RU2407242C2 - Способ и устройства в сети мобильной связи - Google Patents

Способ и устройства в сети мобильной связи Download PDF

Info

Publication number
RU2407242C2
RU2407242C2 RU2008109000/09A RU2008109000A RU2407242C2 RU 2407242 C2 RU2407242 C2 RU 2407242C2 RU 2008109000/09 A RU2008109000/09 A RU 2008109000/09A RU 2008109000 A RU2008109000 A RU 2008109000A RU 2407242 C2 RU2407242 C2 RU 2407242C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coherent
correlation
interval
signal
location
Prior art date
Application number
RU2008109000/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008109000A (ru
Inventor
Ари КАНГАС (SE)
Ари КАНГАС
Original Assignee
Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) filed Critical Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
Publication of RU2008109000A publication Critical patent/RU2008109000A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2407242C2 publication Critical patent/RU2407242C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0221—Receivers
    • G01S5/02213—Receivers arranged in a network for determining the position of a transmitter
    • G01S5/02216—Timing or synchronisation of the receivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для обнаружения сигнала, переданного абонентским устройством (АУ), в сети мобильной связи. Технический результат состоит в повышении чувствительности и исключении лишней обработки во время движения абонентского устройства. Для этого устройство содержит средство регистрации сигнала в течение промежутка времени ttot, в котором упомянутое средство содержит коррелятор, приспособленный для выполнения объединенной когерентной и некогерентной корреляции, в котором длина интервала когерентной корреляции равна L выборкам сигнала, количество интервалов когерентной корреляции равно М, а результатом когерентной корреляции является результат когерентной корреляции для каждого из М интервалов когерентной регистрации и средство некогерентного суммирования результатов когерентной корреляции. Кроме того, устройство содержит средство выбора одной из следующих величин: длины L интервала когерентной корреляции и общего интервала ttot регистрации, на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

НОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к сети мобильной связи. В частности, настоящее изобретение относится к способу и к устройствам для обнаружения сигналов, например для выполнения операции определения местоположения абонентских устройств (UE) в сети мобильной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Способ определения местоположения по разности времени прихода сигнала по восходящей линии связи (Uplink Time Difference of Arrival, UTDOA) представляет собой способ определения местоположения, основанный на способах определения времени прихода сигнала. Такие способы описаны в технических условиях Проекта о партнерстве в области систем связи третьего поколения (3GPP) "3GPP RP-040387, WID: Inclusion of Uplink TDOA UE positioning method in the UTRAN specifications" ("Включение способа определения местоположения АУ по разности времени прихода сигнала (TDOA) по восходящей линии связи в состав технических условий для Универсальной наземной сети радиосвязи с абонентами (UTRAN)) и "3GPP R4-040412, Inclusion of Uplink TDOA UE positioning method in the UTRAN specifications; TruePosition" ("Включение способа определения местоположения АУ по разности времени прихода сигнала (TDOA) по восходящей линии связи в состав технических условий для Универсальной наземной сети радиосвязи с абонентами (UTRAN); истинное местоположение").
В способе определения местоположения по разности времени прихода сигнала по восходящей линии связи (UTDOA) устройства измерения местоположения (LMU), обычно связанные с базовыми радиостанциями, измеряют время прихода сигналов, переданных АУ, и местоположение АУ может быть вычислено в том случае, когда, по меньшей мере, три УИМ способны обнаруживать сигнал АУ. Обнаружение сигнала обычно производят путем корреляции принятого сигнала с известной точной копией сигнала для всех возможных задержек и доплеровских смещений. На практике это делают с использованием дискретных шагов, также именуемых "элементами кодированного сигнала" ("bins"), в области задержек и в области доплеровских смещений.
Кроме того, операции корреляции обычно выполняют в два этапа. Сначала выполняют когерентную корреляцию (то есть с использованием обеих составляющих: синфазной и квадратурной) для оптимального подавления шума. После этого может быть выполнено некогерентное суммирование различных сегментов результатов когерентной корреляции, то есть отдельные результаты когерентной корреляции возводят в квадрат по абсолютной величине, после чего выполняют их суммирование. Некогерентная корреляция, например, может стать необходимой всякий раз, когда происходит слишком большое изменение фазы сигнала между двумя сегментами когерентной корреляциями. После того как определен правильный элемент кодированного сигнала с задержкой/доплеровским смещением, может быть произведен более детальный поиск для повышения точности.
Согласно действующему в настоящее время стандарту, описанному в приведенных выше технических условиях Проекта о партнерстве в области систем связи третьего поколения (3GPP), предполагают, что когерентную корреляцию выполняют в течение всей длительности сигнала. Для стационарного АУ это обеспечивает наилучшую чувствительность в заданном интервале измерений. Однако, когда учитывается ускорение АУ, то максимальное время когерентной корреляции ограничено изменением доплеровского смещения в течение интервала измерений. Следовательно, желательно создание способа и устройства обнаружения сигнала для того сценария, когда АУ движется с ускорением.
Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы повысить чувствительность и избежать излишней обработки во время ускорения АУ.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению эта и другие задачи достигнуты путем создания устройства, способа и компьютерных программных продуктов, которые имеют признаки, определенные в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления определены зависимыми пунктами формулы изобретения.
Устройство согласно настоящему изобретению, предназначенное для обнаружения сигнала, переданного АУ, в сети мобильной связи, которое содержит средство выбора одной из следующих величин: длины L интервала когерентной корреляции и общего интервала ttot регистрации, на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги, позволяет повысить чувствительность и избежать ненужной обработки.
Способ согласно настоящему изобретению для обнаружения сигнала, переданного АУ, в сети мобильной связи, содержащий операцию выбора одной из следующих величин: длины L интервала когерентной корреляции и общего интервала ttot регистрации, на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения (УИМ) и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги, позволяет повысить чувствительность и избежать ненужной обработки.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения интервал когерентной корреляции выбран на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих УИМ и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения общий интервал ttot регистрации выбран на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих УИМ и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения средство регистрации расположено в УИМ.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения средство выбора расположено в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (Serving Mobile Location Center, SMLC).
Согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения средство выбора расположено в УИМ.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения максимальный общий интервал ttot регистрации является заранее заданной величиной.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, эта заранее заданная величина зависит от максимального допустимого времени отклика.
Настоящее изобретение имеет преимущество, состоящее в том, что чувствительность (то есть зона охвата) способа определения местоположения по разности времени прихода сигнала по восходящей линии связи (UTDOA) увеличена, приблизительно, на 2 дБ по сравнению с известным уровнем техники. Если, как предполагают, затухание уровня сигнала происходит согласно формуле 35log10(расстояние), то эта величина может быть преобразована в улучшение зоны охвата по площади на 30% для каждого УИМ.
Еще одно преимущество одного из вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что в нем определяют максимально целесообразное время для измерений, результатом чего является предотвращение непроизводительных затрат вычислительных ресурсов и задержек.
ЧЕРТЕЖИ
На чертеже Фиг. 1 показана сеть мобильной связи, в которой может быть реализовано настоящее изобретение.
На чертеже Фиг. 2 показан приведенный в качестве примера выходной сигнал коррелятора.
На чертеже Фиг. 3 схематично показана геометрическая конфигурация для вычисления неопределенности времени задержки.
На чертежах Фиг. 4А-4Г показаны соответственно пороговые значения отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I), общее время ttot измерений, общее количество элементов кодированного сигнала, по которым производят поиск, и количество некогерентных интегрирований, как функции от М.
На чертеже Фиг. 5 показана схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован способ согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено более полное описание настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако это изобретение может быть реализовано во многих различных формах, и его не следует истолковывать как ограниченное изложенными здесь вариантами его осуществления; наоборот, эти варианты осуществления изобретения приведены для обеспечения исчерпывающего и полного раскрытия сущности этого изобретения и для того, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полные сведения об объеме настоящего изобретения.
Способ и устройства из настоящего изобретения могут быть реализованы в обычной сети мобильной связи, показанной на Фиг. 1. Такая сеть содержит базовые радиостанции 120, 130, приспособленные для поддержания беспроводной связи с абонентскими устройствами 100, 110. Каждая базовая радиостанция предпочтительно связана, по меньшей мере, с одним устройством измерения местоположения (LMU). Кроме того, базовые радиостанции 120, 130 соединены с контроллером 140 сети радиосвязи, КСР (RNC), и КСР 140 далее соединен с базовой сетью 150, БС (CN), при этом БС соединяет различные сети. Сеть мобильной связи также содержит обслуживающий центр определения местоположения мобильных терминалов (SMLC), приспособленный для приема запроса на определение местоположения из БС/КСР (CN/RNC). В предпочтительном варианте обслуживающий центр определения местоположения мобильных терминалов (SMLC) выдает запрос, например, на получение информации о параметрах радиосвязи, давая УИМ команду выполнить измерения, получает результаты измерений, вычисляет местоположение на основании результатов измерения времени и координат УИМ и передает сведения о местоположении в КСР/БС.
Как изложено выше, обнаружение сигнала может быть выполнено посредством когерентной корреляции и некогерентной корреляции. Настоящее изобретение основано на том, что имеется оптимальный вариант выбора длины когерентной части. Оптимальный выбор зависит от таких параметров, как размер ячейки сотовой связи, скорость и ускорение АУ, количество участвующих УИМ и желательная общая частота появления сигналов ложной тревоги. Сигнал ложной тревоги возникает тогда, когда УИМ объявляет о том, что сигнал поступил в конкретный момент времени, тогда как в действительности сигнал поступил в иной момент времени, то есть измерение является ошибочным. Сигналы ложной тревоги обычно возникают тогда, когда сигнал является слишком слабым для его обнаружения этим конкретным УИМ. Общая частота появления сигналов ложной тревоги представляет собой вероятность того, что, по меньшей мере, один УИМ сообщает об ошибочном измерении. Более подробное обсуждение сигналов ложной тревоги приведено ниже.
Кроме того, настоящее изобретение основано на том, что имеется оптимальный вариант выбора общего времени измерений для выполнения обнаружения сигнала, то есть для корреляции сигнала.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу и к устройствам для обнаружения сигнала, переданного АУ, в сети мобильной связи. Устройство содержит средство регистрации сигнала в течение времени ttot, при этом упомянутое средство содержит коррелятор, приспособленный для выполнения объединенной когерентной и некогерентной корреляции. Длина интервала когерентной корреляции равна L выборкам сигнала, количество интервалов когерентной корреляции равно М, и когерентная корреляция приводит к получению результата когерентной корреляции для каждого из М интервалов когерентной регистрации. Кроме того, устройство содержит средство некогерентного суммирования результатов когерентной корреляции. Согласно настоящему изобретению устройство содержит средство выбора одной из величин: длины L когерентного интервала регистрации и общего интервала ttot регистрации, на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения (УИМ) и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги. Эти параметры обычно являются известными во время ввода сети в действие, но они также могут быть изменены при изменении потребностей или сетевой среды.
Ниже описано определение длины когерентной регистрации, обозначенной как L, и требований для максимального общего времени измерений, обозначенного как ttot, для обнаружения сигнала.
УИМ системы определения местоположения по разности времени прихода сигнала по восходящей линии связи (UTDOA) измеряет время прихода сигналов от АУ. Моделью принятой формы сигнала является следующая:
Figure 00000001
,		 (1)
где
Figure 00000002
- (комплексная) амплитуда сигнала,
Figure 00000003
- сигнал, переданный АУ, причем предполагают, что он является известным,
Figure 00000004
- время прихода сигнала или, что эквивалентно, задержка сигнала, то есть интересующая величина,
Figure 00000005
- разностная доплеровская частота,
Figure 00000006
- частота следования элементарных посылок сигнала,
Figure 00000007
- сумма помех и шума с дисперсией
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- длительность принятого сигнала, измеренная в единицах элементарных посылок сигнала. Априори известно, что величина задержки
Figure 00000004
находится в интервале от 0 до
Figure 00000010
элементарных посылок сигнала, и что величина разностной доплеровской частоты находится в интервале от 0 до
Figure 00000011
Гц. Обнаружение сигнала обычно производят с использованием корреляций при всех возможных сдвигах
Figure 00000004
и
Figure 00000005
, см. чертеж Фиг. 2. На практике это выполняют посредством дискретных шагов по пространству задержки/доплеровского смещения, что, например, приводит к следующему:
Figure 00000012
 (2)
Figure 00000013
 (3)
Корреляцию выполняют следующим образом. Точную копию сигнала
Figure 00000003
длиной
Figure 00000014
выборок разбивают на
Figure 00000015
сегментов, каждый из которых состоит из
Figure 00000016
выборок, то есть длина когерентной регистрации равна
Figure 00000016
. Когерентная корреляция смещенного по частоте
Figure 00000017
с
Figure 00000015
сегментами
Figure 00000003
дает следующий результат:
Figure 00000018
 (4)
(следует отметить, что символ
Figure 00000019
означает комплексно сопряженную величину от
Figure 00000020
), а некогерентное суммирование
Figure 00000015
результатов корреляции дает следующий результат:
Figure 00000021
 (5)
Определим проверочную величину
Figure 00000022
,		 (6)
где предполагают, что оценочное значение дисперсии
Figure 00000023
известно. Следует отметить, что для правильной задержки/правильного доплеровского смещения
R(p,q)~СМ+(M/L)I, (7)
где
Figure 00000024
- мощность эталонного сигнала при приеме, а это означает, что всякий раз, когда
Figure 00000025
то есть, когда
Figure 00000026
, то
Figure 00000027
, что может быть интерпретировано как отношение сигнал/шум, включающее в себя коэффициент
Figure 00000028
усиления при обработке. (
Figure 00000029
- математическое ожидание). Вычисленное значение
Figure 00000030
сравнивают с пороговым значением
Figure 00000031
, и всякий раз, когда
Figure 00000032
, определяют факт наличия сигнала.
Важно, чтобы пороговое значение
Figure 00000031
обнаружения был выбран тщательно, во избежание сигналов ложной тревоги. Сигналы ложной тревоги являются намного более вредными для определения местоположения, чем для связи. В режиме связи синхронизация сопровождается попыткой декодирования принятых данных. В таком случае любая ошибка при операции синхронизации будет обнаружена, поскольку будет невозможно декодировать данные. Для определения местоположения такую операцию декодирования не выполняют, поэтому частоты появления сигналов ложной тревоги должны быть намного более низкими. УИМ должно произвести поиск большого количества элементов кодированного сигнала с задержкой/доплеровским смещением, сохраняя при этом общую низкую вероятность сигнала ложной тревоги. Кроме того, нескольким УИМ дано задание по поиску сигнала, и, как изложено выше, желательно сохранять низкую общую частоту появления сигналов ложной тревоги. Следовательно, для примеров, продемонстрированных в этой заявке на изобретение, должны поддерживаться очень низкие значения вероятности сигнала ложной тревоги для каждого элемента кодированного сигнала, порядка 10-7 или менее.
Размеры
Figure 00000033
,
Figure 00000034
шага сетки зависят от корреляционной функции эталонного сигнала и от длины интервала
Figure 00000035
когерентного интегрирования. Если
Figure 00000036
для любых целых чисел
Figure 00000037
, то корреляционная функция в области задержек равна нулю всякий раз, когда
Figure 00000038
, а в области доплеровских смещений она имеет форму sinc-функции, первый нуль которой находится в точке
Figure 00000039
. Для того чтобы не потерять слишком много энергии корреляции, значение
Figure 00000040
обычно выбирают следующим образом:
Figure 00000041
, то есть, чтобы во время корреляции предотвратить пропуск элементарной посылки сигнала, имеющей ширину
Figure 00000042
. Для поиска задержки значение
Figure 00000043
обычно выбирают следующим образом:
Figure 00000044
, и этот шаг также выбирают для того, чтобы избежать потерь энергии корреляции. Ширина элементарной посылки равна
Figure 00000042
, и, соответственно, шаг не должен превышать
Figure 00000042
, но для уверенности в том, что отсутствуют потери энергии корреляции, этот шаг выбирают следующим образом:
Figure 00000045
.
Доплеровское смещение вследствие скорости АУ равно
Figure 00000046
=166 Гц при движении со скоростью v=100 км/ч [3] и на несущей частоте, равной 1800 МГц. Допустимый сдвиг частоты АУ добавляет неопределенность частоты
Figure 00000047
=10-7·
Figure 00000048
Гц. В целом, неопределенность из-за эффекта Доплера равна
Figure 00000049
.		 (8)
Затем вычисляют выражение для неопределенности времени задержки. Рассмотрим геометрическую конфигурацию, показанную на чертеже Фиг. 3. Априори известно, что абонентские устройства (АУ) расположены в ячейке сотовой связи, радиус которой равен Δ. Предположим, что сигнал из АУ передают в момент времени
Figure 00000050
.
Если АУ расположено в месте А, показанном на Фиг. 3, то сигнал приходит в УИМ1 и УИМ2 в следующие моменты времени:
Figure 00000051
 (9)
Figure 00000052
 (10)
Если АУ расположено в месте B, показанном на Фиг. 3, то сигнал приходит в УИМ1 и УИМ2 в следующие моменты времени:
Figure 00000051
 (11)
Figure 00000053
.		 (12)
Предположим, что УИМ1 является главным УИМ, и что УИМ1 выполнено таким образом, что легко обнаруживает приход сигнала. Определив
Figure 00000054
, можно спрогнозировать момент времени прихода сигнала в УИМ2 для сведения к минимуму поиска фазы кода.
Следует отметить следующее:
Figure 00000055
 (13)
Figure 00000056
.		 (14)
Следовательно,
Figure 00000057
.		 (15)
Таким образом, ширина окна неопределенности времени прихода сигнала равна
Figure 00000058
.		 (16)
Подводя итог вышеизложенного, принимают количество элементов временного сдвига кода, равное
Figure 00000059
, и количество элементов доплеровского смещения, равное
Figure 00000060
. Это дает общее количество элементов кодированного сигнала, равное
Figure 00000061
.		 (16a)
Для одиночного элемента кодированного сигнала частота появления сигналов ложной тревоги равна
Figure 00000062
. Для количества элементов кодированного сигнала, равного
Figure 00000063
, получают
P fуим=1-(1-P f)Nbins ~N bins ·P f (17)
для малых
Figure 00000064
. Аналогичным образом, вероятность того, что, по меньшей мере, одно УИМ из nУИМ принимает неправильное решение, равна
P fpos=1-(1-P fУИМ)nУИМ ~nУИМ ·N bins ·P f. (18)
Теперь может быть определена
Figure 00000064
для каждого элемента кодированного сигнала следующим образом:
P f=Pfpos/(nУИМ·N bins). (19)
Затем получают выражение для частоты появления сигналов ложной тревоги для каждого элемента кодированного сигнала. Может быть показано, что для неправильного
Figure 00000065
Figure 00000066
имеет
Figure 00000067
- распределение
Figure 00000068
степенями свободы. Следовательно, частота появления сигналов ложной тревоги (то есть вероятность того, что для неправильного
Figure 00000065
Figure 00000069
) как функция от
Figure 00000070
и
Figure 00000071
может быть вычислена с использованием стандартных численных методов. В приведенных ниже примерах для определения частоты появления сигналов ложной тревоги использовалась функция "gammainc" программы MATLAB следующим образом:
Figure 00000072
.		 (20)
Обратная задача, то есть нахождение
Figure 00000073
для заданных
Figure 00000074
и
Figure 00000075
, решалась с использованием линейной интерполяции
Figure 00000076
в зависимости от
Figure 00000077
.
Движение АУ ограничивает общее время измерений. Если АУ движется с ускорением так, что во время сбора данных сигнал смещается весьма далеко от элемента кодированного сигнала с задержкой/доплеровским смещением, то существует риск того, что сигнал не будет обнаружен. Доплеровская частота связана со скоростью подвижной станции (ПС) следующим образом:
Figure 00000078
,		 (21)
где
Figure 00000079
- несущая частота, равная 1800 МГц,
Figure 00000080
- скорость подвижной станции, а
Figure 00000081
- скорость света. Следовательно,
Figure 00000082
.		 (22)
В контрольном примере в технических условиях TS 25.171 Проекта о партнерстве в области систем связи третьего поколения (3GPP TS 25.171) описан поворот на 90 градусов при скорости
Figure 00000083
=25 км/ч с радиусом
Figure 00000084
=20 м, приводящий к скорости изменения доплеровского смещения, составляющей, приблизительно, 14 Гц/с. В общем случае, для других сценариев поворота применима следующая зависимость:
Figure 00000085
.		 (23)
Согласно одному из объектов настоящего изобретения, разумное требование состоит в том что в пределах интервала измерений доплеровское смещение может изменяться не более чем на
Figure 00000086
(во избежание слишком больших потерь энергии корреляции, как изложено выше), следовательно, это требование заключается в следующем:
Figure 00000087
,		 (24)
а это приводит к тому, что максимальная длина
Figure 00000088
когерентной регистрации для заданного
Figure 00000089
равна:
Figure 00000090
.		 (25)
Это дает общее время измерений
Figure 00000091
,		 (26)
Кроме того, задержка не должна изменяться более чем на
Figure 00000092
(во избежание слишком больших потерь энергии корреляции, как изложено выше). В таком случае требование к изменению задержки заключается в следующем:
Figure 00000093
.		 (27)
Общее время измерений для обнаружения сигнала равно:
Figure 00000094
.		 (28)
Таким образом, показано, что существует максимальная длина
Figure 00000095
интервала когерентной регистрации при когерентной регистрации для заданного
Figure 00000096
и что существует оптимальное общее время измерений для обнаружения сигнала. Уравнения (24)-(26) дают первый набор альтернативных условий для
Figure 00000097
и
Figure 00000098
, а уравнения (27)-(28) дают второй набор альтернативных условий для
Figure 00000097
и
Figure 00000098
. Следует использовать уравнение, дающее наименьшее значение
Figure 00000097
. То есть, если значение
Figure 00000097
из уравнения (26) является меньшим, чем значение
Figure 00000097
из уравнения (28), то следует использовать уравнения (24)-(26).
Кроме того, показано, что длина
Figure 00000098
когерентной регистрации и общее время измерений зависят от следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих УИМ и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги. Для выбранных здесь параметров ограничивающим фактором является требование (26) по доплеровскому смещению.
На чертежах Фиг. 4А-4Г в графическом виде показаны изложенные выше зависимости, полученные с использованием приведенных выше уравнений. На чертеже Фиг. 4А показана функция зависимости порогового значения отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I) от М, полученная с использованием уравнений (19)-(20) и результатов из Фиг. 4Г. На чертеже Фиг. 4Б показано общее время измерений, определяемое уравнением (26). На чертеже Фиг. 4В показано пороговое значение отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I), включающее в себя коэффициент
Figure 00000099
"усиления при обработки", которое получено с использованием результатов из Фиг. 4А, но с добавлением
Figure 00000100
из уравнения (25). На чертеже Фиг. 4Г показана функция зависимости количества элементов кодированного сигнала, по которым производят поиск в корреляторе, от
Figure 00000101
согласно уравнениям 16a и 25.
Из графика, показанного на Фиг. 4Б, видно, что максимальное время
Figure 00000102
когерентного интегрирования равно 0,26 с (для
Figure 00000103
=1). Для этой длины интегрирования (M=1) пороговое значение отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I) равно -47,5 дБ. Общее время измерений может быть увеличено путем сокращения времени когерентного интегрирования и прибегая к некогерентным накоплениям. На чертеже Фиг. 4Б показано, что время измерений возрастает при увеличении
Figure 00000104
, но градиент является меньшим чем 1, а это означает, что
Figure 00000105
должно уменьшиться. Путем объединения уравнений (25) и (26) может быть показано, что
Figure 00000106
. Следует отметить, что
Figure 00000097
увеличивается за счет уменьшения
Figure 00000105
.
Результаты, приведенные на Фиг. 4А, показывают, что пороговое значение отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I) не уменьшается монотонно как функция от времени измерений, а вместо этого оно достигает минимума отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I), равного -49,5 дБ, при времени измерений, равном 0,8 с (для этого случая время когерентного интегрирования равно 0,08 с и
Figure 00000107
=10), а это показывает, что существует оптимальный вариант выбора общего времени измерений
Figure 00000097
. Для оптимального случая пороговое значение обнаружения равно:
Figure 00000108
=15,5 дБ.
Путем изучения графиков, показанных на чертежах Фиг. 4А - Фиг. 4Г, могут быть сделаны два важных вывода. Оптимальная чувствительность согласно чертежу Фиг. 4А (
Figure 00000107
=1) не достигается путем выбора интервала когерентной корреляции максимально возможной длительности. Кроме того, не имеет никакого смысла увеличивать время измерений выше определенного предела, который показан на Фиг. 4А. Вместо этого следует использовать комбинацию когерентной и некогерентной корреляции в течение максимального общего времени измерений. Усиление за счет некогерентного объединения обычно составляет 2 дБ для каждого увеличения
Figure 00000109
вдвое (для малых
Figure 00000109
), но уменьшается до величины менее 1 дБ для более высоких значений
Figure 00000109
. В этом случае время
Figure 00000110
когерентной корреляции уменьшается при увеличении
Figure 00000109
, при этом потери вследствие более короткого
Figure 00000110
являются более высокими, чем усиление вследствие увеличения
Figure 00000109
.
Один практический подход состоит в следующем: берут заранее заданное максимальное значение
Figure 00000097
и используют уравнение (26) для определения
Figure 00000109
, а затем
Figure 00000111
. Альтернативный подход состоит в следующем: создают график согласно Фиг. 4А для анализа той комбинации
Figure 00000111
и
Figure 00000109
, которая дает наилучшую чувствительность (то есть самое низкое пороговое значение отношения мощности несущей к уровню помехи (C/I)), с использованием дополнительного условия, состоящего в том, что
Figure 00000097
является ограниченным вследствие ограниченного максимального времени отклика между обслуживающим центром определения местоположения мобильных терминалов (SMLC) и устройствами измерения местоположения, УИМ (LMUs).
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения средство регистрации сигнала расположено в УИМ. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения УИМ также содержит средство выбора количества выборок в интервале когерентной регистрации и/или максимального общего времени регистрации. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения обслуживающий центр определения местоположения мобильных терминалов (SMLC) содержит средство выбора количества выборок в интервале когерентной регистрации и/или максимального общего времени регистрации.
Следовательно, способ и устройства по настоящему изобретению обеспечивают такую стратегию измерений, которая максимально увеличивает чувствительность УИМ, которая может быть определена как функция следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги. Эти параметры обычно являются известными во время ввода УИМ в действие. Очевидно, что размер ячейки сотовой связи является известным, тогда как ускорение и скорость могут быть, например, предоставлены из технических условий на проведение испытаний TS 25.171 Проекта о партнерстве в области систем связи третьего поколения "Требования к рабочим характеристикам для Глобальной системы определения местоположения с внешней поддержкой (AGPS)" (3GPP TS 25.171 "Performance Requirements for AGPS") или исходя из рыночных потребностей.
Соответственно, способ согласно настоящему изобретению, показанный в схеме последовательности операций из Фиг. 5, содержит следующую операцию:
501. Производят выбор одного из интервалов: интервала
Figure 00000112
когерентной корреляции и общего интервала
Figure 00000097
регистрации, на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
Способ из настоящего изобретения может быть предпочтительно реализован посредством компьютерного программного продукта. Таким образом, настоящее изобретение относится к компьютерному программному продукту, непосредственно загружаемому в средство обработки, находящееся в УИМ и/или в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (SMLC), содержащему средство, представляющее собой программный код, для выполнения операций упомянутого способа.
Настоящее изобретение также относится к компьютерному программному продукту, хранящемуся на пригодном для использования в компьютере носителе, который содержит считываемую программу, вызывающую то, что средство обработки, находящееся в УИМ и/или в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (SMLC), управляет выполнением операций упомянутого способа.
На чертежах и в описании были раскрыты типичные предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, и, несмотря на то, что в них использованы конкретные термины, они использованы исключительно в общем и в описательном смысле, а не для ограничения, при этом объем патентных притязаний настоящего изобретения сформулирован в приведенной ниже формуле изобретения.

Claims (18)

1. Устройство в сети мобильной связи, предназначенное для обнаружения сигнала, переданного абонентским устройством (АУ), содержащее средство регистрации сигнала в течение промежутка времени ttot, упомянутое средство содержит коррелятор, приспособленный для выполнения объединенной когерентной и некогерентной корреляции, при этом длина интервала когерентной корреляции равна L выборкам сигнала, количество интервалов когерентной корреляции равно М, а результатом когерентной корреляции является результат когерентной корреляции для каждого из М интервалов когерентной регистрации, и средство некогерентного суммирования результатов когерентной корреляции, при этом временной интервал длины L интервала когерентной корреляции и общего интервала ttot регистрации сигнала ttot выбирают на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества абонентских устройств, измеряющих свое местоположение, и заданного количества возможного появления сигналов ложной тревоги.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что интервал когерентной корреляции выбран на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения (УИМ) и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
3. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что общий интервал ttot регистрации выбран на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения (УИМ) и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что коррелятор расположен в УИМ.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что коррелятор расположен в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (Serving Mobile Location Center).
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что коррелятор расположен в УИМ.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что общий интервал ttot регистрации является заранее заданной величиной.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что заранее заданная величина зависит от максимального допустимого времени отклика.
9. Способ обнаружения сигнала, переданного абонентским устройством (АУ), в сети мобильной связи, содержащий этапы на которых: выполняют обнаружение сигнала в течение промежутка времени ttot, при этом этап обнаружения сигнала содержит следующие этапы: объединяют операции когерентной и некогерентной корреляции, при этом длина интервала когерентной корреляции равна L выборкам сигнала, количество интервалов когерентной корреляции равно М, а результатом когерентной корреляции является результат когерентной корреляции для каждого из М интервалов когерентной регистрации, и выполняют некогерентное суммирование результатов когерентной корреляции, отличающийся тем, что содержит этап, на котором выбирают одну из следующих величин: длину L интервала когерентной корреляции и общего интервала ttot регистрации на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что интервал когерентной корреляции выбирают на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения (УИМ) и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
11. Способ по любому из пп.9 и 10, отличающийся тем, что общий интервал ttot регистрации выбирают на основании, по меньшей мере, одного из следующих параметров: размера ячейки сотовой связи, скорости и ускорения АУ, количества участвующих устройств измерения местоположения (УИМ) и желательной общей частоты появления сигналов ложной тревоги.
12. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что операцию обнаружения выполняют в устройстве измерения местоположения (УИМ).
13. Способ по п.9, отличающийся тем, что операцию выбора выполняют в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (Serving Mobile Location Center).
14. Способ по п.9, отличающийся тем, что операцию объединения когерентной и некогерентной корреляции выполняют в УИМ.
15. Способ по п.19, отличающийся тем, что общий интервал ttot регистрации является заранее заданной величиной.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что заранее заданная величина зависит от максимального допустимого времени отклика.
17. Носитель компьютерных программ, непосредственно загружаемый в средство обработки, находящееся в устройстве измерения местоположения и/или в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (Serving Mobile Location Center), содержащий средство, представляющее собой программный код, для выполнения операций по любому из пп.9-16.
18. Носитель компьютерных программ, который содержит считываемую программу, вызывающую то, что средство обработки, находящееся в устройстве измерения местоположения (УИМ) и/или в обслуживающем центре определения местоположения мобильных терминалов (Serving Mobile Location Center), управляет выполнением операций по любому из пп.9-16.
RU2008109000/09A 2005-08-11 2006-08-02 Способ и устройства в сети мобильной связи RU2407242C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70715905P 2005-08-11 2005-08-11
SE0501799 2005-08-11
SE0501799-1 2005-08-11
US60/707,159 2005-08-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008109000A RU2008109000A (ru) 2009-10-10
RU2407242C2 true RU2407242C2 (ru) 2010-12-20

Family

ID=37114416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008109000/09A RU2407242C2 (ru) 2005-08-11 2006-08-02 Способ и устройства в сети мобильной связи

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8050691B2 (ru)
EP (1) EP1913786B1 (ru)
CA (1) CA2615308C (ru)
RU (1) RU2407242C2 (ru)
WO (1) WO2007017421A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7924224B2 (en) * 2008-08-15 2011-04-12 Trueposition, Inc. Variable coherence integration for the location of weak signals
US8073463B2 (en) * 2008-10-06 2011-12-06 Andrew, Llc System and method of UMTS UE location using uplink dedicated physical control channel and downlink synchronization channel
US8922430B2 (en) 2011-12-22 2014-12-30 Trueposition, Inc. Optimization of variable coherence integration for the location of weak signals
KR101625217B1 (ko) * 2014-12-30 2016-06-07 한국해양과학기술원 수중통신을 위한 도플러 편이 추정 장치 및 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6665539B2 (en) * 1998-09-09 2003-12-16 Qualcomm Inc. Position location with low tolerance oscillator
EP1058855A4 (en) * 1998-12-04 2004-09-01 Trafficmaster Usa Inc DETERMINING POSITION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING INFORMATION RELATING TO SPATIAL SIGNATURES
KR100378124B1 (ko) * 1998-12-10 2003-06-19 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서단말기의위치추정장치및방법
US6577271B1 (en) * 1999-03-30 2003-06-10 Sirf Technology, Inc Signal detector employing coherent integration
US9020756B2 (en) * 1999-04-23 2015-04-28 Global Locate, Inc. Method and apparatus for processing satellite positioning system signals
US6718174B2 (en) * 2000-10-27 2004-04-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for estimating velocity of a terminal in a wireless communication system
US6985745B2 (en) * 2002-11-25 2006-01-10 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and radio signature position determining entity (RS-PDE) for maintaining location database reliability
US20050016201A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Ivanov Igor C. Multi-staged heating system for fabricating microelectronic devices
US7876738B2 (en) * 2004-03-02 2011-01-25 Nokia Corporation Preventing an incorrect synchronization between a received code-modulated signal and a replica code
US7359429B2 (en) * 2004-04-19 2008-04-15 Nokia Corporation Support of the determination of a correlation
US7548199B2 (en) * 2004-09-20 2009-06-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Radiation-hardened fast acquisition/weak signal tracking system and method
US8254512B2 (en) * 2004-11-17 2012-08-28 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for increasing coherent integration length while receiving a positioning signal
US7486749B2 (en) * 2004-12-22 2009-02-03 Nokia Corporation Determination of a code phase

Also Published As

Publication number Publication date
CA2615308A1 (en) 2007-02-15
WO2007017421A1 (en) 2007-02-15
EP1913786B1 (en) 2012-03-21
RU2008109000A (ru) 2009-10-10
US20100173645A1 (en) 2010-07-08
EP1913786A1 (en) 2008-04-23
CA2615308C (en) 2014-06-03
US8050691B2 (en) 2011-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4322668B2 (ja) 無線測位システムの改良
US8073463B2 (en) System and method of UMTS UE location using uplink dedicated physical control channel and downlink synchronization channel
CN101933304B (zh) 一种移动装置定位方法及设备
US8112096B2 (en) System and method for locating an unknown base station
US8233911B2 (en) Method and apparatus for estimating a position of a node in a communications network
JP5782453B2 (ja) 適応検出閾値の定義
KR100960544B1 (ko) 동적 가변 탐색 윈도우 크기 및/또는 배치를 갖는 파라미터 추정기
ZA200100723B (en) Downlink observed time difference measurements.
JP2005526257A (ja) 無線信号の到着時刻誤差の検出及び補償のためのシステム及び方法
JP7451823B2 (ja) マルチキャリア位相ベース定位のためのシステムおよび方法
WO2002025308A1 (en) Mobile radio terminal and related method and system
KR100967732B1 (ko) 동적 가변 적분시간을 가진 파라미터 추정기
Benedetto et al. Enhanced TOA-based indoor-positioning algorithm for mobile LTE cellular systems
Gadka et al. Detection of the first component of the received LTE signal in the OTDoA method
WO2001059940A1 (en) Method and apparatus for resolving multipath components for wireless location finding
RU2407242C2 (ru) Способ и устройства в сети мобильной связи
AU772999B2 (en) Improvements in downlink observed time difference measurements
JP4938778B2 (ja) 移動電気通信ネットワークにおける方法および配置構成
KR20120047694A (ko) 관측된 도착시간차를 이용한 휴대용 단말기 위치 추적 방법 및 이러한 방법을 사용하는 휴대용 단말기
KR970078079A (ko) 부호 분할 다원 접속 시스템에서 파일럿 신호를 이용한 기지국간 동기 방법
Yang et al. Design and implementation of signal processing scheme in CDMA wireless location systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190803