專利名稱：用于由移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器決定時(shí)間延遲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種用于在移動通信終端中使用的全球定位系統(tǒng)，并特別涉及一種用于由移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器確定時(shí)間延遲的方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了幾種可行的用于執(zhí)行確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中的移動通信終端的當(dāng)前位置的系統(tǒng)。例如，那些系統(tǒng)之一將是傳統(tǒng)的GPS(全球定位系統(tǒng))輔助的移動通信終端，其具有能夠接收用于確定移動終端位置的GPS衛(wèi)星信號的GPS接收器。另一種已知系統(tǒng)可以是利用基站信號中的導(dǎo)頻相差的定位系統(tǒng)。可替代的是，在現(xiàn)有技術(shù)中還提出了改良的定位系統(tǒng)，即給配有GPS接收器的移動終端提供來自輔助GPS系統(tǒng)(AGPS)的位置判定服務(wù)器，例如位置確定實(shí)體(PDE)，換句話說，服務(wù)移動位置中心(SMLC)，的一系列獲取輔助信息，從而獲得用于確定位置的GPS信號。
在前述的定位系統(tǒng)中，利用基站信號中的導(dǎo)頻相差的定位系統(tǒng)通常稱為高級前向鏈路三邊測量(AFLT)系統(tǒng)，其中，使用關(guān)于來自基站的導(dǎo)頻信號中到達(dá)時(shí)間差(TDOA)的信息來確定移動通信終端的當(dāng)前位置。除了TDOA信息之外，AFLT定位系統(tǒng)還可以使用將被測量的無線電波的到達(dá)時(shí)間(TOA)作為往返延遲(RTD)或往返時(shí)間(RTT)。可替換的是，已經(jīng)提出了利用AFLT和AGPS兩種系統(tǒng)的混合系統(tǒng)。
然而，已知的利用這種到達(dá)時(shí)間差(TDOA)信息，即基站信號中的導(dǎo)頻相差來確定移動通信終端的當(dāng)前位置的定位系統(tǒng)可能具有這樣的缺點(diǎn)，即TDOA信息包括由布置在移動通信系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器引起的大級別偏移誤差。同樣，這種偏移誤差將給移動終端位置的確定帶來顯著的負(fù)面影響。更詳細(xì)的解釋是，在使用TDOA信息的AFLT定位系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器引起時(shí)間延遲的情況中，該時(shí)間延遲將經(jīng)常使得基本上不可能確定移動終端的當(dāng)前位置。
此外，在由于使用GPS信號的AGPS定位系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器而產(chǎn)生時(shí)間延遲的情況中，該時(shí)間延遲隨后將引發(fā)移動終端中的時(shí)鐘操作的大級別誤差，其中，該時(shí)鐘操作與移動通信系統(tǒng)的基站中的定時(shí)系統(tǒng)保持同步。移動終端中的這種時(shí)鐘操作誤差將經(jīng)常起到阻礙使用AGPS定位系統(tǒng)有效地獲取移動終端的GPS信號的作用，并且，在最差條件下，其有時(shí)候?qū)⑹沟靡苿咏K端甚至在開放的天空環(huán)境下也完全不可能接收GPS衛(wèi)星信號。
為了解決由那些來自移動通信系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器的時(shí)間延遲引起的前述問題，在本領(lǐng)域中提出了一種解決方案，其中將關(guān)于布置在移動通信系統(tǒng)中的那些轉(zhuǎn)發(fā)器的信息作為一組數(shù)據(jù)庫組織和使用。也就是說，AGPS定位系統(tǒng)中的位置判定服務(wù)器，例如PDE，將把轉(zhuǎn)發(fā)器的坐標(biāo)值和每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的時(shí)間延遲信息保存為一組數(shù)據(jù)庫信息，使得該信息被用來判定位置或者產(chǎn)生獲取輔助信息。然而，此數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有一個(gè)缺點(diǎn)將關(guān)于移動通信網(wǎng)絡(luò)中的大量轉(zhuǎn)發(fā)器的各種信息以最有效率的方式組織成一組數(shù)據(jù)庫非常困難。此外，該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)仍然具有的更多問題在于無論何時(shí)從移動終端做出判定位置的請求，位置判定服務(wù)器都需要搜索數(shù)據(jù)庫以尋找關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)器的信息，并且通常需要額外的費(fèi)用和時(shí)間來周期性地更新和維護(hù)關(guān)于移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器信息的數(shù)據(jù)庫。
同時(shí)，在其中從位置判定服務(wù)器接收了獲取輔助信息數(shù)據(jù)的AGPS系統(tǒng)中，已經(jīng)提出了一種除了獲取輔助信息數(shù)據(jù)之外，還考慮了固定的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的改良的解決方案，以便防止由那些轉(zhuǎn)發(fā)器中引起的時(shí)間延遲導(dǎo)致GPS衛(wèi)星信號獲取失敗。這種考慮了這樣的固定的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的解決方案可以至少或部分補(bǔ)償上面提及的時(shí)間延遲問題，然而，其仍然未能克服獲取GPS衛(wèi)星信號所需的時(shí)間段(首次定位時(shí)間，下文中稱為“TTFF”)隨著AGPS系統(tǒng)中的固定的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲而增加的缺點(diǎn)。因此，為了防止TTFF增大，由轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的固定引起的這種TTFF的增加隨后使得該轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲以較小的值固定，這可能最終導(dǎo)致使用AGPS定位系統(tǒng)獲取用于移動通信終端的GPS衛(wèi)星信號徹底失敗。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的方法，使得不影響對于移動終端的精確定位。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的方法，使得防止由于轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲導(dǎo)致的移動終端的不正確定位，由此，根據(jù)該方法，通過分析可測量的基站信號，移動終端對移動通信網(wǎng)絡(luò)中任何轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的存在做出判斷，并然后對轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲值做出判定。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述和其它目的，提供了一種用于確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的方法，包括確定將測量其位置的移動通信終端的初始估計(jì)的位置；使用初始估計(jì)的位置，估計(jì)服務(wù)基站和相鄰基站與移動終端之間的各自距離；使用估計(jì)的距離，估計(jì)由移動終端接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；從移動終端接收實(shí)際測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；計(jì)算估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差和測量的到達(dá)時(shí)間差之間的差；并且如果所述差大于預(yù)定的閾值，則將該差確定為存在于移動終端的服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的方法，包括估計(jì)將測量其位置的移動通信終端的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差，并然后使用估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差以及由移動通信終端實(shí)際測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的測量的到達(dá)時(shí)間差來計(jì)算由于服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器導(dǎo)致的時(shí)間延遲；并且，如果測量的到達(dá)時(shí)間差和估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差之間的差，加上所計(jì)算的由服務(wù)基站轉(zhuǎn)發(fā)器導(dǎo)致的時(shí)間延遲而得到的值大于預(yù)定的第一閾值，那么將該得到的值確定為關(guān)聯(lián)的相鄰基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。


當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，根據(jù)下列詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的包括移動通信網(wǎng)絡(luò)的AGPS系統(tǒng)中的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的在至少一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器定位于AGPS系統(tǒng)中服務(wù)基站的蜂窩區(qū)域內(nèi)的情形中，簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是通過示例圖示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于判定服務(wù)基站中轉(zhuǎn)發(fā)器的存在并估計(jì)與AGPS系統(tǒng)相關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間的步驟的流程圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的在轉(zhuǎn)發(fā)器分別定位于AGPS系統(tǒng)中的服務(wù)基站和相鄰基站的每個(gè)蜂窩區(qū)域內(nèi)的情況中，簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖；以及圖5是圖示了如圖3所示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于判定相鄰基站中轉(zhuǎn)發(fā)器的存在并估計(jì)與AGPS系統(tǒng)相關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在下面的描述中，因?yàn)橐阎墓δ芑蚪Y(jié)構(gòu)將以不必要的細(xì)節(jié)使本發(fā)明變得模糊，所以不對其進(jìn)行詳細(xì)描述，并且，相同的標(biāo)號意欲表示相同的部件。此外，盡管在下面的描述中將示出很多特定的細(xì)節(jié)，例如電路組件或塊，但提供它們只是為了通過示例使讀者更好地理解本發(fā)明，而不限于在此公開的那些細(xì)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的輔助全球定位系統(tǒng)(AGPS)將發(fā)揮以下作用(1)確定是否存在可能在確定移動通信終端的位置時(shí)引起問題的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲，以及(2)隨后，一旦在關(guān)聯(lián)的基站中產(chǎn)生這種時(shí)間延遲，就對轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。
現(xiàn)在參考圖1，對根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的包括傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)的AGPS系統(tǒng)中的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖進(jìn)行描述。該AGPS系統(tǒng)包括移動通信終端10、GPS衛(wèi)星20、移動通信網(wǎng)絡(luò)2、位置判定服務(wù)器60以及基準(zhǔn)站GPS接收器70。
移動終端10配有用于從GPS衛(wèi)星20接收GPS信號的GPS接收器，使得移動終端10可以通過移動通信網(wǎng)絡(luò)2耦接到位置判定服務(wù)器60。在本發(fā)明的這個(gè)特定實(shí)施例中，該移動通信網(wǎng)絡(luò)2可包括基站30、基站控制器40和移動切換站50。通常，移動終端10對基站信號進(jìn)行測量并與基站30進(jìn)行無線通信，以便其因此可以通過基站控制器40和移動切換站50與位置判定服務(wù)器60連接。
該位置判定服務(wù)器60一般配有用于從移動終端10接收基站測量信號的基準(zhǔn)站GPS接收器70，并然后使用該基站測量信號確定終端的初始位置，從而給移動終端提供獲取輔助信息。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該位置判定服務(wù)器60用于使用移動終端的初始位置來確定在基站30中是否存在轉(zhuǎn)發(fā)器。當(dāng)確定移動終端的當(dāng)前位置時(shí)，該轉(zhuǎn)發(fā)器可引起時(shí)間延遲。隨后，一旦確定在關(guān)聯(lián)的基站中已經(jīng)產(chǎn)生了這種時(shí)間延遲，則位置判定服務(wù)器60就對轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。
移動終端10使用來自GPS衛(wèi)星20的GPS信號和來自位置判定服務(wù)器60的獲取輔助信息，用來估計(jì)將提供給位置判定服務(wù)器60的GPS偽距離信息。使用來自移動終端10的GPS偽距離信息和由基準(zhǔn)站GPS接收器70接收的GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星信息(星歷)，該位置判定服務(wù)器60計(jì)算移動終端的當(dāng)前位置。更詳細(xì)地講，位置判定服務(wù)器60使用GPS偽距離信息和GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，在移動終端10執(zhí)行對GPS偽距離信息的估計(jì)的定時(shí)點(diǎn)計(jì)算衛(wèi)星的位置。然后，位置判定服務(wù)器60使用衛(wèi)星的位置和由終端估計(jì)的偽距離信息計(jì)算移動終端的當(dāng)前位置。從而，該位置判定服務(wù)器60給終端10提供所計(jì)算的終端位置。在該操作階段，可以命令位置判定服務(wù)器60不給移動終端10提供所計(jì)算的終端位置。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，上述AGPS系統(tǒng)中的位置判定服務(wù)器60利用移動終端10的初始估計(jì)的位置，來確定在關(guān)聯(lián)的基站30中是否存在任何轉(zhuǎn)發(fā)器，并且如果存在轉(zhuǎn)發(fā)器，則對轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。使用所計(jì)算的時(shí)間延遲來解決由轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲引起的問題。也就是說，例如，在AGPS系統(tǒng)中可以估計(jì)由轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲引起的移動終端10中的計(jì)時(shí)誤差，從而能夠更好地接收GPS衛(wèi)星信號，以更好地確定移動終端的位置。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的至少一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器定位于AGPS系統(tǒng)中服務(wù)基站的蜂窩區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在參考圖2，服務(wù)基站32a具有第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a。該移動終端10位于由服務(wù)基站32a覆蓋的蜂窩區(qū)域內(nèi)，并且通過第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a與服務(wù)基站通信。另一個(gè)相鄰基站34a配置用來覆蓋與由服務(wù)基站32a覆蓋的蜂窩區(qū)域相鄰的蜂窩區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，位置判定服務(wù)器60可以確定在第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a包括在服務(wù)基站32a中的情況下，是否存在由于第一轉(zhuǎn)發(fā)器32a引起的任何時(shí)間延遲。隨后，一旦已經(jīng)確定在服務(wù)基站中確實(shí)產(chǎn)生了這種時(shí)間延遲，則位置判定服務(wù)器60可以對轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。
圖3示出了通過示例圖示用于確定是否存在由服務(wù)基站32a中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a引起的任何時(shí)間延遲的步驟的流程圖。該流程圖還圖示了根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實(shí)施例的對與AGPS系統(tǒng)相關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間進(jìn)行估計(jì)。下面將參考圖1到3更詳細(xì)地描述位置判定服務(wù)器60中的過程，該過程就是假如在服務(wù)基站32a的蜂窩區(qū)域內(nèi)存在第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a，則確定是否存在與AGPS系統(tǒng)相關(guān)的由服務(wù)基站32a中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a引起的任何時(shí)間延遲，并對所引起的轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間進(jìn)行估計(jì)。
在步驟102中，位置判定服務(wù)器60確定移動終端10a的初始估計(jì)的位置。應(yīng)當(dāng)理解的是，位置判定服務(wù)器60可以使用幾種不同的解決方案來確定移動終端10a的初始估計(jì)的位置。第一解決方案是將服務(wù)基站32a的扇區(qū)中心位置的坐標(biāo)值確定為移動終端10a的初始估計(jì)的位置。第二解決方案是將能夠接收移動終端10a中的信號的至少兩個(gè)基站的扇區(qū)中心位置的平均坐標(biāo)確定為初始估計(jì)的位置。第三解決方案是使用能夠接收移動終端10a中的信號的基站的坐標(biāo)的平均值來確定初始估計(jì)的位置。第四解決方案是使用能夠由移動終端10a接收信號的基站的導(dǎo)頻信號來確定初始估計(jì)的位置。最后，第五解決方案是使用往返延遲(RTD)或往返時(shí)間(RTT)和由移動終端10a接收的基站的導(dǎo)頻信號來確定初始估計(jì)的位置。
位置判定服務(wù)器60獲得終端10a的位置坐標(biāo)值，從而確定初始估計(jì)的位置，并然后進(jìn)行到步驟104以估計(jì)終端10a與基站32a和34a之間的距離。也就是說，位置判定服務(wù)器60使用終端10a和服務(wù)基站32a的位置坐標(biāo)值來估計(jì)終端10a和基站32a之間的距離l1，并且其使用終端10和相鄰基站34a的位置坐標(biāo)值來估計(jì)終端10和基站34a之間的距離l2。在步驟106中，位置判定服務(wù)器60使用這兩個(gè)距離的差，即l2-l1，來估計(jì)服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)。因此，這意味著位置判定服務(wù)器60使用通過終端10的初始位置坐標(biāo)估計(jì)的終端10與基站32a和34a之間的距離，來獲得服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的TDOA的估計(jì)值(k1)。此處，估計(jì)的TDOA值(k1)是服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的TDOA的估計(jì)值，其將使用只在基站32a和34a之間的距離來實(shí)際測量。
如前所述，在獲得服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的估計(jì)的TDOA值(k1)之后，在步驟108中，位置判定服務(wù)器60從終端10接收服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的實(shí)際測量的TDOA值(k2)。此處，TDOA測量值(k2)將是這樣的值，測量該值以便當(dāng)保持移動終端10a與服務(wù)基站32a同步時(shí)，確定與服務(wù)基站32a中的信號的PN(偽噪聲)碼相比，轉(zhuǎn)換了多少相鄰基站34a中的信號的PN碼，直到終端10。
同樣，在位置判定服務(wù)器60獲得估計(jì)的TDOA值(k1)，并從終端10接收了服務(wù)基站32a與相鄰基站34a之間的實(shí)際的TDOA測量值(k2)之后，在步驟110中，位置判定服務(wù)器比較估計(jì)的TDOA值(k1)和實(shí)際的TDOA測量值(k2)。然后，位置判定服務(wù)器60確定估計(jì)的TDOA值(k1)和實(shí)際測量的TDOA值(k2)之間的差，即(k1-k2)，是否大于閾值，其中，該閾值定義為在測量實(shí)際的TDOA值時(shí)可發(fā)生的總誤差的最大值。例如，實(shí)踐上可以考慮誤差的各個(gè)方面，例如移動終端的初始估計(jì)位置中的誤差、非視線(NLOS)誤差、多路徑誤差、測量誤差等，而確定此閾值，并且有利的是，該值可以是碼分多址(CDMA)碼片單元中的大約5碼片的級別(近似為1.22km)。
倘若在服務(wù)基站32a中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器，則以與使用該距離事先預(yù)計(jì)的TDOA估計(jì)值(k1)類似的方式，測量終端10a實(shí)際測量的服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的TDOA測量值(k2)。因此，估計(jì)的TDOA值和測量的TDOA值之間的差(k1-k2)將變得相當(dāng)小，從而小于閾值。
在第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a存在于服務(wù)基站32a內(nèi)的情況中，如圖2所示，終端10a已實(shí)際測量的、服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的TDOA測量值(k2)將被表示為小于TDOA估計(jì)值(k1)的值。這是因?yàn)橛傻谝晦D(zhuǎn)發(fā)器82a導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)使由移動終端10a接收的服務(wù)基站的信號發(fā)生延遲。一旦由第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)延遲了由移動終端10a接收的服務(wù)基站32a的信號，就命令移動終端10a測量參照由第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)所延遲的來自服務(wù)基站32a的信號的PN碼，來自相鄰基站34a信號的PN碼延遲了多少。因此，在服務(wù)基站32a中存在轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)取得的TDOA測量值(k2)具有小于在服務(wù)基站32a中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)取得的TDOA測量值(k2)的值。所以，將顯而易見的是，當(dāng)在服務(wù)基站32a中存在轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，由終端取得的服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的TDOA測量值(k2)變得小于TDOA估計(jì)值(k1)。
根據(jù)上述操作原理，在步驟114中，只有當(dāng)估計(jì)的TDOA值和測量的TDOA值之間的差(k1-k2)大于閾值時(shí)，位置判定服務(wù)器60才確認(rèn)在服務(wù)基站32a中存在轉(zhuǎn)發(fā)器。然后，位置判定服務(wù)器60將差值(k1-k2)確定為由于第一轉(zhuǎn)發(fā)器82a導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)。在步驟116中，如果TDOA估計(jì)值(k1)不大于TDOA測量值(k2)，則位置判定服務(wù)器60確認(rèn)在服務(wù)基站32a中沒有轉(zhuǎn)發(fā)器存在。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對利用單個(gè)相鄰基站34a實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，一般的移動通信系統(tǒng)包括多個(gè)相鄰基站。這樣，在移動通信網(wǎng)絡(luò)中存在很多相鄰基站的情況中，位置判定服務(wù)器60獲得估計(jì)的TDOA值和測量的TDOA值之間的差值(k1-k2)，并將大于閾值的那些差值中的最大值確定為服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實(shí)施例的在轉(zhuǎn)發(fā)器分別定位于AGPS系統(tǒng)中的服務(wù)基站及其相鄰基站的每個(gè)蜂窩區(qū)域內(nèi)的情況中的簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。下面參考圖4，該服務(wù)基站32a包括第一轉(zhuǎn)發(fā)器82b。移動終端10b位于由服務(wù)基站32b覆蓋的蜂窩區(qū)域內(nèi)，并且通過第一轉(zhuǎn)發(fā)器82b與該服務(wù)基站通信。具有第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b的另一個(gè)相鄰基站34b配置為覆蓋與由服務(wù)基站32b覆蓋的蜂窩區(qū)域相鄰的蜂窩區(qū)域。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，位置判定服務(wù)器60使得即使在第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b存在于相鄰基站34b的情況下，也有可能確定是否由于第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b而引起任何時(shí)間延遲。隨后，位置判定服務(wù)器60對由于第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b導(dǎo)致的這種轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。
圖5示出了圖示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于判定相鄰基站中轉(zhuǎn)發(fā)器的存在并估計(jì)與AGPS系統(tǒng)相關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間的步驟的流程圖。下面參考圖1、4和5，詳細(xì)描述了位置判定服務(wù)器60確定是否由于第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b而導(dǎo)致發(fā)生任何時(shí)間延遲。如果第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b存在于AGPS系統(tǒng)中的相鄰基站34b的蜂窩區(qū)域內(nèi)，則計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間。
在步驟200中，位置判定服務(wù)器60確定在服務(wù)基站32b中是否存在任何轉(zhuǎn)發(fā)器。位置判定服務(wù)器60確定終端10b的初始估計(jì)的位置，以獲得相鄰基站的TDOA估計(jì)值(k1)，并然后接收相鄰基站34a的實(shí)際的TDOA測量值(k2)。隨后，位置判定服務(wù)器判定TDOA估計(jì)值(k1)與實(shí)際的TDOA測量值(k2)之間的差，即(k1-k2)，是否大于閾值。此處，差(k1-k2)大于閾值的情況意味著在服務(wù)基站32a中存在至少一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。如果差(k1-k2)不大于閾值，則意味著在服務(wù)基站32a中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器。此過程將與圖3的上述步驟102到112中描述的那些大體上相同，所以，為方便起見，將省略關(guān)于這些步驟的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
在位置判定服務(wù)器60在步驟202中確定在服務(wù)基站32b中是否存在任何轉(zhuǎn)發(fā)器之后，如果確定在服務(wù)基站32b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器，則進(jìn)行到步驟204。這樣，如果在服務(wù)基站32b中存在任何轉(zhuǎn)發(fā)器，則在步驟204中，位置判定服務(wù)器60確定{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)+服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的總數(shù)是否大于閾值。
TDOA估計(jì)值(k1)是使用僅在終端10b與服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的距離而不考慮在服務(wù)基站32a中轉(zhuǎn)發(fā)器的存在，對這些基站32a和34a的TDOA進(jìn)行估計(jì)的值。因此，即使在服務(wù)基站32b或相鄰基站34b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器，也不會將由于服務(wù)基站32b和相鄰基站34b中提供的轉(zhuǎn)發(fā)器引起的額外的時(shí)間延遲(k3和k4)考慮到TDOA估計(jì)值(k1)之內(nèi)，。
作為對比，TDOA測量值(k2)是終端10b已實(shí)際測量的值，用來確定當(dāng)保持終端10b與服務(wù)基站32b同步時(shí)，與服務(wù)基站32b的信號的PN碼相比，相鄰基站34b的信號的PN碼被轉(zhuǎn)換了多少。因此，如果在服務(wù)基站32b或相鄰基站34b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器，則由于服務(wù)基站32b或相鄰基站34b中提供的轉(zhuǎn)發(fā)器導(dǎo)致的時(shí)間延遲(k3和k4)將包括在TDOA測量值(k2)之內(nèi)。
因此，當(dāng)在服務(wù)基站32b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，在服務(wù)基站32b和相鄰基站34b之間的實(shí)際的TDOA測量值(k2)減小服務(wù)基站中提供的轉(zhuǎn)發(fā)器82b導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)。因此，類似于{TDOA估計(jì)值(k1)-服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值而測量服務(wù)基站32a和相鄰基站34a之間的TDOA測量值(k2)，并且，{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)-服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的總數(shù)中的值變得非常小。概括地說，如果在服務(wù)基站32b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器，則{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)+服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值變得遠(yuǎn)小于該閾值。
如果在相鄰基站34b以及在服務(wù)基站32b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器，如圖4所示，那么對于大于{TDOA估計(jì)值(k1)b-服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值的值，將測量實(shí)際的TDOA測量值(k2)。這是因?yàn)橛捎谙噜徎?4b中提供的第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)被合并在實(shí)際的TDOA測量值(k2)中。此處，{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)-服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值，即{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)+服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值將對應(yīng)于由于第二轉(zhuǎn)發(fā)器84b導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k4)。
遵照上述的控制順序，如果{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)+服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值大于預(yù)定的閾值，那么，位置判定服務(wù)器60進(jìn)行到步驟206，以識別相鄰基站34b中轉(zhuǎn)發(fā)器84b的存在。因此，位置判定服務(wù)器60將{TDOA測量值(k2)減去TDOA估計(jì)值(k1)加上服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值確定為相鄰基站34b中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k4)。同時(shí)，如果{TDOA測量值(k2)-TDOA估計(jì)值(k1)+服務(wù)基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k3)}的值不大于閾值，那么，位置確定服務(wù)器60隨后進(jìn)行到步驟208，以確定在相鄰基站34b中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器。
隨后，一旦位置確定服務(wù)器60確定在服務(wù)基站32b中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器，就進(jìn)行到步驟210，以確定{TDOA測量值(k2)減去TDOA估計(jì)值(k1)}的值是否大于閾值。然后，如果確定相鄰基站34b中的{TDOA測量值(k2)減去TDOA估計(jì)值(k1)}的值不大于閾值，則位置判定服務(wù)器60返回到步驟208，以確定在相鄰基站34b中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器。在類似的控制方式中，如果相鄰基站34b中的{TDOA測量值(k2)減去TDOA估計(jì)值(k1)}的值大于閾值，則位置判定服務(wù)器60進(jìn)行到步驟212，以確定在相鄰基站34b中存在轉(zhuǎn)發(fā)器。這樣，位置判定服務(wù)器60起到將TDOA測量值(k2)和TDOA估計(jì)值(k1)之間的差確定為相鄰基站34b中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲(k4)的作用。
正如從前面的描述中所理解的，本發(fā)明使以下步驟成為可能確定在基站區(qū)域內(nèi)是否存在轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲，并隨后一旦在關(guān)聯(lián)的基站中產(chǎn)生了這樣的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲，就對轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算，其中當(dāng)確定AGPS系統(tǒng)中的移動通信終端的位置時(shí)，該轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲可導(dǎo)致重大的問題。因此，本發(fā)明將非常有助于克服由于AGPS系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲引起的問題。也就是說，本發(fā)明使得預(yù)先估計(jì)由于傳統(tǒng)AGPS系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲導(dǎo)致的移動通信終端中的時(shí)鐘誤差成為可能，從而位置判定服務(wù)器60可以給終端提供更加正確的獲取輔助信息(AAI)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，這種對使用中的移動終端中的時(shí)鐘誤差的估計(jì)使得防止GPS信號的獲取失敗成為可能，該失敗可能由于移動終端的時(shí)鐘操作中的重大偏移誤差而發(fā)生。此外，本發(fā)明通過計(jì)算包括在測量值中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲，使減小位置誤差成為可能，移動終端的位置使用TDOA或TOA測量來確定。本發(fā)明可以只使用導(dǎo)頻相差的信號特性而不使用任何另外的設(shè)備，來確定轉(zhuǎn)發(fā)器是否存在，并且計(jì)算由于那些轉(zhuǎn)發(fā)器導(dǎo)致的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲，從而使得使用傳統(tǒng)的移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動通信終端中的定位系統(tǒng)成為可能。
盡管已經(jīng)參照其優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變和修改，以及可以用等同物替代其中的元件。例如，盡管在本發(fā)明的上述實(shí)施例中已經(jīng)參照CDMA系統(tǒng)描述了移動通信網(wǎng)絡(luò)，但該網(wǎng)絡(luò)也可以是傳統(tǒng)的異步寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)，其中，例如異步WCDMA系統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)可包括節(jié)點(diǎn)-B或所配置的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，使得終端可以與節(jié)點(diǎn)-B進(jìn)行無線通信，并可以通過RNC與位置判定服務(wù)器連接。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算由移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器引起的時(shí)間延遲的方法，包括下列步驟(a)確定將測量其位置的移動通信終端的初始估計(jì)的位置；(b)使用初始估計(jì)的位置，估計(jì)服務(wù)基站和相鄰基站與移動終端之間的各自距離；(c)使用估計(jì)的距離，估計(jì)由移動終端接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；(d)從移動終端接收所測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；(e)計(jì)算估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差和測量的到達(dá)時(shí)間差之間的差；以及(f)如果所述差大于預(yù)定的閾值，則將該差確定為存在于移動終端的服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，步驟(a)還包括將服務(wù)基站中的扇區(qū)中心位置的坐標(biāo)值確定為初始估計(jì)的位置的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，步驟(a)還包括將可由移動終端接收的多個(gè)服務(wù)基站中的扇區(qū)中心位置的平均坐標(biāo)值確定為初始估計(jì)的位置的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，步驟(a)還包括將可由移動終端接收的基站的坐標(biāo)的平均值確定為初始估計(jì)的位置的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，步驟(a)還包括使用由移動終端接收的基站的導(dǎo)頻相差來確定初始估計(jì)的位置的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，步驟(a)還包括使用往返延遲(RTD)和往返時(shí)間(RTT)之一與由移動終端接收的服務(wù)基站的導(dǎo)頻信號來確定該初始估計(jì)的位置的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，步驟(b)還包括以下步驟使用移動終端的初始估計(jì)的位置和服務(wù)基站的位置坐標(biāo)來估計(jì)移動終端和服務(wù)基站之間的距離，并使用移動終端的初始估計(jì)的位置和相鄰基站的位置坐標(biāo)來估計(jì)移動終端和相鄰基站之間的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲的方法，其中，所述預(yù)定的閾值被設(shè)置為由移動終端測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差誤差的最大值。
9.一種用于計(jì)算由移動通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器引起的時(shí)間延遲的方法，包括下列步驟(a)確定將測量其位置的移動通信終端的初始估計(jì)的位置；(b)使用初始估計(jì)的位置，估計(jì)服務(wù)基站和相鄰基站與移動終端之間的各自距離；(c)使用估計(jì)的距離，估計(jì)由移動終端接收的服務(wù)基站信號和多個(gè)相鄰基站信號之間的到達(dá)時(shí)間差；(d)從移動終端接收所測量的服務(wù)基站信號和多個(gè)相鄰基站信號之間的到達(dá)時(shí)間差；(e)分別計(jì)算估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差和測量的到達(dá)時(shí)間差之間的差；以及(f)當(dāng)至少一個(gè)所述計(jì)算的差大于預(yù)定的閾值時(shí)，將大于閾值的所述差中的最大一個(gè)確定為存在于移動終端的服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。
10.一種用于確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中的基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的方法，包括下列步驟(a)估計(jì)將測量其位置的移動通信終端的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差，并然后使用該估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差和由移動通信終端測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的測量的到達(dá)時(shí)間差來計(jì)算由服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器引起的時(shí)間延遲；以及(b)如果測量的到達(dá)時(shí)間差和估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差之間的差加上所計(jì)算的由服務(wù)基站轉(zhuǎn)發(fā)器引起的時(shí)間延遲而得到的值大于預(yù)定的第一閾值，然后將該得到的值確定為關(guān)聯(lián)的相鄰基站的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，步驟(a)還包括下列步驟(a)確定將測量其位置的移動通信終端的初始估計(jì)的位置；(b)使用初始估計(jì)的位置，估計(jì)服務(wù)基站和相鄰基站與移動終端之間的各自距離；(c)使用估計(jì)的距離，估計(jì)由移動終端接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；(d)從移動終端接收實(shí)際測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；(e)計(jì)算估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差和測量的到達(dá)時(shí)間差之間的差；以及(f)如果所述差大于預(yù)定的第二閾值，則將該差確定為存在于移動終端的服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，步驟(a)還包括將服務(wù)基站中的扇區(qū)中心位置的坐標(biāo)值確定為初始估計(jì)的位置的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，步驟(a)還包括將可由移動終端接收的多個(gè)服務(wù)基站中的扇區(qū)中心位置的平均坐標(biāo)值確定為初始估計(jì)的位置的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的用于計(jì)算時(shí)間延遲量的方法，其中，步驟(a)還包括將可由移動終端接收的基站的坐標(biāo)的平均值確定為初始估計(jì)的位置的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，步驟(a)還包括使用由移動終端接收的基站的導(dǎo)頻相差來確定初始估計(jì)的位置的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，步驟(a)還包括使用往返延遲(RTD)和往返時(shí)間(RTT)之一以及由移動終端接收的服務(wù)基站的導(dǎo)頻信號來確定初始估計(jì)的位置的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，步驟(b)還包括以下步驟使用移動終端的初始估計(jì)的位置和服務(wù)基站的位置坐標(biāo)來估計(jì)移動終端和服務(wù)基站之間的距離，并使用移動終端的初始估計(jì)的位置和相鄰基站的位置坐標(biāo)來估計(jì)移動終端和相鄰基站之間的距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述第二閾值被設(shè)置為由移動終端實(shí)際測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差誤差的最大值。
19.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，步驟(a)還包括倘若所述差不大于所述第二閾值，則確定在移動終端的服務(wù)基站中不存在轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述第一閾值和所述第二閾值彼此相等。
21.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述第一閾值大于所述第二閾值。
22.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述第一閾值不大于所述第二閾值。
全文摘要
公開了一種用于確定移動通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲而不影響移動終端的正確定位的方法。該方法包括以下步驟確定將測量其位置的移動通信終端的初始估計(jì)的位置；使用初始估計(jì)的位置，估計(jì)服務(wù)基站和相鄰基站與移動終端之間的各自距離；使用估計(jì)的距離，估計(jì)由移動終端接收的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；從移動終端接收所測量的服務(wù)基站信號和相鄰基站信號的到達(dá)時(shí)間差；計(jì)算估計(jì)的到達(dá)時(shí)間差和測量的到達(dá)時(shí)間差之間的差；并且如果所述差大于預(yù)定的閾值，則將該差確定為存在于移動終端的服務(wù)基站中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲。本發(fā)明使得預(yù)先估計(jì)由AGPS系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)間延遲導(dǎo)致的終端中的時(shí)鐘誤差成為可能，所以其可以給終端提供更加精確的獲取輔助信息(AAI)。此外，這種對移動終端中的時(shí)鐘誤差的估計(jì)使得防止GPS信號的獲取失敗成為可能，該失敗可能由于移動終端的時(shí)鐘操作中的重大偏移誤差而發(fā)生。
文檔編號G01S1/00GK1612638SQ20041001200
公開日2005年5月4日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者李英植 申請人:三星電子株式會社