TWI223100B - Improvements in positioning systems and methods - Google Patents

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TWI223100B
TWI223100B TW091102099A TW91102099A TWI223100B TW I223100 B TWI223100 B TW I223100B TW 091102099 A TW091102099 A TW 091102099A TW 91102099 A TW91102099 A TW 91102099A TW I223100 B TWI223100 B TW I223100B
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terminal
communication network
patent application
measurement
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TW091102099A
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Peter James Duffett-Smith
James Paul Brice
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Cambridge Positioning Sys Ltd
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Description

五 發明説明（ :發明乃關於無線電定位系統及方法，， 機動電活通信網路中所 乃關於 用d線電定位系統。 二界中已知有很多種用以測定機動無線電接 系、.无。其特別有關者乃屬找出機“置 終端之位置的萃钫。甘 7私為通仏網路中機動 穴眭矣、 …，，/、一種万法，縮窝為E-OTD者（择強觀 二：气採用機動終端所接收網路發射器信料 連同由既知位置之固定接收器所 二 對计時偏移。需要第二組之固定接收$ =《相 於發送可能互相不同步，以致A ^ 、原因在 同發料肺〜,， 讀間偏移（即自不 屬未Γ 同部分之時間偏移）不停改變且或 在計算位置巾制計㈣移之主衫同方法經已於工藝 1 說明。在例如 EP-A-0767594 , W〇_A_973〇36〇 及 …B, 71 6647中’其細節茲納入以供參考，固定接收器所 測K信號乃用以與不同發射器之發送同步。每一發射器 相對於其相鄭發射器之瞬間發送時間偏移乃由在固^接收 器處，利用固定接收器及發射器之既知位置所測得之值而 2鼻者。由機動終端所測得之計時偏移即可用於以熟知之 標準技術為基礎之計算中’其中兩或多個雙曲線位置綠之 又點預示此終端之位置。 其它万法（參閱 EP_B_〇3〇3371， US-A-6〇94i68 及 EP A-102 5453 ’其細節列為參考，並稱為CURS〇R(g)系統） 乃利用固疋接收器及機動終端所測之量度，以計算兩接收 器接收各發射器信號間之時差。如此而使以圓圈相交為基 -4- 1223100 A7 B7 五、發明説明（2 ) 礎之計算集中於諸發射器上。 在列為參考之WO-A-0073813中，業已顯示E-OTD技術可 藉合併兩或多個固定接收器之量度（即所稱之位置量度單 元LMUs)，而進一步加以強化以供大型網路，每一固定接 收器僅能接收網路中一分組發射器之信號，以產生一系列 量度，此一系列量度無法由單一單元之虛擬位置量度單元 (VLMU)提供，蓋單一單元不能接收全網路之發送故也。此 種技術可屬E-OTD實施之所需要素。 上述技術皆須採用既知固定位置之接收器的量度資料， 以計算機動終端之未知位置；其與列入參考之 WO-A-0073 814内容對照下，後者顯示E-OTD法可進一步改 良，而使兩或多個機動終端之位置’不需固定接收器亦即 E-OTD不需位置量度單元（LMU)，即可予以測定。由於在 既有通信系統配置網路LMU所需成本，故此項改良對商用 實具吸引力。所利用之事實為兩機動終端對三普通發射器 之量度可用以推斷兩位置之向量差，且五個普通量度即足 以預測每一位置。此外，並顯示網路發射器雖未相互同步 ，卻顯示相當一致性。其相對發送時間偏移及任何瞬間之 變化率可用以預測數分鐘之偏移。由於網路發射器之相一 致特性，故兩機動終端所做之量度不需同時為之，僅須在 一或兩分鐘内完成之。因此，單一移動性機動終端之軌跡 可由在三十秒時距所做一系列量度而推測出，無須參考其 它終端之量度。 本發明乃擬提供一種僅於既有機動通信網路中實施無位 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1223100 A7 B7 五、發明説明（3 ) 置量度單元之增強觀察時差法（E-OTD)，以供定位服務之方 法，其能一如充分配置位置量度單元所獲同樣準確之定位 ，且可保持全網路服務之充分供應，其不需另外基礎結構 之投資，諸如建立位置量度單元網路並由之而採用固定既 知位置接收器之量度資料所需之結構，亦不需改裝網路發 射器以配合外部計時參考源如GPS等之另外投資。 依據本發明之第一方面，乃就通信網路中操作之多個終 端提供一種定位服務之方法，此等終端含有接收器以接收 發送源之信號，該方法包含之步驟為： a) 將位置未明之多個終端中接收器所接收之一或多個發 送源信號構成量度； b) 將量度轉送至至少一資料節點； c) 在該至少一資料節點處，建立一或多個量度之記錄； d) 至少將若干記錄轉送至計算節點； e) 將轉送至計算節點之諸記錄列成一表；以及 f) 利用表中至少部分實施計算，從而取得該等終端之位 置或移動狀態，或其相對位置或相對移動狀態，以及發送 源之發送時間偏移。 本發明第一方面並包括一通信網路，其含有： 多個位置或移動狀態或相對位置或相對移動狀態有待測 定之終端，諸終端各含接收器以接收發送源之信號，並含 將所接收之一或多個發送源信號構成量度之器件； 至少一個資料節點，其含自終端獲取量度之器件及建立 一或多個該等量度記錄之器件；以及 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 五、發明説明（4 計算節·點’其含接收至少、某些記錄之器件 ^ 表之器件’以及利用表列部分實施計:: 二：兩:多個終端之位置或移動狀態或其相對 ::主意，本文中所稱之"量度"，除文中另 接收之發送源信號之相對時間偏移，相位， ::度。此等量度可自動發送，或應廣播資訊或 至:機面動 屬能供有效之全新資料。 供定位服務個終端提 源之信號，該方法包含之步驟為，。有接收益以接收發送 端中接收器所接收—或多個發送源信號構成量度； b)將：r度轉送至至少一資料節點； C)在該至少-資料節點處，建立二或 度 d) 至少將若干記錄轉送至計算節點； …己錄， e) 將轉送至計算節點之諸記錄列I表；以及 J):用、表中二少邵分實施計算’同時計算出其量度構成 對移動狀態，以及發送源之發送時間偏^ 置或相 此外’本發明《第二方面尚包括—通信網路，其4有. 態或相對位置或相對移動狀態之多；-端 、者”视各σ接收器以接收發送源之信號，並 之一或多個發送源信號構成量度之器件.； ° 11
本紙張尺度適财@ g家標準(GNS) Α4規格(210 X
_ ^ y 個資料節點，其含自終端獲取量度之器件及建立 或多/固孩等量度記錄之器件；以及 、冲#即點，其含接收至少某些記錄之器件，保持轉送 計算節點泛^7 4主 、 〜 ·’ 尤綠表之器件，及利用表列至少部分，邴時計 异出其f度構成記錄部分之諸終端之位置或移動狀態，或 相對位置或相對移動狀態，以及取得發送源發送時間偏移 等之器件。 e本發明並能另對配有位置量度單元（LMUs)之既有網路 楗供位置準確度，或對配備較傳統E-OTD法不足位置量产 單元之網路提供一定程度之位置準確性。 又 、接收器所接收之I送源信號之量度可分佈於各資料節點 之間。 . 資料節點所持有之資料可屬單一量度之記錄或多個量 之記錄。 資料節點和計算節點的位置可於任何處，例如，彼等 居於同一處。多個資料節點和計算節點可分佈於全網路 或於網路之外。 記錄之組件可分佈於兩個或多個支節點之間。 位置計算可利用不論多寡之資料節點的量度。 資料節點及/或計算節點可屬於通信網路^操作之终 的一部分或連接至此終端，故本發明中之通信終端含有 網路内操作之一或多個終端接收器所接收各發送源：號 量度獲取之器件，並含有接收機動終端接收器量度之器 ，此等機動終端之位置或移動狀態或相對位置或相對=
裝 訂
A7
狀態乃有待測定者。 :山所^ ^並包括通仏終端’其含有計算節,點，利用機動終 袖所報知之共«善$，^、 干1度連同資料節點處所建立之量度吃鈴 的全部或一部分 1度。己％ ^ ^ 刀以计异此終端或另一機動終端之位置或 牙動狀怨’或相對位置或相對移動狀態。通信終端之位 可屬固疋或機動’若屬機動，則其位置或移動狀態，戈相 對位置或相對移動狀態即有待測定。如果計算節點屬终端 的一邵分或連接至此終端且資料節點位於他處時，則在進 行計算之前，m必須將資料節點中之—或多個 計算節點。 主 量度或另包括接收器自發送源所接收之信號強度，作號 品質或信號接收之其它參數之估值。在某些應用中，^有 包含有關接收g狀態方面者，例如由其它方式所測得其位 置，或其速度或其海平面上高度等。計算本身可於此計算 節點中或資料所傳送之另_計算節財完成。該計算節點 可在其位置或移動狀態或其相對位置或相對移動狀態正在 計算中之機動終端内。 & 計算節點可連接至通信網路，或構成通信網路的一部分。 此等方法所能利用之事實為在一真實而實用網路中7總 會有大批機動終端於網路内操作，甚至在通信量最低的時 刻亦然。其中大多處於靜止狀態（GSM系統中之空閒狀熊) 等候接收電話者，固然也有在使用中（GSM系統中之專用1 態）或處於諸如GSM系統中一般分組無線電服務（GpRs)i 分組狀態。多數或全部此等終端之位置皆屬未知，但在空 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1223100 A7 B7 五、發明説明（ 閒狀態中各終端向網路定時報告，以便有其電 呼。終端之粗略位置係利用通常指定給大群細胞丁 k 足位區碼）而保存於傳統式之〃訪者定位暫存器"中。一馬（ 告可附載由機動終端於其正常空閒狀態操作期間，Z報 許電池壽命及铃荷影響而完成之量度。或者，網路 到報告後立即請求發送量度。如果此等報告每三 :及發送器之-致性時間為二分鐘，且每-報告攜；：： 量度（在GSM網路中實際所遵守之值）情況下，則約十五 於一隔離細胞内操作之終端即足以保持即時量产 一般發生之位置請求。在將相鄰細胞納入考量二， 胞中所要求之運作終端之平均數減至僅數個。 右位置請求於一具有充分數量運作終端之區，且報告 夠即時有效時，則系統可於進行位置計算之前，發送申許 以使終端發送量度更新資料節點中之記錄。中請可由特^ ^或由-群細胞（例如具相同定位區碼者）廣播至系統既 確區運作且曾與網路通信之特定終端，或廣播至實 線 不=、’周路連接之專用狀態或分組狀態之特定終端。且可能 進$申Μ而使/、有一疋終端提供量度，特別是符合特定標 L j ^具特足廣播電視系統（BTSs)者，或具一定識別 付者是。 ' 僅於運作終端過少之情形下，方法始行失效，此時，最 佳：控管者為供應細胞中心之位置。不過，在緊急狀況中 诸如派遣救火車’警車或救護車等緊急單元以援助呼叫 時，緊急單元内之機動終端可屬另一操作終端以助計算 7 石紙準(CNS) -10- A7 B7 五、發明説明（8 =置::果緊急車輛載有能知其本身位置之Gps或其它工 」、在到達丈害方之同—概括地區時，可成^正^ ε-otd計算之第二接收器。 呼了成為正常 二 =本發明之第三方面’提供一種測定通信網路中第 、機H位置或移動狀態或相對位置或相對 =。此機動終端含有接收發送源 ； 法包括之步騾為： 妖队益d万 定:):位態或相對位置或相對移動狀態有待測 疋又罘一機動終端内接收器， 多個發送源信號之量度；万、貝枓即點獲取所收自-或 b)計算第-機動終端之粗略位置或相對 位Γ=Γ:點處’接收由位置不明但在第，-終端粗略 度;2置附近之第二機動終端内接收器所完成之量 個處及第二兩機動終端所完成之量度，於-或多 ΊΜ 4异即點處，計算兩终 — 或相對位置或相對移動狀態:—、4端之位置或移動狀態 機：端之粗略位置或相對位置，可派遣第二 機動，.…弟—終端之粗略位置 菘粗略位置可屬供應第一機動故μ、 計算粗略位置之步驟可細胞的中心。 -或多個計算節點可在機動終端：：算節點完成’其= 。緊急單元亦可能已在近處，或連接其上，或在他處 單元所載之終端，請其報告量度；:需:出請二至：： 位置計其亦可由一或多 ηί本㈣尺度適财關家料 11 - 1223100 A7 B7 五、發明説明（9 ) 個計算節點完成，此等節點可於任一機動終端内或連接其 上，或在他處。 本發明尚包括一個能以本文所述任一種方法找到終端之 通信網路。此外，本發明包括適於依前述發送量度之組合 機動，以及適於接收此等量度之資料節點，以使量度構成 另一終端之位置或移動狀態或相對位置或相對移動狀態的 計算部分。在某些具體實例中，一機動終端宜經由通信網 路或直接鏈路向另一終端請求量度。此舉實屬有用，例如 必須找到一機動終端與另一終端之相對偏移位置時為然。 在另一具體實例中，找出機動終端位置之請求可由第三方 對實行本文所述方法之網路提出。發送源可為該通信網路 之發送器，另一通信網路之發送器，其它用途之發送器（ / 例如公共廣播發送器或衛星發送器），任何通信網路中運作 之固定及機動終端内之發送器，或以上各發送器之組合等。 本文所述之新方法並不排除正常之E-OTD操作，而可配 合具有LMUs或VLMUs之量度者合併使用。反之，計算機動 終端位置最佳方法厥為採用一切最新有效之資訊。此項資 訊包括網路中操作之位置未明手機的量度，網路中操作之 其位置經已計算，或其位置已由其它機器獲知之手機的量 度，以及LMUs或VLMUs之量度等。此種理念在於全部資訊 納入每一位置計算内，而構成每次新計算完成時，就各機 動終端所計算出之位置表。故第一機動終端位置之第一次 計算，其量度用做第二或後繼機動終端之位置計算部分， 而重獲改良。在繁忙系統中，很多此等第一機動終端之位 -12- f 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 7^ 1223100 A7 B7 五、發明説明（10 ) 置計算可能在其量度過時之前，即在發送器一致時間内完 成。 此方法並包括所述EOTD式量度與其它如GPS系統量度 之組合。此一混合式計算在任一系統之一種量度不足以完 成計算之情形下，可由此組合獲得解決。 請注意，實施本計算無須知道終端之本體特點，諸如電 話號碼等。從而維護網路中操作之私人終端之匿名性，雖 於全球位置計算中使用其量度時亦然。 如前所述，上述系統，於定位請求來自網路部分之機動 終端，而資料節點中卻無充分之其它終端報告量度以維持 足夠之有效量度表時，可能不夠充分有效。在此等情況下 ，網路或可播發至區内全部終端，請其立即報告其量度。 不過，機動終端之位置一般皆屬粗略性，例如GSM網路中 之〃定位區〃。本發明容許網路中操作之全部終端位置可隨 時計算。如此即提供了保持報告量度之終端精確位置的記 錄基礎。同時可保持記錄以顯示每一終端最近與網路通信 所使用之服務細胞。此一列表即可用以傳呼機動終端，獲 取量度更新。本發明包括此列表之建立與維護。本發明之 某些方面並可充任網路之診斷探測器，例如利用既知地點 終端位置計算之半徑誤差，或既知為固定或既知方式移動 之終端位置所計算中之變化。 以上所述之方法可自下述特定範例之數學分析中獲得了 解，其中量度乃針對終端之鐘訊完成者。 以共同隨意固定原點（〇)為準，令位置向量（a，b，c)界定網 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1223100
7發送器（A，B，C)之位置（參見圖丨）。以同一原點為準，令 位置向I (X，y，z)界定機動終端（χ，γ，z)之位置。同樣以該 原點為準，令位置向量（k，rn，n)界定固定接收器（κ，M，N) (L，Us)又位置。假設發送器及lmUs之位置為已知，而機 動終端又位置為未知。固定及機動之終端進行發送器信號 中署名接收時間之量度。例如，在GSM系統中，可採用延 伸式列序。則由A，B，c信號之LMU κ所測量之時間即自下 式導出：
Wka- |k-a|+(^A+ySk， ukc^lk-cl+ac+zSk，等等， 其中向量兩邊之垂直線條表示向量的量值，^為無線電 波的速度，〜，αΒ，μ表示發送器A，B，c之發送時間偏移（ 以u乘積·^公尺表之），心為LMU K内部鐘訊之時間偏移（ 公尺一切時間計算皆以假想之宇宙絕對時鐘為準。同理 ，LMUs Μ及N所測得之時間以下式導出：
Wma = |m_a|+aA+/3M, L>tMB= Im-bI + a b+/3μ， i>tMC= |m-c|+ac+/3M，等等， 以及 mNA=丨n-a丨 + αΑ+ /3n， iXNB= |n-b|+ αΒ+ 心， utNC=|n-c|+ac+/3N，等等。 同樣，由機動終端所接收之信號之公式組為. -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 1223100 A7 ___B7 五、發明説明（12 ) ^txA^ |x-a|+aA+/3x, ^χβ= |x-b|+αβ+/5χ , utxcf^ |x-c|+ac+y?x，等等，
Wya = |y-a|+aA+/3Y， 叫 b= |y-b|+aB+/5Y， 叫(：=|y-c|+ac+^Y，等等， 以及 处八=|z-a|+aA+冷z，
Mzb: |z-b|+ αΒ+ 冷z， utzc。|z-c|+ac+)Sz，等等。 在以上各式中，此值為量度而向量a，b，c...k，m，n···等為 既知者。有各種既知技術可解此等方程式，諸如1992第二 版劍橋大學新聞第九及十章之數值秘談（Numerical Recipe) 以求出 x，y，z，·"， αΑ， αΒ， ac,…，冷 χ， ^γ， ，…及 万Μ，，…等未知數之值。在我方之w〇-A-0073813 文中’明示如何將各別LMU量度併入由單一可接收網路發 运器信號之LMU(VLMU)所產生之量度表内。故未知數冷κ, 沒μ，0 Ν,…首先可由VLMU單一值冷ν取代，且未知數冷χ， 冷丫，冷ζ，…以不同之εχ， εγ， εζ，…取代，其中冷X-/5 ν等等。若有終端另載GPS鐘訊而致所接收之btSs信號可 依GPS時間度量時，則此資訊可納入計算以減低答案中之 多路誤差效應。 上逑各全局計算之結果，發送時間偏移α Α，α b, α c，等 之值即予確定，因此，利用該多個終端所接收之信號，自 -15- 本紙張尺度適财® g家標準(CNS) Μ規格(2ΐ()χ 297公爱) η 1223100 A7 B7 五、發明説明（14 ) 進行者。 在上述以前之專利申請案（EP-A-1025453)中，已詳細說 明〇31^0：11113〇^^系統之運作情形。由3丁85 1八等在其控制 波道BCCH上所發送之信號内含有稱為"延伸式列序（ETS) 之規則性重覆之結構。於正常運作期間，GSM手機4以内持 式ETS模板進行解調輸入信號之交互關聯，以測量信號與 其内部鐘訊間之時間偏移。此種功能係於供應BTS(手機現 記錄於其上）之信號上及若干相鄰BTS之信號上達成。此交 互關聯資料通常在測量約一 GSM樣品時程（3.7微秒）之準確 性内時間偏移之後即予拋棄，而在裝有GSM CURSOR®軟 體時，該資料即再加處理，以測量約一百奈秒之準確性内 時間偏移。供應BTS及其相鄰BTS信號之時間偏移表即於每 三十秒產生一次，構成如下所述之由手機4所完成之正常 E-OTD量度。 如WO-A-9921028中所述，圖3乃一手機之簡化圖，其由 一適用於本發明操作之傳統式數位化細胞無線電手機所構 成。手機4包含天線41供給信號至接收器42，所接收之BTS 1A等之信號自接收器送至數位化信號處理器（DSP)43。數 位化信號處理器43含相關之隨機存取記憶器44及唯讀記憶 器45等以容納DSP 43所用之軟體。傳統式微處理器或中央 控制器（CPU)46接收DSP送來之信號，並以其相關之隨機存 取記憶器（RAM)47或唯讀記憶器（ROM)48等容納操作軟體 。細胞式電話手機之其它正常組件，諸如電池，鍵盤，液 晶顯示器等，皆與本發明無關而未顯示。使用時，DSP 43 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
1223100 A7 B7 五、發明説明（15 ) 及相關之RAM 44，於ROM 45中所儲存改良程式之控制下 ，實施所要之信號量度，而微處理器46及相關之RAM 47則 在ROM 48中所儲存改良程式之控制下，測量接收自BTS 1A 等之信號的時間偏移。 在手機4中，量度程序於手機空閒期間以十至六十秒規律 性時程在DSP 43(見圖3)中進行，如WO-A-9921028中所述者 。所記錄之資料傳送至CPU控制器46以供儲存於RAM 48中。 所述操作中之手機4乃用做測試。從而測得時間偏移，並 於使用人按下手機之特定按鈕時，將之經由簡短信息服務 (SMS)送至MLC 3，且構成量度由資料節點儲存。在MLC 3 上運轉之軟體程式接收SMS包，取出量度並將之錄於記錄 中之磁碟上，陸續構成下示表1之各列。該MLC 3即如以上 所述而提供一資料節點。四具此等機動終端（手機）4於 CURSOR®系統涵蓋之地區内以數百米間隔配置，並由預先 同步校對鐘錶之操作員攜帶。在實施約一小時半時程之測 試期間，操作員須每三分鐘準時按下其手機上的按鈕，每 次皆使含量度之SMS信息至資料節點（MLC 3)。並記錄下 BTSs之地理位置。手機所發送之每一 SMS信息並利用手機4 之資料及由LMUs 2 A等所送入之資料，而導致正常之 CURSOR® E-OTD計算。此等計算結果雖屬無用，但LMU 量度與手機量度並列記錄於磁碟上。利用微分GPS (DGPS) 所測得手機之確實位置約在二米以内。 完成此測試後，資料記錄即傳送至膝上型電腦5，並併入 表6内（圖4)以供處理。一軟體程式依據前述公式所例示之 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐)
訂
五、 發明説明（16 '组量度，且每行:=τ= 偏移之細胞公尺量度。 中之"的各BTS信號時間 膝上型電腦5及其程式即如前述而提供 手機同時所做之每—量度段導致圖4所示表6中之：二： ’二分別處理使每次導出四個位置估算 表 :置：R之半徑差經予計算，並列入下㈣標示為二 t △〜，“之各行中。此表中每列係與左行中所示之 局料間所記錄量度之—段位置計算相 二已：？或九個BTS信號報告量度，其中多數信號共屬四 △ R之值依下式計算： △ Rn = |Pn-An|， 其中垂直線條表示封閉向量之量，所計算之機〃 ”、 置由向量Pn代表，其實位置（DGps)由向量A。代表。11义r -19- 1223100 A7 B7 五、發明説明（17 ) 表1:未採, 用LMU資料1 時之絕 對及) te對半徑誤差 手機1 手機2 手機3 手機4 誤差/m 誤差/m 誤差/m 誤差/ πι 時間 ARi aRi △r2 aR2 △r3 aR3 △ R4 (7¾ 16:03 188 25 156 34 206 27 208 23 16:06 255 27 230 44 243 1 250 17 16:09 900 32 971 69 944 18 906 40 16:12 207 22 191 34 219 17 199 7 16:15 170 31 210 18 207 29 189 4 16:18 255 32 277 12 272 12 272 9 16:21 358 39 431 36 408 35 385 23 16:24 70 40 78 32 113 35 69 12 16:27 168 25 175 11 206 35 154 38 16:30 205 29 206 8 224 30 160 40 16:33 167 33 186 29 231 48 221 30 16:37 923 40 933 29 1015 56 972 14 16:40 231 58 327 60 273 42 279 25 16:42 236 28 271 17 255 20 271 8 16:46 129 32 127 8 101 38 130 11 16:48 342 36 388 19 388 23 367 14 16:51 713 42 694 14 664 38 673 19 16:55 324 21 341 22 321 49 315 15 16:58 943 34 966 43 1024 71 936 39 17:00 427 22 445 11 440 42 432 19 17:04 342 30 388 28 356 29 359 7 17:07 278 27 270 39 221 50 254 13 17:10 317 18 315 15 254 45 313 13 17:13 974 33 988 28 1054 58 1002 21 17:16 449 9 477 27 427 54 473 27 17:22 383 16 381 9 418 50 374 27 17:25 351 7 310 40 396 46 344 10 17:28 1120 18 1086 50 1130 48 1076 29 17:31 2017 9 2033 24 2006 34 2025 6 -20- U 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1223100 A7 B7 五、發明説明（18 ) 表1中並列有在行中標示為aRi，aR2，，aR4等之相對 位置。其係於所計算位置對其真實位置之平均偏移矯正後 ，經計算之每一計算位置與其真實位置之半徑誤差。因此 ，該等值表示對整體模式之半徑誤差，並屬相對位置偏4 之測量。如果所計算之地面位置之模式完美無瑕而僅自位 置模式之位移，則aR之值即為零。其計算式如下： _ 一 —- - _
2(Pm-AJ 向量各側之垂直線條表示必須使用此向量值量。 表1中之諸結果顯示本發明使終端（手機4)之位置偏移 彼此相關而確切測定，縱使終端僅分隔短距離時亦然。所 計算之各終端位置中半徑誤差或會更大，但其隨終端間增 大距離而減小。若一定地區中數個終端各與其相鄰者接近 ，而在最遠終端間之距離大時，全局計算將導致準確之全 部終端之位置。甚且，即使一定終端之BTS量度組未與遠 方終端之量度組充分重疊，其位置亦可準確獲得，只要有 一居間終端之量度組與該一定終端及遠方終端皆具充分重 疊即可。 在LMU諸值亦經由VLMU功能（如WO-A-0073 8 13中所述） :納入計算内時，即可獲表2中所示之結果。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) (ί 1223100 A7 B7 五、發明説明（19 ) 表2 :包含VLMU資料時之絕對及相對半徑誤差 手機1 誤差/m 手機2 誤差/m 手機3 誤差/m 手機4 誤差/m 時間 ARi aRi △r2 aR2 △r3 aR3 △ R4 (7R4 16:03 64 25 66 35 19 23 25 24 16:06 41 33 40 46 10 5 27 18 16:09 50 27 58 60 14 13 49 39 16:12 44 23 10 32 32 17 28 8 16:15 77 28 42 19 68 25 65 5 16:18 33 32 17 13 13 10 15 9 16:21 52 33 64 40 19 30 47 21 16:24 42 41 49 32 20 34 33 14 16:27 19 24 21 12 25 33 46 37 16:30 24 28 24 9 31 27 68 38 16:33 39 32 28 28 92 43 62 28 16:37 39 36 36 31 101 48 64 16 16:40 76 54 15 55 90 40 69 27 16:42 59 23 52 15 72 17 46 9 16:46 19 33 53 11 88 40 39 13 16:48 66 32 45 17 64 15 71 14 16:51 37 47 27 15 72 36 61 23 16:55 50 18 34 19 82 44 52 13 16:58 56 17 9 31 80 47 37 30 17:00 43 20 22 15 57 35 45 16 17:04 30 23 24 28 46 22 25 7 17:07 8 24 34 43 67 51 24 12 17:10 11 18 16 17 74 45 18 11 17:13 35 28 17 17 75 43 23 14 17:16 5 6 29 33 58 55 18 20 17:22 40 11 40 10 92 48 33 28 17:25 12 1 31 42 61 50 8 11 17:28 25 15 29 31 58 39 25 9 17:31 21 10 9 30 54 33 21 3 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1223100 A7 B7 五、發明説明（2〇 請注意，納入VLMU量度後，絕對位置之準確性庐 善，但對相對位置無甚影響。 又于 由以上說明可見，自全局位置計算之輸出包括量度 ，用BTSs之發送時間偏移之預估。在本測試之情況下，此 等偏移應針對諸手機内各別鐘訊所測量時間組合相關之增 化之〃共同〃鐘訊，而有效加以計算。量度至量度所計算2 a A、，〇B，Qc，等之諸值本身間並無簡單關係，但彼此相 關之發送時間偏移αΒ·α A，α〇：·α A，實具簡單關係。此種 關係例示於表3及圖5，其中測試所採用兩BTSs之發送時間 偏移間之差乃依時間而劃定者。顯然，以簡單線性範式為 例，會在數分鐘與所定之資料相合。用兩BTSs間，相對發 時間 時間 16:03 16:06 16:09 16:12 16:15 16:18 16:21 16:24 16:27 16:30 16:33 RTO/m 981007 981163 980857 981207 980901 980800 980702 980909 980829 980600 980754 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 16:48 16:51 16:55 16:58 17:00 17:04 17:07 17:10 17:13 17:16 17:22 RTO/m 980396 980309 980425 980245 980271 980228 980344 980233 980084 980123 980082

Claims (1)

  1. I auu 第〇911〇2〇99號專利申請案 申請專利範圍替換太(Q3年5月） 申清專利範圍 2. 巷炼.. '5. -5 、種以疋位服務供給通信網路中操作之多個終端的方 諸、、’；π 3有接收器以接收發送源之信號，此方法 括之步驟為： 义將位置不明之多個終端中接收器所接收之一或多個 喪送源之信號構成量度； 將量度傳送至至少一資料節點； 在貝料節點處建構一或多個量度之記錄； 將某些記錄傳送至計算節點； 保持傳送至計算節點之記錄的列表；以及 列表#刀進行计异，以獲取兩或多個終端之位 ί移^態或相對位置或相對移動狀態，以及發送源 發达時間偏移。 種：足位服務供給通信網路中操作之多個終端的 :、、⑽有接收器以接收發送源之信號，此方法 括乏步驟為： 知夕個終端中接收哭所拉 V, 號構成量L 4接收I或多個發送源之 將量度侓送至至少一資料節點； 在資料節點處建構一或多個量度之記綠. 將某些記錄傳送至計算節點； 保持傳送至計算節點之記錄的列表；以及 利用列表部分，同時計算 狄媸夕户罢々又w己綠足兩或多個 N< 位置或移動狀態或相對位置或 及發送源之發送時間偏移。 對㈣狀I、以 置 之 方 包 信 O:\76\76582-930505.doc 本紙張尺度適财目Η家鱗 3. 4. 一種測定通信網路中第 或相對位置或相對移動狀能之二：以:置或移動狀態 收器以接此機動終端含有接 乂人次把狀 仏號此万法包含之步驟為： 或多：發ST獲：第；機動終端中接收器所接收之- 相對號量度，該終端之位置或移動狀態或 對位置或相對移動㈣乃有待測定者. 計算第-機動終端之粗略位置或相對位置； ，：二:：點f收第二機動終端接收器所構成之量度 一，力終端之位置屬未知，但係在 略位置或相對位置附近；以& 《動、一粗 一利用罘一及第二兩機動終端所構成之某些量度，於任 ~或多個計算節點貞’計#兩機動終端或其—之位置或 移動狀態或相對位置或相對移動狀態。 如申請專利範圍第i至3項中任一項之方法，其中量度係 自動發送者。 又 5·如申請專利範圍第丨至3項中任一項之方法，其中量度乃 應播放資訊而發送者。 6·如申請專村範圍第項中任一項之方法，其中量度乃 應網路所發送至機動終端之特定請求而發送者。 7·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中接收器 所接收發送源信號之量度乃分佈於多個資料節點間者。 8·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中由資料 節點所持有之記錄乃屬信號量度之記錄。 9.如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中資料節 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(^) A4規格(210 1223100
    1所持有之記錄乃多個量度之一覽表。 1〇·如申請專利範圍第1至3項中任一=、、 成分、中任項艾万法，其中記錄2 成刀乃分佈於兩或多個子節點間者。 Π·如申請專利範圍第丨至;^項 嘗乃如m , 項足万法，其中位置封 ^乃利用若干資料節點之量度者。 2 ·如申清專利範圍第1至3项中一 八古^ 項 < 万法，其中量度尚 吕有信號強度預估，信號品質 < 並_ 吴 貝^ 匕由接收器所接收發 运源^唬相關之參數。 13·如申請專利範圍第1至3項 算包厶接收哭觖能々並、、’、疋万法，其中定位計 ^ »接收錢^其它万面有關之資訊，例如以其它 态具所測得之位置或其速度，或其海平面上之言卢菩。 =申請專利範圍第!至3項中任_項之方法，其中二 算包括利用GPS系統之量度。 W 15·如申請專利範圍第丨至3項中任一項之方法，其中在進〜 位置計算之前，發送請求至終端，請其發送量仃 資料節點中之記錄。 文新 16·如申請專利範圍第15項之方法，其中該 播出。'特疋細胞 17·如申請專利範圍第15項之方法，其中該請求由—細 群播出。 、、匕組 1 8 ·如申請專利範圍第丨5項之方法，其中該請求乃播送衣二 特定終端，其係系統已知在最近報告時所操作之地=諸 者。 區中 19.如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該請求乃播送s -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
    裝 η
    行與網路連接之特定終端。 •如申請專利範園第丨5 h =申請專利I㈣第15項之方法，其中 預置識別符之終端播送者。 -度乃自具有 22.m:範園第3項之方法’其中第二機動終端，於 置。時“至弟—機動終端之粗略位置或相對位 认^請^利範圍第巧或第22項之方法，其中計算粗略 1置< V騾由兩或多個計算節點完成。 節 24.如申請專利範圍第〗至3項中任一項之方法，其中 點係在機動終端内或與之連接。 以 對 25·如申請專利範圍第項之方法，依⑷項，同時用 計二量度構成記錄之終端之位置或移動狀態或相 位置或相對移動狀態。 -種通信網路，冑料將中請專利範圍第丨至糾任— 項方法中逄接至網路之諸終端定位。 27 一種通信網路，其含有： 多個終端，其位置或移動狀態或相 狀態有待測定’此等終端各含有接收器以接收 ::，並含將所接收之-或多個發送源信號構成量度之 至少-個資料節點’其含有自終端獲得量度之器具， -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董了
    、申請專利範 並含將〜式夕 計曾Μ 2夕固量度建構為一或多個記錄之器具；及 叫井郎點，Α 久 計算節點二/、㊂有接收某些記錄之器具，保持傳送至 施計算綠列表之器具，及利用列表至少部分以實 或移動壯：自此項計算可獲取兩或多個終端之位置 發送時目對位置或相對移純態，以及發送源之 28.-種通信網路，其含有 狀ί =定其：置或移動狀態或相對位置或相對移動 信號，並”㈣此等終端各含有接收器以接收發送源之 器具；"$所接收（一或多個發送源信號構成量度之 並：二_個資料節點，其含有自終端獲得量度之器具， 、或多個量度建構為一或多個記錄之器具；及 計點、，其含有接收某些記錄之器具，保持傳送至 日:::：：,己綠列表之器具’及利用列表至少部分而同 或相：：：度構成記錄邵分之終端的位置或移動狀態 間:二對移動狀態’以及獲取發送源之發送時 29· 範圍第27項或28項之通信網路’其中資料節 …、占和计异郎點彼此在同一處。 3〇·如:請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中多個資 料節點及計算節點分佈於全網路中。 31·如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中資料節 點及/或計算㈤點乃屬於網S中操作之終端的—部分或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 連接至終端者。 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中計算節 點連接至通信網路。 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中計算節 點構成通信網路的部分。 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中發送源 包括通信網路之固定發送器。 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中發送源 包括另一通信網路之固定發送器。 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中發送源 包括非電信用途之發送器。 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中發送源 包括在通信網路中操作之固定及機動終端内之發送器。 如申請專利範圍第27項或28項之通信網路，其中發送源 包括衛星發送器。 如申請專利範圍第1至3項任一項所界定之方法中，適於 發送量度之通信終端並適於接收此等量度，從而量度構 成計算部分，以計算另一通信終端之位置或移動狀態或 相對位置或相對移動狀態。 如申叫專利範圍第1至3項任一項之方法，其包括保持網 路中BTSs之發送時間偏移值的一覽表。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董)
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