ITTO20011125A1

ITTO20011125A1 - Sistema e metodo per individuare la posizione di terminali mibili.

Info

Publication number: ITTO20011125A1
Application number: IT2001TO001125A
Authority: IT
Inventors: Loris Stola; Davide Filizola
Original assignee: Telecom Italia Lab Spa
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-03
Also published as: BR0206845A; CN101909241A; CN1600042A; ES2320866T3; CA2468763C; BRPI0206845B1; US20050119007A1; JP4739671B2; JP2005512429A; AU2002365817A1; KR20040068555A; CN101909241B; US7995988B2; KR101056383B1; CA2468763A1; EP1452060A1; WO2003049479A1; EP1452060B1; ATE420541T1; DE60230806D1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo "Sistema e Metodo per Individuare la Posizione di Terminali Mobili

TESTO DELLA DESCRIZIONE

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione si riferisce ad un sistema e metodo per individuare la posizione di terminali mobili, ad esempio telefoni cellulari da localizzare a fronte di una richiesta di localizzazione proveniente dallo stesso terminale mobile o da un centro servizi o da un operatore abilitato.

In particolare la presente invenzione si riferisce ad un sistema e metodo per individuare nell'ambito di un territorio servito da una rete di telefonia mobile la posizione di un terminale mobile.

ARTE NOTA

Sono noti nella tecnica molti sistemi e metodi per localizzare i terminali mobili.

Caratteristica comune di tali sistemi, e corrispondenti metodi di localizzazione, è di sfruttare parametri o caratteristiche intrinseci alle comunicazioni di tipo cellulare costituite, ad esempio, da identificativo della stazione radio base che è in grado di scambiare informazioni col terminale mobile (stazione servente) , da valori di campo elettromagnetico rilevati dal terminale mobile, da parametri di ritardo rilevati dalla stazione servente nello scambio di informazioni col terminale mobile, per determinare la localizzazione del terminale mobile, Ad esempio, i sistemi ed i corrispondenti metodi noti prevedono che una stazione di riferimento (in inglese Mobi e Location Center) opportunamente collegata alla rete mobile, individui, a fronte di una richiesta di localizzazione da parte di un utente o di un operatore abilitato, la posizione del terminaie mobile sulla base di parametri di rete di tipo predefinito, ad esempio livelli di potenza a radiofrequenza, TA (Time Advance) , etc . provenienti dai terminali mobili stessi e/o dalla stazione servente .

Fra i metodi noti, ad esempio, si può elencare quello descritto nella pubblicazione internazionale N. W00018148 in cui le informazioni a Radio Frequenza raccolte dal cellulare (fingerprint RF o misure RF del cellulare) vengono confrontate con informazioni a RF, contenute in una banca dati di riferimento (fingerprint RF di riferimento) e biunivocamente associate ad aree elementari o pixel del territorio servito dalla rete, ed in cui la localizzazione viene effettuata assegnando al cellulare la posizione corrispondente al fingerprint RF di riferimento avente valori più prossimi a quelli misurati dal terminale mobile.

Un problema tipico dei sistemi e metodi noti è legato al fatto che i parametri necessari alla localizzazione sono disponibili in modo sicuro solo nel corso di effettive comunicazioni (stato busy) fra terminale e rete, mentre non lo sono nel caso di assenza di comunicazioni (stato idle).

A causa di tale fatto la localizzazione, per essere affidabile, dovrebbe essere effettuata solo in condizioni di sta'to busy, in quanto solo in tali condizioni i parametri sono affidabili, ma ciò comporta due ulteriori problemi.

Innanzitutto, essendo parametri necessari alla localizzazione, nel caso di stato busy, disponibi li in modo sicuro solo presso le stazioni o apparecchiature appartenenti alla rete mobile, il reperimento di tali informazioni richiederebbe di volta in volta interfacce specifiche fra la stazione di riferimento e le apparecchiature della rete; infatti, come noto, la gestione dei parametri necessari alla localizzazione è diversa da fornitore a fornitore di apparecchiature di rete.

In secondo luogo, effettuare la localizzazione in condizioni di stato busy comporterebbe l'occupazione di risorse preziose della rete che, come ovvio, preferibilmente sono utilizzate per lo smaltimento di traffico telefoni co di tipo voce e/o dati.

Per superare i problemi sopra riportati, i sistemi di localizzazione di tipo noto sono strutturati n modo di ricavare i parametri necessari alla localizzazione in condizioni di stato idle.

Ciò comporta però un ulteriore problema; infatti, per quanto i parametri in condizioni di stato idle siano reperibili presso i terminali mobili senza spreco di risorse di rete preziose, tali parametri, come noto, sono parziali d in genere trasmessi in modo parziale e dipendente dalle caratteristiche del terminale per cui la localizzazione così ottenuta, risulta sostanzialmente inaffidabile.

Inoltre, i sistemi noti effettuano la localizzazione in condizioni di stato idle, assumendo che i parametri necessari alla stazione di riferimento per individuare la posizione dei terminali mobili siano comunque presenti e affidabili, come se si trattasse di parametri ricavati in condizioni di stato busy. Sfortunatamente nella pratica ciò non è vero, per cui la localizzazione effettuata in condizioni di stato idle fornisce, in genere, risultati solo in apparenza realistici.

In alcuni casi, ad esempio, i terminali mobili presenti nell'area servita hanno caratteristiche fra loro diverse, in termini di prestazioni e qualità, per cui i parametri necessari alla localizzazione sono resi disponibili alla stazione di riferimento in modo dipendente dalle caratteristiche dei terminali ma, a causa della rigidità intrinseca a tali sistemi elaborati in modo uniforme.

In tale caso, in accordo all'arte nota, la loc alizzazione fornisce risultati più o meno precisi, al variare delle caratteristiche dei terminali mobili, ma è impossibile per l'utente o per l'operatore determinare le situazioni di maggiore o minore precisione.

In altri casi, la stazione di riferimento ha informazioni di riferimento non completamente aggiornate, ad esempio, per ciò che riguarda le caratteristiche delle stazioni radio base, quali potenza trasmessa, tipo di antenne, tipo di apparati , frequenze assegnate, per cui risulta che la localizzazione effettuata sulla base di informazioni di riferimento non aggiornate e non verificate porti, a causa della rigidità degli strumenti utilizzati, a risultati completamente errati ed inaffidabili .

Anche in questo caso è impossibile per l'utente o per l'operatore determinare la qualità dei risultati ottenuti in quanto gli strumenti di localizzazione noti non prevedono di verificare le caratteristiche delle informazioni di riferimento utilizzate .

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è un sistema metodo per individuare la posizione di terminali mobili che, pur potendo operare in condizioni di stato idle, sia flessibile e si adatti automaticamente sia alle caratteristiche dei. terminali mobili da localizzare che all'affidabilità dei parametri disponibili al momento di effettuare la localizzazione.

In particolare, scopo della presente invenzione e un sistema e metodo che si adatti all'affidabilità dei parametri di volta in volta disponibili sia che essa dipenda dalle caratteristiche dei terminali mobili che dalle informazioni di riferimento .

Raggiunge lo scopo il sistema e corrispondente metodo per individuare la posizione di terminali mobili come rivendicati.

In particolare, raggiunge lo scopo il sistema e corrispondente metodo secondo l'invenzione in cui la localizzazione è effettuata con mezzi fra loro diversificati in funzione del tipo di parametri disponibili al momento di effettuare la localizzazione del terminale mobile.

Secondo un'ulteriore caratteristica della presente invenzione, il sistema e corrispondente metodo sono atti a fornire oltre ad indicazioni di localizzazione anche parametri di affidabilità o accuratezza di localizzazione, di volta in volta dipendenti dai mezzi di localizzazione utilizzati e dai parametri utilizzati

DESCRIZIONE SINTETICA DELLE FIGURE

Questa ed altre caratteristiche della presente invenzione risulteranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferita di esecuzione, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

Fig. 1 rappresenta uno schema architetturale del sistema di localizzazione secondo l'invenzione;

Fig. 2 rappresenta uno schema a blocchi generico di un terminale mobile del sistema di Fig.l;

Fig. 3 rappresenta uno schema di funzionamento riguardante i terminali mobili del sistema di Fig.l;

Fig. 4 rappresenta uno schema di funzionamento riguardante il sistema e metodo secondo l'invenzione;

Fig.5a rappresenta un tipo di area di localizzazione o di area di ricerca ricavabile mediante il sistema di Fig.l; e

Fig.5b rappresenta un ulteriore tipo di area di localizzazione o di area di ricerca ricavabile mediante il sistema gli Fig.l. DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERITA DI REALIZZAZIONE

Con riferimento alla Fig. 1 il sistema per individuare la posizione di terminali mobili (sistema) 10 secondo l'invenzione, comprende una molteplicità di terminali mobili (terminali ) 12, ad esempio telefoni cellulari distribuiti in modo casuale su un territorio determinato e di cui si voglia individuare la posizione, una rete per telefonia mobile o cellulare (rete) 14 con una pluralità di stazioni radio base (stazioni BTS ) 16, ad esempio una rete di tipo GSM (Global System for Mobile Communications), ed una stazione di riferimento o centro di riferimento o di localizzazione cellulari (centro MLC) 15.

Ciascun terminale 12 (Fig.l e Fig.2), di tipo noto, comprende un circuito a radiofrequenza (circuito RF) 22, un circuito di controllo 25 collegato al circuito RF 22 ed atto a controllare le attività del terminale 12, sulla base di programmi memorizzati nel circuito di controllo stesso 25, ed una scheda di tipo SIM (SIM) 27, collegata in modo noto al circuito di controllo 25.

La SIM 27, di tipo noto, comprende programmi opportunamente predisposti sia per gestire ed addebitare il traffico telefonico che, come verrà più avanti descritto in dettaglio, per permettere la localizzazione del terminale stesso 12, ad esempio in condizioni di stato idle.

Il circuito di controllo 25, come noto, è atto, in particolare, a misurare, periodicamente e per mezzo del circuito RF 22, valori di campo elettromagnetico (misure RF) nell'ambito di un numero determinato di canali di frequenza (canali) ed a selezionare fra tali canali un numero massimo di misure RF, ad esempio fino a 7 nel caso GSM, corrispondenti ad altrettanti canali di cui il terminale 12, a seconda delle specifiche caratteristiche costruttive, è in grado di decodificare un rispettivo codice di identificazione, ad esempio il codice CGI della stazione o cella serv e/o i codici ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Numbers) e BSIC (Base Station Identity Code).

La SIM 27, in accordo alla presente invenzione, è atta, a fronte di opportuni moduli di programma predisposti da un operatore telefonico o da un gestore del centro MLC 15 ed attivabili da un utente del terminale o da un operatore abilitato, a comandare il circuito di controllo 25 ad eseguire un numero predeterminato di misure RF ed a trasferire alla SIM stessa 27 le misure e/o i parametri ricavati, ed è atta a trasmettere le misure e/o i parametri, ad esempio sotto forma di messaggi SMS (Short MessageS), al centro MLC 15.

Ad esempio, in accordo ad una forma preferita di realizzazione, la SIM 27 comprende moduli di programma atti a comandare il terminale 12 ad eseguire le funzioni come di seguito descritte.

In una prima fase di attivazione funzioni di localizzazione 210 (Fig.l, Fig.2 e Fig.3), a fronte di un comando di attivazione ricevuto, ad esempio, dal circuito di controllo 25, la SIM 27 attiva il modulo di programma atto a permettere di generare e trasmettere al centro MLC 15 i parametri necessari alla localizzazione del terminale 12.

In una fase, immediatamente successiva, di controllo caratteristiche del terminale (controllo iniziale) 220, la SIM 27 procede a verificare, con l'ausilio del circuito di controllo 25, le caratteristiche del terminale 12.

Nel caso in cui, a fronte di tale controllo ziale 220, risulti che il terminale 12 ha caratteristiche tali da poter interpretare e gestire solo informazioni relative alla cella servente (caso affermativo) , la SIM 27 attiva, in sequenza, una fase di ottenimento codice identificativo della cella servente [ottenimento CGI) 225 e una fase di trasmissione al centro MLC 15 di un massaggio SMS contenente la riehiesta di localizzazione e il solo codice CGI della cella servente (trasmissione CGI) 230.

Il centro MLC 15 procederà ad eseguire la localizzazione del terminale 12, come verrà più avanti descritto in dettaglio, a partire dal tipo di informazioni così ricevute.

Nel caso in cui, a fronte del controllo iniziale 220, risulti che il terminale 12 ha caratteristiche tali da poter interpretare e gestire livelli di campo elettromagnetico (livelli RF) relativi a più stazioni BTS 16 della rete 14, la SIM 27 procede con una fase di ulteriore controllo delle caratteristiche del terminale (controllo livello del terminale) 240 a verificare se il terminale 12 ha caratteristiche limitate alla sola interpretazione e gestione dei livelli RF ella cella servente e delle celle adiacenti alla servente.

Nel caso in cui sussista tale limitazione (caso affermativo) , la SIM 27 attiva, in sequenza, una. fase di ottenimento misure a RF e codici di cella corrispondenti (ottenimento misure a RF) 245 e una fase di trasmissione al centro MLC 15 di un massaggio SMS contenente la ri di localizzazione, i codici di cella e le RF (trasmissione misure a RF) 250.

Il centro MLC 15 procederà ad eseguire la lizzazione del terminale 12, come verrà più avanti descritto in dettaglio, a partire dal tipo di informazioni così ricevute.

Nel caso in cui, a fronte della fase di contro livello del terminale 240, risulti che il terminal 12 ha caratteristiche tali da poter gestire oltre ai livelli a RF anche altri parametri, in particolare in accordo la presente esempio di realizzazione, il parametro TA (Time Advance), la SIM 27 attiva in sequenza:

una fase di ottenimento misure a RF e codici di cella corrispondenti 265;

- una fase di trasmissione al centro MLC 15 di un primo massaggio SMS contenente la richiesta di localizzazione, i codici di cella e le misure a RF (trasmissione misure RF) 270; - una fase di ottenimento del parametro TA (285) a fronte di uno scambio di informazioni, di tipo noto, fra terminale 12 e stazione BTS 16 servente; e

una fase di trasmissione al centro MLC 15 di un secondo massaggio SMS contenente il parametro TA (trasmissione parametro TA) 290.

A fronte di tale sequenza di fasi il centro MLC 15 procederà ad eseguire la localizzazione del terminale 12, come verrà più avanti descritto in dettaglio, a partire tipo di informazioni così ricevute con i messaggi SMS .

Pertanto, sulla base dei moduli memorizzati, ad esempio nella SIM 27 e da questa eseguiti, è possibile, in accordo alla presente invenzione, inviare al centro MLC 15 informazioni e parametri aventi un contenuto informativo diversific ed atti a permettere, come verrà più avanti descritto in dettaglio, la localizzazione dei terminali mobili 12.

La rete 14, di tipo noto, ad esempio la rete di tipo GSM, è atta a scambiare, per mezzo delle stazioni BTS 16, informazioni di controllo sia in condizioni di stato busy che di stato idle con i terminali 12 ed a trasmettere, ad esempio al centro MLC 15, i messaggi SMS contenenti le misure e/o i parametri necessari alla localizzazione.

In generale, la rete 14 è atta a permettere lo scambio di messaggi e comunicazioni fra i terminali 12, presenti in punti elementari di territorio o pixel, e centri di servizi come, ad esempio, il centro MLC 15.

Il centro MLC 15 comprende, in uno forma preferita di realizzazione, un elaboratore elettronico (elaboratore) 55, di tipo noto, ad esempio un elaboratore Pentium® III a doppia CPU con memoria interna RAM da 512 MBytes e sistema operativo Windows® NT ed un sottosistema di dischi (disco) 52, di tipo noto, collegato all'elaboratore 55 ed atto a memorizzare, ad esempio in una prima zona 52a, banche dati di riferimento e, in una seconda zona 52b, moduli elaborativi o di programma da utilizzare per individuare la posizione dei terminali 12.

Il centro MLC 15, come verrà più avanti descritto in dettaglio, è atto ad individuare, per mezzo dei moduli elaborativi memorizzati nella zona 52b e sulla base dei messaggi SMS ricevuti dai terminali 12 e delle banche dati di riferimento memorizzate nella zona 52a, la posizione dei terminali 12 ed a trasmettere 1<1 >informazione di posizione così ottenuta a centri di servizi autorizzati e/o ai terminali stessi 12, ad esempio, per mezzo della rete 14.

La banca dati di riferimento (banca dati) memorizzata nella zona 52a del disco 52 comprende un insieme di righe di informazioni (record), pari, ad esempio, al numero di celle che coprono il territorio su cui il centro MLC 15 è abilitato ad effettuare la localizzazione; ciascun record della banca dati comprende, ad esempio, i seguenti campi:

campo CGI contiene il codice identificativo di cella, tale codice è, come risulterà chiaro ad un tecnico del settore, una chiave primaria di accesso alla banca dati in quanto ciascuna cella è biunivocamente identificata dal CGI associato ;

campo Posizione Cella o Sito contiene le coordinate geografiche, ad esempio in latitudine e longitudine, della stazione BTS 16 cui fa capo la cella;

campo Caratteristiche di Antenna contiene informazioni riguardanti l'antenna ed il corrispondente apparato radiante, quali, ad esempio

- orientamento antenna;

- altezza sul livello del mare del terreno su cui è posizionata l'antenna;

altezza riferita al terreno dell'antenna;

- potenza irradiata dall'antenna;

perdite dell'apparato radiante;

tipo di antenna o codice identificativo corrispondente cui è associato, come può risultare chiaro ad un tecnico del settore, una forma specifica di diagramma di radiazione ;

baricentro della cella (tale campo, in accordo al presente esempio di realizzazione, è opzionale) .

campo Identificativo Secondario di Cella - contiene; una chiave secondaria associata alla cella che pur non identificando in modo biunivoco la cella, permette, come; risulterà evidente ad un tecnico del settore, di individuare con sicurezza, fra una pluralità di celle aventi lo stesso Identificativo Secondario, le celle adiacenti alla cella servente il terminale 12 da localizzare; in particolare tale campo, in accordo al presente esempio di realizzazione, contiene

- codice ARFCN (denominato anche BCCHNO Broadcast Control Channel Number) in cui è riportata il numero corrispondente alla frequenza del canale BC che, come noto, trasporta le informazioni di controllo cella; - codice BSIC denominato anche codice col di cella che, associato al codice ARFCN, permette di individuare un numero limitato di celle presenti sul ritorio, in genere, non adiacenti.

I moduli elaborativi, memorizzati nella zona b del disco 52, comprendono un numero determinato di motori di localizzazione, ad esempio, in accordo alla forma di realizzazione qui descritta, tre motori di localizz ione, atti rispettivamente sia ad elaborare i diversi tipi di nformazioni provenienti dai terminali 12 che a determinare la ; sizione dei terminali stessi 12 e l'accuratezza di localizzazio:

Per completezza di descrizione, si precisa che l'accuratezza di localizzazione viene qui intesa come il percentile 0,67 dell'errore di localizzazione ricavato e che tale accuratezza, è ottenuta, ad esempio, per via sperimentale a fronte dei risultati di localizzazione ricavati dai rispettivi motori di localizzazione .

In altri termini, l'accuratezza di localizzazione, in accordo alla presente invenzione, viene di volta in volta determinata dai rispettivi motori di localizzazione assumendo ehe nel 67 % dei casi l'errore effettivo di localizzazione sia inferire al valore di accuratezza ottenuto.

I moduli elaborativi comprendono anche un modulo di coordinamento atto a coordinare le funzioni di localizzazione del centro MLC 15 attivando selettivamente, come: verrà più avanti descritto in dettaglio, i motori di localizzazione al variare del tipo e della qualità delle informazioni ricevute o memorizzate nella banca dati di riferimento.

Un primo motore di localizzazione (motore CGI) è atto, ad esempio, a individuare la posizione dei terminali mobili 12 e la corrispondente accuratezza di posizionamento a fronte di richieste di localizzazione contenenti informazioni relative al solo codice CGI della cella servente.

Tale motore CGI utilizza, in particolare, l'informazione "baricentro della cella" memorizzata nella banca dati di riferimento ed assegna, ad esempio, il pixel corrispondente al "baricentro della cella" come posizione del terminale 12.

Per completezza, si precisa che il "baricentro della cella" oltre che ad un valore memorizzato nella banca dati del centro MLC 15, può anche essere calcolato dinamicamente a fronte delle specifiche richieste di localizzazione.

Il calcolo del "baricentro della cella" , di tipo nuovo rispetto all'arte nota, è effettuato operando un 'analisi della disposizione delle celle adiacenti alla servente e ricavando, a fronte di tale analisi, una stima della forma de la cella e del suo baricentro.

In particolare, in accordo al presente esempio di realizzazione, il "baricentro della cella" è calcolato, sulla base delle informazioni presenti nella banca dati, nel modo seguente:

individuando la stazione BTS 14 più vicina alla cella servente che non insista sullo stesso sito;

- determinando la distanza "d" tra la stazione BTS individuata e la cella servente;

- assegnando la posizione del "baricentro della cella" al pixel avente direzione di puntamento dell'antenna della cella servente e distanza pari a "d/2".

Il motore CGI oltre a fornire il "baricentro della cella" come stima della posizione del terminale 12, fornisce, in accordo ad una ulteriore caratteristica peculiare della presente invenzione, il valore dell'accuratezza della localizzazione effettuata

In particolare, l'accuratezza fornita dal motore CGI è calcolata come una funzione lineare della distanza "d" secondo un'espressione del tipo

m cui

eCGi rappresenta l'accuratezza calcolata col motore CGI;

Ki rappresenta coefficienti numerici, inferiori ad 1, ricavati sperimentalmente sulla base di misure sul campo;

K2 rappresenta termini ricavati sperimentalmente sulla base di misure sul campo.

Ad esempio, è stato verificato che, utilizzando la metodologia di localizzazione descritta, Ki assume un valore pari a 3/4 e K2 assume un valore pari a 0.

Un secondo motore di localizzazione (motore RF) è atto, ad esempio, ad individuare la posizione dei terminali mobili 12 e la corrispondente accuratezza a fronte delle richieste di localizzazione contenenti informazioni relative alle sole misure a RF effettuate dal terminale 12

L'individuazione da parte del motore RF della posizione del terminale mobile 12, di tipo nuovo rispetto all'arte nota, è condotta nel modo seguente:

- delimitando, sulla base delle informazioni presenti nella banca dati del centro MLC 15 relative alla cella servente, un'area di possibile localizzazione o area di ricerca del terminale 12 costituita, in tale caso, da un settore circolare 64 (Fig.l, Fig.5a) in cui:

il riferimento P indica la posizione della stazione BTS servente (BTS servente);

- la freccia indica la direzione di puntamento dell'antenna della BTS servente;

- i riferimenti angolari al ed a2 sono uguali e valgono un valore determinato sperimentalmente, ad esempio 45 gradi nel caso di antenne direzionali e 180 gradi nel (taso di antenne omnidirezionali ;

il raggio "Drf" del settore angolare è calcolato nel seguente modo :

determinando, sulla base delle informa zioni presenti nella banca dati relative alle celle adiacenti che non insistano sullo stesso sito della cella servente, le distanze "di" dalla BTS servente delle stazioni BTS monitorate (di cui il centro MLC 15 ha ricevuto le misure RF) ;

assegnando al raggio "Drf" il valore (minimo fra le distanze "di" così determinate; nel caso in cui "drf" risulti di valore superiore ad un valore massimo predeterminato, ad esempio 30 Km, il raggio viene assunto pari al valore predeterminato;

- calcolando per ogni pixel "Q" dell'area di ricerca così determinata un vettore Ei(Q) nel modo seguente:

in cui:

i è un indice che va da 0 ad n, l 'indice 0 si riferisce alla cella servente, gli indici da 1 a n si riferiscono alle celle adiacenti la cella servente e di cui i . centro MLC 15 ha ricevuto e utilizzato le misure a RF;

PRMi è il valore della misura a RF, denominata RXLEV nel caso di reti di tipo GSM, presente nel record di misure del terminale 12, utilizzata dal centro MLC 15 e relativa alla cella i;

PRi(Q) è il valore della potenza che un terminale 12 riceverebbe da una stazione BTS 16 con indice i nel pixel Q calcolato secondo un modello di propagazione di tipo noto, ad esempio il modello denominato in letteratu: RASPUTIN. - assegnando al terminale 12 la posizione rispondente al valore minimo della funzione f(Q) seguente, calcolata per ogni pixel Q dell'area di ricerca determinata:

m cui :

a(Q) è la deviazione standard calcolata sulla basse dei vettori Ei(Q) ; e

r(Q) è la media dei valori delle potenze PR1(Q) normalizzato in modo che o(Q) e lo stesso r(Q) abbiano stessa media e stessa varianza nei pixel Q dell1area di ricerca determinata

La funzione f(Q), determinata in modo sperimenta , rappresenta uno dei modi possibili per individuare la posizione dei terminali 12 usufruendo delle misure e dei parametri trasmessi dal terminale stesso 12, ad esempio in condizioni di stato idle, e delle misure di campo prevedibili su la base delle informazioni memorizzate nella banca dati di riferimento .

L'accuratezza di localizzazione eRF viene calcolata dal motore RF nel modo seguente:

determinando, in funzione del numero di stazioni BTS di cui sono state ricevute e utilizzate le misure una figura geometrica, ad esempio un quadrato di lato "X", che contenga tali stazioni BTS;

calcolando l'accuratezza RF come funzione polinomiale del lato "X".

Ad esempio, l'accuratezza eRF può essere determinata come una funzione polinomiale di quinto grado del valore del lato "X" i cui coefficienti siano determinati sperimentalme: a fronte di una molteplicità di misure di localizzazione di cu: sia nota la posizione del terminale, cioè l'incognita, come risulterà evidente ad un tecnico del settore.

Un terzo motore di localizzazione (motore TA) è atto, ad esempio, a individuare la posizione dei terminali mobili 12 e la corrispondente accuratezza eTA a fronte delle richieste di localizzazione contenenti informazioni relative alle misure a RF ed il parametro TA.

L'individuazione da parte del motore TA della posizione del terminale mobile 12 è condotta nel modo seguente

delimitando, sulla base delle informazioni presenti nella banca dati del centro MLC 15 relative alla cella servente, un'area di possibile localizzazione del terminale 12 o area di ricerca del terminale 12 ad un corona angolcLre 66 (Fig.l, Fig.5b) in cui:

- il riferimento P indica la posizione della stazione BTS servente (BTS servente);

- la freccia indica la direzione di puntamento dell'antenna della BTS servente;

- l 'apertura angolare della corona ha un valore determinato sperimentalmente, ad esempio 90 gradi in caso di antenna direttiva e 360 gradi in caso di antenne omnidirezionali ; - di e d2 sono determinati sulla base del valore dei parametri "k" relativi a TA trasmessi dal terminale 12 al centro MLC 15 come riportati nella seguente tabella 1

- calcolando e assegnando la posizione del terminale 11 in modo equivalente a quanto già descritto per il note RF , ma utilizzando, in tale caso, come area di ri rea la corona angolare 66 così determinata.

L'accuratezza di localizzazione eTA viene cal :a dal motore TA mediante una funzione lineare del pa: :ro TA trasmesso dal terminale mobile 12 al centro MLC 15.

Tale semplificazione è intuitivamente comprensibi e, poiché quanto più elevato è il parametro TA, tanto più estesa è l'area di ricerca e, di conseguenza, l'errore che il motore TA di localizzazione può effettuare.

In particolare, l'accuratezza eTA del motore TA è calcolata come una funzione lineare del parametro TA secondo un espressione del tipo

m cui :

TA è il valore numerico da 0 a k trasmesso dal terminale 12; e CI e C2 sono due costanti determinate sperimentalmente

Ad esempio, è stato verificato che, utili zzando la metodologia di localizzazione descritta, le cos i CI e C2 assumono valori uguali e pari a circa 200 metri.

Il funzionamento del sistema di localizzazione secondo l'invenzione viene qui di seguito descritto facendo riferimento alla Fig.4.

In una prima fase (attivazione della localizzazione) 510, a fronte di uno o più messaggi SMS trasmessi, ad esempio, da uno dei terminali 12 (Fig.l, Fig.4) e contenente la richiesta di localizzazione, l'elaboratore 55 attiva, ad esempio, il modulo di coordinamento memorizzato nel disco 52, in modo da iniziare la procedura di effettiva localizzazione del terminale 12.

In una fase successiva di verifica (verifica presenza codice CGI) 520, l'elaboratore 55 del centro MLC 15 verifica, ad esempio per mezzo del modulo di coordinamento, se fra le informazioni trasmesse è presente il codice CGI identificativo della cella servente il terminale mobile 12.

Nel caso in cui tale codice CGI non sia pre (caso negativo), l'elaboratore 55 attiva una fase per la trasmissione di un messaggio di errore 525 al terminale 12 o al centro richiedente la localizzazione, per segnalare l'impossibilità di effettuare la localizzazione.

Nel caso il codice CGI sia presente (caso affermativo) , viene attivata una fase di ulteriore verifica delle informazioni ricevute (verifica presenza del solo CGI) 530.

Qualora le informazioni trasmesse contengano il solo codice CGI (caso affermativo), l'elaboratore 55 attiva la fase di calcolo localizzazione e accuratezza 535 del motori CGI, come descritta, e, al suo completamento, la fase di trasmissione delle informazioni di localizzazione ed accuratezza 590, ad esempio al terminale 12 o al centro richiedente.

Nel caso in cui dalla fase di verifica presenza del solo CGI 530, risulti che sono presenti anche informazioni relative a celle adiacenti la cella servente (caso negativo) , l'elaboratore 55 procede ad una fase di verifica

delle informazioni trasmesse 540.

In tale fase, ulteriore elemento tico della presente invenzione, l'elaboratore 55 controlla il numero ed il contenuto delle informazioni (informazioni di cella) trasmesse, in particolare i codici ARFCN e BSIC, e i confronta con le informazioni presenti nella banca dati ntenuta nel disco 52 per individuare i codici CGI delle celle adiacenti la cella servente.

Durante tale fase di controllo o verifica 540, qualora l'elaboratore 55 verifichi che alcune informazioni di cella non sono congruenti, ad esempio non corrispondono a celle adiacenti la cella servente, in tale caso l'elaboratore scarta le informazioni di cella incongruenti come inaffidabili e conserva le sole informazioni di cella ritenute affidabili.

La fase di controllo 540, come può risultare evidente ad un tecnico del settore, permette di verificare sia il contenuto di informazioni di cella trasmesse che il contenuto delle informazioni nella banca dati.

A fronte del rapporto fra numero di informazioni di cella ritenute affidabili (J) e numero di informazioni di cella trasmesse (I), l'elaboratore esegue, in alternativa le seguenti fasi .

Nel caso in cui il rapporto J/I sia, ad esempio inferiore ad una soglia predeterminata, ad esempio una soglia del 50 %, l'elaboratore 55 considera le informazioni inaf fidabili ed attiva in sequenza la fase di calcolo localizzazione e accuratezza 535, utilizzando il motore CGI ed operando come se le informazioni di cella non fossero pervenute, e la fase di trasmissione delle informazioni di localizzazione ed accuratezza 590.

Nel caso in cui il rapporto J/I sia, ad esempio, superiore o uguale alla soglia predeterminata del 50 %, l'elaboratore 55 considera le informazioni affidabili ed attiva un' ulteriore fase di verifica (verifica presenza di TA) 550.

La verifica presenza di TA 550 permette di selezionare in modo alternativo, rispettivamente il motore RF o il motore TA, descritti .

In particolare, nel caso in cui il parametro TA non sia stato trasmesso (caso negativo), l'elaboratore 55 attiva la fase di calcolo localizzazione e accuratezza 555 del motore RF, come descritta, e, al suo completamento, la fase di trasmissione delle informazioni di localizzazione ed accuratezza 590, ad esempio, al terminale 12 o al centro richiedente .

Nel caso in cui il parametro TA sia stato trasmesso (caso affermativo), l'elaboratore 55 attiva la fase di calcolo localizzazione e accuratezza 565 del motore TA, come descritta, e, al suo completamento, la fase di trasmissione delle informazioni di localizzazione ed accuratezza 590.

Pertanto, mediante l'insieme di fasi descritto sulla base dell'architettura proposta, il sistema 10 secondo 'invenzione e atto a permettere la localizzazione dei i mobili in modo funzionale alle caratteristiche dei terminali 12 stessi, alla qualità delle informazioni ricevute ed a ella delle informazioni presenti nella banca dati di riferimento .

L <' >invenzione stata descritta prendendo a riferimento misure trasmesse dai terminali 12 al centro MLC 15 mediante l'uso di messaggi SMS.

Naturalmente , le caratteristiche del sistema e del metodo descritti non variano nel caso di modalità diverse di trasmissione delle informazioni o nel caso in cui tali informazioni siano trasmesse direttamente dalla rete, anche in condizioni di stato busy.

L'invenzione è stata descritta prendendo a riferimento tre motori di localizzazione ed altrettante tipologie di informazioni fornite dai terminali.

Naturalmente, il numero di motori e le tipologie di informazioni potrebbero essere diverse da quelle descritte senza che ciò modifichi l'aspetto inventivo di utilizzare in modo alternativo o, eventualmente, in modo (implementare informazioni e motori di localizzazione fra loro di ificati .

Modifiche ovvie o varianti sono possibili alla descrizione di cui sopra, nelle dimensioni, forme, materiali, componenti , elementi circuitali, collegamenti e contatti, così come nei dettagli della circuiteria e della costruzione i trata e del metodo di operare senza allontanarsi dallo spirito dell 'iivenzione come precisato dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZ IONI 1. Sistema per individuare la posizione di termina i mobili in un determinato territorio comprendente dispositivi atti a trasmettere informazioni aventi un contenuto dipendente dalla posizione di detti terminali mobili; almeno un centro di riferimento atto ad eia' rare dette informazioni sulla base di dati di riferimento allo scopo di localizzare detti terminali mobili; caratterizzato da ciò che detto centro di riferimento comprende mezzi di validazione atti a controllare e validare selettivamente dette informazioni; e mezzi di localizzazione selettivamente attivabili per localizzare detti terminali mobili sulla base di dette informazioni validate.
2 . Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detto centro di riferimento comprende - mezzi di determinazione accuratezza atti a determinare valori di accuratezza di localizzazione di detti terminali mobili sulla base di rispettive caratteristiche di detti mezzi di localizzazione .
3 . Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzato da ciò che - detti terminali mobili comprendono detti dispositivi.
4. Sistema secondo la rivendicazione 3 caratterizzato da ciò che detti terminali mobili appartengono a famiglie di terminali mobili aventi diversa tipologia; e da ciò che dette informazioni comprendono un contenuto informativo dipendente da detta diversa tipologia.
5. Metodo per individuare la posizione di terminali mobili in un determinato territorio comprendente la fase di trasmettere per mezzo di dispositivi di comunicazione informazioni aventi un contenuto dipendente dalla posizione di detti terminali mobili; caratterizzato dalle fasi di controllare e validare sulla base di dati di riferimento e per mezzo di un centro di riferimento dette informazioni; associare in modo selettivo corrispondenti mezzi di localizzazione alle informazioni validate; - individuare la posizione di detti terminali mobili, sulla base di detti mezzi di localizzazione selettivamente associati a dette informazioni validate.
6 . Metodo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dalla ulteriore fase di - determinare valori di accuratezza della posizione di detti terminali mobili sulla base di rispettive caratteristiche di detti mezzi di localizzazione.
7. Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6 caratterizzato da ciò che la fase di trasmettere informazioni comprende le fasi di - individuare selettivamente parametri caratteristici di detti terminali mobili; trasmettere informazioni aventi un contenuto informativo dipendente da detti parametri caratteristici di detti terminali mobili.
8 . Terminale mobile per il sistema della rivendicazione 1 comprendente - mezzi di misura atti a rilevare informazioni dipendenti dalla posizione del terminale mobile; caratterizzato da mezzi di controllo atti a determinare un contenuto informativo di dette informazioni dipendente da parametri caratteristici di detti terminali mobili; mezzi di trasmissione atti a trasmettere selettivamente dette informazioni
9. Centro di riferimento per un sistema di localizzazione di terminali mobili comprendente - mezzi di ricezione informazioni atti a ricevere informazioni aventi un contenuto dipendente dalla posizione dei terminali mobili ; - mezzi elaborativi atti a determinare la posizione di un terminale mobile sulla base di dette informazioni e di dati di riferimento riguardanti apparecchiature di rete atte:a servire detti terminali mobili in un determinato territorio; caratterizzato da ciò che detti mezzi elaborativi comprendono mezzi di validazione atti a controllare e validare selettivamente dette informazioni; e mezzi di localizzazione selettivamente attiviabili per localizzare detti terminali mobili sulla base di dette informazioni validate.
10. Centro di riferimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato da ciò che detti mezzi di localizzazione comprendono almeno un motore di localizzazione atto individuare la posizione di un terminale mobile sulla base di formazioni validate contenenti un codice atto ad identificare una determinata apparecchiature atta a servire detto terminale mobile .
11. Centro di riferimento secondo la rivendicazione 10 caratterizzato da ciò che detto motore di localizzazione è atto individuare detta posizione associando a detto codice identificativo un determinato baricentro di cella.
12 . Centro di riferimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato da ciò che detti mezzi di localizzazione comprendono almeno un motore di localizzazione atto individuare la posizione di un terminale mobile sulla base di informazioni validate contenenti misure a RF effettuate da detto terminale mobile .
13. Centro di riferimento secondo la rivendicazione 12 caratterizzato da ciò che detto motore di localizzazione è atto individuare detta posizione in un settore angolare avente dimensioni determinate sulla base di dette misure a RF e di dette informazioni di riferimento.
14. Centro di riferimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato da ciò che detti mezzi di localizzazione comprendono almeno un motore di localizzazione atto individuare la posizione di un terminale mobile sulla base di informazioni validate contenenti misure a RF effettuate da detto terminale mobile ed un parametro (parametro TA) indicativo della distanza del terminale mobile dall'apparecchiatura atta a servire il terminale mobile.
15. Centro di riferimento secondo la rivendicazione 14 caratterizzato da ciò che detto motore di localizzazione è atto individuare detta posizione in una corona angolare avente dimensioni determinate sulla base di dette misure a RF, di detto parametro TA e di dette informazioni di riferimento
16 . Centro di riferimento secondo una qualsia,si delle rivendicazioni da 9 a 15 caratterizzato da ciò che detti mezzi elaborativi comprendono - mezzi di determinazione accuratezza atti a determinare valori di accuratezza di localizzazione di detti terminali mobili sulla base di rispettive caratteristiche di detti mezzi di localizzazione .