CN101129082B - 移动通信网络中的定位控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在通过其他接入网(例如非授权无线接入网)扩展GSM网络时确定移动台的位置的改进的定位过程。支持与移动台的连接的接入网控制器向定位服务实体发送定位请求，该定位请求包括指示由所述网络单元对于特定移动台所支持的至少一种定位方法。通过向定位服务实体提供关于将要使用的定位方法的信息，不需要预先利用该信息来配置所述定位服务实体。此外，所述过程是灵活的，并且可以适应于做出所述请求的网络单元，从而可以适应于由所述移动台所实际使用的连接类型。由于最合适的方法被预先传送，因此在检索足够准确的信息之前，所述定位实体不需要启动几种定位方法。

Description

移动通信网络中的定位控制

技术领域

本发明涉及移动电信网络，并且特别涉及由利用其他移动技术的接入网所扩展的GSM网络。

背景技术

在GSM网络中，关于移动台的位置的信息由定位服务实体提供，所述定位服务实体被布置在基站子系统内或者被连接到基站子系统。这些定位服务实体通过估计移动台的位置而对来自核心网络的定位请求做出响应，并且把结果返回给核心网络。在执行所述估计的过程中，所述定位服务实体可以使用各种接入网资源，其中包括基站、移动台以及用来获得必要信息的专用资源。所述信息可以包括用于移动台的小区位置、定时提前信息、移动辅助的增强观测时差、基于移动的增强观测时差以及无线电信道参数。

所述过程在纯GSM系统内提供可靠且准确的位置信息。然而，当通过利用非授权(unlicensed)无线电接口与移动台通信的接入网来扩展常规的蜂窝网络时，无法使用所述相同信息。例如，不可能在这种接入网内获得定时提前信息。因此，无法依靠所述过程来定位移动台。在欧洲专利申请No.EP-A-1 207 708中描述了一种非授权无线接入网以及用于该接入网的移动台。非授权移动接入(UMA)规范也定义了此类接入网。出于本文献的目的，这种接入网将被称作通用接入网(GAN)，其符合用于“Generic Access to A and Gb-interface”的第三代合作项目(3GPP)标准3GPP技术规范43.318(第2阶段)和44.318(第3阶段)。

这些接入网被设计成与标准公共移动网络的核心单元一起使用。所述接入网被构造成使得所述公共移动核心网络的核心单元(比如移动交换中心MSC)把所述非授权无线接入网视为常规的基站系统BSS。

这些接入网内的接入点通过优选地是现有的宽带网络(其可以包括因特网)连接到接入控制器(通用接入控制器GAN)。因此，接入点容易安装和移动，从而相同的接入网内的多个接入点可以相距许多公里，其有可能处在不同的州或国家。为此，一个非授权无线接入网内的单个小区标识符通常是指许多接入点。实际上，在关于非授权无线接入网的一些提议中，为了简化核心网络的配置，为所有接入点分配相同的小区标识符而不管其物理位置。这自然使得对移动台的位置跟踪变得复杂，这是由于在GSM接入网内使用的普通标识信息无法揭示移动台的真实物理位置。

在当前的系统内，所述定位服务实体负责选择适当的定位方法来执行定位。在所述定位服务实体内预先配置所述网络内的可用定位支持。该配置定义可以由各单独节点所提供的支持。由BSC提供的支持与可以从通用接入网控制器(GANC)获得的支持显著不同，这使得所述配置变得复杂。如果所述节点是组合的BSC/GANC，则对于所述定位实体没有关于移动台被如何连接到所述网络的指示。在这种情况下，所述定位服务实体可以使用试错法来选择适当的定位方法，但是这会延迟所述定位，并且在紧急呼叫的情况下可能会延迟到不可接受的程度。

发明内容

根据上述内容，本发明的一个目的是提供一种能够可靠地识别移动台的位置的定位过程，而不管该移动台是被连接到GSM、非授权无线接入网还是另一类型的接入网。

本发明的另一个目的是提供一种用于由新的接入网扩展的GSM网络的定位过程，其具有低复杂度，限制了运营商方面的配置成本，并且使得所述定位过程的延迟最小化。

根据本发明，这些目的通过一种确定移动台在移动电信网络内的位置的方法来实现，该方法包括以下步骤：从网络单元接收定位请求；所述定位请求包括指示由该网络单元所支持的至少一种定位方法的信息；选择在该定位请求中所指示的至少其中一种定位方法，并且利用所选择的定位方法来确定该移动台的位置；以及把指示该移动台的位置的信息返回给所述网络单元。

通过向所述定位服务实体提供关于将要使用的定位方法的信息，不需要预先利用该信息来配置所述定位服务实体。此外，所述过程是灵活的，并且可以适应于做出所述请求的网络单元，从而可以适应于由所述移动台所实际使用的连接类型。由于最合适的方法被预先传送，因此在检索足够准确的信息之前，所述定位实体不需要启动几种定位方法。

根据本发明的一个优选实施例，所述接收定位请求的步骤包括：接收特定于所述移动台的数据，以用于至少其中一种所指示的定位方法，所述利用其中一种定位方法的步骤包括：在该定位方法中利用所述数据。

这使得所述定位服务实体不再需要向相关网络单元请求该信息，并且进一步减小了延迟。

根据本发明的另一方面，上述目的通过一种在接入控制器内执行的请求移动台的位置的方法来实现，所述接入控制器形成接入网的一部分，所述接入网提供移动台与电信网络的核心网络部分之间的连接。所述方法包括以下步骤：生成定位请求，所述定位请求包括指示由与所述移动台相连接的所述接入控制器所支持的至少一种定位方法的信息单元，并且优选地还包括用于所述所支持的定位方法的相关信息；把该定位请求发送给定位中心；从该定位中心接收定位请求响应。

附图说明

通过以举例的方式参考附图给出的对于各优选实施例的以下描述，本发明的更多目的和优点将变得显而易见。在附图中：

图1示意性地示出了移动通信网络中的各定位服务单元的功能体系结构，所述移动通信网络具有GSM和非授权无线接入网；

图2示意性地描绘了在根据本发明的第一实施例处理定位请求时的定位中心、接入网与移动台之间的信令；以及

图3示意性地描绘了在根据本发明的第二实施例处理定位请求时的定位中心、接入网与移动台之间的信令。

具体实施方式

图1示意性地示出了存在于移动通信网络内的定位服务单元。该图示出了两个移动台10和10’，其中的每一个都通过接入网被连接到核心网络部分20。在图1的上半部分示出的第一移动台10通过无线链路Um被连接到GSM接入网或基站子系统BSS 30。该基站子系统BSS 30包括基站控制器BSC 32和多个基站收发机站，在图中示出了其中一个基站收发机站31。该基站收发机站31支持到移动台10的无线链路Um。每个基站收发机被连接到基站控制器BSC 32并且受其控制。接入网30又被连接到核心网络20，其是GSM或UMTS核心网络，或者可选择地同时支持这两种标准。接入网30与核心网络之间的各种接口支持通过A接口的GSM电话通信量、通过Gb接口的通用分组无线业务(GPRS)通信量或者通过lu接口的UMTS电话通信量和分组服务。

位于图1的下半部分的第二移动台10’有可能除了常规的(授权的)移动通信无线电接口之外还能够支持与非授权无线接入网的非授权无线电接口X。该移动台10’通过该非授权无线电链路X与非授权无线接入网50的接入点51通信。构成该非授权无线接入网50的各组件还使得该移动台10’能够接入所述GSM/UMTS核心网络部分，并且通过该核心网络部分接入其他通信网络。所谓非授权无线电指的是不需要经营所述移动网络的运营商从适当的管理机构获得授权的任何无线电协议。一般来说，这种非授权无线电技术必须是低功率，从而与授权的移动无线电服务相比具有有限的范围。所述无线电接口可以利用任何合适的非授权无线电协议，比如无线LAN(W-LAN)协议、数字增强无绳电信(DECT)或蓝牙。

在图1中仅仅示出了一个接入点AP 51，但是将会理解，在所述非授权无线接入网50内可以包括数百个这种单元。该单元处理与移动台MS 10’的无线电链路协议并且包含无线电收发机，所述无线电收发机以与常规的GSM基站收发机BTS 101的操作类似的方式定义一个覆盖区域或小区。经由该接入点AP 51的所有通信都由接入控制器GANC 53控制，该接入控制器通过所述标准A、Gb和/或lu接口与核心网络部分20内的各节点通信。接入点AP 51和接入控制器GANC 53的联合功能向核心网络20模仿BSS 30的操作。换句话说，当从核心网络20的各单元看去时，由接入点AP 51和接入控制器GANC 53所构成的接入网部分50看起来像是一个常规的接入网部分30。

所述接入点AP 51与所述接入控制器GANC 53之间的接口由分组交换宽带网络52提供，其可以是固定网络。该接入点51打算是一个小设备，订户可以购买该小设备并且将其安装在所期望的位置(比如家中或办公室环境内)，以便获得对移动网络的固定接入。然而，所述接入点也可以由运营商安装在通信量热点处。为了降低运营商方面的安装成本，接入点51与接入控制器53之间的接口优选地利用由现有的网络52所提供的连接。合适的网络可以包括基于ADSL、以太网、LMDS等等的网络。订户可以越来越多地获得到这种网络的家庭连接，同时到这种网络的接入点在公共建筑和商业建筑中也正在变得普遍。虽然在图1中没有示出，但是接入点AP 51可以被连接到接入网络52的网络终端，同时接入控制器GANC 53可以被连接到网络52的边缘路由器ER，该边缘路由器还把该网络52连接到诸如内联网和因特网之类的其他网络。所述因特网协议IP被用于通过网络52进行通信，以便使得数据的传输独立于网络类型。

所述接入点AP 51可以充当到所述非授权无线接入网的专用接入点。在这种情况下，该接入点AP 51能够通过所述非授权无线电接口X独立地与移动台10’通信，或者通过所述宽带网络52与接入控制器GANC 53通信。

可选择地，当从接入控制器53和移动台10’看去时，所述接入点AP 51可以充当基本上透明的接入点。换句话说，该接入点AP 51在移动台1与接入控制器GANC 53之间、在IP层及其以上中继所有信息。它简单地实现了在所述OSI参考模型层1和2的非授权无线接入层服务与地面接入层服务之间的转换。相应地，移动台10’建立与接入控制器GANC 53的连接，而不把接入点AP 51识别为所述层3连接中的节点。类似地，接入控制器GANC 53可以直接建立与移动台10’的连接。

在所有情况下，为每个接入点分配一个唯一的标识符AP-ID。该标识符的形式取决于所利用的非授权无线电技术，并且还可以是特定于运营商的。举例来说，当使用蓝牙无线电协议时，该标识符可以是蓝牙设备地址。可选择地，它可以包括不同的标识符，比如PAN服务名称。类似地，对于WLAN接入点，所述标识符可以包含MAC地址，其可能与SSID相组合。根据接入点AP 51的类型，为该接入点AP 51或者移动台10’分配一个在宽带分组交换网络52上的IP地址，并且去往/来自接入控制器GANC 53的通信使用所分配的该IP地址。

这里被称作定位中心40的处理单元被连接到所述基站子系统(GSM接入网)30和所述非授权无线接入网50。该处理单元是一个可以由几个接入网访问的独立单元。该定位中心40是类似于在3GPP GERAN(GSM EDGE无线接入网)系统中规定的服务移动定位中心SMLC的实体，但是具有扩展的功能。类似地，通过定位中心40与接入网30之间的接口所传递的过程和消息包括通过SMLC与BSS之间的Lb接口所传递的许多所述过程和消息，正如在3GPP TS 49.031和3GPP TS 48.071中所定义的那样。基本上，定位中心40对于例如通过接入网从核心网络中继来的针对移动台的位置的请求做出响应，这是通过利用一种或多种预先配置的定位方法确定该移动台的位置以及利用位置响应来做出响应。根据本发明，所述接入网不是简单地中继或者生成针对位置信息的请求，而是在该请求中包括附加的信息，所述附加的信息指示由该接入网对于该特定移动台所支持的定位方法。这在下面参考图2和3更详细地进行描述。

图2示出了在来自核心网络或内部定位服务客户端的针对提供特定移动台的位置信息的请求之后，在定位中心LC、接入网控制器与移动台之间的信令。如所示，该接入网控制器可以是GSM基站控制器BSC或通用接入网控制器GANC；所述过程在这两种情况下是相同的。在步骤1，从接入控制器向定位中心发送初始执行定位请求消息。根据本发明，该消息包括规定所述接入网支持哪些方法的信息单元，具体而言是对于到移动台的实际连接所支持的方法。在图2所示出的例子中，所支持的定位方法包括使用GSM小区全局标识符CGI和移动台的公共IP地址或者其所属的接入点的MAC地址。例如，不可能使用所述时间提前方法。在接收到该消息后，定位中心LC选择其中一种所指示的方法，并且继续确定移动台位置。这是通过在步骤2向接入控制器发送针对该移动台的公共IP地址的请求并且在步骤3接收来自该接入控制器的该公共IP地址来完成的。随后，定位中心在步骤4利用该IP地址确定移动台位置。随后在步骤5中把该位置信息返回给接入控制器。

作为对GSM CGI或公共IP地址的补充或替换，被传送到定位中心LC以用在定位方法中的所述信息可以包括以下各项中的一项或多项：

1、定时提前

2、移动辅助的增强观测时差(E-OTD)

3、基于移动的增强观测时差(E-OTD)

4、全球定位系统(GPS)

5、上行链路到达时差(U-TDOA)

6、公共IP地址(或私有AP地址)

7、接入点标识符AP-ID(接入点的MAC地址)

8、WLAN SSID

9、蓝牙PAN服务名称

10、GSM CGI(覆盖连接到GAN的移动台的GSM小区)

上面的列表并非穷举性的，并且取决于移动台所使用的连接类型可以包括用来定位移动台的其他辅助。

注意，该列表中的前五项通常将被用于GSM连接，并且因此将由GSM BSC发送。剩下的各信息单元在移动台被连接到非授权无线电接入点时被使用，因此将由通用接入网控制器GANC传送。虽然当前的3GPP GERAN系统内的定位服务控制如上面所详述的那样使用用于GSM连接的方法，但是在任何请求之前利用该信息来配置所述定位服务实体(SMLC)。根据本发明，不需要利用所述可用方法来配置定位中心。所有的必要信息都是利用每个定位请求提供的。此外，在具有组合的BSC/GANC(其具有到本发明的定位中心(LC)的单个连接)的系统中，所述LC可以直接选择合适的定位方法以用于单独的移动台。

转到图3，其中示出了根据本发明的一种替换方法。图3还示出了在来自例如核心网络的定位请求之后，在定位中心LC与接入控制器(BSC/GANC)之间的信令。在步骤1，接入控制器发送执行定位请求消息，并且与图2中所示出的方法一样，该消息包括标识由接入网对于与移动台的实际连接所支持的定位方法的信息单元。然而，除了定位方法信息之外，该消息还包含与所列出的每种定位方法相关的数据。在所示出的例子中，该消息把对于GSM小区全局标识符CGI和公共IP地址的使用标识为所述方法，并且还提供用于所述移动台连接的GSM CGI和公共IP地址。相应地，在步骤2，定位中心LC可以继续利用一种或多种所传送的方法以及用于每种方法的数据来确定移动台位置。随后，在步骤3，定位中心LC在执行定位请求响应消息中把移动台位置返回给接入控制器。

上面的详细描述仅仅提到了GSM网络作为常规的公共移动网络。然而，本领域技术人员将会理解，上面的描述以类似的方式适用于其他常规的公共移动网络，比如UMTS或CDMA2000。

Claims (8)

1.一种确定移动台在移动电信网络内的位置的方法，包括以下步骤：

由定位中心从连接到所述移动台的接入控制器接收定位请求，所述定位请求包括指示由与所述移动台相连接的所述接入控制器所支持的至少一种定位方法的信息；

由定位中心选择在所述定位请求中所指示的至少其中一种定位方法，并且由定位中心利用所述所选择的定位方法来确定该移动台的位置，以及把指示该移动台位置的信息返回给所述接入控制器。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收定位请求的步骤包括接收特定于所述移动台的数据以用于至少其中一种所述所指示的定位方法，并且所述利用所述所选择的定位方法的步骤包括在所述定位方法中利用所述数据。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述利用所述所选择的定位方法的步骤包括：向接入控制器请求特定于所述移动台的数据，以用于所述所选择的定位方法。

4.如任何一项在前权利要求所述的方法，其中，所述定位方法包括使用下列参数的至少其中之一：定时提前、移动辅助的增强观测时差(E-OTD)、基于移动的增强观测时差(E-OTD)、全球定位系统(GPS)、上行链路到达时差(U-TDOA)、小区全局标识符CGI、公共IP地址、私有IP地址、接入点标识符AP-ID、WLAN SSID、蓝牙PAN服务名称。

5.一种在形成接入网(30；50)的一部分的接入控制器(32；53)中请求移动台的位置的方法，其中该接入网提供移动台(10；10’)与电信网络的核心网络部分(20)之间的连接，所述方法包括以下步骤：

生成定位请求，所述定位请求包括指示由与该移动台(10；10’)相连接的该接入控制器(32；53)所支持的至少一种定位方法的信息单元；

把该定位请求从所述接入控制器发送给定位中心(40)；

从该定位中心接收定位请求响应。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述信息单元还包括用于所述所指示的定位方法的特定于所述移动台的数据。

7.如权利要求5或6所述的方法，其中，所述所指示的定位方法包括使用下列参数的至少其中之一：定时提前、移动辅助的增强观测时差(E-OTD)、基于移动的增强观测时差(E-OTD)、全球定位系统(GPS)、上行链路到达时差(U-TDOA)。

8.如权利要求5或6所述的方法，其中，所述接入网是包括多个接入点(52)的非授权无线接入网，所述接入点适于支持与所述移动台(10’)和宽带分组交换网络(52)的非授权无线电连接，该宽带分组交换网络把所述接入控制器(53)连接到各所述接入点，并且其中所述所指示的定位方法包括使用下列参数的至少其中之一：小区全局标识符CGI、所述宽带分组交换网络上的公共IP地址、所述宽带分组交换网络上的私有IP地址、接入点标识符AP-ID、WLAN SSID、蓝牙PAN服务名称。

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