CN1102010C - 地理信息系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种使用蜂窝系统的地理信息系统以及地理信息提供方法。该系统包括：发送地理信息服务请求消息并接收地理信息的移动站；转发来自预定服务区内移动的移动站的信息服务请求消息并向其转发地理信息的基站；移动电话交换中心，接收来自基站的地理信息服务请求消息，登录移动站的位置信息，当地理信息请求消息具有与设定为地理信息服务的服务请求消息模式一样的服务消息模式时向基站转发所检测的地理信息；处理器，将移动电话交换中心来的移动站位置信息转换成检测索引并检测其相应的地理信息。

Description

地理信息系统与方法

                    技术领域

本发明涉及地理信息系统和提供地理信息的方法，具体为涉及使用蜂窝系统的地理信息系统和提供地理信息的方法。

                    背景技术

一般来说，地理信息系统通知用户当前的位置。全球定位系统(GPS)是这种地理信息系统的代表。GPS采用了多个卫星来向带有接收机的用户提供的地理信息。因此任何长期户外活动的人，如猎手、远距离旅行者、登山者、捕鱼人都可使用GPS导航。而且GPS接收机可以被设置在一个汽车内，在这种情况下，司机可以使用通过该接收机接收的地理信息到达目的地而不至迷路。

为使用GPS必须在天空中安排多个人造卫星。相应地，初始投资也要求很大。而且用户必须另买一个接收机。此外，当用户拥有一个如蜂窝电话或PDA(个人数字助理)的个人信息设备时，携带GPS终端以及该个人信息设备十分不方便。

一种在蜂窝通讯系统中确定移动单元位置的方法，已在1997年2月11日授与Frederick W.Leblanc等人的美国专利第5,602,903号中提供，其名称为“定位系统与方法。”在这个方法中，参照每一基站中天线电接收机所事先确定的多种距离和方向确定了多次RF(射频)测量。参照每一基站的RF测量被模型化为具有最大和最小边界的比例等高线形状(contour shapes)，它能被投影到一个地理信息系统上。这些RF测量从相邻的各个基站确定。相邻基站的RF测量的等高线形状的交叉部分确定了一个有界多边形(boundingpolygon)区域，这个区域以最大最小误差估计值的方式描述了移动单元的位置。

然而，该美国专利5,602,903中提供的定位方法是用来确定蜂窝电话用户的位置以便向用户提供紧急服务如911服务。这些位置信息本来不是提供给用户的。而且，在上述方法中，要求对每一基站进行各种RF数据的测量和对不进行RF测量的广大区域进行模型化。而且，由于各种影响RF测量的特征上述模型化不完整。

                    发明内容

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种地理信息系统，这个系统让蜂窝电话用户使用一个蜂窝电话判定他的当前位置和他周围的地理信息。

为了解决以上问题，本发明的另一个目的是提供一种方法，该方法使用蜂窝电话系统向蜂窝电话用户提供地理信息。

因此，为达到第一个目的，本发明提供了一个蜂窝通讯系统的地理信息服务单元中的地理信息提供系统，它包括：移动站，用于发出地理信息服务请求消息并接收地理信息；基站，用于转发来自预定服务区内移动的移动站信息服务请求消息并向其转发地理信息；移动电话交换中心。用于接收来自基站的地理信息服务请求消息，登录该移动站的位置信息，并且当地理信息请求消息具有与设定为地理信息服务的服务请求消息模式(pattern)一样的服务消息模式时向基站传送所检测到的地理信息；处理器，用于将移动电话交换中心来的移动站位置信息转化成用于检测的索引(index)并且检测其相应的地理信息；地理信息数据库，用于存储根据所述处理器的用于检测的索引的地理信息。

为了达到第二个目的，本发明提供了一种在蜂窝通讯系统中的提供地理信息的方法，该蜂窝通讯系统包括移动电话交换中心、基站和移动站，该方法包括了如下步骤：当移动站请求移动电话交换中心提供当前位置的地理信息时，采用预先设定的号码，从移动站经由基站向移动电话交换中心通过预定的控制信道传送服务请求信号；在移动站和基站之间分配一通信信道；从基站的位置信息中获得用于检测地理信息的索引并且从数据库中读取与索引对应的地理信息；以及从移动电话交换中心经由基站向移动站传送读取的地理信息。

                    附图说明

本发明上述的目的和优点通过附图所示选点实施例的详细说明将更加明显：

图1是一个通常的蜂窝电话通讯系统；

图2是一个通常蜂窝电话通讯系统服务的示意图；

图3是本发明的蜂窝通讯系统的地理信息服务单元；

图4是图3的一个移动站；以及

图5是一个表示移动电话交换中心(MTSC)与图3的MS之间的地理信息服务过程的流程图。

                  具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的优选实施例。

按照图1所示的通常的蜂窝电话通讯系统包括：公共交换电话网(PSTN)110；移动电话交换中心(MTSC)120，130和140；基站(BS)，包括小区管区发射机和接收机；以及移动站(MS)154，它是移动通讯服务用户终端。MS154是一个无线用户终端，它通过BS与其它和用户终端(有线或无线终端)通讯。通常的便携式电话(手持电话或蜂窝电话)和诸如笔记本PC(个人电脑)式的与RF调制解调器耦合的天线数据传送单元都是MS的代表。BS在小区管区发射RF信号并接收来自在蜂窝服务区域中移动的一个或多个MS154发射的RF信号。一个BS可提供服务的蜂窝服务区域包括一个半径为几公里的到200-300米的区域，这个区域大小取决于BS和MS154之间收发信号的强度。两个不同的频率被分配给一个小区管区中使用的通信信道，这样信号可以以全双工方法发射。也就是说，一个频率承载到MS154的信号而另一个频率承载到BS的信号。一个控制信道被分配给BS并且其它的信道被用做发射语音或数据的语音和数据信道。

MS154调谐到具有最强信号的控制信道(通常是MS154当时位置所处小区的控制信道)并且向BS发送一个唯一的标识号码，这个标识号码将被发射给MTSC120，130和140，此时MS处于一个空闲状态(即电源打开但MS154不被使用)。MS154在位置变化期间继续监视控制信道以调谐至最强的控制信道。用户可以通过终端上的服务可用指示装置得知何时MS154与BS相连通。当移动用户打电话时，到BS的首次连通通过该控制信道来进行。该BS分配一个当时未使用的语音信道。所述MS154和BS在打电话期间连接到这个语音信道上。

图2说明了一个通常的蜂窝通信系统服务的示意图。此系统包括：第一小区管区220，包括MS和第一BS(BS1)；第二小区管区210，其包括第二BS(BS2)；和MTSC230，其包括MTSC发射机和接收机232；以及中央呼叫处理器234。

当要从连至一个MS或PSTN110的普通电话对另一MS进行呼叫时，呼叫者必须首先接入图1的蜂窝电话系统。这项工作通过拨每一MS所具有的唯一标识号码(即电话号码)来完成。如图2所示，MTSC230从第一、第二小区管区220和210接收一个呼叫请求信号并且指令其中央呼叫处理器234恢复呼叫处理。此时，中央呼叫处理器234向MS通过控制信道传送一个寻呼信号，以通知另一个MS被呼叫。这个寻呼信号包括被呼叫的标识号码(电话号码)。当该MS保持服务状态(例如，呼叫状态)并且移动至另一个服务区时，即移动至蜂窝电话系统服务区中的另一个小区管区时，MTSC230将该呼叫从第一BS(BS1)过区切换或移交到第二BS(BS2)，因此服务被连续执行。此时，MTSC230发送一个过区切换消息指令第二BS(BS2)在第二BS(BS2)的语音信道中选择一个未使用的信道并且将当前正在第一BS(BS1)中使用的第一语音信道切换到新选择的第二BS(BS2)的第二语音信道。

图3说明了一个本发明的使用蜂窝通讯系统的地理信息服务单元。该单元包括：MS310；多个BS322，324和326；一个MTSC330；一个服务用户表340；一个地理信息检测处理器350；和一个地理信息数据库360。

如图3所示，当电源加电时MS310扫描控制信道，选择控制信道中的最强信道，并且通过该控制信道向MTSC330传送用于登录该标识号码和其位置的信号。

需要地理信息服务的便携式电话用户按下一个功能键，通过MS310的键盘输入一个约定的(engaged)服务码(如功能键“#180”)，并且从MS310接入到MTSC330。当MS用户通过MS310的键盘输入一个服务码并且按下“发送”键时，MS310使用当前位置所处小区管区作为服务区通过控制信道向相对应的BS传送一个由输入服务码和MS310移动标识组成的服务请求信息。相关的BS将服务请求消息从MS310转发至MTSC330。MTSC330比较从相关BS收到的MS310标识号码和存储在服务用户列表340中的标识号码，检查用户是否登录，并且如果登录，则登录MS310的位置信息并且分配一个用于传送该数据的语音和数据信道。并且，当从BS收到的服务请求信息与设置为地理信息服务的服务请求格式(如#180)相符合时，MTSC330从地理信息检测处理器350接收基站附近的地理信息并且将其传送给相关基站。

地理信息检测处理器350将相关MS310的位置信息，即从MTSC330来的相关MS的标识信息，转化成用以检测地理信息数据库360的索引。并且地理信息检测处理器350从地理信息数据库360中按照该检测索引检测出对应于MS310当前位置的地理信息并且将该信息通过相关BS传送至MS310。此时，一种数据传送协议如传输控制协议/网间互联协议(TCP/IP)被采用在MTSC330和MS310之间，用于传送地理信息。根据地理信息检测处理器350的检测索引的地理信息被存储在地理信息数据库360中。

图4是图3的MS310的详细说明图。该MS包括：RF数据发送与接收模块410，它包括一个键盘414和一个RF数据发射机和接收机412；接口420和地理信息显示部分430，包括一个地理数据处理器432和显示部分434。

如图4所示，RF数据发射机和接收机421通过天线408接收包括从地理信息数据库360中读取的地理信息的RF数据，并且用键盘414发送约定的服务码。地理数据处理器432执行通过接口420从RF数据发射机和接收机412接收的地理信息所要求的适当处理，例如对JPEG(联合图像专家组)编码地理信息进行JPEG解码，并且将结果显示在显示部分434上。并且在RF数据发送和接收模块410中，需要数据传送协议用于传送地理信息。RF数据发送和接收模块410和地理信息显示部分430用接口420或连接器如EIA/TIA-232-E来实现串行二进制数据连接。

图5是MTSC330和图3的MS310之间地理信息服务过程的流程图。

MS310通过用一个预先设定的号码拨打MTSC330请求建立一个用以请求当前位置地理信息的连接(步骤510)。MTSC330确认服务请求类型并且通过在有关BS322，324和326的语音和数据信道中分配一个未使用的信道给MS310来进行连接(步骤520)。当MS310从MTSC330请求数据时(步骤530)，MTSC330通过有关BS将地理信息数据库360中提取的地理信息传送给MS310(步骤540)。

当MS310在地理信息被提供的同时在各小区之间移动时，MTSC330执行BS322，324和326之间的过区切换，如同执行语音电话呼叫中的过区切换一样。当MS310从第一小区管区移动到第二小区管区时，MTSC330在第二小区内选择一个可用的语音和数据信道并且指令第一小区管区的第一BS将过区切换消息传送到该MS。用于指示在第二小区管区中所述语音和数据信道以调谐MS的信息也包含在该过区切换消息中。MTSC330通过新设置的信道传送更新的地理信息。此时，MTSC330用第二BS的标识号码来检测地理信息数据库，并且通过在过区切换期间更新的语音和数据信道并且发射对应于该输入标识号码的地理信息至该MS。该MS显示接收的地理信息。当在语音电话呼叫服务中用在便携式电话中使用的同样的方法取消服务呼叫时，MS返回到待用或空闲状态。

本发明不局限于上述实施例并且很显然本领域技术人员在本发明精神和范围内可以做出许多改动。也就是说，通过将包含数据传送功能和EIA/TIA-232E连续单元的便携式电话和包含地理信息数据处理功能的显示单元连接至移动站，是可以通过蜂窝通讯网提供地理信息服务的。通过将包含数据传送功能和EIA/TIA(电子工业协会/电信业协会)-232-E连接单元的便携式电话和包含地理信息数据处理功能的PDA连接到移动站，可以通过蜂窝通讯网提供地理信息服务。并且，在便携式信息终端具有连入蜂窝通讯网功能的情况下，地理信息服务可以简单地通过加入地理信息处理功能实现。

如上所述，按照本发明，可以使用在BS和MS之间的一个控制过程来确定MS的位置，而不需另外的位置搜索和多个计算过程来获取MS所处位置的地理信息；并提供其相应的地理信息。

Claims (14)

1.一种蜂窝通讯系统的地理信息服务单元中的地理信息提供系统，包括：

发送地理信息服务请求消息和接收地理信息的移动站；

转发来自预定服务区内移动的移动站信息服务请求消息并向其转发地理信息的基站；

移动电话交换中心，用于接收来自所述基站的地理信息服务请求消息，登录所述移动站的位置信息，并且当地理信息请求消息具有与设定为地理信息服务的服务请求消息模式一样的服务消息模式时向所述基站传送所检测到的地理信息；

处理器，用于将所述移动电话交换中心来的移动站位置信息转化成用于检测的索引并且检测其相应的地理信息；

地理信息数据库，用于存储根据所述处理器的用于检测的索引的地理信息。

2.如权利要求1所述的地理信息提供系统，其中所述移动站的服务请求信息包括一约定的服务码和一标识号码。

3.如权利要求1所述的地理信息提供系统，其中所述移动电话交换中心当存储在用户列表中的标识号码与从所述移动站接收到的标识号码相符合时，分配语音和数据信道用于传送数据。

4.如权利要求1所述的地理信息提供系统，其中所述移动站包括：

射频接收部分，用于接收地理信息数据；和

地理信息显示部分，用于根据从该射频接收部分收到的地理信息数据处理信号并将其显示在屏幕上。

5.如权利要求4所述的地理信息提供系统，其中所述地理信息显示部分包括：

地理数据处理器，用于解码所收到的地理信息数据并且输出解码信号；以及

显示解码信号的显示单元。

6.如权利要求5所述的地理信息提供系统，其中所述显示单元是一个液晶显示板。

7.如权利要求1所述的地理信息提供系统，其中所述移动电话交换中心按预定的数据传送协议传送地理信息。

8.如权利要求7所述的地理信息提供系统，其中数据传送协议是TCP/IP。

9.如权利要求1所述的地理信息提供系统，进一步包括连接到所述移动站上的信息终端，其中被传送的地理信息显示在所述信息终端的显示单元上。

10.如权利要求9所述的地理信息提供系统，其中信息终端是一个个人数字助理。

11.如权利要求9所述的地理信息提供系统，其中所述移动站和信息终端通过连接器EIA/TIA-232-E相互连接。

12.如权利要求9所述的地理信息提供系统，其中所述移动站和信息终端相互直接连接。

13.如权利要求1所述的地理信息提供系统，其中被传送的地理信息按JPEG标准压缩。

14.一种在包括移动电话交换中心、基站、移动站的蜂窝通讯系统中使用的提供地理信息的方法，包括如下步骤：

当移动站使用预先设定的号码向移动电话交换中心请求提供当前位置地理信息时，通过一预定控制信道从移动站经由基站向移动电话交换中心传送服务请求信号；

在所述移动站和基站之间分配一通讯信道；

获得从所述基站位置信息检测地理信息的索引并从所述数据库中读取相应于该索引的地理信息；以及

从所述移动电话交换中心经过所述基站向所述移动站传送所读取的地理信息。

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