无线移动通信网络内使用移动站确定基站位置参数制造技术

本发明专利技术涉及无线移动通信网络内使用移动站确定基站位置参数的技术。在无线通信网络中，基站天线位置和时间偏移连同其它用于在各种条件下获取最可靠的移动站位置固定的信息被存储在基站日历数据库内。该系统使用移动站的位置固定以及陆地范围信息以确定基站天线位置以及基站定时偏移。基站天线位置在正常的移动站位置确定期间被确定，为的是维持并改善天线位置数据，并纠正基站天线改变或重新定位。可能在基站天线的重新定位期间快速恢复小区扇区标识的丢失，且可能基于来自基站的范围以及来自带有全球卫星接收机的移动站的位置数据的快速获取，从而保证移动站位置确定的准确性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及移动通信，尤其是在移动通信网络内基站位置的确定。
技术介绍
移动通信网络日渐提供更成熟的提供定位网络内移动终端位置的能力。管辖的一 般要求可能要求网络操作者在移动终端呼叫紧急服务诸如美国的911呼叫时能报告移动 终端的位置。在码分多址(CDMA)数字蜂窝网络中，位置定位能力由高级前向链路三角测 量(AFLT)提供，这种技术用移动站测量的来自基站的无线电信号到达时间而计算移动站 (MS)的位置。更高级的技术是混合位置定位，其中移动站使用全球定位系统(GPS)接收机， 且位置是基于AFLT和GPS测量被计算。用于使用AFLT、GPS和混合接收机的CDMA位置定位的消息协议和格式可用于基于 MS和MS辅助的情况，这些协议和格式公布于TIA/EIA标准IS-801-12001、双模式扩频系统 的位置确定服务标准_附录内，在此引入作为参考。该标准的第4到43页规定每个基站应 发送基站天线的GPS基准时间纠正，该天线发送CDMA导频伪随机(PN)序列。另一位置定位技术是测量由网络实体进行，而不是由移动站。这些基于网络的方 法的一示例是由服务基站执行的RTD测量。移动站进行的测量可以与基于网络的测量组合 以增强计算的位置的可用性以及准确度。与基站时间偏移的校准和重新校准、基站天线位置和其他参数相关的数据被存储 在被称为“基站日历”内。基站日历数据库提供用于确定寻求GPS伪范围搜索的初始位置 估计的信息。基站日历数据库提供信息，用于解决关于哪个观察到的伪随机噪声序列(PN) 等同于具有GPS能力的IS-95CDMA网络的哪个物理扇区的模糊性。基站日历数据库提供信 号出现的蜂窝基站扇区天线位置。对这些天线位置进行AFLT范围测量。
技术实现思路
在无线通信系统中，无线基站一般用作确定移动站位置的基准。为了使用基站作 为基准，应准确地知道基站天线位置和基站信号定时信息。基站天线位置和定时信息被记 录在基站日历数据库内，为位置确定实体所使用。获取该天线位置和时序信息会冗长而代 价昂贵。经常当重新定位了基站天线，或 基站收发机经修理或被替换时，会引起基站天线 位置或定时信息的改变。经常基站可以被逻辑地移动，例如当两个物理基站交换其标识信息。虽然没有一个基站移动，但它们看上去(对于BS用户)交换了位置。 在该情况下，可能数据库内对应的信息会有差错，除非数据库在继续服务基站前 经更新。经常天线位置由调查或参考从地图读出的坐标而经确定，且天线坐标被手工输入 数据库，可能会有人工差错。基站定时信息也受到人工差错的影响，其中用户的硬件用于测 量定时信息，而定时偏移被人工地输入数据库。为了解决以上问题，本专利技术使用与基站通信的移动站用于确定基站的位置参数。 例如，确定了移动站的位置，然后基站的位置从移动站的位置和基站以及移动站间发送的 信号经确定。虽然对至少一个基站会有差错的基站位置参数，如果移动站配有全球卫星接 收机，通常可以从其他基站的基站位置参数或从移动站接收到的全球卫星信号而确定移动 站的位置。另外，在移动站的位置独立于与基站通信的基站的位置而经确定的情况下，数据 库内的基站位置信息可以在正常的位置对话期间被检查。这可以通过从基站和移动站间发 送的信号确定基站和移动站间的距离。当该距离与数据库内的基站位置信息不符合时，数 据库可以经修改以包括纠正的基站位置信息。这样，可能找到有差错的基站信息并在已知 基站的正确位置前中断其在位置定位服务内的使用。一旦在基站和位置已知的移动站间确定了充分数量的独立距离，则有差错的基站 定位信息可以自动被纠正。在有充分独立距离测量数目的情况下，可能以与单个移动站位 置可比的确定度确定基站位置。这样，可能自动维持并改善数据库内的基站位置信息。这 可以在提供正常的位置定位服务时完成，而不需要改变任何基站和移动站间的通信协议。在最优实现中，移动站的位置和定时偏移可以独立于基站的位置和定时偏移而经 确定。如果移动站的位置和定时偏移从全球定位卫星或从位置和定时偏移已知的基站的多 个质量信号而经确定，则移动站的位置和定时偏移可能很准确，经常能准确到米和纳秒级 的水平。现在对于移动站已知的位置和定时偏移连同移动站和基站间的信号传输测量，给 出了基站的可能位置上的限制。在从来自几个不同位置的一个或多个移动站收集了关于基 站的多个测量后，这些测量被用作到常规位置和时间偏移计算过程的输入，这些计算过程 诸如最小均方或卡尔曼滤波器，这在导航领域内是众知的(例如GPS和AFLT)。该计算过程 用于从多个移动站的已知位置和已知时间偏移确定基站的位置和时间偏移，而不是按照常 规的使用从多个基站的已知位置和已知时间偏移计算移动站的位置和时间偏移的计算过 程。附图说明通过下面提出的结合附图的详细描述，本专利技术的其它特征和优点将变得更加明 显，其中图1示出使用GPS系统用于定位移动电话单元并校准基站的蜂窝电话网络；图2是图1的蜂窝电话网络内的基站框图；图3是图1的蜂窝电话网络的静态组件框图，包括访问基站日历数据库的位置确 定实体；图4是包括多个小区扇区的小区覆盖地图；图5和图6包括一流程图，示出位置确定实体如何确定移动站的位置；图7、8和9包括一流程图，示出如何从多个移动站位置、移动站时间偏移和基站和 移动站位置间的伪范围确定基站的位置和时间偏移；以及图10是用于估计基站天线高度的例程流程图。虽然本专利技术可以有各种修改和其它形式，但在附图内示出的是其特定实施例且会 详细被描述。然而值得注意的是，这不是为了将专利技术限制在示出的该特定形式，相反，这是 为了覆盖如所附权利要求书定义的本专利技术范围内的所有修改、等价和变体。具体实施例方式图1示出使用GPS系统定位移动电话单元并校准基站的CDMA蜂窝电话网络。本 专利技术以下参考该示例经描述，但可以理解本专利技术不限于使用CDMA或GPS。例如，本专利技术可以 在时分多址(TDMA)蜂窝电话网络内实现，且本专利技术还可以不使用任何辅助位置定位的全 球卫星系统而被使用。一般，为了用任何无线通信网络诸如TDMA蜂窝电话网络实现本专利技术，最好查询应 用的工业标准对于兼容定位服务的规定。例如，TIA/EIA标准IS-801-12001、双模扩频系统 的位置确定服务标准特别适用于使用AFLT和GPS的CDMA网络。TIA/EIA标准ANSI-136 (通 过卫星的系统辅助移动定位)用于美国的TDMA数字PCS系统。第三代合伙人计划标准3GPP TS 04. 31和TS 25. 331定位服务(LCS)(使用0TDA0的UE位置)适应于一定的欧洲GSM无 线电话网络。图1示出了五个CDMA基站11、12、13、14和15，位于地球16的表面六边形阵列的 固定位置。在地球以上11000海里处，有与基站11到15直视线通信的至少五个GPS卫星 17、18、19、20、21。在基站的电信范围内，有多个移动CDMA电话单元22、23，这些在上述的 TIA标准文档内被称为移动站(MS)。这些移动站(MS)包括只有AFLT移动站，诸如AFLT移 动站22以及诸如混合移动站23的混合移动站。CDMA网络能使用众知的移动站的AFLT技术定位AFLT移动站22和混合移动站23 的位置，AFLT技术测量所谓的来自基站的导频无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基站日历数据库服务器，包括：基站日历数据库；用于从位置确定实体（ＰＤＥ）接收请求的装置，其中所述请求有关基站的位置；用于在所述基站日历数据库中确定所述基站之位置的可用性的装置；用于根据在所述基站日历数据中的所述可用性，向所述ＰＤＥ提供所述基站之位置的装置；用于从所述ＰＤＥ接收定位数据的装置，其中所述定位数据包括所述基站的位置，并且所述定位数据基于在所述基站和移动站之间交换的信号；以及用所述定位数据更新所述基站日历数据库的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W里雷，R格里德，Z比埃克斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]