專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)中終端的基于區(qū)域的定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及定位，尤其涉及用于為無線網(wǎng)絡(luò)中的終端執(zhí)行基于區(qū)域的定位的方法和裝置。
背景技術(shù)：
知道無線用戶的位置通常是期望的，有時也是必要的。例如，聯(lián)邦通信委員會(FCC)為增強(qiáng)911(E-911)無線服務(wù)采用了一份報(bào)告和命令，其要求每次在從無線終端作出911呼叫時向公共安全應(yīng)答點(diǎn)(PSAP)提供該終端的位置。除了FCC命令以外，服務(wù)提供商可以使用位置服務(wù)(即標(biāo)識無線終端位置的服務(wù))來提供各種應(yīng)用。這種應(yīng)用可以包括例如位置敏感的記賬、資產(chǎn)追蹤、資產(chǎn)監(jiān)視和恢復(fù)、艦隊(duì)及資源管理、個人位置服務(wù)、看門人服務(wù)等等。
無線終端的位置可以用各種技術(shù)來估計(jì)，包括“范圍域”和“位置域”技術(shù)。范圍域技術(shù)使用多個范圍相關(guān)的測量來計(jì)算終端的位置。范圍相關(guān)的測量包括可用來確定發(fā)射機(jī)和終端間的實(shí)際距離的測量?；蛘?，范圍測量可以是從終端到多個發(fā)射機(jī)的相對距離。在相對距離測量的情況下，終端和每個發(fā)射機(jī)之間的距離是未知的，但是向每個距離值添加一公共偏移。應(yīng)該理解，所述值可以是負(fù)的。范圍相關(guān)測量的一些例子包括但不限于偽范圍、實(shí)際范圍、時間估計(jì)以及空間方位估計(jì)。位置相關(guān)的測量可以從一個或多個定位系統(tǒng)獲得。特別是，可以從GPS中多個衛(wèi)星的范圍相關(guān)測量(即偽范圍)中獲得6PS位置定點(diǎn)?；蛘?，可以從蜂窩(例如CDMA)通信系統(tǒng)中多個基站的范圍相關(guān)測量中計(jì)算AFLT(高級前向鏈路三邊測量)位置定點(diǎn)。更進(jìn)一步，可以從多個衛(wèi)星和基站的范圍相關(guān)測量中計(jì)算出混合的位置定點(diǎn)。
位置域技術(shù)使用正在為終端“服務(wù)”(即正在與終端通信)的基收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)(BTS)的位置來估計(jì)終端的位置。也就是，因?yàn)閮烧哒谕ㄐ?，因此終端必須在服務(wù)BTS的已知有限半徑內(nèi)。一般而言，每個BTS服務(wù)一預(yù)定義的區(qū)域，通常稱為一“小區(qū)”。小區(qū)可以被分成“扇區(qū)”。這一般通過把不同的天線耦合到BTS以覆蓋該小區(qū)的不同扇區(qū)來完成。這樣，基于終端建立通信所經(jīng)過的天線，每個扇區(qū)內(nèi)的終端可以與每個其它扇區(qū)內(nèi)的終端區(qū)分開來。
然后可以把終端的近似位置估計(jì)為以下的任一個(1)BTS扇區(qū)的中心，(2)BTS天線位置，(3)內(nèi)部提供的位置，(4)缺省位置，(5)與BTS位置有些相關(guān)聯(lián)的某些其它位置。使用位置域技術(shù)計(jì)算的位置定點(diǎn)比范圍域位置定點(diǎn)較不準(zhǔn)確。然而，位置域定點(diǎn)作為初始定點(diǎn)會是有價值的。這一初始定點(diǎn)用于幫助計(jì)算一范圍域的位置定點(diǎn)。如果范圍域的位置定點(diǎn)或者不可用、或者質(zhì)量差，則位置域的定點(diǎn)作為最終定點(diǎn)也是有幫助的。
無論怎樣計(jì)算位置定點(diǎn)，都非常希望為終端提供盡可能準(zhǔn)確的近似位置估計(jì)。由于位置域的定點(diǎn)不總是可用或準(zhǔn)確，因此能用位置域技術(shù)來更準(zhǔn)確地計(jì)算無線終端的位置會是有幫助的。

發(fā)明內(nèi)容
該文檔描述了更準(zhǔn)確地估計(jì)無線網(wǎng)絡(luò)中一終端的近似位置的方法和裝置。在該方法和裝置的一個實(shí)施例中，終端的近似位置是基于與“基準(zhǔn)基收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)(BTS)”相關(guān)聯(lián)的“預(yù)期區(qū)域”而估計(jì)的?；鶞?zhǔn)BTS可以是終端正與之通信的任一BTS。與一BTS相關(guān)聯(lián)的預(yù)期區(qū)域是假定終端能從該BTS接收信號就可能位于其中的區(qū)域。預(yù)期區(qū)域是(1)被提供作為終端的估計(jì)位置的位置，以及(2)終端可能位于其中的區(qū)域，其中由一特定的百分比來給出可能性。與每個BTS相關(guān)聯(lián)的預(yù)期區(qū)域可以基于各個參數(shù)來建模，所述參數(shù)比如BTS天線的位置和方向、最大天線范圍(MAR)等等。
在所公開方法和裝置的另一實(shí)施例中，通過組合多個BTS的預(yù)期區(qū)域而估計(jì)一終端的準(zhǔn)確位置域位置定點(diǎn)。終端可以從無線網(wǎng)絡(luò)中的多個BTS接收信號。然而，不必要使用與從中接收信號的所有BTS相關(guān)聯(lián)的信息來確定終端的位置定點(diǎn)。如果與BTS相關(guān)的信息用于近似終端的位置，則該BTS被稱為“被測的”BTS。被測的BTS的預(yù)期區(qū)域可以被組合以確定一組合預(yù)期區(qū)域，該組合預(yù)期區(qū)域然后可以被提供作為終端的位置域位置定點(diǎn)。
在所公開方法和裝置的還有一個實(shí)施例中，與每個被測的BTS相關(guān)聯(lián)的預(yù)期區(qū)域的中心和尺寸在組合前可以基于各個因數(shù)來調(diào)節(jié)。這些因數(shù)包括(1)終端處從BTS接收到的信號的接收信號強(qiáng)度(一般給出為Ec/Io)，(2)BTS的接收功率(一般給出為Ec)，或者某些其它因數(shù)。然后可以把所有被測的BTS的已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域組合起來以確定組合預(yù)期區(qū)域。
在所公開方法和裝置的再有一個實(shí)施例中，終端的位置域位置定點(diǎn)可由任一上述實(shí)施例來確定，該定點(diǎn)與終端的某些其它位置估計(jì)組合以便為終端確定更為準(zhǔn)確的位置估計(jì)。其它位置估計(jì)可以基于GPS、AFLT或它們兩者而導(dǎo)出。
下面進(jìn)一步詳述了所公開的方法和裝置的各個方面和實(shí)施例。特別是，下面進(jìn)一步詳述了能實(shí)現(xiàn)所公開方法和裝置的各個方面、實(shí)施例和特征的方法、程序代碼、數(shù)字信號處理器、終端、系統(tǒng)以及其它裝置和元件。


通過下面提出的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中相同的元件具有相同的標(biāo)識，其中圖1是無線通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖2是說明圖1所示的四個BTS的扇區(qū)化覆蓋區(qū)域的示意圖；圖3是說明與網(wǎng)絡(luò)中每個BTS相關(guān)聯(lián)的預(yù)期區(qū)域的建模的示意圖；圖4是圖解說明了使用多個被測BTS的多個預(yù)期區(qū)域來為終端計(jì)算更為準(zhǔn)確的位置估計(jì)的示意圖；圖5A和5B是說明兩個不同BTS的預(yù)期區(qū)域的建模的示意圖；圖6A和6B是說明基于接收信號強(qiáng)度來調(diào)節(jié)與一BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的示意圖；圖7A是說明基于加權(quán)平均來組合兩個重疊預(yù)期區(qū)域M和N以導(dǎo)出組合預(yù)期區(qū)域的示意圖；圖7B是說明基于加權(quán)平均來組合兩個非重疊預(yù)期區(qū)域M和N以導(dǎo)出組合預(yù)期區(qū)域的示意圖；圖8是基于位置確定導(dǎo)出更準(zhǔn)確的近似位置定點(diǎn)的過程的流程圖；以及圖9是圖1所示網(wǎng)絡(luò)的各個元件的簡化框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是無線通信網(wǎng)絡(luò)100的示意圖，該網(wǎng)絡(luò)100可以是碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)、時分多址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡(luò)或者其它類型的無線通信網(wǎng)絡(luò)。CDMA網(wǎng)絡(luò)可以按照一個或多個CDMA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)，比如IS-95系統(tǒng)、IS-2000系統(tǒng)或W-CDMA系統(tǒng)。TDMA網(wǎng)絡(luò)可以按照一個或多個TDMA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)，比如GSM系統(tǒng)。這些標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)是本領(lǐng)域公知的。
網(wǎng)絡(luò)100包括多個基收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)(BTS)104，每個BTS 104都服務(wù)于一特定的地理區(qū)域。為了簡潔在圖1中僅示出四個BTS 104a到104d。BTS的覆蓋區(qū)域通常稱為“小區(qū)”。覆蓋區(qū)域是終端在其中從BTS 104接收信號的區(qū)域。小區(qū)的尺寸和形狀一般取決于諸如地形、障礙物等各種因數(shù)，并且還會隨時間而改變。雖然通常將BTS稱為“小區(qū)”，該文檔在這里稱為“BTS”的設(shè)備和這里稱為小區(qū)的覆蓋區(qū)域之間作出了區(qū)分。
多個終端106一般遍布在網(wǎng)絡(luò)中。為了簡潔在圖1中僅示出一個。BTS在前向鏈路上向終端106發(fā)送，終端在反向鏈路上向BTS發(fā)送。每個終端106可以積極地與一個或多個BTS通信。每次在終端和多于一個BTS之間的活動通信都稱為“軟切換”?；顒油ㄐ攀侵附K端已向網(wǎng)絡(luò)注冊并且能被BTS標(biāo)識。既是終端不與BTS進(jìn)行活動通信，它也可能從BTS接收導(dǎo)頻、尋呼和/或其它信令消息。在圖1所示的例子中，終端106從所有四個BTS 104a到104d接收導(dǎo)頻。應(yīng)該理解，僅僅從一BTS接收一導(dǎo)頻信號并不表示終端和BTS之間的活動通信。
BTS 104一般與一基站控制器(BSC)120通信，后者協(xié)調(diào)BTS以及與BTS進(jìn)行活動通信的終端之間的通信。對于定位而言，基站控制器120可以與一定位實(shí)體(PDE)130通信。PDE 130從基站控制器120接收信息/把信息提供給基站控制器120，如下進(jìn)一步詳述。
在一典型的網(wǎng)絡(luò)部署中，每個小區(qū)可以被分成多個扇區(qū)(例如三個扇區(qū))以提高系統(tǒng)容量(即系統(tǒng)一次能支持的用戶數(shù))。于是每個扇區(qū)都由一相應(yīng)的BTS服務(wù)。對于扇區(qū)化的小區(qū)而言，服務(wù)于該小區(qū)的BTS包括多個BTS(例如三個)。每個BTS都與該小區(qū)中相應(yīng)的一個扇區(qū)相關(guān)聯(lián)。圖2是一系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)中有四個“扇區(qū)化的”小區(qū)，并且有相應(yīng)的四個BTS。
在圖2所示的例子中，每個BTS所覆蓋的小區(qū)都由一理想圓周來表示。小區(qū)的每個扇區(qū)都由圓周的理想120°扇形部分來。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，每個BTS所覆蓋的小區(qū)的形狀一般不同于理想圓周，這取決于上述的各個因數(shù)。此外，扇區(qū)小區(qū)的各個扇區(qū)會在邊緣重疊。為了簡潔，圖2中僅為BTS 105a到105d所服務(wù)的四個小區(qū)示出五個扇區(qū)A到E。
如上所述，知道無線終端的位置通常是期望的，有時是必要的。終端位置可以用范圍域或位置域的技術(shù)來估計(jì)。對于范圍域的技術(shù)而言，使用多個范圍相關(guān)的測量(例如范圍、偽范圍等等)來計(jì)算終端的位置定點(diǎn)。每個范圍相關(guān)的測量是參照發(fā)射機(jī)(例如衛(wèi)星或BTS)而作出的。位置域的位置定點(diǎn)一般有較高的準(zhǔn)確度。然而在某些情況下，也許沒有足夠數(shù)目的可用的范圍相關(guān)測量來計(jì)算范圍域的位置定點(diǎn)。
這里描述了所公開方法和裝置的各個實(shí)施例，以便為終端提供更為準(zhǔn)確的位置域的位置定點(diǎn)。在一實(shí)施例中，終端的近似位置是基于與“基準(zhǔn)BTS”相關(guān)的“預(yù)期區(qū)域”來估計(jì)的?；鶞?zhǔn)BTS可以是終端正與之通信的任一BTS。如這里所使用的，與一發(fā)射機(jī)(比如BTS)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域是假定終端能從發(fā)射機(jī)接收信號則它可能位于其中的區(qū)域。下面描述了與每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的建模。
在另一實(shí)施例中，通過組合與幾個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域來為終端確定更為準(zhǔn)確的位置域位置定點(diǎn)。在還有一實(shí)施例中，與每個被測BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的中心和尺寸在組合前可以基于各個因數(shù)被調(diào)節(jié)。如果與BTS相關(guān)的信息用于近似終端的位置，則該BTS被稱為“被測”BTS。用于調(diào)節(jié)被測BTS的預(yù)期區(qū)域的因數(shù)包括(1)接收信號強(qiáng)度，(2)接收功率，等等。下面進(jìn)一步詳述了其它因數(shù)以及使用這些因數(shù)的方式。然后組合被測BTS的已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域以便確定組合預(yù)期區(qū)域。
在還有一實(shí)施例中，終端的位置域位置定點(diǎn)可以與該終端的某些其它位置估計(jì)組合，以便為終端估計(jì)更為準(zhǔn)確的位置。其它位置估計(jì)可以基于GPS、AFLT或兩者的組合來導(dǎo)出。下面進(jìn)一步詳述了所公開方法和裝置的這各種實(shí)施例。
圖3是說明與圖2所示網(wǎng)絡(luò)中的每個BTS相關(guān)聯(lián)的預(yù)期區(qū)域的示意圖。與圖3的每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域被建模為一圓周314，該圓周314表示正在從BTS接收信號的終端位于預(yù)期區(qū)域內(nèi)的特定概率(例如1-求和∑或67％的概率)。因而，如果終端從一給定的BTS接收信號，則終端有67％的概率位于與該BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域中。
每個預(yù)期區(qū)域都與一位置相關(guān)聯(lián)，假定終端從BTS接收信號，該位置可以被提供作為終端的估計(jì)位置。該位置一般是預(yù)期區(qū)域的中心。然而，預(yù)期區(qū)域內(nèi)的某些其它位置也可以被提供作為位置估計(jì)。如圖3所示，每個預(yù)期區(qū)域的中心都用一“×”312來標(biāo)記。預(yù)期區(qū)域的中心、尺寸和形狀可以被提供作為終端位置域的位置定點(diǎn)的一部分。預(yù)期區(qū)域中心會表示終端的估計(jì)位置，預(yù)期區(qū)域的尺寸和形狀會表示使用預(yù)期區(qū)域的中心作為終端估計(jì)位置的確定性。
與每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的尺寸、形狀和中心可以基于一個或多個參數(shù)來確定。一些參數(shù)會與BTS有關(guān)，比如(1)BTS天線的位置和方向，(2)最大天線范圍，等等。其它參數(shù)會與BTS覆蓋區(qū)域的物理屬性有關(guān)，比如(1)地形，(2)障礙物，等等。此外，一些參數(shù)會與BTS覆蓋區(qū)域的其它特征有關(guān)，比如覆蓋區(qū)域內(nèi)終端用戶的統(tǒng)計(jì)分布。
在圖3所示的例子中，終端106位于預(yù)期區(qū)域A和D的重疊區(qū)域之中/附近。然后可以把終端位置估計(jì)為以下任一(1)如果BTS 105a是終端的基準(zhǔn)BTS，則是預(yù)期區(qū)域A的中心，或者(2)如果BTS 105d是基準(zhǔn)BTS，則是預(yù)期區(qū)域D的中心。
如上例所示，位置域的位置定點(diǎn)一般有較粗略的準(zhǔn)確度。然而，位置域的位置定點(diǎn)作為初始定點(diǎn)會是有價值的，該初始定點(diǎn)然后用于計(jì)算一范圍域的位置定點(diǎn)?；蛘撸绻秶虻奈恢枚c(diǎn)很差或不可用，則可以使用位置域的定點(diǎn)作為最終定點(diǎn)。在任一情況下，都非常希望提供盡可能準(zhǔn)確的位置域位置定點(diǎn)。
圖4是圖解說明了使用幾個預(yù)期區(qū)域來估計(jì)終端106更準(zhǔn)確的位置的示意圖，其中每個預(yù)期區(qū)域都與幾個被測BTS中的相應(yīng)一個相關(guān)聯(lián)。終端106可以從BTS105a到105e接收信號。五個接收到的BTS中，只有三個BTS 105a、105d和105e用來近似終端的位置。因而，如上所述，這三個BTS 105a、105d和105e被稱為終端的被測BTS。然后確定(例如從存儲單元檢取)和調(diào)節(jié)(例如基于接收信號強(qiáng)度)被測BTS 105a、105d和105e的預(yù)期區(qū)域。
然后對被測BTS的已調(diào)節(jié)和/或未調(diào)節(jié)的預(yù)期區(qū)域進(jìn)行組合以便提供一組合預(yù)期區(qū)域，其中心在位置412，尺寸和形狀在圖4中由一圓周414表示。組合預(yù)期區(qū)域的中心、尺寸和形狀于是被提供作為終端的位置估計(jì)。
如圖4中的說明所示，與圖4所示的五個單獨(dú)預(yù)期區(qū)域A到E的任一個相比，組合預(yù)期區(qū)域表示了終端106的更為準(zhǔn)確的近似。特別是，與任一個單獨(dú)預(yù)期區(qū)域的中心相比，組合預(yù)期區(qū)域的中心是終端位置的更為準(zhǔn)確的估計(jì)。此外，使用組合預(yù)期區(qū)域中心作為終端估計(jì)位置的不確定性可能比使用三個單獨(dú)預(yù)期區(qū)域A、D和E中任一個的中心的不確定性要小，其中所述三個單獨(dú)預(yù)期區(qū)域用于確定組合預(yù)期區(qū)域。也就是，圓周414比定義單獨(dú)預(yù)期區(qū)域的圓周要小，這表明被視為處在組合預(yù)期區(qū)域內(nèi)的較多數(shù)目的終端會與中心較接近(即在較小的圓周內(nèi))。
圖5A和5B是說明兩個不同BTS的預(yù)期區(qū)域的建模的示意圖。在圖5A中，BTS105x被設(shè)計(jì)成為近似120°的扇形區(qū)域510a提供覆蓋，該扇形區(qū)域的外周長由BTS的最大天線范圍(MAR)確定。與該BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域可以被建模為扇形區(qū)域510a、圓周514a或者某些其它形狀和尺寸的組合。同樣，預(yù)期區(qū)域中心512b可以被提供作為該終端的估計(jì)位置。
對于圖5A和5B兩者而言，預(yù)期區(qū)域基于2維高斯正態(tài)分布來建模。在這一模型中，終端位于BTS覆蓋區(qū)域中心處或其附近的可能性比遠(yuǎn)離覆蓋區(qū)域中心的可能性大。然后可以定義一圓周或某些其它形狀來表示假定終端能從BTS接收信號則可能位于其中的區(qū)域，其具有特定的確定性。對于1-∑的圓周預(yù)期區(qū)域而言，如果終端從BTS接收信號，則它有37％的確定性會位于預(yù)期區(qū)域中。預(yù)期區(qū)域可以對任何給定的確定性被定義，通常使用1-∑。因此預(yù)期區(qū)域根據(jù)某些統(tǒng)計(jì)參數(shù)來定義，而不僅僅是具有硬切換的圓周。
1-∑預(yù)期區(qū)域可以基于各種公式來確定。在一實(shí)施例中，1-∑預(yù)期區(qū)域由一1-∑軸γa定義，該軸表示為ra≅MAR3.]]>公式(1)如公式(1)所示，1-∑軸γa(對應(yīng)于圖5A和5B中圓周514a和514b的半徑)基于BTS的所估計(jì)最大天線范圍(MAR)而導(dǎo)出。在另一實(shí)施例中，1-∑預(yù)期區(qū)域由一1-∑水平估計(jì)位置誤差(HEPE)γh來定義，γh可以表示為rh≅MAR2.]]>公式(2)如公式(2)所示，1-∑HEPEγh也可以基于BTS的最大天線范圍導(dǎo)出。也可以使用1-∑預(yù)期區(qū)域的其它表達(dá)式。
在圖5A和5B中，如果使用1-∑軸γa或1-∑HEPEγh作為圓周514a和514b所表示的1-∑預(yù)期區(qū)域的半徑，圓周514a和514b都不是按比例繪制的。
通常，根據(jù)用于建模預(yù)期區(qū)域的參數(shù)，可以為與每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域使用各個形狀、尺寸和中心位置。在一種實(shí)現(xiàn)中，為與每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域使用圓周模型。如果終端在BTS覆蓋區(qū)域內(nèi)的分布近似一圓周圖案，預(yù)期區(qū)域的圓周模型則尤其好。圓周統(tǒng)計(jì)模型也允許一方便的數(shù)學(xué)公式，從下面討論中可見。
在所公開方法和裝置的另一實(shí)施例中，與每個被測BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的中心和尺寸可以基于一個或多個因數(shù)來調(diào)節(jié)。如果唯一可用的信息是終端從一BTS接收信號，則與該BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域，不經(jīng)任何調(diào)節(jié)，就能被提供作為該終端的近似位置定點(diǎn)。然而，如果其它信息可用于該終端，則與該BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域可以基于其它信息來調(diào)節(jié)，以便確定與該終端相關(guān)的更為準(zhǔn)確的預(yù)期區(qū)域。
各種因數(shù)可用來為一終端調(diào)節(jié)與一BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域。一個這樣的因數(shù)是接收信號強(qiáng)度，它一般表示為每碼片能量對總噪聲比(Ec/Io)。接收信號強(qiáng)度可以基于導(dǎo)頻或某些其它來自BTS傳輸?shù)臏y量而確定?；蛘?，接收信號強(qiáng)度可以基于在BTS處從終端接收到的反向鏈路信號而確定。
終端處對于一給定BTS的接收信號強(qiáng)度可以被映射為一縮放因數(shù)。該縮放因數(shù)可用來調(diào)節(jié)與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域。在一種實(shí)現(xiàn)中，0dB的Ec/Io被映射為縮放因數(shù)0.9(即S＝0.9)，-40dB的Ec/Io被映射為縮放因數(shù)1.1即(S＝1.1)。然后可以使用線性內(nèi)插來為其它接收信號強(qiáng)度值確定縮放因數(shù)。對于該實(shí)現(xiàn)而言，縮放因數(shù)S可以表示為S=0.9-Ec/Io(dB)200.]]>公式(3)縮放因數(shù)也可以被限制為一特定的值范圍(例如0.9≤S≤1.1)。小于1的縮放因數(shù)減少或縮減了預(yù)期區(qū)域，大于1的縮放因數(shù)擴(kuò)大了預(yù)期區(qū)域。
在另一種實(shí)現(xiàn)中，0dB的Ec/Io被映射為縮放因數(shù)0.6(即S＝0.6)，-40dB的Ec/Io被映射為縮放因數(shù)1.4即(S＝1.4)。同樣可以使用線性內(nèi)插來為其它接收信號強(qiáng)度值確定縮放因數(shù)。對于該實(shí)現(xiàn)而言，縮放因數(shù)S可以表示為S=0.6-Ec/Io(dB)50]]>公式(4)該實(shí)現(xiàn)的斜率要比上述的實(shí)現(xiàn)更為陡峭。應(yīng)該連接，還可以使用接收信號強(qiáng)度和縮放因數(shù)之間的其它映射。
可用于為一給定終端調(diào)節(jié)與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的另一因數(shù)是來自BTS的信號的接收功率，如在終端處測得的。該接收功率可以表示為每碼片能量(Ec)，僅考慮了所關(guān)心的信號，同時忽略噪聲和干擾(Io)。接收功率也可以從BTS發(fā)送的導(dǎo)頻或某些其它信號分量中計(jì)算出來。然后把接收功率映射到一縮放因數(shù)，表示為s＝f(Ec)， 公式(5)其中f(Ec)是Ec的某一預(yù)定義函數(shù)。
在調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域時考慮的另一因數(shù)是發(fā)送功率級。每個BTS一般以網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者所確定的一特定功率級發(fā)送其信號。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者可以把所有BTS的發(fā)送功率級設(shè)為相同?；蛘撸梢詾椴煌腂TS使用不同的功率級。這樣，可以用BTS發(fā)送功率級來調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域。接收功率(Ec)和發(fā)送功率級(P)于是可以被映射為一縮放因數(shù)，表示為
s＝f(Ec，P)， 公式(6)其中f(Ec，P)是Ec和P的某一預(yù)定義函數(shù)。舉一個具體的例子，來自BTS的接收功率可以被標(biāo)準(zhǔn)化，以便補(bǔ)償不同BTS所使用的不同發(fā)送功率級。標(biāo)準(zhǔn)化的接收功率于是可用來調(diào)節(jié)BTS的預(yù)期區(qū)域。
可用于調(diào)節(jié)與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的還有一個因數(shù)是往返延遲(RTD)。終端能標(biāo)識來自BTS的前向鏈路信號中最早到達(dá)的多徑分量(具有足夠的強(qiáng)度)。該多徑分量到達(dá)終端天線的時間可以確定。然后把這一時間用作終端的基準(zhǔn)時間。然后，終端可以把一反向鏈路信號發(fā)回BTS，使反向鏈路信號被BTS接收時距發(fā)送前向鏈路信號的時間有2τ的時延。該2τ的時延被稱為RTD。RTD可以在BTS測得，并且用于調(diào)節(jié)與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域。也可以使用其它因數(shù)來調(diào)節(jié)與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域。
如上所述，與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的尺寸可以基于被分配給該BTS的縮放因數(shù)來調(diào)節(jié)。縮放因數(shù)也可用于把預(yù)期區(qū)域的中心移向或移開一名義中心。通過調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域的尺寸和中心，在為終端導(dǎo)出位置估計(jì)時可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)相關(guān)BTS的分布。
圖6A和6B是說明基于接收信號強(qiáng)度來調(diào)節(jié)與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的示意圖。由于傳播環(huán)境中的路徑損失，終端處接收信號的功率級與離發(fā)送BTS的距離平方呈反相關(guān)。這一通式假定發(fā)送信號未被多徑信號等其它傳輸現(xiàn)象所降級。因此可以使用接收信號強(qiáng)度作為BTS(或BTS天線)和終端間距離的估計(jì)。對于該終端與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的中心和尺寸于是可以基于接收信號強(qiáng)度來調(diào)節(jié)。
圖6A中，接收信號強(qiáng)度很強(qiáng)，這表明終端可能較接近于發(fā)送BTS。然后把預(yù)期區(qū)域的中心從名義中心612x移到更為接近BTS的新中心612a。新中心612a位于名義中心612x和BTS天線之間的直線上。此外，新中心612a被移到該直線上的一個特定點(diǎn)，該點(diǎn)由縮放因數(shù)確定。如果縮放因數(shù)等于1.0，則新中心612a位于名義中心612x，如果縮放因數(shù)小于1.0，則把新中心612a移向BTS。
還如圖6A所示，預(yù)期區(qū)域的尺寸也從名義尺寸減小為由圓周614a表示的較小尺寸。該較小尺寸更接近地匹配可能接收到這一強(qiáng)信號強(qiáng)度的較小區(qū)域。
圖6B中，接收信號強(qiáng)度很弱，這表明終端可能離發(fā)送BTS較遠(yuǎn)。然后可以把預(yù)期區(qū)域的中心從名義中心612x移到一新中心612b，新中心612b離BTS較遠(yuǎn)(在徑向)。此外，預(yù)期區(qū)域的尺寸可以從名義尺寸被擴(kuò)大為由圓周614b所表示的較大尺寸。該較大尺寸表示可能接收到這一弱信號強(qiáng)度的較大區(qū)域。
預(yù)期區(qū)域的調(diào)節(jié)可以為某些BTS選擇性地執(zhí)行，而不為一些其它BTS執(zhí)行。例如，可以在一特定的時間間隔上觀察每個BTS的接收信號強(qiáng)度。如果接收信號強(qiáng)度中的波動低于一特定閾值則調(diào)節(jié)與每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域，如果波動高于該特定閾值則不調(diào)節(jié)。
此外，可以獨(dú)立地選擇用于修改預(yù)期區(qū)域尺寸的縮放因數(shù)和用于移動預(yù)期區(qū)域中心的縮放因數(shù)。例如，預(yù)期區(qū)域尺寸的縮放因數(shù)可以基于Ec來選擇，預(yù)期區(qū)域中心的縮放因數(shù)可以基于Ec/Io來選擇。
在所公開方法和裝置的還有一個實(shí)施例中，通過組合多個被測BTS的預(yù)期區(qū)域而確定一終端的更為準(zhǔn)確的位置定點(diǎn)。如上所述，與每個BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域可以被調(diào)節(jié)或不被調(diào)節(jié)。被測BTS的多個預(yù)期區(qū)域可以以各種方式組合以確定一組合預(yù)期區(qū)域，該組合預(yù)期區(qū)域然后被提供作為該終端的近似位置定點(diǎn)。
在一種實(shí)現(xiàn)中，組合預(yù)期區(qū)域基于被測BTS的預(yù)期區(qū)域的加權(quán)平均而確定。在一簡單的情況下，兩個被測BTS的兩個預(yù)期區(qū)域M和N被組合以確定組合預(yù)期區(qū)域。第一被測BTS的預(yù)期區(qū)域M可以被定義為中心的直角坐標(biāo)為(xm，ym)、尺寸/形狀由第二圓周表示。組合預(yù)期區(qū)域的中心然后可以被定義為直角坐標(biāo)為(xp，yp)，可以計(jì)算為xp＝Wmxm+Wnxn，和 公式(7)yp＝Wmym+Wnyn，其中Wm和Wn是預(yù)期區(qū)域M和N分別使用的權(quán)重，且Wm+Wn＝1。權(quán)重可以如下導(dǎo)出。如公式(7)所示，組合預(yù)期區(qū)域中心的直角坐標(biāo)(xp，yp)的每一維都是被組合為兩個預(yù)期區(qū)域中心的維數(shù)的加權(quán)平均。
如果要組合多于兩個預(yù)期區(qū)域，公式(7)可以如下歸納xp=Σi=1NBTSWixi,]]>和 公式(8)yp=Σi=1NBTSWiyi,]]>其中NBTS是被組合的預(yù)期區(qū)域的數(shù)目，Σi=1NBTSWi=1.]]>每個預(yù)期區(qū)域所使用的權(quán)重Wi基于各個參數(shù)來確定。在一種實(shí)現(xiàn)中，每個預(yù)期區(qū)域的權(quán)重是基于預(yù)期區(qū)域的尺寸確定。對于該實(shí)現(xiàn)而言，第i個預(yù)期區(qū)域的權(quán)重Wi可以表示為Wi∝1HEPEi2,]]>公式(9)其中HEPEi是水平估計(jì)的位置誤差，可以表示為HEPEi=σEast2+σNorth2,]]>公式(10)σEast和σNorth是與第i個預(yù)期區(qū)域相關(guān)的向東和向北的方差。特別是，σEast是預(yù)期區(qū)域的中心到1-∑圓周的東(即右)邊緣的距離，σNorth是預(yù)期區(qū)域中心到1-∑圓周的北(即上)邊緣的距離。如公式(9)所示，第i個預(yù)期區(qū)域的權(quán)重Wi與該預(yù)期區(qū)域的HEPEi的平方呈反相關(guān)。公式(9)中的加權(quán)類似于正態(tài)加權(quán)最小平方平均，例如，在權(quán)重與1/σ2成正比的一維情況下。通過使用公式(9)，較小的預(yù)期區(qū)域(即不確定性較小的區(qū)域)比較大的預(yù)期區(qū)域分配到較大的權(quán)重。
應(yīng)該注意到，權(quán)重也可以基于某些其它參數(shù)或參數(shù)的任意組合來導(dǎo)出。
組合預(yù)期區(qū)域的尺寸表明在使用該組合預(yù)期區(qū)域作為終端位置估計(jì)時的不確定性。組合預(yù)期區(qū)域的尺寸(或不確定性)是基于以下因素而確定的所有被組合的預(yù)期區(qū)域的尺寸(或不確定性)、用于組合這些預(yù)期區(qū)域的權(quán)重或者它們的組合。
用于確定組合預(yù)期區(qū)域尺寸的一個因數(shù)與被組合的被測BTS數(shù)目有關(guān)。如果假定來自BTS的測量是獨(dú)立的，則組合預(yù)期區(qū)域的尺寸會減少一個數(shù)，該數(shù)等于被組合的BTS數(shù)目(例如其均方根)。基于被測BTS的數(shù)目，可以對組合預(yù)期區(qū)域尺寸的減少量作出一限制。舉一個具體的例子，即使使用了多于10個被測的BTS，也能阻止組合預(yù)期區(qū)域的尺寸縮減。
確定組合預(yù)期區(qū)域尺寸的另一因數(shù)與所有被組合的預(yù)期區(qū)域的最小尺寸有關(guān)。如果來自BTS的測量有助于導(dǎo)出更為準(zhǔn)確的組合預(yù)期區(qū)域，則在被組合的單獨(dú)預(yù)期區(qū)域之間有合理的“適配”。該情況下，組合預(yù)期區(qū)域的尺寸應(yīng)該不再大于所有被組合的單獨(dú)預(yù)期區(qū)域中的最小尺寸。每個預(yù)期區(qū)域會進(jìn)一步減少組合預(yù)期區(qū)域的尺寸。
用于確定組合預(yù)期區(qū)域尺寸的還有一個因數(shù)與“單位錯誤”有關(guān)，所述單位錯誤表示了單獨(dú)的預(yù)期區(qū)域怎樣與組合預(yù)期區(qū)域重疊。如果在各個測量間有“很差的”適配(如下面參照圖7B所述)，則組合預(yù)期區(qū)域的尺寸實(shí)際上可能大于(或差于)最小單獨(dú)預(yù)期區(qū)域的尺寸。該情況下，單位錯誤會大于1.0，組合預(yù)期區(qū)域尺寸可能被單位錯誤放大(然后會相應(yīng)地提高組合預(yù)期區(qū)域的HEPE)。
單位錯誤可以基于組合預(yù)期區(qū)域以及用于確定該組合預(yù)期區(qū)域的各個單獨(dú)預(yù)期區(qū)域之間的標(biāo)準(zhǔn)化平均“間隔-∑”來計(jì)算。在一種實(shí)現(xiàn)中，第i個預(yù)期區(qū)域的間隔-∑σi被定義為σi=DiRSS,]]>公式(11)其中Di是組合預(yù)期區(qū)域中心和第i個預(yù)期區(qū)域中心之間的距離，RSS是第i個預(yù)期區(qū)域HEPE和組合預(yù)期區(qū)域HEPE的和的平方根。
然后可以把單位錯誤F定義為F=ΣiNBTSσiNBTS-1.]]>公式(12)如公式(12)所示，單位錯誤F表示最小均方的價值。
如果為組合預(yù)期區(qū)域計(jì)算的單位錯誤大于一(即F＞1.0)，則組合預(yù)期區(qū)域的尺寸可以被放大該單位錯誤。否則，如果單位錯誤小于一(即F＜1.0)，則組合預(yù)期區(qū)域的尺寸會縮小該單位錯誤。如果單位錯誤小于一(即F＜1.0)，這會由于預(yù)期區(qū)域的相關(guān)引起，而不是由過度估計(jì)的預(yù)期區(qū)域尺寸引起。結(jié)果，通常忽略小于1的F值是較好的，而不是如上所述地縮小組合預(yù)期區(qū)域尺寸。
圖7A是說明基于加權(quán)平均來組合兩個被測BTS的兩個重疊預(yù)期區(qū)域M和N以確定組合預(yù)期區(qū)域714p的示意圖。兩個預(yù)期區(qū)域的每一個或者是未經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)期區(qū)域(即縮放因數(shù)為1.0)，或者是基于被分配給預(yù)期區(qū)域的BTS的縮放因數(shù)Si而確定的已調(diào)節(jié)的預(yù)期區(qū)域。第一被測BTS的預(yù)期區(qū)域M的中心處在位置712m、尺寸/形狀由圓周714m表示。類似地，第二被測BTS的預(yù)期區(qū)域N的中心處在位置712n，尺寸/形狀由一圓周714n表示。預(yù)期區(qū)域M和N的中心分別由直角坐標(biāo)(xm，ym)和(xn，yn)定義。組合預(yù)期區(qū)域中心的直角坐標(biāo)為(xp，yp)，該坐標(biāo)可以在公式(7)中確定。如圖所示，可以在兩個預(yù)期區(qū)域中心712m和712n之間繪制一條直線。根據(jù)加權(quán)平均，組合預(yù)期區(qū)域的中心位于該直線上，確切位置由分布被分配給預(yù)期區(qū)域M和N的權(quán)重Wm和Wn來確定。更具體地說，如果兩個預(yù)期區(qū)域中心712m和712n之間的距離為D，則這兩個預(yù)期區(qū)域中心712m和712n與組合預(yù)期區(qū)域中心712p之間的距離Dm和Dn可以表示為Dm＝WnD，和 公式(13)Dn＝WmD，
其中Dm+Dn＝D。
對于圖7A所示的例子，在被組合的兩個預(yù)期區(qū)域之間有合理的適配。這樣，組合預(yù)期區(qū)域的尺寸(以及不確定性)被減少(1)被組合的被測BTS的數(shù)目，該例中為2，以及(2)被組合的兩個預(yù)期區(qū)域中的較小尺寸，即預(yù)期區(qū)域M的尺寸。
圖7B是說明基于加權(quán)平均來組合兩個非重疊預(yù)期區(qū)域M和N以導(dǎo)出組合預(yù)期區(qū)域714q的示意圖。兩個預(yù)期區(qū)域的中心處在位置712m和712n，它們分別由直角坐標(biāo)(xm，ym)和(xn，yn)定義。這兩個預(yù)期區(qū)域的尺寸和形狀由圓周714m和714n表示。
組合預(yù)期區(qū)域的中心處在位置712q，直角坐標(biāo)為(xp，yp)，該坐標(biāo)可以在公式(7)中確定。對于圖7B所示的例子而言，兩個被組合的預(yù)期區(qū)域M和N是非重疊的，單位錯誤被確定為大于一(即F＞1.0)。該情況下，組合預(yù)期區(qū)域的尺寸被放大該單位錯誤。于是，組合預(yù)期區(qū)域的尺寸會大于被組合的兩個預(yù)期區(qū)域中的較小者，在圖7B中圖示。
圖8是使用基于區(qū)域的定位來為終端估計(jì)更為準(zhǔn)確的近似位置的過程800的流程圖。首先，為每個BTS確定可用于位置域定位的預(yù)期區(qū)域(步驟812)。如上所述，預(yù)期區(qū)域可以基于BTS最大天線范圍和/或某些其它參數(shù)來確定。BTS的預(yù)期區(qū)域于是被保存在諸如基站歷書這樣的存儲單元內(nèi)。預(yù)期區(qū)域一般被確定一次，例如在網(wǎng)絡(luò)部署時。此后，可以根據(jù)需要從存儲單元獲得預(yù)期區(qū)域，如步驟812的虛框所表示。
對于每個位置域的位置定點(diǎn)而言，首先接收一指示，表明在終端處接收到來自多個BTS的信號(步驟814)。然后從所有接收到的BTS中標(biāo)識出一組被測的BTS(步驟816)。被測BTS是會用來估計(jì)終端近似位置的BTS。然后與每個被測BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域可以被確定(例如從存儲器檢取)，然后可以被調(diào)節(jié)以確定與該BTS相關(guān)的已調(diào)預(yù)期區(qū)域(步驟818)。與每個被測BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域的調(diào)節(jié)可以基于被分配給該BTS的縮放因數(shù)來執(zhí)行。該縮放因數(shù)又基于接收信號強(qiáng)度和/或某些其它因數(shù)來確定，如上所述。通過把任一BTS的縮放因數(shù)設(shè)為一(Si＝1.0)，也可以省略對該BTS的調(diào)節(jié)。
接著，所有被測BTS的已調(diào)節(jié)和/或未調(diào)節(jié)的預(yù)期區(qū)域被組合以確定組合預(yù)期區(qū)域，該區(qū)域可以被提供作為終端的近似位置定點(diǎn)(步驟820)。預(yù)期區(qū)域的中心表示終端的估計(jì)位置，預(yù)期區(qū)域的尺寸表示估計(jì)位置的確定性。例如，如果提供了1-∑圓周的組合預(yù)期區(qū)域，則終端有39％的概率位于該組合預(yù)期區(qū)域內(nèi)。預(yù)期區(qū)域的組合可以如上所述地執(zhí)行。
基于組合預(yù)期區(qū)域的位置域定點(diǎn)也可以和可供終端使用的某些其它位置估計(jì)組合(步驟822)。這一其它位置可以基于某些其它測量類型來估計(jì)，比如GPS、AFLT或(3)混合的GPS和AFLT。GPS位置一般基于GPS衛(wèi)星來估計(jì)，一般具有最高可能的準(zhǔn)確度，但它對于特定的環(huán)境(例如一些室內(nèi)位置)一般不可用。AFLT位置基于來自無線通信系統(tǒng)的測量而估計(jì)，并且具有減少了的準(zhǔn)確度。然而，AFLT位置估計(jì)通常在城市區(qū)域以及GPS不可用的其它區(qū)域內(nèi)是可用的。混合位置可以基于來自GPS和無線通信系統(tǒng)兩者的測量來估計(jì)。步驟822是任選的，由虛框示出。
步驟816到822在終端、BTS、PDE或某些其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)體處執(zhí)行。
應(yīng)該理解，上述實(shí)施例的變化和修改可以基于這里所述的原理而作出。此外，也可以導(dǎo)出這里所述方法和裝置的其它實(shí)施例。下面描述了一些這樣的其它實(shí)施例。
在一其它實(shí)施例中，與BTS相關(guān)的預(yù)期區(qū)域基于以下調(diào)節(jié)(1)接收功率Prx，它是在BTS的終端處接收到的功率，以及(2)預(yù)測功率Ppre，它是被預(yù)測要由該BTS的終端所接收的功率。
預(yù)測功率Ppre可以基于路徑損失預(yù)測模型和一組參數(shù)來計(jì)算。各個路徑損失預(yù)測模型可以用來計(jì)算預(yù)測功率、一個例子是Okumura-Hata模型。一給定BTS的終端處的預(yù)測功率Ppre可以以這些參數(shù)的函數(shù)來表示，如下Ppre＝g(G，P，D，T，L，和m)，以及 公式(14)其中P是BTS的天線端口處的功率(在天線放大器以前)，G是BTS的天線增益，D表示傳播模型(例如Okumura-Hata)，T表示地形數(shù)據(jù)庫，其包含用于路徑損失預(yù)測的地形起伏信息，L表示地面覆蓋/地面使用數(shù)據(jù)庫，其包含用于傳播路徑的諸如密集城市、郊區(qū)、水等信息，m是終端的可能位置(假定終端位于位置m來計(jì)算預(yù)測功率)，以及g是作為邊緣的所有參數(shù)的函數(shù)。
參數(shù)P和G可以被組合以便把輸入功率提供給路徑損失預(yù)測模型。
如公式(14)所示，預(yù)測功率Ppre是終端的可能位置m的函數(shù)。如果預(yù)期區(qū)域的中心被用作可能的位置m，則預(yù)期區(qū)域中心可以被調(diào)節(jié)，使預(yù)測功率和接收功率之差最小。這一標(biāo)準(zhǔn)可以表示為Min{m,m∈M}{Ppre(m)-}Prx,]]>公式(15)其中{m，m∈M}表示預(yù)期區(qū)域中心所允許的所有可能位置的集合。
然后可以把與該BTS相關(guān)的已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域提供作為終端的位置域估計(jì)。或者，這個已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域可以與其它被測BTS的已調(diào)和/或未調(diào)預(yù)期區(qū)域組合以確定組合預(yù)期區(qū)域，然后把組合預(yù)期區(qū)域提供作為終端的位置域估計(jì)。
在另一替代實(shí)施例中，可以基于多個被測BTS的每一個的接收功率和預(yù)測功率來調(diào)節(jié)和組合這些BTS的預(yù)期區(qū)域。如果組合預(yù)期區(qū)域的中心被用作終端的可能位置，則組合預(yù)期區(qū)域的中心可以被調(diào)節(jié)，使被測BTS的預(yù)測功率和接收功率間的均方根之差最小。該標(biāo)準(zhǔn)可以表示為Min{m,m∈M}{Σ{k,k∈K}|Ppre(m)-Prx|2}1/2,]]>公式(16)其中{m，m∈M}表示組合預(yù)期區(qū)域的中心所允許的所有可能位置的集合，{k，k∈K}表示所有被測BTS的集合。要被用作組合預(yù)期區(qū)域中心的特定位置m是在公式(16)中有最小值的位置，因此是終端的估計(jì)位置。該實(shí)施例是調(diào)節(jié)和組合被測BTS的預(yù)期區(qū)域的一種替代方式。
圖9是網(wǎng)絡(luò)100的各個元件的簡化框圖。終端106x可以是一蜂窩電話、帶有無線調(diào)制解調(diào)器的計(jì)算機(jī)、單機(jī)定位單元或者某些其它單元。BTS 105x被示出為在操作上耦合到PDE 130x(例如經(jīng)由BSC 120，它在圖9中為了簡潔而未示出)。
在前向鏈路上，調(diào)制器/發(fā)射機(jī)(Mod/TMTR)920處理(例如編碼、調(diào)制、濾波、放大、正交調(diào)制和上變頻)要由BTS 105x發(fā)送的數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻和信令以便提供一前向鏈路已調(diào)信號，該前向鏈路已調(diào)信號經(jīng)由天線922被發(fā)送到BTS覆蓋區(qū)域內(nèi)的終端。終端106x在天線952處從多個BTS(包括BTS 105x)接收前向鏈路已調(diào)信號，接收信號被路由到一接收機(jī)/解調(diào)器(RCVR/Demod)954。RCVR/Demod 954接著以相反的方式處理接收信號以便提供可用于定位的各類信息。特別是，RCVR/Demod 954可以把每個接收到的BTS的標(biāo)識和接收信號強(qiáng)度(或接收功率)提供給處理器960。RCVR/Demod 954可以實(shí)現(xiàn)一雷克接收機(jī)，該雷克接收機(jī)能為多個接收到的BTS并行地處理接收信號中的多個接收信號實(shí)例(或多徑分量)。雷克接收機(jī)包括多個指處理器(或指)，每個指處理器都被分配以處理和追蹤一特定點(diǎn)多徑分量。
在反向鏈路上，調(diào)制器/發(fā)射機(jī)(Mod/TMTR)964處理要由BTS 106x發(fā)送的數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻和/或信令以便提供一反向鏈路已調(diào)信號。然后，反向鏈路已調(diào)信號經(jīng)由天線952被發(fā)送到多個BTS。BTS 105x在天線922處從終端106x接收反向鏈路已調(diào)信號。接收信號接著被路由到一接收機(jī)/解調(diào)器(RCVR/Demod)924。RCVR/Demod924以相反的方式處理接收信號以便提供可被提供給處理器910的各類信息。
在圖9所示的實(shí)施例中，BTS 105x內(nèi)的通信(Comm)端口914操作上地耦合到PDE 130x內(nèi)的通信端口944。通信端口914和944使BTS 105x和PDE 130x能交換用于定位的相關(guān)信息(可以從終端106x接收到)。
使用基于區(qū)域的定位對終端近似位置定點(diǎn)的計(jì)算可以在終端106x、BTS 105x、PDE 130x或某些其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)體處執(zhí)行。執(zhí)行基于區(qū)域定位的實(shí)體帶有導(dǎo)出近似位置定點(diǎn)所需的相關(guān)信息。這種信息可以包括例如被測BTS的標(biāo)識(例如基ID)，其用來確定組合預(yù)期區(qū)域、每個被測BTS的預(yù)期區(qū)域(例如中心、尺寸和形狀)、每個被測BTS的接收信號強(qiáng)度或接收功率、等等。這些信息的一部分可以從基站歷書獲得。歷書可以包括各類信息，比如(1)每個BTS的標(biāo)識，(2)BTS扇區(qū)中心位置，(3)最大天線范圍，(4)天線方向，等等。然后，指定的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體導(dǎo)出一組合預(yù)期區(qū)域。組合預(yù)期區(qū)域然后可以被提供作為終端的近似位置定點(diǎn)。
估計(jì)終端位置定點(diǎn)的處理可由以下處理器執(zhí)行終端106x內(nèi)的處理器960、BTS 105x內(nèi)的處理器910或者PDE 130x內(nèi)的處理器940。存儲器單元962、912和942可以用來保存各類用于確定位置的信息，例如基站歷書、接收信號強(qiáng)度或接收功率等等。存儲器單元962、912和942也可以分別為處理器960、910和940保存程序代碼和數(shù)據(jù)。
這里所述的方法和裝置可以用來為正在與多個BTS通信以及/或者能從多個BTS接收信號的一個終端確定更為準(zhǔn)確的位置定點(diǎn)，而無須要求一種基于全到達(dá)時間(TOA)或到達(dá)時間差(TDOA)的解決方案。通過組合多個被測BTS的預(yù)期區(qū)域，與基于單個(例如基準(zhǔn))BTS的覆蓋區(qū)域的常規(guī)位置估計(jì)相比，終端位置能被估計(jì)得準(zhǔn)確兩到三倍。在城市環(huán)境中執(zhí)行的一個具體測試中，發(fā)現(xiàn)預(yù)期區(qū)域解決方案的一般誤差為1到2千米，而發(fā)現(xiàn)組合預(yù)期區(qū)域的一般誤差為250到500米，在準(zhǔn)確度上這是相當(dāng)大的進(jìn)步。
用基于區(qū)域的定位導(dǎo)出的近似位置定點(diǎn)可以被用作終端的初始位置估計(jì)。該初始位置估計(jì)可能是需要的，例如用于提供執(zhí)行范圍域位置定點(diǎn)所使用的輔助信息。初始位置估計(jì)也可用于縮短導(dǎo)出范圍域位置定點(diǎn)所需的時間，這是期望的。近似位置定點(diǎn)也可以被用作終端的最終位置估計(jì)。該最終位置估計(jì)可以被提供，例如如果范圍域位置解決方案失敗、或相比位置域解決方案較不準(zhǔn)確時。作為最終位置定點(diǎn)，非常希望的是提供盡可能準(zhǔn)確的位置域位置定點(diǎn)。
這里所述的方法和裝置可由各種手段來實(shí)現(xiàn)，比如用硬件、軟件或者它們的組合。對于硬件實(shí)現(xiàn)而言，這里所述的方法和裝置可以以下元件內(nèi)實(shí)現(xiàn)在一個或多個專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理設(shè)備(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、被設(shè)計(jì)成執(zhí)行這里所述功能的其它電子單元、或者它們的組合。
對于軟件實(shí)現(xiàn)而言，這里所述的方法可以用執(zhí)行這里所述功能的模塊(例如程序、功能等等)來實(shí)現(xiàn)。軟件代碼可以被保存在存儲器單元(例如圖9中的存儲器962、912或942)中，并且由一處理器(例如處理器960、910或940)執(zhí)行。存儲器單元可以在處理器內(nèi)或處理器外實(shí)現(xiàn)，后一情況下它經(jīng)由本領(lǐng)域公知的各種手段在通信上耦合到處理器。
提供了上面所公開實(shí)施例的說明，使本領(lǐng)域的任一技術(shù)人員都能制造或使用本發(fā)明。因此，本發(fā)明不限于這里所示的實(shí)施例。而是僅受所附權(quán)利要求中的表達(dá)內(nèi)容所限制。
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)無線終端位置的方法，包括確定與一發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域，該預(yù)期區(qū)域用于確定終端的近似位置估計(jì)；基于至少一個縮放因數(shù)來調(diào)節(jié)所述預(yù)期區(qū)域以確定已調(diào)節(jié)的預(yù)期區(qū)域；以及提供所述已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域作為終端的估計(jì)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個縮放因數(shù)是基于終端處測得的發(fā)射機(jī)的接收信號強(qiáng)度來確定的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個縮放因數(shù)是基于終端處測得的發(fā)射機(jī)的接收功率來確定的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括把所述位置估計(jì)與位置的第二估計(jì)組合以估計(jì)終端的最終位置。
5.一種估計(jì)無線終端位置的方法，包括接收多個發(fā)射機(jī)的標(biāo)識，所述標(biāo)識用于估計(jì)終端的位置；為所述多個發(fā)射機(jī)確定多個預(yù)期區(qū)域；以及對所述多個發(fā)射機(jī)的多個預(yù)期區(qū)域進(jìn)行組合以估計(jì)終端的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述近似位置估計(jì)還包括估計(jì)位置中的不確定性。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述不確定性由終端可能位于其中的區(qū)域提供。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括把所述近似位置估計(jì)與第二位置估計(jì)組合以估計(jì)終端的最終位置。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，假定只有來自發(fā)射機(jī)的信號被終端接收到，與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域包括終端的估計(jì)位置以及終端可能位于其中的一個區(qū)域。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括基于至少一個分配的縮放因數(shù)來調(diào)節(jié)與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域，以便確定與所述發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)的已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域包括基于第一分配的縮放因數(shù)來移動預(yù)期區(qū)域的中心。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域還包括基于所述第一分配的縮放因數(shù)來縮放預(yù)期區(qū)域的尺寸。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域還包括基于第一分配的縮放因數(shù)來縮放預(yù)期區(qū)域的尺寸，以及基于第二分配的縮放因數(shù)來移動預(yù)期區(qū)域的中心。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域包括基于發(fā)射機(jī)的預(yù)測功率和接收功率來移動預(yù)期區(qū)域的中心。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測功率基于路徑損失預(yù)測模型來確定。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，每個發(fā)射機(jī)的至少一個縮放因數(shù)基于終端處測得的發(fā)射機(jī)的接收信號強(qiáng)度來確定。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，每個發(fā)射機(jī)的至少一個縮放因數(shù)基于終端處測得的發(fā)射機(jī)的接收功率來確定。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，每個發(fā)射機(jī)的至少一個縮放因數(shù)基于發(fā)射機(jī)的發(fā)送功率來確定。
19.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，每個發(fā)射機(jī)的至少一個縮放因數(shù)基于發(fā)射機(jī)作出的往返延遲(RTD)來確定。
20.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域以確定組合預(yù)期區(qū)域，后者被提供作為終端位置的估計(jì)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域包括組合多個預(yù)期區(qū)域的中心以確定組合預(yù)期區(qū)域的中心。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域包括基于每個發(fā)射機(jī)的預(yù)測功率和接收功率來組合多個預(yù)期區(qū)域的中心，以確定組合預(yù)期區(qū)域的中心。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，確定組合預(yù)期區(qū)域的中心，使所述多個發(fā)射機(jī)的預(yù)測功率和接收功率之間的均方根之差最小。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域包括確定組合預(yù)期區(qū)域的單位錯誤，以及基于所述單位錯誤來縮放所述組合預(yù)期區(qū)域。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述單位錯誤基于所述組合預(yù)期區(qū)域以及多個預(yù)期區(qū)域的每一個之間的標(biāo)準(zhǔn)化平均間隔-∑來確定。
26.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域包括確定多個預(yù)期區(qū)域的多個權(quán)重，其中所述多個預(yù)期區(qū)域基于所述多個權(quán)重來組合。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，每個預(yù)期區(qū)域的權(quán)重都基于與該預(yù)期區(qū)域相關(guān)的不確定性來確定。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，與每個預(yù)期區(qū)域相關(guān)的不確定性被表示為水平估計(jì)的位置誤差(HEPE)。
29.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域包括確定所述多個預(yù)期區(qū)域的多個權(quán)重，基于相關(guān)的權(quán)重來縮放多個預(yù)期區(qū)域，組合經(jīng)縮放的預(yù)期區(qū)域以確定組合預(yù)期區(qū)域，基于相關(guān)的權(quán)重來縮放多個預(yù)期區(qū)域的中心，組合多個預(yù)期區(qū)域經(jīng)縮放的中心以確定組合預(yù)期區(qū)域的中心，其中組合預(yù)期區(qū)域和組合預(yù)期區(qū)域中心被提供作為終端位置的估計(jì)。
30.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域基于與該發(fā)射機(jī)相關(guān)的最大天線范圍而確定。
31.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域基于該發(fā)射機(jī)的天線位置和方向來確定。
32.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)的預(yù)期區(qū)域包括要被用作終端估計(jì)位置的一個位置以及終端可能位于其中的一個區(qū)域。
33.一種估計(jì)無線通信網(wǎng)絡(luò)中終端的位置的方法，包括接收多個發(fā)射機(jī)的標(biāo)識，所述標(biāo)識要用來估計(jì)終端的位置；為所述多個發(fā)射機(jī)的每一個確定一預(yù)期區(qū)域和一縮放因數(shù)；基于相關(guān)的縮放因數(shù)來調(diào)節(jié)每個預(yù)期區(qū)域以提供已調(diào)節(jié)的預(yù)期區(qū)域；確定所述多個發(fā)射機(jī)的多個權(quán)重；基于所述多個權(quán)重來組合所述多個已調(diào)節(jié)預(yù)期區(qū)域，以確定要被提供作為終端估計(jì)位置的組合預(yù)期區(qū)域。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，每個發(fā)射機(jī)的縮放因數(shù)基于終端處測得的發(fā)射機(jī)的接收信號強(qiáng)度或接收功率來確定。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，每個預(yù)期區(qū)域的權(quán)重基于與該預(yù)期區(qū)域相關(guān)的不確定性來確定。
36.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，組合多個預(yù)期區(qū)域包括基于相關(guān)的權(quán)重來加權(quán)所述多個預(yù)期區(qū)域的中心，組合經(jīng)加權(quán)的預(yù)期區(qū)域的中心以確定組合預(yù)期區(qū)域的中心，基于相關(guān)的權(quán)重來縮放所述多個預(yù)期區(qū)域，以及組合經(jīng)縮放的預(yù)期區(qū)域以確定組合預(yù)期區(qū)域。
37.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)是一CDMA網(wǎng)絡(luò)。
38.一種通信上耦合到數(shù)字信號處理設(shè)備(DSPD)的存儲器，其能解譯數(shù)字信號以接收多個發(fā)射機(jī)的標(biāo)識，所述標(biāo)識用于估計(jì)終端的位置；確定所述多個發(fā)射機(jī)的多個預(yù)期區(qū)域；以及組合所述多個發(fā)射機(jī)的多個預(yù)期區(qū)域以估計(jì)終端的位置。
39.一種無線通信網(wǎng)絡(luò)中的裝置，包括用于接收多個發(fā)射機(jī)的標(biāo)識的裝置，所述標(biāo)識用于估計(jì)終端的位置；用于確定所述多個發(fā)射機(jī)的多個預(yù)期區(qū)域的裝置；以及用于組合所述多個發(fā)射機(jī)的多個預(yù)期區(qū)域以估計(jì)終端位置的裝置。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于還包括基于相關(guān)的權(quán)重來加權(quán)所述多個預(yù)期區(qū)域的中心的裝置，組合預(yù)期區(qū)域經(jīng)加權(quán)的中心以確定組合預(yù)期區(qū)域的中心的裝置，基于相關(guān)的權(quán)重來縮放所述多個預(yù)期區(qū)域的裝置，以及組合經(jīng)縮放的預(yù)期區(qū)域以確定組合預(yù)期區(qū)域的裝置。
41.一種包括權(quán)利要求39所述裝置的終端。
42.一種包括權(quán)利要求39所述裝置的定位實(shí)體(PDE)。
全文摘要
用于估計(jì)無線終端位置的技術(shù)。在一方法中，首先接收要用來估計(jì)位置的多個發(fā)射機(jī)(例如BTS)的標(biāo)識。然后確定這些發(fā)射機(jī)的預(yù)期區(qū)域。與每個發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)的預(yù)期區(qū)域都表示假定來自該發(fā)射機(jī)的信號被終端接收則終端可能所處的區(qū)域。每個預(yù)期區(qū)域可以包括一位置(例如預(yù)期區(qū)域中心)，該位置可被用作終端所估計(jì)的位置以及與該所估計(jì)位置相關(guān)聯(lián)的不確定性(或差錯估計(jì))。然后組合發(fā)射機(jī)的預(yù)期區(qū)域(例如基于加權(quán)平均)以確定組合預(yù)期區(qū)域，組合預(yù)期區(qū)域然后被提供作為終端位置的估計(jì)。
文檔編號H04W64/00GK1682564SQ03822418
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
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