JP5410607B2

JP5410607B2 - 端末の測位方法及び端末の測位システム

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Publication number: JP5410607B2
Application number: JP2012523190A
Authority: JP
Inventors: 音高; 昊呉
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: US8929923B2; WO2011015074A1; EP2464181A4; CN101990299A; EP2464181A1; US20120122473A1; BRPI1006485A2; JP2013501436A; EP2464181B1

Description

本発明は無線セルラ通信システムに係り、具体的には、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）及び及ＬＴＥの進化（ＬＴＥ−Ａ）移動通信システムに、基地局により端末を測位する方法である。

ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）のネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（ＥｖｏｌｖｅｄＵＴＲＡＮ）基地局ｅＮＢ（ＥｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）と進化型パケットコアＥＰＣ（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅ）より構成され、ネットワークがフラット化になっている。また、ＥＵＴＲＡＮが、ＥＰＣとＳ１インターフェースにより接続するｅＮＢのコレクションを含み、ｅＮＢの間にＸ２により接続することができる。Ｓ１、Ｘ２は論理的なインタフェースである。一つのＥＰＣが一つまたは複数のｅＮＢを管理することができ、一つのＮｏｄｅＢが複数のＥＰＣに制御され、一つのｅＮＢは一つまたは複数のエリアを管理することができる。ＬＴＥ−Ａシステムは、ＬＴＥシステムから進化してきたシステムであり、そのネットワークアーキテクチャがＬＴＥと同じである。さらに、ネットワークアーキテクチャには、操作管理システム（ＯＡＭ）があるので、その中の一つまたは複数のインターネット要素を操作し管理することができる。

また、一つのネットワークを創立し運営するのは、多くの作業を行う必要があるが、例えば、企画、配置、最適化、計算、調整、テスト、エラーの防備、失敗の低減、自らの回復、如何なる運営コストと保守コストを低減するかは、運営者が注目している主なテーマである。一方、ユーザーに対して、利用手順（フロー）を簡単化する必要があり、例えば、ＨｏｍｅＮｏｄｅＢ装置を例とすると、ユーザーが入手すると、プラグ・アンド・プレイする商品であり、電源投入すると自動的に配置操作ができることが期待される。次世代モバイルネットワークの傾向は、自分構成、自分最適化、自分適応型になるのが当然であり、人為的な要因でネットワークに対する影響がますます小さくなることから、自分組織化ネットワークの概念を提示する。自分組織化ネットワークは、自分構成、自分最適化という二つの方面を含む。自分最適化には、カバレッジ最適化、モバイル最適化を含み、その中で、カバレッジ最適化がカバレッジのミスに対する検出及びカバレッジ不十分の検出に及ぼすが、モバイル最適化が現行のエリアに発生した各種の切り替えイベントに係わる情報を収集し分析する必要があり、そのイベントが発生する際に、端末の位置情報が以上の最適化場面における分析に極めて重要な役割を果たしている。

既存の測位方法は以下の幾つかがある。ＣＥＬＬ−ＩＤ、ＣＥＬＬ−ＩＤ＋ＲＴＴ（ＲｏｕｎｄＴｒｉｐＴｉｍｅ）、ＯＴＤＯＡ（ＯｂｓｅｒｖｅｄＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｃｅＯｆＡｒｒｉｖａｌ）であり、その中で、ＣＥＬＬ−ＩＤ測位方法は最も基本的な測位方法であり、モバイルステーションが所在のセルラーエリアのＩＤ番号によって、ユーザーの所在の位置を推定することができる。ＣＥＬＬ−ＩＤ技術における測位の正確度はセルラーエリアの半径によるものであるが、即ち、モバイルステーションの所在エリアの大きさとして、数百メートル乃至数十キロメートルなどである。郊外、農村でカバーされるエリアは大きいので、この場合に、ＣＥＬＬ−ＩＤで測位の正確度があまりよくない。市内でカバーされるエリアは小さいので、普通エリアの半径は１−２Ｋｍである。高密度の市区に対して、マイクロセルを利用すると、エリアの半径は数百メートルになる可能性がある。この時、それに対応してＣＥＬＬ−ＩＤで測位の正確度は数百メートルと高くなる。他の技術と比べて、ＣＥＬＬ−ＩＤの測位技術の正確度が一番低い。高正確度の緊急サービスが必要ある場合には、ＣＥＬＬ−ＩＤでは満足できなくなる。一方、ＣＥＬＬ−ＩＤでの測位について、モバイルステーションの測位測定が必要なく、さらにエアーインタフェースの測位のシグナル伝達も少ないので、測位の応答時間が短くなり、一般的に３ｓ以内である。

ＣＥＬＬ−ＩＤ＋ＲＴＴ（ＲｏｕｎｄＴｒｉｐＴｉｍｅ）は、ＣＥＬＬ−ＩＤの測位技術の上で革新した技術であるが、当時端末のサービスエリアのＣＥＣＥＬＬ−ＩＤと、端末から当時の基地局までのＲＴＴ情報とを利用して測位する。

ＯＴＤＯＡ（ＯｂｓｅｒｖｅｄＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＯｆＡｒｒｉｖｉａｌ）は、ＧＳＭネットワークにおけるＥ−ＯＴＤ（ＥｎｈａｎｃｅｄＯｂｓｅｒｖｅｄＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）と類似しているが、モバイルステーションによって、異なる基地局の下りパイロット信号を測定すると、その異なる基地局の下りパイロットのＴＯＡ（ＴｉｍｅｏｆＡｒｒｉｖｉａｌ，到着時刻）が得られる。当該測定結果と基地局の座標によって、適宜な測位推算方法を利用して、モバイルステーションの位置を算出する。

ネットワークの実践中、端末がユーザーの装置であるため、直接にユーザーの感受に影響を与えるので、端末を測位する場合に、どうように基地局の情報を充分に利用して測位するのかは、端末のエネルギー消耗を低減させ、ユーザーの感受の満足度を向上させるかに関連する。したがって、ユーザーの端末が連結中になっている場合に、どうように基地局の情報を充分に利用して、端末を測位するのは、本発明が対処する重要な問題である。

本発明は、現在の端末を測位する際に高消耗でユーザーの満足度が低下するという問題に鑑みて提出されており、上述した問題を解決するための端末の測位の方法を提供することを目的とする。

本発明は、基地局が、位置報告メッセージを拡張することにより、又は、位置報告メッセージとは異なる独立なメッセージにより、測位メッセージを構築するステップと、測位メッセージを測位判断センターに送信するステップと、を備え、測位判断センターが、測位メッセージを用いることによって端末を測位するステップを備えた、端末の測位方法であって、測位メッセージは、端末から当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴの関連情報、端末の当時の所在のサービスエリアのグローバル識別子、端末の情報、隣接エリアの信号情報、及び、当時のサービス基地局の経度と緯度の情報を含み、隣接エリアの信号情報は、隣接エリアのグローバル識別子、エリアの基準信号の受信電力、及び／又は、隣接エリアの基準信号の受信品質を含むことを特徴とする。

また、端末から当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴの関連情報は、ＲＴＴ、或いは、ＲＴＴにより算出した端末から当時のサービス基地局までの距離である。

また、端末の情報は、端末の国際モバイル加入者識別番号ＩＭＳＩ、基地局と端末とのＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグ、及び、モバイル管理実体と端末とのＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグのうちの一つ又は複数を含む。

また、測位メッセージは、さらにパスロス情報を含み、測位メッセージを用いることによって端末を測位するステップは、さらに、パスロス情報によって、複数のエリアからなる可能な範囲における端末のクロス情報を獲得するステップを含み、測位判断センターが、クロス情報によって、端末を測位するステップを含む。

また、測位判断センターが、コアネットワーク要素または操作管理システムにある。

本発明は、基地局及びコアネットワーク要素を備えた、基地局による端末の測位システムであって、基地局は、位置報告メッセージを拡張することにより、又は、独立なメッセージにより、測位メッセージを構築する構築ユニットと、測位メッセージをコアネットワーク要素に配置された測位判断センターに送信する送信ユニットと、を備え、測位メッセージは、端末から当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴの関連情報、端末の当時の所在のサービスエリアのグローバル識別子、端末の情報、隣接エリアの信号情報、及び、当時のサービス基地局の経度と緯度の情報を含み、隣接エリアの信号情報は、隣接エリアのグローバル識別子、隣接エリアの基準信号の受信電力、及び／又は、隣接エリアの基準信号の受信品質を含むことを特徴とする。

本発明により、基地局から測位メッセージを獲得することができ、測位判断センターに報告することができて、取得した測位メッセージによって、端末の位置を推計して、端末の測位によって、カバレッジ最適化、モバイル最適化などの問題を解決するには有利であると同時に、基地局から取得した情報を十分に利用して測位すれば、ＵＥのエネルギー消耗を低減することに役立つ。

ここで説明する図面は、本発明を理解させるためのものであり、本発明の一部を構成し、本発明における実施例と共に本発明を解釈するためのものであって、本発明を不当に限定するものではない。

本発明の実施例に係る端末を測位する方法のフローチャートである。本発明の第一実施例による端末を測位するフローチャートである。本発明の第二実施例による端末を測位するフローチャートである。本発明の第三実施例による端末を測位するフローチャートである。本発明の一つの実施例による測位メッセージのブロック図である。端末の測位を示す図である。端末の複数のエリアでの可能範囲にクロスするにより獲得した端末の位置メッセージを示す図である。本発明の実施例による装置を示す図である。

以下、図面と実施例を参照しながら、本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の実施例における基地局によって端末を測位する方法のフローチャートであるが、この方法は、拡張位置の報告メッセージまたは独立メッセージで測位メッセージを構築するステップＳ１０２、測位メッセージを測位の判断センターに送信するステップＳ１０４及びその測位メッセージによって端末を測位するステップＳ１０６を含む。

関連技術によれば、基地局の情報を充分に利用して測位を実現することなく、端末のエネルギー消耗が増加し、直接にユーザーの満足度に影響を与えている。本発明の実施例による方法では、構築した測位メッセージを測位判断センターに送信することによって、端末のエネルギー消耗が減少するため、ユーザーの満足度を向上させることができる。

測位メッセージは、端末から当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴに係わる情報と、当時端末の所在エリアのグローバルフラグと、端末情報と、隣エリア信号の情報を含むことが好ましい。前記情報を提供することによって、より正確な測位ができる。

端末から当時のサービス基地局までの送信と受信の往復時間情報がＲＴＴであるが、またはＲＴＴによって算出した端末から当時のサービス基地局までの距離である。そして、もし当該情報がＲＴＴであれば、測位判断センターにより、ＲＴＴによって端末から当時のサービス基地局までの距離を算出することができ、もし当該情報がＲＴＴによる算出した端末から当時のサービス基地局までの距離であれば、測位判断センターが直接に当該距離を利用して測位することができ、判断の速度を加速して、測位の効率も向上することが好ましい。

端末情報は、端末の国際モバイル加入者識別番号ＩＭＳＩ、基地局と端末のＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグ、及び、モバイル管理実体と端末のＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグのうちの一つ又は複数を含むことが好ましい。

隣エリア信号情報は、隣エリアのグローバルフラグ、隣リエリアの基準信号の受信電力及び/又は隣エリアの基準信号の受信品質を含むことが好ましい。

測位メッセージは、さらに、当時のサービス基地局の経度と緯度情報を含むことが好ましい。当該情報により、測位判断センターは、さらに直接で正確に測位することができる。

測位メッセージは、さらに、パスロス情報を含み、測位メッセージにより端末を測位するのは、さらに、パスロス情報を利用して、端末が複数エリアにある可能範囲のクロス情報を取得するステップ、及び判断センターが、クロス情報によって端末を測位するステップを含むことが好ましい。

仮に、測位判断センターが、コアネットワークソリューション（ＭＭＥ）または操作管理システム（ＯＡＭ）にあるものである。

図２を参照して、具体的な実施例は以下の通りである。
ＭＭＥは、ＬＯＣＡＴＩＯＮＲＥＰＯＲＴＩＮＧＣＯＮＴＲＯＬメッセージによって、当時のＵＥの位置を報告することをｅＮＢに要求され、リクエストタイプ、イベントと報告内容を含み、イベントは、Ｄｉｒｅｃｔ，Ｃｈａｎｇｅｏｆｓｅｒｖｉｃｅｃｅｌｌ，ＳｔｏｐＣｈａｎｇｅｏｆｓｅｒｖｉｃｅｃｅｌｌの三つで定義されたが、報告内容が、エリアのグローバルフラグを含む（ステップ１）。

ｅＮＢは、当該制御メッセージを受信した後、処理が成功すれば、リクエストタイプによって、ＭＭＥに報告して、ＬＯＣＡＴＩＯＮＲＥＰＯＲＴメッセージにより報告する。報告内容が、当時のサービスエリアのグローバルフラグを含む。ここで、本発明の実施例が拡張して、報告内容がさらに、端末からサービスエリアまでの送信と受信の往復時間ＲＴＴ、または基地局が計算により換算された端末からサービスエリアまでの距離（ＲＴＴ^＊３^＊１０^∧８／２）を含むことができ、さらに、報告内容が、端末が測定した隣エリアの測位メッセージを含み、測位メッセージが、隣エリアのグローバルフラグ及び端末が最新で測定した隣エリアのＲＳＲＰ及び／またはＲＳＲＱを含むことができ、さらに、基地局自身の地理位置情報、例えば基地局が企画された経度と緯度情報を測位メッセージに載せることもできる。一方、処置が失敗したら、ステップ3に移行する（ステップ２）。

ｅＮＢは、失敗の原因を含むＬＯＣＡＴＩＯＮＲＥＰＯＲＴＦＡＩＬＵＲＥＩＮＤＩＣＡＴＩＯＮメッセージをＭＭＥに送信する（ステップ３）。

図３を参照して、具体的な第二実施例が以下の通りである。
ｅＮＢは、必要に応じて、当時の端末に関連する測位メッセージをＭＭＥに報告して、例えば定期的に報告すること、またはＭＭＥからのリクエストによって報告をトリガすることである（ステップ１）。

ｅＮＢは、測位の報告メッセージを構築する。メッセージ内容は、端末と関連する情報（例えば、端末のＩＭＳＩ、及び／又は、基地局と端末のＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグ、及び／又は、モバイル管理実体とＵＥのＳ１にある唯一の連接フラグ）と、報告端末の当時のサービスエリアのグローバルフラグと、端末からサービスエリアまでのＲＴＴと、基地局が計算により換算された端末からサービスエリアまでの距離とを含むことができる。さらに、報告内容は、端末が測定した隣エリアの測位メッセージを含み、測位メッセージが、隣エリアのグローバルフラグ及び端末が最新に測定した隣エリアのグローバルフラグＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱを含むことができる。さらに、基地局の自身の地理位置情報、例えば基地局が企画された経度と緯度情報を測位メッセージに載せることができる。図５に示すように、測位メッセージが独立なメッセージを構築することによって実現することもできる（ステップ２）。

図４を参照して、具体的な第三実施例が以下の通りである。
ｅＮＢは、必要に応じて、当時の端末と関連する測位メッセージをＯＡＭに報告して、例えば定期的に報告すること、またはＯＡＭからのリクエストによって報告をトリガすることである（ステップ１）。

ｅＮＢは、測位の報告メッセージを構築する。メッセージ内容は、端末と関連する情報（例えば、端末のＩＭＳＩ、及び／又は、基地局と端末のＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグ、及び／又は、モバイル管理実体とＵＥのＳ１にある唯一の連接フラグ）と、報告端末の当時のサービスエリアのグローバルフラグと、端末からサービスエリアまでのＲＴＴと、基地局が計算により換算された端末からサービスエリアまでの距離とを含むことができる。さらに、報告内容は、端末が測定した隣エリアの測位メッセージを含み、測位メッセージが、隣エリアのグローバルフラグ及び端末が最新に測定した隣エリアのグローバルフラグＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱを含むことができる。さらに、基地局の自身の地理位置情報、例えば基地局が企画された経度と緯度情報を測位メッセージに載せることができる（ステップ２）。

前記全ての実施例には、測位判断センターが当該情報を取得したときに、さまざまな判断方法によって、端末を測位することができ、測位判断センターがＭＭＥまたはＯＡＭにあることができる。例えば、図６に示すように、現在のサービスエリアのカバレッジ範囲及びＲＴＴによる算出した端末から基地局の距離により、端末の概略位置を推定することができる。全方位エリアとアーク形エリアには区別がある。また、報告された隣エリアの信号品質について、例えば、略の判断方式として、隣エリアの信号の強さと隣エリアのレイアウト位置とにより、当時の端末位置を推定する。通常、端末は、信号品質が良い基地局との距離が短い。しかしながら、図７に示すように、端末が測定したエリアの信号品質の良さは、パスロスと直接的な関係があるので、パスロスが大きいほど、信号品質が悪くなり、したがって、さらに正確に端末の報告したパスロス情報を利用して、或いは基地局がＰａｔｈｌｏｓｓ＝パイロット送信電力−ＲＳＲＰの算式によって、パスロスと隣エリアにカバレッジされた信号の伝播モデルと比較することにより、当該端末が隣エリアにある可能な範囲が取得されて、端末が複数エリアにある可能な範囲を交差した後、比較的正確な可能範囲を取得することができる。

図８は本発明の実施例による基地局を利用して端末を測位する一つの装置である。当該装置は、拡張位置によってメッセージを報告する又は独立なメッセージによって測位メッセージを構築する構築ユニット８２と、測位メッセージを測位判断センターに送信する送信ユニット８４と、測位メッセージを利用して端末を測位する測位ユニット８６を含む。

なお、上述した本発明の各モジュールまたはステップは、汎用のコンピュータ装置により実現することができ、単一のコンピュータ装置に集中して配置されてもよく、複数のコンピュータ装置からなるネットワークに配置されてもよい。また、コンピュータ装置が実行可能なプログラムコードにより実現されてもよい。これにより、記憶装置に記憶されてコンピュータ装置により実行される。或いは、それぞれを各々の集積回路モジュールに作成するか、それらの中の複数のモジュールまたはステップを単一の集積回路モジュールに作成することにより実現することができる。このように、本発明は、いずれの特定のハードウェアとソフトウェアの組み合わせにも限定されない。

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の精神や原則内での如何なる修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims

基地局が、位置報告メッセージを拡張することにより、又は、前記位置報告メッセージとは異なる独立なメッセージにより、測位メッセージを構築するステップと、前記測位メッセージを測位判断センターに送信するステップと、を備え、前記測位判断センターが、前記測位メッセージを用いることによって、端末を測位するステップを備えた、端末の測位方法であって、
前記測位メッセージは、前記端末から当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴの関連情報、前記端末の当時の所在のサービスエリアのグローバル識別子、前記端末の情報、隣接エリアの信号情報、及び、前記当時のサービス基地局の経度と緯度の情報を含み、
前記隣接エリアの信号情報は、前記隣接エリアのグローバル識別子、前記エリアの基準信号の受信電力、及び／又は、前記隣接エリアの基準信号の受信品質を含む
ことを特徴とする端末の測位方法。
前記端末から前記当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴの関連情報は、前記ＲＴＴ、或いは、前記ＲＴＴにより算出した前記端末から前記当時のサービス基地局までの距離であることを特徴とする請求項１に記載の端末の測位方法。
前記端末の情報は、前記端末の国際モバイル加入者識別番号ＩＭＳＩ、基地局と前記端末とのＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグ、及び、モバイル管理実体と前記端末とのＳ１インタフェースにある唯一の連接フラグのうちの一つ又は複数を含むことを特徴とする請求項１に記載の端末の測位方法。
前記測位メッセージは、さらにパスロス情報を含み、
前記測位メッセージを用いることによって前記端末を測位するステップは、さらに、
前記パスロス情報によって、複数のエリアからなる可能な範囲における前記端末のクロス情報を獲得するステップを含み、
前記測位判断センターが、前記クロス情報によって、前記端末を測位するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の端末の測位方法。
前記測位判断センターが、コアネットワーク要素または操作管理システムにあることを特徴とする請求項１に記載の端末の測位方法。
基地局及びコアネットワーク要素を備えた、端末の測位システムであって、
前記基地局は、
位置報告メッセージを拡張することにより、又は、前記位置報告メッセージとは異なる独立なメッセージにより、測位メッセージを構築する構築ユニットと、
前記測位メッセージを前記コアネットワーク要素に配置された測位判断センターに送信する送信ユニットと、を備え、
前記コアネットワーク要素は、
前記測位判断センターに配置された、前記測位メッセージを用いることによって、前記端末を測位する測位ユニットを備え、
前記測位メッセージは、前記端末から当時のサービス基地局までの送信及び受信の往復時間ＲＴＴの関連情報、前記端末の当時の所在のサービスエリアのグローバル識別子、前記端末の情報、隣接エリアの信号情報、及び、前記当時のサービス基地局の経度と緯度の情報を含み、
前記隣接エリアの信号情報は、前記隣接エリアのグローバル識別子、前記隣接エリアの基準信号の受信電力、及び／又は、前記隣接エリアの基準信号の受信品質を含む
ことを特徴とする端末の測位システム。