專利名稱：改進無線定位系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位置信息提供系統(tǒng)，特別地，涉及借助于與諸如蜂窩通信系統(tǒng)或其它為其用戶提供移動性的通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)相關(guān)的元素提供位置信息。
背景技術(shù)：
蜂窩電信系統(tǒng)是基于無線訪問實體和/或無線服務(wù)區(qū)域的使用的通信系統(tǒng)。通常，訪問實體指小區(qū)。蜂窩電信系統(tǒng)的例子包括諸如GSM(全球移動通信系統(tǒng))或各類基于GSM的系統(tǒng)(例如GPRS通用分組無線業(yè)務(wù))、AMPS(美國移動電話系統(tǒng))、DAMPS(數(shù)字AMPS)、WCDMA(寬帶碼分多址)、在UMTS(通用移動電信系統(tǒng))中的TDMA/CDMA(時分多址/碼分多址)、CDMA-2000和i-Phone等的標(biāo)準(zhǔn)。
在蜂窩系統(tǒng)中，基地收發(fā)信臺(BTS)提供了在小區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)通過空中接口或無線接口服務(wù)移動站(MS)或類似的無線用戶設(shè)備(UE)的無線通信設(shè)備。因為小區(qū)的大概尺寸和形狀是已知的，所以可能將小區(qū)聯(lián)系至一個地理上的區(qū)域。每個小區(qū)都能夠被適當(dāng)?shù)目刂破餮b置控制。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的元素能夠被用來提供關(guān)于移動站和其用戶的位置信息。更特別地，因為蜂窩電信系統(tǒng)知道移動站當(dāng)前聯(lián)系的小區(qū)，小區(qū)或類似的地理上受限的服務(wù)區(qū)域就使得蜂窩電信系統(tǒng)至少產(chǎn)生了一個粗略的關(guān)于移動站的當(dāng)前地理位置的位置信息估計。因而，從小區(qū)的位置推斷出移動站在給定時刻可能的地理區(qū)域是可能的。當(dāng)移動站處于被訪問網(wǎng)絡(luò)或“外地”網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域中時，此信息也是可用的。被訪問網(wǎng)絡(luò)可能能夠?qū)⒁苿诱镜奈恢眯畔魉突乇镜鼐W(wǎng)絡(luò)，例如以支持定位服務(wù)或為了呼叫路由和收費的目的。
定位服務(wù)特性可以由諸如定位服務(wù)器的單獨的網(wǎng)絡(luò)元素提供，所述定位服務(wù)器從至少一個系統(tǒng)控制器接收位置信息。如果不做更進一步地計算和/或近似，這以一個小區(qū)的精確性提供位置。換言之，此計算表明移動站處于(或至少曾經(jīng)處于)某小區(qū)的覆蓋區(qū)域內(nèi)。
然而，可能要求關(guān)于移動站地理位置的更精確信息。例如，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)已經(jīng)強制要求無線服務(wù)商提供能夠定位正在呼叫緊急號碼的無線電話用戶的定位技術(shù)。盡管FCC的規(guī)定是針對緊急呼叫者的定位，移動系統(tǒng)的其它(商業(yè)或非商業(yè))用途，例如艦隊管理、與位置相關(guān)的計費、廣告和信息提供或者導(dǎo)航應(yīng)用等，也可能發(fā)現(xiàn)更精確的位置信息是有用的。作為定位服務(wù)的估計價值的例子，可以參考由“Strategis Group”完成的調(diào)查報告，所述調(diào)查報告聲稱基于定位的服務(wù)在2005年度在全世界將創(chuàng)造超過160億美金的收入。
可以使用測量結(jié)果提高定位的精度，所述的測量結(jié)果定義了由移動站發(fā)往基站的無線信號的傳播時間(或傳播時間差)。更精確的位置信息可以例如通過從范圍或范圍差(RD)測量計算地理位置得到。所有使用范圍差測量的方法也可以被稱為TDOA(到達時間差)方法(在算術(shù)上，RD＝c*TDOA，其中c是信號傳播速度)。在這里提及觀測時間差(OTD)、E-OTD(增強OTD)和TOA(到達時間)作為基于RD測量的技術(shù)的例子。
TOA(到達時間)與E-OTD之間的區(qū)別在于在TOA中，移動站發(fā)送信號，網(wǎng)絡(luò)進行測量；而在E-OTD中，網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信號，移動站測量它們。移動站被配備了適當(dāng)?shù)哪軌蛱峁┬畔⒌脑O(shè)備和軟件，基于這些信息可以確定移動站的位置。移動站可以通過基站將信息傳送至與可以按照預(yù)定的方式使用此信息的適當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元素。
也可以基于其它來源構(gòu)成RD測量，舉例說明，根據(jù)GPS(全球定位系統(tǒng))的偽范圍測量。
該測量是由多個(最好至少三個)覆蓋移動站當(dāng)前所處的區(qū)域的基站完成的。由每個基站完成的測量給出了基站與移動站之間的距離(范圍)或者移動站與兩個基站之間的距離差(范圍差)。每個范圍測量產(chǎn)生了一個圓周，該圓周以測量基站為中心，移動站被確定處于圓周的交點上。每個由兩個基站完成的范圍差測量創(chuàng)建一條雙曲線(不是在范圍測量中的圓周)。這樣，如果范圍差被用于位置計算，雙曲線的交點就被確定了。在理想情況和沒有測量誤差的情況下，圓周或雙曲線的交點可以明確地確定移動站的位置。
原則上，在雙曲線情況中兩條雙曲線(也就是從三個不同站點測量)，以及在圓周情況中兩個圓周(也就是從兩個不同站點測量)，對位置估計都足夠了。但是，圓周/雙曲線可能相交兩次，這就意味著，在理想情況下，除非一些先前的足以拒絕錯誤解答的信息是可用的，為了明確的解答就需要從再一個站點測量。
測量很少在理想情況下完成，實際上總是包括一些誤差度。舉例來說，誤差可能由阻塞發(fā)射站和接收站之間直接無線傳播路徑而引起。現(xiàn)已知道這種非視線(NLOS，non-line of sight)現(xiàn)象是位置定位中的主要誤差源之一，因為它使得移動站看起來離基站比實際距離更遠。例如，在密集的城市環(huán)境中，幾個障礙物可能使得移動站反復(fù)地和/或連續(xù)地與一個或多個基站丟失直接的視線。NLOS導(dǎo)致了，為了繞過所有的障礙物，無線信號在發(fā)送站和接收站之間必須傳播的增加的路徑長度。反射和衍射也可以產(chǎn)生誤差。這樣，如果直接路徑被阻塞，第一個到達的波可能傳播了幾百米的額外路徑長度。不正確的位置信息也可能由多徑傳播、同步誤差、測量誤差、在RTT(往返時間)中的誤差等導(dǎo)致。所以，如果使用三個或更多的圓周/雙曲線進行位置估計，這些圓周或雙曲線可能由于測量誤差而不在同一點相交。由于測量誤差，這些圓周/雙曲線根本就不相交也是可能的。
用于商業(yè)和緊急服務(wù)的基于定位的服務(wù)的實現(xiàn)是基于這樣的假設(shè)蜂窩定位的具有經(jīng)濟的和可靠的方法即將成為可行。當(dāng)前的蜂窩定位方法的問題是該方法所能達到的定位精度。為定位方法估計定位精度的通用方法提供了在67％和95％的情況下的誤差限度。
為了滿足聯(lián)邦通信委員會(FCC)E911phase II的要求，增強的觀測時間差(E-OTD)定位方法已經(jīng)被不同的運營商選擇為定位方法。FCC緊急號碼911(E911)Phase II要求為支持E-OTD的移動站手持機的自動位置識別(ALI)目的的定位誤差在67％的情況下必須小于100米，在95％的情況下必須小于300米。
因而，有必要提高基于借助于移動電信設(shè)備產(chǎn)生的位置測量數(shù)據(jù)的位置計算的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例致力于解決上面的一個或幾個問題。
依據(jù)一個方面，提供了一個提供關(guān)于通信系統(tǒng)移動用戶位置的信息的方法。該方法包含為了提供位置計算功能的輸入數(shù)據(jù)而進行測量，分析測量以識別可疑的測量，決定選擇哪些測量為位置計算功能使用，以及基于選定的測量為移動用戶計算位置估計。
借助于選擇數(shù)據(jù)，可以減少，甚至消除可疑測量的影響。減少可疑測量的影響可以通過完全拒絕可疑測量結(jié)果，或者減少可疑測量結(jié)果在位置計算中的權(quán)重而實現(xiàn)。
定位系統(tǒng)包括控制器，其被配置成控制至少一個基站。定位服務(wù)節(jié)點被配置成為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量。接口被配置成接收關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量，并且將關(guān)于地理位置信息的測量傳送至定位設(shè)備。定位設(shè)備被配置成基于關(guān)于地理位置的測量確定位置估計?？梢蓽y量識別器被配置成通過分析測量與位置估計之間的差異識別可疑測量。
向通信系統(tǒng)中用戶提供位置信息的方法。該方法包含控制至少一個基站，為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量，接收至少一個移動站的地理位置信息的測量，傳送地理位置信息的測量至用于提供定位服務(wù)的定位設(shè)備，基于地理位置的測量確定位置估計，以及通過分析測量與位置估計之間的差異識別可疑測量。
定位系統(tǒng)包含控制至少一個基站的控制設(shè)備，為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量的第一提供設(shè)備，接收關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量的接收設(shè)備，發(fā)送地理位置信息至用于定位服務(wù)的定位設(shè)備的發(fā)送設(shè)備，基于地理位置的測量確定位置估計的確定設(shè)備，以及通過分析測量與位置估計之間的差異識別可疑測量的識別設(shè)備。
本發(fā)明的實施例可以提高位置確定的精度。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考作為例子的附圖，其中圖一顯示了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的環(huán)境。
圖二是表示依據(jù)本發(fā)明實施例的操作的流程圖。
圖三是圖解本發(fā)明實施例的操作的流程圖。
圖四是圖解本發(fā)明實施例的操作的流程圖。
具體實施例方式
在更加詳細地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例之前，參考圖一，圖一是蜂窩系統(tǒng)的一些組件的簡化表示。更特別地，圖一顯示了一個結(jié)構(gòu)，其中三個基站4、5和6提供了蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)的三個無線覆蓋區(qū)域或小區(qū)。
基站4到6中每一個被設(shè)置為通過無線通信向移動用戶設(shè)備(UE)，也就是移動站(MS)7發(fā)送信號和從其接收信號。同樣地，移動站7能夠向基站發(fā)送信號和從其接收信號。盡管為了簡潔起見在圖一中僅顯示了一個移動站7，應(yīng)該認識到多個移動站可以與每個基站通信。
蜂窩系統(tǒng)為其用戶提供了移動性。換言之，移動站7能夠從一個小區(qū)覆蓋區(qū)域移動至另一個小區(qū)覆蓋區(qū)域。因而，當(dāng)移動站自由地從一個位置(基站覆蓋區(qū)域或小區(qū))移動至另一個位置(至另一個小區(qū))時，移動站7的位置隨時間而變化，在同一小區(qū)內(nèi)也是這樣。
應(yīng)該認識到此展示是高度示意化的，實際實現(xiàn)中基站的數(shù)量可能多很多。一個小區(qū)可以包括不止一個基站站點?；狙b置或站點也可以提供不止一個小區(qū)。小區(qū)的這些特性取決于實現(xiàn)和環(huán)境。
基站4到6中每一個都由適當(dāng)?shù)目刂破鞴δ?控制?？刂破鞴δ芸梢杂扇魏芜m當(dāng)?shù)目刂破魈峁?。可以在每個基站中提供控制器，或者控制器能夠控制多個基站?，F(xiàn)已知道這樣的解決方案其中在單獨的基站中以及在用于控制多個基站的無線接入網(wǎng)絡(luò)級中提供控制器。因而，應(yīng)該認識到控制器實體的名稱、位置和數(shù)量取決于系統(tǒng)。例如，UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)可以使用被稱之為無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)的控制器節(jié)點。在GSM中，相應(yīng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器實體被稱之為基站控制器(BSC)。
上面提及的兩個系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)可以配置有被稱之為移動交換中心(MSC)的控制器實體。還注意到在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中通常提供不止一個控制器。
在此說明書中，所有可能的控制器都由圖一的控制器元素8表示?？刂破?可以通過相配的接口裝置連接至其它的適當(dāng)元素，諸如另一個移動交換中心(MSC)和/或服務(wù)的通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(serving general packet radio service support nodeSGSN)。但是，由于這些不構(gòu)成本發(fā)明的實質(zhì)部分，為了簡潔的原因，各種其它可能的控制器都被從圖一中忽略。
通信系統(tǒng)也顯示為包括提供定位服務(wù)的設(shè)備。更特別地，圖一顯示了為不同應(yīng)用或客戶機提供定位服務(wù)的定位服務(wù)(LCS)節(jié)點12。概括地，定位服務(wù)節(jié)點可以被定義為能夠為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于移動站的地理位置的信息的實體。有不同的方法實現(xiàn)定位服務(wù)節(jié)點，下面將討論一個使用被稱之為網(wǎng)關(guān)移動定位中心(GMLCgateway mobilelocation center)的例子。
網(wǎng)關(guān)移動定位中心(GMLC)12被配置成通過適當(dāng)?shù)慕涌谠O(shè)備從蜂窩系統(tǒng)接收關(guān)于移動站7的地理位置的預(yù)定信息。除了與地理位置相關(guān)的信息之外，為節(jié)點12提供的信息可以包括移動站7的身份標(biāo)識(例如國際移動用戶標(biāo)識符IMSI)或者MSIDSN(移動用戶綜合數(shù)字服務(wù)號碼)或臨時標(biāo)識符。
可以由服務(wù)的移動定位中心(SMLC)13為GLMC 12提供位置信息。服務(wù)的定位業(yè)務(wù)中心節(jié)點13可以被看成用來為了確定移動站的地理位置而處理從網(wǎng)絡(luò)接收到的位置測量數(shù)據(jù)的實體。位置測量數(shù)據(jù)可以由與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的不同元素提供，例如一個或幾個與至少一些基站和/或移動站7相關(guān)的位置測量單元1至3的設(shè)備。服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13被配置成處理該測量數(shù)據(jù)和/或一些其它預(yù)定參數(shù)。服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13也被配置成輸入信息和/或為了確定和輸出與給定的移動站7的地理位置相關(guān)的信息而執(zhí)行適當(dāng)?shù)挠嬎?。輸出信息將在下面稱為位置估計。
換言之，來自不同位置測量設(shè)備的信息由服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13以預(yù)定方式進行處理。位置估計隨后可被提供給GMLC 12。隨后，被授權(quán)的客戶機由GMLC 12服務(wù)。
可以在無線接入網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13。如果在無線接入網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13，它可與接入網(wǎng)絡(luò)控制器功能8和LCS節(jié)點12直接通信。在一些應(yīng)用中，服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13可以是接入網(wǎng)絡(luò)控制器功能的一部分。如果在核心網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)服務(wù)的定位業(yè)務(wù)節(jié)點13，它可被設(shè)置為從無線網(wǎng)絡(luò)，例如通過接入網(wǎng)絡(luò)控制功能8接收位置測量數(shù)據(jù)。定位服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的配置方式是實現(xiàn)問題，因而將不會被更詳細地解釋。
如上提及，位置信息可以被提供為位置估計?？梢曰陉P(guān)于移動站相對于基站的位置的測量定義位置估計。該信息可以由特定的位置測量單元1至3生成或在網(wǎng)絡(luò)側(cè)和/或由移動站自己相似地實現(xiàn)。
移動站的地理位置可以用例如地理坐標(biāo)系(經(jīng)度和緯度)或X和Y坐標(biāo)系定義。另一個可替代的方法是使用定義的半徑和角度之間的關(guān)系，例如基于球形坐標(biāo)系。依據(jù)另一個實施例，本發(fā)明可以根據(jù)垂直方向定義移動站的位置。例如，當(dāng)提供垂直方向的位置信息時，可以使用海拔高度或Z坐標(biāo)。在多山的環(huán)境中或在高樓中可能需要垂直位置。
可以通過使用一個或多個適當(dāng)?shù)奈恢么_定技術(shù)獲得用于定位業(yè)務(wù)的基本測量數(shù)據(jù)。已知這些技術(shù)的各種例子，因而在這里不會很詳細地討論所有的可能性。可能的位置確定方法的例子包括基于E-OTD(增強觀測時間差)、到達時間(ToA)、到達時間差(TDoA)、信號往返時間(RTT)和定時超前(TA)信息、信號強度測量等的使用的技術(shù)。地理位置信息也可以基于由獨立于通信系統(tǒng)的位置信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的信息的使用。這樣的例子包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、輔助GPS(A-GPS)或差分GPS(D-GPS)。
如上所述，來自于不同起源的位置測量數(shù)據(jù)可能是錯誤的。因而，由SMLC 13處的計算功能提供的估計不總是足夠精確。
本發(fā)明通過在位置估計的最終計算之前識別可疑的測量來提高位置計算的精度。例如，在圖二和圖四的流程圖中圖解了該概念。
可以基于選擇輸入到位置估計計算中的數(shù)據(jù)的處理減少，甚至去除可疑測量的影響。可以通過完全拒絕可疑測量結(jié)果或減少可疑測量結(jié)果在位置計算中的權(quán)重來減少可疑測量的影響。
優(yōu)選地，通過分析測量和得到的位置估計之間的差異識別可疑測量。被識別的可疑測量在后面將作為壞測量被引用。
可以使用諸如服務(wù)的移動定位中心(SMLC)的位置計算單元在測量時去除一個，并利用余下的測量計算位置估計和相關(guān)的置信區(qū)域。置信區(qū)域應(yīng)該被理解為這樣的區(qū)域，所述區(qū)域被估計以包括在某個置信等級內(nèi)的移動站的真實位置。利用已經(jīng)被去除過的測量，或者沒有任何去除的測量，可能為每個位置估計和置信區(qū)域計算出不同的偏差。
該偏差值在后面將作為偏差尺度被引用。偏差尺度能夠被定義為表明在一組測量與得到的位置估計存在多大偏差的量。偏差尺度能夠被表達為任何從測量和使用測量得到的位置估計所導(dǎo)出的量。偏差尺度給出了在測量和得到的位置估計之間的偏差量的估計。
在下面，可能的偏差尺度的一般描述將在E-OTD定位方法中予以描述。在E-OTD定位方法中，移動站(MS)7測量來自服務(wù)基站和相鄰基站的脈沖串到達之間的觀測時間差異(OTD)。OTD值包含兩個部分
OTD＝RTD+GTD 等式[1]在等式[1]中，RTD(實際時間差異)是基站間的同步差異。它描述了基站傳送相對于另一個基站早或晚多少。如果網(wǎng)絡(luò)是同步的，RTD應(yīng)該是零。GTD(幾何時間差異)是歸因于在移動站MS和兩個基站之間的不同傳播時間(也就是距離)的部分。這是包括位置信息的實際量GTD＝[d(MS，BTS2)-d(MS，BTS1)]/c 等式[2]其中D(MS，BTSx)是MS和BTS x之間的距離，c是光速。
上面的等式[2]確定了一條雙曲線，所述雙曲線是滿足已知位置的基站之間的常量GTD值的移動站MS可能位置的曲線。當(dāng)至少有兩條這樣雙曲線可用時(也就是一個服務(wù)的BTS和兩個相鄰的BTS用于測量)，可以在雙曲線的交點發(fā)現(xiàn)位置估計。如果有更多的E-OTD可用，移動站7的位置區(qū)域能夠被推導(dǎo)得更加精確。
然而，實際上雙曲線不在單一的和明確的點交叉。相反，有一組交叉點。因而，測量和作為結(jié)果的位置估計之間存在一定數(shù)量的偏差。
在這種情況下，可以設(shè)置偏差尺度，使得如果通過E-OTD得到的所有雙曲線在單一的點交叉，則其到達最小值。在這種情況下，所有已測量的幾何時間差異(GTD)值可能和得到的位置估計完全一致。
為了闡明發(fā)明的基本概念，假定這樣的一個情況位置測量已經(jīng)得出三個沒有誤差、并在單一的點彼此交叉的正確測量，第四測量有誤差，有誤差的雙曲線不和其它的雙曲線在同一點交叉。
在此實施例中，作為結(jié)果的位置估計具有和不具有第四雙曲線。如果具有測量誤差的測量被忽略了，位置估計可以在交叉點。在計算中使用的所有三條雙曲線可能和得到的位置估計完全一致。差異尺度可以達到其最小值。然而，如果使用了第四測量，位置估計通常不是正好在其它三條雙曲線的交叉點上。現(xiàn)在，所有測量都可能與位置估計具有一定數(shù)量的偏差，對沒有誤差的測量也是如此。因而，偏差尺度現(xiàn)在就大于誤差測量被忽略的情形。因而，具有明確指示表明在測量和作為結(jié)果的位置估計之間存在偏差。
同樣，如果拒絕除了存在測量誤差的測量之外的任何測量，作為結(jié)果的位置估計可能不完全與測量相吻合，得到的偏差尺度可能大于其最小值。換言之，只有在存在最大誤差的測量被拒絕的情況下才能得到偏差尺度的最小值。
如上所解釋，在現(xiàn)實中，所有的位置測量都具有一定數(shù)量的與之相關(guān)的測量和其它誤差。依據(jù)本發(fā)明，注意到如果忽略了具有最大誤差的測量或甚至所有可疑的測量，偏差尺度的值將減少。因而，偏差尺度的使用可以用于檢測測量中大誤差的存在。當(dāng)檢測出測量中的大誤差后，可以減小它們對位置估計和相關(guān)的置信區(qū)域的影響。
下面的例子提供了三個提供用于檢測在E-OTD位置應(yīng)用中的壞測量的偏差尺度的例證方法。應(yīng)該認識到給出這些例子僅為了闡明本發(fā)明，而沒有任何將其范圍限制在這些特定例子的意向。如上所述，有很多方法來基于不同類型的測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生位置估計，因而，有大量的可能性來分析測量數(shù)據(jù)和決定可疑測量是否應(yīng)該被用于位置計算。
第一個例子被引用為“最小置信區(qū)域尺度”。在這個例子中計算置信區(qū)域(AConfidenceAea)的大小。如果具有拒絕的測量的計算時作為結(jié)果的信任區(qū)域小于沒有任何拒絕的測量的計算時的情況，這樣的測量被選擇予以拒絕，并且無需拒絕的測量地完成位置計算。
可選地，置信區(qū)域大小可以乘以在計算中使用的雙曲線的數(shù)量。這能夠被用來增加計算中剩余雙曲線的數(shù)量。這可增加計算的精度。
第二個例子被引用為“最小RD誤差尺度”。這個尺度能夠被計算，使得首先計算位置估計和參考基地收發(fā)信臺(BTS)之間的距離d(EST，BTSREF)。然后計算位置估計和計算中使用的其它BTS之間的距離d(EST，BTS[i])。然后可能計算該尺度RDGauge=∑i=1i=NBTSabs[d(EST,BTSREF)-d(EST,BTS[i])],]]>在這里，NBTS是計算中使用的雙曲線的數(shù)量。
可選地，也可以通過如下計算歸一化上面的等式RD’Gauge＝RDGauge/NBTS
第三個例子被引用為“最小RD誤差倍置信區(qū)域尺度”。這個尺度是上述兩個例子的結(jié)合，可以如下計算Times＝AConfidenceAera*RDGauge任何能夠根據(jù)測量組提供位置估計和相關(guān)置信區(qū)域的位置估計算法都能夠被用于實際的位置計算。本發(fā)明的一方面是確定在位置計算中測量的影響是否應(yīng)該被減少的處理。
執(zhí)行這樣的判定的處理的例子將在參考圖三時予以描述。
圖三是依據(jù)優(yōu)選實施例的、使位置計算中壞測量的影響最小化的程序的流程圖。從使用的符號NBTS指被測量的鄰居的數(shù)量，NGAUGE是處理中使用的偏差尺度的數(shù)量，NBTSMIN是被選擇為位置計算使用的測量的最小數(shù)量。如圖所示，每個主要步驟都包括不同的子步驟。
如圖所示，測量數(shù)據(jù)在步驟10被輸入位置估計計算功能13。在這個階段產(chǎn)生了初始位置估計。初始估計將所有測量數(shù)據(jù)都考慮在內(nèi)。諸如小區(qū)ID等附加的數(shù)據(jù)也被用于位置估計計算。
隨后，初始估計被傳遞至判定模塊15。如果可用測量的數(shù)量大于所需位置測量的最小數(shù)量的預(yù)定閥值，該處理向前進至所謂的初始化模塊20。如果可用位置測量的數(shù)量太小而不能被減少，遞送位置估計而無需任何分析和拒絕步驟。
在初始化模塊20中，為其中所有可用測量都被用于位置計算的情形計算出初始尺度。尺度的初始值可以基于最小值的當(dāng)前估計。初始值可以表明壞測量的影響還沒有被減少。
在分析和拒絕操作中使用測量數(shù)據(jù)的拷貝而不是拒絕原始數(shù)據(jù)的任何部分是有利的。這樣，模塊22被表示了。
在模塊30中，通過逐個減少測量的影響而分析壞測量的影響。換言之，每個測量都可以被依次忽略，然后分析作為結(jié)果的位置估計。除非在理想情況下執(zhí)行測量，測量的拒絕會對尺度值有影響。因而，在模塊35中為每組減少的測量重新計算尺度值。如果尺度獲得比最小尺度值的當(dāng)前估計還小的值，較小值可以被設(shè)置為當(dāng)前最小值。被拒絕而導(dǎo)致尺度值減少很大量的測量被標(biāo)記為拒絕的候選。
測量的影響是否應(yīng)該被減少的實際選擇是在判定模塊40中進行的。測量對位置計算的影響是否被最小化的選擇能夠以多種方式完成。例如，判定可以基于多少偏差尺度表明基站的影響應(yīng)該被減少。
然后，可以利用沒有被拒絕的測量計算位置估計。也可以通過將數(shù)據(jù)傳遞回模塊13而再次開始循環(huán)。
提出的實施例已經(jīng)被測試了，例如，在E-OTD定位方法上，并已經(jīng)發(fā)現(xiàn)減少了定位誤差。在用于E-OTD的測試情況中，如果至少“最小RD錯誤”和“最小RD誤差倍置信區(qū)域”尺度指向同一BTS，則已經(jīng)做出最小化測量影響的判定。對E-OTD定位方法的情況，已經(jīng)用大約3000個樣本測試了識別和消除壞測量的建議方法。分析這些樣本，發(fā)現(xiàn)定位精度在67％的情況下提高了10％，在95％的情況下提高了超過30％。因而，依據(jù)本發(fā)明的方法極大地提高蜂窩定位方法的精度。
圖四圖解了為在通信系統(tǒng)中的用戶提供位置信息的方法。在步驟400，本發(fā)明控制至少一個基站。在步驟410，本發(fā)明為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息。本發(fā)明在步驟420接收該至少一個移動站的地理位置信息。在步驟430，本發(fā)明傳送地理位置信息至提供定位業(yè)務(wù)的定位設(shè)備。在步驟440，本發(fā)明基于關(guān)于地理信息的測量確定位置估計。在步驟450，本發(fā)明通過分析測量和位置估計之間的偏差識別可疑的測量。
應(yīng)該認識到，盡管本發(fā)明的實施例已經(jīng)結(jié)合移動站地被描述，本發(fā)明的實施例適用于任何類型的移動用戶設(shè)備。
本發(fā)明的實施例已經(jīng)在蜂窩系統(tǒng)的上下文中描述了。本發(fā)明也適用于諸如無線局域網(wǎng)或基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，以及它們的混合體等任何其它無線通信系統(tǒng)。重要的是為位置估計處理的使用產(chǎn)生不止一個測量。
這里還要注意，雖然在上述描述中例示了本發(fā)明的實施例，可以為公開的解決方案做一些變種和修改。
權(quán)利要求
1.一種提供關(guān)于通信系統(tǒng)移動用戶的位置信息的方法，所述方法包含執(zhí)行測量，以提供用于位置計算功能的輸入數(shù)據(jù)；分析所述測量，以識別可疑測量；確定所述位置計算功能使用的選定測量；基于所述選定測量為移動用戶計算位置估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述分析步驟還包含分析所述選定測量和所述位置估計之間的偏差。
3.一種通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包含測量設(shè)備，被配置成執(zhí)行測量，以提供用于位置計算功能的輸入數(shù)據(jù)；分析器，被配置成分析所述測量以識別可疑測量；判定單元，被配置成判定所述位置計算功能所用的選定測量；計算設(shè)備，被配置成基于所述選定測量，為移動用戶計算位置估計。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其中所述分析器分析所述選定測量和所述位置估計之間的偏差。
5.一種通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包含執(zhí)行測量以提供位置計算功能輸入數(shù)據(jù)的測量單元；分析所述測量以識別可疑測量的分析器；確定所述位置計算功能所用的選定測量的判定單元；基于所述選定測量，為移動用戶計算位置估計的計算單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中所述分析設(shè)備還被配置成分析所述選定測量和所述位置估計之間的偏差。
7.一種定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)包括控制器，被配置成控制至少一個基站；定位服務(wù)節(jié)點，被配置成為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量；接口，被配置成接收關(guān)于所述至少一個移動站的地理位置信息的測量，并且將所述關(guān)于地理位置信息的測量傳送到定位設(shè)備；定位設(shè)備，被配置成基于所述關(guān)于地理位置的測量確定位置估計；可疑測量識別器，被配置成通過分析所述測量和所述位置估計之間的偏差識別可疑測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位系統(tǒng)，其中所述定位服務(wù)節(jié)點為多個客戶機應(yīng)用提供定位服務(wù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的定位系統(tǒng)，其中所述接口包括網(wǎng)關(guān)移動定位中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項的定位系統(tǒng)，其中所述位置估計基于關(guān)于所述至少一個移動站相對于所述至少一個基站的位置而測量的。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項的定位系統(tǒng)，其中所述定位設(shè)備包括所述可疑測量識別器。
12.一種向通信系統(tǒng)中的用戶提供位置信息的方法，所述方法包含控制至少一個基站；為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量；接收所述至少一個移動站的地理位置信息的測量；向提供定位服務(wù)的定位設(shè)備傳送所述地理位置信息的測量；基于所述關(guān)于地理位置的測量確定位置估計；通過分析所述測量和所述位置估計之間的偏差識別可疑測量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括為多個客戶機應(yīng)用提供定位服務(wù)的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，還包括提供用以提供所述客戶機應(yīng)用的網(wǎng)關(guān)移動定位中心的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一所述的方法，所述確定步驟還包括基于關(guān)于所述至少一個移動站相對于所述至少一個基站的位置的測量來計算所述位置估計的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一所述的方法，還包括提供用于識別所述可疑測量的定位設(shè)備的步驟。
17.一種定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)包含控制至少一個基站的控制單元；為客戶機應(yīng)用提供關(guān)于至少一個移動站的地理位置信息的測量的第一提供單元；接收關(guān)于所述至少一個移動站的地理位置信息的測量的接收單元；向用于定位服務(wù)的定位單元傳送關(guān)于地理位置信息的測量的傳送單元；基于所述關(guān)于地理位置的測量，確定位置估計的確定單元；通過分析所述測量和所述位置估計之間的偏差，識別可疑測量的分析單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的定位系統(tǒng)，還包含為多個客戶機應(yīng)用提供定位服務(wù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的定位系統(tǒng)，還包含第三提供單元，用于提供網(wǎng)關(guān)移動定位中心，以便提供所述客戶機應(yīng)用。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一所述的定位系統(tǒng)，其中所述確定單元包含計算單元，用于基于關(guān)于所述至少一個移動站相對于所述至少一個基站的位置的測量來計算所述位置估計。
全文摘要
提供了一種提供關(guān)于通信系統(tǒng)的移動用戶的位置的信息的方法。該方法包含執(zhí)行測量以提供位置計算功能的輸入數(shù)據(jù)的步驟。該方法包括分析測量以識別可疑測量的步驟。該方法還包含確定為位置計算功能所使用的選定測量的步驟。該方法還包括基于選定測量為移動用戶計算位置估計的步驟。
文檔編號H04W64/00GK1739313SQ200380108656
公開日2006年2月22日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者塞米·珀伊庫, 杰尼·摩蘭恩, 維利－馬蒂·泰蒂恩 申請人:諾基亞公司