Способ и устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи

Способ и устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам и устройствам определения географического местонахождения устройств сотовой связи, в частности, для определения местонахождения транспортных средств в транспортном потоке. Изобретение применимо для всех типов устройств сотовой связи, которые работают в сетях с такими технологиями, как, например, GSM, GPRS, EDGE, CDMA и широкодиапазонной CDMA, но не исключительно в них.

Уровень техники

Определение географического местонахождения устройств сотовой связи, таких как мобильный телефон, полезно во многих случаях, включая обеспечение работы сервисных поисковых служб, специализирующихся на определении местонахождения объектов. Например, местонахождение транспортных средств может быть определено с помощью информационной системы обслуживания транспортных потоков по местонахождению устройств сотовой связи, находящихся у водителей, формируя при этом картину транспортного потока. Местонахождение устройства сотовой связи или подобного беспроводного устройства может быть определено на основе данных, полученных от самих устройств сотовой связи. В частности, местонахождение устройства может быть определено по номеру сотовой ячейки, в которой находится устройство, с использованием идентификатора ячейки и, возможно, других данных, таких как время движения.

В некоторых других способах используют тестовые сигналы с относительно низким уровнем (вблизи базовых станций), имеющиеся в сотовых сетях, такие как имеющиеся в интерфейсе Абис (Abis) сетей с GSM технологией, например, сведения об уровне сигналов, поступающих от мобильных устройств. Способы, основанные на анализе сигналов низкого уровня в сетях, имеют недостатки и дороги в применении. Некоторые другие способы исследования транспортных потоков основаны на использовании передаваемых водителями собственноручных записей повторяющихся маршрутов движения и хранении этих записей в базе данных для последующего применения при анализе транспортных потоков.

Ни один из известных способов не является достаточно эффективным и не обладает требуемой точностью определения географического местонахождения устройств сотовой связи. Целью настоящего изобретения является разработка улучшенного способа определения географического местонахождения устройств сотовой связи.

Сущность изобретения

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи, включающий определение эффективных площадей первой и второй ячеек сотовой сети и определение площади перехода контроля, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи в тот момент, когда контроль над ним переходит от первой ко второй ячейке, согласно которому определение площади перехода контроля и эффективных площадей первой и второй ячеек выполняют с учетом взаимного расположения первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи, включающий определение площади перехода контроля, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи, когда его перемещают из одной или более одной первой ячейки во вторую ячейку. Определение площади перехода контроля и эффективных площадей ячеек выполняют, предпочтительно, с учетом взаимного расположения множества задействованных ячеек. В сотовой сети с технологией CDMA определение этих площадей может производиться для множества ячеек из набора активных ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи, включающий определение эффективных площадей множества ячеек сотовой сети и определение площади перехода контроля, на которой, вероятно, расположено устройство сотовой связи. Определение площади перехода контроля и эффективной площади каждой из множества ячеек выполняют с учетом взаимного расположения упомянутого множества ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи, включающий определение эффективных площадей первой и второй ячеек сотовой сети и определение площади перехода контроля, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи в тот момент, когда контроль над ним переходит от первой ко второй ячейке. Определение площади перехода контроля и эффективных площадей первой и второй ячеек выполняют с учетом взаимного расположения первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи в сотовой сети, содержащей первую антенну первой ячейки и вторую антенную второй ячейки, включающий (i) определение эффективного радиуса R_i для каждого набора из i-вариантов различного взаимного расположения первой и второй ячеек; (ii) определение угла α, при котором вторая ячейка будет расширена за граничную линию сектора, когда первая антенна расположена внутри второй ячейки, а угол β, образованный линией между первой и второй антеннами и граничной линией сектора второй ячейки, меньше угла α; (iii) определение первой ширины E₁ первого расширяющего прямоугольника, добавляемого к граничной линии сектора второй ячейки, когда угол β меньше угла α; (iv) определение второй ширины Е₂ второго расширяющего прямоугольника, добавляемого к граничной линии сектора второй ячейки, когда первая антенна расположена снаружи второй ячейки, а внутренний угол, образованный между граничной линией сектора второй ячейки и линией между первой и второй антеннами, больше 180°; (v) определение первой ширины W₁ прямоугольной полоски полутени, расположенной между линией равной интенсивности сигналов, принимаемых от первой и второй антенн, и граничной линией первой полоски, ближайшей к ячейке, в которую входит устройство сотовой связи; (vi) определение второй ширины W₂ второй прямоугольной полоски полутени, расположенной между линией равной интенсивности и граничной линией второй полоски, ближайшей к ячейке, из которой выходит устройство сотовой связи, и (vii) определение площади перехода контроля, в которой, вероятно, находится устройство сотовой связи в момент, когда контроль над ним переходит из первой ко второй ячейке, при этом определение площади перехода контроля основывается, по меньшей мере, на наборе значений эффективных радиусов R_i, угла α, первой ширины полоски E₁, второй ширины полоски Е₂, первой ширины полутени W₁ и второй ширины полутени W₂.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи путем определения площади, на которой происходит переход контроля от первой ячейки или набора ячеек к следующей ячейке, включающий моделирование, по меньшей мере, части площадей приема упомянутой первой ячейки или набора ячеек и упомянутой следующей ячейки и определение площади перехода контроля, содержащей перекрывающиеся части площади (площадей) упомянутой первой ячейки или набора ячеек и упомянутой следующей ячейки.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи путем определения площади, на которой происходит переход контроля от первой ко второй ячейке, включающий моделирование, по меньшей мере, части площадей приема упомянутых первой и второй ячеек и определение площади перехода контроля, содержащей перекрывающиеся части площадей упомянутых первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ мониторинга транспортного потока путем последовательного определения местонахождения множества устройств сотовой связи, имеющихся во множестве транспортных средств, включающий повторяющееся определение местонахождения, по меньшей мере, некоторых из множества устройств сотовой связи. Это определение в предпочтительном варианте производят путем сбора сведений о местонахождении, по меньшей мере, некоторых устройств сотовой связи для построения картины транспортного потока в текущий момент времени. В ходе определения местонахождения устройства сотовой связи из множества устройств определяют площадь, на которой происходит переход контроля над устройством при его движении из первой ячейки или набора ячеек в следующую ячейку, при этом определение площади перехода контроля основано на моделировании, по меньшей мере, части площадей приема сигнала упомянутых первой ячейки или набора ячеек и упомянутой второй ячейки и объединении перекрывающихся частей площадей упомянутых первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ мониторинга транспортного потока путем последовательного определения местонахождения множества устройств сотовой связи, имеющихся во множестве транспортных средств, включающий повторяющееся определение местонахождения, по меньшей мере, некоторых из множества устройств сотовой связи. Это определение в предпочтительном варианте выполняют путем сбора сведений о местонахождении, по меньшей мере, некоторых устройств сотовой связи для построения картины транспортного потока в текущий момент времени. В ходе определения местонахождения устройства сотовой связи из множества устройств находят площадь, на которой происходит переход контроля над устройством при его движении из первой ячейки или набора ячеек в следующую ячейку, при этом определение площади перехода контроля основано на моделировании, по меньшей мере, части площадей приема сигнала упомянутых первой ячейки или набора ячеек и упомянутой следующей ячейки и объединении перекрывающихся частей площадей упомянутых первой и следующей ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ мониторинга транспортного потока путем последовательного определения местонахождения множества устройств сотовой связи, имеющихся во множестве транспортных средств, включающий повторяющееся определение местонахождения, по меньшей мере, некоторых из множества устройств сотовой связи. Это определение в предпочтительном варианте производят путем сбора сведений о местонахождении, по меньшей мере, некоторых устройств сотовой связи для построения картины транспортного потока в текущий момент времени. В ходе определения местонахождения устройства сотовой связи из множества устройств находят площадь, на которой происходит переход контроля над устройством при его движении из первой ячейки во вторую ячейку, при этом определение площади перехода контроля основано на моделировании, по меньшей мере, части площадей приема сигнала упомянутых первой и второй ячеек и объединении перекрывающихся частей площадей упомянутых первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи, содержащее модуль определения эффективных площадей первой и второй ячеек сотовой сети и модуль определения площади перехода контроля, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи в тот момент, когда контроль над ним переходит от первой ко второй ячейке. Определение площади перехода контроля и эффективных площадей первой и второй ячеек выполняют с учетом взаимного расположения первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи путем определения площади, на которой происходит переход контроля над устройством при его движении из первой во вторую ячейку, содержащее модуль определения эффективной площади ячейки, служащий для моделирования, по меньшей мере, части площадей приема сигнала упомянутых первой и второй ячеек, и модуль, служащий для определения площади перехода контроля, включающей перекрывающиеся части площадей упомянутых первой и второй ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство для мониторинга транспортного потока путем последовательного определения местонахождения множества устройств сотовой связи, имеющихся во множестве транспортных средств. Устройство содержит (i) модуль определения площади перехода контроля, служащий для определения площади перехода контроля, включающей перекрывающиеся части смоделированной площади, составляющей, по меньшей мере, часть площадей первой и второй ячеек сотовой сети, и (ii) модуль сбора сведений о месторасположении, по меньшей мере, некоторых устройств сотовой связи, обеспечивающий построение картины транспортного потока в текущий момент, в котором каждое такое определение местонахождения основано, по меньшей мере, частично на величине площади перехода контроля, определенной модулем для данного устройства сотовой связи, двигающегося между заданными первой и второй ячейками сотовой сети.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи, включающий использование алгоритма определения площади перехода контроля, на которой, вероятно, расположено устройство сотовой связи в момент, когда сеть передает контроль над ним на другую ячейку из набора активных ячеек, согласно которому определение площади перехода контроля предусматривает моделирование с учетом взаимного расположения множества ячеек из набора активных ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи, включающий использование алгоритма определения площади, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи, в условиях, когда может производиться контроль за более чем одной ячейкой, согласно которому при определении площади предусмотрено моделирование, учитывающее взаимное расположение множества ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи, содержащее модуль определения эффективной площади каждой из множества ячеек из набора активных ячеек и модуль определения площади перехода контроля, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи в тот момент, когда контроль над ним переходит от одной к другой ячейке из набора активных ячеек, в котором определение площади перехода контроля и эффективных площадей каждой из множества ячеек выполняют с учетом взаимного расположения упомянутого множества ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи путем определения площади, на которой происходит переход контроля над устройством при его движении из первой ячейки или группы ячеек к следующей ячейке, включающий моделирование, по меньшей мере, части площади приема сигнала упомянутых первой ячейки или группы ячеек и следующей ячейки и определение площади перехода контроля, содержащей перекрывающиеся части площадей упомянутых первой ячейки или группы ячеек и упомянутой следующей ячейки.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи, содержащее модуль определения эффективной площади каждой из множества ячеек из набора активных ячеек и модуль определения площади перехода контроля, на которой, вероятно, находится устройство сотовой связи в тот момент, когда контроль над ним переходит от одной к другой ячейке из набора активных ячеек, согласно которому определение площади перехода контроля и эффективных площадей каждой из множества ячеек выполняют с учетом взаимного расположения упомянутого множества ячеек.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ мониторинга транспортного потока путем последовательного определения местонахождения множества устройств сотовой связи, имеющихся во множестве транспортных средств, включающий повторяющееся определение местонахождения, по меньшей мере, некоторых из множества устройств сотовой связи и сбор сведений о местонахождении, по меньшей мере, некоторых устройств сотовой связи для построения картины транспортного потока, согласно которому определение местонахождения устройства сотовой связи из множества устройств включает определение площади, на которой возникает переход контроля над устройством, при этом определение площади перехода контроля основано на моделировании, по меньшей мере, части площадей приема сигнала первой ячейки или группы ячеек и следующей ячейки и объединении перекрывающихся частей площадей первой ячейки или группы ячеек и упомянутой следующей ячейки.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство определения географического местонахождения устройства сотовой связи путем определения площади, на которой происходит переход контроля над устройством при его движении из первой ячейки или группы ячеек к следующей ячейке, содержащее модуль определения эффективной площади ячейки, служащий для моделирования, по меньшей мере, части площади приема сигнала упомянутой первой ячейки или группы ячеек и упомянутой следующей ячейки, и модуль, служащий для определения площади перехода контроля, содержащей перекрывающиеся части площадей упомянутых первой ячейки или группы ячеек и следующей ячейки.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство для мониторинга транспортного потока путем последовательного определения местонахождения множества устройств сотовой связи, имеющихся во множестве транспортных средств, содержащее модуль определения площади перехода контроля, служащий для определения площади перехода контроля, включающей перекрывающиеся части смоделированных площадей, по меньшей мере, части первой ячейки или группы ячеек и следующей ячейки сотовой сети, и модуль, служащий для сбора сведений о месторасположении, по меньшей мере, некоторых устройств сотовой связи и обеспечивающий получение картины транспортного потока в текущий момент, в котором каждое такое определение местонахождения основано, по меньшей мере, частично на значении площади перехода контроля, определенном в модуле для данного устройства сотовой связи, двигающегося между заданной первой ячейкой или группой ячеек и следующей ячейкой сотовой сети.

Итак, хотя и известны способы определения местонахождения устройства сотовой связи на основе нахождения ячейки, в которой это устройство расположено, точность таких способов ограничена большой площадью, покрываемой каждой ячейкой. Известны и другие способы, в которых применяют специальное устройство для просмотра по запросу расположения задаваемых вручную маршрутов движения. Однако данные способы загружают сеть и, следовательно, являются дорогими и ограниченными по производительности.

Другие преимущества и особенности настоящего изобретения будут ясны специалистам в данной области техники из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, или на основе практического применения настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания существа и принципа работы настоящего изобретения далее будет приведено подробное описание предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

На фиг.1 приведены первая и вторая ячейки сотовой сети с антеннами, расположенными в одной и той же точке в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 приведены первая и вторая ячейки сотовой сети с антеннами, расположенными в различных точках и ориентированными навстречу друг другу в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 приведены первая и вторая ячейки сотовой сети с антеннами, расположенными в различных точках с непересекающимися секторами приема в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 приведены первая и вторая ячейки сотовой сети с антеннами, расположенными в различных точках и ориентированными под острым углом друг к другу в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.5 приведена эффективная площадь ячейки с расширениями сектора приема, когда одна антенна находится в секторе другой ячейки, вблизи одной из ее граничных линий, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.6А приведена эффективная площадь ячейки с расширениями сектора приема, когда вторая антенна расположена вне границ сектора приема первой антенны, а критерий внутреннего угла справедлив для обоих краев сектора приема в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.6В приведена эффективная площадь ячейки с расширениями сектора приема, когда вторая антенна расположена вне границ сектора приема первой антенны, а критерий внутреннего угла справедлив для одного из краев сектора приема в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.7 приведены этапы определения площади полутени, окружающей линию равной интенсивности принимаемых сигналов в области между двумя антеннами в случае, когда антенны двух ячеек расположены в одной и той же точке в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.8 приведены этапы определения площади полутени, окружающей линию равной интенсивности принимаемых сигналов в области между двумя антеннами в случае, когда антенны двух ячеек расположены в различных точках в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.9 приведены этапы определения площади перекрытия для случая, когда антенны двух ячеек расположены в различных точках и ориентированы по направлению друг другу в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.10 приведены этапы определения площади перекрытия для случая, когда линия равной интенсивности не определена в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.11 приведен кольцевой сектор, который используют для моделирования оцениваемого местонахождения устройства сотовой связи, когда сотовая сеть записывает данные о времени движения в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.12 приведена та часть блок-схемы информационной системы анализа транспортного потока, которая может быть использована в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения.

На фиг.13 приведены этапы определения местонахождения устройства сотовой связи в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Сотовая сеть работает с использованием антенн, каждая из которых передает и принимает сигналы от устройств сотовой связи, расположенных на заданной площади, называемой ячейкой. Площади ячеек различных антенн перекрываются, за счет чего создается полная зона покрытия сотовой сети. В любое заданное время устройство сотовой связи находится под контролем одной из ячеек сети. Такой ячейкой обычно является та, в которой интенсивность сигнала, принимаемого от устройства сотовой связи, наибольшая. Когда устройство сотовой связи перемещается, оно переходит из ячейки в ячейку и управление этим устройством «переходит» от одной ячейки к другой.

Для работы сотовой сети и управления сетью необходимо контролировать множество сигналов, которые приходят от мобильных устройств. Такими сигналами могут быть, например, сигналы контроля связи, такие как сигналы начала и окончания связи, и сигналы о перемещении устройства, такие как сигналы об обновлении местонахождения и переходе контроля над устройством к другой ячейке. Далее мы используем описание GSM технологии, но в любом подходящем случае мы намерены ссылаться также и на другие технологии сотовой связи.

Использование всех или некоторых из этих сигналов, особенно тех сигналов, которые записаны на «А-интерфейсе» (или «параллельные» в некоторых сотовых технологиях), позволяет создать эффективный способ определения местонахождения устройства сотовой связи. Далее мы опишем способ извлечения данных о местонахождении устройства сотовой связи из сигналов перехода контроля над устройством сотовой связи, хотя это может быть выполнено и для других сигналов, которые записываются и могут контролироваться более чем в одной ячейке.

Хотя в раскрытых ниже предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения описан жесткий способ перехода контроля, например, в сетях на основе GSM технологий, принципы и выгоды настоящего изобретения применимы также для мягкого способа перехода контроля и для комбинации жесткого и мягкого способов. В этом смысле наилучшим способом перехода контроля является такой, который использован в большинстве систем 1G и 2G, когда устройство с работающей связью переадресуют от одной приемопередающей ячейки, работающей на одной паре частот, к другой приемопередающей ячейке, работающей на другой паре частот, не прерывая при этом звонка. Если устройство связи может быть подключено только к одной базовой станции и, следовательно, требуется разорвать соединение, когда он подключается к другой станции, то такой переход контроля относится к жестким.

Технический специалист поймет, что в системах, основанных на CDMA технологии, включая WCDMA технологии, пользователь может быть подключен к нескольким базовым станциям одновременно, при этом сигналы от всех передатчиков в диапазоне частот объединяются в RAKE приемнике в один сигнал. Набор базовых станций, к которым одновременно подключено устройство связи, называют «активным набором» станций. «Мягкий переход» происходит тогда, когда имеется несколько базовых станций в активном наборе станций и устройство связи отключают от одной из станций, чтобы подключить к другой станции, или добавляют новую станцию без отключения от существующей станции из активного набора станций. В WCDMA технологии имеется особый случай, называемый «более мягкий переход», когда различные подключения к станциям из активного набора станций обеспечиваются с одной и той же базовой станции. Более мягкий переход происходит тогда, когда одно из этих соединений отключают для включения другого на одной и той же базовой станции. Существуют также способы перехода контроля между системами, в которых соединения переадресуют от одной технологии доступа к другой, например вызов передают из GSM в WCDMA. Принципы работы и преимущества настоящего изобретения применимы ко всем вышеупомянутым типам перехода контроля и пункты формулы изобретения следует толковать в соответствии с этим, хотя конкретные преимущества и/или реальные выгоды в каждом случае могут незначительно изменяться, что будет понятно специалистам в данной области техники.

Итак, в любой заданный момент времени устройство сотовой связи находится под контролем одной (в сети GSM) или более ячеек сети. Контролирующая ячейка или ячейки - это те, приемный сигнал в которых считают приемлемым для осуществления контроля, а сигнал передачи контроля на новую ячейку (или добавление ячейки) будем называть здесь сигналом «перехода контроля». Следовательно, сигналы перехода контроля отражают моментальную ситуацию (точное время появления этих сигналов записывают), в которой сотовый телефон находится под контролем двух или более ячеек, когда на упомянутых ячейках приемные сигналы имеют примерно равную величину. Это означает, что, построив площади, где все упомянутые ячейки имеют примерно одинаковые принимаемые сигналы, можно с высокой степенью вероятности утверждать, что сотовый телефон расположен именно на этой площади.

Для пояснения ниже описаны примеры предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения применительно к случаю обмена сигналами между двумя ячейками в сети с GSM технологией, но такой же способ может быть применен в случае, когда работают более двух ячеек, например, для активного набора ячеек в сети с CDMA технологией, путем применения описанных ниже принципов построения и методик ко всем этим ячейкам.

Зачастую сигнал перехода контроля в GSM сети и подобной сети, включающей ячейку А и ячейку В, возникает, когда устройство сотовой связи перемещается из зоны, где интенсивность сигнала от антенны ячейки А выше, чем от антенны ячейки В, к зоне, где интенсивность сигнала от антенны ячейки В выше, чем от антенны ячейки А. Следовательно, теоретически переход контроля происходит в момент, когда устройство сотовой связи пересекает линию сигналов равной интенсивности сигналов, принимаемых от обеих ячеек. Однако на практике передача контроля не происходит точно на линии сигналов равной интенсивности, а происходит внутри определенной площади полутени, расположенной вокруг линии сигналов равной интенсивности. Форма и размеры площади полутени зависят от ряда показателей, включая относительное расположение используемых ячеек, а также зависят от расположения и ориентации антенн.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения описан способ определения с высокой степенью достоверности географического местонахождения устройства сотовой связи в тот момент, когда происходит передача контроля над устройством, путем нахождения «площади перехода контроля», которая представляет собой зону, в которой с высокой вероятностью должен произойти переход контроля над устройством сотовой связи при его движении от ячейки А к ячейке В. Поскольку, как обнаружено, площади перехода контроля в среднем меньше площадей ячеек, то данный способ дает более высокую точность, чем способ нахождения устройства только с учетом площадей ячеек. Кроме этого, поскольку моменты перехода контроля записываются в системе управления сотовой сетью, то не возникает дополнительных затрат, так что данный способ является относительно недорогим.

Для осуществления предпочтительного варианта необходимо построить многоугольник, отображающий зону перехода контроля. Для этого сделаны четыре упрощающих предположения.

Во-первых, сделано упрощающее предположение о том, что диаграмма направленности антенны (площадь ячейки) представляет собой сектор с углом, в основном, 120°, центром которого является антенна, см., например, сектор 101, окружающий антенну 100 в варианте, показанном на фиг.1.

Во-вторых, сделано упрощающее предположение о том, что, пока устройство сотовой связи находится внутри сектора, интенсивность принимаемых от антенны сигналов растет обратно пропорционально расстоянию от антенны. Другие факторы, влияющие на интенсивность принимаемых от антенны сигналов, такие как точный азимут антенны, наличие отражений сигнала и многоканальности, не учитываются, поскольку влияние этих факторов ограничено и зачастую они статистически компенсируют друг друга.

Третье упрощающее предположение заключается в том, что интенсивность сигнала от антенны снаружи сектора приема существенно ниже интенсивности сигнала от антенны внутри сектора приема.

Четвертое упрощающее предположение заключается в том, что передача контроля от одной ячейки к другой происходит на приемлемом расстоянии от точки, в которой устройство сотовой связи принимает сигналы равной интенсивности от обеих антенн.

На основе этих предположений в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения площадь принимаемого сигнала ячеек представлена в виде сектора с ограниченным радиусом. В области вне этого радиуса прием происходит, но существенно слабее, чем в области внутри радиуса. Кроме этого имеются зоны слабого принимаемого сигнала за граничными линиями сектора, в области за антенной и в противоположных направлениях от сектора. В некоторых случаях контроль над устройством сотовой связи может производиться в этих зонах слабого приема сигнала. Следовательно, в предпочтительном варианте настоящего изобретения при определенных обстоятельствах площадь приема сигнала ячейки может быть расширена относительно первоначально смоделированного сектора приема в направлении зон слабого приема. Как только такие обстоятельства принимаются во внимание, сектор приема ячейки расширяют, при этом полученную при этом модель площади приема сигнала ячейки будем называть «эффективной площадью ячейки». Как будет показано ниже, расширенная площадь ячейки может быть построена с учетом относительного расположения и ориентации двух антенн, между которыми движется устройство сотовой связи. Например, расширения могут быть сделаны, когда антенна одной ячейки расположена внутри сектора приема другой ячейки, но очень близко к границе сектора приема (как показано в варианте на фиг.5), или когда антенна одной ячейки особым образом расположена снаружи сектора приема другой ячейки (как показано в варианте на фиг.6). В этих случаях эффективная площадь ячейки содержит расширения за границы сектора приема. Кроме этого в некоторых случаях радиус сектора приема может быть увеличен или уменьшен с учетом расстояния между антеннами двух ячеек, конечный радиус будем называть «эффективным радиусом ячейки».

Учитывая приведенные соображения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения показан многоугольник, представляющий зону перехода контроля в виде комбинации двух частей: 1) перекрытую часть эффективных площадей двух ячеек, между которыми перемещается устройство сотовой связи, и 2) площадь полутени вокруг линии равной интенсивности в пространстве между антеннами двух ячеек. Как будет показано ниже, относительное расположение двух ячеек играет существенную роль в определении этих двух зон. Существуют случаи, когда зону полутени определить невозможно, при этом учитывают только эффективную площадь ячейки.

На фиг.1-4 приведены четыре варианта взаимного расположения двух ячеек в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 антенны первой ячейки 101 и второй ячейки 102 расположены в одной точке 100. На фиг.2 первая ячейка 201, отображающая зону сигнала первой антенны 203, ориентирована по направлению к второй ячейке 202, отображающей зону сигнала второй антенны 204, при этом антенны двух ячеек расположены в различных точках и направлены друг по направлению к другу. На фиг.3 антенны 303 и 304 первой 301 и второй 302 ячеек расположены в различных точках и их сектора приема не перекрываются. На фиг.4 показан пример, который не подходит к вариантам взаимного расположения по фиг.1-3 и отображает все другие возможные варианты расположения антенн; в данном случае антенны 403 и 404 расположены в различных точках, при этом они направлены друг к другу под острым углом, а секторы 401 и 402 перекрываются.

Способ определения географического местонахождения устройства сотовой связи согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения включает, во-первых, определение эффективной площади каждой ячейки, во-вторых, определение площади полутени вокруг линии равной интенсивности и, в-третьих, объединение площадей, определенных на первом и втором этапах, для нахождения площади перехода контроля.

Первый этап предпочтительного варианта осуществления настоящ