[發明專利]一種利用基站定位的方法

無效

• 申請號: 201310167210.5
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104066171A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 陳修德;王淑芬;柯嘉惠
• 申請（專利權）人: 財團法人電信技術中心
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發明關于一種定位方法，特別是關于一種利用基站定位的方法。

背景技術

近年來，隨著無線傳輸技術的多樣化與普及化，定位的方式也變得多元，而不再局限于傳統的GPS(Global Positioning System)全球衛星定位法。目前其他常見的定位方法包含移動通訊網絡基站定位法(簡稱基站定位法)、WIFI熱點定位法以及RFID感測器定位法，其中各種定位法的精準度及涵蓋范圍，均有所不同，而有其不同的應用。

以RFID感測器定位法而言，單一感測器的涵蓋范圍隨著使用頻段的不同而有所區別，一般介于數十厘米至數米之內，因此其涵蓋范圍相對狹窄，但精準度也最高；若要擴大其涵蓋范圍，則須以相當高的密度，布建RFID感測器，因此該定位方式局限于室內，可應用于人員進入特定建筑物的定位與監控。WIFI熱點定位，是利用無線網絡中的路由器，來達到定位的功能，單一路由器的涵蓋范圍，大約在200米左右，因此其精準度約略也在此一范圍；WIFI熱點定位，已可將定位的范圍，由室內延伸至室外，但仍無法完全避免涵蓋的死角，另一個更嚴重的缺陷，在于此技術較為耗電，因此，此技術無法支援長時間連續性的定位。GPS定位法，在涵蓋范圍方面，幾乎沒有任何限制，其精準度也可達到數米，其主要缺陷在于涵蓋死角，例如在室內或建筑物密集的都會區，定位裝置可能無法與衛星建立連線，而導致定位失效；GPS定位的其他缺陷，尚包含耗電以及開機后，第一次取得定位信息較為耗時。

隨著無線電話的普及，無線通訊網絡基站的數量及密度越來越高，基站涵蓋的范圍越來越廣，且涵蓋死角越來越少，利用基站定位無線通訊系統中的通訊裝置變得可行。基站定位具有涵蓋范圍大、涵蓋死角較少、耗電量可接受等優點，其缺陷主要在于精準度；單一基站的涵蓋范圍，可能廣達數十公里，因此若利用基站定位，除基站的座標外，尚需其他輔助信息，以估算定位裝置與基站間的距離。

在一無線通訊網絡中，每一基站可能包含多個小區(Cells)，其數量取決于每一小區天線可涵蓋的角度，以及區域內的用戶數；一常見的組態，為一基站包含三個小區，每一小區涵蓋120°的范圍，但亦有基站僅有單一小區，該單一小區涵蓋360°的范圍；在另一極端的組態，區域內的用戶密度較高，因此單一基站包含六個小區，每一小區仍涵蓋120°的范圍(有重復覆蓋的狀況)。目前利用基站定位的方法，大致可區分為單一基站定位與多基站定位；在一無線通訊網絡中，一通訊裝置可能會偵測到多個可提供通訊服務的小區，隨著這些小區與該通訊裝置距離的不同、實際環境的差異(例如有無受到遮蔽、天候)、以及每一小區不同的負載狀況(用戶的多少)，該通訊裝置會服務于單一小區(稱作Serving Cell)，該服務小區為提供該通訊裝置通訊服務(語音、數據等)的小區，而在同一時間，可提供該通訊裝置通訊服務的其他小區(但該通訊裝置沒有實際服務于其上)，則稱為鄰近小區(Neighborhood Cells)。單一基站定位，多利用一通訊裝置服務的小區信息(座標、與該通訊裝置的距離等)，計算出該通訊裝置的可能范圍；為提升定位的精準度，則有多基站定位技術的出現，圖1即例示一種常見的多基站定位法，其使用三個小區(圖1中的101、102及103)的信息，利用三個小區所屬的基站座標，以及一通訊裝置100與不同基站間的估算距離，分別劃分出多個該通訊裝置的可能位置，再以幾何交集的方式，定出一較精準的通訊裝置位置。在圖1的范例中，亦可能使用一加權比重運算法，賦予每一小區座標不同的權值，最后依各加權后座標的總和，估算該通訊裝置的位置。多基站定位所需的各小區信息，由該通訊裝置搜集，若定位的運算是由一服務器執行，該服務器可通過該通訊裝置或該通訊裝置的服務小區取得所需信息。

除了一般的通訊裝置外(例如移動電話)，亦可設計專門用于基站定位的定位裝置，該裝置只要具有移動電話業者所提供的用戶識別模塊(一般是插入SIM卡)，即可在該移動電話業者的無線通訊網絡中，利用基站定位。在本說明書中，一般的移動裝置與專門用于基站定位的定位裝置，合稱為定位通訊裝置。

利用多基站信息，以上述加權比重運算法估計定位通訊裝置位置，仍面臨許多技術上的難題，其主要在于在定位通訊裝置或其服務小區所提供的各種數據信息中，要依據何種信息，以何種方式，來賦予每一小區座標不同的權值，使得該加權運算，一方面能提供較精準的定位估算，一方面不致受到因環境變化產生的極端數據影響，過度評價或評價不足某些座標，以至于結果不可預期，意即估算定位通訊裝置的演算法，必須兼顧精準性與穩定性，在兩者間取得一平衡。

發明內容