專利名稱：直放站監(jiān)控系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)提供移動定位信息的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及3G移動通信領域定位增值業(yè)務的實現(xiàn)系統(tǒng)及方法，尤其涉及WCDMA移動通信系統(tǒng)無線定位信息采集的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
目前，WCDMA移動通信系統(tǒng)支持以下三種定位技術。
(1)基于Cell ID(小區(qū)識別)的定位技術(2)基于OTDOA的定位技術(3)基于網(wǎng)絡輔助的GPS定位技術其中技術1一般只能定位到某個基站或者基站的某個扇區(qū)，其定位精度取決于基站的密集程度，定位誤差一般大于200米，引入直放站對該方法的定位精度影響不大。此處不做討論。技術3其定位實現(xiàn)是通過移動臺的GPS模塊接收衛(wèi)星信號和移動網(wǎng)絡提供的輔助GPS信息計算出移動臺的位置。因此直放站如果與這樣的定位系統(tǒng)配合的話，額外引入的時延及無線信號方向的改變并不會影響網(wǎng)絡輔助GPS定位的性能，在此也不做主要討論。本發(fā)明主要基于對技術2的支持展開討論。
基于OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival，觀測到達時間差)定位的原理如圖1所示，通過測量兩個不同基站與移動臺之間信號到達的傳播時延差(被測信號由基站天線發(fā)射，在移動臺接收天線處測量)，得到移動臺與這兩個基站的距離差，由此便獲得一對以這兩個基站為焦點的雙曲線。通過測量到兩組OTDOA值，就可獲得兩對雙曲線，這兩對雙曲線的兩個交點即為移動臺的可能估計位置，然后再利用RTT(環(huán)路傳輸時延)或Cell ID取舍其中一個可能估計位置，最終獲得移動臺的一個估計位置。
WCDMA移動通信系統(tǒng)無線定位的上述基于Cell ID(小區(qū)標識)的定位技術、基于基站和移動臺之間無線信號測量的定位技術及基于GPS的定位技術中，移動通信網(wǎng)絡根據(jù)定位客戶請求定位的QoS(服務質量)和網(wǎng)絡狀況，選擇一種或幾種定位技術的混合策略為客戶提供定位服務。在無線通信覆蓋區(qū)域的弱信號區(qū)和盲區(qū)，運營商為了提高更好的網(wǎng)絡覆蓋，會引入大量的直放站以消除盲區(qū)或提高信號質量。但由于直放站對無線信號傳輸方向的改變和傳輸時延的增加，直放站覆蓋范圍內(nèi)的定位精度將大大下降甚至產(chǎn)生錯誤的定位。
因此現(xiàn)有技術存在缺陷，而有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種直放站監(jiān)控系統(tǒng)及利用該直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息的方法，通過直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供定位所需的基本信息，最終能很好地支持移動定位業(yè)務的方法，當在WCDMA移動通信網(wǎng)絡基站信號覆蓋不到的范圍內(nèi)引入直放站時，通過本發(fā)明方法可以提供定位所需基本信息，最終修正錯誤的定位并提高定位精度，實現(xiàn)高質量的定位增值業(yè)務，消除由此造成的原有小區(qū)覆蓋的破壞，以及消除嚴重影響該小區(qū)內(nèi)移動臺的定位精度甚至產(chǎn)生錯誤的定位的缺陷。且本發(fā)明利用現(xiàn)有直放站監(jiān)控系統(tǒng)為定位業(yè)務提供信息，實現(xiàn)方法簡單，易于操作。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，通過在該直放站監(jiān)控系統(tǒng)中配置直放站相關信息，包括配置直放站位置信息、配置施主基站或施主直放站編號信息、配置覆蓋范圍信息、配置轉發(fā)方向角信息、配置天線俯仰角信息、配置傳輸時延信息以及配置傳播時延信息，來為移動通信系統(tǒng)提供定位所需的基本信息，以支持移動定位業(yè)務。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，通過采用在服務無線網(wǎng)絡控制器側配置的該直放站的相關信息，并對移動臺與周圍至少三個基站或服務于該基站的直放站通信的所有假設通路進行位置估計計算并驗證獲得誤差，最終取最小誤差的假設通路的位置估計為移動臺位置，即可實現(xiàn)移動通信系統(tǒng)的移動定位。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，該實現(xiàn)移動通信系統(tǒng)的移動定位的過程包括如下步驟獲得該移動臺與周圍至少三個基站或服務于該基站的直放站通信的所有假設通路；
在每一個假設通路中，假設第一基站或服務于該第一基站的直放站為參考站點，通過測量該參考站點和第二基站或服務于該第二基站的直放站與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第一雙曲線；通過測量該參考站點和第三基站或服務于該第三基站的直放站與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第二雙曲線；通過測量到的第一雙曲線和第二雙曲線的交點獲得該移動臺的可能估計位置，利用環(huán)路傳輸時延或小區(qū)標識取舍其中一個可能估計位置，獲得該移動臺的第一估計位置；通過測量除參考站點外的兩個基站或直放站與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第三雙曲線；利用相應的第三雙曲線進行驗證獲得第二估計位置，計算該第二估計位置與該第一估計位置的誤差；重復上述獲得誤差的步驟，獲得所有假設通路的誤差；取所有假設通路中誤差最小的通路為移動臺的通路方式；取該通路方式下進行位置估計得出的第一估計位置估計為移動臺位置。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，對有直放站參與信號傳輸?shù)耐?，該移動臺收到其所屬基站的信號的傳輸時間應減去該直放站的傳輸時延和傳播時延。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，在直放站入網(wǎng)時，還通過將該直放站信息導入該服務無線網(wǎng)絡控制器側直放站監(jiān)控系統(tǒng)的定位實體數(shù)據(jù)庫中，以減少直放站與網(wǎng)絡之間的信息交互，縮短定位服務響應時間。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，所述直放站的相關信息的配置是不分時序的。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特點在于，該直放站的布放方式為一個扇區(qū)配置一個直放站且沒有級連。
本發(fā)明還提供了一種直放站監(jiān)控系統(tǒng)，其特點在于，該直放站監(jiān)控系統(tǒng)配置在服務無線網(wǎng)絡控制器側，包括信息配置模塊，用于配置直放站相關信息，包括配置直放站位置信息、配置施主基站或施主直放站編號信息、配置覆蓋范圍信息、配置轉發(fā)方向角信息、配置天線俯仰角信息、配置傳輸時延信息以及配置傳播時延信息。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)，其特點在于，還包括定位計算中心模塊，用于對移動臺與周圍至少三個基站或服務于該基站的直放站通信的所有假設通路進行位置估計計算并驗證獲得誤差，并取最小誤差的假設通路的位置估計確定為移動臺位置；定位實體數(shù)據(jù)庫模塊，用于在直放站入網(wǎng)時，將該直放站信息導入并進行存儲。
上述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)，其特點在于，所述信息配置模塊設置在該直放站監(jiān)控系統(tǒng)的前臺監(jiān)控板或后臺監(jiān)管數(shù)據(jù)庫中。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于巧妙地利用直放站的監(jiān)控系統(tǒng)提供定位所需的基本信息，提高定位精度。在不增加現(xiàn)有直放站的硬件設備的條件，提供了新的業(yè)務升級，且操作簡單，擴充方便，易于工程管理。
以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1是現(xiàn)有技術的3G通信系統(tǒng)中的OTDOA定位原理圖；圖2是本發(fā)明的OTDOA假設驗證定位流程圖。
具體實施例方式
為了便于描述和說明，本發(fā)明方法中定義了兩個經(jīng)常提到的概念誤差定義為移動臺的一個估計位置和另一個估計位置之間的距離；第3對雙曲線定義為每次應用OTDOA位置估計時除參考基站(直放站)以外的兩個基站(直放站)之間的雙曲線；傳輸時延定義為直放站輸入信號與輸出信號的時延；傳播時延定義為直放站與基站之間無線電波的傳播時間。
按照本發(fā)明所述方法，首先在直放站監(jiān)控系統(tǒng)中設置關于直放站信息的數(shù)據(jù)，包括直放站位置、施主基站編號或施主直放站編號、覆蓋范圍、轉發(fā)方向角、天線俯仰角、傳輸時延TRPT以及傳播時延TUTRAN-RPT等。同時為了減少直放站與網(wǎng)絡之間的信息交互，縮短定位服務響應時間，直放站入網(wǎng)時將該信息導入在SRNC側的定位實體數(shù)據(jù)庫中。并在多個假設通路方式下進行位置估計計算并利用相應的第三對雙曲線驗證獲得誤差，取最小誤差的通路方式下位置估計為移動臺位置，最終實現(xiàn)直放站對定位業(yè)務的支持。
對OTDOA定位方法支持，可結合圖1的原理和圖2的流程詳細分析說明(其中圖2的虛線框內(nèi)是為了說明定位業(yè)務的完整流程，需在SRNC側實現(xiàn))。
基于背景技術中關于OTDOA技術的描述，假設第一基站A為參考站點，通過測量該參考站點A和第二基站B與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第一雙曲線(圖中實線所示)；然后通過測量該參考站點A和第三基站C與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第二雙曲線(圖中虛線所示)；接著通過測量到的第一雙曲線和第二雙曲線的交點獲得該移動臺的可能估計位置，再利用環(huán)路傳輸時延或小區(qū)標識取舍其中一個可能估計位置，獲得該移動臺的第一估計位置D。同時也可以獲知第二基站B和第三基站C之間的雙曲線(第三雙曲線)在位置估計計算中并沒有用到，可利用此雙曲線對進行驗證。理論上，如果估計位置D正確，那么該雙曲線應該也經(jīng)過估計位置D。
如圖1所示，假設引入一個直放站R為基站A服務，而網(wǎng)絡系統(tǒng)和移動臺均不知其存在(即不能獲知移動臺與基站的雙向通信是否通過直放站R中轉)，定位計算中心首先以圖1描述的方式(不考慮直放站R的影響)進行位置估計計算，然后用第三對雙曲線驗證時也會有一個位置估計，計算兩次估計位置的誤差。然后，假設直放站R參與了該信號的傳輸，則以直放站R的位置代替基站A的位置后應用OTDOA方案重新計算位置估計，此時移動臺收到基站A的信號的傳輸時間也應該減去TUTRAN-RPT和TRPT。同理，也用相應第三對雙曲線驗證得到另一個誤差。兩次誤差比較，取誤差較小的傳輸通路方式為移動臺與基站的無線信號傳輸途徑，獲知無線信號是否通過直放站R中轉傳輸，即可獲得此傳輸通路下對移動臺位置的估計。
同理，對于大部分工程規(guī)劃的直放站布放(一個扇區(qū)配置一個直放站且沒有級連，如圖2所示)，最多只有8次計算和假設驗證。也即移動臺收到周圍3個基站或其直放站信號的通路方式最多只有8種(窮舉)可能組合。誤差最小的傳輸通路方式下的位置估計就是移動臺的估計位置，基于窮舉和假設驗證信號通路方式的測量、計算及驗證的方法，對于直放站級連情況下(例如鐵路沿線覆蓋時)的定位精度問題也可得以提高。同時由于OTDOA方案的定位響應時間主要消耗在測量上而不是SRNC側的位置估計計算上，因此，即使窮舉也基本能達到與OTDOA方案相同的響應時間。
綜上所述，從上述對WCDMA移動通信系統(tǒng)支持的OTDOA定位方法在引入直放站情況下的分析中，可以得出利用本發(fā)明的方法提供的定位信息，最終可以有效提高直放站在網(wǎng)時對移動臺的定位精度，使直放站對定位業(yè)務的能夠更好地支持。
當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，通過在該直放站監(jiān)控系統(tǒng)中配置直放站相關信息，包括配置直放站位置信息、配置施主基站或施主直放站編號信息、配置覆蓋范圍信息、配置轉發(fā)方向角信息、配置天線俯仰角信息、配置傳輸時延信息以及配置傳播時延信息，來為移動通信系統(tǒng)提供定位所需的基本信息，以支持移動定位業(yè)務。
2.根據(jù)權利要求1所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，通過采用在服務無線網(wǎng)絡控制器側配置的該直放站的相關信息，并對移動臺與周圍至少三個基站或服務于該基站的直放站通信的所有假設通路進行位置估計計算并驗證獲得誤差，最終取最小誤差的假設通路的位置估計為移動臺位置，即可實現(xiàn)移動通信系統(tǒng)的移動定位。
3.根據(jù)權利要求2所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，該實現(xiàn)移動通信系統(tǒng)的移動定位的過程包括如下步驟獲得該移動臺與周圍至少三個基站或服務于該基站的直放站通信的所有假設通路；在每一個假設通路中，假設第一基站或服務于該第一基站的直放站為參考站點，通過測量該參考站點和第二基站或服務于該第二基站的直放站與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第一雙曲線；通過測量該參考站點和第三基站或服務于該第三基站的直放站與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第二雙曲線；通過測量到的第一雙曲線和第二雙曲線的交點獲得該移動臺的可能估計位置，利用環(huán)路傳輸時延或小區(qū)標識取舍其中一個可能估計位置，獲得該移動臺的第一估計位置；通過測量除參考站點外的兩個基站或直放站與該移動臺之間信號到達的傳播時延差，得到該移動臺與這兩個站點的距離差，獲得一對以這兩個站點為焦點的第三雙曲線；利用相應的第三雙曲線進行驗證獲得第二估計位置，計算該第二估計位置與該第一估計位置的誤差；重復上述獲得誤差的步驟，獲得所有假設通路的誤差；取所有假設通路中誤差最小的通路為移動臺的通路方式；取該通路方式下進行位置估計得出的第一估計位置估計為移動臺位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，對有直放站參與信號傳輸?shù)耐?，該移動臺收到其所屬基站的信號的傳輸時間應減去該直放站的傳輸時延和傳播時延。
5.根據(jù)上述任一權利要求所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，在直放站入網(wǎng)時，還通過將該直放站信息導入該服務無線網(wǎng)絡控制器側直放站監(jiān)控系統(tǒng)的定位實體數(shù)據(jù)庫中，以減少直放站與網(wǎng)絡之間的信息交互，縮短定位服務響應時間。
6.根據(jù)權利要求1所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，所述直放站的相關信息的配置是不分時序的。
7.根據(jù)權利要求5所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息方法，其特征在于，該直放站的布放方式為一個扇區(qū)配置一個直放站且沒有級連。
8.一種直放站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該直放站監(jiān)控系統(tǒng)配置在服務無線網(wǎng)絡控制器側，包括信息配置模塊，用于配置直放站相關信息，包括配置直放站位置信息、配置施主基站或施主直放站編號信息、配置覆蓋范圍信息、配置轉發(fā)方向角信息、配置天線俯仰角信息、配置傳輸時延信息以及配置傳播時延信息。
9.根據(jù)權利要求8所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括定位計算中心模塊，用于對移動臺與周圍至少三個基站或服務于該基站的直放站通信的所有假設通路進行位置估計計算并驗證獲得誤差，并取最小誤差的假設通路的位置估計確定為移動臺位置；定位實體數(shù)據(jù)庫模塊，用于在直放站入網(wǎng)時，將該直放站信息導入并進行存儲。
10.根據(jù)權利要求8所述的直放站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信息配置模塊設置在該直放站監(jiān)控系統(tǒng)的前臺監(jiān)控板或后臺監(jiān)管數(shù)據(jù)庫中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直放站監(jiān)控系統(tǒng)及利用該直放站監(jiān)控系統(tǒng)提供移動定位信息的方法，通過在該直放站監(jiān)控系統(tǒng)中配置直放站相關信息，包括配置直放站位置信息、配置施主基站或施主直放站編號信息、配置覆蓋范圍信息、配置轉發(fā)方向角信息、配置天線俯仰角信息、配置傳輸時延信息以及配置傳播時延信息，來為移動通信系統(tǒng)提供定位所需的基本信息，以支持移動定位業(yè)務。本發(fā)明提供了定位所需的基本信息，提高了定位精度，在不增加現(xiàn)有直放站的硬件設備的條件，提供了新的業(yè)務升級，且操作簡單，擴充方便，易于工程管理。
文檔編號H04W88/08GK1756431SQ20041008541
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者劉利平, 包永學 申請人:中興通訊股份有限公司