CN101453784A - 用于umts的移动终端定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于UMTS通信系统的移动终端定位方法和装置，包括以下步骤：从通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取IMSI、LAC和SAC，其中，预先设定每个SAC所对应的服务区只包括一个小区；根据IMSI识别移动终端；以及确定移动终端处于LAC所对应位置区下的SAC所对应的小区。本发明在UMTS通信网络中定位移动终端的运算比较简单。

Description

用于UMTS的移动终端定位方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及用于UMTS(Universal MobileTelecommunication System，通用移动通信系统)的移动终端定位方法和装置。

背景技术

在UMTS网络中，为了提供基于移动终端的位置信息的增值服务，例如欢迎信息、广告信息等，运营商存在只依靠信令监测系统实现对UMTS系统的手机用户进行小区定位的需求。

图1是UMTS通信系统的无线接入网结构示意图。

目前基于信令监测实现的UMTS网络移动终端定位方法需要监测无线网络控制器(Radio Network Controller，以下简称为RNC)与基站(NodeB)之间的Iub接口，需要分析的网络协议包括NodeB应用部分(NodeB Application Part，简称为NBAP)、无线资源控制协议(Radio Resource Control，简称为RRC)、无线链路控制协议(Radio Link Control，简称为RLC)、媒体接入控制协议(MediaAccess Control，简称为MAC)和帧协议(Frame Protocol，简称为FP)，根据Iub接口上述协议信令数据的联合分析就可以得到移动终端的识别信息和位置信息，从而实现定位。

然而，Iub接口协议非常复杂，如前面所述需要对多达五种协议数据进行分析，并使用复杂的算法进行联合分析处理才能得到移动终端的位置信息和识别信息，算法的复杂性会降低系统的处理效率以及稳定性。

发明内容

本发明旨在提供一种用于UMTS通信系统的移动终端定位方法和装置，以解决上述技术中定位移动终端的运算较复杂的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于UMTS通信系统的移动终端定位方法，包括以下步骤：从UMTS通信系统的IuCs接口的信令中获取国际移动客户识别码(International Mobile SubscriberIdentity，简称IMSI)、位置区编码(Location Area Code，以下简称为LAC)和服务区编码(Service Area Code，以下简称为SAC)，其中，预先设定每个SAC所对应的服务区只包含一个小区；根据IMSI识别移动终端；以及根据LAC和SAC认定移动终端处于LAC所对应位置区下的SAC所对应的小区。

根据本发明的另一方面，提供了一种一种用于UMTS的移动终端定位装置，包括：获取模块，用于从UMTS的IuCS接口的信令中获取IMSI、LAC和SAC，其中，预先设定每个SAC所对应的服务区只包括一个小区；识别模块，用于根据IMSI识别移动终端；以及定位模块，用于确定移动终端处于LAC所对应位置区下的SAC所对应的小区。

通过上述技术方案，本发明在UMTS通信网络中定位移动终端的运算较简单，从而提高了系统的处理效率以及稳定性。

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示出了UMTS通信系统的无线接入网结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的用于UMTS通信网络的移动终端定位方法的流程图；

图3示出了根据本发明实施例的应用于手机用户定位过程中的流程图；

图4示出了根据本发明实施例的用于UMTS通信网络的移动终端定位装置的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图2示出了根据本发明实施例的用于UMTS的移动终端定位方法的流程图，包括以下步骤：

S10，从UMTS的IuCS接口的信令中获取IMSI、LAC和SAC，其中，预先设定每个SAC所对应的服务区只包括一个小区；

S20，根据IMSI识别移动终端；以及

S30，确定移动终端处于LAC所对应位置区下的SAC所对应的小区。

通过以上方法可以获取移动终端的识别信息和位置信息(即IMSI、LAC和SAC)，从而可以知道哪一个移动终端在哪一个位置区的哪一个服务区，再利用服务区和小区的一对一映射关系，从而实现对移动终端的小区定位。

在现有技术的移动终端定位方法中，是对Iub接口的信令进行分析；而在本实施例的移动终端定位方法中，是对IuCS接口的信令进行分析。IuCS接口协议相对于Iub接口协议而言比较简单，只需要对无线接入网应用部分(Radio Access Network ApplicationPart，以下简称为RANAP)协议和GSM第三层协议进行分析即可，复杂度的降低带来的是系统运行效率和稳定性的提高，这样不但提高了系统的可维护性，还降低了系统的建设与运维成本。

另外，Iub接口物理承载多样化，对于不同的物理承载都必须配备特定的硬件采集设备才能实现信令采集。而IuCS接口的物理承载比较单一，所以仅需使用单一种类硬件采集设备即可完成信令采集，这就降低了成本和减少了管理复杂性。

再又，如图1所示，Iub接口的数量庞大。在一个商用的UMTS网络中NodeB的数量是非常大的，比如一个中型城市可能达到数百个，而且地理位置比较分散，对这些大量的Iub接口进行监测势必导致大量的资金投入，导致系统成本飙升，系统可维护性降低。而如图1所示，IuCS接口的数量少得多。目前RNC容量非常大，一个中等城市只需3～5台，而且RNC通常与核心网设备安装在同一机房，这样IuCS接口既少又集中，对于监测系统的工程施工非常方便。

可以通过对IuCS接口保持监测，以获取信令。

具体来说，可以在监测过程中获取IuCS接口中的RNC向核心网(Core Network，以下简称为CN)发送的RANAP的初始化用户设备Initial UE Message消息；以及从中提取LAC和SAC。RANAP协议初始化用户设备消息Initial UE Message，该消息在RNC建立Iu接口信令承载时产生，包含了位置区编码LAC和服务区编码SAC。

还可以在监测过程中获取IuCS接口中的RNC向CN发送的RANAP的初始化用户设备消息中的GSM第三层消息；以及从中提取移动终端的识别信息。该识别信息可能是IMSI(即移动终端的永久识别消息)，也可能是临时移动客户识别码(Temporary MobileSubscriber Identity，简称TMSI)。

其中，GSM第三层消息可以包括以下至少之一：GSM第三层移动性管理MM协议位置更新请求消息；GSM第三层移动性管理MM协议TMSI重分配命令消息；GSM第三层移动性管理(MobilityManagement，简称为MM)协议CM服务请求消息；以及GSM第三层无线资源管理(Radio Resource Management，简称为RR)协议寻呼响应消息。可以从中直接获得IMSI，从而直接可以继续执行图2的步骤S30。

如果识别信息是临时识别信息，则可以先根据临时识别信息和永久识别信息的对应关系，获得临时识别信息对应的永久识别信息，再根据永久识别信息和位置信息定位移动终端。具体来说，包括：监测过程中获取IuCS接口中的RNC向CN发送的RANAP的初始化用户设备消息的GSM第三层消息；以及从中提取TMSI；获取CN向RNC发送的RANAP的寻呼消息；从中提取TMSI与IMSI的对应关系；以及从对应关系得到IMSI。

其中，临时识别信息和永久识别信息的对应关系可以从核心网CN向无线网络控制器RNC发送的RANAP寻呼消息Paging中提取。RANAP协议寻呼消息Paging，该消息在寻呼移动终端时由核心网CN发送给无线网控制器RNC，包含了TMSI与IMSI的对应关系。

下面以在UMTS无线通信网络中定位手机用户为例，对本发明提出的移动终端定位方法进行说明。

在UMTS网络中，通过对IuCS接口信令的监测来获取定位手机用户所需要的国际移动客户识别码IMSI、临时移动客户识别码TMSI、移动台ISDN号码(MSISDN号码)和服务区编码SAC。

如图1所示，在UMTS的信令网络结构中，为了对手机用户进行定位，需要监测无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)与核心网之间的IuCS接口，分析IuCS接口上的无线接入网应用部分(Radio Access Network Application Part，简称RANAP)协议、GSM第三层的MM协议以及RR协议。

为了对手机用户进行定位，需要从RANAP协议中的以下信令的参数中获取部分信息，从而实现小区定位。因此，以上提到的GSM第三层消息可以包括以下一些消息：

GSM第三层移动性管理MM协议位置更新请求LocationUpdating Request消息，该消息在移动终端发起位置更新时产生，包含了国际移动客户识别码IMSI或临时移动客户识别码TMSI。

GSM第三层移动性管理MM协议CM服务请求CM ServiceRequest消息，该消息在移动终端主叫或发送短信时产生，包含了国际移动客户识别码IMSI或临时移动客户识别码TMSI。

GSM第三层移动性管理MM协议TMSI重分配命令TMSIReallocation Command消息，该消息在进行TMSI重新分配时产生，包含了新分配的TMSI号码。GSM第三层无线资源管理RR协议寻呼响应Paging Response消息，该消息在移动终端被叫或接收短信时产生，包含了国际移动客户识别码IMSI或临时移动客户识别码TMSI。

另外，也可以在监测过程中获取IuCS接口中的CN向RNC发送的RANAP的公共标识CommonID消息；以及从中提取IMSI。RANAP协议公共标识消息CommonID，该消息在移动终端呼叫过程或位置更新过程中产生，包含了国际移动客户识别码IMSI。

本发明是通过设定服务区编码使服务区与小区间建立一对一映射关系，从而用服务区编码SAC取代小区编码CellID的来完成定位，这一点从技术上也保证了在IuCS接口实现定位的可行性。

小区是UMTS无线通信网络中最小的不可分割的区域，而现有技术中，服务区是由同属于一个位置区下的一个或多个小区组成的一个区域，服务区标识为Service Area Identification，组成格式为MCC+MNC+LAC+SAC，其中MCC为移动国家码，MNC为移动网络号，LAC为位置区编码，SAC是服务区编码，每个小区所属的服务区是在无线接入网RAN侧进行配置，配置数据存放在无线网络控制器RNC上。在本发明中，预先设定每个SAC所对应的服务区只包括一个小区具体包括：建立SAC与CellID一对一的对应关系。

本发明是基于IuCS接口信令监测实现移动终端定位。在无线接入网IuCS接口交互信令中无法获取小区编码CellID，而服务区编码SAC可以在该接口信令中得到，所以本发明通过使服务区和小区建立映射关系，这样使用服务区编码就可以取代小区编码完成移动终端定位的功能。

参考图3，说明根据本发明实施例的手机用户定位方法。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，分析RANAP协议Initial UE Message消息，获取位置区编码LAC和服务区编码SAC；

步骤S202，判断是何种业务类型；

步骤S203，如果步骤S202中判断业务类型是位置更新，分析GSM第三层MM协议Location Updating Request消息，获取移动终端识别信息，该识别信息是IMSI或者TMSI；

步骤S204，如果步骤S202中判断业务类型是主叫或发送短信，分析GSM第三层MM协议CM Service Request消息，获取移动终端识别信息，该识别信息是IMSI或者TMSI；

步骤S205，如果步骤S202中判断业务类型是被叫叫或接受短信，分析GSM第三层RR协议Paging Response消息，获取移动终端识别信息，该识别信息是IMSI或者TMSI；

步骤S206，判断上一个步骤中得到的用户识别信息是否是IMSI；

步骤S207，如果步骤S206中判断结果为不是IMSI，那么判断信令流程中有无RANAP协议CommonID消息；

步骤S208，如果步骤S207中判断结果为有CommonID消息，分析RANAP协议CommonID消息，获取IMSI；

步骤S209，如果步骤S207中判断结果为没有CommonID消息，那么此时能够得到的用户识别信息只能是TMSI，根据TMSI到TMSI和IMSI的对照关系中找到对应的IMSI；

步骤S210，根据前面步骤得到的IMSI，LAC，SAC定位移动终端。

RANAP协议Paging消息中既有IMSI又有TMSI，分析此消息就可以得到IMSI和TMSI的对应关系，另外，如果出现了TMSI重新分配的过程，则还需要对TMSI/IMSI的对应关系进行更新。

通过以上方法可以获取手机用户的IMSI、LAC及SAC三个参数，IMSI是唯一标识一个手机用户的号码，通过配置是服务区唯一对应小区，所以LAC及SAC可以唯一标识一个小区区域，因此，就可以知道哪一个手机用户在哪一个位置区的哪一个小区，这样就实现了对手机用户的小区定位。

在上述的移动终端定位方法中，UMTS通信系统可以是WCDMA通信系统或TD-SCDMA通信系统。

图4示出了根据本发明实施例的用于UMTS通信网络的移动终端定位装置的方框图，其包括：

获取模块10，用于从UMTS的IuCS接口的信令中获取IMSI、LAC和SAC，其中，预先设定每个SAC所对应的服务区只包括一个小区；

识别模块20，用于根据IMSI识别移动终端；以及

定位模块30，用于确定移动终端处于LAC所对应位置区下的SAC所对应的小区。

其中，IMSI可以直接获取，也可以通过获取TMSI，然后利用TMSI与IMSI之间的对应关系，获取IMSI。

在本实施例的移动终端定位装置中，是对IuCS接口的信令进行分析。IuCS接口协议相对于Iub接口协议而言比较简单，只需要对无线接入网应用部分协议和GSM第三层协议进行分析即可，复杂度的降低带来的是系统运行效率和稳定性的提高，这样不但提高了系统的可维护性，还降低了系统的运维成本。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

1、运算较简单，从而提高了系统的处理效率以及稳定性；

2、仅需使用单一种类硬件采集设备即可完成信令采集，这就降低了成本和减少了管理复杂性；

3、减少了需要监测的接口，且位置集中，对于监测系统的工程施工非常方便。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (10)

1.一种用于通用移动通信系统的移动终端定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码，其中，预先设定每个服务区编码所对应的服务区只包括一个小区；

根据国际移动客户识别码识别移动终端；以及

确定所述移动终端处于位置区编码所对应位置区下的服务区编码所对应的小区。

2.根据权利要求1所述的移动终端定位方法，其特征在于，从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码具体包括：

对所述IuCS接口保持监测，以获取所述信令。

3.根据权利要求2所述的移动终端定位方法，其特征在于，从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码具体包括：

监测过程中获取所述IuCS接口中的无线网络控制器向核心网发送的无线接入网应用部分的初始化用户设备消息；以及

从中提取位置区编码和服务区编码。

4.根据权利要求2所述的移动终端定位方法，其特征在于，从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码具体包括：

监测过程中获取IuCS接口中的无线网络控制器向核心网发送的无线接入网应用部分的初始化用户设备消息中的GSM第三层消息；以及

从中提取国际移动客户识别码。

5.根据权利要求4所述的移动终端定位方法，其特征在于，所述GSM第三层消息包括以下至少之一：

GSM第三层移动性管理移动性管理协议位置更新请求消息；

GSM第三层移动性管理移动性管理协议临时移动客户识别码重分配命令消息；

GSM第三层移动性管理移动性管理协议CM服务请求消息；以及

GSM第三层无线资源管理无线资源管理协议寻呼响应消息。

6.根据权利要求2所述的移动终端定位方法，其特征在于，从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码具体包括：

监测过程中获取IuCS接口中的无线网络控制器向核心网发送的无线接入网应用部分的初始化用户设备消息中的GSM第三层消息；以及

从中提取临时移动客户识别码；

获取所述核心网向所述无线网络控制器发送的无线接入网应用部分的寻呼消息；

从中提取临时移动客户识别码与国际移动客户识别码的对应关系；以及

从所述对应关系得到国际移动客户识别码。

7.根据权利要求2所述的移动终端定位方法，其特征在于，从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码具体包括：

监测过程中获取所述IuCS接口中的核心网向无线网络控制器发送的无线接入网应用部分的公共标识消息；以及

从中提取国际移动客户识别码。

8.根据权利要求2所述的移动终端定位方法，其特征在于，预先设定每个服务区编码所对应的服务区只包括一个小区具体包括：

建立服务区编码与小区编码一对一的对应关系。

9.根据权利要求1至8任一项所述的移动终端定位方法，其特征在于，所述通用移动通信系统是WCDMA通信系统或TD-SCDMA通信系统。

10.一种用于通用移动通信系统的移动终端定位装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于从所述通用移动通信系统的IuCS接口的信令中获取国际移动客户识别码、位置区编码和服务区编码，其中，预先设定每个服务区编码所对应的服务区只包括一个小区；

识别模块，用于根据国际移动客户识别码识别移动终端；以及

定位模块，用于确定所述移动终端处于位置区编码所对应位置区下的服务区编码所对应的小区。

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