CN1842205A - 一种在多扇区小区中实现无线终端定位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在多扇区小区中实现无线终端定位的方法,该方法包括以下步骤:A.无线网络控制器RNC确定UE所在小区;B.根据预存的所述小区信息,RNC判断该UE所在小区是否为多扇区小区,若不是,则定位UE在该小区;若是,则进入步骤C;C.确定该UE所在扇区,并定位UE在该扇区。本发明方法通过对UE所在小区的邻小区的测量,将得到的该UE所在小区的邻区标识与预存在网络侧的该UE所在小区各扇区的邻小区的标识进行匹配,判断UE所处的扇区。该方法缩小了定位范围,提高了定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位技术,尤指一种在多扇区小区中实现基于小区定位方式(CELL_ID)或增强型小区定位(CELL_ID+RTT)方式的无线终端定位的方法。
背景技术
定位业务是无线蜂窝通信***中一项重要的业务,第三代无线通信***(3G)中主要的定位技术有三种:辅助全球定位***(A-GPS)定位、观察到达时间差(OTDOA)定位和CELL_ID+RTT定位。
A-GPS定位需要无线终端(UE)内置GPS接收机,与网络配合完成定位,定位精度最高,并且需要无线终端能够同时面对三颗卫星;OTDOA定位是通过测量无线终端与三个基站之间的距离,采用双曲线定位的方法来完成定位,需要手机支持OTDOA测量;CELL_ID+RTT定位是CELL_ID定位的增强方法,通过确定无线终端所在的小区与基站天线的距离来完成对无线终端的定位的。
CELL_ID定位根据UE在网络内所处的小区或基站NodeB,标识UE位置。UE有可能在小区内的任何位置,因此CELL_ID定位精度完全取决于小区的大小。在除密集城区之外的大部分区域,CDMA***的小区半径一般都在1km以上,特别是郊区和农村甚至达到十几公里,此时CELL_ID定位的精度不会优于500m,这样的精度远远不能满足大部分用户的要求。因此在CELL_ID定位方法的基础上,出现了一些改进技术,如CELL_ID+RTT技术,即通过确定无线终端所在的小区与基站天线的距离来完成对无线终端的定位。虽然这种改进技术可在一定程度上提高定位精度,但改善效果并不明显。
在实际网络中常常出现一个逻辑小区对应多个扇区的情况,见图1所示。按照空隙最小原则,在定位UE时,会将原不属于本小区的扇区包含在本小区中,造成扇区面积扩大,降低了定位的精度。比如图1的情况,假设小区3对应的扇区角度小于小区2对应的扇区角度,则将小区1的扇区A,扇区B和小区3的扇区合并成一个连续扇区,如图1中阴影部分所示,并把合并后的连续扇区看成该小区对应的区域来处理。
图2是现有技术多扇区小区中CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图,假设核心网络(CN)向无线网络控制器(RNC)发起定位UE请求,结合图1,假设UE处于小区1中,具体步骤包括:
步骤200:RNC确定UE所在小区。
本步骤中,在CN发起定位UE的请求后,RNC首先会根据定位请求选择一种最佳定位方式,本申请涉及CELL_ID+RTT定位方式,所以,这里假设RNC选择的定位方式是CELL_ID+RTT定位方式。
之后,RNC查询本地是否存有UE的状态测量信息,若没有RNC还需要对该UE发起寻呼,完成UE的状态转移,使UE从空闲状态,如URA_PCH状态或IDLE状态转移至激活状态,如Cell_DCH状态或Cell_FACH状态。当UE完成状态转移后,会向RNC上报转移成功消息,该转移成功消息来自于UE所处的小区,所以RNC能根据转移成功消息确定UE所处的小区;若RNC本地存有UE的状态测量信息,则根据该状态测量信息确定UE所处的小区。
步骤201:RNC通过测量确定UE与基站之间的距离。
本步骤中,RNC向NodeB发出往返旅行时间(RTT)测量请求,RTT测量的是无线信号从NodeB到UE的旅行时间T总,该T总包括无线信号在空中的传输时间T传和UE从收到无线信号到返回无线信号之间的处理时间T处。NodeB收到请求,完成RTT测量后,将RTT测量结果上报给RNC。
RNC向UE发出Rx-Tx Type2测量请求,Rx-Tx Type2测量的是UE从收到无线信号到返回无线信号之间的处理时间T处。UE收到请求,完成Rx-Tx Type2测量后,将Rx-Tx Type2测量结果上报给RNC。
RNC根据RTT测量报告和Rx-Tx Type2测量报告,计算UE到RNC的信号传输时间T传,T传=(T总-T处)/2。这里之所以除以二是因为旅行时间T总是一个往返的过程。RNC根据计算出的UE到RNC的信号传输时间和预存的无线信号在空中的传播速度v,计算UE到NodeB天线的距离d。该距离d=T传×v。
本实施例中,通过步骤200的状态测量确定了UE所在小区为小区1,通过步骤201的距离测量则确定了UE与NodeB天线之间的距离为d,这些UE的测量信息存储在RNC的数据库中。这里需要说明一点,当UE重新回到空闲状态时,步骤200和步骤201所得到且存储在RNC的UE测量信息将自动从RNC的数据库中删除。
步骤202~步骤203:RNC根据UE所在小区预存信息,确定定位结果后上报。
本步骤中,RNC根据计算出的距离d和小区1的预存信息,进行CELL_ID+RTT处理,得出UE最终定位结果,RNC将UE最终定位结果上报给CN。
其中,CELL_ID+RTT处理包括:根据计算出的距离d,预存在RNC中的NodeB的坐标及相应小区的几何形状确定UE最终定位结果。比如,当预存的小区是一个全向小区时,最终上报的定位结果是以NodeB的坐标为中心,距离d为半径的一个圆,即UE所处的位置在这个圆上;再比如,当预存的小区是一个扇区时,最终上报的定位结果是以NodeB的坐标为中心,距离d为半径的一段圆弧,即UE所处的位置在这段圆弧上,圆弧的开口方向与预存的小区方向一致。
本实施例中,UE所在小区1包括扇区A和扇区B,按照空隙最小原则,在定位UE时,会将小区1的扇区A,扇区B和小区3的扇区合并成一个连续扇区,如图1中阴影部分所示,并把合并后的连续扇区看成该小区对应的区域来处理。所以,最后得到的定位结果是:UE所处的位置为在该合并后的扇区中,以NodeB为中心,距离d为半径的圆弧上。
上述是现有技术多扇区小区中CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位的方法,从上述方法可以看出,由于没有具体区分UE是位于小区1的扇区A,还是位于小区1的扇区B,使得对UE的定位范围扩大,从而降低了定位精度。
另外,现有技术多扇区小区中CELL_ID定位方式下无线终端定位的方法是图2流程的其中一部分,省去其中的步骤201即可,最后的定位结果就是UE位于小区I中。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种在多扇区小区中实现无线终端定位的方法,该方法能够缩小定位范围,提高定位精度。
为达到上述目的,本发明的技术方案具体是这样实现的:
一种在多扇区小区中实现无线终端UE定位的方法,该方法包括以下步骤:
A.无线网络控制器RNC确定UE所在小区;
B.根据预存的所述小区信息,RNC判断该UE所在小区是否为多扇区小区,若不是,则定位UE在该小区;若是,则进入步骤C;
C.确定该UE所在扇区,并定位UE在该扇区。
在步骤A中,所述确定UE所在小区的方法为:RNC查询本地是否存有UE的测量信息,若没有,则RNC向UE发起寻呼,并根据寻呼的转移成功消息确定UE所在小区;若有,则根据存储在RNC的UE的测量信息确定UE所在小区。
步骤C中,在所述确定该UE所在扇区之前,该方法还包括:RNC查询本地是否存有UE的测量信息,若没有,则RNC向UE发起寻呼,并根据寻呼的转移成功消息确定UE所在小区;若有,则根据存储在RNC的UE的测量信息确定UE所在小区。
步骤C中所述确定UE所在扇区的方法为:
C1.根据所述测量信息,确定UE的邻区标识;
C2.将得到的UE的邻区标识与预存的UE所在小区的各扇区的邻区标识相匹配,若某扇区的邻区标识与UE的邻区标识相同,则确定UE在该扇区中。
所述测量信息包括寻呼后得到的状态测量信息。
所述测量信息包括寻呼后得到的状态测量信息和距离测量信息;
所述在RNC查询本地未存UE的测量信息,RNC向UE发起寻呼之后,该方法还包括:RNC向UE发起距离测量以确定该UE与NodeB天线之间的距离;
步骤B中,所述定位UE在所述小区之后,该方法还包括:根据预存的该UE所在小区信息和所述距离测量得到的该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述小区中的位置;
步骤C中,所述定位UE在所述扇区之后,该方法还包括:根据预存的该扇区信息和所述距离测量得到的该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述扇区中的位置。
所述根据预存的该UE所在小区信息和该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述小区中的位置的方法为:
根据预存在RNC中的基站的坐标及UE所在小区的几何形状,确定该无线终端的位置为,在以基站坐标为中心,所得UE到NodeB天线的距离为半径的一个圆或一段圆弧上。
所述根据预存的该扇区信息和该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述扇区中的位置的方法为:
根据预存在RNC中的NodeB的坐标及UE所在扇区的几何形状,确定该无线终端的位置为:在以基站坐标为中心,所得UE到NodeB天线的距离为半径的一段圆弧上。
所述距离测量包括:往返旅行时间RTT测量和Rx-Tx Type2测量;
所述确定UE与NodeB天线之间的距离的方法为:计算RTT测量报告中无线信号在空中的传输时间与Rx-Tx Type2测量报告中UE对无线信号的处理时间之差,所得差值与二之商,将所得商值与预存的无线信号在空中的传播速度之积作为UE到NodeB天线的距离。
由上述技术方案可见,本发明这种在多扇区小区中实现无线终端定位的方法,通过对UE所在小区的邻区的测量,将得到的该UE所在小区的邻区标识与预存在网络侧的UE所在小区各扇区的邻区标识进行匹配,判断UE所处的扇区,进而根据扇区参数进行定位。该方法缩小了定位范围,提高了定位精度。
附图说明
图1是一个小区对应多个扇区的网络示意图;
图2是现有技术多扇区小区中CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图;
图3是本发明一实施例的网络示意图;
图4是本发明多扇区小区中CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图;
图5是本发明多扇区小区中CELL_ID定位方式下无线终端定位方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心思想是:RNC根据UE所在小区的邻区测量报告,将邻区测量报告中的邻区标识与预存在网络侧的UE所在小区各扇区的邻区标识进行匹配,判断UE所处的扇区,进而根据该扇区参数进行定位,缩小了定位范围,提高了定位精度。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举较佳实施例,对本发明进一步详细说明。
图3是本发明一实施例的网络示意图,图3所示网络中,在基站1中一个逻辑小区1包括扇区A和扇区B两个扇区;在基站2中有一个全向小区5,小区5是小区1的扇区A的邻区;在基站3中同样也有一个全向小区6,小区6是小区1的扇区B的邻区。这些小区与小区之间的关系信息,以及各小区的信息参数,如小区是否为多扇区小区、小区的标识等都是在网络建设时就已存入网络侧数据库中的。下面结合图3,分别对基于CELL_ID定位方式和基于CELL_ID+RTT定位方式下,多扇区小区中无线终端定位的方法进行详细描述。
实施例一:CELL_ID+RTT定位方式下,多扇区小区中无线终端定位方法。
图4是本发明多扇区小区中CELL_ID+RTT定位方式下无线终端定位方法的流程图,假设CN向RNC发起定位UE请求,结合图3所示的网络结构,假设UE位于小区1的扇区A中,本发明具体工作步骤如下:
步骤400:确定UE所在小区以及UE与NodeB之间的距离。
本步骤与现有技术步骤200~步骤201完全一致,这里不再重述。通过测量,本实施例中能得出UE位于小区1,并假设得出UE到NodeB天线的距离为d。
步骤401:判断UE所在小区是否为多扇区,若是,则进入步骤402;否则,进入步骤407。
本步骤根据预存在RNC的小区信息,判断步骤400中所得到的UE所在小区1是否为多扇区小区。本实施例中判断的结果是小区1是多扇区小区。
步骤402~步骤403:判断RNC是否存有UE的包含状态测量和距离测量结果的测量信息,若没有,RNC向UE发起寻呼和距离测量后进入步骤404;若有,则进入步骤404。
本步骤中,因为有可能在进入步骤404之前,UE就又进入了空闲状态,所以有步骤402和步骤403。
RNC对该UE发起寻呼,完成UE的状态转移,使UE从空闲状态,如URA_PCH状态或IDLE状态转移至激活状态,如Cell_DCH状态或Cell_FACH状态。当UE完成状态转移后,会向RNC上报转移成功消息,该转移成功消息来自于UE所处的小区,所以RNC能根据转移成功消息确定UE所处的小区;
之后,RNC向NodeB发出RTT测量请求,向UE发出Rx-Tx Type2测量请求,并根据RTT测量报告和Rx-Tx Type2测量报告计算UE到RNC的信号传输时间T传;
最后,根据计算出的T传和预存的无线信号在空中的传播速度v,计算UE到NodeB天线的距离d。该距离d=T传×v。
本步骤中的寻呼和测量方法及过程与现有技术完全一致。
步骤404~步骤405:查询UE测量信息,获取邻区标识,并将获得的邻区标识与预存的UE所在小区的各扇区的邻区标识进行匹配,最后根据匹配结果确定UE所在的扇区。
本步骤中,从测量信息可得UE的邻区是小区5,RNC从测量信息中提取小区5的标识与预存的UE所在小区1的各扇区的邻区标识匹配,从图3可见小区1的扇区A的邻区是小区5,通过匹配可以得出,扇区A的邻区标识与测量报告中的小区5的标识相同,所以得出UE位于小区1的扇区A。
步骤406:获取UE所在扇区的信息。
本步骤中,RNC从数据库中调出预存的小区1扇区A的参数,比如该扇区的几何形状,扇区的开口方向等。
步骤407:获取UE所在小区的信息。
本步骤中,RNC从数据库中调出预存的小区1的参数,比如小区1的几何形状,小区1是全向的还是扇形的,若是扇形的,扇形开口方向等。
步骤408:RNC确定UE定位结果并上报。
本步骤中,RNC根据预存的NodeB的坐标以及UE所在小区或扇区的参数进行定位:若小区为单扇区的,则最后定位结果为以NodeB为中心,以距离d为半径的圆或圆弧上;若小区是多扇区的,则最后定位结果为以NodeB为中心,以距离d为半径的小区的某个扇区的一段圆弧上。
本实施例中,UE最后的定位结果是,UE位于以NodeB为中心,距离d为半径的小区1的扇区A中的一段圆弧上。
从本发明的方法,不难看出,在CELL_ID+RTT定位方式下,UE位于多扇区小区的情况下,最后得到的定位结果比现有方法的定位范围窄,提高了对UE的定位精度。
实施例二:CELL_ID定位方式下,多扇区小区中无线终端定位方法。
图5是本发明多扇区小区中CELL_ID5定位方式下无线终端定位方法的流程图,假设CN向RNC发起定位UE请求,结合图3所示的网络结构,假设UE位于小区1的扇区A中,本发明具体工作步骤如下:
步骤500:确定UE所在小区。
本步骤与现有技术步骤200完全一致,这里不再重述。本实施例中能得出UE位于小区1。
步骤501:判断UE所在小区是否为多扇区,若是,则进入步骤502;否则,进入步骤507。
本步骤根据预存在RNC的小区信息,判断步骤500中所得到的UE所在小区1是否为多扇区小区。本实施例中判断的结果是小区1是多扇区小区。
步骤502~步骤503:判断RNC是否存有UE的测量报告信息,若没有,RNC向UE发起寻呼后进入步骤504;若有,则进入步骤504。
本步骤中,因为有可能在进入步骤504之前,UE就又进入了空闲状态,所以有步骤502和步骤503。本步骤中的寻呼方法及过程与步骤200的过程完全一致,不再重述。
步骤504~步骤505:查询UE测量报告,获取邻区标识,并将获得的邻区标识与预存的UE所在小区的各扇区的邻区标识进行匹配,最后根据匹配结果确定UE所在的扇区。
本步骤中,从测量报告可得UE的邻区是小区5,RNC从测量报告中提取小区5的标识与预存的UE所在小区1的各扇区的邻区标识匹配,从图3可见小区1的扇区A的邻区是小区5,通过匹配可以得出,扇区A的邻区标识与测量报告中的小区5的标识相同,所以得出UE位于小区1的扇区A。
步骤506:获取UE所在扇区的信息。
本步骤中,RNC从数据库中调出预存的小区1扇区A的参数,比如该扇区的几何形状,扇区的开口方向等。
步骤507:获取UE所在小区的信息。
本步骤中,RNC从数据库中调出预存的小区1的参数,比如小区1的几何形状,小区1是全向的还是扇形的,若是扇形的,扇形开口方向等。
步骤508:RNC确定UE定位结果并上报。
本步骤中,RNC根据预存的NodeB的坐标以及UE所在小区或扇区的参数进行定位:若小区为单扇区的,则最后定位结果为UE位于该小区;若小区是多扇区的,则最后定位结果为UE位于该小区的某个扇区。
本实施例中,UE最后的定位结果是,UE位于小区1的扇区A中。
从本发明的方法,不难看出,在CELL_ID定位方式下,UE位于多扇区小区的情况下,最后得到的定位结果比现有方法的定位范围窄,提高了对UE的定位精度。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种在多扇区小区中实现无线终端UE定位的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
A.无线网络控制器RNC确定UE所在小区;
B.根据预存的所述小区信息,RNC判断该UE所在小区是否为多扇区小区,若不是,则定位UE在该小区;若是,则进入步骤C;
C.确定该UE所在扇区,并定位UE在该扇区。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤A中,所述确定UE所在小区的方法为:RNC查询本地是否存有UE的测量信息,若没有,则RNC向UE发起寻呼,并根据寻呼的转移成功消息确定UE所在小区;若有,则根据存储在RNC的UE的测量信息确定UE所在小区。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤C中,在所述确定该UE所在扇区之前,该方法还包括:RNC查询本地是否存有UE的测量信息,若没有,则RNC向UE发起寻呼,并根据寻呼的转移成功消息确定UE所在小区;若有,则根据存储在RNC的UE的测量信息确定UE所在小区。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤C中所述确定UE所在扇区的方法为:
C1.根据所述测量信息,确定UE的邻区标识;
C2.将得到的UE的邻区标识与预存的UE所在小区的各扇区的邻区标识相匹配,若某扇区的邻区标识与UE的邻区标识相同,则确定UE在该扇区中。
5.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述测量信息包括寻呼后得到的状态测量信息。
6.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述测量信息包括寻呼后得到的状态测量信息和距离测量信息;
所述在RNC查询本地未存UE的测量信息,RNC向UE发起寻呼之后,该方法还包括:RNC向UE发起距离测量以确定该UE与NodeB天线之间的距离;
步骤B中,所述定位UE在所述小区之后,该方法还包括:根据预存的该UE所在小区信息和所述距离测量得到的该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述小区中的位置;
步骤C中,所述定位UE在所述扇区之后,该方法还包括:根据预存的该扇区信息和所述距离测量得到的该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述扇区中的位置。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据预存的该UE所在小区信息和该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述小区中的位置的方法为:
根据预存在RNC中的基站的坐标及UE所在小区的几何形状,确定该无线终端的位置为,在以基站坐标为中心,所得UE到NodeB天线的距离为半径的一个圆或一段圆弧上。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据预存的该扇区信息和该UE与NodeB天线之间的距离确定UE在所述扇区中的位置的方法为:
根据预存在RNC中的NodeB的坐标及UE所在扇区的几何形状,确定该无线终端的位置为:在以基站坐标为中心,所得UE到NodeB天线的距离为半径的一段圆弧上。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述距离测量包括:往返旅行时间RTT测量和Rx-Tx Type2测量;
所述确定UE与NodeB天线之间的距离的方法为:计算RTT测量报告中无线信号在空中的传输时间与Rx-Tx Type2测量报告中UE对无线信号的处理时间之差,所得差值与二之商,将所得商值与预存的无线信号在空中的传播速度之积作为UE到NodeB天线的距离。
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