FI114273B - Location of a mobile terminal - Google Patents
Location of a mobile terminal Download PDFInfo
- Publication number
- FI114273B FI114273B FI20030316A FI20030316A FI114273B FI 114273 B FI114273 B FI 114273B FI 20030316 A FI20030316 A FI 20030316A FI 20030316 A FI20030316 A FI 20030316A FI 114273 B FI114273 B FI 114273B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- measurement
- location
- mobile terminal
- receiver
- parameters
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
1 114273114273
Liikkuvan päätelaitteen sijainninmääritysLocation of a mobile terminal
Keksinnön alaField of the Invention
Keksintö liittyy yleisesti liikkuvan päätelaitteen sijaintipaikan mää-5 rittämiseen järjestelmässä, jossa osa tilaajayhteydestä muodostuu päätelaitteen ja liityntäsolmun välisestä radioyhteydestä.The invention relates generally to determining the location of a mobile terminal in a system where part of the subscriber line is constituted by a radio link between the terminal and the access node.
Tekniikan taustaTechnology background
Liikkuva päätelaite voidaan paikantaa useilla erilaisilla menetelmille) lä. Paikannustarkkuus vaihtelee suuresti käyttötarkoituksesta, käyttöympäristöstä ja käytetystä paikannusmenetelmästä riippuen. Tällä hetkellä paikan-nustarkkuuden vaihteluväli on yhtä vastaanotinta käytettäessä muutamasta kymmenestä metristä useisiin kilometreihin.The mobile terminal can be located by a variety of methods. Positioning accuracy varies greatly depending on the application, the environment and the positioning method used. Currently, the accuracy of the positioning range when using a single receiver is from a few tens of meters to several kilometers.
Paikannusmenetelmät voidaan jakaa toteutustavaltaan kolmeen 15 eri luokkaan: verkkopaikannus, päätelaitepaikannus ja hybridipaikannus.The positioning methods can be divided into three different categories of implementation: network positioning, terminal positioning and hybrid positioning.
Verkkopaikannus perustuu radioverkon fyysiseen rakenteeseen tai palvelevan solun tiettyyn peittoalueeseen. Eräs verkkopaikannuksessa käytettävä tapa matkaviestimen paikantamiseksi on kolmiomittausmenetelmä.Network positioning is based on the physical structure of the radio network or a specific coverage area of the serving cell. One method used for network positioning to locate a mobile station is the triangle measurement method.
Päätelaitepaikannus on päätelaitteeseen sidottu menetelmä. Esi-20 merkkinä mainittakoon maailmanlaajuiseen paikanmääritykseen perustuva v GPS-paikannusjärjestelmä (Global Positioning System). GPS-vastaanotin i vastaanottaa maata kiertävien satelliittien signaaleja ja laskee signaalien si- * ': sältämien tietojen avulla sijaintinsa. Päätelaite voi olla joko GPS-vastaanotin . tai matkaviestin, johon on integroitu GPS-vastaanotin.Terminal tracking is a method tied to a terminal. A prime example of this is the Global Positioning System (GPS) based on global positioning. The GPS receiver i receives signals from the orbiting satellites and calculates its position using the information contained in the signals. The terminal may be either a GPS receiver. or a mobile station that has an integrated GPS receiver.
: , 25 Hybridipaikannuksella tarkoitetaan edellä mainittujen menetelmien [ ·. yhdistelmää.:, 25 Hybrid positioning refers to [·. a combination.
Radiosignaalin voimakkuuteen perustuva paikannusmenetelmä .. . pohjautuu yleensä ennustetun ja mitatun signaalinvoimakkuuden vertailuun.Radio signal strength positioning method ... is usually based on a comparison of predicted and measured signal strength.
Tällaisessa menetelmässä verkon suunnittelujärjestelmä määrittelee signaa- * t ’·;·* 30 linvoimakkuusennusteita kenttämittausten, signaalin etenemismallin sekä käytettävien parametrien iteratiivisten analyysien perusteella. Näin saadut arvot ovat staattisia arvoja, jotka eivät yleensä sisällä informaatiota ympäris-töolosuhteista. Ympäristön muutoksilla saattaa kuitenkin olla merkittävä vai- ’;*·* kutus radiosignaalin kentän voimakkuuteen. Seuraavassa esitetään joitakin * « · 35 esimerkkejä erilaisista kentän voimakkuuteen vaikuttavista ympäristön muutoksista: 1) hitaat ympäristön muutokset: vuodenajat, rakentaminen; 2) no- 2 114273 peat ympäristön muutokset: säätilan muutokset (vesi-, räntä-, lumisade, sumu, myrsky), säteilevän antennin välittömässä läheisyydessä tapahtuneet muutokset (uudet rakennuskomponentit, suuret ajoneuvot); 3) radiosignaali-kentän muodostavan komponentin ennustamattomat muutokset: lähettimen, 5 lähetinantennin tai lähetinkaapelin vikaantuminen, antennin ja/tai kaapelin täyttyminen vedellä, korroosio liittimissä, lähetinyksikön ikääntyminen ja antennia suojaavan kotelon likaantuminen tai jäätyminen.In such a method, the network design system defines signal strength estimates based on field measurements, signal propagation model and iterative analysis of the parameters used. The values thus obtained are static values which generally do not contain information about the environmental conditions. However, environmental changes may have a significant effect on the strength of the radio signal field. The following are some * «· 35 examples of various environmental changes that affect field strength: 1) slow environmental changes: seasons, construction; 2) 114273 peat changes in the environment: changes in the weather (water, sleet, snow, fog, storm), changes in the immediate vicinity of the radiating antenna (new building components, large vehicles); 3) unpredictable changes in the component forming the radio signal field: failure of the transmitter, transmitter antenna or transmitter cable, water saturation of the antenna and / or cable, corrosion in the terminals, aging of the transmitter unit and contamination or freezing of the antenna shield.
Radiosignaalin etenemiseen luonnossa vaikuttaa lukuisia tekijöitä, joiden tarkka matemaattinen määrittely on mahdotonta. Käytännössä mitattu 10 kentänvoimakkuus tietyllä etäisyydellä lähettimestä saattaa olla sata kertaa pienempi kuin esimerkiksi metrin päässä mainitusta paikasta. Mittausarvot saattavat muuttua päinvastaisiksi, kun kentänvoimakkuutta mitataan samoissa paikoissa jonkin ajan kuluttua uudelleen. Kentänvoimakkuuden vaihtelua tasoitetaankin yleensä kuvaamalla kentänvoimakkuus tietyn alueen keskiar-15 vona.The natural propagation of a radio signal is influenced by a number of factors whose exact mathematical determination is impossible. In practice, the measured field strength 10 at a given distance from the transmitter may be one hundred times less than, for example, a meter from said location. Measured values may change when the field strength is measured again at the same locations over time. In fact, variations in field strength are usually smoothed by describing field strength as an average of 15 areas.
Kentänvoimakkuusennusteita voidaan parantaa maastossa käytettävien mittausvastaanottimien tietoja hyödyntämällä. Tunnetuissa toteutuksissa ongelmana on se, että ennusteisiin tehtävät korjaukset perustuvat staattisten ympäristöolosuhteista johtuvien korjauskertoimien käyttöön. Staat-20 tisiin arvioihin perustuvat toteutukset eivät sisällä reaaliaikaista tietoa, eivätkä • siten voi ottaa huomioon äkillisiä säänmuutoksia tai laitteiden vikaantumisia.Field strength predictions can be improved by utilizing data from field-based measurement receivers. The problem with known implementations is that the corrections to the predictions are based on the use of static correction factors due to environmental conditions. Implementations based on static estimates do not contain real-time information and • cannot account for sudden weather changes or equipment failure.
i Jotta päätelaite pystyttäisiin paikantamaan mahdollisimman tar- kasti ja luotettavasti, täytyisi kentänvoimakkuudesta päätelaitteen liikkumis-ympäristössä saada reaaliaikaista tietoa. Nykyisin ei kuitenkaan ole käytettä-25 vissä toteutuksia, joissa ympäristömuutokset huomioitaisiin reaaliaikaisesti.i In order to be able to locate the terminal as accurately and reliably as possible, it would be necessary to obtain real-time information on the field strength in the terminal's mobile environment. However, there are currently no real-time implementations of environmental changes.
Keksinnön lyhyt yhteenveto , Keksinnön menetelmän ja järjestelmän tavoitteena on parantaa ;’ radiojärjestelmän liikkuvan päätelaitteen sijainninmäärityksen tarkkuutta ja 30 luotettavuutta. Käytettävä paikannusmenetelmä sinänsä voi olla mikä tahan-sa.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION The object of the method and system of the invention is to improve the accuracy and reliability of positioning of a mobile terminal of a radio system. The positioning method used as such can be anything.
* * Λ* * Λ
Tavoite saavutetaan itsenäisissä vaatimuksissa kuvatulla tavalla.The objective is achieved as described in the independent requirements.
Radiojärjestelmän peltoalueille sijoitetaan yksi tai useampi, tuki- *;'[ aseman lähetyssignaalia vastaanottava mittausvastaanotin tiettyyn asema- • · · *· ” 35 paikkaan. Käytettävä radiojärjestelmä määrää mikä on vastaanotetusta sig naalista mitattava suure. GSM (Global System for Mobile Communications) 3 114273 järjestelmässä mittausvastaanottimet mittaavat esimerkiksi lähellä olevien tukiasemien lähettämän signaalin signaalinvoimakkuutta. Mittausvastaanottimet raportoivat signaalista mittaamansa mittausparametrit mittausvastaan-ottimien kontrollointi- ja laskentakeskukseen tietyin ennalta määrätyin aikavä-5 lein. Lisäksi mittausparametrejä voidaan pyytää mittausvastaanottimelta milloin tahansa.In the field system of the radio system, one or more measurement receivers are received at a specific station • · · * · ”receiving a support station transmission signal; The radio system used determines what is the quantity to be measured from the received signal. In GSM (Global System for Mobile Communications) 3 114273, measurement receivers measure, for example, the signal strength of a signal transmitted by nearby base stations. The measurement receivers report their measurement parameters from the signal to the control and calculation center of the measuring receivers at certain predetermined time intervals. In addition, the measurement parameters can be requested from the measurement receiver at any time.
Mittausparametrejä hyödynnetään kahdella tavalla:Measurement parameters are utilized in two ways:
Ensinnäkin mittausparametrejä kerätään esimerkiksi vuoden pituiselta ajalta ja kerättyjen tietojen pohjalta optimoidaan itse suunnittelujärjes-10 telmää ja/tai suunnittelujärjestelmän tuottamaa, radioverkon peittoalueen kenttää kuvaavaa, staattista ennustehilaa. Näin suunnittelujärjestelmä sekä sen tuottaman staattisen ennustehilan ennustearvot tarkentuvat pitkällä aikavälillä.First, the measurement parameters are collected over a period of one year, for example, and the data collected is used to optimize the design system itself and / or the static prediction grid generated by the planning system and describing the coverage area of the radio network. In this way, the design system and the forecast values of the static forecasting lattice it produces will become more accurate in the long run.
Toiseksi liikkuvaa päätelaitetta paikannettaessa, esimerkiksi GSM-15 verkossa, mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskus käyttää paikanmäärityksessä hyväksi edellä mainittua staattista ennustehilaa tai sen osaa, mutta sen sisältämiä tietoja tarkennetaan edelleen ainakin yhdeltä mittausvastaanottimelta vastaanotettujen reaaliaikaisten tai lähes reaaliaikaisten mittausparametrien perusteella. Liikkuvan päätelaitteen paikka tunnetaan ai-20 na ainakin solukohtaisesti, joten järjestelmä tietää päätelaitteen lähistöllä ole-vat mittausvastaanottimet ja käyttää ainakin lähimmän mittausvastaanottimen • raportoimia mittausparametrejä ennustehilan arvojen korjaamiseen päätelait teen paikanmäärityksessä. Tarvittaessa mittausvastaanottimelta voidaan pyytää mittausparametrit paikannuspyynnön yhteydessä.Second, when locating a mobile terminal, e.g., in a GSM-15 network, the measurement receiver control and calculation center utilizes the aforementioned static prediction grid or part thereof for positioning, but the information contained therein is further refined based on real-time or near real-time measurement parameters received from at least one measurement receiver. The location of the mobile terminal is always known at least on a cell-by-cell basis, so that the system knows the measuring receivers in the vicinity of the terminal and uses the measurement parameters reported by at least the nearest measuring receiver to correct the prediction lattice values. If necessary, measurement parameters can be requested from the measuring receiver in connection with the positioning request.
·. 25 Mittausvastaanottimien jaksollisesti raportoitavien mittaustulosten ^ ansiosta ympäristöolosuhteiden vaikutus signaalinvoimakkuuteen voidaan näin huomioida reaaliaikaisesti, jolloin paikkaennuste on luotettavampi ja tarkempi. Paikkaennustetta voidaan edelleen tarkentaa tekemällä sille differen- : ·' tiaalikorjaus, joka perustuu ainakin yhden mittausvastaanottimen mittauksiin 30 sekä sen tarkkaan, tunnettuun paikkaan. Myös suunnittelujärjestelmän staat-tisen ennustehilan pitkän aikavälin mittauksiin perustuva tarkentuminen pa- * · Λ .··*. rantaa omalta osaltaan paikannusennustetta, koska muun muassa vuodenai- kojen vaihteluiden aiheuttamat vaikutukset signaalinvoimakkuuteen tunne- • I » *·'·’ taan entistä paremmin.·. 25 Periodically reported measurement results from the measuring receivers allow the effect of ambient conditions on signal strength to be taken into account in real time, resulting in more reliable and accurate position prediction. The position prediction can be further refined by making a differential correction based on the measurements of at least one measuring receiver 30 and its exact known location. Also, refinement based on long-term measurements of the static forecasting lattice of the design system improved * · Λ. ·· *. Shore forecasting, for example, as the effects of, for example, seasonal variations on signal strength are better known.
« » » • · 4 114273«» »• · 4 114273
Eräässä keksinnön toteutuksessa ainakin osa mittausvastaanotti-mista on liikkuvia mittausvastaanottimia, jotka suorittavat mittauksia tunnetuissa ennalta määrätyissä sijaintipaikoissa.In one embodiment of the invention, at least a portion of the measuring receivers are mobile measuring receivers that perform measurements at known predetermined locations.
5 Kuvioluettelo5 List of patterns
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisten kaaviollisten kuvioiden avulla, joista kuvio 1 havainnollistetaan järjestelmää toiminnallisten lohkojen avulla, 10 kuvio 2 on eräs esimerkki mittausvastaanottimien sijoittamisesta maastoon, kuvio 3a havainnollistaa erästä keksinnön mukaisen järjestelyn yleistä rakennetta, kuvio 3b havainnollistaa erästä toista keksinnön mukaisen järjestelyn yleis-15 tä rakennetta, kuvio 4 on ympäristömuutosten kompensointiprosessia havainnollistava vuokaavio, kuvio 5 on paikannuksen korjaustietoprosessia havainnollistava vuokaavio, 20 kuvio 6 esittää verkon statuksenvalvontaprosessia vuokaaviona, : kuvio 7 havainnollistaa suunnittelujärjestelmän kalibrointia vuokaaviona, ja | kuvio 8 on käyttäjän päätelaitteen paikannusprosessia kuvaava vuokaa vio.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying diagrammatic figures, of which Figure 1 illustrates the system with functional blocks, Figure 2 is an example of positioning measuring receivers in the terrain, Figure 3a illustrates a general structure of the arrangement Figure 4 is a flowchart illustrating a process for compensating for environmental changes; Figure 5 is a flowchart illustrating a location correction information process; Figure 6 is a flowchart illustrating a network status monitoring process: Figure 7 illustrates a calibration of a design system, and | FIG. 8 is a flowchart illustrating a user terminal location process.
25 Keksinnön yksityiskohtainen selostusDetailed Description of the Invention
Seuraavassa tarkastellaan kuvioiden 1-8 avulla keksinnön mukaista radioverkon päätelaitteen paikkaennusteen tarkkuuden ja luotettavuuden parantamista siten, että päätelaitteen sijaintipaikkaa laskettaessa huomioi-: daan ympäristön vaikutukset radiosignaaliin reaaliaikaisesti. Menetelmässä 30 ja järjestelmässä liikkuvan päätelaitteen paikan määrittämiseen käytetään : verkon suunnittelujärjestelmässä olevaa radioverkon peltoalueen kenttää ku- ,···. ^ vaavaa staattista ennustehilaa tai sen osaa yhdessä reaaliaikaisten tai lähes reaaliaikaisten mittausparametrien (esim. kentänvoimakkuusparametrien) v\: kanssa, jotka saadaan radiopeittoalueella sijaitsevilta mittausvastaanottimilta.1-8, the improvement of the accuracy and reliability of the position prediction of the radio network terminal according to the invention is taken into account in the following, when calculating the location of the terminal taking into account the real-time effects of the environment on the radio signal. The method 30 and the system determine the location of the mobile terminal using: the field network area field ku- ··· in the network planning system. a heavy static prediction lattice, or part thereof, in combination with real-time or near-real-time measurement parameters (e.g., field strength parameters) obtained from measurement receivers located in the radio coverage area.
* · :.*·· 35 On huomattava, että hilasta, ennustehilasta, kentänvoimakkuushi- lasta ja korjaushilasta puhuttaessa voidaan tarkoittaa koko maan, yhden kau- 5 114273 pungin tai hyvin rajoitetun pienen alueen kuten mittausvastaanottimen mittausalueen suuruista hilaa. Edellä mainitut hilat voivat olla kaksi- tai kolme-ulotteisia ja yksi- tai useampikerroksisia. Käytettävä sovellus määrää missä muodossa hilaa ja sen sisältämiä tietoja on tehokkainta ja käyttökelpoisinta 5 hyödyntää.* ·:. * ·· 35 It should be noted that when referring to a lattice, prediction lattice, field strength lattice, and correction lattice, a lattice the size of a whole country, a single telescope, or a very limited small area such as a measuring receiver. The aforementioned lattices may be two-dimensional or three-dimensional and one or more layers. The application used determines the form in which the lattice and the information it contains is most efficiently and usefully utilized 5.
Suunnittelujärjestelmän tuottaman radioverkon peittoalueen kenttää kuvaavat staattiset ennustearvot eivät välttämättä ole hilan muodossa vaan esimerkiksi tietokantana, matriisina, vektorikenttänä, taulukkona, algoritmia tai funktiona. Tällöin järjestelmän laskentayksikkö muodostaa ennuste-10 hilan, joka sisältää suunnittelujärjestelmän tuottamat ennustearvot.The static prediction values describing the coverage area of the radio network produced by the design system are not necessarily in the form of a lattice but, for example, as a database, matrix, vector field, table, algorithm or function. In this case, the system calculation unit forms a forecast-10 grid that contains the forecast values produced by the planning system.
Radiosignaalista käytetään seuraavassa myös nimitystä signaali.The radio signal is also referred to herein as the signal.
Esimerkkinä esitetään radiosignaalin voimakkuuteen perustuvan paikannusmenetelmän paikkaennusteen parantaminen GSM (Global System for Mobile Communications) -verkossa. On huomattava, että menetelmä ei 15 rajoitu toteutettavaksi pelkästään GSM-verkossa, vaan se voidaan toteuttaa missä tahansa radioverkossa. Myös käytettävä paikannusmenetelmä voi olla mikä tahansa toteutukseen soveltuva paikannusmenetelmä. Käytettävä järjestelmä määrää mikä on menetelmässä käytettävä järjestelmän mitattavissa oleva suure. Esimerkissä paikannetaan tiettyä GSM-verkon päätelaitetta vas-20 teenä päätelaitteen lähettämään palvelupyyntöön. Jotta päätelaitteelle voitaisiin tarjota mahdollisimman tarkka paikkatieto, paikannustietoa korjataan sen hetkiset ympäristöolosuhteet huomioon ottaen. Tämä on mahdollista, kun , , maastoon sijoitetaan sopiviin kiinteisiin asennuspaikkoihin mittausvastaanot- ; ’ timia, jotka mittaavat lähellä olevien tukiasemien radiosignaalien voimakkuut- 25 ta ja raportoivat mittausparametrinsa ja mahdollista muuta tarvittavaa infor-: * maatiota järjestelmän mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakes- :.v kukseen.By way of example, improving the position prediction of a positioning method based on radio signal strength in a Global System for Mobile Communications (GSM) network is illustrated. Note that the method 15 is not limited to implementation in a GSM network only, but can be implemented in any radio network. The positioning method used may also be any positioning method suitable for the implementation. The system used determines what is the measurable quantity of the system used in the method. The example locates a particular GSM network terminal in response to a service request sent by the terminal. In order to provide the terminal with the most accurate positioning information, the positioning information is corrected taking into account the current environmental conditions. This is possible when, in the terrain, measuring receivers are placed in suitable fixed installation locations; Timers that measure the radio signal strength of nearby base stations and report their measurement parameters and any other necessary information to control and count the measurement receivers of the system.
Kuviossa 1 havainnollistetaan järjestelmää toiminnallisten lohkojen avulla. Tässä toiminnallisuus on jaettu neljään eri lohkoon. Käytännössä toi-30 minteet voivat sovelluksesta riippuen sijaita yhdessä tai useammassa lait- . teessä.Figure 1 illustrates the system by means of functional blocks. Here the functionality is divided into four different blocks. In practice, depending on the application, the functions may be located on one or more devices. Annex.
» · · ;.. * A Mittausvastaanottimet 100-102 ovat tiettyihin, radioverkon peitto- *·;·’ alueella oleviin asennuspaikkoihin sijoitettavia päätelaitteita. Asennuspaik- :V: kaan sijoitetaan yksi tai useampi mittausvastaanotin. Mittausvastaanottimeksi 35 soveltuu esimerkiksi GSM-päätelaite tai mittausominaisuus voidaan implementoida johonkin verkon olemassa olevaan laitteeseen kuten tukiasemaan.»· ·; .. * A The measuring receivers 100-102 are terminals located at certain installation locations within the coverage area of the radio network. Installation location: A: One or more measuring receivers are placed. The measuring receiver 35 is a suitable GSM terminal, for example, or the measuring feature can be implemented in an existing device in the network, such as a base station.
6 1142736 114273
Mittausvastaanotin vastaanottaa ainakin yhden tukiaseman signaalia ja mittaa signaalinvoimakkuutta automaattisesti ennalta määritettyinä aikoina sekä pyydettäessä.The measurement receiver receives the signal from at least one base station and automatically measures the signal strength at predetermined times and upon request.
Kun mittausvastaanottimena on GSM-päätelaite, se raportoi mit-5 tausparametrinsa radioteitse järjestelmän mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskukseen 103. Mikäli GSM-järjestelmän tukiasemanvastaan-otin toimii mittausvastaanottimena, mittausparametrit lähetetään laskentakeskukseen 103 kiinteää yhteyttä käyttäen. Raporttitiedot lähetetään automaattisesti, pyydettäessä tai sekä että.When the measurement receiver is a GSM terminal, it reports its measurement parameters over the radio to the system measurement and control center 103. If the base station receiver of the GSM system acts as a measurement receiver, the measurement parameters are transmitted to the calculation center 103 via a fixed connection. Report data is sent automatically, upon request, or both.
10 Mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskuksessa 103 on yhteydenmuodostusvälineet 104, kontrollointiyksikkö 105 ja laskentayksikkö 106 sekä tietokannat mittausvastaanottimien sijaintitiedoille 107 ken-tänvoimakkuushilalle, 108, korjaushilalle 109 ja hälytysparametreille 110.The measurement receiver control and counting center 103 includes connection set-up means 104, a control unit 105 and a calculation unit 106, as well as databases for the measurement receiver location information 107 for the lattice lattice 108, the correction lattice 109, and the alarm parameters 110.
Mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskus lähettää 15 omien toimenpiteidensä jälkeen mittausvastaanottimien mittausparametrit paikannuskeskusyksikköön 113, jossa mittausparametrien perusteella optimoidaan liikkuvan päätelaitteen paikannuksessa käytettävään paikannusal-goritmiin 116 liittyviä tietokantoja, asetuksia, funktioita tai käyttäytymistä kunkin ajanhetken todellisiin ympäristöolosuhteisiin parhaiten sopiviksi. Edellisen 20 lisäksi mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskus lähettää vastaavat tiedot suunnittelujärjestelmän kalibrointiyksikköön 112 suunnittelujär-. jestelmän 115 tai sen tuottamien radioverkon peittoaluetta kuvaavien ennus teiden optimointia varten. Kalibroinnissa käytettävät mittausparametrit perus-tuvat pitkän ajan mittauksiin. Vuodenaikojen vaihtelu aiheuttaa usein suuria ' 25 ympäristömuutoksia: kesällä puissa on lehtiä, jolloin kentänvoimakkuus vai- : .· menee suuremmin kuin sellaisina aikoina, jolloin puut ovat lehdettömiä. Sa- maila mittausalueella saadaan tyypillisesti erilaisia kentänvoimakkuusarvoja talvella, keväällä, kesällä ja syksyllä. Pitkän ajan mittausparametrien keskiar-!*·’: voa käyttäen suunnittelujärjestelmän staattisia ennusteita tarkennetaan. Mit- 30 tausparametrit tallennetaan optimointia varten tietokantaan 111 esimerkiksi , vuoden pituiselta ajalta.The measurement receiver control and calculation center, after its own operations, sends the measurement parameters of the measurement receivers to the location center unit 113, whereby the measurement parameters optimize the databases, settings, functions or behavior related to the location algorithm 116 used for mobile terminal location. In addition to the previous 20, the control and calculation center for the measurement receivers sends the corresponding information to the design system calibration unit 112 for the design system. a system 115 or a radio network coverage forecast thereof produced by it for optimization. The measurement parameters used for calibration are based on long-term measurements. Seasonal variations often cause major '25 changes in the environment: in summer, trees have leaves when the intensity of the field is: - going higher than in times when the trees are leafless. Within the same measuring range, different field strength values are typically obtained in winter, spring, summer and autumn. Using the long-term average of the measurement parameters -! * · ', The static forecasts of the design system are refined. The measurement parameters are stored in the database 111 for optimization, for example, for a period of one year.
A Päätelaitteen sijainninmäärityksen tarkkuuden parantamisen lisäk- *;*' si mittausvastaanottimien raportoimia mittaustuloksia hyödynnetään myös verkon kunnon tarkkailussa. Kontrollointiyksikkö 105 tarkkailee mittausvas-35 taanottimilta vastaanotettuja mittaustuloksia ja mikäli se havaitsee mittausparametreissä merkittävän muutoksen, kuten tietyn ennalta määrätyn kentän- 7 114273 voimakkuuden kynnysarvon alittumisen, se tekee hälytyksen hälytyskeskuk-seen114.A In addition to improving terminal positioning accuracy, the measurement results reported by the measuring receivers are also utilized to monitor network condition. The control unit 105 monitors the measurement results received from the measuring receivers 35 and, if it detects a significant change in the measurement parameters, such as below a certain predetermined field strength threshold, it alerts the alarm center 114.
Kuviossa 2 on eräs esimerkki mittausvastaanottimien sijoittamisesta maastoon. Kuviossa on kaksi mittausaluetta, mittausalue 200 ja mit-5 tausalue 201. Mittausalueella 200 oleva mittausvastaanotin 202 mittaa kolmen tukiaseman 203-205 lähettämän signaalin voimakkuutta ja mittausalueella 201 sijaitseva mittausvastaanotin 206 mittaa tukiasemien 203, 204 ja 207 lähettämän signaalin voimakkuutta. GSM-järjestelmässä mittausvastaan-ottimen havainnointialueen säde voi suurimmillaan olla kymmeniä kilometre-10 jä.Figure 2 illustrates an example of locating measuring receivers in the terrain. In the figure, there are two measuring areas, a measuring area 200 and a measuring area 201. The measuring receiver 202 in the measuring area 200 measures the signal strength transmitted by three base stations 203-205 and the measuring receiver 206 in the measuring area 201 measures the signal strength transmitted by the base stations 203, 204 and 207. In the GSM system, the radius of the measuring receiver's detection range can be up to tens of kilometers-10.
Koska kukin mittausvastaanotin kuuntelee alueellaan havaitsemiaan GSM-radiokanavia, ainakin osa mittausvastaanottimista mittaa osittain samojen tukiasemien lähetystä. Mittausparametrien tarkkuus tällaisilla alueilla on siten varsin luotettavaa. Toisaalta, jos jokin mittausvastaanotin vikaan-15 tuu, saadaan sen lähiympäristöstä edelleen mittausparametrejä toisilta mit-tausvastaanottimilta.Because each measurement receiver listens to the GSM radio channels it detects in its area, at least some of the measurement receivers measure partially the transmission of the same base stations. The accuracy of the measurement parameters in such areas is thus quite reliable. On the other hand, if one of the measuring receivers fails-15, further measurement parameters are obtained from other measuring receivers in its immediate vicinity.
Yleisesti radiosignaalien automaattinen mittausten kestoaika ja mittausten välinen aika määritellään mittausvastaanottimelle sen sijaintipaikkaan sopivaksi. Mittausten välinen aika voidaan määritellä pitkäksi (useita 20 kuukausia) tai lyhyeksi (½ h, 1 h, 2h) tai jopa siten, että mittaus aktivoidaan esimerkiksi paikannuspalvelupyynnön seurauksena. Mittausvastaanottimelta on mahdollista myös pyytää mittausparametrejä tarvittaessa, esimerkiksi sateen tai myrskyn yllättäessä.Generally, the automatic measurement duration of radio signals and the time between measurements are determined by the measuring receiver at its location. The time between measurements can be defined as long (several 20 months) or short (½ h, 1 h, 2 h) or even by activating the measurement, for example, following a positioning service request. It is also possible to request measurement parameters from the measuring receiver when needed, for example in the event of a rain or storm.
Sovelluksesta riippuen mittausvastaanotin lähettää mittauspara-.* 25 metrejä mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskukseen tietyin ennalta määrätyin aikavälein. Aikavälin pituus määritellään yksilöllisesti kulle-! kin mittausvastaanottimelle. Alueilla, joilla sääolosuhteiden muutokset voivat olla äkillisiä, aikaväli määritellään lyhyemmäksi kuin vakaampien sääolosuh-teiden alueilla. Ympäristö määrää kuinka tiheästi mittauslaitteita on tarpeenDepending on the application, the measurement receiver transmits a measurement par - - * 25 meters to the measurement receiver control and counting center at certain predetermined intervals. The length of the slot is individually defined in gold! also for the measuring receiver. In areas where changes in weather conditions can be sudden, the time interval is defined shorter than in regions with more stable weather conditions. The environment determines how often measuring equipment is needed
I II I
,··. 30 asentaa., ··. 30 to install.
’·*_ Kuviossa 3a havainnollistetaan keksinnön mukaista menetelmää :. *i A ja järjestelmää viiden prosessin avulla. Järjestelmä voi olla hajautettu tai se voi olla yksi järjestelmä. Tarvittavat toiminteet ovat loogisia toiminteita, jotka voidaan sijoittaa yhteen tai useampaan laitteeseen.Figure 3a illustrates a method according to the invention:. * i A and the system through five processes. The system may be decentralized or it may be a single system. The required functions are logical functions that can be located on one or more devices.
t » 8 114273t »8 114273
Liikkuvan päätelaitteen paikantamisessa voidaan käyttää mitä tahansa paikannusmenetelmää. Eräs paikannusmenetelmä on kuvattu patenttijulkaisussa FI110550.Any location method may be used to locate a mobile terminal. One positioning method is described in FI110550.
Prosesseja kuvataan ensin lyhyesti. Niiden yksityiskohtiin palataan 5 tarkemmin jäljempänä. Kaikissa kuvattavissa prosesseissa hyödynnetään mittausvastaanottimilta vastaanotettuja mittausparametrejä. Viides prosessi liittyy varsinaiseen päätelaitteen paikannukseen. On huomattava, että päätelaitteen paikanmääritys ei vaadi, että kaikki prosessit suoritettaisiin ennen kuin tietyn päätelaitteen sijaintipaikka voidaan määrittää. Prosessit ovat itse-10 näisiä ja niillä on tietty suoritusaika. Eri prosessien suoritusajat ovat yksilöllisiä. Kun prosessi on suoritettu, se toistetaan tietyn ennalta määrätyn ajan kuluttua ja/tai pyydettäessä.The processes are first described briefly. Their details will be discussed in more detail below. All of the processes described utilize the measurement parameters received from the measurement receivers. The fifth process relates to the actual location of the terminal. It should be noted that terminal location does not require that all processes be performed before the location of a particular terminal can be determined. The processes are self-10 and have a certain execution time. The execution times of the different processes are unique. Once the process has been completed, it is repeated after a predetermined time and / or upon request.
Ensimmäinen prosessi liittyy ympäristömuutosten kompensointiin. Verkon suunnittelujärjestelmän 300 tietokannassa 301 on suunnittelujärjes-15 telmän tuottama radioverkon peittoalueen kenttää kuvaava staattinen ennus-tehila, joka on jaettu pienempiin alkioiksi kutsuttuihin osiin. Alkiot sisältävät tiettyyn radiopeittoalueen maantieteelliseen paikkaan liittyviä radiopeittoalu-een kenttää kuvaavia kentänvoimakkuusennusteita. Järjestelmästä riippuen staattinen ennustehila sisältää kentänvoimakkuuksien sijasta jonkin muun 20 mitattavissa olevan suureen ennustetietoja esimerkiksi radiosignaalin vaihe . tai energia/bitti - tietoja. Staattinen ennustehila on monikerroksinen siten, et- . tä kullakin lähettimellä on siinä oma tasonsa.The first process is related to compensating for environmental changes. Database 301 of the network planning system 300 has a static prediction mode representing the field of the radio network coverage provided by the planning system 15, which is divided into smaller parts called elements. The items include field strength predictions for a specific radio coverage area geographic location. Depending on the system, the static prediction lattice contains, instead of the field strengths, prediction information of another measurable quantity, such as the phase of the radio signal. or energy / bit data. The static prediction lattice is multilayer so that the-. each transmitter has its own level.
Kun käyttäjän liikkuva päätelaite on paikannettava, joko käyttäjän ;* pyynnöstä tai operaattorin tai viranomaisten toimesta, päivitetään ainakin 25 osaa staattisen ennustehilan alkioista 303, maastoon radioverkon peittoalu-: : eelle kiinteästi sijoitettujen mittausvastaanottimien 302 mittaamien reaaliai- \ kaisten tai lähes reaaliaikaisten kentänvoimakkuustietojen pohjalta. Päivitet tyä ennustehilaa nimitetään tässä esimerkissä kentänvoimakkuushilaksi. Kentänvoimakkuushila interpoloidaan ja tallennetaan 304. On huomattava, :" *: 30 että suunnittelujärjestelmän staattisen ennustehilan ennustearvot eivät muutu / . päätelaitteen paikannuksen yhteydessä, vaan staattisen ennustehilan ennus- A tearvoja korjataan pitkän aikavälin mittaustulosten pohjalta suunnittelujärjes-'·;·* telmän kalibroinnin yhteydessä. Tähän palataan jäljempänä.When the user's mobile terminal is to be located, either at the user's request or by the operator or the authorities, at least 25 parts of the static prediction lattice elements 303 are updated based on real-time or near-real-time field strengths of measurement receivers 302 stationary in the radio network coverage area. In this example, the updated forecast grid is called the field strength grid. The field strength lattice is interpolated and stored 304. It should be noted: "*: 30 that the static prediction lattice prediction values of the design system do not change with the location of the terminal, but the static prediction lattice prediction values are corrected based on long term measurements in the design system calib. We will return to this below.
Mittausvastaanottimet raportoivat mittausparametrejä mittausvas-35 taanottimien kontrollointi- ja laskentakeskukseen automaattisesti tietyin en- • · naita määrätyin aikavälein. Raportointia ei siis välttämättä tehdä liikkuvaa 9 114273 päätelaitetta paikannettaessa. Ensimmäinen prosessi eli staattisen ennuste-hilan päivitys ja interpolointi toistetaan jaksollisesti käyttäen vuorollaan kaikkien mittausvastaanottimien raportoimia mittausparametrejä. Eri mittausvas-taanottimien raportointijakso voi vaihdella.The measurement receivers automatically report the measurement parameters to the measurement receiver control and calculation center at certain predetermined intervals. Thus, reporting may not be done while locating a mobile 9114273 terminal. The first process, i.e., updating and interpolating the static forecast lattice, is repeated periodically using the measurement parameters reported by all the measurement receivers in turn. The reporting period of the various measuring receivers may vary.
5 Toinen prosessi liittyy paikannuksen korjaustiedon generointiin.Another process involves generating position correction information.
Päätelaitteen paikanmäärityksessä käytettävä paikannusalgoritmi 305 hyödyntää mittausvastaanottimen 302 mittaamia reaaliaikaisia kentänvoimak-kuustietoja kyseisen mittausvastaanottimen oman paikkaennusteen laskemisessa. Laskennan tulosta verrataan 306 mittausvastaanottimen tarkasti tun-10 nettuun sijaintitietoon 307 ja vertailun tuloksena muodostetaan korjaushila 308. On huomattava, että interpoloidun kentänvoimakkuushilan 304 ja kor-jaushilan 308 alkioiden ei tarvitse olla samansuuruisia, vaan niiden aluejako | voi vaihdella.The positioning algorithm 305 used in the position determination of the terminal utilizes the real-time field strength data measured by the measuring receiver 302 to compute its own position prediction of that measuring receiver. The result of the calculation 306 is compared with the well-known position information 307 of the measuring receiver 10 and the result is a correction grid 308. It should be noted that the elements of the interpolated field strength grid 304 and the correction grid 308 do not need to be equal; can vary.
! Kolmas prosessi liittyy verkon statuksen valvontaan 312. Proses- 15 sissa mittausvastaanottimien raportoimia kentänvoimakkuustietoja tarkkailemalla huolehditaan siitä, että tukiasemien radiokentän voimakkuuden vaihtelu pysyy asetettujen raja-arvojen sisällä. Tiedot lähetetään verkon keskusvalvomoon 314. Asetetun raja-arvon ylittyessä verkon kontrollointiyksikkö tekee hälytyksen.! The third process involves monitoring the status of the network 312. In the process, observing the field strength information reported by the measuring receivers ensures that the variation in the radio field strength of the base stations remains within the set limits. The data is sent to the network central monitoring station 314. When the set limit is exceeded, the network control unit alarms.
20 Neljäs prosessi liittyy suunnittelujärjestelmän kalibrointiin 313.20 The fourth process relates to the calibration of the design system 313.
. . Suunnittelujärjestelmää ja/tai sen tuottaman ennustehilan 301 sisältämiä tie-. . The planning system and / or the information contained in the prediction grid 301 provided by it
* I* I
toja päivitetään pitkäaikaisiin mittauksiin perustuvien interpoloitujen kentän-, . voimakkuushilojen sisältämien tietojen avulla tietyin ennalta määrätyin aika- : ’ välein ja/tai tarvittaessa.the interpolated field, based on long-term measurements, is updated. by means of the information contained in the intensity lattices at certain predetermined intervals and / or as required.
’ * 25 Viides prosessi liittyy liikkuvan päätelaitteen 309 paikannukseen.The fifth process involves locating the mobile terminal 309.
Liikkuvalle päätelaitteelle lasketaan sijaintipaikkaennuste paikannusalgorit- * · millä. Laskennassa hyödynnetään liikkuvan päätelaitteen 309 havaitsemia radiokentänvoimakkuustietoja. Vaihtoehtoisesti tarvittavat tiedot saadaan pal-: velevasta tukiasemasta. Paikannusalgoritmin antamaa sijaintipaikkaa korja- : 30 taan 310 edellä kuvatun korjaushilan 308 sisältämillä tiedoilla. Lopullista ; paikkaennustetta hyödynnetään esimerkiksi paikannuspalvelussa tai lähete- * 1 · Λ !,. * tään suoraan käyttäjälle 311.For the mobile terminal, the location forecast is calculated using the location algorithms * *. The radio field strength information detected by the mobile terminal 309 is utilized in the calculation. Alternatively, the necessary information is obtained from the serving base station. The position provided by the positioning algorithm is corrected: 310 by the information contained in the correcting grid 308 described above. Final; position prediction is utilized, for example, in a positioning service or * 1 · Λ !,. * is sent directly to user 311.
’'I** Kuvio 3b havainnollistaa erästä keksinnön toteutusta. Kuvio 3b V,’· vastaa muutoin kuviota 3a, mutta siinä ei käytetä korjaushilaa. Ilman korjaus- 35 hilalla suoritettavaa korjausta tämä toteutus ei anna yhtä tarkkaa paikannustulosta kuin kuvion 3a mukainen toteutus. Paikannuslaskennassa hyödynne- 10 114273 tään kuitenkin ainakin yhdeltä mittausvastaanottimelta vastaanotettuja reaaliaikaisia tai lähes reaaliaikaisia mittaustuloksia, eli ympäristömuutokset huomioidaan liikkuvan päätelaitteen sijainninmäärityksessä.FIG. 3b illustrates an embodiment of the invention. Fig. 3b V, '· otherwise corresponds to Fig. 3a but does not use a correction grid. Without the correction made by the correction grid 35, this implementation does not provide as accurate a positioning result as the implementation of Figure 3a. However, real-time or near-real-time measurement results from at least one measuring receiver are utilized in the location calculation, i.e., environmental changes are taken into account in determining the location of the mobile terminal.
Prosesseja voidaan suorittaa samanaikaisesti tai eriaikaisesti. Pro-5 sessien suoritusjärjestys määräytyy sen mukaan tarvitseeko jokin prosesseista tietyn toisen prosessin tietoja.The processes can be performed simultaneously or at different times. The order in which Pro-5 processes are executed depends on whether one of the processes requires information from a particular other process.
Prosessien ansiosta tarkasteltavan alueen ympäristömuutosten virhevaikutuksia paikannustarkkuuteen voidaan merkittävästi vähentää, koska ympäristömuutosten vaikutus radiosignaalin voimakkuuteen voidaan huo-10 mioida yksilöllisesti kunkin lähettimen radioaallon etenemismallissa. Rajoitetulla alueella lähekkäin sijaitsevien ja samaa taajuutta käyttävien lähettimien etenemismalleja voidaan korjata jo yhden mittausvastaanottimen tietojen perusteella kohtuullisen hyvällä tarkkuudella. Tarkkuus paranee mitä useamman mittausvastaanottimen tietoja hyödynnetään.Due to the processes, the error effects on the positioning accuracy of the environmental changes in the area under consideration can be significantly reduced because the effect of the environmental changes on the radio signal strength can be individually considered in the radio propagation model of each transmitter. The propagation patterns of transmitters in close proximity and at the same frequency within a limited range can be corrected with reasonably good accuracy based on information from one measuring receiver. The more data from multiple measurement receivers, the better the accuracy.
15 Seuraavassa tarkastellaan yksityiskohtaisesti radioverkon pääte laitteen paikkaennusteen tarkkuuden ja luotettavuuden parantamiseen käytettäviä prosesseja. Yhteisenä tekijänä prosesseissa on mittausvastaanottimen käyttö ja sen mittausparametrien hyödyntäminen.15 The following is a detailed review of the processes used to improve the accuracy and reliability of the position prediction of a radio network terminal. A common factor in the processes is the use of a measurement receiver and utilization of its measurement parameters.
Mittausvastaanottimien mittausparametrien avulla tarkennetaan 20 toisaalta päätelaitteen paikanennustetta tarkentavan korjaushilan sisältämiä , >. tietoja reaaliaikaisilla tai lähes reaaliaikaisilla mittausparametreillä ja toisaalta suunnittelujärjestelmän staattisen ennustehilan sisältämiä tietoja pitkällä aikavälillä. Luonnollisesti suunnittelujärjestelmän staattisen ennustehilan sisäl-tämiä tietoja päivitetään myös aina tarvittaessa kuten verkossa tapahtuvien ' 25 muutosten (uusi solu, laite, antenni, jne.) yhteydessä.The measurement parameters of the measuring receivers are used to fine-tune the correction lattice of 20 on the other hand the position prediction of the terminal. data with real-time or near-real-time measurement parameters; and, on the other hand, long-term data contained in the static forecasting grid of the design system. Of course, the information contained in the static forecasting lattice of the design system will also be updated whenever necessary, as with changes in the network (new cell, device, antenna, etc.).
; >' Lisäksi mittausvastaanottimien mittausparametrejä hyödynnetään : verkon tilan valvonnassa.; > 'In addition, the measurement parameters of the measuring receivers are utilized: for monitoring network status.
Kuviossa 4 ympäristömuutosten kompensointiprosessia kuvataan : vuokaaviolla. Ympäristömuutoksilla tarkoitetaan esimerkiksi edellä tekniikan : *: 30 tasossa kuvattuja ympäristömuutoksia.Figure 4 illustrates a process for compensating for environmental changes: a flow chart. For example, environmental changes are those described in the prior art: *: 30.
; , Oletetaan, että suunnittelujärjestelmän radioverkon peittoalueen ; kenttää kuvaavat staattiset ennustearvot ovat ennustetaulukon muodossa.; Assume that the design system radio network coverage; the field static forecast values are in the form of a forecast table.
Tällöin ensimmäisessä vaiheessa 400 suunnittelujärjestelmän tuottamat tau-:Y: lukkomuodossa esitetyt kentänvoimakkuusennusteet radiokentän voimakkuu- 35 desta sijainnin funktiona kopioidaan taulukosta mittausvastaanottimien kont- • · 11 114273 rollointi- ja laskentakeskuksessa hilaan, josta käytetään tässä yhteydessä nimitystä ennustehila.Then, in the first step 400, the field strength predictions provided by the design system: Y: lock field shape as a function of the radio field as a function of location are copied from the table at the control and measurement center of the measuring receivers.
Ennustehila käsittää siis kentänvoimakkuusennusteet hilan peittämättä maantieteellisettä alueetta. Kuten edellä mainittiin alue voi olla kool-5 taan koko maan peittämä alue tai esimerkiksi kaupunki.Thus, the prediction grid comprises field strength predictions without covering the geographical area. As mentioned above, the area may be a Kool-5 country-wide area or, for example, a city.
Kopiointi tapahtuu joko automaattisesti tietyin aikavälein tai manuaalisesti. Kopiointi toteutetaan esimerkiksi vuoden välein. Kopiointi tehdään myös tarvittaessa esimerkiksi silloin, kun järjestelmään lisätään uusi solu, olemassa olevaa solua muutetaan, lisätään tai vaihdetaan antenni, lähetys-10 tehoa tai radiokanavaa muutetaan. Kopiointi tehdään yleisesti silloin, kun verkossa tapahtuu muutoksia, jotka voivat muuttaa radiopeittoalueiden kentänvoimakkuuksia tai muita menetelmässä ja järjestelmässä mitattavia suureita.Copying is done either automatically at specific time intervals or manually. For example, copying is done every year. Copying is also performed when needed, for example, when a new cell is added, an existing cell is modified, an antenna is added, or the transmit power is changed, or the radio channel is changed. Copying is commonly done when there are changes in the network that may change the field strengths of the radio coverage areas or other quantities measured in the method and system.
Kohdassa 401 mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskenta-15 keskuksen 103 kontrollointiyksikkö 105 valitsee, esimerkiksi tiettynä ennalta määritettynä aikana, ensimmäisen mittausvastaanottimen. Valinta voi tapahtua alueittain. Tarkasteltava alue on mahdollista määritellä useilla eri tavoilla kuhunkin sovellukseen parhaiten soveltuvaksi. Eräässä toteutuksessa alueeksi voidaan määritellä koko Suomen kattava alue, eteläsuomi, tietyn läänin 20 alue, kaupunki tai kaupungin osa. Alueeksi voidaan määritellä myös solu tai useita soluja. Aluejaon lisäksi on mahdollista määritellä kuinka tarkasti kyseisen alueen mittausyksiköt valitaan. Esimerkiksi voidaan valita alueen kaikki mittausyksiköt, joka toinen yksikkö, joka kolmas tai ainoastaan kriittisissä sijaintipaikoissa sijaitsevat mittausyksiköt.At step 401, the control unit 105 of the measurement receiver control and counting center 153 selects, for example, at a predetermined time, the first measuring receiver. Selection may be by region. There are a number of ways to define the area under consideration to best suit each application. In one embodiment, the area may be defined as the whole of Finland, southern Finland, a region of a particular county, city or part of a city. A region may also be defined as a cell or multiple cells. In addition to the area division, it is possible to specify how accurately the units of measurement for that area are selected. For example, all units in the area, every second unit, every third unit, or only in critical locations can be selected.
25 Vaiheessa 402 kerätään alueen mittausvastaanottimen mittauspa- ,· rametrit ja lasketaan laskentayksikössä 106 tarvittava korjaus. Korjaus teh- dään mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskuksen laskentasääntöjä noudattaen. Siellä myös muodostetaan kentänvoimakkuushila, jon-; ka alkioihin korjatut kentänvoimakkuustiedot viedään, vaiheessa 403. Jos . *. 30 kentänvoimakkuushila on jo aiemmin muodostettu, päivitetään olemassa ole- ,· . van kentänvoimakkuushilan kentänvoimakkuustietoja. Kentänvoimakkuushi- » * * ^ lan muoto vastaa suunnittelujärjestelmän tuottaman tai sen tuottamien en-nustetietojen pohjalta muodostetun ennustehilan muotoa. Jos siis ennustehi-la on kaksiulotteinen, myös kentänvoimakkuushila on kaksiulotteinen.In step 402, the measurement parameters of the area measuring receiver · are collected and the necessary correction is calculated in the calculating unit 106. The correction shall be made in accordance with the calculation rules of the Control and Calculation Center for Measurement Receivers. A field strength grid is also formed therein; the field strength data corrected for the items is exported, in step 403. If. *. 30 field strength grids are already formed, upgrading existing, ·. van field strength lattice field strength information. The field strength error shape corresponds to the shape of the prediction grid produced by the planning system or based on the prediction data produced by it. Thus, if the predictive power la is two-dimensional, then the field strength lattice is also two-dimensional.
: 35 Jos mittausparametrejä halutaan useammasta mittausvastaanot- timesta, toistetaan edellä kuvatut askeleet. Mikäli mittausvastaanotin oli vii- 12 114273 meinen 404 valittavista mittausvastaanottimista, prosessi käynnistyy uudelleen tietyn ennalta määritetyn ajan kuluttua 405. Prosessi voidaan luonnollisesti käynnistää myös tarvittaessa.: 35 If measurement parameters are desired from more than one measuring receiver, the above steps are repeated. If the measuring receiver was the last of 404 selectable measuring receivers, the process would restart after a predetermined time 405. Of course, the process can also be started if necessary.
Kuviossa 5 havainnollistetaan prosessia, joka liittyy paikannuksen 5 korjaustietoon. Ajatuksena on päätelaitteen paikannustarkkuuden edelleen parantaminen edellä esitettyjen korjaustoimenpiteiden lisäksi. Koska päätelaitteen lähiympäristössä olevan yhden tai useamman mittausvastaanottimen ! tarkka sijainti tunnetaan, sijaintitietoa hyödynnetään paikannuslaskennassa.Figure 5 illustrates a process associated with positioning 5 correction information. The idea is to further improve the positioning accuracy of the terminal in addition to the above remedies. Because one or more measurement receivers in the vicinity of the terminal! the exact location is known, location information is utilized in positioning.
Vaiheessa 500 valitaan mittausvastaanotin. Valinnan tekee mit-10 tausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskus. Valinta voidaan tehdä kuten edellä on esitetty. Valitusta mittausvastaanottimesta vastaanotetaan mittausparametrit.In step 500, a measuring receiver is selected. The selection is made by the control and calculation center for the mit-10 receivers. The selection can be made as described above. The measurement parameters are received from the selected measuring receiver.
Yleisesti valinta ja tietojen kerääminen missä tahansa prosessissa voidaan tehdä automaattisesti tai järjestelmän ylläpitäjän pyynnöstä.Generally, selection and data collection in any process can be done automatically or at the request of the system administrator.
15 Mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskus lähettää vaiheessa 501 keräämänsä mittausparametrit edelleen paikannuskeskusyk-sikköön 113, jossa paikkaennuste lasketaan paikannusalgoritmia 116 käyttäen. Paikannuskeskusyksikkö palauttaa laskemansa paikkaennusteen mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskukseen, jonka laskentayk-20 sikkö 106 vertaa mittausvastaanottimen todellista sijaintia paikannusalgorit-min tuottamaan tulokseen. Mittavastaanottimien todellinen asennuspaikka saadaan tietokannasta 307.The measurement receiver control and calculation center forwards the measurement parameters it has collected in step 501 to the positioning center unit 113, where the position prediction is calculated using the positioning algorithm 116. The positioning center unit returns its calculated position prediction to the control and counting center of the measuring receivers, whose calculating unit 106 compares the actual positioning of the measuring receiver with the result produced by the positioning algorithm. The actual installation location for the gauge receivers is obtained from database 307.
Vertailun tuloksena muodostetaan vaiheessa 503 korjausvektori, joka kuvaa todellisen (asennuspaikka) ja laskennallisen paikan (paikkaen-• ‘ 25 nuste) virhettä. Vaiheessa 504 korjaushila muodostetaan (tai olemassa ole vaa korjaushilaa päivitetään) eri mittausvastaanottimien differentiaalivektorei-,·* ta interpoloimalla. Yksittäisen mittavastaanottimen vaikutusta korjaushilaan pienennetään etäisyyden funktiona.As a result of the comparison, a correction vector is generated in step 503, which represents the error of the actual (installation) and computed (• location). In step 504, a correction grid is formed (or an existing critical grid is updated) by interpolating the differential vectors of the various measuring receivers. The effect of a single measuring receiver on the correction grid is reduced as a function of distance.
Γ Edellä kuvatut askeleet toistetaan 505 kunnes kaikkien haluttujen 30 mittausvastaanottimien mittaamat tiedot on käsitelty. Prosessi suoritetaan . uudelleen tietyn ennalta määrätyn ajan kuluttua 506 tai tarvittaessa.Γ The above steps are repeated 505 until the data measured by all the desired measuring receivers 30 is processed. The process is executed. again after a predetermined period of time 506 or as required.
* Edellä kuvatun korjaushilan avulla voidaan tarvittaessa tehdä ' ·; ·’ paikkaennusteeseen muunneltu differentiaalikorjaus.* With the help of the repair grid described above it is possible to do '·; · 'Differential correction modified for position forecast.
:V: Tunnetusti differentiaalikorjausta käytetään lähinnä navigointiso- :*·,* 35 vellutuksiin kehitetyssä differentiaalisessa paikannuksessa DGPS (Differen tial positioning). Toteutus perustuu kahden vastaanottimen käyttöön. Toinen 13 114273 vastaanottimista on liikkuva GPS-päätelaite ja toinen tunnetussa paikassa sijaitseva kiinteä vastaanotin kuten tukiasema. Tunnettuun, eli tukiaseman sijaintipaikkaan liittyvät korjaukset välitetään esimerkiksi radiolinkin välityksellä liikkuvalle GPS-päätelaitteelle, joka tekee omaan paikkaansa vastaavat 5 korjaukset. Toisessa menetelmässä korjaukset tehdään tukiaseman havaitsemiin tukiaseman ja satelliittien välisiin pseudoetäisyyksiin. Pseudoetäisyy-destä puhutaan, koska todellista etäisyyttä ei tunneta tarkasti vastaanottajan ja lähettäjän kellojen aikaerosta johtuen.: A: Known as differential correction is mainly used in differential positioning for navigation: * ·, * 35 applications, DGPS (Differential Positioning). The implementation is based on the use of two receivers. One of the 13 114273 receivers is a mobile GPS terminal and the other is a fixed receiver such as a base station located in a known location. The corrections relating to the known location, i.e. the base station location, are transmitted, for example, via a radio link to the mobile GPS terminal, which makes the corresponding corrections to its location. In the second method, corrections are made to the pseudoranges between the base station and the satellites detected by the base station. Pseudorange is talked about because the true distance is not precisely known due to the time difference between the clock of the receiver and the transmitter.
Keksinnön mukainen differentiaalikorjaus eroaa kuitenkin edellä 10 esitetystä tunnetusta tekniikasta kahdella tavalla. Ensinnäkin liikkuvalle päätelaitteelle ei lähetetä korjausvektoria. Toisena erona on se, että huomioidaan usean mittavastaanottimen etäisyyden mukaan painotettu vaikutus.However, the differential correction according to the invention differs from the prior art described above in two ways. First, no correction vector is transmitted to the mobile terminal. The other difference is that the distance-weighted effect of multiple gauge receivers is considered.
Kuvion 6 vuokaaviolla havainnollistetaan verkon statuksen valvontaprosessia.The flowchart of Fig. 6 illustrates the network status monitoring process.
15 Verkon statuksen valvonta tehdään automaattisesti tai manuaali sesti mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskuksesta. Prosessin ensimmäisessä vaiheessa 600 valitaan mittausvastaanotin, jolta kerätään mittausparametrit 601. Kerättyjä kentänvoimakkuustietoja verrataan mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskuksessa määritettyihin hälytys-20 arvoihin ja lähetetään hälytys hälytyskeskukseen tarvittaessa 602.15 Network status monitoring is performed automatically or manually from the metering receiver control and calculation center. In a first step of the process 600, a measurement receiver is selected to collect the measurement parameters 601. The collected field strength information is compared with the alarm-20 values determined by the measuring receiver control and calculation center and, if necessary, sent to the alarm center 602.
Edellä kuvatut askeleet toistetaan 603 kunnes jokaisen ennalta määrätyn mittausvastaanottimen mittausparametrit on käsitelty. Prosessi suoritetaan uudelleen tietyn ennalta määrätyn ajan kuluttua 604 tai tarvitta-;* essa.The steps described above are repeated 603 until the measurement parameters of each predetermined measuring receiver have been processed. The process is repeated after a predetermined time 604 or as required.
‘ 25 Statuksen valvonnan ansiosta havaitaan lähettimien vikaantumiset nopeasti. Toisaalta vikaantumistietoja voidaan kerätä myös lähettimen omas-. ta kunnonvalvontayksiköstä. Osa vioista ei välttämättä näy kunnonvalvonta- yksikköön. Lähettimen kunnosta ei siten saada yhtä luotettavaa tietoa kuin :'·mitä mittausvastaanottimia käyttäen saadaan.'25 Status monitoring allows rapid detection of transmitters failures. On the other hand, fault information can also be collected on the transmitter's own. ta condition control unit. Some defects may not appear in the condition control unit. Thus, the condition of the transmitter is not as reliable as: '· what measurement receivers are obtained.
30 Esimerkkinä tällaisesta vikaantumisesta voidaan mainita lähetti- . men antennin säteilykuvion muuttuminen ympäristöolosuhteen takia esimer- *;,/ ^ kiksi antennin suojakuoren jäätyminen.30 An example of such a failure may be the courier. a change in the radiation pattern of the antenna due to environmental conditions, e.g., freezing of the antenna sheath.
Lisäksi mittausvastaanottimen ja laskennassa käytettävän kentän-:Y: voimakkuushilan ansiosta voidaan havaita yksittäisen radiokanavan signaa- 35 linvoimakkuuden muutokset. Esimerkki tällaisesta tilanteesta voisi olla seuraavanlainen. Mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentayksikkö havait- 14 114273 see kentänvoimakkuushilan tietyn alkion tukiasemakanavan signaalin ylittävän ennustehilan signaalinvoimakkuudelle asetetun raja-arvon. Kentänvoi-makkuushilasta nähdään, että lähistöllä olevien tukiasemakanavien signaa-linvoimakkuudet ovat kuitenkin sallittujen raja-arvojen sisällä. Sää tai muiden 5 ympäristöolosuhteiden vaikutus signaalinvoimakkuuden muutokseen voidaan tällöin sulkea pois. Todennäköisempää on, että itse kyseinen lähetin tai sen komponentti on vikaantunut. Tieto raportoidaan järjestelmän ylläpitäjälle, jolloin tilanteeseen voidaan reagoida.In addition, due to the measurement receiver and the field: Y: gain grid used in the calculation, changes in the signal strength of a single radio channel can be detected. An example of such a situation could be as follows. The control and counting unit of the measuring receivers detects a field strength lattice signal of a predetermined lattice signal strength of a base station channel signal of a particular element. However, it is seen from the field gain grid that signal strengths of nearby base station channels are within the allowable limits. The effect of weather or other environmental conditions on the change in signal strength can then be ruled out. It is more likely that the transmitter itself or its component is defective. The information is reported to the system administrator, which can react to the situation.
Kuvion 7 vuokaavio havainnollistaa suunnittelujärjestelmän kalib- 10 rointia.The flowchart of Figure 7 illustrates the calibration of the design system.
Ensimmäisessä vaiheessa 700 valitaan ennustehilan alkio. Valitun alkion kentänvoimakkuudelle lasketaan pitkän ajan keskiarvo sekä minimi että maksimiarvot. Laskennassa hyödynnetään tietokantaan 111 tallennettuja, kyseiseen alkioon liittyviä, mittausvastaanottimen mittaustuloksia. Saadut 15 minimi- ja maksimiarvot tallennetaan 111. Kun kentänvoimakkuusarvojen vaihtelu toistaa itseään riittävän usein, tieto lähetetään suunnittelujärjestelmään, jonka etenemismallia päivitetään, vaihe 702.In the first step 700, a prediction lattice element is selected. The field strength of the selected item is calculated with a long-term average of both minimum and maximum values. The calculation utilizes the measurement receiver measurement results stored in the database 111 associated with that item. The obtained minimum and maximum values 15 are stored at 111. When the variation of the field strength values repeats itself frequently enough, the information is sent to the planning system whose propagation model is updated, step 702.
Edellä kuvatut askeleet toistetaan 703 kunnes jokainen kalibroinnissa käytettävä ennustehilan alkio on käsitelty. Prosessi suoritetaan uudel-20 leen tietyn ennalta määrätyn ajan kuluttua 704 tai tarvittaessa.The above steps are repeated 703 until each prediction lattice element used in the calibration is processed. The process is carried out again after a predetermined time 704 or as required.
. Suunnittelujärjestelmän optimoinnin seurauksena maastomittaus ten tarvetta saadaan vähennettyä. Lisäksi oikein mitoitettujen uusien tukiasemien, antennien tai muiden verkossa tarvittavien laitteiden lisääminen verk-; koon helpottuu, koska suunnittelujärjestelmän kentänvoimakkuusarvot vas- 25 taavat tarkemmin todellisuutta eri vuodenaikoina ja erilaisten säätilojen valli-* tessa.. As a result of optimization of the design system, the need for field measurements can be reduced. In addition, adding properly dimensioned new base stations, antennas, or other networking devices; the size becomes easier as the field strength values of the design system more closely reflect reality at different times of the year and under different weather conditions.
Eräässä keksinnön toteutuksessa ainakin osaa suunnittelujärjestelmän etenemismallista voidaan päivittää reaaliaikaisesti mittausvastaanot-: timilta vastaanotetuilla mittausparametreillä.In one embodiment of the invention, at least a portion of the design system propagation model may be updated in real-time with measurement parameters received from the measurement receivers.
30 Kuvion 8 vuokaavio havainnollistaa käyttäjän päätelaitteen sijain- ’ ; nin määritystä.Fig. 8 is a flowchart illustrating the location of a user terminal; determination.
* < · A Kun mittausvastaanottimien kontrollointi- ja laskentakeskus on saanut käyttäjän päätelaitetta koskevan paikannuspyynnön 800, se kerää liikkuvan päätelaitteen mittaamat kentänvoimakkuustiedot 801. Vaihtoehtoi-35 sesti tiedot saadaan palvelevalta tukiasemalta. Tämän jälkeen laskentakeskus 106 laskee mainittuja kentänvoimakkuustietoja sekä edellä kuvattua in- 15 114273 terpoloitua kentänvoimakkuushilaa käyttäen liikkuvan päätelaitteen paikka-ennusteen 802. Laskennan tuloksena saatua paikkaennustetta tarkennetaan lisäksi paikannuksen korjaustietoprosessissa muodostetulla korjaushilalla, vaiheessa 803. Korjaus perustuu esimerkiksi edellä kuvattuun differentiaali-5 korjaukseen, jonka vaikutus riippuu paikkaennusteen etäisyydestä käytetyn mittausvastaanottimen paikkaennusteeseen. Vaiheessa 804 lopullista paikkaennustetta hyödynnetään paikannuspalvelussa tai paikkaennustetieto lähetetään suoraan käyttäjälle.* <· A When the measurement receiver control and calculation center receives a location request 800 from a user terminal, it collects field strength data 801 from the mobile terminal. Alternatively, the information is obtained from the serving base station. Thereafter, the calculating center 106 calculates the mobile terminal position prediction 802 using said field strength information and the above-described interpolated field strength gate. The resulting position prediction is further refined by the correction effect generated in the position correction information process, e.g. depends on the distance of the position prediction to the position prediction of the measuring receiver used. In step 804, the final position prediction is utilized by the location service or the position prediction information is sent directly to the user.
Eräässä keksinnön toteutuksessa sijainnin määritys voidaan tehdä 10 myös siten, että vuokaavion kohtaa 803 ei tehdä. Sijainnin määrityksessä ympäristöolosuhteiden aiheuttamat muutokset signaalinvoimakkuuteen tulevat kuitenkin huomioiduksi vaiheessa 802.In one embodiment of the invention, the positioning may also be performed so that step 803 of the flowchart is not performed. However, changes in signal strength caused by environmental conditions are taken into account in position determination at step 802.
Eräässä keksinnön toteutuksessa ainakin osa mittausvastaanotti-mista on liikkuvia. Tällöin mittausvastaanotin suorittaa mittauksia sellaisissa 15 paikoissa, joiden tarkka maantieteellinen sijainti tunnetaan.In one embodiment of the invention, at least some of the measurement receivers are mobile. In this case, the measurement receiver performs measurements at locations 15 whose exact geographical location is known.
Vaikka mittausvastaanotin ei lähettäisi mittausparametrejä palve-lupyyntökohtaisesti, vaan tietyin jopa tunnin aikavälein, voidaan mittausparametrien katsoa olevan reaaliaikaisia ja luotettavia, erityisesti vakaiden sääolosuhteiden vallitessa. Mittausvastaanottimelta voidaan aina tarvittaessa, 20 kuten sääolosuhteiden muuttuessa, pyytää mittausparametrejä. Halutun mittausvastaanottimen mittausaikavälin sekä raportointiaikavälin pituutta on ' \ mahdollista muuttaa koska tahansa.Even if the measurement receiver does not transmit measurement parameters per service request but at intervals of up to one hour, the measurement parameters can be considered to be real-time and reliable, especially under stable weather conditions. Whenever necessary, as the weather conditions change, measurement parameters may be requested from the measuring receiver. It is possible to change the measurement interval of the desired measurement receiver and the reporting interval at any time.
,, Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten liitteenä olevien ku- : ;* vioiden mukaisiin esimerkkeihin, on alan ammattimiehelle selvää, että keksin- ’ ·’ 25 töä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn : keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the accompanying examples, it will be apparent to one skilled in the art that the invention may be modified within the scope of the inventive idea set forth above and in the appended claims.
> · * » » » * · » « » > ·> · * »» »* ·» «» »·
• A• A
• I » » * · • · * · » • * ·• I »» * · • · * · »• * ·
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20030316A FI114273B (en) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Location of a mobile terminal |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20030316A FI114273B (en) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Location of a mobile terminal |
FI20030316 | 2003-02-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20030316A0 FI20030316A0 (en) | 2003-02-28 |
FI114273B true FI114273B (en) | 2004-09-15 |
Family
ID=8565749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20030316A FI114273B (en) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Location of a mobile terminal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI114273B (en) |
-
2003
- 2003-02-28 FI FI20030316A patent/FI114273B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20030316A0 (en) | 2003-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3016352B1 (en) | Method of managing sensor network | |
KR101565351B1 (en) | Method and apparatus for geo-locating mobile station | |
FI113730B (en) | Location method for cellular networks | |
CN101860958B (en) | Use of mobile stations for determination of base station location parameters in a wireless mobile communication system | |
KR101565350B1 (en) | Method and apparatus for mapping operating parameter in coverage area of wireless network | |
US8280384B2 (en) | System and method for predicting location accuracy of a mobile unit | |
US20100103868A1 (en) | Method for modeling wireless network coverage under line-of-sight conditions | |
JP4633588B2 (en) | Meteorological data distribution device, local meteorological data distribution system, and meteorological data estimation method in the same system | |
CN106257307A (en) | There is the GNSS receiver of the airborne ability realizing Optimal Error correction mode | |
US20040067759A1 (en) | User positioning | |
JP6234550B2 (en) | Positioning device | |
KR102496103B1 (en) | How to determine the adaptive model of electron density distribution | |
US11333768B2 (en) | Method and apparatus for checking ionospheric correction parameters for satellite navigation for a vehicle | |
JP4369816B2 (en) | National Synthetic Radar Rainfall Information Provision System | |
CN109471134B (en) | Automatic calibration of geolocation analysis system and operator network equipment parameters | |
CN110297259A (en) | Base station net positioning enhancement information availability monitoring method and system based on grid | |
US20100273493A1 (en) | Radio access network management device, facility plan support system, and facility plan support method used therefor | |
CN101288323A (en) | Method and arrangement for determination of radio coverage in a multi-cellular mobile radio system | |
US11444704B2 (en) | Automated installed environment antenna characteristics determination | |
KR20160144814A (en) | System and method for providing a weather information based on grid | |
KR20140040839A (en) | Method and apparatus for geo-locating mobile station | |
CN104391086A (en) | Method and system for measuring humidity parameter of external environment of transformer | |
FI110550B (en) | Mobile terminal locating method in cellular-based radio system, involves combining probability values of terminal location being computed in relation to location data of prediction parameters, and narrowing into single location data | |
FI114273B (en) | Location of a mobile terminal | |
CN113589348B (en) | Satellite positioning-based power tower safety monitoring method and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 114273 Country of ref document: FI |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: ELISA OYJ |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: ELISA OYJ |
|
MM | Patent lapsed |