SE500769C2 - Förfarande för lokalisering av mobilstationer i digitalt telenät - Google Patents

Description

(TI 40 ÛÉW Vfffiï 2 a. \.f' - _ 1 US 5 166 694 beskriver ett system för att lokalisera fordon. Systemet erhàller god noggrannhet genom att utnyttja all information som finns tillgänglig i de fasta mottagarna.

Systemet väljer sedan ut en optimal uppsättning information som ger det minsta felet och använder denna för beräkning av position. Genom att endast använda en del av den tillgängliga informationen kan beräkningstiden förkortas.

US 5 043 736 avser ett cellulärt telefonsystem med möj- lighet att erhàlla aktuell position för en person i systemet.

Den mobila stationen, som lokaliseras med hjälp av satelli- ter, översänder information om sin position till det cellu- lära telefonsystemet. Med hjälp av denna information kan den mobila stationens position övervakas centralt.

EP 0 431 956 visar ett sätt att övervaka ett mobiltele- fonsystem. Systemet har möjlighet att via basstationerna ta emot data sàsom position, signalkvalitet och signalstyrka för en mobil under pàgàende samtal. Denna information kan sedan presenteras visuellt pà ett sådant sätt att det är lätt att följa vart trafiken genereras och vilken täckning man har i systemet.

Föreliggande uppfinning medger en ytterligare förbätt- ring av noggrannheten vid lokalisering genom att använda ett adaptivt neuralt nät som tränas med referensdata och mätdata fràn mobilstationer. Noggrannheten blir hög, speciellt i jäm- förelse med tidigare system som enbart utnyttjar TA-informa- vilket pà grund av tidsdispersion tionen (Timing Advance), kan ge avsevärda fel.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Således tillhandahåller föreliggande uppfinning ett för- farande för lokalisering av mobilstation i digitalt telenät.

Enligt uppfinningen utföres referensmätningar pà relevanta trafikleder för att tillhandahålla positionsangivelser rela- terade till uppmätta signaler. Ett adaptivt neuralt nät tränas med hjälp av uppmätta referensdata och positionsangi- velser. Motsvarande mätdata sänds från mobilstationen till respektive basstation. Det tränade adaptiva neurala nätet är kopplat till basstationen och utför lokalisering av mobilsta- tionen med hjälp av mätdata fràn mobilstationen.

Uppfinningen är definierad mera i detalj i àtföljande 40 Efxñ patentkrav. '^"'“ DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER För en operatör till ett digitalt telenät är lokalise- ringen av mobilstationerna intressanta ur tre synvinklar: 1. Man kan mäta var mobiltelefontrafiken genereras, dvs var mobilstationerna befinner sig när de belastar systemet med trafik. Detta ger information om hur systemet skall dimensioneras. 2. Man kan lokalisera var en ordinär mobilstation befin- ner sig genom att ringa upp den. Detta kan vara en tilläggs- tjänst. 3. Det är möjligt att estimera väg- eller gatutrafik för de större trafiklederna genom att göra referensmodeller för dessa. Man kan alltså estimera hur många samtal som pàgár pà vägsträckan och vilken medelhastighet mobilstationerna, dvs bilarna, har.

Uppfinningen utnyttjar information som regelmässigt mäts i befintliga system utan att behöva lägga till interna funk- tioner. Informationen används genom en yttre behandling med hjälp av uppfinningen.

Uppfinningen utnyttjar referensmätning av telenätet. En mätmobil utför mätningar över alla relevanta trafikleder. Ett adaptivt neuralt nät tränas med hjälp av det insamlade refe- rensdatat för att erhàlla korrelation mellan det uppmätta referensdatat och positionsangivelser. I befintliga tele- system sänder mobilstationerna kontinuerligt mätdata till basstationerna. Med hjälp av detta mätdata kan det adaptiva neurala nätet utföra en noggrann lokalisering, tack vare träningen mot referensdatat.

Referensdatat för de mest intressanta trafikstràken upp- samlas genom fältmätningar med hjälp av en mätmobil utrustad med GPS-mottagare och bestick (död räkning) för positione- ring. Utrustningen är tillgänglig idag och har en onoggrann- het pà ca 60 m. Referensmätningar bör ske pà alla större trafikstrák. Det lagrade referensdatat består förutom posi- rikets nät, av insamlade mätdata från tionsangivelsen, t.ex. mätmobilen. Datat innefattar: mottagen signalstyrka fràn den kommunicerande basstatio- nen med identitet, cellidentitet CGI (Cell Global Identity); 7få9- 40 (Û ff f, fi: t; 4 (TA), signalstyrka fràn grannbasstationer med respektive BCC. I GSM rapporteras signalstyrkor som mobilstationen har mätt fràn Timing Advance som ger ett ungefärligt avstånd; frekvens och färgkod, Base Station Colour Code, upp till sex stycken grannbasstationer. BCC och frekvens (ARFCN) identitet CGI sá att dessa referensdata kan användas även omvandlas före lagring och användning till en cell- efter en frekvensomläggning i systemet. Det mäste alltså finnas en korsreferenslista mellan frekvens och identitet som uppdateras vid varje frekvensomläggning; handover till ny basstation med tid och position finns implicit i loggen och kan också användas.

I GSM-systemet sänder mobilstationen, vid uppkopplat samtal, mätdata som motsvarar referensdatat till systemet en används av basstationens styr- BSC) handover mellan basstationer. gàng per 480 ms period. Detta enhet (Base Station Controler för att reglera mobil- stationens effekt och beordra Dessa sà kallade mätrapporter kan idag avläsas pà gräns- snittet mellan basstationen och styrenheten. Möjligheten förutses att inom kort avläsa denna information direkt i styreneheten.

En separat dator är ansluten till basstationens styr- enhet BSC och är utrustad med mjukvara för ett adaptivt neuralt nät. För att kunna använda det neurala nätet måste det tränas pà referensdatat, dvs allt referensdata matas in i nätet utan positionsangivelse och utresultatet, position, jämförs med positionen som erhålls med GPS-utrustningen. Om utresultatet avviker fràn referenspositionen justeras vikterna i det adaptiva neurala nätet i enlighet med en algoritm. Efter en tillräckligt läng inlärningssekvens kan det adaptiva neurala nätet, om det har tillräckligt många tillstànd, signalstyrke- och TA- lösa komplexa mönster t.ex. mönstret för lokalisering av en mobilstation, dvs lokalisera en mobilstation. Genom att behandla ovannämnda mätrapport kan alltså lokaliseringen av mobilstationen utföras. Genom att följa mobilstationer under samtal kan förutom positionen även medelhastigheten för de viktiga trafikstráken estimeras.

Föreliggande uppfinning erbjuder således fördelen med att all tillgänglig information jämförs med referensdatat vilket istället för att enbart lita till TA (Timing Advance), 'F79 \. på grund av tidsdispersion kan ge avsevärda fel. Vidare behövs inga förändringar i det befintliga systemet utan endast tillgång till mätdatat.

Noggrannheten är hög, åtminstone för de gator och vägar som användes för referensmätrüngarna. Uppfinningens omfattning är endast begränsad av nedanstående patentkrav. r-sr 'x :lfjg '

Claims (2)

:nn 7AQ 10 15 PATENTKRAV

1. Förfarande för lokalisering av mobilstatíon i digitalt telenät, där referensmätningar utföres på relevanta trafikleder för att tillhanda- hålla positionsangivelser relaterade till uppmätta signaler, och ett ad- aptivt neuralt nät tränas med hjälp av uppmätta referensdata och pos- itionsangivelser, och motsvarande mätdata sänds från mobilstationen till respektive basstation, och det tränade adaptiva neurala nätet är kopplat till basstationen och utför lokalisering av mobilstationen med hjälp av mätdatat från mobilstationen, kännetecknat av att referens- mätningarna utföres med en mätmobil utrustad med GPS-mottagare, varvid mätdatat innefattar mottagen signalstyrka från den kommuni- cerande basstationen med angivning av identitet, TA-signal, och sig- nalstyrka från grannbasstationer.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att det adaptiva neurala nätet tränas genom att inmata allt referensdata, att beräkna en poisition därur, att jämföra den beräknade positionen med en korrekta positionsangivelsen, och att justera positionsberäkningen i beroende av jämförelsen.