JP4981068B2 - 経路損失ポリゴンによる測位 - Google Patents
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Description
(端末ベースにおいて)50メートル(67%)および150メートル(95%)、
または
(ネットワークベースにおいて)100メートル(67%)および300メートル(95%)、
のいずれかの測位精度を得ることができる。
r=cTRTT/2
ここでTRTTは往復時間であり、cは光速である。
本発明の現時点で好ましい実施形態の主要部をこの付録で詳細に説明する。
この特定の実施形態では、量子化経路損失測定値指標ベクトルは単に経路損失の測定値に基づくと想定する。対応するモデル化は他のクラスタ選択規則にもまた可能である。
ポリゴン計算
記法
効果的アルゴリズムの記述を容易にするために、以下の記法を必要とする。
手順は、pに対応する全高精度測位の測定値のローカル地表接線デカルト座標系への変換により始まり、ローカル地表接線デカルト座標系において全ての計算を実行する。既に変換していない新しい測定値のみを処理する必要がある。
ポリゴン計算の背景原理は次の3つの考え方により決定する。
このアルゴリズムの主な考え方は、特定の量子化経路損失測定値指標ベクトルに対して収集する全高精度測位の測定値を含む初期ポリゴンにより開始することである。初期ポリゴンを、例えば高精度測位の測定値の重心から計算し、続いてこの重心から全高精度測位の測定値に対する最長距離の計算を行うことができる。これは全高精度測位の測定値点を含む円を定義する。初期ポリゴンを次いでこの円を含むように選択する。
高精度測位の測定値を(非確率論的)点として扱うので、重心は算術平均、即ち以下の通りであり、
アルゴリズムの開始はアルゴリズムのNp個の最初のステップのみに影響するので、ここで保守的手法をとる。最初のステップは重心からの最長距離、即ち以下を計算することである。
この副節で説明する計算は、高精度測定点を各反復ステップにおける縮小ポリゴン内部の残留点と考えることに留意されたい。これは数式(12)〜数式(21)および数式(24)〜数式(26)について当てはまる、以下を参照。
所与の反復ステップにおいて内部で移動するのに最も有益であるポリゴン角を評価するために、何が最大移動かを決定することがまず必要である。これには2つの制約を考慮に入れることを必要とする。
数式(12)により与えられるような移動線とrp mとrp nとの間の線分との間の交差部は次の等式系に対する解により与えられ、等式系は下付き文字が計算に含む点を示すパラメータαp i,mnおよびγp mnに関して解く。
制約に関しては同一方向に沿い全高精度測定点を評価するので、全高精度測定点を直接組み合わせることができる。また、各反復ステップに対してポリゴン内部から1つの点を除去するので、制限する高精度測定点を動作状態になる第2の高精度測定点として選択することに留意されたい。動作する制約になる高精度測定点は、従って次のように計算することができる数式(24)により与えられる。
得られるのは積分または等価的に図9に示すポリゴン部下のエリアの計算に引き続く削減である。
以下のアルゴリズムで、Nm,rem pは各角移動反復ステップにおいてポリゴン内部に残存する高精度測定点数を示す。その場合、1つの特定の量子化経路損失測定値指標ベクトルpのポリゴン計算アルゴリズムは以下の通りである。
・クラスタが有する全高精度測位の測定値の重心を計算する。(数式(6))
・重心からの最長距離rを計算する。(数式(7)、数式(8))
・円Rの周りに分布する初期ポリゴンを計算する。(数式(9)、数式(10)、数式(11))
エリア最小化:
Nm、rem p<CpNmpまたはαp,allConstraintsi≦0まで反復(測定値除去ループ)。
ポリゴン内部に残存する点の重心を計算する。(数式(6))
i=1からNpについて(角移動評価ループ)
j=1からNm,rem pについて(測定点制約評価ループ)
許容され点に関して制約された角移動を計算し格納する。(数式(21))
終了(測定点制約評価ループ)
許容され組み合わされ測定制約された移動を計算し格納する。(数式(24)、数式(25))
許容され自己交差された移動を計算し格納する。(数式(23))
組み合わされ許容された測定値および自己交差制約された移動を計算し格納する。(数式(26))
数式(26)によるエリア削減を計算し格納する。(数式(29))
終了(角移動評価ループ)
最大エリア削減に対応する指標i0を持つ角を見出す。
移動αp,allConstraints i0により角i0を更新する。(数式(12))
内部点リストからポリゴン内部に存在しない高精度測定点を除去する。
Nm,rem p:=Nm,rem p−1
終了(測定値除去ループ)。
ポリゴンの最終角の点をWGS84cの緯度および経度に変換。
図10の例は、1つのセルをより小さなエリアに分割し、6つの隣接RBSからの経路損失測定値を使用するポリゴンの生成を示す。測定値を2つの区間、135dBを下回るもの(小さな経路損失に対し、指標”1”)および135dBを上回るもの(大きな経路損失に対し、指標”2”)に量子化する。全体で、これは64の異なる量子化経路損失の組み合わせを得る。とはいえ、これらの内の僅かしか取り扱うセル内に来ない。次いで、高精度測位の測定値をランダム手順により生成する。これらの測定値を図10において菱印として示す。対応する経路損失測定値を1dBのAWGNにより転化し、フェージングの影響をある程度シミュレートした。これは図10の色でコード化したエリアが明確でない理由を説明している。
Claims (44)
- セルラ通信ネットワーク(100)において測位支援データを提供するための方法であって、
ユーザ装置(10)に対する量子化された経路損失測定値の指標ベクトルを決定するステップ(204)と、
ここで、前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルは、少なくとも量子化された無線測定値を含み、該量子化された無線測定値は、量子化された経路損失測定値、量子化された信号強度測定値、量子化された信号対干渉比、あるいは、それらに関連する値、のリストから選択され、前記ユーザ装置(10)へ/からの信号は、受信されたとき少なくとも特定の無線状況基準を満たすものであり、
前記ユーザ装置(10)に対する高精度測位を実行するステップ(206)と、
前記決定するステップ(204)と前記実行するステップ(206)とを複数回反復するステップ(210)と、
量子化された経路損失測定値の同一の指標ベクトルに属する、前記高精度測位の複数の結果を、個別のクラスタ化された結果にクラスタ化するステップ(208)と、
エリア定義(11,11A−G,11Z)を少なくとも1つの前記クラスタ化された結果と関連付けるステップ(212)と、
前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルと前記関連付けられたエリア定義(11,11A−G,11Z)との関係を含む測位支援データを生成するステップ(212)と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記関連付けられたエリア定義は、前記クラスタ化された結果のうちで、所定のパーセンテージの結果を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記関連付けられたエリア定義(11,11A−G,11Z)によるエリアは、前記高精度測位の測定値に対して、前記ユーザ装置がエリア内に位置する確率に相当する信頼度値の制約を維持しながら最小化されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記関連付けられたエリア定義(11,11A−G,11Z)はポリゴン(89)であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記関連付けられたエリア定義(11,11A−G,11Z)はポリゴン(89)であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記関連付けるステップは、
1つの量子化された経路損失測定値の指標ベクトルに属する前記高精度測位の前記クラスタ化された結果を少なくとも1つのポリゴン(89)により取り囲むステップと、
前記クラスタに含まれる前記高精度測位の測定値のうちの少なくとも所定のパーセンテージの測定値を前記ポリゴン(89)内に維持しながら、前記ポリゴンの最適化のための所定の基準に基づいて、所定の経路に沿って前記ポリゴン(89)の角(90)の位置を変更するステップと、
を含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。 - さらなる変更するステップによって、前記ポリゴン(89)内の測定値の数が、前記クラスタ化された結果に含まれる高精度測位の測定値のうちの前記所定のパーセンテージよりも少なくなるまで、前記変更するステップは繰り返されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記所定の基準は、前記ポリゴン(89)のエリアの、可能な限り大幅な削減であることを特徴とする請求項6または7に記載の方法。
- 前記所定の基準は、エリア内の高精度測位の全測定値の重心と前記変更された角との間の距離の、可能な限り大幅な低減であることを特徴とする請求項6または7に記載の方法。
- 前記所定の経路は、最初の角位置と前記ポリゴン(89)内の前記クラスタ化された結果に含まれる前記高精度測位の測定値の重心とを通過する曲線であることを特徴とする請求項6乃至9の何れか一項に記載の方法。
- 前記曲線は、前記最初の角位置と前記ポリゴン(89)内の前記クラスタ化された結果に含まれる前記高精度測位の測定値の重心とを通過する直線であることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記変更するステップは、
一度に1つの角位置(90)を変更するステップと、
前記ポリゴン(89)の外側に、前記クラスタ化された結果に含まれる前記高精度測位の2つの測定値を位置させず、1つの測定値を位置させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項6乃至11の何れか一項に記載の方法。 - 前記クラスタ化の結果の前記高精度測位の複数の測定値を、少なくとも1回の前記変更するステップにおいて前記ポリゴン(89)の外側に位置させることを特徴とする請求項6乃至11の何れか一項に記載の方法。
- 前記変更するステップは、一度に1つの角位置(90)を変更するステップと、
変更された角と隣接する角との間の線分(92)上に位置する、前記クラスタ化の結果の 前記高精度測位の1つの測定値を導出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記変更するステップにおいて、
前記ポリゴン(89)の前記角(90)の位置は、複数の所定の経路に沿って暫定的に変更され、前記所定の経路は、前記所定の基準に基づく結果を与える経路として選択されることを特徴とする請求項6乃至14の何れか一項に記載の方法。 - 前記クラスタ化するステップ(208)において、
クラスタ化されることになる前記高精度測位の前記結果は、更なる基準に基づいて選択されることを特徴とする請求項1乃至15の何れか一項に記載の方法。 - 前記更なる基準は、シグナリングの状況およびシグナリング特性の補助測定値についての少なくとも1つの補助情報に基づくことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- さらに、前記高精度測位の測定瞬時値を記録するステップを含み、前記更なる基準は少なくとも1つの前記測定瞬時値に基づくことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 所定の世代よりも新しい高精度測位の結果のみがクラスタ化されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 1以上の日、週、あるいは、年単位の期間の間に測定された高精度測位の結果のみがクラスタ化されること特徴とする請求項18に記載の方法。
- さらに、前記高精度測位の間に使用される無線アクセス・ベアラの種類を記録するステップを含み、前記更なる基準は少なくとも前記無線アクセス・ベアラの種類に基づくことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- さらに、特定の基地局に対する無線信号のラウンドトリップ時間を記録するステップを含み、前記更なる基準は少なくとも前記ラウンドトリップ時間に基づくことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記クラスタ化するステップ(208)、関連付けるステップ、及び、生成するステップ(212)は、連続的または断続的に実行されることを特徴とする請求項1乃至22の何れか一項に記載の方法。
- 前記クラスタ化するステップ(208)、関連付けるステップ、及び、生成するステップ(212)は、少なくとも1つの可能な量子化された経路損失測定値の指標ベクトルに対して実行されることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- さらに、最後にアーカイブされた測位支援データをコンピュータ可読媒体に格納するステップを含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記クラスタ化するステップ(208)、関連付けるステップ、及び、生成するステップ(212)は、測位が要請された場合に実行されることを特徴とする請求項1乃至22の何れか一項に記載の方法。
- 無線ネットワーク計画の方法であって、
請求項1乃至26の何れか一項に記載の方法に従って提供される測位支援データを取得するステップと、
要求に応じて実行される高精度測位を実行するステップ(206)と、
実際の電波伝播に関して前記測位支援データを評価するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - セルラ通信ネットワーク(100)においてユーザ装置(10)の位置を決定する方法であって、
請求項1乃至26の何れか一項に記載の方法に従って提供される測位支援データを取得するステップと、
前記ユーザ装置(10)に対する量子化された経路損失測定値の指標ベクトルを決定するステップ(218)と、
ここで、前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルは、少なくとも量子化された無線測定値を含み、該量子化された無線測定値は、量子化された経路損失測定値、量子化された信号強度測定値、量子化された信号対干渉比、あるいは、それらに関連する値、のリストから選択され、
前記測位支援データにより、前記ユーザ装置(10)が位置するエリアの定義として、前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルと関連するエリア定義(11,11A−G,11Z)を決定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - さらに、シグナリングの状況およびシグナリング特性の補助測定値についての少なくとも1つの補助情報を提供するステップを含み、
前記エリア定義を決定するステップは、シグナリングの状況およびシグナリング特性の補助測定値についての前記少なくとも1つの補助情報にも基づいていることを特徴とする請求項28に記載の方法。 - 前記エリア定義(11,11A−G,11Z)はポリゴン(89)であることを特徴とする請求項28または29に記載の方法。
- セルラ通信ネットワーク(100)においてユーザ装置(10)の位置を決定する方法であって、
請求項28乃至30の何れか一項に記載の方法に従って前記ユーザ装置の初期位置を決定するステップと、
精密測位法により前記初期位置をリファインするステップ(222)と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記精密測位法は、UTDOA測定値に基づくことを特徴とする請求項31に記載の方法。
- 前記精密測位法は、RTT測定値に基づくことを特徴とする請求項31に記載の方法。
- 前記精密測位法は、支援GPSに基づくことを特徴とする請求項31に記載の方法。
- セルラ通信ネットワーク(100)において測位支援データを提供する装置であって、
ユーザ装置(10)に対する量子化された経路損失測定値の指標ベクトルを決定する手段(41)と、
ここで、前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルは、少なくとも量子化された無線測定値を含み、該量子化された無線測定値は、量子化された経路損失測定値、量子化された信号強度測定値、量子化された信号対干渉比、あるいは、それらに関連する値、のリストから選択され、
前記ユーザ装置(10)に対する高精度測位を実行する手段(46)と、
量子化された経路損失測定値の同一の指標ベクトルに属する、前記高精度測位の複数の結果を、個別のクラスタ化された結果にクラスタ化する手段(42)と、
エリア定義(11,11A−G,11Z)を少なくとも1つの前記クラスタ化された結果と関連付け、前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルと前記関連付けられたエリア定義(11,11A−G,11Z)との関係を含む測位支援データを生成する手段(43)と、
を含むことを特徴とする装置。 - セルラ通信ネットワーク(100)においてユーザ装置(10)の位置を決定する装置であって、
請求項35に従って測位支援データを取得する装置と、
前記ユーザ装置に対する量子化された経路損失測定値の指標ベクトルを決定する手段(41)と、
ここで、前記量子化された経路損失測定値の指標ベクトルは、少なくとも量子化された無線測定値を含み、該量子化された無線測定値は、量子化された経路損失測定値、量子化された信号強度測定値、量子化された信号対干渉比、あるいは、それらに関連する値、のリストから選択され、
前記測位支援データにより、前記ユーザ装置(10)が位置するエリアの定義として、前記量子化された無線測定値、量子化された信号強度測定値、量子化された信号対干渉比と関連するエリア定義(11,11A−G,11Z)を決定する手段(49)と、
を含むことを特徴とする装置。 - さらに、精密測位法により前記ユーザ装置が位置する前記エリアをリファインする手段(48)を含むことを特徴とする請求項36に記載の装置。
- 前記リファインする手段は、UTDOA測位を実行する手段を含むことを特徴とする請求項37に記載の装置。
- 前記リファインする手段は、RTT測位を実行する手段を含むことを特徴とする請求項37に記載の装置。
- 前記リファインする手段は、支援GPS手段を含むことを特徴とする請求項37に記載の装置。
- 請求項36乃至40の何れか一項に記載の装置を含む、セルラ通信ネットワーク(100)のノード(40)。
- 請求項41に記載のノードであって、該ノードは、
基地局(30)、
基地局制御装置、
無線ネットワーク制御装置(40)、
サービス・モバイル場所センタ、
スタンドアロン・サービス・モバイル場所センタ、
のリストから選択されることを特徴とするノード。 - 請求項36乃至40の何れか一項に記載の装置を含む、セルラ通信ネットワーク(100)。
- 請求項1乃至26の何れか一項に記載の方法により提供された測位支援データを含むコンピュータ可読記録媒体。
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