专利名称：用于无线移动服务的发射功率控制的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及增强蜂窝无线通信系统的操作的设备，且尤其涉及这 种系统的以如下方式进行的操作，该方式使提供扩充系统基本通信服务的 服务更加便利。特别地，对由通信系统服务的无线移动设备所发射的功率 的控制或管理是自增强的，以激活或增强得自于通信系统的所有服务的性 能，尤其是那些扩充基本通信服务的服务。本发明的一些典型的方面特别 适合于无线定位系统以及通过利用标准蜂窝无线通信系统的正常通信发 射来提供移动台位置确定(location determination)的相关的方法和子系统。 然而，应该注意的是，虽然在此描述的系统和方法的多方面特别涉及为无 线定位系统利益的操作技术，但在本说明书结束处的权利要求不解释为将 应用限制于无线定位系统，除非它们可能明确说明如此限制。
背景技术：
本发明涉及在扩充来自蜂窝无线通信系统的标准通信服务中的服务 的提供。特别地，首要关注的移动设备是蜂窝电话、个人数字助理、无线 装备膝上型计算机以及其他装备有用于在"蜂窝"电话系统下正常运行的 无线收发器的类似装置，如那些根据GSM、 UMTS、 CDMA及TDMA标 准和规范实现的装置。
12本发明的目的是提供用于对由无线移动通信设备发射的功率进行增 强的自动化控制的技术，以使期望的和所需的服务能够有效地并正确地维 持，同时也最佳地保存移动设备中的可用能量。特别地，本发明的技术以 在动态确定的变动能量水平下和/或在多个接收站处实现发射信号的接收 的方式，提供对移动设备发射的信号功率和/或持续时间的控制，用于提高 利用通过增强信号能量或多站信号接收所获得的信息的服务的性能。
如用于无线通信系统的技术中实现并指出的，对移动设备发射功率的 控制被管理，以在可接受的通信水平下和/或在单个接收站点处实现足够的 信号接收。预期的单个站点是服务小区的单个站点，该小区通过其小区全
局标识(CGI)被识别。用于移动台/用户设备(MS/UE)的发射(Tx)功 率管理的功率控制目标是，对于可接受的无线通信服务质量(QoS)或误 码率(BER )，要在服务基站收发信机(SBTS， serving base transceiver station ) 维持足够的接收(Rx)信号功率，同时为了减少对相邻(非服务)小区的 干扰且为了降低受制(subject) MS/UE中的能量消耗，还要最小化MS Tx 功率。因此，常规Tx功率控制的意图是最大可能程度地防止能量消耗超 过使用MS/UE进行通信所需，并防止多站点干扰接收的可能性。
背景技术：
的实例在对于不同无线通信系统的技术的描述中是存在的。 在北美时分多址(NATDMA)无线通信系统中，MS/UE使用最大Tx功率 用于其与SBTS的初始短期访问/控制信道交互，通过该信道交互，MS/UE 得以使用语音/业务信道，并被分配语音/业务信道，用于其实际预期通信。 在其语音/业务信道或频带使用的初始阶段，MS/UE可以初始维持其高Tx 功率以支持SBTS的功率评估，但此后SBTS命令MS/UE将其功率降低至 SBTS评估对于其接收站点处的足够的通信QoS所必需的最低水平。由于 用于进行中的正常语音/业务通信的降低的功率水平可能不足以支持那些 需要或获益于多站点接收的应用的这种多站点接收，以通信为中心的Tx 功率管理程序经常降低等级或排除关联服务或扩充服务的性能。这种降低 等级的服务可以包括支持提供定位信息给公共安全代表以响应紧急呼救 的无线定位服务。
用于无线发射功率控制的背景技术的另一个实例出现于对CDMA无线通信系统的技术的描述中。在北美码分多址(CDMA)无线通信系统中， MS/UE以高于背景"噪声，，最低限度的最小Tx功率水平启动其发射。如 果MS/UE没能与其选择的服务小区建立连接且没能与其选择的服务小区 建立响应，则MS/UE逐渐且递增地提高其Tx功率水平，直至达到足以获 得与其紧邻SBTS的必要连通性的水平。此后，SBTS以信号质量评估的 高重复率和MS/UE Tx功率参数的命令重配置，积极地管理Tx功率，以 尽可能精确地维持其(该SBTS )从受制MS/UE接收及在其控制下的所有 其他MS/UE的功率。如同TDMA发射一样，此通信功率管理明确设计为 仅在服务小区的接收站点处实现通信QoS，且另外预期最小化将会从受制 MS/UE传播至任何其他相邻小区站点的关联"干扰"水平。再次，此合理 的以通信为中心的Tx功率管理方法无助于或甚至不支持在多接收站点处 接收用于通信服务附属服务的足够信号能量，但其需要或会获益于多站点 信号接收。如EIA/TIA标准IS-95A (或其更近版本，即CDMA 2000 )规 定的，CDMA空中接口 ( air interface)是以使用频率分隔和编码分隔两者 为特征的。因为相邻的小区站点可以使用相同的频率设置，CDMA在非常 精细的功率控制下操作，引起被称为远近(near-far)问题的情况，因此使 得大多数无线定位方法难以实现准确定位。(用于此问题的一种解决方法， 见2000年4月4日美国专利No.6,047,192, WoZm对，柳C，丄麵//雄。"
虽然没有对实施描述得充分详细，但已经有先前的关于在无线定位系 统中的Tx功率控制的极简化形式的"建议"，该无线定位系统扩充无线通 信系统以用于紧急服务响应。这种建议被陈迷于美国联邦通信委员会 (FCC )在其对Common Carrier (CC) Docket 94-102的审议过程中公开发 稿的会议录中，该会议录初始定义了其规则制定通告(NPRM)，以要求在 公共移动通信系统中对于紧急无线通信的无线定位支持。在包括公众意见 和答复意见的94-102会议录中，以及在其他相关或关联的文件中，颇有一 些对于需要通过定位测量设备(LMU)基础设施来支持用于紧急无线位置 确定的多站点信号接收的表达。基于对同时多站点信号接收与标准公共无 线通信系统的频率共享或再使用设计相对立的认识，提出了关于紧急呼叫 的简单、临时的功率"尖峰"的各种建议，以激活或增强涉及紧急电话呼叫的任何无线MS/UE的位置的基于基础设施的测定。虽然这种建议未提
供任何关于这种功率管理将会或可能如何实施的明确的描述性的学说或
说明，但暗含的方法会通过使用"最高"Tx功率水平设置来支持所需的位 置确定，"最高"Tx功率水平设置具有对于受制MS/UE的固定最大的或无 限制的持续时间(即，呼叫持续时间)。
2003年2月11日的美国专利No.6,519,465 B2， A/oc^ed 7)ww附/^/朋 AfeAcxiybr/附/ raWwg爿(XMrafC少ybr ￡"-977 Ca〃s， 4笛述了 E911 "触发器，，可 以储备于电话机内，并用以在用户拨打911时引起该电话机发送特别信号。 该特别信号帮助无线定位服务(WLS)定位所述电话机。又见2002年10 月8日的美国专利No.6,463,290， Mo/)"e-os^/stoiJVeMorA:5asedrec/ m々wes /or /附/ ra^4ccwrarc少o/ W^e/ess5^sfem 。 it专利'290 4葛述了无线 定位系统的定位估计的准确度是如何部分地依赖于无线发射器的发射功 率和发射时距离无线发射器的长度这两者的。总体来说，较高功率的发射 和较长发射长度的发射能够以比较低功率和较短发射更佳的准确度被定 位。公认的是无线通信系统为了最小化通信系统内部的干扰并最大化系统 潜能，通常限制发射功率和发射长度，描述了若干方法以满足系统和长度 两者相矛盾的需要，其中所述系统的需要是通过激活无线通信系统以最小 化发射功率来满足的，所述长度的需要是要同时针对某些类型的呼叫，例 如紧急呼叫，实现改进的定位准确度来满足的。这种方法包括移动受助技 术(mobile assisted technique ),其中的移动设备包括帮助改进定位准确度 的功能。当移动设备正在使用修正的发射序列时，WLS定位该移动设备， 其中所述修正的发射序列包括由无线发射器使用与正常发射参数不同的 发射参数发送的消息，所述正常发射参数是由相关联的无线通信系统内的 基站在前向控制信道上广播的。如用户拨打9-1-1那样的触发事件引起移 动设备在使用修正的发射序列的模式中运行。
背景技术：
中关于受制MS/UE的动态调整的Tx功率水平的建议或描述 中，没有建议或描述结合功率相关信息的不同源，来评估并确定用于受制 MS/UE的Tx功率的最佳水平和/或最佳持续时间(开始和停止)，以实现 准确的参数特征化(characterization)和/或多站点信号接收。如果先前描述的预先确定的最高功率水平设置被常规地应用，则相关联的通信干扰会 在相邻的小区站点被最大化，且这种千扰会严重地恶化进行中以及随后发 生的通信系统预期才是供的通信。这种Tx功率管理没有利用可用的与功率 相关的实时信息，该信息可以用于评估什么样的信号功率和持续时间能够 最佳地满足最小的相邻站点干扰与临时多站点定位测定的共同需求或增
强的信号参数特征化。实际上，这种用于涉及紧急通信的一个MS/UE的 过度简化的功率管理方法也很可能会干扰在相同SBTS控制下试图进行同 时或同时发生的紧急通信的任何其他MS/UE的QoS性能，更不用说那些 在相邻小区的干扰困扰控制下操作的MS/UE。为了减轻当MS/UE以非受 控最高功率水平发射时可能出现的通信性能中的退化，与当前功率有关的 信息在本发明中的有效使用能够潜在地最优化通信系统的性能，而不排除 与其他扩充系统服务相关的信号特征化和/或源位置确定。
对比于包括以上参考的背景技术，下面公开的技术结合并利用不同类 型的信息，尤其是与位置或与距离相关的实时测量结果和当前接收的功率 的测量结果，以支持所选的MS/UE Tx功率水平，得到该Tx功率水平以 满足对于临时增强的水平和/或多站点接收以及信号参数提取的特定即时
的进行中的重评估，达到有关服务的进行中的支持所需的程度。
发明内容
明内容不意欲提供本发明所有方面的详尽描述或定义本发明的范围。更确 切地，此发明内容意欲作为下面的说明性实施方式的描述的引言。
为了提供以无线通信系统实现的扩充服务的增强性能，本发明提供通 过利用不同的特定信息和数据源来有效地并动态地控制由无线移动设备 发射的发射信号功率的技术。例如，在本发明的一种当前优选的实施方式 中，无线位置确定的准确度能够通过对移动设备的发射信号功率的实时管 理而显著地提高，以实现在配备有位置测量设备的增加数量的站点处接收 信号。本发明方法的一种实施方式包括控制自移动台发射的信号的RF信号特征以支持与无线通信系统相关联的扩充服务的步骤。此典型的方法包括收集实时的和/或先前存储的数据或信息(术语数据和信息在此被同义地使
用)的步骤，其中所述的数据或信息涉及关于信号特征的当前的或预期的值。另外，所述方法包括评估所收集的数据，以获得对于扩充服务预期性能的有效性的与特征有关的预期测量值，以及确定关于信号特征的最佳值，以支持该扩充服务。此最佳值随后可用于控制移动台的发射信号。
本发明对于增强无线发送功率控制的这些以及其他的创新方法呈现于随后的详细描述中。
前述发明内容，以及随后的详细描述，在连同附图一起阅读时被更好
地理解。为了阐明本发明，在附图中显示了本发明的典型结构；然而，本发明不限于公开的特定的方法和手段。
图1描绘了无线通信系统的主要组成部分的代表性配置。
图2显示了重叠式无线定位系统的主要组成部分的代表性配置，称为月良务移动定位.中心(serving mobile location center )。
图3表明了各种可能的信息类型和信息源的使用，其中所述的信息类型和信息源在本发明中被选择并应用于对移动设备的发射信号功率的增强控制。
图3A表明了运用图3中所表明的方法的发射功率控制系统。
图4呈现了对于无线位置确定服务的增强性能的创造性的功率控制评估与选择中的主要功能组成部分的典型实施方式。
具体实施方式
综述
本发明的一种当前优选的实施方式利用标准的或扩充的无线通信系
17统中能够提供的信息，以增强对用户的无线移动台(MS)所发射功率的管
理。本发明的技术增强了功率管理，以改进通过通信设备延伸的或附属于
通信设备的服务的性能，同时最优化所支持的MS的操作电池寿命。受益于动态得到的最佳发射(Tx)信号功率水平的扩充服务的实例包括那些利用准确的信号参数特征化和/或信号源位置确定的益处的实例。
如上所述，本发明的一种实施方式包括控制自移动台发射的信号的RF信号特征，以支持与无线通信系统相关联的扩充服务。这包括以下步骤收集实时的和/或先前存储的数据或信息，其中所述的数据或信息涉及关于信号特征的当前的或预期的值；评估所收集的数据，以获得对于扩充服务
的预期性能的有效性的与特征有关的预期测量值，并随后确定关于信号特征的最佳值，以支持该扩充服务。此最佳值可用于控制移动台发射的信号。如果评估指出该最佳值将支持可接受的位置确定准确度，则该最佳值可以是如标定(nominal)的、通信驱动的起动功率水平；否则该最佳值可以是将实现可接受的预测定位准确度的最低的增加水平以及持续时间。而且，MS可以随后被提供有用于其迫近发射的命令的功率设置并使用那些设置，正像过去已经做的那样，利用支持与SBTS (也就是服务基站收发信机)单独通信的最低水平设置。
在创造性方法的一种说明性的实施方式中，对于从移动台发射的信号，信号特征是由功率水平、持续时间以及由两者的乘积代表的能量所组成的组的成员。另外，在此实施方式中，扩充的服务是位置确定。在本方法的相同或另一种实施方式中，所收集的数据包括以下各项组成的组的至少一个成员对于在移动台处接收到的来自基站收发信机的下行链路信号的功率水平的测量结果；对于在移动台处接收到的来自基站收发信机的下行链路信号的到达时间或到达时间差的测量结果；对于经过基站收发信机与移动台之间包括下行链路方向和上行链路方向的双向路径的RF信号传播的往返延迟或定时提前的测量结果；对于在基站收发信机处接收到的来自移动台的上行链路信号的功率水平的测量结果；对于在基站收发信机处接收到的来自移动台的上行链路信号的到达时间或到达时间差测量结果；对于在基站收发信机处接收到的来自移动台的上行链路信号的到达角度的测量结果；规定针对从基站收发信机发射的下行链路信号而命令或设置的功率水平的无线通信系统参数；先前的上行链路位置的测量试验(attempt),其确定当前的功率是不足的，并估算足够的附加功率的数量；规定针对从移动台发射的上行链路信号而命令或设置的功率水平的无线通信系统参数；在基站收发信机与移动台的近似或估计的位置之间的RF信号传播损失的理论的、模拟的或经验测量的表示(representation);对于在基站收发信机与移动台的近似或估计的位置之间的信号路径的RF信号发射与接收系统增益的理论的、模拟的或经验测量的表示；由位置确定过程提供的移动台的近似或估计的位置；以及对于在基站收发信机的通信系统干扰、服务质量或误码率的测量结果。
对于本方法的一种实施方式，其利用任何在前列出的类型的数据或信息以确定将提高位置确定性能的最佳信号特征，预期的有效性测量值可以包括预期的位置确定准确度的表示，所述的表示可以包括至少一个代表定位误差协方差矩阵的预期不确定性的参数。对于这种实施方式，预期定位不确定性的相关参数表示可以包括以下组的至少 一个成员，其中所述组由以下各项组成定位误差协方差矩阵的期望行列式(determinant)、定位误差协方差矩阵的期望迹(trace )、所述行列式和迹的组合以及预期位置确定精确度的期望削减(dilution)。在获得用于位置确定的最佳信号特征值中，最佳值的确定可以进一步包括连带估算预期的位置测量准确度和通信系统服务质量或误码率两者，其中所述的误码率预期来自与候选调整的信号特征相关联的干扰的影响。对于创造性方法的灵活的实施方式，该实施方式可以进一步包括以下步骤在无线通信系统与扩充服务系统之间交换收集的或评估的数据；并在扩充服务系统与无线通信系统的处理设备之间共享用于评估或确定最佳值的程序。
本发明的方法和系统也可以包括处理器以及用于引起移动台增加其发射的功率以实现足够质量的位置估计的装置，所述处理器被编程为接收收集的指示位置测量质量的数据。这被以逐步的方式迭代实施，以确保位置估计有足够的质量。
指示位置估计的质量的数据可以包括能够进行测量的位置测量设备
19的数量、位置测量设备的几何布局、由每个位置测量设备进行的测量的质 量、或这些数据的组合。
在本方法应用于GSM网的一种实例中，基站控制器(BSC)请求服 务移动定位中心(SMLC， Serving Mobile Location Center )提供位置。SMLC 可以向BSC请求信道信息，在此实例中，需要该信道信息以执行上行链路 TDOA (UTDOA)定位。BSC将MS保持在当前功率水平，并提供该移动 台的信道信息至SMLC。 SMLC于是通过以下步骤来确定位置在许多远 程LMU处收集信号并给信号盖时间戳，计算那些信号的到达时间差，并 使用到达时间差的信息计算位置。对于该位置，SMLC可以基于能够进行 UTDOA测量的LMU的数量以及那些LMU的几何布局，计算位置准确度 的估计。如果该估计的准确度低于设置的准确度阈值，SMLC就返回该位 置。如果该估计的准确度高于或等于所述阈值，SMLC可以请求BSC增加 MS的功率。BSC增加MS的功率，且功率增加和定位的过程可以重复， 直至计算出估计的准确度低于设置的准确度阈值的位置，或直至SMLC到 达停止进一步迭代的一些其他的判定点，诸如最大的迭代数、定时器期满、 达到最大功率或其他。在过程末尾，SMLC将最终位置传送至BSC。
发射功率控制的详细描述
图1描绘了表示标准无线通信系统(wcs) ioo的组成部分。虽然图
1中表现的技术用一些全球移动通信系统(GSM)基础设施的典型术语表 达，但该技术可比地适用于符合以下标准的蜂窝无线通信实施方式，其中 所述的标准诸如那些由第三代合作伙伴项目(3GPP)规定的描述通用移 动电信业务(UMTS)的标准、欧洲电信标准学会(ETSI/3GPP)规定的 全球移动通信系统(GSM)、如在电子工业协会/电信工业协会(EIA/TIA) 过渡标准(IS) EIA/TIA IS-136中规定的北美时分多址(NA TDMA)业 务、如在EIA/TIA IS-95中规定的NA码分多址(CDMA)以及甚至是 EIA/TIAIS-553中描述的"片莫拟，，高级移动电话业务(AMPS )。在图1中， 无线移动通信设备或移动台(MS) 101通过射频(RF)链路通信，其中所 述的链路承载到达以及来自基站收发信机(BTS) 102的发射。 一组(典型为三个)BTS小区区域(或区域化的蜂窝操作区)覆盖由在BTS终端位 置部署的天线(或多个天线)服务的局部化通信区或小区(围绕服务的 BTS)。 一组不同的覆盖更广阔操作区域的BTS由基站控制器(BSC) 103 控制。BSC管理在其范围内操作的MS和BTS，且此管理包括当特定的 MS从一个BTS的小区的蜂窝状覆盖范围移动至其他BTS的小区的蜂窝状 覆盖范围时，关于该MS的RF链路的完整性的职责从一个BTS向另 一个 的切换(HO， handover )。在类似的较低通信管理水平的方式中，BTS管 理MS从其自己的区域之一向另一个区域的HO。在较高的管理水平下， 移动切换中心(MSC) 104管理大量的BSC，包括为了与MS通信而从一 个BSC至另一个的HO的管理。覆盖局部化操作区域或小范围小区区域的 RF通信链路的此管理是基本机制，通过该机制，无线通信系统能够在有限 的频带或频谱中，通过在多个MS之间的频率再利用，用相对小数量的通 信信道服务大量的MS。
分配给特定无线通信系统的全部通信频谱或载波的共享使用和管理， 被通过限制由所服务的MS发射的功率而得到显著地发挥。当命令足够的 信号功率通过单个适合的BTS支持服务时，WCS抑制或最小化所述MS 的发射功率，以使它们的发射信号被"包含"在它们分配的小区/区域"内"， 且不过度地"泄漏进入"其他小区/区域中的通信中，和/或千扰其他小区/ 区域中的通信。其他干扰緩解程序应用时分多址(TDMA)、频分多址 (FDMA)、有跳频的FDMA/TDMA以及码分多址(CDMA);其中通过 所述的时分多址(TDMA)，将MS和BTS的发射同步，以使占用公共频 带或信道的不同指向的发射按计划出现于不同的时隙中；通过所述的频分 多址(FDMA),将MS和BTS的发射在分隔的频率信道间分配，以橫/> 共频率信道中不同指向的发射被分配而仅出现在不同的服务小区中，其中 操作区域被足够的距离分隔，以将共信道干扰降低至可接受的低水平；通 过所述的有跳频的FDMA/TDMA,共信道千扰的可能的影响通过分配和使 用特别的伪随机跳频序列得到进一步减轻，其中所迷的伪随机跳频序列规 定特别的时隙序列，使纠错编码能够纠正接收到的通信，该通信的解调可 能在偶然的短持续时间时隙间隔期间被罕见的共信道干扰恶化；通过所述 的码分多址(CDMA),将MS和BTS的发射加密(编码及调制)，以使占用公共频带或信道的不同指向的发射被唯一地编码，以实现在不同发射的 信号之间的最小相关性。然而，在任何这种服务于大量同时进行发射的
MS的通信系统中，对于由每个MS发射的信号功率的有效控制对于维持 可靠通信所需的服务质量(QoS)是必须的。
为了正常通信系统的目的，应用于MS的发射功率控制中的标准策略 包括MS功率的动态调整，以便将支持MS与直接服务的小区站点/区域之 间的可接受通信的功率水平设置于最小水平，其中所述的直接服务的小区 站点/区域也就是服务BTS或服务小区全局标识(服务CGI)的区域。此 策略提供两个有益的目标最小化MS中的电池(能量源)的能量耗费或 功率消耗，且最小化传播或"泄漏，，进入相邻小区/区域的操作区并在那些 小区/区域中构成干扰的信号的发射功率。功率控制是动态的，因为其在服 务BTS控制下被"持续"监视和重新调整。也就是说，经常或也许每几毫 秒(msec), BTS可能向MS发出命令，以将该MS的发射功率水平设置
为所选的值。此发射功率的积极的控制显著降低了传播进入相邻小区站点 的信号功率。
虽然在除服务小区外的所有小区处的最小MS信号功率可能有益于通 信系统，但就其本身考虑并考虑到其自身，与通信系统设备相关联的其他 所需的、所请求的或其它有益的服务的性能可能被此标准功率控制策略降 低或排除。例如，这种策略可以抑制定位服务的性能，通过所述的定位服 务，基于在多个地理上分布的站点处的定位测量设备(LMU)所接收到的 对于标准MS的信号特征的测量结果，确定该MS的位置。当这种定位服 务与对公共安全服务的紧急通信同时出现时，其退化可能是致命的。另夕卜， 当但J又BTS的最小(如两个)组能够为在各个BTS位置处的相关MS信 号的接收质量提供可靠的测量结果时，动态支持最佳HO通信决议的能力 可能会降低。
如图2中呈现的，作为无线通信系统的辅助而协作的位置确定系统， 可以称为服务移动定位中心(SMLC )200。 ( ^于^语W^^夢.'^ 3G尸尸GSAf j语哞，4语"幼f丄C"措整,在f确;C鍵，，然而^岸必J: 7"义诈"SM丄C" 措被称为"^尸"Wf系鍵遂4率为、f如^本溜迷诈义)以基础设施为基
22础或重叠(overlay)的无线定位系统或SMLC可用图2中描绘的组成部分 的重叠配置表示。在图2中，通信信道中的来自所关注的MS 101的RF 信号被LMU202接收并测量，其中所述的LMU202被部署于分布在遍及 通信系统的操作范围内的位置。典型地，如可在图l之上重叠图2来设想 的那样，LMU 202被部署于BTS 102设备处，且该LMU通常经由至相同 信号馈源的多重耦合来筛选(tap)它们的信号用于有关定位的测量结果， 其中BTS使用来自为通信而部署的天线的所述相同信号馈源。如图2所示， LMU不一定与BTS —对一地部署。由多个LMU提取的接收信号特征的 有关定位的测量结果，被通过多个无线定位处理器(WLP) 203管理并收 集，其中的每个WLP指导多个LMU的操作。WLP监视特定LMU的选择， 其中所述特定LMU被分派给提供所关注的特定MS的测量结果的任务。 当收到适当地测量的信号数据时，可能包括通过管理不在其直接控制下的 LMU的其他WLP,所述WLP也将典型地评估该数据，并基于该数据确定 最佳的位置估计。典型地，WLP可以管理覆盖由多个BSC提供相应通信 服务的地理区域的LMU的操作。SMLC的无线定位网关(WLG) 204执 行WLP的全部控制和任务分配。该WLG典型地(但非必要地)与MSC 104 协同定位(并可与其连接)。该WLG与它所服务的通信系统中的多个BSC 连接或交换有关定位的请求、信息或数据。该WLG验证该定位服务请求， 并分发位置确定结果至授权的接收者。
为了支持如位置确定和增强通信管理等的服务的成功运行，本发明的 技术提供了如下机制，通过该机制，增强的功率控制管理能够被实施，以 在充足的或多个LMU或BTS处最佳地获得足够的接收到的信号功率，同 时仍最大化地保存MS的可用能量。如图3和3A中的优选的实施方式所 表现的，本发明的增强的功率控制通过对不同类型的信息进行目标驱动的 的分析来实现，所有信息都能够指示出所关心的MS应被指示发射的最佳 的发射功率水平。不像在管理无线通信中对于常规功率控制所出现的那 样，简单选择与服务BTS的通信可接受的最小的功率水平，本发明的功率 控制逻辑利用可从BTS、 BSC、 MS自身或SMLC获得的相关信息，以建 立供通信和其他期望的扩充服务两者使用的MS发射。图3和3A提供不 同可能的信息类型和信息源的典型的使用说明，其中所述的信息被选择并应用在本发明中，用于移动设备发射的信号功率和/或持续时间的增强的控 制。通过如下面进一步描述的数学表达式，所有这些类型的信息都涉及所
关注的MS相对于BTS的当前位置。关于这些不同来源和类型的信息用于 对MS发射的信号能量或其他特征进行最佳控制的典型实施方式纟皮表现于 下面的描述中。
对于图3和3A中的范例实施方式，来自不同类型的数据源的数据用 于支持被命令用于MS发射的最优值。大部分类型的被利用信息，如 301-306,在性质上是动态的，随着MS操作的信号条件和信号传播环境的 改变而改变。
BTS效'J量
在常规WCS服务的实施中，服务BTS可以获得关于信号在其自身与 所关注的MS间传播的往返延迟(RTD )的测量结果301 。这种RTD测量 结果可被常规地用于设置定时提前(TA)参数，该参数被发送至所述的 MS ，来引起其通信发射在服务BTS处与被该服务BTS接收到的关于当前 运行于其范围下的所有其他MS的发射同步地接收到。
为了进一步支持在直接服务BTS处用于通信服务的信号功率管理，该 服务BTS和可能相邻的BTS可以提取出关于从所关注的MS处接收到的 发射的当前功率的测量结果302。可得自这种BTS相关测量的信息也可以 ^^与当前的动态功率控制设置303 —致地增加并解释，所述的功率控制设 置303是WCS为BTS下行链路的发射或为MS上行链路的发射建立的。
MS测量
另外，MS也可以提供动态信号特征的测量结果304和305。这种MS 测量结果304可在信号的下行链路信号功率水平的网络测量报告(NMR) 中提供，当前从服务BTS以及相邻BTS接收所迷信号。MS测量结果305 也可以报告接收自BTS的信号的定时特征，如可能预计支持位置确定的增 强的观察时间差(EOTD)测量结果。SMLC测量
动态信号特征信息也可以包括获得的SMLC数据306,以直接支持准 确的MS位置的确定。如先前的用于多个SMLC的技术中所描述的，这种 数据可包括到达时间(TOA)的测量结果、(上行链路)到达时间差((U) TDOA)的测量结果、到达角度(AOA)的测量结果或接收到的信号功率 水平的测量结果。即使当这种数据不足以支持确定可接受的准确位置估计 时，可利用的数据仍支持在可提高位置确定性能的MS信号发射特征中的 调整的评估。特别地，在不能从足够数量的支持LMU得到这种数据的情 况下，可利用的数据测量结果的准确度和相关联的涉及信号与噪声强度的 测量指出，增加很可能会从附加LMU站点产生成功的测量结果的MS发 射的信号能量。
静态信息
在本发明说明性的实施方式中，用于扩充服务的增强性能的MS发射 特征的管理最佳地将如以上描述的动态信息301-306与可以表现部署的系 统特征和相关范围资料的相关的静态信息307汇集在一起。这种静态信息 可代表经验地获得的信号传播损失模型(如下面进一步描述的)、或制造 商技术说明书中介绍的装备(如，天线或电子信号路径增益)特征、或如 可被收集用于WCS运行管理与计划的信号使用与千扰使用的按照日或季 节的统计。例如，通过使用发射和/或接收天线的静态角增益模式的特征， 当如下面数学地描述的那样，与信号传播损失的静态表示的应用一起使用 时，动态测量的信号功率水平的评估及其关于推定传播距离范围的解释可 -陂更准确地评定。
评估与最优化
如图3中的本发明的范例实施方式所表示的，可用相关信息的评估308 可以将用于无线发射的当前操作条件的动态表示301-306与能够阐明动态
25数据的最佳解释的静态信息307合并且集成在一起。计算用于MS发射的 最佳的功率和持续时间或能量设置的目标确定，以实现用于如位置确定那 样的附属扩充服务的提高的且可接受的性能，同时充分维持无线通信的 QoS。当已经获得用于MS的最佳的发射设置时，BSC在控制命令消息309 中将它们提供给该MS。
为了有效的且准确的运行重叠定位系统或利用在多站点处接收MS信 号的其他无线服务的基础设施，MS信号应在足够数量的LMU或类似站点 处被接收。如先前的定位服务(LCS)技术中公认的，所需的测量支持站 点的最小数量理论上可以仅为一个、两个或三个，取决于特定类型的提取 自接收到的MS信号的有关定位的信号特征的测量结果。然而，如统计学 的费氏(Fisher)信息矩阵所表示的以及如下面涉及其在关系式(13 )中 的表达的进一步讨论的那样，表示估算的定位参数准确度的不确定性协方 差矩阵与有效应用的独立测量结果的数量成反比。因此，由于不确定性标
准偏差或平均估算误差是相应协方差的平方根，范例的定位准确度可通过 发射的MS功率的创造性管理被两倍地提高，以实现为定位计算贡献测量 结杲的协作LMU站点的数量的四倍增加。在此方式中，位置确定的稳健 性与准确度可通过最佳功率控制被显著提高。
然而，如上所迷，控制由MS发射的功率的最佳策略应考虑上升的功 率水平对提供通信服务以及定位服务的千扰环境的影响。如上表明，用于 来自通信观点的MS功率管理的简单策略包括最小化受约束的功率，所述 的约束指服务BTS必须有足够的功率以实现有效QoS下的通信。可选择 地，用于来自位置确定观点的MS功率管理的简单策略包括最大化功率， 以实现最大数量的协作LMU,所述LMU能够接收有足够强度的信号，以 提取可靠的有关位置的信号特征的测量结果。由于最大功率策略与为了更 长的电池寿命而保存MS能量以及为了更好的通信QoS而抑制信号干扰的 需要相冲突，本发明在估算中提供涉及信号环境和当前信号调整需要的动 态测量的最优评估，加之相关描述的静态信息，以在最小需要水平下实现 足够的多站点接收。
图4表现了创造性评估过程的一种典型的实施方式，所述的评估过程用于确定最优化的一组MS信号发射设置，以提高扩充WCS服务的SMLC 的准确度和稳健性性能。如上所述，输入评估过程的可用信息401包括表 征当前的、实时的、操作的信号和噪声特征以及在WCS范围下呈现的条 件的动态的和/或静态的数据。如上所述，为了支持用于扩充WCS的服务 的最佳MS发射设置的理想的评估，初始数据收集过程402包括访问可用 信息的不同源。由于关于信号设置的计算可实现于LMU设备/部件中或相 关联的SMLC设备/部件中，或以另外方式在这两种系统的处理资源间共 享，不同类型的信息的收集可以包括在WCS和与其相关联的SMLC之间 的请求和交换数据。
基于初始可用的数据，评估过程中的性能预测以由所述数据推断的标 定MS位置的初步计算403开始。例如，仅基于标识服务小区BTS和区域 的动态SBTS数据和与指出小区天线位置及区域角定向的静态数据一起， 所述的标定位置可^皮确定为区域"质心(centroid)"位置，该位置是大致沿 着方位的区域瞄准线、从BTS天线至最近相邻BTS边界位置的距离的一 半。典型地，更准确的标定MS位置可被通过最小二乘、最大似然或最大 后验(a posteriori)计算来确定，所述最大后验计算汇集了上面描述的和 下面呈现的位置依赖关系中所数学地表示的来自多种测量结果的推定位 置灵敏度。因此在进一步的实例中，即使当初步位置计算403在应用任何 SMLC处理之前被调用时，可用的相关测量结果可仍然包括指示距离的信 号功率水平的测量，用于由MS接收的BTS下行链路信号和由任何BTS 或LMU接收的MS上行链路信号。涉及标定位置计算的技术是那些被描 述并应用于先前的SMLC技术中的技术，包括但不限于上面引用的技术。
基于所关注的MS的标定位置估计，依赖于距离的信号传播损失的初 始估计403可被通过下面描述的数学关系式得到，其中所述的传播损失是 关于MS信号自其估计的位置至候选协作BTS和/或LMU接收站点的位置 的传播。对于那些已有可用信号功率测量结果的站点，所述初始信号传播 损失评估403可进一步地在建模的传播损失计算的调整中被改善，以结合 可用测量结果所推定的信号路径和信号接收装备特征的实际影响。
预期的性能评估404随后应用估计的信号传播损失，以估算在每个候选协作BTS/LMU站点处普遍的信号和噪声条件。为了限制所需的协作站 点数量，可以按照增加与标定MS位置的距离的顺序来分析各站点，进行 直至预测到可接受的性能为止。基于局部于接收站点的假定信号传播损失 和估计噪声水平，计算将提供可接受的测量结果的必要的发射信号水平， 所述的计算与下面表现的用于假警报或相关性等级(correlation-magnitude ) 概率和阈值的数学关系式一致。
在迭代的估算405-408中，对于其对位置确定准确度的潜在贡献，评 估候选MS发射信号功率和持续时间特征。对于每个候选协作站点，将"当 前假定的"MS发射设置与那些判定为概率所需的MS发射设置相比较。 测量成功与接受的概率，也就是"检测到"的概率，被表现于下面引用的 统计描述中。通过所应用的关系式，评估405能够确定每个候选协作站点 在局部于该协作站点的估算信号和干扰条件下能提供可接受的测量结果 的概率。
基于假设测量结果的概率有效性，可如与下面的数学关系式(13)联 合描述的那样，计算预期的位置不确定性协方差406。在阈值接受的概率 表示中，对于潜在可用测量结果的估算不确定性可根据其对倒置 (inversion)前的费氏信息矩阵的贡献来衡量。如在下面的数学关系式中 所表示的，可基于预期的噪声和接收的信号功率或能量水平，评估相关的 概率和准确度。可如下面描述地使用不同的有效性测量(MOE, measures of effectiveness)以表现定位准确度。由于多数可能的测量结果不支持垂直灵 敏度，故主要关注的准确度表征将典型但非必要地在两个水平维度中。例 如，如果依赖于范围的定时测量结果可通过对接收自轨道运动卫星的信号 的MS处理得到，则可获得垂直灵敏度。否则，从由MS接收或产生的陆 基信号获得的位置灵敏度将主要限制在水平范围。
关于接受性，将预期的定位准确度407与所需的性能阈值进行比较。
当预期的定位准确度依照性能标准是不可接受的时，评估性能缺陷性 质408。例如，如果不确定性的量(volume)在所有所需维度中具有几乎 相等的程度，并实质上超过了可接受的性能极限，那么应在所有维度中降 低该不确定性。在所有维度中用大致相等的系数降低不确定性，可能需要
28附加来自附加协作站点的测量结果，或成比例地降^f氐实质上所有当前测量 结果的不确定性，或两者都需要，其中所述的附加协作站点分布在围绕 MS位置均匀分布的成角度的方向中。如用下面描述的数学关系式表示的 那样，在关于该不确定性不被多径扩散所主导的设想中，用于均匀降低不 确定性的任一方法或两种方法都能够与MS发射功率或能量中的假定增加 一起出现。如果多径扩散是不确定性的主要来源，那么增加的MS功率或 能量将仍通过附加更多周围的协作测量站点来降低综合不确定性，但该增 加的能量将不降低当前个体测量结果的不确定性。
可选择地，如果定位的不确定性408仅对于所需维度的一个子集是额
外的，且另外在至少一个维度中符合要求，那么仅那些将沿该额外维度轴 线降低不确定性的附加测量结果是需要的。因此根据用如下描述的数学关 系式表达的几何灵敏度，在潜在信号功率或能量中的增加可被专门支配于 目标驱动的需要，以从如下站点获得该类型的附加的和/或改进的测量结 果，所述站点具有沿缺陷轴线降低不确定性的几何能力。例如，如果二维 不确定性椭圓沿一个特定轴线过分巨大，那么其沿该轴线的不确定性可被 优先地降低，所述的降低是通过增加来自基线沿着或几乎平行于额外轴线
方向分布的站点的改进T(D)OA测量结果，和/或通过增加来自沿垂直轴线 方向分布的站点的改进AOA测量结果。任一形式的作为优选目标的测量 结果将贡献于沿有缺陷的额外轴线的定位不确定性的降低。
当迭代的性能预报被判断为在所需的性能标准下是可接受的时，则最
终评估409检查对于所关注MS的可能增加的功率或能量水平的干扰影响。
如果用于在相同SBTS中服务的其他MS的水平具有足够的信号强度余量，
则所述增加的水平可能符合定位性能需要而不显著降低预期的通信QoS。
然而，如果通信QoS通过初始确定确实看似过度地降低，那么緩和过程可
被调用以减轻这种影响。在最筒单的实例中，如果用于MS的信号强度为 了其信号在相邻站点处提供可接受的测量结果而必须被提高，那么简单提
高当前由相同SBTS服务的所有其他MS的临时信号强度，会在他们共同 共享的相同SBTS中实质地维持相同的相对信号千扰比，但可为所关注的 MS提供足够的信号强度，以在用于协作位置确定测量的相邻站点处实现可接受的水平。可选择地，用于受到所关注的MS信号的提高的强度的不 利影响的MS的通信服务，可能能够被切换到相邻的CGI以继续服务。在 还有的另 一种关于利用时隙通信数据分组脉冲串操作的通信系统的方法 中，用于所关注的"^是高的水平的时隙使用或跳频才莫式的安排可与那些用于 在相同SBTS范围内所服务的其他MS的安排相协调，以减轻可能的如上 面关于普通WCS操作所描述的干扰影响。这种通信性能预报与调整，可 通过对在服务的并相邻的多个CGI中进行的当前操作使用的整体评估来实 现。
当最佳的设置已针对从所关注的MS的理想发射被确定时，在给MS 的消息中发出这些设置特征410的命令。当接收到信号发射指示时，所述 MS可在开始和停止时间，并以命令消息中规定的功率水平，执行其信号 发射。
数学关系式
由SMLC提供的位置确定的准确度是由被该SMLC的LMU接收到的 MS信号的若干特征确定的。如上关于关系式(13)表明并如下描述的， 接收LMU的数量在实现目标准确度中是重要的，且当强调在获得任何结 果所需的较低限度附近时是关键的。另外，为定位计算提供测量结果的协 作LMU的相对几何布置对于LCS性能同样重要。总体来说，特征MS信 号参数"h ()"的测量结果"z"可表达于包含发射MS的位置^ms和接收 BTS或LMU的位置幼Ts的函数关系式加上测量噪声"v"中
z=h(2LMS,2LBTS)+v (1)
对于在两个水平维度中的位置坐标的确定，必须获得至少两个独立的
测量结果用于计算。在WCS范围内，MS和BTS的位置由三维坐标(亦 即绵向、经向和高度)表示，即使可用测量结果通常仅能在绊向和经向两 个水平维度中实现位置的确定。典型地，为了使可靠、准确的结果具有可 接受的或有用的置信度，多于如此最小数量(两个)的测量结果必须并入 位置确定中。因此，用于MS位置确定的一般关系可表达为由可用集合200680050549.5
说明书第20/35页(zJm^l,…,M)的多个(也就是"M"个)分别测量结果形成的M行1列 的向量z—z!,z2,.. ,zm)t:
^歐ms，2Lbts)+X (2) 此处函数li ()是多维定位参数向量的向量评估函数，且噪声向量l代表 根据由以h()表达的理论上精确的关系区分实际获得的测量结果的噪声 贡献的集合。
不同可能的测量参数可在不同的函数关系中表达为相关参数位置向 量。范例的与测量有关的参数是MS与BTS之间的距离DMSBTS:
Dms—bts-1^Lms - 2LbtsI (3) 此处| ( As) l代表在相关(RF天线)位置之间的笛卡尔向量差(A^)的
量值或长度。更直接地，发射时间tT和接收时间tR之间的信号传播的时间
差tTR与发射位置和接收位置之间的距离有关，通过关系式
tR-tT=DTR/c=|^r-2￡R|/c (4)
此处"c"是RF信号的传播速度(亦即光速)，且相应地，xt和xr是发射 和接收位置。例如，当BTS测量往返延迟(RTD)以评估命令MS用于其 在BTS处接收的时间校准的定时提前(TA)时，该RTD或TA与从控制 BTS至所关注的MS并返回的信号传播的距离成正比。也就是说，MS检 测从BTS发射的信号，将其自身同步于此信号，并且以在BTS处检测到 的合作时间校准发出响应发射。由于该往返延迟(RTD)，也就是排除任何 MS响应电路延迟、在BTS处检测到的接收到的、往返的定时校准偏移量， 与在MS和BTS之间的双向传播时间大致成比例，设此偏移量为TAMS, 且其正比于二倍的MS位置和BTS位置之间与定位相关的传播距离 Dms—bts:
TAMs =2Dms_bts/c—2|zLms ""2Lbts卩c (5)
可选择的基于时间的与距离相关的测量结果，包含对于共同MS发射到达 两个不同BTS处的到达时间(TOA)之间的(上行链路)到达时间差 (TDOA!2或UTDOA^ ):TDOA^TOA2 -TOA^OA: -TOT)-(TOA-TOT)
l -Dr)/c,t(TOT)-2^(TOA2)1-区t(TOT)-^(TOA,)I]/c (6)
此处TDOAu正比于信号传播距离Dr2和DR1中的差，且不需要准确协调 得知相关的(或相同的)发射时间，TOT。类似地，增强观察时间差(EOTD) 测量结果，包含关于由MS接收的来自不同BTS的信号的到达时间中的差。
在与位置的不太敏感或不太准确的关系中，RF信号在发射与接收位置 之间传播的距离正比于在那些位置之间传播信号功率的损失。与距离有关
的、测量得的接收信号的功率水平被关于其传播的损失系数ltr从其发射
水平降低，其中所述的传播是如从发射器发射出以及被接收器检测到。随 着使用用于其他相关的、起作用的系数的假定的或已知的值，通过传播环 境的建模表示，此损失系数可提供信号传播距离的测量值DTO:
VSr = Lm(Dw ) = G.PL(D瓜)=G.P地tiR|) (7)
此处Sr和ST测量结果是接收的和发射的信号功率水平测量值，G是与距 离无关的系数，其封装其他如接收和发射天线"系统"增益等在信号传播 相关方向中起作用的系数，且传播损失PL()是关于在部署的发射和接收 天线之间的传播信号强度的环境路径损失的依赖于距离的模型。对于简单 的、球面扩散才莫型，"理论"的传播路径损失是
PLsph(DTR) = [47tDTRA]2 (8)
此处入是信号传播波长。对于利用在MS和一个或更多BTS之间的陆基传 播而测量的功率水平来确定MS的位置，位置计算可有效利用经验地验证 的传播损失才莫型，如Hata的由Okumura等人提出的数据的表达式，在下 歹寸论文中证明五附p/n'c"/ Foa ww/" 户ra/ ag(2"ow丄om /"Mo6,7e &n^e& M. Hato，压五五rra"&， J^/z. 2fec/j.， Fo/ KT-"， M>.3，爿Mg.， 79朋。
由于在环境的和多路径的传播情况中的异常，经验的功率水平测量结 果当以分贝(dB)的对数单位进行量化时更接近地符合正态或高斯分布。 因此，用于Hata的PL ()及其他这种模型的表达式中的乘法系数，典型 地表现为对数项的加和减。特别地，损失模型关系式(8)能够将由依赖 于位置的距离所表达的dB损失与测得的发射功率水平和接收功率水平之间的dB差关联起来。当以dB单位表达时，球面扩散关系指出传播损失与 发射器至接收器距离或"范围(R)"的对数乘以系数20成比例。在Hata 的用于表示在典型WCS频带中Okumura的测量结果的适当系数的经验确 定中，用于在城市环境中测量的"log(R)"的乘法系数典型地为 35。可
点进行旷野测量而确定的，则作为距离以及(在某种情形中)可能AOA 的函数的CGI特有的传播损失表达式，可用来替换普通的Hata表达式。
任何这些可应用的传播损失关系式，具有"线性"的或"dB (也就是 对数的)"形式，可被直接应用于信号传播距离的关联评估。例如，它们 可用于评估发射的MS功率，该功率是当从已知的或估算的MS位置发射 时，信号以期望的信号水平到达所选的BTS处所需要的功率。类似地，当 发射从具有已知的或估算的发射位置和功率水平的"干扰"MS到达时， 这种关系可用于估计在受制BTS处收到的信号干扰水平。另外，当发射的 功率水平^皮通过命令控制从关联的通信系统得知时，这种关系可^f皮认定用
于位置确定。甚至当发射水平未知或不可从测量结果得到时，对于由两个 分立的接收器接收的共同发射信号的接收水平比率，可用作涉及在发射台 和接收台之间的两个依赖于位置的距离的比率(或dB差)的测量。该功 率水平比率或dB差针对特定于每个接收位置的增益系数而调整。这样使 用接收功率比率或dB差不需要关于共同发射功率水平的可用信息。通过 建才莫的距离关系，包括对数的表达式，依赖于MS位置的信息可被提取用 于从一个或更多BTS至MS和/或从MS至一个或更多BTS的发射。
如另一种形式的与位置相关的测量，关于到达装备有LMU的BTS处 的MS发射，可以评估信号到达角度(AOA)，其中所述的LMU能够从接 收到的信号获得角度特征。这种AOA不直接包含与距离有关的依赖性。 AOA可一皮典型地表现为从接收点向着入射信号方向的角度，相对于已知的 真实的大地测量的北的固定方向来确定数量。此关系可表示为
AOATR = atan2[(5T — 2￡R )E/(2￡T — 2￡R )N ] (9)
此处atan2[]提供了完全的四象限反正切，且()e和()n表示从接收位 置M指向发射位置針的向量的东和北的分量。这种测量提供了关于(且敏感于)沿着在接收陆地站(LS)处检测到的方向线(LOB)的可能或大 概的发射MS位置的信息。AOA测量标称上独立于沿着从LS至MS位置 的LOB的距离(在向量差坐标的比率中是明显的，该比率相对抵消任何 距离灵敏度)。
如上所述，可由上面的几何关系得到的可实现的定位准确度被表现于 向量函数li ()中，其中所述的几何关系是关于用于位置确定的多个测量 结果而呈现的。在简单实例中，如果可用于位置确定的测量结果全部是距 离相关的测量结果，且所有贡献测量结果的BTS或LMU沿单一直线排列， 那么可用的信息仅表示线性的几何排列(也就是，沿着那条直线)，且没 有信息可用于确定MS位于所述线的哪一侧。对于此简单实例，需要至少 从一个LMU离开对称线的距离测量结果，以在第二维度，也就是垂直于 该线的方向中明确地定位MS。可选择地，如果除与距离相关的测量结果 外，从BTS至MS的AOA的测量结果被结合于定位计算中，那么这种附 加的计算结果会打破线性对称，并会提供侧对侧(side to side ambiguity) 的不明确性的解决。因此，所有可用测量结果的几何意义被结合于位置确 定过程的准确性灵敏度中。
在正态统计学的4i设下，可通过使用涉及大量BTS的测量数据预期的 最佳定位准确度，可以用如那些上面介绍的相关的观察关系式被评估。函
数h()是为了准确表示数据与期望的定位状态参数之间的真实关联。因 此，对于噪声的期望值"E ()，，是零(也就是说，噪声是无偏性的)，且 在正态假设下，观察不确定性由高斯协方差矩阵表示，R:
E(力二 Q_and E(xxT ) = R (10)
下面描述可针对不同类型位置灵敏测量实现的依赖于信号水平的准
确度或不确定性的实例。数据向量对MS位置向量2L中的参数值的灵敏度 被表示为灵敏度矩阵H ():
地)=迎(，2L = 8丄② (11)
此处，当针对M个测量结果的测量结果向量和N维的状态向量进行评估 时，向量变量2L的矩阵函数H ()是M行N列的矩阵函数。典型地，位
34置确定得到位置向量值^ms的最小二乘解，对于2Lms， 5C (^Ms)(chi-square) 被最小化，f(2iMS)对于可用测量向量z根据剩余向量E(2^ms)3-1i01ms)形成， 或似然或后验概率被最大化。对于任何候选位置向量^，该f检验被求值 为
<formula>formula see original document page 35</formula>(12)
用正态或高斯测量结果不确定性，可从这种相关联位置评估预期的最佳定 位不确定性协方差矩阵P会是
<formula>formula see original document page 35</formula>(13)
此处NxN的空间协方差矩阵P表达了为MS位置估计^Ms预期的不确定 性，其中所述矩阵P是费氏信息矩阵的倒置。例如，当估计的位置状态向 量是关于两个水平状态参数即绵向和经向时，P是2x2矩阵函数。反映于 在估计的定位误差协方差矩阵P固有的信息中的定位准确度，可在不同的 概括的有效性测量值(MOE)中表达。作为一种不确定性"量(volume)" 的标量"测量"，总的(水平的)不确定性区域A可被以水平协方差矩阵P 的行列式通过以下关系式表达
<formula>formula see original document page 35</formula>(14)
此处sqrtU求2x2协方差矩阵的标量行列式Det()函数的平方根函数。其 他不确定性的旋转不变的标量测量，包括用于不确定性椭圆的二维(2D) 半短和半长轴的值，可由不确定性协方差参数通过2 x 2协方差的迹(trace ) 和行列式的不同组合构成。P的表达式(13)也揭示了基础关系，其中不 确定性协方差可被视为与起作用的测量结果的数量成反比例，由于当测量 结果具有不相关协方差时(也就是当R为对角线时)矩阵积仅仅在M个 起作用的测量结果上产生和。对于涉及(可能)起作用的LMU站点的准 确度推断的可选择评估，所有测量关系及其在灵敏度矩阵中相关联的偏导 数可^^皮适当地按共同单位的比例确定，如距离。例如，定时的测量结果可 被按照信号传播速度(光速)c的比例确定，且角度的测量结果可被同样 地按照合适的信号传播距离的比例确定到横轴投影。则，有效地反映MS 和BTS位置之间的几何关系在何种程度上结合在一起以形成良好的估计 位置的标准参数，可4皮表达为精度HDOP的(无单位的)标量(水平)的削减(dilution )(例如，当测量数据仅支持水平参数的灵敏确定时)
HDOP = Sqrt{TraCe([HT(2LMS)H(2iMS)]-(15)
此处sqrtU求相关的2x2矩阵积反转(inverse )的标量迹的平方根函数。 通常，当可比较的测量准确度可被预期在多数或全部的可能站点处用于 LMU时，那么如果能够获得包含LMU站点的测量结果，这些LMU站点 部署于围绕针对所关注的MS的预期的标定操作区域(大致)均匀分布的 方向中，则定位准确度将是最佳的。
如图4中表现的实例，MS发射功率控制所考虑的事项由用于提高服 务性能，尤其是扩充的位置确定服务性能的目标驱使。通过如上描述地使 用这种准确度关系式，在本发明中最佳功率控制评估的最优选的实施方式 顾及准确度性能中的益处，所述益处将会与能够潜在地通过调节MS的发 射功率来获得的测量结果一起，增加能够从候选(BTS)位置处的LMU 提供可靠的测量结果的水平。当用于WCSX通信管理的MS发射水平的正 常计算不支持在充足的LMU站点处的足够的接收以产生可靠的位置确定 时，则本发明的最佳功率控制计算将估算最佳的可选择的MS发射功率水 平，该功率水平使位置确定能够包括来自数量可接受的最佳有利的LMU 站点的附加测量结果。通过假定候选MS信号特征功率水平，特征功率水 平对定位准确度的影响可被如上描述地评估。使用名义上典型的MS位置， 至每个候选LMU站点的传播损失可被计算。然后，候选站点的预期的信 噪功率比可被计算。基于预期用于位置测量结果提取和用于无线通信的信 号处理技术，预期的位置测量准确度和通信干扰影响可被估算。
对于MS信号的最佳功率和持续时间的动态的、位置驱动的估算的可 能的益处的主要的实例，出现于当MS用于紧急通信时，当其地理地接近 于其服务BTS的时候。在接近SBTS的小范围中，标准通信功率控制会显 著降低MS的命令发射功率。这可以典型地减少或排除在除SBTS站点以 外的任何其它站点处接收MS信号，借以潜在地排除在严峻情况中确定 MS位置的能力。
由于标准信号表征处理的准确度或预期方差与在测量过程中利用的 总接收信号能量成反比，且与局部地接收的噪声和干扰信号功率成正比，本发明的功率控制技术可最优地检测并确定可选择的信号功率水平及相 关联的持续时间，所述功率水平和持续时间 一起能导致有效的且增强的与 位置有关的或其他相关的测量。标准统计学的描述在它们对总信号能量和 影响各个信号处理形式的噪声以及干扰功率的依赖性中，表达了对于从接
受阈值、与位置有关的参数测量准确度以及通信的位误差率或符号误差率 或错误概率积累得到的结果的标准预期。
^口在DefeC/oM' Est/附Wz'ow， <3"d A/o(iM/a〃ow 7T2eo^y，尸"W /， 77.丄.P&r" 7>e^， 22/， Jo/w附/e;; & 中所描述的，似然性比率检验或恒
定假警报率(CFAR, constant false alarm rate )的接受阈值，可被评估用于 确定候选测量结果是否会被选择以起作用于定位计算。由于形成所提取的 信号特征测量结果的基础的信号处理最理想地包含信号相关性技术，故可 应用的接受阔值符合统计相关性或相干性(coherence)概率分布，如在以 下论文中所述￡"s">w<3"'ow 0/f/ie MagwYwcfe-SgMam^ C0/2erewce Fwwcdo" Ma Ove由/ / ed Fast Fow〃.er 7>朋*/7 7 iVoce柳'wg， GC.Carter, C.H.Knapp和 A.H.Nuttall, IEEE Trans. Audio and Electroacoustics, vol. AU-21, No.4, Aug., 1973, pp. 337-344，禾口 5^a"对/cs f/2e五对/w"te o/ f/ e A/"gw/加(ie Co/zere"ce G.C.Carter, C.H.Kn叩p和 A.H.Nuttall ，前面所引的书，pp. 388-389。复杂的相关性Y ( t )[或类似地相千性y (f)]统计量的标准表示法 可被表达为
rT/2
b(t)z/(t + T)dt
Y(T)=，
rT/2 ， fT/2 ，
丄|Zl(t)|2dt I |z2(t + T)|2dt
(16)
此处zn ()代表复杂的信号(或频谱)抽样。那么，通过来自引用的Carter 等人的文章中的实例，关于纯噪声(也就是假警报)统计的累积概率分布 能够表达超过阈值l Y卩的假警报的概率，例如对于CFAR探测器，如
PFA(hf ) = [1-M2], (17)
此处TB是代表为相关性评估而汇集的独立抽样数量的时间带宽积
37(product)。在这种评估中，在有足够SNR的信号存在的布li殳下，由关系式 (18),候选信号水平大致与相关性量值平方的期望成比例
M2 二S肌SNR2/[(1 + SNRJ(1 + SNR2)] (18)
此处SNRn代表用于互相关的两个信号的信噪功率水平比。当相关的抽样
集合中的一个是与本质上无限的SNR匹配的复制时，则上面的表达式可被 确定为l Y|2=SNR/ (l+SNR)，使用"SNR"用于其他的(有限的)比率。 通过这种基于相关性的阈值的应用，候选信号功率水平可被相对于估算的 噪声功率水平进行评估，以确定其是否会产生可接受的基于相关性的测量结果。
当候选信号功率水平被判断为提供可接受的测量结果时，其获得的参 数准确度对于位置确定准确度的可能的贡献，也可基于准确度对信号强度 的依赖性进行评估。例如，关于针对TDOA测量结果可实现的最佳准确度 的表达可在以下论文中得到T7 e Ge"era/feeof Cwre/欲,'o" A/e幼cxi /or 5"劝.廳&ow 7)', L)e/"少，C.H.Knapp和G.C.Carter, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-24, no.4, pp.320-327, Aug 1976;和T)附e
￡>離5*, J.P.Ianiello, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, Vol. ASSP-30, no.6, pp.998-1003, Dec.1982。这种描述可用于表现对于最佳的 ("白化的")导出相关性的TDOA t的标准偏移a (即方差的平方根)如
兀B^TBy卩
此处重复地，B是带宽，且T是涉及产生测量结果的信号处理的积分时间。 注意，在此表达式中，如在下列引用的关于其他形式的测量结果的论文中 的类似表达式中一样，测量准确度与时间带宽积乘以接收信号SNR的平方 根成反比。典型地，即使在存在"干扰"时，干扰信号(如带有数字通信 信号的单调谱内容(flat spectral content))以与"白，，噪声(如热噪声)大 致相同的方式影响测量结果准确度，因此仅仅需要适当地结合进"SNR" 评估中。对于因多径扩散影响导致的不确定性贡献的表示法，搡作环境的和每种类型测量结果的独立于功率的多径扩散特征，可被加入到与如上所
表现的"噪声"影响的积分。对于另一种类型的测量结果，对于AOA测 量可实现的最佳准确度的表达式可在下列论文中得到i aw/油朋
Sowrce51， J.A.Cadzow, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol.36, no.7, pp,965-979, July 1988; Bean'wg ^4ccwrac_y朋d i^o/W朋5oww必 7//g/2-i^6>/w"'ow Se纖/o/7wera， R.S.Walker, Int. Conf. Acoust., Speech, Signal Processing 1985 Proceedings; p乂及Qpf/附w/n Possz've Becrn'wga S/ a"'"〃y /wco/2e柳/油/se五腿'ra,eW, V.H.Macdonald和P.M,Schultheiss, Jour. Acoust. Soc. Amer., vol.46, no.l, pp.37-43, July 1969。另夕卜，对于艮卩4吏 在低SNR处的普通参数测量结果可实现的最佳准确度的表达式可在下列 文章中得到五jcfe"(ie(i Z/v-Z"^f/ Lower Sotm<i P^cfor尸ara附eter 五劝.應加m, K丄.Bell, Y.Steinberg, Y.Ephraim和H丄.Van Trees, IEEE Trans. Info. Theory, vol. 43, no.2, pp, 624-637, Mar 1997;以及Deto:"ow，五s"ma"ow， 朋dM 血toZow r/^6 ^v, Part 1, H丄.Van Trees, John Wiley & Sons, Inc., 2001, 第2.4.2和2.4.3节。
最后，描述通信符号或误码率(BER)或错误概率的范例表达式和相
关联的推导，与每比特接收信号能量与噪声谱密度的比率相关，可在Z^gzto/
C6)附www/ca/7'ww < <i^(/ / //a^z'o/is, B.Sklar, Prentice Hall, 2001
第4.7至4.9节中得到。通信系统的错误概率是确定通信QoS的参数。如 其中所描述的，用于在高斯"白"噪声条件下的错误概率的相关表达式经 常包括得到好评的(complimentary)误差函数的表达式erfe()或Q()，对于 正态高斯统计
用于错误概率的适当表达式依赖于目标通信系统中应用的、用来传输所发 射的数据的特定形式的调制。例如，现代无线"数字"通信系统可使用M 进制(M-ary)差分相移4定控(DPSK)信号的相干检测(coherent detection )。 在这种范例系统中与候选信号功率或能量水平相关联的错误概率，在所引
39用的参考文件中被描述如下
广
pe(m) 2q
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V5m
(21)
乂
此处Es是每个M进制符号的发射能量，Es=Eblog2M，其中Eb作为每比特 的能量，以及No是噪声谱密度。因此，由于Es/Nt^TB.SNR，这种表达式 也可视为TB.SNR乘积的平方根的函数，此处T是信号符号波形的持续时 间，且B是处理信号(与噪声)的带宽。由于这种通信QoS的SNR依赖 性，升高的信号功率或能量水平的影响可被估算，以在被命令给所关注的 MS之前接受并调整。
关于无线定位系统专利的引用
TruePosition公司，本发明的受让人，及其全部所属子公司，KSI公司 已经在无线定位领域中从事发明很多年，且已经取得了相关专利的投资組 合，其中的一些在上面引用。因此，下列的专利可被参考用于无线定位领 域中的有关发明和改进的信息和背景
1. 美国专利No. 6,876,859 B2, April 5, 2005, Method for Estimating TDOA and FDOA in a Wireless Location System;
2. 美国专利No. 6,873,290 B2, March 29, 2005, Multiple Pass Location Processor;
3. 美国专利No. 6,782,264 B2, August 24, 2004, Monitoring of Call Information in a Wireless Location System;
4. 美国专利No. 6,771,625 Bl, August 3, 2004, Pseudolite國Augmented GPS for Locating Wireless Phones;
5. 美国专利No. 6,765,531 B2, July 20, 2004， System and Method for Interference Cancellation in a Location Calculation, for Use in a Wireless Locations System;6. 美国专利No. 6,661，379 B2， December 9, 2003, Antenna Selection Method for a Wireless Location System;
7. 美国专利 No. 6,646,604 B2, November 11, 2003, Automatic Synchronous Tuning of Narrowband Receivers of a Wireless System for Voice/Traffic Channel Tracking;
8. 美国专利No. 6,603,428 B2, August 5, 2003, Multiple Pass Location Processing;
9. 美国专利No. 6,563,460 B2, May 13, 2003, Collision Recovery in a Wireless Location System;
10. 美国专利No. 6,546,256 Bl, April 8, 2003, Robust, Efficient, Location-Related Measurement;
11. 美国专利 No. 6,519,465 B2, February 11, 2003, Modified Transmission Method for Improving Accuracy for E-911 Calls;
12. 美国专利No. 6,492,944 Bl, December 10, 2002, Internal Calibration Method for a Receiver System of a Wireless Location System;
13. 美国专利No. 6,483,460 B2， November 19, 2002, Baseline Selection Method for Use in a Wireless Location System;
14. 美国专利No. 6,463,290 Bl, October 8, 2002, Mobile-Assisted Network Based Techniques for Improving Accuracy of Wireless Location System;
15. 美国专利No. 6,400,320, June 4, 2002, Ante腿Selection Method For A Wireless Location System;
16. 美国专利Mo. 6,388,618, May 14, 2002, Signal Collection on System For A Wireless Location System;
17. 美国专利No. 6,366,241, April 2, 2002, Enhanced Determination Of Position- Dependent Signal Characteristics;18. 美国专利No. 6,351,235, February 26, 2002, Method And System For Synchronizing Receiver Systems Of A Wireless Location System;
19. 美国专利No. 6,317,081, November 13, 2001, Internal Calibration Method For Receiver System Of A Wireless Location System;
20. 美国专利 No. 6,285,321, September 4, 2001, Station Based Processing Method For A Wireless Location System;
21. 美国专利 No. 6,334,059, December 25, 2001, Modified Transmission Method For Improving Accuracy For E-911 Calls;
22. 美国专利No. 6,317,604, November 13, 2001, Centralized Database System For A Wireless Location System;
23. 美国专利No. 6,288,676, S印tember 11, 2001, Apparatus And Method For Single Station Communications Localization;
24. 美国专利No. 6,288,675, September 11, 2001, Single Station Communications Localization System; 25.美国专利No. 6,281,834, August 28, 2001, Calibration For Wireless Location System;
25. 美国专利No. 6,281,834, August 28, 2001, Calibration For Wireless Location System;
26. 美国专利No. 6,266,013, July 24, 2001, Architecture For A Signal Collection System Of A Wireless Location System;
27. 美国专利No. 6,184,829, February 6, 2001, Calibration For Wireless Location System;
28. 美国专利No. 6,172,644, January 9, 2001, Emergency Location Method For A Wireless Location System;
29. 美国专利No. 6,115,599, September 5, 2000, Directed Retry Method For Use In A Wireless Location System;
30. 美国专利No. 6,097,336, August 1, 2000, Method For Improving The Accuracy OfA Wireless Location System;
4231. 美国专利No. 6,091 ,362, July 18, 2000, Bandwidth Synthesis For Wireless Location System;
32. 美国专利 No. 6,047,192, April 4, 2000, Robust, Efficient, Localization System;
33. 美国专利 No. 6,108,555, August 22, 2000, Enhanced Time Difference Localization System;
34. 美国专利No. 6,101,178, August 8, 2000, Pseudolite-Augmented GPS For Locating Wireless Telephones;
35. 美国专利 No. 6,119,013, September 12, 2000, Enhanced Time-Difference Localization System;
36. 美国专利 No. 6,127,975, October 3, 2000, Single Station Communications Localization System;
37. 美国专利No. 5,959,580, S印tember 28, 1999, Communications Localization System;
38. 美国专利No. 5,608,410, March 4, 1997, System For Locating A Source Of Bursty Transmissions;和
39. 美国专利No. 5,327,144, July 5, 1994, Cellular Telephone Location System;和
40. 美国专利 No. 4,728,959, March 1, 1988, Direction Finding Localization System.
结论
本发明的信号功率和持续时间(或等于持续时间乘以功率的相关的积 的总能量)的最优化，针对来自围绕标定MS位置的所有最邻近的LMU 的贡献，来检查潜力(potential)。该最优化逐步向外扩张至更大的距离范围， 以获得所选的协作LMU站点的优化组。在本发明的说明性的实施方式中， 最优化的功率控制计算在扩充WCS服务的标准SMLC数据处理设备中执
43行。作为结果的估算的用于MS发射的最佳功率水平和持续时间^C提供给
BTS,并被从该BTS优先命令给该MS,该BTS在对完整CGI的当前通信 使用的检查中执行最终的功率控制判定。在使用自己的标准数据处理设备 的最终评估中，服务BTS可重置或切换其他活动的MS任务的频率、信道 和/或CGI分配，且潜在地也可能与用于当前正在服务的其他MS的相关功 率调整一起协调并安排对于所关注的MS的功率调整。此BTS和/或相关 联的BSC的协作可包括如下估算当前通信业务比特率(完全的对部分的) 和时隙使用、跳频模式、功率的水平和最高限度(也就是最大可实现的或 可接受的)、以及在其操作范围内的局部噪声或干扰水平。因此，表征MS 信号和通信环境的数据在SMLC与WCS之间的综合协作性交换，使MS 功率的动态调整能够提高扩充定位服务的性能，同时减轻或避免通信服务 中的降低。
作为本发明的最佳功率控制评估的基础，标定的或起始的MS位置可 仅通过使用与当前相关SBTS关联的WCS部署信息获得。用这种可用于 WCS部署配置的信息，对于目标服务区域的天线方位的CGI位置和方向 使得能够使用在距BTS标定距离处沿着区域中心LOB的标定MS ("区域 质心")位置，该标定距离为，例如，近似沿着相同的中心LOB至下一个 最近的相邻CGI边界的距离的一半。可选择地，用上面描述的任何更精确 地测量的和/或命令的信息项，本发明的功率控制技术可估计更精确的标定 MS位置的表达式。如上面描述的，这种精确信息可包括l)为当前的 MSRTD估算的TA，借以提供距服务BTS的关联距离的直接的测量结果； 2 )如在服务BTS和任何其他BTS处观察到的用于MS的接收功率水平， 如果是可用的，则借以通过传播损失模型推断相对距离比；3)BTS命令 用于MS的功率水平，以使在BTS (s)处观察到的功率水平可通过传播损 失模型与个体的MS至BTS的距离成正比；4)(优选多个)下行链路BTS 功率水平和/或EOTD ( s )，如由MS测量的并在网络测量报告(NMR)和 关联控制通信中报告给功率最优化评估；5) WCS的所选的下行链路BTS 发射功率水平，借以通过传播损失模型推断从MS至相关联的个体BTS (s)的距离；以及6)估计的MS位置或其他LMU提取的与位置有关的 信号特征的测量结果，例如，如由附属SMLC实现或提供的TOA、 TDOA、AOA、信号强度、或相关性水平。所有这种信息项分别地或协作地合并进 入标定MS位置的精确估算中，且又贡献给原位的当前信号传播环境的精 确估算，其中所述的MS在所述的信号传播环境中运行。
在本发明的功率控制估算中，最佳MS信号发射功率水平和调整的功 率的持续时间的选择和评估，通过上行链路和/或下行链路传播路径损失的 当前的或实时的测量结果^fe直接增强至可用的或可得到的程度。这种实时 传播损失测量结果与可应用的传播损失模型一起用于评估，不仅用于直接 推断相关的关联传播路径长度，而且用于间接地支持动态校准的传播损失 的估算自身。通过作为结果的动态调整过的预期的传播损失的表征，本发 明的功率控制评估更准确地估算潜在的用于很可能会实现即时目标定位 或其他扩充il良务性能的MS功率水平。
本发明的原理、实施方式和操作才莫式已经在前述说明书中阐明，其中 显而易见的是，本技术中的普通技术人员可执行适当的数据处理以实现所 描述的技术。于此公开的实施方式应解释为是说明本发明而不是限制它。 许多的变化与改变可实施于前述的说明性的实施方式而不背离本发明的 如在所附权利要求中阐明的范围。
另外，本发明的真实范围不限于公开于此的目前优选的或说明性的实 施方式。例如，前面公开的动态发射功率控制系统的说明性实施方式使用 解释性的术语，如位置测量设备(LMU)、服务移动定位中心(SMLC)以 及类似的术语，这些不应被解释以致限制下列权利要求所保护的范围，或 以致另外意味着系统的创造性方面限于公开的特定的方法和装置。而且， 如会被那些本技术中的熟练人员理解的，公开于此的创造性方面可应用在 无线通信系统中或为了有益于无线通信系统而被应用，其中所述的无线通 信系统不n于特定的无线位置确定技术。例如，供无线通信系统借以为 通信切换(HO)确定最佳时间和服务小区标识的过程，可得益于动态的功 率控制确定。类似地，本发明不限于使用多个LMU和其他如上面描述的 那样的子系统的系统。所述LMU、 SMLC等本质上是可编程的数据收集与 处理设备，其可以采用多种形式而不背离公开于此的创造性的概念。给定 数字信号处理和其他处理功能的下降的成本，就可能例如将针对特定功能的处理从一个于此描述的功能元素转换至另一个功能元素，而不改变创造 性的系统操作。在许多情况中，于此描述的实施位置(即，功能元素)仅 是设计者的偏好，并不是硬性要求。
另外，更新的基于GSM的系统如UMTS中的控制信道，被称为接入 4言道("cce^ channel),而凄丈才居或i吾音寸言道^皮称为业务4言道("q^c channel )， 此处这种接入和业务信道可共享相同的频带和调制方案，但是^f皮编码隔 离。在此说明书中，无论用于特定空中接口的哪种优选术语，关于控制和 接入信道、或语音和数据信道的一般引用应指所有类型的控制信道或语音 和数据信道。而且，给出了遍及世界使用的许多空中接口的类型(例如， IS-95 CDMA、 CDMA 2000、 UMTS以及W-CDMA )，此说明书不排除任 何来自在此描述的创造性概念的空中接口 。那些本技术中的熟练人员将承 认其他使用在别处的接口是派生自或在种类上类似于那些上面所描述的 接口。因此，除了当可能明确地表达确实限制的时候以外，下列权利要求 的保护范围不意味着被限于上面所描述的特定的实施方式中。
权利要求
1. 一种用于控制从移动台发射以支持与无线通信系统相关联的扩充服务的信号的RF信号特征的方法，所述方法包括以下步骤(a)评估与所述信号特征的值相关的收集到的数据，以获得对于所述扩充服务的预期性能的有效性的依赖于特征的预期测量值；(b)确定用于所述特征以支持所述扩充服务的最佳值；并(c)将所述最佳值传达至所述移动台。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述受控的信号特征是由所述移 动台发射的信号的功率水平。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述受控的信号特征是由所述移 动台发射的信号的持续时间。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述受控的信号特征是由所迷移 动台发射的信号的能量。
5. 如权利要求l所述的方法，进一步包括在所述移动台中使用所述最佳值，以控制所述移动台的发射信号的所 述特征。
6. 如权利要求l所迷的方法，其中所述扩充服务包括位置确定。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在所述 移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的所述功率水平的测量 结果。
8. 如权利要求1所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在所述 移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的到达时间的测量结果。
9. 如权利要求1所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在所述 移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的到达时间差的测量结 果。
10. 如权利要求1所述的方法，其中所述的收集到的数据包括RF信 号经由包括基站收发信机和所述移动台之间的下行链路方向和上行链路 方向的双向路径而传播的往返延迟的测量结果。
11. 如权利要求1所述的方法，其中所述的收集到的数据包括RF信 号经由包括基站收发信机和所述移动台之间的下行链路方向和上行链路 方向的双向路径而传播的定时提前的测量结果。
12. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在基站 收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述功率水平的测量结果。
13. 如权利要求l所述的方法，其中所迷的收集到的数据包括在基站 收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述到达时间的测量 结果。
14. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在基站 收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述到达时间差的测 量结果。
15. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在基站 收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的到达角度的测量结杲。
16. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括规定当 下行链路信号从所述基站收发信机发射时命令用于所述下行链路信号的 功率水平的无线通信系统参数。
17. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括规定当 上行链路信号从所述移动台发射时命令用于所述上行链路信号的功率水 平的无线通信系统参数。
18. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在基站 收发信机与所述移动台的估计位置之间的RF信号传播损失的表示。
19. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括基站收 发信机与所述移动台的估计位置之间的信号路径的RF信号发射和接收系统增益的表示。
20. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括由位置确定过程提供的所述移动台的估计位置。
21. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处的通信系统干扰的测量结果。
22. 如权利要求l所述的方法，其中所迷的收集到的数据包括在基站收发信机处的通信系统服务质量的测量结果。
23. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数椐包括在基站收发信机处的通信系统误码率的测量结果。
24. 如权利要求l所述的方法，其中所述的收集到的数据包括指示能够从所述移动台接收发射的位置测量设备的数量的数据。
25. 如权利要求24所述的方法，进一步包括以下步骤引起所述移动台增加其发射的功率，以使规定数量的位置测量设备能够接收所述发射。
26. 如权利要求l所述的方法，其中所述的有效性的预期测量值包括预期的位置确定准确度的表示。
27. 如权利要求26所述的方法，其中所述的预期的定位准确度的表示包括表示定位误差协方差矩阵的预期不确定性的至少一个参数。
28. 如权利要求27所述的方法，其中所述的预期的定位不确定性的参数表示包括由以下项组成的组的至少一个成员所述定位误差协方差矩阵的预期的行列式、所述定位误差协方差矩阵的预期的迹、以及所述的预期的位置确定的精确度的预期削减。
29. 如权利要求l所述的方法，其中确定最佳值的所述步骤进一步包括联合估算预期的位置测量准确度和根据与候选调整的信号特性相关联的干扰影响而预期的通信系统服务质量或误码率。
30. 如权利要求l所述的方法，其中确定最佳值的所述步骤包括确定是否足够数量的位置测量设备从所迷移动台接收到了发射。
31. 如权利要求l所述的方法，其中确定最佳值的所述步骤包括确定是否适当几何排列的位置测量设备从所述移动台接收到了发射。
32. 如权利要求l所述的方法，进一步包括以下步骤在无线通信系统和扩充服务系统间交换数据；并在所述无线通信系统和所述扩充服务系统的处理设备间共享。
33. —种控制系统，其包括(a) 处理器，其编程为接收涉及与由移动台发射的信号相关联的信号特征的收集到的数据，并获得对于扩充服务的预期性能的有效性的依赖于特征的预期测量值，且为所述特征确定最佳值以支持所述扩充服务；和(b) 将所述最佳值传达至所述移动台的机制。
34. 如权利要求33所述的系统，其中所述受控的信号特征是由所述移动台发射的信号的功率水平。
35. 如权利要求33所述的系统，其中所述受控的信号特征是由所述移动台发射的信号的持续时间。
36. 如权利要求33所述的系统，其中所述受控的信号特征是由所述移动台发射的信号的能量。
37. 如权利要求33所迷的系统，进一步包括在所述移动台中用于使用所述最佳值以控制所述移动台的发射信号的所述特征的程序。
38. 如权利要求33所述的系统，其中所述扩充服务包括位置确定。
39. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在所述移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的所迷功率水平的测量结果。
40. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在所述移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的到达时间的测量结果。
41. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在所述移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的到达时间差的测量结果。
42. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括RF信号经由包括基站收发信机和所述移动台之间的下行链路方向和上行链路方向的双向路径而传播的往返延迟的测量结果。
43. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括RF信号经由包括所述基站收发信机和所述移动台之间的下行链路方向和上行链路方向的双向路径而传播的定时提前的测量结果。
44. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述功率水平的测量结果。
45. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述到达时间的测量结果。
46. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述到达时间差的测量结果。
47. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的到达角度的测量结果。
48. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括规定当下行链路信号从所述基站收发信机发射时命令用于所述下行链路信号的功率水平的无线通信系统参数。
49. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括规定当上行链路信号从所述移动台发射时命令用于所述上行链路信号的功率水平的无线通信系统参数。
50. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机与所述移动台的估计位置之间的RP信号传播损失的表示。
51. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括基站收发信机与所述移动台的估计位置之间的信号路径的RF信号发射和接收系统增益的表示。
52. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括由位置确定过程提供的所述移动台的估计位置。
53. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处的通信系统干扰的测量结果。
54. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处的通信系统服务质量的测量结果。
55. 如权利要求33所述的系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处的通信系统误码率的测量结果。
56. 如权利要求33所述的系统，其中所迷的有效性的预期测量值包括预期的位置确定准确度的表示。
57. 如权利要求56所述的系统，其中所述的预期的定位准确度的表示包括至少一个表示定位误差协方差矩阵的预期不确定性的参数。
58. 如权利要求57所述的系统，其中所述的预期的定位不确定性的参数表示包括由以下各项组成的组的至少一个成员所迷定位误差协方差矩阵的预期的行列式、所述定位误差协方差矩阵的预期的迹、以及所述的预期的位置确定的精确度的预期削减。
59. 如权利要求33所述的系统，其中确定最佳值的所述步骤进一步包括联合估算预期的位置测量准确度和根据与候选调整的信号特征相关联的干扰影响而预期的通信系统服务质量或误码率。
60. 如权利要求33所述的系统，进一步包括用于在无线通信系统与扩充服务系统之间交换数据的机制，其中，在所述无线通信系统的处理设备与所述扩充服务系统的处理设备间共享处理。
61. 如权利要求33所述的系统，其中所述处理器被编程以接收收集的数据，所述数据包括指示能够从所述移动台接收发射的位置测量设备的数量的数据。
62. 如权利要求61所述的系统，进一步包括用于引起所述移动台增加其发射的功率以使规定数量的位置测量设备能够接收所述发射的装置。
63. 如权利要求33所述的系统，其中所述处理器被编程，用于确定是否足够数量的位置测量设备从所述移动台接收到了发射。
64. 如权利要求33所述的系统，其中所述处理器被编程，用于确定是否适当几何排列的位置测量设备从所述移动台接收到了发射。
65. —种无线通信系统，其包括基站收发信机，用于与移动台通信；无线定4立系统；以及发射功率控制系统，用于收集涉及与由所关注的移动台(MS)发射的信号相关联的发射功率水平的数据，并处理所收集的数据以获得对于所述定位系统的预期性能的有效性的预期测量值。
66. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述发射功率控制系统包括处理器和机制，所述处理器配置成对于所关注的所述MS的所述发射功率确定最佳值以支持所述定位系统，所迷机制将所述最佳值传达至所关注的所述MS。
67. 如权利要求66所述的无线通信系统，其进一步包括用于控制由所关注的所述MS发射的信号的能量的装置。
68. 如权利要求66所述的无线通信系统，其进一步包括用于控制由所关注的所述MS发射的信号的持续时间的装置。
69. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所迷的收集到的数据包括在所述移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的所述功率水平的测量结果。
70. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在所述移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的到达时间的测量结果。
71. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在所述移动台处从基站收发信机接收到的下行链路信号的到达时间差的测量结果。
72. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括RF信号经由包括基站收发信机和所述移动台之间的下行链路方向和上行链路方向的双向路径而传播的往返延迟的测量结果。
73. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括RF信号经由包括所述基站收发信机和所述移动台之间的下行链路方向和上行链路方向的双向路径而传播的定时提前的测量结果。
74. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述功率水平的测量结果。
75. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述到达时间的测量结果。
76. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的所述到达时间差的测量结果。
77. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机处从所述移动台接收到的上行链路信号的到达角度的测量结果。
78. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括规定当下行链路信号从所述移动台发射时命令用于所述下行链路信号的功率水平的无线通信系统参数。
79. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括规定当上行链路信号从所述移动台发射时命令用于所述上行链路信号的功率水平的无线通信系统参数。
80. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据包括在基站收发信机与所述移动台的估计位置之间的RF信号传播损失的 表示。
81. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据 包括基站收发信机与所述移动台的估计位置之间的信号路径的RF信号发 射和接收系统增益的表示。
82. 如权利要求65所迷的无线通信系统，其中所述的收集到的数据 包括由位置确定过程提供的所述移动台的估计位置。
83. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据 包括在基站收发信机处的通信系统千扰的测量结果。
84. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据 包括在基站收发信机处的通信系统服务质量的测量结果。
85. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的收集到的数据 包括在基站收发信机处的通信系统误码率的测量结果。
86. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述的有效性的预期 测量值包括预期的位置确定准确度的表示。
87. 如权利要求86所述的无线通信系统，其中所述的预期的定位准 确度的表示包括表示定位误差协方差矩阵的预期不确定性的至少一个参数。
88. 如权利要求87所述的无线通信系统，其中所述的预期的定位不 确定性的参数表示包括由以下各项组成的组的至少一个成员所述定位误 差协方差矩阵的预期的行列式、所述定位误差协方差矩阵的预期的迹、以 及用于所述的预期的位置确定的精确度的预期削减。
89. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中确定最佳值的所述步 骤进一步包括联合估算预期的位置测量准确度和根据与候选调整的信号 特征相关联的千扰影响而预期的通信系统服务质量或误码率。
90. 如权利要求65所述的无线通信系统，进一步包括用于在所述无 线通信系统与所述定位系统之间交换数据的机制，其中，在所述无线通信系统的处理设备与所述定位系统的处理设备之间共享处理。
91. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述处理器被编程以接收收集的数据，所述数据包括指示能够从所述移动台接收发射的位置测 量设备的数量的数据。
92. 如权利要求91所述的无线通信系统，进一步包括用于引起所述 移动台增加其发射的功率以使规定数量的位置测量设备能够接收所述发 射的装置。
93. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述处理器被编程， 用于确定是否足够数量的位置测量设备从所述移动台接收到了发射。
94. 如权利要求65所述的无线通信系统，其中所述处理器被编程， 用于确定是否适当几何排列的位置测量设备从所述移动台接收到了发射。
全文摘要
一种用于提高与无线通信系统相关的扩充服务的性能的方法和系统，通过动态利用当前测量结果和操作配置参数，以准确有效地控制由所关注的移动设备发射的信号功率和持续时间。
文档编号H04B7/00GK101490971SQ200680050549
公开日2009年7月22日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月16日
发明者罗伯特·J·安德森 申请人:真实定位公司