Señalización de enlace descendente mediante ángulo de llegada.

Un método de llevar a cabo un servicio de localización de plano de usuario en un terminal móvil (16)soportado por una red (10) de comunicación inalámbrica,

estando el citado método caracterizado por:

recibir datos de posicionamiento (22) por medio de señalización de plano de control desde la red (10) decomunicación inalámbrica, estando los citados datos de posicionamiento ( 22) determinados por la red (10) decomunicación inalámbrica para el terminal móvil (16);

transferir los datos de posicionamiento (22) desde una función de plano de control (80) del terminal móvil (16) a unafunción de plano de usuario (82) del terminal móvil (16); y

transmitir los datos de posicionamiento (22), o la información de ubicación derivada de los datos de posicionamiento(22), desde el terminal móvil (16) a la red (10) de comunicación inalámbrica por medio de señalización de plano deusuario, para soportar el servicio de localización de plano de usuario.

Señalización de enlace descendente mediante ángulo de llegada Campo de la Invención La presente invención se refiere a sistemas de telefonía móvil de Evolución a Largo Plazo (LTE – Long Term

Evolution, en inglés) y a sus estándares asociados – véase el Proyecto de Colaboración de Tercera Generación (3GPP – Third Generation Partnership Project, en inglés) – y particularmente se refiere a la transferencia de datos de posicionamiento generados en la red para un terminal móvil desde el plano de control al plano de usuario, para su uso en servicios de localización de plano de usuario.

Antecedentes Los servicios basados en localización son hoy en día cada vez más importantes para la industria de los móviles. La principal fuerza de arrastre es el posicionamiento en caso de emergencia, denotado como posicionamiento E-911 en Norte América. Los requisitos de precisión para el posicionamiento E-911 son bastante restrictivos, lo que ha conducido a una solución técnica con el Sistema de Posicionamiento Global Asistido (A-GPS – Assisted Global Positioning System, en inglés) como el principal método de posicionamiento. Uno o varios métodos de posicionamiento de reserva son también normalmente implementados para cubrir donde funciona peor el A-GPS, por ejemplo, en interiores. Tales métodos comunes incluyen el posicionamiento por medio de ID de celda, el posicionamiento por medio de Sincronización Avanzada (TA – Timing Advance, en inglés) , posicionamiento por medio de huella así como métodos de diferencia de tiempo de llegada en el enlace ascendente y en el enlace descendente. Estos métodos son revisados a continuación. Actualmente, con la emergencia de los teléfonos móviles con capacidad de A-GPS, se espera que emerjan aplicaciones comerciales a una escala mayor. Tales aplicaciones incluyen por ejemplo navegación personal, localización de amigos y servicios y aplicaciones de juegos.

Posicionamiento por medio de A-GPS

El posicionamiento por medio de A-GPS es una mejora del GPS. Un ejemplo de un sistema de posicionamiento basado en A-GPS se muestra en la Fig. 1, tal como podría ser implementado en un sistema de Acceso Múltiple por 25 División de Código de Banda Ancha (WCDMA – Wideband Code Division Multiple Access, en inglés) . En tales sistemas, los receptores de referencia de GPS conectados a un sistema de comunicación de telefonía móvil recogen datos de asistencia que, cuando son transmitidos a los receptores de GPS en terminales conectados al sistema de comunicación de telefonía móvil mejoran el rendimiento de los receptores del terminal de GPS. Típicamente, la precisión del A-GPS puede resultar tan buena como de 10 metros sin operación diferencial. La precisión resulta peor

en áreas urbanas densas y en interiores, donde la sensibilidad es muy a menudo no lo suficientemente alta para la detección de las muy débiles señales de los satélites de GPS.

Posicionamiento por medio de ID de celda El método del posicionamiento por medio de ID de celda determina la ubicación del terminal con granularidad de celda, por medio de la asociación del ID de celda a una descripción geográfica de la celda. La estandarización puede no estar finalizada en la LTE, no obstante en WCDMA se utiliza un polígono con 3-15 vértices para este propósito.

Posicionamiento por medio de TA

El principio del posicionamiento por medio de TA se representa en la Fig. 2. Brevemente, se mide el tiempo de recorrido de las ondas de radio desde el “eNodoB”, que es un tipo de estación de base para móviles, hasta el

terminal. La distancia desde el eNodoB hasta el terminal puede entonces ser calculada por medio de donde TA es el valor de la sincronización avanzada y donde c es la velocidad de la luz.

La medición de TA sola define un círculo, o si se tiene en cuenta la imprecisión, un recorrido circular alrededor del eNodoB. Combinando esta información con la descripción de celda, pueden calcularse los ángulos izquierdo y

derecho del recorrido circular. En particular, la Fig. 2 ilustra el posicionamiento por medio de identidad de celda combinado con TA, donde la posición del terminal se determina como la intersección de la celda de servicio y del recorrido circular.

Posicionamiento por medio de huella Otro planteamiento es proporcionado por el llamado posicionamiento por medio de huella. Los algoritmos de posicionamiento por medio de huella operan creando una huella de radio para cada punto de una fina red de coordenadas que cubre la Red de Acceso de Radio (RAN – Radio Access Network, en inglés) . La huella puede, por ejemplo, consistir en: los IDs de celda que son detectados por el terminal, en cada punto de la malla; mediciones de pérdida de ruta cuantificada o de potencia de señal, con respecto a múltiples eNodoBs, llevadas a cabo por el terminal, en cada nota de punto de la malla en el que un ID asociado del RBS puede ser también necesario; TA cuantificada, en cada nota de punto de la malla en el que un ID asociado del eNodoB puede ser también necesario; e información de conexión de radio, como el portador de acceso de radio RAB – Radio Access Bearer, en inglés) .

Siempre que una solicitud de posición llega al método de posicionamiento, se mide primero una huella de radio, tras 10 lo cual se busca y reporta el correspondiente punto de la malla. Esto por supuesto requiere que el punto sea único.

La base de datos de posiciones con huellas (el mapa de radio) puede ser generada de varias maneras. Una primera alternativa sería realizar una extensa operación de análisis que lleve a cabo mediciones de radio de huella repetidamente para todos los puntos de la red de coordenadas de la RAN. Las desventajas de este planteamiento incluyen: el análisis requerido resulta sustancial para pequeñas redes de telefonía móvil; y las huellas de radio son en algunos casos (por ejemplo potencia de señal y pérdida de ruta) sensibles a la orientación del terminal, un hecho que es particularmente problemático para terminales de mano. Para mallas finas, las precisiones de las posiciones con huellas resultan por lo tanto altamente imprecisas. Esto es desafortunadamente raramente reflejado en la precisión del resultado geográfico reportado.

Otro planteamiento es reemplazar la malla fina por mediciones de oportunidad de posición de alta precisión, y

proporcionar las mediciones de radio de huella para los citados puntos. Esto evita los inconvenientes anteriores, no obstante es necesario definir algoritmos para agrupar las mediciones de oportunidad de posición de alta precisión, y también es necesario definir algoritmos para el cálculo de descripciones geográficas de los grupos. Estos dos problemas son resueltos por medio de las aplicaciones de la patente previas en el método de posicionamiento por medio de “identidad de celda mejorada adaptativa” (AECID – Adaptive Enhanced Cell Identity, en inglés) .

Diferencia de tiempo de llegada y trilateración El método de la diferencia de tiempo de llegada (TDOA – Time Difference Of Arrival, en inglés) se basa en mediciones, típicamente en alguna señal de radio de control, desde múltiples estaciones de base. La medición se lleva a cabo por medio de correlación con las señales conocidas de las estaciones de base sobre las que se realiza la medida. La situación se representa en la Fig. 3.

Asumiendo que las mediciones son correctas para un cierto número de celdas, tres de las cuales se representan en la Fig. 3, se siguen las siguientes relaciones entre las TOAs medidas en el terminal, los tiempos de transmisión desde las estaciones de base (eNodoBs) y las distancias entre los terminales y las estaciones de base:

Aquí tTOA, i, i = 1, K, n denota el tiempo de llegadas (TOAs – Time Of Arrivals, en inglés) medido en el terminal, Ti, i =

I, K, n denota los tiempos de transmisión desde los eNodoBs y c es la velocidad de la luz. Las cantidades en negrita son las ubicaciones (vector) de las estaciones de base y del terminal. breloj denota el desfase de sincronización desconocido del terminal con respecto al tiempo del sistema de telefonía móvil. Ahora, en el posicionamiento por medio de TDOA, las diferencias del tiempo de llegada con respecto a su propia ubicación se forman de acuerdo con En estas n-1 ecuaciones, los miembros izquierdos son conocidos (con algún error de medición adicional) , siempre que las diferencias del tiempo de transmisión (denotaban las diferencias de tiempo reales) puedan ser medidas.

Además, las ubicaciones de las estaciones de base, ri, i = I, K, n, pueden ser analizadas con una precisión de unos pocos metros y así son también conocidas.... [Seguir leyendo]

1. Un método de llevar a cabo un servicio de localización de plano de usuario en un terminal móvil (16) soportado por una red (10) de comunicación inalámbrica, estando el citado método caracterizado por:

recibir datos de posicionamiento (22) por medio de señalización de plano de control desde la red (10) de comunicación inalámbrica, estando los citados datos de posicionamiento (22) determinados por la red (10) de comunicación inalámbrica para el terminal móvil (16) ;

transferir los datos de posicionamiento (22) desde una función de plano de control (80) del terminal móvil (16) a una función de plano de usuario (82) del terminal móvil (16) ; y

transmitir los datos de posicionamiento (22) , o la información de ubicación derivada de los datos de posicionamiento (22) , desde el terminal móvil (16) a la red (10) de comunicación inalámbrica por medio de señalización de plano de usuario, para soportar el servicio de localización de plano de usuario.

2. El método de la reivindicación 1, también caracterizado porque recibir los datos de posicionamiento (22) comprende recibir los datos de posicionamiento (22) en uno o más mensajes de Control de Recurso de Radio, RRC (Radio Resource Control, en inglés) , enviados desde una estación de base (14) de servicio en la red (10) de comunicación inalámbrica al terminal móvil (16) .

3. El método de la reivindicación 2, también caracterizado por identificar uno o más Elementos de Información, IEs (Information Elements, en inglés) , y extraer de manera correspondiente los datos de posicionamiento (22) de los uno o más IEs de datos de posicionamiento.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, también caracterizado porque los citados datos de posicionamiento (22) de transferencia comprenden el que la función de plano de control (80) guarde los datos de posicionamiento (22) en una memoria (84) que es compartida con o si no es accesible por la función de plano de usuario (82) .

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, también caracterizado porque los datos de posicionamiento (22) comprenden datos de posicionamiento sin procesar o correspondientemente derivados de los datos de ubicación.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, también caracterizado porque los datos de posicionamiento (22) comprenden datos de posicionamiento sin procesar, y donde el citado transmitir los datos de posicionamiento (22) , o la información de ubicación derivada de los datos de posicionamiento (22) , comprende derivar la información de ubicación de los datos de posicionamiento sin procesar y transmitir la información de ubicación.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, también caracterizado porque el citado transmitir los datos de posicionamiento (22) , o la información de ubicación derivada de los datos de posicionamiento (22) , comprende transmitir los datos de posicionamiento (22) o la información de ubicación desde el terminal móvil (16) a la red (10) de comunicación inalámbrica sobre un canal de tráfico de enlace ascendente compartido o dedicado, para la transferencia a una entidad de servicios de localización (30, 90) que tiene un enlace de comunicación de plano de usuario con el terminal móvil (16) sobre el plano de usuario.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, también caracterizado porque el citado recibir los datos de posicionamiento (22) comprende recibir mediciones del ángulo de llegada e información de ubicación de la estación de base correspondiente, para una o más estaciones de base (14) en la red (10) de comunicación inalámbrica que midió el ángulo de llegada de las señales de enlace ascendente del terminal móvil (16) .

9. El método de la reivindicación 8, también caracterizado porque recibir la información de ubicación de la estación de base comprende recibir IDs de la estación de base, que mapean las ubicaciones geográficas conocidas de las una o más estaciones de base (14) , o recibir datos de ubicación geográfica para las una o más estaciones de base (14) .

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, también caracterizado porque el citado recibir los datos de posicionamiento (22) comprende recibir mediciones del ángulo de llegada e información de ubicación de la estación de base correspondiente, desde una estación de base (14) de servicio en la red (10) de comunicación inalámbrica que midió el ángulo de llegada de las señales de enlace ascendente desde el terminal móvil (16) , junto con recibir información avanzada de la sincronización de la señal de radio desde la estación de base (14) de servicio.

11. Un terminal móvil (16) configurado para llevar a cabo un servicio de localización de plano de usuario, estando el citado terminal móvil (16) caracterizado por:

un transceptor (70) de comunicación configurado para recibir datos de posicionamiento (22) por medio de señalización de plano de control desde una red (10) de comunicación inalámbrica de soporte, siendo los citados datos de posicionamiento (22) determinados por la red (10) de comunicación inalámbrica para el terminal móvil (16) ;

uno o más circuitos de procesamiento (72, 74) operativamente asociado o asociados con el transceptor (70) de comunicación y configurado o configurados para:

transferir los datos de posicionamiento (22) de una función de plano de control (80) del terminal móvil (16) a una función de plano de usuario (82) del terminal móvil (16) ; y

transmitir los datos de posicionamiento (22) , o información de ubicación derivada de los datos de posicionamiento (22) , desde el terminal móvil (16) a la red (10) de comunicación inalámbrica por medio de señalización de plano de usuario, para soportar el servicio de localización de plano de usuario.

12. El terminal móvil (16) de la reivindicación 11, también caracterizado porque el terminal móvil (16) está configurado para recibir datos de posicionamiento (22) en uno o más mensajes de Control de Recurso de Radio, RRC (Radio Resource Control, en inglés) enviados desde una estación de base (14) de servicio en la red (10) de comunicación inalámbrica al terminal móvil (16) .

13. El terminal móvil (16) de la reivindicación 12, también caracterizado porque el terminal móvil (16) está configurado para identificar uno o más elementos de Información, IEs (Information Elements, en inglés) , en uno o más mensajes de RRC como IEs de datos de posicionamiento, y de manera correspondiente extraer los datos de posicionamiento (22) de los uno o más IEs de datos de posicionamiento.

14. El terminal móvil (16) de cualquiera de las reivindicaciones 11-13, también caracterizado porque el terminal móvil (16) está configurado para transferir los datos de posicionamiento (22) desde la función de plano de control (80) hasta la función de plano de usuario (82) por medio de que la función de plano de control (80) guarde los datos de posicionamiento (22) en una memoria que es compartida con o si no accesible por la función de plano de usuario (82) .

15. Un método de utilizar los datos de posicionamiento generados por la red para habilitar un servicio de localización de plano de usuario en un terminal móvil (16) , estando el citado método caracterizado por:

determinar los datos de posicionamiento (22) para el terminal móvil (16) midiendo el ángulo de llegada para las señales del enlace ascendente desde el terminal móvil (16) , tal como se reciben en una o más estaciones de base (14) de la red;

transmitir los datos de posicionamiento (22) desde la red (10) al terminal móvil (16) sobre una conexión de plano de control entre la red (10) y el terminal móvil (16) ;

transferir los datos de posicionamiento (22) dentro del terminal móvil (16) de una función de plano de control (80) a una función de plano de usuario (82) asociada con o si no que soporta los servicios de localización de plano de usuario; y

transmitir los datos de posicionamiento (22) o la información de ubicación derivada de los datos de posicionamiento (22) desde el terminal móvil (16) a la red (10) sobre una conexión de plano de usuario entre el terminal móvil (16) y la red (10) .

16. Un método de una red (10) de comunicación inalámbrica que soporta un servicio de localización de plano de usuario en un terminal móvil (16) , estando el citado método caracterizado por:

recibir una solicitud de posicionamiento en una estación de base (14) de servicio en la red (10) , activada por un evento de solicitud de localización asociado con el servicio de localización de plano de usuario;

determinar datos de posicionamiento (22) para el terminal móvil (16) basándose en mediciones del ángulo de llegada realizadas en una o más estaciones de base (14) para las señales del enlace ascendente desde el terminal móvil (16) , y en información de ubicación de la estación de base correspondiente; y

transmitir los datos de posicionamiento (22) desde la estación de base (14) de servicio al terminal móvil (16) por medio de señalización de plano de control, para soportar el servicio de localización de plano de usuario en el terminal móvil (16) .

17. Una estación de base (14) configurada para soportar un servicio de localización de plano de usuario en un terminal móvil (16) , estando la citada estación de base (14) caracterizada por uno o más circuitos de posicionamiento (60, 62) configurados para:

recibir una solicitud de posicionamiento en la estación de base (14) , activada por un evento de solicitud de localización asociado con el servicio de localización de plano de usuario;

determinar los datos de posicionamiento (22) para el terminal móvil (16) basándose en mediciones del ángulo de llegada realizadas en una o más estaciones de base (14) para señales del enlace ascendente desde el terminal móvil (16) , y en información de ubicación de la estación de base correspondiente; y

transmitir los datos de posicionamiento (22) desde la estación de base (14) al terminal móvil (16) por medio de señalización de plano de control, para soportar el servicio de localización de plano de usuario en el terminal móvil (16) .