專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)延遲的估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為確定移動(dòng)臺(tái)的位置，對(duì)在移動(dòng)臺(tái)處接收的來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中特定網(wǎng)絡(luò)元件的信號(hào)的延遲進(jìn)行估計(jì)的方法。本發(fā)明還涉及移動(dòng)臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件和通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)臺(tái)的位置可以通過(guò)定位過(guò)程來(lái)確定，例如通過(guò)作為位置服務(wù)一部分的定位過(guò)程來(lái)確定。
蜂窩系統(tǒng)中的位置服務(wù)是根據(jù)對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中不同網(wǎng)絡(luò)元件向待確定位置的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的信號(hào)延遲的確定。在視距傳輸?shù)那闆r下，信號(hào)的延遲直接取決于移動(dòng)臺(tái)和各個(gè)發(fā)射網(wǎng)絡(luò)元件間的距離。
相比一般的通信服務(wù)，位置服務(wù)針對(duì)信號(hào)的獲取提出了其它需求，特別是對(duì)于利用脈沖響應(yīng)信息進(jìn)行延遲估計(jì)的查找處理(fingersearching)。
對(duì)于一般的通信服務(wù)，最強(qiáng)的信號(hào)是最受關(guān)注的。因此搜索能通過(guò)提取脈沖響應(yīng)的峰值來(lái)實(shí)現(xiàn)。相反，對(duì)于位置服務(wù)，其目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)最初到達(dá)的信號(hào)，如果可以得到的話，最好是視距信號(hào)。
對(duì)于一般的通信服務(wù)，覆蓋范圍也不同，因?yàn)橹挥袕姆?wù)網(wǎng)絡(luò)元件發(fā)來(lái)的信號(hào)才是必須要獲取的。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件是給移動(dòng)終端當(dāng)前所在的小區(qū)提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)元件。因而對(duì)于一般的通信服務(wù)，延遲輪廓主要取決于網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)大小。相反，對(duì)于位置服務(wù)，覆蓋范圍取決于服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的大小，因?yàn)樾枰蓙?lái)自多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的信號(hào)來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)的確切位置。
舉例說(shuō)明，圖1顯示了具有服務(wù)基站BSs的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，該服務(wù)基站BSs作為六角形的服務(wù)小區(qū)10中的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件。當(dāng)前位置待定的移動(dòng)臺(tái)MS處于該服務(wù)小區(qū)10中。服務(wù)小區(qū)10被六個(gè)另外的六角形小區(qū)11所環(huán)繞，這六個(gè)小區(qū)由構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)元件的緊鄰的基站BSn提供服務(wù)。距移動(dòng)臺(tái)MS仍然很遠(yuǎn)的其它基站可能也必須額外考慮進(jìn)來(lái)。
為位置服務(wù)而檢測(cè)延遲信號(hào)的搜索過(guò)程通常是在從不同網(wǎng)絡(luò)元件接收到的信號(hào)的脈沖響應(yīng)中實(shí)現(xiàn)的。搜索可以利用從零延遲開(kāi)始的校正過(guò)程來(lái)執(zhí)行，例如利用匹配濾波器。延遲隨即增加直到發(fā)現(xiàn)響應(yīng)。延遲能通過(guò)例如所接收信號(hào)的脈沖響應(yīng)輪廓中的邊沿檢測(cè)來(lái)估計(jì)。脈沖響應(yīng)輪廓的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于信號(hào)波形的寬度。因此，邊沿搜索是從信號(hào)的某一位置開(kāi)始，比較采樣數(shù)據(jù)的幅值和預(yù)定義的閾值。另一方面，閾值必須設(shè)置得足夠高以避免噪聲的峰值被檢測(cè)成信號(hào)邊沿，從而產(chǎn)生誤警。另一方面，閾值必須設(shè)置得足夠低以保證即使信號(hào)的強(qiáng)度十分微弱也能檢測(cè)出信號(hào)邊沿。
原則上，脈沖響應(yīng)的長(zhǎng)度應(yīng)該足夠長(zhǎng)以覆蓋可能的最大延遲。但是，從延遲信號(hào)的搜索過(guò)程可知，搜索范圍的長(zhǎng)度通常影響獲取信號(hào)時(shí)的誤警率。搜索范圍越長(zhǎng)，誤警率越高。對(duì)于位置服務(wù)，問(wèn)題甚至更嚴(yán)重，因?yàn)閷?duì)于相鄰網(wǎng)絡(luò)元件部分信號(hào)非常微弱并且噪聲較高，而延遲卻更大。多數(shù)噪聲是當(dāng)獲取相鄰網(wǎng)絡(luò)元件時(shí)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件造成的干擾。
在其它基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位過(guò)程中可能發(fā)生類(lèi)似的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是在確定移動(dòng)臺(tái)位置時(shí)降低誤警率和得到高獲取概率。
利用如下方法實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目標(biāo)。該方法是一種為確定移動(dòng)臺(tái)的位置，對(duì)在移動(dòng)臺(tái)處接收的來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中特定網(wǎng)絡(luò)元件的信號(hào)的延遲進(jìn)行估計(jì)的方法，該方法包括在搜索窗口內(nèi)估計(jì)延遲，搜索窗口根據(jù)特定網(wǎng)絡(luò)元件可獲得的位置信息以及移動(dòng)臺(tái)到至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件間已知的距離來(lái)確定。所估計(jì)的來(lái)自特定網(wǎng)絡(luò)元件的信號(hào)的延遲和到該特定網(wǎng)絡(luò)元件的距離是相應(yīng)的。
本發(fā)明目標(biāo)的進(jìn)一步通過(guò)相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)。該移動(dòng)臺(tái)包括為確定移動(dòng)臺(tái)的位置，接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的信號(hào)的裝置以及使用各個(gè)確定的搜索窗口確定接收的信號(hào)的延遲的裝置。移動(dòng)臺(tái)還包括接收針對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的搜索窗口的指示的裝置，或者根據(jù)前面提到的方法來(lái)確定搜索窗口本身的裝置。
本發(fā)明目標(biāo)可以同樣地用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件實(shí)現(xiàn)，該網(wǎng)絡(luò)元件包括為確定移動(dòng)臺(tái)位置用于向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)的裝置。該網(wǎng)絡(luò)元件還包括根據(jù)前述方法為網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件確定搜索窗口的裝置，以及在確定的搜索窗口向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信息的裝置?；蛘呔W(wǎng)絡(luò)元件還包括檢索關(guān)于至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件的位置信息，并將位置信息發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)的裝置。網(wǎng)絡(luò)單元可以是例如無(wú)線接入網(wǎng)的基站。
最后，本發(fā)明目標(biāo)可以通過(guò)一種通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該通信系統(tǒng)包括用于發(fā)送信號(hào)以確定移動(dòng)臺(tái)位置的至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件，至少一個(gè)移動(dòng)臺(tái)，它具有根據(jù)搜索窗口確定接收到的信號(hào)的延遲的裝置；和根據(jù)前述方法用來(lái)確定搜索窗口的裝置。后面的裝置可以包含在移動(dòng)臺(tái)或網(wǎng)絡(luò)元件中。
本發(fā)明源于這樣的想法，就是為了在獲取時(shí)降低誤警率，搜索范圍能通過(guò)在脈沖響應(yīng)輪廓中放置搜索窗口來(lái)限定。當(dāng)?shù)街辽僖粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的距離已知，并可獲得距離待定的特定網(wǎng)絡(luò)元件的進(jìn)一步幾何信息時(shí)，搜索窗口能基于該信息被限制。幾何信息可以是特定網(wǎng)絡(luò)元件精確的位置或是和已知位置相關(guān)的位置信息?？色@得的信息可特別地用來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)到特定網(wǎng)絡(luò)單元的最小和最大距離，從而確定由該特定網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)送信號(hào)的可能的最小和最大延遲。搜索窗口能由此選定從而可以搜索到以這個(gè)最小和最大延遲之間的延遲到達(dá)的信號(hào)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是例如位置服務(wù)中在確定移動(dòng)臺(tái)位置時(shí)降低了誤警率并提高了獲取概率。另外，噪聲分量的量也減少了，如減少為一半。
此外，本發(fā)明還能夠獲取較微弱的信號(hào)，因此能獲得更多的網(wǎng)絡(luò)元件。這也實(shí)現(xiàn)了更精確的定位。
本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)是依靠減小搜索范圍，匹配過(guò)濾器的操作和搜索操作都要比已知的解決方案快。與常規(guī)位置服務(wù)中信號(hào)獲取過(guò)程中使用的搜索范圍相比，通過(guò)使用提出的搜索窗口，搜索范圍可以減小如50％。
通過(guò)隨附的權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式變得更明顯。
在本發(fā)明的一個(gè)特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，移動(dòng)臺(tái)到一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件間單一的已知距離能用來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)元件的搜索窗口。例如，已知的距離能由移動(dòng)臺(tái)目前所處小區(qū)的邊界和為該小區(qū)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)元件間的最大距離給定。適合于所有特定網(wǎng)絡(luò)元件的搜索窗口可以具有相應(yīng)于該最大距離的兩倍的長(zhǎng)度。這樣搜索窗口只需根據(jù)每個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)元件的相對(duì)位置改變。
但是，可有利地利用有關(guān)可獲得距離的更詳細(xì)的信息。當(dāng)已經(jīng)獲得服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件時(shí)，已知距離可以是移動(dòng)臺(tái)到服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件間的確定距離。當(dāng)?shù)街辽賰蓚€(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件的距離已經(jīng)被估計(jì)出來(lái)時(shí)，到所有這些網(wǎng)絡(luò)元件的距離可以被考慮進(jìn)來(lái)以確定搜索窗口。搜索窗口能被特定地選擇，使之能覆蓋以各自確定的距離為半徑，環(huán)繞著已獲得的網(wǎng)絡(luò)元件的所有圓環(huán)的交叉點(diǎn)。為了激活特定的小搜索窗口，搜索窗口能被分為至少兩個(gè)子窗口，每個(gè)子窗口覆蓋各自的交叉點(diǎn)。
為了保證第二種方法的可靠性，優(yōu)選地是首先確定來(lái)自較近的網(wǎng)絡(luò)元件或來(lái)自那些提供較強(qiáng)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)元件的信號(hào)的延遲。當(dāng)把對(duì)第二目標(biāo)的參數(shù)值估計(jì)建立在基于對(duì)第一目標(biāo)得到的參數(shù)值估計(jì)上，并且第一目標(biāo)參數(shù)值不可靠時(shí)，該方法不收斂。在提出的方法中，最可靠的對(duì)象應(yīng)該是服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件，其次是各個(gè)最近的網(wǎng)絡(luò)元件或提供最強(qiáng)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)元件。
在本發(fā)明的另一具體實(shí)施方式
中，為發(fā)送信號(hào)，特定網(wǎng)絡(luò)元件的覆蓋范圍和特定網(wǎng)絡(luò)元件使用的功率等級(jí)也被額外考慮進(jìn)來(lái)以確定搜索窗口。
有利地，搜索窗口不僅用來(lái)限定對(duì)接收信號(hào)的延遲的搜索范圍，而且用來(lái)為接收到的信號(hào)設(shè)置信號(hào)強(qiáng)度的閾值。搜索窗口越小，為得到相同的誤警率和相同獲取概率的閾值就越低。
本發(fā)明適用于任何類(lèi)型的通過(guò)空中接口發(fā)送信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)，例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線臺(tái)網(wǎng)絡(luò)等。相應(yīng)地，本發(fā)明適用于任何蜂窩系統(tǒng)，例如在GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))、CDMA(碼分多址)和/或GPRS(通用分組無(wú)線系統(tǒng))系統(tǒng)中，并且同樣適用于使用非蜂窩網(wǎng)絡(luò)的任何系統(tǒng)。此外，它能用于任何類(lèi)型的定位，例如利用OTD(觀察時(shí)間差別)的服務(wù)。


從下面參照附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明其它的目標(biāo)和特點(diǎn)將變得更清晰。其中圖1顯示了蜂窩通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)；圖2指明了在蜂窩通信系統(tǒng)中的不同距離；圖3a)-c)和圖2一起示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的原理；圖4是個(gè)流程圖，示出按照本發(fā)明的方法的具體實(shí)施方式
；圖5示出圖4的流程圖中的第一個(gè)步驟；圖6是個(gè)圖表，顯示了對(duì)不同搜索窗口大小的誤警率的仿真結(jié)果；和圖7是個(gè)圖表，顯示了對(duì)不同搜索窗口大小的獲取概率的仿真結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
圖1在上面已經(jīng)描述過(guò)了。
圖2和3a-3c通過(guò)示例示出應(yīng)用于蜂窩通信系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的方法的原理。通信系統(tǒng)包括移動(dòng)臺(tái)和有多個(gè)小區(qū)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)小區(qū)都通過(guò)另外的基站提供服務(wù)。通信系統(tǒng)能提供某種位置服務(wù)。目前，移動(dòng)臺(tái)的位置將通過(guò)這些位置服務(wù)來(lái)確定。
圖2指明了通信系統(tǒng)中的各種距離。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)小區(qū)20、21、22被放置在一排上。描繪了一條平行于該行的直線，把不同的字母O、A至E、...、X關(guān)聯(lián)于通信系統(tǒng)中不同的位置。位置A至D與各自的相鄰位置間是等距的。
移動(dòng)臺(tái)MS位于服務(wù)小區(qū)20中。服務(wù)小區(qū)20從位置O延伸到位置B。給服務(wù)小區(qū)20提供服務(wù)的服務(wù)基站BS0位于該小區(qū)20的中心位置A。第一相鄰小區(qū)21從位置B延伸到位置D。給小區(qū)21提供服務(wù)的基站BS1位于小區(qū)21的中心位置C。第二相鄰小區(qū)BS2開(kāi)始于位置D并且延伸過(guò)位置E。給服務(wù)小區(qū)22提供服務(wù)的服務(wù)基站BS2位于該小區(qū)22的中心位置E。更多的基站可以據(jù)此類(lèi)推并最多擴(kuò)展到位置X。通過(guò)基站BS0、BS1、BS2發(fā)送的信號(hào)的脈沖響應(yīng)輪廓的整個(gè)長(zhǎng)度覆蓋了從位置0到位置X的距離。
現(xiàn)在移動(dòng)臺(tái)MS確定到每個(gè)基站BS0、BS1、BS2的距離，來(lái)估計(jì)它的當(dāng)前位置。
服務(wù)基站BS0在位置服務(wù)的測(cè)量開(kāi)始之前是已知的。服務(wù)基站BS0知道它自身的位置和小區(qū)大小，而且還知道其它基站BS1、BS2的位置和覆蓋范圍。
假設(shè)在移動(dòng)臺(tái)MS和服務(wù)基站BS0間進(jìn)行著通信。在通信期間，服務(wù)基站BS0向移動(dòng)臺(tái)MS發(fā)送幾何信息和基站的小區(qū)大小及覆蓋范圍信息。對(duì)于小區(qū)大小和覆蓋范圍，能提供例如指示從基站到小區(qū)的各個(gè)邊界間的最大距離或者覆蓋區(qū)域。
基于接收到的信息，移動(dòng)臺(tái)MS隨即針對(duì)每個(gè)它可能會(huì)接收信號(hào)的基站BS0、BS1、BS2確定專(zhuān)用搜索窗口。
得到的搜索窗口表示在圖3a至3c中。每個(gè)圖都顯示了具有O和|OX|間脈沖響應(yīng)延時(shí)的時(shí)間線。|OX|是信號(hào)經(jīng)過(guò)位置0到位置X的傳輸路徑的延遲。
對(duì)于服務(wù)基站BS0本身，搜索范圍必須覆蓋從位置O到A為半徑的圓形區(qū)域，因?yàn)橐阎苿?dòng)臺(tái)MS是位于服務(wù)小區(qū)20中的。移動(dòng)臺(tái)MS從而確定了包含從零到延遲|OX|的延遲的搜索窗口，這是在O到A的距離上沿直線路徑所需的傳播時(shí)間。服務(wù)基站BS0的搜索窗口在圖3a中指示出。在獲取服務(wù)基站BS0時(shí)，位于該脈沖響應(yīng)范圍之外的所有組件被移動(dòng)臺(tái)MS排除在外。
由于移動(dòng)臺(tái)MS位于服務(wù)小區(qū)20中，此外，已知基站BS1和移動(dòng)臺(tái)MS間的最小距離是位置B和C間的距離，并且基站BS1和移動(dòng)臺(tái)MS間的最大距離是位置O和C間的距離。基站BS1的搜索窗口因此被確定，該窗口覆蓋了相應(yīng)的延遲|OA|到|OC|，這里延遲|OA|和延遲|BC|相等。該搜索窗口在圖3b中指示出。
由于已知移動(dòng)臺(tái)MS是位于服務(wù)小區(qū)20中的，此外，基站BS2和移動(dòng)臺(tái)MS間的最小距離已知是位置B和E間的距離，并且基站BS2和移動(dòng)臺(tái)MS間的最大距離已知是位置O和E間的距離?；綛S2的搜索窗口因此被確定，該窗口覆蓋了相應(yīng)的延遲|OC|到|OE|，這里延遲|OC|和延遲|BE|相等。該搜索窗口在圖3c中指示出。
搜索窗口能進(jìn)一步通過(guò)在相鄰基站BS1、BS2的覆蓋范圍中可獲得的信息來(lái)限定。例如，如果移動(dòng)臺(tái)MS獲悉基站BS2的覆蓋范圍只有A-E的半徑，搜索范圍能進(jìn)一步限定在從A到B，并且搜索窗口相應(yīng)于從|OC|到|OD|的延遲。
在描述的示例中，移動(dòng)臺(tái)MS基于從服務(wù)基站BS0接收到的消息來(lái)確定搜索窗口。作為選擇，服務(wù)基站BS0能為每個(gè)基站BS0、BS1、BS2確定搜索窗口，并且只向移動(dòng)臺(tái)MS提供這些搜索窗口的消息。
在每個(gè)示例中，移動(dòng)臺(tái)MS通過(guò)在接收到信號(hào)的脈沖響應(yīng)輪廓中放置確定的搜索窗口，并通過(guò)在該搜索窗口內(nèi)執(zhí)行邊沿檢測(cè)，來(lái)估計(jì)從不同基站BS0、BS1、BS2到達(dá)的信號(hào)的延遲。從所估計(jì)的延遲，移動(dòng)臺(tái)MS計(jì)算到基站BS0、BS1、BS2的各個(gè)距離?？梢约俣ㄒ苿?dòng)臺(tái)MS當(dāng)前的位置是以這些各個(gè)確定的距離，位于環(huán)繞著基站BS0、BS1、BS2的圓的交叉點(diǎn)上。
使用所提出的方法，搜索范圍縮短了，因此在獲取時(shí)誤警率降低。當(dāng)假定小區(qū)大小一樣，和傳統(tǒng)的方法相比，象圖2和3顯示的示例對(duì)于基站BS1搜索范圍縮小了大約1/3，對(duì)于基站BS2縮小了大約3/5。
當(dāng)然，實(shí)際上小區(qū)覆蓋范圍相互重疊并且小區(qū)的大小和形狀也不一樣。盡管如此，搜索窗口能由移動(dòng)臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)，以覆蓋為獲取類(lèi)似于上面描述的特定基站的所有可能的延遲。
圖4是個(gè)流程圖，闡述了根據(jù)本發(fā)明方法的具體實(shí)施方式
，對(duì)于蜂窩通信系統(tǒng)中的位置服務(wù)，它進(jìn)一步縮小了獲取相鄰基站的搜索范圍。
第一步，服務(wù)基站BS0向移動(dòng)臺(tái)MS提供蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)基站BS0和相鄰基站BSi的位置信息、服務(wù)基站BS0的最大小區(qū)半徑R0的指示和相鄰基站BSi覆蓋范圍的指示。
下一步，移動(dòng)臺(tái)MS象上面描述的那樣為服務(wù)基站BS0確定搜索窗口。服務(wù)基站BS0服務(wù)于最大半徑約為R0的小區(qū)。這樣，確定了的搜索窗口在大小上和搜索范圍R0相對(duì)應(yīng)。在獲取服務(wù)基站BS0之后，移動(dòng)臺(tái)MS隨即使用該搜索窗口來(lái)確定從服務(wù)基站BS0接收到的信號(hào)的延遲。移動(dòng)臺(tái)MS從該延遲能計(jì)算出到移動(dòng)臺(tái)MS目前所處的服務(wù)基站BS0的距離D0。圖5示出帶有服務(wù)基站BS0、半徑R0和確定的距離D0的蜂窩環(huán)境。
為了估計(jì)到其它基站BSi的距離，移動(dòng)臺(tái)MS綜合了接收到的幾何信息和已經(jīng)獲得的基站的信息。
移動(dòng)臺(tái)MS首先選擇最近的相鄰基站BS1。相鄰基站BS1以大約為R1的最大半徑服務(wù)于小區(qū)，該小區(qū)和由服務(wù)基站BS0提供服務(wù)的小區(qū)有部分重疊。
在參照?qǐng)D2和圖3給出的示例中，基站BS1的搜索范圍現(xiàn)在將大約是2R0。然而，已經(jīng)知道移動(dòng)臺(tái)MS位于環(huán)繞服務(wù)基站BS0的已定義圓環(huán)上，在圖5中用虛線指明。該圓環(huán)到服務(wù)基站BS0的距離是D0?；綛S1的搜索范圍可以被放置在D11和D12之間，D11與基站BS1和服務(wù)基站BS0間的距離減去D0相對(duì)應(yīng)，D12與相鄰的基站BS1和服務(wù)基站BS0間的距離加D0相對(duì)應(yīng)。
因此需要搜索范圍的長(zhǎng)度是2D0，它比圖2和圖3a-c示例中的范圍2R0小了很多。
移動(dòng)臺(tái)MS需要相鄰的基站BS1，使用接收到的搜索窗口來(lái)確定基站BS1接收到的信號(hào)延遲，并通過(guò)延遲確定到基站BS1的距離。
只要對(duì)到其它基站BSi的距離有需求，移動(dòng)臺(tái)MS就繼續(xù)選擇各個(gè)下一個(gè)最近相鄰基站BSi，并基于該基站的位置信息和移動(dòng)臺(tái)MS已獲得的位置信息來(lái)為基站BSi確定搜索窗口。
例如，在下一個(gè)迭代循環(huán)中，已經(jīng)獲取了兩個(gè)基站BS0、BS1，移動(dòng)臺(tái)MS到這些基站BS0、BS1的距離D0、D1也已經(jīng)確定。因此移動(dòng)臺(tái)MS一定是位于兩個(gè)環(huán)的交叉區(qū)域上，其中的一個(gè)環(huán)以半徑D0環(huán)繞基站BS0，另一個(gè)以半徑D1環(huán)繞基站BS1。當(dāng)搜索其它基站時(shí)，該信息能用來(lái)限定搜索窗口的大小，以覆蓋非常小的搜索范圍。搜索窗口能被特別地分成兩個(gè)子窗口，來(lái)覆蓋環(huán)繞圓環(huán)的兩個(gè)相交區(qū)域的兩個(gè)小的搜索區(qū)域。相鄰基站BSi的覆蓋范圍的指示能預(yù)先用來(lái)檢查來(lái)自各個(gè)相鄰基站BSi的信號(hào)是否能以足夠的信號(hào)強(qiáng)度到達(dá)移動(dòng)臺(tái)MS。
獲取的基站越多，所得到的移動(dòng)臺(tái)的位置信息就越精確。位置信息能被接著用來(lái)獲取另外的基站。誤警率能由此降低到最小。
圖6和7是圖表，呈現(xiàn)仿真的結(jié)果，來(lái)說(shuō)明按照本發(fā)明的方法所能獲得的改進(jìn)。
圖6示出超出設(shè)置的閾值的搜索范圍是150米、500米、1000米和5000米的誤警率。搜索范圍直接對(duì)應(yīng)于使用的搜索窗口的大小。專(zhuān)用的曲線近似地連接每個(gè)搜索范圍的仿真結(jié)果。閾值表示接收到的信號(hào)需要具有的強(qiáng)度，使之能被移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)到，并被標(biāo)注為從0.5到3.5的多個(gè)噪聲均值。誤警率是因?yàn)殚撝翟O(shè)得太低，那些被錯(cuò)誤地檢測(cè)為信號(hào)邊沿的噪聲峰值的比率。
在特定的噪聲環(huán)境下，閾值是按照期望的誤警率來(lái)設(shè)定的。在圖6中可以看到，搜索范圍越小，閾值就越低，這是為了達(dá)到相同的誤警率所必需的。例如，誤警率可能要求小于0.2。如果搜索范圍能限定到150米，則閾值設(shè)置應(yīng)該被設(shè)置高于大約1.8。相反，如果搜索范圍是2000米，閾值應(yīng)該設(shè)為高于2.6。這意味著對(duì)于更大的搜索范圍，信號(hào)的強(qiáng)度必須更高。這樣，更多的相鄰基站可以被考慮在根據(jù)本發(fā)明得到的帶有較小搜索窗口的位置服務(wù)中。
圖7顯示了對(duì)于搜索范圍是150米、500米、1000米和5000米的設(shè)置閾值，獲取的概率百分比。專(zhuān)用的曲線再一次近似地連接每個(gè)搜索范圍的仿真結(jié)果。假定信噪比是9dB。獲取概率一方面考慮檢測(cè)出正確信號(hào)的概率，另一方面考慮檢測(cè)出的信號(hào)不是噪聲信號(hào)的概率。因?yàn)閮烧咭韵喾吹姆绞揭揽克x擇的閾值，得到的曲線有最大值并由此標(biāo)示出最佳的閾值。
就象在圖7中看到的那樣，當(dāng)搜索范圍縮小時(shí)，信號(hào)獲取概率提高。例如，如果搜索范圍是150米，最大獲取概率能達(dá)到大約85％，而如果搜索范圍是2000米時(shí)，最大獲取概率將只能是大約67％。這樣，通過(guò)縮小搜索范圍得到的好處是顯而易見(jiàn)的。
應(yīng)該注意到，所描述的具體實(shí)施方式
僅構(gòu)成從本發(fā)明的多種可能實(shí)施方式中選擇出的幾種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種為確定移動(dòng)臺(tái)(MS)的位置，對(duì)在所述移動(dòng)臺(tái)(MS)處接收的來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中特定網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)的信號(hào)的延遲進(jìn)行估計(jì)的方法，所述方法包括在搜索窗口內(nèi)估計(jì)所述延遲，所述搜索窗口根據(jù)所述特定網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)可獲得的位置信息以及所述移動(dòng)臺(tái)(MS)到至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1)間已知的距離來(lái)確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件包括為所述移動(dòng)臺(tái)(MS)當(dāng)前位于的服務(wù)小區(qū)(20)提供服務(wù)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)，其中所述服務(wù)小區(qū)(20)的邊界到所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)的最大距離限定了所述移動(dòng)臺(tái)(MS)到所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)的已知距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件包括為所述移動(dòng)臺(tái)(MS)當(dāng)前位于的服務(wù)小區(qū)提供服務(wù)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)，其中所述已知距離是所述移動(dòng)臺(tái)(MS)到所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)的距離(D0)，其根據(jù)對(duì)從所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)來(lái)的信號(hào)的延遲測(cè)量確定。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件包括至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1)，到這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件各自的距離已根據(jù)從所述至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1)來(lái)的信號(hào)的延遲測(cè)量確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中選擇所述搜索窗口，使得所述搜索窗口覆蓋所有圓環(huán)的交叉點(diǎn)，所述圓環(huán)以各自確定的距離為半徑環(huán)繞著所述的至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述搜索窗口被分為至少兩個(gè)子窗口，每個(gè)所述子窗口覆蓋各自的交叉點(diǎn)。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中按照至少兩個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)到所述移動(dòng)臺(tái)(MS)的距離排序，從和所述移動(dòng)臺(tái)(MS)最近的網(wǎng)絡(luò)元件(BS1)開(kāi)始，確定針對(duì)所述至少兩個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)的各自的搜索窗口。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中按照所述網(wǎng)絡(luò)元件發(fā)送的信號(hào)在所述移動(dòng)臺(tái)處的信號(hào)強(qiáng)度排序，從提供最強(qiáng)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)元件開(kāi)始，確定針對(duì)所述至少兩個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)元件的搜索窗口。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，為了進(jìn)一步限定所述的搜索窗口，其中所述特定網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)的覆蓋范圍被考慮進(jìn)來(lái)。
10.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，還包括根據(jù)確定的搜索窗口大小確定閾值，所述閾值限定了要對(duì)延遲進(jìn)行估計(jì)的所述移動(dòng)臺(tái)所接收到的信號(hào)的最小信號(hào)強(qiáng)度。
11.一種移動(dòng)臺(tái)(MS)，包括為確定所述移動(dòng)臺(tái)(MS)的位置，接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1、BS2)的信號(hào)的裝置，根據(jù)前面權(quán)利要求之一來(lái)確定搜索窗口的裝置，以及包括使用各個(gè)確定的搜索窗口確定接收的信號(hào)的延遲的裝置。
12.一種移動(dòng)臺(tái)(MS)，包括為確定所述移動(dòng)臺(tái)(MS)的位置，接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1、BS2)的信號(hào)和接收針對(duì)每個(gè)所述網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1、BS2)的搜索窗口的指示的裝置，以及包括使用各個(gè)搜索窗口確定接收的信號(hào)的延遲的裝置。
13.一種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)，包括為確定移動(dòng)臺(tái)(MS)位置用于向所述移動(dòng)臺(tái)(MS)發(fā)送信號(hào)的裝置，根據(jù)權(quán)利要求1到10之一為所述網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)確定搜索窗口的裝置，以及在所述確定的搜索窗口向所述移動(dòng)臺(tái)(MS)發(fā)送信息的裝置。
14.一種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件(BS0)，包括為確定移動(dòng)臺(tái)(MS)位置用于向所述移動(dòng)臺(tái)(MS)發(fā)送信號(hào)的裝置，以及檢索關(guān)于至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)元件(BS1、BS2)的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送到所述移動(dòng)臺(tái)(MS)的裝置。
15.一種通信系統(tǒng)包括-至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1)，用于發(fā)送信號(hào)以確定移動(dòng)臺(tái)(MS)的位置；-至少一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(MS)，它具有根據(jù)搜索窗口確定接收到的信號(hào)的延遲的裝置；和-根據(jù)權(quán)利要求1到10之一確定搜索窗口的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的通信系統(tǒng)，其中所述的用于確定搜索窗口的裝置包括在所述至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件(BS0、BS1)中的至少一個(gè)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的通信系統(tǒng)，其中所述的用于確定搜索窗口的裝置包含在所述的至少一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(MS)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為確定移動(dòng)臺(tái)MS的位置，對(duì)在所述移動(dòng)臺(tái)處接收的來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中特定網(wǎng)絡(luò)元件BS
文檔編號(hào)H04W64/00GK1860817SQ02829981
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者秦正迪 申請(qǐng)人:諾基亞公司