[发明专利]用于确定终端位置的方法和装置

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及用于确定移动网络中移动终端的位置(position)的方法和装置，在所述移动网络中时间对准(time alignment)被用于时隙内终端传输。

背景技术

移动网络一般能够提供关于它们的订户在何处的信息给例如需要或者甚至要求此类定位信息(positioning information)的紧急反应机构、交通监视中心或其他服务单位。一般而言，移动网络有时会被要求提供和证实订户的地点(location)或位置，以便支持紧急服务和其他地点相关服务。因此，在移动网络中各种定位功能被典型地用于确定连接到网络小区中基站的终端的位置。

这些定位功能可包括简单地识别当前服务于所关心终端的小区，这在终端被连接到服务于较小小区的基站时能够提供足够精确的位置，但当连接到服务于较大小区的基站时则不是特别精确。更精确的位置可进一步从当服务小区已知时的所用定时提前(timing advance)和/或对来自不同基站站点的信号的信号强度测量获得，后一方法被称为“三角测量”。

时间对准或定时提前的概念一般用在采用通常被称为TDMA(时分多址)的时分复用的移动网络中，在时分复用中指示共享相同发射频率的终端在所分配的时隙期间发射其信号。图1a示意性地图示出定时提前如何在基站BS覆盖的小区中使用。如图所示，三个移动终端A、B和C当前连接到服务基站BS，将不同的时隙100分配给这些终端，使得在连续时隙100内分别指示终端A、B、C发射信号“A”、“B”和“C”。终端A-C因此与BS同步以允许信号发射和接收的正确定时。

在本例中，终端A和C位于相对接近BS的位置，而终端B位于离BS更大距离的位置。结果，来自终端A和C的信号将基本“按时”到达BS，而来自终端B的信号由于传播延迟将到达得有些晚，因此当在BS被收到时并不完全符合所分配的时隙，这在此情况下由于与来自终端C的信号重叠而会造成干扰。为了避免这种干扰，BS通过叫做定时提前TA的参数来命令终端B更早一些发射其信号。此机制一般被称为时间对准。因此，通过以这种方式调整来自终端B的传输的定时，如图所示，信号将在所分配的时隙内正确地到达BS。

虽然参数TA最初被设想来调整终端的传输，以在接收基站符合时隙方案，但TA也经常被用来提供地点信息。由于无线电信号的传播速度已知等于光速C，由特定终端使用的TA进一步将那个终端与服务基站之间的距离D暗示为D＝C×TA。根据3GPP(第三代合作伙伴计划：3^rd Generation Partnership Project)，TA被规定为0与63之间的整数，其代表在区间0μs到232μs内的时间步长(step)，因此每一步长代表与553m的信号传播对应的大约3.7μs。终端的地点因此能够通过知道服务基站的地点和所使用的TA来估计。在很多移动系统中，基站的地点基本由提供基站坐标的参数“CGI”(小区全球身份：Cell Global Identity)给出。

图1b图示出当服务基站BS指示移动终端(未示出)使用特定定时提前值TA来调整其传输时，该TA值还能够用于根据3GPP将距BS的预期终端距离计算为处于距BS的TA×553m距离的可能位置区域P之内。如图所示，如果BS覆盖360°，即全部小区，则终端可能位于环形区域或环P(全部)内的某处，而如果BS覆盖小于360°的扇区，即扇形小区，则终端能够处于环形扇形区域P(扇区)内的某处。例如，如果TA＝10，则终端预计位于距基站大约5.5km距离处。由于在3GPP中TA根据预定整数而规定，因此能够确定所预期的终端/基站距离在553m的不确定区间内。

上述定位方法经常用在GSM系统和使用时间对准的其他类似移动系统中。将CGI/TA信息用于定位尤其具有吸引力，原因在于其在服务基站或在基站控制器BSC即时可用，并且不需要进一步的测量也不需要终端中的附加功能性。

然而，由于TA参数被主要确定成使终端传输在所分配的时隙按时到达基站，而不是作为距离的量度(measure)，所以基于CGI/TA的定位方法有时并不非常精确。目前，移动系统并不必须为正确的位置确定设置TA参数。结果，不同配置的基站(例如由不同的供应商或运营商制成)可相容地(consistently)为位于相同距离的终端设置不同的TA值，但提供相等的通信质量。此特点已通过现场测试得到实际证实。