CN103856891A - 一种发送求救信号的方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发送求救信号的方法，如果移动终端当前处于求救模式，则通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。本发明还公开了一种移动终端。应用本发明公开的技术方案，能够在没有完整的无线网络覆盖的场景下，用普通的移动终端发出求救信号。

Description

一种发送求救信号的方法及移动终端

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，特别涉及一种发送求救信号的方法及移动终端。

背景技术

极端气候、地震、台风等貌似很遥远的事情经常发生在我们附近，由于地震、山洪、泥石流以及其他极端气候条件而造成人员被困也是时有发生。例如：在7.21特大暴雨中，北京房山某培训学校内200人被困，幸好由于基站设备和固定电话网络没有全面瘫痪而获救。此外，非专业登山队员和户外运动爱好者常由于过于乐观预估情况而被困野外，由于没有专业的卫星通信设备，而置身危险之中。

当面临上述情况时，现有技术中有两类可供被困人员对外求救的方法：

第一种求救方法：是采用普通的移动终端，通过已经存在的无线网络对外发送各种形式的求救信号，例如：短消息、邮件、微博等。

第二种求救方法：是采用专用的求救设备，对外发出求救信号。

上述第一种求救方法的问题在于：在发生极端事件的情况下，移动网络的稳定性和可靠性无法保证，这可能导致移动设备无法完成随机接入和上行资源分配等物理层过程，因此，语音、短信息等信息载荷可能根本无法正常发送。而即便成功发送了信号，在无线网络信号覆盖的边缘、路损极大、频率选择性衰落过大等信道条件较差的情况下，由于无法建立完整的RRC，使得没有有效的上行资源分配，基站将无法识别移动终端发出的信号。

上述第二种求救方法的问题在于：专用的求救设备往往独立存在，通常人们不会随身携带一个专用于求救用的信号发生器（即求救设备）；即便携带了，由于求救设备通常由设备制造商自定义地设计显示/键盘/传感器/RF等各个模块，所采用的无线制式也没有统一的规范，因此，往往由于通信协议的不规范性和所在频带的随意性，导致其所发出的求救信号只能被专用的搜救设备识别，而难以通过通用的设备完成对求救信号的搜索和定位，从而导致被困人员无法及时获救。此外，各个设备制造商所制造的求救设备之间可能存在极大的互干扰，这也将影响搜救效果。

发明内容

本申请提供了一种发送求救信号的方法及移动终端，以在没有完整的无线网络覆盖的场景下，用普通的移动终端发出求救信号。

本申请提供的一种发送求救信号的方法，包括：

如果移动终端当前处于求救模式，则通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。

较佳地，所述求救信号中至少包含：预先定义的求救标识和移动终端当前的全球定位系统（GPS）位置信息；

所述在随机接入过程中向基站发送求救信号为：在随机接入过程中，将求救信号调制在物理随机接入信道（PRACH）无线帧的保护间隔（GT）的头部。

较佳地，所述预先定义的接入资源配置为：LTE系统中的接入资源配置14；

所述通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程为：在接入资源配置14的PRACH资源上，采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，并使得调制求救信号后GT的剩余部分大于等于15840Ts。

较佳地，该方法可以进一步包括：

用莫尔斯码采用重复编码的方式对所述求救标识进行编码；

采用Read-Muller的编码方式对所述移动终端当前的GPS位置信息进行编码。

较佳地，该方法可以进一步包括：

搜救设备发送下行同步信号和广播信息；移动终端完成下行同步后，获得帧定时和时频资源分配，并在SIB2中得到随机接入资源。

较佳地，移动终端采用全功率发射的方式工作；

或者，移动终端采用在时域上首先递增功率，然后递减功率，然后再递增功率，如此循环的方式工作。

本申请提供的一种移动终端，包括：模式检测模块和求救模块，其中：

模式检测模块，用于检测移动终端当前所处的模式，如果移动终端当前处于求救模式，则通知求救模块；

在接收到模式检测模块的通知后，求救模块通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。

较佳地，在随机接入过程中，所述求救模块用于将求救信号调制在物理随机接入信道（PRACH）无线帧的保护间隔（GT）的头部；所述求救信号中至少包含：预先定义的求救标识和移动终端当前的全球定位系统（GPS）位置信息。

较佳地，所述预先定义的接入资源配置为：LTE系统中的接入资源配置14；

所述求救模块，用于在接入资源配置14的PRACH资源上，采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，并使得调制求救信号后GT的剩余部分大于等于15840Ts。

较佳地，所述求救模块，进一步用莫尔斯码采用重复编码的方式对所述求救标识进行编码，并采用Read-Muller的编码方式对所述移动终端当前的GPS位置信息进行编码。

较佳地，所述求救模块与搜救设备完成下行同步后，接收搜救设备广播的系统信息，获得帧定时和时频资源分配，并在SIB2中得到随机接入资源。

较佳地，所述求救模块采用全功率发射的方式工作；

或者，所述求救模块采用在时域上首先递增功率，然后递减功率，然后再递增功率，如此循环的方式工作。

由上述技术方案可见，本申请提出的发送求救信号的技术方案能够在没有完整的无线网络覆盖的场景下，用普通的移动终端发出求救信号，从而很好地解决现有技术所存在的以下技术问题：1）没有完整的无线网络覆盖；2）专用的求救设备需要单独携带，同时，搜救设备无法大规模普及，各个设备制造商所制造的求救设备之间存在极大的互干扰。

附图说明

图1为本申请在PRACH格式3的GT头部调制求救信号的示意图；

图2为接入资源配置14在10ms帧内的所有子帧分配PRACH资源的示意图；

图3为本申请对求救信号进行编码的一较佳示例图；

图4为本申请一较佳移动终端的组成结构示意图

图5为本申请一较佳实施例中的搜救流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。

移动终端的发展为人们提供了广阔的应用，同时无线通信网络的发展极大地提高了通信的效率。在极端情况下，如果能够通过人们最常用的手机向外发送求救信号，并通过最常用的无线通信网络来完成求救信号的搜索，将具有极大的现实意义，但是，现有技术中不存在任何通过手机这种最普遍的个人信息智能终端完成搜救功能的扩展技术方案。

UE在进入待机状态的过程中需要依次经历：小区搜索、随机接入、上行资源分配和调度等过程，才能建立起基本的上下行业务，也就是使用打电话、发短信、上网等功能。在上述过程中，如果缺少基站的配合，UE将不停地进行小区搜索以及随机接入，直至电量耗尽，而上述开放给用户的功能将无法使用。

基于上述分析，本申请提出一种发送求救信号的方法及移动终端，其主要思想在于：提出了一种在随机接入过程中完成求救信号发送的物理层协议结构，使得在对协议修改极其微小的前提下，令普通的移动终端能够在没有完整的无线网络覆盖的情况下发送求救信号，并令大量的基站能够作为搜救设备对求救信号进行搜索和定位，从而提高搜救的效果。

基于上述主要思想，一种较佳的发送求救信号的方法为：在现有移动终端中增加一种模式，以下称为求救模式（或者SOS模式），并对移动终端当前所处的模式进行检测，如果移动终端当前处于求救模式，则不需要通过完整的随机接入过程获得上行时频资源配置，而是通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。

下面以即将广泛应用的LTE系统为例，说明如何在LTE终端实施本申请技术方案，本申请技术方案可以广泛适用于现有及未来任何无线通信系统。

本申请向搜救设备发送的求救信号中至少包含：预先定义的求救标识（例如：SOS）和移动终端当前的全球定位系统（GPS）位置信息；在随机接入过程中，可以适量缩减PRACH无线帧中的保护间隔（GT），并将求救信号调制在PRACH无线帧的GT的头部。

由于物理随机接入信道（PRACH）格式3在所有格式中，具有最长的循环前缀（CP）和GT，这种随机接入格式可以支持的小区半径大于100Km，有助于大范围搜索，可以满足绝大多数搜救需求，因此，较佳地，可以采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，以发起随机接入过程。

图1为本申请在PRACH格式3的GT头部调制求救信号的示意图。图中所示的SOS为本申请调制在GT头部的求救信号。

根据格式3的定义，GT的长度为21984Ts，其中，Ts=1/(15000*2048)秒。较佳地，在GT头部调制求救信号后，需要使GT的剩余部分大于等于15840Ts，此时，支持的小区半径为77.34Km，即搜索区域为半径约77Km的圆形区域，能够满足绝大多数搜救需求。

根据LTE规范的定义，接入资源配置14在10ms帧内的所有子帧分配PRACH资源，能够保证接入的可靠性，如图2所示。在正常情况下，该配置用于20M小区，高负载情况。本申请中，可以将接入资源配置14作为所述预先定义的接入资源配置，令移动终端在接入资源配置14的PRACH资源上，采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，并使得调制求救信号后GT的剩余部分大于等于15840Ts。

本申请可以采用如下帧定时和时频资源分配方案：搜救设备（也就是基站）发送下行同步信号和广播信息（包括MIB与SIB信息），移动终端完成下行同步后，获得帧定时和时频资源分配，同时在SIB2中得到随机接入信道PRACH资源。在SIB2中可以同时规定PRACH格式为格式3，并同时允许用户在任一子帧进行随机接入。

较佳地，可以用莫尔斯码采用重复编码的方式对求救信号中的求救标识进行编码，以增加编码保护的可靠性；并且，可以采用Read-Muller的编码方式对求救信号中的移动终端当前的GPS位置信息进行低码率的编码保护。例如，图3为本申请对求救信号进行编码的一较佳示例图，下面参见图3进行说明。

对求救信号中的GPS位置信息（纬度半球1bit+纬度坐标7bit+经度半球1bit+经度坐标8bit），加入CRC-8校验码1bit，总共信息比特为18bit，将其分为3段，每段6bit。对加入校验码后的GPS位置信息字段进行Read-Muller码RM(1,6)编码，以完成低码率的编码保护，随后对编码后的数据进行重复10次。在GPS字段后加入摩尔斯码SOS的标志位，S在摩尔斯为“.”，O在摩尔斯码中为“-”，用二进制表示，则“.”为0，“-”为1。将SOS标志信息重复10次。完成SOS字段的编码后，对GPS位置信息字段和SOS标志字段进行BPSK调制，总长度为1050Ts。（Ts=1/30.72us）。剩余的保护间隔GT为（21984-1050）Ts，能够满足大于等于15840Ts的要求。

在发射功率方面，移动终端可以采用全功率发射的方式工作；或者，移动终端也可以采用在时域上首先递增功率，然后递减功率，然后再递增功率，如此循环的方式工作，即采用递增-递减-递增功率的方式工作。对于上述空口1ms定时方案一，可以采用下行参考信号的接收功率为发射功率，与正常的LTE模式下的随机接入功能保持一致。

在求救模式下，较佳地，移动终端关闭除基带处理芯片之外的所有耗电模块，如显示屏幕、CPU等主要耗电模块，仅保留GPS和基带处理芯片的功能。同时，安卓手机外置电池的优点被充分显现，可以通过干电池和其他方式为手机提供电量。

对应于上述方法，本申请还提供了一种如图4所示的移动终端，该移动终端包括：模式检测模块410和求救模块420，其中：

模式检测模块410，用于检测移动终端当前所处的模式，如果移动终端当前处于求救模式，则通知求救模块420；

在接收到模式检测模块410的通知后，求救模块420通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。

较佳地，在随机接入过程中，所述求救模块420用于将求救信号调制在PRACH无线帧的GT的头部；所述求救信号中至少包含：预先定义的求救标识和移动终端当前的GPS位置信息。

较佳地，所述预先定义的接入资源配置为：LTE系统中的接入资源配置14；

所述求救模块420，用于在接入资源配置14的PRACH资源上，采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，并使得调制求救信号后GT的剩余部分大于等于15840Ts。

较佳地，所述求救模块420，可以进一步用莫尔斯码采用重复编码的方式对所述求救标识进行编码，并采用Read-Muller的编码方式对所述移动终端当前的GPS位置信息进行编码。

较佳地，所述求救模块420与搜救设备完成下行同步后，接收搜救设备广播的系统信息，获得帧定时和时频资源分配，并在SIB2中得到随机接入资源。

较佳地，所述求救模块420可以采用全功率发射的方式工作；或者，所述求救模块420也可以采用在时域上首先递增功率，然后递减功率，然后再递增功率，如此循环的方式工作。

下面结合附图，通过一个较佳实施例对本申请技术方案进行举例说明。

图5为本申请一较佳实施例中的搜救流程示意图，该搜救流程包括以下步骤：

第1步：用户在无法拨打电话和发送短消息的情况下，将移动终端切换到应急救援模式。移动终端收到应急基站的小区同步信号和小区广播消息，完成下行同步，并从广播信息中得到系统信息MIB、SIB1和SIB2，从中得到上行随机接入资源分配。

第2步：用户通过按home键或者call键发送一次带有搜救标识和GPS地理位置信息的随机接入消息MSG1。

第3步：终端判断是否得到基站的响应，如果得到基站反馈的MSG2，执行第5步，否则执行第4步。

第4步：如果此次随机接入信息与其他用户冲突，则移动终端无法收到基站反馈的MSG2，可以在屏幕上显示“5秒后请重新发送”，并等待5秒钟，限制用户的触发权限，此后，返回第2步。

第5步：如果此次得到了基站发来的确认信号MSG2，则在屏幕上显示“地理位置已经被标记”。

由上述具体实施方式可见，本申请提出的发送求救信号的技术方案能够在没有完整的无线网络覆盖的场景下，在基站的协助下用普通的移动终端发出求救信号，从而很好地解决现有技术所存在的以下技术问题：1）没有完整的无线网络覆盖；2）专用的求救设备需要单独携带，同时，搜救设备无法大规模普及，各个设备制造商所制造的求救设备之间存在极大的互干扰。并且，本申请提出的技术方案区别于现有其他类似技术方案，主要有以下优点：

1、在移动终端无法与基站进行RRC连接的情况下，本申请跳过完整的随机接入过程，直接在随机接入过程的第一步发送求救信号，极大地提高了无线信号的可靠性。

2、以智能手机等移动终端作为信号发射装置，在突发危机时刻能够保证设备被普遍持有，有很好的广泛性，切实可行。

3、对于现有技术提及的专用于求救用的信号发生器，搜索设备难以普及，A厂商生产的信号发生器，只有A厂商才制造相应的搜索设备。但是，本申请提出的技术方案，可以使用基站作为搜索设备，在突发灾难的情况下，搜索设备可以就地取材，在最近的移动网络服务商得到搜索设备。

4、对现有设备的修改量极小。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种发送求救信号的方法，其特征在于，包括：

如果移动终端当前处于求救模式，则通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述求救信号中至少包含：预先定义的求救标识和移动终端当前的全球定位系统（GPS）位置信息；

所述在随机接入过程中向基站发送求救信号为：在随机接入过程中，将求救信号调制在物理随机接入信道（PRACH）无线帧的保护间隔（GT）的头部。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述预先定义的接入资源配置为：LTE系统中的接入资源配置14；

所述通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程为：在接入资源配置14的PRACH资源上，采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，并使得调制求救信号后GT的剩余部分大于等于15840Ts。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

用莫尔斯码采用重复编码的方式对所述求救标识进行编码；

采用Read-Muller的编码方式对所述移动终端当前的GPS位置信息进行编码。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

搜救设备发送下行同步信号和广播信息；移动终端完成下行同步后，获得帧定时和时频资源分配，并在SIB2中得到随机接入资源。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：

移动终端采用全功率发射的方式工作；

或者，移动终端采用在时域上首先递增功率，然后递减功率，然后再递增功率，如此循环的方式工作。

7.一种移动终端，其特征在于，包括：模式检测模块和求救模块，其中：

模式检测模块，用于检测移动终端当前所处的模式，如果移动终端当前处于求救模式，则通知求救模块；

在接收到模式检测模块的通知后，求救模块通过预先定义的接入资源配置发起随机接入过程，并在随机接入过程中向搜救设备发送求救信号。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于：

在随机接入过程中，所述求救模块用于将求救信号调制在物理随机接入信道（PRACH）无线帧的保护间隔（GT）的头部；所述求救信号中至少包含：预先定义的求救标识和移动终端当前的全球定位系统（GPS）位置信息。

9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于：

所述预先定义的接入资源配置为：LTE系统中的接入资源配置14；

所述求救模块，用于在接入资源配置14的PRACH资源上，采用PRACH格式3向搜救设备发送MSG1，并使得调制求救信号后GT的剩余部分大于等于15840Ts。

10.根据权利要求8或9所述的移动终端，其特征在于：

所述求救模块，进一步用莫尔斯码采用重复编码的方式对所述求救标识进行编码，并采用Read-Muller的编码方式对所述移动终端当前的GPS位置信息进行编码。

11.根据权利要求8或9所述的移动终端，其特征在于：

所述求救模块与搜救设备完成下行同步后，接收搜救设备广播的系统信息，获得帧定时和时频资源分配，并在SIB2中得到随机接入资源。

12.根据权利要求8或9所述的移动终端，其特征在于：

所述求救模块采用全功率发射的方式工作；

或者，所述求救模块采用在时域上首先递增功率，然后递减功率，然后再递增功率，如此循环的方式工作。

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