CN101035379A - 用户面观测到达时间差定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户面OTDOA定位方法，该方法包括：步骤S102，核心网定位控制中心的操作维护管理系统建立基站地理信息索引表、相邻小区信息索引表和基站索引表；步骤S104，核心网定位控制中心在获得UE的RNC ID和CELL ID后，请求UE进行OTDOA定位测量；步骤S106，核心网定位控制中心根据RNC ID和CELL ID从相邻小区信息索引表检索相关相邻小区信息，并将相关相邻小区信息发送给UE；步骤S108，UE根据上述的相关相邻小区信息进行OTDOA相关信息测量；步骤S110，UE或核心网定位控制中心根据测量的OTDOA相关信息进行OTDOA定位。

Description

用户面观测到达时间差定位方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域中TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址接入)系统的OTDOA(Observed Time Deviation Of Arrival，观测到达时间差)定位技术，并且更具体地，涉及一种用户面观测到达时间差定位方法。

背景技术

定位业务是移动网上的一种特色增值业务，商业价值很大，应用种类十分丰富，在3G领域由于定位精度的提高和开放体系结构的采用而使得其十分令人关注，被认为可能是3G的代表性应用之一。

定位业务是通过无线通信网络获取无线用户的位置信息，在地理信息系统平台的支持下提供相应服务的一种无线增值业务。通过定位业务，用户可以实现以下功能：安全紧急呼叫定位业务；相关犯罪活动的定位跟踪；个人定位服务(例如交通、住宿等服务行业信息的查询)；智能交通运输定位；无线网络系统的设计和资源管理；用于无线网络系统的计费(根据呼叫率确定某些位置的通信费用)等。目前，无线网络系统中的移动定位业务日益受到广泛关注。

一般地，定位可以有如下两种实现方法：控制面定位和用户面定位。控制面定位是指定位过程需要使用无线和核心网的专用信令通路，即RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)，且Node B要参与到定位过程中的定位控制信令处理；而在用户面定位方式下，移动通信设备使用IP链接与定位服务器进行通信，对已有的移动通信网络基础设施保持不变，即定位过程对于RNC和NodeB而言是一个PS域业务接入，所有的定位控制信令与测量数据在核心网的定位中心与UE之间直接交互，RNC主要起到传输承载的作用，而不参与定位计算的具体过程。

第三代移动通信项目组织(3GPP)对TD-SCDMA规定了三种主要的定位方法：基于小区标识(Cell ID，Cell Identity)的定位方法；可能包含网络辅助配置空闲周期(IPDL，Idle Periods Down Link)的观测到达时间差OTDOA定位方法；网络辅助的全球定位系统AGPS(Assisted Global Positioning System辅助全球定位系统)定位方法。

上述三种方法中，OTDOA定位的原理在于UE测量属于不同Node B控制小区SFN(System Frame Number，系统帧号)的观察到达时间差(一般指SFN-SFN observed time difference type 2测量)，通过该值可以得到UE与两Node B之间的距离差。UE测量获得至少两对属于不同Node B小区的SFN时间差，将这些测量值和各个小区的发射天线地理位置结合在一起，就可以计算出UE的坐标，从而获得UE地理位置估计。OTDOA的定位精度可以达到50m～500m。

OTDOA定位是3GPP标准中规定必须实现的一种定位方式：当核心网通过控制信令请求RNC获得UE的位置信息时，RNC控制面向UE发送测量控制信令，UE在定位测量报告中会上报驻留小区的扰码、所测量的相邻小区扰码、以及SFN-SFN观察时间差给RNC。由于RNC通过UE服务小区和相邻小区信息可知道UE进行OTDOA测量时是在哪些Node B之间完成，而Node B的地理位置由RNC内的定位操作维护来管理，因此可以很容易计算出来UE的地理位置，此时RNC再将UE地理位置信息返回给核心网。

用户面定位的理念是把定位作为一种UE请求PS域业务接入，地理计算过程不需要RNC参与，由核心网定位控制中心完成UE地理位置估计。遗憾的是，目前还没有规定OTDOA定位相关实现方式，而且由于核心网定位中心无法直接了解UE的当前驻留小区，因此无法直接实现OTDOA定位。

发明内容

考虑到相关技术中存在的上述问题而做出本发明，为此，本发明旨在提供一种能够直接实现OTDOA定位的用户面OTDOA定位方案。

根据本发明的实施例，提供了一种用户面观测到达时间差(OTDOA)定位方法。

该方法包括：步骤S102，核心网定位控制中心的操作维护管理系统建立基站地理信息索引表、相邻小区信息索引表、和基站索引表；步骤S104，核心网定位控制中心在获得用户设备的无线网络控制器标识和小区标识后，请求用户设备进行观测到达时间差定位测量；步骤S106，核心网定位控制中心根据无线网络控制器标识和小区标识从相邻小区信息索引表检索相关相邻小区信息，并将相关相邻小区信息发送给用户设备；步骤S108，用户设备根据相关相邻小区信息进行观测到达时间差相关信息测量；步骤S110，用户设备或核心网定位控制中心根据测量的观测到达时间差相关信息进行观测到达时间差定位。

其中，在基站地理信息索引表中，根据无线网络控制器标识和UE的驻留小区标识索引基站的地理信息；在相邻小区信息索引表中，根据无线网络控制器标识和驻留小区标识索引驻留小区的相邻小区无线网络控制器标识、相邻小区标识、相邻小区频点、和相邻小区扰码；在基站索引表中，根据无线网络控制器标识、驻留小区标识、相邻小区频点、和相邻小区扰码索引驻留小区的相邻小区无线网络控制器标识和相邻小区标识。

在步骤S106中索引的相关相邻小区信息包括：待测SFN-SFN观测到达时间差的相邻小区频点信息、相邻小区扰码信息。

相应地，在步骤S108中测量的观测到达时间差相关信息包括：SFN-SFN观测到达时间差。

核心网定位控制中心或用户设备预先确定或协商是否在用户设备侧进行观测到达时间差定位过程中的观测到达时间差定位计算。

其中，在观测到达时间差定位计算在用户设备侧执行的情况下，在步骤S104和步骤S106之间，进一步包括以下处理：核心网定位控制中心根据用户设备的无线网络控制器标识和小区标识对基站地理信息索引表进行索引，以获取相应的基站地理信息；核心网定位控制中心将获取的基站地理信息发送给用户设备。

并且，步骤S110进一步包括以下处理：用户设备根据测量的SFN-SFN观测到达时间差，并根据核心网定位控制中心发送的基站地理信息进行观测到达时间差定位计算，以对自身进行观测到达时间差定位；用户设备将定位结果上报核心网定位控制中心。

另一方面，在观测到达时间差定位计算在核心网侧执行的情况下，步骤S110进一步包括：步骤S110-1，用户设备将观测到达时间差定位计算相关信息上报给核心网定位控制中心，其中，观测到达时间差定位计算相关信息包括：无线网络控制器标识、驻留小区标识、相邻小区频点、相邻小区扰码、和相邻小区SFN-SFN观测到达时间差；步骤S110-2，核心网定位控制中心根据观测到达时间差定位计算相关信息进行观测到达时间差定位计算，以对用户设备进行观测到达时间差定位。

步骤S110-2进一步包括以下处理：核心网定位控制中心根据驻留小区扰码、相邻小区扰码从基站索引表索引小区标识；根据索引的小区标识从基站地理信息索引表索引基站地理信息；根据索引的基站地理信息以及SFN-SFN观测到达时间差进行观测到达时间差定位计算。

通过本发明的上述技术方案，弥补了相关技术中关于OTDOA定位的缺憾，实现了用户面OTDOA定位，且本发明的技术方案无需对当前的UTRAN网络进行任何改动，因此极大的节约了运营商的投资成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用户面OTDOA定位方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的用户面OTDOA定位方法的实例的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的用户面OTDOA定位方法在图2中示出的实例的具体实现的流程图。

具体实施方式

概括的说，本发明提供的用户面OTDOA定位方法是将核心网定位控制中心需要的UE的定位辅助数据信息，通过用户面业务数据传送方式提供给核心网定位控制中心(用于控制用户面的定位业务)，从而实现UE的OTDOA定位。另外，本方法可以适用于分布式系统和集中式系统。

以下将结合附图来描述本发明的实施例，需要注意的是，给出以下实施例以提供对本发明的全面和透彻理解，而不是对本发明进行任何限制。

在本发明实施例中，提供了一种用户面OTDOA定位方法。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102，核心网定位控制中心的操作维护管理系统建立基站地理信息索引表、相邻小区信息索引表、和基站索引表；

步骤S104，UE请求定位PS业务建立之后，核心网定位控制中心先要求UE进行小区定位获得相关的无线网络控制器标识(RNC ID)和小区标识(CELL ID)，核心网定位控制中心在获得UE的RNC ID和CELL ID后，请求UE进行OTDOA定位测量；

步骤S106，核心网定位控制中心，根据RNC ID和CELL ID从相邻小区信息索引表检索相关相邻小区信息，并将相关相邻小区信息发送给UE；这里，相关相邻小区信息包括：待测SFN-SFN观测到达时间差的相邻小区频点信息、相邻小区扰码信息；

步骤S108，UE根据上述的相关相邻小区信息进行OTDOA相关信息测量；这里，测量的OTDOA相关信息包括：SFN-SFN观测到达时间差；

步骤S110，UE或核心网定位控制中心根据测量的OTDOA相关信息进行OTDOA定位。

其中，在基站地理信息索引表中，可以根据RNC ID和UE的驻留CELL ID索引基站的地理信息；在相邻小区信息索引表中，可以根据RNC ID和驻留CELL ID索引驻留小区的相邻小区的RNCID、相邻Cell ID、相邻小区频点、和相邻小区扰码；在基站索引表中，根据RNC ID、驻留CELL ID、相邻小区频点、和相邻小区扰码索引驻留小区的相邻小区的RNC ID和相邻Cell ID。

其中，核心网定位控制中心或UE可以预先确定或协商是否在UE侧进行OTDOA定位过程中所需的OTDOA定位计算。

一方面，在OTDOA定位计算在UE侧执行的情况下，在步骤S104和步骤S106之间，进一步包括以下处理：(1)核心网定位控制中心，根据UE的RNC ID和CELL ID对基站地理信息索引表进行索引，以获取相应的基站地理信息；(2)核心网定位控制中心将获取的基站地理信息发送给UE。

相应地，步骤S110可以进一步包括以下处理：UE根据测量的SFN-SFN观测到达时间差，并根据核心网定位控制中心发送的基站地理信息进行OTDOA定位计算，以对自身进行OTDOA定位；定位完成后，UE将定位结果上报核心网定位控制中心。

另一方面，在OTDOA定位计算在核心网侧执行(即，不在用户设备侧执行)的情况下，步骤S110可以进一步包括：步骤S110-1，UE将OTDOA定位计算相关信息上报给核心网定位控制中心，其中，OTDOA定位计算相关信息包括：无线网络控制器标识、驻留小区标识、相邻小区频点、相邻小区扰码、和相邻小区SFN-SFN观测到达时间差的测量结果；步骤S110-2，核心网定位控制中心根据OTDOA定位计算相关信息进行OTDOA定位计算，以对UE进行OTDOA定位。

具体地，步骤S110-2进一步包括以下处理：首先，核心网定位控制中心根据驻留小区扰码、相邻小区扰码从基站索引表索引CELL ID；其次，根据索引的CELL ID从基站地理信息索引表索引基站地理信息；接下来，根据索引的基站地理信息以及SFN-SFN观测到达时间差进行OTDOA定位计算，以对UE进行OTDOA定位。

以上描述的仅仅是本发明实施例提供的用户面OTDOA定位的简单流程，以下，将结合具体实例来进一步描述该方法的详细过程。

如图2所示，设定如下场景：

RNC ID 1001管理Node B1、Node B2、Node B3三个基站：

Cell ID 101所属NodeB1控制，频点：2010.8M，扰码：5；

Cell ID 102所属NodeB2控制，频点：2012.4M，扰码：10；

Cell ID 103所属NodeB3控制，频点：2014M，扰码：15；通过网络规划三小区的相邻小区关系。

其中，小区Cell ID 101驻留的UE接入PS域32K交互类定位业务。

在以上场景下，上述用户面OTDOA定位方法的处理流程在图3中示出。

步骤S300，核心网定位控制中心的操作维护管理系统建立如下的基站地理信息索引表(表1)、相邻小区信息索引表(表2)、和基站索引表(表3)；

                   表1

小区标识(RNC ID+Cell ID)	定位辅助信息
		1001+101	Node B1的地理信息
1001+102	Node B2的地理信息
		1001+103	Node B3的地理信息

                    表2

小区标识(RNC ID+Cell ID)	标识(RNC ID+相邻小区Cell ID+相邻小区频点+相邻小区扰码)
		1001+101	1001+103+2012.4M+10
1001+101	1001+102+2014M+15

                    表3

标识(RNC ID+驻留小区Cell ID+相邻小区频点+相邻小区扰码)	小区标识(RNC ID+Cell ID)
		1001+101+2012.4M+5	1001+102
1001+101+2014M+15	1001+103

步骤S302：UE请求定位服务PS32K业务建立之后，核心网定位控制中心决定对UE进行定位，要求UE先进行小区定位获得相关RNC ID 1001、驻留小区Cell ID 101信息；

步骤S304：核心网定位控制中心在获得到UE的RNC ID 1001、驻留小区Cell ID 101的相关信息后，请求UE进行OTDOA定位测量；

如果指示OTDOA定位计算在UE完成，核心网定位控制中心需要把定位需要根据RNC ID 1001、驻留小区Cell ID 101信息索引表1，获得基站Node B1、Node B2、和Node B3的相关地理位置信息，并将其传送给UE；

步骤S306：核心网定位控制中心，根据RNC ID 1001、驻留小区Cell ID 101从表2索引相关相邻小区待测SFN-SFN观测到达时间差的相邻小区频点、相邻小区扰码信息，并发送给UE进行OTDOA相关信息测量；(按照RNC ID+相邻小区Cell ID+相邻小区频点+相邻小区扰码的方式进行索引)

如表2所示，相邻小区Cell ID 102信息为：1001+102+2012.4M+10；相邻小区Cell ID 103信息为：1001+103+2014M+15；

步骤S308：如果OTDOA定位计算在核心网定位控制中心完成，则UE将OTDOA定位测量相关数据上报核心网定位控制中心，包括：无线网络控制器标识1001、驻留小区标识101、相邻小区频点相邻小区扰码、和相邻小区SFN-SFN观测到达时间差的测量结果；之后，进行到步骤S312；

步骤S310：如果OTDOA定位计算在UE侧完成，则UE结合测量获得SFN-SFN观测到达时间差，以及相关基站地理位置信息(即，基站Node B1、Node B2和Node B3的地理位置信息)，估计自己的地理位置，完成后返回给核心网定位控制中心，结束该次定位过程；

步骤S312：核心网定位控制中心根据UE上报的SFN-SFN观察时间差以及服务小区及其相邻小区对应基站地理信息(先按照RNC ID+驻留小区Cell ID+相邻小区频点+相邻小区扰码的索引方式从表3获得小区标识，再根据获得的小区标识通过表1获得对应的基站地理信息)，然后，根据OTDOA定位算法计算UE的地理位置。

通过以上描述的技术方案可以看出，核心网定位控制中心通过接受UE的用户定位辅助数据信息，实现了UE的OTDOA定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，包括：

步骤S102，核心网定位控制中心的操作维护管理系统建立基站地理信息索引表、相邻小区信息索引表、和基站索引表；

步骤S104，所述核心网定位控制中心在获得用户设备的无线网络控制器标识和小区标识后，请求所述用户设备进行观测到达时间差定位测量；

步骤S106，所述核心网定位控制中心根据所述无线网络控制器标识和小区标识从所述相邻小区信息索引表检索相关相邻小区信息，并将所述相关相邻小区信息发送给所述用户设备；

步骤S108，所述用户设备根据所述相关相邻小区信息进行观测到达时间差相关信息测量；以及

步骤S110，所述用户设备或所述核心网定位控制中心根据测量的所述观测到达时间差相关信息进行观测到达时间差定位。

2.根据权利要求1所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，

在所述基站地理信息索引表中，根据无线网络控制器标识和驻留小区标识索引基站的地理信息；

在所述相邻小区信息索引表中，根据无线网络控制器标识和驻留小区标识索引驻留小区的相邻小区无线网络控制器标识、相邻小区标识、相邻小区频点、和相邻小区扰码；以及在所述基站索引表中，根据无线网络控制器标识、驻留小区标识、相邻小区频点、和相邻小区扰码索引驻留小区的相邻小区无线网络控制器标识和相邻小区标识。

3.根据权利要求2所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，在所述步骤S106中索引的所述相关相邻小区信息包括：待测SFN-SFN观测到达时间差的相邻小区频点信息、相邻小区扰码信息。

4.根据权利要求3所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，在所述步骤S108中测量的所述观测到达时间差相关信息包括：SFN-SFN观测到达时间差。

5.根据权利要求4所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，在观测到达时间差定位过程中的观测到达时间差定位计算在用户设备侧执行的情况下，在所述步骤S104和所述步骤S106之间，进一步包括以下处理：

所述核心网定位控制中心根据所述用户设备的无线网络控制器标识和小区标识对所述基站地理信息索引表进行索引，以获取相应的基站地理信息；以及

所述核心网定位控制中心将获取的所述基站地理信息发送给所述用户设备。

6.根据权利要求5所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，所述步骤S110进一步包括以下处理：

所述用户设备根据测量的所述SFN-SFN观测到达时间差，并根据所述核心网定位控制中心发送的所述基站地理信息进行观测到达时间差定位计算，以对自身进行观测到达时间差定位；以及

所述用户设备将定位结果上报所述核心网定位控制中心。

7.根据权利要求4所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，在观测到达时间差定位过程中的观测到达时间差定位计算在核心网侧执行的情况下，所述步骤S110进一步包括：

步骤S110-1，所述用户设备将观测到达时间差定位计算相关信息上报给所述核心网定位控制中心，其中，所述观测到达时间差定位计算相关信息包括：无线网络控制器标识、驻留小区标识、相邻小区频点、相邻小区扰码、和相邻小区SFN-SFN观测到达时间差；以及

步骤S110-2，所述核心网定位控制中心根据所述观测到达时间差定位计算相关信息进行观测到达时间差定位计算，以确定所述用户设备的地理位置。

8.根据权利要求7所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，所述步骤S110-2进一步包括以下处理：

所述核心网定位控制中心根据所述驻留小区扰码、相邻小区扰码从所述基站索引表索引小区标识；

根据索引的所述小区标识从所述基站地理信息索引表索引基站地理信息；以及

根据索引的所述基站地理信息以及所述SFN-SFN观测到达时间差进行观测到达时间差定位计算。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的用户面观测到达时间差定位方法，其特征在于，所述核心网定位控制中心或所述用户设备预先确定或协商是否在所述用户设备侧进行观测到达时间差定位计算。

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