專利名稱：一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定用戶設(shè)備(User Equipment，UE)位置的移動定位方法，尤其涉及寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiplex Access，WCDMA)蜂窩移動通訊系統(tǒng)中當(dāng)UE處于軟切換狀態(tài)時對UE進(jìn)行定位的方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，移動通信發(fā)展十分迅猛，特別是數(shù)字蜂窩移動通信尤為突出。20世紀(jì)90年代后期，第二代移動通信系統(tǒng)如GSM(Global System for Mobilecommunication，全球通)數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)和窄帶CDMA(Code DivisionMultiplex Access，碼分多址)蜂窩移動通信系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，為了解決第二代移動通信系統(tǒng)存在的問題，國際電聯(lián)正在力推第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)包括WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址)、CDMA2000和TD-SCDMA(Time Division Synchronization CDMA，時分同步碼分多址)，數(shù)字蜂窩移動通信因其獨特的優(yōu)點而具備廣闊的應(yīng)用前景。
移動定位業(yè)務(wù)是利用UE位置開展的業(yè)務(wù)，比如緊急業(yè)務(wù)、增值業(yè)務(wù)。與之相對應(yīng)的是移動定位技術(shù)，它是指網(wǎng)絡(luò)根據(jù)定位用戶的要求選擇特定的定位方法獲得UE位置信息的技術(shù)。在WCDMA系統(tǒng)中，定位方法主要有3種基于小區(qū)的方法，包括CI和CI+RTT(Round Trip Time，環(huán)回時延)兩種具體方法；OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival，到達(dá)的觀察時間差)方法，和AGPS(Assisted Global Positioning System，輔助全球定位系統(tǒng))方法。在這三種定位方法中，基于小區(qū)的定位方法實現(xiàn)最簡單，UE不用作任何改動，網(wǎng)絡(luò)側(cè)也不需要增加設(shè)備。其中CI方法的定位精度最低，CI+RTT這種方法利用RTT等參數(shù)修正使定位精度比CI方法有所提高，但其定位精度較其他兩種方法仍然偏低；OTDOA定位方法精度有所提高，但需要在網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加一些測量單元LMU(Location Measurement Unit，定位測量單元)，算法也更復(fù)雜。AGPS定位方法精度最高，但需要在UE安裝GPS接收機(jī)，網(wǎng)絡(luò)也需要增加GPS衛(wèi)星地面接收站。在定位業(yè)務(wù)開展初期，運營商主要發(fā)展增值業(yè)務(wù)，在投資小建設(shè)快的要求下，重點使用基于小區(qū)的定位方法。
蜂窩移動通信系統(tǒng)需要建立許多小區(qū)，小區(qū)一般可分為全向小區(qū)和定向小區(qū)，定向小區(qū)根據(jù)實際情況可以劃分成幾個扇區(qū)。本發(fā)明中，全向小區(qū)和扇區(qū)統(tǒng)稱小區(qū)。在WCDMA系統(tǒng)中，每個小區(qū)都有一個天線用以和UE通信。每個小區(qū)由一個唯一的標(biāo)識碼CI(Cell Identity，小區(qū)識別碼)識別。
CI定位方法是RNC(Radio Network Controller，無線基站控制器)通過獲取UE所在小區(qū)的CI，直接將這個小區(qū)區(qū)域做為UE的定位結(jié)果，如圖1的陰影部分所示。
CI+RTT定位方法是RNC利用RTT等參數(shù)，對CI方法的定位結(jié)果進(jìn)行修正，即算出UE離所在小區(qū)天線中心的距離，參數(shù)的測量誤差使UE離天線的距離處于一個有寬度的區(qū)域之中。如圖2的深色圓環(huán)部分所示。
軟切換是WCDMA的核心技術(shù)之一。軟切換的特點是當(dāng)UE開始與一個新的小區(qū)建立聯(lián)系時，并不立即中斷與原來小區(qū)之間的通信。軟切換可以避免相鄰小區(qū)由于同頻在重疊覆蓋區(qū)域造成的強(qiáng)干擾，并且大大降低由于切換引起的掉話，保證了通信的可靠性。實際參與軟切換的小區(qū)數(shù)目大于等于兩個。正在參與UE軟切換的小區(qū)形成的集合稱為激活集。
當(dāng)UE處于軟切換狀態(tài)時有可能正好有定位請求。對此3GPP(3rdGenerationPartnership Project，第三代伙伴項目)制定的協(xié)議TS(Technical Specification，技術(shù)協(xié)議)25.305說明在軟切換狀態(tài)中，UE可能有幾個信號分支連接到不同的小區(qū)，因此對應(yīng)多個CI，而基于小區(qū)的定位方法只能用一個小區(qū)作為定位結(jié)果，因此SRNC(Serving RNC，服務(wù)RNC)需綜合所有與目標(biāo)UE有關(guān)的小區(qū)信息，從激活集中選擇一個參考小區(qū)確定定位結(jié)果。協(xié)議3GPP TS 25.305給出參考小區(qū)的選擇可以基于下列一個或幾個原則比如具有最好信號質(zhì)量的小區(qū)、從時間上看最近與UE連接的小區(qū)、UE已開始接收但還未切換過去的最近的“新”小區(qū)，通過RTT參數(shù)計算出來與UE有最近距離的小區(qū)等。利用參考小區(qū)得到的定位結(jié)果必然是整個參考小區(qū)的范圍對CI方法，就是整個參考小區(qū)，對CI+RTT方法，就是離參考小區(qū)天線中心距離RTT的圓環(huán)或者扇區(qū)中圓環(huán)的一部分。
因此，現(xiàn)有技術(shù)將整個參考小區(qū)的范圍作為CI方法或者CI+RTT方法的定位結(jié)果，范圍大，精度低。目前尚未見到其它的和軟切換狀態(tài)的定位相關(guān)的公開資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有3GPP協(xié)議規(guī)定的用確定激活集中參考小區(qū)作為軟切換狀態(tài)UE定位結(jié)果精度低的不足，提出一種更高精度的通過縮小參考小區(qū)中UE位置區(qū)域來定位UE的方法。
一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，包括下列步驟(1)確定激活集各小區(qū)的中心坐標(biāo)；(2)將通過參考小區(qū)中心點并與參考小區(qū)和各鄰近小區(qū)中心點連線垂直的直線與參考小區(qū)邊緣圍成的靠近鄰近小區(qū)的區(qū)域作為UE的方位區(qū)域；(3)利用基于小區(qū)的定位方法獲得UE在參考小區(qū)內(nèi)的定位結(jié)果；(4)將步驟(2)中得到的UE的方位區(qū)域與步驟(3)中得到的定位結(jié)果相重合的區(qū)域作為對UE的最終定位結(jié)果。
上述方法可以在執(zhí)行完步驟(1)后，先執(zhí)行步驟(3)，再執(zhí)行步驟(2)，最后執(zhí)行所述步驟(4)。也可以將步驟(2)和(3)并行執(zhí)行。
本發(fā)明根據(jù)UE處于軟切換狀態(tài)時其位置處于相鄰激活集小區(qū)重合部分區(qū)域及其附近這樣的事實，確定UE處于參考小區(qū)的方位，將UE的位置縮小在參考小區(qū)定位結(jié)果的一個合理范圍之內(nèi)，以此提高定位精度?，F(xiàn)有技術(shù)對CI方法，將CI對應(yīng)的整個小區(qū)區(qū)域作為定位結(jié)果，對CI+RTT方法，將整個小區(qū)中距離天線為D(D＝(RTT-UE Rx-Tx time difference type 2)/2*c)的圓環(huán)(對全向小區(qū))或者圓環(huán)的一部分(對扇形小區(qū))作為定位結(jié)果，這種以整個小區(qū)的范圍作為定位結(jié)果的方法使得定位精度較低。采用本發(fā)明所述方法，關(guān)鍵是利用步驟2縮小了UE的方位區(qū)域，最后將步驟2得到的UE方位區(qū)域和步驟3得到的參考小區(qū)定位結(jié)果的重合部分確定為UE的定位結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，達(dá)到了提高UE定位精度的效果，而且方法簡單，沒有引入復(fù)雜的計算或者測量，也不影響RNC獲得定位結(jié)果的時間。


圖1是用CI定位方法得到的全向小區(qū)和定向小區(qū)的定位結(jié)果示意圖。
圖2是用CI+RTT定位方法得到的全向小區(qū)和定向小區(qū)地定位結(jié)果示意圖。
圖3是本發(fā)明所提出的方法的流程圖。
圖4是UE處于軟切換狀態(tài)時的示意圖。
圖5是確定扇形小區(qū)的中心的示意圖。
圖6是本發(fā)明的實施例1的定位結(jié)果示意圖。
圖7是本發(fā)明的實施例2的定位結(jié)果示意圖。
圖8是本發(fā)明的實施例3的定位結(jié)果示意圖。
圖9是本發(fā)明的實施例4的定位結(jié)果示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明基于以下事實考慮對處于軟切換狀態(tài)的UE，其位置實際上落在相鄰小區(qū)重合區(qū)域及其附近，因此可以從整個參考小區(qū)中劃出一部分作為定位結(jié)果，范圍縮小使得定位精度提高。本發(fā)明的前提條件有兩個(1)已經(jīng)確定了UE激活集的某個小區(qū)作為定位結(jié)果要用的參考小區(qū)。(2)需要知道小區(qū)天線位置坐標(biāo)和小區(qū)類型、區(qū)域范圍等描述參數(shù)，這些在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃完成后數(shù)據(jù)庫就能提供。
圖1是用CI定位方法得到的全向小區(qū)和定向小區(qū)的定位結(jié)果示意圖。如圖1所示，圖1(a)是用CI定位方法對全向小區(qū)進(jìn)行定位的定位結(jié)果示意圖；圖1(b)是用CI定位方法對定向小區(qū)進(jìn)行定位的定位結(jié)果示意圖。其中陰影部分所示的區(qū)域即為定位區(qū)域。圖1中101和102分別對應(yīng)全向小區(qū)和扇形小區(qū)，是UE位置所在區(qū)域。
圖2是用CI+RTT定位方法得到的全向小區(qū)和定向小區(qū)地定位結(jié)果示意圖。如圖2所示，圖2(a)是用CI+RTT定位方法對全向小區(qū)進(jìn)行定位的定位結(jié)果示意圖；圖2(b)是用CI+RTT定位方法對定向小區(qū)進(jìn)行定位的定位結(jié)果示意圖。其中陰影部分所示的區(qū)域即為定位區(qū)域。圖2(a)中的深色圓環(huán)部分201對應(yīng)全向小區(qū)中UE位置所在區(qū)域，圖2(b)中扇形小區(qū)內(nèi)深色圓環(huán)的一部分202對應(yīng)定向小區(qū)的扇區(qū)中UE位置所在區(qū)域。
圖3是本發(fā)明所提出的方法的流程圖。如圖3所示，本發(fā)明包括如下步驟1、定激活集各個小區(qū)的中心坐標(biāo)。全向小區(qū)的中心就是天線位置。本發(fā)明定義扇形小區(qū)的中心是沿天線傳播方向所作的小區(qū)對角線的中點。
2、將通過參考小區(qū)中心點并與參考小區(qū)和各鄰近小區(qū)中心點連線垂直的直線與參考小區(qū)邊緣圍成的靠近激活集小區(qū)相交區(qū)域的區(qū)域作為UE的方位區(qū)域。具體過程是設(shè)激活集有N個小區(qū)，一個是參考小區(qū)，其他N-1個是參考小區(qū)的鄰近小區(qū)。N大于等于2。參考小區(qū)記為Cr，鄰近小區(qū)記為C1，C2，...，CN-1。將Cr的中心和C1的中心相連得到連線Lrl，然后通過參考小區(qū)Cr的中心作上述連線Lrl的垂線Vr1，Vri將參考小區(qū)一分為二，其中偏向兩小區(qū)重合部分區(qū)域的一側(cè)記為S1。以此類推，參考小區(qū)對N-1個鄰近小區(qū)進(jìn)行上述處理，得到S1，S2，...，SN-1，它們在參考小區(qū)上的重合部分就是UE的方位區(qū)域。N越大，UE的方位區(qū)域越小，定位精度就越高。
3、利用基于小區(qū)的定位方法獲得參考小區(qū)上的定位結(jié)果。具體過程是CI方法根據(jù)協(xié)議3GPP TS 23.171的規(guī)定，RNC在收到定位請求的時候，UE處于連接模式。如果連接模式處于CELL_PCH(Cell Paging Channel，小區(qū)尋呼信道)或者CELL_DCH(Cell Dedicated Channel，小區(qū)專用信道)或者CELL_FACH(Cell Forward Access Channel，小區(qū)前向接入信道)狀態(tài)，RNC已經(jīng)有UE的CI，如果UE模式是URA_PCH(User Registration Area Paging Channel，用戶注冊區(qū)尋呼信道)狀態(tài)，RNC發(fā)起對UE的尋呼使UE的狀態(tài)轉(zhuǎn)到CELL_FACH或者CELL_DCH狀態(tài)，從而獲得UE所處參考小區(qū)的CI。CI對應(yīng)的整個小區(qū)區(qū)域就是協(xié)議的定位結(jié)果。
CI+RTT方法當(dāng)UE不在CELL_DCH狀態(tài)時，RNC首先通過尋呼UE或者信道重配等過程，讓UE的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到CELL_DCH，然后RNC向UE發(fā)送測量控制命令(Measurement Control)，要求UE測量UE Rx-Tx time difference type2(UE收發(fā)時間差類型2)參數(shù)并上報，要求節(jié)點B測量并上報RTT參數(shù)。UE離小區(qū)天線的距離D是(RTT-UE Rx-Tx time difference type 2)/2*c(無線電傳播速度)。根據(jù)這兩個參數(shù)的測量精度估算精度是UE落在以D為中心里外寬度約為35米的區(qū)域。對全向小區(qū)，這個區(qū)域是圓環(huán)，對扇區(qū)，這個區(qū)域是圓環(huán)的一部分。
4、步驟2得到的UE方位區(qū)域和步驟3得到的參考小區(qū)定位結(jié)果的重合部分確定為UE的定位結(jié)果。對全向小區(qū)，它是圓環(huán)和UE方位區(qū)域的兩邊半徑相交的一部分圓環(huán)；對扇區(qū)，它是原參考小區(qū)的那部分圓環(huán)落在UE方位區(qū)域里面的一部分圓環(huán)。
在執(zhí)行步驟4之前，步驟2和步驟3的執(zhí)行沒有先后順序要求，因此可以并行執(zhí)行，從而不影響RNC響應(yīng)定位請求的時間。
圖4是UE處于軟切換狀態(tài)時的示意圖。圖中兩個小區(qū)天線和UE之間的連線表示UE在軟切換狀態(tài)中和這兩個小區(qū)均建有鏈路。
圖5是確定扇形小區(qū)的中心的示意圖。虛線表示沿小區(qū)天線傳播方向所畫的小區(qū)對角線，對角線的中點501被定義為小區(qū)中心。
圖6是本發(fā)明的實施例1的定位結(jié)果示意圖，是反映激活集有兩個小區(qū)的基于CI定位方法的本發(fā)明定位示意圖。此處必須說明這兩個小區(qū)分別是全向小區(qū)還是扇形小區(qū)，以及以何種方式組合都是隨意的，而且小區(qū)的形狀也不一定是規(guī)則圖形。該圖只是一個示例，假設(shè)由扇形小區(qū)601和全向小區(qū)602組成，并且小區(qū)601是RNC確定的參考小區(qū)。獲取UE定位結(jié)果的過程如下對扇形小區(qū)601確定中心，即沿天線傳播方向畫小區(qū)對角線，對角線中心位置被定義為小區(qū)中心。全向小區(qū)602中心即天線位置，理想情況是圓心。
連接小區(qū)601和小區(qū)602中心得到中心連線603.
通過參考小區(qū)601的中心做連線603的垂線604.
垂線將參考小區(qū)601一分為二，靠近601和602兩小區(qū)交疊區(qū)域的一側(cè)即陰影區(qū)域605是最終的定位結(jié)果。
如果不用本發(fā)明的方法，整個小區(qū)601都是UE的定位結(jié)果，顯然本發(fā)明提高了定位精度。
圖7是本發(fā)明的實施例2的定位結(jié)果示意圖，是激活集有兩個以上小區(qū)的基于CI定位方法的本發(fā)明定位示意圖。此處必須說明這三個小區(qū)是全向小區(qū)還是扇形小區(qū)，以及以何種方式組合都是隨意的，而且小區(qū)的形狀也不一定是規(guī)則圖形。該圖作為一個示例，假設(shè)由三個全向小區(qū)701、702和703組成，并且小區(qū)701是RNC確定的參考小區(qū)。獲取UE定位結(jié)果的過程如下確定小區(qū)中心，本圖3個小區(qū)都是全向小區(qū)，中心即天線位置，理想情況是圓心。
連接小區(qū)701和小區(qū)702中心得到兩小區(qū)中心連線706。
通過參考小區(qū)701的中心做連線706的垂線704。
垂線將小區(qū)701一分為二，包含三個小區(qū)重疊區(qū)域710的一側(cè)半圓區(qū)域708是根據(jù)參考小區(qū)701和鄰近小區(qū)702確定的UE方位區(qū)域708。
連接小區(qū)701和小區(qū)703中心得到中心連線707。
通過參考小區(qū)701的中心做連線707的垂線705。
垂線將小區(qū)701一分為二，包含三個小區(qū)重疊區(qū)域710的一側(cè)半圓區(qū)域709是根據(jù)參考小區(qū)701和鄰近小區(qū)703確定的UE方位區(qū)域709。
參考小區(qū)701上區(qū)域708和709的重合部分，即由直線704和705圍起來的以701中心為圓心，701半徑為半徑的扇形區(qū)域711是UE的方位區(qū)域，也是最終的定位結(jié)果。
對于三個以上小區(qū)的情況，參考小區(qū)和鄰近小區(qū)逐個確定UE方位區(qū)域，這些區(qū)域的重合部分就是UE的最終方位區(qū)域，對CI方法也是定位結(jié)果。鄰近小區(qū)越多，UE方位區(qū)域越小，定位精度越高。如果不用本發(fā)明的方法，整個小區(qū)701都是UE的定位結(jié)果，顯然本發(fā)明提高了定位精度。
圖8是本發(fā)明的實施例3的定位結(jié)果示意圖，是激活集有兩個小區(qū)的基于CI+RTT方法的本發(fā)明定位示意圖。對這種情況，UE方位區(qū)域的確定過程和圖6所述步驟是相同的。如果不考慮本發(fā)明，參考小區(qū)的定位結(jié)果是以扇形小區(qū)天線804為中心，(RTT-UE Rx-Tx time difference type 2)/2*c為半徑的一段圓弧區(qū)域801，該區(qū)域和UE方位區(qū)域802的重合部分即半徑803和805所圍扇形區(qū)域中的圓弧區(qū)域是本發(fā)明的定位結(jié)果。對于扇形小區(qū)的情況，定位精度提高的程度依賴于小區(qū)的相對位置以及UE離天線位置的距離。
圖9是本發(fā)明的實施例4的定位結(jié)果示意圖，是激活集有兩個以上小區(qū)的基于CI+RTT定位方法的本發(fā)明定位示意圖。對這種情況，UE方位區(qū)域的確定過程和圖7所述步驟是相同的。如果不考慮本發(fā)明，參考小區(qū)902的定位結(jié)果以參考小區(qū)天線位置903為中心，(RTT-UE Rx-Tx time difference type 2)/2*c為半徑的圓環(huán)區(qū)域901，該區(qū)域和UE方位區(qū)域904的重合部分即半徑905和906所圍所圍扇形區(qū)域中的圓弧區(qū)域是本發(fā)明的定位結(jié)果。相比整個圓環(huán)，定位精度提高明顯。
本發(fā)明利用軟切換狀態(tài)UE處于激活集小區(qū)重疊區(qū)域附近這樣一個先驗知識，通過設(shè)定UE定位區(qū)域并將它和基于小區(qū)定位結(jié)果相交的方法，達(dá)到提高UE定位精度的目的。該發(fā)明同樣適用于具有軟切換狀態(tài)的CDMA系統(tǒng)的移動臺定位的精度改善。
權(quán)利要求
1.一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，其特征在于包括下列步驟(1)確定激活集各小區(qū)的中心坐標(biāo)；(2)將通過參考小區(qū)中心點并與參考小區(qū)和各鄰近小區(qū)中心點連線垂直的直線與參考小區(qū)邊緣圍成的靠近鄰近小區(qū)的區(qū)域作為UE的方位區(qū)域；(3)利用基于小區(qū)的定位方法獲得UE在參考小區(qū)內(nèi)的定位結(jié)果；(4)將步驟(2)中得到的UE的方位區(qū)域與步驟(3)中得到的定位結(jié)果相重合的區(qū)域作為對UE的最終定位結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，其特征在于執(zhí)行完所述步驟(1)后，先執(zhí)行步驟(3)，再執(zhí)行步驟(2)，最后執(zhí)行所述步驟(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，其特征在于所述步驟(2)和(3)是并行執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，其特征在于所述步驟(1)中確定扇形小區(qū)中心的方法為將沿天線傳播方向所作的小區(qū)對角線的中點作為該小區(qū)的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，其特征在于步驟(3)中所述的基于小區(qū)的定位方法是CI方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，其特征在于步驟(3)中所述的基于小區(qū)的定位方法是CI+RTT方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對軟切換狀態(tài)下用戶設(shè)備進(jìn)行定位的方法，包括下列步驟(1)確定激活集各小區(qū)的中心坐標(biāo)；(2)將通過參考小區(qū)中心點并與參考小區(qū)和各鄰近小區(qū)中心點連線垂直的直線與參考小區(qū)邊緣圍成的靠近鄰近小區(qū)的區(qū)域作為UE的方位區(qū)域；(3)利用基于小區(qū)的定位方法獲得UE在參考小區(qū)內(nèi)的定位結(jié)果；(4)將步驟(2)中得到的UE的方位區(qū)域與步驟(3)中得到的定位結(jié)果相重合的區(qū)域作為對UE的最終定位結(jié)果。采用本發(fā)明所述方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，達(dá)到了提高UE定位精度的效果，而且方法簡單，沒有引入復(fù)雜的計算或者測量，也不影響RNC獲得定位結(jié)果的時間。
文檔編號H04W4/02GK1489313SQ0213742
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者王磊, 李春艷, 磊 王 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司