informationsbearbeitungssystem 700 kann weiter Eingangs-/Ausgangs-(I/O)-Brücke 722 umfassen, um zu verschiedenen Arten von I/O-Systemen zu koppeln. Das I/O-System 724 kann zum Beispiel ein USB-System, ein IEEE 1394-System oder Ähnliches umfassen, um ein oder mehrere Peripheriegeräte mit dem Informationsbearbeitungssystem 700 zu koppeln. Das Bussystem 726 kann ein oder mehrere Bussysteme wie beispielsweise ein Peripheral Component Interconnect-(PCI)-Schnellbus oder ähnliches umfassen, um ein oder mehrere Peripheriegeräte mit dem Informationsbearbeitungssystem 700 zu verbinden. Ein Festplattenlaufwerk-(HDD)-Controllersystem 728 kann ein oder mehrere Festplattenlaufwerke oder Ähnliches mit dem Informationsbearbeitungssystem koppeln, wie zum Beispiel sereielle ATA-Laufwerke oder Ähnliches, oder alternativ ein Halbleiter basiertes Laufwerk, das Flash-Speicher, Phasenwechsel und/oder Chalkogenid-Speicher oder Ähnliches umfasst. Der Switch 730 kann verwendet werden, um ein oder mehrere geschaltete Geräte, wie zum Beispiel Gigabit-Ethernet-Geräte oder Ähnliches, mit I/O-Brücke 722 zu koppeln. Des Weiteren, wie gezeigt in 7, kann das Informationsbearbeitungssystem 700 einen Hochfrequenz-(HF)-Block 732 umfassen, der Hochfrequenzschaltungen und Geräte für drahtlose Kommunikation zusammen mit anderen drahtlosen Kommunikationsgeräten umfasst, und/oder über drahtlose Netzwerke wie beispielsweise Netzwerk 200 von 2, wo beispielsweise das Informationsbearbeitungssystem 700 die Basisstation 112 und/oder Mobilstation 110 verkörpert, obwohl der Umfang des beanspruchten Gegenstands in dieser Beziehung nicht eingeschränkt ist.
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Obwohl der beanspruchte Gegenstand mit einem bestimmten Grad an Besonderheit beschrieben wurde, sollte erkannt werden, dass Elemente davon von Fachleuten abgeändert werden können, ohne vom Sinn und/oder dem Umfang des beanspruchten Gegenstands abzuweichen. Es wird angenommen, dass der Gegenstand, der Positionsbestimmung in drahtlosen Kommunikationssystemen und/oder vielen seiner begleitenden Betriebsmittel durch die vorausgehende Beschreibung verstanden wird, und es wird offensichtlich, dass verschiedene Änderungen in der Form, Bauart und/oder Anordnung der Komponenten vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und/oder Sinn des beanspruchten Gegenstands abzuweichen oder ohne alle seine materiellen Vorteile zu opfern, wobei die hier zuvor beschriebene Form nur eine erklärende Ausführungsform davon ist, und/oder weiter ohne beträchtliche Veränderung dazu bereitzustellen. Es ist die Absicht der Ansprüche solche Veränderungen zu umfassen und/oder einzuschließen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Standards IEEE 802.16-2009 und IEEE 802.16m (IEEE – Institute for Electrical and Electronics Engineers) [0002]
- WiMAX IEEE 802.16m [0002]
- Standard IEEE 802.16m [0015]
- IEEE 802.16m [0017]
- IEEE 802.16m-Standard [0017]
- Standards IEEE 802.16m [0019]
- Standards IEEE 802.16m [0020]
- Standards IEEE 802.16m [0035]
- IEEE 802.16m-Bewertungsmethodik-Dokument [0039]
- IEEE 1394-System [0042]