Способ и устройство для идентификации передатчиков в беспроводной системе связи, используя предсказания мощности

Способ и устройство для идентификации передатчиков в беспроводной системе связи, используя предсказания мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой № 60/420540, зарегистрированной в Патентном ведомстве США 22 октября 2002, и предварительной заявкой № 60/441981, зарегистрированной в Патентном ведомстве США 21 января 2003.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в общем относится к определению местоположения, и более конкретно к способу и устройству для идентификации передатчиков в беспроводной системе связи, используя предсказания мощности.

Уровень техники

Часто желательно, и иногда необходимо, знать местоположение беспроводного пользователя. Например, федеральная комиссия связи (Federal Communications Commission, FCC) приняла протокол и порядок для улучшенной беспроводной службы 911 (E-911), которая требует предоставлять местоположение беспроводного терминала (например, сотового телефона) станции, отвечающей за общественную безопасность (Public Safety Answering Point, PSAP), каждый раз, когда делается вызов 911 из терминала. В дополнение к наказу комиссии FCC, провайдеры услуг могут использовать службы определения местоположения (т.е. службы, которые идентифицируют местоположение беспроводных терминалов) в различных приложениях, чтобы предоставлять функции с дополнительными услугами и возможно производить дополнительные доходы.

Местоположение беспроводного устройства может определяться, базируясь на различных системах определения местоположения. Одна такая система - это хорошо известная глобальная система определения местоположения (Global Positioning System, GPS), которая является "совокупностью" 24 хорошо расположенных в пространстве спутников, которые двигаются по орбите Земли. Другая такая система - это беспроводная система связи, например сотовая система связи, которая включает в себя некоторое количество базовых станций, чтобы поддерживать связь с некоторым количеством пользовательских терминалов.

В общем, точная оценка местоположения для беспроводного устройства может быть получена, базируясь на (1) расстояниях или дистанциях от устройства до достаточного количества передатчиков (обычно трех или четырех) и (2) местоположениях этих передатчиков. Каждый передатчик может соответствовать некоторому GPS спутнику или связанной с Землей базовой станции в сотовой системе. Дистанция до каждого передатчика может оцениваться, базируясь на сигнале, передаваемом этим передатчиком. Местоположение каждого передатчика обычно может быть выяснено, если известна его идентификационная информация. Идентификационная информация каждого передатчика может предоставляться в сигнале, передаваемом этим передатчиком.

Во многих случаях количество сигналов, требуемое, чтобы вычислить точную оценку местоположения, не может быть принято беспроводным устройством, или информация о дистанции недоступна. В этих случаях может быть получена грубая оценка местоположения для беспроводного устройства, базируясь на другой информации для передатчиков, чьи сигналы принимаются этим беспроводным устройством. Например, грубая оценка местоположения может быть получена для беспроводного устройства, базируясь на знании местоположений и/или областей покрытия базовых станций, принимаемых этим устройством. В любом случае, идентификационная информация базовой станции должна бы быть выяснена до того, как ее сигнал сможет использоваться для определения местоположения.

Для CDMA системы связи каждая базовая станция может идентифицироваться, базируясь на различных типах информации. Первое, каждая базовая станция может недвусмысленно идентифицироваться, базируясь на информации, включаемой в определенные надзаголовочные сообщения, передаваемые этой базовой станцией. Однако, чтобы принимать и восстанавливать эти сообщения, беспроводное устройство должно установить связь с этой базовой станцией. Второе, каждая базовая станция может идентифицироваться, базируясь на псевдослучайной числовой (pseudo-random number, PN) последовательности, назначаемой этой базовой станции. Для CDMA системы каждой базовой станции назначается специальное смещение PN последовательности, которое отличается от смещений, назначаемых соседним базовым станциям. Каждая базовая станция использует свою приписанную PN последовательность, чтобы спектрально распределять данные до передачи в эфире. Однако, вследствие ограниченного количества имеющихся PN смещений, многочисленным базовым станциям в системе может назначаться одно и то же PN смещение. Таким образом, может быть невозможно недвусмысленно идентифицировать данную базовую станцию, базируясь единственно на PN фазе сигнала, принятого от той базовой станции.

Поэтому имеется необходимость в технологии для способа и устройства, которая может идентифицировать передатчики в беспроводной системе связи.

Раскрытие изобретения

Здесь описываются способ и устройство, чтобы идентифицировать передатчики сигналов, принимаемых беспроводным устройством. Эти передатчики могут являться приемо-передаточными подсистемами базовых станций (base station transceiver subsystem, BTS) в сотовой системе связи (например, CDMA системе), и беспроводное устройство может являться пользовательским терминалом (например, сотовым телефоном). Передатчик для каждого принимаемого сигнала идентифицируется, базируясь на предсказываемых мощностях для кандидатов-передатчиков, которые могли передать этот сигнал.

В одном варианте осуществления этого раскрываемого способа и устройства передатчики для некоторого количества сигналов, принимаемых терминалом, идентифицируются один за один раз при использовании предсказаний мощности. Чтобы определить передатчик для данного принятого сигнала, сначала определяется список кандидатов-передатчиков, которые могли передать этот сигнал. Для CDMA системы кандидаты-передатчики могут быть подсистемами BTS с одним и тем же PN смещением, что и смещение принятого сигнала, который идентифицируется. Также определяется зона покрытия, чтобы использовать для принятого сигнала. Эта зона покрытия является областью, где терминал может принимать сигнал, который идентифицируется. Зона покрытия может определяться, базируясь на областях покрытия передатчиков, которые уже были идентифицированы.

Затем определяется предсказываемая мощность для каждого кандидата-передатчика в списке. Предсказываемая мощность может быть получена при использовании модели предсказания потерь на трассе (например, модели Окумура-Хата (Okumura-Hata model)). Более того, предсказываемая мощность получается для центра масс зоны покрытия. Например, местность и покров земли/использование земли для зоны покрытия могут предоставляться для и использоваться моделью предсказания потерь на трассе, чтобы получать предсказываемую мощность. Предсказываемая мощность может также быть получена для центра масс зоны покрытия (т.е. строится гипотеза, что терминал расположен в центре зоны покрытия).

Затем предсказываемые мощности для кандидатов-передатчиков сравниваются с измеренной мощностью принятого сигнала, чтобы определить передатчик для этого принятого сигнала. Сравнение между предсказываемой мощностью и измеренной мощностью может выполняться, базируясь на схеме прямого сопоставления мощностей или схеме сопоставления относительных мощностей. Для схемы прямого сопоставления мощностей предсказываемая мощность для каждого кандидата-передатчика напрямую сравнивается с измеренной мощностью принятого сигнала. Для схемы сравнения относительных мощностей также получаются предсказываемая мощность и измеренная мощность для эталонного передатчика. Затем для каждого кандидата-передатчика определяется относительная предсказываемая мощность как разница между предсказываемой мощностью эталонного передатчика и предсказываемой мощностью кандидата-передатчика. Относительная измеренная мощность также определяется как разница между измеренной мощностью для эталонного передатчика и измеренной мощностью принятого сигнала. Затем относительная предсказываемая мощность для каждого кандидата-передатчика сравнивается с относительной измеренной мощностью. Для обеих схем кандидат-передатчик с предсказываемой мощностью (или относительной предсказываемой мощностью), самой близкой к измеренной мощности (или относительной измеренной мощности), считается как тот, что передал этот сигнал.

Задержка распространения сигнала от каждого кандидата-передатчика также может предсказываться и использоваться в идентификации передатчика для принятого сигнала. В этом случае предсказываемая задержка распространения для каждого кандидата-передатчика может сравниваться с измеренной задержкой распространения принятого сигнала (используя либо схему прямого или относительного сравнения сходным образом, как для предсказываемой мощности). Результат сравнения предсказываемых задержек может комбинироваться с результатом сравнения предсказываемых мощностей. Тогда передатчик для принятого сигнала идентифицируется, базируясь на скомбинированном результате.

Различные аспекты и варианты осуществления раскрываемого способа и устройства описываются более детально ниже.

Краткое описание чертежей

Признаки, суть и преимущества настоящего изобретения станут более ясны из подробного описания, излагаемого ниже, когда будут взяты в связи с чертежами, в которых сходные ссылочные символы всюду отождествляются соответственно, и где

фиг. 1 показывает беспроводную систему связи;

фиг. 2 показывает «разбитые на секторы» области покрытия для четырех базовых станций;

фиг. 3A показывает передачу сигнала от BTS терминалу;

фиг. 3B показывает модель, используемую, чтобы предсказывать мощность сигнала, принимаемого терминалом;

фиг. 4 показывает идентификацию подсистемы BTS для одного принятого сигнала, используя схему прямого сравнения мощностей;

фиг. 5 - это диаграмма последовательности операций процесса для идентификации передатчиков для некоторого количества принятых сигналов, используя схемы прямого сравнения мощностей;

фиг. 6 показывает определение зоны покрытия;

фиг. 7 показывает идентификацию подсистемы BTS для одного принятого сигнала, используя схему сравнения относительных мощностей;

фиг. 8 - это диаграмма последовательности операций процесса для идентификации передатчиков для некоторого количества принятых сигналов, используя схему сравнения относительных мощностей;

фиг. 9 - это диаграмма последовательности операций процесса для идентификации передатчиков для некоторого количества принятых сигналов, используя схему сравнения мощностей и задержек;

фиг. 10 - это диаграмма последовательности операций процесса для определения местоположения терминала, используя подсистемы BTS, которые были идентифицированы при использовании предсказаний мощности; и

фиг. 11 - это упрощенная блок-схема различных объектов в системе, показанной на фиг. 1.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 - это диаграмма беспроводной системы 100 связи. Система 100 включает в себя некоторое количество базовых станций 104, причем каждая базовая станция обслуживает конкретную географическую область. Для простоты на фиг. 1 показаны только четыре базовые станции 104a-104d. Базовая станция может также указываться как точка доступа, узел B или некоторой другой терминологией.

Некоторое количество терминалов 106 обычно рассеяны всюду по системе (для простоты на фиг. 1 показан только один терминал). Каждый терминал 106 может активно взаимодействовать с одной или более базовыми станциями. Активное взаимодействие между терминалом и многочисленными базовыми станциями в одно и то же время называется как "мягкая передача". Активное взаимодействие указывает на факт, что терминал зарегистрирован в системе и может идентифицироваться базовой станцией. Даже если терминал не находится в активном взаимодействии с какой-либо базовой станцией, он может принимать пилот-сигналы, страницы и/или другие сигнализирующие сообщения от базовых станций. В примере, показанном на фиг. 1, терминал 106 принимает пилот-сигналы от всех четырех базовых станций 104a-104d.

Базовые станции 104 обычно взаимодействуют с контроллером 120 базовых станций (base station controller, BSC), который координирует взаимодействие между базовыми станциями и терминалами, которые находятся в активном взаимодействии с этими базовыми станциями. Для определения местоположения контроллер базовых станций может дополнительно взаимодействовать с определяющим местоположение модулем (position determining entity, PDE) 130, который принимает имеющую отношение информацию от и/или предоставляет информацию контроллеру базовых станций.

Фиг. 2 - это диаграмма, показывающая «разбитые на секторы» области покрытия (обычно указываемые как разбитые на секторы ячейки) для четырех базовых станций, показанных на фиг. 1. Каждая базовая станция в системе обеспечивает покрытие для конкретной географической области. Эта область покрытия каждой базовой станции является областью, внутри которой терминалы могут принимать сигнал, передаваемый этой базовой станцией. Размер и форма области покрытия каждой базовой станции обычно зависят от различных факторов, таких как местность, препятствия и так далее. Для простоты область покрытия каждой базовой станции часто представляется идеальным кругом.

В обычном развертывании системы, чтобы увеличить емкость, область покрытия каждой базовой станции может разделяться на некоторое количество секторов (например, три сектора). Для простоты каждый сектор часто представляется с помощью идеального клина 210 в 120° формы круга. В действительном развертывании область покрытия каждой базовой станции часто имеет форму, которая отличается от идеального круга, и форма каждого сектора также отличается от идеального клина формы круга. Более того, секторы области покрытия, разбитой на секторы, обычно перекрываются на краях.

Каждый сектор обслуживается соответствующей базовой приемо-передаточной подсистемой (base transceiver subsystem, BTS). Для области покрытия, которая была разбита на секторы, базовая станция, обслуживающая эту область покрытия, может тогда включать в себя все подсистемы BTS, обслуживающие секторы этой области покрытия. Для простоты, только пять секторов A-E показаны на фиг. 2 для четырех областей покрытия, обслуживаемых базовыми станциями 104a-104d на фиг. 1. Эти пять секторов A-E обслуживаются подсистемами BTS 105a-105e соответственно. Для простоты, область покрытия каждой BTS может также представляться с помощью идеального круга 220 вместо клина 210.

Способ и устройство, здесь описываемые, для идентификации передатчиков, базируясь на предсказаниях мощности, могут использоваться для различных беспроводных систем связи. Так, система 100 может являться системой множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системой множественного доступа с временным разделением (TDMA), системой множественного доступа с частотным разделением (FDMA) или некоторой другой беспроводной системой связи. CDMA система может конструироваться, чтобы реализовывать один или более CDMA стандартов, таких как IS-95, IS-2000, W-CDMA и так далее. TDMA система может конструироваться, чтобы реализовывать один или более TDMA стандартов, таких как GSM и GPRS. Эти стандарты хорошо известны в данной области техники. Для ясности, определенные варианты осуществления раскрываемых способа и устройства описываются специально для CDMA системы.

Фиг. 3A - это диаграмма, показывающая передачу сигнала от одиночной BTS 105x к терминалу 106x. Сигнал передается от антенны этой BTS на конкретном уровне передаваемой мощности, P_tx. Этот сигнал распространяется через беспроводной канал и принимается терминалом на конкретном уровне принимаемой мощности, P_rx. Принимаемая мощность P_rx обычно намного меньше, чем передаваемая мощность P_tx. Величина затухания в мощности определяется потерями на трассе этого беспроводного канала.

Фиг. 3B - это диаграмма, показывающая модель 300, используемую, чтобы предсказывать мощность сигнала, принятого терминалом 106x, после того, как он прошел через беспроводной канал от передающей BTS 105x. В модели 300, BTS 105x описывается с двумя параметрами: мощностью (P) и коэффициентом усиления антенны (G). Мощность P представляет мощность на входном порте BTS антенны (т.е. до усилителя антенны). Коэффициент усиления антенны G представляет усиление, предоставляемое BTS антенной для сектора, обслуживаемого этой BTS. Передаваемая мощность P_tx на BTS антенне может определяться, базируясь на мощности P и коэффициенте усиления антенны G (т.е. P_tx(dBW)=P(dBW)+G(dB)).

Модель 310 предсказания потерь на трассе используется, чтобы предсказывать потери на трассе беспроводного канала между BTS 105x и терминалом 106x. Модель 310 предсказания потерь на трассе может определяться, используя любую из ряда моделей предсказания, таких как модель Окумура-Хата, модель COST231 Хата (COST231 Hata model), модель COST231 Валфиша-Икегами (COST231 Walfish-Ikegami model), модель Ли (Lee's model), модель свободного пространства (Free-Space model) и так далее. Модель Окумура-Хата описывается более детально ниже.

Как показано на фиг. 3B, модель 310 предсказания потерь на трассе использует набор параметров. Эти параметры кратко описываются ниже.

- Модель распространения/параметры (D) обозначает специальную модель, используемую для модели 310 предсказания потерь на трассе (например, модель Окумура-Хата).

- База данных местности (T) - эта база данных включает в себя информацию относительно неровности поверхности местности, которая используется, чтобы предсказывать потери на трассе между BTS и терминалом.

- База данных покрова земли/использования земли (L) - эта база данных включает в себя информацию относительно покрова земли и использования земли для пути распространения.

- Местоположение терминала (m) - это гипотетическое местоположение для терминала. Предсказываемая мощность определяется для/в этом местоположении.

Предсказываемая мощность для сигнала, принятого терминалом 106x, может быть получена при использовании модели предсказания потерь на трассе и параметров, описанных выше. Предсказываемая мощность W для принятого сигнала может выражаться как функция этих параметров следующим образом:

W(G,P,D,T,L,m)

Ур.(1)

где G, P, D, T, L и m - это параметры, описанные выше.

Предсказываемая мощность W может использоваться, чтобы идентифицировать передатчик сигнала, принятого терминалом. Идентификация передатчика может выполняться, базируясь на различных схемах сравнения, включающих в себя схему прямого сравнения мощностей и схему сравнения относительных мощностей. Каждая из этих схем описывается более детально ниже.

Прямое сравнение мощностей

Фиг. 4 показывает идентификацию BTS для одного принятого сигнала на терминале, используя схему прямого сравнения мощностей. Для этого принятого сигнала сначала определяется список кандидатов-подсистем BTS, которые могли передать этот сигнал, как описывается ниже. Предполагается, что имеющая отношение информация для каждой кандидата-подсистемы BTS известна или может быть выяснена. Такая информация может включать в себя местоположение этой BTS и ее мощность (P) и коэффициент усиления антенны (G). Также определяется зона покрытия, чтобы использовать для этого принятого сигнала. Эта зона покрытия является областью, где терминал может принимать сигнал, который идентифицируется. Зона покрытия может определяться, как описывается ниже.

Для каждой кандидата-подсистемы BTS в списке строится гипотеза, что принятый сигнал был передан от этой BTS. Предсказываемая мощность этого принятого сигнала может затем быть получена, используя модель предсказания потерь на трассе и информацию для BTS и зоны покрытия. Более конкретно, чтобы получить предсказываемую мощность W для i-й кандидата-подсистемы BTS, используя модель предсказания мощности, показанную на фиг. 3B, для этой модели предоставляются и используются следующие параметры:

1) мощность (P_i) и коэффициент усиления антенны (G_i) для i-й кандидата-подсистемы BTS,

2) модель распространения/параметры (D) может быть, например, моделью Окумура-Хата,

3) местность (T) и покров земли/использование земли (L) для зоны покрытия, и

4) местоположение терминала (m) может выбираться как центр масс зоны покрытия.

Базируясь на всех этих параметрах, модель предсказания мощности предоставляет предсказываемую мощность W_i для i-й кандидата-подсистемы BTS.

Предсказываемая мощность W_i получается для каждой кандидата-подсистемы BTS в списке. Для способа прямого сравнения мощностей, предсказываемая мощность W_i для каждой кандидата-подсистемы BTS напрямую сравнивается с измеренной мощностью Ec принятого сигнала. Кандидат-подсистема BTS с предсказываемой мощностью, самой близкой к измеренной мощности, затем идентифицируется как та, что передала этот принятый сигнал. Это условие может быть выражено как:

где W_i - это предсказываемая мощность для i-й кандидата-подсистемы BTS,

Ec - это измеренная мощность принятого сигнала, который идентифицируется, и

I представляет список кандидатов-подсистем BTS.

В беспроводной системе связи терминал может принимать некоторое количество сигналов от некоторого количества подсистем BTS. Для определения местоположения и других целей может быть необходимо идентифицировать BTS, которая передала каждый из этих принятых сигналов.

Фиг. 5 - это диаграмма последовательности операций процесса 500 для идентификации передатчиков для сигналов, принятых этим терминалом, используя схему прямого сравнения мощностей. Процесс 500 может выполняться различными системными модулями, такими как терминал, подсистемы BTS, MSC и PDE.

Сначала получается некоторое количество принятых сигналов для некоторого количества подсистем BTS (этап 512). Это сигналы, принятые терминалом от подсистем BTS. Если BTS идентификация выполняется модулем, иным нежели этот терминал, то список этих принятых сигналов и имеющая отношение информация предоставляются этому модулю. Обычно один из принятых сигналов происходит от BTS, с помощью которой этот терминал вывел свой временной эталон, и эта BTS часто указывается как "эталонная" BTS. Идентификационная информация и другая информация для эталонной BTS (такая как ее местоположение и область покрытия) обычно известна (например, базируется на сигнализирующих сообщениях, передаваемых этой BTS, и базе данных базовой станции, которую имеет модуль вычисления местоположения). Для оставшихся принятых сигналов подсистема BTS, которая передала каждый из этих сигналов, может идентифицироваться, один сигнал за один раз, посредством цикла 520.

Для идентификации выбирается первый принятый сигнал (например, посредством установки индекса j на 1, или j=1) (этап 514). Для этого выбранного принятого сигнала определяется список кандидатов-подсистем BTS, которые могли передать этот сигнал (этап 522). Определение этого списка кандидатов описывается ниже. Затем определяется зона покрытия, чтобы использовать для выбранного принятого сигнала (этап 524). Для первой итерации зона покрытия может устанавливаться как область покрытия эталонной BTS. Зона покрытия может также быть установлена на некоторую другую область, как сооружение, известную как обслуживаемую эталонной BTS, или область покрытия повторителя, развернутого для этой эталонной BTS.

Затем для каждой кандидата-подсистемы BTS в списке получается предсказываемая мощность W_i,j, базируясь на зоне покрытия (этап 526). В частности, различные параметры для зоны покрытия (например, местность, покров земли/использование земли и так далее) могут предоставляться модели предсказания потерь на трассе. Предсказываемая мощность может также получаться, например, для центра масс зоны покрытия (т.е. местоположение терминала m может выбраться как центр масс зоны покрытия). Результат этапа 526 - это список предсказываемых мощностей для списка кандидатов-подсистем BTS. Предсказываемая мощность W_i,j для каждой кандидата-подсистемы BTS затем сравнивается с измеренной мощностью Ec_j выбранного принятого сигнала (этап 528). Кандидат-подсистема BTS с предсказываемой мощностью, самой близкой к измеренной мощности, затем идентифицируется как BTS для выбранного принятого сигнала (этап 530). Это условие может быть выражено как:

где W_i,j - это предсказываемая мощность j-го принятого сигнала для i-й кандидата-подсистемы BTS,

Ec_j - это измеренная мощность j-го принятого сигнала, и

I_j представляет список кандидатов-подсистем BTS для j-го принятого сигнала.

Затем осуществляется выяснение, все или нет принятые сигналы были идентифицированы (этап 532). Если ответ - да, то процесс завершается. Иначе, выбирается следующий принятый сигнал (например, с помощью увеличения индекса j, или j=j+1) (этап 534). Затем процесс возвращается на этап 522, чтобы идентифицировать BTS для этого нового выбранного принятого сигнала.

Для каждой итерации через цикл 520 выбирается один принятый сигнал, и BTS, которая передала этот выбранный принятый сигнал, идентифицируется при использовании прямого сравнения мощностей. Для каждого выбранного принятого сигнала сначала определяется список кандидатов-подсистем BTS для этого сигнала на этапе 522, и зона покрытия, чтобы использовать для этого сигнала, определяется на этапе 524.

Зона покрытия для первой итерации может устанавливаться на область покрытия эталонной BTS, как описано выше. Зона покрытия для каждой последующей итерации может устанавливаться на составную область покрытия для всех подсистем BTS, которые были идентифицированы. Например, зона покрытия для второй итерации может устанавливаться на составную область покрытия, полученную, базируясь на областях покрытия эталонной BTS и BTS для первого выбранного принятого сигнала (т.е. первой идентифицированной BTS), которая была идентифицирована в первой итерации. Зона покрытия для третьей итерации может устанавливаться на составную область покрытия, полученную, базируясь на областях покрытия эталонной BTS и первой и второй идентифицированных подсистем BTS (т.е. подсистем BTS для первого и второго выбранных принятых сигналов). Если предсказываемые мощности для кандидатов-подсистем BTS получаются для центра масс зоны покрытия, то предсказываемые мощности получаются, базируясь на наиболее последнем центре масс для каждой итерации через цикл 520.

Фиг. 6 - это диаграмма, показывающая определение зоны покрытия для второго принятого сигнала, предназначенного для идентификации. На фиг. 6 область покрытия эталонной BTS представляется кругом 610 и область покрытия первой идентифицированной BTS представляется кругом 612. Зона покрытия для второго принятого сигнала - это композиция областей покрытия эталонной BTS и первой идентифицированной BTS. Эта зона покрытия представлена кругом 620 и является областью, где терминал может принимать сигналы от обеих этих подсистем BTS. Зона покрытия может быть получена как объединение областей покрытия обеих подсистем BTS. Центр масс этой зоны покрытия представляет новый центр масс, который может использоваться как местоположение (m) терминала в модели предсказания мощности для второго принятого сигнала.

Область покрытия каждой BTS может моделироваться различными способами. Например, BTS область покрытия может моделироваться, базируясь на максимальной области антенны (maximum antenna range, MAR) подсистемы BTS, местоположении и ориентации BTS антенны и так далее.

Сравнение относительных мощностей

Фиг. 7 показывает идентификацию подсистемы BTS для одного принятого сигнала на терминале, используя схему сравнения относительных мощностей. Для этого принятого сигнала сначала определяется список кандидатов-подсистем BTS, которые могли передать этот сигнал. Предполагается, что имеющая отношение информация для каждой кандидата-подсистемы BTS (такая как мощность P и коэффициент усиления антенны G) является известной или может быть выяснена. Также определяется зона покрытия, чтобы использовать для этого принятого сигнала.

Для каждой кандидата-подсистемы BTS в списке строится гипотеза, что принятый сигнал был передан от этой BTS. Предсказываемая мощность принятого сигнала может затем быть получена для этой BTS при использовании модели предсказания потерь на трассе и информации для BTS и зоны покрытия. Базируясь на всех этих параметрах, модель предсказания мощности предоставляет предсказываемую мощность W_i для i-й кандидата-подсистемы BTS.

Предсказываемая мощность получается для каждой кандидата-подсистемы BTS в списке. Дополнительно, предсказываемая мощность W_id также получается для идентифицированной BTS. Эта идентифицированная BTS может являться эталонной BTS или BTS, которая была идентифицирована ранее. Относительная предсказываемая мощность для каждой кандидата-подсистемы BTS может определяться как |W_id-W_i|. Относительная измеренная мощность для принятого сигнала может определяться как |Ec_id-Ec|.

Для способа сравнения относительных мощностей относительная предсказываемая мощность для каждой кандидата-подсистемы BTS сравнивается с относительной измеренной мощностью для принятого сигнала. Кандидат-подсистема BTS с относительной предсказываемой мощностью, самой близкой к относительной измеренной мощности, затем идентифицируется как та, что передала принятый сигнал. Это условие может быть выражено как

где W_i - это предсказываемая мощность для i-й кандидата-подсистемы BTS,

W_id - это предсказываемая мощность для идентифицированной BTS,

Ec - это измеренная мощность принятого сигнала, который идентифицируется, и

Ec_id - это измеренная мощность сигнала от идентифицированной BTS.

Фиг. 8 - это диаграмма последовательности операций процесса 800 для идентификации передатчиков для сигналов, принятых терминалом, используя схему сравнения относительных мощностей. Сначала получается некоторое количество принятых сигналов для некоторого количества подсистем BTS (этап 812). Опять один из принятых сигналов обычно происходит от эталонной BTS, чья идентификационная информация известна. Затем для каждого из оставшихся принятых сигналов может идентифицироваться подсистема BTS, одна за один раз, посредством цикла 820.

Первый принятый сигнал выбирается для идентификации (этап 814), и определяется список кандидатов-подсистем BTS, которые могли передать этот сигнал (этап 822). Затем определяется зона покрытия, чтобы использовать для выбранного принятого сигнала (этап 824). Для первой итерации зона покрытия может быть установлена как область покрытия эталонной BTS. Для каждой последующей итерации зона покрытия может устанавливаться как составная область покрытия для всех подсистем BTS, которые были идентифицированы.

Затем выбирается идентифицированная BTS для использования в этой итерации (этап 825). Идентифицированная BTS - это та, чья предсказываемая мощность и измеренная мощность будут использоваться, чтобы получить относительную предсказываемую мощность и относительную измеренную мощность соответственно. Для первой итерации идентифицированная BTS может являться эталонной BTS. Для каждой последующей итерации идентифицированная BTS может являться эталонной BTS, BTS идентифицированной в последней итерации, идентифицированной BTS с областью покрытия, которая перекрывает зону покрытия более всего, всеми подсистемами BTS, которые были идентифицированы до сих пор, или любой комбинацией подсистем BTS.

Затем для каждой кандидата-подсистемы BTS в списке получается предсказываемая мощность W_i,j, базируясь на зоне покрытия (этап 826). Предсказываемая мощность W_id,j также получается для идентифицированной BTS. Предсказываемая мощность для каждой BTS может получаться для центра масс зоны покрытия. Результатом этапа 826 является список предсказываемых мощностей для списка кандидатов-подсистем BTS и предсказываемой мощности для идентифицированной BTS. Затем определяется относительная предсказываемая мощность для каждой кандидата-подсистемы BTS как |W_id,j-W_i,j|. Относительная измеренная мощность для принятого сигнала определяется как |Ec_id,j-Ec_j|.

Относительная предсказываемая мощность для каждой кандидата-подсистемы BTS затем сравнивается с относительной измеренной мощностью для принятого сигнала (этап 828). Кандидат-подсистема BTS с относительной предсказываемой мощностью, самой близкой к относительной измеренной мощности, затем идентифицируется как подсистема BTS для выбранного принятого сигнала (этап 830). Это условие может быть выражено как:

где W_i,j - это предсказываемая мощность j-ого принятого сигнала для i-й кандидата-подсистемы BTS,

W_id,j - это предсказываемая мощность для идентифицированной BTS, используемой для j-го принятого сигнала,

Ec_j - это измеренная мощность j-го принятого сигнала, и

Ec_id,j - это измеренная мощность сигнала от идентифицированной BTS.

Если для идентифицированной BTS используются многочисленные подсистемы BTS, то предсказываемая мощность W_id,j может вычисляться как средняя предсказываемая мощность для этих подсистем BTS, и измеренная мощность Ec_id,j может также вычисляться как средняя измеренная мощность для этих подсистем BTS.

Затем осуществляется определение, все или нет принятые сигналы были идентифицированы (этап 832). Если ответ - да, то процесс завершается. В противном случае, выбирается следующий принятый сигнал (этап 834). Затем процесс возвращается на этап 822, чтобы идентифицировать BTS для нового выбранного принятого сигнала.

Для каждой итерации через цикл 820 выбирается один принятый сигнал, и идентифицируется BTS, которая передала этот выбранный принятый сигнал, при использовании сравнения относительных мощностей. Для каждого выбранного принятого сигнала сначала определяется список кандидатов-подсистем BTS для этого сигнала на этапе 822, зона покрытия, чтобы использовать для этого сигнала, определяется на этапе 824, и идентифицированная BTS выбирается на этапе 825. Предсказываемые мощности для кандидатов-подсистем и идентифицированных подсистем BTS, таким образом, получаются, базируясь на самом последнем центре масс для зоны покрытия.

Схема сравнения относительных мощностей может предоставлять более точные результаты, чем схема прямого сравнения мощностей. Это так потому, что схема сравнения относительных мощностей может иметь возможность удалять общие ошибки, которые появляются как для кандидатов-подсистем, так и идентифицированных подсистем BTS.

Сравнение мощностей и задержек

Задержки распространения могут также использоваться в комбинации с предсказываемыми мощностями, чтобы идентифицировать подсистемы BTS для принятых сигналов. Для многих беспроводных систем связи время передачи и время прихода (time of arrival, TOA) каждого принятого сигнала могут выясняться, базируясь на информации в сигнале. Для CDMA системы времена передачи и прибытия каждого принятого сигнала могут определяться, базируясь на фазе PN последовательности, используемой для спектрального распределения. Задержка распространения PD_meas для каждого принятого сигнала может затем вычисляться как разница между временем прибытия и временем передачи для этого сигнала.

Задержка распространения может также предсказываться для каждой BTS, базируясь на расстоянии между BTS и терминалом. В частности, предсказываемая задержка распространения PD_pred может вычисляться, базируясь на расстоянии для пути линии видимости между местоположением подсистемы BTS (которое известно) и местоположением (m) терминала.

Для схемы прямого сравнения мощностей и задержек подсистема BTS для данного принятого сигнала может определяться как:

где PD_pred,i - это предсказываемая задержка распространения для i-й кандидата-подсистемы BTS,

PD_meas - это измеренная задержка распространения для принятого сигнала, который идентифицируется,

α_p - это взвешивающий коэффициент, используемый для предсказываемой мощности, и

α_d - это взвешивающий коэффициент, используемый для предсказываемой задержки распространения.

Другие члены в уравнении (6) описаны выше для ура