Использование мобильных станций для определения параметров местоположения базовой станции в системе беспроводной мобильной связи
Заявленное изобретение относится к мобильной связи. Техническим результатом является автоматическое исправление ошибочной информации о местоположении базовой станции. Для этого в сети беспроводной связи местоположение антенны базовой станции и ее временные сдвиги сохраняют в базе данных альманаха базовых станций вместе с другой информацией, используемой для получения наиболее надежных привязок местоположений базовых станций при различных условиях. Система использует привязки местоположений мобильных станций и геофизическую информацию определения дальностей для определения местоположений антенн базовой станции и сдвигов синхронизации базовых станций. Местоположения антенн базовой станции находят во время нормальных определений местоположений мобильных станций, чтобы поддерживать и улучшать данные о местоположении антенн и чтобы корректировать изменения или перемещения антенн базовой станции. Возможно быстрое восстановление от потерь идентификации секторов сотовой ячейки во время перемещения антенны базовой станции и гарантия точности определения местоположения мобильной станции на основании определения дальностей от базовых станций и быстрое получение данных местоположения от мобильных станций, имеющих приемники глобальных спутников. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится в целом к мобильной связи, а в частности к определению местоположений базовых станций в сети мобильной связи.
Уровень техники
Сети мобильной связи предлагают все более усложненные возможности для определения местоположения мобильного терминала в сети. Жесткие требования юрисдикции могут потребовать от сетевого оператора сообщать местоположение мобильного терминала, когда мобильный терминал делает вызов службы спасения, такой как вызов "911" в Соединенных Штатах. В цифровой сотовой сети множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) (CDMA) возможность определения местоположения может быть предоставлена посредством усовершенствованной трилатерации прямых линий связи (УТПЛ) (AFLT) - методом, который вычисляет местоположение мобильной станции (МС) (MS) по измеренному мобильной станцией времени поступления радиосигналов от базовых станций. Более передовым методом является гибридное определение местоположения, когда мобильная станция использует приемник глобальной системы позиционирования (ГСП) (GPS), и местоположение вычисляется на основании измерений как УТПЛ, так и ГСП.
Протоколы и форматы сообщений для определения местоположения МДКР, использующего УТПЛ, ГСП и гибридные приемники, применимые как в случаях работы на основе МС, так и с помощью МС, опубликованы в стандарте TIA/EIA IS-801-1, 2001, - Приложение к Стандарту услуг по определению местоположения для двухрежимных систем с расширенным спектром, включенное сюда посредством ссылки. Страницы 4-43 этого стандарта определяют, что каждая базовая станция должна передавать коррекцию эталонного времени ГСП с антенны базовой станции, передающей псевдослучайную (ПС) (PN) последовательность пилот-сигнала МДКР.
Другой метод определения местоположения состоит в том, что измерения выполняются сетевым объектом, а не мобильной станцией. Примером этих основанных на сети способов является измерение фиктивного реального времени (ФРВ) (RTD), осуществляемое обслуживающими базовыми станциями. Измерения, сделанные мобильной станцией, могут объединяться с основанными на сети измерениями, чтобы повысить пригодность и точность вычисленного местоположения.
Данные, касающиеся калибровки и перекалибровки временного сдвига базовой станции, местоположения антенны базовой станции и других параметров, хранятся в так называемом "альманахе базовых станций". База данных альманаха базовых станций предоставляет информацию для определения оценки начального местоположения, чтобы начать псевдодальностный поиск ГСП. База данных альманаха базовых станций предоставляет информацию для разрешения неопределенности того, какие наблюдаемые псевдослучайные шумовые последовательности приравниваются к каким физическим секторам сети МДКР IS-95 с возможностью ГСП. База данных альманаха базовых станций обеспечивает местоположение секторной антенны базовой станции сотовой связи, из которой выходят сигналы. Измерения дальности УТПЛ осуществляются для этих местоположений антенн.
Сущность изобретения
В системе беспроводной связи беспроводные базовые станции, как правило, используются в качестве эталонных для определения местоположения мобильной станции. Для того чтобы использовать базовую станцию в качестве эталонной, местоположение антенны базовой станции должно быть точно известно, равно как и информация синхронизации сигналов базовой станции. Местоположение антенны базовой станции и информацию синхронизации записывают в базу данных альманаха базовых станций для использования объектом определения местоположения. Запрашивание этой информации местоположения антенны и синхронизации может быть утомительным и дорогостоящим.
Часто антенна базовой станции меняет свое местоположение, либо приемопередатчик базовой станции ремонтируется или заменяется, вызывая изменение в местоположении антенны базовой станции или информации синхронизации. Часто базовая станция может перемещаться логически, когда, к примеру, две физические базовые станции обмениваются своей идентификационной информацией. Хотя никакие базовые станции не перемещаются физически, представляется (для пользователя БС), что они обменялись местоположениями.
В таких ситуациях возможно, что соответствующая информация в базе данных станет ошибочной до тех пор, пока эта база данных не будет обновлена до возобновления обслуживания с базовой станции. Часто местоположение антенны определяют путем обзора или со ссылкой на координаты, считанные с карты, и координаты антенны вводят в базу данных вручную с возможностью человеческой ошибки. Информация синхронизации базовой станции также подвержена человеческой ошибке в случаях, когда пользовательскую аппаратуру используют для измерения информации синхронизации и сдвиги синхронизации вводят вручную в базу данных.
Чтобы обратиться к этим проблемам, настоящее изобретение использует мобильные станции, находящиеся на связи с базовой станцией, для определения параметров местоположения базовой станции. К примеру, определяют местоположения мобильных станций, а затем местоположение базовой станции определяют из местоположений мобильных станций и из сигналов, передаваемых между базовой станцией и мобильными станциями. Несмотря на ошибочные параметры местоположения базовых станций по меньшей мере для одной из базовых станций, часто возможно точно определить местоположения мобильных станций из параметров местоположения других базовых станций или из глобальных спутниковых сигналов, принимаемых мобильными станциями, если эти мобильные станции снабжены глобальными спутниковыми приемниками.
Помимо этого, информация местоположения базовых станций в базе данных может быть проверена во время нормальных сеансов определения местоположения, когда бы ни определялось местоположение мобильной станции, находящейся на связи с базовой станцией, независимо от местоположения базовой станции. Это делается путем определения расстояния между базовой станцией и мобильной станцией из сигналов, передаваемых между базовой станцией и мобильной станцией. Когда это расстояние противоречит информации о местоположении базовой станции в базе данных, база данных может быть модифицирована путем включения в нее исправленной информации о местоположении базовой станции. Таким образом, можно найти ошибочную информацию базовой станции и прервать ее использование для услуг определения местоположения до того, как станет известно правильное местоположение базовой станции.
Ошибочная информация о местоположении базовой станции может быть исправлена автоматически, когда определено достаточное число независимых расстояний между базовой станцией и мобильными станциями, имеющими известные местоположения. При достаточном числе независимых измерений расстояния возможно найти местоположение базовой станции с некоторой степенью уверенности, сравнимой с местоположением единственной мобильной станции. Таким образом, можно автоматически поддерживать информацию о местоположении базовой станции в базе данных. Это можно сделать при предоставлении регулярных услуг по определению местоположения без какого-либо изменения в протоколах связи между базовыми станциями и мобильными станциями.
В предпочтительном варианте осуществления местоположение и сдвиг синхронизации мобильной станции находятся независимо от местоположения и сдвига синхронизации базовой станции. Если местоположение и сдвиг синхронизации мобильной станции определяют от глобальных спутников определения местоположения или из нескольких сигналов качества от базовых станций, имеющих известные местоположения и сдвиги синхронизации, то можно определить местоположение и сдвиг синхронизации мобильной станции очень точно, часто до примерно метрового и наносекундного уровня точности. Это местоположение и сдвиг синхронизации, известные теперь для мобильной станции, совместно с измерением передачи сигналов между мобильной станцией и базовой станцией, накладывает ограничение на возможное местоположение базовой станции. После сбора множества измерений по базовой станции от одной или нескольких мобильных станций из нескольких различных известных местоположений эти измерения используют в качестве входных данных для традиционной процедуры вычислений местоположения и временного сдвига, такой как наименьшие квадраты или калмановский фильтр, которые общеизвестны в технике навигации (например, ГСП и УТПЛ). Эту процедура вычисления используют для определения местоположения и временного сдвига базовой станции из известных местоположений и известных временных сдвигов множества мобильных станций, в противоположность традиционному использованию процедуры вычислений для вычисления местоположения и временного сдвига мобильной станции из известных местоположений и известных временных сдвигов множества базовых станций.
Краткое описание чертежей
Другие задачи и преимущества изобретения станут ясны по прочтении нижеследующего подробного описания со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 показывает сотовую телефонную сеть, использующую систему ГСП для определения местоположения мобильных телефонных блоков и калибровки базовых станций;
фиг. 2 является блок-схемой базовой станции в сотовой телефонной сети по фиг. 1;
фиг. 3 представляет собой блок-схему стационарных компонентов сотовой телефонной сети по фиг. 1, содержащей объект определения местоположения, обращающийся к базе данных альманаха базовых станций;
фиг. 4 является картой сотовых покрытий, включающей в себя несколько секторов сотовых ячеек;
фиг. 5 и 6 содержат блок-схему алгоритма, показывающую, как объект определения местоположения определяет местоположение мобильной станции;
фиг. 7, 8 и 9 содержат блок-схему алгоритма, показывающую, как определяют местоположение и временной сдвиг базовой станции из нескольких местоположений мобильных станций, временных сдвигов мобильных станций и псевдодальностей между местоположениями базовой станции и мобильных станций; и
фиг. 10 является блок-схемой алгоритма подпрограммы для оценки возвышения антенны базовой станции.
Хотя изобретение допускает разные модификации и альтернативные формы, его конкретные варианты выполнения показаны посредством примеров на чертежах и будут описаны подробно. Следует понимать, однако, что оно не направлено на ограничение изобретения конкретными показанными формами, но напротив, его назначение состоит в покрытии всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, попадающих в объем изобретения, который определяется приложенной формулой изобретения.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 показывает сотовую телефонную сеть МДКР, использующую систему ГСП для определения местоположения мобильных телефонных блоков и калибровки базовых станций. Изобретение будет описано со ссылкой на этот пример, но следует понимать, что изобретение не ограничивается использованием МДКР или ГСП. К примеру, изобретение могло бы осуществляться в сотовой телефонной сети множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР) (TDMA), и изобретение можно использовать без применения какого-либо вида глобальной спутниковой системы для помощи в определении местоположения.
В общем случае для осуществления настоящего изобретения с любым видом сети беспроводной связи, такой как сеть сотовой связи МДВР, целесообразно проконсультироваться в применимых промышленных стандартах со спецификациями, касающимися совместимых с местоположением услуг. К примеру, стандарт TIA/EIA IS-801-1 2001 специально приспособлен для сети МДКР, использующей УТПЛ и ГСП. Стандарт TIA/EIA ANSI-136 (Поддержанное системой мобильное позиционирование через спутники) приспособлен для цифровых систем (услуг персональной связи) (УПС) (PCS) МДВР в Соединенных Штатах. Стандарты партнерского соглашения третьего поколения 3GPP TS 04.31 и услуги определения местоположения (УОМ) (LCS) TS 25.331 (местоположение пользовательского оборудования с помощью OTDOA) приспособлены к некоторым европейским сетям беспроводной связи ГСП.
Фиг. 1 показывает пять базовых станций 11, 12, 13, 14, 15 МДКР, расположенных в фиксированных положениях на поверхности земли 16. Над землей на высоте примерно 11000 морских миль находятся по меньшей мере пять спутников 17, 18, 19, 20, 21 ГСП, находящихся в прямой видимости на связи с базовыми станциями 11-15. В диапазоне телекоммуникаций этих базовых станций имеется несколько мобильных телефонных блоков 22, 23 МДКР, которые называются мобильными станциями (МС) (MS) в приведенных выше документах стандартов TIA. Эти мобильные станции (МС) включают в себя только мобильные станции УТПЛ, такие как мобильная станция 22 УТПЛ, и гибридные мобильные станции, такие как гибридная мобильная станция 23.
Сеть МДКР способна находить местоположение мобильной станции 22 УТПЛ и гибридной мобильной станции 23 с помощью общеизвестного метода УТПЛ мобильной станции, измеряющей время поступления так называемых пилот-сигналов радиосвязи от базовых станций. Это время поступления указывается с помощью измерения фазы пилот-сигнала, которая связана с системой отсчета времени мобильной станции. Разности измерений фазы пилот-сигнала от соответствующих пар соседних базовых станций вычисляют, чтобы исключить влияние любого временного сдвига в системе отсчета времени мобильной станции. В большинстве случаев каждая разность определяет местоположение мобильной станции на конкретной гиперболе. Пересечение гипербол задает местоположение мобильной станции.
Сеть МДКР способна также определять местоположение гибридной мобильной станции 23 с помощью общеизвестного метода ГСП. Каждая базовая станция 11-15 МДКР имеет приемник ГСП, принимающий несущую и последовательность псевдослучайных кодов по меньшей мере одного из спутников 17-21, чтобы снабжать систему отсчета времени системы МДКР, называемую системой отсчета времени системы ГСП. Когда гибридная мобильная станция участвует в сеансе определения местоположения с помощью сети МДКР, обслуживающая базовая станция может посылать данные сбора ГСП на гибридную мобильную станцию. Гибридная мобильная станция 23 может использовать эти данные сбора ГСП для получения в течение примерно десяти секунд или менее измерения псевдодальности между каждым спутником 17-21 и мобильной станцией. В случае решения, поддерживаемого мобильной станцией, гибридная мобильная станция 23 передает измерения псевдодальности к обслуживающей базовой станции. Как подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 3, объект определения местоположения (ООМ) (PDE) может вычислять географическое местоположение гибридной мобильной станции 23 из четырех или более измерений псевдодальности. Альтернативно, в случае решения, основанного на МС, географическое местоположение мобильной станции может быть вычислено самой мобильной станцией.
Фиг. 2 показывает функциональные блоки в каждой базовой станции в сотовой телефонной сети по фиг. 1. Базовая станция 11 включает в себя приемник 31 ГСП, обеспечивающий систему отсчета времени базовой станции, называемую системным временем ГСП. Приемник 31 ГСП получает сигналы от антенны 39 ГСП. Базовая станция включает в себя также приемопередатчик 33 МДКР для связи с мобильными станциями в сети МДКР. Приемопередатчик 33 МДКР получает системное время МДКР из системы 32 отсчета времени базовой станции. Приемопередатчик 33 МДКР посылает и принимает беспроводные сигналы через антенну 40 МДКР.
Фиг. 3 является блок-схемой стационарных компонентов сотовой телефонной сети по фиг. 1. Мобильный коммутационный центр (МКЦ) (MSC) (центр коммутации мобильной связи) 34 сопрягает речевые сигналы и телекоммуникационные данные между базовой станцией 11 и несколькими телефонными линиями 35, такими как медные провода или оптические волокна. Мобильный позиционирующий центр (МПЦ) (МРС) (центр позиционирования мобильной связи) 36 соединяется с мобильным коммутирующим центром 34. МПЦ 36 руководит приложениями определения местоположения и сопрягает данные местоположения с внешними сетями данных посредством функции 37 межсетевого обмена (ФМО) (IWF) и сетевой линии 38 передачи данных. Объект определения местоположения (ООМ) 41 собирает и форматирует данные определения местоположения. ООМ 41 обеспечивает мобильным станциям беспроводную помощь и может выполнять вычисления местоположений. ООМ 41 соединяется с МПЦ 36 и МКЦ 34. ООМ 41 обращается к базе 44 данных альманаха базовых станций, которым управляет сервер 43 базы данных альманаха базовых станций. ООМ 41 и сервер 43 базы данных альманаха базовых станций осуществлены, например, с помощью традиционных цифровых компьютеров или рабочих станций. Альманах 44 базовой станции хранится на твердом диске компьютера для сервера 43 базы данных альманаха базовых станций, как дополнительно описывается ниже.
Система отсчета времени (32 на фиг. 2) базовой станции должна быть откалибрована, когда эта базовая станция устанавливается или модифицируется. Каждая базовая станция может иметь соответствующий временной сдвиг между системным временем ГСП и передачей сигналов МДКР вследствие вариаций в задержке распространения или фазовом сдвиге от антенны (39 на фиг. 32) ГСП к приемнику (31 на фиг. 2) ГСП, от приемника ГСП к приемопередатчику (33 на фиг. 2) МДКР и от приемопередатчика МДКР к антенне (40 на фиг. 2) МДКР. Поэтому, чтобы снизить ошибки ранжирования при определениях местоположения УТПЛ и ошибки ранжирования и синхронизации при гибридных определениях местоположения, каждая базовая станция должна быть откалибрована после того, как установка базовой станции завершается, например, путем сохранения временного сдвига для этой базовой станции в базе (44 на фиг. 3) данных альманаха базовых станций для использования объектом определения местоположения (41 на фиг. 3). Кроме того, желательно перекалибровывать базовую станцию и обновлять базу данных для любого последующего изменения аппаратного обеспечения.
Для того, чтобы откалибровать или перекалибровать базовую станцию, данные измерения местоположения ГСП или УТПЛ получаются от гибридных мобильных станций во время регулярных сеансов определения местоположения, когда пользователи гибридной станции обычно заняты в телефонных вызовах или когда полевой обслуживающий персонал разъезжает по выбранным местоположениям и размещает вызовы с целью получения данных измерений местоположений, которые не получаются иным образом из регулярных сеансов определения местоположения. Таким путем ООМ (41 на фиг. 3) может вычислять калибровочные данные внутренне и хранить эти калибровочные данные в базе (44 на фиг. 3) данных альманаха базовых станций непрерывно. В дополнение к этому, чтобы облегчать любые заботы по поводу конфиденциальности, регулярные сеансы определения местоположения могут происходить, когда оператор гибридной мобильной станции осуществляет или отвечает на беспроводный телефонный вызов. В этом случае система МДКР не определяет местоположение оператора без операторского знания и разрешения.
Информация о местоположении антенны базовой станции является важной для результатов производительности, относящихся к использованию измерений УТПЛ как для начального приблизительного определения местоположения, так и для конечного определения местоположения в любом из режимов, чистого УТПЛ или гибридного. К примеру, МС выдает данные измерений фазы пилот-сигнала на ООМ. ООМ использует значения, обеспеченные или выделенные из информации о местоположении антенны, чтобы установить начальное приблизительное местоположение. Наличие большого числа ошибок в этих данных может привести к субоптимальной производительности. В процессе окончательных вычислений ООМ будет использовать данные измерений фазы пилот-сигнала либо сами по себе (режим УТПЛ), либо в комбинации с данными ГСП (гибридный режим). В любом случае должны быть обеспечены местоположение антенны и возвышение (высота), чтобы гарантировать наилучшую точность. Желательно, чтобы информация о местоположении антенны базовой станции (широта, долгота и высота) были "топографической степени" в WGS-84 с ошибкой менее одного метра, хотя и может использоваться информация с подходящими известными неопределенностями о местоположениях антенны более плохого качества.
Фиг. 4 показывает соответствующие области покрытий секторов сотовых ячеек (сектор А, сектор В, сектор С и сектор D) для антенн 61, 62, 63 и 64 базовых станций. Повторитель 65 расширяет область покрытия антенны 64 базовой станции. Может быть, даже перед началом процесса привязки, как раз перед тем, как мобильный блок 66 вводит канал трафика, и записывается идентификационная информация сектора. Некоторое время спустя, когда мобильный блок 66 находится в состоянии связи, этот мобильный блок начинает осуществлять привязку местоположения. Мобильный блок 66 отмечает текущее псевдослучайное число и посылает его вместе с записанной идентификационной информацией сектора в ООМ в сообщении IS-801.1. Отметим, что может быть осуществлена передача обслуживания мобильного блока 66 в сектор, отличный от сектора, в котором была записана идентификационная информация сектора; к примеру, передача обслуживания мобильного блока была осуществлена из сектора А в сектор В, когда этот мобильный блок достигает местоположения 67, показанного в пунктирном представлении. В этом случае текущее псевдослучайное число и идентификационная информация сектора могут принадлежать различным ячейкам. Идентификационная информация сектора принадлежит обслуживающему сектору, тогда как псевдослучайное число принадлежит опорному сектору. Отметим, что псевдослучайные числа не одинаковы и обычно повторяются много раз в любой сотовой сети.
В начальном сообщении IS-801.1 мобильным блоком посылаются также измерения дальностей секторов в это время, в том числе в опорном секторе и, возможно, других секторах. Они идентифицируемы лишь псевдослучайным числом и известны как измерительные секторы. Отметим, что опорный сектор и обслуживающий сектор, если все еще виден, также являются измерительными секторами. Эти измерения дальностей используются для того, чтобы выработать грубое местоположение, известное как предпривязка (префикс), которая использует только измерения УТПЛ и обычно является менее точной, чем конечная привязка, выполняемая позже.
Назначение предпривязки состоит в том, чтобы выработать более точную оценку начального местоположения, что обеспечивает более точную информацию содействия ГСП, нежели была бы возможна при использовании только знания опорного сектора. Более точная информация содействия ГСП улучшает точность и выход ГСП и снижает время обработки. Предпривязка является необязательной, и если она по какой-либо причине непригодна, используется начальная оценка местоположения на основании опорного сектора.
После того как поддерживающая информация ГСП посылается на мобильный блок 66, этот мобильный блок собирает второй набор измерений УТПЛ и набор измерений ГСП, известные как конечная привязка. Поскольку псевдослучайные числа не единственны, ООМ должен решить, какое наблюдаемое псевдослучайное число принадлежит какому физическому сектору. Это может быть сложный процесс, поскольку секторы с одним и тем же псевдослучайным числом часто разнесены на 8 км друг от друга и даже теснее, часто создавая псевдослучайные неопределенности. Это разнесение используется, чтобы отличить опорный сектор от обслуживающего сектора. Рассматриваются только ячейки внутри порога расстояния. Этот порог расстояния определяется масштабированием параметра максимальной дальности антенны в зоне базовой станции (ЗБС) (BSA).
Если не найдены никакие секторы с заданными псевдослучайным числом и частотой, просмотра не хватает. Подобным же образом, если найдены более чем один сектор с заданными псевдослучайным числом и частотой, и ООМ не способен определить, который из них является действительным, просмотра не хватает. Если же найден один сектор с заданным псевдослучайным числом, то просмотр успешен и предполагается, что этот сектор принадлежит к наблюдаемому псевдослучайному числу. Если просмотра не хватает при попытке отличить опорный сектор от обслуживающего сектора, то предполагается, что обслуживающий сектор является опорным сектором. Если просмотра не хватает при попытке отличить измерительный сектор от опорного сектора, то это измеренное псевдослучайное число не используется и игнорируется. Если идентификационная информация сектора совсем не найдена в зоне базовой станции, то привязка ГСП пытается использовать информацию начальной оценки местоположения по умолчанию, хранящуюся в файле или регистре конфигурации ООМ.
Возможно также сделать начальную оценку местоположения на основании идентификатора сети/идентификатора системы и центроидов зоны покрытия. Центроид зоны покрытия, к примеру, является средним от местоположений мобильной станции, которые определены как находящиеся внутри зоны покрытия секторной антенны базовой станции. В этом способе ООМ автоматически находит местоположение и неопределенность для зоны покрытия всех ячеек с каждым единичным идентификатором сети и идентификатором системы путем проверки всех секторов в зоне базовой станции. Эта информация служит нескольким целям. Если недоступна лучшая начальная оценка местоположения, можно использовать местоположение и неопределенность идентификатора сети/идентификатора системы. Это случится, например, когда идентификационная информация сектора, наблюдаемая МС, не находится в зоне БС. Отметим, что начальная оценка местоположения будет иметь гораздо бульшую неопределенность в этом случае, что может снизить точность и выход ГСП, и приведет к более длительному времени обработки ГСП. Если все лучшие способы определения конечного местоположения привязки недоступны, будет сообщено местоположение центроида и неопределенность идентификатора сети/идентификатора системы.
Вкратце, информация измерений местоположения ГСП и УТПЛ от гибридной мобильной станции может комбинироваться, чтобы выработать сдвиги псевдодальности и сдвиги системы отсчета времени базовой станции. В дополнение к обеспечению сдвигов системы отсчета времени базовой станции для калибровки базовой станции сдвиги псевдодальности в разных физических местоположениях в зоне беспроводного покрытия, такие как для разных секторов ячеек, могут собираться и использоваться для исправления привязок местоположений мобильных станций, которые определены как находящиеся вблизи секторов ячеек. Например, коррекция расстояния выражается количественно как значение калибровки прямой линии связи (КПЛ) (FLC). В частности, КПЛ определяется как временная разность между отметкой времени на данных, передаваемых мобильной станцией, и действительным временем передачи.
Компонентами, которые вносят вклад в КПЛ, являются задержки в кабеле приемной антенны базовой станции, ГСП, выход строба синхронизации в приемнике ГСП на вход строба синхронизации передающей аппаратуры базовой станции и передающая антенна базовой станции. Сервер базы данных альманаха базовых станций автоматически регулирует поля КПЛ в базе данных альманаха базовых станций по данным измерений местоположения ГСП и УТПЛ от гибридных мобильных станций. За счет использования более точных значений КПЛ для секторов измерения дальностей могут быть улучшены примерно от 0 до 30 процентов.
Поскольку псевдодальности ГСП настолько точнее, если видно достаточное число спутников ГСП, конечная сообщаемая привязка будет основана почти исключительно на ГСП. К счастью, в этих случаях оценки расстояний до секторных антенн по-прежнему измеряются и сохраняются в файлах регистрации ООМ. Тем самым доступна вся информация, необходимая для определения нового калиброванного значения КПЛ. Эта информация включает в себя: старое "по умолчанию" или "среднее" значение КПЛ; местоположение привязки, определенную с помощью измерений ГСП, местоположение секторной антенны из базы данных альманаха базовых станций и оценку измеренного расстояния до каждой секторной антенны ячейки, найденную с помощью измерений фаз пилот-сигнала методом УТПЛ. Нижеследующее уравнение соотносит эти входные значения с новым значением КПЛ:
Новое_КПЛ = Старое_КПЛ - (расстояние_от_местоположения_привязки_до_антенны - оценка_измеренного_расстояния)
Вышеприведенное уравнение опускает постоянные обращения единиц. К примеру, если КПЛ измеряется в так называемых единицах чип_×_8 псевдослучайных чисел, формула для нового значения КПЛ будет:
где КПЛновое = новое значение калибровки прямой линии связи, в единицах чип_×_8,
КПЛстарое = значение калибровки прямой линии связи, использованное во время сбора ООМ, в единицах чип_×_8,
остаток = остаток для конкретного векторного измерения псевдодальности, в метрах, который является тем, что возникает из ООМ, если неизвестно истинное заземление,
30,52 = число метров на единицу чип_×_8.
Ключ к регулировке КПЛ состоит в том, что привязка местоположения должна иметь высокую точность, поскольку любая ошибка местоположения привязки будет переходить в ошибку в новом значении КПЛ. Местоположение привязки может быть определено с высокой уверенностью с помощью качественной меры "горизонтальная оцененная ошибка местоположения" (ГООМ) (НЕРЕ), которая представляет собой старую оценку ООМ ошибки каждой привязки местоположения. Таким образом, только привязки, которые отвечают некоторому качественному порогу, такому как имеющий значение ГООМ меньше 50 метров, должны использоваться для этих вычислений.
Измерения пилот-сигнала вычисляются для всех секторов, слышимых телефонной трубкой с каждой привязкой. В зависимости от окружения это обычно по меньшей мере умеренное количество секторов и зачастую 20 или более в плотной городской среде. Таким образом, каждая привязка приводит ко многим оценкам расстояния, которые все используются в этом процессе.
В этом процессе должна присутствовать начальная база данных альманаха базовых станций, чтобы ООМ мог разрешить идентификацию сектора для каждого наблюдаемого сектора. Однако качество значений КПЛ для этих секторов не важно. Можно использовать значения КПЛ "по умолчанию" или "среднее". Ключ состоит в том, что идентификации секторов, наблюдаемые посредством телефонной трубки, существуют в базе данных альманаха базовых станций. Желательно, чтобы местоположения антенн были разумно точными, но местоположения антенн не нужно знать точно в любое время. Если понимание местоположений антенн улучшается со временем, это можно учитывать, чтобы получить местоположение антенны с большей определенностью и использовать для улучшения точности калибровки прямой линии связи. Кроме того, сервер базы данных альманаха базовых станций может определить, переместилась ли антенна, и в этом случае точное, но устаревшее местоположение антенны можно удалить из базы данных альманаха базовых станций и заменить его обновленным местоположением.
Фиг. 5 и 6 показывают пример того, как ООМ может быть запрограммирован на определение местоположения мобильной станции. На первом этапе 81 по фиг. 5 ООМ делает начальную оценку местоположения на основании измерений УТПЛ, посланных вначале от МС к ООМ. На этапе 82 ООМ пытается ассоциировать псевдослучайные числа, наблюдаемые мобильными станциями, с конкретными секторами ячеек, записанными в базе данных альманаха базовых станций. Если сектор, который обслуживает МС, нельзя идентифицировать однозначно, УТПЛ невозможно, поскольку ООМ не способен определить, из какой антенной башни базовой станции возникли измерения дальностей УТПЛ. Поэтому выполнение ответвляется от этапа 83 к 84, если сектор, который обслуживает МС, не может быть определен однозначно. В противном случае выполнение продолжается от этапа 83 к этапу 85.
На этапе 84 данные содействия чувствительности (СЧ) (SA) и содействия получению (СП) (АА) генерируются на основании центроидов идентификатора сети или идентификатора системы либо местоположения по умолчанию. Данные СЧ/СП будут посылаться в МС (на этапе 90 по фиг. 6) для того, чтобы помочь МС в получении ГСП и псевдодальностном измерении ГСП. Вследствие того что обслуживающая ячейка не найдена, УТПЛ невозможно, и точность и выходные данные ГСП могут быть серьезно ухудшены. Выполнение продолжается с этапа 84 на этап 90 по фиг. 6.
На этапе 85 по фиг. 5 ООМ пытается найти опорный сектор и все измерительные секторы. Если измеренное псевдослучайное число нельзя однозначно ассоциировать с единственным сектором, это измерение дальностей не используется. Если нельзя однозначно определить опорный сектор, вместо него используется обслуживающая ячейка. Вслед за этим на этапе 86 ООМ вычисляет "предпривязку" на основании только УТПЛ. Затем на этапе 87 выполнение ответвляется на этап 89, если вычисление "предпривязки" на этапе 86 не было успешным. В противном случае выполнение продолжается с этапа 87 к этапу 88.
На этапе 88 данные СЧ/СП вырабатываются на основании сотовой секторной информации. Выполнение продолжается с этапа 88 к этапу 90 по фиг. 6.
На этапе 89 по фиг. 5 данные СЧ/СП вырабатываются на основании местоположения и неопределенности предпривязки. Чем меньше неопределенность начального местоположения, тем более точными являются данные СП, тем быстрее будет обработка в МС и тем лучше конечная точность привязки и выход. Выполнение продолжается с этапа 89 к этапу 90 по фиг. 6.
На этапе 90 по фиг. 6 данные СЧ/СП посылаются в МС. МС использует данные СЧ/СП для получения ГСП и псевдодальностного измерения ГСП. МС ищет спутники ГСП, указанные в данных содействия, и выполняет второй раунд поиска псевдодальности УТПЛ. На этапе 91 ООМ принимает от МС псевдодальности ГСП и УТПЛ. На этапе 92 ООМ опять пытается идентифицировать все измеренные псевдослучайные числа. Если псевдослучайное число нельзя однозначно сопоставить с единственным сектором, тогда это измерение псевдодальности не используется. На этапе 93 ООМ вырабатывает конечную привязку на основании измерений дальностей ГСП и УТПЛ.
На этапе 94 ООМ может использовать несколько способов параллельно для вычисления конечного местоположения, и используется наиболее вероятный подход для достижения наименьшей ошибки местоположения. Сначала делается попытка привязки ГСП, потому что точность далеко превосходит точность по любому иному способу. Если привязка ГСП не удается, ООМ выбирает из нескольких других подходов, и используется результат с наименьшей оценкой связанной ошибки. Эти другие подходы включают в себя: только УТПЛ; местоположение, определенное знанием ориентации секторов и приблизительную дальность с помощью измерения ФРВ (когда это доступно); привязку (фиксацию) "смешанного сектора ячейки", определенную с помощью знания секторов, наблюдаемых мобильным блоком, и местоположение и ориентацию каждого сектора; определение местоположения центроида для зоны покрытия текущего обслуживающего сектора (или, если невозможно определить текущий обслуживающий сектор, исходного обслуживающего сектора); местоположение центроида текущей зоны покрытия идентификатора сети/идентификатора системы; и, наконец, местоположение по умолчанию, сохраненное в файле конфигурации ООМ.
Использование КПЛ для каждого сектора для коррекции местоположения МС вблизи сектора может быть улучшено накоплением и статистическим анализом множества оценок расстояний до разных мобильных станций в каждом секторе, предпочтительно из разнообразных местоположений внутри зоны покрытия сектора. При сборе множества выборок к этому множеству можно применить статистическую обработку, чтобы найти оптимальное новое значение КПЛ для использования. Обнаружено, что усреднение этих данных и использование данных, собранных от разнообразного множества местоположений внутри зоны покрытия каждого сектора, дает выход более точных значений КПЛ.
Множество выборок можно собрать из регулярных сеансов определения местоположения во время нормальных телефонных вызовов к гибридным мобильным станциям или от них и/или от сбора при полевых разъездах. Для дополнительного качества собранных данных сбор в полевых разъездах можно выполнять техническим полевым персоналом на транспортных средствах, каждое из которых оснащено гибридной мобильной телефонной трубкой, связанной с внешней антенной персональной системы связи (ПСС) (PCS) и внешней активной антенной ГСП. В зонах, в которых используется множество частот МДКР, данные следует собирать на каждой частоте, поскольку перестановка сектор-МДКР-частота калибруется по отдельности. Например, когда используется разъездной подход, следует использовать множество трубок, чтобы гарантировать достаточное разнесение частот.
Настоящее изобретение более конкретно относится к использованию мобильных станций для определения информации о местоположении антенны базовой станции. Это можно сделать не только для обеспечения более точных привязок местоположений мобильных станций, но также для обеспечения должного сотового покрытия от базовых станций, которые либо физически меняют местоположение, либо становятся негодными из-за ошибочной информации о местоположении антенн в альманахе базовых станций. В наихудшем случае изменение в местоположении антенны может вызвать проблему идентификации сектора ячейки, в котором сигналы, наблюдаемые телефонной трубкой (т.е. беспроводной мобильной станцией), не могут быть должным образом связаны с информацией в базе данных альманаха базовых станций.
Сервер базы данных альманаха базовых станций обнаруживает случаи, когда идентификация, наблюдаемая телефонной трубкой, не обнаруживается в базе данных альманаха базовых станций, и прослеживает такие случаи во времени. Сервер базы данных альманаха базовых станций идентифицирует новые секторы, которые добавляются к сети, и извещает системного оператора о таких изменениях. Сервер базы данных альманаха базовых станций вырабатывает вводимые данные базы данных альманаха базовых станций, включающие в себя определение местоположения антенны, наблюдаемую идентификацию, параметры калибровки и неопределенности, вычисляемые автоматически, и значения по умолчанию. Сервер базы данных альманаха базовых станций идентифицирует также секторы, идентификация которых, наблюдаемая телефонной трубкой или сообщаемая сотовой инфраструктурой, изменилась из-за изменения или переконфигурации в сети и больше не совпадает с базой данных альманаха базовых станций. Сервер базы данных альманаха базовых станций автоматически изменяет базу данных альманаха базовых станций, чтобы отразить новую идентификацию.
Для геофизических измерений дальностей местоположение антенны помогает ООМ отыскать идентификации опорного сектора и измерительных секторов и является местоположением, из которого возникают измерения дальностей. Ошибки местоположения антенны переходят в геофизические ошибки дальности. Местоположение антенны является также существенным при выработке "начальной оценки местоположения", которая используется для выработки информации содействия ГСП.
Сервер базы данных альманаха базовых станций идентифицирует местоположения секторных антенн в базе данных альманаха базовых станций, которые не согласуются с измеренным местоположением. Это может проистекать от мобильных ячеек (COW или COLT) или от опечаток в базе данных альманаха базовых станций. Сервер базы данных альманаха базовых станций сообщает системному оператору о таких проблемах, и при соответствующем конфигурировании этот сервер базы данных альманаха базовых станций будет автоматически фиксировать эти проблемы.
Для того, чтобы быстро и ясно идентифицировать изменения в местоположениях секторных антенн, желательно измерять местоположения секторных антенн непрерывно во время обычного использования системы беспроводной связи. Это можно делать с помощью способа инверсного позиционирования секторных антенн. Инверсное позиционирование секторных антенн представляет собой путь определения местоположения секторных антенн из данных от мобильной станции.
В некоторых случаях известно, что сектор ячейки существует, на основании измерений телефонной трубкой сигнала этого сектора, но местоположение секторной антенны неизвестно. Если на основании других измерений можно определить местоположение телефонной трубки, это местоположение телефонной трубки и измеренная дальность до секторной антенны могут служить полезными входными данными для определения местоположения секторной антенны.
Во многих случаях местоположение телефонной трубки можно определить без знания источника неизвестного сектора, к примеру, на основании хорошей привязки ГСП, или УТПЛ, или гибридной привязки, которая не использует измерения из неизвестного сектора. Если это случается много раз из различных местоположений, каждая из этих привязок местоположения служит в качестве как исходной точки (местоположения телефонной трубки), так и дальности до местоположения антенны этого неизвестного сектора.
Эти местоположения и дальности могут служить входными данными в навигационный процессор, который может вычислять местоположение секторной антенны таким же образом, как, к примеру, местоположения и дальности спутников ГСП используются для вычисления местоположения приемника ГСП. Доступно много способов для осуществления этой навигационной обработки, таких как итерация по методу наименьших квадратов и калмановская фильтрация, общеизвестных для специалистов в данной области техники.
Как может оценить специалист в данной области техники, важно, чтобы опорные точки были достаточно далеко друг от друга по сравнению с дальностями до секторной антенны, чтобы геометрия была адекватной точному вычислению местоположения секторной антенны. Кроме того, каждая входная дальность от местоположения телефонной трубки должна иметь связанную с ней оценку ошибки, которая объединяет как неопределенность в местоположении опорной телефонной трубки, так и оцененную неопределенность в дальности на основании, к примеру, возможных задержек сигнала из-за превышенной длины тракта. Эти оценки ошибок измерений можно объединять в алгоритме навигационной обработки, чтобы оценить ошибку в определении местоположения секторной антенны.
Измерения дальности до секторной антенны могут также содержать довольно постоянное смещение из-за временного смещения секторного передатчика. Эта калибровка прямой линии связи может быть разрешена в то же самое время, что и местоположение секторной антенны. Тем самым трехмерное местоположение секторной антенны, равно как и временное смещение могут быть вычислены в одной и той же операции, аналогично позиционированию приемника ГСП.
Обнаружено, что разрешение секторной антенны по вертикали может иногда быть затруднено вследствие ограниченной геометрии наблюдения в вертикальном направлении. Высота секторной антенны может быть оценена на основании средней высоты антенн (скажем, 10 метров) над средней высотой опорных позиций местоположений телефонных трубок и/или высотой над землей на основании просмотра в базе данных геофизического возвышения. Хотя ошибки в высоте секторной антенны иногда трудно наблюдать этим способом, удачно, что эти ошибки вносят очень мало в ошибку привязки местоположения, когда сектор, в конце концов, добавляется к базе данных альманаха базовых станций и используется в качестве опорного местоположения для позиционирования телефонной трубки.
Когда местоположение секторной антенны разумно найдено этим способом, новый сектор может быть добавлен к базе данных альманаха базовых станций и использован вслед за этим для позиционирования телефонной трубки, или неидентифицируемый сигнал, наблюдаемый телефонной трубкой, может быть присоединен к вводимым данным в базе данных альманаха базовых станций с неправильной информацией об идентификации, и эта информация об идентификации может быть скорректирована.
На фиг. 7-10 показан алгоритм примера осуществления инверсного позиционирования секторных антенн в сети беспроводной связи по фиг. 1. К примеру, алгоритм представляет программирование сервера 43 базы данных альманаха базовых станций на фиг. 3 для поддержания и улучшения параметров местоположения базовой станции в альманахе 44 базовой станции и программирование в объекте 41 определения местоположения на фиг. 3 для определения местоположения мобильной станции и вычисления местоположения базовой станции.
На первом этапе 101 по фиг. 7 мобильная станция помещает или принимает беспроводный телефонный вызов. В процессе установления связи между сетью и мобильной станцией, как описывается выше со ссылкой на фиг. 4, сеть пытается определить секторы ячейки, находящиеся в связи с этой мобильной станцией, из указаний базовых станций, принимающих сигналы от мобильных станций. На этапе 102 по фиг. 7, если указанную базовую станцию нельзя найти в альманахе базовых станций, то выполнение ответвляется к этапу 103, чтобы создать новую запись базы данных для базовой станции и чтобы записать для базовой станции "местоположение неизвестно". После этапа 103 выполнение продолжается к этапу 104. Выполнение также продолжается к этапу 104 от этапа 102, если базовая станция обнаруживается в альманахе базовых станций.
На этапе 104 сеть определяет местоположение (значение и оценку ошибки) мобильной станции независимо от местоположения базовой станции, находящейся в связи с мобильной станцией. Например, если мобильная станция имеет глобальный спутниковый приемник для приема сигналов глобального позиционирования, местоположение мобильной станции можно определить независимо от местоположения базовой станции, к примеру, с помощью системы ГСП. Если мобильная станция находится в диапазоне связи других базовых станций, имеющих известные местоположения, то местоположение мобильной станции можно определить из сигналов, передаваемых между мобильной станцией и этими другими базовыми станциями, например, с помощью УТПЛ.
На этапе 105, если возвышение антенны базовой станции неизвестно, выполнение ответвляется к этапу 106, чтобы оценить возвышение антенны базовой станции, как далее описывается ниже со ссылкой на фиг. 10. После этапа 106 выполнение продолжается до этапа 107. Выполнение также продолжается с этапа 105 к этапу 107, если возвышение антенны базовой станции известно.
На этапе 107 сеть получает измерение псевдодальности (значение и оценка ошибки) между мобильной станцией и базовой станцией с помощью сигналов, передаваемых между мобильной станцией и базовой станцией, к примеру, в виде, описанном выше в отношении калибровки прямой линии связи. На этапе 108, если местоположение базовой станции неизвестно, выполнение продолжается к этапу 111 по фиг. 8. В противном случае выполнение ответвляется к этапу 121 по фиг. 9.
На этапе 111 по фиг. 8, если нет достаточных измерений для определения местоположения базовой станции, выполнение возвращается к этапу 101. К примеру, чтобы найти широту и долготу базовой станции для случая известного возвышения антенны базовой станции, необходимы два измерения псевдодальности с разнесенных местоположений мобильной станции для триангуляции. Дополнительные измерения необходимы, если неизвестно возвышение антенны базовой станции или если измерения псевдодальности зависят от сдвига синхронизации базовой станции. Когда получено достаточное число измерений, выполнение продолжается с этапа 111 к этапу 112.
На этапе 112 сеть использует местоположения мобильной станции (значения и оценки ошибок), сдвиги синхронизации мобильных станций (значения и оценки ошибок) и псевдодальности (значения и оценки ошибок), чтобы вычислить местоположение базовой станции (значение и оценка ошибки) и сдвиг синхронизации базовой станции (значение и оценка ошибки). К примеру, неопределенность измерения дальности может зависеть от уровня пилот-сигнала, разрешения псевдошумовых последовательностей, возвышения спутника в случае измерения дальности ГСП и возможности многолучевого распространения в случае геофизических измерений дальности. Неопределенность измерения дальности зависит также от неопределенности лежащих в основе параметров услуги по определению местоположения, таких как неопределенность в сдвиге синхронизации при калибровке прямой линии связи в случае измерения дальности УТПЛ и неопределенность местоположения антенны базовой станции и геофизического возвышения в случае измерений дальности УТПЛ или ФРВ. Неопределенность, например, определяется количественно в виде стандартного отклонения на основании статистики, когда имеется совокупность выборок, или на основании известного разрешения и оцененной ошибки измерения в предположении гауссова распределения.
Вычислительная процедура может использовать традиционную программу наименьших квадратов или калмановский фильтр, как обычно используется в области навигации (например, ГСП). Эта вычислительная процедура используется, чтобы определить местоположение и временной сдвиг базовой станции из известных местоположений и известных временных сдвигов множества мобильных станций, в противоположность традиционному использованию вычислительной процедуры для вычисления местоположения и временного сдвига мобильной станции из известных местоположений и известных временных сдвигов множества базовых станций. На этапе 113 альманах базовых станций обновляется для указания того, что местоположение базовой станции известно, и для выполнения возврата к этапу 101 по фиг. 7.
На первом этапе 121 по фиг. 9 сеть вычисляет расстояние между мобильной станцией и базовой станцией из известных местоположений и сравнивает расстояние до измерения псевдодальности. Если расстояние не соответствует измерению псевдодальности с учетом оценок ошибок расстояния и измерения псевдодальности, то выполнение ответвляется к этапу 123 для записи возможности того, что местоположение базовой станции ошибочно. Если записывается несколько таких несоответствий, то на этапе 124 достигается порог ошибки, и выполнение продолжается к этапу 125 для записи того, что местоположение базовой станции неизвестно, чтобы записать ошибку в журнал регистрации и чтобы сообщить об ошибке системному оператору. Выполнение продолжается от этапа 125 к этапу 111 по фиг. 8, чтобы, возможно, использовать значения местоположений мобильных станций и измерений псевдодальности для определения местоположения базовой станции. Если порог ошибки не достигнут, выполнение возвращается от этапа 124 к этапу 101 по фиг. 3.
На этапе 122, если расстояние между мобильной станцией и базовой станцией согласуется с измерением псевдодальности, выполнение продолжается от этапа 122 к этапу 126. На этапе 126 местоположение мобильной станции (значение и оценка ошибки), сдвиг синхронизации мобильной станции (значение и оценка ошибки) и измерение псевдодальности (значение и оценка ошибки) используются для улучшения местоположения базовой станции (значение и оценка ошибки) и сдвига синхронизации базовой станции (значение и оценка ошибки). После этапа 126 выполнение возвращается к этапу 101 по фиг. 7.
Один путь улучшения местоположения базовой станции и сдвига синхронизации базовой станции на этапе 126 по фиг. 9 состоит в поддержании журнала регистрации, относящегося к местоположению и сдвигу синхронизации базовой станции, и в пересчете местоположения базовой станции на основании всех измерений в журнале регистрации. Когда, однако, число измерений становится большим, время и память для вычислений могут стать чрезмерными. В этом случае местоположение и сдвиг синхронизации базовой станции можно вычислять с помощью только некоторого числа наиболее свежих измерений. В дополнение к этому, возможно использовать фильтр, такой как калмановский фильтр, чтобы непрерывно улучшать значение местоположения и сдвига синхронизации базовой станции. В простом примере наиболее свежие измерения выдают оцененное местоположение (Ре), и новое местоположение (Pnew) вычисляется как взвешенное среднее старого местоположения (Pold) и оцененного местоположения (Ре) следующим образом:
Pnew = α(Ре) + (1-α)(Pold),
где α представляет собой весовой коэффициент меньше единицы. Этот весовой коэффициент выбирается на основании соответствующего числа измерений (N) и соответствующего среднего относительной ошибки (Е) измерений, делающего вклад в старое значение и оцененное значение, к примеру, согласно уравнению:
α = (Ne/Ee)/(Ne/Ee + Nold/Eold).
Фильтр может быть использован аналогично для вычисления нового значения для сдвига синхронизации базовой станции из старого значения и новой оценки, но в этом случае выгодно оценивать дрейф сдвига синхронизации во времени. Иными словами, сдвиг (Toff) синхронизации базовой станции моделируется как линейная функция от времени (t): Toff=βt+T0. Параметры β и Т0 оцениваются по методу наименьших квадратов из ряда измерений во времени. Когда число измерений в этом ряду становится чрезмерным, лишь разумное число наиболее свежих измерений сохраняются в журнале регистрации и используются для получения оцененного значения для β и оцененного значения для Т0. Новое значение для β вычисляется из оцененного значения β и старого значения β, а новое значение для Т0 вычисляется из оцененного значения Т0 и старого значения Т0.
Фиг. 10 показывает блок-схему алгоритма подпрограммы для оценки возвышения антенны базовой станции. На первом этапе 131, если местоположение антенны базовой станции (широта и долгота) неизвестны, выполнение ответвляется к этапу 132. На этапе 132 оценивается геофизическое возвышение в местоположении базовой станции путем вычисления среднего от возвышений мобильных станций в диапазоне связи этой базовой станции, и выполнение продолжается к этапу 134. На этапе 131, если местоположение базовой станции известно, выполнение продолжается к этапу 133. На этапе 133 осуществляется обращение к базе данных геофизических возвышений для получения геофизического возвышения в местоположении базовой станции (известном или оцененном). На этапе 134 возвышение антенны базовой станции оценивается как средняя высота антенны (такая как десять футов) над геофизическим возвышением (известным или оцененным) в местоположении базовой станции, и выполнение завершается.
Ввиду вышеизложенного, описана сеть беспроводной связи. Местоположения антенн базовой станции и сдвиги синхронизации базовой станции в базе данных альманаха базовых станций вместе с другой информацией использовались для получения наиболее надежных привязок местоположений мобильных станций при различных условиях. Предлагается автоматическая система для создания, обновления и поддержания базы данных альманаха базовых станций. В общем, эта автоматическая система использует привязки местоположений мобильных станций, чтобы дать контекст информации определения геофизической дальности и другим измерениям, сделанным сотовой телефонной трубкой. Система использует также привязки местоположений для поддержания понимания сотовой производительности и для обеспечения обратной связи по производительности к сотовым операторам и абонентам. Автоматическая система обнаруживает неполную или неточную информацию, а затем делает автоматические привязки и/или советы системному оператору. В частности, система использует привязки местоположений мобильных станций и информацию определения геофизической дальности, чтобы определить местоположения антенн базовой станции и сдвиги синхронизации базовой станции. Поэтому возможно автоматически получать данные о местоположении базовой станции, когда эти данные о местоположении неизвестны, без какой-либо дополнительной сетевой аппаратуры или каких-либо изменений в протоколах связи. Местоположения антенн базовой станции можно определять непрерывно в процессе нормальных определений местоположений мобильных станций, чтобы поддерживать и улучшать данные о местоположении антенн и для коррекции изменения или перемещения антенн базовой станции. При этом возможно быстрое восстановление от потерь идентификации секторов ячеек во время перемещения антенны базовой станции и гарантия точности определения местоположения мобильной станции на основании определения дальности от базовых станций и быстрое получение данных местоположения от мобильных станций, имеющих приемники глобальных спутников.
1. Способ поддержания информации о местоположении базовой станции в альманахе базовых станций в сети беспроводной связи, имеющей базовые станции для связи с мобильными станциями, альманах базовых станций и объект определения местоположения для определения местоположений мобильных станций из сигналов, передаваемых между базовыми станциями и мобильными станциями, заключающийся в том, что
(a) когда местоположение мобильной станции определено посредством объекта определения местоположения независимо от местоположения базовой станции, находящейся в пределах связи этой мобильной станции, определяют расстояние между базовой станцией и мобильной станцией из сигналов, передаваемых между базовой станцией и мобильной станцией, и
(b) модифицируют альманах базовых станций, чтобы включить в него скорректированную информацию о местоположении базовой станции для базовой станции, когда расстояние между базовой станцией и мобильной станицей указывает, что информация о местоположении базовой станции в альманахе базовых станций неверна или относительно неточна.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что местоположение мобильной станции определяют посредством объекта определения местоположения независимо от местоположения базовой станции, находящейся в пределах связи мобильной станции, когда мобильная станция принимает сигнал базовой станции от базовой станции, отсутствующей в альманахе базовых станций.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют местоположение базовой станции из местоположений множества мобильных станций и сигналов, передаваемых между базовой станцией и множеством мобильных станций, и модифицируют альманах базовых станций путем сохранения определенного местоположения базовой станции в альманахе базовых станций.
4. Сеть беспроводной связи, содержащая
(a) базовые станции для связи с мобильными станциями, и
(b) по меньшей мере один объект определения местоположения для определения местоположений мобильных станций на основании сигналов, передаваемых между базовыми станциями и мобильными станциями, и информации, сохраненной в альманахе базовых станций,
при этом сеть беспроводной связи выполнена с возможностью определения местоположения базовой станции из местоположений мобильных станций и из сигналов, передаваемых между базовой станцией и мобильными станциями, и использования определенного местоположения базовой станции и обновления определенного местоположения для поддержания информации о местоположении базовой станции в альманахе базовых станций.
5. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что местоположение базовой станции определяют, когда мобильная станция принимает сигнал от базовой станции и обнаруживается, что эта базовая станция отсутствует в альманахе базовых станций.
6. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что альманах базовых станций обновляют определенным местоположением базовой станции, когда это определенное местоположение базовой станции указывает, что информация о местоположении базовой станции в альманахе базовых станций указывает неверное местоположение для этой базовой станции.
7. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что мобильные станции имеют приемники сигналов глобальных спутников, а объект определения местоположения определяет местоположения мобильных станций из сигналов, принятых мобильными станциями от глобальных спутников.
8. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что объект определения местоположения определяет местоположения мобильных станций посредством усовершенствованной трилатерации прямых линий связи (УТПЛ) каждой мобильной станции из базовых станций, имеющих известные местоположения.
9. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что объект определения местоположения измеряет задержки в трактах сигналов, переданных между базовой станцией и мобильными станциями, для определения расстояний между базовой станцией и мобильными станциями, и определяет местоположение базовой станции из местоположений мобильных станций и расстояний между базовой станцией и мобильной станцией.
10. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что объект определения местоположения вычисляет временное смещение в передатчике базовой станции из местоположения мобильных станций и из сигналов, передаваемых между базовой станцией и мобильными станциями.
11. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что объект определения местоположения оценивает возвышение антенны базовой станции как среднюю высоту антенны над средним возвышением мобильных станций.
12. Сеть беспроводной связи по п.4, отличающаяся тем, что объект определения местоположения оценивает возвышение антенны базовой станции как среднюю высоту антенны над возвышением, полученным путем просмотра базы данных геофизических возвышений для возвышения в оцененном местоположении базовой станции.
