CN101110627B - 一种获取用户设备位置信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获取用户设备位置信息的方法，包括以下步骤：A、网络控制设备激发处于非专用信道状态的用户设备向基站发送上行信令；B、所述用户设备通过上行随机接入信道向基站发送上行信令；C、基站测量接收到的上行信令对应的波达角和定时提前量；D、网络控制设备根据来自基站的波达角和定时提前量计算用户设备的位置信息。本发明的技术方案通过激发处于非专用信道状态的UE向基站发送上行信令，实现了网络获取处于非专用信道状态的UE的位置。同时，本发明的技术方案在获取处于非专用信道状态的UE的位置信息时，不需要新建专用信道，节省了网络资源，而且本发明获取UE位置信息的方法的执行时间比较短，流程也比较简单。

Description

一种获取用户设备位置信息的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种获取用户设备位置信息的方法。
背景技术
随着无线移动通信技术的迅速发展，智能天线由于能够基于数字信号处理技术，充分高效地利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号，因而越来越广泛地应用于移动通信系统。
在现有的使用智能天线的移动通信系统中，基站可以测量出与无线接入网(RAN)之间存在专用信道的用户设备(UE)发送的上行信号的到达角度，即波达角，并上报给网络控制设备。当UE与RAN之间存在专用信道时，UE即处于专用信道状态，例如蜂窝式-专用信道(CELL_DCH)状态。网络控制设备根据上行信号的波达角和UE通过基站上报的定时提前量，就能够计算出基站与UE之间的距离。其中，3G移动通信系统中的网络控制设备为无线网络控制器(RNC)；2G移动通信系统中的网络控制设备为基站控制器(BSC)。
然而，UE处于非专用信道状态时，即UE和RAN之间不存在专用信道时，基站无法测量特定UE发送的上行信号的波达角。此时，如果网络需要获得UE的位置，则必须通过建立专用信道来实现。图1为现有技术中获取处于非专用信道状态的UE的位置信息的方法流程图。如图1所示，以移动通信系统为时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统为例，现有获取处于非专用信道状态的UE的位置信息的方法包括以下步骤：
步骤101～步骤102，UE通过公共信道发送上行信号时，位置服务器向RNC请求UE所处的位置，RNC根据位置服务器的请求，发起基站对UE的寻呼，基站通过寻呼信道向UE发起用户寻呼。
步骤103，UE通过监听寻呼信道，确定接收到了RNC发起的寻呼，向基站发送无线资源控制(RRC)连接建立请求，请求建立RRC连接。
步骤104，基站根据UE的请求，向RNC发送上行随机接入信道(RACH)数据帧。图2为现有技术中RACH数据帧的结构示意图。如图2所示，RACH数据帧在自身前端携带了上行信号对应的定时提前量。
步骤105～步骤106，RNC向基站发起专用信道的建立，基站和UE之间建立了专用信道，并实现RRC连接，UE处于专用信道状态，通过专用信道与基站进行数据交互。
步骤107～步骤108，RNC向基站请求测量波达角，基站根据RNC的请求，测量UE通过专用信道发送的上行信号对应的波达角，并向RNC上报波达角。
步骤109～步骤110，由于等待获取波达角的时间较长，UE的位置可能已发生变化，因此RNC请求UE再次上报定时提前量，UE根据RNC的请求，测量上行信号对应的定时提前量，并上报定时提前量。
步骤111～步骤112，RNC根据波达角和定时提前量计算UE的位置，并向位置服务器上报计算结果。
可见，上述流程中，基站不能测量处于非专用信道状态的UE发送的上行信号的波达角。如果UE通过公共信道发送上行信号，且网络控制设备需要计算UE的位置，并请求基站测量上行信号波达角时，必须新建立一个专用信道。UE通过新建的专用信道发送上行信号，基站再测量该上行信号的波达角，从而浪费了网络资源，而且在网络资源不足以新建专用信道时，就无法获取上行信号的波达角，进而无法获得该UE的位置。同时，现有技术在UE处于非专用信道状态时，获取波达角的时间比较长，获取流程也比较复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于：提供一种获取用户设备位置信息的方法，能够在用户设备处于非专用信道状态时，获取其发送的上行信号所对应的波达角。
根据上述的主要目的，本发明提供了一种获取用户设备位置信息的方法，包括以下步骤：
A、网络控制设备激发处于非专用信道状态的用户设备向基站发送上行信令；
B、所述用户设备向通过上行随机接入信道基站发送上行信令；
C、基站测量接收到的上行信令对应的波达角和定时提前量；
D、网络控制设备根据来自基站的波达角和定时提前量计算用户设备的位置信息。
所述步骤A之前进一步包括：位置服务器向网络控制设备请求获得用户设备的位置信息。
所述网络控制设备为无线网络控制器，或者为基站控制器。
所述非专用信道状态为：空闲IDLE状态；
所述步骤A为：网络控制设备发起基站对所述用户设备的寻呼，基站通过寻呼信道寻呼所述用户设备；
所述步骤B为：处于非专用信道状态的用户设备通过上行随机接入信道向基站发送无线资源控制连接建立请求消息。
所述非专用信道状态为：通用无线通信系统陆地无线接入网登记区-寻呼信道URA_PCH状态，或者为蜂窝式-寻呼信道CELL_PCH状态；
所述步骤A为：网络控制设备发起基站对所述用户设备的寻呼，基站通过寻呼信道寻呼所述用户设备；
所述步骤B为：处于非专用信道状态的用户设备通过上行随机接入信道向基站发送小区更新信息。
所述非专用信道状态为：蜂窝式-前向接入信道CELL_FACH状态；
所述步骤A为：网络控制设备通过基站向用户设备发送获取所述用户设备能力的请求消息；
所述步骤B为：处于非专用信道状态的用户设备通过上行随机接入信道向基站发送所述用户设备的能力信息。
所述步骤C中，基站将测量出的波达角和定时提前量，携带于上行随机接入信道数据帧中发送给网络控制设备。
所述步骤D中，网络控制设备进一步通过上行随机接入信道数据帧中的用户标识识别出所述用户设备，还进一步将计算出的位置信息上报给位置服务器。
由此可见，本发明的技术方案通过激发处于非专用信道状态的UE向基站发送上行信令，实现了基站测量来自UE的上行信令所对应的波达角，进而使得网络能够获取处于非专用信道状态的UE的位置。同时，本发明的技术方案在获取处于非专用信道状态的UE的位置信息时，不需要新建专用信道，节省了网络资源，而且本发明获取UE位置信息的方法的执行时间比较短，流程也比较简单。
图1为现有技术中获取处于非专用信道状态的UE的位置信息的方法流程图；
图2为现有技术中RACH数据帧的结构示意图；
附图说明
图3为本发明中获取用户设备位置信息的示例性方法流程图；
图4为本发明中RACH数据帧的结构示意图；
图5为本发明实施例一中获取用户设备位置信息的方法流程图；
图6为本发明实施例二中获取用户设备位置信息的方法流程图；
图7为本发明实施例三中获取用户设备位置信息的方法流程图。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明的基本思想是：网络控制设备通过基站激发UE向基站发送上行信令，基站测量UE向其发送的上行信令所对应的波达角。
具体实施方式
图3为本发明中获取用户设备位置信息的示例性方法流程图。如图3所示，本发明中获取用户设备位置信息的方法包括以下步骤：
步骤301，网络控制设备激发处于非专用信道状态的UE向基站发送上行信令；
步骤302，处于非专用信道状态的UE向基站发送上行信令；
步骤303，基站测量该UE发送的上行信令所对应的波达角。
本发明激发处于非专用信道状态的UE，通过RACH，向基站发送上行信令，基站仍然将上行信令看作是UE发送的上行数据，测量上行信令所对应的波达角，并将波达角放在RACH数据帧中发送给网络控制设备。而网络控制设备则可通过解析RACH数据帧中的用户标识，判断出上行信令所属的UE，并根据RACH数据帧中携带的定时提前量和波达角计算该UE的位置。
图4为本发明RACH数据帧的结构示意图。如图4所示，本发明中的RACH数据帧在其前端携带了定时提前量，在帧后端携带了波达角。
本发明的实施例中，移动通信系统为TD-SCDMA系统，UE通过RACH向基站上报信息，网络控制设备为RNC。
在TD-SCDMA移动通信系统中，UE和RAN之间的非专用信道连接状态主要包括以下几种：
空闲(IDLE)状态：UE与RAN之间不存在RRC连接。UE处于此状态时，只要从寻呼信道上接收到网络对其的寻呼，便被触发，并向网络发送RRC连接建立请求消息。
蜂窝式-寻呼信道(CELL_PCH)状态：UE与RAN之间不存在专用信道连接UE监听寻呼信道(PCH)，RAN知道UE所在的小区。通用无线通信系统陆地无线接入网登记区-寻呼信道(URA_PCH)状态：终端与无线接入网之间不存在专用信道连接，终端监听PCH，无线接入网知道UE所在的通用无线通信系统陆地无线接入网登记区(URA)。UE分别处于上述两种状态时，当UE所处的小区或者URA发生变化时，都会向RAN发送报告。
蜂窝式-前向接入信道(CELL_FACH)状态：UE与RAN之间不存在专用信道连接，但存在公共传输信道上的专用逻辑信道连接。UE处于此状态时，可通过公共信道与网络进行信令交互。
下面，根据UE处于上述的四种非专用信道状态的情况，分别对获取波达角的过程进行详细说明。
实施例一
图5为本发明实施例一中获取用户设备位置信息的方法流程图。如图5所示，以UE处于空闲状态为例，本发明获取用户设备位置信息的方法包括以下步骤：
步骤501，当位置服务器需要获得UE的位置时，向RNC发出请求。
步骤502，RNC的判决系统判断出该UE与基站之间不存在RRC连接，则发起基站对该UE的寻呼，基站通过寻呼信道寻呼该UE。
步骤503，被寻呼的UE处于空闲状态，在收到寻呼之后，通过RACH向基站发送RRC连接建立请求消息。
步骤504，基站接收到通过RACH来自UE的RRC连接建立请求之后，测量该请求消息对应的波达角以及定时提前量，并把波达角和定时提前量携带于RACH数据帧中，发送给RNC。
步骤505～步骤506，RNC根据RACH数据帧中的用户标识、波达角信息和定时提前量，计算UE的位置，并将计算结果上报给位置服务器。
上述步骤505～步骤506为网络获得UE位置的过程。
本实施例中，UE处于空闲状态，通过从寻呼信道上接收到网络对其的寻呼而被触发，并向网络发送了RRC连接建立请求消息，基站将该请求消息作为上行数据，并测量请求消息对应的波达角。
实施例二
图6为本发明实施例二中获取用户设备位置信息的方法流程图。如图6所示，以UE处于CELL_PCH状态或者URA_PCH状态为例，本发明获取用户设备位置信息的方法包括以下步骤：
步骤601～步骤602，当位置服务器需要获得UE的位置时，向RNC发出请求，RNC的判决系统判断出该UE与基站之间不存在RRC连接，则发起基站对该UE的寻呼，基站通过寻呼信道寻呼该UE。
上述两个步骤与实施例一中步骤501～步骤502的操作过程相同。
步骤603，UE处于CELL_PCH状态或者URA_PCH状态，在收到寻呼之后，向基站发送小区更新(Cell Update)信息。
步骤604，基站接收到通过RACH来自UE的小区更新信息之后，测量该信息对应的波达角以及定时提前量，并把波达角和定时提前量携带于RACH数据帧中，发送给RNC。
步骤605～步骤606，RNC根据RACH数据帧中的用户标识、波达角信息和定时提前量，计算UE的位置，并将计算结果上报给位置服务器。
上述两个步骤与实施例一中步骤504～步骤506的操作过程相同。
上述步骤605～步骤606为网络获得UE位置的过程。
本实施例中，UE处于CELL_PCH状态或者URA_PCH状态，通过从寻呼信道上接收到网络对其的寻呼而被触发，使UE向网络发送小区更新信息，基站将该信息作为上行数据，并测量其波达角。
实施例三
图7为本发明实施例三中获取用户设备位置信息的方法流程图。如图7所示，以UE处于CELL_FACH状态为例，本发明获取用户设备位置信息的方法包括以下步骤：
步骤701，当位置服务器需要获得UE的位置时，向RNC发出请求。
步骤702，RNC向UE发送获取UE能力的请求消息，请求获取UE的能力信息。
本步骤中，RNC请求获取UE的能力信息，也可以向UE请求获取其它信息。
步骤703，UE处于CELL_FACH状态，在收到请求之后，通过RACH向基站发送其能力信息。
步骤704，基站接收到通过RACH来自UE的能力信息后，测量该能力信息对应的波达角以及定时提前量，并把波达角和定时提前量携带于RACH数据帧中，发送给RNC。
步骤705～步骤706，RNC根据RACH数据帧中的用户标识、波达角信息和定时提前量，计算UE的位置，并将计算结果上报给位置服务器。
上述两个步骤与实施例一中步骤504～步骤506的操作过程相同。
上述步骤705～步骤706为网络获得UE位置的过程。
本实施例中，UE处于CELL_FACH状态，通过请求获取其能力信息来使UE向网络发送了能力信息，基站将该能力信息作为上行数据，并测量其波达角。
当UE处于CELL_FACH状态时，网络还可以通过由RNC纪录上一个RACH数据帧中的波达角和定时提前量来获得UE的位置。
上述三个实施例也适用于其它使用智能天线的移动通信系统。当上述实施例用于2G移动通信系统时，网络控制设备为BSC。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种获取用户设备位置信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、网络控制设备激发处于非专用信道状态的用户设备向基站发送上行信令；
B、所述用户设备通过上行随机接入信道向基站发送上行信令；
C、基站测量接收到的上行信令对应的波达角和定时提前量；
D、网络控制设备根据来自基站的波达角和定时提前量计算用户设备的位置信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前进一步包括：位置服务器向网络控制设备请求获得用户设备的位置信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络控制设备为无线网络控制器，或者为基站控制器。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述非专用信道状态为：空闲IDLE状态；
所述步骤A为：网络控制设备发起基站对所述用户设备的寻呼，基站通过寻呼信道寻呼所述用户设备；
所述步骤B为：处于非专用信道状态的用户设备通过上行随机接入信道向基站发送无线资源控制连接建立请求消息。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述非专用信道状态为：通用无线通信系统陆地无线接入网登记区-寻呼信道URA_PCH状态，或者为蜂窝式-寻呼信道CELL_PCH状态；
所述步骤A为：网络控制设备发起基站对所述用户设备的寻呼，基站通过寻呼信道寻呼所述用户设备；
所述步骤B为：处于非专用信道状态的用户设备通过上行随机接入信道向基站发送小区更新信息。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述非专用信道状态为：蜂窝式一前向接入信道CELL_FACH状态；
所述步骤A为：网络控制设备通过基站向用户设备发送获取所述用户设备能力的请求消息；
所述步骤B为：处于非专用信道状态的用户设备通过上行随机接入信道向基站发送所述用户设备的能力信息。
7.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，基站将测量出的波达角和定时提前量，携带于上行随机接入信道数据帧中发送给网络控制设备。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，网络控制设备进一步通过上行随机接入信道数据帧中的用户标识识别出所述用户设备，还进一步将计算出的位置信息上报给位置服务器。
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