CN1300515A - 将基于终端的定位方法能力通知网络的系统和方法 - Google Patents

将基于终端的定位方法能力通知网络的系统和方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种远程通信系统和方法,用于使蜂窝网能够在具有所有可得的基于网络和基于终端的定位方法知识以后确定最佳定位方法。这可通过移动站(MS)发送MS能够执行的基于终端的定位方法目录到移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)来实现。该目录可,依次,转发给移动定位中心(MPC),用于确定最佳定位方法。例如,在GSM网中,当MS与MSC/VCR注册时发送到MSC/VLR的MSCLASSMARK信息可被扩展为包括MS的定位能力。

Description

将基于终端的定位方法能力通知网络 的系统和方法
本发明的背景
发明领域
本发明一般涉及用于确定蜂窝网内移动终端位置的远程通信系统和方法，尤其涉及根据可得到的网络定位方法和移动终端本身的定位能力确定最佳的定位方法。
本发明的背景和目的
蜂窝远程通信始终是增长最快和需求最大的远程通信应用之一。当今，它体现了全球所有新的电话订户中大的且连续增长的百分数。在1982年成立的一个标准化团体，欧洲远程通信标准研究所(ETSI)，系统地阐述了全球移动通信系统(GSM)数字化移动蜂窝无线电系统的技术规范。
现在参考附图的图1，在此示出GSM公共陆地移动网(PLMN)，如蜂窝网10，依次由多个区域12组成，每个带有一个移动交换中心(MSC)14和在其中的一个综合的访问者位置寄存器(VLR)16。MSC/VLR区域12，依次包括多个位置区(LA)18，被规定为一个给定的MSC/VLR区域12的部分，在其中，一个移动站(MS)(终端)20可以自由地移动而不需要给控制LA18的MSC/VLR区域12发送修正位置信息。将每个位置区18分为许多蜂窝22。移动站(MS)20是物理设备，例如汽车电话或其他的便携式电话，由移动用户用于互相之间，和用户网以外的用户，既用有线又用无线，与蜂窝网10通信。
MSC 14与至少一个基站控制器(BSC)23通信，该控制器，依次，与至少一个基本发送接收机站(BTS)24保持联系。BTS是物理设备，为简单起见，作为一个无线电塔示出，对其负责的小区22提供无线电覆盖。应该理解，BSC23可被连接到几个基本发送接收机站24，并可作为单独安装的节点或与MSC14合在一起实施。在任何一种情况下，BSC23和BTS24部件，作为一个整体，通常被称为基本站系统(BSS)25。
再参考图1,PLMN服务区域或蜂窝网10包括一个归属位置寄存器(HLR)26，它是一个保持所有用户信息的数据库，例如，用户的前导文件，当前的位置信息，国际移动用户身份(IMSI)号码，和其他的管理信息。HLR26可以与给定的MSC14一起放置，与MSC14合在一起，或者另一种方案，可为多个MSC14服务，后者示于图1中。
VLR16是一个数据库，包含当前位于MSC/VLR区域12内有关所有移动站20的信息。如果一个MS20在一个新的MSC/VLR区域12中漫游，连到MSC14的VLR16将从HLR数据库26请求有关移动站20的数据(同时通知HLR26有关MS20的当前位置)。因此，如果MS20的用户接着想要打电话，本地的VLR16将拥有必要的识别信息而不需要重新询问HLR26。采用以前描述过的方式，VLR和HLR数据库16和26，分别，包含与给定的MS20有关的各种用户信息。
确定蜂窝网10内MS20的地理位置近来对于范围广泛的应用已成为重要的事。例如，定位服务可被运输和出租汽车公司用于确定它们的车辆的位置。另外，对于紧急呼叫，例如，911呼叫，移动终端20的精确位置对于紧急状况的后果可能是极其重要的。而且，定位服务可用于确定被盗车辆的位置，用于检测收费较低的家庭地带呼叫，用于检测微小区的热点，或者为用户确定，例如，最近的加油站，饭店，或医院。
如附图的图2中所见，基于网络定位请求，为MS200服务的基站系统(BSS)(220和240)产生定位数据，被发送到移动交换中心(MSC)260。然后将这种定位数据转交到移动定位中心(MPC)270，用于计算MS200的地理位置。然后可将MS200的位置发送到请求定位的应用280。另一种方案，请求应用280可位于MS200本身内或网络(MSC/VLR260)内。
为了精确地确定MS200的位置，需要来自三个或更多的分离的基本发送接收机站(210,220，和230)的定位数据。对于GSM系统的这种定位数据可包括，例如，定时提前(TA)值，相应于MS200必须发送一个消息以便BTS220在分配给MS200的时隙中接收它的时间提前量。当一个消息从MS200发送到BTS220时，有传播延时，这取决于MS200和BTS220之间的距离。TA值被表达成位周期，可在从0到63的范围内，每个位周期相应于MS200和BTS220之间大约550米。然而，应该理解，对于一种基于网络的定位方法，可采用对于任何蜂窝系统的时间，距离，或角度的估值，代替在此讨论的TA值。
一旦对于一个BTS220确定了TA值，在MS200和此特定的BTS220之间的距离就知道了，但不是实际的位置。例如，如果TA值等于1,MS200可在沿着550米半径上的任何地方。来自两个BTS，例如，BTS210和220的两个TA值，提供MS200可被定位的两个可能的点(两个半径在此相交)。然而，利用来自三个BTS，例如，BTS210,220和230的三个TA值，可以一定的精确度确定MS200的位置。利用三角测量算法。具有三个TA值和与每个BTS(210,220，和230)有关的场地位置数据的知识，可由移动定位中心270确定(以一定的精确度)移动站200的位置。
因此，定时提前(TA)值从原先的(正在服务的)BTS220和两个相邻的(目标)BTS(210和230)得到。为了对每个目标BTS(210和230)确定TA值，必须进行对BTS(210和230)中每一个的定位转交。定位转交类似于通常的异步转交。目标BTS，例如，BTS210，通过CHANNEL ACTIVATION消息中一种新的ACTIVATION TYPE将定位转交与通常的转交区分开。与通常的转交不同，基于从MS200接收到HANDOVER ACCESS消息，目标BTS120只计算TA值，并不对移动站200作出响应，也就是，没有PHYSICAL INFORMATION发送到MS200。这样，在由MS200内部计数器规定的时间周期终止后，例如320毫秒以后，MS200将接着返回到由原先的BTS220分配的以前的信道。
另一种方案，MS200本身可在蜂窝网205内定位自身。例如，MS200可有内装的全球定位系统(GPS)接收机，用于确定MS200的位置。另外，MS200可以根据BTS220发出信号的时间和MS200接收信号的时间之间所观测到的时间差(OTD)，收集定时数据。可将这种时间差信息发送到MPC270用于计算MS200的位置，或MS200本身，利用BTS220的定位知识，可以确定它的位置。
因为市场需要更高的精确度，例如FCC阶段ⅡE-911服务，可以执行定位测量的移动站200被预料会在市场上泛滥。然而，为了使网络205足够灵活的按情况选取最佳定位方法，网络205拥有所有包括在内的节点，基于网络的和基于MS的，定位能力的知识是必要的。因此，根据所有可得到的定位方法，网络(MPC270)可在所有输入因素已被考虑以后，有能力选择或者是基于网络的定位方法或是基于MS的定位方法。这样的输入因素包括所要求的服务质量，要求的日期时间，要求的应用，用户的预订状况，以及服务网络205和用户终端200的定位方法能力。
因此，本发明的一个目的是使蜂窝网能够根据所有基于网络的和基于终端的定位方法来确定最佳定位方法。
本发明的另一个目的是通知服务于定位区域的蜂窝网，要被定位的移动终端是用所有可得的基于终端的定位方法定位的。
发明概述
本发明针对远程通信系统和方法，用于使蜂窝网能够在具有所有可得到的基于网络和基于终端的定位方法知识后，确定最佳的定位方法。这可通过移动站(MS)将MS能够实施的基于终端的定位方法目录发送到移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)来实现。这份目录可被，依次，提交到移动定位中心(MPC)，用于确定最佳定位方法。例如，在GSM网中，当MS用MSC/VLR注册时，被发送到MSC/VLR的MS CLASSMARK信息，可被扩展为包括MS的定位能力。有利的是，通过发送MS定位能力到MSC/VLR，网络在考虑所要求的服务质量后，可为特定的定位请求选择最佳可得到的定位方法。
附图简述
下面将参考附图描述所公开的发明，图中示出了本发明的重要样板实施方案并结合到该说明书中作为参考，其中：
图1是一种通常的陆-基无线远程通信系统的方框图；
图2示出一种样板定位转交，其中定位数据由一个目标基本发送接收机询问并发送到服务基站控制器；
图3是用作说明在由移动终端发送到网络的CLASSMARK信息消息中包括基于终端的定位方法的方框图；
图4示出依据本发明的最佳实施方案的一种确定最佳定位方法的样板步骤；和
图5示出在一种示范性定时提前定位方法中的步骤。
目前最佳的示范性实施方案详述
将特别参考目前最佳的示范性实施方案来描述本申请的大量革新内容的讲授。然而，应该理解，此类实施方案提供的只是许多有利于使用革新讲授内容的几个例子。一般，在本申请的说明中所作的叙述不必将任何不同的发明定界。而且，某些叙述可能适用于某些发明的特征，但并不适用其他的。
现在参考附图的图3，当一个请求应用(RA)380为一个特定的移动站(MS)300发送定位请求到服务于MS300当前所在的位置区(LA)305的移动定位中心(MPC)370,RA380也可包括服务质量信息，例如，数据速率和/或由执行定位的蜂窝网(MPC370)返回的定位信息可靠性。为了满足这些服务质量的要求，MPC370必须选择可得到的最佳定位方法。定位方法可以是基于网络的，例如，定时提前(TA)方法，到时(TOA)方法，或到达角(AOA)方法，或者是基于终端的，例如，全球定位系统(GPS)方法，观测到的时间差(OTD)方法，或者增强的OTD方法。为了使MPC 370具有基于终端的定位方法的知识，这种信息必须在接收定位请求以前发送到MPC370。
因此，当MS300用MSC/VLR350注册时，MS300的定位能力可被发送到服务的移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)350。例如，在GSM系统中，正如在技术上已理解的那样，MS300定位方法能力可以利用已有的GSM消息BSSMAP CLASSMARK UPDATE310，传送到MSC/VLR350。特别是，“等级标记信息要素3”310可被扩展为包括MS300定位能力。等级标记信息消息310，典型情况下描述MS300的属性，例如加密能力，所支持的RF功率水平和短消息能力。在来自MSC/VLR350的BSSMAP CLASSMARK REQUEST消息以后，在当MS300希望给MSC/VLR350指明定位能力的改变的专用模式期间，MS300的定位方法可以作为被控制的以前的等级标记发送的部分发送到网络，在这种情况下，MS300可发送等级标记信息3的消息310，或在定位转交期间，在这种情况下，或者可发送CLASSMARK UPDATE到目标基站控制器(BSC)(未示出)，或者可发送包括MS300定位能力的HANDOVER REQUEST到目标BSC。
新的CLASSMARK信息应该对MSC/VLR350指明是否MS300可支持基于终端的定位，所支持的基于终端的定位方法的类型，和是否MS300能够根据它自身执行的定位测量实施定位计算。应该指出，其他的有关信息也可包括在给MSC/VLR350的消息中。
一旦MSC/VLR350接收到基于终端的定位方法，该信息可被发送服务的MPC370供以后用于确定最佳定位方法。然而，应该理解，MPC370可与MSC/VLR350共同放置，因而，该信息不需要发送到分离的节点。
现在参考附图的图4，当包括MS300定位能力的等级标记信息310已被发送到MSC/VLR350(步骤400)和转交到MPC370(步骤410)以后，当定位请求来到MPC370(步骤420)时，MPC370必须根据可得到的基于网络的和基于终端的定位方法和由RA380所要求的服务质量确定最佳定位方法(步骤425)。一旦定位方法已被选定，例如，或者是基于网络或者是基于终端的方法(步骤425)，定位请求，随同定位方法，被发送到服务的MSC/VLR350(步骤430和440)。然后服务的MSC/VLR350将定位请求交给服务的基站控制器(BSC)340(步骤435和445)。如果MS300是处于休闲模式，则服务的MSC/VLR350必须查询MS300，并在将定位请求递交给BSC340(步骤435和445)以前建立对MS300的呼叫，此呼叫并不激活在MS300上的振铃音，因而并不引起MS300的注意。
如果定位方法是一种基于网络的定位方法(步骤425)，那末BSC340从至少一个服务的基本发送接收机站(BTS)320得到定位数据(步骤450)(虽然典型情况下采用三个BTS320)，并将此定位数据通过MSC/VLR350发送到MPC370(步骤455)用于计算MS300的位置(步骤460)。然而，如果定位方法是基于终端的定位方法(步骤425)，BSC340通过服务BTS320发送定位请求到MS300(步骤470)，MS300收集定位数据(步骤475)，如果MS300具有计算能力(步骤480)，MS300确定它的位置(步骤485)。然而，如果MS300没有能力根据所获得的定位数据计算它的位置(步骤480)，MS300将定位数据通过BSC340和MSC/VLR350转交到MPC370(步骤490)供计算MS300的位置(步骤495)。
现在参考附图的图5，可以连同附图的图2进行描写，例如，如MPC270选择定时提前定位方法，在BSC240从MSC/VLR260接收定位请求后(步骤500)，原先的BSC240确定哪个基本发送接收机(BTS)220正在为MS200服务(步骤510)，并且如可能的话，从此服务BTS220获得定位提前(TA)值(TA1)，或其他定位数据(步骤520)，然后，通过执行定位转交(步骤530)从两个目标BTS(210和230)获得TA值(步骤580)。如果服务BTS220不支持定位，必须选择另外的目标BTS(未示出)。应该指出，如在此讨论过的那样，可采用基于三角测量的其他定位方法，代替获得TA值。另外，可利用多于三个BTS(210,220和230)实施对MS200的定位。
通过服务BSC240发送在CHANNEL ACTIVATION消息中的新ACTIVATION TYPE到目标BTS230，实现定位转交到目标BTS 230之一(步骤530)，在所发送的消息中通知目标BTS230，需要执行定位转交(步骤540)。然后目标BTS230对服务BSC240确认CHANNELACTIVATION消息(步骤550)。
然后，BSC240通过服务BTS220发送命令到MS200(步骤560)，让发送HANDOVER ACCESS消息到目标BTS230(步骤570)。在MS200正在等待来自目标BTS230的响应期间，例如大约320毫秒，目标BTS230利用由MS200发送的访问脉冲串，测量定时提前值(访问延时)(TA3)(步骤575)，并将此定位数据交到服务BSC240(步骤580)。然后可按与在此以前叙述过的相同的方式对其他目标BTS210实施定位转交。然后由目标BTS230测得的TA值(TA3)被服务BSC250连同从服务BTS220和其他目标BTS210获得的TA值(TA1和TA2)发送到MSC/VLR260(步骤585)。
最后，从目标BTS230获得的TA值(TA3)，与其他的TA值(TA1和TA2)一起被从MSC/VLR260提交到服务移动定位中心(MPC)270(步骤590)，在其中利用三角测量算法确定MS200的位置(步骤595)。然后MPC270将MS200的地理位置提交请求的应用(节点)280(步骤598)。
正如本领域的技术人员将认识到，本申请中描述的革新的概念可被修改并在很宽的应用范围内变化。因此，专利的主体范围不应该限于所讨论的任何特定的示范性讲授内容。
例如，应该指出，装入或连到用户的MS的应用，网络应用或外部的应用可利用定位服务。
另外，应该理解，在此被公开的定位系统和方法可被任何蜂窝网采用，包括，但不限于，全球移动通信系统(GSM)网，个人通信系统(PCS)网，AMPS网和D-AMPS网。

Claims (18)

1．一种用于确定最佳定位方法的远程通信系统，该方法用于对蜂窝网中多个移动终端中给定的一个终端定位，所述的远程通信系统包括：
在所述的蜂窝网内的移动交换中心，所述的给定的移动终端与所述的移动交换中心进行无线通信，所述的给定的移动终端具有有关的基于终端的定位方法信息，所述的给定的移动终端发送具有所述的基于终端的定位方法信息到所述的移动交换中心；和
与所述的移动交换中心通信的定位节点，所述的定位节点具有存储在内的基于网络的定位方法信息，所述的移动交换中心发送所述的基于终端的定位方法信息到所述的定位节点，所述的定位节点根据所述的基于网络的定位方法信息和所述的基于终端的定位方法信息确定所述的最佳定位方法，所述的定位节点利用所述的最佳定位方法对所述的给定的移动终端定位。
2．如权利要求1的远程通信系统，还包括与所述的定位节点通信的请求节点，所述的请求节点发送定位请求到所述的定位节点，所述的定位节点利用所述的最佳定位方法确定所述的给定的移动终端的位置，所述的定位节点发送所述的给定的移动终端的位置到所述的请求节点。
3．如权利要求1的远程通信系统，其中所述的定位节点是移动定位中心。
4．如权利要求1的远程通信系统，其中所述的定位节点和所述的移动交换中心是设置在一起的。
5．如权利要求1的远程通信系统，其中所述的消息是CLASSMARKUPDATE消息。
6．如权利要求5的远程通信系统，其中所述的基于终端的定位方法信息是在所述的CLASSMARK UPDATE消息内的等级标记信息要素3中被发送的。
7．如权利要求1的远程通信系统，其中所述的基于终端的定位方法信息包括定位指示器，指明是否所述的给定的移动终端可执行定位，当所述的定位指示器被设置为是时，至少一个基于终端的定位方法，和一个计算指示器，指明当所述的定位指示器被设置为是时，是否所述的给定的移动终端可执行定位计算。
8．如权利要求7的远程通信系统，其中所述的至少一个基于终端的定位方法可从以下各项组成的组中选取：全球定位服务接收机。观测到的时间差，和增强的观测到的时间差。
9．如权利要求1的远程通信系统，其中所述的基于网络的定位方法是从以下各项组成的组中选取：到时方法，定时提前方法，和到达角的方法。
10．一种用于确定最佳定位方法的方法，对蜂窝网内多个移动终端中给定的一个终端定位，所述的方法包括以下步骤：
由所述的给定的移动终端，发送具有基于终端的定位方法信息到所述的蜂窝网内的一个移动交换中心，所述的移动交换中心与所述的给定的移动终端进行无线通信；
将基于网络的定位方法信息存储在与所述的移动交换中心通信的定位节点内；
由所述的移动交换中心将所述的基于终端的定位方法信息发送到所述的定位节点；
由所述的定位节点，根据所述的基于网络的定位方法信息和所述的基于终端的定位方法信息确定所述的最佳定位方法；和
由所述的定位节点，利用所述的最佳定位方法确定所述的蜂窝网内给定的移动终端的位置。
11．如权利要求10的方法，在所述的确定最佳定位方法步骤以前，还包括以下步骤：
由与所述的定位节点通信的请求节点发送定位请求到所述的定位节点，和在所述的确定给定的移动终端位置的步骤以后，
由所述的定位节点发送所述的给定的移动终端的位置到所述的请求节点的步骤。
12．如权利要求10的方法，其中所述的定位节点是移动定位中心。
13．如权利要求10的方法，其中所述的定位节点和所述的移动交换中心是设置在一起的。
14．如权利要求10的方法，其中所述的消息是CLASSMARK UPDATE消息。
15．如权利要求14的方法，其中所述的基于终端的定位方法信息在所述的CLASSMARK UPDATE消息内的等级标记信息要素3中被发送的。
16．如权利要求10的方法，其中所述的基于终端的定位方法信息包括定位指示器，指明是否所述的给定的移动终端可执行定位，当所述的定位指示器被设置为是时，至少一个基本终端的定位方法，和计算指示器，指明当所述的定位指示器被设置为是时，是否所述的给定的移动终端可执行定位计算。
17．如权利要求16的方法，其中所述的至少一个基于终端的定位方法可从由以下各项组成的组中选取：全球定位服务接收机，观测到的时间差，和增强的观测到的时间差。
18．如权利要求10的方法。其中所述的基于网络的定住方法可以由以下各项组成的组中选取：到时方法，定时提前方法，和到达角方法。
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