无线通信网络的制作方法
【专利说明】无线通信网络
[0001]本申请是申请日为2010年I月9日，申请号为201080011874.7，发明名称为“无线通信网络”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明的方面涉及无线移动通信系统中的网络配置数据。本发明适用于移动电话网络，但是并不限于这些网络。
【背景技术】
[0003]无线通信单元通常构成无线通信系统的一部分。无线通信单元通过无线通信网络通信，其也构成了无线通信系统的一部分。
[0004]无线通信网络通常包括基站网络。每个基站在称作小区站点的范围内进行通信。每个小区站点可包括多个扇区。通常一个小区站点内有三个扇区。每个扇区由专门的天线进行服务，与基站联合定位。
[0005]在一些国家，无线通信系统可以提供关于无线通信单元位置的精确信息是一种合法的需求。该信息可服务于，例如，加快对在美国使用911号码呼叫紧急服务的无线通信单元的用户的救援到达。
[0006]关于无线通信单元位置的信息可由很多方法获得。在任何特殊时间，测量信息的不同形式可利用来自:
[0007](i)无线通信单元；
[0008](ii)无线通信网络，特别是来自无线通信单元正在与其进行通信的一个或多个基站；或
[0009](iii) (i)和(ii)两者。
[0010]该测量信息可用被处理以提供无线移动通信单元的位置的估计。
[0011]更详细地考虑该测量信息，该信息可来自以下任一方式:
[0012](i)直接地。这意味着信息包含在进行的测量中。该测量可通过无线通信单元进行，或通过无线通信系统的其他部分，例如无线网络进行。
[0013](ii)间接地。这意味着该信息来自进行的测量。一个例子是无线通信单元和无线通信系统的基站之间的距离估计。这样的估计可通过用信号的发送和接收之间测量的时间差乘以信号传输的速度计算出。
[0014]所以下列的一些或全部移动测量信息是可用的:
[0015](i)从无线通信单元到一个或多个网络扇区的绝对距离。
[0016](ii)无线通信单元和一个或多个网络扇区对间的微分距离。
[0017](iii)由无线通信单元记录的从一个或多个网络扇区接收的信号功率。
[0018](iv)由无线通信单元记录的从一个或多个网络扇区接收的信噪比测量。
[0019]另外，下列的网络配置数据是可用的:
[0020]⑴每个扇区的天线位置。该信息可以用玮度和经度提供，或象‘朝东’和‘朝北’的方向，或等效表述。
[0021](ii)天线特性。该信息可包括地面上的高度，方位角，倾斜，水平和垂直波束方向图，用于控制和传输信道的发射功率水平。
[0022]所以现有技术中地面定位方法以不同形式的直接以及间接得到的测量信息作为它们的输入。该测量信息可来自无线通信单元，无线通信系统，或二者。移动测量信息和网络配置数据的结合经常用于提供移动装置位置的几何解释。
[0023]但是，网络配置数据经常是有误差的。例如，在小区站点位置的数据可偏离几百米或更远。天线的方位角度可偏离几十度。这些误差可妨碍地面定位网络中的无线通信单元的能力。另外，不准确的网络配置数据使有效地进行网络规划和优化变困难。
[0024]图1示出了一个无线通信系统100的简单例子。无线通信单元110与基站120通信。基站120位于坐标(xB，yB)。基站120是一起组成无线通信系统100的多个基站之一。基站120是离无线通信单元110最近的基站，并位于离无线通信单元110距离为‘R’的位置。
[0025]图1示出了现有技术中地面定位方法的一个问题。如果基站120具有一全向天线，且没有其他测量信息可用，则任何提供无线通信单元110的位置的单独估计的尝试都是非常困难的。来自无线通信单元I1和/或来自基站120的可用信息允许现有技术中的地面定位方法仅计算距离R的绝对值。该距离相对于已知的基站120的位置(在(xB，yB))测量。然而，可知的是无线通信单元I1位于半径为R，圆心在(xB，yB)的圆上，即图1中的圆130。
[0026]位置的单独估计不得不是一在圆130上随机选取的一点。这种估计的差错可达到2R，因为无线通信单元可能实际上位于与估计位置直径相反的圆130上的一点。
[0027]概括地，现有技术中的地面定位技术通常给出空间中的单独一点作为它们对无线装置位置的估计。这一点可以，例如，通过如图1中的X坐标和y坐标来描述。但是，这样的方法没有给出关于位置估计的可靠性的用户信息。可靠性，在这个例子中，意味‘准确’和‘精确’。
[0028]‘准确’涉及估计的位置是否是正确的一个。在图1的例子中，这可解释为移动通信单元I1的位置测量存在多至2R的误差。
[0029]‘精确’是测量的精确。图1假设距离R被确定得非常精确，即，可得到一个精确的R值。但是，事实上误差范围与R的测量值本身相关联。R的测量值是，事实上，不精确。这将在下面结合图2进一步解释。
[0030]准确和精确依赖测量估计基于的数据的种类和质量。如果用网络配置数据得出测量估计，则数据的任何误差将可能导致不准确或不精确。
[0031]图2图解了测量R的不精确。图2通常对应图1的布置。位于点(xB，yB)的基站220可测量到通信单元210的距离为R。圆230示出了距离为R的所有点的轨迹，R为离基站220的距离，这里移动最有可能被定位。但是，由于测量采集过程，用户210可能实际上在离基站220在(R-el)和(R+e2)之间的距离。所以甚至不可能确定地说用户210位于圆230 上。
[0032]图3图解了网络配置数据包括关于基站位置的不正确的数据的情况，其导致进一步的不准确。图3的元素对应图2中类似编号的元素。但是，(xB，yB)是基站位置的不正确坐标。点(xR，yE)示出了基站320的正确位置。点(xK，yE)离点(xB，yB)的距离为d。
[0033]在图3的布置中，无线通信网络可计算通信单元310的位置为离基站320的距离为R。同在图2中的情况类似，误差由于测量采集过程而产生。距离d加上这些误差。结果，包括所有误差来源，用户可能实际上在离基站320距离在(R-el-d)和(R+e2+d)的位置上。
[0034]一个误差函数描述了通信单元210或310位于离基站220或320为每个特殊距离的可能性。该误差函数通常是复杂的。但是，该误差函数的细节可通过不同方法确定。一种选择，其在现有技术中是公知的，是从少量已知位置发起呼叫，并将测量数据和已知位置相比较。将需要大量测试呼叫来提供结合图2和3描述的误差大小的显著减小。这样的测试将因此很昂贵，并且可能不得不频繁地重复。
[0035]总结图1-3的讨论，在现有技术中的无线蜂窝移动通信系统中的移动通信单元的位置测量具有不准确和不精确。这些问题在很多情况下会很显著，例如:(i)当接收的来自全向天线的信号强度是唯一的测量数据，基于其可产生移动通信单元的位置估计时；以及
(ii)当网络配置数据有误差时。
[0036]在前述的讨论和下述的讨论中，术语‘通信’包括多种形式的通信。这些形式包括但不限于，在传输信道上的语音或数据通信会话，以及在控制信道上的通信。所以，例如，通信不需要移动电话的用户实际上发起或接收呼叫。通信可包括，例如，仅由移动电话接收的断续的数据，例如在无线通信系统的控制信道上。
[0037]现有技术中对于网络配置数据的校正的布置典型地包括向要考虑的小区站点派遣技术员。技术员可以使用全球定位系统接收机来确定基站的玮度和经度。他们也可以使用检查材料，象指南针和地图，以便确定天线的方位角和倾斜。这些质量控制检查是本领域技术人员公知的。为了检查整个无线通信网络，有必要将技术人员派遣到无线服务提供商所拥有的好几万个小区站点。包含在这样调查的主要项目中的时间和工作量导致这些站点的调查变得经常无法完成的情况。虽然小区站点的设备包括成为部分网络配置数据的信息的记录，该信息可能是有误差的。这样的误差典型地由于手动输入的数据导致。进一步的误差源于随时间而对网络所做的改变导致，其不可被记录。这样的改变由网络优化和其他重要的目的所导致。
[0038]现有技术中美国专利US-A-5293642 (Lo)描述了估计移动通信单元位置的多种方法。该方法包括计算移动通信单元位置的概率密度函数。移动台可能与两个或更多个基站通信。既然这样，可以求得多个概率密度函数，每个基于从基站之一接收到的测量来描述移动台的位置。这些概率密度函数可以合并，来提供联合概率密度函数。
[0039]现有技术中美国专利申请US2008080429描述了一种在无线网络中最小方差位置估计的过程。算出概率密度函数，并从概率密度函数求出‘概率面’。从概率面求出无线节点的平均位置。
[0040]这两篇文献的现有技术的布置提供了一种在网络中发起测试呼叫的选择。但是，它们提供的位置信息的准确度仍然会被它们可利用的网络配置数据中的任何误差所损害。
【发明内容】
[0041]依照本发明的第一方面，提供了一种校正网络配置数据的方法，所述网络配置数据描述无线通信系统中的无线通信网络，所述无线通信系统包括无线通信单元并包括至少两个扇区；
[0042]所述网络配置数据包括至少一个网络参数；
[0043]所述方法包括:
[0044]a) 一个或多个无线通信单元通过无线通信链路与所述无线通信网络的至少两个扇区通?目;
[0045]b)从以下的组中的至少一个，得到在步骤a)中通信的每个无线通信单元的位置的概率密度函数:
[0046](i)来自所述无线通信单元的测量