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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der
Mobilkommunikation, insbesondere auf ein Verfahren zum Positionieren
einer mobilen Station und eines Zwischenverstärkers mit Hilfspositionsfunktion.
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Hintergrund der Erfindung
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Um
dem Mobilkommunikationsnetzwerk zu ermöglichen, neue Dienste vorzusehen,
muss die Positionstechnik für
mobile Stationen eingeführt
werden, um die Position von mobilen Stationen zu bestimmen. In einem
zellularen Mobilkommunikationsnetzwerk gibt es drei grundsätzliche
Positionierungsverfahren: 1) Positionierungsverfahren nach der Zeit der
Ankunft (TOA), das die Abstände
von einer mobilen Station zu den entsprechenden Basisstationen ermittelt
durch Messen der TOA von der mobilen Station zu drei oder mehr Basisstationen
und dann die Position der mobilen Station durch Lösen eines
Satzes von Kreisgleichungen schätzt;
2) Positionierungsverfahren nach der Zeitdifferenz der Ankunft (TDOA),
das die Abstandsdifferenzen von einer mobilen Station zu den entsprechenden
Basisstationen ermittelt durch Messen der TDOA von der mobilen Station
zu drei oder mehr Basisstationen und dann die Position der mobilen
Station durch Lösen
eines Satzes von hyperbolischen Gleichungen schätzt; 3) Positionierungsverfahren
mit Zellenidentifizierer (CELL-ID) + TOA, das zuerst die Position
der bedienenden Zelle bestimmt, bei der sich die mobile Station
befindet, mit den durch das Netzwerk konfigurierten CELL-IDs, und
dann weiterhin die Position der mobilen Station in der Zelle mit
dem TOA von der mobilen Station zu der bedienenden Basisstation
bestimmt.
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Jedoch
werden bei herkömmlichen
Mobilkommunikationssystemen, um eine normale Kommunikation zwischen
mobilen Stationen und Basisstationen sicherzustellen, Zwischenverstärker in
einigen Bereichen, die durch Basisstationen nicht abgedeckt werden
können,
installiert; ein Zwischenverstärker
ist im Wesentlichen ein bidirektionaler Funkfrequenzsignalverstärker, der
sowohl von einer mobilen Station gesendete Aufwärtsverbindungssignale als auch
von einer Basisstation gesendete Abwärtsverbindungssignale verstärkt und
weiterleitet; wie in 1 gezeigt ist, nimmt in der
Abwärtsverbindungsrichtung
die gebende Antenne (Antenne der bedienenden Basisstation) Signale
von dem bestehenden Abdeckungsbereich auf, filtert Außerbandsignale durch
ein Bandpassfilter, verstärkt
die gefilterten Signale durch einen Leistungsverstärker und sendet dann
die verstärkten
Signale zu dem abzudeckenden Bereich zurück; in der Aufwärtsverbindungsrichtung werden
Signale von der mobilen Station in dem Abdeckungsbereich in einer ähnlichen
Weise verarbeitet und dann zu der entsprechenden Basisstation gesendet;
hierdurch wird die Signalübertragung
zwischen der Basisstation und der mobilen Station durchgeführt. Die
Einführung
eines Zwischenverstärkers
implementiert eine normale Kommunikation zwischen der mobilen Station
in dem Abdeckungsbereich der Basisstation und der Basisstation.
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Die
Einführung
von Zwischenverstärkern führt dazu,
dass die mobilen Stationen in dem Abdeckungsbereich des Zwischenverstärkers nicht
effektiv positioniert werden können.
Wenn sich eine mobile Station, die positioniert werden muss, in
dem Abdeckungsbereich eines Zwischenverstärkers befindet, für das TDOA-Positionierungsverfahren,
versagt der TDOA-Positionierungsvorgang,
da die Anzahl von erfassbaren Basisstationen zu klein ist; selbst wenn
ausreichend Basisstationen erfasst werden können, gibt es sehr große Abweichungen
in den gemessenen Werten, da die Signale von den Basisstationen
durch den Zwischenverstärker
weitergeleitet werden; als eine Folge können die gemessenen TDOA die
Abstandsdifferenzen zwischen den Basisstationen nicht korrekt reflektieren;
wenn das Messergebnis für
die Positionsschätzung
verwendet wird, gibt es eine sehr große Abweichung in der bestimmten
Position der mobilen Station; weiterhin ist das Positionierungssystem
nicht in der Lage, zu bestimmen, ob die mobile Station innerhalb
des Abdeckungsbereichs des Zwischenverstärkers ist oder nicht und ob das
Messergebnis durch den Zwischenverstärker beeinträchtigt ist
oder nicht. In gleicher Weise treten, wenn die mobile Station, die
für das
TOA + CELL- ID-Positionierungsverfahren
positioniert werden soll, in dem Abdeckungsbereich des Zwischenverstärkers ist,
größere Fehler
in den TOA aufgrund des Zeitverzögerungseffekts,
der sich durch den Zwischenverstärker
ergibt, auf, und die TOA-Positionierungsgenauigkeit wird stark verschlechtert;
als Folge ist es nicht möglich,
die mobile Station genau zu positionieren.
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In
dem Dokument
US 2002/0115448 empfängt das
Netzwerk Zeitmessungen von einer mobilen Station, bestimmt, ob die
Zeitmessungen von einem Zwischenverstärker sind, und schätzt die
Position der mobilen Station auf der Grundlage derartiger Zeitmessungen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Positionieren
einer mobilen Station und einen Zwischenverstärker hiervon vorzusehen, eine
genaue Positionierung von mobilen Stationen innerhalb des Abdeckungsbereichs
der Zwischenverstärker
zu implementieren und hierdurch die Genauigkeit der Positionierung
von mobilen Stationen in dem Mobilkommunikationsnetzwerk zu verbessern.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird wie folgt gelöst: ein
Verfahren zum Positionieren einer mobilen Station, welches aufweist:
Wenn es eine Positionierungsanforderung von einer mobilen Station
empfängt,
weist das Mobilkommunikationsnetzwerk Zwischenverstärker an,
Hilfspositionssignale zu senden, und die mobile Station misst die
Positionsschätzparameter
gemäß den empfangenen,
von den Zwischenverstärkern
gesendeten Hilfspositionssignalen und von von den Basisstationen
gesendeten Abwärtsverbindungssignalen und
schätzt
dann die Position der mobilen Station gemäß den Messergebnissen und bestimmt
hierdurch die Position der mobilen Station.
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Das
Verfahren zum Positionieren der mobilen Station weist weiterhin
auf:
- a. Das Mobilkommunikationsnetzwerk misst, wenn
es eine Positionierungsanforderung von der mobilen Station empfängt, die
Hin- und Rücklaufzeit
(RTT) zwischen der bedienenden Basisstation und der mobilen Station,
empfängt
das von der bedienenden Basisstation mitgeteilte Messergebnis und
sendet gleichzeitig eine Messsteuernachricht zu der mobilen Station;
- b. Bestimmen aller Zwischenverstärker, die die bedienende Basisstation
als eine gebende Basisstation nehmen, Konfigurieren von Hilfspositionierungsparametern
für die
Zwischenverstärker
und Senden von Hilfspositionierungssignalen zu der mobilen Station;
- c. die mobile Station misst die TDOA zwischen sich und den Zwischenverstärkern gemäß der von dem
Mobilkommunikationsnetzwerk gesendeten Messsteuernachricht und den
von den Zwischenverstärkern
gesendeten Hilfspositionierungssignalen und teilt die Messergebnisse
dem Mobilkommunikationsnetzwerk mit;
- d. das Mobilkommunikationsnetzwerk oder die mobile Station schätzen die
Position der mobilen Station gemäß der empfangenen
RTT zwischen der dienenden Basisstation und der mobilen Station
sowie den TDOA zwischen der mobilen Station und den Zwischenverstärkern und
bestimmen hierdurch die Position der mobilen Station.
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Die
Hilfspositionierungsparameter enthalten: Ruheperioden-Abwärtsverbindungs(IPDL)-Parameter,
den einem Zwischenverstärker
zugeteilten Verwürfelungscode
und die Trägerfrequenz
und die Übertragungsleistung(en)
der Hilfspositionierungssignale.
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Das
Hilfspositionierungssignal ist ein primärer gemeinsamer Pilotkanal
(P-CPICH), der mit dem Verwürfelungscode
moduliert ist, der mit der Basisstation synchronisiert ist und nur
während
der IPDL gesendet wird.
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Die
Messsteuernachricht im Schritt c weist auf: Informationen über die
bedienende Basisstation und Informationen über die benachbarten Basisstationen;
welche Informationen der bedienenden Basisstation den primären Verwürfelungscode
der bedienenden Basisstation aufweisen; welche Informationen über eine
benachbarte Basisstation den primären Verwürfelungscode der benachbarten
Basisstation, die relative Zeitdifferenz (RTD) zwischen der benachbarten
Basisstation und der bedienenden Basisstation und die Breite des
Suchfensters aufweisen.
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Die
Messsteuernachricht weist auch Informationen über Zwischenverstärker auf,
die in die Informationen der benachbarten Basisstation eingefügt sind,
welche aufweisen: Verwürfelungscode
der Zwischenverstärker,
RTD zwischen der bedienenden Basisstation und den Zwischenverstärkern sowie Breiten
der Suchfenster.
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Die
RTD werden gemäß den Abständen zwischen
den Zwischenverstärkern
und der bedienenden Basisstation sowie den IPDL-Parametern bestimmt
oder durch Messung unter Verwendung einer Ortsmesseinheit (LMU)
erhalten.
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Der
Verwürfelungscode
eines Zwischenverstärkers
ist einer von 512 primären
Verwürfelungscodes
und unter scheidet sich individuell von solchen von benachbarten
Basisstationen.
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Der
Schritt d weist auf:
- d1. Das Mobilkommunikationsnetzwerk
oder die mobile Station suchen in den Messergebnissen der TDOA gemäß den Verwürfelungscodes
der Zwischenverstärker
und bestimmen gemäß den Messergebnissen,
ob die mobile Station innerhalb des Abdeckungsbereichs von Zwischenverstärkern ist;
falls dies der Fall ist, Ausführen
des Schritts d2; anderenfalls Ausführen des Schritts d3;
- d2. Korrigieren des Messergebnisse und Schätzen der Position der mobilen
Station;
- d3. direktes Schätzen
der Position der mobilen Station anhand der Messergebnisse.
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Der
Schritt d1 weist auf:
- d11. Das Mobilkommunikationsnetzwerk
oder die mobile Station bestimmen gemäß den Verwürfelungscodes der Zwischenverstärker, ob
die Messergebnisse der TDOA von der mobilen Station eine TDOA enthalten,
bei der der dieser zugeordnete Verwürfelungscode der eines Zwischenverstärkers ist;
wenn dies der Fall ist, Ausführen
des Schritts d12; anderenfalls Ausführen des Schritts d13;
- d12. Bestimmen der Zeitverzögerung
und der Koordinate des Zwischenverstärkers gemäß dem erhaltenen Verwürfelungscode
des Zwischenverstärkers
und Ausarbeiten des Abstands zwischen dem Zwischenverstärker und
der bedienenden Basisstation;
- d13. Bestimmen, ob die TDOA entsprechend dem Zwischenverstärker angenähert gleich
der Summe der Zeitverzögerung
des Zwischenverstärkers und
des Zeitwerts, der durch Teilen des Abstands zwischen dem Zwischenverstärker und
der bedienenden Basisstation durch die Lichtgeschwindigkeit erhalten
wird, ist; wenn dies der Fall ist, Ausführen des Schritts d2; anderenfalls
Behandeln des Zwischenverstärkers
als eine benachbarte Pseudo-Basisstation und Ausführen des
Schritts d3.
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Der
Schritt d2 weist auf:
- d21. Bestimmen der Zeit
der Ankunft (TOA) zwischen der bedienenden Basisstation und der
mobilen Station, der Zeitverzögerungen
der Zwischenverstärker,
der Abstände
von den Zwischenverstärkern
zu der bedienenden Basisstation, der TDOA zwischen den benachbarten
Basisstationen und der bedienenden Basisstation, und der TDOA zwischen
den Zwischenverstärkern und
der bedienenden Basisstation;
- d22. Subtrahieren der TDOA zwischen den Zwischenverstärkern und
der bedienenden Basisstation von den TDOA zwischen den benachbarten Basisstationen
und der bedienenden Basisstation, um die TDOA zwischen den benachbarten
Basisstationen und dem Zwischenverstärker zu erhalten; Subtrahieren
des Zeitwertes, der durch Teilen der Abstände zwischen den Zwischenverstärkern und
der bedienenden Basisstation durch die Lichtgeschwindigkeit erhalten
wurde, von der TOA zwischen der bedienenden Basisstation und der
mobilen Station, und Subtrahieren der Zeitverzögerungen der Zwischenverstärker von
den vorstehend erhaltenen Ergebnissen, um die TOA zwischen der mobilen
Station und den Zwischenverstärkern
zu erhalten;
- d23. Bestimmen der Position der mobilen Station gemäß den TDOA
zwischen den benachbarten Basisstationen und den Zwischenverstärkern sowie
den TOA zwischen der mobilen Station und den Zwischenverstärkern, in
Verbindung mit den Koordinaten der Zwischenverstärker und den Koordinaten der
benachbarten Basisstationen.
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Diese
benachbarten Basisstationen enthalten den Zwischenverstärker, der
als eine benachbarte Pseudo-Basisstation
behandelt wird.
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Ein
Zwischenverstärker
zum Implementieren der Funktion des Positionierens der mobilen Station weist
einen Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal und
einen Aufwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal auf;
welcher Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
eine hinzugefügte
Hilfspositionierungseinheit enthält,
die Abwärtsverbindungssignale
von der Basisstation und von dem Mobilkommunikationsnetzwerk gesendete,
Hilfspositionierungsparameter tragende Signale empfängt, und
Hilfspositionierungssignale erzeugt und zu der mobilen Station sendet.
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Die
Hilfspositionierungseinheit weist auf:
ein Kommunikationsmodul,
das Signale, die von dem Mobilkommunikationsnetzwerk gesendete Hilfspositionierungsparameter
tragen, empfängt;
ein
Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul, das Abwärtsverbindungssignale von der
Basisstation empfängt,
die Signale verarbeitet, um ein Rahmensynchronisationssignal zu
erhalten, und das Rahmensynchronisationssignal zu einem Taktsteuermodul bzw.
einem Pilotmodulationsmodul sendet;
ein Taktsteuermodul, das
das von dem Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul
gesendete Rahmensynchronisationssignal empfängt, eine Impulsfolge erzeugt
und zu dem Pilotmodulationsmodul sendet;
ein Pilotmodulationsmodul,
das das von dem Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul gesendete Rahmensynchronisationssignal
und die von dem Taktsteuermodul gesendete Impulsfolge empfängt, Hilfspositionierungssignale
erzeugt und zu der mobilen Station sendet.
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Der
Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
weist einen rauscharmen Verstärker,
ein Filter und einen Leistungsverstärker auf.
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Abhängig von
der tatsächlichen
Struktur des Zwischenverstärkers
weist die Hilfspositionierungseinheit auch auf:
ein HF-Verarbeitungsmodul,
das ein Submodul zur automatischen Verstärkungssteuerung, ein HF-Empfangs-
und Filter-Submodul und einen Frequenzherabsetzungswandler aufweist
und HF-Signale zu einem Zwischenfrequenz-Verarbeitungsmodul ausgibt;
ein
Zwischenfrequenz-Verarbeitungsmodul, das ein Zwischenfrequenzfilter-Submodul,
ein Analog/Digital-Umwandlungs-Submodul
und einen digitalen Frequenzherabsetzungswandler aufweist und von
dem HF-Verarbeitungsmodul gesendete HF-Signale empfängt, die
HF-Signale verarbeitet
und Basisbandsignale erzeugt und die Basisbandsignale zu dem Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul
sendet.
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Das
Kommunikationsmodul empfängt
Hilfspositionierungsparameter von der Basisstation durch Signalisierung.
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Das
Kommunikationsmodul empfängt
Hilfspositionierungsparameter über
den Operations- und Wartungsanschluss des Zwischenverstärkers.
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Eingangssignale
der Hilfspositionierungseinheit werden direkt durch Koppeln mit
der spendenden Antenne erhalten.
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Eingangssignale
der Hilfspositionierungseinheit werden von einem Knoten in dem Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
des Zwischenverstärkers erhalten.
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Ausgangssignale
der Hilfspositionierungseinheit werden nach dem Kombinieren mit
Signalen von dem Zwischenverstärker
an einem Knoten in dem Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
des Zwischenverstärkers
ausgegeben.
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Ausgangssignale
der Hilfspositionierungseinheit werden über eine Vorwärtsantenne
nach dem Kombinieren mit Signalen von dem Zwischenverstärker gesendet,
bevor die Leistung des Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanals
des Zwischenverstärkers
verstärkt
wird.
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Es
ist anhand der vorbeschriebenen technischen Lösung ersichtlich, dass das
Verfahren zum Positionieren einer mobilen Station und des Zwischenverstärkers hiervon
gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweist: zuerst Bestimmen, ob die mobile Station innerhalb des
Abdeckungsbereichs eines Zwischenverstärkers ist oder nicht; wenn
dies der Fall ist, Bestimmen der Position der mobilen Station mit
dem entsprechenden Zwischenverstärker
als dem Bezugspunkt, wodurch die Positionierungsgenauigkeit der
mobilen Station innerhalb des Abdeckungsbereichs des Zwischenverstärkers verbessert wird;
falls dies nicht der Fall ist, Positionieren der mobilen Station
mit dem Positionierungsverfahren für die bestehende mobile Station;
das heißt,
die vorliegende Erfindung kann bestimmen, ob die mobile Station
innerhalb des Abdeckungsbereichs eines Zwischenverstärkers ist,
gemäß den Messergebnissen der
mobilen Station, und wenn dies der Fall ist, kann die vorliegende
Erfindung den spezifischen Zwischenverstärker bestimmen und die Messergebnisse mit
dem Bezugspunkt korrekt korrelieren. Als eine Folge löst die vorliegende
Erfindung die Aufgabe der Verbesserung der Genauigkeit der Positionierung
der mobilen Station innerhalb des Abdeckungsbereichs eines Zwischenverstärkers; zusätzlich ist
der bei der vorliegenden Erfindung vorgesehene Zwischenverstärker mit
Hilfspositionierungsfunktion einfach zu implementieren und beeinträchtigt nicht
die Struktur und den Signalisierungsfluss der herkömmlichen
mobilen Station.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
das schematische strukturelle Diagramm eines herkömmlichen
Zwischenverstärkers;
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2 zeigt
schematisch die Netzwerkstruktur des Mobilkommunikationsnetzwerks;
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3 ist
ein implementierendes Flussdiagramm des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
ein Flussdiagramm für
die Schätzung
der Position der mobilen Station;
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5 ist
ein schematisches strukturelles Diagramm des Zwischenverstärkers gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Die
Netzwerkstruktur des Mobilkommunikationsnetzwerks ist wie in 2 gezeigt.
Um die Genauigkeit der Positionierung der mobilen Station in dem
Mobilkommunikationsnetzwerk, das mit Zwischenverstärkern versehen
ist, zu verbessern, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Positionieren der mobilen Station vor, dessen detailliertes Ausführungsbeispiel
in 3 gezeigt ist:
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Schritt 1:
Das Mobilkommunikationsnetzwerk empfängt eine Positionierungsanforderungsnachricht
von der mobilen Station;
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Schritt 2:
Das Mobilkommunikationsnetzwerk sendet eine Messanforderung für die Hin-
und Rücklaufzeit
(RTT) zu der bedienenden Basisstation;
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Schritt 3:
Die bedienende Basisstation misst die RTT zwischen sich und der
mobilen Station und teilt das Messergebnis mit;
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Schritt 4:
Sucht und bestimmt alle Zwischenverstärker, die die bedienende Basisstation
als eine gebende Basisstation nehmen, gemäß den Informationen von der
dienenden Basisstation, die die mobile Station bedient;
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Schritt 5:
Das Mobilkommunikationsnetzwerk konfiguriert Hilfspositionierungsparameter
für jeden
der im Schritt 4 bestimmten Zwischenverstärker und
initiiert alle Zwischenverstärker,
Hilfspositionierungssignale zu senden;
wobei die Hilfspositionierungsparameter
enthalten: IPDL (Leerlaufperioden-Abwärtsverbindungs)-Parameter,
Verwürfelungscodes
entsprechend den Zwischenverstärkern
und Trägerfrequenz
und Leistung(en) der Hilfspositionierungssignale;
das Konfigurieren
der Hilfspositionierungsparameter für jeden der im Schritt 4 bestimmten
Zwischenverstärker
kann implementiert werden durch Empfangen von Hilfspositionierungsparametern
von den Basisstationen durch Signalisieren oder durch Empfangen von
Hilfspositionierungsparametern von dem Operations- und Wartungsanschluss
des Zwischenverstärkers;
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Schritt 6:
Das Mobilkommunikationsnetzwerk sendet eine Messsteuernachricht
zu der mobilen Station, die zu positionieren ist;
wobei die
Messsteuernachrichten Informationen über die bedienende Zelle, die
zu der bedienenden Basisstation gehört, und Informationen über ihre
benachbarten Zellen enthält;
welche Informationen über
die bedienende Zelle einen primären
Verwürfelungscode der
bedienenden Zelle usw. aufweisen; welche Informationen über die
benachbarten Zellen primäre
Verwürfelungscodes über die
benachbarten Zellen, die RTD zwischen den benachbarten Zellen und
der bedienenden Zelle sowie die Breiten der Suchfenster aufweisen;
welche Informationen aller im Schritt 4 bestimmter Zwischenverstärker, die
Verwürfelungscodes
der Zwischenverstärker,
RTD zwischen den Zwischenverstärkern
und der gebenden Basisstation und die Breite des Suchfensters aufweisen,
auch in die Informationen über
die benachbarten Zellen eingefügt
sind und zusammen mit den Informationen über die benachbarten Zellen
gesendet werden; worin der Verwürfelungscode
eines Zwischenverstärkers
einer von 512 Verwürfelungscodes
und unterschiedlich gegenüber
den Verwürfelungscodes
von benachbarten Basisstationen ist; die RTD bestimmt sind gemäß den Abständen zwischen
den Zwischenverstärkern
und der bedienenden Basisstation sowie den IPDL-Parametern oder
erhalten sind durch Messung unter Verwendung einer Ortsmesseinheit (LMU);
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Schritt 7:
Nach Empfang der Messsteuernachricht misst die mobile Station die
TDOA und teilt die Messergebnisse mit; schätzt das Mobilkommunikationsnetzwerk
oder die mobile Station die Position der mobilen Station gemäß den Messergebnissen und
positioniert hierdurch die mobile Station.
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Der
im Schritt 7 beschriebene Schätzvorgang für die Position der mobilen
Station weist die folgenden Schritte auf, wie in 4 gezeigt
ist:
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Schritt 71:
Das Mobilkommunikationsnetzwerk oder die mobile Station erhält die durch
die bedienende Basisstation gemessene RTT und die von der mobilen
Station gemessenen TDOA;
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Schritt 72:
Sucht in den von der mobilen Station gemessenen TDOA gemäß den Verwürfelungscodes
der Zwischenverstärker
und bestimmt, ob eine TDOA entsprechend dem Verwürfelungscode eines zu der bedienenden
Zelle gehörenden
Zwischenverstärkers
vorhanden ist; falls nicht, Ausführen
des Schritts 73; anderenfalls Ausführen des Schritts 74;
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Schritt 73:
Bestimmt, dass die mobile Station nicht innerhalb des Abdeckungsbereichs
irgendeines Zwischenverstärkers
ist, und verwendet das herkömmliche
Verfahren, das die Position der mobilen Station direkt schätzt gemäß den gemessenen TDOA
und RTT in Verbindung mit den Koordinaten der bedienenden Basisstation
und der benachbarten Basisstationen, und bestimmt hierdurch die
Position der mobilen Station;
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Schritt 74:
Bestimmt, dass die mobile Station Hilfspositionierungssignale von
einem Zwischenverstärker
empfangen hat und sucht nach der Zeitverzögerung T und den Koordinaten
des Zwischenverstärkers
gemäß den Informationen über den
Zwischenverstärker;
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Schritt 75:
Berechnet den Abstand D zwischen dem Zwischenverstärker und
der bedienenden Basisstation gemäß den Koordinaten
des Zwischenverstärkers
und der bedienenden Basisstation;
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Schritt 76:
Bestimmt, ob die TDOA entsprechend dem im Schritt 72 bestimmten
Zwischenverstärker
angenähert
gleich D/C + T ist (d. h. die Summe des Zeitwerts, der erhalten
ist durch Teilen des Abstands zwischen dem Zwischenverstärker und
der bedienenden Basisstation durch die Lichtgeschwindigkeit, und
der Zeitverzögerung
dieses Zwischenverstärkers),
wobei C die Lichtgeschwindigkeit ist, um weiterhin zu bestimmen,
ob die Signale von der bedienenden Basisstation, die von der mobilen
Station empfangen wurden, durch den Zwischenverstärker weitergeleitet
wurden; wenn die TDOA nicht angenähert gleich D/C + T ist, Ausführen des
Schritts 77; anderenfalls Ausführen des Schritts 78;
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Schritt 77:
Bestimmt, dass die Signale von der bedienenden Basisstation, die
von der mobilen Station empfangen wurden, nicht durch den Zwischenverstärker weitergeleitet
wurden, führt
dann Schritt 73 aus;
obgleich die mobile Station Hilfspositionierungssignale
von einem Zwischenverstärker
empfangen hat, ist der Bezugspunkt für die positionierende mobile Station
immer noch die bedienende Basisstation, und der Zwischenverstärker kann
als eine benachbarte Pseudo-Basisstation
behandelt werden; die Koordinaten der benachbarten Basisstationen,
die bei der Positionierungsschätzung
im Schritt 73 verwendet wurden, enthalten die Koordinaten
der benachbarten Pseudo-Basisstation
(d. h. die Koordinaten des Zwischenverstärkers), und die TDOA von benachbarten Basisstationen,
die bei der Positionsschätzung
verwendet wurden, enthalten auch die TDOA der benachbarten Pseudo-Basisstation (d.
h. die TDOA entsprechend dem Zwischenverstärker);
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Schritt 78:
Bestimmt, dass die Signale von der bedienenden Basisstation, die
von der mobilen Station empfangen wurden, durch den Zwischenverstärker weitergeleitet
wurden, und schätzt
die Position der mobilen Station mit dem Zwischenverstärker als
dem Bezugspunkt und positioniert hierdurch die mobile Station;
das
spezifische Positionierungsverfahren ist wie folgt:
Es wird
angenommen, dass die entsprechende TOA gemäß der von der bedienenden Basisstation
gemessenen RTT erhalten wird, die Zeitverzögerung des Zwischenverstärkers gleich
T ist, der Abstand von dem Zwischenverstärker zu der Basisstation gleich
D ist, der Messwert der TDOA zwischen der benachbarten Basisstation
und der bedienenden Basisstation gleich TDOAi ist, die TDOA zwischen
dem Zwischenverstärker
und der bedienenden Basisstation gleich TDOAo ist, die Lichtgeschwindigkeit
gleich C ist, dann ist die TDOA zwischen der benachbarten Basisstation
und dem Zwischenverstärker
TDOAi' = TDOAi – TDOAo,
die TOA zwischen der mobilen Station und dem Zwischenverstärker ist
TOA' = TOA – D/C – T;
die
Position der mobilen Station wird berechnet gemäß TDOAi' und TOA' in Verbindung mit den Koordinaten des
Zwischenverstärkers
und der benachbarten Basisstation, und hierdurch wird die mobile
Station positioniert.
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Somit
wird die genaue Positionierung einer mobilen Station in einem Mobilkommunikationsnetzwerk,
das mit Zwischenverstärkern
versehen ist, durch den vorbeschriebenen Vorgang implementiert.
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Auf
der Grundlage des vorbeschriebenen Verfahrens sieht die vorliegende
Erfindung auch einen Zwischenverstärker mit Hilfspositionierungsfunktion
vor, der implementiert wird durch Hinzufügen einer Hilfspositionierungseinheit
zu dem Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
eines herkömmlichen Zwischenverstärkers, um
das vorbeschriebene Verfahren zum Positionieren einer mobilen Station
zu implementieren. Wie in 1 gezeigt
ist, weist ein herkömmlicher
Zwischenverstärker
eine spendende oder gebende Antenne und eine weiterleitende oder Vorwärtsantenne
auf; in der Abwärtsverbindungsrichtung
werden von der gebenden Basisstation empfangene Signale durch einen
rauscharmen Verstärker, ein
Filter und einen Leistungsverstärker
verarbeitet und schließlich über die
weiterleitende Antenne übertragen;
der Vorgang der Aufwärtsverbindungs-Signalverarbeitung
ist derselbe wie der der Abwärtsverbindungs-Signalverarbeitung.
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Die
spezifische Struktur des gemäß der vorliegenden
Erfindung beschriebenen Zwischenverstärkers mit Hilfspositionierungsfunktion
ist wie in 5 gezeigt; eine Hilfspositionierungseinheit
ist in der Abwärtsverbindungsrichtung
des Zwischenverstärkers
hinzugefügt,
die Hilfspositionierungseinheit empfängt Abwärtsverbindungssignale von der
Basisstation und Signale, die Hilfspositionierungsparameter tragen,
die von dem Mobilkommunikationsnetzwerk gesendet wurden, erzeugt
Hilfspositionierungssignale und sendet sie zu der mobilen Station;
welche Hilfspositionierungseinheit hauptsächlich ein Kommunikationsmodul,
ein Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul, ein Taktsteuermodul und ein
Pilotmodulationsmodul aufweist; worin:
das Kommunikationsmodul
Hilfspostionierungsparameter tragende Signale von dem Mobilkommunikationsnetzwerk empfängt; die
Hilfspositionierungsparameter enthalten IPDL-Parameter, die Verwürfelungscodes
von Zwischenverstärkern
sowie die Trägerfrequenz
und Leistung(en) der Hilfspositionierungssignale;
das Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul
empfängt Abwärtsverbindungssignale
von der Basisstation, erhält
ein Rahmensynchronisationssignal nach Verarbeiten der Signale und
sendet das Rahmensynchronisationssignal zu dem Taktsteuermodul bzw.
dem Pilotmodulationsmodul, um die Erzeugung von Verwürfelungscodes
und einer Impulsfolge zu unterstützen;
das
Taktsteuermodul empfängt
das Rahmensynchronisationssignal von dem Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul,
erzeugt eine Impulsfolge, die verwendet wird zum Unterstützen der
Steuerung der Übertragung
und des Beendens der Hilfspositionierungssignale gemäß den IPDL-Parametern
und dem Rahmensynchronisationssignal, und sendet sie zu dem Pilotmodulationsmodul;
das
Pilotmodulationsmodul empfängt
das von dem Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul gesendete Rahmensynchronisationssignal
und die von dem Taktsteuermodul gesendete Impulsfolge; es erzeugt zuerst
einen Verwürfelungscode,
der mit Signalen von der Basisstation gemäß dem Rahmensynchronisationssignal
synchronisiert ist, und die Nummer des Verwürfelungscodes, und moduliert
dann P-CPICH mit dem Verwürfelungscode,
um kontinuierliche Hilfspositionierungssignale zu erhalten, moduliert
dann die kontinuierlichen Hilfspositionierungssignale mit der Impulsfolge
und sendet sie zu der mobilen Station.
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Die
Eingangssignale des Hilfspositionierungsmoduls können direkt durch Koppeln mit
der gebenden Antenne erhalten werden, und sie können auch von anderen Knoten
in dem Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
des Zwischenverstärkers eingegeben
werden; die von dem Hilfspositionierungsmodul ausgegebenen Hilfspositionierungssignale
können
mit Abwärtsverbindungssignalen
von dem Zwischenverstärker
vor der Leistungsverstärkung
in dem Abwärtsverbindungs-Verarbeitungskanal
des Zwischenverstärkers
kombiniert werden und dann zusammen mit den Abwärtsverbindungssignalen von
dem Zwischenverstärker
durch die weiterleitende Antenne übertragen werden, und sie können auch
mit Signalen von dem Zwischenverstärker an anderen Knoten kombiniert
und dann übertragen werden.
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In
Abhängigkeit
von unterschiedlichen Eingangssignalen kann die Hilfspositionierungseinheit auch
ein HF-Verarbeitungsmodul
oder ein erforderliches Zwischenfrequenz-Verarbeitungsmodul aufweisen,
die beide herkömmliche
Strukturen enthalten; wobei das HF-Verarbeitungsmodul ein Submodul für automatische
Verstärkungssteuerung,
ein HF-Empfangs- und Filter-Submodul
und einen Frequenzherabsetzungswandler aufweist und HF-Signale zu
dem Zwischenfrequenz-Verarbeitungsmodul
ausgibt; das Zwischenfrequenz-Verarbeitungsmodul
ein Zwischenfrequenz-Filter-Submodul,
ein Analog/Digital-Umwandlungs-Submodul und einen digitalen Frequenzherabsetzungswandler
aufweist und ausgebildet ist zum Empfangen von von dem HF-Verarbeitungsmodul
gesendeten HF-Signalen, Basisbandsignale erzeugt und die Basisbandsignale
zu dem Rahmentakt-Wiedergewinnungsmodul sendet.