CN101370271B

CN101370271B - 在WiMAX网络中定位移动台MS的方法

Info

Publication number: CN101370271B
Application number: CN 200710142521
Authority: CN
Inventors: 王炜; 雷艺学
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2027-08-15
Also published as: CN101370271A

Abstract

一种在WiMAX网络中定位移动台MS的方法，包括步骤：定位服务器LS接收到来自定位业务LBS客户端的定位请求，所述定位请求包含MS标识；LS向AAA发送认证请求；AAA向LS发送认证回应；LS向锚点认证器发送包含MS标识的LBS请求，并通过服务定位控制器LC启动接入业务网络ASN内的位置估计。考虑到服务ASN可能与锚点ASN为同一实体，提出了一种优化方案。即当服务ASN和锚点ASN为同一实体时，锚点认证器不需要向LS发送服务LC的标识，而是直接通过内部接口启动服务LC中的定位过程，由此可以优化信令流程。

Description

在WiMAX网络中定位移动台MS的方法

技术领域

本发明涉及在全球互操作的微波接入(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access，如下简称为WiMAX)网络中提供定位业务(Location Based Service，如下简称为LBS)的处理方法。具体地，涉及一种在WiMAX网络中定位移动台MS的方法，主要包括移动台(以下简称为MS)、接入业务网络(以下简称为ASN)和连接业务网络(以下简称为CSN)之间的消息处理流程和R3、R6接口消息结构。

背景技术

2007年4月30号到5月4号在美国旧金山举行的WiMAX论坛(以下简称为WiMAX forum)网络组(以下简称为NGW)会议上，三星和Intel公司联合提供的提案被本次会议所接纳，成为第二阶段(以下简称为Stage-2)的基准(如下称为baseline)文稿。本baseline文稿所定义的非漫游状态下WiMAX定位业务(Location Based Service，如下简称为LBS)网络参考模型如图1所示。

首先说明WiMAX网络架构。从大的功能区分来看，WiMAX包括三个部分：移动台(以下简称为MS)、接入业务网络ASN、连接业务网络CSN。其中，ASN包括基站(以下简称为BS)与接入业务网络网关(以下简称为ASN GW)。MS与BS之间的接口一般称为空中接口，在WiMAX网络参考模型中为R1接口；BS与ASN GW之间的接口为R6接口；CSN与ASN GW之间的接口为R3接口。在非漫游状态下WiMAX LBS网络参考模型中，与LBS相关的模块包括：

(1)定位服务器(Location Server，以下简称LS)

LS是位于CSN上的一个功能实体，与外部的定位客户端之间的关系为“客户端<->服务器”的关系，并为外部的客户端和请求定位信息的移动台提供授权检查的功能。另外，LS也可以具有定位计算的功能。

(2)定位控制器(Location Controller，以下简称为LC)

LC负责确定和汇报移动台的位置信息和定位参数，LC可以提供这些位置信息和定位参数给LS、MS或者其他ASN内部的实体，如无线资源管理(以下简称为RRM)模块和移动性管理(以下简称为MM)模块。一旦收到来自MS、LS或者ASN内部模块的请求，LC将触发定位相关的测量，收集定位计算所需要的参数并进行定位计算。LC一般位于ASN网络内，若对于分解的ASN，则位于ASN GW上。

(3)定位代理(Location Agent，以下简称为LA)

LA的主要功能为执行定位相关的测量，可选的也可以收集和汇报定位相关的参数给LC。LA的功能可以位于BS、MS或者两者都有。如果MS上具有LA的功能，相应的BS也具有LA的功能。

针对这一WiMAX LBS网络架构，baseline文稿所定义的端到端的处理消息流程如图2所示。其步骤如下：

201 启动一个周期性的LBS会话，LS收到来自LBS客户端的定位请求。

202 LS向AAA发送认证请求，包含有MS标识。

203 AAA进行认证和授权检查后，向LS发送认证应答，其中包含有锚点认证器标识。

204 LS向锚点认证器发送LC标识请求。

205 锚点认证器向LS发送LC标识应答。

206 LS向服务LC发送定位报告请求消息，包含有MS标识，周期性和分辨率等。

207 服务LC将ASN内部进行位置估计的记过结果通过定位报告应答发送给LS。

208 周期性重复207。

209 发生ASN间切换后，在服务LC和目标LC之间进行上下文转移，以便定位会话能够在新的ASN中继续进行。

210 完成切换后，目标LC向LS发送主动的LC标识回应进行LC标识的更新。

211 LS向目标LC发送LC标识确认消息，表明已收到LC标识的更新消息。

212 周期性定位会话结束后，切换后的LC向LS发送LC标识终止消息。

213 LS向LC发送确认消息，表明已收到了LC标识终止消息。

移动WiMAX的MAC层和物理层标准——IEEE 802.16d/e——在设计之初没有考虑到对定位业务的支持。而定位业务是移动通信网络中的一个非常重要的业务。为了推广WiMAX在全球范围内的应用，WiMAX论坛专门成立了网络工作组(NWG：Network Working Group)来制定WiMAX的端到端网络架构。WiMAX Forum NGW正在制定的WiMAX网络架构1.5版中，明确对LBS业务的需求，并在NGW下专门有一个LBS小组来制定WiMAX网络LBS方面的规范。截至到目前为止，三星和Intel公司联合提供的提案已经作为Stage-2baseline文稿，其中仅提出了WiMAX LBS的基本网络架构和基本的端到端的消息处理流程，如图2所示。但是，该流程图存在消息冗余。当锚点认证器和定位控制器为同一网络实体时，定位服务器与定位控制器之间没有必要发送定位控制器标识信息；此外，该流程图中定义的多对消息可以统一用一对消息来替代，这样可以降低开销，简化信令流程。这些问题都需要加以解决，以便优化LBS业务的流程。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种在WiMAX网络中定位移动台MS的方法，包括步骤：定位服务器LS接收到来自定位业务LBS客户端的定位请求，所述定位请求包含MS标识；LS向AAA发送认证请求；AAA向LS发送认证回应；LS向锚点认证器发送包含MS标识的LBS请求，并通过服务定位控制器LC启动接入业务网络ASN内的位置估计。

这里，考虑到服务ASN可能与锚点ASN为同一实体，提出了一种优化方案。即当服务ASN和锚点ASN为同一实体时，锚点认证器不需要向LS发送服务LC的标识，而是直接通过内部接口启动服务LC中的定位过程。这样可以优化信令流程。

其次，baseline文稿中的端到端流程存在信令消息过多，且不够细致的问题。本发明对端到端流程进行了优化，仅用一对消息(LBS请求和LBS回应)来实现端到端的定位流程，从而达到了优化的目的。

本发明提出了在WiMAX网络中的一种定位方法，该流程在锚点认证器和定位控制器处于同一设备当中情况下，与原有方案相比，可以节省信令开销。同时，减少了原有方案中的多条信令，只采用一对信令消息实现定位流程。本发明对于优化WiMAX中LBS业务的部署具有重要的价值。

附图说明

图1非漫游状态下WiMAX LBS网络参考模型；

图2baseline文稿所定义的端到端的处理消息流程；

图3锚点认证器与服务定位控制器的分布示意图；

图4锚点认证器与服务定位控制器不在同一设备中的流程；

图5锚点认证器与服务定位控制器在同一设备中的流程；

图6MS在ACTIVE模式下的端到端定位流程；

图7MS在IDLE模式下的端到端定位流程。

具体实施方式

当定位控制器和锚点认证器位于同一设备内部时，可以省去一对信令交互，从而减少开销，提高效率。如图3到5所示。如果服务ASN同时也是锚点ASN，没有必要再通过R3接口在锚点认证器和LS发送LC标识信息。该部分的细节将在实施例中展开。

一般来说，锚点认证器与服务定位控制器分别位于两个ASN的ASN-GW中。在这种情况下，LS必须先向锚点认证器发送LBS请求，查询服务定位控制器，然后再由LS向服务定位控制器发起LBS请求，启动ASN内部的定位过程。但是，当服务ASN和锚点ASN为同一ASN时，LS在向锚点认证器发送LBS请求时，锚点认证器若仍然向LS发送LBS回应告知服务定位控制器则存在冗余。因此，本发明提出一种优化方案。即如果锚点认证器和服务定位控制器在同一ASN-GW中，锚点认证器通过设备内接口(无需进行标准化)直接启动定位测量。

可以利用一对消息取代原有流程中的多对消息，从而简化信令交互过程，提高效率。

Baseline文稿中给出的端到端流程存在信令过多和流程冗余的问题。本发明提出了一种简单有效的方法，利用一对消息(LBS请求和LBS应答)来实现端到端的信令交互。该部分的细节将在实施例中具体说明。分别以MS处于ACTIVE和IDLE模式为例进行说明。

实施本发明的在WiMAX网络中提供定位业务的方法的具体实施例如图3-图7所示。首先，对本发明中给出的下述具体实施例中的具体流程和消息做一个说明。尽管本发明为实现WiMAX网络中提供定位业务的方法推荐按照实施例中的消息发送接收顺序来进行实施，但是本发明并严格固定消息的先后顺序，即不固定在WiMAX网络中提供定位业务的方法一定按照本实施例中的消息发送顺序。本领域的技术人员可以根据自己所开展的具体LBS业务情况和具体的网络情况有选择地实现某些流程或者某些流程中的某段流程，或者根据具体设备或者LBS运营情况适当得调整个别消息发送的先后顺序。

另外，本实施例所列出的R3与R6接口消息中所包含的具体参数仅为示例，本领域的技术人员可以有选择的采用，也可以设计其他全新的参数或者添加其他参数，本发明亦不规定消息及其参数的格式。另外，对于消息的参数的可选/必选项，本发明亦是推荐使用，并不固定，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择。

实施例一：锚点认证器和服务LC不在同一设备中的处理

具体处理流程如图4所示。

401 LS接收到来自LBS客户端的定位请求，其中包含MS标识。

402 LS向AAA发送认证请求。

403 AAA向LS发送认证回应。

404 LS向锚点认证器发送LBS请求，包含有MS标识。

405 锚点认证器向LS发送LBS回应，包含有LC标识。

406 LS向服务LC发送LBS请求。之后启动ASN内部的定位过程。

实施例二：锚点认证器和服务LC在同一设备中的处理

具体处理流程如图5所示。

501 LS接收到来自LBS客户端的定位请求，其中包含MS标识。

502 LS向AAA发送认证请求。

503 AAA向LS发送认证回应。

504 LS向锚点认证器发送LBS请求，包含有MS标识和测量要求参数(比如周期性和分辨率)，之后启动ASN内部的定位过程。估计完直接向LS回复估计结果。

实施例三：MS在ACTIVE模式下的端到端定位处理，这里给出锚点认证器和服务LC不在同一设备中的示例。

具体处理流程如图6所示。

601 LS接收到MS发来的定位业务请求，开始一个周期性会话。

602 LS向AAA发送认证请求。

603 AAA进行认证和授权后向LS发送回应，包含有锚点认证器的标识。

604 LS向锚点认证器发送LBS请求，包含MS标识，周期性，分辨率等。

605 认证控制器向LS发送LBS回应，其中包含有LC标识。

606 LS向LC发送LBS请求，包含有NAI、周期性、分辨率等。LC开始进行ASN内部的位置估计。

607 LC将位置结果通过LBS应答消息发送给LS。

608 切换发生时，MS的上下文在服务ASN和目标ASN之间进行转移。

609 切换完成后，新的服务LC向LS发送LBS回应，继续报告MS新的位置信息。

610 LS向LC发送LBS请求，包含有NAI、周期性会话终止标志。

611 LC向LS发送LBS回应，其中包含MS操作状态。

实施例四：MS在IDLE模式下的端到端定位的处理，这里给出锚点认证器和服务LC不在同一设备中的示例。

具体处理流程如图7所示。

701 LS接收到MS发来的定位业务请求，开始一个周期性会话。

702 LS向AAA发送认证请求。

703 AAA进行认证和授权后向LS发送回应，包含有锚点认证器的标识。

704 LS向锚点认证器发送LBS请求，包含MS标识、周期性、分辨率等。

705 锚点认证器向锚点寻呼控制器发送消息启动寻呼。

706 锚点寻呼控制器寻呼MS。

707 MS离开IDLE状态或者进行位置更新。

708 锚点认证器向LS发送LBS回应，包含LC标识。

709 LS向LC发送LBS请求，其中包含NAI、周期性、分辨率等，并开始进行ASN内部的位置估计。

710 LC在进行完ASN内部位置估计后，向LS发送LBS回应，其中包含MS位置信息。

711 LS向LC发送LBS请求，包含有NAI、周期性会话终止标志。

712 LC向LS发送LBS回应，其中包含MS操作状态。

Claims

1.一种在WiMAX网络中定位移动台MS的方法，包括步骤：

定位服务器LS接收到来自定位业务LBS客户端的定位请求，所述定位请求包含MS标识；

LS向AAA发送认证请求；

AAA向LS发送认证回应；

LS向锚点认证器发送包含MS标识的LBS请求，并通过服务定位控制器LC启动接入业务网络ASN内的位置估计；

其中，当锚点认证器和服务LC位于不同设备中时，在LS向锚点认证器发送包含有MS标识的LBS请求之后，锚点认证器向LS发送包含有服务LC标识的LBS回应，以便LS向服务LC发送LBS请求以进行定位。

2.一种在WiMAX网络中定位移动台MS的方法，包括步骤：

LS向AAA发送认证请求；

AAA向LS发送认证回应；

其中，当锚点认证器和服务LC位于同一设备中时，当锚点认证器收到LBS请求之后，直接启动接入业务网络ASN内的位置估计，不需要向LS回复服务LC标识。

3.根据权利要求1到2之一的方法，其特征在于，当MS处于ACTIVE模式中时，AAA向LS发送的认证回应中包含锚点认证器的标识。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，LS向锚点认证器发送的LBS请求还包括MS标识、周期性和分辨率中的至少一个。

5.根据权利要求3的方法，其特征在于，LS向LC发送的LBS请求还包括NAI、周期性和分辨率中的至少一个。

6.根据权利要求1到2之一的方法，还包括步骤：在进行ASN内的位置估计之后，LC将估计结果通过LBS应答消息发送到LS。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，当发生服务LC切换时，在服务ASN和目标ASN之间转移MS的上下文，并且在切换完成时，更新的LC向LS发送LBS回应，报告更新的MS位置。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤：在切换完成后，LS向LC发送LBS请求，所述LBS请求包括NAI和周期性会话终止标志；LC向LS发送LBS回应，所述LBS回应包括MS操作状态。

9.根据权利要求1到2之一的方法，其特征在于，当MS处于IDLE模式中时，AAA向LS发送的认证回应中包含锚点认证器的标识。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，LS向锚点认证器发送的LBS请求还包括MS标识、周期性和分辨率中的至少一个，锚点认证器向锚点寻呼控制器发送消息启动寻呼，使锚点寻呼控制器寻呼MS，从而MS离开IDLE状态或进行位置更新。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，LS向LC发送的LBS请求还包括NAI、周期性和分辨率中的至少一个。

12.根据权利要求9的方法，还包括步骤：在进行ASN内的位置估计之后，LC将估计结果通过LBS发送到LS，其中包括MS位置信息。

13.根据权利要求10的方法，还包括步骤：LS向LC发送LBS请求，所述LBS请求包括NAI和周期性会话终止标志；LC向LS发送LBS回应，所述LBS回应包括MS操作状态。