用於室內位置高精確度定位參考測量的方法和裝置的製作方法

2023-05-02 22:13:51 2

專利名稱：用於室內位置高精確度定位參考測量的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及蜂窩移動通信系統中的方法和裝置，尤其是涉及自適應增強小區身份定位(AECID)室內參考測量的產生。
技術背景例如在專利申請PCT/SE2005/001485中描述的自適應增強小區身 份定位(AECID)是用多種方式改進基礎小區身份定位(identity positioning)方法的定位技術。AECID定位方法基於以下想法，高精確 度定位測量，例如輔助GPS(A-GPS)測量，可糹皮視作屬於某個蜂窩式 無線傳播條件持續的區域的點。在它的最簡單形式中，在某個小區ID 有效的相同時間執行的A-GPS測量代表落入蜂窩式系統特定小區內 的A-GPS測量。AECID定位方法認識到了這點並根據特定標準引入 了高精確度測量的標記(tagging)。例如，這可能包括 小區ID,由扭J亍高並奇確度定位測量(position measurement)的終 端檢測， 量化的路徑損耗或信號強度測量(到多個無線基站(RBS)),由執 行高精確度定位測量的終端執行， 量化的往返行程時間(RTT,在WCDMA中)或定時提前(Timing Advance ) (TA,在GSM中)， 量化的噪聲抬升，代表碼分多址(CDMA)系統的負載， 無線連接信息，例如無線接入承載(RAB), 量化的時間。注意到以下是重要的，即標記包含索引矢量，每個索引採用離散 值中的可數數量。連續變量用於標記，如路徑損耗，因此需要量化。AECE)定位方法的第二步驟是要集中在單獨的高精確度測量群 (cluster)中具有相同標記的所有高精確度定位測量。很清楚，每個這種 群包含從具有類似無線條件的區域集中的高精確度定位測量-因此這 些測量通常來自同樣適當限定的地理區域。更具體地說，所述地理區 域通常比蜂窩式系統小區的擴展小許多。在AECID定位方法的第三步驟中，對於每個存儲的高精確度定 位測量群，計算了代表群的地理擴展的多邊形。該算法的最經常提到 的兩個特性包括減小了多邊形的面積(精確度因此提高)和終端在多邊 形內的概率(置信度)確切已知(它設為該算法的約束)。至此，已經介紹了到創建多邊形的標記資料庫的步驟。通過首先 確定持續標記，AECID位置現在容易確定。如上所述，這是通過查閱 小區ID,通過執行輔助測量和通過查閱輔助連^^信息來執行的。然後 在多邊形標記資料庫中查詢對應於確定標記的多邊形，且隨後使用多 邊形格式，如文檔3GPPTS 25.413 "UTRANIu接口無線接入網絡申請 /應用Part(RANAP)信令"(3GPP TS 25.413， "UTRAN Iu interface Radio Access Network Application Part (RANAP) signaling")中所述的通過 RANAP接口報告。小區地理擴展優選的表示由小區多邊形格式給出。參閱圖2，小 區擴展通過閉合多邊形互不相交的3-15個角來描迷。這種格式是兩維 的且這些角確定為WGS84地理坐標參考系統的經度和煒度對。由圖 3介紹了這種準確的消息傳送格式。要注意的是，由於無線傳播的復 雜性，小區多邊形格式僅是真實小區擴展的近似。選擇多邊形格式是 對具有例如考慮計算複雜度和報告帶寬的合理的、靈活的地理表示格 式的需求所要求的。由於多邊形格式近似小區擴展，多邊形通常在小 區設計工具中預先確定以代表小區擴展。例如，小區多邊形的基礎離 線計算能夠基於各種複雜程度的覆蓋範圍才莫擬。然而，在考慮計算的 小區擴展置信度(confidence)時最終結果通常不是非常可信。高精確度定位方法用於表示有潛力滿足北美E-911緊急定位需求的定位方法。滿足這些需求的方法能夠獲得(基於終端)50米(67%)和 150m(95%),或(基於網絡)IOO米(67%)和300m(95。/o)的定位精確度。輔助GPS(A-GPS)定位是全球定位系統(GPS)的增強。A-GPS定位 系統的示例在圖4中示出。其中連到例如蜂窩式通信系統的GPS參考 接收器搜集輔助數據，在輔助數據傳輸到與蜂窩式通信系統終端連接 的GPS接收器時，增強GPS終端接收器性能。通常地，A-GPS精確 度能夠變得很好，到10米，也不用微分處理。然而，精確度在密集 的城市區域中和室內變差，對於從GPS衛星檢測非常弱信號，這些地 方靈敏度通常不夠高。類似於A-GPS，上行鏈路到達時差(UTDOA)定位方法基於到達時 間測量。然而，在UTDOA情況下，測量從UE的傳輸在若干個RBS 中執行。UTDOA相比於A-GPS的優點是信號強度更高的事實，這增 強了執行室內定位的能力。然而UTDOA的精確度應該比A-GPS的精 確度差，主要因為沿著地球表面的無線傳播條件比在高傾斜角處的衛 星接收GPS無線信號時的無線傳播條件差。出於各種原因U-TDOA 還是使用起來昂貴的技術。還有3GPP規定的UTDOA的對應的部分 且在下行鏈路中運行，即由若干個RBS傳輸的無線信號的到達時間的 測量在UE中執行。然而，實際上這種OTDOA-IPDL方法缺乏提供任 何有用高精確度性能的靈敏度。目前，看起來A-GPS正在成為獲得高精確度定位服務的主導技 術。對於AECID方法，結果是從室內環境獲得高精確度定位參考測 量的難度，這個事實將大大地減小AECID定位應用性和精確度。一 個備選就是為了測量的目的而使用專職人員，即做人工高精確度定位 測量以支持AECID。事實上這是未釆用除A-GPS之外任何其它的高 精確度定位方法的蜂窩操作者的唯一已知備選。人工測量的缺點是它 需要專職的人員和設備，兩者都昂貴。後者尤其昂貴，因為為達到完 整的AECID覆蓋範圍需要測量大面積。發明內容本發明提出以下問題，如上所述這種系統的當前狀態不能用於產 生可行的高精確度室內定位測量。因此，本發明的目的是得到在使用上述AECID定位方法時用於 產生高精確度室內定位測量的方法和裝置。本發明認識到在確定高精確度定位參考測量和相應標記時需要 一定人工交互來指出確切位置。本發明提供了其中普通用戶有能力執 行所建議參考測量的方法和裝置，以替代使用專職的人員完成這種測 量。在優選實施例中，定位伺服器設立接口，例如網頁，普通用戶可 以用他們的蜂窩電話連接到網頁。使用該接口，用戶能夠從蜂窩操作 者希望執行高精確度定位參考測量的多個室內位置中選擇一個(還包 括，例如，沒有A-GPS覆蓋範圍的位置)。然後用戶需要移動到所述室內位置並通過與所述接口的相互作 用在該位置開始參考測量。通過登入用戶ID，例如電話號碼或定位時 間，選擇的室內位置能夠相關於RAN中確定的標記。該相關步驟能 夠在定位伺服器或另一適當節點執行，例如RAN的支持或定位節點。 在RAN中產生的標記，連同藉助到定位伺服器的接口已經選擇的室 內位置構成了一個標記的高精確度定位測量。該信息能夠直接用於在 AECID算法中的群集(clustering)。在本發明的另一實施例中，藉助對報告的位置的輔助GPS測量 能夠避免欺詐。由於該測量在室內不成功，如果A-GPS仍然能成功， 則能夠檢測到欺詐。通過檢查由定位的終端相對選擇的室內位置檢測 的小區身份，能夠執行進一步的完整性檢查。在本發明又一實施例中，通過對所述定位伺服器獲得的成功的高 精確度定位測量的提交給予報酬，能夠鼓勵用戶提供高精確度定位參 考測量。


圖1說明了 AECID定位方法的方框圖。 圖2說明了具有角A-E的小區多邊形的例子。 圖3顯示了 3GPP多邊形消息信息單元(IE)。 圖4顯示了在蜂窩式通信系統中實現的A-GPS的示例，在這種 情況下是WCDMA系統。在該系統中，無線網絡控制器(RNC)起到搜節點的作用。核心網絡(CN)通過RANAP接口要求定位UE。作為響 應RNC可能使用各種A-GPS技術，然而，所有這些技術確實基於由 蜂窩式通信系統的節點處理的輔助數據。RNC要求(order)在UE中執 行定位測量，由終端的專用A-GPS接收器硬體執行測量。這些接收器 檢測來自還稱為太空交通工具(SV)的衛星的GPS傳輸。圖5說明了基於AECID定位方法的高精確度定位測量的產生的 普通用戶方框圖。
具體實施方式
本發明的描述使用WCDMA系統作為才莫型系統。然而，儘管如 此，在本發明中可以容易地應用在其它系統中僅作的少量變化和調 整，例如GSM-系統。藉助圖5的方框圖介紹了本發明。如下所述，本發明的主要先決 條件包括i)蜂窩式系統的定位節點，配備有ii)AECID定位和iii)A-GPS 定位，iv)有專用功能的定位伺服器，如下文所描述的。下列順序步驟 介紹了一個本發明非限制性的實施例。關於圖5給出所有參照。決定執行高性能位置測量的蜂窩用戶連接到蜂窩式系統並訪問 定位伺服器接口，例如通過導航到定位伺服器主頁。該連接通過接口 鏈Il維護。經由所述接口用戶選擇高性能位置測量的參考位置，例如 圖中的""^2"(備選2),並根據參考位置的描述移動到確切位置。然後 用戶指示執行參考定位，例如藉助"執行參考定位"按^^建。定位伺服器存儲時間和用戶ID(如果可用)。另外主頁能夠設計得 使用戶能夠指示身份，例如電話號碼。定位伺服器提出定位用戶的請 求。選擇服務參數質量以確保A-GPS定位。使用接口鏈I4，請求經 由核心網絡(CN)發送到蜂窩式系統定位節點。可以使用特定"客戶類 型"IE以便向定位節點指示定位嘗試是用於AECID的高精確度定位 測量。定位節點對服務參數質量解碼，決定要執行A-GPS定位並使用 接口 12向UE發適當的消息。同時發起AECID定位。在這種特定情形下，為小區ID對所謂活 動集(active set)抽樣。結果是Id 1、 2、 3、 4。 UE試著執行A-GPS定 位。然而，由於它在室內，嘗試失敗，UE將失敗(failure)報告給定位 節點。如果'客戶類型'IE不指示AECID的高精確度定位測量，定位節點 可以嘗試低效(fallback)定位。如果指示了 AECID的高精確度定位測 量，則不嘗試低效定位而將失敗通過接口 14鏈報告給定位伺服器。如 果嘗試低效定位，可以獲得成功的定位並通過I4報告。然而，由於能 夠通過RANAP報告定位方法，定位伺服器能夠使用該信息來檢測失 敗。另一可能是研究報告位置，為確定高度存在(檢驗A-GPS)檢驗報 告位置或檢查獲得的精確度。定位節點用時間和(如果可用)UE ID標 記失敗的A-GPS定位。此外，由標記塊用小區ID對失敗的A-GPS定 位做標記，隨後在失敗緩衝器相關器塊中存儲為"失敗"。定位伺服器 ;險測到嘗試的位置為"失敗"。隨後它用時間和(如果可用)UEID標識存 儲的用戶選擇位置(例如"Alt.2")。定位伺服器通過接口向蜂窩式系統 的定位節點發送標記的存儲的用戶選擇位置("Alt.2")，例如圖5的輔 助接口 15(在WCDMA情況下，這可能是RNC的IP服務接口)。在定 位節點的失敗緩衝器/相關器中接收到時，定位節點將時間和(如果可 用的)UEE)與存儲的在緩沖器的失敗的定位作比較，尋找足夠好的最 佳適配(按照時間和可能的UEID)。如果找到這種適配，失敗緩衝器/ 相關器塊用用戶選擇場所的煒度和經度(後者信息假設為包括在消息中)代替存儲的做標記定位結果標記"失敗"。該結果是可由AECID利 用的高精確度定位測量。高精確度定位測量轉送到AECID,可能在使用標記小區Id的位 置進一步完整性檢查之後。衝艮據本發明可能實施例，能夠發送消息以指示高精確度定位測量 嘗試是成功的且酬勞可以發給用戶。定位伺服器的接口作出指示，嘗試已成功且用戶結束II上的連接。存在許多通用部分和變型。這些包括在其它節點(例如OSS-RC 節點)中實現定位節點功能的選擇部分和/或在定位伺服器中實施定位 節點功能選擇部分。
權利要求
1.一種在移動電信網絡中用於提供室內位置處高精確度定位參考測量的方法，所述方法在一個或若干個網絡節點中被執行，其特徵在於，提供位置列表，所述列表能夠由移動用戶設備訪問；從所述移動用戶設備請求高精確度定位測量；獲得高精確度定位結果，並確定所述高精確度定位是否已失敗；存儲從所述移動用戶設備接收的信息實體，所述信息實體包括來自所述位置列表中的一個位置及所述移動用戶設備的時間戳或標識中的至少一個；向另外的網絡節點提供所述信息實體。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述位置列表的所述位置還 包括關於所述位置的地理緯度和經度的信息。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述高精確度定位結果通過 輔助GPS定位獲得。
4. 根據權利要求3所述的方法，還包括檢測失敗的高精確度定位 結果的步驟。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述方法在定位 伺服器中執行，且所述另外的網絡節點是根據權利要求10的定位節 點。
6. —種在電信網絡中用於4是供室內位置處高精確度定位參考測 量的方法，所述方法在一個或若干個網絡節點糹支才丸行，其恃徵在於，接收信息實體，所述信息實體包括來自位置列表的一個位置和已 提供所述位置的高精確度定位結果的移動用戶設備的時間戳或標識 中的至少一個；確定標記，所述標記反映UE位置處的無線傳播條件；通過將所述信息實體相關到所述標記來產生高精確度定位測量， 所述標記用於構成要提供到定位算法的標記的高精確度定位測量。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中所述標記由以下至少一個構建 UE連接到的小區的小區ID; 能夠被UE檢測的小區的小區ID的子集； 量化的路徑損耗測量，相應於相鄰無線基站或小區而執行； 量化的信號強度測量，相應於相鄰RBS或小區執行； 量化的往返行程時間測量； 量化的定時提前測量； 量化的噪聲抬升測量； 無線連接信息，包括至少無線接入承載； 量化的時間。
8. 根據權利要求6所述的方法，還包括僅在失敗的高精確度定位 結果的情況下發送信息實體的步驟。
9. 根據權利要求6所述的方法，其中在所述高精確度定位結果不 失敗的情況下，所述相關^皮忽略。
10. 根據權利要求6-9中的任一項所述的方法，其中所述方法在 根據權利要求5從定位伺服器接收信息實體的定位節點中執行。
11. 一種在移動電信網絡中用於提供室內位置處高精確度定位參 考測量的裝置(61)，所述裝置位於一個或若干個網絡節點，其特徵在於，接口 (611)，為移動用戶設備(62)提供到位置列表的訪問； 用於從所述移動用戶設備(62)請求高精確度定位測量的部件 (612);用於獲得高精確度定位結果的部件(613)，和用於確定所述高精確度定位是否已失敗的部件；用於存儲信息實體的部件(614)，所述信息實體包括來自所述位置列表的一個位置及所述移動用戶設備的時間戳或標識中的至少 一個； 用於向另外的網絡節點提供所述信息實體的部件(615)。
12. 根據權利要求11所述的裝置，其中所述位置列表的所述位置 還包括關於所述位置的地理煒度和經度的信息。
13. 根據權利要求11所述的裝置，還包括用於要求輔助GPS定 位從而獲得所述高精確度定位結果的部件(616)。
14. 根據權利要求13所述的裝置，還包括用於檢測失敗的高精確 度定位結果的部件。
15. 根椐權利要求11-14中任一項所述的裝置，其中裝置(61)位於 定位伺服器中，且所述另外的網絡節點是定位節點。
16. —種在移動電信網絡中用於提供室內位置處高精確度定位參 考測量的裝置(63)，所述裝置位於一個或若干個網絡節點中，其特徵在於，用於接收信息實體的部件(631)，所述信息實體包括來自位置列表 的一個位置和已提供所述位置的高精確度定位結果的移動用戶設備 (62)的時間戳或標識中的至少 一個；用於確定反映UE位置處的無線傳播條件的標記的部件(632);通過將所述信息實體相關到所述標記以產生高精確度定位測量 的部件(633)，所述標記用於構成要提供到定位算法的標記的高^:確度 定位測量。
17. 根據權利要求16所述的裝置，還包括從以下至少之一構建所 述標記的部件(634).UE連接到的小區的小區ID; 能夠淨皮UE檢測的小區的小區ID的子集； 量化的路徑損耗測量，相應於相鄰無線基站或小區執行； 量化的信號強度測量，相應於相鄰RBS或小區執行； 量化的往返行程時間測量； 量化的定時提前測量； 量化的噪聲抬升測量； 無線連接信息，包括至少無線接入承載； 量化的時間。
18.根據權利要求16或17所述的方法，其中裝置(63)位於^yv定 位伺服器接收信息實體的定位節點中。
全文摘要
本發明提出產生可行高精確度室內定位測量。定位伺服器設立普通用戶用他們的蜂窩電話可以連接到的接口。使用該接口用戶能夠從蜂窩操作者希望高精確度定位參考測量被執行的多個室內位置中選擇一個。用戶移動到所述室內位置並通過與所述接口相互作用在該位置開始參考測量。通過輸入身份用戶或定位時間選擇的室內位置能夠關聯到RAN中的確定標記。標記連同已經藉助向定位伺服器的接口選擇的室內位置構成一個標記的高精確度定位測量。
文檔編號G01S5/14GK101336556SQ200680052089
公開日2008年12月31日 申請日期2006年4月10日 優先權日2006年2月3日
發明者T·威格倫 申請人:艾利森電話股份有限公司