CN1162036C - 在切换期间基于时间到达的定位 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电信系统和方法，用于当基站控制器(BSC)中的一个定时器期满之前已经出现了切换时，允许一个移动台正在进行的基于到达时间(TOA)的定位被继续。BSC在其中存储一个HOTIMER值，其对应于涉及在一个标准切换过程中从发送一个切换命令到接收一个切换完成消息的时间量。如果BSC定时器是激活的，例如定位正在进行，并且BSC确定需要切换，则BSC检查BSC定时器中的剩余时间量。如果该量大于HOTIMER，则继续正在继续的定位，否则取消该定位。

Description

在切换期间基于时间到达的定位
发明领域
本发明总体上涉及用于在蜂窝网络中定位移动台的电信系统和方法，特别是涉及在切换过程中定位移动台。
发明背景
蜂窝电信是增长速度最快和需求量最大的电信应用之一。目前，它代表了世界范围内所有新的电话预约的大部分以及持续增长的比例。建立于1982年的标准化组织-欧洲电信标准协会(ETSI)制定了用于全球移动通信系统(GSM)数字移动蜂窝无线系统的规范。
现在讨论附图1，其中说明了诸如蜂窝网络10的GSM公共陆地移动网络(PLMN)，其进而又包括多个区域12，每个区域中有一个移动交换中心(MSC)14和一个集成拜访位置寄存器(VLR)16。MSC 14在移动台(MS)20和PLMN 10之间提供一条语音和信令信息的电话交换连接。MSC/VLR区域12进而又包括多个位置区(LA)18，其被定义为一个指定MSC/VLR区域12的一部分，MS 20可以在该区域中自由移动，而无需发送更新位置信息到控制LA 18的MSC 14。每个LA 18被划分成为多个小区22。MS 20是物理设备，如汽车电话或其它便携式电话，由移动电话用来通过有线和无线与蜂窝网络10通信、互相通信以及与预定的网络外的用户通信。
MSC 14与至少一个基站控制器(BSC)23通信，后者进而又与至少一个基站收发信台(BTS)24通信。BTS是物理设备，图中简单地示为一个无线塔，其提供它所负责的对小区22的无线覆盖。应当理解，BSC23可以连接到几个BTS 24，并可以作为单独节点实现或者与MSC 14集成在一起。在任何情况下，BSC 23和BTS 24部件在总体上通常称作基站系统(BSS)25。
MS 20和BTS 24在无线接口上通信，该接口使用时分多址接入(TDMA)概念，每个载波频率一个TDMA帧。TDMA以循环模式编号。每个TDMA帧包括多个时隙，其中每个时隙称作一个物理信道。依据发送的信息的类型，不同类型的逻辑信道被映射到这些物理信道上。例如，为了发送语音，逻辑信道“业务量信道”必须被映射到一个物理信道。在这些信道之一上发送的信息称作一个字符组。
进一步参考图1，PLMN服务区或蜂窝网络10包括一个归属位置检测器(HLR)26，它是一个为PLMN 10中注册的用户维护所有用户信息(例如用户概况、当前位置信息、国际移动用户识别(IMSI)号以及其它管理信息)的数据库。HLR 26可以与指定的MSC 14合置，与MSC 14集成或者可替代地能够服务多个MSC 14，后者在图1中示出。
确定在蜂窝网络10中的MS 20的地理位置最近对于大范围应用变得重要起来。例如，可以由运输和出租汽车公司使用位置服务(LCS)来确定其车辆的位置。此外，对于紧急呼叫(例如911呼叫)，MS 20的精确位置对于紧急情况的结果非常重要。此外，LCS可以用于确定一个被盗车辆的位置，以检测以较低价格计费的本地区域呼叫，用于检测对于微小区的热点或者用于用户确定例如最近的煤气站、饭馆或医院，例如“我在哪里“服务。
如图2A所示，并连同附图2B中的信令图所述，一旦接收到来自位置服务(LCS)客户的定位请求(步骤200)，MSC 14就发送一个MAP_PERFORM_LOCATION消息到与MSC 14相关的PLMN 10中的服务移动位置中心(SMLC)270(步骤205)。SMLC 270负责执行定位请求并计算MS 20的位置。应当指出，一个以上的SMLC 270可以位于每个PLMN 10中。之后，SMLC 270确定要使用的定位方法(步骤210)，并且如果选择了到达时间(TOA)定位方法，则SMLC 270返回一个MAP CHANNELINFORMATION消息到MSC 14(步骤215)。MSC 14进而又转发一个BSSMAPCHANNEL INFORMATION(基站系统移动应用部分信道信息)消息到服务的BSC 23，请求将被用来执行定位切换的业务信道的物理信道描述(步骤220)。该消息还包括的信息有小区22的ID以及定位切换要被执行到的服务和候选小区22的TDMA帧号，以及Δ定时器27的值。
作为响应，BSC 23发送BSSMAP CHANNEL INFORMATION ACK消息到MSC 14，该消息包括被请求的物理信道描述(步骤225)。此外，BSC 23启动Δ定时器27(步骤230)。MSC 14转发从BSC 23接收的该物理信道描述到SMLC 270(步骤235)，其使用该物理信道描述来配置PLMN 10内的至少三个位置测量单元(LMU)260(图中只示出了一个)。LMU 260负责获取定位测量并将这些测量提供给SMLC 270用于计算MS 20的位置。所有去往和来自LMU 260的通信都是在空中接口上发送的。因此，每个LMU 260与一个相关的BTS 24进行无线通信。SMLC 270选择哪个LMU 260应当获取定位测量(步骤240)，并发送LCS信息请求消息到这些被选择的LMU 260中的每一个(步骤245)。
BSC 23中的Δ定时器27期满时(步骤250)，BSC 23开始定位切换处理。Δ定时器27用于保证SMLC 270在启动定位切换处理之前有足够的时间来配置LMU 260。当BSC 23发送一个HANDOVER(HO)COMMAND消息到MS 20时(步骤255)，出现定位切换，指示MS 20在指定信道上执行到服务BTS 24或者目的BTS(未示出)的切换。HO COMMAND消息还指示MS 20应当开始发送接入字符组的TDMA帧号。当MS 20开始在HANDOVER ACCESS消息中发送接入字符组时(步骤260)，被配置的LMU260测量这些接入字符组的到达时间(TA)(步骤265)。由于切换是定位切换，而不是无线相关的切换，所以BTS 24将不响应该HANDOVERACCESS消息，并且一旦MS 20中的定时器(未示出)期满，MS 20将停止发送接入字符组。之后，MS 20返回到它被分配到的旧信道，并发送一个HANDOVER FAILURE消息到BSC 23(步骤270)。
这些TOA测量被从LMU 260转发到SMLC 270(步骤275)用于帮助计算MS 20的地理位置(步骤280)。在SMLC 270计算MS 20的位置之后(步骤280)，该位置被发送到请求定位的LCS客户280(步骤285)。应当指出，请求的客户280可以位于MS 20本身内，在MSC 14内或者可以是一个外部节点，诸如智能网(IN)节点。如果客户280不在MS 20或者MSC 14内，则位置信息被通过MSC 14发送到请求的客户280以及一个网关移动位置中心(GMLC)290。
不过，如果在Δ定时器27期满之前启动一个无线相关的切换，则在当前的结构中，BSC 23取消正在进行的定位，并通知MSC 14关于TOA请求的取消。如果MS 20包括在一个呼叫连接并漫游到新小区22的覆盖区域中，则无线相关的切换可能出现。为了继续呼叫，该呼叫必须被切换到新的小区22。该切换过程可以占用几秒，这将导致MS 20开始为错误TDMA帧号中的定位切换发送接入字符组。由于LMU 260在与发送到BSC 23的BSSMAP CHANNEL INFORMATION消息中的相同TDMA帧号相关的时间正在监听，所以LMU 260将不监听由MS 20发送的接入字符组。因此，为了避免这种情况，BSC 23取消定位。这潜在地会将任何地点的定位过程延迟三到五秒，这对于许多LCS客户280是不希望的。
发明内容
本发明涉及电信系统和方法，用于即使在基站控制器(BSC)中的一个Δ定时器期满之前进行了无线相关的切换，也允许进行一个移动台正在进行的基于到达时间(TOA)的定位。BSC在其中存储一个HOTIMER值，其对应于涉及在一个标准无线相关的切换过程中从发送一个切换命令到接收到一个切换完成消息的时间量。如果BSC的Δ定时器是激活的，例如定位正在进行，并且BSC确定需要一个无线相关的切换，则BSC检查BSC的Δ定时器中剩余的时间量。如果该量大于HOTIMER，则取消正在进行的定位。
附图说明
参考附图来描述公开的发明，它说明了本发明的重要示例实施例，并通过参考将其包括在说明书中，其中：
图1是传统的蜂窝网络的框图；
图2A说明在蜂窝网络内的移动台的定位；
图2B中的信令图说明利用基于到达时间的定位方法定位移动台的步骤；
图3说明一个移动台在两个小区之间的切换；
图4说明根据本发明的优选实施例，在正在进行的定位过程中的切换；以及
图5说明根据本发明的优选实施例，在正在进行中的定位过程中执行切换的步骤。
目前优选示范实施例的详细描述
根据对于目前优选示范实施例的具体讨论来描述本申请的大量创新教导。不过，应当理解，这类实施例只提供了这里的创新教导的许多有利使用的几个例子。总之，本申请的说明书中的陈述不必然限制任何一个所要求保护的发明。此外，某些陈述可以应用于某些发明特征但不应用于其它发明特征。
在一个呼叫期间在蜂窝网络内改变小区的过程通常称作切换。现在讨论图3，当涉及一条呼叫连接的移动台(MS)20从服务小区22a漫游到目的小区22b时，就必须执行到目的小区22b的呼叫切换。MS 20和与服务小区22a相关的服务基站收发信台(BTS)24a都发送信号强度测量到服务基站控制器(BSC)23。基于这些测量，BSC 23决定需要执行到目的小区22b的切换。
为了启动切换，BSC 23通过服务BTS 24a发送含有涉及要改变到的频率和时隙的信息HANDOVER COMMAND消息300到MS 20。之后，MS 20调谐到新频率并发送含有在新时隙中的接入字符组的HANDOVER(HO)ACCESS消息310。当目的BTS 24b检测到接入字符组时，目的BTS 24b就发送信息到MS 20，该信息涉及定时超前(TA)，或者MS必须发送信号的提前时间量以便该信号由目的BTS 24b在正确的时隙中接收。一旦接收到TA信息，MS 20就通过新的目的BTS 24b发送一个HANDOVERCOMPLETE消息320到BSC 23。
如果服务和目的小区22a和22b分别与不同的BSC 23或者不同的移动交换中心(MSC)14相关，则该过程将更复杂。不过，上述基本传送过程是相同的。在任何情况下，这种切换过程需要几秒来完成，并且在这段时间内，MS 20不能参与任何其它活动，诸如发送或接收短消息服务(SMS)消息或执行定位切换。
因此，根据本发明的实施例，现在讨论图4，连同图5所示的步骤来描述该图。为了即使当执行无线相关的切换时，也允许正在进行的基于到达时间(TOA)的定位过程继续，可以将切换定时器(HOTIMER)298存储在BSC 23中以提供执行BSC 23与之相关的PLMN 10内的无线相关的切换所需要的最大时间量的正确测量。
当MSC 14从SMLC 270接收到MAP CHANNEL INFORMATION消息时，MSC 14在BSSMAP CHANNEL INFORMATION消息400中转发该消息中的信息到BSC 23(步骤500)。包含在该消息中的信息包括BSC的Δ定时器27的值29，最大呼叫建立时间以及优选定位切换类型的指示，诸如到相同信道的小区内部，到新信道的小区内部以及小区间。此外，该消息还包括用于定位切换的小区ID以及服务小区22a的TDMA帧号和/或候选小区(诸如小区22b)的小区ID和TDMA帧号。
考虑优选定位切换类型，BSSMAP CHANNEL INFORMATION消息400还请求对于BSC 23将分配到以在其上执行定位切换的业务信道的物理信道描述。BSC 23在到MSC 14的确认消息410中包括该物理信道信息，诸如频率、跳跃序列、信道类型以及用于接入字符组的时隙，MSC 14进而又将该信息转发到SMLC 270(步骤510)。在基本上相同的时间，BSC 23发送确认消息410，BSC 23用包括在BSSMAP CHANNELINFORMATION消息400中的Δ定时器值29启动Δ定时器27(步骤520)。
在Δ定时器27的时间周期中，SMLC 270选择并配置测量由MS 20在异步定位切换期间发送的接入字符组的到达时间(TOA)的定位测量单元(LMU)260(只示出了一个)。该配置过程包括SMLC 270通过MSC14、BSC 23以及BTS 24在空中接口上发送一个LCS信息请求消息到每个被选择的LMU 260。每个LCS信息请求消息的目的是一个LMU 260，并指定无线频率列表、跳跃序列信息、HO参考号、BSIC、启动时间、测量选项、启动时间不确定以及GPS时间戳请求。
如果在BSC 23Δ定时器期满之前(步骤530)(在启动一个定位切换之前)，BSC 23由于主要的无线条件，决定需要执行从服务小区22a到目的小区22b的标准(无线相关)切换(步骤540)，则BSC 23检查在BSC 23的Δ定时器27中的时间剩余量27rt。如果Δ定时器27中的时间剩余27rt大于HOTIMER值28(步骤550)，则BSC 23将不取消正在进行的定位(步骤560)。否则，BSC 23取消正在进行的定位(步骤570)，并通知MSC 14和SMLC 270关于TOA定位请求的取消(步骤580)。
由于无线相关的切换过程需要确定的一段时间(由HOTIMER值28表示)来进行，并且MS 20可以在这段时间中参与任何其它的活动，所以如果在Δ定时器27期满时无线相关的切换仍然在进行，则MS 20将不可以及时接收来自BSC 23的HANDOVER(HO)COMMAND消息300，以在指定的TDMA帧号中发送用于定期切换的接入字符组。即使MS 20要在一个后来的TDMA帧号中发送接入字符组，LMU 260也将在与指定TDMA帧号而不是后来的TDMA帧号相关的时间监听这些接入字符组。因此，LMU 260将不接收任何来自MS 20的接入字符组，并且这样LMU将不产生任何TOA测量420。
不过，只要可以在Δ定时器27期满之前可以完成无线相关的切换，则BSC 23将能够及时发送HO COMMAND消息300到MS 20，以使MS 20在指定的TDMA帧号中执行一个异步定位切换。应当指出，在从一个旧信道到一个新信道的无线相关的切换之后，如果定位切换是在旧信道上的小区内切换，则BSC 23将不能重新分配旧信道直到完成定位为止。
当BSC 23发送HO COMMAND消息300到MS 20时，HO COMMAND消息300指示MS 20执行在指定信道到服务BTS(现在是24b)或者目的BTS(诸如BTS 24a)的切换，后者被示出。HO COMMAND消息300还指示MS 20应当开始发送接入字符组的TDMA帧号。当MS 20开始在HANDOVERACCESS消息310中发送接入字符组时，被配置的LMU 260测量这些接入字符组的到达时间。由于切换是定位切换，并且不是无线相关的切换，所有BTS 24b将不响应该HANDOVER ACCESS消息310，并且MS 20将在MS20内的定时器期满时停止发送接入字符组。之后，MS 20返回它被分配到的旧信道，并通过服务BTS 24b发送一个HANDOVER FAILURE消息430到BSC 23。
这些TOA测量420被从LMU 260转发到SMLC 270，以用于帮助MS 20的地理位置的计算。SMLC 270计算MS 20的位置之后，该位置被发送到请求定位的LCS客户280。如果客户280不在MS 20内或者MSC 14内，则通过MSC 14和网关移动位置中心(GMLC)290将位置信息发送到请求的客户280。
本领域的技术人员应当认识到，本申请中所描述的创新概念可以在大范围应用中被修改和改变。因此，所申请专利的主题的保护范围不应当被限制到所论述的任何特定示范教导，而是应当由下面的权利要求来规定。

Claims (16)

1.一种用于在正在进行的基于到达时间的蜂窝网(10)内移动台(20)定位过程中执行切换的电信系统，其特征在于：
一个与所述移动台无线通信的基站控制器(23)，所述基站控制器(23)被配置来接收与所述正在进行的基于到达时间的定位相关的基站系统移动应用部分信道信息消息，并在接收到所述基站系统移动应用部分信道信息消息之后确定需要执行所述切换；
连接到所述基站控制器(23)用于发送所述基站系统移动应用部分信道信息消息消息到所述基站控制器的一个移动交换中心(14)；
连接到所述移动交换中心(14)用于产生所述基站系统移动应用部分信道信息消息消息的一个服务移动位置中心(270)；
在所述基站控制器中的一个定时器(27)，实际上当接收到所述消息时就启动所述定时器；以及
存储在所述基站控制器中用于指示执行所述切换所需要的时间量的一个切换值，所述基站控制器(23)被配置将所述定时器(27)中的剩余时间量与所述切换值相比较，并且当所述切换值小于所述剩余时间量时继续所述正在进行的定位。
2.如权利要求1所述的电信系统，其中，响应于所述消息，所述基站控制器发送一个确认消息到所述移动交换中心，与所述确认消息的发送同时地启动所述定时器(27)。
3.如权利要求2所述的电信系统，其中所述服务移动位置中心(270)还连接到所述基站控制器并从所述基站控制器通过所述移动交换中心接收所述确认消息。
4.如权利要求3所述的电信系统，还包括：
与所述基站控制器(23)无线通信的至少一个位置测量单元(260)，用于获得与从所述移动台在所述正在进行的定位过程中发送的接入字符组的到达时间相关的测量值。
5.如权利要求4所述的电信系统，其中所述服务移动位置中心(270)一接收到所述确认消息就配置所述至少一个位置测量单元(260)，并使用所述测量值在所述蜂窝网络(10)内计算所述移动台(20)的位置。
6.如权利要求1所述的电信系统，其中所述消息包括用于所述定时器的一个定时器值，所述定时器被用所述定时器值启动。
7.如权利要求1所述的电信系统，其中当所述切换值大于所述剩余时间量时，所述基站控制器(27)取消所述正在进行的定位。
8.一种用于确定在启动蜂窝网络内的一个移动台的切换时是否应当继续该移动台正在进行的定位的方法，其特征在于步骤：
接收一个其中具有一个基站系统移动应用部分信道信息定时器值的消息；
使用所述定时器值来启动(230)与所述移动台的所述正在进行的定位相关的一个定时器(27)；
确定(255)所述切换需要被执行；
将所述定时器的剩余时间量与指示执行所述切换所需要的时间量的一个预定切换值(28)相比较；
如果所述预定切换值小于所述剩余时间量，则继续所述正在进行的定位；
否则，取消所述正在进行的定位。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述接收步骤还包括步骤：
将所述消息从移动交换中心发送到与所述移动台无线通信的基站控制器。
10.如权利要求9所述的方法，还包括步骤：
响应于所述消息，从所述基站控制器发送一个确认消息到所述移动交换中心，与所述发送步骤同时执行所述启动所述定时器的步骤。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述接收步骤还包括步骤：
将所述消息从一个服务移动位置中心(270)发送到所述移动交换中心(14)。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述从所述基站控制器发送一个确认消息到所述移动交换中心的步骤还包括步骤：
由所述服务移动位置中心(270)从所述基站控制器(23)通过所述移动交换中心(14)接收确认消息。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述继续步骤还包括步骤：
由与所述基站控制器(23)无线通信的至少一个位置测量单元(260)获得与在所述正在进行的定位过程中从所述移动台发送的接入字符组的到达时间相关的测量值。
14.如权利要求13所述的方法，还包括步骤：
一接收到所述确认消息，就由服务移动位置中心配置所述至少一个位置测量单元。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述继续步骤还包括步骤：
由所述移动位置中心使用所述测量值计算所述蜂窝网络中的所述移动台的位置。
16.如权利要求8所述的方法，其中所述取消步骤还包括步骤：
将所述正在进行的定位已经被取消通知给一个服务移动位置中心。
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