專利名稱：移動通信終端的位置跟蹤系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動通信終端，具體涉及用于在服務區(qū)跟蹤終端位置的系統(tǒng)和方法。


圖1示出了用于通過對來自低地球軌道衛(wèi)星的衛(wèi)星信號進行分析來跟蹤移動通信終端位置的第一種常規(guī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括衛(wèi)星接收裝置10，該衛(wèi)星接收裝置10接收從多個通用GPS衛(wèi)星(1～N)發(fā)送的衛(wèi)星信號。然后，使用在所接收信號中包含的位置信息以及所接收信號的時間偏差來跟蹤終端位置。
在該位置跟蹤系統(tǒng)中，GPS衛(wèi)星(1～N)和衛(wèi)星接收裝置10首先需要大量鎖定時間。而且，衛(wèi)星信號的發(fā)送/接收受到鄰接建筑的干擾，并且衛(wèi)星信號的接收靈敏度非常弱。因此，移動通信終端的位置識別不準確，并且需要大量成本。
圖2示出了用于使用無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡來跟蹤移動通信終端位置的第二種常規(guī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個基站22-1、22-2、...、22-n，這些基站接收從移動通信終端21發(fā)送的預定信號。然后，位置計算裝置23根據(jù)從多個基站輸入的預定信號以及所接收信號之間的接收時間偏差，使用位置信息來計算終端位置。計算結(jié)果被提供給移動通信終端21。
上述第二種常規(guī)系統(tǒng)根據(jù)移動通信終端21和基站22-1、22-2、...、22-n之間的距離差來進行位置跟蹤。結(jié)果，位置遠離終端的基站在接收為計算位置所必要的信號方面有困難，因為該基站對于從終端發(fā)送的信號來說接收靈敏度微弱。為了解決該問題，現(xiàn)已提議增加對應終端的傳送力的強度。然而，現(xiàn)已表明，傳送力增強的終端并不容易識別從位置遠離終端的基站發(fā)送的信號。也就是說，在用于使用無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡來跟蹤移動通信終端的常規(guī)系統(tǒng)中，即使GPS接收器不必安裝在移動通信終端，終端位置的誤差范圍也很大。
本發(fā)明的另一目的是提供具有距離計算算法處理單元的基站，該處理單元計算在基站和移動通信終端之間的距離。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點，本發(fā)明提供了一種移動通信終端的位置跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括移動通信終端，用于采用預定間隔發(fā)送包含判別信息的預定信號；多個基站，用于根據(jù)從移動通信終端發(fā)送的預定信號的接收時間來計算與移動通信終端之間的距離，然后發(fā)送該距離值；以及小區(qū)控制器，用于通過使用從多個基站發(fā)送的距離值來跟蹤移動通信終端的位置。這里，小區(qū)控制器事先在表中設定/存儲與各自距離值對應的位置信息，并使用該表來確認位置信息，從而確定與移動通信終端的位置最類似的區(qū)域。
本發(fā)明還提供了一種移動通信終端的位置跟蹤方法，該方法包括對基站周圍的區(qū)域進行劃分，計算在位于所劃分區(qū)域的移動通信終端與各基站之間的距離，并事先在小區(qū)控制器的表中設定/存儲距離值以及與該距離值對應的位置信息；接收從移動通信終端發(fā)送的判別信息，并根據(jù)用于接收該判別信息的延遲時間來計算在移動通信終端和各自基站之間的距離；把所計算的距離值發(fā)送到小區(qū)控制器；以及使用小區(qū)控制器的表來判別與從各自基站發(fā)送的移動終端和各自基站之間的距離值對應的位置信息，從而跟蹤移動通信終端的位置。
該系統(tǒng)包括移動通信終端31、32和33，基站41、42和43，以及小區(qū)控制器51。移動通信終端采用預定間隔發(fā)送包含判別信息的預定信號?；靖鶕?jù)用于接收從移動通信終端發(fā)送的預定信息的時間，計算與移動通信終端之間的距離值。然后，基站發(fā)送該距離值。小區(qū)控制器使用從多個基站發(fā)送的距離值來跟蹤移動通信終端的位置。在該系統(tǒng)中，基站設有距離計算算法處理單元41A、42A和43A，這些處理單元計算與移動通信終端31、32和33之間的各自距離。
以下將對本發(fā)明的位置跟蹤系統(tǒng)的操作進行說明。
首先，各個移動通信終端31、32和33采用預定間隔把包含它們的判別信息的預定信號發(fā)送到基站41、42和43。
然后，對于各終端31、32和33來說，基站41、42和43根據(jù)用于接收來自該終端的預定信號的延遲時間，計算與移動通信終端之間的距離。此時，為了更準確計算該距離，有必要須考慮在基站安裝的天線高度，并且采用勾股定理(Pythagorean theorem)。
在基站41、42和43安裝的距離計算算法處理單元41A、42A和43A包含用于計算與移動通信終端之間的距離的算法，并通過這些算法計算準確距離值。此時，該算法可作為一程序來實現(xiàn)，該程序根據(jù)勾股定理，順次計算在移動通信終端和基站之間的距離。以下將對使用勾股定理進行的距離計算進行說明。
圖4是對根據(jù)從移動通信終端發(fā)送的預定信號的延遲時間在一個基站和移動通信終端之間的距離計算進行說明的圖。
如圖所示，在基站天線和移動通信終端之間的距離L是通過光速C與從終端發(fā)送到基站的預定信號的到達延遲時間T相乘而獲得的。然后，在終端和基站之間的距離D是通過使用勾股定理來獲得的，即D=((L×L)-(h×h)).]]>隨后，小區(qū)控制器51根據(jù)從多個基站發(fā)送的距離值把距離信息進行組合，從而跟蹤移動通信終端的位置。這里，小區(qū)控制器51在表(未示出)中設定/存儲與各距離信息對應的位置信息，并通過該表識別與該距離信息對應的位置信息，從而確定與移動通信終端的位置最類似的區(qū)域。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的使用在小區(qū)控制器51內(nèi)安裝的表來跟蹤終端位置的方法的圖。
該方法包括把一個或多個基站周圍或近旁的區(qū)域劃分成多個區(qū)域，計算在各基站與可能會位于一個所劃分區(qū)域內(nèi)的移動通信終端之間的距離，并事先在小區(qū)控制器的表中設定/存儲該距離值以及與該距離值對應的位置信息。該方法進一步包括接收從移動終端發(fā)送的判別信息，并根據(jù)用于接收該判別信息的延遲時間來計算在移動終端和各自基站之間的距離。然后，把計算的距離值發(fā)送到小區(qū)控制器，并通過小區(qū)控制器的表來判別與從各自基站發(fā)送的移動通信終端和各自基站之間的距離值對應的位置信息，從而跟蹤移動通信終端的位置。以下是該方法的非限制性例子。
為了使用三個基站來跟蹤移動通信終端的位置，把圍繞該三個基站、在該三個基站近旁或者與該三個基站鄰接的區(qū)域劃分成A、B、C、...和I。注意，所劃分區(qū)域不限于區(qū)域A～I，而是可將區(qū)域劃分成更多或更少的區(qū)域。而且，即使在附圖中示出了三個基站，然而本領域技術人員可意識到的是，可包含不同數(shù)量的基站。例如，如果有三個以上基站，則可跟蹤位于在所劃分區(qū)域外部擴展的擴展區(qū)域或者位于除中心部分以外的具體區(qū)域的終端的位置。
各個基站計算與位于所劃分區(qū)域A、B、C、...和I的中心部分的終端與基站之間的距離對應的坐標值(D1_A，D2_A，D3_A)、(D1_B，D2_B，D3_B)、(D1_C，D2_C，D3_C)、...(D1_I，D2_I，D3_I)。然后，基站把這些值發(fā)送到與各自基站連接的小區(qū)控制器。小區(qū)控制器事先在基準表中設定/存儲與這些坐標值對應的位置信息，并在該表中判別與這些坐標值對應的位置信息，從而跟蹤終端位置。例如，如果一個移動通信終端31位于A區(qū)域的中心部分，則可按如下方式進行位置跟蹤。
首先，在基站41、42和43計算與基站41、42和43和移動通信終端31之間的距離對應的坐標值，并且把這些坐標值發(fā)送到小區(qū)控制器51。然后，小區(qū)控制器51對事先在其內(nèi)安裝的表中設定和存儲的與坐標值D1、D2和D3對應的位置信息進行判別，從而識別終端31位于A區(qū)域。
如果終端位于所劃分區(qū)域中除中心部分以外的部分，則再次把預定區(qū)域劃分成具體區(qū)域，并且在表中事先設定和存儲對應坐標值和與這些坐標值對應的位置信息。在各自基站41、42和43計算與位于所劃分具體區(qū)域中除中心部分以外的部分的終端和基站之間的距離對應的坐標值。隨后，小區(qū)控制器51把這些坐標值與在表中存儲的坐標值進行比較，確定該基準表中與這些坐標值對應的坐標值，并選擇與這些坐標值對應的位置信息，從而跟蹤移動通信終端31的位置。
移動通信終端31的位置跟蹤方法適合于移動通信終端的復雜位置跟蹤，由于所劃分區(qū)域被重新劃分成具體的區(qū)域，因而可事先在基準表中設定和存儲多個坐標值以及與這些坐標值對應的位置信息。
作為位置跟蹤方法的另一例，涉及以下情況，即移動通信終端31位于一個或多個所劃分區(qū)域中除中心部分以外的另一部分。這里，各自所劃分區(qū)域被重新劃分成幾個區(qū)域而不是細小的區(qū)域，并且事先在基準表中設定和存儲對應坐標值以及與這些坐標值對應的位置信息。然后，在基站41、42和43計算與位于預定區(qū)域中除中心部分以外的另一部分的終端和基站之間的距離對應的坐標值。然后，小區(qū)控制器51將這些坐標值與在該表中存儲的坐標值進行比較，判別基準表中與這些坐標值最類似的坐標值，并選擇與這些坐標值對應的位置信息，從而跟蹤移動通信終端31的位置。
以下將對一個移動通信終端31位于A區(qū)域中除中心部分以外的其他部分的情況進行說明。
首先，在基站41、42和43計算與基站41、42和43和移動通信終端31之間的距離對應的坐標值，并且把這些坐標值發(fā)送到小區(qū)控制器51。小區(qū)控制器51根據(jù)A區(qū)域被重新劃分成多個區(qū)域這一情況，把這些坐標值與事先在該表中計算和存儲的坐標值進行比較，對基準表中與這些坐標值最類似的坐標值進行判別，并選擇與這些坐標值對應的位置信息，從而識別為移動通信終端31位于A區(qū)域的預定區(qū)域。
因此，在除終端31以外的其他移動通信終端32、...、39位于上述區(qū)域B、C、D、......、和I中的任何地方，小區(qū)控制器51都能確定和跟蹤這些終端的位置。
隨后，小區(qū)控制器51把所跟蹤的移動通信終端的區(qū)域信息發(fā)送到各個移動通信終端32、33、...、和39。因此，各個終端32、33、...和39通過接收該區(qū)域信息來識別其位置。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的位置跟蹤系統(tǒng)中，通過使用從終端發(fā)送到基站的預定信號的到達延遲時間來計算終端和基站之間的距離，然后對事先設定和存儲與所計算距離對應的位置信息的小區(qū)控制器的表進行識別，從而跟蹤移動通信終端的位置。因此，由于根據(jù)本發(fā)明的位置跟蹤系統(tǒng)無需GPS接收器，因而有助于系統(tǒng)實現(xiàn)，而在常規(guī)終端內(nèi)，在使用GPS時須有必要安裝GPS接收器。而且，由于可照原樣使用有關資源，因而可降低成本。
而且，當與使用無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡來跟蹤終端位置的常規(guī)位置跟蹤系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的位置跟蹤系統(tǒng)的誤差范圍大大減少。
由于本發(fā)明可在不背離本發(fā)明的精神或主要特性的情況下采用多種形式來實施，因而也應理解的是，如果沒有其他規(guī)定，上述實施例并不受上述說明的任何細節(jié)的限制，而是應在所附權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作廣義解釋，因此，在該權(quán)利要求的范圍內(nèi)或者在該權(quán)利要求的等效范圍內(nèi)的所有更改和修改都將由所附權(quán)利要求包含。
權(quán)利要求
1.一種移動通信終端的位置跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括移動終端，用于采用預定間隔發(fā)送包含其判別信息的預定信號；多個基站，每個均根據(jù)從移動終端發(fā)送的預定信號的接收時間來計算與移動終端之間的距離；以及小區(qū)控制器，它根據(jù)從多個基站發(fā)送的距離值來跟蹤移動終端的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中多個基站中的每個包括距離計算處理器，該距離計算處理器計算在移動終端和所述各基站之間的距離D。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在多個基站中的每一個內(nèi)的距離計算處理器根據(jù)以下方程式來計算距離DL=C×T,D=((L×L)-(h×h))]]>式中，C表示光速，T表示從基站發(fā)送到終端的預定信號的到達延遲時間，h表示基站天線的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在多個基站中的每一個內(nèi)的距離計算處理器根據(jù)在基站安裝的天線高度來計算距離D。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中小區(qū)控制器事先在表中設定和存儲與距離值對應的位置信息，當從多個基站發(fā)送這些計算值時，小區(qū)控制器通過該表來確定位置信息，從而跟蹤移動通信終端的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當移動終端位于預定區(qū)域內(nèi)除中心部分以外的另一部分時，小區(qū)控制器把預定區(qū)域劃分成細節(jié)區(qū)域，事先在表中設定/存儲位于細節(jié)區(qū)域的移動終端和基站之間的距離值以及與這些距離值對應的位置信息，把在該表中存儲的距離值與在跟蹤移動終端時獲得的實際距離值進行比較，確定表中與該實際距離值一致的距離值，并選擇與該距離值對應的位置信息，從而跟蹤移動通信終端的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當移動終端位于預定區(qū)域內(nèi)除中心部分以外的另一部分時，小區(qū)控制器把預定區(qū)域劃分成幾個區(qū)域，事先在表中設定/存儲位于幾個區(qū)域的移動終端和基站之間的距離值以及與這些距離值對應的位置信息，把在該表中存儲的距離值與在跟蹤移動終端時獲得的實際距離值進行比較，確定基準表中與該距離值最類似的距離值，以及選擇與該距離值對應的位置信息，從而跟蹤移動終端的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述距離值用坐標值來表示。
9.一種移動通信終端的位置跟蹤方法，該方法包括把基站周圍的區(qū)域劃分成預定數(shù)量的區(qū)域；計算位于所劃分區(qū)域的移動終端和每個基站之間的距離，并事先在小區(qū)控制器的表中設定/存儲該距離值以及與這些距離值對應的位置信息；接收從移動終端發(fā)送的判別信息，并根據(jù)用于接收該判別信息的延遲時間來計算移動終端和各個基站之間的距離；把所計算的距離值發(fā)送到小區(qū)控制器；以及通過小區(qū)控制器的表來判別與從各自基站發(fā)送的移動終端和各個基站之間的距離值對應的位置信息，所述位置信息與移動終端的位置對應。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在移動終端和基站之間的距離D是根據(jù)以下方程式來計算的L=C×T,D=((L×L)-(h×h))]]>式中，C表示光速，T表示從基站發(fā)送到終端的預定信號的到達延遲時間，h表示基站天線高度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括再次把位置信息發(fā)送到移動通信終端。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中計算的距離值D用坐標值來表示。
13.一種移動通信終端的位置跟蹤方法，該方法包括當移動終端位于預定區(qū)域內(nèi)除中心部分以外的另一部分時，把預定區(qū)域劃分成細節(jié)區(qū)域，計算在移動終端和多個基站中的每個基站之間的距離，以及根據(jù)所述距離值事先在表中設定/存儲所述距離值和位置信息；接收從移動終端發(fā)送的判別信息，并根據(jù)所接收的判別信息的延遲時間來計算移動終端和各個基站之間的距離；把計算的距離值發(fā)送到小區(qū)控制器；以及把這些距離值與在該表中存儲的距離值進行比較，確定該表中與這些距離值一致的距離值，并選擇與該距離值對應的位置信息，所述位置信息對應于移動終端的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在移動終端和每個基站之間的距離D是根據(jù)以下方程式來計算的L=C×T,D=((L×L)-(h×h))]]>式中，C表示光速，T表示從基站發(fā)送到終端的預定信號的到達延遲時間，h表示基站天線高度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括再次把位置信息發(fā)送到移動通信終端。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述距離值D用坐標值來表示。
17.一種移動通信終端的位置跟蹤方法，該方法包括當移動終端位于預定區(qū)域內(nèi)除中心部分以外的部分時，把預定區(qū)域劃分成幾個區(qū)域，計算移動終端和多個基站之間的距離，并且根據(jù)小區(qū)控制器的表中的距離值事先設定/存儲距離值和位置信息；接收從移動終端發(fā)送的判別信息，并根據(jù)所接收的該判別信息的延遲時間來計算移動通信終端和各個基站之間的距離；把計算的距離值發(fā)送到小區(qū)控制器；以及把這些距離值與在該表中存儲的距離值進行比較，確定該表中與該這些距離值類似的距離值，并選擇與該距離值對應的位置信息，所述位置信息與移動終端的位置對應。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在移動終端和各基站之間的距離D是根據(jù)以下方程式來計算的L=C×T,D=((L×L)-(h×h))]]>式中，C表示光速，T表示從基站發(fā)送到終端的預定信號的到達延遲時間，h表示基站天線高度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括再次把位置信息發(fā)送到移動終端。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中計算的距離值D用坐標值來表示。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種移動通信終端的位置跟蹤系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法涉及到使移動通信終端采用預定間隔發(fā)送包含判別信息的預定信號。多個基站根據(jù)從移動終端發(fā)送的預定信號的接收時間來計算與移動終端之間的距離，然后把這些距離值發(fā)送到小區(qū)控制器。小區(qū)控制器使用從基站發(fā)送的距離值來跟蹤移動終端的位置。因此，該系統(tǒng)和方法無需GPS接收器來計算終端位置，從而有助于系統(tǒng)實現(xiàn)、降低成本、并減少移動通信系統(tǒng)的位置誤差范圍。
文檔編號H04W64/00GK1447617SQ03108320
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者安洸鎮(zhèn) 申請人:Lg電子株式會社