專利名稱：用于識(shí)別移動(dòng)終端位置的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于識(shí)別例如蜂窩電話之類的移動(dòng)終端位置的系統(tǒng)和方法，由于 來(lái)自該移動(dòng)終端或來(lái)自服務(wù)中心或來(lái)自授權(quán)操作者的一個(gè)定位請(qǐng)求而要定位該移動(dòng)終端。 本發(fā)明尤其涉及一種用于在由移動(dòng)電話網(wǎng)服務(wù)的地區(qū)之內(nèi)識(shí)別移動(dòng)終端位置的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中，用于定位移動(dòng)終端的許多系統(tǒng)和方法是已知的。此類系統(tǒng)及其相應(yīng)的定位方法的一個(gè)共同特征是利用構(gòu)成蜂窩通信所固有的一 些參數(shù)或特性，例如-能夠與移動(dòng)終端交換信息的無(wú)線基站(服務(wù)站)的標(biāo)識(shí)符，-由移動(dòng)終端測(cè)量的電磁場(chǎng)值，-延遲參數(shù)，當(dāng)服務(wù)站與移動(dòng)終端交換信息時(shí)由服務(wù)站所測(cè)量，以便確定移動(dòng)終端 的位置。例如，已知系統(tǒng)及其相應(yīng)的方法提供了一個(gè)基準(zhǔn)站(通常所說(shuō)的移動(dòng)位置中心)， 它被適當(dāng)?shù)剡B接到移動(dòng)網(wǎng)，以便基于預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，例如來(lái)自于移動(dòng)終端本身和/或來(lái) 自于服務(wù)站中的射頻功率電平、TA(時(shí)間提前量time advance)等等)，按照用戶或經(jīng)授權(quán) 的操作者的位置請(qǐng)求來(lái)識(shí)別移動(dòng)終端位置。在已知方法中，例如，我們可以列出在國(guó)際公布N.W00018148中描述的一個(gè)方法， 其中從蜂窩電話中采集的射頻(RF)信息(蜂窩電話的RF指紋或RF測(cè)量值)與包含在基 準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)(基準(zhǔn)RF指紋)中并以一對(duì)一的形式與該網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的地區(qū)的基元區(qū)域或象元 相關(guān)的RF信息進(jìn)行比較，并且其中，執(zhí)行定位，把與基準(zhǔn)RF指紋相應(yīng)的位置分配給蜂窩電 話，所述基準(zhǔn)RF指紋具有與移動(dòng)終端測(cè)量的測(cè)量值最接近的值。已知系統(tǒng)和方法的典型問(wèn)題與如下事實(shí)有關(guān)，即定位所需要的參數(shù)只有在終端 和網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)際通信(占線狀態(tài))期間以可靠的方式可用，可是在不存在通信(空閑狀態(tài)) 的情況下卻不可用。因此，可靠的定位操作應(yīng)該只在占線狀態(tài)情形下執(zhí)行--因?yàn)閰?shù)只有在此情形 下是可靠的；可是，這必然伴有兩個(gè)另外的問(wèn)題。首先，由于在占線狀態(tài)的情況下定位操作所需參數(shù)只在屬于移動(dòng)網(wǎng)的站或設(shè)備處 以可靠的形式可用，所以在基準(zhǔn)站和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的每個(gè)場(chǎng)合專用接口上將需要檢索這些 信息。正如所熟知的，定位操作所需參數(shù)的管理根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的生產(chǎn)商而彼此不同。其次，在占線狀態(tài)情形下執(zhí)行定位操作將需要占用寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源，可是很明顯， 網(wǎng)絡(luò)資源最好被用來(lái)處理語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)電話業(yè)務(wù)。
為了克服上述問(wèn)題，按照這樣一種方式來(lái)構(gòu)造已知的定位系統(tǒng)，以便在空閑狀態(tài) 情形下獲得定位操作所需要的參數(shù)?？墒?，這必然伴有另外一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)殡m然在空閑狀態(tài)情形下的參數(shù)能夠從移動(dòng) 終端中檢索而不浪費(fèi)寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源，但是正如所熟知的，這些參數(shù)是局部的，并且它們通 常以局部的且取決于終端特性的方式被發(fā)射，因此所獲得的定位基本上不可靠。而且，已知系統(tǒng)在空閑狀態(tài)情形下執(zhí)行定位操作，假設(shè)為了識(shí)別移動(dòng)終端位置，基 準(zhǔn)站所需要的參數(shù)總是存在且可靠，就好像它們是在占線狀態(tài)情形下所獲得的參數(shù)一樣。很遺憾，實(shí)際上這并非事實(shí)，因此在空閑狀態(tài)情形下實(shí)施的定位操作通常產(chǎn)生只 是看上去逼真的結(jié)果。在一些情況中，例如，出現(xiàn)在服務(wù)區(qū)域中的移動(dòng)終端就性能和質(zhì)量方面具有相互 不同的特性，因此，按照取決于終端特性的方式來(lái)使定位操作所需要的參數(shù)對(duì)基準(zhǔn)站可用， 但是由于這些系統(tǒng)的固有穩(wěn)定性，所以以均勻的形式來(lái)處理它們。在這種情況下，按照現(xiàn)有技術(shù)，由于移動(dòng)終端的特性變化，所以定位操作產(chǎn)生較精 確或稍微不太精確的結(jié)果，但是對(duì)于用戶或操作者來(lái)說(shuō)不可能確定更大或更小精確性的情 形。在其他情況中，基準(zhǔn)站具有不全部更新的基準(zhǔn)信息，例如關(guān)于無(wú)線基站特性的信 息，這些特性例如有發(fā)射功率、天線類型、設(shè)備類型、指定頻率之類的，因此，由于所使用的 工具的穩(wěn)定性，則根據(jù)既不被更新又不被核實(shí)的基準(zhǔn)信息來(lái)實(shí)施的定位操作導(dǎo)致完全錯(cuò)誤 且不可靠的結(jié)果。在這種情況下，對(duì)于用戶或操作者來(lái)說(shuō)，也不可能確定所獲得的結(jié)果的質(zhì) 量，因?yàn)橐阎亩ㄎ还ぞ卟辉试S核實(shí)所使用的基準(zhǔn)信息的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于識(shí)別移動(dòng)終端位置的系統(tǒng)和方法，雖然它能夠在空 閑狀態(tài)情形下操作，但是其靈活自動(dòng)地適應(yīng)于要被定位的移動(dòng)終端的特性以及適應(yīng)于在實(shí) 施定位操作的時(shí)刻可用的參數(shù)的可靠性。特別的，本發(fā)明的目的是一種系統(tǒng)和方法，當(dāng)它取決于移動(dòng)終端特性以及取決于 基準(zhǔn)信息時(shí)，其適應(yīng)在每個(gè)場(chǎng)合可用的參數(shù)的可靠性。通過(guò)如權(quán)利要求所述的用于識(shí)別移動(dòng)終端位置的系統(tǒng)及其相應(yīng)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述 目的。特別的，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及其相應(yīng)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目的，其中，使用按照在 實(shí)施移動(dòng)終端定位操作的時(shí)刻可用的參數(shù)的類型而相互不同的裝置來(lái)執(zhí)行定位操作。根據(jù)本發(fā)明的另一特性，除了定位指示之外，該系統(tǒng)及其相應(yīng)方法還能夠提供與 定位操作可靠性或精確度有關(guān)的參數(shù)，這取決于定位裝置上的每個(gè)場(chǎng)合和所使用的參數(shù)。


在附圖的幫助下，本發(fā)明這些以及其他特性將從完全以非限制示例而提供的優(yōu)選 實(shí)施例的如下說(shuō)明中變得更加顯而易見(jiàn)，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2示出了圖1系統(tǒng)的移動(dòng)終端的一般框6
圖3示出了與圖1系統(tǒng)的移動(dòng)終端有關(guān)的操作圖；圖4示出了與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法有關(guān)的操作圖；圖5a示出了通過(guò)圖1的系統(tǒng)可獲得的一種定位區(qū)域或搜索區(qū)域；和圖5b示出了通過(guò)圖1的系統(tǒng)可獲得的另外一種定位區(qū)域或搜索區(qū)域。
具體實(shí)施例方式參考圖1，根據(jù)本發(fā)明，用于識(shí)別移動(dòng)終端位置的系統(tǒng)(系統(tǒng))10，包括多個(gè)移動(dòng) 終端(終端)12，例如在一個(gè)確定地區(qū)上隨機(jī)分布且要識(shí)別位置的蜂窩電話；具有多個(gè)無(wú)線 基站(BTS站)16的移動(dòng)或蜂窩電話的網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò))14，例如GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))網(wǎng) 絡(luò)；和一個(gè)基準(zhǔn)站或者基準(zhǔn)或蜂窩電話定位中心(MLC) 15。已知類型的每個(gè)終端12 (圖1和圖2)包括射頻電路(RF電路)22 ；控制電路25， 控制電路25連接到RF電路22并且能夠基于儲(chǔ)存在控制電路25本身之中的程序來(lái)控制終 端12的動(dòng)作；和SIM卡(SIM) 27，SIM卡27按照已知形式連接到控制電路25。已知類型的 SIM 27包括管理和計(jì)費(fèi)電話業(yè)務(wù)的適當(dāng)程序，此后將更詳細(xì)描述之，以便在空閑狀態(tài)情形 下允許定位終端12本身。正如所熟知的，控制電路25特別能夠定期通過(guò)RF電路22來(lái)測(cè)量一個(gè)確定數(shù)目 的頻率信道內(nèi)的電磁場(chǎng)值(RF測(cè)量值)，并且相應(yīng)于關(guān)于終端12的相等信道數(shù)，能夠在所 述信道之中選擇最大RF測(cè)量值，例如在GSM情況下高達(dá)7，取決于特定的結(jié)構(gòu)特性，能夠解 碼各自的識(shí)別代碼，例如服務(wù)站或蜂窩的CGI代碼和/或ARFCN(絕對(duì)射頻信道號(hào)碼)和 BSIC (基站識(shí)別代碼)代碼。按照本發(fā)明，利用由電話運(yùn)營(yíng)商或者由中心MLC15的管理者提供并且能夠被終端 用戶或經(jīng)授權(quán)的操作者激活的適當(dāng)程序模塊，SIM27能夠命令控制電路25執(zhí)行一個(gè)預(yù)定數(shù) 目的RF測(cè)量，并且能夠向SIM27本身轉(zhuǎn)發(fā)所獲得的測(cè)量值和/或參數(shù)，并且它例如能夠以 SMS (短消息)的形式把測(cè)量值和/或參數(shù)發(fā)射到MLC中心15。例如，按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例， SIM 27包括能夠命令終端12執(zhí)行下面所述功能的程序模塊。在激活定位功能210的第一步中(圖1，圖2和圖3)，例如假設(shè)SIM27從控制電路 25接收激活命令，然后SIM 27激活所述程序模塊，該程序模塊能夠允許產(chǎn)生并向MLC中心 15發(fā)射定位終端12所需要的那些參數(shù)。在緊接著的檢查終端特性(初始檢查)的步驟220中，SIM 27在控制電路25的 幫助下核實(shí)終端12的特性。如果作為所述初始檢查步驟220的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)終端12具有能夠解釋并管理只關(guān)于 該服務(wù)小區(qū)的信息的這些特性時(shí)(肯定的情況)，則SIM27按順序激活獲取服務(wù)小區(qū)識(shí)別 碼的步驟(獲得CGI) 225以及向MLC中心15發(fā)射一則包含位置請(qǐng)求以及該服務(wù)小區(qū)唯一 CGI代碼的SMS消息的步驟(CGI發(fā)射)230。MLC中心15將繼續(xù)定位終端12，這將被隨后詳細(xì)描述，該過(guò)程開(kāi)始于如此接收的
信息類型。作為初始檢查步驟220的結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)終端12具有能夠解釋并管理與網(wǎng)絡(luò)14 的幾個(gè)BTS站16有關(guān)的電磁場(chǎng)電平(RF電平)的特性時(shí)(否定的情況)，則SIM 27繼續(xù)再 檢查終端特性的步驟(檢查終端電平)240，以便核實(shí)終端12是否具有只局限為解釋和管理服務(wù)小區(qū)以及與該服務(wù)小區(qū)相鄰的小區(qū)的RF電平的那些特性。如果此限制存在(肯定的情況)，則SIM 27按順序激活獲取RF測(cè)量值和相應(yīng)小 區(qū)代碼的步驟(獲取RF測(cè)量值)245以及向MLC中心15發(fā)射一則包含位置請(qǐng)求、小區(qū)碼和 RF測(cè)量值的SMS消息的步驟(發(fā)射RF測(cè)量值)250。MLC中心15將繼續(xù)定位終端12，這將被隨后詳細(xì)描述，該過(guò)程開(kāi)始于如此接收的
信息類型。作為檢查終端電平的步驟240的結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)終端12具有能夠管理除了 RF 電平之外的其他參數(shù)的特性時(shí)(否定的情況)，其中特別按照該實(shí)施例，所述其它參數(shù)為 TA (時(shí)間提前量)參數(shù)，則SIM 27按順序激活-獲取RF測(cè)量值和相應(yīng)小區(qū)碼的步驟265；-向MLC中心15發(fā)射一則包含位置請(qǐng)求、小區(qū)碼和RF測(cè)量值的第一SMS消息的步 驟(發(fā)射RF測(cè)量值)270;-按照終端12和服務(wù)站BTS16之間的已知信息交換來(lái)獲取參數(shù)TA的步驟(285)； 和-向MLC中心15發(fā)射一則包含參數(shù)TA的第二SMS消息的步驟(發(fā)射參數(shù)TA) 290。按照這個(gè)步驟順序，MC中心15將繼續(xù)定位終端12，這將被隨后詳細(xì)描述，該過(guò)程 開(kāi)始于如此用SMS消息接收的信息類型。因此，根據(jù)例如儲(chǔ)存在SIM 27中并因此被執(zhí)行的模塊，按照本發(fā)明，向MLC中心15 發(fā)送具有各種信息內(nèi)容并如后所述那樣能夠允許定位移動(dòng)終端12的信息和參數(shù)。一個(gè)已知類型的網(wǎng)絡(luò)14，例如GSM網(wǎng)絡(luò)，能夠通過(guò)BTS站16在占線狀態(tài)以及空閑 狀態(tài)情形下與終端12交換控制信息，并且例如向MLC中心15發(fā)射包含定位操作所需的測(cè) 量值和/或參數(shù)在內(nèi)的SMS消息。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)14能夠允許在存在于基本區(qū)域單元或象 元中的終端12和諸如MLC中心15之類的服務(wù)中心之間交換消息和通信。在優(yōu)選實(shí)施例中，MLC中心15包括已知類型的電子計(jì)算機(jī)(計(jì)算機(jī))55，例如具 有512兆字節(jié)內(nèi)部RAM內(nèi)存的雙CPU的Pentium in，并且具有Windows NT操作 系統(tǒng)以及一個(gè)已知的磁盤52子系統(tǒng)，磁盤子系統(tǒng)連接到計(jì)算機(jī)55并且例如能夠在第一區(qū) 域52a中存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)而在第二區(qū)域52b中存儲(chǔ)用于識(shí)別終端12的位置的處理或程序 模塊。正如此后將詳細(xì)描述的，通過(guò)儲(chǔ)存在區(qū)域52b中的處理模塊，并且基于從終端12中 收到的SMS消息以及基于儲(chǔ)存在區(qū)域52a中的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，MLC中心15能夠識(shí)別終端12的 位置并且能夠例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)14把如此獲得的位置信息發(fā)射給經(jīng)授權(quán)的服務(wù)中心和/或發(fā) 射給終端12本身。儲(chǔ)存在磁盤52的區(qū)域52a中的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)庫(kù))包括一組數(shù)目相等的信息 行(記錄)，例如，覆蓋中心MLC15經(jīng)授權(quán)執(zhí)行定位操作的那個(gè)地區(qū)的小區(qū)數(shù)目；數(shù)據(jù)庫(kù)的 每個(gè)記錄例如包括如下字段CGI字段包含小區(qū)標(biāo)識(shí)符代碼，正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很顯然的，由于 每個(gè)小區(qū)都是由相關(guān)的CGI —對(duì)一識(shí)別的，所以此代碼是用于訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)主密鑰；小區(qū)位置或站點(diǎn)字段包含小區(qū)與之相關(guān)的BTS站16的地理坐標(biāo)，例如以緯 度和經(jīng)度為單位；天線特性字段一一包含有關(guān)天線和相應(yīng)輻射設(shè)備的信息，例如
-天線方向；-天線位置超出地面海拔的緯度；-天線參考于地面的高度；-天線輻射功率；-輻射設(shè)備的損耗；-天線的類型或者相關(guān)的相應(yīng)標(biāo)識(shí)符代碼，正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很顯然的， 一個(gè)特定的輻射圖形式；-小區(qū)的質(zhì)心(按照本實(shí)施例，這個(gè)字段是可選的)。次級(jí)小區(qū)標(biāo)識(shí)符字段包含與小區(qū)相關(guān)的次級(jí)密鑰，雖然它不以一對(duì)一的形 式識(shí)別小區(qū)，但是，正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很顯然的，其允許在具有相同次級(jí)標(biāo)識(shí)符的 多個(gè)小區(qū)之中確定地識(shí)別與服務(wù)于要被定位的終端12的小區(qū)相鄰的小區(qū)；特別的，按照該 實(shí)施例，所述字段包含-ARFCN代碼(也稱為BCCHNO廣播控制信道號(hào)碼)，它表示與BCCH信道頻率相應(yīng) 的編號(hào)，正如所熟知的，BCCH信道攜帶小區(qū)的控制信息；-BSIC代碼，也稱為小區(qū)顏色代碼，它與ARFCN代碼相關(guān)，允許識(shí)別該地區(qū)上的有 限數(shù)目的小區(qū)，小區(qū)通常是非相鄰的小區(qū)。儲(chǔ)存在磁盤52的區(qū)域52b中的處理模塊包括一個(gè)確定的定位引擎數(shù)目，例如，根 據(jù)在此所述的實(shí)施例，數(shù)目為三個(gè)定位引擎，它們分別能夠處理來(lái)自終端12的不同類型的 信息并且能夠確定終端12本身的位置和定位精確度。為了描述的完整性，規(guī)定定位精確度在這里意指0. 67個(gè)百分點(diǎn)的導(dǎo)出的定位誤 差并且規(guī)定例如獲得這樣的精確度，該精確度在實(shí)驗(yàn)上由各個(gè)定位引擎導(dǎo)出的定位結(jié)果 所給出。在其他方面，按照本發(fā)明，定位精確度在每個(gè)場(chǎng)合由各個(gè)定位引擎來(lái)確定，假設(shè)在 67 %的情況下，有效定位誤差比所獲得的精確度數(shù)值更小。處理模塊還包括一個(gè)控制或協(xié)調(diào)模塊，它能夠協(xié)調(diào)選擇性激活的MLC中心15的定 位功能，正如此后將詳細(xì)描述的一樣，定位引擎隨著接收到的或者儲(chǔ)存在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的 信息的類型和質(zhì)量而變化。第一定位引擎(CGI引擎)被單獨(dú)給出包含有關(guān)服務(wù)小區(qū)CGI代碼的信息的定位 請(qǐng)求，則能夠識(shí)別移動(dòng)終端12的位置和相應(yīng)的定位精確度。特別的，所述CGI引擎使用儲(chǔ) 存在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的"小區(qū)質(zhì)心"信息，并且，例如分配與"小區(qū)質(zhì)心"相應(yīng)的象元作為 終端12的位置。為了完整性，規(guī)定〃小區(qū)質(zhì)心〃除了儲(chǔ)存在MLC中心15的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)值之 外，還可以具有一個(gè)給出特定定位請(qǐng)求的被動(dòng)態(tài)計(jì)算的值?！靶^(qū)質(zhì)心"的計(jì)算相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)被認(rèn)為是一種新類型，通過(guò)執(zhí)行與服務(wù) 小區(qū)相鄰的小區(qū)布置分析以及給定此分析來(lái)獲取小區(qū)形狀及其質(zhì)心的一個(gè)估計(jì)，從而實(shí)施 所述計(jì)算。特別的，按照該實(shí)施例，基于數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的信息，按照如下方式來(lái)計(jì)算"小區(qū) 質(zhì)心〃-識(shí)別與服務(wù)小區(qū)最靠近并且不在同一地區(qū)上的BTS站16；-確定被識(shí)別BTS站和服務(wù)小區(qū)之間的距離〃d〃 ；-把"小區(qū)質(zhì)心"的位置分配給方向?yàn)榉?wù)小區(qū)的天線方向且距離等于"d/2"
9的象元。除了提供"小區(qū)質(zhì)心"作為終端12的位置估計(jì)之外，按照本發(fā)明的進(jìn)一步特性， CGI引擎還提供所實(shí)施的定位操作的精確度值。特別的，由CGI引擎提供的精確度按照如下 類型的表達(dá)式作為距離"d"的線性函數(shù)而被計(jì)算eCGI = Κ^ +Κ2其中eCGI表示利用CGI引擎計(jì)算的精確度；K1表示在場(chǎng)測(cè)量值基礎(chǔ)上用實(shí)驗(yàn)獲得的比1小的數(shù)字系數(shù)；K2表示在場(chǎng)測(cè)量值基礎(chǔ)上用實(shí)驗(yàn)獲得的項(xiàng)。例如，使用上述定位方法論，核實(shí)K1具有為3/4的一個(gè)值而K2具有為0的一個(gè)值。作為定位請(qǐng)求的結(jié)果，第二定位引擎(RF引擎)例如能夠識(shí)別移動(dòng)終端12的位置 和相應(yīng)的定位精確度，所述定位請(qǐng)求包含只與終端12做出的RF測(cè)量值有關(guān)的信息。RF引擎對(duì)移動(dòng)終端12的位置識(shí)別相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)被認(rèn)為是一種新類型，按照如 下方式來(lái)執(zhí)行之-基于存在于MLC中心15的數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于服務(wù)小區(qū)的信息來(lái)定界在本例中是由圓 形扇區(qū)64(圖1，圖5a)構(gòu)成的終端12的可能位置區(qū)域或搜索區(qū)域，其中-標(biāo)記P指示服務(wù)BTS站(服務(wù)BTS)的位置；-箭頭表示服務(wù)BTS的天線方位的方向；-角度標(biāo)記α 和α2相等并且具有實(shí)驗(yàn)確定的數(shù)值，例如在定向天線情況下為 45度，而在全向天線情況下為180度；-按照如下方式計(jì)算圓形扇區(qū)的"dKF"半徑-基于存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于相鄰小區(qū)的信息來(lái)確定離被監(jiān)控BTS站的服務(wù)BTS(這 里的MLC中心15已經(jīng)接收了 RF測(cè)量值)的距離〃 Cli"，其中相鄰小區(qū)不與服務(wù)小區(qū)在同 一地區(qū)；_把如此確定的距離〃 Cli"之間的最小值分配給半徑〃 dKF〃 ；如果發(fā)現(xiàn)〃 dKF〃值 超過(guò)預(yù)定最大值，例如30公里，則該半徑被認(rèn)為等于預(yù)定值；-為如此確定的搜索區(qū)域的每個(gè)象元"Q"，按照如下方式計(jì)算向量Ei(Q)Ei (Q) = PRMi-PRi (Q)，其中i是范圍從0到η的指數(shù)，指數(shù)0是指服務(wù)小區(qū)，從1到η的指數(shù)是指與服 務(wù)小區(qū)相鄰的并且其MLC中心15已經(jīng)接收并使用RF測(cè)量值的小區(qū)；PRMi是被MLC中心15使用并與小區(qū)i有關(guān)的、出現(xiàn)在終端12的測(cè)量記錄中的RF 測(cè)量值，在GSM網(wǎng)絡(luò)情況下被稱為RXLEV ；PRi(Q)是終端12在根據(jù)已知傳播模型(例如以字面形式稱為模型RASPUTIN)計(jì) 算出的象元Q中將從指數(shù)為i的站BTS16中接收的功率值；-把為確定搜索區(qū)域的每個(gè)象元Q所計(jì)算出的、與如下f(Q)函數(shù)的最小值相應(yīng)的 位置分配給終端12，f(Q) = σ (Q) ~r (Q)其中σ (Q)是根據(jù)向量Ei(Q)計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差；和
10
r(Q)是標(biāo)準(zhǔn)化的功率值PRi (Q)的平均值，因此σ (Q)和r(Q)本身在確定的搜索 區(qū)域的象元Q中具有相同的平均值并且相同的方差。在上面以實(shí)驗(yàn)確定的函數(shù)f (Q)表示使用由終端12本身發(fā)射的測(cè)量值和參數(shù)來(lái)識(shí) 別終端12的位置的可能方式之一，例如在空閑狀態(tài)情形之下，以及場(chǎng)測(cè)量值按照儲(chǔ)存在 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息是可預(yù)測(cè)的。定位精確度eKF由RF引擎按照如下方式計(jì)算-按照BTS站的編號(hào)來(lái)確定一個(gè)幾何圖，例如包含所述BTS站的邊長(zhǎng)為"X"的矩 形，所述BTS站的RF測(cè)量值已被接收并被使用；-作為邊長(zhǎng)〃X"的多項(xiàng)式函數(shù)，計(jì)算RF精確度。例如，精確度eKF可以被確定為邊長(zhǎng)"X"數(shù)值的五階多項(xiàng)式函數(shù)，其系數(shù)在實(shí)驗(yàn) 上按照關(guān)于終端位置的多個(gè)定位測(cè)量值而被確定，即，正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很顯然 的，未知變量已知。第三定位引擎(引擎TA)例如能夠按照包含只與RF測(cè)量值和參數(shù)TA有關(guān)的信息 的定位請(qǐng)求來(lái)識(shí)別移動(dòng)終端12的位置和相應(yīng)的定位精確度eTA。為了識(shí)別移動(dòng)終端12的位置，引擎TA執(zhí)行如下-基于存在于MLC中心15的數(shù)據(jù)庫(kù)中并且與服務(wù)小區(qū)有關(guān)的信息來(lái)把構(gòu)成的終端 12的可能位置區(qū)域或終端12的搜索區(qū)域定界到一個(gè)角形的冠狀部分66(angularcorona) (圖1，圖5b)，其中:-標(biāo)記P指示服務(wù)BTS站(服務(wù)BTS)的位置；_箭頭表示服務(wù)BTS的天線方位的方向；-冠狀部分的角度開(kāi)口具有在實(shí)驗(yàn)上確定的數(shù)值，例如在定向天線情況下為90度 而在全向天線情況下為360;-基于與終端12發(fā)射到MLC中心15的TA有關(guān)的〃k〃參數(shù)的數(shù)值來(lái)確定dl和 d2，正如在如下表格中所呈現(xiàn)的。 表1_按照與RF引擎先前所述的方式等效的方式來(lái)計(jì)算并分配終端12的位置，但是在 本例中，使用如此確定的角形的冠狀部分66作為搜索區(qū)域。由引擎TA通過(guò)由移動(dòng)終端12發(fā)射到MLC中心15的參數(shù)TA的線性函數(shù)來(lái)計(jì)算定
位精確度eTA。
這種簡(jiǎn)化直觀上是可以理解的，因?yàn)閰?shù)TA越高，則搜索區(qū)域以及定位引擎TA因 此會(huì)產(chǎn)生的誤差就越擴(kuò)展。特別的，按照如下類別的表達(dá)式，引擎TA的精確度eTA作為參數(shù)TA的線性函數(shù)而 被計(jì)算eTA = Cl * TA+C2其中TA是由終端12發(fā)射的從0到k的數(shù)值；而Cl和C2是在實(shí)驗(yàn)上確定的兩個(gè)常數(shù)。例如，已經(jīng)驗(yàn)證，使用上述定位方法論，常數(shù)Cl和C2的值在大約200米時(shí)是相等 的。此后參考圖4描述本發(fā)明的定位系統(tǒng)的操作。在第一步(激活位置操作)510中，給出例如從終端12之一(圖1，圖4)中發(fā)射的 并且包含位置請(qǐng)求的一個(gè)或多個(gè)SMS消息，則計(jì)算機(jī)55例如激活儲(chǔ)存在磁盤52中的協(xié)調(diào) 模塊，以便啟動(dòng)用于實(shí)際上定位終端12的程序。在后續(xù)核實(shí)步驟(驗(yàn)證CGI代碼的存在)520中，MLC中心15的計(jì)算機(jī)55例如通 過(guò)協(xié)調(diào)模塊來(lái)核實(shí)在發(fā)射的信息之中是否存在服務(wù)于移動(dòng)終端12的小區(qū)的標(biāo)識(shí)符CGI代碼。如果所述CGI代碼不存在(否定的情況)，則計(jì)算機(jī)55激活用于發(fā)射一則差錯(cuò)消 息525到終端12或到請(qǐng)求該位置的所述中心以便指示不可能執(zhí)行定位操作的步驟。如果CGI代碼存在(肯定的情況)，則激活進(jìn)一步核實(shí)接收到的信息的步驟(核實(shí) CGI單獨(dú)存在)530。如果已發(fā)射的信息單獨(dú)包含CGI代碼(肯定的情況)，則計(jì)算機(jī)55激活所述計(jì)算 CGI引擎的位置和精確度的步驟535，并且在這完成后，激活把位置和精確度信息例如發(fā)射 到終端12或請(qǐng)求中心的步驟590。如果核實(shí)CGI單獨(dú)存在的步驟530顯示關(guān)于與服務(wù)小區(qū)相鄰的小區(qū)的信息也同樣 存在(否定的情況)，則計(jì)算機(jī)55繼續(xù)核實(shí)發(fā)射信息的可靠性的步驟540。在這個(gè)步驟540中，作為本發(fā)明的一個(gè)附加的特性元件，計(jì)算機(jī)55檢查已發(fā)射信 息(小區(qū)信息)的數(shù)目和內(nèi)容，特別是碼ARFCN和BSIC，并且把它們與存在于包含在磁盤 52中的數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比較，以便識(shí)別與服務(wù)小區(qū)相鄰的小區(qū)的CGI碼。在所述檢查或核實(shí)步驟540期間，如果計(jì)算機(jī)55核實(shí)一些小區(qū)信息不一致，例如 不與那些和服務(wù)小區(qū)相鄰的小區(qū)相對(duì)應(yīng)，那么計(jì)算機(jī)丟棄不可靠的不一致小區(qū)信息而只保 持認(rèn)為可靠的小區(qū)信息。正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很顯然的，檢查步驟540允許核實(shí)已 發(fā)射的小區(qū)信息內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容。給出認(rèn)為可靠的小區(qū)數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)目(J)和已發(fā)射的小區(qū)數(shù)目⑴之間的比值，可替 代地，計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟。如果J/I比值例如比預(yù)定門限值低，例如是門限值的50%，則計(jì)算機(jī)55認(rèn)為信息 不可靠并且使用CGI引擎并且就像小區(qū)信息沒(méi)有到達(dá)那樣進(jìn)行操作，來(lái)按順序激活位置和 精確度計(jì)算步驟535以及發(fā)射位置和精確度信息的步驟590。如果比值J/I例如等于或大于預(yù)定門限值，則計(jì)算機(jī)55認(rèn)為該信息可靠，并激活 一個(gè)附加的核實(shí)步驟(核實(shí)TA的存在)550。
核實(shí)TA的存在550，以便以選擇性的形式分別選擇上述的RF引擎或TA引擎。特別的，如果參數(shù)TA沒(méi)有被發(fā)射(否定的情況)，則計(jì)算機(jī)55激活所述計(jì)算RF弓丨 擎的位置和精確度的步驟555，并且在其完成之后，激活發(fā)射位置和精確度信息例如到終端 12或請(qǐng)求中心的步驟590。如果參數(shù)TA已經(jīng)被發(fā)射(肯定的情況)，則計(jì)算機(jī)55激活所述計(jì)算TA引擎的位 置和精確度的步驟565，并且在其完成之后，激活發(fā)射位置和精確度信息的步驟590。因此，通過(guò)所述步驟組并且根據(jù)所建議的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的系統(tǒng)10能夠允許根據(jù)終 端12本身的特性、根據(jù)接收到的信息質(zhì)量以及根據(jù)存在于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息質(zhì)量來(lái)定 位移動(dòng)終端。使用SMS消息作為由終端12發(fā)射到MLC中心15的基準(zhǔn)測(cè)量值，已經(jīng)描述了本發(fā) 明。當(dāng)然，所述系統(tǒng)和方法的特性在發(fā)射信息的不同模式情況下沒(méi)有不同，或者，如果所述 信息直接由網(wǎng)絡(luò)發(fā)射以及在占線狀態(tài)情形之下也沒(méi)有不同。采用由終端提供的三個(gè)基準(zhǔn)定位引擎和許多類型的信息，已經(jīng)描述了本發(fā)明。當(dāng) 然，引擎數(shù)目和信息類型可以不同于所描述的那些，不必從而修改本發(fā)明以選擇性的形式 或者以相互補(bǔ)充的形式使用各種信息和定位引擎的方面。在尺度、形狀、材料、組件、電路元件、連接和接觸方面以及在這里所說(shuō)明的電路和 結(jié)構(gòu)以及操作方法的細(xì)節(jié)方面，對(duì)上面說(shuō)明書(shū)的明顯修改或變化是可能的，而不會(huì)因此偏 離在隨后的權(quán)利要求書(shū)中所陳述的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
一種用于在一個(gè)確定地區(qū)中識(shí)別移動(dòng)終端(12)的位置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠發(fā)射具有取決于所述移動(dòng)終端(12)的位置以及所述移動(dòng)終端的特性的內(nèi)容的信息的設(shè)備；至少一個(gè)基準(zhǔn)中心(15)，為了在確定地區(qū)中識(shí)別所述移動(dòng)終端(12)的位置，所述基準(zhǔn)中心(15)能夠根據(jù)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)處理所發(fā)射的信息；其中，所述基準(zhǔn)中心(15)包括定位模塊，所述定位模塊包括多個(gè)定位引擎，每個(gè)定位引擎被配置為使用不同的相應(yīng)處理過(guò)程來(lái)確定所述移動(dòng)終端的位置；以及協(xié)調(diào)模塊，被配置成根據(jù)由所述設(shè)備發(fā)射的信息的內(nèi)容，選擇性地激活所述多個(gè)定位引擎中的特定一個(gè)定位引擎。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)定位引擎中的至少一個(gè)定位引擎能夠確定與所述移動(dòng)終端(12)的識(shí)別位置 相對(duì)應(yīng)的精確度值。
3.一種用于在一個(gè)確定地區(qū)中識(shí)別移動(dòng)終端(12)的位置的方法，所述方法包括 接收具有取決于所述移動(dòng)終端(12)的位置以及所述移動(dòng)終端的特性的內(nèi)容的信息； 根據(jù)接收到的信息的內(nèi)容，選擇性地激活多個(gè)定位引擎中的特定一個(gè)定位引擎，所述多個(gè)定位引擎中的每個(gè)定位引擎被配置為使用不同的相應(yīng)處理過(guò)程來(lái)確定所述移動(dòng)終端 的位置；以及根據(jù)所述接收到的信息和關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(14)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使用所選擇的定位引擎來(lái) 確定所述移動(dòng)終端的位置，其中所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(14)能夠在所述確定地區(qū)中服務(wù)所述移動(dòng) 終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括確定對(duì)應(yīng)于所述移動(dòng)終端(12)的識(shí)別位置的精確度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中由所述多個(gè)定位引擎中的第一定位引擎根據(jù)包括識(shí)別代碼的核實(shí)信息來(lái)識(shí)別所述移 動(dòng)終端(12)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一定位引擎能夠通過(guò)使用識(shí)別代碼確定小區(qū)質(zhì)心位置來(lái)識(shí)別所述移動(dòng)終端的 所述位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中由所述多個(gè)定位引擎中的第二定位引擎根據(jù)包括RF測(cè)量值的核實(shí)信息來(lái)識(shí)別所述移 動(dòng)終端(12)的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二定位引擎能夠識(shí)別所述移動(dòng)終端在一角形扇區(qū)中的位置，所述角形扇區(qū)具有 根據(jù)所述RF測(cè)量值和所述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)所確定的尺寸，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在 所述確定地區(qū)中服務(wù)所述移動(dòng)終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中由所述多個(gè)定位引擎中的第三定位引擎根據(jù)包括RF測(cè)量值和參數(shù)(TA)的核實(shí)信息 來(lái)識(shí)別所述移動(dòng)終端(12)的位置，其中所述參數(shù)(TA)表示從能夠服務(wù)于移動(dòng)終端的設(shè)備(16)到該移動(dòng)終端的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第三定位引擎能夠識(shí)別所述移動(dòng)終端在一角形的冠狀部分中的位置，所述角形的 冠狀部分具有根據(jù)所述RF測(cè)量值、所述參數(shù)以及所述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)所確定的 尺寸，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在所述確定地區(qū)中服務(wù)所述移動(dòng)終端。
11.一種用于在一個(gè)確定地區(qū)中識(shí)別移動(dòng)終端(12)的位置的基準(zhǔn)中心，所述基準(zhǔn)中心 包括接收模塊，用于接收具有取決于所述移動(dòng)終端(12)的位置以及所述移動(dòng)終端的特性 的內(nèi)容的信息；處理模塊，用于根據(jù)接收到的信息和關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(14)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，確定所述移動(dòng)終 端(12)的位置，其中所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(14)能夠在所述確定地區(qū)中服務(wù)所述移動(dòng)終端(12)；其中所述處理模塊包括定位模塊，所述定位模塊包括多個(gè)定位引擎，每個(gè)定位引擎被配置為使用不同的相應(yīng) 處理過(guò)程來(lái)確定移動(dòng)終端的位置；以及協(xié)調(diào)模塊，被配置成根據(jù)由所接收到的信息的內(nèi)容，選擇性地激活所述多個(gè)定位引擎 中的特定一個(gè)定位引擎。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基準(zhǔn)中心，其中所述多個(gè)定位引擎包括一個(gè)第一定位引擎，所述第一定位引擎能夠根據(jù)包括識(shí)別代碼 的核實(shí)信息來(lái)識(shí)別所述移動(dòng)終端(12)的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基準(zhǔn)中心，其中所述第一定位引擎能夠通過(guò)使用識(shí)別代碼確定小區(qū)質(zhì)心位置來(lái)識(shí)別所述移動(dòng)終端的 所述位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基準(zhǔn)中心，其中所述多個(gè)定位引擎包括一個(gè)第二定位引擎，所述第二定位引擎能夠根據(jù)包括RF測(cè)量 值的核實(shí)信息來(lái)識(shí)別所述移動(dòng)終端(12)的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基準(zhǔn)中心，其中所述第二定位引擎能夠識(shí)別所述移動(dòng)終端在一角形扇區(qū)中的位置，所述角形扇區(qū)具有 根據(jù)所述RF測(cè)量值和所述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)所確定的尺寸，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在 所述確定地區(qū)中服務(wù)所述移動(dòng)終端。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基準(zhǔn)中心，其中所述多個(gè)定位引擎包括一個(gè)第三定位引擎，所述第三定位引擎能夠根據(jù)包括RF測(cè)量 值和參數(shù)(TA)的核實(shí)信息來(lái)識(shí)別所述移動(dòng)終端(12)的位置，其中所述參數(shù)(TA)表示從能 夠服務(wù)于移動(dòng)終端的設(shè)備(16)到該移動(dòng)終端的距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基準(zhǔn)中心，其中所述第三定位引擎能夠識(shí)別所述移動(dòng)終端在一角形的冠狀部分中的位置，所述角形的 冠狀部分具有根據(jù)所述RF測(cè)量值、所述參數(shù)以及所述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)所確定的 尺寸，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在所述確定地區(qū)中服務(wù)所述移動(dòng)終端。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基準(zhǔn)中心，其中所述多個(gè)定位引擎中的至少一個(gè)定位引擎能夠確定對(duì)應(yīng)于所述移動(dòng)終端(12)的識(shí)別位置的精確度值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種按照位置請(qǐng)求用于定位移動(dòng)終端(12)的系統(tǒng)(10)及其相應(yīng)的方法，到那里的位置請(qǐng)求是相關(guān)的信息，其信息內(nèi)容取決于要被定位的移動(dòng)終端(12)的位置和特性。系統(tǒng)(10)包括蜂窩電話位置中心(MLC中心)，它能夠隨著接收信息的類型和可靠性的變化而按照選擇性的形式來(lái)定位移動(dòng)終端(12)。系統(tǒng)(10)及其相應(yīng)方法允許通過(guò)MLC中心(15)來(lái)在多個(gè)位置引擎之中選擇一個(gè)確定引擎，這個(gè)引擎適合于管理接收到的信息并選擇性地識(shí)別移動(dòng)終端(12)的位置和與所執(zhí)行的定位操作類型有關(guān)的精確度指示符。
文檔編號(hào)H04M3/42GK101909241SQ201010277979
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月3日
發(fā)明者勞利斯·思特拉, 戴維·菲理澤拉 申請(qǐng)人:意大利電信股份公司