用于分布式BTS体系结构的位置服务支持

具体实施方式

现在通过参考优选例子描述本发明。应指出，本发明并不局限于在此提出的任何例子。这些特例在此是为示意本发明以及传达对本发明的理解的目的提出的。

参考图1，图1以框图形式示意了室内无线电系统的系统概况，以此来描述本发明的优选实施例。

附图标记10通常是指基站收发信台(BTS)，在此特例中，WCDMABTS包括由附图标记18指定的光学装置。功能块12通常指示BTS 10和一个或多个远程装置之间的传输媒介。在此优选例子中，传输媒介12为光传输媒介，包括在上面从BTS发送信号的光传输线20，以及在上面信号被接收并被输入到BTS 10的光传输线22。附图标记14通常指示多个远程端装置中的一个，而附图标记16通常指示与远程端装置14相关的天线。在图1中，远程端装置包括功能块24，其具有到全向天线30的同轴电缆连接28和到定向天线32的电缆26。全向天线30和定向天线32包括与远程装置24相关的室内天线。

尽管在此是参考包含光学装置的BTS描述本发明的，但本发明并不局限于这种实施例。然而，光学装置的使用确实能显示特别优势。光学装置不需要线性功率放大器(LPA)或天线过滤器(AF)。光学装置是BTS内部通信系统的一部分，而且利用当前实施例可支持多达12个远程端装置。光学扇区有可能与其他更多传统扇区组合使用。因此图1的BTS10可通过光通信连接某些远程端装置，以及连接不同通信媒介上的其他远程端装置。

参考图2，图2以框图形式另外示意了BTS 10与多个远程端装置14的互连。参考图2，图中示意了分路器/合路器50和4个远程端装置56a-56d。分路器/合路器50在线路52上接收来自BTS的信号，并将这些信号分路以便通过相应的通信线路54a-54d将这些信号发送到每个远程端装置56a-56d。在每个远程端装置接收的信号通过相应的通信线路54a-54d被传送到合路器/分路器50，并被合路以在线路52上发送到BTS。尽管图2只示出了4个远程端装置，但这纯粹是用于示意，可以提供系统支持的任何数量的远程端装置。合路器/分路器50可构成BTS 10的一部分，或者可以作为在BTS 10的输入/输出端的独立装置提供。如同以上讨论的，在一个优选实施例中，合路器/分路器50为光学合路器/分路器。

在移动通信系统中，BTS发送信号给其所支持的小区的无线电覆盖区内的任何一个移动台。在如图1和2所示的配置中，与该BTS相关的信号通过远程端装置56a-56d被发送到移动台。类似地，BTS通过远程端装置56a-56d从其无线电覆盖区内的任何一个移动台接收信号。

根据本发明，每一个远程端装置56a-56d都与一个预定时延相关。因此，由其中一个远程端装置56a-56d接收的任何信号在BTS 10的接收都带有与之相关的预定时延。下面进一步讨论对于每一个远程端装置的时延的实现。

根据标准技术，BTS 10优选装有瑞克接收机，用于从其无线电覆盖区内的任何一个移动台接收信号。在现有技术领域熟知的是，这种瑞克接收机能接收各种多路径信号，并且能补偿这些信号量中的时间偏移。

根据本发明的优选实施例，BTS 10中的瑞克接收机被用于标识在每个远程端装置56a-56d接收的任何一个信号。

现在参考图3描述通过这种方式实现瑞克接收机的图解

对于本例，假设瑞克接收机具有10ms的搜索窗口。每个远程端装置56a-56d与一个预定时延相关，这个时延落入瑞克接收机的搜索窗口内。每个时延都可以认为是瑞克接收机搜索窗口内的一个延迟窗口。

参考图3，第一个延迟窗口62与第一个远程端装置，例如远程端装置56a相关。第二个延迟窗口64与第二个远程端装置，例如远程端装置56b相关。第n个延迟窗口66与该系统的第n个远程端装置，例如在本例中图2的远程端装置56d相关。从图3可以了解到，在每个相应的延迟窗口62、64和66瑞克接收机寻找从相关的远程端装置接收的信号。在该特定延迟窗口接收的任何一个接收信号都被假设为来自该相关的远程端装置。

通过这种方式能标识接收了来自移动台的信号的特定远程端装置。

从图3可以看出，单个远程端装置覆盖区域内的延迟扩展相比整个瑞克接收机搜索窗口要小。由于每个远程端装置的延迟不同，因此可基于BTS瑞克接收机中预定的延迟标识每个远程端装置。因此系统会知道该移动台的位置在该特定远程端装置的覆盖区域内。这种定位的精度取决于覆盖区的精度。在典型的室内无线电系统中，这种覆盖区可以是20-40米。另外，下面还要讨论，利用这种技术能支持更为精确的定位方法。

在每个远程端装置接收的信号中的延迟的引入可以通过各种方式实现。与BTS 10相关的光学/无线电频率变换器可随意产生延迟。

作为选择，图2的分路器/合路器50与远程端装置56a-56d之间的光学连接也可以用于引入延迟。每个光学链路54a-54d都与一个固有特征的延迟相关，而且这些特征可用于在接收信号中引入延迟。

上面提到，借助BTS和远程端之间的不同接口可以实现分布式BTS体系结构。这种接口可以是基带I/Q，中频(IF)或射频(RF)接口。借助基带I/Q可以在数字域简单地引入延迟。借助IF或RF接口，可以在模拟域实现延迟，例如使用延迟过滤器(例如表面声波(SAW)过滤器，或在光纤(延伸几百米以上)实现延迟。

就瑞克接收机的实现而言，室内无线电系统中的远程端装置56a-56d在离BTS的有限距离内(例如，3公里)。因此，不可能使用正常搜索窗口的整个宽度。由于远程端和BTS之间的距离是已知的，因此可以缩短搜索窗口。

每个远程端装置56a-56d的地理位置信息在安装阶段被存储于系统中。下面将进一步讨论，基于已知的延迟和已知的远程端位置信息能估计移动台的位置。该系统补偿为确定远程端装置引入任意延迟，这样移动台位置估计就能给出精确的结果。

在远程端装置和BTS之间的接口的实施例为IF或RF接口的情况下，使用SAW滤波器将降低接收机灵敏度。然而，由于用户，即移动台，靠近远程端装置，因此，这不是一个退化因素。光学延迟线路可用于仅在远程端装置和BTS之间的光学互连相当长，如几百米或公里量级或更长时实现任意延迟。然而，这确实具有允许BTS和使用远程端装置之间的正常距离产生任意延迟的优点。

如上所述的本发明的实施例具有不需要对远程端设备做任何修改的特别优势。优选在BTS实施改变，更优选在光学转换盒内实施改变。

优选使用关于哪些远程端装置从移动台接收信号的信息以便确定移动台的位置。可以使用标准定位方法，如小区-ID，往返时间(RTT)，空闲周期下行链路-到达时差观测值(IPDL/OTDOA)。下面进一步讨论使用本发明计算移动台的位置。

本发明的优选实施例允许在子小区级别进行远程端标识。在本发明的优选实施例中，通过更佳方式使用3GPP标准化的往返时间测量(RTT)。无线接入网络系统能测量从基站信号发射到移动台接收，到移动台发射，以及到基站接收的往返时间。加上以上讨论的对接收该信号的远程端装置的标识，这个信息能用于计算移动台的位置。

在实际实现中，一个以上远程端装置56a-56d将从移动台接收信号。因此，BTS将成功地检测到从一个以上远程端站接收的信号。

以上讨论到，本发明能实现标识接收信号的远程端站。这种信号接收可发生在多个远程端装置。进一步改进这种技术以提供对移动台位置的精确确定使用诸如往返时间(RTT)的技术。

参考图4，与相应远程端装置相关的每个延迟窗口62、64和66也可以认为是RTT窗口。尽管在此特定实施例中使用RTT技术，但也可以利用各种其他技术来确定移动台的位置，如小区-ID，或空闲周期下行链路-到达时差观测值(IPDL-OTDOA)。

参考图5，其进一步示意了根据本发明优选实施例的室内无线电系统的系统配置。

功能块100表示包含多个宽带光学模块(在图5显式了其中两个，130和132)的宽带光学装置(WOU)。宽带光学模块130具有经光学连接128a-128d到相应远程端装置126a-126d的四个连接。宽带光学模块132具有经光学通信链路124a-124d到相应远程端装置122a-122d的连接。宽带光学模块100与一个BTS相关，BTS支持分别与远程端装置126a-126d相关的子小区138a-138d。另外，BTS支持与第一个频率的远程端装置122a-122d的相关的子小区118a-118d，和第二个频率的远程端装置122a-122d上的子小区120a-120d。子小区138a-138d一起形成小区112，子小区118a-118d一起形成小区114。子小区120a-120d一起形成小区116。另外BTS与室外微小区110相关。频率间切换发生在小区114和116的相应频率之间。软切换发生在小区112和相应小区114、116和110之间。软切换发生在室外微小区108和小区112、114或116之间。

对于采用WCDMA技术的系统，宽带光学装置100可包括宽带光学框架。每个远程端装置122a-122d和126a-126d可以是宽带远程装置(WRU)。在宽带光学装置100的BTS一侧存在光学模块130和第一个宽带收发信机(WTR)102之间的连接134。另外提供光学模块132和第二及第三个WTR 104和106之间经链路136的连接。WTR 102代表与小区112相关的BTS的宽带收发信机部分。WTR 104代表与小区116相关的BTS的宽带收发信机部分。WTR 106代表与小区114相关的BTS的宽带收发信机部分。

宽带光学模块包括四个延迟单元152a-152d，每个单元与一个远程端装置126a-126d相关。这些延迟单元将延迟引入到相应的接收信号线中以便标识出接收给定信号的远程端装置。由此在光学线路128a-128d上被接收的信号在光学模块130的相应延迟单元152a-152d被接收。延迟单元在各个信号在光学模块的输出端被合路并被转发到BTS之前延迟目应信号。光学模块132类似地具有延迟单元150a-150d。如同上面讨论的，光学线路本身也实际上提供部分或全部延迟，在此情况下不需要提供延迟单元152a-152d和150a-150d。

根据上面对图5的描述，显然，小区112，114和116由相应的子小区构成，而且包括一个室内无线电系统。微小区110包括与同一BTS相关的室外无线电系统。参考图6进一步解释室内无线电系统的实际实施例。

如图6所示，室内无线电系统的子小区分布在不同建筑物的不同楼层。图6展示了两栋建筑物：建筑物A和建筑物B。每个建筑物有四层：1-4层。在此参考建筑物A描述这个例子。如图6所示，小区116的子小区分布在建筑物A的头两层，而小区112的子小区分布在建筑物的第三和第四层。因此子小区120c和120d提供建筑物A的第一层的无线电覆盖，子小区120a和120b提供建筑物A的第二层的无线电覆盖，子小区138c和138d提供建筑物A的第三层的无线电覆盖，子小区138a和138b提供建筑物A的第四层的无线电覆盖。与每个小区相关的远程端装置类似地位于建筑物的相应楼层，其物理位置建立相应子小区的无线电覆盖区。

根据本发明，可以标识任何一个特定用户的位置。例如，考虑用户A，从图6可看出，其位于子小区138a的无线电覆盖区内的建筑物A的第四层，其覆盖“小卖部”区域。

基于在基站收发信台接收到的信号，系统首先能确定用户位于小区112内，即在建筑物A的第三或第四层。基于检测到在哪个远程端装置标识到从用户A的移动台接收的信号，系统能确定用户位于小卖部位置内的子小区138a的无线电覆盖区内，即，在建筑物A的四楼。

图7示意了用于通过已知方式执行往返时间(RTT)移动位置定位估计的移动通信系统的主要组成部分。移动台196从网络接收信号，并发送信号给网络。WCDMA BTS 192与天线194相关，天线194与移动台196通信。BTS 192被连接至包含无线网络控制器190的网络单元188。网络单元188被连接至网络单元178和182，单元178和182分别包括网络管理功能179和正服务GPRS支持节点186。网络单元188还连接包含移动交换中心184和归属位置寄存器176的网络单元180。网络单元178、180和182还被连接至网关移动位置中心172，中心172又被连接至使能移动中心170和正服务移动位置中心174。

如图8所示确定根据本发明的移动台的往返时间的计算。如同上面参考图6描述的，本发明推进了标识接收来自移动台的信号的子小区的标识技术。在图8的例子中，假设信号在小区202的所有子小区202a-202b被接收。对于每个接收信号，根据常规技术确定往返时间并将其返回BTS200。在每个链路204a-204d返回相应的往返时间RTTa-RTTd。另外，多个往返时间可以由一个特定小区确定。例如在图8中，每个子小区与两个射频相关。在这两个射频的子小区的远程端装置接收该信号，并且计算该子小区的每个频率的往返时间。

以上参考特定非限制例子描述了本发明。本领域的技术人员将意识到本发明的适用性比在此给出的特定例子宽。

本领域的技术人员知道本发明的修改和变动。本发明提供的保护范围由所附权利要求书定义。