CN1929682A - 一种紧急呼叫业务的定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧急呼叫业务的定位方法及系统，本发明通过在紧急呼叫时选择不同的定位方法、以并行或串行的定位方式触发多种定位方法进行定位测量和计算，并根据不同运营商对紧急呼叫的特性需求采用不同的定位结果上报形式，完善了紧急呼叫定位处理过程，既能最大程度保证紧急呼叫的时间响应的要求，又能获得更高精度的定位结果。
Description
【技术领域】
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线通信系统中紧急呼叫业务的定位技术。
【背景技术】
随着移动通信产业的发展，业务的创新已经成为网络和技术发展的根本推动力。基于位置的业务(Location-Based Service，LBS)，又称移动位置业务或定位业务成为仅次于语音业务的增值业务。移动位置业务最初的应用为美国911紧急呼叫，在美国更普遍的称作911服务，给需要帮助的人提供紧急援助。例如，某一移动电话用户在需要寻求紧急呼叫服务时，仅需要拨一个短的特殊号码(如在美国是911，欧洲是112)以便与提供紧急呼叫服务的公共安全应答节点建立一条快速的紧急呼叫连接。目前，增强型的无线紧急呼叫业务(Wireless Enhanced Emergency Services)(在美国称作E911，欧洲称作E112)可以在用户拨打紧急呼叫时，确定用户的大约位置(通过小区标识或者全球辅助定位系统AGPS等)，从而基于用户的位置向其提供紧急救助。
E911协议由美国联邦通讯委员会指定并推行，对于紧急呼叫用户的位置定位精度作出了要求。要求运营商分两个阶段实施：PhaseI和PhaseII。PhaseI利用现有的设备，信令实现粗略的定位，能够定位到小区/扇区的级别。PhaseII利用AGPS等定位技术，实现精确的位置定位。目前，美国联邦通讯委员会(Federal Communications Commission，FCC)要求运营商部署PhaseI的时限已过，目前实施的是第二阶段的要求。目前，主要利用如A-GPS等定位方法来实现精确的位置定位。以下所列的定位精度要求，为定位业务事实上的业界标准：
·50m(67％)U.S.FCC mandate(99-245)for wireless
·150m(95％)emergency calls using handset based positioningmethods
·100m(67％)U.S.FCC mandate(99-245)for wireless
·300m(95％)emergency calls using network based positioningmethods
此外，欧洲也提出了紧急呼叫的规范和标准E112，并要求在30s内完成紧急呼叫业务的定位计算以及在7s内完成第一次的用户位置的初步估计。综合美国的E911业务和欧洲的E112业务来看，两者从定位服务质量(Quality OfService，QOS)要求上，并无多大的差别，都是要求在尽可能短的时间内，获得尽可能高的定位精度。对于定位业务的QOS属性评价标准，具体包括两个方面：定位精度和定位请求的响应时间。一般对于定位业务，希望的定位结果是：定位精度高，同时响应时间最快。但是二者在某种程度上是对立的，因此所提供的定位业务需要在这两者之间做一个权衡，两者都是可协商的QOS参数。
通常的定位业务是通过获得终端的位置信息，如根据核心网络下发的定位控制请求消息(Location Reporting Control)来触发单次定位过程，这种定位方法定位不够准确。此外，在单次定位过程中由于UE状态的限制，例如，在发生紧急呼叫业务时，若UE处于CELL_FACH/CELL_PCH/URA_PCH等公共信道状态时，可能需要迁移到CELL_DCH状态，也会造成定位响应时间较长的问题。
目前由于A-GPS能够满足较高的精度要求，因此通常采用A-GPS完成定位过程。然而，当用户处于某些场合，如在地铁、建筑物、交通工具、高楼林立的街区、茂盛的树林、烟雾弥漫的区域或者终端GPS接收机遭到覆盖和遮挡的情况下，将无法使用A-GPS进行定位，而单次A-GPS定位失败有可能时间跨度在30s甚至以上，如果再使用其它定位的话，有可能白白浪费了很多本来可以用于紧急救援响应的时间。再者，由于终端定位能力的限制，有些终端并不支持A-GPS定位方法，因而单一的A-GPS定位方法已经无法满足紧急呼叫定位业务的需求。
对于紧急呼叫业务，不仅要保障响应速度，还要求保证定位精度。如果沿用正常的定位处理策略，按部就班的完成相应的定位流程处理，则已显得并不合适。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种紧急呼叫业务的定位方法及系统以满足紧急呼叫业务的定位需求。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供的一种紧急呼叫业务的定位方法，包括：
当发生紧急呼叫时，选择对用户设备定位的定位方法，以并行方式或者串行方式对所述用户设备进行定位测量，获得定位结果并上报。
进一步，当发生紧急呼叫时，所述步骤还包括：
将用户设备的无线资源控制RRC连接建立在专用信道上；
在所述无线资源控制RRC连接建立完成后，立即向用户设备发起定位请求。
进一步，至少包括两种定位方法以供选择，所述以并行方式进行定位测量的步骤具体包括：同时以至少两种定位方法进行定位测量，获得每一种定位方法对应的定位结果，选取定位精度最高的定位结果作为本次定位结果的值。
进一步，至少包括两种定位方法以供选择，所述以串行方式进行定位测量的过程具体包括：
所述用户设备对所述定位请求进行响应；
按照响应时间的顺序，根据不同定位方法的时序依次发起定位测量，一种定位方法结束之后，根据基站上报的测量报告及UE定位测量报告，进行定位结果计算，并获得该次定位结果，与此同时发起下一次定位方法，获取每一种定位方法的定位结果和/或精度。
进一步，所述定位方法包括：小区标识结合往返时间CELLID+RTT定位方法，观察到达时间差OTDOA定位方法以及辅助GPS定位方法。
进一步，所述选择定位方法是根据CELLID+RTT、OTDOA及A-GPS的定位方法顺序，并结合终端的定位支持能力依次选择。
进一步，根据不同运营商对紧急呼叫特性需求的不同，采用不同形式的定位结果进行上报处理，所述定位结果的上报形式包括：
单次上报，按照较短时间获得的定位结果，直接上报；或者
由粗到精上报，不同定位方法所获得定位结果的时间先后顺序反映精度由粗到细的精度要求先后上报；或者
对UE位置连续跟踪上报，以一定的时间周期或者事件触发形式由粗到精上报定位结果。
进一步，服务无线网络控制器通过操作维护进行参数设置，根据时序依次上报定位结果，在选择一种定位方法处理结束后就上报定位结果或者等所有定位方法处理结束之后，服务无线网络控制器取精度最高的定位结果进行上报。
本发明提供的一种紧急呼叫业务的定位系统，包括：
定位控制单元，用于根据用户设备的支持能力选择相应的定位方法，以并行或串行方式触发对用户设备的定位测量；
定位结果获取单元(定位单元)，用于根据定位控制单元的定位测量结果进行定位；以及
上报单元，用以上报所述定位结果。
进一步，所述以并行方式触发对用户设备的定位测量控制是指，定位控制单元同时以至少两种定位方法对用户设备进行定位测量，定位单元根据每种定位方法的测量结果，进行定位结果计算，获取根据由不同的定位方法所获得的定位精度，选取最高精度的结果作为本次定位结果的值。
进一步，所述以串行方式触发对用户设备的定位测量是指按照用户设备的响应时间顺序，依次发起不同定位方法的定位测量，一种定位方法结束之后，定位单元根据定位测量结果，进行定位结果计算，并获得该次定位结果，与此同时发起下一次定位方法，获取每一种定位方法的定位结果和/或精度。
进一步，上报单元上报定位结果的形式包括：
单次上报，按照较短时间获得的定位结果，直接上报定位结果；或者
由粗到精上报，按照根据不同定位方法获取定位结果的时间先后顺序，反映由粗到细的精度要求先后上报定位结果；或者
对用户设备的位置连续跟踪上报，以一定的时间周期或者事件触发形式由粗到精的上报定位结果。
进一步，还包括紧急呼叫判断单元，用以判断当前呼叫是否为紧急呼叫，如果是，则将用户设备的无线资源控制连接建立在专用信道上。
进一步，所述定位方法包括：小区标识结合往返时间CELLID+RTT定位方法，观察到达时间差OTDOA定位方法以及辅助GPS定位方法。
相较于现有技术，本发明提供的紧急呼叫定位方法中通过选择不同的定位方法和定位结果上报形式完善了紧急呼叫定位处理过程，既能最大程度的保证紧急呼叫的时间响应的要求，又能获得更高精度的定位结果。
【附图说明】
图1为本发明公开的用于紧急呼叫业务的定位方法的流程示意图；
图2为本发明提供的紧急呼叫业务的定位系统。
【具体实施方式】
图1所示为本发明提供的用于紧急呼叫业务的定位方法的流程示意图。下面将结合附图对本发明的较佳实施方式做详细的说明
首先，当紧急情况发生时，用户设备(UE，User Equipment)作为主叫方，发起的紧急呼叫连接，向SRNC(Service RNC，服务无线网络控制器)发送建立无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)连接请求，SRNC判断该连接请求的建立原因(Establishment cause)是否是紧急呼叫(EmergencyCall)，如果是紧急呼叫，则下发建立RRC连接(RRC Connection Setup)信令通知UE将RRC连接统一建立在CELL_DCH(Dedicated channel，专用通道)状态上，当RRC连接建立在CELL_DCH上时，UE向SRNC上报完成建立RRC连接在CELL_DCH(RRC Connection Setup Complete)的消息此时RAN(RadioAccess Network)侧的RRC连接完成。
当RAN侧的无线链路建立完成时，尽管SRNC与CN(核心网)间的IU接口还处于链路建立过程中，但是为了保证实时性，SRNC立即发起RAN侧的定位请求过程。SRNC向UE发起定位请求。
紧急呼叫定位流程触发时，SRNC向UE下发RRC定位测量控制信令(RRCMeasurement Control Positioning)，并且向基站下发NBAP测量请求(NBAPMeasurement Request)。SRNC根据终端定位支持能力选择定位方法。所述定位方法包括但不限定以下定位方法：如CELLID+RTT(Cell Identity with RoundTrip Time，小区标识结合往返时间)定位方法，OTDOA(Observed TimeDifference Of Arrival，观察到达时间差)定位方法及A-GPS(Assisted GlobalPositioning Systems，辅助GPS)定位方法等。对于上述的CELL+RTT、OTDOA及A-GPS各自的定位方式的具体过程为业内所习知，再此不再详述。
本发明提供的紧急呼叫定位方法在定位流程的选择处理上，可以采用以下两种形式进行定位处理。(1)按照所支持的定位方法，并行完成相关的定位测量和计算，即各个定位方法(CELLID+RTT、OTDOA和A-GPS)是同时进行相关的定位；(2)按照所支持的定位方法，串行完成相关的定位测量，即按照响应时间的顺序，先CELLID+RTT定位，然后OTDOA定位，最后A-GPS定位的时序完成紧急呼叫过程的定位。下面将详细描述这两种定位流程。
下面将详细说明并行完成相关的定位测量和计算的定位流程。当定位流程触发时，SRNC根据UE的定位支持能力，选择定位方法，如果终端支持上述CELLID+RTT、OTDOA和A-GPS定位方法，则同时进行CELLID+RTT、OTDOA和A-GPS定位测量，UE进行测量控制、测量报告和定位结果上报的过程。如果一种定位方法测量结束之后，SRNC根据基站上报的NBAP测量报告(NBAP Measurement Report)及UE定位测量报告(RRC Measurement ReportPositioning)，进行定位结果计算，当所有定位方法尝试完成之后，SRNC根据由不同的定位方法所获得的定位精度，选取最高精度的结果，上报给核心网络，作为本次定位结果的值。
下面将详细描述串行完成相关的定位测量和计算的流程。当定位流程触发时，SRNC根据UE的定位支持能力，选择定位方法，如果终端支持上述CELLID+RTT、OTDOA和A-GPS定位方法，则按照响应时间的顺序，先CELLID+RTT然后OTDOA最后A-GPS定位的时序完成依次发起定位测量，一种定位方法结束之后，SRNC根据基站上报的NBAP测量报告(NBAPMeasurement Report)及UE定位测量报告(RRC Measurement ReportPositioning)，进行定位结果计算，并获得该次定位结果，与此同时发起下一次定位方法。对于每一种定位方法所获得的定位结果，根据需要(可以通过操作维护进行参数设置，即选择一种定位方法处理结束后就上报还是所有定位方法处理完毕之后再行上报)，根据时序依次上报；或者根据所有定位方法处理结束之后，SRNC取精度最高的定位结果进行上报给核心网。
对于整个定位结果上报的形式，可以按照不同运营商对紧急呼叫特性需求的不同而完成相关的定制处理，并采用不用形式的上报流程处理。
(1)如果只要求单次上报：则按照在比较短的时间内(如7s)所获得的定位结果，直接上报给核心网络；
(2)如果要求由粗到精的上报形式：则按照CELLID+RTT所获得的定位结果(如果支持CELLID+RTT定位方法)、然后OTDOA所获得的定位结果以及最后A-GPS所获得的定位结果(如果支持A-GPS定位方法)的时间先后顺序，按照时间顺序反映精度由粗到细的精度要求而先后上报；
(3)如果要求位置连续跟踪：则可在第(2)中结果上报形式的基础上，以一定的时间周期(固定时间)或者事件触发形式上报定位结果。所述事件触发形式是指因终端位置变化了一定的距离而触发相关的定位测量事件。这里的定位测量事件指3GPP协议中对于定位测量时间所定义的7a/7b/7c事件，具体如下表所示：
| 测量事件类型 | 事件内容 |
| 7a | 终端位置变化超过了所设置的绝对门限值 |
| 7b | SFN-SFN测量值变化超过了所设置的绝对门限值 |
| 7c | GPS时间与小区SFN时间之间的漂移幅度超过了所设置的绝对门限值 |
其中对于7a事件，基于UE-Based功能的定位方法，直接由终端计算获得位置变化并判断超过了一定范围而触发的定位测量事件；而7b/7c通过相关定位方法的定位测量数值变化并达到超过一定的门限值而触发的定位测量事件，从而可以间接考察并获得相关位置的变化情况。
在上述定位测量控制，测量报告和定位结果上报过程可以重复多次。
如图2所示，本发明还提供一种紧急呼叫业务的定位系统，其包括至少一用户设备UE，基站，服务无线网络控制器SRNC。其中SRNC包括：紧急呼叫判断单元，定位控制单元，定位单元以及上报单元。其中紧急呼叫判断单元，用以判断当前呼叫是否为紧急呼叫，如果是，则将UE的无线资源控制连接建立在CELL_DCH状态，建立紧急呼叫，当RRC连接建立完成后，为了保证实时性，立即发起RAN侧的定位请求过程；定位控制单元，用于根据终端的支持能力选择相应的定位方法。所述定位方法包括但不限于小区标识结合往返时间CELLID+RTT定位方法，观察到达时间差OTDOA定位方法以及辅助GPS定位方法。定位控制单元以并行或串行方式触发对UE的定位测量控制；定位单元，用于根据定位控制单元的定位测量结果进行定位结果计算，获取定位结果；上报单元，用以向核心网上报所述定位结果。
所述以并行方式触发对UE的定位测量控制是指，定位控制单元同时以多种定位方法对UE进行定位测量，定位单元根据每种定位方法的测量结果，进行定位结果计算，当所有定位方法尝试完成之后，定位单元根据由不同的定位方法所获得的定位精度，选取最高精度的结果，作为本次定位结果的值。
所述以串行方式触发对UE的定位测量控制是指按照响应时间的顺序，依次发起不同定位方法的定位测量，一种定位方法结束之后，定位单元根据定位测量结果，进行定位结果计算，并获得该次定位结果，与此同时发起下一次定位方法，获取每一种定位方法的定位结果和/或精度。
上述上报单元根据不同对运营商对紧急呼叫特性需求的不同，采用不同形式的定位结果上报处理。所述上报定位结果的形式包括：单次上报，按照较短时间获得的定位结果，直接将定位结果发给核心网；或者由粗到精上报，按照根据不同定位方法获取定位结果的时间先后顺序，反映由粗到细的精度要求先后发送定位结果给核心网；或者对UE位置连续跟踪上报，以一定的时间周期或者事件触发形式由粗到精的向核心网发送定位结果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1、一种紧急呼叫业务的定位方法，其特征在于包括：
当发生紧急呼叫时，选择对用户设备定位的定位方法，以并行方式或者串行方式对所述用户设备进行定位测量，获得定位结果并上报。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当发生紧急呼叫时，所述步骤还包括：
将用户设备的无线资源控制RRC连接建立在专用信道上；
在所述无线资源控制RRC连接建立完成后，立即向用户设备发起定位请求。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少包括两种定位方法以供选择，所述以并行方式进行定位测量的步骤具体包括：同时以至少两种定位方法进行定位测量，获得每一种定位方法对应的定位结果，选取定位精度最高的定位结果作为本次定位结果的值。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少包括两种定位方法以供选择，所述以串行方式进行定位测量的过程具体包括：
所述用户设备对所述定位请求进行响应；
按照响应时间的顺序，根据不同定位方法的时序依次发起定位测量，一种定位方法结束之后，根据基站上报的测量报告及UE定位测量报告，进行定位结果计算，并获得该次定位结果，与此同时发起下一次定位方法，获取每一种定位方法的定位结果和/或精度。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位方法包括：小区标识结合往返时间CELLID+RTT定位方法，观察到达时间差OTDOA定位方法以及辅助GPS定位方法。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述选择定位方法是根据CELLID+RTT、OTDOA及A-GPS的定位方法顺序，并结合终端的定位支持能力依次选择。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：根据不同运营商对紧急呼叫特性需求的不同，采用不同形式的定位结果进行上报处理，所述定位结果的上报形式包括：
单次上报，按照较短时间获得的定位结果，直接上报；或者
由粗到精上报，不同定位方法所获得定位结果的时间先后顺序反映精度由粗到细的精度要求先后上报；或者
对UE位置连续跟踪上报，以一定的时间周期或者事件触发形式由粗到精上报定位结果。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：服务无线网络控制器通过操作维护进行参数设置，根据时序依次上报定位结果，在选择一种定位方法处理结束后就上报定位结果或者等所有定位方法处理结束之后，服务无线网络控制器取精度最高的定位结果进行上报。
9、一种紧急呼叫业务的定位系统，其特征在于：包括：
定位控制单元，用于根据用户设备的支持能力选择相应的定位方法，以并行或串行方式触发对用户设备的定位测量；
定位结果获取单元(定位单元)，用于根据定位控制单元的定位测量结果进行定位；以及
上报单元，用以上报所述定位结果。
10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述以并行方式触发对用户设备的定位测量控制是指，定位控制单元同时以至少两种定位方法对用户设备进行定位测量，定位单元根据每种定位方法的测量结果，进行定位结果计算，获取根据由不同的定位方法所获得的定位精度，选取最高精度的结果作为本次定位结果的值。
11、根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述以串行方式触发对用户设备的定位测量是指按照用户设备的响应时间顺序，依次发起不同定位方法的定位测量，一种定位方法结束之后，定位单元根据定位测量结果，进行定位结果计算，并获得该次定位结果，与此同时发起下一次定位方法，获取每一种定位方法的定位结果和/或精度。
12、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：上报单元上报定位结果的形式包括：
单次上报，按照较短时间获得的定位结果，直接上报定位结果；或者
由粗到精上报，按照根据不同定位方法获取定位结果的时间先后顺序，反映由粗到细的精度要求先后上报定位结果；或者
对用户设备的位置连续跟踪上报，以一定的时间周期或者事件触发形式由粗到精的上报定位结果。
13、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：
紧急呼叫判断单元，用以判断当前呼叫是否为紧急呼叫，如果是，则将用户设备的无线资源控制连接建立在专用信道上。
14、根据权利要求9至13任一项所述的系统，其特征在于：所述定位方法包括：小区标识结合往返时间CELLID+RTT定位方法，观察到达时间差OTDOA定位方法以及辅助GPS定位方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |