CN1559156A - 一种用于获取允许对附连到通信网络的终端进行定位的位置有关信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获取有关附连到通信网络的终端(UE)的位置的位置信息的方法，所述方法包含如下步骤：由需要这种位置信息的应用(LCS CLIENT)向所述通信网络发出位置信息请求，在所述网络中转发所述请求给当前负责为所述终端路由消息的路由实体(VMLC，SGSN)，以及响应所述请求而收集用于确定所述终端的位置的信息，其中所述收集进一步包含如下步骤：向当前负责控制所述终端到所述网络的接入的接入控制实体询问位置确定的参数，从所述接入控制实体向位置确定功能实体(SMLC)提供应答，在所述位置确定功能实体(SMLC)中判断该应答是否包含所述被询问的参数，如果不包含，请求所述路由实体向所述位置确定功能实体(SMLC)提供在所述路由实体上能够得到的信息以用于确定终端的位置。

Description

一种用于获取允许对附连到通信网络 的终端进行定位的位置有关信息的方法

技术领域

本发明涉及一种用于获取有关附连到通信网络的终端的位置的位置信息的方法。

背景技术

近年来随着通信技术的进步，通信网络运营商向用户提供的服务也得到越来越多的关注。在这些业务中，所谓的基于位置的服务(LCS)受到了相当多的瞩目。例如，用户可能已经订阅了一种从网络到其通信终端为其提供最新交通信息的服务。然而从这一点上来说，为了给用户提供准确的信息，不可避免地需要知道用户在网络中的位置。换言之，当前位于柏林地区的用户不需要接收与赫尔辛基地区有关的交通信息。

如上所述，本发明旨在提供这种有关附连到通信网络的终端的位置的位置信息。

根据这层关系，应当注意，如下文所述的本发明适用于任何通信网络，只要终端可以在通信网络中改变位置。这样，网络可以支持诸如无线终端意义上的移动终端或者甚至是连接(“插入”)到网络中不同位置的“固定”(即非无线)终端的使用。这里使用的表述“终端”旨在覆盖任何这种类型的用户设备。同样，这里的通信网络也不局限于特定类型的通信网络。但是为方便描述本发明，下面的内容涉及WCDMA(宽带码分多址)无线通信网络，也称作3G UMTS(3G＝第三代，UMTS＝全球移动通信系统)网络。然而，本发明对基于其它或类似传输原理的通信网络也同样适用。

图1示出了一个典型的例子，其中至少包括当本发明应用于通信网络时在通信网络结构中与本发明有关的部分。图1所示的例子是指UMTS网络结构。

如图所示，也叫用户设备UE的终端适于通过网络的进行通信。注意，为了通信，用户设备UE必须至少在用户数据库中注册到网络，并且附连到通信网络。这里“附连”是指用户设备的一种状态，在这种状态下它已经开机而且网络知道该用户设备UE终端已经(在原理上)“准备好”进行通信，即使当前还在空闲状态。

在通信中，用户设备通过空中接口(未明确示出)接入网络结构。更精确地说，终端UE与在UMTS中称为Node_B的无线收发装置(对应于GSM中的基站)交换信号。每个Node_B有一定的覆盖区域，在这个区域内能够与该Node_B进行通信。覆盖区域也称作小区。每个小区至少被标识以一个小区标识。可选地，小区标识CI可以附加一个位置区域标识LAI。这样，整个通信网络区域就由多个小区组成。Node_B的位置在网络规划时确定。这样，网络管理/规划系统功能实体了解网络拓扑和与各Node_B对应的小区标识。

一组Node_B由一个无线网络控制器RNC(对应于GSM中的基站控制器)控制。当然，虽然没有在图1中示出，然而根据网络的大小/所覆盖的区域，网络中可以有多个RNC。但是为了让示例简单，这里仅示出一个RNC。注意，RNC代表所述网络的接入控制实体，目前负责控制所述终端到所述网络的接入。

另外，一个或多个RNC被分组以便由移动业务交换中心MSC(3G-MSC)控制，MSC目前作为负责路由所述终端的消息的路由实体。这就意味着，MSC交换与终端有关的呼叫/连接，其中MSC“选择”用于控制终端的通信所经由的适当Node_B的适当RNC。当然，根据网络的大小，会有多个MSC。在也可以被称为访问MSC(VMSC)的MSC的区域中也可以存在移动和/或漫游终端。

注意，在3GUMTS网络中，不仅会传输语音(作为实时数据的例子)，而且会传输分组数据(作为非实时数据的例子)。分组数据传输通过“并行”存在并且包括SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)的所谓GPRS网络来实现。在GPRS中，SGSN在功能和网络中的层次位置方面对应于上述的VMSC。

一方面，连接到MSC/SGSN的是位置确定功能实体SMLC，SMLC又连接到网关实体GMLC(网关移动位置中心)，另一方面则是前述的网络规划/管理系统。

GMLC有一个到用户寄存器HLR(归属位置寄存器)和/或HSS(归属用户服务器)的连接，来保存注册到网络的用户以及其可用的服务的记录。另外，GMLC提供了网关功能，该功能提供到网络“外部”的连接，其中有一个应用(例如运行在计算机设备上)。(该应用可以与网络的业务控制点实体SCP(未示出)相关)。

如图1所示，GMLC-SMLC和SMLC-MSC/SGSN之间的信令用MAP3/SS7(移动应用部分3/7号信令系统)来实现。

到此为止已经粗略阐明了网络结构以简化本发明的理解。当然，上述实体可能会执行比上述简单概括更多的功能。然而，本申请的框架不能给出各种装置及其之间的关系的完整描述。读者最好参考由3GPP(第三代合作项目)和/或ETSI(欧洲电信标准协会)公布的相应标准。

现在，根据以前的解决方案，当需要与特定终端有关的位置信息时，会从GMLC发出一个所谓的CAMEL ATI请求(由需要位置信息的应用触发)。(CAMEL＝用于移动网络增强逻辑的定制应用，ATI＝任何时间询问)。根据这个过程，GMLC发送一个ATI请求消息给HLR，然后HLR将请求消息以“提供用户信息”的形式转发给MSC。在应答消息中，小区标识CI通过HLR返回给GMLC。该CI必须被传送到针对GMLC的坐标，例如位置计算装置，即必须提供的GMLC和SMLC之间的运营商专用接口。

但是，如果由不同制造商提供的话，SMLC和GMLC之间特定于运营商/制造商的接口会降低这种实体的互连性。

在另一个方案中，本发明的申请人考虑从基站控制器BSC和/或无线网络控制器RNC中使用基于位置的服务LCS标准消息获取网络参数。(注意，用上述CAMEL ATI只能从MSC/SGSN中得到小区ID或SAI。)这些获取的参数是CI(小区标识)、TA(定时提前量)、Rx-level(接收信号电平)和服务区域标识SAI(在3G中)。结合MSC提供并且被称作SMLC的终端位置计算实体基于这些参数计算用户位置估计。

尽管这个示例过程涉及2G(第二代)的功能，但是本发明并不限于这些过程。当结合MSC实现终端位置计算功能时，在这个构思中，GMLC向被访问的MSC，也就是VMSC请求用户位置。VMSC进一步将该请求转发给BSC，BSC用小区标识、定时提前量和功率电平信息(CI+TA+Rx-level)作为应答。MSC将这些参数转发给计算功能实体，也就是SMLC实体。在位置计算后，SMLC发送坐标信息给GMLC，GMLC进一步将它们转发给请求位置信息的LCS应用。

在基本概况方面，在例如M.Lankinen的“诺基亚传统电话移动定位”，第7页中公开了这个过程，该文于2001年11月15日公开，并且可从网址http：//www.radiolinja.fi/inenglish/mcatch/radiolinja.pdf检索到。

现在问题是被请求这些参数的BSC和/或RNC需要适应这种系统功能。例如如果BSC/RNC由其它制造商制造和/或用于其它网络运营商，就不能以上述参数作为对LCS请求的应答。这样，整个过程就会失败。

反过来，这也会导致在那些BSC/RNC没有适应上列实现方法的地方就得不到基于位置的服务。

发明内容

所以，本发明的一个目的是提供一种改进的用于获取有关与通信网络相连的终端的位置的位置信息的方法，该方法可以克服目前已有技术所固有的上述缺点。

相应地，上述目的可以通过诸如用于获取有关与通信网络相连的终端的位置的位置信息的方法来达到，所述方法包含如下步骤：由需要这种位置信息的应用向所述通信网络发出位置信息请求，在所述网络内将所述请求转发给当前负责路由所述终端的消息的路由实体，以及响应所述请求而收集用于确定所述终端的位置的信息，其中收集进一步包含如下步骤：询问当前负责控制所述终端到所述网络的接入的所述网络的接入控制实体，以获取用于位置确定的参数，从所述接入控制实体向位置确定功能实体提供应答，在所述位置确定功能实体上判断应答是否包含所询问的参数，如果不包含，请求所述路由实体向所述位置确定功能实体提供所述路由实体上能够得到的信息，用于确定终端的位置。

另外，根据本发明的有利的进一步扩展，

-所述被询问的参数包含小区标识CI，定时提前量TA和接收功率电平信息，

-在3G系统中所述被询问的参数包含SAI，

-在所述路由实体上可得到的参数是小区标识CI，

-在所述路由实体上可得到的参数进一步包含位置区域LA信息，

-其进一步包含基于收集到的信息确定有关所述终端的位置的位置信息的步骤，

-所述位置信息是通过使用询问得到的参数的位置计算而确定的，

-所述位置信息是通过将所述位置实体上可得到的信息映射到所述网络的接入节点的已知位置信息而确定的，

-所述确定的位置信息被返回给发出位置信息请求的应用。

依靠本发明的实现，可以实现基于位置的服务LCS，该服务覆盖诸如BSC/RNC区域的所有独立于接入控制实体的制造商/运营商的接入控制实体区域，并且不需要任何专有接口。而且，本发明使得独立的SMLC结构能够连接到具有ATI支持的核心网域。

附图说明

结合附图本发明将更容易理解，其中：

图1示出了用于实现本发明的基本通信网络结构；

图2示出了图1所示网络实体间信令消息交互的信令流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行更详细的描述。

由于上文已经对图1进行了介绍，就没有必要对用于实现本发明的网络结构的例子进行重复介绍。

图2示出了当本发明在如图1所示的通信网络中实现时所涉及的信令。注意，图中网络实体安排在水平方向，实体间的信令用箭头表示，信令箭头的垂直顺序代表信令的时间顺序。

如图2所示，在步骤S1中，运行基于位置的应用(见图1)的LCS客户终端向所述通信网络发出位置信息请求(LCS服务请求)。该请求被GMLC接收，GMLC形成网络的一部分。作为响应，在步骤S2中，GMLC通过路由信息请求消息向HLR请求路由信息。在步骤S3中，HLR向GMLC返回请求的路由信息。

当然，在步骤S1和S2的请求中，要获取其位置信息的终端已经被识别，例如通过它的MSISDN(移动台ISDN号)或者通过它的IMEI(国际移动设备标识)或者任何其他合适的用于对终端寻址的标识，例如基于移动IP的终端的地址(永久或照管(care_of)地址)。

根据在步骤S3从HLR返回的路由信息，GMLC获知哪个MSC和/或RNC目前负责路由有关终端的消息。注意，由于在理论上也可以是SGSN，更一般地，GMLC获知哪个“核心网单元”目前负责路由(即到达/来自)有关终端的消息。作为对该信息的响应，在步骤S4中，GMLC在所述网络内转发用户位置请求给当前负责路由所述终端的消息的路由实体，也就是VMSC(在与GPRS网络/终端有关的情况下也可以是SGSN)，以便响应所述请求而收集用于确定所述终端的位置的信息。步骤S4的请求进一步被MSC中继以向当前负责控制所述终端到所述网络的接入的所述网络的接入控制实体RNC(或BSC)询问用于位置确定的参数。

作为对该请求的响应，接入控制实体返回CI、TA和Rx(或SAI)参数给MSC(VMSC或SGSN)，MSC进一步将这些参数转发给SMLC实体。然后，该过程在SMLC上继续。这意味着SMLC在步骤S8评估接收到的信息。

在评估的第一种情况下，判断期望的参数CI(小区标识)(或者也称作位置区域标识LAI，取决于网络类型)，TA(定时提前量)和接收电平被收到。也就是说，接收到的应答包含所询问的参数。然后该过程从步骤S8跳转到步骤S11，并根据接收到的参数计算网络中有关终端的位置(步骤S11)。在这种情况下，步骤S9和S10被忽略。在步骤S12中计算所得的坐标从SMLC传给GMLC，然后在步骤S13中返回LCS服务应答给LCS客户端/应用。

根据本发明，在评估的第二种情况下，期望的参数CI(LAI)，TA和接收电平中至少之一在步骤S8被判断为没收到或者未被正确接收。注意，缺少至少一个参数的接收的情况也可包含在步骤S7根本没有收到应答的情况。如果在一个预定的可配置的时间段内，在请求S5之后没有从VMSC传送以SMLC为目的地的信号，可以检测到这种情况。还要注意，除了缺少参数或参数错误之外，还可能收到明确的错误指示，表明RNC/BSC不能够提供所请求的信息。

然后，在评估的第二种情况中，执行步骤S9和S10。步骤S9和S10对应于由SMLC响应错误指示(或者上面列出的其它事件)而发起的CAMEL ATI过程的一个子集。在实际当中，这意味着在步骤S9中一条“提供用户信息”消息从SMLC发送给MSC。(注意，根据CAMEL规范中定义的特定用法，这条消息从HLR发出并由从SCP向HLR发送的Camel ATI请求触发)。这样，根据本发明，1)该消息从另一个实体被发送，2)与现有CAMEL规范相比，该消息的发送是基于另一个触发事件。

在步骤S10中，MSC以“提供用户信息”应答消息作为响应，该消息包括小区标识(和/或SAI)和可能的位置区域。应该注意的是，应答消息中提供的CI信息可能不是当前的(这取决于MSC支持的CAMEL版本)。然而，通常在以前的LCS过程中，MSC已经寻呼了终端，使得返回的CI应该是有效的。

在接收到CI之后，在步骤S11中SMLC基于基站天线位置的信息将其映射为坐标信息。换言之，CI被与网络管理/规划系统中保存的有关天线位置的信息做比较。然后在步骤S12中，该坐标信息被返回给GMLC，GMLC又在步骤S13中给LCS客户端/应用返回一个LCS服务应答。

注意，这里所述的过程用于非专用BSC/RNC不能自治计算终端位置或不能响应以诸如CI、TA和Rx的位置参数的情况。但是，该过程需要覆盖网络的所有部分，包括那些不能提供上述动作的部分(与评估的第一种情况相结合)。这些区域之间仅有的不同在于所能达到的精确度：在纯专用解决方案(其中提供的BSC/RNC能够以CI+TA+Rx参数进行应答)中的精确度(基于CI+TA+Rx计算的位置)比在非专用区域(仅基于CI映射计算的位置)中要好。

因此，如上所述，本发明涉及一种用于获取有关附连到通信网络的终端UE的位置的位置信息的方法，所述方法包含如下步骤：由需要这种位置信息的应用LCS_CLIENT向所述通信网络发出位置信息请求，在所述网络中转发所述请求给当前负责路由所述终端的消息的路由实体VMLC，SGSN，并响应所述请求而收集用于确定所述终端的位置的信息，其中所述收集进一步包含如下步骤：向当前负责控制所述终端到所述网络的接入的所述网络的接入控制实体询问用于位置确定的参数，提供来自所述接入控制实体的应答给位置确定功能实体SMLC，在所述位置确定功能实体SMLC上判断应答是否包含所述询问的参数，如果不包含，请求所述路由功能向所述位置确定功能实体SMLC提供在所述路由实体上能够得到的信息以用于确定终端的位置。

虽然本发明是参考上述优选实施例来描述的，然而应该认识到，在不偏离本发明精神和范围的情况下还可以做很多的修改。所有这样的修改都在所附权利要求的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于获取有关连接到通信网络的终端(UE)的位置的位置信息的方法，所述方法包含步骤：

由需要这种位置信息的应用(LCS CLIENT)向所述通信网络发出位置信息请求，

在所述网络中转发所述请求给当前负责路由所述终端的消息的路由实体(VMLC，SGSN)，以及

响应所述请求而收集用于确定所述终端的位置的信息，

其中所述收集步骤进一步包含步骤：

向当前负责控制所述终端到所述网络的接入的所述网络的接入控制实体询问用于位置确定的参数，

提供来自所述接入控制实体的应答给位置确定功能实体(SMLC)，

在所述位置确定功能实体(SMLC)上确定应答是否包含所述询问的参数，以及

如果不包含，则请求所述路由实体向所述位置确定功能实体(SMLC)提供在所述路由实体上能够得到的用于确定终端的位置的信息。

2.根据权利要求1的方法，其中所述被询问的参数包含小区标识CI、定时提前量TA和接收功率电平信息。

3.根据权利要求1的方法，其中在所述路由实体上能够得到的信息是小区标识CI。

4.根据权利要求3的方法，其中在所述路由实体上能够得到的信息进一步包含位置区域LA信息。

5.根据权利要求1的方法，进一步包含步骤：

基于收集到的信息确定有关所述终端的位置的位置信息。

6.根据权利要求5的方法，其中所述位置信息是通过使用所询问的参数进行位置计算来确定的。

7.根据权利要求5的方法，其中所述位置信息是通过将所述路由实体上能够得到的信息映射到所述网络的接入节点的已知位置信息来确定的。

8.根据权利要求5的方法，其中所述确定的位置信息被返回给发出位置信息请求的应用。

9.根据权利要求2的方法，其中所述被询问的参数包括3G系统中的SAI。

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