DE69923782T2

DE69923782T2 - Verwaltung von mehrfachen eingabedaten für drahtlose standortabhängige anwendungen

Info

Publication number: DE69923782T2
Application number: DE69923782T
Authority: DE
Inventors: James Fitch; L. David HOSE; Michael Mc Knight
Original assignee: Openwave Systems Inc
Current assignee: Great Elm Group Inc
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2006-01-26
Also published as: DE69923782D1; US6321092B1; EP1133883B1; DE69923782T8; ATE289470T1; CA2349470A1; EP1133883A4; US7522927B2; IL142874A0; BR9914975A; EP1133883A1; WO2000027143A1; US20020077119A1; US20070213074A1; AU1339400A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf standortabhängige Funkanwendungen und speziell auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Verarbeitung von Eingaben von Geräten zum Ermitteln einer Vielzahl von Standorten und beim Zurverfügungstellen der resultierenden Standortinformationen für standortbezogene Funkanwendungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Funkkommunikationsnetzwerke erlauben im Allgemeinen Sprach- und/oder Datenkommunikation zwischen Funkstationen, z.B. Funktelefonen (analoge, digitale Mobiltelefone und PCS), Pagern oder Datenendgeräte, die mit Hilfe von RF-Signalen kommunizieren. In den letzten Jahren wurde eine Anzahl von standortbezogenen Dienstleistungssystemen für Funknetzwerke implementiert oder vorgeschlagen. Solche Systeme schließen im Allgemeinen ein, Standortinformation für eine Funkstation zu bestimmen und die Standortinformation zu verarbeiten, um eine für eine bestimmte Anwendung gewünschte Ausgabegröße zur Verfügung zu stellen.
Beispiele von solchen bestehenden oder vorgeschlagenen Anwendungen beinhalten Notfall- oder "911"-Anwendungen, standortbezogene Telefonrechnungsstellung, Rufübergabe von Funkzelle zu Funkzelle und Standortverfolgung von Fahrzeugen. In 911-Anwendungen wird der Standort einer Funkstation bestimmt, wenn die Station benutzt wird, um einen Notruf zu tätigen. Der Standort wird dann an eine lokale Notfallzentrale weitergegeben, um bei der Beantwortung des Anrufes zu helfen. In typischen standortbezogenen bzw. standortabhängigen Telefonrechnungsanwendungen wird der Standort einer Funkstation z.B. bestimmt, wenn ein Anruf getätigt oder empfangen wird. Dieser Standort wird dann an ein Rechnungssystem weitergegeben, das einen entsprechenden Rechnungswert auf der Basis des Standorts der Funkstation bestimmt. In Übergabeanwendungen wird der Funkstandort bestimmt, um die Übergabe von Anrufen zwischen Netzwerkzellen zu koordinieren. Fahrzeugstandortverfolgungsanwendungen werden z.B. verwendet, um den Standort von gestohlenen Fahrzeugen zu bestimmen. Diesbezüglich kann der Standort eines Autotelefons oder ähnlichem in einem gestohlenen Fahrzeug an die entsprechenden Behörden weitergegeben werden, um bei der Wiederbeschaffung des Fahrzeugs zu helfen.
Aus dem Vorhergehenden versteht sich, daß standortabhängige Dienstleistungssysteme Standortermittlungsgeräte ("Location Finding Equipment" = LFE) und standortabhängige Anwendungen umfassen. Bis zu einem bestimmten Grad haben sich die LFEs und Anwendungen unabhängig voneinander entwickelt. Diesbezüglich existiert eine Anzahl von LFE-Arten und/oder ist in der Entwicklung. Diese umfassen den sogenannten Eingangswinkel ("Angle of Arrival" = AOA), die Laufzeitdifferenz ("Time Difference of Arrival" = TDOA), Handgeräte mit globalem Positionssystem (GPS) und die Verwendung von Zellen-/Sektorenstandorten. Die verwendeten Typen von Geräten und die Natur der Information, die von solchen Geräten empfangen wird, variieren in einer Vielzahl von Arten. Erstens sind manche dieser Gerätetypen, wie GPS, drahtlos standortabhängig, während andere erdbasiert bzw. "ground based", in der Regel infrastrukturbasiert sind. Einige können den Standort einer Funkstation zu einer beliebigen Zeit über einen Polling-Prozeß bestimmen, einige erfordern, daß die Station auf dem entgegengesetzten Verkehrskanal (Sprachkanal) überträgt, und andere können den Standort nur bestimmen, wenn ein Anruf generiert, terminiert und vielleicht registriert wird. Außerdem variiert die Genauigkeit, mit der ein Standort bestimmt werden kann, signifikant von Fall zu Fall. Entsprechend variieren die Ausgabegrößen von den verschiedenen LFEs in einer Vielzahl von Arten, einschließlich Datenformat, Genauigkeit und Aktualität.
Die Natur der für bestimmte Anwendungen gewünschten Information variiert ebenfalls. Z.B. sind bei bestimmten Anwendungen wie 911 Genauigkeit und Pünktlichkeit wichtig. Bei Anwendungen wie der Standortverfolgung von Fahrzeugen ist ein kontinuierliches oder häufiges Überwachen unabhängig von einem Anruf ein signifikanter Aspekt. Für andere Anwendungen wie z.B. Rechnungsstellung ist die Feststellung des Standorts bei Initiierung und Terminierung eines Anrufs oder während der Übergabe in der Regel ausreichend.
Bisher haben Entwickler allgemein versucht, bestehende LFEs an bestimmte Anwendungen anzupassen, um die Standortinformationen zu erhalten, die von der Anwendung benötigt werden. Dies hat nicht immer zu der besten Verwendung von zur Verfügung stehenden LFE-Ressourcen für bestimmte Anwendungen geführt. Außerdem können Anwendungen, die darauf ausgerichtet sind, mit einem bestimmten LFE zu arbeiten, deaktiviert werden, wenn Information von diesem LFE nicht zur Verfügung steht, z.B. wegen eines beschränkten Erfassungsbereichs, Fehlfunktionen oder lokalen Bedingungen, die mit einer bestimmten LFE-Modalität interferieren. Zusätzlich hat der konventionelle Anfrage- und Antwortmodus zwischen Anwendungen und den assoziierten LFEs dazu geführt, daß die Anwendungen LFE-abhängige Datenformate, LFE-begrenzte Dateninhalte und einzelne LFE-Eingabestandortbestimmungen verwenden.
US-Patent 5,724,660 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, um eine lokale Funkstation zu lokalisieren, indem ein berechnetes Standortgebiet mit GPS-Koordinaten verglichen wird. Das Verfahren und die Vorrichtung dienen dazu, den Standort eines Mobiltelefons innerhalb des Erfassungsbereichs des mobilen Telefonsystems zu lokalisieren. Eine mobile Vermittlungsstelle analysiert die Nummer des anrufenden Mobiltelefons und ruft diese Telefonnummer an, um zu bestimmen, ob eine Lokalisierungsfunktion benötigt wird. Bei der Initiierung der Lokalisierungsfunktion durch das mobile Vermittlungszentrum berechnet ein mobiles Lokalisierungsmodul einen geschätzten Standort des Mobiltelefons. Das mobile Lokalisierungsmodul empfängt eine Liste von Signalintensitäten, die von dem Mobiltelefon von Zellenantennen innerhalb des Erfassungsbereichs empfangen wird. Eine Entfernung zwischen dem Mobiltelefon und einer Vielzahl von Zellenantennen wird unter Verwendung einer Technik berechnet, die die Fehlerkomponente der berechneten Entfernungen reduziert. Diese reduzierten Gebietsentfernungen werden verwendet, um geometrisch eine Schätzung des Standortgebiets zu ermitteln. Zusätzlich beinhaltet das Mobiltelefon einen GPS-Empfänger/-Prozessor, um die aktuellsten GPS-Koordinaten des Mobiltelefons, die ein vorbestimmtes Vertrauensniveau einhalten, an das mobile Lokalisierungsmodul zu senden. Die GPS-Koordinaten werden mit dem berechneten Standortgebiet verglichen, um die Genauigkeit der Standortbestimmung zu erhöhen.
US Patent 5,608,410 beschreibt ein System zum Lokalisieren einer Quelle von Burst-Übermittlungen. Das System ist für die Lokalisierung eines mobilen Transmitters bestimmt. Der mobile Transmitter empfängt ein Nachrichtensignal und antwortet dem Nachrichtensignal, indem ein Antwortsignal übermittelt wird, wobei das Antwortsignal die Identität des mobilen Transmitters anzeigt. In einer bestimmten Anordnung des Systems beinhaltet es mindestens drei Antennenortsysteme, ein zentrales System, einen Datenbankprozessor zur Verwendung in Verbindung mit vielartigen Anwendungen und ein Kartensystem. Das System kann eingesetzt werden, um Mobiltelefone und/oder ähnliche Geräte zu lokalisieren, die Burst-Übermittlungen verwenden, z.B. über Nachrichten- oder kontrollierte Kanäle.
US Patent 5,327,144 offenbart ein Mobiltelefonlokalisierungssystem. Das System dient dazu, automatisch den Standort eines oder mehrerer mobiler Telefone aufzunehmen und umfaßt drei oder mehr Zellortsysteme. Jedes Zellortsystem ist am Zellort eines Mobilfunksystems lokalisiert. Jedes Zellortsystem beinhaltet eine Antenne, die auf demselben oder einem anderen Gebäude montiert sein kann wie die Antenne, die von dem Mobiltelefonsystem verwendet wird, und Geräte, die im Gerätegehäuse der entsprechenden Zeile eingebaut sein können. Die Zellortsysteme sind durch T1-Kommunikationsverbindungen mit einem zentralen Ort verbunden. Der zentrale Ort kann sich am gleichen Ort wie das mobile Telefonvermittlungsamt des Mobiltelefonsystems befinden. Der zentrale Ort ist außerdem mit einer Datenbank verbunden, die sich an einem anderen Ort als der zentrale Ort befinden kann und den Abonnenten zur Verfügung gestellt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bestimmte und bevorzugte Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung sind in den anliegenden unabhängigen und abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung von mehrfachen LFE-Eingabegrößen, um die Standortinfomiation zu verbessern, die standortabhängigen Funkanwendungen zur Verfügung gestellt wird. Die Erfindung erlaubt es standortab hängigen Funkanwendungen, auf informationsbasierte Eingabengrößen von LFEs unterschiedlicher Art zuzugreifen, wobei die Aktualität, Genauigkeit und/oder Verläßlichkeit der angefragten Standortinformation verbessert wird. Erfindungsgemäß sind außerdem die Anwendungen unabhängig von bestimmten LFEs und können auf Standortinformation von unterschiedlichen LFE-Quellen zugreifen, ohne daß spezielle Anpassungen, Datenformate oder überhaupt das Wissen um die verwendete LFE-Quelle, um solche Standortinformationen zu erhalten und zu benutzen, notwendig wären. Aufgrund dieser Unabhängigkeit können neue Standortermittlungstechnologien problemlos angewendet werden und bestehende Anwendungen können solche neuen Technologien ohne Kompatibilitätsprobleme ausnutzen. Die Erfindung erlaubt auch, mehrfache LFE-Eingaben von einem oder mehreren LFEs dazu zu verwenden, die Standorte einer Funkstation zu verfolgen und die Standortungenauigkeit zu reduzieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, um mehrfache (das heißt zwei oder mehr) LFEs zu verwenden, um eine Standortfunkanwendung zu unterstützen. Das Verfahren beinhaltet erste und zweite Eingaben von ersten und zweiten LFEs zu empfangen, Standortinformation basierend auf den Eingaben in einem Speicher zu speichern, eine Lokalisierungsanfrage bezüglich einer Funkstation von einer Standortfunkanwendung zu empfangen, selektiv die Standortinformation aus dem Speicher abzurufen und eine Antwort auf die Lokalisierungsanfrage an die Standortfunkanwendung auszugeben.
Die ersten und zweiten LFEs können vorzugsweise unterschiedliche Standortermittlungstechnologien einsetzen, z.B. GPS, AOA, TDOA und Zellen-/Sektortechnologien. Die gespeicherte Standortinformation umfaßt vorzugsweise mindestens Standortinformation und entsprechende Zeitinformation für bestimmte Funkstationen und kann außerdem Standortungenauigkeitsinformation, Reisegeschwindigkeitsinformation und Reiserichtungsinformation beinhalten. In Antwort auf die Lokalisierungsanfrage von der Standortfunkanwendung kann Standortinformation vom Speicher aufgerufen werden oder können alternativ ein oder mehrere der LFEs angewiesen werden, Standortinformation zu beschaffen. Diesbezüglich kann die Lokalisierungsanfrage eine Spezifikation bezüglich der gewünschten Standortinformation enthalten, z.B. angeben, wie aktuell oder wie genau die Information sein sollte. Wenn der Speicher Information enthält, die dieser Spezifikation entspricht, wird solche Information aufgerufen und an die anfragende Anwendung ausgegeben. Ansonsten kann die entsprechende Information erhalten werden, indem ein oder mehrere LFEs angewiesen werden, die interessierende Funkstation zu lokalisieren.
Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zwischen den LFEs und den Standortfunkanwendungen ein Verarbeitungssystem zwischengeschaltet, so daß die Anwendungen auf die Standortinformation in einer Art und Weise zugreifen können, die unabhängig von der Standortermittlungstechnologie ist, die von den LFEs eingesetzt wird. Der entsprechende Verarbeitungsprozeß, der von dem Verarbeitungssystem implementiert wird, beinhaltet: das Empfangen von LFE-abhängigen Standortdaten (das heißt Standortdaten, deren Inhalt und/oder Format abhängig von der verwendeten Standortermittlungstechnologie ist) von mehrfachen LFEs, das Empfangen einer Lokalisierungsanfrage von einer Standortfunkanwendung, das Suchen von LFE-unabhängigen Standortdaten (das heißt Standortdaten, deren Inhalt und Format unabhängig von irgendeiner bestimmten Standortermittlungstechnologie ist), und das Antworten auf die Lokalisierungsanfrage basierend auf LFE-abhängigen Standortdaten. Der von dem Verarbeitungssystem implementierte Prozeß kann außerdem das Erzeugen und Speichern von LFE-unabhängigen Daten basierend auf LFE-abhängigen Daten beinhalten. Das Verarbeitungssystem kann sich auf den Standortermittlungscontrollem befinden, die zu jedem LFE gehören, auf einer separaten Plattform befinden und/oder die Verarbeitungssystemfunktionalität kann über mehrere Plattformen verteilt sein.
Entsprechend noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden mehrfache LFE-Eingaben verwendet, um den Standort in Bezug auf eine Funkstation zu bestimmen. Das entsprechende Verfahren beinhaltet die Schritte des Empfangens einer ersten Standorteingabe von einem ersten LFE einschließlich einer ersten Standortinformation und ersten Ungenauigkeitsinformation, des Empfangens einer zweiten Standorteingabe von einem zweiten LFE einschließlich einer zweiten Standortinformation und zweiten Ungenauigkeitsinformation und des Kombinierens der ersten und zweiten Standorteingabe, um eine kombinierte Standorteingabe zur Verfügung zu stellen, einschließlich einer kombinierten Standortinformation und Ungenauigkeitsinformation basierend auf der ersten und zweiten Eingabe. Vorzugsweise beinhalten die erste und zweite Eingabe rohe Standort- und Ungenauigkeitsinformationen, die von den LFE-Messungen vor der Aggregation und verwandter Verarbeitung erhalten wurden. Eine oder beide der ersten und zweiten Eingabe können Teilinformationen darstellen, die für sich selbst genommen nicht ausreichen, um eine Lokalisierung und Ungenauigkeit bezüglich der Funkstation innerhalb der Anforderungen der Standortfunkanwendung zu bieten. Z.B. in dem Fall von LFEs, die Standortbestimmung basierend auf Messungen, die bezüglich zwei oder mehr Zellen erhalten wurden, durchführen, kann eine Messung von einer der Zellen zusammen mit anderen Standortinformationen verwendet werden, z.B. einer Zellensektorinformation, um eine Standortbestimmung durchzuführen.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden mehrfache LFE-Eingaben, die zu unterschiedlichen Zeiten von den gleichen oder unterschiedlichen LFEs erhalten wurden, verwendet, um Standortverfolgungsinformationen abzuleiten, wie etwa um eine verbesserte Standortbestimmungsgenauigkeit zu erhalten. Das zugehörige Verfahren beinhaltet die Schritte des Empfangens einer ersten LFE-Eingabe einschließlich einer ersten Standortinformation und ersten entsprechenden Zeitinformation für eine bestimmte Funkstation, des Empfangens einer zweiten LFE-Eingabe einschließlich einer zweiten Standortinformation und zweiten Zeitinformation für die Funkstation und des Verwendens der ersten und zweiten Eingabe, um eine Standortverfolgungsinformation über die Funkstation abzuleiten. Die Standortverfolgungsinformation beinhaltet vorzugsweise Informationen über die Reisegeschwindigkeit und Reiserichtung der mobilen Station. Diese Standortverfolgungsinformation kann zusammen mit nachfolgenden LFE-Eingaben für die Funkstation verwendet werden, um die Standortbestimmungsgenauigkeit zu erhöhen, und kann auch verwendet werden, um zwischen Standortbestimmungen den Standort einer Funkstation zu interpolieren oder zukünftige Funkstationsstandorte zu extrapolieren, wie es für manche Anwendung gewünscht sein kann. Es versteht sich, daß diese Standortverfolgungsfunktion und andere Funktionen durch das Zurverfügungstellen eines Systems für das Empfangen von Eingaben von einem oder mehreren LFEs, das Standardisieren solcher Eingaben im Hinblick auf Dateninhalt und Format und das Speichern solcher Information erleichtert wird. Insbesondere kann solche standardisierte und gespeicherte Information problemlos analysiert werden, um abgeleitete Information in Bezug auf die Position einer Funkstation, wie auch statistische Information über interessierende Funkstationen im Dienstgebiet zu erhalten.
Ein erfindungsgemäß konstruiertes System beinhaltet eine Eingabeeinrichtung für das Empfangen von Eingaben von mehrfachen LFEs, einen Speicher, wie etwa einen Cache-Speicher zum Speichern von Information von den LFE-Eingaben (z.B. einem Funkstationsidentifizierer, einem Standort, einer mit diesem Standort assoziierten Zeit, einer Ungenauigkeit für diesen Standort und Reisegeschwindigkeit und -richtung), einer Schnittstelle für das Empfangen von Standortanfragen von Standortfunkanwendungen und das Geben von Antworten auf solche Anfragen und ein Verarbeitungssubsystem für das Verarbeiten der LFE-Eingaben und Standortanfragen. Die Vorrichtung kann außerdem eine Einrichtung für das Auffordern von LFEs beinhalten, um Standortmessungen in Antwort auf Standortanfragen durchzuführen. Unter anderem kann das Verarbeitungssubsystem die LFE-Eingaben in ein Standardformat konvertieren, unmittelbar Daten in dem Speicher speichern, Standortverfolgungs- oder andere abgeleitete Information von Mehrfacheingaben ableiten, gespeicherte Information in Bezug auf empfangene Standortanfragen analysieren, um zu bestimmen, ob die gespeicherte Information Information beinhaltet, die man als Antwort auf die Anfragen nehmen kann, und selektiv die LFEs veranlassen, Standortmessungen durchzuführen. Das System kann auf einer einzelnen oder multiplen Plattform angesiedelt sein und die Funktionalität kann über eine Mehrzahl von Anwendungen verteilt sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein vollständigeres Verstehen der vorliegenden Erfindung und weiterer ihrer Vorteile wird nun auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 ein schematisches Diagramm eines Funknetzwerkes ist, das ein Standortermittlungssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung implementiert;
2 ein schematisches Diagramm ist, das ein standortabhängiges Dienstleistungsfunksystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt;
3a bis 3e unterschiedliche Standortermittlungstechnologien darstellen, die im Kontext der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
4 eine graphische Darstellung der Verwendung von mehrfachen LFE-Eingaben ist, um die Standortungenauigkeit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu reduzieren;
5 eine graphische Beschreibung einer Standortungenauigkeitsanalyse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist und
6 bis 9 unterschiedliche Standortschnittstellenfunksignalsequenzen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden bestimmte Ausführungsformen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung im Kontext eines Telekommunikationsnetzwerks erklärt. Es versteht sich aber, daß unterschiedliche Aspekte der Erfindung in einem weiteren Rahmen auf andere standortabhängige Dienstleistungsumgebungen anwendbar sind.
In Bezug auf 1 wird ein Funktelekommunikationsnetzwerk, das die vorliegende Erfindung verkörpert, allgemein durch das Bezugszeichen 100 identifiziert. Allgemein gesprochen beinhaltet das Netzwerk ein mobiles Vermittlungszentrum ("Mobile Switching Center" = MSC) 112 zur Verwendung zum Routen von Funkkommunikationen zu oder von den Funkstationen 102, eine Netzwerkplattform 114, die dem MSC 112 zugeordnet ist, um eine Vielzahl von Abonnenten- oder Netzwerkdienstfunktionen zu implementieren, und eine Vielzahl von Standortermittlungsgerät(LFE)-Systemen 104, 106, 108 und 110. In der dargestellten Ausführungsform wird die Netzwerkplattform benutzt, um einen Standortmanager ("Location Manager" = LM) 16 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und eine Anzahl von Standortfunkanwendungen 118 zu betreiben. Obwohl das dargestellte Standortermittlungssystem 116 und die Standortfunkanwendungen 118 als auf der Netzwerkplattform 114 angesiedelt dargestellt sind, versteht sich, daß die Elemente 118 und 116 anderswo in dem Netzwerk 100 lokalisiert sein können, etwa auf unterschiedlichen Plattformen angesiedelt sein können oder die Funktionalität von jedem dieser Elemente 116 und 118 über eine Vielzahl von Plattformen verteilt sein kann. Zusätzlich können andere Anwendungen, die nicht in 1 gezeigt sind, auf der Plattform 114 angesiedelt sein.
Wie in 1 gezeigt, können mehrfache LFE-Systeme 104, 106, 108 und 110 dem Netzwerk 100 zugeordnet sein. Diese LFE-Systeme 104, 106, 108 und 110 können jegliche einer Vielzahl von Standortermittlungstechnologien wie etwa AOA, TDOA, GPS und Zellen/Sektorentechnologien einsetzen und die verschiedenen Systeme 104, 106, 108 und 110 können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden. Es versteht sich, daß die Natur der Daten, die von den LFE-Systemen 104, 106, 108 und 110 erhalten werden, wie auch der Pfad, über den die Daten übermittelt werden, in Abhängigkeit von der Art des benutzten LFE variiert und daß die Fähigkeit, eine Vielzahl von LFEs integrieren zu können, ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist. Einige Arten von LFEs beinhalten LFE-Gerätschaften in dem Handgerät, z.B. bei gewissen GPS- und TDOA-Systemen. In solchen Fällen kann die Standortinformation in Signale eincodiert sein, die von dem Handgerät zu einem Zellort oder anderen Empfänger übermittelt werden, und die Information kann dann über den MSC 112 oder anders an die Plattform 114 übergeben werden. Andere LFE-Systeme, z.B. eingebettete Systeme benutzen Geräte, die individuellen Zellorten zugeordnet sind, wie etwa spezialisierte Antennen, um Standortbestimmungen, wie etwa durch Triangulation durchzuführen, und wieder kann die resultierende Standortinformation über das MSC 112 oder anders zur Plattform 114 transferiert werden. Noch andere LFE-Systeme verwenden ein Netzwerk eines speziell dafür ausgelegten LFE-Geräts, das dem Funknetzwerk überlagert ist. Solche Systeme können Standortinformation unabhängig von dem MSC 112 und Netzwerkzellortgeräten an die Plattform 114 kommunizieren. Zusätzlich können manche LFE-Technologien über Gerätschaften im Handgerät, an Zellorten oder anderen Netzwerkstandorten und/oder an dafür ausgelegten LFE-Orten implementiert werden, so daß der Datenpfad der Standortinformation sogar für eine bestimmte LFE-Technologie variieren kann.
Drei der dargestellten Systeme 104, 106 und 108 arbeiten getrennt von dem MSC 112. Z.B. können solche Systeme netzwerkbasierte Systeme, AOA- und TDOA-Systeme, und externe Systeme wie GPS beinhalten. Im Allgemeinen bestimmen die dargestellten netzwerkbasierten Systeme, wie etwa AOA- und TDOA-Systeme, den Standort einer Funkstation 102 auf der Grundlage von Kommunikationen zwischen der Funkstation und dem Zellortgerät von vielfachen Zellorten. Z.B. und wie ausführlicher später beschrieben werden wird, können solche Systeme Information empfangen, die sich auf die Ausrichtung im Raum der Funkstation 102 oder den Abstand der Funkstation 102 relativ zu jedem der vielfachen Zellorte bezieht. Basierend auf einer solchen Information kann der Standort der Funkstation 102 durch Triangulation oder ähnliche geometrische oder mathematische Techniken bestimmt werden. Externe Systeme, wie etwa GPS-Systeme, bestimmen den Standort der Funkstation relativ zu einem externen System. Im Fall von GPS-Systemen ist die Funkstation 102 typischerweise mit einem GPS-Empfänger versehen, um die geographische Position relativ zur GPS-Satellitenkonstellation zu bestimmen. Diese Standortinformation wird dann über eine Funkschnittstelle an das Netzwerk 100 übermittelt.
Dem dargestellten Zellsektorsysteme 110 kann ein Zellortgerät zugeordnet sein, um mit der Funkstation 102 zu kommunizieren. Diesbezüglich kann das Zellortgerät drei oder mehr gerichtete Antennen beinhalten, um mit der Funkstation innerhalb von Untersektionen des Zellengebiets zu kommunizieren. Diese gerichteten Antennen können benutzt werden, um die Untersektion einer Zelle, in der sich die Funkstation 102 befindet, zu identifizieren. Zusätzlich kann Reichweiteninformation, die aus Signal-Timinginformation erhalten wurde, erhalten werden, um einen Reichweitenradius vom Zellortgerät, in dem das Funkgerät 102 lokalisiert ist, zu identifizieren, wobei sich der Standort der Funkstation ausgedrückt in einem Winkelbereich und einem Radiusbereich relativ zu der Zellortausstattung ergibt. Diese Zellen-/Sektoren-Standortinformation kann an den LM 116 über den MSC 112 oder eventuell über andere Netzwerkinformation oder -struktur übermittelt werden.
Wie gezeigt, empfängt der LM 116 Standortinformationen von den unterschiedlichen LFE-Systemen 104, 106, 108 und 110. Die Natur solcher Informationen und deren Handhabung werden später ausführlicher beschrieben. Im Allgemeinen aber wird solche Information durch den LM 116 verarbeitet, um Standortausgabegrößen zur Verfügung zu stellen, die von jeglicher Standortfunkanwendung 118 in Antwort auf eine Standortanfrage von der Anwendung 118 verwendet werden kann. Solche Anwendungen können jegliche Standortfunkdienstanwendung beinhalten, wie etwa 911, die Standortverfolgung von Fahrzeugen und Rechnungserstellungsprogramme, die standortabhängig sind.
2 stellt ein standortbasiertes Dienstleistungssystem 200 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dar. Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf den Betrieb des LM 214, um Eingaben von mehrfachen LFEs 202, 204 und 206 zu empfangen und Standortausgabegrößen an mehrfache Anwendungen 226, 228 und 230 zur Verfügung zu stellen. Erfindungsgemäß können die LFEs 202, 204, 206 auf unterschiedlichen Technologien basieren und können daher unterschiedliche Arten von Standortinformationen zur Verfügung stellen, in verschiedenen Datenformaten mit unterschiedlichen Genauigkeiten basierend auf unterschiedlichen Signalen.
Eine Anzahl von unterschiedlichen Standortermittlungstechnologien sind in den 3a bis 3d zum Zwecke der Illustration dargestellt. 3a zeigt allgemein das Erfassungsgebiet 300 eines Zellsektors. Wie zuvor bemerkt, kann das Zellortgerät für eine bestimmte Zelle eines Funktelekommunikationssystems eine Anzahl, z.B. drei oder mehr, von gerichteten Antennen beinhalten. Jede Antenne erfaßt daher einen Winkelbereich relativ zu dem Zellort, begrenzt durch die Seiten 302. Im Falle einer Dreisektorenzelle, kann jede Antenne etwa 120°–150° relativ zum Zellort erfassen. Zusätzlich definiert der Erfassungsbereich für die Antenne einen äußeren Umfang 304 des Erfassungsgebiets 300. Wie gezeigt, variiert der Bereich im Bezug auf den Winkel, wobei ein etwas ausgefranster äußerer Umfang 304 definiert wird. Entsprechend wird die tatsächliche Ungenauigkeit in Bezug auf den Standort einer Funkstation, die in dem dargestellten Zellsektor lokalisiert ist, durch das Erfassungsgebiet 300 definiert. Die Standortbestimmungsausgabegröße von einem Zell/Sektoren-LFE wird daher effektiv durch die Koordinaten des Erfassungsgebiets 300 bestimmt.
3b zeigt ein TOA-basiertes LFE. In diesem Fall wird die Reichweite einer Funkstation von einer Zellsektorantenne bestimmt, und zwar basierend auf der Zeit eines Signaleingangs oder einer Signallaufzeit innerhalb eines Radiusbereichs, z.B. von 1000 m. Entsprechend kann der Standort der Funkstation dahingehend bestimmt werden, daß er sich in einem Gebiet befindet, das durch die Seiten 306 (basierend auf dem Winkelbereich der Zellsektorantenne) und einen inneren Bogen 308 und äußeren Bogen 310 (definiert durch die Bereichsungenauigkeit) begrenzt wird. Die Ausgabegröße von einem TOA-basierten LFE wird effektiv definiert durch die Koordinaten der Seiten 306 und der Achsen 308 und 310.
Ein AOA-basiertes LFE ist allgemein in 3c dargestellt. AOA-basierte LFEs bestimmen den Standort einer Funkstation basierend auf dem Winkel eines von der Funkstation ankommenden Signals, allgemein angezeigt durch die Strahlen 312 und 314, wie durch zwei oder mehr Zellorte 316 und 318 gemessen wird. Jede Winkelmessung hat eine Winkelungenauigkeit, die allgemein durch die Liniensegmente 320 und 322 angezeigt wird. Folglich wird die Ungenauigkeitsregion für einen bestimmten Standort durch ein Polygon definiert, das 2n Seiten hat, wobei n die Anzahl der Zellorte 316 und 318 ist, die an der Messung beteiligt sind.
3d stellt ein TDOA-basiertes LFE dar. Obwohl das dargestellte System Zellort-basiert ist, kann das TDOA-System auch Handgerät-basiert sein. In TDOA-Systemen messen eine Vielzahl von Zellorten die Ankunftszeit von Signalen von einer Funkstation. Basierend auf solchen Messungen kann jeder Zellort Informationen über den Standort der Funkstation in Form einer Hyperbel 324 oder 326 und eine Ungenauigkeit, allgemein angezeigt durch Segmente 328 und 330, zur Verfügung stellen. Die sich ergebende Ungenauigkeitsregion ist definiert durch eine Mehrfachseitenregion (bei der jede Seite gekrümmt ist) mit 2n Seiten, wobei n die Anzahl der an der Bestimmung beteiligten Zellorte ist.
3e illustriert ein GPS-basiertes LFE. In GPS-Systemen beinhaltet die Funkstation einen GPS-Transceiver zum Empfangen von Signalen, die den Standort der Funkstation in Bezug auf einer Vielzahl von Satelliten in der GPS-Konstellation anzeigen. Basierend auf diesen Signalen werden die geographischen Koordinaten der Funkstation bzw. ihres Standorts mit einer Genauigkeit von vielleicht 20 m bestimmt, wie allgemein durch den Kreis 332 angezeigt wird. Diese Information wird dann über eine Luftschnittstelle an das Funknetzwerk übermittelt.
Wieder bezug nehmend auf 2 gibt jedes der LFEs 202, 204 oder 206 Standortinformationen an sein jeweiliges LFC 208, 210 oder 212 aus. Die Natur dieser "rohen" LFE-Ausgabegröße hängt zum Teil von der Art des beteiligten LFE ab. Z.B. im Fall eines Zellsektorsystems kann die Ausgabegröße ein Sektoridentifizierer oder -koordinaten sein; im Falle eines TOA-Systems kann die Ausgabegröße ein Sektoridentifizierer oder -koordinaten und ein Radius sein; in einem AOA-System kann die Ausgabengröße eine Winkelmessung und entsprechende Zellortidentifizierer/-koordinaten sein; in TDOA-Systemen kann die Ausgabegröße mehrfache Hyperbeln definieren; und in GPS-Systemen kann die Ausgabegröße geographische Koordinaten sein.
Die LFCs 208, 210 und 212 sammeln und aggregieren die "rohen" Standorte in ein Standardformat, das dann an den Standort-Cache (LC) 202 des LM 214 zum Speichern gesendet wird. Die Aggregation beinhaltet das Verwenden der Rohdaten, um den Standort einer Funkstation und die Ungenauigkeit zu bestimmen. Für manche LFE-Systeme, wie etwa GPS-Systeme, ist dieser Prozeß einfach, weil die Standortkoordinaten wiedergegeben werden und die Ungenauigkeit bekannt ist. Für andere LFE-Systeme ist die Aggregation komplizierter. Z.B. im Falle von TDOA kann die Aggregation beinhalten, daß mehrfache Hyperbel-Definitionen empfangen werden und diese Definitionen benutzt werden, um den Standort einer Funkstation und eine mehrseitige Ungenauigkeitsregion zu bestimmen. Die LFCs 208, 210 und 212 können durch die LFE-Verkäufer zur Verfügung gestellt werden oder ihre Funktionalität kann in einem Subsystem des LM 214 integriert werden.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist es nützlich, die Standortinfomiation in einem Standardformat auszudrücken. Entsprechend können die LFCs 208, 210 und 212 oder ein kooperierendes Subsystem des LM 214, das dem LC 220 zugeordnet ist, eine Konversionseinrichtung implementieren, um die bestimmte (verarbeitete) Standortinformation der LFCs 208, 210 und 212 in standardisierte Standardinformation zu konvertieren, die z.B. als geographische Standortkoordinaten und eine Ungenauigkeitsregion ausgedrückt werden. Die Ungenauigkeitsregion kann jegliche Gestalt haben (z.B. polygonal), abhängig z.B. von der Natur des oder der LFEs, die benutzt werden. Eine solche Art einer Ungenauigkeitsregion ist eine kreisförmige Region, die durch einen Ungenauigkeitsradius charakterisiert werden kann. In der dargestellten Ausführungsform werden zweidimensionale Standortkoordinaten definiert (z.B. Breitengrad und Längengrad), zusammen mit einem Ungenauigkeitsradius, der relativ zu den Standortkoardinaten angewendet wird. Es versteht sich, daß das Standardformat auch Höhenkoordinaten, nicht-kreisförmige Ungenauigkeitsregionen und andere Parameter erlauben kann.
Unter Bezugnahme wieder auf die 3a–3e sind Beispiele dieser Koordinaten und kreisförmigen Ungenauigkeitsregionen grafisch dargestellt. Insbesondere sind in jedem Fall ein Standort "L" und eine standardisierte Ungenauigkeitsregion "C" geometrisch definiert, so daß die standardisierte Ungenauigkeitsregion C die tatsächliche Ungenauigkeitsregion umschließt, die jener Standortermittlungstechnologie zugeordnet ist. Diesbezüglich kann zuerst der Standort L definiert werden (z.B. als Schnittpunkt der Strahlen 312 und 314 in 3c) und dann kann der Kreis C mit dem minimalen Radius definiert werden, um die tatsächliche Ungenauigkeitsregion zu umschließen; die standardisierte Ungenauigkeitsregion C kann zuerst definiert werden (z.B. als der Kreis mit dem minimalen Radius, der benötigt wird, um die tatsächliche Ungenauigkeitsregion zu umschließen) und dann kann L definiert werden als das Zentrum des Kreises C; oder jede andere passende geometrische Lösung/Nährung kann benutzt werden.
Diese standardisierte Standortinformation wird dann in einer Datenbank in LC 220 gespeichert. Genauer gesagt können die Standortkoordinaten für eine Funkstation und entsprechende Ungenauigkeiten in einem Feld gespeichert werden, in einer relationalen Datenbank oder können anders mit einem Funkstationsidentifizierer indiziert werden, z.B. einer elektronischen Seriennummer/mobilen Identifikationsnummer (ESN/MIN) eines Mobiltelefons. Die Koordinaten und Ungenauigkeit können in jeglichen passenden Einheiten ausgedrückt werden. Z.B. können Koordinaten als Breitengrad- und Längengradwerten in Einheiten von 10^–6 Grad und die Ungenauigkeit in Meter ausgedrückt werden.
Die gespeicherte, standardisierte Information kann benutzt werden, um eine Anzahl von Mehrfacheingabenanalysen durchzuführen. Drei Beispiele von solchen Einrichtungen sind allgemein durch die Geschwindigkeits- 216, Mehrfacheingabenverarbeitungs- 217 und Standortverfolgungs- 218 Einrichtung von LM 214 angezeigt. Die Geschwindigkeitseinrichtung 216 beinhaltet das Bestimmen und Speichern von Geschwindigkeitsinformation und Richtungsinformation für eine Funkstation basierend auf Mehrfach-LFE-Eingaben für die Station. Wegen des standardisierten Formats können solche Bestimmungen einfach relativ zu Eingaben von gleichen oder unterschiedlichen LFEs 104, 106 und/oder 108 gemacht werden. Die Geschwindigkeitsinformation kann basierend auf dem Wissen von Positionswechseln und Wechseln in der Zeit erhalten werden (bestimmt über die Zeitmarken, die mit den Standortinformationen verbunden sind) und können als Breitengrad- und Längengrad-Geschwindigkeitskomponenten in Meter pro Sekunde zusammen mit Geschwindigkeitsungenauigkeitstennen ausgedrückt werden. Die Richtungsinformation kann direkt aus der Standortinformation oder basierend auf einem Verhältnis der Geschwindigkeitskomponenten gewonnen werden, wobei trigonometrische Standardprinzipien verwendet werden. Es versteht sich, daß solche Geschwindigkeits- und Richtungsinformationen für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich sein können, wie etwa das Verfolgen von Standorten von Fahrzeugen.
Die Mehrfacheingabenverarbeitungseinrichtung 217 kann verwendet werden, um die Standortgenauigkeit basierend auf Mehrfacheingaben von der gleichen oder vorzugsweise unterschiedlichen LFEs 202, 204 und/oder 206 zu verbessern. Das heißt, daß, wenn zwei Standorte mit zwei Ungenauigkeiten für eine bestimmte Funkstation zu einer bestimmten Zeit gewonnen werden können, eine verringerte Ungenauigkeit als Überlapp der zwei ursprünglichen Ungenauigkeiten berechnet werden kann. Eine die Komplexität erhöhender Faktor ist, daß die Standorte und Ungenauigkeiten, die in dem LC 220 für eine bestimmte Funkstation gespeichert sind, typischerweise nicht die Standortbestimmung für dieselbe Zeit darstellen. Da die Funkstationen im Allgemeinen mobil sind, wird ein zusätzliches Ungenauigkeitsmoment eingeführt.
Die dargestellte Vielfacheingabeverarbeitungseinrichtung 217 berücksichtigt die Zeit. Dies geschieht durch:

1. Zugreifen auf den LC 220, um zwei (oder mehr) Sätze von Standortinformation für eine bestimmte Funkstation zu erhalten;
2. Identifizieren eines Standortes, einer Ungenauigkeit und Zeit für jeden Satz von Information;
3. Bestimmen einer Zeitdifferenz zwischen den Zeiten der Informationssätze;
4. Berechen eines Elements der Standortungenauigkeit, die mit der Zeitdifferenz assoziiert ist; und
5. Anwenden des berechneten Standortungenauigkeitselements auf die früheren Standortinformationen, um eine zeittransformierte Standortinformation zu erhalten.

Diese zeittransformierte Standortinformation kann dann mit den späteren Standortinformationen in einer Ungenauigkeitsüberlappanalyse, wie später beschrieben werden wird, verglichen werden, um eine reduzierte Ungenauigkeit zu erhalten.
Unterschiedliche Prozesse können verwendet werden, um das zusätzliche, zeitbezogene Elemente der Standortungenauigkeit zu berechnen. Ein einfacher Fall beinhaltet die Annahme einer maximalen Reisegeschwindigkeit. Z.B. kann eine maximale Reisegeschwindigkeit von 70 Meilen pro Stunde angenommen werden, um der Reise eines Mobiltelefons in einem Fahrzeug Rechnung zu tragen. Die Ungenauigkeit, die mit einer früheren Standortbestimmung assoziiert ist, kann dann um einen Wert vergrößert werden, der bestimmt wird, indem die maximale Reisegeschwindigkeit mit der Zeitdiferenz zwischen den beiden zu vergleichenden Messungen multipliziert wird. Unterschiedliche maximale Reisegeschwindigkeiten können für unterschiedliche Bedingungen angenommen werden, z.B. kann eine geringere Geschwindigkeit für städtische Standorte als für Standorte im Außenbezirk angenommen werden, eine geringere Geschwindigkeit kann für Zeiten mit Verkehrsspitzen angenommen werden, oder eine geringere Geschwindigkeit kann angenommen werden für Mobilstationen, die im allgemeinen nicht in schnell reisenden Fahrzeugen verwendet werden. Ebenso können Information über die Geschwindigkeit und Richtung der Funkstation, wie zuvor beschrieben, oder andere Standortverfolgungsinformation, wie später beschrieben, verwendet werden, um das zeitbezogene Element der Ungenauigkeit zu reduzieren.
Nachdem ein solcher Zeitverschiebungsprozeß verwendet worden ist, um eine Vielzahl von LFE-Eingaben relativ zu einer bestimmten Zeit zu normalisieren, kann eine Ungenauigkeitsüberlappanalyse implementiert werden. Solch eine Analyse ist grafisch dargestellt in 4 und 5.
Unter Bezugnahme zuerst auf 4 stellt der kleinere Kreis einen Standort und eine Ungenauigkeit assoziiert mit einer späteren LFE-Eingabe dar, die zu einer Zeit t₁ genommen sei. Der größere Kreis 402 stellt einen Standort und eine Ungenauigkeit dar, die mit einer zeitverschobenen Standortinformation assoziiert sind, basierend auf einer früheren LFE-Eingabe, die zu einer Zeit t₀ genommen sei. Der Kreis 402 ist derart dargestellt, daß er eine größere Ungenauigkeit aufweist als Kreis 400, um die zusätzlichen Zeit- und Reise-bezogenen Elemente der Ungenauigkeit assoziiert mit der Zeitverschiebung zu berücksichtigen. Das schattierte Überlappgebiet 404 stellt die reduzierte Ungenauigkeit dar, die erhalten wird, indem Mehrfacheingaben benutzt werden. Das heißt statistisch gesehen, daß, wenn Kreis 400 ein 95%-Vertrauensniveau in Bezug auf die Position der Station zur Zeit t₁ darstellt und der Kreis 402 ein knapp 95%-Vertrauensniveau bezüglich der Position der Station zur Zeit t₁ darstellt, die Position der Station dahingehend bestimmt werden kann, daß sie sich mit einem hohen Vertrauensniveau in dem schattierten Gebiet 404 befindet.
5 illustriert einen mathematischen Prozeß, um die ursprünglichen Ungenauigkeiten zu kombinieren, um eine genauere Position und Ungenauigkeit zu erhalten. Mathematisch besteht das Problem darin, die Schnittpunkte der kreisförmigen Ungenauigkeitsregionen zu berechnen und das Ergebnis als Standort mit einer Ungenauigkeit auszudrücken (z.B. eine kreisförmige Ungenauigkeit, die die Schnittpunktregion umschließt). Um die Mathematik zu vereinfachen, wird die geometrische Anordnung von 4 so verschoben, daß sie eine erste Achse (x in 5) zur Verfügung stellt, die sich durch die Mittelpunkte der kreisförmigen Ungenauigkeitsregionen 500 und 502 erstreckt (in der Regel die Koordinaten der ursprünglich bestimmten Standorte), und eine rechtwinklige Achse (y), die die Mitte der größeren (in diesem Fall späteren) kreisförmigen Ungenauigkeitsregion 502 schneidet. Die mathematischen Gleichungen für die Ränder der kreisförmigen Ungenauigkeitsregionen 500 und 502 sind: x2 + y2 = r1 2 (1) (x – x0)2 + y2 = r2 2 (2)
Es versteht sich, daß die Werte für r₁, r₂ und x₀ bekannt sind, da es sich dabei um die Ungenauigkeit der zeitverschobenen Information, die Ungenauigkeit der späteren LFE-Eingabe und die Differenz zwischen jeweils r₁ und r₂ handelt. Gleichungen (1) und (2) können dann gleichzeitig gelöst werden, um x und y zu erhalten, wobei x der neue Standort ist und y der Radius der neuen Ungenauigkeitsregion. Schließlich können diese Werte zurück in Weltkoordinaten transformiert werden. Diese mathematische Analyse kann für Fälle verwendet werden, in denen x ≤ x₀ und x₀ ≤ r₁ + r₂. In anderen Fällen können die aktuellsten oder genausten LFE-Eingaben verwendet werden.
Der dargestellte LM 214 beinhaltet auch eine Standortverfolgungseinrichtung 218. Eine solche Standortverfolgung beinhaltet das Verwenden historischer Information (mindestes zwei Sätze von Standortinformation) und das Verwenden solcher Information, um die Ungenauigkeit, die mit aktuellen Messungen verbunden ist, zu reduzieren. Das heißt, daß, indem die Bewegung einer Funkstation verfolgt wird, Information erhalten werden kann, die nützlich ist, um die Ungenauigkeit der aktuellen Messungen zu analysieren. In einem einfachen Fall, in dem die Standortverfolgungsinformation anzeigt, daß die Funkstation sich auf einer geraden Linie (oder anders auf einem definierten Weg) oder mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, können dann Kurvenausgleichstechniken oder andere einfache Algorithmen verwendet werden, um einen Vertrauensgrad bezüglich des aktuellen Standorts zu erhalten. Außerdem können Interpolations- und Extrapolationstechniken verwendet werden, um den Standort zu Zeiten zwischen Messungen oder in der Zukunft zu bestimmen. Eine solche Information kann nützlich zu bestimmen sein, wenn eine Funkstation eine Grenze gekreuzt hat oder kreuzen wird, wie z.B. für standortabhängige Rechnungsanwendungen oder Netzwerkverwaltungsanwendungen (für das Handhaben von Übergaben zwischen benachbarten Zellen) gewünscht werden kann. Es versteht sich daher, daß die Information, die in dem LC 220 gespeichert ist, Funkstationsidentifizierer, Standorte, Ungenauigkeiten, Vertrauensniveaus, Reisegeschwindigkeiten, Reiserichtungen, Zeiten und andere Parameter enthalten kann. Die Daten können endgültig von dem LC gelöscht werden, wenn sie ein gewisses Alter erreichen, um Gästedaten oder andere unnütze Daten zu entfernen.
Die Geschwindigkeitseinrichtung 216, Mehrfacheingabenverarbeitungseinrichtung 217 und Standortverfolgungseinrichtung 218 können die rohen Informationsdaten, die von den LFEs 202, 204 und 206 zu den LFCs 208, 210 und 212 übermittelt werden, anstelle oder zusätzlich zu den LFC-Ausgabegrößen verwenden. Z.B. kann die Mehrfacheingabenverarbeitungseinrichtung 217 eine Hyperbel-Definition von einem TDOA-System in Verbindung mit einem Winkel von einem AOA-System (oder andere Kombination von partiellen LFE-Ausgabegrößen) benutzen, wenn eine solche Kombination zu einer verbesserten Standortgenauigkeit führt oder auf andere Weise eine passende Standortbestimmung erlaubt. Ebenso kann bevorzugt werden, die Rohdaten für Geschwindigkeits- oder Standortverfolgungsberechnungen zu verwenden, da solche Rohdaten mathematisch näher an der sich bewegenden Funkstation sind und genauer die Bewegung der Station widerspiegeln können.
Wieder unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das illustrierte System 200 eine drahtlose Standortsschnittstelle (WLI = "Wireless Location Interface") 224, die es Standortfunkanwendungen 226, 228 und 230 erlaubt, selektiv auf Information zuzugreifen, die in dem LC 220 gespeichert ist, oder Befehle an ein oder mehrere der LFEs 202, 204 und/oder 206 zu geben, um eine Standortbestimmung zu veranlassen. Die WLI 224 stellt ein Standardformat zur Verfügung, um Standortanfragen an den LM 214 zu geben und Antworten vom LM 214 unabhängig von der/den verwendeten Standortbestimmungstechnologie(n) zu empfangen. Auf diese Weise können die Anwendungen die beste oder passendste Standortinformation verwenden, die zur Verfügung steht, basierend auf jeglicher zur Verfügung stehender LFE-Quelle ohne Sorge um LFE-abhängige Datenformate oder Kom patibilitätsprobleme. Außerdem können neue Standortermittlungstechnologien problemlos in das System 200 integriert werden und von den Anwendungen 226, 228 und 230 verwendet werden, ohne signifikante Anpassungen für die bestehenden Anwendungen 226, 228 und 230, solange dafür gesorgt wird, daß Daten dem LC 220 in der oben beschriebenen Form zugeführt werden.
Die WLI 224 der dargestellten Implementierung erlaubt es den Anwendungen, eine Spezifikation in einer Standortanfrage in Bezug auf die gewünschten Standortinformationen einzuschließen. Z.B. kann die Spezifikation eins oder mehr der Folgenden beinhalten: die Aktualität der Standortinformation (z.B. nicht älter als [Datumsstempelparameter]), die Genauigkeit der Information (z.B. Ungenauigkeit nicht größer als [Ungenauigkeitsparameter]), Vertrauen (Vertrauen mindestens gleich [Vertrauensparameter]). Alternativ kann die Anfrage die Verwendung der aktuellsten zur Verfügung stehenden Information, der genauesten zur Verfügung stehenden Information etc. spezifizieren. Zusätzlich kann die Standortanfrage spezifizieren, ob die Anfrage für eine nur einmalige Standortinformation ist oder für ein kontinuierliches Überwachen einer mobilen Station, ob der LM 214 auf die nächste zur Verfügung stehende Aktualisierung warten soll oder eine Standortbestimmung erzwingen soll, ob redundante oder unnötige Aktualisierungen gefiltert werden sollen (z.B. sende Aktualisierungen nicht öfter als einmal pro Minute oder nicht, wenn die Funkstation sich weniger als 50 m bewegt hat) und welche Priorität die Anfrage hat. Auf diese Weise kann ein kontinuierliches Überwachen z.B. von Anwendungen wie die Standortverfolgung von Fahrzeugen und 911 eingesetzt werden und ereignisgetriggerte Anfragen können für andere Anwendungen wie z.B. das standortabhängige Rechnungsstellen verwendet werden. In jedem Fall können die gewünschten Standortparameter spezifiziert werden.
Die 6 bis 9 zeigen Nachrichtensequenzen für verschiedene Standortanfragesituationen. Genauer gesagt zeigt 6 eine Reihe von Nachrichten für eine Standortanfrage, bei der die Anwendung auf die nächste zur Verfügung stehende Standortbestimmung wartet. Der Prozeß wird initiiert, indem eine „Aufruf WLA-Standortanforderung"- bzw. WLARequestedLocatiorInvoke-Nachricht von einer der WLAs an den LC geschickt wird. Diese Nachricht kann Parameterfelder für Funkstationidentifikation, WLA-Identifikation, Standortanfragenfilter, Standortanfragenmodus (prüfe LC oder erzwinge LFE-Standortbestimmung), geographische Extreme (wo nach der Funkstation suchen), Anfragenpriorität (Verarbeitungspriorität relativ zu anderen anhängigen Anfragen) und Rückzugsauszeit bzw. „Fallback Timeout" (Zeit, die die WLA auf eine aktuelle Standortbestimmung warten wird, bevor die Information akzeptiert wird, die in dem LC gespeichert ist) beinhalten.
Im Fall von 6, in dem die WLA auf die nächste zur Verfügung stehende Standortbestimmung wartet, kann die nächste Nachricht ein Systemzugriff oder ein anderes Triggersignal von der Funkstation an das LFE sein. Als Antwort sendet das LFC rohe Standortmessungsinformation an das LFE, das seinerseits dem LC eine Standortaktualisierung zur Verfügung stellt. Der LM antwortet dann auf die Standortanfrage von der WLA mit einer „Ergebnisrückgabe WLA- Standortanforderung"- bzw. WLARequestLocationReturnResult-Nachricht. Diese Nachricht kann die folgenden Parameter einschließen: geographischer Standort, Standortungenauigkeit, Standortermittlungstechnologie, Zeitstempel, Geschwindigkeit, Geschwindigkeitsungenauigkeit und „Rückzugsauszeit hat sich ereignet"-Markierung bzw. „Fallback Timeout Occurred Flag".
7 stellt eine Sequenz von Nachrichten dar, die einem erzwungenen LFE-Zugriff zugeordnet sind. Die dargestellte Sequenz wird initiiert über ein WLARequestLocationInvoke wie zuvor beschrieben. Als Antwort übermittelt der LM eine „Aufruf Standortsuche"- bzw. QueryLocationInvoke-Nachricht an das LFC, um eine LFE-Bestimmung zu erzwingen, und das LFC bestätigt den Empfang dieser Nachricht mit einer „Ergebnisrückgabe Standortsuche"- bzw. QueryLocationReturnResult-Nachricht. Die Parameter der QueryLocationInvoke-Nachricht können eine Funkstations-ID, geographische Extreme und Messungspriorität (relativ zu anderen anhängigen Messungsanfragen) einschließen. Das LFC sendet dann eine „Anforderung einmalige Messung"- bzw. OnetimeMeasurementRequest-Nachricht an das LFE, um das LFE zu veranlassen, Standortinformation über das interessierende Funkgerät zu erhalten. In Fällen, in denen eine kontinuierliche Überwachung gewünscht wird, wird diese Nachricht wiederholt oder periodisch geschickt, wie durch die mehrfachen Pfeilspitzen in der Figur dargestellt wird. Um eine Standortmessung zu erhalten, ist es in der Regel notwendig, die Funkstation dazu zu bringen, ein RF-Signal zur Detektion durch das LFE zu übermitteln oder Standortdaten an das Funknetzwerk zu kommunizieren. Das kann erreicht werden, indem ein Polling-Prozeß durchgeführt wird, der eine LRF benutzt, das an alle Funkstationen die Anfrage schickt, sich zu registrieren. Diesbezüglich gibt das LFC eine „erzwinge Systemzugriff"- bzw. Force-SystemAccess-Nachricht an die LRF, die ihrerseits die ForceSystemAccess-Nachricht an die Funkstation weitergibt. Als Antwort wird von der Funkstation ein Systemzugriffssignal übermittel und von dem LFE detektiert. Das LFE übermittelt dann Standortmessung-Information an das LFC. Dies kann für den Fall von kontinuierlicher Überwachung wiederholt werden. Das LFC stellt dem LC Standortaktualisierung zur Verfügung und schließlich übermittelt der LM ein WLARequestLocationReturnResult wie oben beschrieben an das WLA.
8 stellt den Fall dar, bei dem eine Standortanfrage basierend auf den Daten, die im LC gespeichert sind, beantwortet werden kann. Dies passiert z.B., wenn die gespeicherten Daten den Anforderungsspezifikationen genügen oder die Anforderung explizit Daten von dem LC anfordert. Ganz einfach beinhaltet die dargestellte Nachrichtensequenz die Übermittlung einer WLARequestLocationInvoke-Nachricht von der WLA an den LM und ein WLARequestLocationReturnResult als Antwort. Es wird gewürdigt werden, daß dieser Fall eine sehr schnelle Antwort erlaubt. Außerdem wird angenommen, daß die gespeicherten Daten in vielen Fällen für viele WLAs ausreichend sein werden.
9 zeigt eine typische Nachrichtensequenz für den Fall, bei dem eine WLA kontinuierliche Aktualisierung in Bezug auf den Standort einer Funkstation anfordert. Der Aktualisierungszeit raum wird initiiert durch die Übermittlung einer „Aufruf WLA-Anforderung registrieren"- bzw. WLARequestRegisterInvoke-Nachricht von der WLA an den LM und das Empfangen eines „Ergebnisrückgabe WLA-Anfordenung registrieren" bzw. WLARequestRegisterReturnResult zur Bestätigung; und wird terminiert durch die Übermittlung einer „Aufruf WLA-Anforderungsregistrierung rückgängig machen"- bzw. WLARequestUnregisterInvoke-Nachricht und das Empfangen eines „Ergebnisrückgabe WLA-Anforderungsregistrierung rückgängig machen" bzw. WLARequestUnregisterReturnResult zur Bestätigung. Die in der Registnernachricht enthaltenen Parameter können die Funkstations-ID, das Aktualisierungsintervall, ob der Zugriff auf die Funkstation erzwungen werden soll etc. beinhalten. Wie in der Figur gezeigt, empfängt der LM von Zeit zu Zeit von der Standortbestimmungstechnologie ("Location Determination Technology" = LDT) eine Standortaktualisierung. Es wird bemerkt werden, daß nur solche Aktualisierungen, die zwischen der Registrierung und deren Rückgängigmachung geschehen, an die WLA kommuniziert werden. Diesbezüglich werden die Aktualisierungen von dem LM an die WLA über eine „ Aufruf LM-Standortaktualisierung"- bzw. LMLocationUpdateInvoke-Nachricht kommuniziert und ein „ Ergebnisrückgabe LM-Standortaktualisierung" bzw. LMLocationUpdateReturnResult wird zur Bestätigung übermittelt.
Das System 200 beinhaltet auch ein auf einem geographischen Informationssystem (GIS) basierendes Modul 222 zur Verwendung beim Konelieren geographischer Koordinateninformation mit Karteninformation, z.B. Straßenadressen, Dienstleistungsgebietsgittem, Stadtstraßengittern (einschließlich Einbahnstraßen oder Zweibahnstraßen-Verkehrsflußinformation, Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation etc.) oder andere Karteninformation. Z.B. kann gewünscht werden, die geographischen Koordinaten eines 911-Anfrufes zur Verwendung durch den Notarzt in eine Straßenadresse zu konvertieren oder einen Standort einer Anrufgenerierung mit einer Funknetzwerkrechnungszone zu korrelieren. Diesbezüglich kann das GIS-Modul 222 mit den LFCs 208, 210 und 212, dem LFC 214 und/oder dem WLAs 226, 228 und 230 kommunizieren, um die Standortinformation mit der GIS-Information zu korrelieren und um die GIS-Information mit anwendungsspezifischer Information wie Funknetzwerkrechnungszonen zu korrelieren. Ein passendes GIS-basiertes Modul 222 befindet sich unter der Marke MAPS von SignalSoft Corporation, Boulder, Colorado auf dem Markt.
Während verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, ist offensichtlich, daß weitere Modifikationen und Anpassungen der Erfindung den Fachleuten klar sind.

Claims

Verfahren für die Verwendung in einem Funknetzwerk, um angeforderte Positions- bzw. Standortinformation bezüglich einer Funkstation (102) zu erhalten und die angeforderte Positionsinformation Positionsfunkanwendungen (118, 226, 228, 230) zur Verfügung zu stellen, wobei das drahtlose bzw. Funknetzwerk mit einer Mehrzahl von Systemen (202, 204, 206) für die Positionsermittlung verknüpft ist für das Bereitstellen von Positionsinformation bezüglich Orten von Funkstationen in dem Netzwerk, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Errichten einer ersten Schnittstelle zwischen der Mehrzahl von Systemen für die Positionsermittlung und einem Positionsmanager (214), wobei die Systeme für die Positionsermittlung eine Mehrzahl von Positionsermittlungstechnologien einsetzen und die Positionsinformation in einer Vielzahl verschiedener Formate bereitstellen, und wobei der Positionsmanager so betreibbar ist, daß er die Positionsinformation in ein Standardausgabeformat für Positionsinformation umwandelt, Errichten einer zweiten Schnittstelle (224) für die Kommunikation zwischen dem Positionsmanager und den Positionsfunkanwendungen, Definieren eines Standardanforderungsformats der zweiten Schnittstelle für das Empfangen von Positionsanforderungen von den Positionsfunkanwendungen, wobei das Anforderungsformat zumindest einen Identifizierer für Funkstationen und zumindest eine Spezifikation bezüglich der Positionsinformation beinhaltet, Betreiben des Positionsmanagers, um über die zweite Schnittstelle eine Positionsanforderung von einer Positionsfunkanwendung in dem Standardanforderungsformat zu empfangen, wobei die Anforderung den Identifizierer für Funkstationen und die zumindest eine Spezifikation beinhaltet, Betreiben des Positionsmanagers, um in Übereinstimmung mit der zumindest einen Spezifikation als Antwort Positionsinformation in dem Standardausgabeformat für Positionsinformation zu erhalten, und Ausgeben der als Antwort erhaltenen Positionsinformation zu der Positionsfunkanwendung über die zweite Schnittstelle.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spezifikation eine zulässige Genauigkeit der Positionsinformation definiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spezifikation einen zulässigen Zeitparameter der Positionsinformation definiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhalten der Positionsinformation als Antwort das Empfangen einer ersten Positionsinformation von einem ersten System für die Positionsermittlung und das Empfangen einer zweiten Positionsinformation von einem zweiten System für die Positionsermittlung, wobei die erste und die zweite Information in einem ersten Format bzw. in einem zweiten Format empfangen werden, und das Kombinieren der ersten und der zweiten Positionsinformation, um als Antwort die Positionsinformation zu erzeugen, umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Positionsinformation und die als Antwort erhaltene Positionsinformation mit ersten, zweiten bzw. dritten Unsicherheiten behaftet sind, und wobei die dritte Unsicherheit relativ zu der ersten und der zweiten Unsicherheit verringert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Positionsmanagers, um als Antwort Positionsinformation zu erhalten, das Aufrufen zumindest eines aus der Mehrzahl von Systemen für die Positionsermittlung über die erste Schnittstelle, um Positionsinformation in Bezug auf den Ort einer identifizierten Funkstation in dem Netzwerk bereitzustellen, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Positionsmanagers, um als Antwort Positionsinformation zu erhalten, das Abrufen gespeicherter Positionsinformation in Bezug auf den Standort einer identifizierten Funkstation in dem Netzwerk beinhaltet.