Cálculo poligonal adaptable en posicionamiento de identidad celular mejorado adaptable.

Método para proporcionar datos de ayuda de determinación de posición en una red de comunicaciones celular,

que comprende las etapas de:

establecer (204) una configuración de relación celular para un equipo (10) de usuario, dicha configuración de relación celular comprendiendo al menos las identidades celulares de las células (15), en el que las señales (25, 26) hacia/desde dicho equipo (10) de usuario cumplen al menos un criterio específico de condición de radio cuando se reciben;

realizar (206) una determinación de posición de alta precisión para dicho equipo (10) de usuario;

repetir (210) dichas etapas (204, 206) de establecer y realizar una pluralidad de veces;

agrupar (208) puntos que son resultado de dichas determinaciones de posición de alta precisión pertenecientes a la misma configuración de relación celular en grupos (88) de resultados separados;

asociar (212) un polígono (89) con al menos uno de dichos grupos (88) de resultados; dicha etapa de asociar (212) a su vez comprende las etapas de:

- incluir (230) un primer grupo (88) de resultados de dichos grupos de resultados por un polígono (89);

- alterar (240) la posición de las esquinas (90) de dicho polígono (89) a lo largo de trayectorias definidas (61, 97) siendo curvas a través de la posición de esquina original y un punto único para mejorar un criterio predeterminado mientras se mantiene al menos un porcentaje predeterminado de dichos resultados de las determinaciones de posición de alta precisión de dicho primer grupo (88) de resultados dentro del polígono (89); y

- contrarrestar (250) las esquinas (90) de dicho polígono (89) de reunirse en una parte menor de una circunferencia de dicho polígono (89);

crear (212) los datos de ayuda de determinación de posición que comprenden una relación entre dichas configuraciones de relación celular y dicho polígono (89).

Cálculo poligonal adaptable en posicionamiento de identidad celular mejorado adaptable

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a métodos y sistemas para la determinación de posición de terminales móviles en una red de comunicaciones celular, y en particular a la determinación de posición que implica áreas celulares.

Antecedentes

Todos los sistemas de comunicaciones celulares se dividen en células, donde los equipos de usuario (UE) son servidos por una, o en transferencia suave o más suave varias estaciones base. Cada estación base puede servir los UE en más de una célula. El punto importante desde una perspectiva de posicionamiento y navegación es que la célula donde un UE específico está localizado sea conocida en el sistema celular. Por consiguiente, después de la determinación del área geográfica cubierta por una célula específica, se puede afirmar que el UE está localizado en algún lugar dentro de dicha área geográfica, con tal de que esté conectado y la identidad celular informada de la célula de servicio sea igual a la identidad celular correspondiente al área geográfica particular.

Un ejemplo de posicionamiento dentro de un sistema celular de acceso múltiple de división de código de banda ancha (WCDMA) funciona brevemente como sigue, suponiendo que el posicionamiento funcione por la interfaz de parte de aplicación de red de acceso de radio (RANAP) . Los procedimientos son sin embargo similares para por ejemplo el sistema global para comunicaciones móviles (GSM) y acceso múltiple de división de código 2000 (CDMA

2000) .

Un mensaje que solicita una estimación de localización se recibe en el controlador de red de radio de servicio (SRNC) por la interfaz RANAP. La calidad de parámetros de servicio del mensaje se supone que es tal que el controlador de red de radio (RNC) selecciona el método de posicionamiento de identidad celular. El SRNC determina la identidad celular de servicio del UE a ser posicionada y recupera un polígono prealmacenado que representa la extensión de la célula de servicio. El SRNC envía el polígono celular resultante de nuevo a la red de núcleo por la interfaz RANAP, usando un formato poligonal celular en un mensaje de informe de localización.

Debería señalarse, sin embargo, que debido a la complejidad de la propagación de la radio, el formato poligonal celular es sólo una aproximación de la extensión de la verdadera célula. La selección del formato poligonal es dictada por la necesidad de tener un formato de representación geográfica razonablemente flexible, teniendo por ejemplo complejidades de cálculo y presentación de informes de anchos de banda en cuenta.

Puesto que el formato poligonal se aproxima a la extensión celular, el polígono es pre-determinado normalmente en una herramienta de planificación celular para representar la extensión celular con una cierta confianza. La confianza está destinada a representar la probabilidad de que el UE esté localizado dentro del polígono, condicionado por el hecho de que está conectado a la célula que se representa mediante el polígono celular. El cálculo subyacente fuera de línea del polígono celular puede por ejemplo basarse en simulaciones de cobertura de los distintos niveles de sofisticación. Sin embargo, el resultado final no es normalmente muy fiable cuando se considera la confianza de la 45 extensión celular calculada.

La precisión del método de posicionamiento de identidad celular está limitada principalmente por el tamaño de la célula, algo que evita que se use en aplicaciones de navegación más sofisticadas. Sus principales ventajas incluyen un tiempo de respuesta muy bajo, así como el hecho de que está ampliamente extendida y siempre disponible donde hay cobertura celular. El método de la identidad celular también es fácil de aplicar y no tiene impacto de UE. Las ventajas han conducido a un interés por el desarrollo de los métodos de posicionamiento de identidad celular mejorada (E-cell ID) que tienen por objeto la mejora de la precisión del método de identidad celular básico al mismo tiempo que se conservan las ventajas del método.

Un principio para el posicionamiento de E-cell ID tiene como objeto combinar el modelo de extensión celular con una medida de distancia. Dos posibilidades para este fin son mediciones de viaje de ida y vuelta (RTT) y mediciones de pérdida de trayectoria. La más exacta de estas dos alternativas es la medición RTT. La medición de pérdida de trayectoria sufre de efectos de desvanecimiento lento, que se traduce en precisiones que son del orden de la mitad de la distancia al UE. En el principio de medición de RTT, se mide el tiempo de recorrido de las ondas de radio de la estación base de radio (RBS) a la UE y la vuelta. El método RTT solo define un círculo alrededor de la RBS. Mediante la combinación de esta información con el polígono celular, se pueden calcular los ángulos izquierdo y derecho del círculo.

Otra idea para un posicionamiento de identidad celular mejorado ha sido usar mapas precalculados de las regiones 65 donde el UE está en transferencia suave o más suave con una o varias células. Tales áreas son significativamente más pequeñas que toda la abertura de la célula para una mejor precisión de la posición determinada. Normalmente

estos mapas son precalculados en la herramienta de planificación, exactamente como los polígonos celulares ordinarios.

En algunas situaciones se requiere posicionamiento de alta precisión. En la presente divulgación, "los métodos de posicionamiento de alta precisión" se definen para denotar métodos de posicionamiento que tienen un potencial para conocer los requisitos de posicionamiento de emergencias E-911 norteamericanas. Los métodos que cumplen estos requisitos son capaces de obtener precisiones de posicionamiento de:

o bien (basado en terminal) 50 metros (67%) y 150 m (95%) , 10

o (basado en red) 100 metros (67%) y 300 m (95%) .

El posicionamiento de sistema de posicionamiento global asistido (A-GPS) es una mejora del sistema de posicionamiento global (GPS) . Los receptores de referencia GPS conectados por ejemplo a un sistema de 15 comunicación celular recogen datos de ayuda que, cuando se transmiten a los receptores GPS en terminales conectados al sistema de comunicación celular, mejoran el rendimiento de los receptores de terminal GPS. Típicamente, la precisión de A-GPS puede llegar a ser tan buena como 10 metros. Los datos de ayuda adicional se recogen del sistema de comunicación celular directamente, típicamente para obtener una estimación inicial aproximada de la posición del terminal junto con una incertidumbre correspondiente de la estimación inicial. Esta posición es dada a menudo por una etapa de posicionamiento de identidad celular.

El método de posicionamiento de diferencia de tiempo de enlace ascendente de llegada (UTDOA) se basa en el tiempo de las mediciones de llegada realizadas en varios RBS de transmisiones desde los UE. Las fuerzas de señal son más altas que en A-GPS, algo que mejora la capacidad de realizar el posicionamiento en interiores. Se espera que la precisión de UTDOA sea algo peor que la de A-GPS, sin embargo, principalmente porque las condiciones de propagación de radio son peores a lo largo de la superficie de la tierra que cuando se reciben señales de radio GPS desde satélites en ángulos de elevación altos.

Un problema general con los métodos de posicionamiento existentes basados en identificación celular es que la precisión de las posiciones determinadas es baja. Además, el valor de confianza normalmente no se determina con la mejor precisión posible, con respecto al área celular calculada. Adicionalmente, las células que tienen distribuciones desiguales y anisotrópicas de las probabilidades de ocurrencia de un terminal móvil son difíciles de manejar apropiadamente.

El documento US-A-5508707 divulga un método para determinar la posición obteniendo información direccional desde estaciones bases equipadas con acceso múltiple de división espacial (SDMA) y no equipadas de SDMA. El método es dirigido para el uso en un sistema de comunicaciones inalámbrico que incluye una pluralidad de estaciones bases que tiene cada una un área de cobertura correspondiente.

Sumario

Un objeto general de la presente invención es pues proporcionar métodos, dispositivos y sistemas que dan posibilidades para la precisión de determinación de posición mejorada. Un objeto adicional es proporcionar para métodos y dispositivos datos de ayuda de posicionamiento que permiten determinaciones de posición de una mayor 45 precisión. Otro objeto de la presente invención es proporcionar métodos,... [Seguir leyendo]

1. Método para proporcionar datos de ayuda de determinación de posición en una red de comunicaciones celular, que comprende las etapas de:

establecer (204) una configuración de relación celular para un equipo (10) de usuario, dicha configuración de relación celular comprendiendo al menos las identidades celulares de las células (15) , en el que las señales (25, 26) hacia/desde dicho equipo (10) de usuario cumplen al menos un criterio específico de condición de radio cuando se reciben;

realizar (206) una determinación de posición de alta precisión para dicho equipo (10) de usuario;

repetir (210) dichas etapas (204, 206) de establecer y realizar una pluralidad de veces;

agrupar (208) puntos que son resultado de dichas determinaciones de posición de alta precisión pertenecientes a la misma configuración de relación celular en grupos (88) de resultados separados;

asociar (212) un polígono (89) con al menos uno de dichos grupos (88) de resultados; dicha etapa de asociar (212) a su vez comprende las etapas de:

- incluir (230) un primer grupo (88) de resultados de dichos grupos de resultados por un polígono (89) ;

- alterar (240) la posición de las esquinas (90) de dicho polígono (89) a lo largo de trayectorias definidas (61, 97) siendo curvas a través de la posición de esquina original y un punto único para mejorar un criterio predeterminado mientras se mantiene al menos un porcentaje predeterminado de dichos resultados de las determinaciones de posición de alta precisión de dicho primer grupo (88) de resultados dentro del polígono (89) ; y -contrarrestar (250) las esquinas (90) de dicho polígono (89) de reunirse en una parte menor de una circunferencia de dicho polígono (89) ;

crear (212) los datos de ayuda de determinación de posición que comprenden una relación entre dichas configuraciones de relación celular y dicho polígono (89) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho punto único es un centro de gravedad para dichos 35 resultados de determinaciones de posición de alta precisión de dicho grupo (88) de resultados dentro del polígono (89) y en el que dicha etapa de contrarresto (250) comprende al menos un reinicio de polígono (89) que incluye resultados de determinaciones de posición de alta precisión de dicho grupo (88) de resultados.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho polígono reiniciado (89C) es un polígono que tiene esquinas (90) distribuidas uniformemente a lo largo de una circunferencia del polígono anterior (89B) y dicha etapa de contrarrestar comprende además el recálculo de los puntos en el grupo original (88) que están situados dentro de dicho polígono (89C) reiniciado.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho polígono reiniciado (89C) es un polígono que tiene 45 esquinas uniformemente distribuidas a lo largo de una circunferencia de dicho polígono reiniciado (89C) y que incluye resultados restantes de las determinaciones de posición de alta precisión de dicho primer grupo (88) de resultados.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que dicho reinicio se realiza intermitentemente.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicho reinicio se realiza cuando una medida de distribución de esquinas desigual excede un valor de umbral predeterminado.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de contrarrestar (250) comprende seleccionar dicho punto único como un punto (92) fuera de dicho polígono (89) que incluye dicho primer grupo (88) de resultados.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicho polígono que incluye dicho primer grupo (88) de resultados es un polígono (89) que tiene puntos localizados en dos secciones (93) de arco elipsoide centradas en dicho único punto (92) .

9. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha trayectoria definida (97) es una curva a través de la posición (90) de esquina original y un primer punto dentro de dicho primer grupo (88) de resultados, y en el que 65 dicha etapa de contrarrestar comprende seleccionar un punto más cercana de una pluralidad de puntos (98) dentro de dicho primero grupo (88) de resultados como dicho primer punto para cada esquina (90) de polígono.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de contrarrestar (250) comprende la selección de dicha trayectoria definida como una curva (61) asintóticamente cerrándose hasta una trayectoria (60) que es equidistante a las dos esquinas vecinas (99) más cercanas.

.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de contrarrestar (250) comprende la eliminación de al menos una esquina del polígono entre esquinas del polígono (90) que se juntan en una porción menor de una circunferencia de dicho polígono (89) .

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dicha eliminación se realiza cuando una medida de la distribución desigual de esquina excede un valor de umbral predeterminado.

13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que dicha etapa de alterar (240) comprende alterar una posición de la esquina (90) a la vez, permitiendo que una de dichas determinaciones de posición de alta precisión de dicho grupo (88) de resultado a ser colocado fuera de dicho polígono (89) , pero no dos de dichas determinaciones de posición de alta precisión.

14. Método para la planificación de la red de radio, que comprende las etapas de:

obtener (260) datos de ayuda de determinación de posición proporcionados de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13;

siendo realizada a demanda dicha etapa para realizar una determinación de posición de alta precisión; y evaluar (262) dichos datos de ayuda de determinación de posición relativos a la propagación de radio real.

15. Método para determinar una posición de un equipo de usuario en una red de comunicaciones celular, que comprende las etapas de:

obtener (202) los datos de ayuda de determinación de posición proporcionados de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13;

establecer (218) una configuración de relación celular de dicho equipo (10) de usuario; dicha configuración de relación celular comprendiendo al menos las identidades celulares de las células (15) , en el que las señales (25, 26)

hacia/desde dicho equipo (10) de usuario cumplen al menos un criterio específico de condición de radio cuando se reciben; y determinar (220) , por dichos datos de ayuda de determinación de posición, un polígono (89) en relación con dicha configuración de relación celular como la definición de un área en el que dicho equipo (10) de usuario está posicionado.

16. Disposición para proporcionar datos de ayuda de determinación de posición en una red (100) de comunicaciones celular, que comprende:

medios (41) para establecer una configuración de relación celular para un equipo (10) de usuario; dicha configuración de relación de células comprendiendo al menos las identidades celulares de las células (15) , en el que las señales (25, 26) hacia/desde dicho equipo (10) de usuario cumplen al menos un criterio específico de condición de radio cuando se reciben;

medios (46) para realizar una determinación de posición de alta precisión para dicho equipo (10) de usuario;

medios (42) para agrupar los puntos que son resultado de una pluralidad de dichas determinaciones de posición de alta precisión perteneciente a la misma configuración de relación celular en grupos (88) de resultados separados; y 55 medios (43) para asociar un polígono (89) con al menos uno de dichos grupos (88) de resultados; estando dispuestos dichos medios (43) para asociar para:

- incluir un primer grupo (88) de resultados de dichos grupos de resultados por un polígono (89) ;

- alterar de la posición de las esquinas (90) de dicho polígono (89) a lo largo de trayectorias definidas (61, 97) para mejorar un criterio predeterminado mientras se mantiene al menos un porcentaje predeterminado de dichos resultados de las determinaciones de posición de alta precisión de dicho primer grupo (88) de resultados dentro del polígono (89) ; y 65 -contrarrestar esquinas (90) de dicho polígono (89) de reunirse en una parte menor de una circunferencia de dicho polígono (89) ; y 16

medios (44) para crear los datos de ayuda de determinación de posición que comprende una relación entre dichas configuraciones de relación celular y dichos polígonos asociados (89) .

17. Disposición para determinar una posición de un equipo (10) de usuario en una red (100) de comunicaciones celular, que comprende:

disposición para proporcionar los datos de ayuda de determinación de posición de acuerdo con la reivindicación 16;

medios (41) para establecer una configuración de relación celular de dicho equipo (10) de usuario; dicha configuración de relación de células comprendiendo al menos las identidades celulares de las células (15) , en el que las señales (25, 26) hacia/desde dicho equipo (10) de usuario cumplen al menos un criterio específico condición de radio cuando se reciben; y medios (49) para determinar, por dichos datos de ayuda de determinación de posición de, un polígono (89) en relación con dicha configuración de relación celular como la definición de un área en el que dicho equipo (10) de usuario está posicionado.