close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12647

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12647
(13) C1
(19)
G 01S 3/02
СИСТЕМА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ
МОБИЛЬНОГО АБОНЕНТА СОТОВОЙ СЕТИ СВЯЗИ
(21) Номер заявки: a 20070387
(22) 2007.04.11
(43) 2008.12.30
(71) Заявитель: Производственное частное унитарное предприятие "Белтрансспутник" (BY)
(72) Автор: Дедунович Михаил Алексеевич (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное
частное унитарное предприятие "Белтрансспутник" (BY)
(56) RU 2107925 C1, 1998.
RU 2248669 C2, 2005.
RU 2183021 C1, 2002.
RU 2157548 C1, 2000.
US 2004169603 A1, 2004.
CA 2195591 A1, 1997.
WO 2004/074863 A1.
BY 12647 C1 2009.12.30
(57)
1. Система определения местоположения мобильного абонента сотовой сети связи для
определения местоположения мобильного абонентского устройства, осуществляющего
периодический обмен сигналами по прямому и обратному каналам управления с базовыми
BY 12647 C1 2009.12.30
станциями, содержащая находящееся в сети абонентское устройство, подсистему базовых
станций сотовой сети связи, содержащую, по меньшей мере, базовые станции с антеннами
и контроллеры базовых станций, подсистему сети и коммутации сотовой сети связи, содержащую, по меньшей мере, центральный коммутатор и регистры абонентов, подсистему
управления и поддержки сотовой сети связи, отличающаяся тем, что содержит модуль
хранения информации о местоположении базовых станций с их сетевыми номерами, местоположением, пространственной конфигурацией диаграмм направленности их антенн и
параметрами их высокочастотных частей, вычислительную подсистему определения местоположения абонентского устройства, соединенную с модулем хранения информации о
базовых станциях и выполненную с возможностью извлечения из подсистем сети и коммутации и базовых станций необходимой для расчета местоположения абонентского устройства информации, причем вычислительная подсистема определения местоположения
абонентского устройства и подсистемы сети и коммутации и базовых станций соединены
между собой, геоинформационную подсистему, связанную с вычислительной подсистемой определения местоположения абонентского устройства и содержащую информацию о
местности, на которой функционирует сотовая сеть, о различных объектах, расположенных на этой местности, и архив хранения данных о местоположении абонентских устройств, а также коммуникационную подсистему для реализации доступа пользователей к
возможностям геоинформационной подсистемы, а также к возможностям системы определения местоположения мобильного абонента сотовой сети связи, при этом коммуникационная подсистема и геоинформационная подсистема соединены между собой, а
коммуникационная подсистема содержит средство измерения временных интервалов.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что абонентское устройство выполнено в виде
мобильного телефона или модема с содержащейся в нем и активизированной идентификационной картой.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что геоинформационная подсистема содержит
электронную векторную карту, электронную картографическую базу данных, графы путей
сообщения, растровые схемы, карты, фотоснимки и иные растровые изображения, а также
базу данных находящихся на местности функционирования сотовой сети объектов, причем карты, графы, схемы, фотоснимки и объекты на местности привязаны к системе абсолютных или относительных координат для обеспечения соотнесения с ними
вычисленного местоположения абонентского устройства.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что архив хранения данных о местоположении
абонентских устройств и их идентификации содержит средство обеспечения абонентам на
удаленных позициях доступа в указанный архив хранения данных, в том числе с разделением по правам и уровням доступа.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что вычислительная подсистема определения
местоположения абонентского устройства, геоинформационная и коммуникационная подсистемы реализованы на автоматизированных рабочих местах на базе, по меньшей мере,
одного персонального компьютера.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средство предоставления информации пользователям с помощью электронной векторной и растровой карт, в том числе размещенной в сети Интернет, средства доступа из сети Интернет, средство рассылки
информации пользователям.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит подсистему синхронизации процессов в элементах всей сети определения местоположения абонентского устройства сотовой сети связи.
8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что архив хранения данных о местоположении
абонентских устройств интегрирован в геоинформационную подсистему, в вычислительную подсистему определения местоположения абонентского устройства, в подсистему сети и коммутации сотовой сети, в коммуникационную подсистему.
2
BY 12647 C1 2009.12.30
9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средства диагностики выключения абонентского устройства, определения его скорости перемещения и передачи этой
информации потребителям.
10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема синхронизации содержит
средство использования сигналов спутниковых навигационных систем, например GPS,
Глонасс, Galileo.
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средство анализа заданного
минимального интервала времени, выполненное с возможностью в случае превышения
этого интервала времени перенаправления запроса пользователя на определение местоположения абонентского устройства в вычислительную подсистему определения местоположения абонентских устройств, в подсистемы базовых станций и сети и коммутации, в
противном случае - направления информации пользователю из архива данных о местоположении.
12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средство приема запросов и
отправки ответов данных о местоположении абонентских устройств, окружающих их объектов и электронных карт на другие абонентские устройства вне зависимости от сетевой
принадлежности при наличии у них прав на получение такой информации.
13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средство определения местоположения абонентского устройства при звонке с него на определенные номера абонентских устройств, а также средство передачи этих данных определенным потребителям
информации.
14. Способ определения местоположения абонентских устройств сотовой сети связи
путем периодической передачи сигналов по одному из каналов заданного набора обратных каналов управления, отличающийся тем, что местоположение абонентского устройства определяют по местоположению одной или нескольких базовых станций,
принимающих сигналы от абонентского устройства в момент времени или в течение краткого периода времени, с использованием подсистемы синхронизации процессов, а также
учитывают и анализируют уровни мощности принимаемых базовыми станциями сигналов
от абонентского устройства, учитывают и анализируют определенные элементами сотовой сети связи индексы коррекции от абонентских устройств до базовых станций, в том
числе от разных базовых станций до одного абонентского устройства в один момент или
краткий промежуток времени, учитывают и анализируют пространственные конфигурации диаграмм направленности антенн базовых станций, а также используют последовательное или одновременное соотнесение и анализ данных, с обеспечением возможности
определения местоположения абонентского устройства как при наличии трех и более базовых станций, так и по двум или одной осуществляющей связь с ним базовой станции.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что местоположение абонентского устройства вычисляют по номерам базовых станций, принимающих сигналы от абонентских устройств, а также используют индексы коррекции, определенные подсистемой базовых
станций сотовой сети, подсистемой сети и коммутации, абонентским устройством от разных базовых станций до одного абонентского устройства за счет анализа переключений
абонентского устройства на различные базовые станции, в том числе в процессе перемещения в пространстве без инициирования сетью принудительных переключений абонентского устройства по базовым станциям.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что для уменьшения влияния эффекта многолучевого распространения сигнала от абонентского устройства до базовых станций на
точность расчета местоположения абонентского устройства анализируют, в том числе соотносят между собой и выявляют противоречивость, получаемые данные о мощности
принимаемых базовыми станциями от абонентского устройства сигналов, первичное оценочное вычисленное расстояние от базовых станций до абонентского устройства, априорные данные о диаграммах направленности антенн базовых станций на прием сигналов в
3
BY 12647 C1 2009.12.30
диапазоне передачи абонентских устройств, индексы коррекции, определяемые сотовой
сетью, абонентским устройством, и данные о местоположении базовых станций, после чего итеративным путем получают искомое значение зоны неопределенности местоположения абонентского устройства.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что автоматически анализируют нахождение
заданного абонентского устройства в заданном районе, движение по заданному маршруту
и автоматически создают и передают пользователю соответствующую информацию.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что для обеспечения определения индексов
коррекции от абонентского устройства до нескольких базовых станций параллельно в сетях, где это не предусмотрено стандартно, осуществляют перенастройку управляющего
программного обеспечения для параллельного определения индексов коррекции от различных базовых станций до одного абонентского устройства.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что для обеспечения определения индексов
коррекции от абонентского устройства до нескольких базовых станций параллельно в сетях, где это не предусмотрено стандартно, для тех сетей, где перенастройка невозможна
или нецелесообразна, осуществляют инициирование кратковременного переключения
абонентского устройства поочередно на различные станции, находящиеся в режиме радиовидимости с ним, для определения элементами сети индексов коррекции от абонентского устройства до каждой из этих станций последовательно или параллельно,
одновременно или в ограниченный короткий интервал времени, с последующим возвратом абонентского устройства к наилучшей по условиям приема и соединения с ним базовой станции.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что расширяют тракт приема базовых станций для приема сигнала абонентского устройства по обратному каналу управления до
обеспечения приема ответов абонентского устройства на частотах других базовых станций и обеспечивают через подсистему базовых станций передачу ответов абонентского
устройства по каналу управления с параллельным определением индексов коррекции от
искомого абонентского устройства до различных базовых станций в момент времени или
короткий интервал времени.
21. Способ по п. 14, отличающийся тем, что архив данных об абонентских устройствах формируют по запросам пользователя, автоматически по расписанию, а также в каждом случае, когда возникает возможность определить местоположение абонентского
устройства.
22. Способ по п. 14, отличающийся тем, что формируют последовательность специальных управляющих сигналов и отправляют их на абонентское устройство, вследствие
приема которых из абонентского устройства передают по обратному каналу управления
ответные сигналы, которые позволяют элементам сети определить индексы коррекции,
номера принимающих базовых станций и содержат информацию, необходимую для определения местоположения абонентского устройства, а также вычисляют и анализируют
данные о местоположении абонентского устройства в момент использования им тонального канала.
Изобретение относится к системам мобильной сотовой телефонной связи, включая как
аналоговые, так и цифровые сотовые системы, в частности к способам автоматического
определения местоположения мобильных сотовых телефонов, действующих в пределах
заданного географического района.
До последнего времени случаи автоматического слежения за мобильными сотовыми
телефонами известны не были. Многие годы используются такие технологии, как радионавигация, радиопеленгация, дальняя навигация (система ЛОРАН), устройства аварийного
определения местоположения для самолетов, системы наблюдения и сопровождения
4
BY 12647 C1 2009.12.30
спутников и т.п. Однако ни одна из подобных систем не применялась для автоматического
определения местоположения сотовых телефонов. Соответственно информация о предпосылках заявленного решения, которая в наибольшей степени уместна для его понимания,
относится к самой системе сотовой телефонной связи, а не к смежным областям радионавигации и пеленгации.
Известно устройство для управления движением поездов с помощью искусственных
спутников Земли [1], содержащее установленные на каждом локомотиве приемники передаваемых с искусственных спутников Земли сигналов. Приемник связан с соответствующим дальномером и подключен к блоку формирования сигналов местоположения поезда
путем решения навигационных уравнений. Он связан с блоком контроля и регулирования
скорости движения поезда, с блоком памяти и через цифроаналоговый преобразователь - с
передатчиком, выполненным с возможностью передачи сигналов через спутник связи на
диспетчерский пункт, на котором установлен блок обработки информации, связанный с
дисплеем. Устройство снабжено установленным на локомотиве рельсовым локатором, а
блок формирования сигналов местоположения поезда выполнен с дополнительным входом, подключенным к выходу рельсового локатора, и каналом формирования сигналов
скорости поезда и расстояния до идущего впереди транспортного средства по информации, поступающей с рельсового локатора, для индикации их на локомотивном дисплее.
В этом случае расчет местоположения подвижного объекта предлагалось уточнять за
счет известной траектории движения абонента. Однако это очень редкий случай. Почти
всегда траектория движения владельца сотового телефона неизвестна.
Известны также система и способ определения местоположения сотового телефона,
предназначенные для определения местоположения множества мобильных сотовых телефонов, каждый из которых осуществляет периодические передачи сигналов по одному из
каналов заданного набора обратных каналов управления, содержащая несколько систем
сотовых станций, каждая из которых содержит наземную антенну, установленную на заданной высоте, и систему центральной станции, оперативно связанную с системами сотовых станций. Системы сотовых станций содержат, по меньшей мере, три системы сотовых
станций, каждая из которых содержит преобразователь полосы частот модулирующих
сигналов, оперативно связанный с наземной антенной для приема сигналов сотового телефона, передаваемых по обратному каналу управления сотовыми телефонами, и формирования из сигналов сотового телефона сигналов полосы частот модулирующих сигналов,
приемник сигнала синхронизации для приема общего для всех сотовых станций сигнала
синхронизации и подсистему дискретизации, оперативно связанную с приемником сигнала синхронизации и преобразователем полосы частот модулирующих сигналов для дискретизации сигнала полосы частот модулирующих сигналов с заданной частотой
дискретизации и для формирования полученного сигнала выборки в группы цифровых
данных, каждая из которых включает в себя заданное число битов данных и биты метки
времени, определяющие время приема сигналов сотового телефона. Система центральной
станции содержит средство обработки групп данных от систем сотовых станций для формирования таблицы, идентифицирующей сигналы отдельного сотового телефона, и разности времен прихода указанных сигналов сотового телефона от систем сотовых станций, и
средство определения на основе разностей времени прихода, местонахождений сотовых
телефонов, передающих указанные сигналы сотовых телефонов [2]. Этот же патент является прототипом для заявленного способа.
В этом случае предложено на сети GSM построить другую сеть, которая представляла
бы собой совокупность автономных приемо-передатчиков, расположенных на каждой
GSM-соте, на каждой мачте с антенной, которые бы передавали в служебном канале специальные опорные пилот-сигналы, предназначенные для уточнения местоположения, с
последующей дообработкой полученных данных.
5
BY 12647 C1 2009.12.30
Однако оборудование сотовой сети такой системой по стоимости сравнимо со строительством новой сети. И это притом, что круг потребителей самой услуги весьма узок по
сравнению с базовой услугой мобильной телефонии GSM. То есть себестоимость услуги
высока, а потребителей мало, что требует еще больше поднимать цену на услугу мобильного позиционирования для ее окупаемости в обозримой перспективе. Невозможность
выйти из этого "замкнутого круга" обусловливает сдерживание распространения этого метода в практической жизни.
Задачей предлагаемого изобретения является определение местоположения мобильного абонента сотовой сети связи без существенного изменения конфигурации сети сотовой
связи.
Система определения местоположения мобильного абонента сети сотовой связи содержит вычислительную подсистему определения местоположения абонентского устройства, геоинформационную и коммуникационную подсистемы, а также подсистемы
базовых станций, сети и коммутации сотовой связи, управления и поддержки сотовой сети
связи, модуль хранения информации о базовых станциях, подсистему синхронизации и
находящееся в сети сотовой связи абонентское устройство.
Вычислительная подсистема определения местоположения абонентского устройства
соединена с подсистемами сети и коммутации и базовых станций сотовой сети связи, а
также с модулем хранения информации о базовых станциях*. Подсистема предназначена
для определения и извлечения из подсистемы сети и коммутации номеров базовых станций, индексов коррекции** от абонентского устройства до каждой "видимой" в смысле
радиовидимости абонентским устройством антенны базовой станции, уровней мощности
принимаемых базовыми станциями сигналов от абонентского устройства и пр. Подсистема одновременно соотносит определенные параметры и вычисляет по ним расчетный район, в котором в этот момент находится абонентское устройство.
Геоинформационная подсистема соединена с вычислительной подсистемой определения местоположения абонентского устройства и содержит электронную карту и другие
геоинформационные данные. Предназначена для отображения на карте определенного
района местоположения абонентского устройства либо для привязки его местоположения
к базе данных географически определенных широко известных объектов.
Вычислительная подсистема определения местоположения абонентского устройства,
коммуникационная и геоинформационная подсистемы могут быть реализованы на одном
или на ряде автоматизированных рабочих мест пользователя на базе персональных компьютеров, расположенных как в составе подсистемы сети и коммутации, входящей в систему определения местоположения абонентского устройства, так и выделенных отдельно
и взаимодействующих с ней и между собой по каналам связи.
________________________
* Если базовая станция сотовой сети имеет несколько антенн, каждая из которых обслуживает свой сектор и создает свое электромагнитное поле, то для нужд настоящего способа под базовой станцией понимается не только сама станция, но и сектор станции, который в сети
идентифицируется как отдельное поле или отдельная станция.
** Под индексами коррекции в настоящем описании понимаются любые параметры, определяющие величину переменного временного сдвига, который зависит от длины хода радиоволны
(радиосигнала) от абонентского устройства до базовой станции сотовой сети связи, и которые косвенно или прямо несут в себе информацию о расстоянии между ними, например, индекс Timing
Advance - индекс временной коррекции, предназначенный для того, чтобы компенсировать временную задержку от разных абонентов, находящихся на разных расстояниях от базовой станции
для правильного попадания в выделенный абоненту тайм-слот. Может рассчитываться контроллером базовых станций этого района, абонентским устройством, базовой станцией.
6
BY 12647 C1 2009.12.30
Коммуникационная подсистема соединена с Интернетом и содержит в том числе приемно-передающий интерфейс с блоком управления. Предназначена для получения запросов на необходимость определения местоположения абонентского устройства с
последующей проверкой наличия у пользователя прав доступа к информации о местоположении абонентского устройства и затем автоматической рассылки по заданному пользователем расписанию либо по его запросу информации о местоположении различных
абонентских устройств в виде текстовых сообщений с данными, в том числе об относительном местоположении, либо в виде графических данных, например в виде MMS, с отображением вычисленного местоположения непосредственно на карте местности
произвольных масштабов и насыщенности, либо с предоставлением доступа пользователя
к электронным картам и отображением на них данных о местоположении абонентского
устройства и других объектов.
Для решения задачи определения местоположения абонентского устройства в определенный момент времени, а также для отслеживания траектории перемещений абонентского устройства в интересующий период предлагается существующую сеть сотовой связи
оснастить системой вычисления и визуализации абсолютных или относительных координат абонентского устройства. Для этого могут быть предназначены специализированные
рабочие места на базе персональных компьютеров, оснащенных соответствующим программным обеспечением.
Поставленная задача решается так. Предлагаемая система определения местоположения мобильного абонента основана на:
получении и анализе номеров базовых станций (номеров сот в сотовой сети), диаграмм направленности антенн базовых станций, "видящих" в смысле радиовидимости
данное абонентское устройство,
определении индексов коррекции от всех этих антенн и базовых станций или от некоторых из них до абонентского устройства,
учете и анализе уровней мощности принимаемых от абонентского устройства сигналов.
Одним из примеров реализации может служить следующий вариант.
Среди параметров, регулярно определяемых подсистемой базовых станций сотовой
сети связи и абонентским устройством в процессе соединения по тональному каналу, например в процессе голосового соединения и разговора, и в некоторых других случаях, существуют ряд параметров, которые содержат информацию, косвенным образом
связанную с грубой оценкой местоположения абонентского устройства. Однако, если определенным образом оценить и проанализировать эти параметры в комплексе с учетом
ряда дополнительных факторов, может быть получена достаточно точная оценка местоположения абонентского устройства.
При этом для получения информации о местоположении абонентского устройства, находящегося в состоянии ожидания вызова, предлагается использовать принудительную
перерегистрацию абонента в сети или инициирование направления на него контроллером
базовых станций стандартизованного, например пейджингового, сигнала. Такие сигналы
могут использоваться сетью в целях подтверждения регистрации данного абонентского
устройства в конкретной локальной области для возможности направления на него входящего звонка. В некоторых случаях предлагается инициирование кратковременного переключения абонентского устройства на различные базовые станции с получением от них
и управляющих ими контроллеров групп параметров, включающих номер базовой станции, индекс коррекции и иные необходимые характеристики для уточнения местоположения с последующим возвратом на наилучшую базовую станцию. При функционировании
система по сложному алгоритму выполняет многократные проверки.
В частности, предлагаемый способ может модифицировать процедуру определения
сотовой сетью отдельных параметров с целью определения индексов коррекции от раз7
BY 12647 C1 2009.12.30
личных базовых станций до одного абонентского устройства в один момент времени или в
краткий интервал времени. В этом случае не требуется использовать описанную выше
процедуру инициирования переключения абонентского устройства по различным станциям, находящимся в режиме радиовидимости с абонентским устройством.
Один из возможных вариантов исполнения предлагаемой системы показан на чертеже,
где на фигуре приведена функциональная компоновка системы в целом.
Предложенная система реализует заявленный способ следующим образом.
Коммуникационная подсистема получает от пользователя запрос на необходимость
определения местоположения абонентского устройства. Такой запрос может быть получен
из блока хранения заранее заданных в ней пользователем алгоритмов опроса координат.
Запрос может поступить в виде короткого сообщения, через Интернет, DATA-канал, иным
способом.
Через модуль контроля доступа коммуникационная подсистема проверяет у пользователя наличие прав доступа к информации о местоположении абонентского устройства.
После фильтрации по правам доступа запрос поступает в вычислительную подсистему
определения местоположения абонентского устройства. Здесь он преобразуется в понятный для подсистем базовых станций и сети и коммутации сотовой сети запрос параметров
номера базовой станции или электромагнитного поля, которое в данный момент обслуживает искомое абонентское устройство, и запрос индекса коррекции от этого абонентского
устройства до антенны базовой станции, к которой абонентское устройство подключено в
данный момент времени. Этот запрос направляется в подсистему сети и коммутации и далее в подсистему базовых станций. Ответ от сотовой сети, содержащий указанные параметры, поступает в вычислительную подсистему определения местоположения
абонентского устройства. Если в сотовой сети существует возможность определения указанных выше параметров, в том числе индексов коррекции, от нескольких базовых станций до абонентского устройства одновременно или в течение малого промежутка
времени, то в ответе в вычислительную подсистему определения местоположения абонентского устройства направляются данные от нескольких базовых станций.
Снижение загрузки сотовой сети предусматривается путем возможности введения в
систему ограничительного краткого промежутка времени запроса данных. Если в сети
есть информация о требуемых вычислительной подсистемой параметрах, но устарели они
незначительно и ограничительный краткий промежуток времени запроса данных не превышен, такие параметры считаются актуальными.
Ответ на запрос может оказаться пустым, т.е. не содержащим нужной информации,
либо содержащим устаревшую информацию. В этом случае вычислительная подсистема
формирует для улучшения точности определения местоположения команду на инициирование подсистемой сети и коммутации направления пейджингового сигнала абонентскому
устройству, или на выполнение в сети абонентским устройством принудительной перерегистрации, или на переключение станции, обслуживающей абонентское устройство, или
на подготовку к установлению или соединению по тональному каналу. Указанные команды и другие необходимые команды могут направляться вместе, по очереди или в любых
необходимых сочетаниях и очередности. Это может определяться вычислительной подсистемой в зависимости от текущей ситуации и априорных данных об абонентском устройстве в сети, а также от особенностей построения данной конкретной сети. В частности,
если в сети предусмотрен автоматический расчет контроллером базовых станций, базовой
станцией индекса коррекции только по одной линии связи (абонентское устройство базовая станция с наилучшими для абонентского устройства условиями соединения) и
информации об индексе коррекции от соседних базовых станций до данного абонентского
устройства ни в реестрах временных абонентов, ни в журнале регистрации, ни в иных частях сети нет, то контроллер базовых станций посылает пейджинг на соседние базовые
станции района нахождения абонентского устройства. Перед этим возможна организация
8
BY 12647 C1 2009.12.30
кратковременного переключения абонентского устройства на другую станцию. А после
расчета контроллером индекса коррекции до абонентского устройства - переключения на
следующую соседнюю станцию и т.д. Как правило, в заключение процесса переключений
по станциям абонентское устройство переключается на исходную станцию, которая является для него лучшей. Если абонентское устройство находится на границе зон ответственности различных районов (региональных групп) и соответственно различных контроллеров базовых станций, то в пределах одного района, в котором находится базовая
станция, выбранная как наилучшая для данного абонентского устройства, скорее всего не
удастся получить достаточную точность определения местоположения. Поэтому предусмотрена возможность отсылки в качестве первого ответа на запрос вычислительной подсистемы одной пары параметров "номер базовой станции (или номер электромагнитного
поля) - индекс коррекции" обратно в вычислительную подсистему определения местоположения абонентского устройства. Используя информацию из геоинформационной подсистемы о местоположении лучшей для рассматриваемого абонентского устройства
базовой станции, вычислительная подсистема находит территориально ближайшие к ней
другие базовые станции (их количество опционально устанавливается при настройке) вне
зависимости от районного деления группировки базовых станций, принятого в используемой сотовой сети. В сеть направляется повторный запрос с предложением рассылки
команд на пейджинг базовых станций, указанных в перечне данного запроса вне привязки
к группировке базовых станций района, в котором расположена лучшая для абонентского
устройства в данный момент базовая станция.
В этом случае контроллеры базовых станций и базовые станции определяют индексы
коррекции по каждой соседней станции, перечисленной в запросе. При этом вычислительная подсистема определения местоположения абонентского устройства имеет возможность затребовать не только последние параметры абонентского устройства, но и
предыдущие за определенный интервал времени, с той же целью повышения точности.
Эти параметры могут копироваться из журнала коммутаций, или из иных частей сотовой
сети, или из геоинформационной подсистемы.
В результате получаем набор из нескольких пар параметров (номер базовой станции индекс коррекции), которые анализируются вычислительной подсистемой определения
местоположения абонентского устройства следующим образом.
Вычислительная подсистема определения местоположения абонентского устройства
запрашивает у модуля хранения информации о базовых станциях хранящиеся в ее базе
данных абсолютные географические или относительные координаты размещения антенн
тех электромагнитных полей, номера которых поступили в ответ на запрос о местоположении абонентского устройства. Кроме этого, вычислительная подсистема определения
местоположения абонентского устройства получает углы раскрыва секторов электромагнитных полей базовых станций и осевое направление этих секторов по каждому такому
электромагнитному полю, а также пространственной конфигурации диаграмм направленности приемных антенн базовых станций, необходимых для расчета.
Затем вычислительная подсистема определения местоположения абонентского устройства осуществляет виртуальное построение нескольких Ni множеств, каждое из которых задается радиальной вырезкой кольца сектора электромагнитного поля. Здесь глубина
вырезки определена индексом дальности с точностью до ошибки определения сетью индексов коррекции, например около 547 метров, угол раскрыва - углом раскрыва диаграммы направленности антенны, а пространственное положение вершины сектора местоположением антенны, создающей эту диаграмму направленности и соответствующее электромагнитное поле. Для уточнения местоположения применяют анализ уровней
мощности сигналов, принимаемых базовыми станциями от абонентского устройства. С
этой целью в вычислительную подсистему передают из подсистемы базовых станций зна-
9
BY 12647 C1 2009.12.30
чения этих уровней мощности или напряжения, создаваемого на антеннах базовых станций сигналами от абонентского устройства.
После этого вычислительная подсистема определения местоположения абонентского
устройства ищет область пространства, которая является пересечением одновременно
всех Ni-x множеств, заданных указанным выше образом с учетом мощностного анализа.
Эта область пространства и является искомой зоной неопределенности местоположения
абонентского устройства.
Если зона неопределенности велика, вычислительная система определения местоположения абонентского устройства может инициировать повторный запрос с осуществлением повторного переключения абонентского устройства по ближайшим базовым
станциям, что может изменить перечень вычисляемых множеств за счет появления нового
номера электромагнитного поля и базовой станции в присылаемом контроллерами базовых станций перечне. А это в свою очередь приведет к изменению конфигурации зоны
неопределенности. Тогда результирующая зона неопределенности будет найдена вычислительной подсистемой определения местоположения абонентского устройства как пересечение нескольких вычисленных в ограниченный промежуток времени зон
неопределенности.
Для уточнения расчета могут быть использованы также соотнесения уровней мощности принимаемых базовыми станциями от абонентского устройства сигналов между собой, с данными о местоположении базовых станций, индексами коррекции и другими
параметрами.
После этого конфигурация зоны неопределенности поступает в геоинформационную
подсистему, где она "накладывается" на различное количество информационных слоев векторных или растровых электронных карт местности. Далее информация о зоне неопределенности местоположения абонентского устройства на карте поступает в коммуникационную
подсистему, где формируется соответствующее сообщение пользователю в качестве ответа на
его запрос. Кроме того, коммуникационная подсистема может выводить зону неопределенности на свой Интернет-сервер, позволяющий пользователям получать доступ через Интернет к
электронной карте с отмеченной на ней зоной неопределенности, т.е. фактически областью
местоположения абонентского устройства. Пользователь может просмотреть архив ответов
на его предыдущие запросы или автоматические запросы системы, выполненные по алгоритму пользователя, с целью одновременного просмотра траектории перемещений подконтрольного абонентского устройства за заданный интервал времени.
В случае необходимости отсылки текстовых сообщений пользователю, который не
подключен к сервису рассылки графических сообщений или не имеет доступа в Интернет,
коммуникационная подсистема может сама формировать текстовые сообщения, например
SMS, в которых указываются различные данные, например время, абонент и т.п., и собственно информация о местоположении абонентского устройства. Как правило, эта информация передается в виде вершин многоугольника зоны неопределенности в следующем
виде: пр. Независимости, 20, ул. Ленина, 5, ул. К. Маркса, 37. В таком виде сообщение направляется, например, на SMS-центр сотовой сети для отправки пользователю.
Коммуникационная подсистема осуществляет отправку пользователям отдельных частей электронных карт в электронном виде, с указанием на них информации по местоположению одного или нескольких абонентских устройств, других объектов, в том числе
окружающих абонентское устройство, либо с информацией о положении абонентского
устройства в связи с находящимися рядом с ним объектами, либо в абсолютных или относительных координатах, либо о местоположении других объектов по отношению к абонентскому устройству.
Через коммуникационную подсистему пользователь может задать алгоритм автоматического опроса подконтрольных ему абонентских устройств, например, раз в 4 часа, по
календарному расписанию или иначе.
10
BY 12647 C1 2009.12.30
Представленная система позволяет определить местоположение сотового телефона
независимо от характера его перемещений и без реализации дополнительной необходимости капитального перестроения сети.
Система оборудована средством анализа заданного минимального интервала времени,
в случае превышения которого запрос пользователя на определение местоположения абонентского устройства приводит к его перенаправлению в подсистему сети и коммутации с
целью получения актуальной информации, в противном случае информация пользователю
направляется из архива данных о местоположении, что снижает загрузку системы.
В качестве пользователей системы определения местоположения абонентского устройства могут выступать абоненты своей собственной сети сотовой связи или сторонних
сетей связи, при этом информация может передаваться как на абонентское устройство,
местоположение которого необходимо определить, так и на другие абонентские устройства, имеющие право получения такой информации.
Предполагается использование оборудования существующих сотовых сетей связи, например GSM, в том числе без всякого рода существенных переделок. С задачами, возникшими в связи с необходимостью организации коммуникационной, вычислительной или
геоинформационной подсистем, позволяет справиться уровень развития вычислительной
техники. Для этих целей могут быть использованы специализированные рабочие места на
базе персональных компьютеров, оснащенных соответствующим программным обеспечением. Эти рабочие места могут быть локализованы либо распределены по всей системе.
Например, они могут быть встроены в оборудование центральной либо базовых станций в
виде взаимосвязанных блоков. Технические средства для построения системы, необходимые для решения поставленной задачи определения местоположения абонентского устройства в определенный момент времени, а также для отслеживания траектории
перемещений абонентского устройства в интересующий период, хорошо известны и широко применяются в различных отраслях народного хозяйства.
Настоящее изобретение было создано в результате полного понимания, что подвижность сотовой системы может быть не только преимуществом, но и недостатком. Что делать, если сотовый телефон потерян или похищен? Пользователям очень помогла бы
система, которая может определять местоположение телефона автоматически. Если сотовый телефон остался в автомобиле, а автомобиль угнан, система, которая сможет определить, где телефон, помогла бы найти и автомобиль. Такую услугу трудно переоценить.
Человек с сотовым телефоном может заблудиться, к примеру, ночью в машине. Либо ему надо найти что-то в незнакомом городе. Система с ее способностью автоматически определить
местоположение телефона может по запросу сообщать пользователю не только его (пользователя) местонахождение, но и адреса ближайших объектов, например аптеки, больницы, гостиницы… Аналогичным же образом пользователь сотового телефона, которому нужна
неотложная медицинская помощь и который набирает экстренный телефонный номер, например, 101, 102, 103, 104, возможно, не сможет сказать диспетчеру, где он находится.
Данное изобретение может также использоваться в связи со многими случаями применения: возвращение угнанных автомобилей, управление парком транспортных средств
единого подчинения, диагностика сотовой системы, управление движением на шоссе.
Источники информации:
1. Патент РФ 2092355 С1, МПК 6 B 61L 25/02, 1997.10.10.
2. Патент РФ 2107925 С1, МПК 6 G 01S 3/02, 1998.03.27 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
11
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
162 Кб
Теги
by12647, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа