專利名稱:將基于終端的定位方法能力通知網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明一般涉及用于確定蜂窩網(wǎng)內(nèi)移動終端位置的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)和方法,尤其涉及根據(jù)可得到的網(wǎng)絡(luò)定位方法和移動終端本身的定位能力確定最佳的定位方法。
背景技術(shù):
蜂窩遠(yuǎn)程通信始終是增長最快和需求最大的遠(yuǎn)程通信應(yīng)用之一。當(dāng)今,它體現(xiàn)了全球所有新的電話訂戶中大的且連續(xù)增長的百分?jǐn)?shù)。在1982年成立的一個標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體,歐洲遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)研究所(ETSI),系統(tǒng)地闡述了全球移動通信系統(tǒng)(GSM)數(shù)字化移動蜂窩無線電系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。
現(xiàn)在參考附圖的圖1,在此示出GSM公共陸地移動網(wǎng)(PLMN),如蜂窩網(wǎng)10,依次由多個區(qū)域12組成,每個帶有一個移動交換中心(MSC)14和在其中的一個綜合的訪問者位置寄存器(VLR)16。MSC/VLR區(qū)域12,依次包括多個位置區(qū)(LA)18,被規(guī)定為一個給定的MSC/VLR區(qū)域12的部分,在其中,一個移動站(MS)(終端)20可以自由地移動而不需要給控制LA18的MSC/VLR區(qū)域12發(fā)送修正位置信息。將每個位置區(qū)18分為許多蜂窩22。移動站(MS)20是物理設(shè)備,例如汽車電話或其他的便攜式電話,由移動用戶用于互相之間,和用戶網(wǎng)以外的用戶,既用有線又用無線,與蜂窩網(wǎng)10通信。
MSC14與至少一個基站控制器(BSC)23通信,該控制器,依次,與至少一個基本發(fā)送接收機(jī)站(BTS)24保持聯(lián)系。BTS是物理設(shè)備,為簡單起見,作為一個無線電塔示出,對其負(fù)責(zé)的小區(qū)22提供無線電覆蓋。應(yīng)該理解,BSC23可被連接到幾個基本發(fā)送接收機(jī)站24,并可作為單獨(dú)安裝的節(jié)點(diǎn)或與MSC14合在一起實(shí)施。在任何一種情況下,BSC23和BTS24部件,作為一個整體,通常被稱為基本站系統(tǒng)(BSS)25。
再參考圖1,PLMN服務(wù)區(qū)域或蜂窩網(wǎng)10包括一個歸屬位置寄存器(HLR)26,它是一個保持所有用戶信息的數(shù)據(jù)庫,例如,用戶的前導(dǎo)文件,當(dāng)前的位置信息,國際移動用戶身份(IMSI)號碼,和其他的管理信息。HLR26可以與給定的MSC14一起放置,與MSC14合在一起,或者另一種方案,可為多個MSC14服務(wù),后者示于圖1中。
VLR16是一個數(shù)據(jù)庫,包含當(dāng)前位于MSC/VLR區(qū)域12內(nèi)有關(guān)所有移動站20的信息。如果一個MS20在一個新的MSC/VLR區(qū)域12中漫游,連到MSC14的VLR16將從HLR數(shù)據(jù)庫26請求有關(guān)移動站20的數(shù)據(jù)(同時通知HLR26有關(guān)MS20的當(dāng)前位置)。因此,如果MS20的用戶接著想要打電話,本地的VLR16將擁有必要的識別信息而不需要重新詢問HLR26。采用以前描述過的方式,VLR和HLR數(shù)據(jù)庫16和26,分別,包含與給定的MS20有關(guān)的各種用戶信息。
確定蜂窩網(wǎng)10內(nèi)MS20的地理位置近來對于范圍廣泛的應(yīng)用已成為重要的事。例如,定位服務(wù)可被運(yùn)輸和出租汽車公司用于確定它們的車輛的位置。另外,對于緊急呼叫,例如,911呼叫,移動終端20的精確位置對于緊急狀況的后果可能是極其重要的。而且,定位服務(wù)可用于確定被盜車輛的位置,用于檢測收費(fèi)較低的家庭地帶呼叫,用于檢測微小區(qū)的熱點(diǎn),或者為用戶確定,例如,最近的加油站,飯店,或醫(yī)院。
如附圖的圖2中所見,基于網(wǎng)絡(luò)定位請求,為MS200服務(wù)的基站系統(tǒng)(BSS)(220和240)產(chǎn)生定位數(shù)據(jù),被發(fā)送到移動交換中心(MSC)260。然后將這種定位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交到移動定位中心(MPC)270,用于計算MS200的地理位置。然后可將MS200的位置發(fā)送到請求定位的應(yīng)用280。另一種方案,請求應(yīng)用280可位于MS200本身內(nèi)或網(wǎng)絡(luò)(MSC/VLR260)內(nèi)。
為了精確地確定MS200的位置,需要來自三個或更多的分離的基本發(fā)送接收機(jī)站(210,220,和230)的定位數(shù)據(jù)。對于GSM系統(tǒng)的這種定位數(shù)據(jù)可包括,例如,定時提前(TA)值,相應(yīng)于MS200必須發(fā)送一個消息以便BTS220在分配給MS200的時隙中接收它的時間提前量。當(dāng)一個消息從MS200發(fā)送到BTS220時,有傳播延時,這取決于MS200和BTS220之間的距離。TA值被表達(dá)成位周期,可在從0到63的范圍內(nèi),每個位周期相應(yīng)于MS200和BTS220之間大約550米。然而,應(yīng)該理解,對于一種基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法,可采用對于任何蜂窩系統(tǒng)的時間,距離,或角度的估值,代替在此討論的TA值。
一旦對于一個BTS220確定了TA值,在MS200和此特定的BTS220之間的距離就知道了,但不是實(shí)際的位置。例如,如果TA值等于1,MS200可在沿著550米半徑上的任何地方。來自兩個BTS,例如,BTS210和220的兩個TA值,提供MS200可被定位的兩個可能的點(diǎn)(兩個半徑在此相交)。然而,利用來自三個BTS,例如,BTS210,220和230的三個TA值,可以一定的精確度確定MS200的位置。利用三角測量算法。具有三個TA值和與每個BTS(210,220,和230)有關(guān)的場地位置數(shù)據(jù)的知識,可由移動定位中心270確定(以一定的精確度)移動站200的位置。
因此,定時提前(TA)值從原先的(正在服務(wù)的)BTS220和兩個相鄰的(目標(biāo))BTS(210和230)得到。為了對每個目標(biāo)BTS(210和230)確定TA值,必須進(jìn)行對BTS(210和230)中每一個的定位轉(zhuǎn)交。定位轉(zhuǎn)交類似于通常的異步轉(zhuǎn)交。目標(biāo)BTS,例如,BTS210,通過CHANNEL ACTIVATION消息中一種新的ACTIVATION TYPE將定位轉(zhuǎn)交與通常的轉(zhuǎn)交區(qū)分開。與通常的轉(zhuǎn)交不同,基于從MS 200接收到HANDOVER ACCESS消息,目標(biāo)BTS210只計算TA值,并不對移動站200作出響應(yīng),也就是,沒有PHYSICAL INFORMATION發(fā)送到MS200。這樣,在由MS200內(nèi)部計數(shù)器規(guī)定的時間周期終止后,例如320毫秒以后,MS200將接著返回到由原先的BTS220分配的以前的信道。
另一種方案,MS200本身可在蜂窩網(wǎng)205內(nèi)定位自身。例如,MS200可有內(nèi)裝的全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī),用于確定MS200的位置。另外,MS200可以根據(jù)BTS220發(fā)出信號的時間和MS200接收信號的時間之間所觀測到的時間差(OTD),收集定時數(shù)據(jù)??蓪⑦@種時間差信息發(fā)送到MPC270用于計算MS200的位置,或MS200本身,利用BTS220的定位知識,可以確定它的位置。參考美國專利NO.5724660,其中討論了基于各種網(wǎng)絡(luò)和基于終端的定位方法。
因為市場需要更高的精確度,例如FCC階段II E-911服務(wù),可以執(zhí)行定位測量的移動站200被預(yù)料會在市場上泛濫。然而,為了使網(wǎng)絡(luò)205足夠靈活的按情況選取最佳定位方法,網(wǎng)絡(luò)205擁有所有包括在內(nèi)的節(jié)點(diǎn),基于網(wǎng)絡(luò)的和基于MS的,定位能力的知識是必要的。因此,根據(jù)所有可得到的定位方法,網(wǎng)絡(luò)(MPC270)可在所有輸入因素已被考慮以后,有能力選擇或者是基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法或是基于MS的定位方法。這樣的輸入因素包括所要求的服務(wù)質(zhì)量,要求的日期時間,要求的應(yīng)用,用戶的預(yù)訂狀況,以及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)205和用戶終端200的定位方法能力。
因此,本發(fā)明的一個目的是使蜂窩網(wǎng)能夠根據(jù)所有基于網(wǎng)絡(luò)的和基于終端的定位方法來確定最佳定位方法。
本發(fā)明的另一個目的是通知服務(wù)于定位區(qū)域的蜂窩網(wǎng),要被定位的移動終端是用所有可得的基于終端的定位方法定位的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)和方法,用于使蜂窩網(wǎng)能夠在具有所有可得到的基于網(wǎng)絡(luò)和基于終端的定位方法知識后,確定最佳的定位方法。這可通過移動站(MS)將MS能夠?qū)嵤┑幕诮K端的定位方法目錄發(fā)送到移動交換中心/訪問者位置寄存器(MSC/VLR)來實(shí)現(xiàn)。這份目錄可被,依次,提交到移動定位中心(MPC),用于確定最佳定位方法。例如,在GSM網(wǎng)中,當(dāng)MS用MSC/VLR注冊時,被發(fā)送到MSC/VLR的MS CLASSMARK(分類標(biāo)示)信息,可被擴(kuò)展為包括MS的定位能力。有利的是,通過發(fā)送MS定位能力到MSC/VLR,網(wǎng)絡(luò)在考慮所要求的服務(wù)質(zhì)量后,可為特定的定位請求選擇最佳可得到的定位方法。
具體地說,本發(fā)明提供一種用于確定在可利用的定位方法中的最佳定位方法的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng),該方法用于對蜂窩網(wǎng)中多個移動終端中給定的一個終端進(jìn)行定位,所述的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的特征在于在所述的蜂窩網(wǎng)內(nèi)的移動交換中心,所述的給定的移動終端與所述的移動交換中心進(jìn)行無線通信,所述的給定的移動終端具有有關(guān)的基于終端的定位方法信息,所述的給定的移動終端發(fā)送具有所述的基于終端的定位方法的信息到所述的移動交換中心;和與所述的移動交換中心通信的定位節(jié)點(diǎn),所述的定位節(jié)點(diǎn)具有存儲在內(nèi)的基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法信息,所述的移動交換中心發(fā)送所述的基于終端的定位方法信息到所述的定位節(jié)點(diǎn),所述的定位節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述的基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法信息和所述的基于終端的定位方法信息確定所述的最佳定位方法,所述的定位節(jié)點(diǎn)利用所述的最佳定位方法對所述的給定的移動終端定位。
一種用于確定在可利用的定位方法中的最佳定位方法的方法,用于對蜂窩網(wǎng)內(nèi)多個移動終端中給定的一個終端進(jìn)行定位,所述方法的特征在于以下步驟由所述的給定的移動終端發(fā)送具有基于終端的定位方法信息到所述的蜂窩網(wǎng)內(nèi)的一個移動交換中心,所述的移動交換中心與所述的給定的移動終端進(jìn)行無線通信;將基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法信息存儲在與所述的移動交換中心通信的定位節(jié)點(diǎn)內(nèi);由所述的移動交換中心將所述的基于終端的定位方法信息發(fā)送到所述的定位節(jié)點(diǎn);由所述的定位節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述的基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法信息和所述的基于終端的定位方法信息來確定所述的最佳定位方法;和由所述的定位節(jié)點(diǎn)利用所述的最佳定位方法來確定所述的蜂窩網(wǎng)內(nèi)給定的移動終端的位置。
在包括一個移動交換中心的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用的一種移動終端,其特征在于該移動終端包括有關(guān)基于移動終端的定位方法能力的信息,并用于在Classmark消息中將有關(guān)定位方法能力的所述信息發(fā)送給所述移動交換中心。
下面將參考附圖描述所公開的發(fā)明,圖中示出了本發(fā)明的重要樣板實(shí)施方案并結(jié)合到該說明書中作為參考,其中圖1是一種通常的陸-基無線遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的方框圖;圖2示出一種樣板定位轉(zhuǎn)交,其中定位數(shù)據(jù)由一個目標(biāo)基本發(fā)送接收機(jī)詢問并發(fā)送到服務(wù)基站控制器;圖3是用作說明在由移動終端發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的CLASSMARK信息消息中包括基于終端的定位方法的方框圖;圖4示出依據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案的一種確定最佳定位方法的樣板步驟;和圖5示出在一種示范性定時提前定位方法中的步驟。
具體實(shí)施例方式
將特別參考目前最佳的示范性實(shí)施方案來描述本申請的大量革新內(nèi)容的講授。然而,應(yīng)該理解,此類實(shí)施方案提供的只是許多有利于使用革新講授內(nèi)容的幾個例子。一般,在本申請的說明中所作的敘述不必將任何不同的發(fā)明定界。而且,某些敘述可能適用于某些發(fā)明的特征,但并不適用其他的。
現(xiàn)在參考附圖的圖3,當(dāng)一個請求應(yīng)用(RA)380為一個特定的移動站(MS)300發(fā)送定位請求到服務(wù)于MS300當(dāng)前所在的位置區(qū)(LA)305的移動定位中心(MPC)370,RA380也可包括服務(wù)質(zhì)量信息,例如,數(shù)據(jù)速率和/或由執(zhí)行定位的蜂窩網(wǎng)(MPC370)返回的定位信息可靠性。為了滿足這些服務(wù)質(zhì)量的要求,MPC370必須選擇可得到的最佳定位方法。定位方法可以是基于網(wǎng)絡(luò)的,例如,定時提前(TA)方法,到時(TOA)方法,或到達(dá)角(AOA)方法,或者是基于終端的,例如,全球定位系統(tǒng)(GPS)方法,觀測到的時間差(OTD)方法,或者增強(qiáng)的OTD方法。為了使MPC370具有基于終端的定位方法的知識,這種信息必須在接收定位請求以前發(fā)送到MPC370。
因此,當(dāng)MS300用MSC/VLR350注冊時,MS300的定位能力可被發(fā)送到服務(wù)的移動交換中心/訪問者位置寄存器(MSC/VLR)350。例如,在GSM系統(tǒng)中,正如在技術(shù)上已理解的那樣,MS300定位方法能力可以利用已有的GSM消息BSSMAP CLASSMARK UPDATE 310,傳送到MSC/VLR350。特別是,“classmark information element 3”310可被擴(kuò)展為包括MS300定位能力。classmark information message310,典型情況下描述MS300的屬性,例如加密能力,所支持的RF功率水平和短消息能力。在來自MSC/VLR350的BSSMAP CLASSMARKREQUEST消息以后,在當(dāng)MS300希望給MSC/VLR350指明定位能力的改變的專用模式期間,MS300的定位方法可以作為被控制的以前的classmark發(fā)送的部分發(fā)送到網(wǎng)絡(luò),在這種情況下,MS300可發(fā)送classmark information 3的消息310,或在定位轉(zhuǎn)交期間,在這種情況下,或者可發(fā)送CLASSMARK UPDATE到目標(biāo)基站控制器(BSC)(未示出),或者可發(fā)送包括MS300定位能力的HANDOVER REQUEST到目標(biāo)BSC。
新的CLASSMARK信息應(yīng)該對MSC/VLR350指明是否MS300可支持基于終端的定位,所支持的基于終端的定位方法的類型,和是否MS300能夠根據(jù)它自身執(zhí)行的定位測量實(shí)施定位計算。應(yīng)該指出,其他的有關(guān)信息也可包括在給MSC/VLR350的消息中。
一旦MSC/VLR350接收到基于終端的定位方法,該信息可被發(fā)送服務(wù)的MPC370供以后用于確定最佳定位方法。然而,應(yīng)該理解,MPC370可與MSC/VLR350共同放置,因而,該信息不需要發(fā)送到分離的節(jié)點(diǎn)。
現(xiàn)在參考附圖的圖4,當(dāng)包括MS300定位能力的classmarkinformation 310已被發(fā)送到MSC/VLR350(步驟400)和轉(zhuǎn)交到MPC370(步驟410)以后,當(dāng)定位請求來到MPC370(步驟420)時,MPC370必須根據(jù)可得到的基于網(wǎng)絡(luò)的和基于終端的定位方法和由RA380所要求的服務(wù)質(zhì)量確定最佳定位方法(步驟425)。一旦定位方法已被選定,例如,或者是基于網(wǎng)絡(luò)或者是基于終端的方法(步驟425),定位請求,隨同定位方法,被發(fā)送到服務(wù)的MSC/VLR350(步驟430和440)。然后服務(wù)的MSC/VLR350將定位請求交給服務(wù)的基站控制器(BSC)340(步驟435和445)。如果MS300是處于休閑模式,則服務(wù)的MSC/VLR350必須查詢MS300,并在將定位請求遞交給BSC340(步驟435和445)以前建立對MS300的呼叫,此呼叫并不激活在MS300上的振鈴音,因而并不引起MS300的注意。
如果定位方法是一種基于網(wǎng)絡(luò)的定位方法(步驟425),那末BSC340從至少一個服務(wù)的基本發(fā)送接收機(jī)站(BTS)320得到定位數(shù)據(jù)(步驟450)(雖然典型情況下采用三個BTS320),并將此定位數(shù)據(jù)通過MSC/VLR350發(fā)送到MPC370(步驟455)用于計算MS300的位置(步驟460)。然而,如果定位方法是基于終端的定位方法(步驟425),BSC340通過服務(wù)BTS320發(fā)送定位請求到MS300(步驟470),MS300收集定位數(shù)據(jù)(步驟475),如果MS300具有計算能力(步驟480),MS300確定它的位置(步驟485)。然而,如果MS300沒有能力根據(jù)所獲得的定位數(shù)據(jù)計算它的位置(步驟480),MS300將定位數(shù)據(jù)通過BSC340和MSC/VLR350轉(zhuǎn)交到MPC370(步驟490)供計算MS300的位置(步驟495)。
現(xiàn)在參考附圖的圖5,可以連同附圖的圖2進(jìn)行描寫,例如,如MPC270選擇定時提前定位方法,在BSC240從MSC/VLR260接收定位請求后(步驟500),原先的BSC240確定哪個基本發(fā)送接收機(jī)(BTS)220正在為MS200服務(wù)(步驟510),并且如可能的話,從此服務(wù)BTS220獲得定位提前(TA)值(TA1),或其他定位數(shù)據(jù)(步驟520),然后,通過執(zhí)行定位轉(zhuǎn)交(步驟530)從兩個目標(biāo)BTS(210和230)獲得TA值(步驟580)。如果服務(wù)BTS220不支持定位,必須選擇另外的目標(biāo)BTS(未示出)。應(yīng)該指出,如在此討論過的那樣,可采用基于三角測量的其他定位方法,代替獲得TA值。另外,可利用多于三個BTS(210,220和230)實(shí)施對MS200的定位。
通過服務(wù)BSC 240發(fā)送在CHANNEL ACTIVATION消息中的新ACTIVATION TYPE到目標(biāo)BTS230,實(shí)現(xiàn)定位轉(zhuǎn)交到目標(biāo)BTS230之一(步驟530),在所發(fā)送的消息中通知目標(biāo)BTS230,需要執(zhí)行定位轉(zhuǎn)交(步驟540)。然后目標(biāo)BTS230對服務(wù)BSC240確認(rèn)CHANNELACTIVATION消息(步驟550)。
然后,BSC240通過服務(wù)BTS220發(fā)送命令到MS200(步驟560),讓發(fā)送HANDOVER ACCESS消息到目標(biāo)BTS230(步驟570)。在MS200正在等待來自目標(biāo)BTS230的響應(yīng)期間,例如大約320毫秒,目標(biāo)BTS230利用由MS200發(fā)送的訪問脈沖串,測量定時提前值(訪問延時)(TA3)(步驟575),并將此定位數(shù)據(jù)交到服務(wù)BSC240(步驟580)。然后可按與在此以前敘述過的相同的方式對其他目標(biāo)BTS210實(shí)施定位轉(zhuǎn)交。然后由目標(biāo)BTS230測得的TA值(TA3)被服務(wù)BSC250連同從服務(wù)BTS220和其他目標(biāo)BTS210獲得的TA值(TA1和TA2)發(fā)送到MSC/VLR260(步驟585)。
最后,從目標(biāo)BTS230獲得的TA值(TA3),與其他的TA值(TA1和TA2)一起被從MSC/VLR260提交到服務(wù)移動定位中心(MPC)270(步驟590),在其中利用三角測量算法確定MS200的位置(步驟595)。然后MPC270將MS200的地理位置提交請求的應(yīng)用(節(jié)點(diǎn))280(步驟598)。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到,本申請中描述的革新的概念可被修改并在很寬的應(yīng)用范圍內(nèi)變化。因此,專利的主體范圍不應(yīng)該限于所討論的任何特定的示范性講授內(nèi)容。
例如,應(yīng)該指出,裝入或連到用戶的MS的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用或外部的應(yīng)用可利用定位服務(wù)。
另外,應(yīng)該理解,在此被公開的定位系統(tǒng)和方法可被任何蜂窩網(wǎng)采用,包括,但不限于,全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng),個人通信系統(tǒng)(PCS)網(wǎng),AMPS網(wǎng)和D-AMPS網(wǎng)。
權(quán)利要求
1.在包括一個移動交換中心(350)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用的一種移動終端(300),其特征在于該移動終端(300)包括在基于移動終端的定位方法能力的信息,并以Classmark消息(310)將所述定位方法能力的信息發(fā)送給所述移動交換中心(350)。
2.如權(quán)利要求1的移動終端(300),其中所述的Classmark消息是分類標(biāo)示信息3消息。
3.如權(quán)利要求1或2的移動終端(300),當(dāng)該移動終端(300)同該移動交換中心登記時,或當(dāng)接收BSSMAP classmark消息時,它以classmark消息發(fā)送所述的定位能力。
全文摘要
公開了一種遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)和方法,用于使蜂窩網(wǎng)能夠在具有所有可得的基于網(wǎng)絡(luò)和基于終端的定位方法知識以后確定最佳定位方法。這可通過移動站(MS)發(fā)送MS能夠執(zhí)行的基于終端的定位方法目錄到移動交換中心/訪問者位置寄存器(MSC/VLR)來實(shí)現(xiàn)。該目錄可,依次,轉(zhuǎn)發(fā)給移動定位中心(MPC),用于確定最佳定位方法。例如,在GSM網(wǎng)中,當(dāng)MS與MSC/VCR注冊時發(fā)送到MSC/VLR的MSCLASSMARK信息可被擴(kuò)展為包括MS的定位能力。
文檔編號H04W64/00GK1496186SQ03178658
公開日2004年5月12日 申請日期1999年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月9日
發(fā)明者M·雷爾-吳, S·哈耶斯, T·哈維尼斯, M 雷爾-吳, 崴 申請人:艾利森公司