專(zhuān)利名稱(chēng)：增強(qiáng)型移動(dòng)臺(tái)定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及路徑損耗模型，以及利用路徑損耗模型來(lái)定位無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)無(wú)線終端的裝置和方法。

背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求澳大利亞臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第2005901352號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此引入該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考。
目前最常見(jiàn)的移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)是小區(qū)識(shí)別(Cell ID)系統(tǒng)和增強(qiáng)型小區(qū)識(shí)別系統(tǒng)。這些系統(tǒng)使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)現(xiàn)有的測(cè)量值。結(jié)果是，它們能夠定位現(xiàn)有話機(jī)而不需要更高精度技術(shù)所通常要求的修改。
這樣的系統(tǒng)可使用的測(cè)量值通常包括服務(wù)小區(qū)的識(shí)別，由移動(dòng)無(wú)線終端(或移動(dòng)臺(tái))根據(jù)相鄰小區(qū)發(fā)送的信標(biāo)信道測(cè)量的小區(qū)和信號(hào)電平的一個(gè)或多個(gè)往返延遲。
信號(hào)電平的測(cè)量值對(duì)定位計(jì)算有用，因?yàn)榻邮盏降男盘?hào)電平隨著距發(fā)射機(jī)的距離增加而減少。因此，了解發(fā)射的信號(hào)電平并測(cè)量了移動(dòng)臺(tái)處接收的信號(hào)電平，該衰落或路徑損耗提供了對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間距離的指示。
這些操作系統(tǒng)中的一個(gè)難點(diǎn)在于所述衰落不是距離的簡(jiǎn)單函數(shù)。它受到多種因素的影響，包括信號(hào)的具體頻率以及傳播信道的性質(zhì)。路徑損耗和距離之間的關(guān)系可由在一些有限條件下產(chǎn)生有用結(jié)果的封閉形式表達(dá)來(lái)估計(jì)。然而，在具體定位計(jì)算中使用信號(hào)電平的困難仍然存在，因?yàn)檫@樣的模型太籠統(tǒng)了，其對(duì)于系統(tǒng)級(jí)建模和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更有用。任何具體位置的實(shí)際測(cè)量值都可能會(huì)有很大偏差。
使用了一種應(yīng)用移動(dòng)位置的信號(hào)電平測(cè)量值來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和形成數(shù)據(jù)庫(kù)的方法。然而，這種方法的缺點(diǎn)是形成數(shù)據(jù)庫(kù)需要高成本和高投入。對(duì)該系統(tǒng)所服務(wù)的區(qū)域(例如城市)必須進(jìn)行規(guī)則網(wǎng)格調(diào)查。此外，如果實(shí)際路徑損耗特性有任何較大的改變，則調(diào)查都必須重新進(jìn)行。如果在區(qū)域內(nèi)存在大量植物，則季節(jié)的變化可能會(huì)導(dǎo)致這種改變。其它導(dǎo)致改變的原因包括建筑物或其它大廈的建起和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)。
除了在獲得適當(dāng)模型的過(guò)程中所伴隨的困難外，移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的信號(hào)電平也受到衰落產(chǎn)生的隨機(jī)(并且與距離無(wú)關(guān))變化以及移動(dòng)臺(tái)測(cè)量不精確的影響。移動(dòng)臺(tái)可以對(duì)多個(gè)測(cè)量值進(jìn)行平均以減少噪聲和快速衰落的影響，但接收器產(chǎn)生的緩慢衰落變化和偏差仍會(huì)存在。
這些問(wèn)題會(huì)因用戶對(duì)接收的信號(hào)電平所作的舉動(dòng)而進(jìn)一步加劇。用戶握持移動(dòng)臺(tái)的方式以及移動(dòng)臺(tái)在使用時(shí)相對(duì)頭部放置的方式可改變路徑損耗多達(dá)10dB。此外，用戶可能將終端放入到公文包或袋子內(nèi)，從而造成進(jìn)一步的信號(hào)損耗。當(dāng)用戶進(jìn)入車(chē)輛時(shí)，由于車(chē)體的屏蔽會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的變化。依賴(lài)于電話是否是簡(jiǎn)單地放在車(chē)輛內(nèi)或電話是否是連接到車(chē)頂或車(chē)窗安有天線的車(chē)載上，還可以產(chǎn)生進(jìn)一步的差異。這種情況下的差異也可以達(dá)到10dB。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在建筑物內(nèi)操作時(shí)，與戶外操作相比會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的變化。與用路徑損耗對(duì)距離的通用模型所預(yù)計(jì)的相比，所有這些影響在給定距離處會(huì)在路徑損耗方面產(chǎn)生很大的偏差。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是為無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)提供改進(jìn)的路徑損耗對(duì)距離的模型，或至少提供產(chǎn)生路徑損耗對(duì)距離的模型的可選擇方法。路徑損耗對(duì)距離的模型可被用來(lái)計(jì)算無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的位置。
發(fā)明概述 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的局域路徑損耗對(duì)距離的模型的獲得方法，該方法包括 獲得所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值；和 將所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型中，以獲得該無(wú)線移動(dòng)終端的大致位置的局域路徑損耗對(duì)距離的模型。
在一種形式中，獲得所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值的步驟包括從無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)獲得移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的移動(dòng)無(wú)線終端的距離。
在又一種形式中，獲得至少一個(gè)路徑損耗測(cè)量值的步驟在移動(dòng)無(wú)線終端處測(cè)量由一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)電平。
在又一方面中，路徑損耗對(duì)距離的模型包括距離依賴(lài)性要素。
在另一個(gè)方面，路徑損耗對(duì)距離的模型包括非距離依賴(lài)性要素。
在又一種形式中，路徑損耗對(duì)距離的模型包括距離依賴(lài)性要素和非距離依賴(lài)性要素。
在一種形式中，路徑損耗對(duì)距離的模型是以下形式 Lp(γ)＝β+α*10*log10(γ) 其中 Lp是以分貝為單位的路徑損耗； β是局域環(huán)境的非距離依賴(lài)性的特征項(xiàng)； α是限定距離依賴(lài)的參數(shù)；和 γ是距離。
在一種形式中，該方法還包括估計(jì)路徑損耗對(duì)距離的模型的距離依賴(lài)性要素和/或非距離依賴(lài)性要素。
在另一方面，β包括一般性非距離依賴(lài)性要素βgen和使用者非距離依賴(lài)性要素βuser。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，α獲自公開(kāi)的數(shù)據(jù)。
在另一方面，α獲自無(wú)線移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值。
在又一個(gè)方面，α獲自靠近所述無(wú)限移動(dòng)終端的多個(gè)無(wú)限移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值。
在又一個(gè)方面，α獲自無(wú)線移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值，以及靠近所述無(wú)限移動(dòng)終端的多個(gè)無(wú)限移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值。
在一種形式中，用所獲得的α的值來(lái)獲得β。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的局域路徑損耗對(duì)距離的模型的方法，該方法包括 獲得移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置； 獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值；和 將該至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值應(yīng)用于路徑損耗對(duì)距離的模型中，以獲得該移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的局域路徑損耗對(duì)距離的模型。
在該方面的一種形式中，獲得移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的步驟包括使用一個(gè)或多個(gè)以下參數(shù) 一個(gè)或多個(gè)服務(wù)小區(qū)的標(biāo)識(shí)； 一個(gè)或多個(gè)與服務(wù)小區(qū)相關(guān)的往返延遲測(cè)量值； 一個(gè)或多個(gè)相鄰小區(qū)標(biāo)識(shí)符；和 一個(gè)或多個(gè)RTD。
在可選擇的形式中，獲得移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的步驟包括獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)外的移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了定位無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)無(wú)線終端的方法，該方法包括 利用根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)方法所獲得的局域路徑損耗模型來(lái)計(jì)算移動(dòng)無(wú)線終端的位置。
根據(jù)本發(fā)明的又另一方面，提供了一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其包括 用于獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值的裝置；和 用于將所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)的距離測(cè)量值應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型中以獲得該移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的局域路徑損耗對(duì)距離的模型的裝置。
在一種形式中，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)還包括用于估計(jì)該無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中所述移動(dòng)無(wú)線終端的位置的裝置。
在又一種形式中，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)還包括利用局域路徑損耗對(duì)距離的模型來(lái)計(jì)算移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端的位置的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了機(jī)器可讀介質(zhì)，其包含指令，以使該機(jī)器執(zhí)行本發(fā)明以上方面的任意一個(gè)或多個(gè)方法。
附圖簡(jiǎn)述 現(xiàn)在，將參考以下附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的不同方面

圖1顯示了在本發(fā)明一個(gè)方面中使用的組成部分的一種可能排列； 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一方面的一種方法的處理順序； 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種方法的處理順序； 圖4顯示了在本發(fā)明一方面的方法中使用的組成部分的另一種可能排列； 圖5顯示了本發(fā)明一方面的方法中使用的組成部分的又一可能排列； 圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明又一方面的方法的處理順序。
發(fā)明詳述 現(xiàn)在將參考本發(fā)明附圖中說(shuō)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案、實(shí)施例來(lái)具體描述本發(fā)明。這些實(shí)施方案和實(shí)施例僅用來(lái)解釋本發(fā)明，而不對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。此外，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分所描述或說(shuō)明的特征可與一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例一起使用，以提供新的組合。
將可以理解，本發(fā)明涵蓋了這些變化和實(shí)施方案以及可被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的變化和修改。
圖1示出了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)10中組成部分的一種可能排列，該無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)10包括發(fā)射器或發(fā)射基站BTS1、BTS2和BTS3，其每一個(gè)都在網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)發(fā)射無(wú)線信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)的是移動(dòng)無(wú)線終端或移動(dòng)臺(tái)20。一方面，移動(dòng)臺(tái)20能夠分別檢測(cè)到由BTS1、BTS2和BTS3各自發(fā)射的無(wú)線信號(hào)S1、S2和S3。在任意給定時(shí)間，移動(dòng)臺(tái)20都位于與BTS1、BTS2和BTS3相距r1、r2和r3的距離或范圍內(nèi)。
對(duì)于信號(hào)S1、S2和S3中的每一個(gè)，在將信號(hào)從其各自的BTS發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)之間信號(hào)功率會(huì)有損耗。這種損耗稱(chēng)為路徑損耗。
表達(dá)路徑損耗與距離之間的關(guān)系的模型有許多種形式。在此描述的方法可應(yīng)用于任意種這樣的模型上。如在本發(fā)明的一種形式中使用的，對(duì)于諸如自由空間模型、雙線模型、Hata模型和COST-231模型通用的公式的形式(在對(duì)數(shù)域)為 LP(γ)＝β+α*10*log10(γ)(1) 其中 Lp是以分貝為單位的路徑損耗； β是局域環(huán)境的非距離依賴(lài)性的特征項(xiàng)，其代表的因素包括發(fā)射和接收天線高度和載波頻率依賴(lài)性校正； α是限定距離依賴(lài)的參數(shù)；和 γ是距離。
α作為距離的函數(shù)代表路徑損耗的增加，因此代表了給定區(qū)域內(nèi)所有移動(dòng)臺(tái)經(jīng)歷的現(xiàn)象。相反，β代表非距離依賴(lài)性影響。
對(duì)于有關(guān)路徑損耗和距離的模型有許多可選擇的數(shù)學(xué)形式。例如，可將不同底的對(duì)數(shù)應(yīng)用于相應(yīng)的不同參數(shù)。一方面，本發(fā)明可被應(yīng)用到任何包括距離依賴(lài)性要素和非距離依賴(lài)性要素的模型。在其它方面，使用的模型可僅包括一個(gè)或另一個(gè)距離依賴(lài)性要素和非距離依賴(lài)性要素。
β進(jìn)一步可由βuser構(gòu)成，βuser表示用戶依賴(lài)性影響，是由例如將移動(dòng)臺(tái)放到公文包中造成的和由更一般性的βgen造成。βgen表示附近運(yùn)行的所有移動(dòng)臺(tái)可能都有的影響，包括了諸如陰影衰落和局域提升(local elevation)的影響。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，當(dāng)計(jì)算無(wú)線移動(dòng)終端20的位置時(shí)，可能獲得更高精度地表示移動(dòng)臺(tái)20從相鄰小區(qū)的BTS接收到的信號(hào)的路徑損耗與傳播距離之間關(guān)系的模型。
圖2顯示了本發(fā)明一個(gè)方面的步驟。在本發(fā)明的該方面中，在步驟100獲得移動(dòng)臺(tái)20的初始大致位置，而不必依靠信號(hào)電平測(cè)量值，盡管這樣的信號(hào)電平測(cè)量可很好地用于獲得大致或估計(jì)的位置(如以下將更詳細(xì)描述的那樣)。在步驟110中，然后用該估計(jì)值來(lái)估計(jì)由移動(dòng)臺(tái)20測(cè)量的移動(dòng)臺(tái)20距每個(gè)小區(qū)或BTS的距離r，并且，用已知的發(fā)射的信號(hào)電平(例如，該信息可從網(wǎng)絡(luò)本身獲得)來(lái)計(jì)算每個(gè)被測(cè)量的信號(hào)的路徑損耗，這樣就獲得了路徑損耗和距離對(duì)的集合。然后在步驟120中將該路徑損耗和距離對(duì)的集合應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型中(如在上述(1)中那樣)，以推導(dǎo)出在移動(dòng)臺(tái)大致位置處的路徑損耗對(duì)距離的局域模型。以下將更詳細(xì)地描述這些步驟?？衫斫?，該方法可通過(guò)使用單個(gè)路徑損耗和距離測(cè)量值或估計(jì)值，或者多個(gè)路徑損耗和距離測(cè)量值或估計(jì)值來(lái)執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可將推導(dǎo)出的局域路徑損耗模型用于確定移動(dòng)臺(tái)20更精確的位置。圖3中的步驟130顯示了該附加步驟，并且以下更詳細(xì)地描述了該附加步驟。在該方面，可理解，改進(jìn)的移動(dòng)臺(tái)定位可以作為獲得局域路徑損耗模型的一系列步驟的最后步驟，或者作為單獨(dú)的步驟使用之前確定的局域路徑損耗模型。
應(yīng)該理解，網(wǎng)絡(luò)10和移動(dòng)臺(tái)20的組成部分可以以與圖1不同的方式來(lái)排列和互相作用。在圖4中，移動(dòng)臺(tái)20檢測(cè)分別來(lái)自BTS1、BTS2和BTS3信號(hào)S1、S2和S3，然后將該檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)SM發(fā)送給服務(wù)小區(qū)30，以便進(jìn)行更進(jìn)一步的處理。該檢測(cè)數(shù)據(jù)可用是移動(dòng)臺(tái)20收集的原始數(shù)據(jù)，或是經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)。例如，原始數(shù)據(jù)可以是S1、S2和S3的信號(hào)電平，其然后發(fā)送給服務(wù)小區(qū)30，用于計(jì)算各自的距離和路徑損耗。服務(wù)小區(qū)30也可以配備軟件，用于計(jì)算局域路徑損耗模型并用計(jì)算出的局域路徑損耗模型來(lái)計(jì)算移動(dòng)臺(tái)20的改進(jìn)定位。在這種情況下，服務(wù)小區(qū)30可隨后向網(wǎng)絡(luò)20的其它部分或向網(wǎng)絡(luò)10外部的目的地發(fā)送31路徑損耗模型和/或改進(jìn)的移動(dòng)臺(tái)定位。
在又另一種形式中，如圖5所示，服務(wù)小區(qū)30可通過(guò)信號(hào)Ss向移動(dòng)臺(tái)20自身發(fā)送計(jì)算出的移動(dòng)臺(tái)20的改進(jìn)定位，移動(dòng)臺(tái)20然后可(例如，通過(guò)視頻顯示單元，或通過(guò)合成語(yǔ)音或其它裝置)通知其用戶(未示出)其位置。
在又一種形式中，服務(wù)小區(qū)30可向移動(dòng)臺(tái)20發(fā)送計(jì)算出的路徑損耗模型，這樣，移動(dòng)臺(tái)20就能據(jù)此用最新獲得的路徑損耗模型來(lái)計(jì)算其自身的改進(jìn)定位。
在又一形式中，移動(dòng)臺(tái)20如果配備有足夠的處理功率就可以測(cè)量其自身的大致位置、計(jì)算改進(jìn)的局域路徑損耗模型并用該模型來(lái)計(jì)算其自身的改進(jìn)定位，所有這些都不必使用外部處理器。圖1顯示了這種結(jié)構(gòu)。
因此，執(zhí)行以上計(jì)算的軟件可用被置于多個(gè)不同的機(jī)器可讀介質(zhì)中，這些機(jī)器可讀介質(zhì)可以是網(wǎng)絡(luò)10的組成部分例如位于諸如服務(wù)小區(qū)30中、移動(dòng)臺(tái)20自身中的存儲(chǔ)器、在移動(dòng)臺(tái)的用戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)卡上、或分布在不同元件當(dāng)中。
將理解，該方法可利用來(lái)自任意數(shù)目的發(fā)射器/BTS(包括僅僅一個(gè)發(fā)射器，或任意數(shù)目的多個(gè)發(fā)射器/BTS)的測(cè)量值來(lái)使用。
在一方面中，確定改進(jìn)的局域模型的步驟包括確定參數(shù)α和β中的一個(gè)或二者的值。圖6中的步驟115顯示了這個(gè)附加步驟。
存在許多種估計(jì)非距離依賴(lài)性參數(shù)(β)和距離依賴(lài)性參數(shù)(α)中任一個(gè)或兩者的可能方法。這產(chǎn)生定位系統(tǒng)的如下幾種選擇 為了獲得α的值，可利用一種或多種以下方法 使用區(qū)域的通用α值-存在許多測(cè)量的路徑損耗對(duì)距離數(shù)據(jù)的公開(kāi)結(jié)果。利用這種公眾可得的數(shù)據(jù)，可以以每區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)選擇α的值。這可能意味著例如定位系統(tǒng)可以具有α值對(duì)小區(qū)地點(diǎn)的列表并在計(jì)算定位的具體情況下基于移動(dòng)臺(tái)20的服務(wù)小區(qū)來(lái)選擇所述值。
根據(jù)來(lái)自單個(gè)移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量值來(lái)估計(jì)α-如果移動(dòng)臺(tái)20已經(jīng)測(cè)量出兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)電平，則可能估計(jì)出α和β。例如，在移動(dòng)臺(tái)20的位置處所作的測(cè)量是來(lái)自n個(gè)發(fā)射機(jī)(或BTS)的接收信號(hào)強(qiáng)度的情況下，可估計(jì)出移動(dòng)臺(tái)20位置的并稱(chēng)之為(x，y)。第一個(gè)發(fā)射機(jī)的定位是(xi，yi)。這樣，從移動(dòng)臺(tái)到每個(gè)發(fā)射機(jī)的距離可被估計(jì) ri＝((x-xi)2+(y-yi)2))1/2(2) 來(lái)自發(fā)射機(jī)i的測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度被表示為L(zhǎng)i。等式(1)是接收的信號(hào)強(qiáng)度(3)的預(yù)測(cè)模型。測(cè)量值和預(yù)測(cè)值之間的差異是誤差/干擾項(xiàng)(4) Lp(ri)＝β+α*10*log10(ri)(3) Lp(ri)＝Li+ei(4) (3)和(4)一起提供了具有2個(gè)未知量(α和β)的一組n個(gè)等式(5)。
Li＝β+α*10*log10(ri)-ei(5) 等式(5)是數(shù)字估計(jì)問(wèn)題的常用形式，對(duì)于這種數(shù)字估計(jì)問(wèn)題存在許多本領(lǐng)域已知的解決方法。對(duì)于n＝2的具體情況，這組等式能用代數(shù)的方法來(lái)解出以提供對(duì)α和β的解答方案。當(dāng)n＞2時(shí)，這組等式被稱(chēng)為是過(guò)約束的，并不太可能存在滿足所有n個(gè)等式單個(gè)解。
一種可能的解決方案是極大似然估計(jì)。在這種方案中，測(cè)量誤差被假定屬于給定的統(tǒng)計(jì)模型(例如，用于所有測(cè)量值的單個(gè)模型，或距離依賴(lài)性模型-每個(gè)測(cè)量值一個(gè)模型)。該方法然后提供了α和β的估計(jì)值，這些值最有可能基于測(cè)量值和指定給每個(gè)等式相關(guān)隨機(jī)元素的置信度形成給定組的測(cè)量值。
α和β的估計(jì)隨著測(cè)量值n的增加而改進(jìn)。α或β的改進(jìn)可通過(guò)基于公開(kāi)的模型為參數(shù)之一指定通用值和用可獲得的測(cè)量值得到對(duì)其它參數(shù)的更好估計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
用來(lái)自多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量值估計(jì)α 由于路徑損耗的距離依賴(lài)性普遍存在于給定的鄰近范圍內(nèi)的所有移動(dòng)臺(tái)，所以可以將來(lái)自多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量值分組以獲得由α代表的距離依賴(lài)性的估計(jì)。例如，定位系統(tǒng)可將所有實(shí)際的路徑損耗測(cè)量值與從位置解推導(dǎo)出的估計(jì)距離累加在一起。類(lèi)似地，該定位可以累加路徑損耗測(cè)量值和初始位置估計(jì)位于給定鄰近范圍內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)距離。另一種變化是這二者的組合。在該組測(cè)量值內(nèi)，移動(dòng)臺(tái)并不排除出現(xiàn)一次以上。將測(cè)量進(jìn)行分組所基于的鄰近范圍可被定義為小區(qū)扇區(qū)、一組蜂窩、或任意其它的有界限的范圍諸如規(guī)則網(wǎng)格。利用足夠大的一組測(cè)量值，個(gè)體變化可以被減小，以獲得路徑損耗對(duì)距離的精確趨向。
例如，在移動(dòng)臺(tái)的位置估計(jì)值或近似值位于G區(qū)域內(nèi)的一組移動(dòng)電話測(cè)量值的情況中。對(duì)于位于該區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)m，存在一組nm信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值Lij，m距離用初始的或最終的位置估計(jì)值和等式(2)來(lái)估計(jì)rij。如果存在M個(gè)移動(dòng)電話測(cè)量組，那么G中的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量總數(shù)N為 以與等式(3)和(4)所描述的相同的方式，可為N個(gè)信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值中的每一個(gè)推導(dǎo)出關(guān)于α和β的等式 Lij＝βj+αG*10*log10(rij)-eij(7) 其中αG是假定在整個(gè)區(qū)域G內(nèi)恒定的α； βj是電話j的β值； rij是第j個(gè)移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的從第j個(gè)移動(dòng)臺(tái)到第i個(gè)信號(hào)的發(fā)射器的距離估計(jì)值。
eij是預(yù)計(jì)值與測(cè)量值之間的差異(假定為干擾)。
提供了兩種選擇i)如果β被假定對(duì)于區(qū)域中所有電話都是大致恒定的；或ii)如果β被假定在每個(gè)測(cè)量集合的基礎(chǔ)上都是恒定的。
i)在整個(gè)區(qū)域內(nèi)將β當(dāng)作是大致恒定的 如之前所描述的，βj可被認(rèn)為由一般性要素βgen和用戶要素βuser構(gòu)成，前者是環(huán)境相關(guān)的要素并對(duì)指定區(qū)域的所有移動(dòng)臺(tái)是相同的(在區(qū)域G的情況下)；后者對(duì)于給定時(shí)間給定移動(dòng)臺(tái)的所有測(cè)量值是相同的?？梢赃x擇區(qū)域的大小使得βgen可被認(rèn)為在整個(gè)區(qū)域內(nèi)都是大致恒定的，并允許β被認(rèn)為是具有平均要素(βgen)和隨機(jī)要素βuser的隨機(jī)變量。
等式(7)變成 Lij＝βgen+αG*10*log10(rij)-ξij(8) 其中，ξij是組合了每個(gè)用戶βuser變化和信號(hào)電平測(cè)量變化的影響的干擾項(xiàng)。
βgen是被假定對(duì)于區(qū)域G中所有移動(dòng)臺(tái)都有的距離依賴(lài)性路徑損耗要素。
αG是區(qū)域G的距離依賴(lài)性路徑損耗要素。
這組等式可用諸如之前說(shuō)明的極大似然的技術(shù)來(lái)解，該技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將很明顯。如果可得到適當(dāng)?shù)摩耮en值，例如但不限于公開(kāi)數(shù)據(jù)或以前估計(jì)的值，然后可解所述等式得到單個(gè)的未知αG。如果βgen的值不可得，那么可解所述等式得到兩個(gè)未知量βgen和αG。
ii)把β當(dāng)作大致恒定的測(cè)量組 在βgen不能被認(rèn)為在整個(gè)區(qū)域內(nèi)都是恒定的但可認(rèn)為具有在每個(gè)測(cè)量組中是恒定的要素的情況下，可應(yīng)用等式(7)而不做修改。對(duì)于M個(gè)測(cè)量組的分組，所描述的技術(shù)被用于解決M+1個(gè)未知量；M×βj和1×αG。
一旦α的值已被估計(jì)出，則其可被用于基于一組來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量值來(lái)估計(jì)β的值。對(duì)等式(3)和(4)利用同樣方法產(chǎn)生關(guān)于給定移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值Li的等式(9)， Lj＝β+α*10*log10(ri)-ei(9) 利用之前描述的技術(shù)，可以處理該組等式以提供測(cè)量組的β估計(jì)值。這將對(duì)所有信號(hào)電平測(cè)量值提供同樣運(yùn)行的用戶特異性效果的校正。這可以解釋例如由于建筑物內(nèi)或車(chē)內(nèi)的接受或機(jī)體損耗造成的衰減。
對(duì)于獨(dú)立地估計(jì)每個(gè)α的更具體情況，如下估計(jì)β首先基于移動(dòng)臺(tái)的位置估計(jì)確定該移動(dòng)臺(tái)處于哪個(gè)區(qū)域中，然后利用為那個(gè)區(qū)域估計(jì)的α來(lái)估計(jì)β。例如，在計(jì)算β時(shí)區(qū)域G中的移動(dòng)臺(tái)將使用αG。
也可以利用過(guò)去的測(cè)量值。作為確定距離依賴(lài)性趨勢(shì)以獲得α的一部分，可以使用來(lái)自趨勢(shì)擬合(trend fit)的剩余誤差。這些剩余誤差也代表了非距離依賴(lài)性路徑損耗效果。
如前所述，該距離可能會(huì)由于諸如建筑內(nèi)接收現(xiàn)象的顯著影響而相對(duì)較大。不過(guò)，已經(jīng)識(shí)別了這些典型距離，這些可被用來(lái)篩出例如由于錯(cuò)誤的測(cè)量而產(chǎn)生的較少的不可信的β估計(jì)值。在識(shí)別出不可信的β值的情況下，可除去對(duì)預(yù)期距離的最接近限制的估計(jì)值?？蛇x擇地，當(dāng)計(jì)算定位時(shí)，較低的置信值可與信號(hào)電平限制聯(lián)系起來(lái)。
下面描述實(shí)施以上提到的一些方法的具體實(shí)施例，第一步是獲得網(wǎng)絡(luò)10中移動(dòng)臺(tái)20的大致位置。這可以通過(guò)幾種途徑來(lái)進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)20的大致位置可從一組信號(hào)參數(shù)測(cè)量值推導(dǎo)出，這組信號(hào)參數(shù)測(cè)量值可包括以下當(dāng)中的一個(gè)或多個(gè) ·一個(gè)或多個(gè)服務(wù)小區(qū)的標(biāo)識(shí)符 ·一個(gè)或多個(gè)與服務(wù)小區(qū)相關(guān)的往返延遲測(cè)量值； ·一個(gè)或多個(gè)相鄰小區(qū)標(biāo)識(shí)符；和 ·一個(gè)或多個(gè)RTD 利用可獲得的測(cè)量值，排除代表信號(hào)電平的hose，計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)20的大致位置。計(jì)算這樣估計(jì)值的方法在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。也可用使用其它更精確的定位形式，諸如在共同待決的PCT申請(qǐng)第PCT/AU2005/01358號(hào)中描述的定位形式，該申請(qǐng)的內(nèi)容被納入本文中作為參考?？梢岳斫?，也可以使用不需要參數(shù)測(cè)量值的其它形式的定位，包括由全球定位系統(tǒng)(GPS)進(jìn)行的近似定位。
這樣，可從網(wǎng)絡(luò)10自身之內(nèi)獲得提供移動(dòng)臺(tái)20的大致位置的數(shù)據(jù)，或例如通過(guò)GPS從網(wǎng)絡(luò)10之外獲得這樣的數(shù)據(jù)。
利用該近似定位，為每個(gè)可獲得信號(hào)電平測(cè)量值的小區(qū)計(jì)算距離估計(jì)值。
利用每個(gè)小區(qū)已知的發(fā)射電平、在發(fā)射機(jī)處的天線增益和相應(yīng)測(cè)量出的接收電平，可為每個(gè)距離獲得估計(jì)的路徑損耗值。在該步驟中使用的天線增益值可根據(jù)之前獲得的移動(dòng)臺(tái)位置通過(guò)考慮發(fā)射基站位置的天線增益模式和頭部相對(duì)移動(dòng)臺(tái)20的朝向來(lái)獲得。在接收機(jī)處的任何天線增益都被同化到β值中，因?yàn)槠鋵?duì)于任意給定的電話是恒定，因此對(duì)于任意給定的測(cè)量值組是恒定的。沿該條傳播路徑的信號(hào)損耗可以這樣計(jì)算 L＝Pt-Pr+Gt-Gr(10) 其中，L是測(cè)量的路徑損耗(dB)，Pt是發(fā)射功率(dBm)，Pr是接收功率(dBm)，Gt是移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置的方向上的發(fā)射天線增益(dBi)，Gr是移動(dòng)臺(tái)的天線增益(dBi)。
該組路徑損耗測(cè)量值具有從估計(jì)的移動(dòng)臺(tái)位置推導(dǎo)出的相應(yīng)的發(fā)射機(jī)距離估計(jì)值(等式2)。根據(jù)這些數(shù)值(路徑損耗，距離)對(duì)，基于可獲得數(shù)據(jù)利用以上所述等式中的一個(gè)來(lái)計(jì)算通用路徑損耗模型的局域特定的模型。
局域特定的路徑損耗模型和路徑損耗測(cè)量值隨后被用于生成移動(dòng)臺(tái)20的新位置估計(jì)。例如，路徑損耗測(cè)量值可被當(dāng)作對(duì)從發(fā)射機(jī)到移動(dòng)臺(tái)的距離的估計(jì)，這樣就將移動(dòng)臺(tái)限制到圓形軌跡(circular locus)中。重新排列路徑損耗模型(等式1)給出了測(cè)量數(shù)目i的發(fā)射機(jī)到移動(dòng)臺(tái)的距離估計(jì)。該距離估計(jì)可被表達(dá)為真實(shí)距離加上誤差項(xiàng) r′i＝10^[(Li-β′)/(α′*10)](11) 其中，α’和β’是局域特定模型的參數(shù)，Li是測(cè)量的路徑損耗，r’i是基于路徑損耗和局域路徑損耗模型的距離估計(jì)。
r′i＝ri+ei (12) r′i＝((x-xi)2+(y-yi)2))1/2+ei (13) 其中ri是從移動(dòng)臺(tái)到發(fā)射機(jī)的的實(shí)際(未知的)距離，ei是距離估計(jì)與真距離之間的誤差，(x，y)是實(shí)際(未知的)移動(dòng)臺(tái)定位，(xi，yi)是BTS發(fā)射機(jī)的定位。
誤差的存在意味著圓形軌跡將不太可能在唯一的點(diǎn)相交。為了生成位置估計(jì)，使用本領(lǐng)域已知的數(shù)學(xué)技術(shù)(numerical technique)。一種這樣的方法是極大似然估計(jì)，其基于距離估計(jì)和為每個(gè)距離誤差選擇的概率模型來(lái)提供最有可能的位置?；谛盘?hào)強(qiáng)度的圓形軌跡也可以用相同的估計(jì)技術(shù)與根據(jù)諸如往返次數(shù)(例如，GSM中的TA和UMTS中的RTT)和RTD這樣的其它信息來(lái)源生成的軌跡組合起來(lái)。
最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，用路徑損耗模型的局域特定形式來(lái)計(jì)算更精確的位置估計(jì)。
之前的描述假定了簡(jiǎn)單的情形。
以下描述了具有幾個(gè)對(duì)上述簡(jiǎn)單情形的有若干改變的情況。校正α或β，或這二者 如前所述，根據(jù)可獲得的信號(hào)電平測(cè)量值的數(shù)目，可以校正模型的距離依賴(lài)性要素和非距離依賴(lài)性要素。例如，對(duì)于少于6個(gè)的測(cè)量值，可選擇僅僅校正β，和從可選擇的信息來(lái)源(諸如公開(kāi)的表格)獲得α的適當(dāng)值。
仍如前所述，除了對(duì)可獲得的測(cè)量值進(jìn)行校正之外，還有幾種其它獲得α的適當(dāng)值的選擇。所選擇的具體實(shí)施可以基于包括處理資源考慮在內(nèi)的幾個(gè)因素來(lái)確定。在缺少任何其它限制時(shí)，可以如上所述累加測(cè)量值，根據(jù)區(qū)域?qū)⑺鼈兎纸M并估計(jì)每個(gè)區(qū)域公有的代表性α值。然而，在一些情況下，這可能是不可行的，可基于局域特征從公共領(lǐng)域可獲得的數(shù)據(jù)選出α的適當(dāng)值。
利用多個(gè)測(cè)量值組 在一些應(yīng)用中，移動(dòng)臺(tái)可在短期內(nèi)報(bào)告多組測(cè)量值。對(duì)于第二個(gè)和隨后的測(cè)量值，可通過(guò)累加該點(diǎn)之前確立的所有測(cè)量值組的信號(hào)測(cè)量值并根據(jù)該更大組的觀測(cè)結(jié)果來(lái)估計(jì)β。
改進(jìn)的近似定位 對(duì)用來(lái)估計(jì)路徑損耗模型參數(shù)的初始近似定位的任何改進(jìn)可能會(huì)產(chǎn)生更有用的路徑損耗模型。因此，除了將信號(hào)電平測(cè)量值從初始定位計(jì)算中排除，也可以使用調(diào)諧得稍微差的路徑損耗模型以使這些值都能被包括在內(nèi)。如果定位系統(tǒng)根據(jù)區(qū)域累加測(cè)量值，則對(duì)于此的一種選擇是從感興趣區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)中選擇代表性值。如果不能獲得歷史數(shù)據(jù)，另一種選擇是使用通常更具代表性的β值，但在初始定位計(jì)算中調(diào)整信號(hào)電平測(cè)量值的重要性，以反映相應(yīng)位置限制中的較低置信。
雙頻段網(wǎng)絡(luò)中的測(cè)量值 在一些情況下，由移動(dòng)臺(tái)報(bào)告的信號(hào)電平測(cè)量值可涉及來(lái)自雙頻段網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)。換言之，某些測(cè)量值的載波頻率與其它非常不同，從而在路徑損耗模型中需要另一個(gè)頻率相關(guān)項(xiàng)。利用上述模型的通用形式，該影響可被同化到β項(xiàng)中。需要注意的是，無(wú)線電傳播的物理性使得α與頻率無(wú)關(guān)。
如果可能，對(duì)于兩個(gè)頻帶的β的估計(jì)通常不一起進(jìn)行，因?yàn)樵谠S多模型中頻率和路徑損耗之間的關(guān)系是大致恒定的。而是將來(lái)自一個(gè)頻帶的路徑損耗調(diào)整成與其它頻帶的路徑損耗相當(dāng)。為了解釋本發(fā)明的這一方面，所有非距離相關(guān)的路徑損耗參數(shù)都已經(jīng)被聚集在單個(gè)參數(shù)β中。在路徑損耗模型中，距離相關(guān)的項(xiàng)包括Clog10f形式的要素，其中C是常數(shù)，f是載波頻率。在具有載波頻率f1和f2且f1＜f2的雙頻段網(wǎng)絡(luò)中，f2攜帶的信號(hào)將經(jīng)歷比f(wàn)1的信號(hào)更大的路徑損耗。
在以dB為單位測(cè)量時(shí)，這種差異是常量(LΔ) LΔ＝Clog10(f2/f1)(14) 然后調(diào)整測(cè)量到的信號(hào)強(qiáng)度。對(duì)于在f1頻帶中形成的信號(hào) Lm′＝Lm(15) 對(duì)于在f2頻帶中形成的信號(hào) Lm′＝Lm-LΔ (16) β’的值現(xiàn)在用等式(5)和修正的測(cè)量值Lm′來(lái)確定。為了在局域傳播模型中和隨后的定位估計(jì)中使用，針對(duì)載波頻率糾正b′。
然后調(diào)整測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度。對(duì)于在f1頻帶中形成的信號(hào) β＝β′(17) 對(duì)于在f2頻帶中形成的信號(hào) β＝β′+LΔ(18) 在一個(gè)實(shí)施例中，雙頻段GSM手機(jī)在900MHz和1800MHz上運(yùn)行并為C使用Hata模型，1800MHz信號(hào)的路徑損耗將是8dB，其高于如果相同信號(hào)使用900MHz的載波的情況。因此，使用上述方法，f1＝900MHz，f2＝1800MHz，導(dǎo)致LΔ＝8dB。
可以理解，上述方法可被延伸到多于2個(gè)頻帶測(cè)量的情況中。
使用歷史測(cè)量值來(lái)提供用于定位計(jì)算中的信號(hào)電平方差的指示 大部分利用信號(hào)電平測(cè)量值的定位算法會(huì)結(jié)合一些與這些測(cè)量值相關(guān)的不確定性的表達(dá)。這樣做是為了適當(dāng)?shù)貦?quán)衡(weight)相應(yīng)定位限制相對(duì)來(lái)自諸如往返延遲這樣的其它測(cè)量值的限制。
在缺少任何其它信息時(shí)，不確定性的合理模型是假定信號(hào)電平測(cè)量值是通常分布在概念性局域均值左右的對(duì)數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)頻偏是9dB。(應(yīng)注意的是，由快速衰落造成的小范圍變化被特別排除在這種考慮之外，因?yàn)榧僭O(shè)這些會(huì)被測(cè)量處理期間的求平均值處理充分減小成可忽略不計(jì))。可以理解，除了其它因素，局域平均電平的變化程度取決于局域環(huán)境。普遍的是，對(duì)于這樣的模型，在農(nóng)村區(qū)域中該變差減小到6dB，而在密集環(huán)境中該變差增加至12dB的大小。
對(duì)于利用如本發(fā)明所述被調(diào)整的路徑損耗模型的系統(tǒng)，該不確定性的進(jìn)一步增加來(lái)自被調(diào)整的模型適合局域現(xiàn)象的程度。因此，如果保存有測(cè)量的歷史記錄，就可以為定位計(jì)算提供模型適合度以及在感興趣區(qū)域中觀測(cè)到的測(cè)量值的不確定性的估計(jì)。利用比簡(jiǎn)單的固定標(biāo)準(zhǔn)頻偏更精確的不確定性表達(dá)式將產(chǎn)生更精確的定位估計(jì)。
以下提供了模擬本發(fā)明方法的結(jié)果。該模擬具有以下特征 ·大約間隔1000米的基站(BTS)。
·Hata傳播模型，其包括兩個(gè)參數(shù)，α和β ·接收到的信號(hào)電平的對(duì)數(shù)具有高斯誤差，其標(biāo)準(zhǔn)頻偏為9dB， ·往返計(jì)時(shí)的誤差被假定為具有兩種自由度、300米的中值和300米的比例因子的Student’st。
模擬的移動(dòng)臺(tái)然后被移動(dòng)到以原始位置為中心的500平方米內(nèi)的隨機(jī)位置。對(duì)于每次操作，來(lái)自七個(gè)基站的信號(hào)測(cè)量的接收被模擬，具有一個(gè)來(lái)自服務(wù)小區(qū)的TA測(cè)量。
對(duì)于每次操作，初始位置是用三種不同的方法來(lái)估計(jì)的 1.用極大似然方法估計(jì)定位，使用TA和信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值，但具有與β的真正值相差10db的β。
2.結(jié)合TA值來(lái)估計(jì)扇區(qū)的距離和中心線，以提供對(duì)不依賴(lài)β的定位簡(jiǎn)單估計(jì)。利用這個(gè)估計(jì)，可以估計(jì)出β的誤差。
3.利用最大似然方法來(lái)估計(jì)定位，使用TA和信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值，但使用方法2中估計(jì)的β修正。
進(jìn)行了一千次操作，然后統(tǒng)計(jì)分析出均方根誤差。結(jié)果如下 改進(jìn)的百分比指方法1和方法3之間的差異?？捎每闯?，存在相當(dāng)大的改進(jìn)，尤其是在第95個(gè)百分點(diǎn)統(tǒng)計(jì)處?？梢岳斫猓@些性能統(tǒng)計(jì)僅僅是示意性的。性能改進(jìn)受到包括網(wǎng)絡(luò)地理因素和無(wú)線頻率規(guī)劃的許多因素的影響。
之前的描述經(jīng)常使用GSLI系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的操作。但應(yīng)理解這不能被解釋為對(duì)本方法的限制，并且該方法可同樣應(yīng)用于其它系統(tǒng)。例如，在UMTS的情況下，可使移動(dòng)臺(tái)測(cè)量和報(bào)告端口頻率內(nèi)小區(qū)以及具體的頻率間小區(qū)。在移動(dòng)臺(tái)近似附近區(qū)域不存在特定小區(qū)的情況下可以用這種方法，以增強(qiáng)對(duì)小區(qū)ID的定位?？衫斫猓到y(tǒng)具體的特征諸如鄰近信道抑制因子、移動(dòng)臺(tái)敏感度閾值等必須被設(shè)置成適合該系統(tǒng)，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很明顯的。
本發(fā)明獲得的增強(qiáng)型定位測(cè)量在許多應(yīng)用中是有用的，這些應(yīng)用包括，但不限于 自我導(dǎo)航(例如作為對(duì)GPS系統(tǒng)的替換)；基于定位的服務(wù)(LBS)，其中電信服務(wù)提供商可在任意時(shí)間根據(jù)用戶的定位來(lái)調(diào)整通信和其它服務(wù)；緊急/援救定位服務(wù)；跟蹤個(gè)人，例如向家長(zhǎng)警報(bào)攜帶移動(dòng)電話的孩子已經(jīng)移動(dòng)到孩子家與孩子學(xué)校之間的路徑的“安全地帶”以外；運(yùn)輸車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)，和可利用移動(dòng)臺(tái)定位或與移動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的人的定位的信息的任意其它應(yīng)用。
本發(fā)明提供了利用信號(hào)電平測(cè)量值的有效方法，該方法不需要由詳細(xì)、昂貴的調(diào)查構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù)或其它形式的詳細(xì)校準(zhǔn)。本發(fā)明一方面的效果是獲得對(duì)測(cè)量的信號(hào)電平中的最顯著頻偏的修正，這些頻偏對(duì)移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的信號(hào)常見(jiàn)。然后利用這些測(cè)量值與修正來(lái)獲得比簡(jiǎn)單地忽略頻偏更精確的定位估計(jì)。
可理解，在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“包括”被認(rèn)為包含其所指的特征，除非特別陳述或指出否則其并不排除存在任意附加特征。
權(quán)利要求
1.一種用于獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的局域路徑損耗對(duì)距離的模型的方法，該方法包括
獲得所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量值；和
將所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量值應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型中，以獲得所述移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的局域路徑損耗對(duì)距離的模型。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲得所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量值的所述步驟包括獲得所述移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的所述移動(dòng)無(wú)線終端與所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述獲得所述至少一個(gè)路徑損耗測(cè)量值的步驟在所述移動(dòng)無(wú)線終端處測(cè)量由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)電平。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述路徑損耗對(duì)距離的模型包括距離依賴(lài)性要素。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述路徑損耗對(duì)距離的模型包括非距離依賴(lài)性要素。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述路徑損耗對(duì)距離的模型既包括距離依賴(lài)性要素也包括非距離依賴(lài)性要素。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，路徑損耗對(duì)距離的模型為以下形式
Lp(γ)＝β+α*10*log10(γ)
其中
Lp是以分貝為單位的路徑損耗；
β是局域環(huán)境的非距離依賴(lài)性的特征項(xiàng)；
α是限定距離依賴(lài)的參數(shù)；和
γ是距離。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括估計(jì)所述路徑損耗對(duì)距離的模型的所述距離依賴(lài)性要素和/或所述非距離依賴(lài)性要素。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，β包括一般性非距離依賴(lài)性要素βgen和使用者非距離依賴(lài)性要素βuser。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，α是從公開(kāi)數(shù)據(jù)中獲得的。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，α是從一個(gè)或多個(gè)來(lái)自所述無(wú)線移動(dòng)終端的測(cè)量值獲得的。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，α是從來(lái)自所述無(wú)線移動(dòng)終端附近的多個(gè)無(wú)線移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值獲得的。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，α是從來(lái)自所述無(wú)線移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值和來(lái)自所述無(wú)線移動(dòng)終端附近的多個(gè)無(wú)線移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值中獲得的。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，β是利用所獲得的α值來(lái)獲得的。
15.一種用于獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的局域路徑損耗對(duì)距離的模型的方法，該方法包括
獲得所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置；
獲得所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量值；和
將所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型中，以獲得所述移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的局域路徑損耗對(duì)距離的模型。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，獲得所述移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的所述步驟包括使用一個(gè)或多個(gè)以下參數(shù)
一個(gè)或多個(gè)服務(wù)小區(qū)的標(biāo)識(shí)符；
一個(gè)或多個(gè)與服務(wù)小區(qū)相關(guān)的往返延遲測(cè)量值；
一個(gè)或多個(gè)相鄰的小區(qū)標(biāo)識(shí)符；和
一個(gè)或多個(gè)RTD。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，獲得所述移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置的所述步驟包括獲得所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)外的移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置。
18.一種定位無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)無(wú)線終端的方法，該方法包括
使用根據(jù)權(quán)利要求1至17的任一項(xiàng)中的方法獲得的局域路徑損耗模型來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)無(wú)線終端的位置。
19.一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，包括
用于獲得所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線移動(dòng)終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量值的裝置；和
用于將所述至少一個(gè)路徑損耗和相應(yīng)距離的測(cè)量值應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型，以獲得所述無(wú)線移動(dòng)終端的大致位置的局域路徑損耗對(duì)距離的模型。
20.如權(quán)利要求19所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，還包括用于估計(jì)所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的所述移動(dòng)無(wú)線終端位置的裝置。
21.如權(quán)利要求19或20所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，還包括用于通過(guò)使用所述局域路徑損耗對(duì)距離的模型來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端的位置的裝置。
22.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其含有使該機(jī)器執(zhí)行權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)的方法的指令。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中局域路徑損耗對(duì)距離的模型的方法。該方法包括獲得在所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線終端的大致位置處的至少一個(gè)路徑損耗和相關(guān)距離的測(cè)量值，并將此應(yīng)用到路徑損耗對(duì)距離的模型以獲得該局域的路徑損耗對(duì)距離的模型。該局域模型也可以用于獲得無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無(wú)線移動(dòng)終端的更精確位置。
文檔編號(hào)H04W64/00GK101171529SQ200680015609
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者馬爾科姆·馬克諾坦, 克里斯多佛·里奇韋·德雷恩, 克雷格·安德魯·斯科特 申請(qǐng)人:探索無(wú)線公司