SE523257C2 - Förfarande och arrangemang för rangordning av avstånd - Google Patents

Description

25 30 35 -vana' anvan- 523 257 šïffifïæ beräknade sannolikheterna (dk).

Uppfinningen avser också motsvarande arrangemang, datorprogram och medium med ett därpå lagrat datorprogram.

Uppfinningen är definierad i de självständiga patentkraven 1 och 10 medan utföringsformer är angivna i underkraven.

Uppfinningen löser således problemet genom att ta hänsyn till hela områdets utbredning. Fördelen är att användaren oftare får ett korrekt besked om vilken punkt som är närmast än om en konventionell metod skulle användas.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1A och lB visar en cirkulär cell och en sektoriell cell och figur 2A och 2B visar respektive delar av en cirkulär cell och en sektoriell cell.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Allmänt avser uppfinningen förfarande för att rangordna avstånd mellan en användare lokaliserad till ett område och givna punkter. Uppfinningen kan med fördel tillämpas i system som tillhandahåller positionsbaserade tjänster för mobila termina- ler. Det finns idag befintliga system och förfaranden för att lokalisera användare i mobila telekommunikationssystem_ Själva lokaliseringen utgör inte i och för sig någon del av förelig- gande uppfinning. De givna punkterna kan representera affärer, bensimackar, apotek och liknande ställen som användaren vill söka sig till för att erhålla en tjänst eller köpa en vara mm.

Det förutsättes att de givna punkternas position är inlagd i en databas i telekommunikationssystemet. Dessa positioner är i allmänhet fixa och det vållar inga problem att ange deras lägen. 10 15 20 25 30 35 n ananas 523 257 s'==."=°-..-' n | . | :- . _ .prao- u - o , . nvoaun u on Positionsbaserade tjänster för mobila terminaler bygger i dag främst på GSM (i Europa) och motsvarande mobilkommunikations- system. Tyvärr är noggrannheten för positionering med hjälp av denna typ av nätverk ganska begränsad. I synnerhet två tekniker används i dag för att positionera GSM-telefoner: Cell ID och Timing Advance (TA). För Cell ID gäller att användarens posi- tion kan beräknas till den cell som användaren för tillfället befinner sig i (=cellidentitet) med en noggrannhet motsvarande storleken på cellen. Figur l visar vanliga celler, en cirkulär cell (A) och en sektoriell cell (B).

För TA kan på liknande sätt användarens position bestämmas med en noggrannhet motsvarande det TA-värde som användaren för tillfället har i cellen. TA ger ett mått på avståndet mellan användaren och basstationens antenn men inte riktningen. Detta delar upp cellen i mindre delar som ligger i motsvarande av- ståndsintervall. Figur 2 visar exempel pà en del av en cirkulär cell (C) och en del av en sektoriell cell (D).

Positionsbestämningen ger ingen ytterligare information om var i det fastställda området som användaren befinner sig. Baserat på annan information, t.ex. statistik beträffande användares rörelsemönster och radiovågsutbredning i området, kan man dock tilldela olika sannolikheter för att användaren befinner sig på olika platser i området. Det ger en lägesfördelning som utnytt- jas i en utföringsform av uppfinningen.

Det är enkelt att föreställa sig många olika tjänster vars syfte är att avgöra vilket, av flera olika objekt placerade i (p1,/ p2/ -H/ pN)I se fi” gur l. Objekten befinner sig oftast utanför cellen men kan punkter som ligger närmast användaren. också befinna sig i kanten eller till och med inuti den. T.ex. kan man föreställa sig en tjänst som talar om vilken tunnel- banestation eller bensinmack som ligger närmast användaren.

Rent intuitivt kan man tänka sig att detta skulle kunna avgöras genom att man helt enkelt beräknar avståndet från cellen till de olika objekten. Det objekt som har det kortaste avståndet till cellen borde vara det som ligger närmast. Paradoxalt nog - ~f~ nu --0 10 15 20 25 30 35 . n u n un . . -vunna n 1-ns-o a 1 »vunna n v > n :ar I 1 1: v I: , . , , . i . . n v Q .. ' . o - . v u I 0 ° , , , . n. ~ f .o g ; , ; 1 ,, .n a 4 kan det vara så att det objekt som avstàndsmässigt (enligt någon metod för avståndsbedömning) ligger närmast det område som användaren befinner sig i inte är det som i majoriteten av fallen är det närmaste.

EXEMPEL : Antag att vi vill avgöra vilken av punkterna pl och pg som ligger närmast ett område (t.ex. motsvarande området som en positionerad GSM-kund befinner sig inom). Området är uppdelat i (för enkelhets skull). de olika sektionerna ges av nedanstående tabell: 5 sektioner Avstàndet till pl och pg för Sekfion: 1 2 3 4 5 AvmåndüHp1: 15 15 4 4 AN¶àndflHp2: 14 14 14 3 3 à Om det är lika stor sannolikhet att kunden befinner sig i någon av de 5 sektorerna sà är medelavståndet fràn omradet till pl lika med (l5+l5+4+4+4)/5 = 8.4 och till pg lika med (l4+14+l4+3+3)/5 = 9.6.

Trots att medelavståndet till pg är större än avståndet till pl så är avståndet till pg i 4 av 5 sektorer mindre än till pl! Det är alltså 80% chans att pl ligger närmast kunden.

En utföringsform av uppfinningen anvisar ett förfarande för att bestämma vilket objekt, av flera möjliga, som med störst sanno- likhet ligger närmast en mobil användare, där användarens posi- tion är bestämd sånär som på ett område t.ex. av typ A, B, C eller D (se figur l och figur 2). Grundidén är att det område som användaren kan befinna sig inom delas upp i ett antal posi- tioner eller mindre delområden. Sedan beräknas avstånden till de olika objekten för varje delområden i syfte att avgöra vilket objekt som är närmast i respektive delområde. Efter en summering av resultatet kan en avståndsmässig rangordning göras för de olika objekten. Denna summeringen kan om så önskas även viktas i överensstämmelse med någon gällande lägesfördelning. 10 15 20 n qcnnvv. I *" nu nov--f '\" ",';'. ...»¿= .;;,, ,,. Ä' v 0 2 ' _,| _. f" . . . - .r - -vunna n ..~|un n 1 _ v~o~un Matematiskt uttryckt kan en utföringsforn av uppfinningen beskrivas som följer.

Man önskar bestämma vilken av ett antal givna punkter pii en mängd P(i=l..N) som ligger närmast en användare.

Làt K utgöra det område i vilket användaren blivit positione- rad. K kan ha en godtycklig form. Lät vidare mängden C = fClf CTmJ utgöra en diskret representation av K, bestående av Im stycken C2, , ..., distribuerade punkter eller positioner i K. Punkterna är lämp- ligen likformigt distribuerade. Nágra positioner är illustre- rade i figur lA.

Beräkna därefter (lci _ pl! l /Ci _ p2/ ,/~-~/ lci _ j- : -l--N/ avstànden mellan alla positionerna i C och de givna punk- fi: dvs. terna i P. Antag att användarens sannolika läge i C beskrivs av lägesfördelningen X = där x är sannolikheten (X1 I XTITI) r att användaren befinner sig pà en position i C. x¿,m, (T.ex. brukar inomhusmiljöer, stadsbygd och landsbygd generera olika distri- butioner pà grund av att radiovàgorna reflekteras mot olika föremàl). Dà ges den procentuella fördelningen över hur ofta de respektive objekten (p1,_p2,,m ,pW) är det mest närliggande av: dk :šxf *öqcf "Pki-UÜUOÉ» i=l O t<0 ö(r)= 1 t=O 0 t>O för k = att användaren är vid position ci samtidigt som ci ligger när- Funktionen ö(t) och t=O ch är allstà den san- 1mN1 Termen som summeras kan tolkas som sannolikheten mast pk. är nämligen l endast då t=O, endast då ci är närmaste position till pk. nolikhet att pkär det objekt som ligger närmast användaren. Om dg, , dN )= dk sä är alltså pk det objekt som med störst sannolikhet ligger närmast användaren. max(db - ø-.s _- >»;;. 10 15 20 25 30 35 ø 1 « . fu 523 257 6 För att förenkla beräkningen kan en likformig lägesfördelning antas (alla X; är lika). Detta medför att: Tm dk = Tlzöqc; _ pk|_n1in(ri m ll=l Med andra ord, sannolikheten (dk) att en given punkt (pk) be- finner sig närmast användaren beräknas som en summa av antalet positioner (ci) som ligger närmast den givna punkten (pk) divi- summerat över derat med det totala antalet positioner (Ci), alla positioner (cfl.

För att implementera uppfinningen t.ex. i ett telekommunika- tionssystem behövs en databas anordnad att lagra en representa- tion (C) av området (K) och en lägesfördelning (X) för använda- ren, kopplad till representationen (C) av området. Dessutom behövs (dk) befinner sig närmast användaren och att (pk) en beräkningsanordning för att beräkna sannolikheterna att givna punkter (pk) rangordna de givna punkterna i enlighet med de beräknade sannolikheterna (dk).

Beräkningsanordningen är lämpligen en dator programmerad med en algoritm som kan utföra de ovannämnda operationerna och beräkningarna. Databasen kan vara intern eller extern. Om en lämplig dator ingàr i ett befintligt telekommunikationssystem kan datorprogrammet installeras fràn ett medium sàsom CD-ROM och diskett.

En fördel med uppfinningen är att den tar hänsyn till den av- stàndsmässiga rangordningen i varje enskid punkt i det positio- nerade området i vilket användaren befinner sig. Det är främst denna olinjäritet som skiljer uppfinningen fràn existerande metoder. Om metoden t.ex. skulle användas i en tjänst för att tala om vilken tunnelbanestation eller bensinmack som är den närmaste sä skulle det alltså innebära att användaren skulle få ett korrekt besked oftare än om en konventionell metod skulle användas. 523 257 ågšjjy-.zf _ -:j=_- '_ -= Uppfinningen kan användas i alla typer av cellulära nätverk, t.ex. i GSM-nätverk, som använder sig av liknade positione- ringstekniker. Uppfinningens skyddsomfàng är endast begränsat av nedanstående patentkrav.

Claims (1)

1. .v- - 523 257 §_j=¿=jj¿=._'__.-' n v f n n o u v v ø u n n u o o | ; . q o PATENTKRAV 10 15 20 25 30 35 Förfarande för rangordning av avstånd mellan en användare lokaliserad till ett omráde (K) och givna punkter (P), kännetecknat av stegen: att bilda en representation (C) av omradet (K); att omrâdet indelas i ett antal positioner eller delområden; att avståndet mellan användaren och punkterna inom respektive delomràde bestäms; att beräkna sannolikheterna (dk) att givna punkter (pg befinner sig närmast användaren; att rangordna de givna punkterna (pk) i enlighet med de beräknade sannolikheterna (dk). Förfarande enligt krav l, kännetecknat av att området (K) representeras av ett antal diskreta positioner (ci) och att beräkna avstànden (ri) mellan diskreta positioner (ci) och de givna punkterna (pk). Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att de diskreta positionerna (ci) är likformigt fördelade i omradet (K). Förfarande enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att bilda en lägesfördelning (X) för användaren, kopplad till repre- sentationen (C) av området; och att sannolikheten (dk) att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren beräknas som en summa av sannolikheten att en användare är vid en position (ci) samtidigt som den givna punkten (pk) ligger närmast positionen (ci), summerat över alla positioner (cfl. Förfarande enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att bilda en lägesfördelning (X) för användaren, kopplad till repre- sentationen (C) av omràdet; och att sannolikheten (dk) att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren beräknas som 5 6. 10 7 . 15 8. 20 25 9. 10. 30 o o n- . o oo no o o o o oo oo o. o on » = o v o o Q o v I o oo o o o v o . ; . o o o o o o o o n o n om u. »o o a , . ; , , , o o o »o o o o o . . g n o o 1 oo :no o .oooo o ïxi * öqci _ pk)"min(ri d, = i=l 0; t ö(r)= 1, t=0 0; t>0 där X3 är sannolikheten att användaren befinner sig pà en position i C, och Tm är antalet positioner i C. kännetecknat av att an- (X) för hela Förfarande enligt krav 2 eller 3, vändaren antas ha en likformig lägesfördelning (C) (K)- representationen av omradet Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att sannolikheten (dk) att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren beräknas som en summa av antalet positioner (cfl (pk) dividerat med det totala an- summerat över alla positioner (cfi. som ligger närmast den givna punkten talet positioner (ci), Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att sannolikheten (dk) beräknas som att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren rm dk = å; 2666.' _ pk) “mina i=1 0; t ÖÛ)= L t=0 0; t>0 där T; är antalet positioner i C. Förfarande enligt nàgot av föregående krav, kännetecknat av (K) en sektoriell cell, att området har formen av endera av en cirkulär cell, en del av en cirkulär cell, eller en del av en sektoriell cell. Arrangemang för rangordning av avstånd mellan en användare lokaliserad till ett omràde (K) och givna punkter (P), 10 15 20 25 30 ll 12 13 14 .Arrangemang enligt krav ll eller 12, .Arrangemang enligt krav ll eller 12, 523 257 u u :av 0 I u: oo u v . -| 0 0 4 u nu w u u ~. u a n a o o n 1 un» om 4 - . n n 0 0 1 aa n u non-ao 10 kännetecknat av: en databas anordnad att lagra en representation (C) av (K); att omradet indelas i ett antal positioner eller delområden; området att avståndet mellan användaren och punkterna inom respektive delomràde bestäms; (dk) befinner sig närmast användaren och en beräkningsanordning för att beräkna sannolikheterna att givna punkter (pk) att rangordna de givna punkterna (pk) i enlighet med de beräknade sannolikheterna (dk). .Arrangemang enligt krav 10, kännetecknat av att databasen (K) med ett antal (ci) och att beräkningsanordningen är är anordnad att representera omràdet diskreta positioner (ri) mellan diskreta (Pk- anordnad att beräkna avstànden positioner (ci) och de givna punkterna .Arrangemang enligt krav ll, kännetecknat av att de diskreta positionerna (ci) är likformigt fördelade i området (K). kännetecknat av att beräkningsanordningen är anordnad att beräkna sannolikheten (dk) att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren som en summa av sannolikheten att en användare är vid en (Pk) summerat över alla positioner (ci) samtidigt som den givna punkten ligger närmast positionen (cfi, position (Ci)- kännatecknat av att beräkningsanordningen är anordnad att beräkna sannolikheten (ÖU som att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren dk :Éäxi *öqci “Pki_n1in(ri i=l O :<0 öQ)= 1 z=0 O t>0 10 15 20 25 30 15 16 17 18 19 .Arrangemang enligt krav 11 eller 12, .Arrangemang enligt något av krav 10 till 17, 523 257 ¿ 11 där xq är sannolikheten att användaren befinner sig pà en position i C, och T; är antalet positioner i C. kännetecknat av att för användaren är likformig för hela (K). lägesfördelningen (X) representationen (C) av området .Arrangemang enligt krav 15, kännetecknat av att beräknings- anordningen är anordnad att beräkna sannolikheten (dk) att en given punkt (pk) befinner sig närmast användaren som en summa av antalet positioner (ci) som ligger närmast den givna punkten (pk) dividerat med det totala antalet positio- (Ci)- ner (Ci), Summerat över alla positioner .Arrangemang enligt krav 15, kännetecknat av att beräknings- (dk) befinner sig närmast användaren som anordningen är anordnad att beräkna sannolikheten att en given punkt (pk) 1 H' . dk = _ pki-mmü i=| 0; :<0 6(r)= 1; r=0 0; t>0 där Tm är antalet positioner i C. kännatecknat av att omradet (K) har formen av endera av en cirkulär cell, en del av en sektoriell cell. en sektoriell cell, en del av en cirkulär cell, eller .Datorprogram i ett arrangemang för rangordning av avstánd (K) av att det är utformat att mellan en användare lokaliserad till ett omràde och (P), utföra stegen i enlighet med något av krav 1 till 9. givna punkter kännetecknat 523 257 n | v o o o u o v o 12 20.Medium för datorprogram kännetecknat av det lagrar ett datorprogram i enlighet med krav 19.