用於分布式bts體系結構的位置服務支持的製作方法
2023-10-24 06:06:57 1
專利名稱：用於分布式bts體系結構的位置服務支持的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信系統，在通信系統中有收發信機與多個遠程收發信機相關，用於發送和接收與該收發信機相關的信號。本發明特別但不唯一涉及其中有一個施主基站收發信臺與多個遠程端裝置相關的移動通信系統。
背景技術：
基於位置的服務對於未來的移動通信系統變得非常重要。因此，精確確定移動臺的位置的需要變得越來越重要。
還有建議使用分布式WCDMA(寬帶碼分多址)基站體系結構。這些體系結構使用遠程端(remote head)設備，在這裡，BTS(基站收發信臺)的一部分，例如，RF(射頻)部分，藉助同軸電纜，光纖鏈路，或其他適當連接被遠程連接至施主BTS部分。
當使用這種帶有遠程端的系統時，可以通過多個個遠程端發送和接收與在分布式天線系統中相同的載波信號。然而，在當前系統中，從這些遠程端發送的信號並不包含該遠程端的標識它們只包含相關BTS的標識。因此，無法確定信號是從哪個遠程端發送的。雖然已知這些遠程端的物理位置，但不了解是哪個遠程端發送了一個特定信號，用於確定移動臺位置的標準技術降低了有效性或提供的結果不準確。
除了網絡輔助的GPS，所有當前定位方法都假設已知信號源的位置，即，已知基站天線的位置。在分布式系統中，有多個個信號源，而且發信源是未知的。
希望在這種分布式基站體系結構中基於位置的服務將得到充分支持。
發明內容
本發明的目的是提供一種針對上述一個或多個問題的解決方案。
根據本發明，在包括一個接收機和多個子接收機的通信系統中，其中在每個子接收機接收的信號被轉發到所述接收機，提供一種用於確定在所述接收機接收的信號是從多個子接收機中的哪一個被接收的方法，包括為每個子接收機分配一個時延；將在每個子接收機接收的信號延遲所述對應的時延；以及確定在與每個時延相關的時間窗口是否出現一個接收信號，其中在與一個特定時延相關的時間窗口接收的信號被確定為已經被對應的子接收機接收。
所述通信系統可以是蜂窩通信系統，每個子接收機與所述接收機關聯的小區的一個子小區相關。
信號被接收的所述子接收機的標識可標識出從中發送了所述信號的子小區區域。
所述方法還包括標識從中發送了所述信號的子小區內的位置。
所述通信系統可以是室內無線電系統。
所述信號可以從移動臺被接收。
所述接收機可以是基站收發信臺的一部分。
根據本發明另一方面，提供一種用於從多個子接收機接收信號的接收機，包括用於將來自每個相應子接收機的信號延遲一個相應的預定時延的裝置；以及用於確定在與每個相應時延相關的時間窗口內是否出現接收信號的裝置，其中在與一個特定時延相關的時間窗口內被接收的信號被確定為已經被對應的子接收機接收。
用於將來自每個相應子接收機的信號延遲的裝置可包括具有所述預定延遲時間的延遲單元。
所述延遲單元可包括過濾器。
所述過濾器可以是表面聲波過濾器。
所述延遲單元可以包括光傳輸線。
用於確定是否出現一個接收信號的裝置可包括瑞克過濾器。
所述接收機可與確定所述通信系統的小區的基站收發信臺相關，每個子接收機確定所述小區的一個子小區。
被確定為在特定子接收機被接收的信號可標識所述信號在所述相應子小區中的信源。
所述接收機還包括用於標識出所述信號在所述子小區中的信源的位置。
本發明由此通過實現遠程端標識解決了在本發明的背景技術中提到的問題。
優選地，在標識過程中使用普通的WCDMA BTS瑞克接收機。這種接收機能測量接收信號路徑上的延遲。對於每個遠程端裝置延遲的長度都不相同。施主BTS接收機裝置基於這個信息能標識出從所述移動臺接收到最強信號的遠程端。這個信息用於計算移動臺的位置更為方便。
標準定位方法可用於計算移動臺的位置，例如小區-ID，往返時間(RTT)；或空閒周期下行鏈路-到達時差觀測值(IPDL-OTDOA)。
本發明的解決方案不要求修改遠程端設備更為方便。
現在參照附圖通過舉例描述本發明，其中圖1示意了包含遠程端裝置的WCDMA系統的示例性實施例；圖2示意了從BTS通過多個遠程端發送信號的原理方框圖；圖3示意了根據本發明的優選實施例在遠程端接收的信號的相對時序；圖4示意了根據本發明的優選實施例使用圖3的相對時序實現位置服務；圖5示意了本發明使用更為方便的室內無線電系統的示例性實施例；圖6示意了根據本發明的優選實施例的小區和子小區定位系統的實施例；圖7示意了用於結合本發明的優選實施例實現一種特定的定位技術的WCDMA系統的主要單元；以及圖8示意了使用本發明的優選實施例的定位技術的一個例子。
具體實施例方式
現在通過參考優選例子描述本發明。應指出，本發明並不局限於在此提出的任何例子。這些特例在此是為示意本發明以及傳達對本發明的理解的目的提出的。
參考圖1，圖1以框圖形式示意了室內無線電系統的系統概況，以此來描述本發明的優選實施例。
附圖標記10通常是指基站收發信臺(BTS)，在此特例中，WCDMABTS包括由附圖標記18指定的光學裝置。功能塊12通常指示BTS 10和一個或多個遠程裝置之間的傳輸媒介。在此優選例子中，傳輸媒介12為光傳輸媒介，包括在上面從BTS發送信號的光傳輸線20，以及在上面信號被接收並被輸入到BTS 10的光傳輸線22。附圖標記14通常指示多個遠程端裝置中的一個，而附圖標記16通常指示與遠程端裝置14相關的天線。在圖1中，遠程端裝置包括功能塊24，其具有到全向天線30的同軸電纜連接28和到定向天線32的電纜26。全向天線30和定向天線32包括與遠程裝置24相關的室內天線。
儘管在此是參考包含光學裝置的BTS描述本發明的，但本發明並不局限於這種實施例。然而，光學裝置的使用確實能顯示特別優勢。光學裝置不需要線性功率放大器(LPA)或天線過濾器(AF)。光學裝置是BTS內部通信系統的一部分，而且利用當前實施例可支持多達12個遠程端裝置。光學扇區有可能與其他更多傳統扇區組合使用。因此圖1的BTS10可通過光通信連接某些遠程端裝置，以及連接不同通信媒介上的其他遠程端裝置。
參考圖2，圖2以框圖形式另外示意了BTS 10與多個遠程端裝置14的互連。參考圖2，圖中示意了分路器/合路器50和4個遠程端裝置56a-56d。分路器/合路器50在線路52上接收來自BTS的信號，並將這些信號分路以便通過相應的通信線路54a-54d將這些信號發送到每個遠程端裝置56a-56d。在每個遠程端裝置接收的信號通過相應的通信線路54a-54d被傳送到合路器/分路器50，並被合路以在線路52上發送到BTS。儘管圖2隻示出了4個遠程端裝置，但這純粹是用於示意，可以提供系統支持的任何數量的遠程端裝置。合路器/分路器50可構成BTS 10的一部分，或者可以作為在BTS 10的輸入/輸出端的獨立裝置提供。如同以上討論的，在一個優選實施例中，合路器/分路器50為光學合路器/分路器。
在移動通信系統中，BTS發送信號給其所支持的小區的無線電覆蓋區內的任何一個移動臺。在如圖1和2所示的配置中，與該BTS相關的信號通過遠程端裝置56a-56d被發送到移動臺。類似地，BTS通過遠程端裝置56a-56d從其無線電覆蓋區內的任何一個移動臺接收信號。
根據本發明，每一個遠程端裝置56a-56d都與一個預定時延相關。因此，由其中一個遠程端裝置56a-56d接收的任何信號在BTS 10的接收都帶有與之相關的預定時延。下面進一步討論對於每一個遠程端裝置的時延的實現。
根據標準技術，BTS 10優選裝有瑞克接收機，用於從其無線電覆蓋區內的任何一個移動臺接收信號。在現有技術領域熟知的是，這種瑞克接收機能接收各種多路徑信號，並且能補償這些信號量中的時間偏移。
根據本發明的優選實施例，BTS 10中的瑞克接收機被用於標識在每個遠程端裝置56a-56d接收的任何一個信號。
現在參考圖3描述通過這種方式實現瑞克接收機的圖解對於本例，假設瑞克接收機具有10ms的搜索窗口。每個遠程端裝置56a-56d與一個預定時延相關，這個時延落入瑞克接收機的搜索窗口內。每個時延都可以認為是瑞克接收機搜索窗口內的一個延遲窗口。
參考圖3，第一個延遲窗口62與第一個遠程端裝置，例如遠程端裝置56a相關。第二個延遲窗口64與第二個遠程端裝置，例如遠程端裝置56b相關。第n個延遲窗口66與該系統的第n個遠程端裝置，例如在本例中圖2的遠程端裝置56d相關。從圖3可以了解到，在每個相應的延遲窗口62、64和66瑞克接收機尋找從相關的遠程端裝置接收的信號。在該特定延遲窗口接收的任何一個接收信號都被假設為來自該相關的遠程端裝置。
通過這種方式能標識接收了來自移動臺的信號的特定遠程端裝置。
從圖3可以看出，單個遠程端裝置覆蓋區域內的延遲擴展相比整個瑞克接收機搜索窗口要小。由於每個遠程端裝置的延遲不同，因此可基於BTS瑞克接收機中預定的延遲標識每個遠程端裝置。因此系統會知道該移動臺的位置在該特定遠程端裝置的覆蓋區域內。這種定位的精度取決於覆蓋區的精度。在典型的室內無線電系統中，這種覆蓋區可以是20-40米。另外，下面還要討論，利用這種技術能支持更為精確的定位方法。
在每個遠程端裝置接收的信號中的延遲的引入可以通過各種方式實現。與BTS 10相關的光學/無線電頻率變換器可隨意產生延遲。
作為選擇，圖2的分路器/合路器50與遠程端裝置56a-56d之間的光學連接也可以用於引入延遲。每個光學鏈路54a-54d都與一個固有特徵的延遲相關，而且這些特徵可用於在接收信號中引入延遲。
上面提到，藉助BTS和遠程端之間的不同接口可以實現分布式BTS體系結構。這種接口可以是基帶I/Q，中頻(IF)或射頻(RF)接口。藉助基帶I/Q可以在數字域簡單地引入延遲。藉助IF或RF接口，可以在模擬域實現延遲，例如使用延遲過濾器(例如表面聲波(SAW)過濾器，或在光纖(延伸幾百米以上)實現延遲。
就瑞克接收機的實現而言，室內無線電系統中的遠程端裝置56a-56d在離BTS的有限距離內(例如，3公裡)。因此，不可能使用正常搜索窗口的整個寬度。由於遠程端和BTS之間的距離是已知的，因此可以縮短搜索窗口。
每個遠程端裝置56a-56d的地理位置信息在安裝階段被存儲於系統中。下面將進一步討論，基於已知的延遲和已知的遠程端位置信息能估計移動臺的位置。該系統補償為確定遠程端裝置引入任意延遲，這樣移動臺位置估計就能給出精確的結果。
在遠程端裝置和BTS之間的接口的實施例為IF或RF接口的情況下，使用SAW濾波器將降低接收機靈敏度。然而，由於用戶，即移動臺，靠近遠程端裝置，因此，這不是一個退化因素。光學延遲線路可用於僅在遠程端裝置和BTS之間的光學互連相當長，如幾百米或公裡量級或更長時實現任意延遲。然而，這確實具有允許BTS和使用遠程端裝置之間的正常距離產生任意延遲的優點。
如上所述的本發明的實施例具有不需要對遠程端設備做任何修改的特別優勢。優選在BTS實施改變，更優選在光學轉換盒內實施改變。
優選使用關於哪些遠程端裝置從移動臺接收信號的信息以便確定移動臺的位置。可以使用標準定位方法，如小區-ID，往返時間(RTT)，空閒周期下行鏈路-到達時差觀測值(IPDL/OTDOA)。下面進一步討論使用本發明計算移動臺的位置。
本發明的優選實施例允許在子小區級別進行遠程端標識。在本發明的優選實施例中，通過更佳方式使用3GPP標準化的往返時間測量(RTT)。無線接入網絡系統能測量從基站信號發射到移動臺接收，到移動臺發射，以及到基站接收的往返時間。加上以上討論的對接收該信號的遠程端裝置的標識，這個信息能用於計算移動臺的位置。
在實際實現中，一個以上遠程端裝置56a-56d將從移動臺接收信號。因此，BTS將成功地檢測到從一個以上遠程端站接收的信號。
以上討論到，本發明能實現標識接收信號的遠程端站。這種信號接收可發生在多個遠程端裝置。進一步改進這種技術以提供對移動臺位置的精確確定使用諸如往返時間(RTT)的技術。
參考圖4，與相應遠程端裝置相關的每個延遲窗口62、64和66也可以認為是RTT窗口。儘管在此特定實施例中使用RTT技術，但也可以利用各種其他技術來確定移動臺的位置，如小區-ID，或空閒周期下行鏈路-到達時差觀測值(IPDL-OTDOA)。
參考圖5，其進一步示意了根據本發明優選實施例的室內無線電系統的系統配置。
功能塊100表示包含多個寬帶光學模塊(在圖5顯式了其中兩個，130和132)的寬帶光學裝置(WOU)。寬帶光學模塊130具有經光學連接128a-128d到相應遠程端裝置126a-126d的四個連接。寬帶光學模塊132具有經光學通信鏈路124a-124d到相應遠程端裝置122a-122d的連接。寬帶光學模塊100與一個BTS相關，BTS支持分別與遠程端裝置126a-126d相關的子小區138a-138d。另外，BTS支持與第一個頻率的遠程端裝置122a-122d的相關的子小區118a-118d，和第二個頻率的遠程端裝置122a-122d上的子小區120a-120d。子小區138a-138d一起形成小區112，子小區118a-118d一起形成小區114。子小區120a-120d一起形成小區116。另外BTS與室外微小區110相關。頻率間切換發生在小區114和116的相應頻率之間。軟切換發生在小區112和相應小區114、116和110之間。軟切換發生在室外微小區108和小區112、114或116之間。
對於採用WCDMA技術的系統，寬帶光學裝置100可包括寬帶光學框架。每個遠程端裝置122a-122d和126a-126d可以是寬帶遠程裝置(WRU)。在寬帶光學裝置100的BTS一側存在光學模塊130和第一個寬帶收發信機(WTR)102之間的連接134。另外提供光學模塊132和第二及第三個WTR 104和106之間經鏈路136的連接。WTR 102代表與小區112相關的BTS的寬帶收發信機部分。WTR 104代表與小區116相關的BTS的寬帶收發信機部分。WTR 106代表與小區114相關的BTS的寬帶收發信機部分。
寬帶光學模塊包括四個延遲單元152a-152d，每個單元與一個遠程端裝置126a-126d相關。這些延遲單元將延遲引入到相應的接收信號線中以便標識出接收給定信號的遠程端裝置。由此在光學線路128a-128d上被接收的信號在光學模塊130的相應延遲單元152a-152d被接收。延遲單元在各個信號在光學模塊的輸出端被合路並被轉發到BTS之前延遲目應信號。光學模塊132類似地具有延遲單元150a-150d。如同上面討論的，光學線路本身也實際上提供部分或全部延遲，在此情況下不需要提供延遲單元152a-152d和150a-150d。
根據上面對圖5的描述，顯然，小區112，114和116由相應的子小區構成，而且包括一個室內無線電系統。微小區110包括與同一BTS相關的室外無線電系統。參考圖6進一步解釋室內無線電系統的實際實施例。
如圖6所示，室內無線電系統的子小區分布在不同建築物的不同樓層。圖6展示了兩棟建築物建築物A和建築物B。每個建築物有四層1-4層。在此參考建築物A描述這個例子。如圖6所示，小區116的子小區分布在建築物A的頭兩層，而小區112的子小區分布在建築物的第三和第四層。因此子小區120c和120d提供建築物A的第一層的無線電覆蓋，子小區120a和120b提供建築物A的第二層的無線電覆蓋，子小區138c和138d提供建築物A的第三層的無線電覆蓋，子小區138a和138b提供建築物A的第四層的無線電覆蓋。與每個小區相關的遠程端裝置類似地位於建築物的相應樓層，其物理位置建立相應子小區的無線電覆蓋區。
根據本發明，可以標識任何一個特定用戶的位置。例如，考慮用戶A，從圖6可看出，其位於子小區138a的無線電覆蓋區內的建築物A的第四層，其覆蓋「小賣部」區域。
基於在基站收發信臺接收到的信號，系統首先能確定用戶位於小區112內，即在建築物A的第三或第四層。基於檢測到在哪個遠程端裝置標識到從用戶A的移動臺接收的信號，系統能確定用戶位於小賣部位置內的子小區138a的無線電覆蓋區內，即，在建築物A的四樓。
圖7示意了用於通過已知方式執行往返時間(RTT)移動位置定位估計的移動通信系統的主要組成部分。移動臺196從網絡接收信號，並發送信號給網絡。WCDMA BTS 192與天線194相關，天線194與移動臺196通信。BTS 192被連接至包含無線網絡控制器190的網絡單元188。網絡單元188被連接至網絡單元178和182，單元178和182分別包括網絡管理功能179和正服務GPRS支持節點186。網絡單元188還連接包含移動交換中心184和歸屬位置寄存器176的網絡單元180。網絡單元178、180和182還被連接至網關移動位置中心172，中心172又被連接至使能移動中心170和正服務移動位置中心174。
如圖8所示確定根據本發明的移動臺的往返時間的計算。如同上面參考圖6描述的，本發明推進了標識接收來自移動臺的信號的子小區的標識技術。在圖8的例子中，假設信號在小區202的所有子小區202a-202b被接收。對於每個接收信號，根據常規技術確定往返時間並將其返回BTS200。在每個鏈路204a-204d返回相應的往返時間RTTa-RTTd。另外，多個往返時間可以由一個特定小區確定。例如在圖8中，每個子小區與兩個射頻相關。在這兩個射頻的子小區的遠程端裝置接收該信號，並且計算該子小區的每個頻率的往返時間。
以上參考特定非限制例子描述了本發明。本領域的技術人員將意識到本發明的適用性比在此給出的特定例子寬。
本領域的技術人員知道本發明的修改和變動。本發明提供的保護範圍由所附權利要求書定義。
權利要求
1.在一種包括接收機和多個子接收機的通信系統中，其中在每個子接收機中接收到的信號被轉發到所述接收機，一種用於確定在所述接收機中接收到的信號是從所述子接收機中的哪一個接收的方法，包括為每個子接收機分配一個時延；將在每個子接收機中接收到的信號延遲所述對應的時延；以及確定在與每個時延相關的時間窗口是否出現接收信號，其中在與特定時延相關的時間窗口內接收的信號被確定為已經由對應的子接收機接收到。
2.根據權利要求1的方法，其中所述通信系統是蜂窩通信系統，每個子接收機與所述接收機關聯的小區的一個子小區相關。
3.根據權利要求2的方法，其中接收信號的子接收機的標識標識出從中發送所述信號的子小區區域。
4.根據權利要求3的方法，還包括標識從中發送所述信號的子小區區域內的位置。
5.根據權利要求2-4中任何一項的方法，其中所述通信系統是室內無線電系統。
6.根據權利要求1-6中任何一項的方法，其中所述信號從移動臺被接收。
7.根據權利要求1-6中任何一項的方法，其中所述接收機是基站收發信臺的一部分。
8.一種用於從多個子接收機接收信號的接收機，包括用於將來自每個相應子接收機的信號延遲一個相應的預定時延的裝置；以及用於確定在與每個相應時延相關的時間窗口內是否出現接收信號的裝置，其中在與特定時延相關的時間窗口內接收的信號被確定為已經由對應的子接收機接收到。
9.根據權利要求8的接收機，其中用於將來自每個相應子接收機的信號延遲的裝置包括具有所述預定延遲時間的延遲單元。
10.根據權利要求9的接收機，其中所述延遲單元包括過濾器。
11.根據權利要求10的接收機，其中所述過濾器是表面聲波過濾器。
12.根據權利要求9-11中任何一項的接收機，其中所述延遲單元包括光傳輸線。
13.根據權利要求8-12中任何一項的接收機，其中用於確定接收信號的出現的裝置包括瑞克過濾器。
14.根據權利要求8-12中任何一項的接收機，其中所述接收機與用以定義所述通信系統的小區的基站收發信臺相關，每個子接收機定義所述小區的一個子小區。
15.根據權利要求14的接收機，其中被確定為在特定子接收機中被接收的信號標識出所述信號在所述相應子小區中的信源。
16.根據權利要求15的接收機，還包括用於標識出所述信號在所述子小區中的信源位置的裝置。
全文摘要
本發明公開在一種包括接收機和多個子接收機的通信系統中，其中在每個子接收機接收的信號被轉發到所述接收機，一種用於確定在所述接收機接收的信號是從所述子接收機中的哪一個接收的方法，包括為每個子接收機分配一個時延；將在每個子接收機接收的信號延遲所述對應的時延；以及確定在與每個時延相關的時間窗口內是否出現接收信號，其中在與特定時延相關的時間窗口內接收的信號被確定為已經由對應的子接收機接收到。
文檔編號H04W88/08GK1550117SQ02816942
公開日2004年11月24日 申請日期2002年6月28日 優先權日2002年6月28日
發明者阿託·詹蒂, 蒂莫·娜薩卡拉, 娜薩卡拉, 阿託 詹蒂 申請人:諾基亞公司