用于导出信号强度衰减特征值的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于导出信号强度衰减特征值的方法和装置
[0001]相关申请的优先权声明
[0002]本美国专利申请根据§ § 119(e)和120要求2013年10月16日递交的美国临时申请号61/891，800和2013年10月23日递交的美国临时申请号61/894，781的利益和优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
[0003]本发明领域涉及用于导出信号强度衰减特征值的方法和装置，并且特别涉及用于导出无线通信网络内的小区的信号强度衰减特征值的方法和装置。
【背景技术】
[0004]无线通信网络(例如第3代(3G)和第4代(4G)无线电话标准和技术)是已知的。这样的3G和4G标准和技术的示例分别是由第三代合作伙伴项目(3GPP?) (www.3gpp.0rg)开发的通用无线电信系统(UMTS?)和长期演进技术(LTE)。
[0005]大体上已经将这些第三代和第四代无线通信开发为支持宏小区无线电话通信，并且最近支持毫微微小区(femto-cell)无线电话通信。这里“电话”可以是智能电话，或无线链接到网络的另一个无线或便携式通信单元，通过该网络连接呼叫等。自此以后，所有这些设备被称为无线通信单元。呼叫可以是数据呼叫、视频呼叫、或语音呼叫或这些呼叫的组入口 ο
[0006]通常，无线通信单元或如经常在3G用语中提及的用户设备(UE)与3G或4G无线通信网络的核心网络进行通信。这种通信通过无线网络子系统进行。无线通信网络通常包括多个无线网络子系统。每个无线网络子系统包括一个或多个小区，无线通信单元可以附接于该一个或多个小区，并且因此连接到网络。基站可以服务于小区。每个基站可以具有多个天线，天线中的每个天线服务该小区的一个扇区。
[0007]地理定位是对目标进行现实世界的地理定位，并且对无线通信单元地理定位是越来越重要和受欢迎的服务。存在很多机制，通过这些机制可以对在无线通信网络的用户使用该系统时进行定位。这些包括使用全球定位系统(GPS)，假设无线设备装备有GPS接收器，并且用户已经在他的/她的设备上启用了 GPS接收器。然而，很多用户不在他们的设备上启用GPS，因为其通常是设备的电池上的显著耗用功率。
[0008]用于对无线通信网络内的无线通信单元进行地理定位的可替代的已知技术使用定时信息。无线通信网络分为两大类:
[0009]⑴同步网络，例如码分多址系统，例如CDMA2000。在同步网络中，不同基站之间的定时偏移是恒定的。偏移的量对于正在使用该网络的无线移动通信单元是已知的。在CDMA2000的示例中，定时偏移是已知且恒定的，因为每个基站的定时被锁定到全球定位系统的卫星。
[0010](ii)异步网络，例如通用移动电话系统(UMTS)。在异步网络中，不同基站之间的定时偏移不是恒定的。异步网络中的无线移动通信单元没有被提供有关于基站定时基准之间的定时偏移的信息。此外，这些基准相对于绝对定时基准及相对于彼此随着时间的推移而漂移。
[0011]在同步无线通信网络中，已知的定时偏移信息使其相对直接地从信号定时信息导出无线通信单元的位置的测量结果。然而，在异步网络中，从信号定时信息导出无线通信单元的位置的测量结果要困难得多。
[0012]此外，尽管LTE网络包括同步网络，但是不是每个LTE网络报告定时提前/偏移信息，并且没有该信息，可能难以准确判断与小区站点的距离。因此有必要/期望在LTE(并且异步)网络内利用可替代的地理定位技术。
[0013]用于对无线通信网络内的无线通信单元进行地理定位的可替代的已知的技术使用对无线通信可见的小区的信号强度测量以针对小区中的每个小区确定无线通信单元与各自的基站的近似距离。该距离信息可以然后用于结合基站的已知位置以估计无线通信单元的位置。
[0014]图1示出了随着距基站站点的距离的增加的信号强度的衰落。衰减的速率根据基站被放置于其中的环境而变化。例如，在具有衰减信号的很多建筑物的城市中，信号强度随着距离的衰减速率将通常是相对高的，也许以与Ι/r4成比例的速率衰减，其中r是距离基站站点的径向距离。相反地，在农村，存在较少衰减信号的建筑物等，信号强度随着距离的衰减速率将通常低于城市中的衰减速率，例如减少到与Ι/r2成比例的速率。
[0015]虽然关于信号强度衰减速率的这些一般值可以用作用于估计无线通信单元和基站站点之间的距离的指导和起始点，但是它们将通常在站点与站点(甚至在给定(例如城市)的环境中)之间显著变化。显然，如果在给定接收位置的给定基站准确知道该变化，则可能单独利用信号强度(例如缺少定时信息等)以提供在无线通信单元和基站站点之间的距离估计。如果可以针对很多(例如最少三个)小区站点确定准确的距离估计，则信号强度等值线(通过距离估计限定的)的相交可以用于确定无线通信单元的可能位置。这种情况在图2中示出。在实践中，使用更大数量的小区站点是有利的，因为这提供更大数量的采样点，并且最小化由基于特定的小区站点的测量引起的重大误差的影响。
[0016]在图2中，三个等值线示出为210、220、230，每个代表三个基站中的每个基站。在具有完美圆形等值线(如所示)的完美系统中，等值线210、220、230在单个点的相交将提供精确的位置。然而，在真实的情景中，模型化的信号强度等值线将与准确相差甚远，并且测量的值与模型化的值将导致间隙(如所示)，无线通信单元很可能被定位在该间隙内。只要该‘间隙’足够小，就可以获得足够准确的位置估计。
[0017]因此，存在对一种方法和装置的需要，该方法和装置用于使无线通信网络内的小区的信号强度等值线能被准确地模型化。
【发明内容】
[0018]因此，本发明试图单独或以任何组合减轻、缓解或消除以上提到的缺点中的一个或多个缺点。
[0019]根据本发明的第一方面，提供了导出无线通信网络内的小区的信号强度衰减特征值的方法。该方法包括确定将导出其信号强度衰减特征值的一组小区，并且至少部分基于由无线通信网络内的无线通信用户单元获得的信号强度测量结果的信号强度信息，使用遗传算法导出该组小区的信号强度衰减特征值。
[0020]以这种方式，可以在每个小区的基础上从由无线通信单元提供的信号强度测量信息导出信号强度衰减特征信息，使无线通信网络内的小区的信号强度等值线将能够被准确建模。
[0021]在一些可选的实施例中，该方法可以包括:
[0022]确定其信号强度衰减特征值待被导出的一组小区；
[0023]生成第一代染色体串，每个染色体串包括关于所确定的一组小区内的每个小区的至少一个信号强度衰减特征值；
[0024]至少部分基于由无线通信网络内的无线通信用户单元获得的信号强度测量结果的信号强度信息，计算第一代染色体串内的每个染色体串的适合度分数；
[0025]生成至少一个进一步的一代染色体串；
[0026]至少部分基于由无线通信网络内的无线通信用户单元获得的信号强度测量结果的信号强度信息，计算该至少一个进一步的一代染色体串内的每个染色体串的适合度分数；以及
[0027]至少部分基于第一代染色体串和至少一个进一步的一代染色体串的所计算的适合度分数，导出该组小区的信号强度衰减特征值。
[0028]在一些可选实施例中，第一代染色体串可以包括随机信号强度衰减特征值。
[0029]在一些可选的实施例中，计算关于染色体串的适合度分数可以包括:
[0030]-定义多个标识点，每个标识点代表一个地理位置；
[0031]-计算在每个标识点处的关于至少一个小区的预期的信号强度测量值；
[0032]至少部分基于关于标识点的预期的信号强度测量值，将从无线通信用户单元接收的多个信号强度测量报告中的每个信号强度测量报告与标识点中的一个标识点相匹配；
[0033]至少部分基于关于各自的标识点的预期的信号强度测量值或每个预期的信号强度测量值和来自信号强度测量报告的对应的信号强度信息，计算关于每个信号强度测量报告的适合度分数；以及
[0034]至少部分基于关于多个信号强度测量报告的计算的适合度分数，计算染色体串的适合度分数。
[0035]在一些可选的实施例中，该方法可以包括通过对信号强度测量报告的适合度分数进行求和来计算染色体串的适合度分数。
[0036]在一些可选的实施例中，生成至少一个进一步的一代染色体串可以包括:
[0037]导出亲代染色体串以形成至少一个进一步的一代染色体串的一部分；以及
[0038]在亲代染色体串之间执行交叉以生成子染色体串从而形成至少一个进一步的一代染色体串的一部分。
[0039]在一些可选的实施例中，生成至少一个进一步的一代染色体串还可以包括执行子染色体串的变异。
[0040]在一些可选的实施例中，生成至少一个进一步的一代染色体串可以包括:从当前代染色体串中识别包括最高的适合度分数的至少一个染色体串，以及将从当前代染色体串中识别的至少一个染色体串包含在所述至少一个进一步的一代染色体串中。
[0041]在一些可选的实施例中，该方法可以包括生成进一步的一代染色体串，直到找到包括关于该组小区的信号强度衰减特征值的合适的解的至少一个染色体串为止。
[0042]在一些可选的实施例中，找到包括该组小区的信号强度衰减特征值的合适的解的染色体串的