專利名稱：無線移動網(wǎng)絡(luò)中使用多個移動臺確定基站位置的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及無線通信系統(tǒng)，其中基站與具有位置定位能力的許多移動臺通信，且更明確地說，涉及移動通信網(wǎng)絡(luò)中基站的位置的確定。
背景技術(shù)：
在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，一個或一個以上基站與許多移動臺(例如，如手機(jī)之類的無線裝置)以無線方式通信。移動臺通常提供標(biāo)準(zhǔn)語音和/或數(shù)據(jù)通信；作為額外特征，某些移動臺具有定位能力，這允許移動臺的用戶確定其位置。這些位置確定能力變得日益有用和重要；舉例來說，權(quán)限的調(diào)整要求可能要求網(wǎng)絡(luò)操作員在移動臺發(fā)出呼叫到應(yīng)急服務(wù)(例如，美國的911呼叫)時報告移動臺的位置?；蛘?，用戶可僅出于定位附近的餐館或電影院的目的而希望了解其位置。
一種眾所周知類型的位置定位系統(tǒng)利用地球軌道中的衛(wèi)星對移動臺的位置進(jìn)行三角測量。這種系統(tǒng)的一個實(shí)例是當(dāng)前實(shí)施中的全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)。另一類型的位置定位系統(tǒng)利用來自位置已知的基站的無線電信號。舉例來說，在一種通信網(wǎng)絡(luò)——碼分多址(CDMA)數(shù)字蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中，位置定位能力可由高級前向鏈路三角測量(AFLT)提供，這種技術(shù)通過移動臺測得的來自蜂窩式基站的無線電信號到達(dá)的時間來計算移動臺(MS)的位置啟用AFLT的無線移動臺(AFLT-enabled mobile station)對來自與其通信的基站的無線電信號進(jìn)行導(dǎo)頻相位測量(PPM)，并使用這些測量確定移動臺的位置。更高級的技術(shù)是混合位置定位，其中移動臺也采用GPS接收器，且位置是基于AFLT和GPS測量而計算出的。
適用于基于MS和MS輔助情況的采用AFLT、GPS和混合接收器的CDMA位置定位的消息協(xié)議和格式已在TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)IS-801-1 2001，雙模式展頻系統(tǒng)的位置確定服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)-附錄中發(fā)布，此標(biāo)準(zhǔn)的4-41到4-44頁規(guī)定每一基站應(yīng)在其它元件之間發(fā)射基站歷書消息，所述消息含有發(fā)射CDMA導(dǎo)頻偽隨機(jī)(PN)序列的基站天線的位置。
因此，在啟用AFLT的無線通信系統(tǒng)中，無線基站可用作參考點(diǎn)以輔助固定基站的位置。然而，將基站用作參考的一個先決條件是基站天線位置的精確知識。關(guān)于基站的計時信息也是重要的。一旦知道基站天線位置和計時信息，便可將其記錄在基站歷書(BSA)數(shù)據(jù)庫中以供位置確定實(shí)體(PDE)使用。然而，獲得基站的天線精確位置和計時信息可能是冗長且昂貴的。
為進(jìn)一步詳細(xì)說明位置確定系統(tǒng)，關(guān)于基站時間偏移的校準(zhǔn)和重新校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)、基站天線位置和其它參數(shù)通常存儲在所謂的“基站歷書”中?；練v書數(shù)據(jù)庫提供信息以便確定移動臺的初始位置估計來發(fā)起GPS偽距離搜索。由于PN重新使用，基站歷書數(shù)據(jù)庫提供信息以便解決關(guān)于哪些觀察到的偽隨機(jī)噪聲序列(PN)對應(yīng)于CDMA網(wǎng)絡(luò)基站的哪些物理扇區(qū)的模糊性?；練v書數(shù)據(jù)庫提供信號自其出現(xiàn)的蜂窩式基站扇區(qū)天線位置。對這些天線位置進(jìn)行AFLT范圍測量。
在某些情況下，基站天線的位置可能微小地改變或改變較大距離，且在所述情況下，必須更新相應(yīng)的歷書信息。例如可能重新定位基站天線，或可能修理或更換基站收發(fā)器，可在收發(fā)器與天線之間安置新的電纜，從而導(dǎo)致基站天線位置或計時信息的改變。在另一實(shí)例中，當(dāng)(例如)兩個物理基站交換其識別信息時，基站可在邏輯上(但不是物理上)移動，且在這種環(huán)境中，所述兩個基站將表現(xiàn)為具有交換的位置，盡管任一基站都沒有物理地移動。
在這些情況下，如果數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)信息沒有更新，那么所述信息可變?yōu)殄e誤的；因此必須在從基站重新開始服務(wù)之前更新歷書數(shù)據(jù)庫。然而，使用常規(guī)技術(shù)更新歷書數(shù)據(jù)庫會是耗時且昂貴的例如常規(guī)上天線位置可通過測量或參考從地圖上讀出的坐標(biāo)來確定，且如果天線坐標(biāo)是被手動輸入數(shù)據(jù)庫中，那么人為錯誤的可能性上升。在定制硬件用于測量計時信息且計時偏移量是被手動輸入數(shù)據(jù)庫中的情況下，基站計時信息也經(jīng)受人為錯誤。
在局域網(wǎng)中，基站的龐大數(shù)目(幾百萬)、部署實(shí)踐和將便攜式基站從一個物理位置移動到另一物理位置的簡易性使得不可能使用常規(guī)測量技術(shù)來定位和維持基站歷書。
概括來說，到達(dá)測距解決方案(例如AFLT或混合AFLT)的基站時間差的部署需要準(zhǔn)確的基站歷書(BSA)信息，其包括基站天線位置和前向鏈路校準(zhǔn)參數(shù)(例如時間校正)，它們是BSA信息的關(guān)鍵組成部分。當(dāng)今，BSA參數(shù)的普及是針對每一基站單獨(dú)完成的，這是手動、費(fèi)力和昂貴的過程，且因此妨礙LBS服務(wù)的部署和擴(kuò)大。將有利的是提供一種實(shí)用系統(tǒng)，其可使用來自區(qū)域中移動裝置的數(shù)據(jù)計算基站位置和前向鏈路校準(zhǔn)參數(shù)來實(shí)時更新BSA參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種在一包括與一個或一個以上基站通信的復(fù)數(shù)個移動臺的無線通信網(wǎng)絡(luò)中確定一基站的位置的方法和設(shè)備。所述方法包含用一BTS校準(zhǔn)程序?qū)σ唤M移動臺編程，從而提供復(fù)數(shù)個啟用校準(zhǔn)的移動臺(calibration-enabled mobile station)，和提供一與所述基站網(wǎng)絡(luò)連接的BTS校準(zhǔn)服務(wù)器。從與一基站通信的啟用校準(zhǔn)的移動臺中的至少一者請求校準(zhǔn)信息，且確定所述啟用校準(zhǔn)的移動臺的位置。在移動臺處接收來自基站的信號，且此信號可用于測量從基站到移動臺的信號的行進(jìn)時間，例如其可測量在基站與移動臺之間發(fā)射的信號的路徑延遲，以確定基站與移動臺之間的距離，且可包括測量TDOA系統(tǒng)中的到達(dá)的相對時間，或RTD系統(tǒng)中的往返行程延遲。如果被授權(quán)，那么將指示所述位置的校準(zhǔn)信息從移動臺傳輸?shù)紹TS校準(zhǔn)服務(wù)器。在BTS校準(zhǔn)服務(wù)器中，將校準(zhǔn)信息與和基站相關(guān)聯(lián)的基站歷書信息進(jìn)行比較，并可對其作出響應(yīng)來校準(zhǔn)基站的位置和計時。
為向移動臺用戶提供一種防止其被用于基站定位的方法，移動臺校準(zhǔn)軟件可確定其是否被授權(quán)傳送校準(zhǔn)信息。如果未經(jīng)授權(quán)，那么就在傳輸校準(zhǔn)信息之前的任意時刻退出操作，否則就完成操作。舉例來說，啟用校準(zhǔn)的移動電話的用戶可利用BTS校準(zhǔn)程序產(chǎn)生保密設(shè)定，以指示提供校準(zhǔn)信息的授權(quán)，且確定移動臺是否被授權(quán)傳送校準(zhǔn)信息的步驟進(jìn)一步包含校驗所述保密設(shè)定以驗證移動臺被授權(quán)提供校準(zhǔn)信息。
可由BTS校準(zhǔn)服務(wù)器或由移動臺請求校準(zhǔn)信息，其在發(fā)生特定事件時被觸發(fā)。舉例來說，可在當(dāng)與目標(biāo)基站通信時由BTS校準(zhǔn)軟件起始校準(zhǔn)請求。作為另一實(shí)例，BTSCS可選擇一目標(biāo)基站，且BTS校準(zhǔn)服務(wù)器從與目標(biāo)基站通信的啟用軟件的移動臺(software-enabled mobile station)中的至少一者請求校準(zhǔn)信息。在又一實(shí)例中，BTSCS可將目標(biāo)基站的身份提供到移動臺以供BTS校準(zhǔn)軟件處理。
通過任何合適方法確定移動臺的位置。舉例來說，如果移動臺具有全球衛(wèi)星接收器，那么可通過移動臺從全球衛(wèi)星接收的信號來確定所述移動臺的位置。或者，或除GPS之外，可通過來自具有準(zhǔn)確已知位置的基站的每一移動臺的高級前向鏈路三角測量(AFLT)確定移動臺的位置。移動臺可包含包括全球衛(wèi)星接收器的混合電話手持機(jī)，可通過所述移動臺從全球衛(wèi)星接收到的信號確定所述移動臺的位置，且可使用到達(dá)的時間差、到達(dá)的時間或往返行程延遲系統(tǒng)根據(jù)所述移動臺的位置確定所述基站的位置。
揭示了各種實(shí)施例。移動臺可包含包括全球衛(wèi)星接收器的混合電話手持機(jī)?？赏ㄟ^所述移動臺從全球衛(wèi)星接收到的信號確定移動臺的位置，和/或基站包含至少一個無線LAN(局域網(wǎng))基站，和/或可使用無線LAN信號根據(jù)與無線LAN基站通信的移動臺的位置確定所述無線LAN基站的位置(例如WiFi接入點(diǎn))。


為更完全的理解，現(xiàn)參考以下如附圖中所說明的實(shí)施例的詳細(xì)描述，附圖中圖1是復(fù)數(shù)個蜂窩式基站、GPS衛(wèi)星和持有例如手機(jī)的無線移動裝置的用戶的立體圖；圖2是駐留在圖1所示的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中的固定組件的一個實(shí)例的方框圖；圖3是并入通信和位置定位系統(tǒng)的移動裝置的一個實(shí)施例的方框圖；圖4是說明一個實(shí)施例的特征的BTS校準(zhǔn)程序的圖；圖5是校準(zhǔn)基站位置的操作的流程圖；圖6是移動裝置發(fā)起的校準(zhǔn)過程實(shí)例的流程圖；和圖7是移動裝置終止的校準(zhǔn)過程實(shí)例的流程圖，其與圖6不同之處在于請求發(fā)起于BTSCS。
具體實(shí)施例方式
圖式中，相同的標(biāo)號用于表示相同或類似的元件。
術(shù)語和縮寫詞的詞匯表在詳細(xì)描述中使用以下術(shù)語和縮寫詞AFLT(高級前向鏈路三角測量)一種在CDMA系統(tǒng)中實(shí)施的技術(shù)，其通過移動臺測得的來自基站的無線電信號到達(dá)的時間差來計算移動臺(MS)的位置。
BSA(基站歷書)一種包括一個或一個以上基站的位置信息和時間校正信息(除其它信息之外)的歷書。
BSA消息BSA消息(例如，IS-801-1協(xié)議的提供基站歷書消息)包括描述BTS(包括其位置和時間校正值(除其它信息之外))的字段。BSA消息通常在MS請求時被發(fā)送到MS。
BTS(基站收發(fā)器子系統(tǒng))(a/k/a基站或小區(qū)站點(diǎn))一種位置固定的站，其包括用于與移動臺通信的發(fā)射器和接收器(收發(fā)器)。包括用于發(fā)射無線通信信號和從移動臺接收無線通信信號的天線。
BTSCS(BTS校準(zhǔn)服務(wù)器)一種連接到基站(BTS的基站)的網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器。BTSCS提供與使用與基站通信的一個或一個以上移動電話來校準(zhǔn)基站位置和計時相關(guān)的服務(wù)。
CDMA(碼分多址)一種高容量數(shù)字無線技術(shù)，其由QUALCOMMTMIncorporated開創(chuàng)和商業(yè)開發(fā)。
啟用校準(zhǔn)的移動臺一種具有安裝的、操作的BTS校準(zhǔn)程序的移動臺。
蜂窩式一類通信服務(wù)，其中MS與蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中的一個或一個以上基站通信，每一基站處于不同的無線廣域網(wǎng)或覆蓋相對較小區(qū)域的無線局域網(wǎng)“小區(qū)”中。在MS從一個小區(qū)移動到另一小區(qū)時，存在從小區(qū)到小區(qū)的“轉(zhuǎn)遞(handoff)”?！胺涓C式”在本文中以其最廣泛的意義使用，以包括至少數(shù)字和/或模擬系統(tǒng)。
GPS定點(diǎn)衛(wèi)星測量和后續(xù)計算的過程的最終結(jié)果，通過所述結(jié)果確定MS(GPS用戶)的位置。
GPS(全球定位系統(tǒng))盡管術(shù)語GPS常用于指代美國全球定位系統(tǒng)，但此術(shù)語的含義包括其它基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)，例如俄羅斯Glonass系統(tǒng)和計劃中的歐洲Galileo系統(tǒng)。
GSM(全球移動系統(tǒng))一種廣泛使用的數(shù)字無線通信技術(shù)。
MS(移動臺)一種具有用于與一個或一個以上基站通信的構(gòu)件(例如，調(diào)制解調(diào)器)的便攜式電子裝置，例如手機(jī)、PDA或膝上型計算機(jī)。舉例來說，其有時被稱為移動手持單元、便攜式裝置、移動裝置、手持裝置、個人站、無線裝置、訂戶單元、移動終端或用戶終端。本揭示案中參考的MS具有位置確定能力。
MTSO(移動電話交換局)將控制和命令提供到移動臺。還向PSTN提供連接性。
PDE(位置確定實(shí)體)一種通常在CDMA網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)資源(例如，服務(wù)器)，其結(jié)合一個或一個以上GPS參考接收器工作，其能夠與MS交換位置信息。舉例來說，在MS輔助的A-GPS會話中，PDE可將GPS和/或蜂窩式輔助數(shù)據(jù)發(fā)送到MS以加強(qiáng)衛(wèi)星和基站偽距離信號獲取過程。MS將偽距離測量值返回到PDE，PDE接著能夠計算MS的位置。或者，在基于MS的A-GPS會話中，MS將計算出的位置結(jié)果發(fā)送回PDE。PDE也可提供關(guān)于其它網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)體的輔助數(shù)據(jù)，例如可能在MS附近的無線基站(接入點(diǎn))的識別信息、位置信息和類型。
PSTN(公共交換電話網(wǎng))提供對(例如)家庭和商店中的有線電話的連接。
RSSI(接收的信號強(qiáng)度指示符)一個指示基站與移動臺之間的無線信號強(qiáng)度的參數(shù)。
RTD(往返行程延遲)一種通過測量基站與移動臺之間的雙向行進(jìn)時間(距離)來測量距離的方法，例如，基站將信號發(fā)送到移動臺，所述信號返回到基站，且基站接著測量發(fā)射信號與接收返回信號之間的時間，可接著將所述時間除以2以提供基站與移動臺之間的距離的指示?；蛘撸捎梢苿优_測量RTD。
QoS(服務(wù)質(zhì)量)例如位置定位信息的準(zhǔn)確度的期望服務(wù)參數(shù)的測量。
SV(人造衛(wèi)星)全球定位系統(tǒng)的一個主要元件是繞地球軌道運(yùn)行、廣播唯一可識別信號的SV組。
TDOA(到達(dá)的時間差)一種通過測量來自基站的無線電信號到達(dá)的相對時間來測量距離的系統(tǒng)；例如，舉例來說，在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，AFLT系統(tǒng)使用TDOA提供PPM測量值，到達(dá)的時間差由相對于用于設(shè)定移動臺時基的參考導(dǎo)頻的導(dǎo)頻相位測量指示。TDOA系統(tǒng)的另一實(shí)例是上行鏈路TDOA系統(tǒng)，其使用移動臺信號發(fā)射與基站接收之間的時間差。
TOA(到達(dá)時間)一種測量單向信號到達(dá)時間的系統(tǒng)；例如，測量衛(wèi)星信號到達(dá)時間的GPS系統(tǒng)。
WLAN(無線局域網(wǎng))一種有限范圍的無線通信網(wǎng)絡(luò)；實(shí)例包括WiFi、WiMAX、藍(lán)牙(Bluetooth)等。
使用移動臺確定基站位置2003年7月3日公開的題為“Use of Mobile Stations for Determination of Base StationLocation Parameters in a Wireless Mobile Communication System”的美國專利公開案US2003/0125046 A1揭示一種系統(tǒng)，其中一網(wǎng)絡(luò)使用一個或一個以上移動臺的已知位置來驗證、更新和/或確定一基站的位置，且所述公開案被轉(zhuǎn)讓給與本申請案相同的轉(zhuǎn)讓人。舉例來說，所述公開案揭示一種方法，其使啟用AFLT的無線手持機(jī)向網(wǎng)絡(luò)提供導(dǎo)頻相位測量(pilot phase measurement，PPM)，其可用于確定基站位置和關(guān)聯(lián)的前向鏈接校準(zhǔn)參數(shù)。舉例來說，為了解決基站位置的問題，一算法將需要由至少三個不同的地域上分離的移動裝置(每一者位于一已知位置)測量到的對所述基站的PPM；可經(jīng)由GPS確定移動臺位置的知識。一種替代方法是手動勘查基站天線，且使用GPS定點(diǎn)通過用緊靠基站的區(qū)域中的專用基站校準(zhǔn)手持機(jī)收集測量值來計算PPM測量的誤差。
具體來說，公開案US2003/0125046 A1中揭示的系統(tǒng)描述若干方法，所述方法使用與基站通信的移動臺來確定所述基站的位置參數(shù)。舉例來說，確定移動臺的位置，且接著根據(jù)移動臺的位置以及基站與移動臺之間傳輸?shù)男盘杹泶_定基站的位置。盡管基站中至少一者的錯誤基站位置參數(shù)，但?？筛鶕?jù)其它基站的基站位置參數(shù)，或在移動臺裝備有全球衛(wèi)星接收器時根據(jù)移動臺所接收到的全球衛(wèi)星信號來準(zhǔn)確確定移動臺的位置。
另外，在獨(dú)立于與移動臺通信的基站的位置來確定移動臺的位置的任何時候，可在正常的位置定位會話期間校驗數(shù)據(jù)庫中的基站位置信息。此可通過根據(jù)基站與移動臺之間傳輸?shù)男盘杹泶_定基站與移動臺之間的距離而完成。當(dāng)此距離與數(shù)據(jù)庫中的基站位置信息不一致時，可修改數(shù)據(jù)庫以包括校正的基站位置信息。以此方式，可在基站的正確位置變?yōu)橐阎鞍l(fā)現(xiàn)錯誤的基站信息，且中斷其針對位置定位服務(wù)的使用。
一旦在基站與具有已知位置的移動臺之間確定充分?jǐn)?shù)目的獨(dú)立距離，便可自動校正錯誤的基站位置信息。在具有充分?jǐn)?shù)目的獨(dú)立距離測量值的情況下，可以與單個移動臺的位置相當(dāng)?shù)囊淮_定度來確定基站位置。以此方式，可自動維持并改進(jìn)數(shù)據(jù)庫中的基站位置信息。此可在提供常規(guī)位置定位服務(wù)時完成，不會對基站與移動臺之間的通信協(xié)議進(jìn)行任何修改。
所需的是一種實(shí)際的系統(tǒng)和設(shè)備，其可將這些基站位置概念帶入廣泛使用，同時使得所述解決方案在經(jīng)濟(jì)上可行。
概述本文所述的位置定位系統(tǒng)利用來自啟用校準(zhǔn)的移動臺的信息來確定基站的位置，且即時更新基站歷書。此系統(tǒng)是有用的，有如下多個原因例如，可利用基于手持機(jī)的信息來縮短新基站商業(yè)服務(wù)的時間，并提供位置性能方面的即時改進(jìn)。有利地，可在沒有硬件修改以及對基本的訂戶服務(wù)元件進(jìn)行非常小的修改的情況下實(shí)施所述系統(tǒng)；因此提供此網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備和改進(jìn)能力僅需要非常小的成本。
作為系統(tǒng)的一部分的每一手持機(jī)利用校準(zhǔn)程序與校準(zhǔn)服務(wù)器通信，并響應(yīng)于校準(zhǔn)服務(wù)器。校準(zhǔn)程序可例如為基于BREW、Java或類似技術(shù)，且可下載或嵌入到手持機(jī)中。
在一個實(shí)施例中，在CDMA系統(tǒng)中，為了校準(zhǔn)或再校準(zhǔn)基站，可在常規(guī)位置定位會話期間(例如在移動臺用戶正常進(jìn)行電話呼叫時)，或在區(qū)域服務(wù)人員駕駛到選定位置并發(fā)出呼叫以便獲得不是原本從常規(guī)位置定位會話獲得的位置測量數(shù)據(jù)時，從移動臺獲得GPS和AFLT位置測量數(shù)據(jù)，且接著發(fā)送到BTSCS。以此方式，BTSCS可接著使用此信息在內(nèi)部計算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，且連續(xù)地將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲在基站歷書數(shù)據(jù)庫中。另外，為緩解任何保密問題，僅當(dāng)啟用位置的移動臺的用戶發(fā)出或回答無線電話呼叫時可出現(xiàn)常規(guī)位置定位會話。在此情況下，CDMA系統(tǒng)在沒有用戶的知識和同意的情況下不會確定用戶的位置。在另一實(shí)例中，移動臺(手機(jī))的用戶授權(quán)將移動臺用作校準(zhǔn)裝置，從而允許BTSCS從所述裝置請求校準(zhǔn)信息。
描述圖1是無線通信網(wǎng)絡(luò)10的透視圖，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)10包括復(fù)數(shù)個廣域網(wǎng)絡(luò)基站10，其分別包括第一、第二和第三基站10a、10b和10c；復(fù)數(shù)個局域網(wǎng)絡(luò)基站(存取點(diǎn))20，其分別包括第一和第二基站20a、20b；共同以11展示的GPS衛(wèi)星；以及復(fù)數(shù)個移動臺14，其分別包括第一、第二、第三和第四移動臺14a、14b、14c和14d。圖1是用于說明目的，應(yīng)了解，在實(shí)際的實(shí)施方案中，額外的(或更少的)基站和MS可在任何時刻進(jìn)行操作。
在一個實(shí)施例中，衛(wèi)星(SV)11包含用于定位衛(wèi)星接收器的任何組的衛(wèi)星。在GPS系統(tǒng)中，衛(wèi)星發(fā)送無線GPS信號12，所述無線GPS信號12與GPS系統(tǒng)時間同步，以預(yù)定頻率產(chǎn)生且具有預(yù)定格式。GPS參考接收器可在物理上位于基站10中的任一者中，其可與PDE 18通信，以在使用衛(wèi)星確定位置的過程中提供有用的信息，例如GPS衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)、差分校正和GPS系統(tǒng)時間。
MS可具有由用戶持有的電子裝置(未圖示)的形式，例如用戶可步行，如圖所示，或可在汽車中或在公共交通工具上行進(jìn)。每一MS 14(如參考圖3更詳細(xì)描述)包括位置定位系統(tǒng)27。位置定位系統(tǒng)可包括利用GPS信號來確定MS的位置的GPS系統(tǒng)，和/或其可包括AFLT系統(tǒng)。MS還包括雙向通信系統(tǒng)32，例如手機(jī)接收器，其利用雙向通信信號13與蜂窩式基站10通信。作為替代，或除蜂窩式通信系統(tǒng)之外，MS中的通信系統(tǒng)可包括另一無線通信系統(tǒng)，例如WiFi，WiMAX或藍(lán)牙，其利用通信信號與例如802.11網(wǎng)絡(luò)的無線局域網(wǎng)絡(luò)的存取點(diǎn)20通信。
一般來說，蜂窩式基站10包含被用作無線通信網(wǎng)絡(luò)的一部分的任何組的蜂窩式基站，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)使用無線信號13與MS通信。在圖1的實(shí)例中，蜂窩式基站與蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)15a網(wǎng)絡(luò)連接，所述蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)15a接著通過任何合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(例如視情況所示的經(jīng)由因特網(wǎng)的TCP/IP，或例如以直接連接展示的SS7)與其它通信網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)連接。因此，蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)15a在基站與復(fù)數(shù)個其它通信網(wǎng)絡(luò)(例如公共電話系統(tǒng)16，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)17和任何各種其它實(shí)體和通信系統(tǒng))之間提供通信服務(wù)?？赏ㄟ^硬線連接或通過用于轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的任何其它合適的連接來連接網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。
基于地面的蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)15通常提供允許手機(jī)用戶使用電話系統(tǒng)16連接到另一電話的通信服務(wù)；然而，蜂窩式基站還可用于與其它裝置通信和/或用于其它通信目的，例如與手持式個人數(shù)字助理(PDA)或膝上型計算機(jī)的因特網(wǎng)連接。在一個實(shí)施例中，蜂窩式基站10是CDMA通信網(wǎng)絡(luò)的一部分；然而，在其它實(shí)施例中，蜂窩式基站可利用其它類型的存取技術(shù)(例如，GSM、WCDMA、TDMA、OFDM等)。
除了蜂窩式基站10a、10b和10c之外，可使用任何合適的協(xié)議(例如WiFi、WiMAX和藍(lán)牙)來實(shí)施例如無線存取點(diǎn)的其它類型基站。如圖1中所示，存取點(diǎn)20a和20b(共同作為20進(jìn)行參考)與適合于無線存取點(diǎn)的特定實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)15b網(wǎng)絡(luò)連接。與蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)15a類似，無線存取點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)15b通過任何合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(例如視情況所示的經(jīng)由因特網(wǎng)的TCP/IP，或例如以直接連接展示的SS7)與其它通信網(wǎng)絡(luò)和實(shí)體網(wǎng)絡(luò)連接。因此，無線存取點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)15b在無線存取點(diǎn)與復(fù)數(shù)個其它通信網(wǎng)絡(luò)(例如公共電話系統(tǒng)16，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)17和任何各種其它實(shí)體和通信系統(tǒng))之間提供通信服務(wù)?？赏ㄟ^硬線連接或通過用于轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的任何其它合適的連接來連接網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。
所述網(wǎng)絡(luò)還包括位置確定實(shí)體(PDE)18，展示為連接到蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)15。舉例來說，對于A-GPS方法，所述PDE包含通常位于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的系統(tǒng)資源(例如，服務(wù)器)，結(jié)合地面上的一個或一個以上GPS參考接收器而運(yùn)作，其能與MS交換GPS相關(guān)信息。在MS輔助式A-GPS會話中，所述PDE可將GPS輔助數(shù)據(jù)發(fā)送到MS以增強(qiáng)衛(wèi)星信號獲取過程。MS將偽距離測量值返回給PDE，所述PDE接著能計算出MS的位置?；蛘?，在基于MS的A-GPS會話中，MS將計算出的位置結(jié)果發(fā)送回到PDE。在又一實(shí)例中，在自治模式中，MS可在沒有服務(wù)器的任何輔助下確定其位置。在另一實(shí)例中，所述PDE可連接到無線存取點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)20。
同樣作為蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的一部分的是BTS校準(zhǔn)服務(wù)器19(BTSCS)。BTSCS是連接到蜂窩式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)資源，且可結(jié)合PDE 18一起運(yùn)作，如本文所述，或在某些實(shí)施例中可部分地或整體地在PDE中實(shí)施。BTSCS使用與一個或一個以上基站通信的一個或一個以上移動臺來提供與基站的校準(zhǔn)相關(guān)的服務(wù)，如本文所述。在一個實(shí)施例中，BTSCS是用于BTS校準(zhǔn)目的的專用服務(wù)器，且不與E-911服務(wù)關(guān)聯(lián)。類似地，BTSCS可以是無線存取點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的一部分，或連接到無線存取點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。在此情況下，BTSCS支持局域網(wǎng)絡(luò)的基站(存取點(diǎn))的校準(zhǔn)。在另一實(shí)例中，一個BTSCS可服務(wù)蜂窩式網(wǎng)絡(luò)和無線存取點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)兩者。
圖2是駐留在圖1中所示的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中的固定組件的一個實(shí)例的方框圖。移動交換中心(mobile switching center，MSC)21執(zhí)行交換功能(即，電路交換語音和數(shù)據(jù)的路由)以用于其覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺。移動交換中心(MSC)21在基站10與多個電話線22(例如銅線或光纖)之間介接語音信號和電信數(shù)據(jù)。移動定位中心(mobile positioningcenter，MPC)23連接到移動交換中心(MSC)21。連接到MSC 21的包數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(packetdata serving node，PDSN)24和/或互通功能(interworking function，IWF)主要負(fù)責(zé)蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中的移動臺的包交換數(shù)據(jù)會話的建立、維護(hù)和終止。MPC 23管理位置定位應(yīng)用程序，并通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)鏈接25將定位數(shù)據(jù)介接到外部定位服務(wù)客戶端或外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在最簡單的形式中，位置確定實(shí)體(PDE)18收集并格式化衛(wèi)星參考數(shù)據(jù)。PDE 18向移動臺提供無線輔助，并在MS輔助模式中執(zhí)行位置計算。BTSCS 19使用與一個或一個以上基站通信的一個或一個以上移動電話來提供與基站位置的校準(zhǔn)相關(guān)的服務(wù)，如本文更詳細(xì)所述。PDE 18和BTSCS 19連接到MPC 23和MSC 21，且還連接到IWF/PDSN 24。在包交換模式的實(shí)例中，PDE 18和BTSCS 19通過IP網(wǎng)絡(luò)28連接到IWF/PDSN 24。PDE18和BTSCS 19存取由基站歷書數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26管理的基站歷書數(shù)據(jù)庫27。例如，使用常規(guī)的數(shù)字計算機(jī)或工作站來實(shí)施PDE 18、BTSCS 19和基站歷書數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26?；練v書27存儲在任何合適的位置中，例如用于基站歷書數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26的計算機(jī)的硬盤中。
移動臺圖3是并入有通信和位置定位系統(tǒng)的移動臺14的一個實(shí)施例的方框圖。此實(shí)施例中的主要單元包括一個或一個以上雙向通信系統(tǒng)32、位置定位系統(tǒng)34、MS控制系統(tǒng)35和用戶界面36。出于簡要描述起見，可將通信系統(tǒng)32討論為蜂窩式情形中的單個系統(tǒng)來作為實(shí)例，應(yīng)了解，在適當(dāng)時，可對任何可在移動臺中實(shí)施的其它無線通信系統(tǒng)(例如，WiFi、WiMAX、藍(lán)牙)重復(fù)基本的結(jié)構(gòu)。所示的實(shí)例也不排除實(shí)施具有不同集成程度的多個無線通信系統(tǒng)，借此可在單個芯片上共享或集成微處理器、基頻處理器和RF前端。
蜂窩式通信系統(tǒng)32連接到使用雙向無線信號13與基站通信的蜂窩式天線31。重要的是應(yīng)注意，無線信號13沒有必要是雙向的以支持定位。蜂窩式通信系統(tǒng)32包含任何合適的裝置，例如調(diào)制解調(diào)器33，以及用于與基站通信和/或檢測來自基站的信號13的其它硬件和軟件。所述蜂窩式通信系統(tǒng)32還包括用于處理傳輸?shù)暮徒邮盏男畔⒌倪m當(dāng)硬件和軟件。
位置定位系統(tǒng)34(圖3)包括任何合適的位置定位系統(tǒng)；舉例來說，其可包括例如AFLT的WAN TDOA系統(tǒng)、例如GPS接收器的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，或混合式GPS/AFLT系統(tǒng)。在圖3中所示的混合式系統(tǒng)實(shí)施例中，位置定位系統(tǒng)34包含分別接收蜂窩式信號13和GPS信號12的天線31和38、GPS接收器39、LAN定位系統(tǒng)40a、WAN TDOA系統(tǒng)40b和用于接收并處理GPS、蜂窩式和無線LAN信號且用于使用任何合適的位置定位算法來執(zhí)行任何必要的或有用的計算以確定位置的任何合適的硬件和軟件。
GPS定位在例如PDE 18的系統(tǒng)資源的輔助下，移動臺還能使用眾所周知的GPS技術(shù)來定位移動臺的位置。舉例來說，在CDMA系統(tǒng)中，每一基站10可具有一GPS接收器，其接收載波和GPS衛(wèi)星中至少一者的偽隨機(jī)代碼序列，其提供參照GPS系統(tǒng)時間的系統(tǒng)時基。當(dāng)移動臺使用CDMA網(wǎng)絡(luò)參與位置定位會話時，服務(wù)基站可提供準(zhǔn)確的GPS時間參考，并將GPS獲取數(shù)據(jù)發(fā)送到混合式移動臺。所述移動臺可使用GPS時間和GPS獲取數(shù)據(jù)來獲得每一GPS衛(wèi)星與移動臺之間的偽距離的測量值。在MS輔助式解決方案的情況下，移動臺將偽距離測量值傳輸?shù)椒?wù)基站。PDE可用于輔助MS根據(jù)偽距離測量值中的三個或三個以上值來計算移動臺的地理位置?；蛘?，在基于MS的解決方案的情況下，可由移動臺本身計算出移動臺的地理位置。
AFLT定位CDMA網(wǎng)絡(luò)能使用眾所周知的移動臺TDOA(AFLT)技術(shù)，測量來自基站的所謂的導(dǎo)頻無線電信號的到達(dá)的相對時間來定位移動臺14的位置。由導(dǎo)頻相位測量值指示到達(dá)的時間差，所述導(dǎo)頻相位測量值與用于設(shè)定移動臺的時基的參考導(dǎo)頻相對。在大多數(shù)情況下，每一差值在特定的雙曲線上定位移動臺。雙曲線的交點(diǎn)提供移動臺的位置的估計。
具體來說，在AFLT系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，在位置固定期間，對所有能被手持機(jī)聽到的基站計算導(dǎo)頻相位測量值。依據(jù)環(huán)境，所述基站通常為至少三個或三個以上基站，且在密集城市環(huán)境中，常多達(dá)二十個或二十個以上基站。因此，每個定位事件可導(dǎo)致許多相對的距離估計，其中的至少某些距離估計可用于本文所述的校準(zhǔn)過程中。
定位操作為了在PDE的輔助下確定移動臺的位置，PDE可循序地或并行地使用若干方法中的任一種來計算最終位置，且選擇最有可能實(shí)現(xiàn)最小位置誤差的方法。在一個實(shí)施例中，首先嘗試GPS定點(diǎn)，因為期望準(zhǔn)確度優(yōu)于任何其它方法。如果僅GPS的定點(diǎn)失敗(在一個實(shí)例中，GPS定點(diǎn)不滿足選定的QoS)，那么PDE從若干其它方法中進(jìn)行選擇，且使用具有最小的關(guān)聯(lián)誤差估計的結(jié)果。這些其它方法包括(例如)僅AFLT；增強(qiáng)的小區(qū)ID，其中通過了解扇區(qū)方位、接收到的信號強(qiáng)度和使用RTD測量(可用時)的近似范圍來確定位置；“混合的小區(qū)扇區(qū)”定位，使用移動裝置看得到的扇區(qū)的知識以及每個扇區(qū)的位置和方位來確定；當(dāng)前的服務(wù)扇區(qū)覆蓋區(qū)域重心位置測定法(或者，如果不能確定當(dāng)前的服務(wù)扇區(qū)，那么用初始的服務(wù)扇區(qū))；當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)ID/系統(tǒng)ID覆蓋區(qū)域的重心位置；和最終是存儲在PDE配置文件中的默認(rèn)位置。在無線局域網(wǎng)的實(shí)例中，可應(yīng)用類似的技術(shù)，借此相對和絕對的距離測量值、信號行進(jìn)時間、信號強(qiáng)度測量值、存取點(diǎn)的識別和/或地址以及其覆蓋信息都可用于確定移動臺的位置的估計。
基站的校準(zhǔn)在TDOA和TOA系統(tǒng)中，應(yīng)在安裝或修改基站時，或周期性地校準(zhǔn)基站時基。在CDMA系統(tǒng)中，每個基站在GPS系統(tǒng)時間與用CDMA信號傳輸?shù)腃DMA系統(tǒng)時間之間具有各自的時間偏移量，這歸因于從GPS天線到GPS接收器、從GPS接收器到CDMA收發(fā)器以及從CDMA收發(fā)器到CDMA天線的傳播延遲或相移上的變化。因此，為了減小無線測距誤差，應(yīng)在完成基站安裝后，通過例如將基站的時間偏移量存儲在基站歷書數(shù)據(jù)庫27中以供PDE 18使用，來校準(zhǔn)每個基站。需要重新校準(zhǔn)基站并更新數(shù)據(jù)庫以用于任何后續(xù)的硬件變化。另外，因為可在物理上移動基站，或為其指派一不同的標(biāo)識符，所以周期性地或甚至連續(xù)地重新校準(zhǔn)與每個基站相關(guān)聯(lián)的位置信息可較為重要。
移動裝置控制系統(tǒng)移動裝置控制系統(tǒng)35連接到雙向通信系統(tǒng)32和位置定位系統(tǒng)34。移動裝置控制系統(tǒng)35包括任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，例如微處理器、存儲器、其它硬件、固件和軟件，以為與其連接的系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)目刂乒δ堋?yīng)了解，在微處理器控制下，使用硬件、軟件和固件中的一者或一者以上以任何合適的方式來實(shí)施本文所述的處理步驟。
控制系統(tǒng)35還連接到用戶界面36，其包括與用戶介接的任何合適的組件，例如鍵區(qū)、用于語音通信服務(wù)的麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器，以及例如背光LCD顯示器的顯示器。連接到位置定位系統(tǒng)34和雙向通信系統(tǒng)32的移動裝置控制系統(tǒng)35和用戶界面36提供例如控制用戶輸入/輸出和顯示結(jié)果的操作功能。
MS 14可包括用于與其它裝置連接的一個或一個以上外部接口41。舉例來說，可提供USB或IEEE 1394端口，或可包括無線端口(例如藍(lán)牙、USB、紅外線)以用于與其它電子裝置介接和通信。
軟件應(yīng)用程序許多軟件應(yīng)用程序可存儲在MS 14中，且連接到MS控制系統(tǒng)35以使用微處理器和其中找到的代碼來運(yùn)行。所述軟件應(yīng)用程序基于任何合適的平臺，例如BREW、Java或其它技術(shù)。軟件應(yīng)用程序存儲在任何合適的存儲器中，例如磁盤驅(qū)動器、SIM卡、快閃存儲器、RAM、固件或只讀存儲器(ROM)。
BTS校準(zhǔn)程序37BTS校準(zhǔn)程序37包括在軟件應(yīng)用程序中。BTS校準(zhǔn)程序包括適于執(zhí)行本文所述的操作(例如，參考圖4和圖5)的代碼，以允許一組移動臺以受控的方式用于校準(zhǔn)目的。舉例來說，校準(zhǔn)程序37可在用戶不主動參與，且不識別用戶的情況下后臺運(yùn)行。所述BTS校準(zhǔn)程序駐存在可由微處理器存取的任何位置，例如，所述程序可嵌入存儲在存儲器中的固件或軟件中，或例如可從連接到基站的遠(yuǎn)程應(yīng)用服務(wù)器下載。還可至少部分地在例如計算機(jī)芯片的硬件中實(shí)施。
圖4是BTS校準(zhǔn)程序的概念圖，其說明可在程序中實(shí)施的特征。一般來說，本文所述的BTS校準(zhǔn)程序的一個目的是提供一種利用移動臺處進(jìn)行的位置測量的機(jī)制，所述移動臺用作校準(zhǔn)工具來確定并校準(zhǔn)一個或一個以上基站的位置和時間參考。所述BTS校準(zhǔn)程序被安裝在移動臺中，且執(zhí)行本文所述的操作。
安裝在MS中(42)具體來說，如42處所示，BTS校準(zhǔn)程序通常作為軟件被安裝在移動臺中。BTS校準(zhǔn)程序可為可下載的軟件程序，和/或其可包括嵌入或編程到手持機(jī)或用于存儲指令的任何其它合適系統(tǒng)中的固件。盡管BTS校準(zhǔn)程序通常使用手持機(jī)中的預(yù)存在的系統(tǒng)，例如位置定位系統(tǒng)，但在某些實(shí)施例中，額外的硬件特征對于有效操作來說會是有用的或必要的。
即時操作，可在后臺操作(43)如43處所示，一旦經(jīng)安裝，BTS校準(zhǔn)程序可即時操作，受下文討論的用戶控制。此外，考慮到保密問題(例如下文所討論)，校準(zhǔn)程序可在移動臺被加電的任何時候在后臺操作，且因此，在所述實(shí)施例中，用戶不知道其操作。舉例來說，用戶可在執(zhí)行校準(zhǔn)時進(jìn)行呼叫且下載其它信息。
激勵計劃(44)在一個實(shí)施例中，用戶可被登記在如44所示的激勵計劃中。舉例來說，授權(quán)BTSCS或例如MPC的移動服務(wù)管理器來利用移動裝置進(jìn)行基站校準(zhǔn)的用戶可被授予財務(wù)信用或其它財務(wù)補(bǔ)償、用于未來服務(wù)的信用或交換的額外服務(wù)以允許BTSCS使用由移動臺提供的位置相關(guān)信息?？膳渲糜糜谘a(bǔ)償?shù)娜魏魏线m的基礎(chǔ)例如，可基于每次使用、基于每次會話或基于統(tǒng)一費(fèi)用來補(bǔ)償用戶。
保密問題(45、46、47)預(yù)期(盡管并非所需)BTS校準(zhǔn)程序防止BTSCS進(jìn)行不受限的存取；具體來說，可如45處所示限制存取。可實(shí)施允許手持機(jī)僅以46處所示的受控的、安全的方式且如47處所示得到用戶的同意的情況下用于校準(zhǔn)目的的特征?？梢匀魏芜m當(dāng)?shù)姆绞将@得此同意，例如，其可被預(yù)先授權(quán)，且一旦經(jīng)授權(quán)，可在手持機(jī)用戶不主動參與的情況下在后臺完成位置確定?？衫缃?jīng)過特定的一段時間(例如10天或30天)，或僅對于一特定的會話(或多個會話)，或當(dāng)用戶訂購服務(wù)時獲得預(yù)先授權(quán)。
可以各種方式中的任一種實(shí)施授權(quán)一般來說，存在存儲在移動臺和/或駐留在服務(wù)提供者的網(wǎng)絡(luò)中的私人代理服務(wù)器中的某些保密信息(設(shè)定)，所述信息指示用戶允許通過網(wǎng)絡(luò)將移動臺用作校準(zhǔn)裝置的意愿。此信息還可指示可用于揭露用戶身份和位置信息的規(guī)則。舉例來說，用戶可能希望被告知BTSCS或任何其它實(shí)體請求位置相關(guān)信息的每個情況。舉例來說，可在軟件或硬件中設(shè)定保密標(biāo)志，且用戶將根據(jù)是否被提供授權(quán)，經(jīng)由任何合適的界面來改變所述標(biāo)志(例如，經(jīng)由下拉菜單進(jìn)行選擇)。在另一實(shí)例中，當(dāng)可將移動裝置用作校準(zhǔn)工具時，保密信息可指示可允許的頻率、持續(xù)時間和/或時刻。
為了解決保密問題，校準(zhǔn)程序可在后臺以安全方式運(yùn)行，以防止未授權(quán)的截取。如46處所示的安全操作的一個目標(biāo)是避免揭露手持機(jī)用戶的身份，且尤其避免在將手持機(jī)用于校準(zhǔn)目的時使用戶與位置相關(guān)聯(lián)。為了這些目的，校準(zhǔn)程序可禁止傳輸手持機(jī)用戶的身份、移動臺的電子身份到BTSCS，并禁止將任何其它識別信息(非位置定位信息)傳輸?shù)紹TSCS?；蛘撸墒褂萌魏魏线m的加密系統(tǒng)對信息進(jìn)行加密。
與BTSCS通信(48)如48處所示，BTS校準(zhǔn)程序還與BTSCS 19通信。舉例來說，啟用校準(zhǔn)的移動臺(具有操作的BTS校準(zhǔn)程序的移動臺被稱作“啟用校準(zhǔn)的”)可與和BTSCS網(wǎng)絡(luò)連接的基站通信；因此，校準(zhǔn)程序經(jīng)由移動臺的蜂窩式通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)連接的BTSCS通信。舉例來說，校準(zhǔn)程序可起始移動裝置發(fā)起的呼叫流(如參考圖6更詳細(xì)的描述)，以將所需的信息報告給BTSCS來用于BTS校準(zhǔn)?；蛘?，如參考圖7更詳細(xì)的描述，校準(zhǔn)程序可響應(yīng)于來自BTSCS的網(wǎng)絡(luò)起始的(移動裝置終止的)呼叫流，且將所請求的校準(zhǔn)信息報告回給網(wǎng)絡(luò)。所述BTSCS接著可存儲與位置相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)測量值(在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，這些將包括基站PN代碼和導(dǎo)頻相位殘差)以用于后處理。
與位置定位系統(tǒng)介接(49)如49處所示的BTS校準(zhǔn)程序19可經(jīng)由移動裝置控制系統(tǒng)35(圖3)與位置定位系統(tǒng)34介接。舉例來說，移動臺中的BTS校準(zhǔn)程序可從位置定位系統(tǒng)請求校準(zhǔn)信息(例如PPM和其它位置相關(guān)測量值)，且接著將其提供給BTSCS以用于后處理。如果得不到所請求的校準(zhǔn)信息或所請求的校準(zhǔn)信息不可接受(由于例如較差的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的原因)，那么BTS校準(zhǔn)程序可請求位置定位系統(tǒng)確定移動臺的位置，且還可請求位置定位系統(tǒng)取得與至少一個基站相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)頻相位測量值(PPM)(殘差)。出于節(jié)約時間起見，BTS校準(zhǔn)程序可僅從一個或一個以上由BTSCS指定的目標(biāo)基站請求PPM測量值，而不是從移動臺范圍中的所有基站請求PPM測量值。在選擇PPM測量值的過程中，校準(zhǔn)程序可僅選擇強(qiáng)健(直接)的PPM，其更好地適合于準(zhǔn)確的基站定位和校準(zhǔn)。為選擇優(yōu)良的所需PPM，可將QoS設(shè)定至所需的準(zhǔn)確度閾值(例如，數(shù)米)，或根據(jù)例如信號強(qiáng)度、功率、SNR、SIR等其它參數(shù)設(shè)定QoS。
圖5是校準(zhǔn)基站位置的操作的流程圖。
在50處，用BTS校準(zhǔn)程序?qū)σ唤M移動臺進(jìn)行編程。這些移動臺中的每一者被稱作“啟用校準(zhǔn)的”移動臺。
在51處，在例如可由BTSCS選擇的目標(biāo)基站與啟用校準(zhǔn)的移動臺中的至少一者之間建立通信。應(yīng)注意，在任何時刻，在目標(biāo)基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)可能存在一個以上啟用校準(zhǔn)的移動臺，且可在這些啟用校準(zhǔn)的移動臺中的每一者中重復(fù)圖5的操作。此外，應(yīng)注意，提供校準(zhǔn)信息的確切時間并不與基站的位置相關(guān)；因此，可在不同的位置多次使用移動的移動臺來在所述多個位置中的每一者處提供校準(zhǔn)信息。來自多個地域上不同的位置的信息有用于確定基站位置。
在52處，請求校準(zhǔn)信息。可以多種方式中的任一種方式產(chǎn)生請求；例如可由BTSCS19請求校準(zhǔn)信息，或可由BTS校準(zhǔn)程序請求校準(zhǔn)信息。舉例來說，可對BTS校準(zhǔn)程序進(jìn)行編程以在發(fā)生特定事件時傳輸校準(zhǔn)信息。舉例來說，一個這種特定事件可能與和目標(biāo)基站通信或在與目標(biāo)基站通信時響應(yīng)于不相關(guān)的定位事件的移動臺相關(guān)。校準(zhǔn)信息可與可由BTSCS選擇(提供給移動臺)的特定目標(biāo)基站相關(guān)，校準(zhǔn)信息可與一個或一個以上目標(biāo)基站相關(guān)，或校準(zhǔn)信息可與特定基站范圍內(nèi)的所有移動臺相關(guān)，或校準(zhǔn)信息可與符合特定標(biāo)準(zhǔn)(例如，可由BTSCS預(yù)定或確立)的移動臺相關(guān)。
在53處，校驗保密信息以確定移動臺是否經(jīng)授權(quán)來傳送校準(zhǔn)信息。此步驟可采取各種形式；例如，可在與BTSCS開始通信之前由校準(zhǔn)程序校驗保密標(biāo)志。在一個實(shí)例中，可在軟件或硬件中設(shè)定保密標(biāo)志，且用戶將依據(jù)是否已提供授權(quán)，經(jīng)由任何合適的界面(例如，經(jīng)由下拉菜單進(jìn)行選擇)來改變所述標(biāo)志。
在53a處，如果沒有給予授權(quán)，那么如53b處所示，退出操作，且不允許與BTSCS或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校準(zhǔn)信息的通信。然而，如果給予授權(quán)，那么操作將進(jìn)行到下一步驟54。
在54處，確定移動臺的位置。如果最近已進(jìn)行位置測量，那么此信息可能已經(jīng)可用；如果沒有，那么BTS校準(zhǔn)程序請求移動臺通過任何合適方法(例如通過衛(wèi)星、蜂窩式網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)或其組合)確定其位置。
在55處，在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，確定從至少一個基站到移動臺的PPM。如果最近已使用PPM測量值進(jìn)行位置測量，那么此相移信息可能已經(jīng)可用；如果沒有，那么BTS校準(zhǔn)程序請求移動臺確定此信息。為節(jié)省時間，BTS校準(zhǔn)程序可僅從由BTSCS指定的一個或一個以上目標(biāo)基站請求PPM測量值，而不是從移動臺范圍中的所有基站請求PPM測量值。在選擇PPM測量值時，校準(zhǔn)程序可僅選擇較強(qiáng)(直接)的PPM，其較好地適于準(zhǔn)確的基站定位和校準(zhǔn)。為選擇優(yōu)良的PPM，可將QoS設(shè)定為期望的準(zhǔn)確度閾值(例如，數(shù)米)或根據(jù)例如信號強(qiáng)度、功率、SNR、SIR等其它參數(shù)來設(shè)定QoS。為確保位置信息精確對應(yīng)于PPM測量值，如果不是與位置定點(diǎn)同時進(jìn)行，那么應(yīng)在時間上靠近地進(jìn)行PPM測量。在MS輔助模式中，可由PDE確定位置信息。
在56處，將校準(zhǔn)信息從移動臺傳輸?shù)紹TSCS。在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，此校準(zhǔn)信息包括至少移動臺的位置信息、PN代碼和來自一個或一個以上基站的PPM測量值，這些信息可用于確定從目標(biāo)基站到移動臺的距離。在MS輔助模式中，可將校準(zhǔn)信息從PDE傳輸?shù)紹TSCS。
在57處，響應(yīng)于校準(zhǔn)信息，計算從移動臺到基站的距離。如果多個移動臺正提供校準(zhǔn)信息，且/或如果多個位置已由單個移動臺報告，那么也可計算目標(biāo)基站的位置。大體來說，一旦隨著時間且在裝置上已接收或累積足夠數(shù)目的測量值，那么就可確定基站的位置和/或計時信息。
在58處，咨詢基站歷書關(guān)于基站的位置信息，所述基站與移動臺的距離和/或位置已在先前的步驟57中計算出。接著針對與所計算信息的一致性而檢查歷書信息?？舍槍μ囟ǖ哪繕?biāo)基站執(zhí)行一致性校驗。
在59處，響應(yīng)于歷書與計算出的信息之間的一致性，可更新基站歷書中的基站位置。其實(shí)際是否被更新取決于許多因素，且在對例如通過在一段時間中的多個一致測量和/或從許多不同移動臺計算出的基站到啟用校準(zhǔn)的移動臺的距離和/或位置的準(zhǔn)確性沒有高度保證的情況下，通常將不會更新歷書信息。
最終應(yīng)注意，只要存在報告校準(zhǔn)測量值的手持機(jī)，那么BTS定位和校準(zhǔn)就可為即時過程。還應(yīng)了解，可在啟用校準(zhǔn)的移動臺中執(zhí)行步驟56和57，借此被傳輸?shù)紹TSCS的校準(zhǔn)信息也可能包括從移動臺到目標(biāo)基站的距離測量值的誤差。
圖6是移動裝置發(fā)起的基于MS(或自主的)校準(zhǔn)過程的實(shí)例的流程圖。在一個實(shí)例中，一旦校準(zhǔn)程序確定目標(biāo)基站在基站鄰居列表中，移動臺就可起始移動裝置發(fā)起的校準(zhǔn)過程。在61處，移動臺起始通信，且接著在62處建立雙向通信。在63處，MS詢問BTSCS是否可提供校準(zhǔn)信息，且如果BTSCS發(fā)送其就緒信號，那么在64處確定MS的位置并進(jìn)行校準(zhǔn)(PPM)測量。在65處，將MS位置信息傳輸?shù)紹TSCS，且在66處，將校準(zhǔn)(PPM)測量值傳輸?shù)紹TSCS。在68處，關(guān)閉MS與基站10之間的通信，這在出于發(fā)送校準(zhǔn)信息的目的而建立專用基站校準(zhǔn)會話的情況中是尤其有用的，且所述目的現(xiàn)已被滿足。
圖7是移動裝置終止的基于MS(或自主的)校準(zhǔn)過程的實(shí)例的流程圖，其與圖6的不同之處在于校準(zhǔn)請求發(fā)起于BTSCS中。在71處，建立雙向通信。在72處，BTSCS19從MS 14請求校準(zhǔn)信息。在73處，確定MS的位置并進(jìn)行PPM測量。在74處，將MS位置信息傳輸?shù)紹TSCS，且在75處，將PPM測量值傳輸?shù)紹TSCS。在一個實(shí)例中，可組合步驟74與75。在76處，關(guān)閉MS與基站10之間的通信，這對于例如出于校準(zhǔn)目的而建立專用連接的情況會是有用的。
盡管已用某一程度的特殊性描述和說明了本發(fā)明，但應(yīng)了解，僅以實(shí)例的方式完成本揭示案，且如文中所主張，可在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的情況下采取各部分的組合和配置方面的多種改變。
權(quán)利要求
1.一種在一包括與一個或一個以上基站通信的復(fù)數(shù)個移動臺的無線通信網(wǎng)絡(luò)中確定一基站的一位置的方法，其包含a.用一BTS校準(zhǔn)程序?qū)σ唤M移動臺編程，從而提供復(fù)數(shù)個啟用校準(zhǔn)的移動臺；b.提供一與所述基站網(wǎng)絡(luò)連接的BTS校準(zhǔn)服務(wù)器；c.從與一基站通信的所述啟用校準(zhǔn)的移動臺中的至少一者請求校準(zhǔn)信息；d.確定與所述基站通信的所述啟用校準(zhǔn)的移動臺的一位置；e.接收一從所述基站到與所述基站通信的所述移動臺的信號；f.將指示所述位置和所述信號的校準(zhǔn)信息從所述移動臺傳輸?shù)剿鯞TS校準(zhǔn)服務(wù)器；和g.在所述BTS服務(wù)器中，將所述校準(zhǔn)信息與和所述基站相關(guān)聯(lián)的基站歷書信息進(jìn)行比較，并對其作出響應(yīng)來校準(zhǔn)所述基站的所述位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含一步驟確定所述移動臺是否被授權(quán)傳送校準(zhǔn)信息，如果沒有授權(quán)，那么就在傳輸校準(zhǔn)信息之前退出操作，否則完成操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中每一移動臺具有一用戶，且其中所述啟用校準(zhǔn)的移動電話的所述用戶利用所述BTS校準(zhǔn)程序產(chǎn)生保密設(shè)定，以指示提供校準(zhǔn)信息的授權(quán)，且所述確定所述移動臺是否被授權(quán)傳送校準(zhǔn)信息的步驟進(jìn)一步包含校驗所述保密設(shè)定以驗證所述移動臺被授權(quán)提供校準(zhǔn)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每一移動臺具有一用戶，且其中所述用一校準(zhǔn)程序?qū)σ唤M移動臺編程的步驟包含獲得所述組移動電話的所述用戶的同意，并接著將所述BTS校準(zhǔn)程序下載到所述組移動電話中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述獲得所述用戶的同意的步驟進(jìn)一步包含產(chǎn)生保密設(shè)定以指示提供校準(zhǔn)信息的授權(quán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在當(dāng)與所述基站通信時由所述BTS校準(zhǔn)軟件起始所述請求校準(zhǔn)信息的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述請求校準(zhǔn)信息的步驟包含從所述BTS校準(zhǔn)服務(wù)器傳送到所述啟用軟件的移動臺中的至少一者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述BTSCS選擇一目標(biāo)基站，所述請求校準(zhǔn)信息的步驟包含從所述BTS校準(zhǔn)服務(wù)器傳送到與所述目標(biāo)基站通信的所述啟用校準(zhǔn)的移動臺中的至少一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動臺具有全球衛(wèi)星接收器，且根據(jù)所述移動臺從全球衛(wèi)星接收到的信號來確定所述移動臺的所述位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過來自具有已知位置的基站的每一移動臺的高級前向鏈路三角測量(AFLT)來確定所述移動臺的所述位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動臺包含包括全球衛(wèi)星接收器的混合電話手持機(jī)，根據(jù)所述移動臺從全球衛(wèi)星接收到的信號來確定所述移動臺的所述位置，且使用到達(dá)的時間差根據(jù)所述移動臺的所述位置來確定所述基站的所述位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中使用高級前向鏈路三角測量(AFLT)來提供所述到達(dá)的時間差。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動臺包含包括全球衛(wèi)星接收器的混合電話手持機(jī)，根據(jù)所述移動臺從全球衛(wèi)星接收到的信號來確定所述移動臺的所述位置，所述基站包含至少一個無線LAN基站，且使用無線LAN信號根據(jù)與所述無線LAN基站通信的所述移動臺的所述位置來確定所述無線LAN基站的所述位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線LAN基站包含一WiFi接入點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接收一從所述基站到所述移動臺的信號的步驟包括測量所述基站與所述移動臺之間傳輸?shù)乃鲂盘柕男盘柭窂窖舆t，以確定所述基站與所述移動臺之間的距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收一信號的步驟包含使用TDOA系統(tǒng)測量所述信號的所述到達(dá)的時間差。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述測量所述到達(dá)的時間差的步驟包含使用一AFLT系統(tǒng)測量一相移。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收一信號的步驟包含使用一TOA系統(tǒng)測量所述信號的所述到達(dá)的時間。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收一信號的步驟包含測量所述基站與所述移動臺之間所述信號的往返行程延遲。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述比較所述校準(zhǔn)信息的步驟包含計算一從所述移動臺到所述基站的距離。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述比較所述校準(zhǔn)信息的步驟包含確定從所述移動臺到所述基站的所述距離中的一誤差。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校準(zhǔn)所述基站的所述位置的步驟包含更新與所述基站相關(guān)聯(lián)的歷書信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將根據(jù)所述移動臺的所述位置確定的所述基站天線的所述位置與所述基站的包含在一基站歷書中的一位置進(jìn)行比較，以便驗證所述基站的包含在所述基站歷書中的所述位置。
24.一種無線通信網(wǎng)絡(luò)，其包含a.復(fù)數(shù)個基站，每一基站具有一唯一的位置；b.一BTS校準(zhǔn)服務(wù)器，其與所述復(fù)數(shù)個基站網(wǎng)絡(luò)連接；c.復(fù)數(shù)個啟用校準(zhǔn)的移動臺，其以無線方式與所述基站中的至少一者通信，所述啟用校準(zhǔn)的移動臺中的每一者具有一BTS校準(zhǔn)程序和一位置定位系統(tǒng)以便確定其位置，且具有一用于接收一從所述基站到所述移動臺的信號的構(gòu)件；d.用于從與一基站通信的所述啟用校準(zhǔn)的移動臺中的至少一者請求校準(zhǔn)信息的構(gòu)件；e.用于將指示所述位置和所述信號的校準(zhǔn)信息從所述移動臺傳輸?shù)剿鯞TS校準(zhǔn)服務(wù)器的構(gòu)件；f.一基站歷書，其與所述復(fù)數(shù)個基站和所述BTS校準(zhǔn)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接；和g.在所述BTS校準(zhǔn)服務(wù)器中，用于計算一從所述移動臺到所述基站的距離、將所述距離與和所述基站相關(guān)聯(lián)的基站歷書信息進(jìn)行比較、并對其作出響應(yīng)來校準(zhǔn)所述基站的所述位置的構(gòu)件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其進(jìn)一步包含用于確定所述移動臺是否被授權(quán)傳送校準(zhǔn)信息的構(gòu)件。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述BTS校準(zhǔn)程序提供存儲在所述移動臺中的保密設(shè)定，以指示提供校準(zhǔn)信息的授權(quán)，且所述用于確定所述移動臺是否被授權(quán)傳送校準(zhǔn)信息的構(gòu)件進(jìn)一步包含校驗所述保密設(shè)定以驗證所述移動臺被授權(quán)提供校準(zhǔn)信息。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述位置定位系統(tǒng)包含一用于測量距離的TDOA系統(tǒng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述位置定位系統(tǒng)包含一用于測量距離的RTD系統(tǒng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述位置定位系統(tǒng)包含一用于測量距離的TOA系統(tǒng)。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述移動臺中的所述位置定位系統(tǒng)包括全球衛(wèi)星接收器，使得所述移動臺的所述位置可根據(jù)所述移動臺從全球衛(wèi)星接收到的信號來確定。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述移動臺中的所述位置定位系統(tǒng)包括一高級前向鏈路三角測量(AFLT)系統(tǒng)，其確定來自具有已知位置的基站的所述移動臺的所述位置。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述移動臺包含包括全球衛(wèi)星接收器和AFLT系統(tǒng)的混合電話手持機(jī)。
33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述用于校準(zhǔn)所述基站的所述位置的構(gòu)件包含用于更新與所述基站相關(guān)聯(lián)的歷書信息的構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在一包括與基站通信的一移動臺的無線通信網(wǎng)絡(luò)中確定一基站的一位置的方法和設(shè)備。一BTS校準(zhǔn)服務(wù)器與所述基站網(wǎng)絡(luò)連接。一BTS校準(zhǔn)程序被編程到具有位置定位能力的一組移動臺中。通過使用所述BTS校準(zhǔn)程序，可由所述BTS校準(zhǔn)服務(wù)器請求校準(zhǔn)信息，或可由所述移動臺起始一會話。所述BTS校準(zhǔn)程序還提供保密特征，其允許所述移動臺的用戶防止將其用于基站定位。如果被授權(quán)，那么所述BTS校準(zhǔn)程序就確定所述移動臺的所述位置，并將例如位置和基站相位測量的校準(zhǔn)信息提供到所述服務(wù)器。所述校準(zhǔn)信息可用于校準(zhǔn)基站歷書。
文檔編號H04W24/02GK101032176SQ200580027622
公開日2007年9月5日 申請日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者利奧尼德·謝恩布拉特, 托馬斯·拉佩 申請人:高通股份有限公司