[发明专利]一种利用基站定位的方法

说明书

技术领域

本发明关于一种定位方法，特别是关于一种利用基站定位的方法。

背景技术

近年来，随着无线传输技术的多样化与普及化，定位的方式也变得多元，而不再局限于传统的GPS(Global Positioning System)全球卫星定位法。目前其他常见的定位方法包含移动通讯网络基站定位法(简称基站定位法)、WIFI热点定位法以及RFID感测器定位法，其中各种定位法的精准度及涵盖范围，均有所不同，而有其不同的应用。

以RFID感测器定位法而言，单一感测器的涵盖范围随着使用频段的不同而有所区别，一般介于数十厘米至数米之内，因此其涵盖范围相对狭窄，但精准度也最高；若要扩大其涵盖范围，则须以相当高的密度，布建RFID感测器，因此该定位方式局限于室内，可应用于人员进入特定建筑物的定位与监控。WIFI热点定位，是利用无线网络中的路由器，来达到定位的功能，单一路由器的涵盖范围，大约在200米左右，因此其精准度约略也在此一范围；WIFI热点定位，已可将定位的范围，由室内延伸至室外，但仍无法完全避免涵盖的死角，另一个更严重的缺陷，在于此技术较为耗电，因此，此技术无法支援长时间连续性的定位。GPS定位法，在涵盖范围方面，几乎没有任何限制，其精准度也可达到数米，其主要缺陷在于涵盖死角，例如在室内或建筑物密集的都会区，定位装置可能无法与卫星建立连线，而导致定位失效；GPS定位的其他缺陷，尚包含耗电以及开机后，第一次取得定位信息较为耗时。

随着无线电话的普及，无线通讯网络基站的数量及密度越来越高，基站涵盖的范围越来越广，且涵盖死角越来越少，利用基站定位无线通讯系统中的通讯装置变得可行。基站定位具有涵盖范围大、涵盖死角较少、耗电量可接受等优点，其缺陷主要在于精准度；单一基站的涵盖范围，可能广达数十公里，因此若利用基站定位，除基站的座标外，尚需其他辅助信息，以估算定位装置与基站间的距离。

在一无线通讯网络中，每一基站可能包含多个小区(Cells)，其数量取决于每一小区天线可涵盖的角度，以及区域内的用户数；一常见的组态，为一基站包含三个小区，每一小区涵盖120°的范围，但亦有基站仅有单一小区，该单一小区涵盖360°的范围；在另一极端的组态，区域内的用户密度较高，因此单一基站包含六个小区，每一小区仍涵盖120°的范围(有重复覆盖的状况)。目前利用基站定位的方法，大致可区分为单一基站定位与多基站定位；在一无线通讯网络中，一通讯装置可能会侦测到多个可提供通讯服务的小区，随着这些小区与该通讯装置距离的不同、实际环境的差异(例如有无受到遮蔽、天候)、以及每一小区不同的负载状况(用户的多少)，该通讯装置会服务于单一小区(称作Serving Cell)，该服务小区为提供该通讯装置通讯服务(语音、数据等)的小区，而在同一时间，可提供该通讯装置通讯服务的其他小区(但该通讯装置没有实际服务于其上)，则称为邻近小区(Neighborhood Cells)。单一基站定位，多利用一通讯装置服务的小区信息(座标、与该通讯装置的距离等)，计算出该通讯装置的可能范围；为提升定位的精准度，则有多基站定位技术的出现，图1即例示一种常见的多基站定位法，其使用三个小区(图1中的101、102及103)的信息，利用三个小区所属的基站座标，以及一通讯装置100与不同基站间的估算距离，分别划分出多个该通讯装置的可能位置，再以几何交集的方式，定出一较精准的通讯装置位置。在图1的范例中，亦可能使用一加权比重运算法，赋予每一小区座标不同的权值，最后依各加权后座标的总和，估算该通讯装置的位置。多基站定位所需的各小区信息，由该通讯装置搜集，若定位的运算是由一服务器执行，该服务器可通过该通讯装置或该通讯装置的服务小区取得所需信息。

除了一般的通讯装置外(例如移动电话)，亦可设计专门用于基站定位的定位装置，该装置只要具有移动电话业者所提供的用户识别模块(一般是插入SIM卡)，即可在该移动电话业者的无线通讯网络中，利用基站定位。在本说明书中，一般的移动装置与专门用于基站定位的定位装置，合称为定位通讯装置。

利用多基站信息，以上述加权比重运算法估计定位通讯装置位置，仍面临许多技术上的难题，其主要在于在定位通讯装置或其服务小区所提供的各种数据信息中，要依据何种信息，以何种方式，来赋予每一小区座标不同的权值，使得该加权运算，一方面能提供较精准的定位估算，一方面不致受到因环境变化产生的极端数据影响，过度评价或评价不足某些座标，以至于结果不可预期，意即估算定位通讯装置的演算法，必须兼顾精准性与稳定性，在两者间取得一平衡。

发明内容