專利名稱：用于確定移動通信網(wǎng)絡中終端設備的位置的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的位置的改進方法和裝置。
背景技術：
確定用戶設備的位置的能力是現(xiàn)代移動無線網(wǎng)絡的重要特性。在此上下 文中，用戶設備可以是移動電話，不過尤其還可以是安裝有在移動無線網(wǎng)絡 中用于發(fā)送和接收的裝置的任何計算機。各種位置確定方法是可用的。在簡單的小區(qū)定位的情況下，用戶設備在其上運行的無線小區(qū)的位置被 確定。精確性取決于無線小區(qū)的大小和形狀。無線小區(qū)越小，實際的位置與 所確定的位置將更精確地 一 致。利用所謂的TDOA方法(TDOA為到達時間差)，基于用戶設備發(fā)送 的信號到達多個不同接收機上的接收時間之間的差值，確定移動無線網(wǎng)絡中 該用戶設備的位置。利用在已知位置的兩個接收機，可能的發(fā)射機位置被設 置在雙曲面上。如果第三接收機存在，那么可能的位置被設置在由兩個雙曲 面的交點形成的曲線上。精確的位置確定需要至少四個接收機。然而，TDOA方法的一個缺點是定位不夠精確，這可以從接收機和/或 發(fā)射機的布局、接收機系統(tǒng)的時間測量結(jié)果、接收機系統(tǒng)的同步或者所發(fā)送 的脈沖的帶寬中找到可能的原因。為了確定用戶設備的位置，所謂的E-OTD方法使用已存在的GSM基礎 設施。通過穿過三個基站的三角測量確定用戶設備的位置，其中計算是基于 用戶設備(例如，移動電話)的無線信號到達的時差。這些時差或者從用戶 設備被發(fā)送至網(wǎng)絡以便用于位置確定，或者用戶設備從網(wǎng)絡接收另外的數(shù)據(jù)，并利用此數(shù)據(jù)計算其自身位置。該方法也在建筑物內(nèi)部使用，但與實際位置偏差100米，達不到GPS的精度。另外，用戶設備必須專門適用于 E國OTD。具有相對高的精度的一種方法是所謂的AGPS方法(輔助GPS)。該方 法通過移動無線網(wǎng)絡傳輸臨時數(shù)據(jù)以用于更快的GPS定位。參考移動電話 所使用的無線小區(qū)，移動電話的近似地點為已知。通過測量來自于被設置在 附近的其它移動無線電桿的信號延遲時間，該位置能夠更精確地被確定。為 了精確地計算該地點，需要通過至少三個基站接收。如果僅僅兩個基站來接 收，那么該地點可能被限制到僅僅兩個位置。該信息能夠用于縮小衛(wèi)星信號(可見衛(wèi)星的特征、近似的延遲時間以及 多普勒位移)的搜索范圍，從而加速測量。利用傳統(tǒng)的GPS,接收機有兩個任務。接收機測量信號的到達時間并且 讀取從衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含航道參數(shù)和誤差校正等。在A-GPS的 情況下，基準接收機讀取衛(wèi)星數(shù)據(jù)，該基準接收機以固定方式被設置并且對 天空具有良好的可見度?；鶞式邮諜C的精確的位置數(shù)據(jù)已被測量。因此，移 動接收機僅僅需要測量衛(wèi)星信號的到達時間，這需要低至30 dB的電平。依賴于該位置的實際計算在其上被實施的地點，在基于網(wǎng)絡的方式與基 于終端設備的方式之間存在差別。在基于網(wǎng)絡的A-GPS的情況下，用戶設 備發(fā)送各個衛(wèi)星信號的被測量的信號延遲時間，移動無線網(wǎng)絡中的服務器利 用這些時間計算確切的位置，該位置最終被發(fā)送回用戶設備。在這種情況下， 臨時數(shù)據(jù)不包括搜索區(qū)域的參數(shù)。在基于終端設備的方式的情況下，用戶設 備僅僅接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)，并且在測量之后計算其自身位置。A-GPS方法的一個缺點是移動用戶設備中需要接收機以便用于GPS衛(wèi) 星信號，這產(chǎn)生額外的成本。另一個缺點是在建筑物內(nèi)部，僅僅有非常弱的 GPS信號能被接收到，或者根本接收不到GPS信號。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于定位移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的 方法和系統(tǒng)，即使只有相對不精確的定位方法可用于所述用戶設備自身，本 發(fā)明也允許相對精確的定位。具體地說，本發(fā)明的目的在于允許精確地確定
建筑物內(nèi)部用戶設備的位置，其中例如不可能使用AGPS。
通過根據(jù)獨立權利要求1所述的用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的 位置的方法和根據(jù)獨立權利要求13所述的相應的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā) 明的目的。有利的實施例被限定在從屬權利要求中。
在本發(fā)明的一個實施例中， 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中第 一用戶設備 的絕對位置的方法包括利用第 一位置確定方法確定第二用戶設備的絕對位 置；利用第二位置確定方法確定第一用戶設備的相對位置；以及根據(jù)第二用 戶設備的絕對位置和用戶設備相對于第二用戶設備的相對位置，確定第一用 戶設備的絕對位置。第一位置確定方法和第二位置確定方法是不同的方法。 在另一個實施例中，所述確定第一用戶設備相對于第二用戶設備的相對 位置可包括利用第二位置確定方法確定第一用戶設備的第一絕對臨時位 置；利用第二位置確定方法確定第二用戶設備的第二絕對臨時位置；以及根 據(jù)第一用戶設備的第一絕對臨時位置和第二用戶設備的第二絕對臨時位置， 確定相對位置。
在又一個實施例中，所述第一位置確定方法可允許比第二位置確定方法 更精確地確定絕對位置。AGPS方法可被用作第一位置確定方法。TDOA方 法可被用作第二位置確定方法。
在再一個實施例中， 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的絕對位置 的方法也可包括檢驗是否能利用第 一 方法確定用戶設備的絕對位置。如果 是，則可利用第一位置確定方法確定用戶設備的絕對位置。所述方法可被周 期性地重復。另外，所述方法也可根據(jù)請求被專門執(zhí)行。
在又一個實施例中， 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的位置的方法可另外包括執(zhí)行上述步驟，以用于確定用戶設備相對于多(n)個第二 用戶設備的多(n)個位置；以及根據(jù)多(n)個位置確定用戶設備的位置。 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的絕對位置的系統(tǒng)可包括利用 第一位置確定方法確定第二用戶設備的絕對位置的裝置；利用第二位置確定 方法確定第一用戶設備相對于第二用戶設備的相對位置的裝置；以及根據(jù)第 二用戶設備的絕對位置和用戶設備相對于第二用戶設備的相對位置，確定第 一用戶設備的絕對位置的裝置，其中所述第一位置確定方法和第二位置確定 方法是不同的方法。


參照附圖，本發(fā)明的這些和另外的方面、特性和優(yōu)點被展示在以下對示 例性實施例的詳細描述中。附圖如下
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的方法可被使用的情況的示意表示；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的方法的流程圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的方法的流程圖4示出在一些相鄰設備中根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的方法可被使用 的情況的示意表示；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1提供用戶設備110被布置在建筑物內(nèi)部的情況的示意表示。建筑物 以這樣的方式屏蔽用戶設備110，使得用戶設備110只能不完全地接收或者 根本接收不到衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號。相比而言，相鄰的用戶設備120不被屏 蔽，使得對于其部件來說，用戶設備120能使用衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號以用于
位置確定。
現(xiàn)在，本發(fā)明根本的思想是將相鄰的用戶設備120的定位合并到用戶設 備110的位置確定中，從而用這樣的方式增加用戶設備110的位置確定的精確性。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的絕 對位置的方法200的流程圖。我們假設為結(jié)合圖l所描述的情況。
在步驟210，利用第一位置確定方法測量用戶設備120的第一絕對位置。 第一位置確定方法能夠以衛(wèi)星導航系統(tǒng)為基礎。假設用戶設備120能夠接收 和處理衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號以便提供位置確定。GPS系統(tǒng)能夠被用作衛(wèi)星導 航系統(tǒng)。作為替代，能夠使用伽利略(GALILEO)系統(tǒng)或者混合系統(tǒng)。第 一位置確定方法可以是所謂的AGPS方法(輔助GPS，參看前面)。
在步驟220，利用第二位置確定方法確定第一用戶設備相對于第二用戶 設備的相對位置。在此上下文中，根據(jù)本發(fā)明一個實施例，在利用第二位置 確定方法測量的每種情況下，能夠確定表示相對于作為坐標原點的第一用戶 設備的位置的第二用戶設備的位置的向量。假設第二位置確定方法既能夠為 第一用戶設備執(zhí)行，又能夠為第二用戶設備執(zhí)行，而不考慮第一用戶設備被 布置在建筑物內(nèi)部的事實。在本發(fā)明一個實施例中，第二位置確定方法提供 與第 一位置確定方法相比變差的精確性。TDOA方法可以用作第二位置確定 方法。
在步驟230,根據(jù)第二用戶設備的絕對位置和第一用戶設備相對于第二 用戶設備的相對位置，確定第一用戶設備的絕對位置。
在本發(fā)明一個實施例中，通過利用第二位置確定方法確定第一用戶設備 的第一絕對臨時位置和第二用戶設備的第二絕對臨時位置，能夠確定第一用 戶設備相對于第二用戶設備的相對位置。然后第一用戶設備相對于第二用戶 設備的相對位置作為這兩個臨時位置之間的差值被獲得。然后第一用戶設備 的絕對位置能夠作為第二用戶設備的絕對位置與該相對位置之和被確定。在 向量公式中
本發(fā)明另 一個實施例包含以固定時間間隔重復才艮據(jù)步驟210至步驟230 的位置確定或者僅僅基于特定的請求執(zhí)行步驟210至步驟230。
9圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設 備的絕對位置的方法的流程圖。假設第一位置確定方法比第二位置確定方法
運行地更精確。如果為正在討論中的用戶設備110的位置確定不能找到更好 的選擇，那么就只需要利用圖2的上下文中所描迷的方法。
因此，在步驟310,在使用第一位置確定方法和第二位置確定方法之前， 執(zhí)行測試以便確定第一位置確定方法是否可用于確定用戶設備110的位置。 如果是，那么第一位置確定方法被用在步驟320中，從而確定用戶設備IIO 的位置。
只有在第一位置確定方法不可用于用戶設備110時，結(jié)合圖2所描述的 方法才被用在步驟330、 340和350中。該流程具有的優(yōu)點在于，如果精確 定位還能通過另外的方式被實現(xiàn)，那么可以節(jié)省更昂貴的方法的實施。
圖4提供用戶設備410以與圖1中的情況類似的方式被布置在建筑物內(nèi) 部的另一種情況的表示，其中一些第二用戶設備420、 430和440現(xiàn)可用于 根據(jù)本發(fā)明的位置確定。
以下部分描述結(jié)合圖2所提出的方法如何能夠在圖4所示的情況中被進 一步改進。在此上下文中，再次假設第一位置確定方法不可用于用戶設備 410自身，而是僅僅第二方法可用。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設 備的絕對位置的方法的流程圖，其中考慮到存在一些相鄰的第二用戶設備。 以下段落中相鄰的第二用戶設備的個數(shù)為n。
在步驟510，利用第一位置確定方法為每個相鄰的第二用戶設備520、 530等確定絕對位置a;,其中Hl,...， n。在步驟520,針對每個相鄰的第二 用戶設備520、 530等，利用第二位置確定方法確定第一用戶設備510相對 于各個第二用戶設備的相對位置ri。
在步驟530,根據(jù)結(jié)合圖2所表示的公式，利用絕對位置aj和相對位置 n的組合獲得用戶設備510的n個位置pi,其中一些可以是相同的，而一些 也可以是不同的。最終位置p的確定能通過選擇和/或組合pi來實現(xiàn)。
10例如，使與單個Pi的距離的平方和最小的位置能作為最終位置p被確
定
本發(fā)明所呈現(xiàn)的優(yōu)點在于移動無線系統(tǒng)中用戶設備的位置可以確定，即 使只有相對不精確的定位方法可用于該用戶設備。本發(fā)明的 一 個特另'J的優(yōu),* 是精確地確定建筑物內(nèi)部用戶設備的位置，其中例如不可能使用AGPS。
權利要求
1、一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中第一用戶設備(110)的絕對位置的方法，包括以下步驟利用第一位置確定方法確定至少一個第二用戶設備(120)的絕對位置；利用第二位置確定方法確定所述第一用戶設備(110)相對于所述第二用戶設備(120)的相對位置；根據(jù)所述第二用戶設備(120)的絕對位置和所述第一用戶設備(110)相對于所述第二用戶設備(120)的相對位置，確定所述第一用戶設備(110)的絕對位置，其中所述第一位置確定方法和所述第二位置確定方法是不同的方法。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述確定所述第一用戶設備(110) 相對于所述第二用戶設備(120)的相對位置包括利用所述第二位置確定方法確定所述第一用戶設備(110)的第一絕對 臨時位置；利用所述第二位置確定方法確定所述第二用戶設備(120)的第二絕對 臨時位置；根據(jù)所述第一用戶設備(110)的第一絕對臨時位置和所述第二用戶設 備(120)的第二絕對臨時位置，確定所述相對位置。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中所述第一位置確定方法允許 比所述第二位置確定方法更精確地確定所述絕對位置。
4、 根據(jù)權利要求3所述的方法，其中AGPS方法用作所述第一位置確 定方法。
5、 根據(jù)權利要求3或4所述的方法，其中TDOA方法用作所述第二位置確定方法。
6、 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備(110)的絕對位置的方法， 包括以下步驟測試是否能利用第一方法確定所述用戶設備(U0)的絕對位置；以及 如果是，則利用所述第一方法確定所述用戶設備(110)的絕對位置； 如果否，則利用根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的方法確定所述用戶 設備(110)的絕對位置。
7、 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述方法被周期性 地重復。
8、 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述方法僅根據(jù)請 求被執(zhí)行。
9、 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中第一用戶設備(410)的位置的方法， 具有以下步驟利用根據(jù)權利要求1所述的方法，以用于確定所述第一用戶設備(410) 相對于多(n)個第二用戶設備(420、 430和440)的多(n)個位置；根據(jù)所述第二用戶設備(420、 430和440)的多(n)個位置，確定所 述第一用戶設備(410)的位置。
10、 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中用戶設備的絕對位置的軟件，其中所 述軟件由計算機執(zhí)行，所述軟件實現(xiàn)根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的方 法。
11、 一種數(shù)據(jù)介質(zhì)，其中根據(jù)權利要求10所述的軟件存儲在所述數(shù)據(jù) 介質(zhì)上。
12、 一種用于確定移動無線網(wǎng)絡中第一用戶設備(110)的絕對位置的 系統(tǒng)，包括利用第一位置確定方法確定至少一個第二用戶設備(120)的絕對位置 的裝置；利用第二位置確定方法確定所述第一用戶設備(110)相對于所述第二 用戶設備(120)的相對位置的裝置；根據(jù)所述第二用戶設備(120)的絕對位置和所述第一用戶設備(110) 相對于所述第二用戶設備(120)的相對位置，確定所述第一用戶設備(110)的絕對位置的裝置，其中所述第一位置確定方法和所述第二位置確定方法是 不同的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定移動通信網(wǎng)絡中終端設備(110)的位置的改進方法。已知的定位方法在建筑物內(nèi)部是不精確的，或者是不可用的，或者具有較差的可用性。即使在只有相對不精確的定位方法可用于第一終端設備自身的情況下，尤其是在處于建筑物內(nèi)部時，該新方法可以結(jié)合附近的第二終端設備(120)進行相對精確的定位。利用第一定位方法確定第二終端設備(120)的絕對位置。然后利用第二定位方法確定第一終端設備(110)相對于第二終端設備(120)的相對位置。最后，根據(jù)第二終端設備(120)的絕對位置和第一終端設備(110)相對于第二終端設備(120)的相對位置，確定第一終端設備(110)的絕對位置，其中第一定位方法和第二定位方法是不同的方法。
文檔編號H04W64/00GK101536596SQ200780042786
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權日2006年11月29日
發(fā)明者亞歷山大·帕布斯特, 克里斯蒂娜·格斯納, 卡斯滕·莫爾 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司