CN101232693A - 一种测量往返时延的方法、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量往返时延的方法、设备及系统，包括：服务基站向终端发送第一消息，所述第一消息中携带定位指示信息或携带测量基站数量信息；终端根据所述定位指示信息选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站；或者终端根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。本发明实施例提供的测量RTD的方法、设备及系统，通过在扫描过程中明确指明是基于定位的扫描，终端可以根据定位要求选择相应数量的基站执行测距过程，由于不必与所有的相邻基站执行测距过程后再上报RTD测量结果，因而显著提高定位速度。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线系统中测量往返时延(Round TripDelay，RTD)的方法、设备及无线接入系统。
背景技术
在无线通信系统中，为了在终端和网络之间维护无线通信链路的质量，需要一种机制来调整终端和网络的相对时间、发送功率和频偏等参数，这一过程被称为测距(Ranging)。在正交频分多址接入(Orthogonal Frequency DivisionMulti Access，OFDMA)系统中，Ranging有三种：
1)基于竞争的初始Ranging；
2)周期性的Ranging；
3)切换过程中的Ranging。
三种Ranging方式的基本区别在于所用的CDMA码来自于不同的集合。
初始Ranging作用于网络初始接入的时候，此时终端已经同步上了网络的下行数据，并且得到了上行的一些配置参数，但是需要随机的选择接入时隙以及CDMA码字；
周期性的Ranging目的在于检测无线链路的状况改变，一旦无线链路的状况发生变化，就需要作出相应的参数调整；
切换过程中的Ranging和初始Ranging类似，但有可能目标基站(BaseStation，BS)已经为终端预先分配好了相关Ranging资源。
在目前WiMax系统中，对于基于竞争的初始Ranging描述如下：
1、终端同步上BS的下行数据，解析BS广播的上行传输参数，然后随机选择一个Ranging时隙和CDMA码字，发送给BS。
2、BS收到CDMA码字以后，无法判断是哪个终端发送的CDMA码字，只有广播一个RNG-RSP(测距响应)消息。这个RNG-RSP消息中包含该CDMA码字，以及接收到该CDMA码字的Ranging时隙。这样，终端就可以依据这些信息来判断这个RNG-RSP是否是针对自己的。RNG-RSP消息中还包括时间、功率以及频偏上的一些调整信息和Ranging的状态信息。
3、如果RNG-RSP消息中指示Ranging的状态信息是继续(continue)，终端需要按照RNG-RSP消息中的调整信息进行调整，然后继续进行CDMA码字的发送。
4、如果RNG-RSP消息中指示Ranging的状态信息是成功(success)，BS同时还会在发送的UL-MAP(上行资源对应表)消息中携带CDMA-Allocation-IE(CDMA分配信息元)。CDMA-Allocation-IE的作用在于指示一个物理资源，终端可以用于发送RNG-REQ(测距请求)消息。
5、BS在收到RNG-REQ消息以后就用RNG-RSP作为响应，这次的RNG-RSP消息中包含了一个分配给终端的基本连接标识(CID)。初始Ranging就结束了。
6、终端维护一个时钟，终端必须在此时钟到期前收到RNG-RSP。
Ranging过程包含了RTD的测量。RTD的测量在网络接入、切换以及位置业务(LoCation Services，LCS)定位中有很重要的意义。网络接入和切换的时候，如果没有测量出RTD，就无法做到上行数据的传输。因为一个BS下可能有很多终端，而每一个终端和BS之间的距离都是不一样的，所以每个终端信号到达BS的时刻都不一样。于是，需要终端和BS都知道终端和BS之间当前的RTD，这样两端的时间轴才能自由换算。在LCS定位的时候，RTD是一个很重要的参数。它定义了终端到BS的距离。在观察到达时间差(Observed TimeDifference Of Arrival，OTDOA)定位方式中，测量出RTD就可以得到终端到两个BS的距离差，从而计算出终端当前的位置。在小区标识(Cell-ID)/相对时间差(Relative Time Difference，RTD)定位方式中，在确定了终端所在的小区以后，如果知道了RTD就能把定位区域从一个小区缩小到一个到BS等距的圆环上，达到了增加定位精度的效果。
现有技术中，终端与测量基站之间可以通过扫描进行定位。但现有技术中无法区分扫描的目的是接入扫描还是定位扫描，在启动扫描后，需要终端与各相邻基站都执行Ranging过程，获得相应的RTD后上报给网络侧，网络侧再根据终端上报的与各相邻基站之间的RTD值对该终端进行定位，因此定位速度较慢。并且，当扫描的目的仅仅是定位时，是不需要测量基站为该终端分配资源的，但由于现有技术中测量基站无法区分本次扫描的目的是否为定位扫描，因此，导致测量基站为该终端分配了不需要的相关资源，造成资源分配的浪费。
发明内容
本发明的实施例提供测量RTD的方法、设备及系统，通过指明定位扫描，提高定位速度。
本发明实施例提供一种测量往返时延的方法，包括：
终端接收服务基站发送的第二消息，所述第二消息中携带定位指示信息或携带测量基站数量信息；
终端根据所述定位指示信息选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站；或者终端根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
本发明实施例提供一种无线接入系统，包括基站和无线终端，所述基站向无线终端发送第二消息，所述第二消息携带定位指示信息或携带测量基站数量信息；
所述终端根据所述定位指示信息，选择实现定位的一个以上的基站作为测量基站；或者根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
本发明实施例提供一种基站，包括：
第一指令单元，用于向终端发送第二消息，携带定位指示信息或测量基站数量信息；
第一测距单元，用于与终端交互执行测距过程。
本发明实施例提供一种无线终端，包括：
第二指令单元，用于接收基站发送的携带定位指示信息或测量基站数量信息的第二消息；
第二测距单元，用于根据所述定位指示信息选择实现定位的一个以上的基站作为测量基站；或者根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执测距过程，获取与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
本发明实施例提供的测量RTD的方法、设备与系统，在扫描过程中明确指明是基于定位的扫描，终端可以根据定位要求选择相应数量的基站执行测距过程，因此不必与所有的相邻基站执行测距过程后再上报RTD测量结果，实现显著提高定位速度。
附图说明
图1为本发明实施例采用扫描过程进行RTD测量的信令流程示意图；
图2为本发明实施例提供的基站结构示意图；
图3为本发明实施例提供的无线终端结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的测量RTD的方法包括：
服务基站向终端发送扫描响应(MOB-SCN-RSP)消息，在MOB-SCN-RSP消息中携带定位指示信息或携带测量基站数量信息；
终端根据接收的MOB-SCN-RSP消息中携带的定位指示信息选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站；或者终端根据携带的测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
下面结合附图，对本发明实施例提供的测量RTD的方法进行详细描述。
实施例1：由终端向服务基站发送第一消息，启动定位扫描测量RTD。
具体信令流程如图1所示，包括：
1、终端向服务基站发送第一消息，例如，第一消息可以为扫描请求(MOB-SCN-REQ)消息，并在该MOB-SCN-REQ消息中携带定位请求信息，表示本次扫描是出于定位的目的。
2、服务基站接收到终端发送的携带有定位请求信息的MOB-SCN-REQ消息后，可以依据此确定测量基站的范围，以及测量基站的个数，并为终端获得一些加快定位扫描的参数信息；例如：服务基站向终端返回MOB-SCN-RSP消息，携带执行测距过程的基站数量信息；可选地，还可以携带候选测量基站列表，在候选测量基站列表中指明候选的测量基站信息；
3、终端根据服务基站发送的基站数量信息，选择相应数量的基站作为测量基站；如果服务基站还发送了候选测量基站列表，则终端可以从候选测量基站列表中选择测量基站，或者进一步还可以从信号强度大于设定门限值的基站中选择出测量基站，终端与选择出的测量基站执行测距过程。
可选地，上述实施例1中，终端确定本次扫描是出于定位的目的时，终端与测量基站执行测距过程中，在发送测距请求RNG-REQ消息中携带定位指示信息。测量基站在收到带有定位指示信息的RNG-REQ后，不会为终端分配资源，例如：不给该终端分配上行空口资源以及基本连接标识等。
可选地，终端还可以将选择出的测量基站上报给服务基站；服务基站再分别通知各测量基站，某个终端(在通知消息中携带终端标识)启动的测距是基于定位目的的测距，不需要为该终端分配接入测距时分配的资源。
可选地，为了实现区分定位扫描和接入扫描，还可以把现有CDMA码字划分出一部分CDMA码字，专门用于定位扫描。终端在测距过程中向测量基站发送专用于定位扫描的CDMA码字，测量基站在收到专用于定位扫描的CDMA码字后，就不会为该终端分配接入测距时分配的资源。或者在协商好的特定用于定位的资源区域内发送CDMA码字，测量基站在收到专用于定位的资源区域内发送的CDMA码字后，就不会为该终端分配接入测距时分配的资源。
4、终端通过扫描报告(MOB-SCN-REP)消息将与各测量基站在测距过程中获得的RTD值，上报给服务基站；或者再由服务基站上报给网络侧网关或设置于网络侧的专用于定位计算的网络实体。
实施例2：由服务基站主动向终端发送第二消息消息，指示进行定位扫描。
该实施例2与实施例1的区别在于：由服务基站主动向终端发送第二消息，例如由服务基站主动向终端发送MOB-SCN-RSP，或发送寻呼广播MOB-PAG-ADV消息，在MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV中携带定位指示信息；终端根据定位指示信息选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站。定位指示信息可以仅仅表明本次触发扫描的目的是定位，还可以指定要求扫描的最小基站数目。
较佳地，定位指示信息为具体的定位方法，例如服务基站在MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV消息直接指示此次定位所用的定位方法，例如Cell-ID/RTD方法或者OTDOA方法。终端获得具体的定位方法信息后，根据定位方法确定扫描的基站数目。若指示采用Cell-ID/RTD定位，则扫描一个基站以后就可以停止扫描；若指示采用OTDOA定位，则终端至少会在扫描3个基站后才停止扫描。
较佳地，定位指示信息也可以是定位精度信息，终端根据服务基站发送的定位精度要求确定扫描基站的数目。
定位方法以及定位精度和扫描基站的数目之间的对应关系，可以在终端入网的过程中由网络侧和终端进行协商。例如：在Registration注册(REG)或者用户基本能力(Subscriber basic capability，SBC)过程中，终端把自身配置的定位方法以及定位精度和扫描基站数目之间的对应关系发送给网络侧(如果终端本身有此配置信息，此步骤可选)；基站把获得的(认证过程中，或者网络配置值)定位方法以及定位精度和扫描基站数目之间的对应关系与终端发送上来的信息(如果终端配置已经上报)进行比较，并且确定一套对应关系发送给终端。
与实施例1相同，终端与测量基站执行测距过程中，可以向测量基站发送专用于定位扫描的CDMA码字；或者在协商好的特定用于定位的资源区域内发送CDMA码字；或者通过发送给测量基站的RNG-REQ消息携带定位指示信息等方式，表明本次测距过程是用于定位。
上述实施例2中，服务基站向终端发送的MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV消息中还可以携带候选测量基站列表信息；终端可以从接收到的候选测量基站列表中，或者进一步还可以从信号强度大于设定门限值的基站中，选择出测量基站执行测距过程。
上述实施例1和实施例2中，由于MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV消息中携带了定位指示，表明扫描的目的是定位，终端可以根据定位要求选择相应数量的基站执行测距过程，不必与所有的相邻基站执行测距过程后再上报RTD测量结果，因而可以提高定位速度。
同时，上述实施例1和实施例2所述方法中，由于测量基站能明确知道本次扫描的目的是基于定位的扫描，因此，就不会为该终端分配接入测距时分配的资源。不仅省去了不必要的资源分配过程，且相应提高了网络资源的利用率。
根据本发明上述实施例提供的测量往返时延的方法，本发明提供一种无线接入系统，包括基站和无线终端。其中：
所述基站向无线终端发送第二消息，在第二消息中携带定位指示信息或携带测量基站数量信息，例如，所述第二消息包括MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV消息；
所述终端根据所述定位指示信息，选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站；或者根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
所述基站向终端发送的第二消息中还可以携带候选测量基站信息；所述终端从所述候选测量基站中，或者进一步还可以从信号强度大于设定门限值的基站中，选择出测量基站执行测距过程。
所述基站的具体功能结构示意图如图2所示，包括：
第一指令单元，用于向终端发送第二消息，携带定位指示信息或测量基站数量信息，例如，所述第二消息包括MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV消息；
第一测距单元，用于与终端交互执行测距过程；
可选的，还包括：
第一接收单元，用于接收终端上报的终端与测量基站之间的往返时延RTD值。
所述无线终端的具体功能结构示意图如图3所示，包括：
第二指令单元，用于接收基站发送的携带定位指示信息或测量基站数量信息的第二消息，例如，所述第二消息包括MOB-SCN-RSP消息或MOB-PAG-ADV消息；
第二测距单元，用于根据所述定位指示信息选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站；或者根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执测距过程，获取与所述测量基站之间的往返时延RTD值；
可选的，还包括：
第二上报单元，用于上报与各测量基站在测距过程中获得的RTD值；例如通过MOB-SCN-REP消息上报各测量基站在测距过程中获得的RTD值；
可选的，还包括：
第二发送单元，用于向服务基站发送携带定位请求信息的第一消息，例如，所述第一消息包括MOB-SCN-REQ消息。
综上所述，本发明实施例提供的测量RTD的方法、设备及系统，在扫描过程中明确指明是基于定位的扫描，终端可以根据定位要求选择相应数量的基站执行测距过程，由于不必与所有的相邻基站执行测距过程后再上报RTD测量结果，因而显著提高了定位速度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种测量往返时延的方法，其特征在于，包括：
终端接收服务基站发送的第二消息，所述第二消息中携带定位指示信息或携带测量基站数量信息；
终端根据所述定位指示信息选择实现定位的一个或一个以上的基站作为测量基站；或者终端根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二消息为扫描回应MOB-SCN-RSP消息，或者
所述第二消息为寻呼广播MOB-PAG-ADV消息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述终端将在测距过程中获得的RTD值上报给网络侧。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位指示信息包括具体的定位方法或定位精度信息；
终端根据所述定位方法或定位精度信息确定测量基站的数量，并且选择相应数量测量基站执行测距过程。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述定位方法或定位精度对应的测量基站数量，由网络侧和终端进行协商确定。
6.如权利要求1-5所述的任一方法，其特征在于，所述第二消息中还携带候选测量基站信息；
终端从所述候选测量基站中，或者进一步还从信号强度大于设定门限值的基站中，选择出测量基站。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二消息由服务基站主动向终端发送；或者
终端接收服务基站发送的第二消息前，向所述服务基站发送携带定位请求信息的第一消息。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，终端发送的第一消息包括扫描请求MOB-SCN-REQ消息，在所述MOB-SCN-REQ消息中携带定位请求信息；
服务基站向终端返回MOB-SCN-RSP消息，携带确定出的测量基站数量信息；或者还携带候选测量基站信息。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，终端与测量基站执行测距过程中，向测量基站发送专用于定位扫描的CDMA码字；或者在协商好的特定用于定位的资源区域内发送CDMA码字；或者通过发送给测量基站的测距请求RNG-REQ消息携带定位指示信息，表明本次测距过程是用于定位。
10.一种无线接入系统，包括基站和无线终端，其特征在于，所述基站向无线终端发送第二消息，所述第二消息携带定位指示信息或携带测量基站数量信息；
所述终端根据所述定位指示信息，选择实现定位的一个以上的基站作为测量基站；或者根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执行测距过程，获取终端与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
11.如权利要求10所述的无线接入系统，其特征在于，所述基站向终端发送的第二消息包括MOB-SCN-RSP消息，在所述MOB-SCN-RSP消息中还携带候选测量基站信息；
所述终端从所述候选测量基站中，或者进一步还从信号强度大于设定门限值的基站中，选择出测量基站执行测距过程。
12.一种基站，其特征在于，包括：
第一指令单元，用于向终端发送第二消息，携带定位指示信息或测量基站数量信息；
第一测距单元，用于与终端交互执行测距过程。
13.如权利要求12所述的基站，其特征在于，还包括：
第一接收单元，用于接收终端上报的终端与测量基站之间的往返时延RTD值。
14.一种无线终端，其特征在于，包括：
第二指令单元，用于接收基站发送的携带定位指示信息或测量基站数量信息的第二消息；
第二测距单元，用于根据所述定位指示信息选择实现定位的一个以上的基站作为测量基站；或者根据所述测量基站数量信息选择相应数量的基站作为测量基站，并与选择出的测量基站执测距过程，获取与所述测量基站之间的往返时延RTD值。
15.如权利要求14所述的无线终端，其特征在于，还包括：
第二上报单元，用于上报与各测量基站在测距过程中获得的RTD值。
16.如权利要求14或15所述的无线终端，其特征在于，还包括：
第二发送单元，用于向服务基站发送携带定位请求信息的第一消息。
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