專利名稱：一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3G移動(dòng)通信領(lǐng)域定位增值業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法，尤其涉及提高WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)無線定位精度的方法。
背景技術(shù)：
目前，WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)支持以下三種定位技術(shù)。
1、基于Cell ID(小區(qū)識(shí)別)的定位技術(shù)基于Cell ID的定位技術(shù)利用了無線網(wǎng)絡(luò)本身的特性，在基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上不需要為定位服務(wù)增加新的實(shí)體或者單元。由于在無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)了解移動(dòng)臺(tái)登記的小區(qū)信息，這樣就可以利用移動(dòng)臺(tái)所在的Cell ID進(jìn)行覆蓋區(qū)域粗定位。這種技術(shù)一般只能定位到某個(gè)基站或者基站的某個(gè)扇區(qū)，其定位精度取決于基站的密集程度，定位誤差一般大于200米，因此無法實(shí)現(xiàn)高級(jí)的定位增值業(yè)務(wù)。
2、基于OTDOA的定位技術(shù)基于OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival，觀測到達(dá)時(shí)間差)定位的原理如圖1所示，通過測量兩個(gè)不同基站與移動(dòng)臺(tái)之間信號(hào)到達(dá)的傳播時(shí)延差(被測信號(hào)由基站天線發(fā)射，在移動(dòng)臺(tái)接收天線處測量)，得到移動(dòng)臺(tái)與這兩個(gè)基站的距離差，由此便獲得一對(duì)以這兩個(gè)基站為焦點(diǎn)的雙曲線。通過測量到兩組OTDOA值，就可獲得兩對(duì)雙曲線，這兩對(duì)雙曲線的兩個(gè)交點(diǎn)即為移動(dòng)臺(tái)的可能估計(jì)位置，然后再利用RTT(環(huán)路傳輸時(shí)延)或Cell ID取舍其中一個(gè)可能估計(jì)位置，最終獲得移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)估計(jì)位置。
3、基于網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位技術(shù)主要是利用移動(dòng)臺(tái)上的GPS接收模塊和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供的輔助參數(shù)實(shí)現(xiàn)定位。采用這種定位技術(shù)，移動(dòng)臺(tái)需要至少接收到4個(gè)GPS衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)解調(diào)衛(wèi)星的導(dǎo)航電文。移動(dòng)臺(tái)或網(wǎng)絡(luò)利用收到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)延得出移動(dòng)臺(tái)到各個(gè)衛(wèi)星的偽距，最后利用偽距和網(wǎng)絡(luò)提供的輔助信息計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)的精確位置。
WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)無線定位的上述基于Cell ID(小區(qū)標(biāo)識(shí))的定位技術(shù)、基于基站和移動(dòng)臺(tái)之間無線信號(hào)測量的定位技術(shù)及基于GPS的定位技術(shù)中，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)定位客戶請(qǐng)求定位的QoS(服務(wù)質(zhì)量)和網(wǎng)絡(luò)狀況，選擇一種或幾種定位技術(shù)的混合策略為客戶提供定位服務(wù)。在無線通信覆蓋區(qū)域的弱信號(hào)區(qū)和盲區(qū)，運(yùn)營商為了提高更好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，會(huì)引入大量的直放站以消除盲區(qū)或提高信號(hào)質(zhì)量。但由于直放站對(duì)無線信號(hào)傳輸方向的改變和傳輸時(shí)延的增加，直放站覆蓋范圍內(nèi)的定位精度將大大下降甚至產(chǎn)生錯(cuò)誤的定位。
因此現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，而有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法，解決的技術(shù)問題是當(dāng)在WCDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站信號(hào)覆蓋不到的范圍內(nèi)引入直放站時(shí)，通過本發(fā)明方法可以修正錯(cuò)誤的定位并提高定位精度，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的定位增值業(yè)務(wù)，消除由此造成的原有小區(qū)覆蓋的破壞，以及消除嚴(yán)重影響該小區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的定位精度甚至產(chǎn)生錯(cuò)誤的定位的缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種在引入直放站情況下利用無線信號(hào)提高定位精度的方法，其包括以下幾個(gè)步驟一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法，其包括以下步驟a)在直放站監(jiān)控系統(tǒng)的前臺(tái)監(jiān)控板或后臺(tái)監(jiān)管數(shù)據(jù)庫中配置直放站相關(guān)信息；b)在服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器側(cè)的定位實(shí)體數(shù)據(jù)庫中增加直放站信息的數(shù)據(jù)，并將直放站監(jiān)控系統(tǒng)與基站監(jiān)管系統(tǒng)或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心相連，直放站入網(wǎng)時(shí)通過網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)將直放站監(jiān)控系統(tǒng)中的直放站信息導(dǎo)入該定位實(shí)體數(shù)據(jù)庫；同時(shí)在基站信息數(shù)據(jù)庫中增加相關(guān)直放站的信息；c)以觀測到達(dá)時(shí)間差方案進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算獲得一個(gè)估計(jì)位置，然后利用除參考基站以外的兩個(gè)基站與基站之間的雙曲線進(jìn)行驗(yàn)證，并與觀測到達(dá)時(shí)間差方案得出的估計(jì)位置比較獲得誤差，在所有假設(shè)通路方式下進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算并驗(yàn)證獲得誤差，取最小誤差的通路方式下位置估計(jì)為移動(dòng)臺(tái)位置。
所述的方法，其中，所述直放站相關(guān)信息包括直放站位置、施主基站、覆蓋范圍、轉(zhuǎn)發(fā)方向角、天線俯仰角、收發(fā)時(shí)延以及直放站與施主基站之間的傳輸時(shí)延。
本發(fā)明所提供的一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法，由于采用了在服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器SRNC側(cè)配置直放站基本參數(shù)信息，并對(duì)移動(dòng)臺(tái)與周圍3個(gè)基站通信的所有假設(shè)通路進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算并驗(yàn)證獲得誤差，最終取最小誤差的假設(shè)通路的位置估計(jì)為移動(dòng)臺(tái)位置的方法，該方法提高了直放站在網(wǎng)時(shí)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位精度，使直放站對(duì)定位業(yè)務(wù)的能夠更好地支持。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的3G通信系統(tǒng)中的OTDOA定位原理圖；圖2是本發(fā)明的OTDOA假設(shè)驗(yàn)證定位流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了便于描述和說明，本發(fā)明方法中定義了兩個(gè)經(jīng)常提到的概念誤差定義為移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)估計(jì)位置和另一個(gè)估計(jì)位置之間的距離；第3對(duì)雙曲線定義為每次應(yīng)用OTDOA位置估計(jì)時(shí)除參考基站(直放站)以外的兩個(gè)基站(直放站)之間的雙曲線。
本發(fā)明所述的一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法，如圖2所示的，其包括以下步驟第一步，在直放站監(jiān)控系統(tǒng)的前臺(tái)監(jiān)控板或后臺(tái)監(jiān)管數(shù)據(jù)庫中配置直放站相關(guān)信息，包括直放站位置、施主基站、覆蓋范圍、轉(zhuǎn)發(fā)方向角、天線俯仰角、收發(fā)時(shí)延TRPT以及直放站與施主基站之間的傳輸時(shí)延TUTRAN-RPT等。
第二步，在SRNC(服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器)側(cè)的定位實(shí)體數(shù)據(jù)庫中增加直放站信息的數(shù)據(jù)，并將直放站監(jiān)控系統(tǒng)與基站監(jiān)管系統(tǒng)或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心相連，直放站入網(wǎng)時(shí)可以通過網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)將直放站監(jiān)控系統(tǒng)中的直放站信息導(dǎo)入該數(shù)據(jù)庫。同時(shí)在基站信息數(shù)據(jù)庫中增加相關(guān)直放站的信息。
第三步，首先以O(shè)TDOA方案進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算獲得一個(gè)估計(jì)位置，然后利用除參考基站以外的兩個(gè)基站與基站之間的雙曲線進(jìn)行驗(yàn)證并與OTDOA方案得出的估計(jì)位置比較獲得誤差。在所有假設(shè)通路方式下進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算并驗(yàn)證獲得誤差，取最小誤差的通路方式下位置估計(jì)為移動(dòng)臺(tái)位置。
按照上述發(fā)明方法所述步驟，首先在直放站監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置關(guān)于直放站信息的數(shù)據(jù)，包括直放站位置、施主基站、覆蓋范圍、轉(zhuǎn)發(fā)方向角、天線俯仰角、收發(fā)時(shí)延TRPT以及直放站與施主基站之間的傳輸時(shí)延TUTRAN-RPT等。同時(shí)為了減少直放站與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互，縮短定位服務(wù)響應(yīng)時(shí)間，直放站入網(wǎng)時(shí)將該信息導(dǎo)入在SRNC側(cè)的定位實(shí)體數(shù)據(jù)庫中。并在多個(gè)假設(shè)通路方式下進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算并利用相應(yīng)的第3對(duì)雙曲線驗(yàn)證獲得誤差，取最小誤差的通路方式下位置估計(jì)為移動(dòng)臺(tái)位置，最終實(shí)現(xiàn)直放站對(duì)定位業(yè)務(wù)的支持。
對(duì)于Cell ID定位方法，在獲得基本的覆蓋小區(qū)范圍后，還可以通過RTT(環(huán)路傳輸時(shí)延)進(jìn)一步提高定位精度。當(dāng)在無線網(wǎng)絡(luò)中引入直放站后，此時(shí)由于時(shí)延蜂窩會(huì)變大，因此較之沒有直放站的蜂窩，這樣的RTT就更不準(zhǔn)確了。在獲得被定位移動(dòng)臺(tái)的服務(wù)小區(qū)(Cell ID)和可能通信的幾個(gè)直放站后，分別假設(shè)移動(dòng)臺(tái)收到的信號(hào)是直接從基站接收或經(jīng)過直放站(包括級(jí)連)轉(zhuǎn)發(fā)后接收，然后用輔助信息RTT進(jìn)一步縮小移動(dòng)臺(tái)可能的區(qū)域，但由于此時(shí)實(shí)際用到的RTT是直放站與移動(dòng)臺(tái)之間環(huán)路傳輸時(shí)延，而網(wǎng)絡(luò)實(shí)際測得RTT值是基站與移動(dòng)臺(tái)之間的環(huán)路傳輸時(shí)延，因此實(shí)際有效的RTT是測量RTT減去TUTRAN-RPT和TRPT。通過兩次估計(jì)區(qū)域的比較，再利用信號(hào)強(qiáng)度信息等信息，可獲知移動(dòng)臺(tái)是否在直放站覆蓋范圍內(nèi)，則可獲得移動(dòng)臺(tái)的位置估計(jì)區(qū)域。
對(duì)于OTDOA定位方法，可結(jié)合圖1的原理和圖2的流程詳細(xì)分析說明?；诒尘凹夹g(shù)中關(guān)于OTDOA技術(shù)的描述，可利用圖1所示兩對(duì)雙曲線以及Cell ID或RTT的取舍可以獲得一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置D。同時(shí)也可以獲知基站B和基站C之間的雙曲線(第3對(duì)雙曲線)在位置估計(jì)計(jì)算中并沒有用到，可利用此雙曲線對(duì)進(jìn)行驗(yàn)證。理論上，如果估計(jì)位置D正確，那么該雙曲線應(yīng)該也經(jīng)過估計(jì)位置D。如圖1所示假設(shè)引入一個(gè)直放站R為基站A服務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和移動(dòng)臺(tái)均不知其存在(即不能獲知移動(dòng)臺(tái)與基站的雙向通信是否通過直放站R中轉(zhuǎn))，定位計(jì)算中心首先以圖1描述的方式(不考慮直放站R的影響)進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算，然后用第3對(duì)雙曲線驗(yàn)證時(shí)也會(huì)有一個(gè)位置估計(jì)，計(jì)算兩次估計(jì)位置的誤差。然后，假設(shè)直放站R參與了該信號(hào)的傳輸，則以直放站R的位置代替基站A的位置后應(yīng)用OTDOA方案重新計(jì)算位置估計(jì)，此時(shí)移動(dòng)臺(tái)收到基站A的信號(hào)的傳輸時(shí)間也應(yīng)該減去TUTRAN-RPT和TRPT。同理，也用相應(yīng)第3對(duì)雙曲線驗(yàn)證得到另一個(gè)誤差。兩次誤差比較，取誤差較小的傳輸通路方式為移動(dòng)臺(tái)與基站的無線信號(hào)傳輸途徑，獲知無線信號(hào)是否通過直放站R中轉(zhuǎn)傳輸，即可獲得此傳輸通路下對(duì)移動(dòng)臺(tái)位置的估計(jì)。
同理，對(duì)于大部分工程規(guī)劃的直放站布放(一個(gè)扇區(qū)配置一個(gè)直放站且沒有級(jí)連)，最多只有8次計(jì)算和假設(shè)驗(yàn)證。也即移動(dòng)臺(tái)收到周圍3個(gè)基站或其直放站信號(hào)的通路方式最多只有8種(窮舉)可能組合。誤差最小的傳輸通路方式下的位置估計(jì)就是移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置，但不排除由于錯(cuò)誤假設(shè)(本來就是錯(cuò)誤的信號(hào)通路方式)后的誤差比理論上的最小誤差還小的可能。因此采用對(duì)8組誤差排序后再用Cell ID或RTT等輔助方法進(jìn)一步的驗(yàn)證并按誤差重新排序，或者可以根據(jù)基站或直放站覆蓋的方向進(jìn)行驗(yàn)證并對(duì)誤差結(jié)果再排序。最后取誤差最小的那一個(gè)信號(hào)通路方式為當(dāng)前移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)通路方式，同時(shí)即獲的移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置。
基于窮舉和假設(shè)驗(yàn)證信號(hào)通路方式的測量、計(jì)算及驗(yàn)證的方法，對(duì)于直放站級(jí)連情況下(例如鐵路沿線覆蓋時(shí))的定位精度問題也可得以提高。同時(shí)由于OTDOA方案的定位響應(yīng)時(shí)間主要消耗在測量上而不是SRNC側(cè)的位置估計(jì)計(jì)算上，因此，即使窮舉也基本能達(dá)到與OTDOA方案相同的響應(yīng)時(shí)間。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位方法，由于其定位實(shí)現(xiàn)是通過移動(dòng)臺(tái)的GPS模塊接收衛(wèi)星信號(hào)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供的輔助GPS信息計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)的位置。因此直放站如果與這樣的定位系統(tǒng)配合的話，額外引入的TUTRAN-RPT和TRPT時(shí)延及無線信號(hào)方向的改變并不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位的性能。即當(dāng)移動(dòng)臺(tái)使用網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位方法后，直放站對(duì)定位業(yè)務(wù)將沒有影響。
綜上所述，從上述對(duì)WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)支持的三種定位方法在引入直放站情況下的分析中，可以得出本發(fā)明的方法是行之有效的，可以有效提高直放站在網(wǎng)時(shí)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位精度，使直放站對(duì)定位業(yè)務(wù)的能夠更好地支持。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述針對(duì)具體實(shí)施例的說明過于具體，不能因此而認(rèn)為對(duì)本發(fā)明專利請(qǐng)求保護(hù)范圍的限制，專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法，其包括以下步驟a)在直放站監(jiān)控系統(tǒng)的前臺(tái)監(jiān)控板或后臺(tái)監(jiān)管數(shù)據(jù)庫中配置直放站相關(guān)信息；b)在服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器側(cè)的定位實(shí)體數(shù)據(jù)庫中增加直放站信息的數(shù)據(jù)，并將直放站監(jiān)控系統(tǒng)與基站監(jiān)管系統(tǒng)或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心相連，直放站入網(wǎng)時(shí)通過網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)將直放站監(jiān)控系統(tǒng)中的直放站信息導(dǎo)入該定位實(shí)體數(shù)據(jù)庫；同時(shí)在基站信息數(shù)據(jù)庫中增加相關(guān)直放站的信息；c)以觀測到達(dá)時(shí)間差方案進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算獲得一個(gè)估計(jì)位置，然后利用除參考基站以外的兩個(gè)基站與基站之間的雙曲線進(jìn)行驗(yàn)證，并與觀測到達(dá)時(shí)間差方案得出的估計(jì)位置比較獲得誤差，在所有假設(shè)通路方式下進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算并驗(yàn)證獲得誤差，取最小誤差的通路方式下位置估計(jì)為移動(dòng)臺(tái)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述直放站相關(guān)信息包括直放站位置、施主基站、覆蓋范圍、轉(zhuǎn)發(fā)方向角、天線俯仰角、收發(fā)時(shí)延以及直放站與施主基站之間的傳輸時(shí)延。
全文摘要
本發(fā)明的一種直放站支持移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的方法，是在WCDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站信號(hào)覆蓋不到的范圍內(nèi)引入直放站時(shí)，采用在服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器SRNC側(cè)配置直放站基本參數(shù)信息，并對(duì)移動(dòng)臺(tái)與周圍3個(gè)基站通信的所有假設(shè)通路進(jìn)行位置估計(jì)計(jì)算并驗(yàn)證獲得誤差，最終取最小誤差的假設(shè)通路的位置估計(jì)為移動(dòng)臺(tái)位置的方法，該方法提高了直放站在網(wǎng)時(shí)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位精度，使直放站對(duì)定位業(yè)務(wù)的能夠更好地支持。
文檔編號(hào)H04W64/00GK1744749SQ20041005136
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者劉利平 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司