CN1871844A - 无线通信网络和方法中的定位请求及测量响应 - Google Patents

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Abstract

一种用于从无线通信网络的移动无线通信中请求位置信息、例如增强型观测到达时间定时信息的方法。示范性的定位请求(300)包括多响应间隔字段(310),该字段规定必须发送针对定位请求的多个响应的间隔或是必须发送针对定位请求的多个响应之间的最大间隔,此外还包括最终响应时间字段(320),该字段规定的是必须发送针对定位请求的最终相应地最大时间间隔,以及初始响应时间字段(330),该字段规定的是必须发送针对定位请求的初始响应的时间。

Description

无线通信网络和方法中的定位请求及测量响应
发明领域
本公开主要涉及无线通信,尤其涉及无线通信网络及其方法的定位请求和响应,例如由网络发起的增强型观测时间差(E-OTD)定位请求和用户设备的E-OTD测量响应。
发明背景
某些增强型观测时间差(E-OTD)定位技术架构是通过从无线通信网络向用户设备发送定位请求而在蜂窝电话用户设备中发起E-OTD测量的。例如,来自用户设备并要求位置信息的网络请求是在用户设备发起的E-911呼叫中产生的,并且该请求是响应于用户设备对基于位置的服务所进行的查询而产生的。
通常,来自网络的E-OTD定位请求包含了一系列辅助小区,用户设备必须尝试从中获取定时测量。辅助小区列表通常不同于用户设备专为切换过程所监视的相邻小区列表。
一般来说,用户设备响应定位请求所测量的小区的数目越多,定位计算的准确度也就越高。然而,由于用户设备必须在指定时段中对定位请求做出回应,因此网络必须为用户设备提供相对较短的辅助小区列表。这样一来,对网络而言,较为理想的是正确识别那些用户设备最有可能从中获取测量数据的辅助小区。当前,网络是基于用户设备的粗略定位估计来选择辅助小区的。而粗略定位估计则通常是从定时提前以及扇区和小区标识信息中获取的。
当前,网络还必须在不了解定位请求将要送抵的用户设备所遭遇的无线电条件的情况下指定响应时间。相对于用户设备执行所请求的定时测量的时段,网络定位请求经由网络传播的传播延迟是相当大的。另外,将测量信息响应从用户设备回送到网络定位服务器所需要的时间也是无法忽略的。而传播延迟通常会增加定位用户设备所需要的时间。
由于网络只接受针对网络定位请求的单个用户设备响应,因此,一旦接收到来自用户设备的响应,那么网络必须使用源于用户设备的单个响应来确定用户设备定位。这样一来,网络必须基于假设而在不具有任何关于E-OTD测量动向指示的情况下计算用户设备定位,其中所述假设有可能是错误的。
对本领域普通技术人员来说,通过仔细考虑下文中的详细描述以及下述附图,可以足够清楚地了解本公开的不同方面、特征和优点。
附图简述
图1是示范性的无线通信网络。
图2是用于发送应答定位请求的多个响应的示范性处理流程图。
图3是示范性的网络定位请求消息。
图4是用于获取一个或多个信息的多个量度以及基于所述多个量度来发送响应的示范性处理流程图。
图5是响应定位请求而发送多个测量信息集的示范性处理流程图。
详细说明
图1描述的是采用了全球数字移动电话系统(GSM)网络100的形式的示范性无线通信网络,其中所述网络支持移动站(MS)100这类移动无线通信设备的无线通信,并且在这里将所述设备称为移动无线通信设备或用户设备。
移动无线通信设备可以是无线蜂窝电话、双向寻呼机、提供无线功能的个人数字助理(PDA)、笔记本、膝上型计算机、可以作为蜂窝通信服务用户设备的其他无线电通信设备或是用户终端。
示范性网络100通常包含了多个与基站控制器(BSC)130进行通信的基站收发信机(BTS)120,而基站控制器则与服务移动定位中心(SMLC)140、移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/LVR)150以及小区广播控制器(CBC)160进行通信。BSC和MSC/LVR以可通信方式耦合到服务GPRS交换节点(SGSN)170。MSC/LVR则以可通信方式耦合到SMLC140、网关MLC(GMLC)180、直至PLMN190之类的其他公共陆地移动网(PLMN)中的GMLC。在图1中,网关MLC180耦合到归属位置寄存器(HLR)185、GSMSCF187以及外部定位服务(LCS)客户机195,其中所述客户机可以是E-911的话务员。GSM和其他通信网络架构的这些和其他方面都是公知的。
示范性GSM网络100包括多个定位测量单元(LMU)197,这些单元可以同处于BTS之中,也可以处于网络中的其他位置,由此为增强型观测时间差(E-OTD)GSM定位服务(LCS)或其他定位技术提供支持。示范性GSM通信网络还可以支持其他定位服务,例如在GSM 04.35,Broadcast Network Assistance For E-OTD and GlobalPositioning System(GPS)Methods中规定的定位服务。
通常,定位服务(LCS)架构是在网络或移动站计算位置的。在由MS辅助的LCS架构中,位置是在网络上确定的,例如SMLC,而信息则是从移动站接收的。然后,移动站定位方位或信息将会传递到请求者或其他目的地。定位请求可以源自网络内部,例如与SMLC相类似的网络定位服务器,也可以源于外部客户机,例如在图1中用LCS客户机195表示的E-911中心。
图1的GSM通信网络架构只是作为示范,它并没有对本发明构成限制。本发明更广泛地应用于所有那些提供或支持定位服务的通信网络,其中包括现有和未来的通信网络和系统,尤其是第三代(3G)通用陆地无线电接入网络(UTRAN)和第四代通信网络。这些和其他网络不但可以支持E-OTD以及包括全球定位系统(GPS)和其他卫星定位系统定位服务在内的其他定位服务,而且还支持基于网络的定位服务,例如包括融合定位方案在内的位置确定方案,尤其是到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA),或是这些方案的组合。
在图2的示范性处理流程图200中,在块210,依照本公开的一个方面,移动站接收来自网络的定位请求。该定位请求可以是为了回应移动站发起的E-911呼叫而产生的,但是其他应用中,举例来说,该定位请求也可以是为了回应移动站针对基于位置的服务的请求并由移动站的其他查询提出的。作为选择,定位请求可以源于网络,其中举例来说,定位请求可以由应用或是试图定位移动站的第三方发起。
在某些应用中,网络定位请求所要求的是由移动站获取或处理的测量信息。以网络定位服务器为例,网络可以使用测量信息来计算移动站位置。在某些应用中,移动站根据测量信息而在不处理信息的情况下向网络发送一个响应。在其他应用中,移动站会在向网络发送响应之前处理测量信息。例如,移动站可以为量度求取平均值或是计算移动站与一个或多个对应信号源之间的伪距离,此外,移动站还可以计算其位置方位。这样一来,针对定位请求的响应可以部分或者完全是经过处理的测量信息,也可以是未经处理的测量信息。
移动站通常是从来自对应信号源的一个或多个信号中获取测量信息的,例如从对应的蜂窝基站或是其他陆地信源以及非陆地信源,包括卫星定位通信系统中的航天器。在所有这些信息中,示范性测量信息包括增强型观测时间差(E-OTD)定时信息、到达时间(TOA)信息、到达时间差(TDOA)信息以及伪距离量度,其中所述量度基于卫星定位系统的航天器或其他信号源发射的信号。
在图2中,在块220,移动站发送一个针对网络定位请求的响应。在某些应用中,移动站会对网络定位请求做出响应,从而向网络发送至少为两个的多个响应。然而在其他应用中,移动站只向网络发送单个响应。举例来说,某些情况只需要单个响应。然而如下文中更全面地论述的那样,在其他情况下,在移动站发送针对第一定位请求的一个以上的响应之前,网络将会发送一个全新的或是经过更新的定位请求。
在某些应用中,响应是以测量信息为基础的,并且这些测量信息是从一个或多个信号源获取的。例如,响应可以基于来自单个信源并针对信号所进行的多次测量。作为选择,响应也可以基于来自相应信号源并针对多个信息所进行的多次测量,在下文中将会更全面地描述相关实例。
在某些应用中,针对定位请求的第一响应是以移动站收到定位请求之后获取的信息为基础的初步响应。在某些实施例中,初步响应是以那些从定位请求规定的信源之外的信源获取的信息为基础的,也可以是以那些来自定位请求规定的信源之外的信源的信号为基础,例如以定位请求提供的位置辅助小区列表中标识的小区之外的小区为基础。
在其他应用中,初步响应是以粗略定时信息为基础的,例如从小区或移动站为了执行切换所同步小区或其他信号源获取的1/4比特切换定时量度。在其他实施例中,初步响应包含了在移动站上通过计算获取的移动站位置方位,例如在接收到定位请求之前计算的位置方位。在其他实施例中,第一响应是以那些从定位请求规定的信号源获取的信息为基础的。此外,在收到定位请求之前可以直接发送以移动站获取的信息为基础的响应。
在图2中的块230,在网络定位请求指定了移动站获取信息的来源的应用中,网络可以发送经过更新的信号源列表,以便从中获取基于初步响应的测量信息。在某些实施例中,经过更新的列表是作为全新或是已更新请求的一部分发送的。在其他实施例中,经过更新的列表不包括新的请求。
在图2中的块240,在移动站发送多个针对定位请求的响应的实施例中,移动站将会发送后续响应。在网络没有发送更新的信源列表的应用中,在块240处引用的下一个响应可以基于初始定位请求中提供的信号源列表。
在移动站从网络接收经过更新的信号源列表的应用中,在块240处引用的来自移动站的下一个响应既可以基于那些借助于经过更新的信号源列表所获取的测量信息,也可以不基于这些信息。例如,一旦接收到经过更新的列表,那么移动站可以开始对新列表中的信号源进行新的测量,而不对先前量度进行处理。作为选择,如果移动站几乎完全获取了包含在下一个响应中的信息,那么在经过更新的信号源列表到达时,移动站将会丢弃新的信号源列表,直至发送了下一个响应之后。
在块220的响应是以测量信息集为基础的实施例中,块240的响应可以以一个测量信息集为基础,但是块220和240的响应也可以是针对不同信号源而产生的。
在某些实施例中,移动站对用于多种目的的网络定位请求中的命令或指令做出回应,由此向网络发送多个响应。在一个实施例中,定位请求包括多个响应命令字段,这些字段指示移动站发送多个针对定位请求的响应。并且该请求可以指示网络接受移动站发送的多个响应,也可以指示多个响应是强制性的。此外,该请求可以规定移动站能够或者必须向网络发送多少响应。并且这些请求还可以为发送响应的时间提供一个时间框架。
在图3中,示范性定位请求消息包含了多响应时间间隔字段310,该字段表示的是在响应定位请求而传递多个响应之间可以经过的时段或最大时段。在一个适合R-OTD测量定位请求应用的示范性实施例中,多响应时间间隔以2N表示的秒为单位来加以规定的,其中N是字段值,例如N=0、1、2、3……。示范性间隔则是1、2、4或8秒。
优选地,在图3中,定位请求还包括最终响应时间字段320,该字段规定的是在发送末尾或最终响应之前可以经过的最大时间。在一个适合E-OTD测量定位请求应用的示范性实施例中,最终响应时间是以2N表示的秒为单位来加以规定的,其中N是字段值,例如N=0、1、2、3、……。示范性的最终响应时间则是1、2、4、8、16、32、64或128秒。对那些在定位请求中包含了多响应时间间隔字段的实施例而言,这些实施例可以包含所述最终响应时间字段。
在某些实施例中,该请求还包括响应时间,其中在所述响应时间内部必须从移动站发送至少一个响应。因此,在那些网络接受多个响应的实施例中,移动站必须在定位请求所规定的响应时间之前发送多个响应。
在图2中,在块250,最终响应是在定位请求所规定的响应时间或最终响应时间内部从移动站发送到网络的。此外,一般来说,网络可以向移动站发送一个经过更新的信号源列表,其中较为优选的是移动站从所述列表中获取测量信息,例如E-OTD应用中的经过更新的辅助小区列表。经过更新的信号源列表可以基于从移动站接收的多个响应中的一个或多个响应,例如图2中的块220或240的响应。如所述,经过更新的信号源列表可以是独立信息,也可以与经过更新的定位请求或其他信息封装在一起。
在某些应用中,举例来说,如果在针对定位请求的应答中发送了多个响应,那么移动站将会包含一个用于表明响应是最终响应的指示。
在图3中,在某些实施例中,如果接受或需要多个响应,那么网络定位请求可以包括初始响应时间字段330,该字段规定的是移动站发送初始或第一响应之前可以经过的最大时间。在一个实施例中,初始响应字段可以用比特“0”或“1”来设定。比特“0”表示必须在收到定位请求的时候立即发送响应。对即时响应而言,举例来说,移动站可以基于专为切换所获取的粗略定时信息或是包括定位计算在内的其他初步信息来发送初步响应。比特“1”则表示最大响应时间是其他值,例如多响应时间间隔除以指定间隔数目所得到的值。
在图4的处理流程图400中,在块410,通过对一个或多个信号源执行多次测量来获取测量信息,例如从对应的信号源中获取E-OTD定时和其他信息。在其中一种操作模式中,在块420将对一个或多个信号进行多次信号测量,并且在块430,一旦满足某个条件,则使用测量信息来制订针对定位请求的至少一个局部响应信息。在一个实施例中,该响应至少部分是在多次测量偏差的变化率满足某个条件的时候制订的。在另一个实施例中,该响应至少部分是在信号的多次测量标准偏差满足某个条件的时候制订的。所述条件可以是基于经验数据或其他信息所确定的阈值。在块440,基于测量信息的响应将被发送到网络。
在一个实施例中,移动站通过对来自对应信号源并且至少两个的多个信息进行多次测量来获取测量信息。当多个信号中各个信号的多次测量方差满足某个条件或者多个信号中各个信号的多次测量标准偏差的变化率满足某个条件的时候,基于多次信号测量的响应是在针对定位请求的应答中发送的。
在一个实施例中,移动站包括处于定位请求响应中的多个测量信息集,其中每一个测量信息集都以取自多个信号源的测量信息为基础。在一个实施例中,当所测量的各个信号的多次测量偏差或标准偏差的变化率满足了某个条件时,移动站将会制订一个测量信息集。作为选择,在这里也可以在得到关于所测量的各个信号的指定数量的可接受量度时制订测量信息集。一般来说,在这里会从针对多个信号所进行的测量中制定若干个测量信息集,并且会在使用响应传送所述测量信息集之前会对其加以存储。
在图5中,在块510,移动站接受定位请求,该请求指示由响应来提供至少两个的多个测量信息集。在块520,移动站获取测量信息,例如E-OTD定时信息或伪距离信息等等。在块530,基于测量信息来制订具有多个信息集的响应。在块540,移动站发送基于或是包含了所获取或所制定的测量信息的响应。
在图3中,定位请求300包括一个字段340,该字段规定必须在各个响应中发送的最小数量的测量信息。在某些实施例中,在需要多个响应的应用中,如果所请求的是即时的第一响应,那么信息集字段数目并不适用于第一响应。在一个示范性实施例中,最小数量的信息集字段是N+2,其中N是具有介于0与1之间的示范性范围的字段值。
在某些实施例中,定位请求规定了测量信息集的间隔信息,例如可以在测量信息集之间经过的最大时间间隔。优选地,在这些实施例中,移动站必须在网络定位请求规定的间隔之前的间隔中获取测量信息集。作为选择,在图3中,字段340可以在指定或未指定所需要的测量信息集数量的情况下指定测量信息集间隔。
虽然在这里描述了本公开以及当前建议的一种或多种最佳模式,这些描述足以形成发明人的拥有的技术方案,并且能使本领域普通技术人员产生和使用本发明,但是应该理解,这里公开的示范性实施例具有等价物并且可以对所述实施例进行多种修改和变化,而不会脱离本发明的范围和实质,其中本发明的范围和实质并非由示范性实施例限制,而是由附加于此的权利要求进行限定的。

Claims (23)

1.一种移动无线通信设备中的方法,该方法包括:
在移动无线通信设备上接收网络定位请求;
发送针对同一网络定位请求的多个响应;
从移动无线通信设备发送多个响应。
2.权利要求1的方法,
网络定位请求针对的是增强型观测时间差(E-OTD)测量信息,
发送针对网络定位请求的多个响应包括发送至少两个响应;
每一个响应都包含了多个小区的测量信息。
3.权利要求1的方法,
获取多个测量信息集;
每一个测量信息集都包含了对于多个陆地信号源的量度,
发送针对同一网络定位请求的多个响应包括发送多个测量信息集。
4.权利要求3的方法,
在针对网络定位请求的单个响应中发送多个测量信息。
5.权利要求3的方法,
当对于多个陆地信号源中每一个的多次量度偏差都满足一个条件的时候,完成多个测量信息集中的每一个测量信息集。
6.权利要求3的方法,
当多个信号源中每一个的多次测量标准偏差的变化率都满足一个条件时,完成多个测量信息集中的每一个测量信息集。
7.权利要求1的方法,响应于网络定位请求中要求多个响应的请求,发送多个响应。
8.权利要求1的方法,在网络定位请求所规定的响应间隔中发送多个响应。
9.权利要求1的方法,
每一个响应都包含了多个信号源的测量信息;
当对于多个信号源中每一个信号源的多个量度偏差都满足条件时,发送每一个响应。
10.权利要求1的方法,
每一个响应都包括多个信号源的测量信息,
当多个信号源中每一个信号源的多个量度标准偏差的变化率都满足条件时,发送每一个响应。
11.权利要求1的方法,
网络定位请求包括响应时间;
发送针对网络定位请求的初步响应;
在网络定位请求所规定的响应时间之前发送初步响应;
在网络定位请求中规定的响应时间之前发送初步响应之后的另一个响应。
12.权利要求11的方法,
基于响应于网络定位请求而被发送的初步响应,接受更新的信号源列表。
13.权利要求11的方法,发送针对网络定位请求的初步响应包括发送粗略定时信息,其中所述粗略定时信息是从为了切换而与移动无线通信设备同步的信号源获取的。
14.权利要求1的方法,
网络定位请求包括最终响应时间信息;
在网络定位请求中规定的最终响应时间之前发送最终响应。
15.权利要求1的方法,
网络定位请求包括最终响应时间信息;
在网络定位请求固定的初始响应时间之前发送初始响应。
16.权利要求1的方法,
将响应连同一个表明该响应是响应于定位请求而被发送的最终响应的指示一起发送。
17.一种移动无线通信设备中的方法,该方法包括:
在移动无线通信设备上接收网络定位请求;
测量信号;
在出现了以下情况中的至少一种情况之后,发送基于信号量度并针对网络定位请求的响应,
信号的多次测量偏差满足条件,以及
信号的多次测量标准偏差的变化率满足条件。
18.权利要求17的方法,
对来自对应信号源的多个信号进行测量,其中所述信号至少为两个,
当多个信号中每一个信号的多次测量标准偏差的变化率满足条件时,基于多次信号测量来发送针对网络定位请求的响应。
19.一种移动无线通信设备中的方法,该方法包括:
在移动无线通信设备上接收定位请求;
该定位请求包括测量信息集的间隔信息;
在网络定位请求规定的测量信息集间隔之前间歇地获取测量信息集;
发送所获取的基于至少两个测量信息的响应。
20.一种用于从无线通信网络中的移动无线通信中请求位置信息的定位请求消息,该定位请求消息包括:
多响应间隔字段;
所述多响应间隔字段规定了至少一个间隔,其中在所述间隔必须发送针对定位请求的多个响应,以及
最大间隔,其中在所述间隔之间必须发送针对定位请求的多个响应。
21.权利要求20的定位请求消息,还包括最终响应时间字段,该字段规定了必须发送针对定位请求的最终响应的最大时间间隔。
22.权利要求20的定位请求消息,还包括初始响应时间字段,该字段规定的是必须发送针对定位请求的初始响应的时间。
23.权利要求20的定位请求消息,该消息是关于增强型观测到达时间定时信息的定位请求,其中所述信息包括用以获取定时信息的辅助小区列表。
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