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 來自該移動(dòng)終端或來自服務(wù)中心或來自授權(quán)操作者的一個(gè)定位請求而要定位該移動(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)終端交換信息的無線基站(服務(wù)站)的標(biāo)識(shí)符，-由移動(dòng)終端測量的電磁場值，-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)，例如來自于移動(dòng)終端本身和/或來 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) 的操作者的位置請求來識(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測量值)與包含在基 準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(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)終端測量的測量值最接近的值。已知系統(tǒng)和方法的典型問題與如下事實(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)資源最好被用來處理語音和/或數(shù)據(jù)電話業(yè)務(wù)。
為了克服上述問題，按照這樣一種方式來構(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)于用戶或操作者來說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)于用戶或操作者來說，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)場合可用的參數(shù)的可靠性。通過如權(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)方法來實(shí)現(xiàn)所述 目的。特別的，通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及其相應(yīng)方法來實(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)施例的如下說明中變得更加顯而易見，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RF電路22來測量一個(gè)確定數(shù)目 的頻率信道內(nèi)的電磁場值(RF測量值)，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測量，并且能夠向SIM27本身轉(zhuǎn)發(fā)所獲得的測量值和/或參數(shù)，并且它例如能夠以 SMS (短消息)的形式把測量值和/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，該過程開始于如此接收的
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測量值和相應(yīng)小 區(qū)代碼的步驟(獲取RF測量值)245以及向MLC中心15發(fā)射一則包含位置請求、小區(qū)碼和 RF測量值的SMS消息的步驟(發(fā)射RF測量值)250。MLC中心15將繼續(xù)定位終端12，這將被隨后詳細(xì)描述，該過程開始于如此接收的
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)射一則包含位置請求、小區(qū)碼和RF測量值的第一SMS消息的步 驟(發(fā)射RF測量值)270;-按照終端12和服務(wù)站BTS16之間的已知信息交換來獲取參數(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，該過程 開始于如此用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 量值和/或參數(shù)在內(nèi)的SMS消息。一般來說，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，MLC中心15能夠識(shí)別終端12的 位置并且能夠例如通過網(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(數(shù)據(jù)庫)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)人員來說很顯然的，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數(shù)據(jù)庫的一個(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)人員來說很顯然的， 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)人員來說很顯然的，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)場合由各個(gè)定位引擎來確定，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)庫中的一個(gè)值之 外，還可以具有一個(gè)給出特定定位請求的被動(dòng)態(tài)計(jì)算的值。“小區(qū)質(zhì)心"的計(jì)算相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說被認(rèn)為是一種新類型，通過執(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)庫中存在的信息，按照如下方式來計(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表示在場測量值基礎(chǔ)上用實(shí)驗(yàn)獲得的比1小的數(shù)字系數(shù)；K2表示在場測量值基礎(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，所述定位請求包含只與終端12做出的RF測量值有關(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 下方式來執(zhí)行之-基于存在于MLC中心15的數(shù)據(jù)庫中關(guān)于服務(wù)小區(qū)的信息來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)庫中關(guān)于相鄰小區(qū)的信息來確定離被監(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的測量記錄中的RF 測量值，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
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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)射的測量值和參數(shù)來識(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，以及場測量值按照儲(chǔ)存在 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中的信息是可預(yù)測的。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)來確定一個(gè)幾何圖，例如包含所述BTS站的邊長為"X"的矩 形，所述BTS站的RF測量值已被接收并被使用；-作為邊長〃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"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)定位測量值而被確定，即，正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很顯然 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測量值和參數(shù)TA有關(guān)的信息 的定位請求來識(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)庫中并且與服務(wù)小區(qū)有關(guān)的信息來把構(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)來計(jì)算定
位精確度eTA。
這種簡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 過協(xié)調(diào)模塊來核實(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)人員來說很顯然的，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)信息沒有到達(dá)那樣進(jìn)行操作，來按順序激活位置和 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)庫中的信息質(zhì)量來定 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)上面說明書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)處理過程來確定所述移動(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)處理過程來確定所述移動(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 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使用識(shí)別代碼確定小區(qū)質(zhì)心位置來識(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測量值的核實(shí)信息來識(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測量值和參數(shù)(TA)的核實(shí)信息 來識(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) 處理過程來確定移動(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使用識(shí)別代碼確定小區(qū)質(zhì)心位置來識(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測量 值的核實(shí)信息來識(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測量 值和參數(shù)(TA)的核實(shí)信息來識(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定位移動(dòng)終端(12)。系統(tǒng)(10)及其相應(yīng)方法允許通過MLC中心(15)來在多個(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
公開日2010年12月8日 申請日期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 申請人:意大利電信股份公司