CN109644420A - 位置跟踪 - Google Patents

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Abstract

一种通信系统，包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，其中：所述核心网被配置为与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第一估计；所述无线接入网被配置为与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第二估计；以及，所述核心网被配置为通过合成所述第一和第二估计来形成所述用户设备装置的位置的第三估计。

Description

位置跟踪
技术领域
本发明涉及跟踪设备的位置。该设备可以是移动通信终端。该跟踪可以通过使用通信网络来实现。
背景技术
现有通信网络(如4G网络)允许跟踪用户设备装置的位置。该位置可以，例如，由核心网跟踪，该核心网与设备或基站通信以请求设备的位置。在未来网络中，计划多个协议(例如3G、4G、Wi-Fi)的网络基础设施(无线接入网(radio access network，RAN))将协作以允许设备使用这些协议中的任何协议进行通信。在这种类型的混合网络中，一些底层网络协议可能对位置跟踪的支持不同或有限。因此，在这样的未来网络中通过多个协议跟踪位置并不简单直接。
现有的移动网络中，在没有建立到该网络的活动(active)连接的情况下，通信设备或用户设备(user equipment，UE)实体可以四处移动。这在节省能量及无线资源方面是有利的。现有移动网络(例如4G网络)可以在UE处于该状态时跟踪UE的位置。该状态通常被称为空闲状态。对此的一个原因是允许网络在需要向UE发信号通知或向其发送数据的情况下估计可以通过哪个基站或接入点到达该UE。
在目前的4G系统中，使用位置登记(location registration，LR)/位置更新(location update，LU)过程在核心网(core network，CN)中跟踪处于空闲状态的UE的位置。这可以例如涉及“3GPP TS 24.301V14.0.1用于演进分组系统(evolved packetsystem，EPS)的非接入层(non-access stratum，NAS)协议；阶段3”和“3GPP TS23.401v14.0.1E-UTRAN接入的GPRS增强”中定义的TAU过程。这可以称为CN级位置跟踪的形式。具体地，LR/LU操作由UE和移动性管理实体(mobility management entity，MME)之间的NAS执行。该过程在图1中示出。
对于每个LU操作，UE需要建立到CN的通信信道。这包括用于建立无线承载以将LU(例如，通过TAU)信令从UE传送到eNB的RRC过程，以及用于将与UE相关联的LU信令从eNB传送到MME的S1AP过程。应当注意，无线承载的建立可以比例如信标(beacon)之类的其他无线信令消耗更多的无线资源和UE能量。
在当前的4G网络中，TAU由CN级跟踪策略触发。这可能，例如，发生在UE穿过跟踪区域(tracking area，TA)的边界时，或是先前的位置更新超时时。此时，由RAN广播跟踪区域ID(tracking area ID，TAI)。UE针对先前从MME接收的TAI列表来检查所接收的TAI。如果接收到的TAI不在该TAI列表中，则UE向MME发送TAU。
在一些非3GPP RAN或RAT中，例如Wi-Fi，不支持LT跟踪和TA。
R2-164129：“在‘活动状态'和‘省电'状态下的UE移动性跟踪”提出了关于位置跟踪的CN/RAN协作的一般框架。在此提案中，位置跟踪功能分为RAN位置跟踪和CN位置跟踪。RAN锚点(anchor)被定义为充当UE在数据平面中的移动性锚点。CN LT功能负责在CN级执行UE位置跟踪，执行基于策略的位置跟踪管理以及UE RAN锚点和RAN LT变化的跟踪/查询。一旦RAN锚点已知，CN就可以将UE的下行链路业务传送到该锚点。然后，RAN可以将该下行链路业务从RAN锚点传送到UE。RAN LT功能负责根据核心网LT功能设置的策略在RAN级执行UE位置跟踪，并根据CN LT功能设置的策略上报UE RAN锚点的变化或从RAN LT到CN LT功能的变化。
如上所述，预期未来的系统支持多个RAN。在这些系统中，预期不同的RAN支持指示和检测位置的不同系统。根据“3GPP TR 22.891对新服务和市场技术使能器的研究”，UE在被跟踪时的位置的指示可以是服务该UE的基站的ID、其中任何一个基站都服务该UE的基站组的ID、Wi-Fi接入点(access point，AP)的MAC地址等。可以使用下行链路(downlink，DL)测量报告或使用来自UE的上行链路参考信号在RAN直接检测该UE的位置，如在“WO2015/192884”中所述。
另一个因素是，在未来的网络中，由于例如可穿戴设备和传感器之类的设备类型的多样性增加，预计将连接相当多数量的UE。
在未来的系统中，优选的是，对该系统支持的所有RAN和/或无线接入技术(RAT)启用位置跟踪。最好在不同的RAN和RAT之间支持位置跟踪。另外，优选减少用于支持位置更新的UE的角色(即，来自UE的信令量和在UE处执行的处理量)，甚至与当前4G系统相比也是如此。这将节省UE的功率。另外，与当前4G系统相比，优选减少用于执行和支持UE位置跟踪的RAN和核心网(CN)的信令量。
由于各种原因，目前的4G移动电信系统无法满足这些需求。其中一些原因是：
1、目前的4G系统中的位置跟踪机制仅为4G接入网络提供位置跟踪。它不支持与其他RAT集成以进行位置跟踪。虽然已经讨论了RAN级跟踪(参见R2-164129：“处于‘活动状态’和‘省电’状态的UE移动性跟踪”)，但尚未确定在核心网处如何支持这种功能：例如，CN如何利用RAN级的位置跟踪，(即，从RAN获得位置跟踪结果)；CN如何影响RAN级位置跟踪；或者在RAN级和CN级的位置跟踪如何对齐。
2、在目前的4G网络中，UE总是需要使用NAS过程(即，“3GPP TS 24.301V14.0.1用于演进分组系统(EPS)的非接入层协议(NAS)；阶段3”中描述的TAU过程)向CN上报其位置。这意味着UE需要建立到CN的通信信道以上报其位置。这样做会消耗UE的能量并占用无线资源。
3、因为位置上报是基于每个UE而执行的，所以进行位置更新所需的控制信令量大致与UE的数量成比例。在未来的网络中，设想可能存在高达2500个UE/km2的设备密度。这将需要大量的控制信令。而且，如果存在许多以相似模式移动的UE(例如，连接的车辆)，那么它们甚至可能通过同时发送位置更新使控制平面过载。
需要一种在通信网络中执行位置更新的方法，该方法支持多个RAT的较好的集成和/或允许信令量不增加。
发明内容
根据一种系统，提供了一种通信系统，包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，其中：所述核心网被配置为与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第一估计；所述无线接入网被配置为与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第二估计；以及所述核心网被配置为通过合成所述第一估计和所述第二估计来形成所述用户设备装置的位置的第三估计。这种类型的系统可以允许有效地执行位置更新和/或向后兼容现有网络。
所述核心网和所述无线接入网可以被配置为同时与所述用户设备装置通信以形成所述第一估计和所述第二估计。它们可以在时间窗期间同时或连续地执行这种通信。它们可以执行这种通信而无需在彼此之间调度这种通信。以这种方式同时形成位置估计可以允许有效地估计所述用户设备装置的位置。
所述核心网可以被配置为经由所述无线接入网与所述用户设备装置通信，以形成所述第一估计。在这样的系统中，所述无线接入网可以用作从属于所述核心网的无线接入网。所述无线接入网的用于估计所述用户设备装置的位置的策略可以由所述核心网设置。当所述核心网和所述无线接入网以这些方式中的任何一种集成时，它们之间的信令可以是有效的。
所述核心网可以被配置为通过以下过程形成所述用户设备装置的位置的所述第一估计，所述过程包括：向所述用户设备装置发送请求上报其位置的请求；以及接收来自所述用户设备装置的位置报告。这避免了要求所述核心网本身能够直接估计位置。
无线接入网可以被配置为通过测量在所述用户设备装置和所述无线接入网之间传递的无线信号的物理层属性来形成所述用户设备装置的位置的所述第二估计。这些属性可以，例如，是接收信号强度、信号延迟、方向(如由所述无线接入网的定向天线所指示)和/或错误率。以这种方式估计位置可以允许独立于所述核心网的估计确定所述无线接入网对位置的估计。
所述无线接入网可以被配置为与所述用户设备装置通信以形成所述用户设备装置的位置的所述第二估计，而无需有在所述用户设备装置和所述无线接入网之间建立的通信信道。通过这种方式可以节省无线资源。
所述核心网可以被配置为，通过在所述用户设备装置和所述无线接入网之间建立的通信信道来与所述用户设备装置通信以形成所述用户设备装置的位置的所述第一估计。以这种方式，所述核心网可以可靠地从所述用户设备装置接收与位置有关的业务数据。
一种用于在包括核心网和无线接入网的通信系统中跟踪用户设备装置的位置的方法，所述方法包括：所述核心网与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第一估计；所述无线接入网与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第二估计；以及所述核心网通过合成所述第一估计和所述第二估计，形成所述用户设备装置的位置的第三估计。该方法的特点可以类似于上述系统的特点。
根据另一种系统，提供了核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，所述网络包括位置管理功能，被配置为从以下两种或多种模式中选择用于所述用户设备装置的位置跟踪模式：第一模式，其中，与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网同时跟踪所述用户设备装置的位置；第二模式，其中，在任何时间仅通过与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网中的所选择的一个来跟踪所述用户设备装置的位置；以及第三模式，其中，通过经由所述无线接入网与所述用户设备装置通信的所述核心网跟踪所述用户设备装置的位置。
所述无线接入网可以被配置为在连接到所述核心网时，向所述核心网发送所述无线接入网实现所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个的能力的指示。这可以有助于所述核心网决定所述系统应该采用哪种模式。
所述无线接入网可以被配置为响应于来自所述核心网的请求，所述无线接入网向所述核心网发送所述无线接入网实现所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个的能力的指示。这可以有助于所述核心网决定所述系统应该采用哪种模式。
所述无线接入网可以被配置为响应于所述无线接入网的能力中的预定类型的改变，向所述核心网发送所述无线接入网实现所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个的能力的指示。这可以有助于所述核心网决定所述系统应该采用哪种模式。
所述核心网可以被配置为，当所述系统在所述第一模式和所述第三模式中的一个或两个下操作时，通过以下过程跟踪所述用户设备装置的位置，所述过程包括：向所述用户设备装置发送请求上报其位置的请求；以及接收来自所述用户设备装置的位置报告。该模式可以提供与现有系统(如4G系统)的兼容性。
所述无线接入网可以被配置为，当所述系统在所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个下操作时，通过测量在所述用户设备装置和所述无线接入网之间传递的无线信号的物理层属性来跟踪所述用户设备装置的位置。这些属性可以，例如，是接收信号强度、信号延迟、方向(如由所述无线接入网的定向天线所指示)和/或错误率。以这种方式估计位置可以允许独立于所述核心网的估计确定所述无线接入网对位置的估计。
无线接入网可以被配置为，当所述系统在所述第一模式和第二模式中的一个或两个下操作时：形成所述用户设备装置的位置的估计；以及将所述估计发送到所述核心网。这可以允许所述核心网利用所述估计，可选地，通过将所述估计与所述核心网自身对所述用户设备装置的位置的估计组合以形成所述用户设备装置的位置的增强估计。
所述位置管理功能可以被配置为，当所述系统在所述第二模式下操作时，选择所述核心网和所述无线接入网中的哪一个用于跟踪所述用户设备装置的位置。然后，它可以发信号通知所述无线接入网以适当地跟踪或不跟踪所述用户设备装置的位置。
所述位置管理功能可以被配置为根据以下中的一个或多个来执行所述选择：所述用户设备装置的位置、所述用户设备装置的所述物理类型、所述用户设备装置的所述使用类型、所述无线接入网的覆盖区域、所述无线接入网的能力以及所述用户设备装置的预计移动性。这种标准可以允许所述系统采用有效的位置估计方法。
所述核心网可以包括位置管理功能。这允许所述核心网控制使用哪种定位模式。
另一种通信系统包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，所述网络包括位置管理功能，用于实现对所述用户设备装置的位置跟踪模式，其中，通过选择所述核心网和所述无线接入网中的哪一个与所述用户设备装置通信以根据所述用户设备装置的特性跟踪所述用户设备装置的位置，而在任何时间仅通过与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网中的所选择的一个来跟踪所述用户设备装置的位置。
所述位置管理功能可以被配置为根据以下中的一个或多个来执行所述选择：所述用户设备装置的位置、所述用户设备装置的所述物理类型、所述用户设备装置的所述使用类型、所述无线接入网的覆盖区域、所述无线接入网的能力以及所述用户设备装置的预计移动性。这有助于采用有效的模式。
另一种通信系统包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，所述网络包括位置管理功能，所述位置管理功能被配置为实现对所述用户设备的位置跟踪模式，其中，通过向所述核心网和所述无线接入网中的至少一个发送指令，使其与所述用户设备装置通信以根据所述用户设备装置的特性跟踪所述用户设备装置的位置，而在任何时间仅通过与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网中的所选择的一个来跟踪所述用户设备装置的位置。
当所述用户设备装置不具有到所述网络的活动(active)连接时，所述系统可以使用如上确定的位置数据来决定如何与所述用户设备装置通信。例如，所述系统可以为用户设备装置存储以上述方式确定的最新位置。然后，当需要与所述用户设备装置通信、而所述用户设备装置不具有到网络的活动连接时，所述系统(如核心网)可以确定如何根据所述用户设备装置的最新确定的位置与所述用户设备装置建立通信。
所述核心网可以与4G蜂窝网络兼容。所述核心网可以是5G网络。
所述无线接入网可以是蜂窝或非蜂窝网络。所述无线接入网可以是Wi-Fi(IEEEE802.11)网络。所述无线接入网可以在ISM频带中或仅在ISM频带中操作。所述核心网可以控制在ISM频带之外操作的无线接入网。
所述核心网可以控制在所述无线接入网的地理范围之外操作的无线接入网。所述无线接入网的地理范围可以完全处在所述核心网的单个跟踪区域内，或者可以对应于所述核心网的单个跟踪区域的范围，或者可以与所述核心网的多个跟踪区域重叠。
作为其他方面，提供了根据所述通信系统或方法的核心网、无线接入网和用户设备装置。
附图说明
现在将参考附图以示例的方式描述本发明，其中：
图1示出了现有技术的位置跟踪信令方案。
图2示意性地示出了可以在核心网1和无线接入网2中提供用以支持位置跟踪的功能。
图3示出了各种类型的位置跟踪的支持功能的分布。
图4示出了使CN能够决定操作模式的信令。
图5示出了配置位置跟踪的信令。
图6示出了在CNLT模式下上报位置的信令。
图7示出了用于执行基于拉取(pull-based)的位置报告的机制。
图8示出了用于执行基于推送(push-based)的位置报告的机制。
图9示出了位置登记过程。
图10示出了位置上报过程。
具体实施方式
一般地，以下描述的系统可以通过使用三种操作模式或跟踪策略中的任何一种来执行对UE装置的位置跟踪。这些模式是：
1、RAN辅助并行(RAN assisted-parallel，RANPLT)；
2、RAN辅助补充(RAN assisted-complemented，RANCLT)；以及
3、CN独立(CN independent，CNLT)。
支持位置跟踪的功能分为两部分。
1、CN执行的位置跟踪，其与UE的网络访问方式无关。这是CN级的位置跟踪。CN还管理CN与RAN之间的互操作，并决定针对特定UE、RAN或一般位置的跟踪策略。
2、RAN执行RAN级的位置跟踪。这是在RAN处执行的位置跟踪。可以将通过RAN级的位置跟踪确定的位置上报给CN。
图2示意性地示出了可以在核心网1和无线接入网2中提供用以支持位置跟踪的功能。为了便于说明，这些功能在图2中用独立的块显示，但是它们可以通过使用硬件和/或软件以任何合适的方式实现。CN或RAN中的任何一个或多个块可以在架构意义上相组合。
如图2所示，CN LT功能具有三个子组件。它们是：
-CN级跟踪模块11。概括地说，其功能是执行CN级UE位置跟踪。一个例子是基于NAS的LR/LU。
-跟踪模式和策略管理模块12。概括地说，其功能是决定RAN和CN应该以哪种模式协作以执行位置跟踪和管理基于策略的位置跟踪管理。可以由该管理功能涵盖的任务的示例包括基于UE的跟踪区域管理、触发或停止RAN级跟踪，为UE或RAN设置RAN级跟踪策略、设置要执行的报告机制以向CN上报UE的跟踪位置，以及为UE设置位置更新策略。此外，该模块可以确定应采用哪种RAN级或CN级跟踪策略的设置。用于RAN级跟踪策略的这种设置的示例可以包括以下中的任何一个或多个：RAN要向CN上报UE的位置所使用的频率、RAN向CN上报的UE位置报告所要求的位置准确度、RAN向CN上报的UE位置报告的格式、直到下行链路数据被递送到UE的允许等待时间，以及应当执行RAN级跟踪的RAN跟踪区域的指示。CN级跟踪策略的此类设置的示例包括对位置更新的触发的定义——这些触发可以类似于当前4G系统中的等效触发(例如，超时值和跟踪区域标识符(tracking area identifier，TAI)列表)、RAN跟踪区域的指示(将在下面进一步讨论)，以及来自UE的对LU过程的停止或恢复信号的施加。
-RAN级跟踪支持模块13。概括地说，其功能是：(i)监视UE的RAN锚点或接入网(access network，AN)的变化，并监视RAN LT过程的位置跟踪状态的变化，以及(ii)处理从RAN LT过程接收的UE位置报告。处理UE位置报告的步骤可以包括组合来自RAN级跟踪和CN级跟踪的信息，并对来自RAN LT过程的位置报告中的UE位置潜在地解聚合(de-aggregating)。
RAN LT功能2还有三个子组件，如图2所示。它们是：
-RAN级跟踪模块21。概括地说，其功能是根据CN LT策略功能12设置的策略执行对UE装置的位置的RAN级跟踪。该模块可以被认为是AN/RAN LT锚点。它可以与一个或多个相邻RAN LT协调并共享关于UE位置的信息。该模块的实现取决于RAN的类型。
-上报模块22。概括地说，其功能是向CN LT跟踪功能11上报UE RAN锚点的变化和RAN LT的变化。它还可以将RAN中的UE的位置上报给CN LT功能。它可以向CN LT功能1通知RAN的跟踪能力。然后，CN可以使用该信息来帮助其决定对于该RAN或对于该RAN中的特定UE的位置跟踪策略。它还可以聚合RAN中的UE的位置相关信息。
-RAN锚点选择模块23。如果存在该功能，则该功能可用于决定执行RAN级跟踪的UERAN锚点。这允许系统在没有RAN锚点和没有被共同定位的RAN LT的情况下执行RAN级跟踪。即使不存在该模块，RAN LT也可以从网络中的另一功能处获得RAN锚点的标识。
如上所述，图2的系统支持RAN级位置跟踪和CN级位置跟踪。它有三种操作模式，分别为RANPLT，RANCLT和CNLT。现在将对它们进行更详细的讨论。
RAN辅助并行位置跟踪(RANPLT)
在该模式中，RAN和CN都参与跟踪UE的位置。
RAN通过使用由RAN实现的基于网络的定位方法估计UE的位置来执行RAN级跟踪。这种方法的示例是测量RAN和UE之间的上行链路和/或下行链路信号的信号强度和定时(timing)，以便估计UE的位置。另一示例是如果UE在RAN的特定接入点的范围内，则UE可以被认为在该接入点的预定距离内或者在关于该接入点的预定区域内。为了执行RAN级跟踪，RAN可以在不向UE询问位置的情况下估计UE的位置。RAN为估计位置而进行测量的信号可以是非专用于估计UE的位置的信号。在估计了UE的位置之后，RAN将结果上报给CN。
在RAN正在执行RAN级跟踪的相同时间窗期间，CN执行CN级跟踪。CN级跟踪可以例如是执行基于NAS的位置更新。因此，CN可以与UE通信以请求UE估计其自己的位置，并且UE可以向CN上报该位置。UE可以通过任何合适的方法估计其位置。
RAN和CN对UE位置的实际估计可以同时或在不同时间执行。
当RAN已经估计了UE的位置并将结果上报给CN，而CN也已经估计了UE的位置，这时CN针对同一UE具有两组位置数据。然后，CN可以组合这些数据以获得UE的组合位置估计。相比于仅通过一组测量给出的UE的位置，这可以允许CN获得更可靠的估计。
在该模式中，CN管理用于RAN级跟踪和CN级跟踪的跟踪策略。如上所述，该策略可以包括诸如更新频率和位置报告的精度之类的因素。
RAN辅助补充位置跟踪(RANCLT)
在该模式中，位置跟踪可以由RAN或CN在任何时间执行。系统可以根据网络和/或UE的状态在这些方式之间进行切换。当CN确定RAN适合于执行RAN级跟踪时，则由RAN执行；而当CN确定CN适合于执行CN级跟踪时，则由CN执行。CN可以确定RAN级跟踪是合适的情况的示例是当确定UE为具有低移动性和/或预期UE保持在一个RAN的限制内时。CN可以确定CN级跟踪是合适的情况的示例是当确定UE为具有高移动性和/或预期UE不会保持在一个RAN的限制内时，或者当UE与不支持RAN级跟踪的RAN相关联时。当RAN级跟踪不再合适时，恢复CN级跟踪并停止RAN级跟踪；反之亦然。
在该模式中，CN管理用于RAN级跟踪和CN级跟踪的跟踪策略。如上所述，该策略可以包括诸如更新频率和位置报告的精度之类的因素。
CN LT功能1可以在不同的RAN中和/或针对不同的UE独立地开始和终止RAN级UE跟踪。其原因的一些示例包括根据RAN和所讨论的UE的能力来说RAN级UE跟踪是否适用，以及是否确定RAN级UE跟踪适合于UE的预期移动性和/或要求。
CN独立位置跟踪(CNLT)
在此模式下，只有CN执行位置跟踪。CN管理CN级跟踪的策略。该模式类似于目前在EPC中提出的基于NAS的LR/LU。
图3示出了上述三种模式之间的各种类型的位置跟踪的支持功能的分布。图3示出了CN30和RAN 40。对于RANPLT模式50，CN具有支持执行CN级位置跟踪的功能11和支持在RAN级位置跟踪时接收数据的功能13；并且RAN具有支持执行RAN级位置跟踪的功能21。对于RANCLT模式，RAN可以执行RAN级位置跟踪，如51所示，并且在其他时间CN可以执行CN级位置跟踪，如52所示。对于CNLT模式，CN仅需要支持CN级位置跟踪，如52所示。
现在将描述实现上述模式的信令过程。
图4至图10表示消息和动作的优选顺序编号，它们在从1开始的范围内，并且在下面的描述中使用的参考数字高于100。
图4示出了使CN能够决定操作模式的信令。
在步骤101，RAN LT 2将其RAN的位置跟踪能力(例如，跟踪区域和跟踪准确度)上报给CN LT 1。这可以在RAN连接到CN时自动发生。这可以定期发生。当RAN的位置跟踪能力改变时，可能发生这种情况。RAN位置跟踪能力的报告101可以包括RAN LT 2的身份的指示(RAN LTID)、RAN的跟踪区域的指示(例如，UE可以接入该RAN的地理区域)、RAN可以估计和/或上报UE位置的准确度以及RAN可以估计和/或上报UE位置的频率。CN LT 1存储用于步骤103的RAN LT的跟踪能力的指示。
在步骤102，UE 80将其位置上报给CN。通过UE所连接的RAN传递该报告。在CN的CNLT 1接收该报告。该步骤可以发生在UE首次向网络登记时或者由其他装置触发以向网络发送位置更新时。102处的消息可以称为位置登记(location registration，LR)消息。LR消息包括UE的身份的指示(UE ID)以及UE所连接的RAN的RAN LT的身份。RAN LT的身份可以由RAN LT 2在102添加到消息中。
在步骤103，响应于接收来自UE 80的消息102，其中消息102指示正在服务该UE的特定RAN LT的ID，CN LT 1检索所存储的先前由该RAN LT在步骤101上报的RAN跟踪能力。CNLT还基于UE在步骤102上报的UE ID导出UE 80的配置(profile)。UE的配置可以涉及诸如UE的使用类型、移动模式、设备类型等属性。根据以下的一个或多个：(i)CN LT自身的位置跟踪能力；(ii)相应RAN的位置跟踪能力；以及(iii)UE的配置，CN LT 1决定将对该UE采用的位置跟踪方法和相关跟踪策略。作为示例，如果预期UE将快速移动和/或如果相应RAN LT的跟踪区域在地理范围上受限，则CN LT可以选择CNLT模式。CN LT还可以根据类似的输入决定跟踪策略。
图5示出了在给定区域内配置位置跟踪的信令。
一旦CN LT决定了位置跟踪方法和跟踪策略，则配置相关实体以实现所选择的位置跟踪方法。CN LT向RAN LT 2发送配置消息111，并向UE发送配置消息114。响应于消息111，RAN LT 2根据CN LT在步骤111中指示的跟踪策略执行适当的无线配置(步骤112)。RANLT和UE采用所指示的配置。RAN LT 2和UE 80中的一个或两个可以确认配置。(步骤113和115)。
RAN级跟踪配置消息111可以包括RAN级跟踪策略的指示和用于开始或停止RAN级跟踪的信号。CN级跟踪配置消息114可以包括用于CN级跟踪的设置的指示以及用于开始或停止CN级跟踪的信号。
信号111和信号114的结果取决于CN在步骤103中选择的跟踪模式。在一些情况下，不需要发送信号111和信号114，因此可以相应省略它们和各个后续步骤112、113和115。在RANPLT模式的情况下，步骤111触发RAN级跟踪并设置RAN级跟踪策略，而步骤114触发CN级跟踪并设置CN级跟踪设置。在RANPLT中，同时使用RAN级和CN级跟踪，因此发送信号111和信号114。在RANCLT模式的情况下，步骤111和114中的一个用于触发相应的LT操作并设置相应的LT策略，而另一个则用于停止相应的LT操作。当RANCLT模式以RAN级跟踪操作时，信号111设置并启动RAN级跟踪，而信号114向UE 80发信号通知以停止CN级跟踪。当RANCLT模式以CN级跟踪操作时，信号114设置并启动CN级跟踪，而信号111向RAN LT 2发信号通知以停止RAN级跟踪。在CNLT模式的情况下，仅需要执行步骤114和115。
图6示出了在CNLT模式下上报位置的信令。这类似于当前4G系统中的机制。
在RANPLT和RANCLT模式中，RAN LT执行RAN级跟踪并将该跟踪的结果上报给CNLT。上报程序既可以基于推送(参见图7)，也可以基于拉取(参见图8)。
图7示出了执行基于拉取的位置上报机制。在步骤121，RAN LT执行RAN级跟踪。在步骤122，CN LT对UE的位置进行拉取请求。在步骤123，RAN LT生成(compose)适当的位置报告。位置报告可以包括UE的ID、RAN锚点ID、RAN LT的ID和相应AN的ID。位置报告包括UE位置的指示以及，可选地包括其他位置相关参数，例如精度指示、测量时间等。位置报告可以包括多个UE的位置，在这种情况下，可以在其中发送多个ID。这将在下面更详细地描述。在步骤124，将报告发送到CN LT。然后CN LT处理位置报告(步骤125)。这可能涉及将其与RANPLT模式中的CN级跟踪结果相结合。
图8示出了基于推送的报告机制。在该模式中，步骤131至步骤134类似于图7的步骤121、123、124、125。可以从CN向RAN发送对位置报告135的确认。该消息可以有效地用作确认并用于将RAN级跟踪的配置从CN LT传输到RAN LT。
图9和图10示出了图2所示类型的系统中实现各种跟踪模式的详细信令过程的示例。
图9示出了位置登记过程。
当UE第一次附着到网络时，执行位置登记(LR)。作为LR过程的一部分，CN选择位置跟踪的操作模式。
在步骤141，UE 80经由RAN向CN LT发送位置登记消息。该消息包括UE的ID。在转发消息时，RAN可以添加RAN LTID和AN ID。在相同或不同的消息中，它可以向CN指示RAN的RAN跟踪能力。
如上所述，CN LT功能检索先前存储的UE和RAN的配置(除非已经被同时发送)。跟踪模式和策略管理单元12基于RAN和/或CN的跟踪能力和UE配置等选择操作的位置跟踪模式以及CN/RAN级跟踪的策略(步骤142)。
如果要使用RAN级跟踪，则CN LT触发RAN级跟踪并在RAN LT设置RAN跟踪策略(步骤143)。
如果要使用RAN级跟踪，则RAN LT可以决定实现该跟踪的设置(步骤144)。那些设置可以包括关于是否以及如何将多个UE的位置跟踪信息组合进共同报告中。
如果要使用RAN级跟踪，则RAN可以配置UE以支持RAN级跟踪。其细节取决于UE和RAN的能力以及RAN用于跟踪UE的机制(步骤140)。RAN可以向UE发信号通知配置，如145所示。
最后，CN LT经由RAN向UE发送，例如，关于LR确认和LU实现(如LU和TAI的超时)的策略设置(步骤146)。
位置更新(LU)过程可以类似于位置登记过程。在LU过程中，步骤143还可以携带信号以停止RAN级跟踪。CN LT 1可以使用该过程来控制RAN中的RAN级跟踪和/或UE的LU策略。
图10示出了位置报告的过程。在图10中，虚线表示RAN或CN内部的信令。该信令可以在不同的物理单元或功能之间，或者可以在单个实体执行多个功能时固有地(inherently)发生。
如151所示，正在执行RAN级跟踪。
当RAN锚点改变或RAN LT功能改变时，或者根据CN LT功能设置的跟踪策略，RAN级跟踪功能21在步骤152将UE位置和RAN锚点ID发送到上报功能22。
上报功能聚合所收到的信息。上报功能将RAN LT的ID添加到接收的数据，并将位置报告152发送到模块13。这包括UE的ID、AN的ID、RAN锚点ID和RAN LT功能的ID。在单个消息中，针对每个ID可能有多个ID。可以使用字段来指示RAN已经丢失了对UE的跟踪。这可以是专用字段。可选地，AN ID字段和RAN锚点ID字段中的一个或两个中的空值或无效值可指示该状态。
在步骤154，模块13处理所接收的信息。步骤154可以涉及以下中的一个或多个：(i)如果位置报告包括关于多个UE的数据，则对位置报告解聚合；(ii)将UE位置从RAN LT转换为CN可理解的设置格式；(iii)当在RANPLT模式下操作时，组合来自RAN和CN的UE位置数据；以及(iv)组合从不同RAN确定的UE位置。当CN正在接收关于运行在多个RAN或RAN簇的UE的数据时(其中多个RAN或RAN簇具有重叠的跟踪区域)，后一功能可能是适当的。
在步骤155，模块13将UE ID和RAN LTID发送到模块12。
在步骤156，如果策略需要改变，则模块12可以向模块13发信号通知要改变策略。
在步骤157，模块13确认消息153。确认消息或另一消息可以传达任何所需的策略改变和/或发信号通知将要停止RAN级跟踪。
在步骤158，将用于RAN级跟踪的任何策略改变和/或停止信号传送到模块21。
实际上，相同的RAN锚点可以用于多个UE，或者每个UE可以具有其自己的RAN锚点。在前一种情况下，消息153可用于传达多个UE的位置信息。这可以减少支持UE位置跟踪所需的控制信令。相应地，可以减少CN LT的处理负荷。可以在报告模块22处将来自多个UE的位置信息聚合成一条上报消息。如果UE共享RAN锚点，则可以在上报消息中将关于那些UE的信息分组在一起以减少带宽。
当在单个消息153中传达多个UE的信息时，在收集的信息与向CN上报的信息之间可能存在时间滞后。RAN跟踪策略可以设置收集位置数据与将其上报给CN之间的最大时间。如果已达到特定UE的时间，但该UE的位置数据还未发送至CN，此时RAN可以丢弃该UE的位置信息或者可以立即发起上报。可以为该RAN中特定的UE类型或所有UE设置最大时间。
在类4G的网络中实现上述机制时，LR/LU过程可以通过类似于EPC中的4G NAS的过程来实现。S1AP和RRC中的一些扩展可能是有利的。它们包括：
1、在“上报控制”消息上扩展S1AP，以在到RAN LT的LR/LU确认157中携带触发/停止信号和RAN级跟踪策略。
2、在“位置报告”消息上扩展S1AP，以指示RAN级跟踪对UE是否可能。
3、扩展RRC扩展以配置UE用于RAN级跟踪。
4、具备非UE关联的“RAN跟踪能力报告”消息，以向CN通知适用的RAN跟踪区域或其准确度。该区域可以由小区或本地网络ID的列表指示。准确度可以为，例如，小区级别或跟踪区域级别。
为了有助于实现RAN位置上报过程，可以扩展S1AP“位置报告”，例如，以包括进ANID和RAN锚点ID信息元素(information element，IE)。RAN锚点ID可以，例如，由来自CN的可路由IP地址表示。可选地，额外的非UE关联的“RAN位置报告”可以提供UE ID、TAI、AN和/或RAN锚点ID的IE。这可以支持来自多个UE、AN和RAN锚点的UE位置的聚合。
如上所述，可以定义RAN跟踪区域。RAN跟踪区域可以覆盖单个CN TA的子集(图10a)，可以映射到与CN TA相同的区域(图10b)或者可以与多个CN TA重叠(图10c)。后者可以称为“超级小区”的情况。
在“超级小区”的情况下，“超级小区”内的RAN级跟踪对于CN是透明的。可以为RAN定义虚拟小区ID。如果它由RAN本身定义，那么它可以上报给CN。然后CN可以按照与正常小区类似的方式考虑“超级小区”，并且可以在一个TA的小区列表中包括这样的“超级小区”的ID。在“超级小区”情况下，RAN跟踪区域是独立于TA的。RAN跟踪区域可以覆盖几个小区，因此不与CN定义的TA对齐。例如，CN可以是蜂窝网络，而RAN跟踪区域可以对应于重叠于该蜂窝网络的Wi-Fi网络的覆盖区域。
在图10b的情况下，CN LT可以将RAN级跟踪集成到已知的CN级位置跟踪机制中。当UE越过TA的边界时，它向CN LT发送位置更新。如果CN LT识别出在UE所在的新TA中RAN级跟踪是合适的，则它可以触发针对该UE的RAN级跟踪，并调整UE的LU策略(例如，通过改变UE处的TA列表)。当UE移动到该RAN跟踪区域之外时，可以基于UE LU策略再次开始CN级跟踪，例如通过UE向CN LT发送位置更新。CN LT能够在UE处停止或调整RAN跟踪和LU策略。在UE侧，RAN跟踪区域类似于可以使用现有EPC RAN过程向UE指示的TA。
CNLT模式可以如当前4G网络中那样操作。因此，上述系统可以向后兼容目前的位置跟踪系统。在要求兼容性时，CN LT可以选择CNLT模式，否则在其他模式之间进行选择。
申请人在此独立地公开了本文所述的每个单独的特征以及两个或更多个这样的特征的任意组合，只要基于本说明书整体以及根据本领域技术人员的一般常识能够实施这种特征或组合，而不论这些特征或特征的组合是否解决本文所公开的任何问题，并且不限制权利要求的范围。申请人指出，本发明的各方面可以包括任何这样的单独特征或特征的组合。鉴于前面的描述，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本发明的范围内进行各种修改。

Claims (23)

1.一种通信系统，包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，其中：
所述核心网被配置为与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第一估计；
所述无线接入网被配置为与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第二估计；以及
所述核心网被配置为通过合成所述第一估计和所述第二估计来形成所述用户设备装置的位置的第三估计。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述核心网和所述无线接入网被配置为同时与所述用户设备装置通信以形成所述第一估计和所述第二估计。
3.根据前述任一权利要求所述的通信系统，其中，所述核心网被配置为经由所述无线接入网与所述用户设备装置通信，以形成所述第一估计。
4.根据前述任一权利要求所述的通信系统，其中，所述核心网被配置为通过以下过程形成所述用户设备装置的位置的所述第一估计，所述过程包括：
向所述用户设备装置发送请求上报其位置的请求；以及
接收来自所述用户设备装置的位置报告。
5.根据前述任一权利要求所述的通信系统，其中，所述无线接入网被配置为通过测量在所述用户设备装置和所述无线接入网之间传递的无线信号的物理层属性来形成所述用户设备装置的位置的所述第二估计。
6.根据权利要求5所述的通信系统，其中，所述物理层属性包括定时和接收信号强度中的一个或多个。
7.根据前述任一权利要求所述的通信系统，其中，所述无线接入网被配置为与所述用户设备装置通信以形成所述用户设备装置的位置的所述第二估计，而无需有在所述用户设备装置和所述无线接入网之间建立的通信信道。
8.根据前述任一权利要求所述的通信系统，其中，所述核心网被配置为，通过在所述用户设备装置和所述无线接入网之间建立的通信信道来与所述用户设备装置通信以形成所述用户设备装置的位置的所述第一估计。
9.一种用于在包括核心网和无线接入网的通信系统中跟踪用户设备装置的位置的方法，所述方法包括：
所述核心网与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第一估计；
所述无线接入网与所述用户设备装置通信，形成所述用户设备装置的位置的第二估计；以及
所述核心网通过合成所述第一估计和所述第二估计，形成所述用户设备装置的位置的第三估计。
10.一种通信系统，包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，其中，所述网络包括位置管理功能，被配置为从以下两种或多种模式中选择用于所述用户设备装置的位置跟踪模式：
-第一模式，其中，与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网同时跟踪所述用户设备装置的位置；
-第二模式，其中，在任何时间仅通过与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网中的所选择的一个来跟踪所述用户设备装置的位置；以及
-第三模式，其中，通过经由所述无线接入网与所述用户设备装置通信的所述核心网跟踪所述用户设备装置的位置。
11.根据权利要求10所述的通信系统，其中，所述无线接入网被配置为在连接到所述核心网时，向所述核心网发送所述无线接入网实现所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个的能力的指示。
12.根据权利要求10或11所述的通信系统，其中，响应于来自所述核心网的请求，所述无线接入网向所述核心网发送所述无线接入网实现所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个的能力的指示。
13.根据权利要求10或11所述的通信系统，其中，所述无线接入网被配置为：响应于所述无线接入网的能力中的预定类型的改变，向所述核心网发送所述无线接入网实现所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个的能力的指示。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的通信系统，其中，所述核心网被配置为当所述系统在所述第一模式和所述第三模式中的一个或两个下操作时，通过以下过程跟踪所述用户设备装置的位置，所述过程包括：
向所述用户设备装置发送请求上报其位置的请求；以及
接收来自所述用户设备装置的位置报告。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的通信系统，其中，所述无线接入网被配置为：当所述系统在所述第一模式和所述第二模式中的一个或两个下操作时，通过测量在所述用户设备装置和所述无线接入网之间传递的无线信号的物理层属性来跟踪所述用户设备装置的位置。
16.根据权利要求15所述的通信系统，其中，所述物理层属性包括定时和接收信号强度中的一个或多个。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的通信系统，其中，所述无线接入网被配置为，当所述系统在所述第一模式和第二模式中的一个或两个下操作时：
形成所述用户设备装置的位置的估计；以及
将所述估计发送到所述核心网。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的通信系统，其中，所述位置管理功能被配置为，当所述系统在所述第二模式下操作时，选择所述核心网和所述无线接入网中的哪一个用于跟踪所述用户设备装置的位置。
19.根据权利要求18所述的通信系统，其中，所述位置管理功能被配置为根据以下中的一个或多个来执行所述选择：所述用户设备装置的位置、所述用户设备装置的所述物理类型、所述用户设备装置的所述使用类型、所述无线接入网的覆盖区域、所述无线接入网的能力以及所述用户设备装置的预计移动性。
20.根据权利要求10至19中任一项所述的通信系统，其中，所述核心网包括所述位置管理功能。
21.一种通信系统，包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，所述网络包括位置管理功能，被配置为实现对所述用户设备装置的位置跟踪模式，其中，通过选择所述核心网和所述无线接入网中的哪一个与所述用户设备装置通信以根据所述用户设备装置的特性跟踪所述用户设备装置的位置，而在任何时间仅通过与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网中的所选择的一个来跟踪所述用户设备装置的位置。
22.根据权利要求21所述的通信系统，其中，所述位置管理功能被配置为根据以下中的一个或多个来执行所述选择：所述用户设备装置的位置、所述用户设备装置的所述物理类型、所述用户设备装置的所述使用类型、所述无线接入网的覆盖区域、所述无线接入网的能力以及所述用户设备装置的预计移动性。
23.一种通信系统，包括核心网、无线接入网和至少一个用户设备装置，所述网络包括位置管理功能，所述位置管理功能被配置为实现对所述用户设备的位置跟踪模式，其中，通过向所述核心网和所述无线接入网中的至少一个发送指令，使其与所述用户设备装置通信以根据所述用户设备装置的特性跟踪所述用户设备装置的位置，而在任何时间仅通过与所述用户设备装置通信的所述核心网和所述无线接入网中的所选择的一个来跟踪所述用户设备装置的位置。
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