用于導(dǎo)出小區(qū)特征值的方法和裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】用于導(dǎo)出小區(qū)特征值的方法和裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本美國(guó)專利申請(qǐng)根據(jù)§ § 119(e)和120要求2013年10月16日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/891，800和2013年10月23日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/894，781的利益和優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明領(lǐng)域涉及用于導(dǎo)出小區(qū)特征值的方法和裝置，并且特別涉及用于導(dǎo)出無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)的小區(qū)特征值的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(例如第3代(3G)和第4代(4G)無(wú)線電話標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù))是已知的。這樣的3G和4G標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的示例分別是由第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP?) (www.3gpp.0rg)開(kāi)發(fā)的通用無(wú)線電信系統(tǒng)(UMTS?)和長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)。
[0005]大體上已經(jīng)將這些第三代和第四代無(wú)線通信開(kāi)發(fā)為支持宏小區(qū)無(wú)線電話通信，并且最近支持毫微微小區(qū)(femto-cell)無(wú)線電話通信。這里“電話”可以是智能電話，或無(wú)線鏈接到網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)無(wú)線或便攜式通信單元，通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)連接呼叫等。自此以后，所有這些設(shè)備被稱為無(wú)線通信用戶單元。呼叫可以是數(shù)據(jù)呼叫、視頻呼叫、或語(yǔ)音呼叫或這些呼叫的組合。
[0006]通常，無(wú)線通信用戶單元或如經(jīng)常在3G用語(yǔ)中提及的用戶設(shè)備(UE)與3G或4G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。這種通信通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)進(jìn)行。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)通常包括多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。每個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)小區(qū)，無(wú)線通信用戶單元可以附接于該一個(gè)或多個(gè)小區(qū)，并且因此連接到網(wǎng)絡(luò)?；究梢苑?wù)于小區(qū)。每個(gè)基站可以具有多個(gè)天線，天線中的每個(gè)天線服務(wù)該小區(qū)的一個(gè)扇區(qū)。
[0007]地理定位是對(duì)目標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)實(shí)世界的地理定位，并且對(duì)無(wú)線通信用戶單元地理定位是越來(lái)越重要和受歡迎的服務(wù)。存在很多機(jī)制，通過(guò)這些機(jī)制可以對(duì)在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的用戶使用該系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行定位。這些包括使用全球定位系統(tǒng)(GPS)，假設(shè)無(wú)線設(shè)備裝備有GPS接收器，并且用戶已經(jīng)在他的/她的設(shè)備上啟用了 GPS接收器。然而，很多用戶不在他們的設(shè)備上啟用GPS，因?yàn)槠渫ǔＪ窃O(shè)備的電池上的顯著耗用功率。
[0008]用于對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信用戶單元進(jìn)行地理定位的可替代的已知技術(shù)使用由與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的單獨(dú)的小區(qū)(或小區(qū)扇區(qū))有關(guān)的無(wú)線通信用戶單元獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且使用這樣的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合小區(qū)特征數(shù)據(jù)以導(dǎo)出關(guān)于無(wú)線通信的位置估計(jì)。例如，這樣的測(cè)量數(shù)據(jù)和小區(qū)特征數(shù)據(jù)可以用于導(dǎo)出無(wú)線通信用戶單元和該/每個(gè)小區(qū)天線之間的距離的估計(jì)。所導(dǎo)出的距離估計(jì)然后可以連同已知的小區(qū)天線位置用于確定無(wú)線通信用戶單元的位置。
[0009]—個(gè)這樣的技術(shù)使用對(duì)無(wú)線通信可見(jiàn)的小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量以針對(duì)小區(qū)中的每個(gè)小區(qū)確定無(wú)線通信單元與各自的基站的近似距離。該距離信息可以然后用于結(jié)合基站的已知位置以估計(jì)無(wú)線通信用戶單元的位置。
[0010]圖1示出了隨著距基站站點(diǎn)的距離的增加的信號(hào)強(qiáng)度的衰落。衰減的速率根據(jù)基站被放置于其中的環(huán)境而變化。例如，在具有衰減信號(hào)的很多建筑物的城市中，信號(hào)強(qiáng)度隨著距離的衰減速率將通常是相對(duì)高的，也許以與Ι/r4成比例的速率衰減，其中r是距離基站站點(diǎn)的徑向距離。相反地，在農(nóng)村，存在較少衰減信號(hào)的建筑物等，信號(hào)強(qiáng)度隨著距離的衰減速率將通常低于城市中的衰減速率，例如減少到與Ι/r2成比例的速率。
[0011]雖然關(guān)于信號(hào)強(qiáng)度衰減速率的這些一般值可以用作用于估計(jì)無(wú)線通信用戶單元和基站站點(diǎn)之間的距離的指導(dǎo)和起始點(diǎn)，但是它們將通常在站點(diǎn)與站點(diǎn)(甚至在給定(例如城市)的環(huán)境中)之間顯著變化。顯然，如果在給定接收位置的給定小區(qū)(或小區(qū)扇區(qū))準(zhǔn)確知道該變化，則可能單獨(dú)利用信號(hào)強(qiáng)度以提供在無(wú)線通信用戶單元和基站站點(diǎn)之間的準(zhǔn)確距離估計(jì)。如果可以針對(duì)很多(例如最少三個(gè))小區(qū)站點(diǎn)確定準(zhǔn)確的距離估計(jì)，則信號(hào)強(qiáng)度等值線(通過(guò)距離估計(jì)限定的)的相交可以用于確定無(wú)線通信用戶單元的可能位置。這種情況在圖2中示出。在實(shí)踐中，使用更大數(shù)量的小區(qū)站點(diǎn)是有利的，因?yàn)檫@提供更大數(shù)量的采樣點(diǎn)，并且最小化由基于特定的小區(qū)站點(diǎn)的測(cè)量引起的重大誤差的影響。
[0012]在圖2中，三個(gè)等值線示出為210、220、230，每個(gè)代表三個(gè)基站中的每個(gè)基站。在具有完美圓形等值線(如所示)的完美系統(tǒng)中，等值線210、220、230在單個(gè)點(diǎn)的相交將提供精確的位置。然而，在真實(shí)的情景中，模型化的信號(hào)強(qiáng)度等值線將與準(zhǔn)確相差甚遠(yuǎn)，并且測(cè)量的值與模型化的值將導(dǎo)致間隙(如所示)，無(wú)線通信用戶單元很可能被定位在該間隙內(nèi)。只要該‘間隙’足夠小，就可以獲得足夠準(zhǔn)確的位置估計(jì)。
[0013]用于對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信用戶單元進(jìn)行地理定位的可替代的已知技術(shù)使用包括信號(hào)傳輸定時(shí)信息和信號(hào)接收定時(shí)信息的、通過(guò)無(wú)線通信用戶單元獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分為兩大類:
[0014](i)同步網(wǎng)絡(luò)，例如碼分多址系統(tǒng)，例如CDMA2000。在同步網(wǎng)絡(luò)中，不同基站之間的定時(shí)偏移是恒定的。偏移的量對(duì)于正在使用該網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線移動(dòng)通信單元是已知的。在CDMA2000的示例中，定時(shí)偏移是已知且恒定的，因?yàn)槊總€(gè)基站的定時(shí)被鎖定到全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星。
[0015](ii)異步網(wǎng)絡(luò)，例如通用移動(dòng)電話系統(tǒng)(UMTS)。在異步網(wǎng)絡(luò)中，不同基站之間的定時(shí)偏移不是恒定的。異步網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線移動(dòng)通信單元沒(méi)有被提供有關(guān)于基站定時(shí)基準(zhǔn)之間的定時(shí)偏移的信息。此外，這些基準(zhǔn)相對(duì)于絕對(duì)定時(shí)基準(zhǔn)及相對(duì)于彼此隨著時(shí)間的推移而漂移。
[0016]在同步無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，已知的定時(shí)偏移信息提供小區(qū)特征數(shù)據(jù)，其使得從信號(hào)定時(shí)信息導(dǎo)出無(wú)線通信用戶單元的位置的測(cè)量結(jié)果相對(duì)直接。然而，在異步網(wǎng)絡(luò)中，從信號(hào)定時(shí)信息導(dǎo)出無(wú)線通信用戶單元的位置估計(jì)要困難得多，因?yàn)槿狈捎玫男^(qū)定時(shí)偏移信息。
[0017]此外，盡管LTE網(wǎng)絡(luò)包括同步網(wǎng)絡(luò)，但是不是每個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)報(bào)告定時(shí)提前/偏移信息，并且沒(méi)有該小區(qū)特征信息，可能難以準(zhǔn)確判斷與小區(qū)站點(diǎn)的距離。
[0018]已知用于對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信用戶單元進(jìn)行地理定位的另外的可替代的技術(shù)，其使用通過(guò)無(wú)線通信用戶單元獲得的可替代的形式的測(cè)量數(shù)據(jù)，例如信噪比數(shù)據(jù)、任意強(qiáng)度單位(ASU)數(shù)據(jù)(例如，其與所接收的通過(guò)無(wú)線通信用戶單元測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度成比例)、OTDOA(觀測(cè)到達(dá)時(shí)間差)、RSCP (接收的信號(hào)碼功率)等。
[0019]伴隨著使用通過(guò)無(wú)線通信用戶單元獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合小區(qū)特征數(shù)據(jù)以導(dǎo)出無(wú)線通信的位置估計(jì)的這些地理定位技術(shù)中的每個(gè)地理定位技術(shù)的一個(gè)問(wèn)題是以成本有效的方式導(dǎo)出和保持最新的小區(qū)特定的特征數(shù)據(jù)。
[0020]因此，存在對(duì)一種方法和裝置的需要，該方法和裝置用于使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)的特征被準(zhǔn)確地建模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]因此，本發(fā)明試圖單獨(dú)或以任何組合減輕、緩解或消除以上提到的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了導(dǎo)出無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)的小區(qū)特征值的方法。該方法包括確定將導(dǎo)出其信號(hào)強(qiáng)度衰減特征值的一組小區(qū)，并且至少部分基于由無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信用戶單元獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，使用遺傳算法導(dǎo)出該組小區(qū)的小區(qū)特征值。
[0023]以這種方式，可以在每個(gè)小區(qū)的基礎(chǔ)上從由無(wú)線通信用戶單元提供的測(cè)量信息導(dǎo)出小區(qū)特征信息，使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)的特征將能夠被準(zhǔn)確建模。
[0024]在一些可選的實(shí)施例中，將被導(dǎo)出的小區(qū)特征值包括至少一個(gè)小區(qū)特定的參數(shù)，其隨著無(wú)線通信用戶單元和小區(qū)站點(diǎn)之間的距離而衰落或減低或改變。
[0025]在一些可選的實(shí)施例中，該方法可以包括:確定將導(dǎo)出其小區(qū)特征值的一組小區(qū)；生成第一代染色體串，每個(gè)染色體串包括關(guān)于所確定的一組小區(qū)內(nèi)的每個(gè)小區(qū)的至少一個(gè)小區(qū)特征值；至少部分基于由無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信用戶單元獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算第一代染色體串內(nèi)的每個(gè)染色體串的適合度分?jǐn)?shù)；生成至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串；至少部分基于由無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信用戶單元獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算該至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串內(nèi)的每個(gè)染色體串的適合度分?jǐn)?shù)；以及至少部分基于第一代染色體串和至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串的所計(jì)算的適合度分?jǐn)?shù)，導(dǎo)出該組小區(qū)的小區(qū)特征值。
[0026]在一些可選實(shí)施例中，第一代染色體串可以包括隨機(jī)的小區(qū)特征值。
[0027]在一些可選的實(shí)施例中，計(jì)算關(guān)于染色體串的適合度分?jǐn)?shù)可以包括:
[0028]定義多個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)，每個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)代表一個(gè)地理位置；
[0029]計(jì)算在每個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)處關(guān)于至少一個(gè)小區(qū)的預(yù)期的測(cè)量值；
[0030]至少部分基于關(guān)于標(biāo)識(shí)點(diǎn)的預(yù)期的測(cè)量值，將從無(wú)線通信用戶單元接收的多個(gè)測(cè)量報(bào)告中的每個(gè)測(cè)量報(bào)告與標(biāo)識(shí)點(diǎn)中的一個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)相匹配；
[0031]至少部分基于關(guān)于各自的標(biāo)識(shí)點(diǎn)的預(yù)期的測(cè)量值或每個(gè)預(yù)期的測(cè)量值和來(lái)自測(cè)量報(bào)告的對(duì)應(yīng)的信息，計(jì)算關(guān)于每個(gè)測(cè)量報(bào)告的適合度分?jǐn)?shù)；以及
[0032]至少部分基于關(guān)于多個(gè)測(cè)量報(bào)告的計(jì)算的適合度分?jǐn)?shù)，計(jì)算染色體串的適合度分?jǐn)?shù)。
[0033]在一些可選的實(shí)施例中，該方法可以包括通過(guò)對(duì)測(cè)量報(bào)告的適合度分?jǐn)?shù)進(jìn)行求和來(lái)計(jì)算染色體串的適合度分?jǐn)?shù)。
[0034]在一些可選的實(shí)施例中，生成至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串可以包括:
[0035]導(dǎo)出親代染色體串以形成至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串的一部分；以及
[0036]在親代染色體串之間執(zhí)行交叉以生成子染色體串從而形成至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串的一部分。
[0037]在一些可選的實(shí)施例中，生成至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串還可以包括執(zhí)行子染色體串的變異。
[0038]在一些可選的實(shí)施例中，生成至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串可以包括從當(dāng)前代染色體串識(shí)別包括最高的適合度分?jǐn)?shù)的至少一個(gè)染色體串，并且將從當(dāng)前代染色體串中識(shí)別的至少一個(gè)染色體串包含在至少一個(gè)進(jìn)一步的一代染色體串中。
[0039]在一些可選的實(shí)施例中，該方法可以包括生成進(jìn)一步的一代染色體串，直到找到包括關(guān)于該組小區(qū)的小區(qū)衰減特征值的合適的解的至少一個(gè)染色體串為止。
[0040]在一些可選的實(shí)施例中，找到包括該組小區(qū)的小區(qū)特征值的合適的解的染色體串的條件可以是，在隨后代的染色體串中沒(méi)有染色體串比該染色體串包括更高的適合度分?jǐn)?shù)。
[0041 ] 在一些可選的實(shí)施例中，該方法可以包括導(dǎo)出包括以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的小區(qū)特征值:
[0042]-信號(hào)強(qiáng)度特征值；
[0043]-定時(shí)偏移特征值；
[0044]-觀測(cè)到達(dá)時(shí)間差值；以及
[0045]-信噪比特征值。
[0046]在一些可選的實(shí)施例中，該方法還可以包括將導(dǎo)出的小區(qū)特征值存儲(chǔ)在至少一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了生成無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的至少一個(gè)小區(qū)的小區(qū)特征等值線模型的方法。該方法包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面導(dǎo)出無(wú)線通