專利名稱：Wcdma通信系統(tǒng)中的移動臺觀測時間差測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，尤其是WCDMA移動臺定位領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在WCDMA(寬帶碼分多址)通信系統(tǒng)中，移動臺觀測時間差(UE SFN-SFNOTDOA type 2)測量是WCDMA移動通信系統(tǒng)中的“觀測時間差-下行鏈路空閑周期”(OTDOA-IPDL)標準定位方法中非常重要的測量量。移動臺觀測時間差測量值的精度直接決定了定位計算的精度，同時，移動臺觀測時間差標準差的精度直接決定了定位誤差估計的精度。因此，為了提高定位精度和定位誤差估計精度，就必須設(shè)法提高移動臺觀測時間差測量的精度。
眾所周知，移動通信系統(tǒng)中的無線信道傳播環(huán)境復雜多變，存在著電子噪聲、多徑傳播、陰影衰落、以及非可視傳播路徑等等不確定因素。因此，通過測量復雜的無線信號所獲得的單次移動臺觀測時間差測量值，就存在著很大的隨機不確定性。在多徑隨機衰落劇烈或者隨機大噪聲等因素的影響下，單次移動臺觀測時間差測量甚至還有可能會出現(xiàn)很大的測量誤差。這是移動通信系統(tǒng)中特有的、但也是很常見的現(xiàn)象。
在WCDMA移動通信系統(tǒng)中，由于無線信道會隨著時間變化；以及移動臺時鐘、基站時鐘存在著不同程度的頻偏等因素的影響，移動臺進行有效的移動臺觀測時間差測量的時長存在著一定的限制，移動臺不可能通過長期的測量、平滑等手段來克服上述隨機大誤差的影響。而且，由于移動臺定位響應時間的限制，移動臺更不可能長時間地進行移動臺觀測時間差的測量。
現(xiàn)有技術(shù)方案中，移動臺一般直接將單次測量所得到的移動臺觀測時間差測量結(jié)果上報給無線網(wǎng)絡(luò)控制器。上述現(xiàn)有技術(shù)解決方案的缺點是存在著較大的隨機誤差的可能，并且，移動臺將很難進行有效的移動臺觀測時間差標準差的估計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是對于每個鄰小區(qū)，移動臺如何在較短的時間內(nèi)，測量得到有限個該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值，并從這些測量結(jié)果中，穩(wěn)定、準確地計算移動臺觀測時間差及其標準差的上報值。為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種WCDMA通信系統(tǒng)中的移動臺觀測時間差測量與處理方法，其特征在于包括以下步驟步驟一移動臺接收無線網(wǎng)絡(luò)控制器下發(fā)的移動臺觀測時間差測量請求，根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器提供的參考小區(qū)和多個鄰小區(qū)的參數(shù)，接收各個小區(qū)發(fā)出的公共導頻信號；步驟二移動臺做各個小區(qū)的多徑搜索，利用多徑搜索得到的各個小區(qū)的幀頭，計算得出參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值；步驟三重復步驟一和步驟二，得出N組參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值；步驟四對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取步驟三所獲得的N個移動臺觀測時間差測量值的中間值，作為該小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量上報值；步驟五對于每個鄰小區(qū)，移動臺計算N個移動臺觀測時間差測量值與上述測量上報值之間的絕對值偏差；步驟六設(shè)定一全局閾值，對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取與測量上報值之間的絕對值偏差小于該閾值的所有移動臺觀測時間差測量值，來估計該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差。
所述的步驟三中，N的取值范圍為3至5次。
所述的步驟六中，該閾值范圍為4至5碼片。
所述的步驟六中，估計每個鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差的步驟如下步驟a判斷移動臺所選取的移動臺觀測時間差測量值的個數(shù)是否等于1？如果是，則轉(zhuǎn)入步驟b；否則轉(zhuǎn)入步驟c；步驟b依據(jù)本次移動臺觀測時間差測量過程中的鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果信息，計算移動臺觀測時間差標準差，置移動臺觀測時間差標準差為鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果的第一徑與第二徑之間的時間間隔；步驟c按照如下公式計算移動臺觀測時間差標準差OtdoaStd=1n-1Σi=1n(OtdoaMeasi-OtdoaRprt)2]]>其中，上述各個符號的含義如下OtdoaStd該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差；OtdoaMeas移動臺觀測時間差測量值，下標i表示移動臺所選取的第i個測量值；n移動臺所選取的移動臺觀測時間差測量值的個數(shù)；OtdoaRprt移動臺觀測時間差測量上報值。
所述的步驟一中，參考小區(qū)和鄰小區(qū)的參數(shù)，包括各個小區(qū)的主擾碼，各個鄰小區(qū)的相對時間差以及搜索窗寬。
通過本發(fā)明提供的方案和技術(shù)，能夠有效地克服由于無線信道傳播環(huán)境隨機多變，所引起的移動臺觀測時間差及其標準差隨機變化的影響，從而提高移動臺觀測時間差及其標準差的精度。同時，本發(fā)明可以使得移動臺的響應時間盡可能的短，以便滿足移動臺定位業(yè)務的實時性要求。


圖1是移動臺接收無線信號并進行移動臺觀測時間差測量的示意圖；
圖2是移動臺進行移動臺觀測時間差及其標準差估計的流程圖；圖3是無線網(wǎng)絡(luò)控制器與移動臺之間觀測時間差測量請求與上報示意圖；圖4是無線網(wǎng)絡(luò)控制器下發(fā)給移動臺的測量控制參數(shù)示意圖；圖5是由移動臺多徑搜索得到的各個小區(qū)的幀頭獲得觀測時間差示意圖；圖6是多徑搜索結(jié)果以及觀測時間差標準差計算示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖1所示，是本發(fā)明中的移動臺接收無線信號并進行移動臺觀測時間差測量的示意圖。從圖中可見，移動臺首先接收各個小區(qū)發(fā)送的公共導頻信號，并在有限的時間之內(nèi)，利用多徑搜索的結(jié)果來計算各個鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值，移動臺循環(huán)進行N次這樣的移動臺觀測時間差測量，從而獲得N組移動臺觀測時間差測量值；其次，通過對上述測量值進行技術(shù)處理，最終獲得每個鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差上報值和移動臺觀測時間差標準差上報值。
圖2是本發(fā)明中，移動臺對某個特定鄰小區(qū)的移動臺觀測時間差測量值及其標準差估計的流程示意圖，從圖中可以看出，其具體包括以下步驟步驟一移動臺接收無線網(wǎng)絡(luò)控制器下發(fā)的移動臺觀測時間差測量請求。如圖3所示，無線網(wǎng)絡(luò)控制器通過測量控制消息下發(fā)移動臺觀測時間差測量請求給移動臺。
如圖4所示，移動臺根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器提供的參考小區(qū)和鄰小區(qū)的參數(shù)，主要是各個小區(qū)的主擾碼，各個鄰小區(qū)的相對時間差(RTD)以及搜索窗寬度，接收各個小區(qū)發(fā)出的公共導頻信號。
步驟二移動臺做各個小區(qū)的多徑搜索，利用多徑搜索得到的各個小區(qū)的幀頭，計算得出參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值。
如圖5所示，移動臺觀測時間差即為鄰小區(qū)幀頭與最近的參考小區(qū)幀頭的時間間隔。
步驟三重復步驟一和步驟二，得出N組參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值。
其中，N的取值范圍為3至5次。
在本發(fā)明中，上述的步驟重復N次，這樣，可以使后續(xù)的處理準確、方便。N的取值不大，主要考慮到快速相應無線網(wǎng)絡(luò)控制器的測量請求。
步驟四對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取步驟三所獲得的N個移動臺觀測時間差測量值的中間值，來作為該小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量上報值。
步驟五對于每個鄰小區(qū)，移動臺計算N個移動臺觀測時間差測量值與上述測量上報值之間的絕對值偏差。
步驟六設(shè)定一全局閾值，對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取與測量上報值之間的絕對值偏差小于該閾值的所有移動臺觀測時間差測量值，來估計該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差。移動臺觀測時間差標準差用于估計定位誤差，良好的定位誤差估計有利于精確的獲知本次定位的定位精度范圍。
本步驟剔除偏差較大的無效測量值，利用剩余的測量值，估計移動臺觀測時間差標準差。
步驟六中，剔除偏差較大的無效測量值的方法是判斷某個測量值與觀測時間差上報值之間的絕對值偏差是否大于一定的門限K，如果是，則剔除該測量值。其中，K的取值范圍是4～5碼片。
本發(fā)明中，估計移動臺觀測時間差標準差的方法是步驟a判斷在步驟六中，移動臺所選取的移動臺觀測時間差測量值的個數(shù)是否等于1？如果是，則轉(zhuǎn)入步驟b；否則轉(zhuǎn)入步驟c；步驟b依據(jù)此次移動臺觀測時間差測量過程中的鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果信息，計算移動臺觀測時間差標準差。置移動臺觀測時間差標準差為鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果的第一徑與第二徑之間的時間間隔。
如圖6所示，為本次鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果，圖中的第一徑用于計算移動臺觀測時間差；移動臺觀測時間差標準差被置為第一徑與第二徑之間的距離。
步驟c按照如下公式計算移動臺觀測時間差標準差OtdoaStd=1n-1Σi=1n(OtdoaMeasi-OtdoaRprt)2]]>其中，上述各個符號的含義如下OtdoaStd該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差；OtdoaMeas移動臺觀測時間差測量值，下標i表示移動臺所選取的第i個測量值；n移動臺所選取的移動臺觀測時間差測量值的個數(shù)；OtdoaRprt移動臺觀測時間差測量上報值。
我們給出一個具體的實施例來說明本發(fā)明的效果，比如有以下5個移動臺觀測時間差測量值20.1、20、19.9、19.8、25(該值由于無線環(huán)境的突變引起大誤差，這在移動通信系統(tǒng)中很常見)，采用本文的中值方法，所獲得的移動臺觀測時間差上報值就是五個數(shù)值中的中間值，即20，這比較合理。如果按照現(xiàn)有技術(shù)方案，采用其中的某次測量上報，就很有可能選中25這個偏差較大的測量值；或者，如果采用平均值作為上報值，則為20.96，其誤差還是較大。然后，我們用移動臺觀測時間差測量上報值去估計其標準差，則可以看出本文的方法會比較精確。
本發(fā)明的改進方案是在給定的有限時間內(nèi)，盡可能多做幾次移動臺觀測時間差測量，利用文中所描述的方法進行移動臺觀測時間差測量值的處理，這樣能夠保證移動臺觀測時間差上報值比較平穩(wěn)，并且，還可以得到比較精確的移動臺觀測時間差標準差的估計，移動臺觀測時間差標準差也是WCDMA協(xié)議所要求必須上報的測量內(nèi)容之一。
響應時間是一個定位業(yè)務服務質(zhì)量的關(guān)鍵因素，響應時間總是希望越短越好，所以，在時間有限的情況下，移動臺不可能獲得很多的移動臺觀測時間差測量值。另外，由于移動信道會隨著時間變化，所以，移動臺即使獲得了許多次移動臺觀測時間差測量值，也不能夠再進行任何有效的統(tǒng)計處理。因此，現(xiàn)有技術(shù)解決方法中，采用有限次測量，然后直接平均的方法會出現(xiàn)比較大的誤差。而本發(fā)明則可以使得移動臺的響應時間盡可能的短，以滿足移動臺定位業(yè)務的實時性要求，同時，本發(fā)明采用排序獲取中間值的方法，能夠有效避免大的誤差，具有較高的移動臺觀測時間差測量精度。
權(quán)利要求
1.一種WCDMA通信系統(tǒng)中的移動臺觀測時間差測量與處理方法，其特征在于包括以下步驟步驟一移動臺接收無線網(wǎng)絡(luò)控制器下發(fā)的移動臺觀測時間差測量請求，根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器提供的參考小區(qū)和多個鄰小區(qū)的參數(shù)，接收各個小區(qū)發(fā)出的公共導頻信號；步驟二移動臺做各個小區(qū)的多徑搜索，利用多徑搜索得到的各個小區(qū)的幀頭，計算得出參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值；步驟三重復步驟一和步驟二，得出N組參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值；步驟四對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取步驟三所獲得的N個移動臺觀測時間差測量值的中間值，作為該小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量上報值；步驟五對于每個鄰小區(qū)，移動臺計算N個移動臺觀測時間差測量值與上述測量上報值之間的絕對值偏差；步驟六設(shè)定一全局閾值，對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取與測量上報值之間的絕對值偏差小于該閾值的所有移動臺觀測時間差測量值，來估計該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟三中，N的取值范圍為3至5次。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟六中，該閾值范圍為4至5碼片。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟六中，估計每個鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差的步驟如下步驟a判斷移動臺所選取的移動臺觀測時間差測量值的個數(shù)是否等于1？如果是，則轉(zhuǎn)入步驟b；否則轉(zhuǎn)入步驟c；步驟b依據(jù)本次移動臺觀測時間差測量過程中的鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果信息，計算移動臺觀測時間差標準差，置移動臺觀測時間差標準差為鄰小區(qū)多徑搜索結(jié)果的第一徑與第二徑之間的時間間隔；步驟c按照如下公式計算移動臺觀測時間差標準差OtdoaStd=1n-1Σi=1n(OtdoaMeasi-OtdoaRprt)2]]>其中，上述各個符號的含義如下OtdoaStd該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差；OtdoaMeas移動臺觀測時間差測量值，下標i表示移動臺所選取的第i個測量值；n移動臺所選取的移動臺觀測時間差測量值的個數(shù)；OtdoaRprt移動臺觀測時間差測量上報值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟一中，參考小區(qū)和鄰小區(qū)的參數(shù)，包括各個小區(qū)的主擾碼，各個鄰小區(qū)的相對時間差以及搜索窗寬。
全文摘要
本發(fā)明涉及WCDMA移動臺定位領(lǐng)域。包括步驟一移動臺接收公共導頻信號；步驟二移動臺做各小區(qū)的多徑搜索，得出參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值；步驟三重復得出N組參考小區(qū)與各鄰小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量值；步驟四對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取獲得的N個移動臺觀測時間差測量值的中間值，為該小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差測量上報值；步驟五對每個鄰小區(qū)，移動臺計算N個移動臺觀測時間差測量值與上報值的絕對值偏差；步驟六設(shè)定一全局閾值，對于每個鄰小區(qū)，移動臺選取與上報值的絕對值偏差小于該閾值的移動臺觀測時間差測量值，估計該鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的移動臺觀測時間差標準差。
文檔編號H04W24/02GK1642055SQ200410000990
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月17日
發(fā)明者徐斌 申請人:華為技術(shù)有限公司