Método y disposición para posicionamiento por DL-OTDOA (diferencia de tiempo de llegada observada en enlace descendente) en un sistema de comunicaciones inalámbricas de LTE (evolución de largo plazo).

Un método en un nodo (10, 13a) de red para programar subtramas de posicionamiento,

en donde el nodo (10,13a) de red está incluido en una red de comunicaciones inalámbricas y conectado a estaciones de base (13),estando las estaciones de base (13) capacitadas para transmitir subtramas de posicionamiento, caracterizadoporque el método comprende las etapas de:

- seleccionar (40, 50, 60, 70) un primer instante de tiempo durante el que debe ocurrir la transmisión de lassubtramas de posicionamiento, e

- informar (41, 51, 61, 73) a las estaciones de base (13) acerca del primer instante de tiemplo para permitir elalineamiento de subtramas de posicionamiento.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2009/050773.

Solicitante: TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (PUBL).

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 164 83 STOCKHOLM SUECIA.

Inventor/es: GERSTENBERGER,DIRK, Larsson,Daniel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04W36/38 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS (difusión H04H; sistemas de comunicación que utilizan enlaces inalámbricos para comunicación no selectiva, p. ej. extensiones inalámbricas H04M 1/72). › H04W 36/00 Transferencia (Handover) o disposiciones para reseleccionar (Handoff). › por equipo de la red fija.
  • H04W64/00 H04W […] › Localización de usuarios o terminales para propósitos de gestión de la red, p. ej. gestión de movilidad.

PDF original: ES-2401954_T3.pdf

 

Método y disposición para posicionamiento por DL-OTDOA (diferencia de tiempo de llegada observada en enlace descendente) en un sistema de comunicaciones inalámbricas de LTE (evolución de largo plazo).

Fragmento de la descripción:

Método y disposición para posicionamiento por DL-OTDOA (diferencia de tiempo de llegada observada en enlace descendente) en un sistema de comunicaciones inalámbricas de LTE (evolución de largo plazo) .

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere en general a métodos y disposiciones para programar subtramas de posicionamiento en un sistema de comunicaciones inalámbricas. En particular, la presente invención se refiere a mejorar la precisión de posicionamiento permitiendo el alineamiento de subtramas de posicionamiento.

ANTECEDENTES UTRAN (Red de Acceso de Radio Universal Terrestre) es un término que identifica la red de acceso de radio de un UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles) en donde la UTRAN consiste en Controladores de Red de Radio (RNCs) y NodeBs, es decir estaciones base de radio. Los NodeBs comunican inalámbricamente con equipos de usuario móviles y los RNCs controlan los NodeBs. Los RNCs están además conectados a la Red de Núcleo (CN) . La UTRAN evolucionada (E-UTRAN) es una evolución de la UTRAN hacia una red de acceso de radio optimizada por paquetes y de baja latencia, de alta tasa de datos. Además, la E-UTRAN consiste en NodeBs, y los NodeBs están interconectados y conectados también a la red de Núcleo de Paquete Evolucionado (EPC) . La E-UTRAN se menciona también como Evolución de Largo Plazo (LTE) y está estandarizada dentro del Proyecto Partnership de 3ª Generación (3GPP) .

Los sistemas celulares de tercera generación, tal como el WCDMA (Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha) pueden estar equipados con una cantidad de métodos de posicionamiento diferentes, habilitando con ello los servicios de localización para los abonados celulares. Estos métodos son en general aplicables también en sistemas de comunicaciones inalámbricas que utilizan otras tecnologías de acceso de radio, tal como la LTE. Los métodos que están disponibles incluyen:

! Posicionamiento por identidad de célula (Cell-ID) ! Posicionamiento por identidad de célula incrementada (Ecell-ID) ! Posicionamiento asistido por GPS (A-GPS) ! Posicionamiento por diferencia de tiempo de llegada de enlace descendente – con períodos de suspensión en el enlace descendente (OTDOA-IPDL) ! Posicionamiento por diferencia de tiempo de llegada de enlace ascendente (UTDOA)

El posicionamiento por Cell-ID determina la célula a la que está conectado el equipo de usuario (UE) . La posición del usuario se determina en este caso por granularidad de célula. Típicamente, el controlador de red de radio de la red de radio (RAN) determina un polígono de 3-15 vértices que determina la extensión geográfica de la célula. Los vértices de este polígono se proporcionan como pares de longitud, latitud en el sistema de referencia geográfica WGS84. El método de Cell-ID es la columna vertebral de todo sistema de posicionamiento celular puesto que éste se encuentra siempre disponible cuando el UE puede ser conectado al sistema.

El posicionamiento por Ecell-ID incrementa el posicionamiento por Cell-ID con información auxiliar que estrecha el área que se determina mediante el polígono de célula. Un método usual en el sistema de WCDMA consiste en la medición de tiempo de ida y vuelta (RTT) . Esta medición determina el tiempo del desplazamiento de ida y vuelta desde la estación de base de radio (RBS) hasta el UE. Utilizando la velocidad de la luz, se puede calcular la distancia desde la posición conocida de la RBS hasta el UE, lo que determina una franja circular alrededor de la RBS donde está localizado el UE. El espesor de la franja se determina mediante la incertidumbre de la medición. El método por Ecell-ID se obtiene advirtiendo que el UE está localizado tanto en la célula como en la franja circular. Con ello, el UE se localiza en la intersección de estas dos regiones geográficas.

Un posicionamiento por A-GPS es un incremento del sistema de posicionamiento global (GPS) militar de US. Los receptores de referencia de GPS anexados por ejemplo a un sistema de comunicación celular, recogen datos de asistencia que, cuando son transmitidos a receptores de GPS de terminales conectados al sistema de comunicación celular, incrementan el rendimiento de los receptores terminales de GPS. Típicamente, la precisión de A-GPS puede llegar a ser tan buena como de 10 metros también sin operación diferencial. La precisión se hace peor en áreas urbanas densas y en interiores, donde con frecuencia la sensibilidad no es suficientemente alta para la detección de señales muy débiles procedentes de satélites de GPS. Las ventajas del A-GPS incluyen una alta precisión, el método cumple fácilmente los requisitos E-911 de posicionamiento de emergencia norteamericanos de 50 metros para el 67% de todos los posicionamientos y de 150 metros para el 95% de todos los posicionamientos. Un inconveniente consiste en la cobertura limitada en interiores, lo cual es un resultado de las bajas intensidades de la señal de medición de distancias que se obtienen a nivel del suelo.

El posicionamiento por OTDOA-IPDL es similar a un A. GPS ya que se basa en mediciones de diferencia de tiempo de llegada. Sin embargo, el método OTDOA-IPDL utiliza mediciones de UE de señales de radio piloto (CPICH en WCDMA) transmitidas desde varias RBSs. Los resultados de la medición son señalizados respecto al RNC, donde se utiliza un método de trilateración hiperbólica para el cálculo de la posición del UE. Con el fin de incrementar la capacidad de oír de las RBSs en el UE, existe la posibilidad de usar períodos de suspensión en el enlace descendente (IPDL) , para atenuar las transmisiones desde la RBS a la que está conectado el UE. Esto reduce la interferencia y aumenta con ello la capacidad de oír de otras RBSs. Una ventaja provisional con la OTDOA-IPDL consiste en que proporciona teóricamente una mejor cobertura en interiores que el A-GPS.

El posicionamiento por UTDOA es otro método de posicionamiento. Éste es similar a un A-GPS en que está basado en mediciones de diferencia de tiempo de llegada. Sin embargo, el método de UTDOA utiliza mediciones de RBS (o unidad de medición de localización (LMU) separada) de señales transmitidas desde el UE posicionado. La señal transmitida se detecta en un número de RBSs o LMUs, después de lo cual son señalados los resultados medidos con respecto a un nodo de posicionamiento donde se determina la posición del UE mediante un método de trilateración. Con el fin de estar en condiciones de detectar el tiempo de llegada a partir de las mediciones de oportunidad procedentes del UE, se necesita en primer lugar crear una señal de referencia en una LMU maestro o en una RBS maestro. Esto se hace mediante la descodificación de la señal, seguido de la reconstrucción de la corriente de chip que a continuación forma la señal de referencia. Una ventaja del posicionamiento por UTDOA consiste en que proporciona una mejor cobertura de interiores que el A-GPS. La precisión en exteriores es sin embargo normalmente inferior a la del A-GPS.

Una cuestión inherente a los métodos de diferencia de tiempo de llegada terrestre, es decir OTDOA-IPDL y UTDOA, consiste en la sensibilidad del receptor cuando se considera el posicionamiento. Teóricamente, los métodos pueden proporcionar una posición en 3-D a partir de 4 mediciones de tiempos de llegada (equivalentes a tres (seudo) mediciones de diferencia de tiempo de llegada) . Sin embargo, las condiciones de propagación de radio son mucho menos beneficiosas que para el A-GPS, puesto que las señales de medición de distancia de OTDOA-IPDL y de UTDOA se propagan a lo largo de la superficie de la tierra, mientras que las señales de A-GPS se propagan desde arriba. Los métodos de posicionamiento terrestre adolecen más por lo tanto de propagación desde no-líneade-visión (LOS) y propagación multitrayectoria. Esto da como resultado mediciones con valores atípicos, cuya supresión requiere la disponibilidad de detecciones en exceso, es decir, detecciones significativamente mayores que el número mínimo de RBSs. En la práctica, para conseguir una precisión de posicionamiento útil, se necesita detectar al menos 6-8 RBSs en el UE en caso de que se utilice posicionamiento por OTDOA-IPDL. Para posicionamiento por UTDOA, se necesita detectar al menos 6-8 RBSs para detectar las transmisiones de UE con el fin de obtener estimaciones de posición útiles en entornos prácticos.

La consecuencia de lo anterior es que se necesita detectar (OTDOA-IPDL) de RBSs más remotas o detectar (UTDOA) . Esto significa que se necesita detectar intensidades de señal más bajas con probabilidad alta. Los cálculos muestran típicamente que se necesita detectar señales por debajo de aproximadamente -40 dB C/I. Además, la etapa de predetección... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método en un nodo (10, 13a) de red para programar subtramas de posicionamiento, en donde el nodo (10, 13a) de red está incluido en una red de comunicaciones inalámbricas y conectado a estaciones de base (13) , estando las estaciones de base (13) capacitadas para transmitir subtramas de posicionamiento, caracterizado porque el método comprende las etapas de:

- seleccionar (40, 50, 60, 70) un primer instante de tiempo durante el que debe ocurrir la transmisión de las subtramas de posicionamiento, e -informar (41, 51, 61, 73) a las estaciones de base (13) acerca del primer instante de tiemplo para permitir el alineamiento de subtramas de posicionamiento.

2. El método según la reivindicación 1, en donde las subtramas de posicionamiento no tienen ningún dato programado en al menos una parte de las mismas.

3. El método según la reivindicación 1 ó 2, en donde las subtramas de posicionamiento son subtramas de Red de Frecuencia Única Multimedia de Radioemisión Multidifusión, y/o en donde, el primer instante de tiempo está asociado a un número de trama de sistema.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 precedentes, que comprende las etapas de:

-recuperar información de tiempo de sistema obtenida a partir de un reloj de sistema global o de un receptor de Sistema de Posicionamiento Global, e

- informar a las estaciones de base (13) acerca de la información de tiempo de sistema.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el nodo (10, 13a) de red es un nodo (10) de posicionamiento.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el nodo (10, 13a) de red es un Centro de Localización Móvil de Servicio (10) o una estación de base (13a) .

7. El método según la reivindicación 6, que comprende las etapas de:

- programar (62, 74) las subtramas de posicionamiento en base a al menos el primer instante de tiempo, y

- transmitir (63, 75) las subtramas de posicionamiento programadas,

en donde las subtramas de posicionamiento están programadas con un tiempo de inicio que se desvía del primer instante de tiempo menos de la mitad de la longitud de una subtrama.

8. El método según la reivindicación 7, que comprende la etapa de:

- programar (62, 74) las subtramas de posicionamiento en base a al menos el primer instante de tiempo y a la información de tiempo de sistema.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, que comprende las etapas de:

- recibir (71) información acerca de un segundo instante de tiempo desde una primera estación de base (13b) , y

- ajustar (72) el primer instante de tiempo en conformidad con el segundo instante de tiempo recibido., en donde la primera estación de base (13a) está preferentemente conectada a al menos una segunda estación de base (13c) , y el método comprende con preferencia la etapa de:

- informar (76) a la segunda estación de base (13c) acerca de al menos uno de entre el primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo recibido.

10. El método según la reivindicación 19, en donde dichas etapas de método de recepción (71) y de información (61, 73, 46) son realizadas a través de una interfaz X2.

11. Un método en una estación de base (13) para programar subtramas de posicionamiento, en donde la estación de base (13) está incluida en una red de comunicaciones inalámbricas que tiene una pluralidad de estaciones de base, y está conectada a al menos un nodo (10, 13a) de red, caracterizado porque el método comprende las etapas de:

- recibir (42, 52, 64) desde el al menos un nodo (10, 13a) de red, información acerca de un primer instante de tiempo durante el que la estación de base y otras estaciones de base de la red deben transmitir subtramas de posicionamiento;

- programar (43, 53, 65) las subtramas de posicionamiento en base a al menos el instante de tiempo para permitir el alineamiento de subtramas de posicionamiento de un número de estaciones de base, y

- transmitir (44, 54, 66) las subtramas de posicionamiento programadas.

12. El método según la reivindicación 11, en donde la estación de base (13a) está conectada a al menos una segunda estación de base (13b) , y el método comprende la etapa de:

- informar (55) a la al menos una segunda estación de base (13b) sobre el primer instante de tiempo.

13. El método según la reivindicación 11 ó 12, en donde el nodo (10, 13a) de red es una estación de base (13a) , en donde dichas etapas de método de recepción (52, 64) y de información (61) se realizan con preferencia por medio de una interfaz X2.

14. Una disposición (800) para programar subtramas de posicionamiento, estando dicha disposición (800) adaptada para estar incluida en un nodo (10, 13a) de red, estando el nodo (10, 13a) de red comprendido en una red de comunicaciones inalámbricas y conectado a estaciones de base (13) , estando las estaciones de base (13) capacitadas para transmitir subtramas de posicionamiento, caracterizada porque la disposición (800) comprende: una unidad (820) de selección dispuesta para seleccionar un primer instante de tiempo durante el que debe ocurrir la transmisión de las subtramas de posicionamiento, y una unidad (830) de información dispuesta para informar a las estaciones de base (13) acerca del primer instante de tiempo para permitir el alineamiento de subtramas de posicionamiento.

15. La disposición (800) según la reivindicación 14, en donde la disposición (800) comprende:

una unidad (880) de recuperación dispuesta para recuperar información de tiempo de sistema obtenida desde un reloj de sistema global o un receptor de Sistema de Posicionamiento Global, y una unidad (830) de información dispuesta para informar a una primera estación de base (13) sobre la información de tiempo de sistema.

16. La disposición (800) según la reivindicación 14 ó 15, en donde el nodo (10, 13a) de red es un nodo (10) de posicionamiento o un Centro de Localización Móvil de Servicio evolucionado (10) .

17. La disposición (800) según la reivindicación 14 ó 15, en donde el nodo (10, 13a) de red es una estación de base (13a) , en donde la disposición (800) comprende con preferencia:

una unidad (840) de programación dispuesta para programar las subtramas de posicionamiento en base a al menos el primer instante de tiempo; una unidad (850) de transmisión dispuesta para transmitir las subtramas de posicionamiento programadas, y con preferencia, una unidad (840) de programación dispuesta para programar las subtramas de posicionamiento en base a al menos la primera información de tiempo y la información de tiempo de sistema.

18. La disposición (800) según la reivindicación 17, en donde la disposición (800) comprende:

una unidad (860) de recepción dispuesta para recibir información acerca de un segundo instante de tiempo desde una primera estación de base (13b) , y una unidad (870) de ajuste dispuesta para ajustar el primer instante de tiempo en conformidad con el segundo instante de tiempo recibido, en donde la primera estación de base (13a) está conectada preferentemente a al menos una segunda estación de base (13c) , y la disposición (800) comprende con preferencia:

una unidad (830) de información dispuesta para informar a la al menos segunda estación de base (13c) sobre al menos uno de entre el primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo recibido.

19. La disposición (800) según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en donde la disposición (800) comprende una interfaz X2.

20. Una disposición (900) para programar subtramas de posicionamiento, estando dicha disposición (900) adaptada para estar comprendida en una estación de base (13) , estando la estación de base (13) comprendida en una red de comunicaciones inalámbricas que tiene una pluralidad de estaciones de base, y conectada a al menos un nodo (10, 13a) de red, caracterizada porque la disposición (900) comprende:

una unidad (920) de recepción dispuesta para recibir desde el al menos un nodo (10, 13a) de red, información acerca de un primer instante de tiempo durante el que la estación de base y otras estaciones de base de la red deben transmitir subtramas de posicionamiento; una unidad (930) de programación dispuesta para programar las subtramas de posicionamiento en base a al menos el primer instante de tiempo para permitir el alineamiento de subtramas de posicionamiento de un número de estaciones de base, y una unidad (940) de transmisión dispuesta para transmitir las subtramas de posicionamiento programadas.

21. La disposición (900) según la reivindicación 20, en donde la estación de base (13a) está conectada a al menos una segunda estación de base (13b) , y en donde la disposición comprende:

una unidad (950) de información dispuesta para informar a la al menos segunda estación de base sobre el 10 primer instante de tiempo.

22. La disposición (900) según la reivindicación 20 ó 21, en donde el nodo (13a) de red es una estación de base, y/o la disposición (900) comprende una interfaz X2.


 

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