CN102104955A - 一种定位终端的方法及所采用的无线网络控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位终端的方法及所采用的无线网络控制器，包括：无线网络控制器接收到定位请求方发送的终端定位请求后，查询待定位终端二的状态，根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息；无线网络控制器获取到待定位终端所在小区分区的信息后，根据该待定位终端所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息，并将查询到的地理信息返回给定位请求方。本发明采用Cell portion的方式进一步确定终端的位置，方法简单快速，不需要修改目前的协议标准，对终端能力无特殊要求，室内定位时有效利用分布式天线获取终端具体的位置信息，解决了原有室内定位单纯通过小区信息进行描述精度较低的缺陷。

Description

一种定位终端的方法及所采用的无线网络控制器

技术领域

本发明涉及时分同步码分多址接入和宽带码分多址接入网络系统，尤其涉及一种定位终端的方法及采用的无线网络控制器。

背景技术

第三代移动通信系统(the Third Generation Communication System，3G)的一种典型业务应用就是定位，TD-SCDMA(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，时分同步码分多址接入)和WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址接入)网络基于无线的定位方法较多，TD-SCDMA主要包括：CELL ID(Cell Identification，小区标识)、CELL ID+AOA(Angle of arrival，到达角)、CELL+OTDOA(Observed Time Difierence Of Arrival，观察时间差)、A-GPS(Assistant-GlobalPositioning System，辅助全球定位系统)，WCDMA网络主要包括：Cell ID+RTT(Round Trip Time，往返时间)、AOA、OTDOA和A-GPS方法，A-GPS的方式由于受到卫星信号的影响，在室内无法应用，OTDOA方法需要多个基站共同作用，AOA需要应用智能天线系统，这几种方式对终端的要求较高，要求具备相应的测量能力，上述的几种定位方法，对室内和一些街区等密集区域或者单天线系统无法应用。

CELL ID的方式是一种简单快速的定位方法，其核心是依赖小区信息的描述和UE所在的小区进行定位的方法，缺点是精度比较低，优点是定位技术简单、对终端无特殊要求和响应迅速快等。但，在城市地区，特别是闹市和室内(大厦)等环境，小区的范围往往很大，例如，一栋大楼可能通过一个小区覆盖，因此这种方法的定位精度很难满足具体位置的要求，例如，定位到楼层和电梯等具体区域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种定位终端的方法及所采用的无线网络控制器，实现提高终端的定位精度。

为解决上述技术问题，本发明的一种定位终端的方法，包括：

无线网络控制器接收到定位请求方发送的终端定位请求后，查询待定位终端的状态，根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息；

无线网络控制器获取到待定位终端所在小区分区的信息后，根据该待定位终端所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息，并将查询到的地理信息返回给定位请求方。

进一步地，无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若待定位终端处于空闲状态，则无线网络控制器向待定位终端发起寻呼，待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向无线网络控制器发送无线资源连接建立请求，基站接收到该无线资源连接建立请求后，通过该待定位终端发送无线资源连接建立请求的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给无线网络控制器。

进一步地，无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若待定位终端处于小区寻呼信道连接态(CELL_PCH)、全球陆上无线接入注册区连接态(URA_PCH)或前向接入信道连接态(CELL_FACH)，则无线网络控制器触发该待定位终端迁移到专用信道连接态(CELL_DCH)，并向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量，基站进行物理层测量，确定待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给无线网络控制器。

进一步地，无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若待定位终端处于CELL_PCH或URA_PCH状态，则无线网络控制器向该待定位终端发起寻呼，待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向无线网络控制器发送小区更新消息，基站通过该待定位终端发送该小区更新消息的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给无线网络控制器。

进一步地，无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若待定位终端处于CELL_DCH状态或在不同小区分区之间移动，则无线网络控制器向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量，基站进行物理层测量，确定待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给无线网络控制器。

进一步地，基站通过随机接入信道帧将待定位终端所在小区分区的信息上报给无线网络控制器。

进一步地，在待定位终端处于CELL_PCH或URA_PCH状态时，无线网络控制器触发该待定位终端迁移到CELL_DCH状态的过程包括：

无线网络控制器向该待定位终端发起寻呼，待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向无线网络控制器发送小区更新消息，无线网络控制器接收到该小区更新消息后，返回小区更新确认消息，待定位终端接收到小区更新确认消息后，通过小区更新过程迁移到CELL_DCH状态。

进一步地，在待定位终端处于CELL_FACH状态时，无线网络控制器触发该待定位终端迁移到CELL_DCH状态的过程包括：

无线网络控制器发起对待定位终端的无线承载的重分配，使待定位终端建立专用物理信道，以迁移到CELL_DCH状态。

进一步地，无线网络控制器还根据待定位终端所属的基站确定该待定位终端所在小区的信息，根据该待定位终端的小区信息和所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息。

进一步地，一种无线网络控制器，包括定位功能模块，该定位功能模块包括：收发单元、终端状态查询单元、信息获取单元和地理信息查询单元，其中：

收发单元，用于将接收到的终端定位请求发送给终端状态查询单元；并将接收到的待定位终端的地理信息返回给定位请求方；

终端状态查询单元，用于在接收到终端定位请求后，查询待定位终端的状态，并将待定位终端所处的状态发送给信息获取单元；

信息获取单元，用于根据待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息，并将获取到的待定位终端的小区分区的信息发送给地理信息查询单元；

地理信息查询单元，用于根据待定位终端所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息，并将查询到的地理信息发送给收发单元。

进一步地，信息获取单元根据待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若待定位终端处于小区寻呼信道连接态(CELL_PCH)、全球陆上无线接入注册区连接态(URA_PCH)或前向接入信道连接态(CELL_FACH)，则触发该待定位终端迁移到专用信道连接态(CELL_DCH)，并向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量；

基站进行物理层测量，确定待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给收发单元；

收发单元将接收到的基站上报的待定位终端的信噪比最佳的小区分区的信息发送给信息获取单元。

进一步地，信息获取单元根据待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若待定位终端处于空闲状态，则向待定位终端发起寻呼；

待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向无线网络控制器发送无线资源连接建立请求，基站接收到该无线资源连接建立请求后，通过该待定位终端发送无线资源连接建立请求的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给收发单元；

收发单元将接收到的基站上报的待定位终端的信噪比最佳的小区分区的信息发送给信息获取单元。

综上所述，本发明采用Cell portion的方式进一步确定终端的位置，方法简单快速，不需要修改目前的协议标准，对终端能力无特殊要求，室内定位时有效利用分布式天线获取终端具体的位置信息，解决了原有室内定位单纯通过小区信息进行描述精度较低的缺陷。

附图说明

图1为小区分区的分布示意图；

图2为本发明定位终端的方法的流程图；

图3为RACH帧的结构图；

图4为本发明采用的无线网络控制器的定位功能模块的结构图。

具体实施方式

Cell Portion(小区分区，简称CP)是比小区更小的区域，WCDMA网络中定义为一组智能天线的波束赋形区域，TD-SCDMA和WCDMA网络中将多组或一组天线覆盖的区域作为一个Cell Portion，室内覆盖时，一根天线或一组天线覆盖一个单独的区域，一个小区可由多个Cell Portion构成，这样就将小区细分为多个独立范围，在进行网络规划时，每个区域的位置信息都已确定，因此获取终端所在Cell portion可以更精确地定位终端的位置，甚至定位到终端所在楼层、地下室或其它特殊区域，这些区域无法应用现有的定位方法进行定位，因此，采用Cell Portion定位终端可以弥补Cell ID方式的定位精度缺陷。

在《2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网Iub接口技术要求-第4部分：NBAP信令》和3GPP FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)25.433的专用测量中，增加了一个测量类型：Best Cell Portions(最佳小区分区)，基站(NodeB)将SIR(信噪比)最好的Cell Portions上报给无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)，RNC可以获知DCH(Dedicated Channel，专用信道)状态下终端所在的Cell Portion。同时新版行标对RACH(RandomAccess Channel，随机接入信道)帧格式进行了修改，增加了Cell Portion字段，初始的信令连接建立阶段RNC也可以获知终端的信令从哪个CellPortion收发。

在WCDMA和TD-SCDMA中都存在Cell Portion和相关测量，因此，本发明的实施方式可以适用于该两种通信系统。下面以TD-SCDMA为例，详细介绍本发明的实施方案。

TD-SCDMA的多天线系统可以将小区从地理上划分多个Cell Portion，Cell Portion的配置和区域的定义一般在组网时就已经确定，对于密集城区或室内，其区域范围往往小于100m，室内系统中天线分布在不同的楼层和房间，因此只要判定终端在哪组天线即Cell Portion下就可以定位该终端。如图1所示，RNC与NodeB之间通过Iub接口交互，NodeB管理的小区包括一个或多个Cell Portion，一个Cell Portion采用一个或多个通道传输终端的信令及数据，图中为一个Cell Portion对应一个通道，Cell Portion对应到楼层等地理区域。

NodeB配置一个天线或一组天线覆盖一定的范围，例如一个房间或一个楼层，NodeB将对天线的配置归属到不同的CP，通过CP ID进行标识；RNC增加小区的描述信息，记录下NodeB与CP ID对应的地理信息，地理信息包括：天线经纬度、覆盖方向、覆盖范围以及地理信息的文字描述即区域属性，例如楼层和电梯等，地理信息通过RNC后台网管系统进行配置或修改，并保存在后台数据库中，NodeB小区建立时，通过NBAP(NodeB ApplicationPart，NodeB应用部分)的公共消息审计响应，NodeB将建立的CP上报给RNC。RNC增加数据表R_CPGA，其数据格式如下：

CP Index	经纬度	覆盖方向	覆盖范围	描述	有效位

CP Index采用DWORD数据类型，为CELL ID+CP ID。有效位可以表示该条记录即CP的信息是否有效性；当NodeB的CP配置修改后，RNC需要同步修改CP对应的地理信息，如果公共消息审计响应上报的CP信息和RNC的配置信息不一致，R_CPGA中有效位标识FALSE，并进行报警以便修改。

图2所示为本发明实施方式的终端的定位过程，包括：

201：RNC接收终端定位请求；

定位请求可能来自核心网或其它定位实体，可采用IMSI(国际移动用户识别码)标识终端。

202：RNC查询终端的状态，获取终端的CP信息，并根据终端所属NodeB确定终端所在小区的信息(小区标识)；

TD-SCDMA和WCDMA网络系统中一个NodeB对应一个小区。

3GPP 25.331协议中规定终端主要有空闲态、CELL_DCH(专用信道连接态)、CELL_FACH(前向接入信道连接态)、CELL_PCH(小区寻呼信道连接态)和URA_PCH(全球陆上无线接入注册区连接态)状态。

若终端处于空闲态，RNC向终端发起寻呼，终端接收到RNC的呼叫后，发起RRC(Radio Resource Connection，无线资源连接)建立请求，NodeB通过终端发送RRC请求的通道获知终端所在CP，并通过RACH帧上报终端所处CP的信息，RNC拒绝终端的RRC建立请求。RNC可对终端发起pagetype1的寻呼，促使终端发起RRC连接建立过程。如图3所示，TD-SCDMACCSA RACH FP协议中定义了CP的信息(Cell Portion ID，小区分区标识)。

若终端处于CELL_PCH或URA_PCH状态，RNC可以向终端发起如pagetype1寻呼，终端接收到该寻呼后，通过基站上报小区更新消息，RNC向终端返回小区更新确认消息，终端接收到小区更新确认消息后，通过Cellupdate(小区更新)过程迁移到CELL_DCH态，NodeB为终端分配无线承载(Radio Bearer，RB)，RNC通过NBAP向基站发起对该终端的BestCP的专用测量，NodeB进行物理层测量，确定终端的SIR最佳的CP，专用测量上报最佳的CP ID，RNC获取到CP ID后，发起RB释放过程，释放无线承载。

另一种可选方式为，终端通过RACH信道上报小区更新消息后，NodeB通过终端发送小区更新消息的通道获知终端所在CP，并在通过RACH帧上报该消息的同时在该数据帧中携带CP ID。

若终端处于CELL_FACH态，RNC发起RB重分配过程，使终端建立专用物理信道，从而迁移到CELL_DCH态，RNC通过Iub发起BestCP测量，NodeB通过测量SIR，上报最佳CP，RNC根据测量结果判定终端所在的CP，获取到CP信息后重配RB，使终端返回到CELL_FACH态。

若RNC检测到终端在不同CP间移动，则通过Iub接口发起周期性BestCP测量，NodeB通过测量SIR，上报最佳CP，RNC根据测量结果判定终端所在的CP。

若终端处于CELL_DCH态，则RNC直接发起BestCP测量即可获知终端所在CP。

203：RNC根据终端所在的小区的标识和Cell Portion标识查找地理信息，将地理信息返回给发送定位请求方。

图4所示为本发明实施方式中采用的无线网络控制器的定位功能模块，包括：收发单元、终端状态查询单元、信息获取单元和地理信息查询单元，其中：

收发单元，用于将接收到的终端定位请求发送给终端状态查询单元；并将接收到的待定位终端的地理信息返回给定位请求方；

终端状态查询单元，用于在接收到终端定位请求后，查询待定位终端的状态，并将待定位终端所处的状态发送给信息获取单元；

信息获取单元，用于根据待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息，并将获取到的待定位终端的小区分区的信息发送给地理信息查询单元；

若待定位终端处于CELL_PCH、URA_PCH或CELL_FACH状态，则触发该待定位终端迁移到CELL_DCH状态，并向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量；基站进行物理层测量，确定待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给收发单元；收发单元将接收到的基站上报的待定位终端的信噪比最佳的小区分区的信息发送给信息获取单元。

若待定位终端处于空闲状态，则向待定位终端发起寻呼；待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向无线网络控制器发送无线资源连接建立请求，基站接收到该无线资源连接建立请求后，通过该待定位终端发送无线资源连接建立请求的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给收发单元；收发单元将接收到的基站上报的待定位终端的信噪比最佳的小区分区的信息发送给信息获取单元。

地理信息查询单元，用于根据待定位终端所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息，并将查询到的地理信息发送给收发单元。

该无线网络控制器各单元的其它功能请参考方法内容的描述。

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 (12)

1.一种定位终端的方法，包括：

无线网络控制器接收到定位请求方发送的终端定位请求后，查询待定位终端的状态，根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息；

所述无线网络控制器获取到所述待定位终端所在小区分区的信息后，根据该待定位终端所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息，并将查询到的地理信息返回给所述定位请求方。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若所述待定位终端处于空闲状态，则所述无线网络控制器向所述待定位终端发起寻呼，所述待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向所述无线网络控制器发送无线资源连接建立请求，基站接收到该无线资源连接建立请求后，通过该待定位终端发送所述无线资源连接建立请求的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给所述无线网络控制器。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若所述待定位终端处于小区寻呼信道连接态(CELL_PCH)、全球陆上无线接入注册区连接态(URA_PCH)或前向接入信道连接态(CELL_FACH)，则所述无线网络控制器触发该待定位终端迁移到专用信道连接态(CELL_DCH)，并向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量，所述基站进行物理层测量，确定所述待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给所述无线网络控制器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若所述待定位终端处于CELL_PCH或URA_PCH状态，则所述无线网络控制器向该待定位终端发起寻呼，所述待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向所述无线网络控制器发送小区更新消息，所述基站通过该待定位终端发送该小区更新消息的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给所述无线网络控制器。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无线网络控制器根据该待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若所述待定位终端处于CELL_DCH状态或在不同小区分区之间移动，则所述无线网络控制器向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量，所述基站进行物理层测量，确定所述待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给所述无线网络控制器。

6.如权利要求2～5任意之一所述的方法，其特征在于：

所述基站通过随机接入信道帧将所述待定位终端所在小区分区的信息上报给所述无线网络控制器。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述待定位终端处于CELL_PCH或URA_PCH状态时，所述无线网络控制器触发该待定位终端迁移到CELL_DCH状态的过程包括：

所述无线网络控制器向该待定位终端发起寻呼，所述待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向所述无线网络控制器发送小区更新消息，所述无线网络控制器接收到该小区更新消息后，返回小区更新确认消息，所述待定位终端接收到所述小区更新确认消息后，通过小区更新过程迁移到CELL_DCH状态。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述待定位终端处于CELL_FACH状态时，所述无线网络控制器触发该待定位终端迁移到CELL_DCH状态的过程包括：

所述无线网络控制器发起对所述待定位终端的无线承载的重分配，使所述待定位终端建立专用物理信道，以迁移到CELL_DCH状态。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述无线网络控制器还根据所述待定位终端所属的基站确定该待定位终端所在小区的信息，根据该待定位终端的小区信息和所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息。

10.一种无线网络控制器，包括定位功能模块，该定位功能模块包括：收发单元、终端状态查询单元、信息获取单元和地理信息查询单元，其中：

所述收发单元，用于将接收到的终端定位请求发送给所述终端状态查询单元；并将接收到的待定位终端的地理信息返回给所述定位请求方；

所述终端状态查询单元，用于在接收到终端定位请求后，查询待定位终端的状态，并将所述待定位终端所处的状态发送给所述信息获取单元；

所述信息获取单元，用于根据所述待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息，并将获取到的待定位终端的小区分区的信息发送给所述地理信息查询单元；

所述地理信息查询单元，用于根据所述待定位终端所在小区分区的信息查询该小区分区的地理信息，并将查询到的地理信息发送给所述收发单元。

11.如权利要求10所述的无线网络控制器，其特征在于：所述信息获取单元根据所述待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若所述待定位终端处于小区寻呼信道连接态(CELL_PCH)、全球陆上无线接入注册区连接态(URA_PCH)或前向接入信道连接态(CELL_FACH)，则触发该待定位终端迁移到专用信道连接态(CELL_DCH)，并向基站发起对该待定位终端的最佳小区分区的测量；

所述基站进行物理层测量，确定所述待定位终端的信噪比最佳的小区分区，并将所确定的信噪比最佳的小区分区的信息上报给所述收发单元；

所述收发单元将接收到的基站上报的所述待定位终端的信噪比最佳的小区分区的信息发送给所述信息获取单元。

12.如权利要求10所述的无线网络控制器，其特征在于：所述信息获取单元根据所述待定位终端所处的状态，获取该待定位终端所在小区分区的信息的过程包括：

若所述待定位终端处于空闲状态，则向所述待定位终端发起寻呼；

所述待定位终端接收到该寻呼后，通过基站向所述无线网络控制器发送无线资源连接建立请求，基站接收到该无线资源连接建立请求后，通过该待定位终端发送所述无线资源连接建立请求的通道获知该待定位终端所在的小区分区，并将该待定位终端所在小区分区的信息发送给所述收发单元；

所述收发单元将接收到的基站上报的所述待定位终端的信噪比最佳的小区分区的信息发送给所述信息获取单元。

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