用于導出小區特征值的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于導出小區特征值的方法和裝置
[0001]相關申請的優先權聲明
[0002]本美國專利申請根據§ § 119(e)和120要求2013年10月16日遞交的美國臨時申請號61/891，800和2013年10月23日遞交的美國臨時申請號61/894，781的利益和優先權，其公開內容通過引用全部并入本文。
技術領域
[0003]本發明領域涉及用于導出小區特征值的方法和裝置，并且特別涉及用于導出無線通信網絡內的小區的小區特征值的方法和裝置。
【背景技術】
[0004]無線通信網絡(例如第3代(3G)和第4代(4G)無線電話標準和技術)是已知的。這樣的3G和4G標準和技術的示例分別是由第三代合作伙伴項目(3GPP?) (www.3gpp.0rg)開發的通用無線電信系統(UMTS?)和長期演進技術(LTE)。
[0005]大體上已經將這些第三代和第四代無線通信開發為支持宏小區無線電話通信，并且最近支持毫微微小區(femto-cell)無線電話通信。這里“電話”可以是智能電話，或無線鏈接到網絡的另一個無線或便攜式通信單元，通過該網絡連接呼叫等。自此以后，所有這些設備被稱為無線通信用戶單元。呼叫可以是數據呼叫、視頻呼叫、或語音呼叫或這些呼叫的組合。
[0006]通常，無線通信用戶單元或如經常在3G用語中提及的用戶設備(UE)與3G或4G無線通信網絡的核心網絡進行通信。這種通信通過無線網絡子系統進行。無線通信網絡通常包括多個無線網絡子系統。每個無線網絡子系統包括一個或多個小區，無線通信用戶單元可以附接于該一個或多個小區，并且因此連接到網絡。基站可以服務于小區。每個基站可以具有多個天線，天線中的每個天線服務該小區的一個扇區。
[0007]地理定位是對目標進行現實世界的地理定位，并且對無線通信用戶單元地理定位是越來越重要和受歡迎的服務。存在很多機制，通過這些機制可以對在無線通信網絡的用戶使用該系統時進行定位。這些包括使用全球定位系統(GPS)，假設無線設備裝備有GPS接收器，并且用戶已經在他的/她的設備上啟用了 GPS接收器。然而，很多用戶不在他們的設備上啟用GPS，因為其通常是設備的電池上的顯著耗用功率。
[0008]用于對無線通信網絡內的無線通信用戶單元進行地理定位的可替代的已知技術使用由與無線通信網絡內的單獨的小區(或小區扇區)有關的無線通信用戶單元獲得的測量數據，并且使用這樣的測量數據結合小區特征數據以導出關于無線通信的位置估計。例如，這樣的測量數據和小區特征數據可以用于導出無線通信用戶單元和該/每個小區天線之間的距離的估計。所導出的距離估計然后可以連同已知的小區天線位置用于確定無線通信用戶單元的位置。
[0009]—個這樣的技術使用對無線通信可見的小區的信號強度測量以針對小區中的每個小區確定無線通信單元與各自的基站的近似距離。該距離信息可以然后用于結合基站的已知位置以估計無線通信用戶單元的位置。
[0010]圖1示出了隨著距基站站點的距離的增加的信號強度的衰落。衰減的速率根據基站被放置于其中的環境而變化。例如，在具有衰減信號的很多建筑物的城市中，信號強度隨著距離的衰減速率將通常是相對高的，也許以與Ι/r4成比例的速率衰減，其中r是距離基站站點的徑向距離。相反地，在農村，存在較少衰減信號的建筑物等，信號強度隨著距離的衰減速率將通常低于城市中的衰減速率，例如減少到與Ι/r2成比例的速率。
[0011]雖然關于信號強度衰減速率的這些一般值可以用作用于估計無線通信用戶單元和基站站點之間的距離的指導和起始點，但是它們將通常在站點與站點(甚至在給定(例如城市)的環境中)之間顯著變化。顯然，如果在給定接收位置的給定小區(或小區扇區)準確知道該變化，則可能單獨利用信號強度以提供在無線通信用戶單元和基站站點之間的準確距離估計。如果可以針對很多(例如最少三個)小區站點確定準確的距離估計，則信號強度等值線(通過距離估計限定的)的相交可以用于確定無線通信用戶單元的可能位置。這種情況在圖2中示出。在實踐中，使用更大數量的小區站點是有利的，因為這提供更大數量的采樣點，并且最小化由基于特定的小區站點的測量引起的重大誤差的影響。
[0012]在圖2中，三個等值線示出為210、220、230，每個代表三個基站中的每個基站。在具有完美圓形等值線(如所示)的完美系統中，等值線210、220、230在單個點的相交將提供精確的位置。然而，在真實的情景中，模型化的信號強度等值線將與準確相差甚遠，并且測量的值與模型化的值將導致間隙(如所示)，無線通信用戶單元很可能被定位在該間隙內。只要該‘間隙’足夠小，就可以獲得足夠準確的位置估計。
[0013]用于對無線通信網絡內的無線通信用戶單元進行地理定位的可替代的已知技術使用包括信號傳輸定時信息和信號接收定時信息的、通過無線通信用戶單元獲得的測量數據。無線通信網絡分為兩大類:
[0014](i)同步網絡，例如碼分多址系統，例如CDMA2000。在同步網絡中，不同基站之間的定時偏移是恒定的。偏移的量對于正在使用該網絡的無線移動通信單元是已知的。在CDMA2000的示例中，定時偏移是已知且恒定的，因為每個基站的定時被鎖定到全球定位系統的衛星。
[0015](ii)異步網絡，例如通用移動電話系統(UMTS)。在異步網絡中，不同基站之間的定時偏移不是恒定的。異步網絡中的無線移動通信單元沒有被提供有關于基站定時基準之間的定時偏移的信息。此外，這些基準相對于絕對定時基準及相對于彼此隨著時間的推移而漂移。
[0016]在同步無線通信網絡中，已知的定時偏移信息提供小區特征數據，其使得從信號定時信息導出無線通信用戶單元的位置的測量結果相對直接。然而，在異步網絡中，從信號定時信息導出無線通信用戶單元的位置估計要困難得多，因為缺乏可用的小區定時偏移信息。
[0017]此外，盡管LTE網絡包括同步網絡，但是不是每個LTE網絡報告定時提前/偏移信息，并且沒有該小區特征信息，可能難以準確判斷與小區站點的距離。
[0018]已知用于對無線通信網絡內的無線通信用戶單元進行地理定位的另外的可替代的技術，其使用通過無線通信用戶單元獲得的可替代的形式的測量數據，例如信噪比數據、任意強度單位(ASU)數據(例如，其與所接收的通過無線通信用戶單元測量的信號強度成比例)、OTDOA(觀測到達時間差)、RSCP (接收的信號碼功率)等。
[0019]伴隨著使用通過無線通信用戶單元獲得的測量數據結合小區特征數據以導出無線通信的位置估計的這些地理定位技術中的每個地理定位技術的一個問題是以成本有效的方式導出和保持最新的小區特定的特征數據。
[0020]因此，存在對一種方法和裝置的需要，該方法和裝置用于使無線通信網絡內的小區的特征被準確地建模。
【發明內容】
[0021]因此，本發明試圖單獨或以任何組合減輕、緩解或消除以上提到的缺點中的一個或多個缺點。
[0022]根據本發明的第一方面，提供了導出無線通信網絡內的小區的小區特征值的方法。該方法包括確定將導出其信號強度衰減特征值的一組小區，并且至少部分基于由無線通信網絡內的無線通信用戶單元獲得的測量數據，使用遺傳算法導出該組小區的小區特征值。
[0023]以這種方式，可以在每個小區的基礎上從由無線通信用戶單元提供的測量信息導出小區特征信息，使無線通信網絡內的小區的特征將能夠被準確建模。
[0024]在一些可選的實施例中，將被導出的小區特征值包括至少一個小區特定的參數，其隨著無線通信用戶單元和小區站點之間的距離而衰落或減低或改變。
[0025]在一些可選的實施例中，該方法可以包括:確定將導出其小區特征值的一組小區；生成第一代染色體串，每個染色體串包括關于所確定的一組小區內的每個小區的至少一個小區特征值；至少部分基于由無線通信網絡內的無線通信用戶單元獲得的測量數據，計算第一代染色體串內的每個染色體串的適合度分數；生成至少一個進一步的一代染色體串；至少部分基于由無線通信網絡內的無線通信用戶單元獲得的測量數據，計算該至少一個進一步的一代染色體串內的每個染色體串的適合度分數；以及至少部分基于第一代染色體串和至少一個進一步的一代染色體串的所計算的適合度分數，導出該組小區的小區特征值。
[0026]在一些可選實施例中，第一代染色體串可以包括隨機的小區特征值。
[0027]在一些可選的實施例中，計算關于染色體串的適合度分數可以包括:
[0028]定義多個標識點，每個標識點代表一個地理位置；
[0029]計算在每個標識點處關于至少一個小區的預期的測量值；
[0030]至少部分基于關于標識點的預期的測量值，將從無線通信用戶單元接收的多個測量報告中的每個測量報告與標識點中的一個標識點相匹配；
[0031]至少部分基于關于各自的標識點的預期的測量值或每個預期的測量值和來自測量報告的對應的信息，計算關于每個測量報告的適合度分數；以及
[0032]至少部分基于關于多個測量報告的計算的適合度分數，計算染色體串的適合度分數。
[0033]在一些可選的實施例中，該方法可以包括通過對測量報告的適合度分數進行求和來計算染色體串的適合度分數。
[0034]在一些可選的實施例中，生成至少一個進一步的一代染色體串可以包括:
[0035]導出親代染色體串以形成至少一個進一步的一代染色體串的一部分；以及
[0036]在親代染色體串之間執行交叉以生成子染色體串從而形成至少一個進一步的一代染色體串的一部分。
[0037]在一些可選的實施例中，生成至少一個進一步的一代染色體串還可以包括執行子染色體串的變異。
[0038]在一些可選的實施例中，生成至少一個進一步的一代染色體串可以包括從當前代染色體串識別包括最高的適合度分數的至少一個染色體串，并且將從當前代染色體串中識別的至少一個染色體串包含在至少一個進一步的一代染色體串中。
[0039]在一些可選的實施例中，該方法可以包括生成進一步的一代染色體串，直到找到包括關于該組小區的小區衰減特征值的合適的解的至少一個染色體串為止。
[0040]在一些可選的實施例中，找到包括該組小區的小區特征值的合適的解的染色體串的條件可以是，在隨后代的染色體串中沒有染色體串比該染色體串包括更高的適合度分數。
[0041 ] 在一些可選的實施例中，該方法可以包括導出包括以下項中的至少一項的小區特征值:
[0042]-信號強度特征值；
[0043]-定時偏移特征值；
[0044]-觀測到達時間差值；以及
[0045]-信噪比特征值。
[0046]在一些可選的實施例中，該方法還可以包括將導出的小區特征值存儲在至少一個數據存儲設備內。
[0047]根據本發明的第二方面，提供了生成無線通信網絡內的至少一個小區的小區特征等值線模型的方法。該方法包括根據本發明的第一方面導出無線通