[發(fā)明專利]估算無線移動裝置相對于一個或一個以上基站的位置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210053544.5
• 申請日: 2004-08-24
• 公開（公告）號: CN102685884A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 羅蘭·里克
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王允方

本申請是國際申請日為2004年8月24日，國際申請?zhí)枮镻CT/US2004/027505，發(fā)明名稱為“估算無線移動裝置相對于一個或一個以上基站的位置”的PCT申請進入中國國家階段申請?zhí)枮?00480034373.5的專利申請的分案申請。

技術領域

本申請案涉及無線通信系統(tǒng)，且更確切地說涉及估算此種系統(tǒng)中的無線移動裝置的位置。

背景技術

判定例如蜂窩電話、PDA、膝上型計算機或類似物的無線移動裝置(此處為MS)的位置的需要日益增長。一種方法利用蜂窩電話基站(BTS)所發(fā)射和接收的信號。一種研發(fā)來使用地面BTS檢測MS位置的已知算法稱為高級前向鏈路三角定位法(AFLT)。為了使用AFLT檢測MS位置，需要無線網絡中的BTS位置、來自BTS的信號發(fā)射時間和信號到MS的到達時間。常規(guī)的AFLT算法需要MS與至少三個BTS通信以便檢測其位置。

如果MS位于少于三個BTS的覆蓋區(qū)域中，則通常估算MS位置。一種估算方法估算MS的位置是在MS可與之通信的BTS中的一個或一個以上BTS的“中心”處。例如，如果MS僅可與一個BTS通信，則所述位置估算為覆蓋區(qū)域的中心。覆蓋區(qū)域的“中心”通常理解為是指MS于其處可相對于所述MS與之通信的BTS進行有效操作的所有可能位置的平均位置。如果MS可與兩個BTS通信，則其位置可估算為由兩個BTS中的最強者所覆蓋的區(qū)域的中心，或通過取所述兩個BTS所覆蓋的區(qū)域的加權平均值來判定的位置。

應注意，由于多種原因，典型BTS覆蓋區(qū)域的形狀可能并非完美的圓形。地形特征，例如山脈、山丘、建筑物、水團及類似特征會影響從BTS輻射的無線電波的發(fā)射特性，從而導致不規(guī)則的覆蓋區(qū)域。大氣和其他因素也可能影響B(tài)TS所發(fā)送和接收的無線電信號的輻射圖案。

另外，通常每個BTS具有復數個發(fā)射機，所述發(fā)射機向環(huán)繞所述BTS的分成扇區(qū)的區(qū)域進行無線電廣播。例如，一具有三個扇區(qū)的BTS可向圍繞所述BTS的各個120°區(qū)域進行無線電廣播。這些扇區(qū)內的無線電信號也可能受到上述各種地形、大氣和其他因素的影響，從而影響每個扇區(qū)的地理覆蓋區(qū)域。此外，所述扇區(qū)天線本身大體上為定向天線。因此，通常扇區(qū)天線后部上的信號強度顯著地小于扇區(qū)天線前部上的信號強度。

由于特定BTS或其扇區(qū)的覆蓋區(qū)域通常并不對稱，所以覆蓋區(qū)域的“中心”往往與BTS的位置不符(盡管有時也會碰巧相符)。可以看出，BTS扇區(qū)的覆蓋區(qū)域的“中心”可能與BTS的位置有一定距離。

發(fā)明內容

用來估算一具有復數個BTS的通信系統(tǒng)中的MS位置的第一方法包括判定其中MS僅可與所述BTS中的一個BTS進行通信的區(qū)域。計算所述區(qū)域內的平均位置并將其用作估算。第二方法包括判定一區(qū)域，在所述區(qū)域中MS位于所述BTS中的兩個的重疊覆蓋區(qū)域內。判定一距離點軌跡，在所述軌跡上，MS從所述BTS中的每個接收到的信號的相對到達時間差為恒定的。判定一點，在所述點上，一具有根據MS處BTS中的一個的第一扇區(qū)與第二扇區(qū)之間的相對信號功率的角θ的線與所述軌跡相交，并將所述點用作MS位置的估算。

附圖說明

圖1為帶有重疊覆蓋區(qū)域的無線網絡中的一對BTS的簡化平面圖。

圖2為圖1中無線網絡的BTS中的一個的更詳細的平面圖。

圖3為因一MS與一個、兩個、三個或多于四個BTS進行通信而產生的概率分布函數的圖表，所述函數是作為與發(fā)射最強接收功率的BTS的距離的函數。

圖4部分地展示一MS相對于圖1中無線網絡的兩個BTS的位置。

在圖示的各圖中，相同的參考數字用以指代相同或相似的部件。

具體實施方式

通信系統(tǒng)通常包括MS和BTS網絡。“BTS”是指任何在發(fā)射時已知其位置的發(fā)射機/接收機。例如，BTS可包括無線網絡的發(fā)射塔或其他無線發(fā)射機或基礎設施。

在一個實施例中，如果MS位于僅一個BTS的覆蓋區(qū)域內，且因此只能與所述BTS通信，則其位置可估算為位于其中其僅可與所述BTS通信的BTS覆蓋區(qū)域部分的“中心”。其可僅與所述BTS進行通信的BTS覆蓋區(qū)域部分的“中心”用來指MS可僅同與之通信的BTS(而非其他BTS)進行有效通信的所有可能位置中的一特定位置。更確切地說，如果MS僅能夠與一個BTS進行通信，則MS是位于所述BTS的覆蓋區(qū)域內，且位于所述BTS與其他任何BTS的任何重疊覆蓋區(qū)域之外。參看圖1，舉例而言，如果MS僅能與無線網絡10的BTS?20進行通信，則MS是位于覆蓋區(qū)域25內而位于重疊區(qū)域40之外。