FI106908B - Location procedure and radio system - Google Patents
Location procedure and radio system Download PDFInfo
- Publication number
- FI106908B FI106908B FI981192A FI981192A FI106908B FI 106908 B FI106908 B FI 106908B FI 981192 A FI981192 A FI 981192A FI 981192 A FI981192 A FI 981192A FI 106908 B FI106908 B FI 106908B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- terminal
- estimate
- radio system
- location
- measurement
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
, 106908, 106908
Paikannusmenetelmä ja radiojärjestelmäPositioning method and radio system
Keksinnön alaField of the Invention
Keksinnön kohteena on paikannusmenetelmä, jota käytetään radiojärjestelmässä, johon kuuluu ainakin yksi tukiasema ja päätelaite.The present invention relates to a positioning method used in a radio system comprising at least one base station and a terminal.
5 Keksinnön kohteena on myös radiojärjestelmä, joka käsittää ainakin yhden päätelaitteen ja tukiaseman ja joka on sovitettu määrittämään päätelaitteen sijaintiestimaatin.The invention also relates to a radio system comprising at least one terminal and a base station and adapted to determine a location estimate of the terminal.
Keksinnön taustaBackground of the Invention
Yksi tavallisimmista päätelaitteen sijainnin määritysmenetelmistä on 10 mitata päätelaitteen ja ainakin kolmen tukiaseman välinen signaalien ajoitus, jolloin tiedetään signaalien kulkuaika päätelaitteen ja kunkin tukiaseman välillä. Päätelaitteen etäisyys tukiasemista voidaan esittää ympyränä kunkin tukiaseman ympärillä, koska päätelaitteen suuntaa tukiasemista ei ainakaan useimmiten tiedetä, ja kunkin ympyrän säde edustaa päätelaitteen etäisyyttä 15 tukiasemasta. Kaikilla ainakin kolmella ympyrällä on yksi yhteinen leikkauspiste, joka on päätelaitteen sijaintiestimaatti. Tunnettuja päätelaitteen paikannuksessa käytettyjä mittausmenetelmiä ovat saapumisaikamittaus eli TOA-mittaus (Time Of Arrival) ja saapumisaikaeromittaus eli TDOA-mittaus (Time Difference Of Arrival). Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa 5508708, joka otetaan tä-20 hän viitteeksi, on esitetty myös ratkaisu määrittää päätelaitteen sijaintiestimaatti ainakin kolmen tukiaseman avulla perustuen signaalien ajoituksen mittaukseen.One of the most common methods of determining the location of a terminal is to measure the timing of signals between the terminal and at least three base stations, whereby the propagation time of the signals between the terminal and each base station is known. The distance of the terminal from the base stations can be represented as a circle around each base station, since the direction of the terminal from the base stations is at least in most cases unknown, and the radius of each circle represents the distance of the terminal from 15 base stations. Each of the at least three circles has one common intersection, which is an estimate of the location of the terminal. Known measurement methods used in terminal location are TOA (Time Of Arrival) and TDOA (Time Difference Of Arrival). U.S. Patent No. 550,8708, which is incorporated herein by reference, also discloses a solution for determining a terminal location estimate by at least three base stations based on measurement of signal timing.
Radiojärjestelmissä on kuitenkin tällaisia paikannusmenetelmiä hait-taava ongelma, joka johtuu tilaajapäätelaitteen etäisyydestä tukiasemaan eli 25 lähi-kauko-ongelma (near-far problem). Päätelaitteen paikannuksessa tätä ongelmaa nimitetään myös kuuluvuusongelmaksi. Yhden tukiaseman lähellä olevaa päätelaitetta eivät muut tukiasemat kuule eikä päätelaite lähellä olevan tukiaseman häiritsevän lähetyksen takia kuule muita tukiasemia. Kun päätelaitteen ja ainakin kolmen tukiaseman välistä signaalin kulkuaikaa ei voida mitata, 30 ei myöskään päätelaitteen sijaintia voi tällä tavoin määrittää. Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa 5508708 kuuluvuusongelmaa yritetään vähentää käyttämällä ns. PUF-toimintoa (Power Up Function), jonka avulla lähetystehoa lisätään paikannusmittauksen ajaksi. Tehon lisäys kuitenkin pahentaa interferenssiä radiojärjestelmässä, mikä pienentää radiojärjestelmän kapasiteettia huo-: 35 mattavasti, eikä siis sovi ongelman ratkaisuksi, jos monien päätelaitteiden si- 2 106908 jainti pitää estimoida samalla alueella lyhyen ajan sisällä. PUF-toiminto lisää myös päätelaitteen tehonkulutusta ja nopeuttaa akun tyhjentymistä.However, radio systems have a problem that hinders such positioning methods due to the distance of the subscriber terminal to the base station, i.e. the near-far problem. This problem is also referred to as the coverage problem in terminal location. The terminal near one base station cannot be heard by the other base stations and other base stations cannot be heard due to interference from the terminal near the base station. When the signal propagation time between the terminal and the at least three base stations cannot be measured, neither can the location of the terminal be determined in this way. US Patent No. 5508708 attempts to reduce the coverage problem by using a so-called. Power Up Function (PUF), which increases transmit power during position measurement. However, the increase in power exacerbates interference in the radio system, which greatly reduces the capacity of the radio system, and thus does not provide a solution to the problem if the location of many terminals needs to be estimated over a short period of time. The PUF function also increases the power consumption of the terminal and accelerates battery drain.
Keksinnön lyhyt selostusBrief Description of the Invention
Keksinnön tavoitteena on siten toteuttaa menetelmä ja menetelmän 5 toteuttava radiojärjestelmä siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että päätelaitteen nykyisen sijaintiestimaatin määrittämiseksi ainakin yksi päätelaitteen sijaintiin liittyvä, nykyistä aiempi mittaustieto on talletettu; mitataan päätelaitteen ja korkeintaan kahden tukiaseman välisten sig-10 naalien uusi ajoitus; estimoidaan päätelaitteen liikkumista liike-estimaatilla, joka määrittää päätelaitteen mahdollisesti tai todennäköisesti kulkeman matkan mittaushetkien välillä ja määritetään päätelaitteen nykyinen sijaintiestimaatti uuden ajoituksen, liike-estimaatin ja aiemman ainakin yhden päätelaitteen sijaintiin liittyvän mittaustiedon avulla.It is therefore an object of the invention to provide a method and a radio system implementing method 5 so that the above problems can be solved. This is achieved by a method of the type disclosed in the introduction, characterized in that at least one prior measurement data associated with the location of the terminal is stored to determine the current location estimate of the terminal; measuring a new timing of the sig-10 signals between the terminal and up to two base stations; estimating the movement of the terminal with a motion estimate that determines the distance that the terminal may or may have traveled between the measurement moments and determining the current location estimate of the terminal using new timing, motion estimation and measurement data associated with the previous one.
15 Keksinnön kohteena olevalle radiojärjestelmälle on tunnusomaista, että radiojärjestelmä käsittää: muistin, johon on talletettu ainakin yksi päätelaitteen sijaintitieto tai päätelaitteen sijaintiestimaatin määrittävä signaalin ajoitustieto; ajoitusvälineet mitata päätelaitteen ja ainakin yhden tukiaseman välisen signaalin ajoitus; liike-estimaattorin, joka on sovitettu määrittämään 20 päätelaitteen mittaushetkien välillä mahdollisesti tai todennäköisesti kulkema matka eli liike-estimaatti ja sijainninlaskentavälineet määrittää päätelaitteen nykyinen sijaintiestimaatti uuden ajoituksen, liike-estimaatin ja aiemman ainakin yhden sijaintitiedon tai sijaintiestimaatin määrittävän ajoitustiedon avulla.The radio system according to the invention is characterized in that the radio system comprises: a memory storing at least one terminal location information or signal scheduling information defining a terminal location estimate; timing means for measuring the signal timing between the terminal and the at least one base station; a motion estimator adapted to determine the distance traveled or probable between the measurement points of the terminal 20, i.e., the motion estimate and the location calculating means to determine the current location estimate of the terminal using new scheduling, motion estimation and prediction information.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan 25 useita etuja. Kuuluvuusongelma helpottuu tai loppuu kokonaan. Päätelaitteen sijaintiestimaatin määritykseen ei tarvita kolmea tukiasemaa, vaan päätelaitteen sijaintiestimaatti voidaan monissa tilanteissa määrittää kahdella ja suotuisassa tapauksessa jopa yhdellä tukiasemalla.The method and system of the invention provide several advantages. Attachment problem eases or stops. The determination of the location estimate of the terminal does not require three base stations, but the location estimate of the terminal can in many cases be determined by two and, in a favorable case, even by one base station.
Kuvioiden lyhyt selostus 30 Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää radiojärjestelmää, kuvio 2 esittää päätelaitteen sijainnin määritystä kahden tukiaseman avulla, !· 3 106908 kuvio 3 esittää päätelaitteen sijainnin määritystä kahden tukiaseman avulla, kuvio 4 esittää päätelaitteen sijainnin määritystä tukiaseman lähetyksen ollessa sektoroitu, 5 kuvio 5 esittää päätelaitteen sijainnin määritystä yhden tukiaseman avulla, kuvio 6 esittää päätelaitteen sijainnin määrittämistä päätelaitteen sijaintialueen tietojen avulla, kuvio 7 esittää päätelaitteen sijainnin määritystä Kalman-suodatti-10 men avulla, kuvio 8A esittää päätelaitteen lohkokaaviota, kuvio 8B esittää tukiaseman lohkokaaviota, kuvio 9 esittää lähetinvastaanottimen lohkokaaviota, ja kuvio 10 esittää lähetinvastaanottimen lohkokaaviota.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in greater detail in connection with preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 illustrates a radio system, Figure 2 illustrates terminal location by two base stations FIG. 5 illustrates a terminal location using one of the base stations; FIG. 6 illustrates a terminal location using data from a terminal location area; FIG. 7 illustrates a terminal location using a Kalman filter 10; FIG. Fig. 8B is a block diagram of a base station, Fig. 9 is a block diagram of a transceiver, and Fig. 10 is a block diagram of a transceiver.
15 Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu käytettäväksi erityisesti CDMA-radiojärjestelmässä siihen kuitenkaan rajoittumatta.The solution of the invention is particularly applicable to, but not limited to, a CDMA radio system.
Kuviossa 1 on esitetty radiojärjestelmä, joka käsittää päätelaitteen 100, tukiasemat 102 - 106 ja tukiasemaohjaimen 108. Päätelaite 100, joka on 20 edullisesti matkapuhelin, on esimerkiksi yhteydessä tukiaseman 102 kanssa. Tukiaseman 102 naapuritukiasemina ovat tukiasemat 104 ja 106. Tukiasemilla 102 - 106 on edullisesti yhteinen tukiasemaohjain 108, josta on yhteys edelleen esimerkiksi matkapuhelinkeskuksen (ei esitetty kuviossa 1) kautta muual-·'" le matkapuhelinverkkoon ja muihin puhelinverkkoihin. Radiojärjestelmän verk- 25 ko-osaksi määritellään muut radiojärjestelmän osat yhdessä paitsi päätelaitteet 100.Figure 1 illustrates a radio system comprising a terminal 100, a base station 102-106 and a base station controller 108. The terminal 100, which is preferably a mobile phone, for example communicates with a base station 102. The base stations 102 are adjacent to base stations 104 and 106. Preferably, base stations 102 to 106 have a common base station controller 108, which is further connected, for example, through a mobile switching center (not shown in Figure 1) to other cellular networks and other telephone networks. defining other parts of the radio system together except the terminals 100.
Päätelaitteen sijainnin eli tarkemmin sijaintiestimaatin mittausta varten tarvitaan signaalin kulkuaika päätelaitteen ja ainakin yhden tukiaseman välillä. Päätelaitteen ja tukiaseman välisen signaalin kulkuajan voi mitata tukiase-30 ma tai päätelaite tunnetulla tavalla. Tarkastellaan tässä hieman päätelaitteen signaalin ajoitusmittausta. Aluksi päätelaite mittaa kunkin tukiaseman lähettämän signaalin vastaanottohetken TOA. Tukiasemien signaalien väliset aikaerot TDOA (Time Difference Of Arrival) tai OTD (Observed Time Difference) voidaan muodostaa laskemalla tukiasemien vastaanottohetkien TOA erotuk-35 set. Vastaanottohetki voidaan CDMA-järjestelmässä määrittää käyttämällä ha-; jotuskoodin synkronointia hyväksi. Kun tietty hajotuskoodin chippi (chippi on 4 106908 hajotuskoodin bitti) päätelaitteessa esiintyy ajanhetkellä t1 ja sama chippi tukiasemassa esiintyy ajanhetkellä t2, signaalin kulkuaika päätelaitteen ja tukiaseman välillä on t2 -11. Päätelaite mittaa ajan t1 ja tukiasema mittaa ajan t2. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa päätelaitteen kellon ei tarvitse olla synkro-5 noitu tukiasemien kellon kanssa. Kun päätelaite lähettää ns. round-trip -signaalin tukiasemalle ja tukiasema vastaa tähän signaaliin, voidaan päätelaitteen ja tukiaseman aikaeron vaikutus poistaa. Jos tukiasemien lähetystä ei ole synkronoitu ja tukiasemien väliset aikaerot eivät ole tiedossa, pitää round-trip -mittaus suorittaa kaikkien niiden tukiasemien kanssa, joiden signaalien ajoitus-10 ta päätelaite mittaa. Synkronoidussa verkossa tai tukiasemien välisten aikaerojen ollessa tiedossa round-trip -signaalia ei tarvita käytettäessä aikaeroihin perustuvaa TDOA-menetelmää paikan määrittämiseen. Kulkuaikaviiveisiin perustuvassa TOA-menetelmässä tarvitaan tällöin round-trip -signaali ainoastaan palvelevaan tukiasemaan.In order to measure the location of a terminal, or more precisely a location estimate, a signal travel time between the terminal and at least one base station is required. The propagation time of the signal between the terminal and the base station may be measured by the base station or terminal in a known manner. Let's look at a bit about the timing measurement of a terminal signal. Initially, the terminal measures the moment of reception of the signal transmitted by each base station TOA. The time difference between the base station signals TDOA (Time Difference Of Arrival) or OTD (Observed Time Difference) can be generated by calculating the difference between the reception times of the base stations TOA. The reception time in a CDMA system can be determined by using the ha-; for good code sync. When a particular spreading code chip (chip is 4 106908 spreading code bits) at the terminal occurs at time t1 and the same chip at the base station occurs at time t2, the signal propagation time between the terminal and the base station is t2 -11. The terminal measures time t1 and the base station measures time t2. In the solution of the invention, the terminal clock need not be synchronized with the clock of the base stations. When the terminal transmits so-called. The round-trip signal to the base station and the base station responding to this signal can eliminate the effect of the time difference between the terminal and the base station. If the transmission of the base stations is not synchronized and the time differences between the base stations are not known, the round-trip measurement must be performed with all base stations whose signal timing is measured by the terminal. In a synchronized network or when time differences between base stations are known, a round-trip signal is not required when using the time difference based TDOA method for position determination. The time delay TOA method then requires a round-trip signal only for the serving base station.
15 Päätelaitteen lähettäessä signaalia tukiasemat voivat mitata tunne tulla tavalla päätelaitteen lähettämän signaalin kulkuajan ja/tai kulkuaikojen eron (TDOA, OTD).As the terminal transmits a signal, the base stations may measure the difference in time and / or time (TDOA, OTD) of the signal transmitted by the terminal.
Signaalin ajoituksen mittaukseen liittyy virhe Te, joka vaikuttaa etäisyyden mittausvirheenä suuruusluokassa E = Tec, missä c on sähkömagneet-20 tisen säteilyn etenemisnopeus. Jos esimerkiksi ajoitusvirhe Te on 25 ns, vastaavaksi etäisyyden mittausvirheeksi E päätelaitteen paikannuksessa muodostuu noin 15 m. Keksinnön mukaiset mittaukset suoritetaan edullisesti ns. näköyhteyksillä (line of sight). Jos näköyhteyttä ei ole, määritelty päätelaitteen si-: jaintiestimaatti voi poiketa todellisesta sijainnista mäkisessä maastossa jopa 25 satoja metrejä ja kaupungissakin tyypillisesti useita kymmeniä metrejä.The signal timing measurement is accompanied by an error Te, which acts as a distance measurement error of magnitude E = Tec, where c is the propagation velocity of electromagnetic radiation. For example, if the timing error Te is 25 ns, the corresponding distance measurement error E in the positioning of the terminal becomes about 15 m. The measurements according to the invention are preferably carried out in the so-called. line of sight. If there is no line of sight, the estimated location estimate of the terminal may deviate from the actual location in the hilly terrain by up to 25 hundreds of meters, and typically in the city by several tens of meters.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa päätelaitteen sijaintiestimaatti määritetään ainakin yhdessä mittauksessa korkeintaan kahden tukiaseman avulla käyttäen hyväksi päätelaitteen aiempaa ainakin yhtä sijaintiin liittyvää tietoa hyväksi. Sijaintiin liittyvä tieto voi olla päätelaitteen määritelty aiempi si-30 jaintiestimaatti tai aiempaa sijaintiestimaattia varten mitattu signaalin ajoitustie-to. Näitä sijaintiin liittyviä tietoja voidaan tallettaa päätelaitteeseen tai johonkin kiinteän verkko-osan yksikköön. Koska talletettavia tietoja kertyy koko ajan lisää eikä tallettamista voi jatkaa loputtomiin, on edullista, että talletettuja tietoja vähennetään, kun muistin määrä alkaa käydä vähiin tai saavutetaan talletetta-35 vien tietojen maksimimäärä. Koska keksinnöllinen ratkaisu vaatii, että muistissa on tietoja alkaen hetkestä, jolloin päätelaitteen paikka on viimeksi pystytty s 106908 estimoimaan, talletettuja tietoja voidaan tarvittaessa vähentää esimerkiksi siten, että muistista poistetaan joka toinen talletettu tieto silloin, kun muistia tarvitaan lisää. Viimeksi muodostettua sijaintiin liittyvää tietoa ei kuitenkaan yleensä kannata poistaa, ellei tieto ole ilmiselvästi virheellinen. Lisäksi paikan-5 nuksessa tarvittavien tietojen tallettaminen voidaan lopettaa, kun päätelaite on paikallaan. Päätelaitteen liike voidaan määrittää päätelaitteen sijainnin muuttumisena eri mittaushetkillä. Jos päätelaitteen sijaintiestimaatti, TOA- tai TDOA-mittaustulos ei oleellisesti muutu peräkkäisten mittausten aikana, voidaan päätelaitteen olettaa olevan paikallaan. Erityisesti jos peräkkäisten mittausten väli-10 nen ero on pieni ja erotuksen etumerkki vaihtelee, päätelaite on luultavasti pysähtynyt. Keksinnöllisessä ratkaisussa päätelaitteen liike ja erityisesti nopeus voidaan määrittää myös tunnetuilla keksinnöstä erillisillä päätelaitteen liikkeen mittausmenetelmillä.In the solution of the invention, the location estimate of the terminal is determined by at least two base stations using at least one prior location-related information of the terminal. The location information may be a predetermined location estimate of the terminal or signal timing information measured for a previous location estimate. This location information can be stored in a terminal or in a unit of a fixed network component. Since the amount of data to be stored is constantly accumulating and the storage cannot be continued indefinitely, it is advantageous for the stored data to be reduced when the memory becomes low or the maximum amount of data to be stored is reached. Since the inventive solution requires that data is stored in the memory from the moment the terminal is last estimated 106108, the stored data may be reduced, if necessary, for example, by deleting every second stored data when more memory is needed. However, it is generally not advisable to delete the most recently created location-related information unless the information is manifestly inaccurate. In addition, the storage of data required for location-5 can be stopped when the terminal is stationary. The motion of the terminal can be determined by the change in the location of the terminal at different measuring points. If the terminal location estimate, TOA or TDOA measurement result does not change substantially during successive measurements, the terminal may be assumed to be stationary. In particular, if the difference between successive measurements is small and the sign of the difference varies, the terminal is probably stopped. In the inventive solution, the motion and especially the speed of the terminal can also be determined by known methods of measuring the movement of the terminal, separate from the invention.
Kuviossa 2 on esitetty tilanne, jossa päätelaitteen 204 todellinen si-15 jainti tai sijaintiestimaatti tunnetaan tietyllä hetkellä T1. Päätelaitteen 204 sijainnit mittaushetkeä T1 edeltävillä mittauskerroilla on merkitty X-kirjaimilla. Päätelaitteen 204 sijaintiestimaatti on voitu määrittää hetkellä T1 yleisessä tapauksessa millä tahansa tunnetulla päätelaitteen paikannusmenetelmällä. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa päätelaitteen 204 sijaintiestimaatti on ta-20 vallisesti määritetty yhden tai useamman tukiaseman 200, 202 avulla. Tunnetun tekniikan mukaisessa ratkaisussa päätelaitteen 204 sijaintiestimaatti on määritetty hetkellä T1 kolmen tai useamman tukiaseman avulla. Seuraavalla hetkellä TO päätelaitteen 204 sijaintiestimaatti määritetään keksinnön mukaisella menetelmällä, jossa käytetään korkeintaan kahta tukiasemaa hyväksi. 25 Signaalien ajoituksen perusteella tiedetään, että päätelaite 204 on mittaushet-kellä TO etäisyydellä R1 tukiasemasta 200 ja etäisyydellä R2 tukiasemasta 202. Näin päätelaitteen 204 tulee sijaita jommassa kummassa R1- ja R2-sä-teisten ympyröiden leikkauspisteessä 206 tai 208. Keksinnöllisessä ratkaisussa päätelaitteen 204 suurinta nopeutta käytetään hyväksi siten, että arvioi-30 daan, kuinka kauaksi päätelaite 204 voi liikkua mittaushetken T1 sijainnista .. mittaushetkien T1 ja TO välisenä aikana. Tätä matkaa, joka määritellään tässä liike-estimaatiksi, voidaan merkitä kirjaimella D ja koska tässä esimerkissä ei tiedetä, mihin suuntaan päätelaite 204 on liikkunut, uusi päätelaitteen 204 sijainti täytyy olla D-säteisen ympyrän sisällä. Liike-estimaatti on arvio päätelait-35 teen mahdollisesti tai todennäköisesti mittaushetkien välillä kulkemasta matkasta. Näin nämä kolme R1-, R2-ja D-säteistä ympyrää määrittävät päätelait- 6 106908 teen 204 uudeksi sijaintiestimaatiksi leikkauspisteen 208. Jos päätelaitteen liikkeen oletetaan jatkuvan suurella varmuudella tiettyyn suuntaan, voidaan liike-estimaattia kuvata myös muulla kuin ympyrällä. Liike-estimaatin muoto voi olla esimerkiksi ellipsi, jonka toisessa painopisteessä päätelaite 204 on hetkel-5 lä T1. Lisäksi päätelaitteen 204 useampi kuin yksi sijaintipaikka tai sijaintipaikkaan liittyvä signaalien ajoitus ennen mittaushetkeä TO voidaan hyödyntää päätelaitteen 204 uutta sijaintiestimaattia hetkellä TO määritettäessä. Kaikkiin mitattuihin etäisyyksiin R1, R2 ja D liittyy mittausvirhettä, mutta selvyyden vuoksi virheitä ei ole esitetty kuvioissa (vain kuviossa 5 on esitetty säteen R1 10 virherajat).Figure 2 illustrates a situation in which the actual location or estimate of the terminal 204 is known at a given time T1. The positions of the terminal 204 in the measuring times preceding the measurement T1 are indicated by the letters X. The location estimate of the terminal 204 may have been determined at T1 in the general case by any known terminal location method. In the solution of the invention, the location estimate of the terminal 204 is usually determined by one or more base stations 200, 202. In the prior art solution, the location estimate of the terminal 204 is determined at time T1 by three or more base stations. At the next moment, the location estimate of the TO 204 is determined by the method of the invention, which utilizes up to two base stations. Based on the timing of the signals, it is known that the terminal 204 is at a measuring time TO at a distance R1 from the base station 200 and a distance R2 from the base station 202. Thus, the terminal 204 must be located at one of the rate is utilized to estimate how far the terminal 204 can move from the location of the measurement time T1 .. between the measurement times T1 and TO. This distance, defined herein as a motion estimate, may be denoted by the letter D, and since in this example it is not known in which direction the terminal 204 has moved, the new location of the terminal 204 must be within a D-radius circle. The motion estimate is an estimate of the distance that the terminal may or may not have traveled between the measurement points. Thus, these three R1, R2, and D radius circles define the intersection 208 as the new position estimate of the terminal 1064. If the motion of the terminal is assumed to continue with a high degree of certainty in a particular direction, the motion estimate can also be described outside the circle. For example, the motion estimate may be in the form of an ellipse with the second center of gravity 204 at T1 in the second center of gravity. In addition, more than one location of the terminal 204, or location-related signal timing before measurement TO, may be utilized to determine a new location estimate of the terminal 204 at TO. All of the measured distances R1, R2 and D have measurement errors, but for the sake of clarity the errors are not shown in the figures (only Fig. 5 shows the error limits of the radius R110).
Keksinnöllisessä ratkaisussa voidaan päätelaitteen 204 nopeutta arvioida kullakin mittaushetkellä käyttämällä apuna sijaintialueen karttaa, koska tietynlaisessa ympäristössä päätelaitteella on taipumus liikkua tietyillä nopeuksilla. Esimerkiksi kaupungin nopeudet ovat tyypillisesti alle 50 km/h, vaik-15 ka liikuttaisiin nopeimmalla mahdollisella tavalla. Taajamien välisellä alueella liikutaan tavallisesti paljon nopeammin kuin 50 km/h. Kartan lisäksi tai sijasta voidaan päätelaitteen nopeutta arvioida myös käyttämällä hyväksi tietoja siitä, millaisia kulkureittejä päätelaitteen sijaintialueella on. Kun päätelaite voidaan paikallistaa autotielle, rautatielle tai vaikkapa jollekin vesireitille, voidaan hel-20 posti arvioida myös päätelaitteen nopeus ko. kulkuväylällä. Nopeutta voidaan arvioida myös tilastollisin menetelmin, jolloin kullakin mittausalueella on ennalta tehty mittauksia päätelaitteiden nopeuksista ja nopeuksien hajonnasta. Tällöin voidaan päätelaitteen nopeudeksi estimoida esimerkiksi alueen keskimääräinen nopeus ja muodostaa sen avulla liike-estimaatti. Kuviossa 6 on esi-25 merkki päätelaitteen sijaintialueen tietojen hyväksi käyttämisestä päätelaitteen sijaintiestimaatin määrittämisessä.In the inventive solution, the velocity of the terminal 204 can be estimated at each measurement time using the map of the location area, since in a certain environment the terminal tends to move at certain speeds. For example, city speeds are typically less than 50 km / h, or even 15 km / h. The speed between the agglomerations is usually much faster than 50 km / h. In addition to or instead of a map, the speed of the terminal can also be estimated by utilizing information about the type of travel paths in the area of the terminal. When the terminal can be located on a motorway, rail or, for example, a waterway, the speed of the terminal can also be estimated. access channel. The velocity can also be estimated by statistical methods, in which each measurement range has been preconfigured with measurements of terminal velocities and rate dispersion. In this case, for example, the average speed of the area can be estimated as the terminal speed, and thereby generate a motion estimate. FIG. 6 is a pre-25 indication of utilization of terminal location area information in determining a terminal location estimate.
Kuviossa 3 on esitetty tilanne, jossa päätelaitteen 304 liike on niin nopea, että mittaushetkellä TO kumpikin tukiasemien 300 ja 302 R1-ja R2-sä-teisten ympyröiden leikkauspisteet 306 ja 308 ovat hetkeen T1 kuuluvan D-sä-30 teisen ympyrän sisällä. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa tässä tapauksessa päätelaitteen 304 sijaintiestimaatiksi määritetään paikka, joka on R1-ja R2-sä-teisten ympyröiden yhteisen alueen keskellä, jolloin sijaintiestimaatin virhe oleellisesti minimoituu. Tarkasti päätelaitteen 304 sijaintiestimaatti on ympyröiden leikkauspisteitä yhdistävän suoran keskipiste.Fig. 3 illustrates a situation in which the movement of the terminal 304 is so fast that at the measuring time TO, both intersections 306 and 308 of the R1 and R2 radii of the base stations 300 and 302 are within the D-30 second circle of T1. In the solution of the invention, in this case, the position estimate of the terminal 304 is determined to be a position which is in the center of the common area of the R1 and R2 radius circles, whereby the position estimate error is substantially minimized. The exact location estimate of the terminal 304 is the center of a line connecting the intersections of the circles.
35 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on myös mahdollista ottaa huo mioon uuden ja uutta edeltävän mittaushetken lisäksi pitemmästi päätelaitteen 7 106908 sijaintiin, nopeuteen ja liikesuuntaan vaikuttavia tekijöitä, jolloin uuden sijainnin määritys tarkentuu. Tähän keksinnölliseen piirteeseen palataan kuvion 7 yhteydessä.In the solution according to the invention, it is also possible to take into account, in addition to the new and pre-new measurement moment, the factors influencing the location, speed and direction of the terminal 7 106908 in a more precise manner. This inventive aspect will be returned in connection with Figure 7.
Kuviossa 4 on havainnollistettu tilannetta, jossa tukiasema 400 lä-5 hettää tai vastaanottaa signaaleita sektoroidusti. Päätelaite 404 on etäisyydellä R1 tukiaseman 400 sektorissa. Päätelaite 404 on myös samaan aikaan etäisyydellä R2 tukiasemasta 402. Tällöin tukiaseman 400 antennikeilan määrittämällä sektorilla ja tukiaseman 402 ympyrämäisen antennikeilan leikkauspisteitä on vain yksi. Päätelaitteen 404 sijaintiestimaatti määritetään keksinnöllises-10 sä ratkaisussa leikkauspisteeseen 406.Figure 4 illustrates a situation in which base station 400 transmits or receives signals in a sectorized manner. The terminal 404 is at a distance R1 in the sector of the base station 400. The terminal 404 is also located at a distance R2 from the base station 402 at the same time, so that there is only one intersection point of the antenna beam defined by the base station 400 and the circular antenna beam of the base station 402. In the inventive solution, the location estimate of the terminal 404 is determined to the intersection 406.
Kuviossa 5 on havainnollistettu keksinnöllistä ratkaisua, kun päätelaitteen 502 paikannuksessa käytetään pelkästään yhtä tukiasemaa 500. Päätelaitteen 502 etäisyys tukiasemasta 500 on määritetty signaalien ajoituksen perusteella säteen R1 suuruiseksi. Tähän etäisyyteen R1 liittyy epätarkkuutta, 15 jota merkitään kiijaimella E. Uutta mittaushetkeä TO edeltävällä mittaushetkellä T1 liittyy päätelaitteeseen 502 ympyränmuotoinen liike-estimaatti, jonka säde on D. Näin päätelaitteen 502 uudeksi sijaintialueeksi tulee kaareva kaistale 504, joka on liike-estimaattiympyrän ja etäisyyden R1 epätarkkuuden E yhteinen leikkausalue. Keksinnöllisessä ratkaisussa päätelaitteen 502 sijaintiesti-20 maatiksi määritetään jokin kaistaleen 504 pisteistä, esimerkiksi kaistaleen keskikohta. Vaihtoehtoisesti voidaan päätelaitteen sijaintiestimaatiksi määrittää R1-ja D-säteisten ympyröiden yhteisen alueen piste, jossa sijainnin maksimi-virhe minimoituu. Tämä piste on likimäärin R1-ja D-säteisten ympyröiden leikkauspisteiden välisen suoran keskipiste. Kun päätelaitteen ja vain yhden tuki-*· 25 aseman (tukiasema 500) signaalien ajoitus voidaan mitata, keksinnöllisessä ratkaisussa päätelaitteen 204 sijaintiestimaatiksi voidaan myös määrittää mittauksessa mukana olleen tukiaseman (tukiasema 500) sijainti.Figure 5 illustrates an inventive solution where only one base station 500 is used to locate the terminal 502. The distance of the terminal 502 from the base station 500 is determined by the timing of the signals to be the radius R1. This distance R1 is associated with an inaccuracy 15 denoted by a keener E. At the time T1 preceding the new measurement TO, a circular motion estimate of radius D is connected to the terminal 502. Thus, the E common surgery area. In the inventive solution, the location block 20 of the terminal 502 is defined as one of the points of the strip 504, for example the center of the strip. Alternatively, the location estimate of the terminal may be determined to be a point on the common area of the R1 and D radii at which the maximum position error is minimized. This point is the approximate center of the straight line between the intersections of the R1 and D radii. When the timing of the signals of a terminal and only one base station (base station 500) can be measured, the inventive solution may also determine the location estimate of the base station (base station 500) involved in the measurement as the location estimate of the terminal 204.
Kuviossa 6 on esitetty tilanne, jossa käytetään päätelaitteen sijaintialueen tietoja hyväksi päätelaitteen sijainnin määrittämiseksi. Kun päätelaite 30 liikkuu tunnetulla kulkuväylällä 604 kuten maantiellä, kahden tukiaseman 600 ja 602 signaalien ajoituksen avulla voidaan määrittää päätelaitteen sijaintiestimaatti 606 kuten kuviosta 6 selvästi havaitaan. Ympyröiden toinen leikkauspiste ei voi olla päätelaitteen sijaintipaikka, koska se ei ole kulkureitillä 604, jossa päätelaite on sijainnut jo useiden aiempien sijaintiestimaattien mukaan.Figure 6 illustrates a situation in which the location information of a terminal is utilized to determine the location of a terminal. As the terminal 30 moves along a known passage 604 such as a highway, the timing of the signals of the two base stations 600 and 602 can be used to determine the terminal estimate 606 of the terminal as clearly shown in FIG. The second intersection of the circles cannot be the location of the terminal because it is not on the path 604 where the terminal has already been located according to several previous location estimates.
35 Kuviossa 7 on havainnollistettu päätelaitteen 704 sijaintiestimaatin määrittämistä kahden tukiaseman 700 ja 702 avulla käytettäessä mittaustie- 8 106908 doille Kalman-suodatusta (tarkoittaa tässä hakemuksessa erityisesti Extended Kalman Filter) tai vastaavaa. Tässä keksinnön mukaisessa ratkaisussa on oleellista, että päätelaitteen 704 nopeus ja liikesuunta voivat muuttua vain rajoitetusti eli äkillisiä nopeuden muutoksia tai jyrkkiä käännöksiä ei hyväksytä.FIG. 7 illustrates determining the location estimate of the terminal 704 by means of two base stations 700 and 702 using Kalman filtering (in this application, particularly Extended Kalman Filter) or the like for the measurement paths. In this solution according to the invention, it is essential that the speed and direction of motion of the terminal 704 can change only to a limited extent, ie, sudden changes in speed or sharp turns are not accepted.
5 Siirtymää, jota ei hyväksytä, on merkitty katkoviivanuolella. Tällaisilla ehdoilla päätelaitteen 704 sijaintiestimaatti seuraa likimäärin kahden ympyrän leikkauspisteistä muodostuvaa rataa. Jos kahden ympyrän leikkauspisteet ovat tarpeeksi kaukana toisistaan, sijaintiestimaatti seuraa suurella todennäköisyydellä oikeaa kahdesta vaihtoehtoisesta leikkauspisteiden muodostamasta radas-10 ta.5 An unacceptable transition is indicated by a dashed arrow. Under these conditions, the location estimate of the terminal 704 follows approximately the orbit of the intersections of the two circles. If the intersection points of the two circles are far enough away, the position estimate will most likely follow the correct two alternate intersection paths.
Tarkastellaan nyt lähemmin Extended Kalman -suodattimen toimintaa keksinnöllisessä ratkaisussa. Extended Kalman -suodattimen toimintaa on kuvattu tarkemmin julkaisussa S. M. Kay, Fundamentals of Statistical Signal Processing, Estimation Theory, sivut 419 - 477, PTR Prentice Hall, 1993, joka 15 otetaan tähän viitteeksi. Menetelmä perustuu siihen, että päätelaitteen liikkeen ja etäisyysmittausten oletetaan noudattavan mallia: x(k) = x(k -1) + vx(k - 1)Δ y(k) — y(k -1) + vy(k - 1)Δ vx(k) = vx(k -1) + εχ 20 vy(k) = vy(k— 1) + 8y ri(k) = V(Xj - x(k))2 + (yj - y(k))2 + 8j, missä x(k), y(k) ovat päätelaitteen paikan x- ja y-koordinaatit hetkellä kA, k on ajan-hetkestä riippuva iteraatioindeksi, vx(k), vy(k) ovat päätelaitteen nopeuksia » koordinaattien x ja y suunnassa, Δ on mittausajanhetkien väli, r,(k) on pääte-25 laitteen etäisyyden tukiasemasta i TOA-mittauksen perusteella laskettu estimaatti, εχ kuvaa nopeuden muutosta ajassa Δ x-koordinaatin suunnassa, ey kuvaa nopeuden muutosta ajassa Δ y-koordinaatin suunnassa ja 8j on etäisyyden mittausvirhe, jonka vaihteluvälistä kuviossa 5 on käytetty merkintää E. Mallissa olevat nopeudet vastaavat edellä määriteltyä liike-estimaattia. Pääte-30 laitteen sijaintiestimaatin määrittämiseksi Extended Kalman -suodatuksessa tarvitaan myös nopeuden ristikorrelaatiomatriisia Q, joka on muotoa: '2 Ί „ σχ ®xy Q= 2 i missä _σxy _ • · · 9 106908 σχ ja σχ ovat nopeusvirheiden εχ ja sy variansseja ja on nopeusvirheiden εχ ja ey ristikorrelaatio. Varianssit kuvaavat sitä, kuinka paljon kukin nopeus-komponentti voi muuttua iteraatiokierroksen aikana. Mitä suuremmat varianssit ovat, sitä suuremmaksi oletetaan nopeuden mahdollinen muutos. Nopeusvir-5 heiden ristikorrelaatiomatriisin Q arvot voidaan laskea tilastollisesti, jos soveltuvaa mittausdataa on käytettävissä. Näin voidaan muodostaa etäisyyden mittausvirheiden ristikorrelaatiomatriisi C:Let us now examine the operation of the Extended Kalman filter in an inventive solution. The operation of the Extended Kalman filter is further described in S. M. Kay, Fundamentals of Statistical Signal Processing, Estimation Theory, pp. 419-477, PTR Prentice Hall, 1993, which is incorporated herein by reference. The method is based on the assumption that terminal motion and distance measurements follow the pattern: x (k) = x (k -1) + vx (k - 1) Δ y (k) - y (k -1) + vy (k - 1) Δ vx (k) = vx (k -1) + εχ 20 vy (k) = vy (k— 1) + 8y ri (k) = V (Xj - x (k)) 2 + {yj - y (k )) 2 + 8j, where x (k), y (k) are the x and y coordinates of the terminal location at time kA, k is the time-dependent iteration index, vx (k), vy (k) are the terminal velocities » in the x and y directions, Δ is the interval between the measurement times, r, (k) is an estimate of the distance of the terminal 25 from the base station i based on the TOA measurement, εχ represents the velocity change over time in the Δ x coordinate and 8j is a distance measurement error, the range of which in Figure 5 is denoted by E. The velocities in the model correspond to the motion estimate defined above. In order to determine the location estimate of the terminal-30 device, Extended Kalman filtering also requires a velocity cross-correlation matrix Q of the form: '2 Ί „σχ ®xy Q = 2i where _σxy _ • · · 9 106908 σχ and σχ are variances of velocity errors εχ and sy cross-correlation of velocity errors εχ and ey. The variations illustrate how much each velocity component may change during the iteration cycle. The greater the variations, the greater the potential change in speed is assumed. The values of the cross-correlation matrix Q of the velocity currents can be statistically calculated if suitable measurement data is available. The cross-correlation matrix C of distance measurement errors can thus be formed:
'22 2 σ1 σ12 ·" σ1 N'22 2 σ1 σ12 · „σ1 N
2 2 _ (Tn Go C = . . , missä2 2 _ (Tn Go C =.., Where
2 2 |_σ1ΛΓ ·· σ2 J2 2 | _σ1ΛΓ ·· σ2 J
Oj on etäisyyden mittausvirheen 8j varianssi ja ay on kahden eri etäisyyden mit-10 tausvirheen ej ja sj ristikorrelaatio. Matriisia C voidaan käyttää Kalman-suodat-timen matriisin M alkuarvona. Myös matriisin C arvot eri alueilla voidaan laskea tilastollisesti, jos sopivaa mittausdataa on käytettävissä. Mittausvirheiden varianssien kasvaessa Extended Kalman -suodattimena lasketut sijaintiesti-maatit perustuvat yhä enemmän suodattimessa olevaan malliin ja vähemmän 15 mittauksiin.Oj is the variance of the distance measurement error 8j and ay is the cross-correlation between the two measurement distances ej and sj of the different distances. Matrix C can be used as the initial value of Kalman filter matrix M. The values of matrix C in different regions can also be statistically calculated if suitable measurement data is available. As the variations in measurement errors increase, the location estimates calculated as an Extended Kalman filter are increasingly based on the model in the filter and less on the 15 measurements.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voidaan pelkästään yksinkertaista liike-estimaattiympyrää ja Extended Kalman -suodatusta käyttävät ratkaisut yhdistää Extended Kalman -suodatuksen kaltaiseksi mutta yksinkertaisemmaksi ratkaisuksi. Tällöin keksinnöllisessä ratkaisussa estimoidaan pääte-20 laitteen nopeus ja suunta historiadatasta eli aiemmista sijaintiestimaattitiedois-ta ja/tai signaalien ajoitusmittauksista. Kun hetkellä T1 tiedetään päätelaitteen sijaintiestimaatti, nopeus ja suunta, voidaan muodostaa arvio päätelaitteen sijainnista seuraavalla mittaushetkellä TO. Hetkellä TO mitataan päätelaitteen ja tukiasemien välisten signaalien ajoitukset, määritetään ajoitusten perusteella 25 päätelaitteen alustavat sijaintiestimaatit, joita on kaksi, jos mittauksessa on käytetty vain kahta tukiasemaa. Näistä kahdesta alustavasta sijaintiestimaatis-ta määritetään keksinnöllisessä ratkaisussa varsinaiseksi sijaintiestimaatiksi se, joka on lähempänä hetkellä T1 tehtyä sijainnin arviota.In the solution of the invention, solutions using only a simple motion estimate circle and Extended Kalman filtering can be combined into a solution similar to Extended Kalman filtering. The inventive solution then estimates the speed and direction of the terminal 20 from the historical data, i.e. previous location estimate data and / or signal timing measurements. When at time T1 the terminal location estimate, speed and direction are known, an estimate of the terminal location at the next measurement time TO can be made. At time TO, the signal timings between the terminal and the base stations are measured, based on the timings, the initial location estimates of the 25 terminals are determined, which is two if only two base stations are used in the measurement. From the two preliminary location estimates, the inventive solution defines the actual location estimate as being closer to the location estimate made at T1.
Kuviossa 8A on esitetty iähetinvastaanottimen lohkokaavio, joka ku-30 vaa päätelaitetta. Tällöin päätelaite määrittää itse oman sijaintiestimaattinsa. Päätelaite kuulee korkeintaan kahden tukiaseman signaaleita uutta paikannus-mittausta varten (aiemmat signaalien mittaukset on voitu tehdä käyttäen koi- ♦ 106908 10 mea tai useampaa tukiasemaa). Päätelaite ottaa vastaan ja lähettää antennin 800 kautta. Lähettäminen ja vastaanottaminen saman antennin 800 kautta on mahdollista, koska lähetinlohko 804 ja vastaanotinlohkot 806 - 816 on erotettu tunnetulla tavalla duplex-lohkolla 802. Vastaanotettaessa signaalia signaali 5 etenee antennista 800 duplex-lohkon 802 kautta RF-lohkoon 806, jossa signaali muutetaan radiotaajuisesta kantataajuiseksi tunnetulla tavalla. Kantataajuinen signaali muutetaan myös digitaaliseksi. Digitaalinen signaali jatkaa keksinnön kannalta epäoleelliseen vastaanottimen signaalinkäsittelylohkoon 816, jossa suoritetaan signaalin esimerkiksi demodulointi, kanavadekoodaus, lomi-10 tuksen poisto etc. Digitaalinen signaali etenee myös keksinnön kannalta oleelliseen lohkoon 808, jossa määritetään signaalin ajoitus, jonka avulla puolestaan päätelaite tietää, kuinka kaukana päätelaite on signaalin lähettäneestä tukiasemasta. Signaalin ajoitustieto tai etäisyys tukiasemasta siirretään sijainnin-laskentalohkoon 814, jonne syötetään myös liike-estimaatti lohkosta 810. Si-15 jainninlaskentalohkoon 814 voidaan syöttää myös talletettuja tietoja aiemmista päätelaitteen sijaintipaikoista tai signaalien ajoituksista lohkosta 812. Päätelaitteen sijainnin määrittämistä varten tarvitaan myös sijaintitiedot niistä tukiasemista, jotka ovat osallisina päätelaitteen sijaintiestimaatin määrityksessä. Epä-synkronisessa radiojärjestelmässä, jossa ei käytetä round-trip -signaaleita, tar-20 vitaan myös tiedot tukiasemien kellojen ajoituseroista. Nämä tiedot tukiasemat lähettävät tarvittaessa päätelaitteelle tunnetun tekniikan mukaisessa signaloinnissa.Fig. 8A is a block diagram of a transceiver depicting a terminal. In this case, the terminal determines its own location estimate. The terminal hears signals from up to two base stations for new location measurement (previous signal measurements may have been made using ♦ 106908 10 or more base stations). The terminal receives and transmits the antenna 800 through. Transmission and reception through the same antenna 800 is possible because the transmitter block 804 and the receiver blocks 806-816 are separated in a known manner by the duplex block 802. When receiving the signal, the signal 5 propagates from the antenna 800 way. The baseband signal is also converted to digital. The digital signal continues to the signal processing block 816 of the receiver, which is irrelevant to the invention, for example demodulating, channel decoding, interleaving, etc., of the signal. The digital signal also advances to block 808, essential for the invention, which determines the timing of the signal, which in turn enables the terminal to know how far the terminal is from the transmitting base station. Signal timing information or distance from the base station is transferred to location computation block 814, where a motion estimate from block 810 is also input. are involved in determining the location estimate of the terminal. In an asynchronous radio system that does not use round-trip signals, information about timing differences of base station clocks is also required. This information is transmitted by the base stations to the terminal for signaling according to prior art, if necessary.
Kuvio 8B esittää tukiasemaa, joka mittaa päätelaitteen lähettämän signaalin ajoituksen ja määrittää siten päätelaitteen etäisyyden tukiasemasta.Figure 8B illustrates a base station which measures the timing of a signal transmitted by a terminal and thus determines the distance of the terminal from the base station.
: . . 25 Lohkokaavio on hyvin samanlainen kuin kuvio 8A. Kun tukiasemalla on talle tettuna lohkoon 810 päätelaitteen liike-estimaatti, tukiasema voi määrittää päätelaitteen sijaintiestimaatin. Muiden tukiasemien signaalien ajoitustiedot tai sijaintitiedot, jotka tulevat tukiasemalle edullisesti kiinteän verkko-osan kautta, voidaan tarvittaessa syöttää sijainninlaskentalohkoon 814. Mittaava tukiasema 30 tarvitsee sijaintitiedot niistä tukiasemista, jotka osallistuvat päätelaitteen sijaintiestimaatin määritykseen. Lisäksi radiojärjestelmän tukiasemien ajoituserot on signaloitava mittaavalle tukiasemalle. Nämä tiedot tukiasema saa tunnetun tekniikan mukaisella signaloinnilla toisten tukiasemien kanssa.:. . The block diagram is very similar to Fig. 8A. When the base station has a motion estimate of the terminal stored in block 810, the base station may determine the location estimate of the terminal. The timing information or position information of other base stations, which is preferably accessed by the base station via the fixed network part, may be input into the location computing block 814. The measuring base station 30 requires location information from the base stations involved in determining the location estimate of the terminal. In addition, the timing differences of the base stations of the radio system must be signaled to the measuring base station. This information is obtained by the base station through prior art signaling with other base stations.
Kuviossa 9 on esitetty päätelaitteen lohkokaavio, joka käsittää an-35 tennin 900, duplex-suodattimen 902, radiotaajuusosat 906, signaalinkäsittely-lohkon 908, ajoituslohkon 910 ja lähetinlohkon 904. Päätelaite mittaa tukiase- • ·« .Figure 9 is a block diagram of a terminal comprising an ant-35 antenna 900, a duplex filter 902, radio frequency sections 906, a signal processing block 908, a timing block 910, and a transmitter block 904. The terminal measures the base station.
11 106908 malta tulevan signaalin ajoituksen lohkossa 910 ja lähettää ajoitustiedon tukiasemalle, joka määrittää päätelaitteen sijaintiestimaatin tai tukiasema välittää ajoitustiedot edelleen esimerkiksi tukiasemaohjaimelle tai muulle kiinteän verkko-osan yksikölle päätelaitteen sijaintiestimaatin määrittämiseksi. Periaattees-5 sa kuvio 9 voi esittää myös tukiaseman lohkokaaviota, jolloin tukiasema mittaa ajoituslohkon 910 avulla päätelaitteen lähettämän signaalin ajoituksen ja lähettää ajoitustiedon päätelaitteelle sijaintiestimaatin määrittämistä varten.106908, and transmits the timing information to the base station, which determines the location estimate of the terminal, or forwards the timing information, for example, to the base station controller or other fixed network unit to determine the location estimate of the terminal. In principle, FIG. 9 may also show a block diagram of a base station, whereby the base station measures, by means of the timing block 910, the timing of the signal transmitted by the terminal and transmits the timing information to the terminal for determining the location estimate.
Kuvio 10 havainnollistaa tilannetta, jossa tukiasema määrittää päätelaitteen sijaintiestimaatin, kun päätelaite on mitannut vastaanottaneensa sig-10 naalien ajoituksen ja lähettänyt ajoitustiedot tukiasemalle. Tukiasema ottaa vastaan päätelaitteen mittaustietosignaalin antennilla 1000, josta signaali ete-nee duplex-suodattimen 1002 läpi radiotaajuuslohkoon 1006. Radiotaajuusloh-kon 1006 jälkeen kantataajuinen signaali siirtyy tyypillisesti digitaaliseen sig-naalinkäsittelylohkoon 1008, jossa signaalin informaatio ilmaistaan ja ajoitus-15 tiedot siirretään paikanlaskentalohkoon 1010, johon syötetään myös päätelaitteen liike-estimaatti lohkosta 1012 ja tarvittaessa myös tiedot aiemmista sijain-tiestimaateista tai signaalien ajoituksista lohkosta 1014. Lohkokokonaisuus 1020 voi keksinnöllisessä ratkaisussa sijaita myös tukiasemaohjaimessa tai muussa kiinteän verkon yksikössä. Mittaava tukiasema tarvitsee sijaintitiedot 20 niistä tukiasemista, jotka osallistuvat päätelaitteen sijaintiestimaatin määritykseen. Lisäksi radiojärjestelmän tukiasemien ajoituserot on signaloitava mittaa-valle tukiasemalle. Nämä tiedot tukiasema saa tunnetun tekniikan mukaisella signaloinnilla toisten tukiasemien kanssa. Tukiasema lähettää päätelaitteelle lähetinlohkon 1004 avulla duplex-suodattimen 1002 ja antennin 1000 kautta.FIG. 10 illustrates a situation where a base station determines a location estimate of a terminal after the terminal has measured that it has received the sig-10 signal timing and transmitted the timing information to the base station. The base station receives the measurement data signal of the terminal with antenna 1000 from which the signal propagates through duplex filter 1002 to radio frequency block 1006. After radio frequency block 1006, the baseband signal typically passes to digital signal processing block 1008 where also, a motion estimate of the terminal from block 1012 and, if necessary, information on previous location estimates or signal timings from block 1014. In the inventive solution, block entity 1020 may also be located in a base station controller or other fixed network unit. The measuring base station needs location information from the 20 base stations involved in determining the location estimate of the terminal. In addition, the timing differences of the base stations of the radio system must be signaled to the measured base station. This information is obtained by the base station through prior art signaling with other base stations. The base station transmits to the terminal via a transmitter block 1004 through a duplex filter 1002 and an antenna 1000.
25 Keksinnön mukaiset ratkaisut voidaan toteuttaa erityisesti digitaali sen signaalinkäsittelyn osalta esimerkiksi ASIC- tai VLSI-piireillä (Application-Specific Integrated Circuit, Very Large Scale Integration). Suoritettavat toiminnot toteutetaan edullisesti mikroprosessoritekniikkaan perustuvina ohjelmina.The solutions according to the invention can be implemented in particular with regard to digital signal processing, for example with ASIC or VLSI (Application-Specific Integrated Circuit, Very Large Scale Integration). The functions to be performed are preferably implemented as programs based on microprocessor technology.
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten 30 mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the examples of the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited thereto, but can be modified in many ways within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims.
tt
Claims (36)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI981192A FI106908B (en) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Location procedure and radio system |
| AU43750/99A AU4375099A (en) | 1998-05-28 | 1999-05-25 | Location method and radio system |
| PCT/FI1999/000448 WO1999062284A2 (en) | 1998-05-28 | 1999-05-25 | Location method and radio system |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI981192 | 1998-05-28 | ||
| FI981192A FI106908B (en) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Location procedure and radio system |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI981192A0 FI981192A0 (en) | 1998-05-28 |
| FI981192A FI981192A (en) | 1999-11-29 |
| FI106908B true FI106908B (en) | 2001-04-30 |
Family
ID=8551831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI981192A FI106908B (en) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Location procedure and radio system |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU4375099A (en) |
| FI (1) | FI106908B (en) |
| WO (1) | WO1999062284A2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI19992236A (en) | 1999-10-15 | 2001-04-16 | Nokia Networks Oy | Location determination in a telecommunications network |
| WO2003086005A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Methods, configuration and computer program having program code means and computer program product for determining a position of a mobile communications device within a communications network |
| EP1445970B1 (en) | 2003-02-05 | 2009-04-01 | Cambridge Positioning Systems Limited | A method and system for locating a mobile radio receiver in a radio system with multiple tranmitters |
| WO2004095868A2 (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Method, configuration and computer program comprising program code means and computer program product for determining a selected position of a mobile communications device within a communications network |
| EP1703758B1 (en) * | 2005-03-18 | 2017-05-17 | Alcatel Lucent | Provision of location information relating to an emergency call |
| CN100433926C (en) * | 2005-12-15 | 2008-11-12 | 华为技术有限公司 | Method for accuretely positioning mobile station in double-arriving-time positioning |
| FR3031267A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-01 | Orange | METHOD FOR LOCATING A TERMINAL CONNECTED TO A CELLULAR TELECOMMUNICATIONS NETWORK |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5408683A (en) * | 1991-07-18 | 1995-04-18 | Motorola, Inc. | Method of anticipating a communication unit's location in a networked radio communications system |
| US5404376A (en) * | 1993-09-09 | 1995-04-04 | Ericsson-Ge Mobile Communications Inc. | Navigation assistance for call handling in mobile telephone systems |
| GB9511843D0 (en) * | 1995-06-10 | 1995-08-09 | Phonelink Plc | Cellular telephone subscriber location |
| FI960381A (en) * | 1996-01-26 | 1997-07-27 | Nokia Telecommunications Oy | Location of a mobile terminal in a digital mobile communication system |
| EP0800319A1 (en) * | 1996-04-02 | 1997-10-08 | Hewlett-Packard Company | Locating method for mobile radio systems |
-
1998
- 1998-05-28 FI FI981192A patent/FI106908B/en active
-
1999
- 1999-05-25 AU AU43750/99A patent/AU4375099A/en not_active Abandoned
- 1999-05-25 WO PCT/FI1999/000448 patent/WO1999062284A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999062284A2 (en) | 1999-12-02 |
| FI981192A (en) | 1999-11-29 |
| WO1999062284A3 (en) | 2000-01-27 |
| FI981192A0 (en) | 1998-05-28 |
| AU4375099A (en) | 1999-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI115886B (en) | Method and device for location localization in a CDMA system | |
| EP1735634B1 (en) | Position detection with frequency smoothing | |
| US6181944B1 (en) | Mobile station position estimation scheme for cellular mobile communication system | |
| KR100809786B1 (en) | Improvements in radio positioning systems | |
| CA2388743C (en) | Method and apparatus for determining the position location using reduced number of gps satellites and synchronized and unsynchronized base stations | |
| EP1506686B1 (en) | Improved position determination in wireless communication systems | |
| KR100910330B1 (en) | Method and apparatus for detecting excess delay in a communication signal | |
| Soliman et al. | gpsOne/sup TM: a hybrid position location system | |
| KR20000062203A (en) | Local positioning system | |
| KR20010112053A (en) | Wireless position measurement terminal and wireless position measurement system | |
| Yu et al. | UWB positioning for wireless embedded networks | |
| JP2006080681A (en) | System and method for position detection | |
| JP2004510364A (en) | Mobile wireless terminal and related methods and systems | |
| FI106908B (en) | Location procedure and radio system | |
| WO2006016342A1 (en) | Identifying a reference point in a signal | |
| Saleh et al. | 5g-enabled vehicle positioning using ekf with dynamic covariance matrix tuning | |
| KR20190018139A (en) | Combined FINE TIMING MEASUREMENT (FTM) and non-FTM messaging for estimating a turn-around correction factor | |
| Kbar et al. | Mobile station location based on hybrid of signal strength and time of arrival | |
| KR100625431B1 (en) | Apparatus and method for position location in wireless communication network | |
| Soliman et al. | GPS receiver sensitivity enhancement in wireless applications | |
| KR100287346B1 (en) | Code Division Multiple Access Method Terminal Location Tracking Method of Mobile Communication System | |
| KR100265422B1 (en) | A method of determining the position and its system using a cdma type mobile telecommunication network in the dgps | |
| KR100246463B1 (en) | Location estimation method using pseudo-range and pilot strength | |
| JP2001275148A (en) | Distance measurement method and system in mobile communication system and, method and system for measuring position of mobile station | |
| CN105722208B (en) | A kind of navigational communications depth integration method based on network side |