用于定位移动站的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于定位移动站的简单而有效的方法，该方法应用基于信号传播时差的原理，从而使得所述方法在无线电信号传播时间测量中使用那些覆盖区内并不具有运行的中继器的基站，如果并无足够的所述的基站，则将补偿基站延迟。与诸如ＯＴＤ或Ｅ－ＯＴＤ方法的现有技术方法相比，所述方法提高了定位精确度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信技术，尤其涉及以权利要求1的特征部分所规定的方式定位移动站。
技术介绍
移动通信技术的基础之一是为呼叫保持与计费目的确定移动站的位置。此外，还存在着一些移动站用户需要确定其位置坐标的情况，例如在确定方向、迷路、遭遇事故时，或是由于疾病或其它一些更一般的原因，例如为了查询业务在特定区域内的位置。存在着多种确定移动站的位置的方法。被称为全球定位系统(GPS)的一种普遍使用的方法基于从环绕地球的卫星接收的信号。该方法需要应当被集成到移动站内的GPS接收机，因此将导致附加的成本。由于定位是移动站业已存在功能的一个基本部分，优选的是使用在移动站与基站之间传送的蜂窝系统自身的无线电信号来确定移动站的位置，即便某些移动站模型也包括GPS接收机。移动站与基站的距离可以基于在移动站与基站之间传送的信号的传播延迟来确定。通过测量基站发射至移动站的信号的传播延迟可以得到移动站与基站之间距离的距离估计。由于与所述距离测量相关的某一测量精确度，在利用全向天线的系统中，移动站的假定位置将是由两个圆形边界所定义的区域，其中该区域的宽度取决于时间延迟测量的精确度。也可能会通过使用移动站与其覆盖区内其它的基站之间的信号来执行对应的传播延迟测量。则结果就是测量中涉及的每一个基站都有一个上述的环形位置区。因此，可以在所述的位置区的相交部分上定位移动站，所述相交部分的数量级对应于测量精确度。在上述的方法中，定位主要是由所述系统执行，移动站内并不需要任何特殊功能来执行所述测量。一种同样众所周知的方法是，其中所述定位基于从移动站或某些基站发射的信号，并且基于测量这些信号的传播时间，以及以实质上集中的方式来处理结果。这种方法是GSM系统内使用的定位方法，它基于无线电传输的传播时间，并利用称为到达时差(TDOA)的概念，其中移动站将信号发射到至少三个基站收发信台(BTS)，所述基站收发信台测量所述信号的到达时间，从而可以计算它们的时差。可以通过使用脉冲响应而得到所述时差，所述时差是已知比特模式与所接收突发信号之间的相关的结果。所述比特模式是所谓的训练序列或对应的已知序列。所述训练序列是传输突发结构的一部分；在GSM中，它被置于突发的中间。可以基于所述脉冲响应来确定所述时差，例如通过选择一个对应于最高相关的点，或是一个对应于首先到达部分的点。所述脉冲响应一般是指装置在某一δ函数型信号被输入时的输出。所述首先到达部分是指在多径传播情况下经过最短路由到达的信号，以及由所述信号在对应于其的点处引起的脉冲响应峰值。所述时差被用于位置服务中心(LSC)，以生成至少两个描述移动站的位置的双曲线，从而使得所述双曲线的相交部分指示移动站的位置。由于所述时差的非精确度，所述双曲线的相交部分定义了一个区域，而非一个单独的点。所述双曲线的位置由基站的位置来确定。基于所接收信号时差的测量也已为人们所知。这种方法是基于无线电传输的传播时间的定位方法。在移动站内计算所述的位置，或是将测量数据(观测时差，OTD)发送至移动通信网络，以计算所述的位置。在利用移动通信网络的基于OTD的系统内，至少三个基站收发信台将无线电信号发射至移动站，所述移动站计算所述信号的观测时差。所述移动站也将无线电信号发射到至少三个基站收发信台(BTS)，所述基站收发信台计算所述信号的到达时差(TDOA)。所述时差被用于位置服务中心(LSC)，以生成至少两个双曲线，可在所述双曲线的相交部分上定位所述移动站。由于所述时差的非精确度，所述双曲线被延伸至宽带内，所述双曲线的相交部分定义了一个区域，而非一个单独的点。所述双曲线的位置由基站的位置确定。移动站的位置的估计借助从所述基站收发信台接收的信号之间的观测时差(OTD)来确定，因此可能会借助于从两个所述基站收发信台接收的信号之间的时差来计算距离d1与距离d2之间的差值d1-d2，所述距离d1是移动站与第一基站收发信台之间的距离，而所述距离d2是移动站与第二基站收发信台之间的距离。于是，移动站的位置的那些潜在点构成双曲线形状的曲线，在所述潜在点上，所述距离差的值等于d1-d2，所述双曲线因此代表移动站的位置的潜在点。由于测量结果包括某一误差容限，因而所述移动站的位置区实际上是两个双曲线之间的区域，所述区域的宽度取决于测量结果的误差容限。在从至少三个基站收发信台接收信号时，所述结果包括多个位置区，所述移动站位于所述区域的相交部分内。受限制位置区的确定需要对于从至少三个基站收发信台接收的信号的时差测量，除非在时差测量之外还使用了诸如传播延迟的其它方法。如果使用了其它附加方法，则可能使用为从仅两个基站收发信台接收的信号所测量的时差。如前所述，可以在移动站内或是系统内实现移动站的这类定位。无线电信号直通传播与空中传播，即在无媒介空间内传播或是通过空中和/或类似媒介传播很重要，对于基于OTD的定位的精确度而言更是如此。如果移动站与基站收发信台之间存在着中继站，则无线电信号与实际相比似乎传播了较长的距离。由于明确地假定所述信号以其特有的某一速度传播，基于OTD的定位将经受由中继站内的电子电路系统所需时间引起的延迟，中继站内的所述电子电路系统需要所述时间来处理经过其传输的信号，即所述时间被用于所述信号的电子处理。所述时间包括由中继器内接收与输出信号之间的所有步骤所使用的组合时间，即空对空时间。所述延迟以下将被称为中继站延迟。在这种情况下，单独一个OTD可能是相当异常的。例如，定位中使用的最接近的两个基站收发信台可能包括完全不同的中继站质量，所述中继站此外还具有不同的负载等级。从定位方法的角度来看，移动站与基站收发信台之间的通信被不利地路由因而是可能的，即经过所述中继站，因此增加了中继站延迟，并从而增加了定位的非精确度。与移动有关的定位方法存在的另一问题是移动站执行固定测量，而未考虑环境或其它的这种参数。在当前的系统中，服务BTS是参考BTS，因而它的OTD值会被与邻区的OTD值相比较。换言之，在移动站定位中，移动站测量来自三个基站收发信台的信号，以及对应的无线电信号传播时间T1、T2与T3，并在其它时间被与其相比较的T1是参考BTS所发射信号的到达时间时，报告时差T2-T1和T3-T1。如果服务区被连接到中继器，则系统将因为中继站延迟而错误地确定移动站的位置。由于所述缺点，OTD值仅是“正确”传播时差值的估计。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除与定位精确度相关的涉及中继站的现有技术缺点。本专利技术的原理是在移动站定位中使用一种基于传播时差的方法，在该方法中，本专利技术目的的实现是通过识别其信号通过中继站的基站，并将其中未借助移动站与基站之间的中继站来发射信号的基站用作参考基站，或是通过如果只有具有中继站的基站可用，则在移动站定位中使用所述的基站，从而使得通过这种基站到达移动站的信号的传播时间被认为是所述信号通过空中的传播时间，所述传播时间被定义为所述信号的与某些中继站的中继站延迟无关的传播时间。根据本专利技术的方法的特征在权利要求1的特征部分内规定，所述方法用于定位移动站。根据本专利技术的移动站的特征在权利要求20的特征部分内规定。根据本专利技术的基站的特征在权利要求22的特征部分内规定，所述的基站用于确定移动站的位置。根据本专利技术的定位中心的特征在权利要求24的特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在蜂窝无线网络中借助基站来定位移动站的方法，其特征在于，为了定位移动站，使用至少一个基站（１０３、１０４、１０５），从而使得在所述定位中，来自所述基站和／或从所述移动站发射至所述基站的信号的传播时间与某些中继器（１０６、１０７）的中继站延迟无关。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加克尼曼玛，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]