CN102118852A - 无线定位系统中基于定位的服务应用的高级触发信号 - Google Patents

无线定位系统中基于定位的服务应用的高级触发信号 Download PDF

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Abstract

一种被无线定位系统(WLS)使用的方法和系统，其用于定位在由无线通信系统服务的地理区域内操作的无线设备。示例性方法包括监视无线通信系统的一组信令链接，以及检测在至少一个预定信令链接上出现的至少一个预定信令事务处理。然后，响应于所述至少一个预定网络事务处理，而触发至少一个预定的定位服务。

Description

无线定位系统中基于定位的服务应用的高级触发信号
本申请是申请日为2006年5月22日，申请号为200680019889.1，发明名称为“无线定位系统中基于定位的服务应用的高级触发信号”的申请的分案申请。 
交叉引用 
本申请要求2005年6月10日提交的标题为“Advanced Triggers forLocation-Based Service Applications in a Wireless Location System”的美国申请号11/150,414的优先权，其为2004年1月29日提交的标题为“Monitoringof Call Information in a Wireless Location System”的美国申请号10/768,587的部分接续，现在为未决的，是2001年7月18日提交的标题为“Monitoringof Call Information in a Wireless Location System”的美国申请号09/909,221的接续，现在为美国专利号6,782,264B2，是2000年3月31日提交的标题为“Centralized Database for a Wireless Location System”的美国申请号09/539,352的部分接续，现在为美国专利号6,317,604B1，是1999年1月8日提交的标题为“Calibration for Wireless Location System”的美国申请号09/227,764的接续，现在为美国专利号6,184,829 B1。 
技术领域
本发明一般涉及用于定位无线设备的方法和装置，无线设备也称为移动站(MS)，例如在模拟或数字蜂窝系统、个人通信系统(PCS)、增强型专用移动无线电(ESMR)和其它类型的无线通信系统中使用的移动站。更具体地但不排他地，本发明涉及在发起或触发基于定位的服务应用中使用规定的网络消息序列，以及在这样的消息序列中重新使用现有的无线接口参数以提供低精确度定位或对特定用户的高精确度定位而允许调整专用接收器。
背景技术
在1994年7月5日的美国专利号5,327,144“Cellular TelephoneLocation System”中描述了涉及无线定位系统的早期工作，其公开了使用到达时间差(TDOA)技术来定位蜂窝电话的系统。在1997年3月4日的美国专利号5,608,410“System for Locating a Source of Bursty Transmissions”中公开了‘144专利中所公开的系统的进一步的增强。这两个专利都被转让给本发明的受让人TruePosition有限公司。TruePosition继续开发对原始发明概念的重大提高。
在过去的几年中，蜂窝工业增加了可由无线电话使用的空中接口协议的数量，增加了无线或移动电话可在其中操作的频带的数量，并扩大了涉及或关于移动电话的术语的数量以包括“个人通信服务”、“无线”等等。现在用在无线工业中的空中接口协议包括AMPS、N-AMPS、TDMA、CDMA、GSM、TACS、ESMR、GPRS、EDGE、UMTS WCDMA等等。
无线定位系统技术的生命力和价值被广泛证实。在2004和2005年，TruePosition(本发明的受让人)在多于40,000个基站收发信机(BTS)中安装了E-911无线定位系统，为全美国大陆的无线用户提供了紧急定位覆盖。
无线通信工业承认无线定位系统的价值和重要性。在1996年6月，联邦通信委员会对无线通信工业发布了部署用于定位无线9-1-1呼叫者的定位系统的要求。由于减少了使用紧急反应资源，这些系统的分布广泛的部署可减少紧急反应时间、挽救生命和节省庞大的费用。此外，调查和研究断定，各种无线应用如基于用户位置的计费(location sensitive billing)、车队管理(fleet management)等等在将来将有重大的商业价值。
如所述，在美国和国际上，无线通信工业在不同的频带中使用很多空中接口协议。一般而言，在定位无线电话时空中接口和频带都不影响无线定位系统的有效性。
所有的空中接口协议使用两种类型的信道，其中一种信道定义为在无 线网络中的点之间的单个链接内的多条传输路径中的一个。通过频率、通过带宽、通过同步时隙(time slot)、通过编码、移位键控(shift keying)、调制方案或通过这些参数的任何组合可定义信道。
第一种类型称为控制或接入信道(access channel)，其用于传送关于无线电话或发射器的信息，以便发起或终止呼叫，或传输突发性数据(burstydata)。例如，一些类型的短消息服务在控制信道上传输数据。不同的空中接口使用不同的术语描述控制信道，但每个空中接口中的控制信道的功能是类似的。
第二种类型的信道称为语音或业务信道(traffic channel)，其一般在空中接口上传送语音或数据通信。一旦使用控制信道建立了呼叫，业务信道便开始被使用。语音和用户数据信道一般使用专用资源，即，信道可只被单个移动设备使用，而控制信道使用共享资源，即，信道可被多个用户访问。语音信道通常不传送关于在传输中的无线电话或发射器的识别信息。对于一些无线定位应用，这个区别可使控制信道的使用比语音信道的使用更加有成本效益，虽然对一些应用，在语音信道上的定位可能是优选的。
下面的段落讨论空中接口协议中的一些不同：
AMPS-这是用于美国的蜂窝通信并在TIA/EIA标准IS553A中描述的最初的空中接口协议。AMPS系统分配分离的专用信道以被控制信道(RCC)使用，控制信道根据频率和带宽定义并用于从BTS到移动电话的传输。用于从移动电话到BTS的传输的反向语音信道(RVC)可占据没有分配给控制信道的任何信道。
N-AMPS-此空中接口是AMPS空中接口协议的扩展，并被定义在EIA/TIA标准IS-88中。它实质上使用与AMPS中使用的相同的控制信道，但使用具有不同带宽和调制方案的不同的语音信道。
TDMA-此接口也称为D-AMPS，并被定义在EIA/TIA标准IS-136中，以频率和时间分离的使用为特征。数字控制信道(DCCH)在可出现在频带中任何地方的所分配的时隙中以突发的形式传输。数字业务信道(DTC)可占据与DCCH信道相同的频率分配，但在给定频率分配中不是相同的时 隙分配。在蜂窝波段中，载波可使用AMPS和TDMA协议，只要对每个协议的频率分配保持分离。
CDMA-空中接口由EIA/TIA标准IS-95A定义，以频率和编码分离的使用为特征。因为相邻的小区基站(cell site)可使用相同的频率组，CDMA必须在非常谨慎的功率控制下操作，产生本领域技术人员称为远近问题(near-far problem)的情况，使它对大多数获得准确位置的无线定位方法很难(但参见对该问题的解决方案，美国专利号6,047,192，April 4，2000，Robust，Efficient，Localization，System)。控制信道(在CDMA中称为接入信道)和业务信道可共享相同的频带，但被编码分离。
GSM-此空中接口由国际标准的全球移动通信系统，以频率和时间分离的使用为特征。GSM在物理信道(时隙)和逻辑信道(由物理信道传送的信息)之间区别。在载波上的几个反复出现的时隙构成物理信道，其被不同的逻辑信道使用以传递用户数据和信令的信息。
包括广播控制信道(BCCH)、公共控制信道(CCCH)和专用控制信道(DCCH)的控制信道(CCH)在被分配给CCH使用的时隙中以突发的形式传输。CCH可被分配在频带中的任何地方。业务信道(TCH)和CCH可占据相同的频率分配，但在给定频率分配中不是相同的时隙分配。CCH和TCH使用称为GMSK的相同调制方案。GSM通用分组无线业务(GPRS)和GSM演进的增强数据速率(EDGE)系统重复使用GSM信道结构，但可使用多个调制方案和数据压缩以提供较高的数据流量。将GSM、GPRS和EDGE无线协议归类为称为GERAN或GSM EDGE无线接入网络的类别。
UMTS-严格地称为UTRAN(UMTS陆地无线接入网络)，是被国际标准第三代合作项目定义为GERAN协议的后继者的空中接口。UMTS有时也称为WCDMA(或W-CDMA)，其表示宽带码分多址接入。WCDMA是直接扩展技术，这意味着它在宽阔的5MHz载波上扩展其传输。
WCDMA FDD(频分多路复用)UMTS空中接口(U接口)通过频率和编码分离物理信道。WCDMA TDD(时分多路复用)UMTS空中接口通过频率、时间和编码的使用分离物理信道。
UMTS无线接口的所有变形包括映射到传输信道的逻辑信道，其又映射到W-CDMAFDD或TDD物理信道。因为相邻的小区基站可使用相同的频率组，WCDMA也使用很谨慎的功率控制以对抗所有CDMA系统共有的远近问题。
UMTS中的控制信道称为接入信道，而数据或语音信道称为业务信道。接入和业务信道可共享相同的频带和调制方案，但被编码分离。在本说明书中，对控制和接入信道或语音和数据信道的一般参考应指所有类型的控制或语音和数据信道，不管对特定空中接口的优选术语是什么。而且，给定在全世界使用的很多类型的空中接口(例如IS-95CDMA、CDMA 2000、UMTS和W-CDMA)，本说明书不排除起源于这里所述的发明概念的任何空中接口。本领域技术人员应认识到，在其它地方使用的其它接口是上述接口的派生物或在类别上与其相似。
GSM网络对现有的无线定位系统提出了很多潜在的问题。首先，当业务信道在使用中时，连接到GSM/GPRS/UMTS网络的无线设备很少传输。在业务信道上加密的使用和为安全而使用临时别名(临时移动站标识符(TMSI))提供了效果有限的无线网络监视器，以触发无线定位系统或给其分派任务。连接到这样的GSM/GPRS/UMTS无线网络的无线设备仅仅周期性地“倾听”到无线设备的传输，且不向区域性接收器传输信号，除非处于呼叫建立、语音/数据操作和呼叫中断期间。这减少了检测到连接GSM网络的无线设备的可能性。通过主动“查验(pinging)”区域中的所有无线设备来克服这个限制也是可能的。然而，这种方法把重点放在无线网络的容量上。此外，无线设备的主动查验可能提醒移动设备用户注意定位系统的使用，这可能减少基于轮询定位的应用的有效性或增加其干扰。
发明内容
下列概要提供了本发明示例性实现的各个方面的概述。本概要意图是提供本发明的所有重要方面的详尽描述，或限定本发明的范围。更确切地，本概要意图是用作对例证性实施例的下列描述的引言。
根据本发明的方法和系统被无线定位系统(WLS)用于定位无线设备，其在由无线通信系统服务的地理区域中运行。示例性方法包括监视无线通信系统的一组信令链接，以及检测出现在至少一个预定信令链接上的至少一个预定信令事务处理。然后响应于所述至少一个预定网络事务处理的检测，触发至少一个预定的定位服务。
例如，根据本发明，链接监视系统(LMS)在用户与用户(subscriber-by-subscriber)的基础上维持Abis、A和GSM-MAP接口业务的表。2004年8月24日的美国专利号6,782,264B2“Monitoring of CallInformation in a Wireless Location System”公开了可如何有利地使用AMS-目前LMS的一个早期的具体形式，以在无线定位系统中发起定位服务并安排无线资源。在本发明的上下文中，这个保留的用户信息可允许确定无线设备的位置，同时用户正在接入呼叫、在呼叫中或甚至是空闲的。所保留的网络信息可允许在一个区域内或临近另一特定移动设备的用户的定位。根据本发明，一系列触发信号可用于有效地定位无线设备，且此定位无线设备的能力可支持可能的与安全有关的功能。该系列触发信号可包括主叫号码触发信号、MSISDN和IMSI触发信号、闲置的移动定位触发信号、最近在小区组中的所有移动设备的列表(CGI)触发信号、在小区组中的所有用户的背景定位(CGI)触发信号、以及智能近距离识别触发信号。(本领域技术人员应认识到，小区是通过一个基站收发信台或BTS提供的无线覆盖的区域，且标准GSM网络通过分配到每个小区的小区全球识别(CGI)号码来识别每个小区。定位区域(LA)在GSM用语中被定义为一组小区，并且是在其中用户被寻呼的区域。每个LA被一个或更多基站控制器或BSC服务，并被分配一个定位区域识别(LAI)号码。)
例如，可基于由无线设备呼叫的号码来定位无线设备。可在根据本发明的一个方面的链接监视系统(LMS)用拨号数字触发信号给系统分派任务。(如下所述，根据本发明的LMS可视为Abis监视系统的增强形式。)一旦给触发信号分派了任务，系统可在服务区内自动定位拨打特定“触发信号”号码的任何无线设备。例如，当另一无线设备拨打特定的“触发信号”号码时，无线定位系统可识别并定位呼叫特定“触发信号”号码的无线设备。 进一步地，现有AMS触发信号/任务表支持国际拨号长度，因而甚至国际号码也可被用作“触发信号”号码。(2003年2月11日的美国专利号6,519,465B2“Modified Transmissions Method for Improving Accuracy for E-911Calls”描述了E911“触发信号”可储存在电话中，并在用户拨911时用于使电话传输特殊的信号。该特殊信号帮助WLS定位电话。)
根据本发明的系统可配置成通过其国际移动站识别(IMSI)来定位无线设备。IMSI或IMSI列表可加载到LMS中。LMS可扫描Abis和消息流，直到IMSI到TMSI互相关被验证并保留。当LMS通知服务移动定位中心(SMLC)时，IMSI-TMSI结合随着变化更新。所显示的TMSI然后被设定为触发信号，以便可在稍后的时间定位所关心的移动设备。
系统还可配置成通过请求网关移动定位中心(GMLC)提交对HLR的任意时间询问(ATI)查询以在网络中定位闲置的移动设备。对HLR的ATI查询的提交可导致使用补充服务由网络将呼叫接入到无线设备。被网络接入到无线设备的呼叫可寻呼并验证无线设备，而没有将无线设备放置在业务信道上或否则通知呼叫的用户。在寻呼和验证消息期间，系统可使用U-TDOA来处理并准确地确定无线设备的位置。通过该事务处理自动产生较低精确度的CGI+TA定位。作为GSM服务控制功能(gsmSCF)，GMLC可使用ATI来在任何时间从HLR请求信息(例如用户状态和位置信息)。ATI过程可用于将MS从闲置状态转换为积极的信令状态，然后其可被无线定位系统高精确度地定位。
无线设备还可基于其在确定的地理区域中的存在被识别和定位。这个特征可通过将被定义为一组小区(CGI)的定位区域加载到LMS中来实现。然后LMS形成在所关心的地理区域中发起网络事务处理的IMSI、MSISDN及所联系的TMSI的列表。对该特征的网络事务处理可定义为呼叫发起或终止、SMS交换和位置更新(即，与U-TDOA定位事件相反，GSM MAP“定位”为了漫游的目的而更新)。
移动设备也可基于其在预先确定的地理区域中的以往的存在被识别和定位。背景位置特征可允许操作员确定所关心的区域，为在所关心的区域中具有网络事务处理的移动设备收集IMSI/TMSI信息，以及对稍后的网络 事务处理定位所识别的移动设备。
移动设备还可在接近于另一移动设备的基础上使用智能近距离识别被识别和定位。智能近距离识别特征可用于允许操作员获得与所关心的移动设备在同一区域内操作的无线设备的列表。例如，可定位在接近已知的所关心的无线设备的区域内操作的一组无线设备。已知的无线设备可通过其已知的移动ID被定位。随后，可确定在同一区域内的移动设备的完整列表。然后可通过任意时间询问(ATI)来查询在同一地理区域内被发现为所关心移动设备的移动设备，且所产生的定位和补充服务可用于确定所关心的移动设备的附近区域。
本发明提供了一种被无线定位系统“WLS”用于定位在由无线通信系统服务的地理区域内操作的无线设备的方法，包括：
监视所述无线通信系统的一组预定信令链接，其中所述预定信令链接至少包括A链接和GSM-MAP链接，所述A链接在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间；
检测在至少一个所述预定信令链接上出现的涉及预先设定的触发信号的至少一个预定网络事务处理；以及
响应于涉及预定触发信号的所述至少一个预定网络事务处理的所述检测，开始至少一个预定的定位服务。
本发明所提供的方法中，预定信令链接可包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接。
预定信令链接可进一步包括在无线设备和基站收发信台“BTS”之间的至少一个无线电链接。
预定信令链接可包括Iub链接。
预定信令链接可包括Iu-PS链接。
预定信令链接可包括Iu-CS链接。
无线电链接的监视可包括接收RACH和SDCCH传递的消息。
监视可包括被动地监视一组预定链接，以便无线设备和无线通信系统 的操作不被监视影响。
所述的方法可由WLS执行，以及WLS可覆盖在无线通信系统上。
至少一个预定的定位服务可以是包括以高精确度定位无线设备的高精确度服务。
高精确服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和上行链路到达时间差“TDOA”算法。
高精确服务可包括使用至少一个定位测量单元“LMU”和上行链路到达角“AoA”算法。
高精确服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和混合上行链路到达时间差“TDOA”和到达角“AoA”的算法。
至少一个预定的定位服务可以是包括以低精确度定位无线设备的低精确度服务。
低精确度服务可包括用于确定移动设备的地理位置的基于小区全球识别码“CGI”的定位方法和无线电网络监视器“RNM”的使用。
低精确度服务可包括定位移动设备的小区全球识别码加上定时提前量“CGI+TA”方法和无线电网络监视器“RNM”的使用。
低精确度服务可包括使用利用服务小区ID、服务扇区或服务小区、扇区和切换选择测量的组合，增强型小区ID或ECID，的映射的方法。
至少一个预定网络事务处理可包括识别请求事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括网络测量事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括短消息服务“SMS”事务处理。
SMS事务处理可包括SMS发起事务处理。
SMS事务处理可包括SMS终止事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括移动发起事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括移动终止事务处理。
预定触发信号可包括拨号数字触发信号。
预定触发信号可包括MSID触发信号。
预定触发信号可包括历史小区触发信号。
预定触发信号可包括小区ID触发信号。
预定触发信号可包括广域定位触发信号。
预定触发信号可包括智能近距离定位触发信号。
预定触发信号可包括主叫号码触发信号。
本发明还提供了一种被无线定位系统“WLS”用于定位在由无线通信系统服务的地理区域内操作的无线设备的方法，包括：
监视所述无线通信系统的一组信令链接，其中所述信令链接包括在无线设备和基站收发信台之间的至少一个无线电链接，其中所述无线电链接的所述监视包括在“RACH”随机接入信道、“AGCH”接入准许信道和“SDCCH”独立专用控制信道的至少一个上接收消息，以及其中所述监视包括被动地监视所述一组链接，以便所述无线通信系统的操作不被所述监视影响；
检测在至少一个所述预定信令链接上出现的涉及预定触发信号的至少一个预定网络事务处理；以及
响应于涉及预定触发信号的所述至少一个预定网络事务处理的所述检测，开始至少一个预定的定位服务。
本发明还提供的方法中，预定信令链接可进一步包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接。
预定信令链接可进一步包括在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接。
预定信令链接可进一步包括GSM-MAP链接。
预定信令链接可进一步包括Iub链接。
预定信令链接可进一步包括Iu-PS链接。
预定信令链接可进一步包括Iu-CS链接。
所述的方法可由WLS执行，以及WLS可覆盖在无线通信系统上。
至少一个预定的定位服务可以是包括以高精确度定位无线设备的高精确度服务。
高精确度服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和上行链路到达时间差“TDOA”算法。
高精确度服务可包括使用至少一个定位测量单元“LMU”和上行链路到达角“AoA”算法。
高精确度服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和混合上行链路到达时间差“TDOA”和到达角“AoA”算法。
至少一个预定的定位服务可以是包括以低精确度定位无线设备的低精确度服务。
低精确度服务可包括用于确定移动设备的地理位置的基于小区全球识别码“CGI”的定位方法和无线电网络监视器“RNM”的使用。
低精确度服务可包括使用无线电网络监视器“RNM”和小区全球识别码加上定时提前量“CGI+TA”方法定位移动设备。
低精确度服务可包括使用无线点网络监视器“RNM”和增强型小区ID，ECID或CGI+TA+NMR，方法中网络测量报告“NMR”定位移动设备。
低精确度服务可包括使用利用服务小区ID、服务扇区或服务小区、扇区和切换选择测量的组合，增强型小区ID或ECID，的映射的方法。
至少一个预定网络事务处理可包括识别请求事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括网络测量事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括短消息服务“SMS”事务处理。
SMS事务处理可包括SMS发起事务处理。
SMS事务处理可包括SMS终止事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括移动发起事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括移动终止事务处理。
至少一个预定触发信号可包括拨号数字触发信号。
至少一个预定触发信号可包括MSID触发信号。
至少一个预定触发信号可包括历史小区触发信号。
至少一个预定触发信号可包括小区ID触发信号。
至少一个预定触发信号可包括广域定位触发信号。
至少一个预定触发信号可包括智能近距离定位触发信号。
至少一个预定触发信号可包括主叫号码触发信号。
预定信令链接可包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接、在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接、以及GSM-MAP链接。
预定信令链接可进一步包括Iub链接、Iu-PS链接和Iu-CS链接。
本发明提供了一种用在无线通信系统中或被无线通信系统使用的系统，包括：
用于监视所述无线通信系统的一组信令链接的监视子系统，其中所述信令链接包括在无线设备和基站收发信台之间的至少一个无线电链接，其中所述无线电链接的所述监视包括接收RACH和AGCH消息，以及其中所述监视包括被动地监视所述一组链接，以便所述无线通信系统的操作不被所述监视影响；
用于检测在至少一个所述预定信令链接上出现的涉及预定触发信号的至少一个预定网络事务处理的机构。
本发明所提供的系统可进一步包括响应于至少一个预定网络事务处理的检测而触发至少一个预定的定位服务的装置。
预定信令链接可包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接。
预定信令链接可包括在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接。
预定信令链接可包括GSM-MAP链接。
预定信令链接可包括Iub链接。
预定信令链接可包括Iu-PS链接。
预定信令链接可包括Iu-CS链接。
所述的方法可由WLS执行，以及WLS可覆盖在无线通信系统上。
至少一个预定的定位服务可以是包括以高精确度定位无线设备的高精确度服务。
高精确度服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和上行链路到达时间差“TDOA”算法。
高精确度服务可包括使用至少一个定位测量单元“LMU”和上行链路到达角“AoA”算法。
高精确度服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和混合上行链路到达时间差“TDOA”和到达角“AoA”的算法。
至少一个预定的定位服务可以是包括以低精确度定位无线设备的低精确度服务。
低精确服务可包括用于确定移动设备的地理位置的基于小区全球识别码“CGI”的定位方法和无线网络监视器“RNM”的使用。
低精确服务可包括使用无线网络监视器“RNM”和小区全球识别码加上定时提前量“CGI+TA”方法定位移动设备。
低精确服务可包括使用无线网络监视器“RNM”和增强型小区ID，ECID或CGI+TA+NMR，方法中网络测量报告“NMR”来定位移动设备。
低精确服务可包括使用利用服务小区ID、服务扇区或服务小区、扇区和切换候选测量的组合，增强型小区ID或ECID，的映射的方法。
至少一个预定网络事务处理可包括识别请求事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括网络测量事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括短消息服务“SMS”事务处理。
SMS事务处理可包括SMS发起事务处理。
SMS事务处理可包括SMS终止事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括移动发起事务处理。
至少一个预定网络事务处理可包括移动终止事务处理。
至少一个预定触发信号可包括拨号数字触发信号。
至少一个预定触发信号可包括MSID触发信号。
至少一个预定触发信号可包括历史小区触发信号。
至少一个预定触发信号可包括小区ID触发信号。
至少一个预定触发信号可包括广域定位触发信号。
至少一个预定触发信号可包括智能近距离定位触发信号。
至少一个预定触发信号可包括主叫号码触发信号。
预定信令链接可进一步包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接、在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接、以及GSM-MAP链接。
预定信令链接可进一步包括Iub链接、Iu-PS链接和Iu-CS链接。
本发明另外提供了一种配置成覆盖在无线通信系统上的无线定位系统“WLS”，所述WLS包括：
多个定位测量单元“LMU”，其能够与所述无线通信系统的相应基站收发信台“BTS”协同定位；
链接监视系统“LMS”；
服务移动定位中心“SMLC”，其用于根据由无线设备传输的无线电信号来定位所述无线设备；以及
其中所述LMS配置成监视所述无线通信系统的预定信令链接，所述信令链接至少包括A链接和GSM-MAP链接。
所述的WLS可进一步包括用于检测在至少一个预定信令链接上出现的涉及预定触发信号的至少一个预定网络事务处理的机构，以及响应于所 述至少一个预定网络事务处理的检测而发起至少一个预定的定位服务的装置。
所述的WLS可进一步包括用于监视在无线设备和基站收发信台“BTS”之间的无线电链接的无线电网络监视器，其中信令链接可进一步包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接。
信令链接可进一步包括Iub链接、Iu-PS链接和Iu-CS链接。
至少一个预定网络事务处理可包括由识别请求事务处理、网络测量事务处理、短消息服务“SMS”事务处理、移动发起事务处理、移动终止事务处理组成的组中的一项。
预定触发信号可包括由拨号数字触发信号、MSID触发信号、历史小区触发信号、小区ID触发信号、广域定位触发信号、智能近距离触发信号和主叫号码触发信号组成的组中的一项。
至少一个预定的定位服务可以是包括以高精确度定位无线设备的高精确度服务。
高精确度服务可包括多个定位测量单元“LMU”和上行链路到达时间差“TDOA”算法的使用。
高精确度服务可包括使用至少一个定位测量单元“LMU”和上行链路到达角“AoA”算法。
高精确度服务可包括使用多个定位测量单元“LMU”和混合上行链路到达时间差“TDOA”和到达角“AoA”算法。
至少一个预定的定位服务可以是包括以低精确度定位无线设备的低精确度服务。
低精确度服务可包括用于确定移动设备的地理位置的基于小区全球识别码“CGI”的定位方法和无线网络监视器“RNM”的使用。
低精确度服务可包括定位移动设备的小区全球识别码加上定时提前量“CGI+TA”方法和无线电网络监视器“RNM”的使用。
低精确度服务可包括定位移动设备的增强型小区ID，ECID或 CGI+TA+NMR，方法中网络测量报告“NMR”和无线电网络监视器“RNM”的使用。
根据例证性实施例的下列详细描述，本发明的附加特征和优点可变得明显。
附图说明
当结合附图阅读时，前述概要以及下列详细的说明被更好地理解。为了举例说明本发明，在附图中示出本发明的示例性结构；然而，本发明不限于所公开的特定方法和工具。在附图中：
图1示出根据本发明的GERAN/UTRAN网络参考的示例性结构；
图1A示出根据本发明的全向小区的CGI/CI定位；
图1B示出根据本发明的被分成扇区的小区的CGI/CI定位；
图1C示出根据本发明的全向小区的CGI+TA定位；
图1D示出根据本发明的被分成扇区的小区的CGI+TA定位；
图1E示出在根据本发明的被分成扇区的小区中的具有栅格映射的增强型小区ID(ECID)；
图2描绘根据本发明的MSC获得移动站的IMEI的示例性方法；
图3A描绘根据本发明的LMS确定移动站的身份的示例性方法；
图3B示出根据本发明的SMS发起触发信号的示例性方法；
图3C示出根据本发明的SMS终止触发信号的示例性方法；
图3D示出根据本发明的移动发起触发信号的示例性方法；
图3E示出根据本发明的移动终止触发信号的示例性方法；
图4描绘根据本发明的拨号数字触发的示例性方法；
图5A描绘根据本发明的MSID触发的示例性方法；
图5B描绘根据本发明的使用任意时间询问(ATI)的示例性方法；
图5C描绘根据本发明的使用SMS查验的示例性方法；
图6描绘根据本发明的使用以往小区定位的示例性方法；
图7描绘根据本发明的使用小区ID触发信号的示例性方法；
图8A描绘根据本发明的基于位置和时间来检测移动设备的示例性方法；
图8B、8C和8D示出根据本发明的智能近距离定位的示例性方法；
图8E示出根据本发明的定位区域识别码；
图8F是根据本发明的用于以静态LAC检测闲置的移动设备的示例性过程的流程图；
图8G是根据本发明的用于在切换期间检测移动设备的示例性过程的流程图；
图8H示出了地理限制区域以及用于地理限制的扇区；
图8I是根据本发明的使用近距离检测来检测移动设备的示例性过程的流程图；
图8J是根据本发明的使用地理限制(geo-fencing)来动态检测移动设备的示例性过程的流程图；
图8K、8L、8M、8N、8O和8P示出根据本发明的示例性小区配置；
图9是根据本发明的使用主叫号码触发来检测移动设备的示例性过程的流程图。
具体实施方式
A.概述
这里所述的本发明可视为在美国申请号US2004000768587及其母专利美国专利号6,782,264(Anderson)中描述的系统的实质延伸部分。例如，虽然‘264专利描述了一种系统，所述系统在基站收发信台和基站控制器之间监视通信，并将移动站(MS)信息转发到用于紧急呼叫定位的无线定位系统，这里描述的高级的基于定位的服务应用利用额外的网络消息作为触发事件和许多基于定位的服务的信息源。
应注意，这里使用的很多首字母缩略词和缩写词取自技术报告GSM 01.04V8.0.0(2000-05)，Digital cellular telecommunication system(Phase2+)，version 8.0.0(release 1999)，缩写词和首字母缩略词。用于描述本发明的术语和专门名词被规定为非限制性的，并以由GSM协会在“术语和缩写词”中公布的GSM定义为基础。在 http://www.gsmworld.com/technology/glossary.shtml可得到该公布。然而，虽然使用GSM通用术语，包括在这里描述的主题中的概念适用于其它无线的无线电通信网络。
在通用移动通信系统(UMTS)中，所规划的GSM的后继者-宽带码分多址接入(W-CDMA)无线接口受益于用于被动无线监视的宽带无线网络监视(RNM)接收器的使用。宽带定位测量单元(LMU)可用于高精确度U-TDOA和AoA定位。通过第三代合作项目(3GPP)对接口和互操作性标准进行改变意味着一些首字母缩写词和命名惯例改变，但在无线控制网络和智能服务网络中执行的操作实质上保持相同。因此，在本说明书中，这些术语可视为意义相同的：
  GSM/GPRS/GSM-R   UMTS
  小区全球识别码(CGI)   小区ID(CI)
  定时提前量(TA)   1/2往返时间(RTT)
  Abis接口   Iub接口
  A接口   Iu-CS(电路交换)或Iu-PS(分组交换)
  Abis监视器([L]AMS)   Iub监视器(IMS)
  基站收发信台(BTS)   节点B
  基站控制器(BSC)   无线网络控制器(RNC)
  移动站(MS)   用户设备(UE)
  用户信息模块(SIM)   用户服务识别模块(USIM)
图1示出具有无线电网络监视器(RNM)82和链接监视系统(LMS)11的例证性GERAN/UTRAN网络参考模型10的结构。RNM82实际上是可在频带中任何地方调到上行链路和下行链路信道的一系列窄带接收器。RNM最初在 
Figure BSA00000427361600181
AnyPhoneTM定位测量单元(LMU)无线接收器平台上实现(该LMU以前在美国专利号6,782,264中被描述为SCS的接收器模块的可选的窄带实施例)。LMS是对在美国专利号6,782,264中描述的Abis监视器的改进，且不仅能够监视Abis和A接口，而且也监视GSM-MAP、Iub、Iu-PS和Iu-CS接口。LMS可在相同的硬件/软件机箱 上有改进地实现为Abis监视器(与未修改的Agilent Access7软件应用程序一起在一组英特尔TSEMT2或TSRLT2UNIX服务器上运行的一组定制的应用程序)。
网络10进一步包括服务移动定位中心(SMLC)12。RNM 82是可配置在载波的小区基站的主要部件。RNM 82优选地实现为无线接收器的分布式网络，所述接收器能够为定位服务的自发产生接收RACH和SDCCH消息。RNM 82调整到指示的频率以便为系统收集数据。RNM 82然后可将所收集的数据转发到SMLC12。通过使用全球定位卫星(GPS)组(没有示出)，网络中所有的RNM 82优选地为时间和频率同步的。
SMLA 12优选地为高容量定位处理平台。SMLC 12包括用于计算位置、置信区间、速度和传播方向的多路径效应(multipath mitigation)算法和U-TDOA。SMLC 12还可根据来自链接监视系统(LMS)11的触发或从Lb接口54到基础设施厂商的基站控制器(BSC)96(或在一些情况下为MSC50)的请求来确定要定位哪个无线电话。SMLC 12一般在操作员的BSC96被共同定位，但也可远程分布。SMLC 12的主要功能是从RNM82接收关于信号检测的报告，以执行定位处理并为每个信号计算定位估计。SMLC 12管理网络并向定位记录提供载波访问。SMLC12负责定位记录的收集和分配。SMLC 12还保存配置信息并支持网络管理。
LMS 11持续地监视网络10中的所有Abis信令链接76(以及在一些情况下为A接口链接52和GSM移动应用协议(GSM-MAP)48接口)，LMS 11链接到网络10。LMS 11的功能是捕获呼叫(例如GSM语音对话或GPRS数据会话)和SMS设置过程中的消息、呼叫中控制消息以及MS80的呼叫终止和释放消息。LMS 11然后将包含在那些消息中的数据转发到SMLC 12，用于随后的定位处理。
也称为服务控制点(SCP)的GSM服务控制功能(gsmSCF)20包括用于向用户提供非呼叫面向服务的数据库和逻辑规则。GSM移动应用协议(GSM-MAP)48是在无线网络的有线部分上用于与呼叫有关的控制服务的通信媒介。存在GSM-MAP 48以提供服务，如自动漫游、验证、定位服务系统间切换、和在GSM或UMTS网络上按规定路线发送的短消息服务。 所有的无线网络元件如MSC 50、HLR 34、VLR(在MSC 50中)、GMSC44、EIR 32、GMLC 98和gsmSCF 20使用此消息协议来在彼此之间通信。GSM-MAP 48驻留在国际7号信令系统网络(SS7)上。
网关移动定位中心(GMLC)98由3GPP标准定义为在GSM/GPRS/UMTS网络中用于定位记录的交换所。GMLC 98用作在严密控制的SS7网络(GSM-MAP网络)48和公共互联网之间的缓冲器。对基于定位的服务的验证、接入协议、说明和授权功能通常存在于GMLC98上或被其控制。
Le接口24是基于IP的XML接口，其最初由区域互用性论坛(LIF)发展，接着后来被GSM(GERAN)和UMTS(UTRAN)的第三代合作项目(3GPP)标准化。基于定位的服务(LBS)客户机22也称为LCS(定位服务)。LBS和LCS 22是唯一能够使用移动设备的定位的软件应用程序和服务。
E5+接口18是在用于北关E911的联合ANSI/ETSI标准036中定义的E5接口的修改。当无线定位系统用网络获得的信息(小区ID、NMR、TA等)或通过由特定接收器执行的TDOA和/或AoA(到达角)使用LMS 11或RNM82触发信号时，E5+接口18连接SMLC 12和GMLC 98节点，直接允许推进操作。
用户设备(UE)88可定义为例如UMTS移动设备的设备。节点B 86为通用移动电话系统无线接入网络(UTRAN)对UMTS无线接口的网络接口。无线网络控制器(RNC)70通过UTRAN实现了自发的无线资源管理(RRM)。RNC 70执行与GSM BSC相同的功能，为RNS单元(RNC和节点B)提供中央控制。RNC 70处理Iu、Iur和Iub接口之间的协议交换，并负责整个无线网络系统的集中操作和维护。
服务GPRS支持节点(SGSN)68监视单独的有GPRS能力的移动站80的位置，并执行基本的安全功能和访问控制功能。SGSN 68可服务于全球移动系统(GSM)无线接入网络(GERAN)和UMTS无线网络。
网关GPRS支持节点(GGSN)46作为GPRS网络的系统选径网关。 GGSN 46是与外部分组数据网络(例如公共互联网)的连接，并执行记帐、选路、安全防火墙和接入过滤的任务。网关MSC(GMSC)44作为使漫游用户访问其它操作员的网络中的MSC的网桥。控制信令和业务中继都通过GMSC 44设立。
Um 15是GSM无线接口。Uu 17是UMTS无线接口。Iub 90位于UMTS网络上，并在RNC(无线网络控制器)70和节点B 86之间提供。Iupc 72使UMTS RNC 70与SMLC(也称为SAS)在UMTS网络中互连以产生定位估计。Iu-CS(电路交换)接口62连接UMTS RNC 70与电路交换面向通信的网络(MSC)50。Iu-PS(分组交换)接口74连接UMTS RNC 70与分组交换面向通信的网络(SGSN)68。Gb接口66使BSC 96与SGSN 68互连，允许GPRS通信的选路。
Gn接口60是位于SGSN 68和GGSN 64之间的GPRS分组接口。Gs接口64是位于SGSN 68和MSC 50之间的GPRS系统接口。Gr接口是位于SGSN 68和归属位置寄存器(HLR)34之间的GSM-MAP接口。
如在美国专利6,782,264中所描述的，监视基站收发信台(BTS)到基站控制器(BSC)的链接(例如Abis链接)以触发消息和信息字段是可能的。在‘264专利中被称为AMS(Abis监视系统)且通过监视GSMAbis接口被例证的被动式网络监视器根据本发明扩展，且现在被称为链接监视系统或LMS。链接监视系统(LMS)可同时监视多个蜂窝网络数据链接，扫描所关心的数据，并可检测消息中的数据字段或特定的消息。所关心的消息或数据字段的设定或分派任务可发生在任何时候。当匹配出现时，可进一步触发LMS以执行预先设定的操作，例如写入存储器或向另一系统节点转发触发的消息和(或)数据字段。
无线电网络监视器扩展了对无线空中接口定位触发的信息和消息被动监视的概念。RNM可检测并监视上行链路(移动设备到BTS或节点B)和下行链路无线通信。
例证性系统使用来自无线网络和有线(或陆上线路)网络的信息。在对例如3GPP、ETSI和ANSI的组织中基于定位的服务进行国家或国际标准化努力之前，LMS被发展以帮助获得某些无线、呼叫和呼叫者信息，用 于立即使用基于定位的服务。LMS的所有属性和能力可合并到无线和有线通信网络的其它节点中。本方法可应用于所有的数字蜂窝和类似的无线网络，包括但不限于基于TDMA、CDMA和OFDM的无线网络。(OFDM代表正交频分调制，一种在数字传输中用于载波调制的扩频方法)。GSM系统用于描述隐含在本发明下的发明概念，但所使用的不同命名系统和首字母缩写词规则不排除本发明对GPRS和UMTS系统的应用。
链接监视系统考虑例如GSM、GSM-R、GPRS和UTMS系统的被动非干扰式监视。在GSM系统的示例性情况中，LMS可从Abis(BTS-BSC)接口、A(BSC-MSC)接口和GSM MAP接口(MSC-HLR、MSC-GMLC、MSC-GMSC和MSC-gsmSCF)被动地接收数据流。术语GSM MAP(其中MAP代表移动应用部分)用于指全球SS7网络，并包括C、D、E、F、H、Gc、Gf、Gr、Lh和Lg接口。
在GPRS系统的示例性情况中，LMS可从Abis(BTS-BSC或BTS-PCU)接口、Gb(PCU-SGSN)接口和GSM MAP接口(SGSN-HLR、SGSN-GMLC和SGSN-gsmSCF)被动地接收数据流。在UMTS系统的示例性情况中，LMS可从Iub(节点B-RNC)接口、Iu-CS(RNC-MSC)接口、Iu-PS(RNC-SGSN)接口和GSM MAP接口(MSC-HLR、MSC-GMLC和MSC-gsmSCF、SGSN-HLR、SGSN-GMLC和SGSN-gsmSCF)被动地接收数据流。
LMS可为消息中的数据字段或特定的消息搜索所接收的数据。所关心的消息或数据字段的设定或分派任务可发生在任何时候。当匹配出现时，进一步触发LMS以执行预先设定的操作，通常为写入存储器或向另一系统节点转发触发的消息和(或)数据字段。
一旦LMS被触发，便可从触发的消息或随后的数据消息中获得各种信息。从这种方法收集的信息可包括与事件有关的信息、移动或用户帐号信息、与对话有关的信息、服务小区信息和无线环境信息。
与事件有关的信息可包括触发的事件、积累的无线接口和蜂窝系统数据、用户数据、其中触发数据被接收的被监视的数据链接、以及内部形成的LMS时间戳和索引信息。移动或用户帐号信息可包括可从无线接口上 的话柄和从载波HLR得到的信息。来自话柄的IMEI和来自SIM的IMSI以及主叫或被叫MS-ISDN都可被得到，取决于所监视的链接和所扫描的消息。与对话有关的信息可包括用于移动发起和移动终止情况的主叫号码和被叫号码。这些号码有时也称为SMS PINS，但仍然包括在与对话有关的信息中。
服务小区信息可包括小区ID(用于GERAN网络的CGI或用于UMTS网络的CI)、定时提前量(在GSM/GPRS中的TA)或往返时间(在UMTS中的RTT)、无线频率(绝对无线频率信道号(ARFCN))、基站识别码(BSIC)、终端终点标识符(TEI)和定位区域码(LAC)。现有的小区信息可在切换事件期间得到，并包括设置为与当前服务小区相同的数据。
系统收集的与无线有关的信息可包括上行链路(MS到BTS或UE到节点B)和下行链路(BTS到MS或节点B到UE)功率和质量水平、以及信标或广播控制信道(BCCH)ARFCN、功率和质量。具有潜在切换候选扇区或小区的信道和功率水平的网络测量报告(NMR)在可得到时也可被收集。
我们现在根据本发明的各个方面描述无线事务处理、网络事件和过滤器的使用。
B.无线事务处理、网络事件和过滤器
网络监视器允许无线定位系统在上行链路和下行链路上被动地监视移动电话和BTS之间的业务。位于所关心的区域内的无线电网络监视器(RNM)82、宽带接收器或窄带接收器系列扫描并显示频率、时隙、编码和/或跳频序列，或者以其预先设置，以便为所关心的消息监视随机接入信道(RACH)、接入准许信道(AGCH)和控制信道(GSM/GPRS中的SDCCH)。因为RNM 82没有破译加密信息的能力，所关心的消息事务处理将限于：(1)呼叫发起，(2)呼叫终止，(3)短消息服务(SMS)发起，(4)SMS终止，以及(5)位置更新请求。
通过从BTS在下行链路传输上接收接入准许信道(AGCH)并访问包含在其中的消息信息，借助于RNM 82的使用，可定位无线设备，而没有 与无线载波的基础设施的物理连接，所述信息包括定时提前量(TA)、信道参考号和帧数。通过检测、解调和解码来自BTS下行链路传输的未加密的AGCH来获得该信息。这用作对无线定位系统的网络自发触发信号，使它能够通过从SDCCH上的移动设备接收随后的上行链路传输来用UTDOA定位无线设备。也可用CGI+TA估计无线设备的位置，虽然精确度比UTDOA或AoA小得多。可使用来自AGCH的其它信息以及关于无线网络的其它先验信息改进CGI+TA。解调并解码来自移动设备的初始SDCCH传输将提供关于移动设备的识别信息，特别是TMSI或IMSI。如果在无线网络中不能实现译码，来自无线设备的SDCCH传输的进一步的解调和解码将提供其它识别信息，例如IMEI、MSISDN以及主叫号码或被叫号码。
C.网络触发信号和事件
LMS 11可设置成触发呼叫连接事件或无线接口事件。这些事件可包括单个消息或一系列消息，每个消息都与呼叫连接或无线事件有关。这些事件包括：(1)网络测量报告被接收，(2)移动发起呼叫被设置，(3)移动终止呼叫被接收，(4)移动发起SMS被发送，(5)移动终止SMS被接收，(6)切换(开始)，(7)切换(完成)，(8)位置更新，(9)RF信道分配，(10)IMSI连接，(11)IMSI分离，(12)移动发起呼叫断开，(13)移动终止呼叫断开，(14)识别设备响应，以及(15)呼叫失败。
这里所述的发明系统使用多于以前在美国专利6,782,264(Anderson)中描述的呼叫建立消息事务处理。除了用于定位系统触发和分派任务的呼叫建立信息以外，高级的基于定位的服务触发应用还可利用额外的无线接口、Abis、A和GSM-MAP接口消息、事务处理以及数据。术语“事务处理”指对高级触发信号发明潜在有用的消息或消息序列。术语“过滤器”指在LMS中用于分析事务处理中所监视的数据的预先设定的规则。过滤器可包括MS识别、小区识别、定位区域代码或监视的和预期的预定信息之间的差异。
下列过程用于通过无线电网络监视器(RNM)和/或链接监视系统(LMS)的定位触发。用于无线定位的触发信号由事务处理和过滤器组成。 如果事务处理出现且过滤匹配，那么产生定位触发信号。每个过程包括需要确定是否潜在的定位触发事件出现的消息。每个消息的说明包括通过预先设定的规则过滤的字段，以明确地确定定位触发信号的出现。
为了简短起见，一些公共呼叫消息序列的描述被分组为过程。
初始信道分配过程
下面描述的初始信道分配过程对于(1)移动发起呼叫、(2)SMS发起、以及(3)位置更新是共有的。在初始信道分配过程中，在无线接口上没有消息被加密，因此RNM以及LMS可利用所有移动设备到BTS和移动设备到BSC的通信。
移动设备通过随机接入信道(RACH)向BTS发送CHANNELREQUEST(信道请求)[3GPP 44.018，9.1.8]，然后BTS向BSC发送CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息。BSC首先以CHANNELACTIVATION(信道启用)[3GPP TS 48.058，8.5.3]消息响应BTS。(如果可利用充足的无线资源)BTS以CHANNELACTIVATIONACKNOWLEDGE(信道启用确认)[3GPP TS 48.058，8.4.2]消息响应BTS。该消息对通过所包含的信道号链接。
一旦BSC为移动设备确认了信道的保留，BSC就通过BTS用下行链路CCCH(接入准许信道(ACCH))上的IMMEDIATE ASSIGNMENTCOMMAND(立即分配命令)消息[3GPP TS 48.058，8.5.6]命令移动设备。
IMMEDIATE ASSIGNMENT COMMAND(立即分配命令)由“完全的Imm分配信息(Full ImmAssign Info)”单元中的三个可能的无线资源(RR)分配命令中的一个组成。相关的立即分配消息如同在3GPP TS 04.08(IMMEDIATE ASSIGNMENT(立即分配)[3GPP TS 24.008，9.1.18]或IMMEDIATE ASSIGNMENT EXTENDED(被扩展立即分配)[3GPP TS24.008，9.1.19]或IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT(立即分配拒绝)[3GPP TS 24.008，9.1.20])中定义的一样，“寻呼模式”单元设置为“没有变化”的值。
IMMEDIATE ASSIGNMENT COMMAND(立即分配命令)消息通过 请求参考(Request Reference)参数[3GPP TS 24.008，9.1.19和3GPP TS44.018，10.5.2.30]在Abis链接上全部与初始的CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息联系。该请求参考参数识别接入请求和接入原因。
通过将初始CHANNEL REQUEST(信道请求)和CHANNELREQUIRED(被请求信道)消息的建立原因值(Establishment CauseValue)[3GPP TS 44.018，表9.1.8]与IMMEDIATE ASSIGNMENTCOMMAND(立即分配命令)中携带的信道号链接，RNM或LMS可跟随正在进行的呼叫发起、SMS发起或位置更新到S-DCCH，移动设备和用户识别在S-DCCH变得可得到。
RNM和LMS收集原因值和S-DCCH分配，将两者都储存在本地存储器中。如果原因值是用于呼叫发起、SMS发起或位置更新事件的定位触发信号的一部分，则RNM或LMS可通知无线定位系统预定计划的事件、新的历史呼叫记录的开始、现有呼叫记录的更新或对这样的网络接入事件的统计数据的保管。RNM和LMS还收集发起的小区基站信息如小区ID或CGI。
1.位置更新
为了让MS产生移动终止呼叫，无线网络应知道MS的位置，而不管它的移动。因此，MS使用位置更新过程周期性地向网络报告其位置。当(1)MS关闭和希望变成运行的；(2)MS是运行的，但没有参与呼叫，且它从一个定位区域移到另一个定位区域；或(3)在有规律的预定时间间隔之后时，位置更新过程被执行。在位置更新过程和移动设备呼叫的处理期间，使用某些号码，包括上面所述的移动站ISDN号码(MSISDN)、移动用户漫游号码(MSRN)、国际移动用户识别(IMSI)、临时移动用户识别(TMSI)和本地移动站识别(LMSI)。
移动站ISDN号码(MSISDN)是分配给移动用户的指导性号码。MSISDN被拨号以产生对移动用户的电话呼叫。该号码包括移动站在其中注册的国家(例如德国是49，而文莱是673)的国家编码(CC)，由国家移动号码跟随，国家移动号码由网络目的地编码(NDC)和用户号码(SN)组成。网络目的地编码分配给每个GSM PLMN。MSISDN的组成使得它可 用作信令连接控制部分(SCCP)中的全局码(global title)地址，以将消息按规定的路线发送到移动用户的HLR。
移动站漫游号码(MSRN)是网关MSC需要的号码，以将进入的呼叫按规定路线发送到目前不在网关控制下的MS。使用MSISDN，移动终止呼叫按规定路线被发送到网关MSC。根据该MSISDN，网关MSC可请求MSRN将呼叫按规定路线发送到当前访问的MSC。
国际移动用户识别(IMSI)包括在移动设备的SIM中。MS在MS接入网络的任何时间提供IMSI。IMSI代码具有三个组成部分，包括具有与LAI中的相同的含意和格式的移动设备国家号(MCC)、具有同样与LAI中的相同的含意和格式的移动网号(MNC)、以及移动用户识别码(MSIN)，所述MSIN是识别GSM PLMN中移动用户的代码。IMSI代码中数字的总数不超过15。
临时移动用户识别(TMSI)是当可能时代替IMSI使用的身份别名。TMSI的使用通过消除在无线链接上传输加密的IMSI代码的需要，来确保移动用户的真实身份保持机密。访问者位置寄存器(VLR)向在其区域内操作的每个移动用户分配唯一的TMSI代码。只在VLR监督的区域内有效的该代码用于识别到达MS和从MS出来的消息中的用户。当定位区域的变化还包括VLR区域的变化时，新的TMSI代码被分配和传送给MS。MS在其SIM上储存TMSI。
本地移动站识别(LMSI)是临时用户数据。然而LMSI的使用是可选的。为了加速对VLR中用户数据的搜索，可定义补充的本地移动站识别(LMSI)。LMSI在位置更新时被VLR分配并与IMSI一起发送到归属位置寄存器(HLR)。HLR不利用LMSI，但包括它以及在发送到涉及该MS的VLR的所有消息中的IMSI。
当GSM或UMTS移动站(即，无线设备)检测到由服务小区BCCH携带的定位区域索引(LAI)的变化时，可调用位置更新过程。当在闲置状态时，GSM或UMTS移动设备可执行定位区域更新(LAU)。当移动设备周期性地(由载波网络设定的周期)越过LA(定位区域)边界时可触发LAU。当移动设备被加电时，也可执行LAU。如果LAI的变化出现在 呼叫中间(由于载波对LAC的变化或由于移动设备的运动)，一旦呼叫结束且移动设备返回到闲置状态，移动站便可执行位置更新过程。
类似地，GPRS移动设备在准备和备用状态下可执行选径区域更新。当移动设备周期性地(由载波网络设定的周期)越过RA(选径区域)边界时可触发RAU。当移动设备从闲置转到备用状态时，也可执行RAU，正如当移动设备被加电时通常会发生的。由越过LAC边界引起的RAU的执行可伴随有具有分组数据(GPRS)和语音容量(GSM/UMTS)的移动设备的LAU。
位置更新过程使用上述初始信道分配过程，CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息的原因值[3GPP TS 24.008，9.1.18]比特序列为“位置更新”设置。
一旦分配到S-DCCH，移动设备便向BTS发送移动管理(MM)消息LOCATION UPDATE REQUEST(位置更新请求)[3GPP TS 24.008，9.2.15]，BTS传回LOCATION UPDATE REQUEST(位置更新请求)。然后BTS将LOCATION UPDATE REQUEST(位置更新请求)传递到BSC。LOCATIONUPDATE REQUEST(位置更新请求)包括移动设备的静态的国际移动站识别(IMSI)[3GPP TS 23.003，2.2]或本地分配的临时移动站识别(TMSI)[3GPP TS 23.003，2.4]，取决于移动设备的注册状态。最近加电的移动设备将发起具有IMSI的LOCATION UPDATE REQUEST(位置更新请求)，而已经用网络注册或刚进入LA的那些移动设备在LOCATION UPDATEREQUEST(位置更新请求)期间使用[d]TMSI来识别。
然后网络验证移动设备，设置译码，可通过识别请求过程检验移动设备的IMEI，可通过TMSI重新分配过程设置新的TMSI，完成位置更新过程，然后使用释放过程来释放所保留的S-DCCH信道，用于其它用途。
成功的位置更新过程的完成要求MSC通过BSC和BTS来将LOCATIONUPDATING ACCEPT(位置更新接受)[3GPP TS 24.008，9.2.13]发送到移动设备。LMS可在此时收集移动设备的当前定位区域标识(LAI)[3GPP TS 24.008，10.5.1.3]。
在位置更新过程期间，RNM或LMS可为最近注册的移动设备收集TMSI与IMSI联系，收集与所收集的定位区域和所收集的服务小区(当前和以前)联系的TMSI，以及可触发无线定位系统来执行低精确度(小区ID和具有定时提前量的小区ID都可利用)或高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)定位估计，同时移动设备在S-DCCH上。
高精确度定位通常包括为了无线设备的更精确的定位而使用可通过小区ID技术得到的TDOA或AoA。高精确度定位比基于小区的定位技术更精确，且一般在精度上优于250米。在美国，高精确度被联邦通信委员会(FCC)在E9-1-1阶段II委托书中定义为100米或小于时间的67％以及小于300米或时间的95％。相反，低精确度定位使用基于小区ID的定位技术，例如CGI/CI、具有TA/RTT的CGI/CI、和增强型小区ID(ECID)。这些低精确度定位技术具有高度可变的不均匀的定位精度，其不如上面讨论的高精确度技术精确。
ECID技术依赖于移动设备记录多个潜在的切换候选/相邻小区的功率水平(RXLev)的能力。该技术增加了起源于现有的GSM网络测量报告(NMR)的到达功率差(PDOA)测量，试图改进基于CGI+TA的定位技术。
PDOA值基于移动设备为服务小区和至少三个相邻小区收集的所接收的信号水平(RXLEV)。因为PDOA数据收集要求对三个或更多相邻小区基站的可见度，收益将小于100％。7位RxLEV测量的粒度、移动接收器质量、和RF多路径效应产生作用，降低定位精度。
因为ECID使用PDOA多元最小二乘法(multi-lateration)，相邻小区的地理分布通过精度的地理削弱也影响定位的质量。出现在NMR中的只有6个相邻小区RxLEV测量的限制通过借助于基站选择限制潜在的GDOP减少量来限制精度。
因为PDOA测量要求对多个样本取平均(在主动呼叫期间每隔480毫秒发送一次NMR)，反应时间比其它基于小区ID的技术高得多。
图1a和1b分别示出对全部的和分成扇形的小区的CGI/CI定位。图 1c和1d示出CGI+TA(全部)和CGI+TA(分成扇形的)定位过程。图1e示出在扇形小区内具有栅格映射的增强型小区ID(ECID)。图1a-1e根据本发明显示，并且如在无线通信工业协定和标准中所使用的。
使用SDCCH无线电网络监视器(RNM)82，位置更新在GSM、GPRS或UMTS空中接口上是可检测的。位置更新作为位置更新请求移动管理消息在Abis接口上也是可检测的。位置更新事件触发LMS 11，以收集用于低精确度定位(CGI、CGI+TA和CGI+TA+NMR)和无线频率信息的附加信息，其用于给定位测量单元(LMU)92分派任务，定位测量单元放置在载波本地区域内，用于高精确度TDOA或AoA定位。
2.选径更新
GPS移动设备在准备和备用状态中执行选径区域更新(RAU)。当移动设备周期性地越过RA(选径区域)边界时可触发RAU，周期由载波网络设定。当移动设备从闲置转到备用状态时，也执行RAU。这一般在移动设备被加电时发生。
3.切换
当无线电话从一个小区或扇区传递到下一个时，在会话中业务信道之间出现典型的切换，以便维持与网络的无线连接。控制信道之间的切换也是可能的。指示切换的变量取决于蜂窝系统的类型。在基于CDMA的系统中，干涉要求是切换的限制因素。在FDMA和TDMA系统如GSM中，主要的限制因素是移动站(MS)可利用的信号质量。其它因素包括：离天线的距离(在GSM中的定时提前量、在UMTS中的往返时间)、本地负载和所接收的信号强度或路径损耗水平。
切换消息发生在快速相关控制信道(FACCH)上。当在GSM移动设备和网络之间需要长信令同时移动设备在呼叫中时，快速相关控制信道代替业务信道而出现。GSM切换作为切换命令RR BSSMAP消息在Abis接口上是可检测的。切换命令通常不能被RNM 82检测到，除非启动密钥共享。
切换过程以BSC发布给BTS的HANDOVER COMMAND(切换命令) [3GPP TS 44.018，9.1.15]开始。HANDOVER COMMAND(切换命令)包括当前小区ID[3GPP 23.003，4.3.1]、当前TCH[3GPP TS 44.018，10.5.2.5]和未来TCH[3GPP TS 44.018，10.5.2.5a]、定时提前量[3GPP TS 44.018，10.5.2.40]和切换参考[3GPP TS 44.018，10.5.2.15]。
切换过程以BTS和BSC之间的HANDOVER COMPLETE(切换结束)[3GPPTS 44.018，9.1.16]消息结束。该消息存在以确认切换是成功的。LMS可为了相同的目的而使用该消息。
LMS可收集在列出的消息中可用于本地储存、定位触发和下列对当前呼叫的TCH重新分配的所有信息字段。LMS可将所收集的信息和积累的呼叫记录转发到WLS，用于基于最近收集的小区ID和定时提前量数据的低精确度定位。LMS可将所收集的信息和积累的呼叫记录转发到WLS，用于在最近分配的业务信道上的高精确度U-TDOA或AoA定位。
4.呼叫释放
在当前为了使用而储备的信道资源被释放以重新利用和重新分配时，呼叫释放指呼叫结束或数据会话结束。所建立的呼叫会话可通过主叫方、被叫方或通过无线干涉和信号损耗来终止。
释放[3GPP TS 24.008，9.3.18]消息内容根据释放发起方变化。网络到移动站方向的RELEASE(释放)在3GPP TS 24.008，9.3.18.1中被详述。移动站到网络方向的RELEASE(释放)在3GPP TS 24.008，9.3.18.2中被详述。信号损耗的RELEASE(释放)与网络到移动站方向的释放相同。
对于网络到移动站的方向，RELEASE(释放)消息被发送以指示网络打算释放事务处理标识符，且接收的设备在发送了对网络到移动站方向特有的RELEASE COMPLETE(释放结束)[3GPP TS 24.008，9.3.19.1]之后应释放事务处理标识符。
对于移动站到网络的方向，RELEASE(释放)消息从移动站发送到网络以指示移动站打算释放事务处理标识符，且接收的设备在发送了RELEASE COMPLETE(释放结束)[3GPP TS 24.008，9.3.19.2]之后应释放事务处理标识符。
LMS对RELEASE(释放)和RELEASE COMPLETE(释放结束)消息进行监视以确定所监视的呼叫会话的结束并完成以往的、积累的呼叫记录。如果可用于以后的分析，LMS还可储存释放原因[3GPP TS 24.008，10.5.4.11]。
LMS可将RELEASE(释放)消息事件转发到具有全部积累呼叫记录的无线定位系统。WLS可基于最后记录的小区ID、定时提前量和测量报告而产生最终的低精确度估计，或可对剩余的移动传输尝试最终的高精确度U-TDOA或AoA定位。
因为对释放过程的相应的无线消息发生在加密的FACCH上，RNM 82一般不能用于检测释放事件触发信号。
5.寻呼
当网络有呼入时，移动站在处于闲置状态时在公共寻呼信道中被寻呼。移动站对寻呼的响应通常称为寻呼响应，是通过无线资源信道请求[3GPP44.018，9.1.8]从无线网络请求SDDCH，原因值设置为二进制0001xxxx、0010xxxx、0011xxxx或100xxxxx，其中“x”用于指示“无关紧要”的位，该位为一或零，不影响原因值。为了将由寻呼引起的通信量减到最少，寻呼请求一般首先发送到定位区域(LA)，其中当被存储在当前列出的服务区域(公共陆地移动网络(PLNM))的用户归属位置寄存器(HLR)或访问者位置寄存器(VLR)中时，移动设备最后与无线网络有无线事务处理。
RNM 82和LMS 11都可通过为所记录的原因值监视无线信道请求消息来检测寻呼响应。RNM 82可解调在RACH上发送的此未加密的消息。LMS 11可在初始的被请求信道[3GPP48.058，8.5.3]消息中或在随后的无线资源寻呼响应消息中检测寻呼响应。
当没有呼叫进入时，也可通过使用GSM-MAP任意时间询问过程和使用在MSC的补充服务来强制寻呼。该寻呼不警告用户并可用于要求闲置移动设备的周期性位置更新的定位应用。通过将没有字母数字内容的SMS消息发送到所关心的移动设备，相同的非警告性寻呼在某些系统中也是可能的。
当有对移动设备的终止呼叫时，使用寻呼过程。移动终止呼叫按规定路线向操作员的网关MSC发送，网关MSC查阅HLR，HLR请求自被访问的MSC寻呼。被访问的MSC基于最后已知的定位区域寻呼手机。然后HLR将访问的MSC地址发送到网关MSC，网关MSC接着将呼叫按规定路线发送到被访问的MSC，移动终止呼叫被建立。
MS的寻呼通过由BSC将PAGING COMMAND(寻呼命令)[3GPP TS48.058，8.5.5]消息发送到BTS而发起。该消息包括MS识别(TMSI或IMSI)、MS的寻呼总数、可选地对MS的指示以及可选地呼叫的优先级的指示，关于前一个指示，为了随后的与寻呼有关的事务处理而需要信道组合。
BTS建立并发送在专用寻呼信道(PCH)无线路径上发送的PAGINGREQUEST(寻呼请求)[3GPP TS 44.018，9.1.22&9.1.23&9.1.24]消息。
移动设备的成功寻呼在寻呼响应过程中产生PAGING REQUEST(寻呼请求)消息，其为初始信道分配过程的使用，CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息的原因值[3GPP TS 24.008，9.1.8]比特序列为“寻呼响应”设置。在成功的寻呼过程结束时，进入移动终止呼叫建立过程。
在寻呼过程期间，LMS可收集在BSC到BTSPAGING COMMAND(寻呼命令)中使用的TMSI或IMSI以及定位区域索引(LAI)，其中移动设备最后有成功的位置更新。RNM可收集来自PAGING REQUEST(寻呼请求)消息的移动设备识别信息。此收集的信息储存在本地或为了资源调度目的或统计数据分析而转发到其它节点。
6.识别响应
识别响应只响应于识别请求而被发送，根据3GPP标准，识别请求在GSM-MAP网络中由设备识别寄存器产生。识别请求和响应消息在SDCCH上分发，但是在加密之后，所以RNM 82在没有密钥共享的情况下不能用来检测响应。LMS 11可在BTS-BSC接口上检测识别响应。识别响应包括国际移动设备识别(IMEI)，其为一种唯一地识别移动设备的电子序列号。识别响应还可包括用户的国际移动站标识符(IMSI)和临时移动站标识 (TMSI)。
当移动设备在S-DCCH上时，可执行识别设备过程。MSC启动该过程，移动管理直接传送应用部分(DTAP)识别请求[3GPP TS 24.008，9.2.10]通过BSC和BTS发送到移动设备。移动设备以包含国际移动设备标识符(IMEI)和可能包含移动设备的TMSI和/或IMSI的移动管理识别响应[3GPP TS 24.008，9.2.11]来响应。
因为一般在设定译码之后使用识别设备过程，RNM一般不能为了IMEI收集而监视该过程。LMS可为本地存储器储存或传送到另一系统节点而监视该过程并收集IMEI。
图2描绘根据本发明的MSC获得移动站的IMEI的示例性方法。最初，在步骤210选择移动识别检验。MSC然后在步骤215将识别请求通过BSC发送到移动设备。在步骤220BSC在没有其它处理的情况下发送识别请求给BTS。BTS接着在步骤225将识别请求传送到移动设备。作为在步骤225所接收的识别请求的结果，移动站在步骤230通过在识别响应消息中将其IMEI传送回BTS而响应。进一步地，如果识别检验参数需要IMSI和TMSI，则移动站也在步骤230将IMEI和TMSI传送回BTS。根据BTS从移动站接收到的内容，BTS在步骤235将识别响应消息中的任何IMEI、IMSI或TMSI信息转发回BSC。BSC然后可在步骤240将包含识别信息的识别响应消息转发到MSC。MSC接着在步骤245将Check MEI发送到EIR，用于移动设备的进一步的分析。
作为在步骤230来自移动站的识别响应消息的结果，LMS可从Abis或A接口的被动监视中获得识别响应消息和内容的副本，并在步骤250收集IMEI、IMSI和TMSI信息，这取决于在步骤230从移动站发送的内容。在步骤255，LMS可在本地存储器中储存IMEI、IMSI和TMSI信息。如果可得到，LMS还可将IMEI、IMSI和TMSI信息转发到LBS应用，用于在步骤260的进一步的分析。
7.测量报告
测量报告(MR)在主动语音或数据会话期间被周期性地发送。MR被 移动设备使用以通知无线网络移动设备对切换的潜在需要，并在相邻的发射器(扇区天线或全向小区天线)上包括下行链路(基站到移动设备)测量。被称为移动设备辅助切换(MAHO)的该技术对包括US TDMA(IS-136)、CDMA、GSM和UMTS的大多数蜂窝无线网络是公有的。在语音或数据会话期间，移动设备使用闲置时间来重新调整其接收器以监视在基站天线附近的广播信道(也称为信标(beacon))。对于服务小区，移动设备测量信标接收水平和接收质量；对于测量报告中的所有其它邻居，只有接收水平是可利用的。在一些扩谱技术中，返回的是路径损耗测量而不是所接收的信标强度。
只有在FACCH上的主动(加密)会话期间可得到测量请求，因此在没有密钥共享的情况下不能使用RNM 82。LMS 11可在Abis或BTS-BSC接口上检测测量报告。因为测量报告是周期性的，LMS 11可确定呼叫持续时间。因为测量报告包含功率水平，无线定位系统可使用测量报告、定时提前量、服务小区和具有已知信标广播功率水平的扇区信息，以便在信标功率(或路径损耗)被标准化的情况下使用到达功率差实现混合的小区ID。
测量报告过程包括对本发明有价值的单个消息。从BTS到BSC的MEASUREMENT RESULT(测量结果)[3GPP TS 48.058，8.4.8]消息用于向BSC报告BTS(上行)进行的无线信道测量的结果，并传送在SACCH上和在L1报头中从MS接收的测量报告。MEASUREMENT RESULT(测量结果)包括TCH信道号[3GPP TS 48.058，9.3.1]、上行链路测量[3GPP TS48.058，9.3.25]和基站功率[3GPP TS 48.058，9.3.4]，以及可能包括MS功率[3GPP TS 04.058，9.3.13]、定时提前量[3GPP TS 48.058，9.3.24]和MS定时偏移[3GPP TS 48.058，9.3.37]。
MS可检测MEASUREMENT RESULT(测量结果)并通过TCH信道号参考LMS内部的呼叫记录。LMS然后可在本地储存所收集的信息或将事件类型、呼叫记录信息和最近收集的信息转发到无线定位系统，以用于使用小区ID、定时提前量、上行链路测量和MS定时偏移产生增强型小区ID定位。WLS还可使用MEASUREMENT RESULT(测量结果)事件作为 触发信号，以在TCH上实现高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)定位估计。
图3A描绘根据本发明的LMS确定移动站的身份的示例性方法。在步骤310移动站在业务信道上。移动站在步骤320周期性地测量相邻的CGI信标以确定其用于切换电位的信号强度。当移动站在步骤320执行信号信标信号强度的测量时，移动站还在步骤325向BTS报告这样的测量。BTS然后在步骤330向BSC报告测量报告。假定LMS 11在步骤315预先设置成检测测量报告，则LMS 11在步骤335检测测量报告的报告。虽然BSC在步骤340为了切换的目的而使用测量报告，LMS 11可在步骤345估计测量报告和信道以确定移动站的身份。如果根据在步骤345执行的过滤分析，测量报告与所关心的移动站相符，则LMS 11可将事件、移动站识别信息和测量报告转发到LSB应用，用于在步骤350的进一步的分析。
8.SMS发起
当CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息[3GPP TS 48.058，8.5.3]通过随机接入信道(RACH)发送到BSC时，短消息服务会话在最初的呼叫建立过程中可被RNM和LMS最初检测到。CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息原因值[3GPP TS 24.008，9.1.8]字段将初始的建立识别为对SMS-MO的要素。
对于MSM-MO，初始的信道分配过程之后，跟随以移动设备将S-DCCH上的CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)[3GPP 24.008，9.2.9]消息发送到BTS。BTS将CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)转发到BTS，接着将消息转发到MSC。CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)包括CM服务类型[3GPP TS 24.008，10.5.3.3]，其指示正在为SMS-MO请求的服务。
CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)包括移动设备识别字段、移动发起中的第一时间，其中RNM和LMS可利用移动设备识别[3GPP24.008，10.5.1.4]。移动设备识别是TMSI或只有当TMSI不可利用时的IMSI。CM服务请求还包括移动站类别标记[3GPP TS 44.018，10.5.1.6]。在此时，LMS或RMS可使用基于所收集的小区ID和定时提前量数据的小区 ID方法、或使用TDOA或AoA技术，来触发无线定位系统以执行定位，所述TDOA或AoA技术的使用是通过管理在地理上分布的接收器网络(LMU或SCS网络)来确定在S-DCCH上传输的无线电能量，或通过跟随到业务信道(TCH)的当前呼叫会话并在对话或数据交换期间使用从移动设备传输的无线电能量。
通常，移动设备经历确认、译码、TMSI重新分配和可能的设备识别过程，同时保持在S-DCCH上。
图3B示出根据本发明的SMS发起触发信号的示例性方法。在步骤351，无线定位系统(WLS)在LMS中设置SMS发起触发信号。LMS然后可在步骤352开始监视任何SMS发起。当移动设备在步骤353开始SMS发起时，移动设备和无线网络在步骤354交换数据以建立SMS交换传递会话。然后LMS可在步骤355检测SMS发起并开始收集小区ID、定时提前量、MSID和频率分配。信道可在步骤356被分配给移动设备，且可同时开始SMS传递。到无线网络的SMS传递随后在步骤357结束，移动设备和无线网络可在步骤358交换数据以关闭会话并释放资源。
根据在步骤355收集的信息，LMS然后可在步骤359在本地储存信息并将该信息转发到WLS。WLS接着可在步骤360使用所收集的信息以产生无线设备的低精确度或高精确度定位。
9.SMS终止
SMS-移动终止(SMS-MT)最初在移动设备的寻呼中被指示。对于SMS-MT，MS的寻呼通过BSC向BTS发送PAGING COMMAND(寻呼命令)[3GPP TS 48.058，8.5.5]消息而被发起。该消息包括MS识别(TMSI或IMSI)、MS的寻呼总数、可选地对MS的指示以及可选地呼叫的优先级的指示，关于前一个指示，为了随后的与寻呼有关的事务处理而需要信道组合。
BTS建立并发送在专用寻呼信道(PCH)无线路径上发送的PAGINGREQUEST(寻呼请求)[3GPP TS 44.018，9.1.22&9.1.23&9.1.24]消息。
在寻呼过程期间，LMS可收集在BSC到BTS的PAGING COMMAND (寻呼命令)中使用的TMSI或IMSI以及定位区域索引(LAI)，其中移动设备最后有成功的位置更新。此收集的信息储存在本地或为了资源调度目的或统计数据分析而转发到其它节点。
移动设备的成功寻呼在寻呼响应过程中产生PAGING REQUEST(寻呼请求消息)，其为初始信道分配过程的使用，CHANNEL REQUIRED(被请求信道)消息的原因值[3GPP TS 24.008，9.1.8]位序列设置为“寻呼响应”设置。
当通过立即分配消息接收到SDCCH分配时，MS发送PAGINGRESPONSE(寻呼响应)[3GPP 44.008，9.1.25]。该消息包括移动设备识别字段，移动设备识别字段包括TMSI、IMSI或IMEI。移动设备识别可用于识别用户或MS并触发定位。
图3C示出根据本发明的SMS终止触发信号的示例性方法。在步骤361，无线定位系统(WLS)在LMS中设置SMS终止触发信号。LMS然后可在步骤362开始监视任何SMS终止。当移动设备在步骤363为了SMS终止被寻呼时，移动设备和无线网络在步骤364交换数据以建立SMS传送会话。然后LMS可在步骤365检测SMS终止并开始收集小区ID、定时提前量、MSID和频率分配。信道可在步骤366被分配给移动设备，且可同时开始SMS传送。到无线网络的SMS传送随后在步骤367结束，移动设备和无线网络可在步骤368交换数据以关闭会话并释放资源。
根据在步骤365收集的信息，LMS然后可在步骤369在本地储存信息并将该信息发送到WLS。WLS接着可在步骤370使用所收集的信息以产生无线设备的低精确度或高精确度定位。
10.消息类型、消息内容和复杂的触发信号
LMS触发信号在消息本身是定位触发事件时包括消息类型触发信号、以及基于所监视的消息内容的触发信号，其中网络事务处理和过滤器都是必要的。通过合并具有LMS储存信息的这些触发信号，可产生第三种类型的触发信号、复杂的触发信号。这三种类型的触发信号中的任何一种都可设置为产生(触发)定位估计过程。一般而言，消息类型的触发信号响 应于移动站传输而断开。消息类型的触发信号包括：(1)移动发起(CM服务请求)；(2)移动终止(CM服务请求)；(3)识别响应；(4)位置更新；寻呼响应；(5)切换；以及(6)释放(信道释放)。LMS 11还可实时地分析触发信号内特定消息字段的内容。其它这样的触发信号包括：(1)主叫号码触发信号；(2)被叫号码触发信号；(3)移动设备识别(MSISDN、IMEI、IMSI和TMSI)触发；(4)CGI/小区ID触发；以及(5)LAC触发。
LMS在每个用户的基础上维持Abis、A和GSM-MAP接口业务的表。
LMS11可设置成触发呼叫连接事件或无线接口事件。这些事件包括：
  所接收的网络测量报告   所接入的移动发起呼叫
  所接收的移动终止呼叫   所发送的移动发起SMS
  所接收的移动终止SMS   切换(开始)
  切换(结束)   位置更新
  RF信道分配   IMSI连接
  IMSI分离   移动发起呼叫断开
  移动终止呼叫断开   识别响应
表1-LMS检测的网络事务处理
所保留的网络信息允许在特定区域内或在被监视的另一移动设备附近定位用户。
11.移动发起
移动发起是移动设备将呼叫接入无线网络以开始对话或数据会话的行为。移动发起通过无线电网络监视器(RNM)以及通过链接监视系统可在无线接口上检测到。高精确度和低精确度定位在移动发起事务处理期间是可能的，小区ID和定时提前量以及对S-DCCH的频率分配可以由特定的接收器使用。
使用LMS，可跟随移动发起到业务信道。一旦移动在业务信道上，LMS便为随后的定位估计提供频率。一旦在业务信道上，移动设备便可经历包括在下列部分中的切换。
对于移动发起建立，初始的信道分配过程之后，移动设备在S-DCCH 上将CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)[3GPP 24.008，9.2.9]消息发送到BTS。BTS将CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)转发到BTS，接着将消息转发到MSC。CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)包括CM服务类型[3GPP TS 24.008，10.5.3.3]，其指示正在由移动设备发起呼叫所请求的服务。
CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)包括移动设备识别字段、移动发起中的第一时间，其中RNM和LMS可利用移动设备识别[3GPP24.008，10.5.1.4]。移动设备识别是TMSI或只有当TMSI不可利用时的IMSI。CM服务请求还包括移动站类别标记[3GPP TS 44.0181，10.5.1.6&10.5.1.7]，其允许基于移动设备制造商或模型给LBS服务分类。在此时，LMS或RMS可使用基于所收集的小区ID和定时提前量数据的小区ID方法、或使用TDOA或AoA技术，来触发无线定位系统以执行定位，所述TDOA或AoA技术的使用是通过管理在地理上分布的接收器网络(LMU或SCS网络)来确定在S-DCCH上传输的无线电能量，或通过跟随到业务信道(TCH)的当前呼叫会话并在对话或数据交换期间使用从移动设备传输的无线电能量。
通常，移动设备经历确认、译码、TMSI重新分配和可能的设备识别过程，同时保持在S-DCCH上。在完成这些过程之后，移动设备将在S-DCCH上传输SETUP(建立)[3GPP TS 24.008，9.3.23.2](对于移动发起呼叫建立)消息。在移动发起呼叫建立的情况下，SETUP(建立)消息携带拨号数字。RNM和/或LMS然后可检测SETUP(建立)消息并收集拨号数字。拨号数字然后可与电话号码的预先设定的列表或所关心的SMS查验比较。如果拨号数字与所关心的号码匹配，RNM或LMS可将小区ID、定时提前量、移动设备识别(TMSI和/或IMSI)、S-DCCH信道分配和具有数字串的触发信号的特点发送到无线定位系统。然后无线定位系统可执行低精确度(小区ID和具有定时提前量的小区ID都可利用)或高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)的定位估计，同时移动设备在S-DCCH上。
网络然后验证移动设备、设置译码、可通过识别请求过程检验移动设备的IMEI、并可通过TMSI重新分配过程设置新的TMSI。
在移动发起呼叫建立中，对本发明重要的下一个消息是ASSIGNMENT COMMAND(分配命令)[3GPP TS 44.018，9.1.2]。ASSIGNMENT COMMAND(分配命令)携带用于TCH分配的信道描述2[3GPP TS 44.018，10.5.2.5a]。LMS可记录TCH分配并将该信息链接到先前收集的事件类型(在这种情况下为呼叫发起、GPRS数据会话发起或SMS发起)、TMSI、IMSI(如果收集到)、IMEI(如果收集到)，在本地储存该信息并将该信息转发到无线定位系统。然后一旦移动设备移到最近分配的业务信道，无线定位系统便可执行低精确度(小区ID和具有定时提前量的小区ID都可利用)或高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)定位估计。
图3D示出根据本发明的移动发起触发信号的示例性方法。在步骤371，WLS在LMS中设置移动发起触发信号。LMS然后可在步骤372开始监视移动发起。当移动设备在步骤373接入呼叫时，移动设备和无线网络在步骤374交换数据以建立呼叫。LMS可在步骤375检测呼叫发起并可开始收集小区ID、定时提前量、MSID和频率分配。此外，在步骤376业务信道被分配且对话在移动设备上开始。对话在步骤377结束，移动设备和无线网络在步骤381交换数据以关闭呼叫并释放资源。
LMS可在步骤378将所收集的信息储存在本地并将所收集地信息转发到WLS，用于进一步的分析。WLS可在步骤379使用所收集的信息来执行移动设备的低精确度或高精确度定位。LMS还可在步骤380继续收集信息，用于其它设置的触发信号。
12.移动终止
移动终止是移动设备从无线网络接收呼叫以开始对话或数据会话的行为。以寻呼或寻呼响应序列开始，移动终止通过无线电网络监视器(RNM)和通过链接监视系统(LMS)在无线接口上可检测到。高精确度和低精确度定位在移动终止事务处理期间都是可能的，小区ID和定时提前量以及对S-DCCH的频率分配可由特定的接收器使用。
使用LMS，可跟随移动终止到业务信道，其中可进行随后的定位估计。
当移动设备希望发起语音或数据呼叫或响应寻呼请求时，使用呼叫建 立过程。
在初始的信道分配过程之后，移动设备在S-DCCH上将CM SERVICEREQUEST(CM服务请求)[3GPP 24.008，9.2.9]消息发送到BTS。BTS将CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)转发到BSC，然后将消息转发到MSC。CM SERVICE REQUEST(CM服务请求)包括移动设备标识字段、移动发起中的第一时间，其中RNM和LMS可利用移动设备识别[3GPP24.008，10.5.1.4]。移动设备识别(MSID)为TMSI或只有当TMSI不可利用时的IMSI。
对于移动终止呼叫建立，移动站会选择与在PAGING REQUEST(寻呼请求)消息中从网络接收的相同的移动设备识别类型。
对于移动终止呼叫建立，初始的寻呼过程由初始的信道分配过程跟随。一旦在S-DCCH上，被寻呼的移动设备便使用移动设备类别标记[3GPP TS44.018，10.5.1.6]和移动设备识别(MSID)[3GPP TS 44.018，10.5.1.4]来传送PAGING RESPONSE(寻呼响应)[3GPP TS 44.018，9.1.25]。MSID和站类别标记都可由RNM或LMS收集。PAGING RESPONSE(寻呼响应)然后发送到BSC，接着发送到MSC。MSID和站类别标记都可由RNM或LMS收集。RNM或LMS然后可储存所收集的信息(小区ID、LAI、S-DCCH分配、定时提前量、寻呼响应事件、MSID、站类别标记)或将所收集的信息转发到无线定位系统。WLS然后可执行低精确度(小区ID和具有定时提前量的小区ID都可利用)或高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)定位估计，同时移动设备仍然在S-DCCH上，或通过跟随当前呼叫会话到业务信道(TCH)并在对话或数据交换期间使用从移动设备传输的无线电能量。
网络然后验证移动设备、设置译码、可通过识别请求过程检验移动设备的IMEI、并可通过TMSI重新分配过程设置新的TMSI。
在移动终止呼叫建立中对本发明重要的下一个消息是SETUP(建立)[3GPP TS 24.008，9.3.23]消息(对移动终止呼叫建立)。SETUP(建立)消息可包括呼叫优先级[3GPP TS 24.008，10.5.1.11]、主叫方号码[3GPP TS24.008，10.5.4.9]和被叫方(移动用户)号码[3GPP TS 24.008，10.5.4.7]。LMS 可记录SETUP(建立)信息并将该信息链接到先前收集的事件类型(在这种情况下为呼叫发起、GPRS数据会话发起或SMS发起)、TMSI、IMSI(如果收集到)、IMEI(如果收集到)，在本地储存该信息并将该信息转发到无线定位系统。然后一旦移动设备移到自ASSIGNMENT COMMAND(分配命令)[3GPP TS 44.018，9.1.2]收集的分配的业务信道，无线定位系统便可执行低精确度(小区ID和具有定时提前量的小区ID都可利用)或高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)定位估计。
在移动终止呼叫建立中对本发明重要的下一个消息是ASSIGNMENTCOMMAND(分配命令)[3GPP TS 44.018，9.1.2]。ASSIGNMENTCOMMAND(分配命令)携带用于TCH分配的信道描述2[3GPP TS 44.018，10.5.2.5a]。LMS可记录TCH分配并将该信息链接到先前收集的事件类型(在这种情况下为呼叫发起、GPRS数据会话发起或SMS发起)、TMSI、IMSI(如果收集到)、IMEI(如果收集到)，在本地储存该信息并将该信息发送到无线定位系统。然后一旦移动设备移到最近分配的业务信道，无线定位系统便可执行低精确度(小区ID和具有定时提前量的小区ID都可利用)或高精确度(基于U-TDOA和/或AoA)定位估计。
图3E示出根据本发明的移动终止触发信号的示例性方法。在步骤382，WLS在LMS中设置移动终止触发信号。LMS然后可在步骤383开始监视移动终止。当移动设备在步骤384收到寻呼时，移动设备和无线网络在步骤386交换数据以建立呼叫。LMS可在步骤385检测SMS终止并可在步骤387开始收集小区ID、定时提前量、MSID和频率分配。此外，在步骤388业务信道被分配且对话在移动设备上开始。对话将在步骤389结束，移动设备和无线网络在步骤381交换数据以关闭呼叫并释放资源。
LMS可在步骤390将所收集的信息储存在本地并将所收集的信息转发到WLS，用于进一步的分析。WLS可在步骤391使用所收集的信息来执行移动设备的低精确度或高精确度定位。
D.高级触发信号
高级触发信号允许无线或网络事件(对应于可由LMS 11或RNM 82检测的特定消息或消息组)产生高精确度和低精确度定位估计。发起定位 估计的触发事件可以是特定消息或特定消息中的字段的检测。网络事件(也称为网络事务处理)包括：(1)移动发起/终止；(2)SMS发起/终止；(3)GPRS移动连接/分离事件；(4)位置/路由更新(即，与U-TDOA定位事件相反，为了移动和漫游的目的的GSM“位置”更新)；(5)切换；以及(6)呼叫释放。
1.拨号数字触发
无线定位系统可根据被叫号码来定位移动设备。该号码可为任何长度的移动号码、固定号码、本地号码或国家/国际号码。可以在LMS用任何拨号数字触发信号给无线定位系统(WLS)分派任务。一旦触发信号被分派任务，系统就在拨打特定号码的服务区域内自动定位任何移动设备。
例如，铁路安全管理者的电话号码可输入LMS 11系统，从那时起，拨打那些号码的任何移动设备如果在装备有LMU的区域内则被高精确度地自动定位(如果是移动的，可确定移动速度和方向)，或如果在只可利用小区ID技术的、装备有LMU区域的外部，则低精确地定位。
图4描绘了根据本发明的拨号数字触发的示例性方法。最初，在步骤410，可将所关心的拨号数字输入到无线定位系统中。例如所关心的号码可为失踪人员的蜂窝电话或失踪人员的家庭号码。在步骤415，LMS设置成检测所有的网络事务处理，以及安装过滤器以关注于在与所关心的拨号数字有关的事务处理。当移动设备在步骤420用所关心的拨号数字发起呼叫或SMS会话时，LMS在步骤425检测呼叫发起。然后LMS可在步骤430收集MSID、小区信息和无线信息、形成呼叫开始的消息以及在存储器中储存信息。假定拨打的数字串与过滤器值匹配，或在这种情况下与拨号数字过滤器匹配，则LMS在步骤435用无线信息、MSID、拨号数字和小区信息给无线定位系统(WLS)分派任务。WLS可在步骤440对移动设备执行高精确度定位或它可将小区和无线信息转换成使请求待决的低精确度定位估计。然后可WLS在步骤450将定位估计(高精确度或低精确度)发送到定位应用，用于进一步的分析。进一步地，无线信息、MSID、拨号数字和小区信息可在步骤445继续转发到定位应用，用于进一步的分析。在步骤430呼叫被发起之后的某个时间，移动设备在步骤455完成呼 叫或SMS会话。
2.MSID触发
无线定位系统还可通过其标识来定位移动设备。起作用的移动设备或用户单元具有相关的MSISDN、来自SIM的国际移动站识别(IMSI)和来自终端的国际移动设备标识符。IMSI或IMSI的列表可通过文件或基于定位的服务应用加载到LMS中。然后LMS扫描Abis消息业务，直到可验证并保留IMSI与TMSI的关联。当随后的TMSI被发布时，IMSI-TMSI联合可随着变化而更新。在任一情况下，LMS通知SMLC IMSI与TMSI的关联。
MSISDN或MSISDN的列表可通过文件或基于定位的服务应用加载到LMS中。然后LMS可扫描Abis和A接口消息业务，直到可发现并保留MSISDN与IMSI以及IMSI与TMSI的关联。当随后的TMSI被发布时，MSISDN-IMSI-TMSI联合可随着变化而更新。在任一情况下，LMS可通知SMLC MSISDN与IMSI与TMSI的关联。
IMEI或IMEI的列表可通过文件或基于定位的服务应用加载到LMS中。然后LMS可扫描Abis消息业务，直到可验证并保留IMEI与IMSI与TMSI的关联。当随后的TMSI被发布时，IMEI-IMSI-TMSI关联可随着变化而更新。在任一情况下，LMS可通知SMLC IEMI与IMSI与TMSI的关联。
不管最初用于识别的初始IMEI、IMSI或MSISDN如何，所发现的TMSI都设置为LMS触发信号，以便可定位所关心的移动设备。例如，可将单独的或一组铁路工人的MS-ISDN、IMEI或IMSI输入到系统中，且从此之后，那些移动设备进行的任何网络事务处理可以为了定位和映射的目的而开始高精确度定位。因此，能够使用IMEI定位使无线定位系统能找到SIM较少的电话和设备以及检测SIM对特定终端或用户设备的变化。
图5描绘了根据本发明的MSID触发的示例性方法。在步骤510，所关心的IMSI、IMEI或MSISDN被输入到无线定位系统中。LMS可在步骤515设置为在IMSI、IMEI或MSISDN上检测所有的网络事务处理并过滤。 当移动设备在步骤520发起网络事务处理时，LMS可在步骤525检测网络事务处理。LMS可在步骤530从事务处理消息收集MSID、小区和无线信息并将其储存在存储器中。移动设备随后在步骤555结束网络事务处理。
在步骤510，当IMSI、IMEI或MSISDN与输入的过滤器值匹配时，LMS可在步骤535将MSID、小区和无线信息传送到WLS。WLS然后可在步骤540执行移动设备的高精确度或低精确度定位，并在步骤545将定位估计发送到定位应用。定位应用可在步骤550收集从WLS接收的信息和来自LMS的信息，用于进一步的估计和分析。
3.闲置的移动设备定位
如果设备的IMEI、MSISDN或IMSI是已知的，无线定位系统还可定位闲置的移动装置和设备。无线定位系统可以用两种方式定位闲置的移动设备。首先，通过将要被定位的移动设备的IMSI输入到LMS 11系统中并接着通过将NULL值SMS发送到该移动设备，可定位闲置的移动设备。移动设备确认收到SMS消息，并可被高精确度地定位。无线载波可设置主机无线网络系统参数，以便当移动设备收到NULL值SMS时不告警移动设备。进一步地，通过在任何时间发送NULL值SMS以满足LBS应用的要求，可进行对移动设备位置的更新。这些SMS消息可通过LBS应用自动发送，并例如基于服务参数的质量而设置。
闲置移动设备触发的可选方法要求LBS应用请求GMLC将CAMEL“任意时间询问”(ATI)查询提交给HLR。这可能导致被发送到移动设备的网络寻呼。使用标准补充服务的MSC寻呼并确认移动设备，而实际上没有将移动设备放置在业务信道上或否则通知用户。在寻呼和确认消息期间，无线定位系统使用U-TDOA或AoA来处理并准确地定位移动设备。较低精确度的CGI+TA定位由该事务处理自动产生。GSM服务控制功能(gsmSCF)还可用于使GMLC发布任意时间询问以在任何时间从HLR请求信息(例如用户状态和位置)。ATI过程可用于将MS从IDLE转换到主动信令状态。
例如，资产(例如宠物)跟踪设备的IMSI可被输入无线定位系统中，且在任何时间资产所有者希望知道移动物的位置。NULL值SMS可发送到 移动物或资产探测器定位服务应用可向GMLC发起ATI消息，以开始定位处理。在数秒内，如果在装备有LMU的区域内，资产跟踪设备被高精确度地定位(如果是移动的，可确定移动速度和方向)，或如果在只可利用小区ID技术的、装备有LMU的区域的外部，则其被低精确度地定位。
从GMLC更新用户位置的优选方法是为CAMEL阶段3和4定义的任意时间询问(ATI)消息和过程。由于CAMEL阶段3/4ATI参数“当前位置(current location)”设置为“真(true)”，GMLC可通过MSC的补充服务以信号通知HLR来发起(强制)寻呼。对于遵循GMLC和HLR组的非CAMEL3&4网络，基于无声SMS的位置更新是可能的。
根据说明书，对于使用SMS无声寻呼的用户，GMLC使用“11110110”(Dec值＝246)的数据编码方案值来(通过SMPP接口)给SMSC发送“提交SM(submit SM)”消息。该消息类型的分发不应通过某些视觉或听觉通知来触发MS以告警用户。该SMS消息具有零用户数据长度。
我们建议载波验证其现有的电话行为对“无声”SMS的选择。当使用“11110110”的数据编码方案值提供“提交SM”消息时，载波还应以MSC和SMSC制造商来检验关于MSC的操作。
如果ATI不可利用，且无声SMS不能用现有的移动设备或基础设施执行，可存在可选方案。在“强制寻呼”设置为“真”的情况下，从GMLC发送到MSC的提供用户信息(PSI)消息将寻呼移动设备而没有告警用户。
图5B描绘了根据本发明使用任意时间询问(ATI)的示例性方法。最初，定位应用在步骤560向GMLC发送使用MSID的低精确度定位请求。GMLC在步骤562询问无线网络。然后无线网络可在步骤564发现移动设备是闲置的。无线网络在步骤566可使用ATI和补充服务来寻呼移动设备。LMS然后可在步骤568检测寻呼过程。移动设备在步骤570接收寻呼并用寻呼响应回答。然后LMS可在步骤572检测寻呼响应，并在步骤580让WLS执行高精确度定位。接着WLS可在步骤582向GMLC或LCS应用发送定位估计，用于进一步的使用。无线网络可在步骤574更新HLR/VLR记录并以低精确度定位回答GMLC。GMLC可在步骤576将低精确度定位传递到LCS应用。定位应用在步骤578从GMLC接收低精确度定位并在 步骤584接收高精确度定位。
图5C描绘了根据本发明使用SMS查验的示例性方法。在步骤585，定位应用向GMLC发送使用MSID的低精确度定位请求。GMLC在步骤586询问无线网络。然后无线网络可在步骤587发现移动设备是闲置的。接着无线网络在步骤588返回最后已知的低精确度定位。GMLC可在步骤589将低精确度定位传递到LCS应用。定位应用接着在步骤590接收低精确度定位。在步骤591GMLC向移动设备发布SMS。无线网络在步骤592为了SMS终止而寻呼移动设备。LMS在步骤593检测寻呼。移动设备在步骤594接收寻呼并以寻呼响应回答。然后LMS在步骤595检测寻呼响应。接着WLS可在步骤596执行高精确度定位。WLS接着可在步骤597向GMLC发送定位估计。GMLC在步骤598接收高精确度定位并将其发送到LCS应用。定位应用在步骤599接收高精确度定位并可进一步估计或储存定位，用于进一步的使用。
4.历史的小区定位
在被扇区、小区或一组小区覆盖的确定的地理区域内的历史的、过去的存在的基础上，移动电话可被识别和定位。背景定位特征允许操作员基于小区(CGI)确定区域，为在所关心的区域内具有网络事务处理的移动设备收集IMSI/TMSI信息，以及在之后的网络事务处理上定位所识别的移动。首先，小区或CGI被加载到无线定位系统中。在那时之后，LBS应用希望知道移动设备的所有移动设备号码(并从而得知身份)，所述移动设备在LMS被询问的一段时间期间在特定的区域内。LMS产生应用已知的所有移动标识符(IMSI、MSISDN、MEI)。通过用所收集的移动设备标识符给LMS分派任务，移动设备接着在其离开所关心的区域时被高精确度地跟踪。
例如，在海啸或飓风之后，装备有移动装置或移动设备的一组搜索和营救人员可在集合地点被自动识别，并被自动添加到高精确度U-TDOA跟踪列表，用于在受灾区域内的进一步跟踪和监督。
图6描绘了根据本发明使用历史的小区定位的示例性方法。在步骤610，事件设置为所有的网络事务处理。LMS设置为在步骤615检测所有 的网络事务处理。当移动设备在步骤620发起网络事务处理时，LMS在步骤625检测网络事务处理，并在步骤630收集来自事务处理的MSID、小区和无线信息，以及将信息储存在存储器中。然后在步骤640，过滤器可设置在LMS中用于所关心的CGI。接着LMS可在步骤645为所关心的CGI过滤本地存储器。然后LMS可将MSID、小区和无线信息发送到WLS用于所关心的移动设备。WLS可在步骤655将小区和无线信息转换成定位估计。接着WLS可在步骤660将MSID、小区和无线信息连同定位估计一起发送到定位应用。定位应用接着可在步骤665估计并储存信息，用于进一步的使用。在某个时刻，移动设备在步骤635完成网络事务处理。
5.小区ID触发信号
在由LMS监视的小区ID的基础上，可识别并随即定位移动电话。如果移动设备产生了网络事务处理(呼叫发起、呼叫终止、SMS发起、SMS终止、位置更新、测量报告或切换)，则它通过监视LMS在所关心的CGI中被定位。
对于小区ID触发信号，基于小区ID的定位和高精确度定位都被支持。基于小区ID的定位可以是小区ID或小区ID和定时提前量(或1/2RTT)。当移动设备在业务信道上时，ECID定位是可能的。每当LMS变成可利用移动设备的信道信息时，高精确度定位在部署有LMU的区域内是可能的。
图7描绘了根据本发明使用小区ID触发信号的示例性方法。在步骤710，所关心的CGI或CI被输入到系统中。LMS可设置为在步骤715在CGI或CI上检测所有的网络事务处理并过滤。当移动设备在步骤720发起网络事务处理时，LMS可在步骤725检测网络事务处理。LMS随即可在步骤730从事务处理收集MSID、小区和无线信息并将信息储存在存储器中。
当CGI或CI与过滤器值匹配时，LMS可在步骤735将MSID、小区和无线信息传送到WLS。WLS然后可在步骤740通过高精确度或低精确度定位来确定移动设备的位置。WLS接着可在步骤745将定位发送到定位应用，用于进一步的估计和储存。在步骤750定位应用可从WLS和LMS接收信息。用于进一步的估计和分析。在某个时刻，移动设备在步骤655 完成网络事务处理。
6.广域定位应用
移动设备还可在被扇区、小区或一组小区无线覆盖下的确定的地理区域内存在的基础上被识别和定位。通过将定义为一组小区(CGI、CI)的区域加载到LMS中来实现该历史定位特征。然后LMS 11可发展在所关心的地理区域中发起网络事务处理(例如切换、位置更新等)的IMSI、MSISDN及所联系的TMSI的列表。通过指定特定的时间段还可进一步过滤识别和位置。因此，移动设备只有在它们在指定的时间段处于指定的位置时才被识别和定位。
该应用例如可用于在与火灾或紧急事件联系的指定时间段期间在指定区域内确定所有移动设备的身份。所关心的小区ID(CGI或CI)可加载到LMS 11系统中，其对应于火灾或紧急事件出现的城市的特定部分。在如果当局希望知道所有个体的移动设备号码(因而身份)的时刻之后，可在请求的数秒内得到列表，所述个体在特定的时段(即，火灾发生的时段)期间在特定区域内。例如这在取得对事件的证据或证人方面可能特别有用。
图8A描绘了根据本发明的基于位置和时间来检测移动设备的示例性方法。在步骤801，事件设置为所有的网络事务处理。LMS设置为在步骤802检测所有的网络事务处理。当移动设备在步骤803发起网络事务处理时，LMS可在步骤804检测网络事务处理。LMS然后可在步骤805收集来自事务处理的MSID、小区和无线信息，并将该信息储存在存储器中。
在步骤808过滤器可设置为所关心的CGI和对特定的时段。接着在步骤807LMS可在特定的时段为所关心的CGI过滤本地存储器。然后LMS可在步骤809将作为结果的MSID、小区和无线信息发送到WLS用于定位。WLS接着可在步骤810确定移动设备的位置。然后WLS可在步骤811将MSID、小区、无线信息和定位发送到定位应用，用于进一步的估计和储存。定位应用在步骤812从WLS接收信息。在某个时刻，移动设备在步骤806完成网络事务处理。
7.所有用户的背景定位
移动设备还可在被扇区、小区或一组小区覆盖的确定的地理区域内的历史或过去的存在的基础上被识别和定位。背景定位特征可允许操作员基于小区(CGI)确定区域，为在所关心的区域内具有网络事务处理的移动设备收集IMSI/TMSI信息，以及在之后的网络事务处理上定位所识别的移动设备。
为了开始定位，小区或CGI被加载到无线定位系统中。在那时之后，如果LBS应用希望知道移动设备的所有移动设备号码(并因而得知身份)，LMS 11被询问，所述移动设备在特定的时段期间处于特定的区域。LMS11产生应用已知的所有移动设备标识符(IMSI、MSISDN、IMEI)。通过用所收集的移动设备标识符给LMS 11分派任务，移动设备接着在其离开所关心的区域时被高精确度地跟踪。例如，在海啸或飓风之后，装备有移动装置或移动设备的一组搜索和营救人员可在集合地点被自动识别，并被自动添加到高精确U-TDOA跟踪列表，用于在受灾区域内的进一步跟踪和监督。
8.智能近距离定位
智能近距离识别允许移动设备在接近另一移动设备的基础上被识别和定位。智能近距离识别特征允许操作员获得与所关心的移动设备在相同区域内的所有用户的列表。例如在雪崩区域内，可定位失踪的滑雪者的移动。还可确定在同一区域内移动设备的完全列表。通过任意时间询问(ATI)或NULL值SMS来查询发现与所关心的移动设备在同一地理区域内的属于搜索和营救人员的移动设备，而所产生的高精确度定位用于确定所关心的移动设备的附近地区。然后救助者被指引到失踪或遇难的滑雪者。
图8B-8D示出根据本发明的智能近距离定位的示例性方法。在步骤813，所有的网络事件可被输入到具有MSID过滤器的系统中。在步骤814，可设置LMS以检测所有的网络事务处理。当移动设备在步骤815发起网络事务处理时，LMS可在步骤816检测网络事务处理，并在步骤817收集MSID、小区和无线信息作为事务处理的结果并将其储存在存储器中。在网络事务处理的某个随后的时间，移动设备在步骤818完成网络事务处理。 当MSID与预定的过滤器值匹配时，LMS可在步骤819将MSID、小区和无线信息传送到WLS。WLS可在步骤820执行移动设备的低精确度或高精确度定位。LMS和WLS分别在步骤819和822将所有可得到的信息，包括定位估计和小区ID发送到定位应用。定位应用然后可在步骤821在LMS中设置小区ID。
接着在步骤824LMS可在存储器内搜索所关心的小区ID中的MSID。然后LMS可在步骤825将所发现的所有收集的MSID发送到定位应用。定位应用可在步骤826接着将LMS事件设置为对任何收集的MSID的寻呼响应和过滤。LMS然后可设置成在步骤828为对任何收集的MSID检测寻呼响应和过滤。定位应用还可在步骤829发送具有收集的MSID的一系列定位请求。作为结果，GMLC可在步骤830为所收集的MSID执行任意时间询问(ATI)。如果移动设备是闲置的，移动设备可在步骤831响应ATI引起的寻呼。接着LMS可在步骤832检测寻呼响应并与所收集的MSID匹配。
LMS然后可在步骤833用MSID、小区、无线信息给WLS分派任务。WLS接着可在步骤834执行移动设备的低精确度或高精确度定位，并在步骤835将定位估计发送到定位应用。LMS还可在步骤833将MSID、小区、无线信息发送到定位应用。定位应用在步骤836收集所有的信息，用于进一步的使用。在某个时间点，移动设备在步骤837完成ATI引起的寻呼响应或呼叫。
9.地理限制
移动设备还可在由LMS产生的基于小区ID的定位的基础上被识别并接着被高精确度地定位。限制的区域可对应于小区的区域(CGI)，或更限制性地，由合并有定时提前量(TA)的小区或扇区确定的区域。地理限制特征允许操作员基于小区区域或扇形区域来设定特定的区域或“受限”区，小区区域或扇形区域对进入该区域或对那些确定的受限区变得太近的移动发起高精确度定位。
例如，为邻近受限区的区域服务的CGI可被加载到无线定位系统中。从那时起，进入或离开该区域的任何移动设备通过高精确度U-TDOA被定 位，使得例如安全服务可调查事故。服务还可继续定位该移动设备，或如果发现侵入是合法的，终止定位。在其它实施例中，例如如果单独的用户在没有计划的时间离开或到达预定的地理限制区域，可通过告警来通知他。
不管空中接口是否在使用中，移动设备都设计成最大化电池寿命。由于这个原因，消耗功率的无线电发射器和接收器保持在降低功率或备用状态，除非用户接入呼叫开始数据会话或内部定时器失效。内部定时器的失效可使电话发射或可仅仅激发接收器以收听进入的消息。进入的消息可直接寄送到移动设备(如在寻呼中)或通过无线系统广播到所有的无线设备。为了本说明书的目的，通过移动设备的传输称为“无线网络事件”。
如前所述，移动设备在长时间内可以是静止的，致使它作为定位或跟踪工具的用途是有疑问的。本发明依赖于在标准的、未改变的操作中的未修改的标准化移动电话的使用、被动网络监视设备、和地理区域或边界的指定，以实现共同称为“地理限制”的基于定位的服务的分类。
自动的地理限制利用用于控制无线业务的现有无线网络参数和配置。定位区域(LA)、定位区域代码(LAC)和定位区域索引(LAI)及其非GSM等效物已经在使用中，以便通过将寻呼业务限制到由无线操作员确定的地理区域来控制控制消息、数据和语音呼叫分发到移动设备。
自动的地理限制要求操作员根据无线服务参数例如小区、扇区、寻呼区域、路由区域或其它服务区域来指定所关心的特定区域或地区。一旦区域被指定，无线定位系统就可检测和定位无线设备，并警告其他人无线设备进入了确定的受限区或试图从确定的地区中移出。例如，如果移动电话在没有预期或计划的时间离开或到达预定的地理限制区域，移动电话还可产生告警。无线网络参数如LAC的调节和所关心的地理限制地区的建立可对整个无线系统无线电和网络业务如较高寻呼容量的建立潜在地有非最佳的效应。地理限制被视为相称于干扰无线网络的高值的基于定位的服务。在对低精确度(基于小区ID)和高精确度(U-TDOA、AoA)的基于网络的定位系统的最近的紧急服务计划之前，使用无线系统寻呼配置的地理限制是不可能的。
除了在所列出的专利中描述的AoA和TDOA定位方法外，无线定位系统还支持低精确度定位方法，其包括基于对服务小区ID、服务扇区或服务小区、扇区的组合的映射的方法和称为增强型小区ID(ECID)的切换候选测量。
包括在本发明中的被动监视设备(无线电网络监视器(RNM 82))允许使用现有无线网络消息和信息的移动电话的低精确度定位。覆盖地理限制区域的覆盖被动接收器的额外部署或对现有小区基站接收器的更改将允许任何无线网络事件的高精确度(TDOA、AoA)定位。
A.地理限制的详细描述
地理限制区域
在PLMN广播中的所有基站无线电发射器都通过控制信道、定位区域识别(LAI)代码来识别基站发射器服务的定位区域(LA)。当移动设备没有参与呼叫时，它在本地自动扫描由基站发射的控制信道广播，并选择发送最强信号的信道。由所选择的信道广播的LAI代码识别定位区域，MS当前位于其中。LAI代码储存在移动设备的用户识别模块(SIM)中。当MS移动而通过网络区域时，从选定的控制信道接收的信号逐渐在强度上减少，且新的较强的信号被确定。MS可重新调整到最近占优势的信道，并可检查新信道正在广播的的LAI代码。如果所接收的LAI代码不同于储存在SIM上的代码，则MS进入另一定位区域并开始位置更新过程，以向移动交换中心(MSC)报告变化。在该过程结束时，SIM中的LAI代码被更新。
定位区域识别码识别PLMN中的定位区域。LAI代码具有包括移动国家号(MCC)、移动网号(MNC)以及定位区域码(LAC)的三个组成部分，如图8E所示。MCC是可唯一地识别移动用户的原籍的国家的3个数字的代码(例如，德国为262，而文莱为528)。MCC由国际电信联盟(ITU-T)(在联合国赞助下的一个国际标准组织)指定。MNC是识别移动用户的原籍GSM PLMN的2个数字的代码。如果在一个国家中存在多于一个的GSM PLMA，则对它们中的每一个指定唯一的MNC。每个国家的政府指定MNC的2个数字的代码。
LAC部分识别PLMA内的定位区域。LAC具有2个八位字节的固定长度，并可使用十六进制表示来编码。操作员指定LAI的LAC部分。图8E描绘了示例性的定位区域识别(LAI)码。
静止的地理限制区域
静止的地理限制区域由被CGI或CI的确定组覆盖的区域的一个链接组确定。LMS或RNM可使用这些CGI或CI组来过滤网络事件触发信号。可为闲置的移动设备和在语音或数据会话中的移动设备检测进入覆盖的地理区域或从其退出的、在小区和扇区之间的运动。地理限制区域的尺寸通常由RNM的地理分布或由LMS监视的区域限制。
通过在覆盖地理限制区域的小区或扇区内设定公共的定位区域码(LAC)来创建静止的地理限制区域；这在公共陆地移动网络(PLMA)内产生唯一被识别的LA(定位区域)。每个GSM无线网络可创建数千个这些地理限制区域，覆盖从单个扇区或微小区到集群直到国家或大陆尺寸的区域。即使在移动设备闲置时，也可检测到进入覆盖的地理区域和从其退出。LAC可被LMS或RNM用于网络事件触发信号，并将触发事件仅仅限制到所关心的区域。
图8F是根据本发明的用于以静态LAC检测闲置的移动设备的示例性程序的流程图。首先，LAC在步骤838设置在选定CGI的BCCH中，以覆盖“限制”区域。此外，LMS触发信号在步骤839为所关心的区域内的CGI和任何位置更新事务处理而设置。在步骤840，闲置的示例性移动设备进入“限制”区域。示例性移动设备在步骤841检测BCCH中的新定位区域广播(即，LAC)。在步骤842，移动设备可用无线网络发起位置更新事务处理。LMS在步骤843检测位置更新事件，并例如收集移动设备识别数据、CGI和RF信道以及将其发送到定位应用。定位应用然后可在步骤844例如使用一组规则估计，并在数据库中储存移动设备识别和CGI。同时，LMS可在步骤845用RF信道信息给无线定位系统(WLS)分派请求类型待定的任务，以完成示例性移动设备的高精确度定位。在移动设备在步骤842发起位置更新事务处理的之后的某个时刻，移动设备可在步骤847用无线网络完成位置更新并返回闲置状态。进一步地，一旦WLS在步骤846 完成移动设备的高精确度定位并确定了移动设备对定位应用的位置，定位应用就在848估计并储存高精确度位置。如果需要移动设备的进一步的跟踪，LMS可继续给WLS分派任务，以对所识别的移动设备(没有示出)完成高精确度定位。
图8G是根据本发明的用于在切换期间检测移动设备的示例性程序的流程图。首先，LAC在步骤849被设置在选定CGI的BCCH中以覆盖“限制”区域。此外，LMS触发信号在步骤850为所关心的区域内的CGI和用于切换的触发信号而设置。在步骤851，示例性移动设备开始呼叫。当移动设备在步骤852进入限制的CGI的附近区域时，在步骤853移动设备在限制区域内执行到CGI的切换。然后在步骤855移动设备可在新的CGI内保持呼叫状态。
然而，LMS在854检测切换事件并可在步骤856向SMLC发送CGI、定时提前量和网络测量报告(NMR)。SMLC在步骤857可计算移动站的增强型小区基站ID(ECID)位置。定位应用可在步骤858估计并储存移动设备识别ECID。LMS可在步骤859用RF信道信息和请求类型给WLS分派任务。WLS可在步骤860完成高精确度定位并将移动设备的位置返回定位应用。然后定位应用可在步骤861估计并储存高精确度位置。如果需要移动设备的进一步跟踪，LMS可继续给WLS分派任务以完成对所识别的移动设备(没有显示)的高精确度定位。
图8I是根据本发明的使用近距离检测来检测移动设备的示例性程序的流程图。首先，LAC在步骤862被设置在选定CGI的BCCH中以覆盖“限制”区域。此外，LMS触发信号在步骤863为所关心的区域内的CGI设置，用于NMR。在步骤864，示例性移动设备在呼叫状态。当移动设备在步骤865进入限制的CGI的附近区域时，移动设备在步骤866将CGI从限制组加到NMR。然后移动设备可在步骤868保持呼叫状态。然而，LMS在867检测包含限制的CGI的NMR列表，并可在步骤869向SMLC发送CGI、定时提前量和网络测量报告(NMR)。SMLC可在步骤870计算移动站的增强型小区基站ID(ECID)位置。定位应用可在步骤871估计并储存移动设备识别ECID。LMS可在步骤872用RF信道信息和请求类型给WLS 分派任务。WLS然后可在步骤873完成高精确度定位并将移动设备的位置返回定位应用。然后定位应用可在步骤874估计并储存高精确度位置。如果需要移动设备的进一步跟踪，LMS可继续给WLS分派任务以对所识别的移动设备(没有显示)完成高精确度定位。
动态
对小区定位区域码(LAC)的动态变化可用于促使闲置的移动设备来传输，并因而创建低精确度的基于小区ID的定位估计，或在安装有覆盖接收器的区域内建立对于高精确度的基于网络的(U-TDOA、AoA或混合U-TDOA/AoA)定位估计。作为LAC中变化的结果，当前在对话中的移动设备可经历切换或可被释放，但允许以短命令重拨或重新开始对话。
当具有唯一的LAC的高功率的、很可能是移动的、孤立BTS用于促使小区覆盖区域内的移动设备执行位置更新时，动态LAC分配的可选实施例出现。对无线系统的有害影响可以预料，但可限制到孤立BTS和周围小区的覆盖区域。
图8J是根据本发明的使用地理限制(geo-fencing)来动态地检测移动设备的示例性过程的流程图。首先，初始的LAC在步骤875被设置在BCCH中，用于系统中所有CGI。在步骤876被寻找的移动设备在选定区域中是闲置的。然后在步骤877，LAC可在所关心的限制区域的选定CGI的BCCH中变化。此外，LMS触发信号可在步骤888为位置更新事务处理而设置，选定的CGI可选地作为过滤器。接着在步骤889，限制区域内的闲置移动设备在BCCH中检测新的定位区域广播。移动设备在步骤890用网络发起位置更新事务处理。LMS可在步骤891检测位置更新事件以及收集移动识别数据、CGI和RF信道信息并将其分发到定位应用。随后，移动设备在步骤894结束位置更新事务处理并返回到限制区域内的闲置状态。
定位应用可在步骤892估计、储存或转发移动设备标识和CGI到LBS应用。进一步地，LMS可在步骤893用RF信道信息和请求类型给WLS分派任务。WLS可在步骤895完成高精确度定位并将位置返回到定位应用。定位应用可在步骤896估计、储存和/或发送高精确度位置到LBS应用上。LBS应用然后可在步骤897估计所收集的信息。如果需要移动设备的进一 步跟踪，LMS可继续给WLS分派任务以在所识别的移动设备(没有显示)上完成高精确度定位。
地理限制选项1
在图8K中，接收器(LMU)安装在现有小区基站或孤立的位置，中央处理节点(SMLC)为部署的LMU服务。LMU可确定本地BCCH，建立BCCH的定时和成帧(framing)。接着LMU可确定本地接入信道或可预先设置成扫描接入信道的范围。LMU可检测试图使用RACH(或其它上行信道)的移动设备，以访问本地GSM网络。一旦检测到，就可给直接区域内的LMU分派任务以定位访问的移动设备。
此地理限制的应用因此不能检测闲置的移动设备或在呼叫状态时移到地理限制区域内的移动设备。移动设备或用户的身份不能通过该系统确定，但对非定位节点的接口可提供必要的TMSI-IMSI-MSIDN映射。
孤立的接收器可用于改进覆盖区域的覆盖度和几何结构。网络的几何结构可用于最小化出现在所有基于TDOA的定位系统中的几何精度衰减因子(GDOP)的效应，或最大化信噪比。GDOP或SNR的改进产生更精确的定位估计。
在图8K中，BTS10、11、12、13、14配备有RNM 82，因而设定地理限制区域的尺寸和形状。
地理限制选项2
在图8L中，接收器(RNM)可安装在现有小区基站或孤立的位置，中央处理节点(SMLC)为部署的RNM服务。定位区域码(LAC)在地理限制区域内设置为唯一的，地理限制区域内的所有BCCH使用相同的LAC。
RNM可确定本地BCCH，建立BCCH的定时和成帧。接着RNM可确定本地接入信道或可被预先设置以扫描一系列接入信道。RNM可检测试图使用RACH(或其它上行信道)的移动设备，以接入本地GSM网络。一旦检测到，就可给直接区域内的RNM分派任务以定位接入的移动设备。
因为LAC对地理限制区域是唯一的，当移动进地理限制区域时，闲置 的移动设备执行位置更新。呼叫状态中的移动设备在呼叫结束时执行位置更新。在这两种情况下，监视的RNM检测位置更新并对触发的移动设备执行定位估计。
孤立的接收器可用于改进覆盖区域的覆盖度和几何结构。网络几何结构可用于最小化出现在所有基于TDOA的定位系统中的几何精度衰减因子(GDOP)的效应，或最大化信噪比。GDOP或SNR的改建产生更精确的定位估计。移动设备或用户的身份不能通过该系统确定，但对非定位节点(MSC/VLR或HLR)的接口可提供必要的TMSI-IMSI-MSIDN映射。
在图8L中，小区7、8、14、15、16、18和19配备有RNM。小区15在广播控制信道(BCCH)上设置成广播本地唯一的定位区域码。是LAC界定了地理限制的尺寸和边界。
地理限制选项3
如图8M所示，使用链接监视器(LMS)(或内置于基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)中的类似设备)的地理限制可能与LMS一起设置成触发移动设备网络事务处理。这些网络事务处理包括移动发起、移动终止、位置更新、短消息服务发起和SMS终止以及其它信道过程例如切换。
通过监视基站(BTS)和BSC之间的链接，LMS可检测这些事件。通过链接选择监视，或通过过滤基于小区ID的触发信号，LMS可用于根据小区或扇区覆盖区域来创建任意的地理限制区域。
LMS然后可使用在Abis(或Iub)链接上可得到的信息来确定用于触发移动设备的定位估计。使用通过LMS收集的信息，无线定位系统(WLS)可计算低精确度的基于小区ID的定位。
最低精确度的CGI或CI方法是仅仅服务小区塔或服务扇区中心的纬度和精度的报告。可使用最初由无线系统使用的小区ID(GSM中的CGI或UMTS中的CI)和定时提前量(TA)(UMTS中也用作1/2往返时间(RTT))来计算更精确的定位估计，以使移动设备的上行链路消息同步。定时提前量到距离的转换(与空气中的光速相乘)产生从小区塔到移动设 备的范围估计。
使用CGI+TA(或CI+RTT)定位技术，所报告的位置是由定时提前量测量(在GSM中为554米，在UMTS中为39米)的定时粒度形成的区域和服务扇区的等分的交叉部。在全方向单个扇区小区的情况下，对CGI+TA或CI+RTT方法的报告的位置是服务小区塔的纬度和经度。
称为增强型小区ID(ECID)的可能的最精确的基于小区ID的定位技术使用LMS收集的关于服务小区、服务扇区和定时提前量的信息，其与移动站通常用于确定切换选择而采取的信标功率测量合并。通过根据LMS从邻近的小区信标收集的功率测量(或UMTS中的路径损耗测量)来将小区ID、扇区信息和定时提前量与到达功率差计算合并，WLS可潜在地计算更精确的定位，然后使用小区ID或仅仅具有定时提前量的小区ID。因素如邻近小区的几何结构、RF环境和所测量的信标的数量可限制ECID的有效性。
该地理限制的应用不能检测闲置的移动设备，但可检测在呼叫状态、进入(或退出)区域以及经历切换过程的移动设备，并估计对其的定位。移动设备或用户的身份不能被系统保证，但到非定位节点如MSC/VLR或HLR的接口可提供必要的TMSI-IMSI-MSIDN映射。
在图8M中，LMS以用于无线网络事务处理的触发信号预先设定，并使用过滤器来将发送的事件限制到无线定位系统。是过滤的使用界定了小区7、8和15的地理限制区域。
地理限制选项4
如图8N所示，使用Abis监视器(LMS)(或内置于基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)中的类似设备)的地理限制可能与LMS一起设置成触发移动设备网络事务处理。这些网络事务处理包括移动发起、移动终止、位置更新、短消息服务发起和SMS终止以及其它信道过程例如切换和寻呼响应。包含网关移动设备定位中心(GMLC)允许了系统周期性地重新定位触发的移动设备。GMLC还允许根据对触发的移动设备的HLR查找来收集识别信息。
通过监视BTS和BSC之间的链接，LMS可检测这些事件。通过链接选择监视，或通过过滤基于小区ID的触发信号，LMS可用于根据小区或扇区覆盖区域来创建任意的地理限制区域。LMS然后可使用在Abis(或Iub)链接上可得到的信息来确定对于触发移动设备的定位估计。使用通过LMS收集的信息，无线定位系统(WLS)可计算低精确度的基于小区ID的定位。最低精确度的CGI或CI方法是仅仅服务小区塔或服务扇区中心的纬度和经度的报告。可使用最初由无线系统使用的小区ID(GSM中的CGI或UMTS中的CI)和定时提前量(TA)(在UMTS中也用作1/2往返时间(RTT))来计算更精确的定位估计，以使移动设备的上行链路消息同步。定时提前量到距离的转换(与空气中的光速相乘)产生从小区塔到移动设备的范围估计。
使用CGI+TA(或CI+RTT)定位技术，所报告的位置是由定时提前量测量(在GSM中为554米，在UMTS中为39米)的定时粒度形成的区域和服务扇区的等分的交叉部。在全方向单个扇区小区的情况下，对CGI+TA或CI+RTT方法的报告的位置是服务小区塔的纬度和经度。
称为增强型小区ID(ECID)的可能的最精确的基于小区ID的定位技术使用LMS收集的关于服务小区、服务扇区和定时提前量的信息，其与移动站通常用于确定切换选择而采取的信标功率测量合并。通过根据LMS从邻近的小区信标收集的功率测量(或UMTS中的路径损耗测量)来将小区ID、扇区信息和定时提前量与到达功率差计算合并，WLS可潜在地计算更精确的定位，然后使用小区ID或仅仅具有定时提前量的小区ID。因素如邻近小区的几何结构、RF环境和所测量的信标的数量可限制ECID的有效性。
GMLC可通过SMLC节点被分派任务以便询问HLR关于LMS检测的移动设备的识别信息，以及被分派任务来向移动交换中心(MSC)发布任意时间询问(ATI)消息，以使移动设备在无线接口上传送寻呼响应消息序列。
该地理限制的应用不能检测闲置的移动设备，但可检测在呼叫状态、进入(或退出)区域以及经历切换过程的移动设备，并估计对其的定位。 移动设备或用户的身份不能被系统保证，但到非定位节点的接口可提供必要的TMSI-IMSI-MSIDN映射。
在图8N中，LMS监视小区1-21并以用于无线网络事务处理的触发信号预先设定，以及使用过滤器来将发送的事件限制到无线定位系统。是过滤的使用界定了小区7、8和15的地理限制区域。增加的GMLC允许在LMS覆盖区域(小区1-21)内的任何地方的周期性低精确度定位。
地理限制选项5
如图8O所示，使用链接监视系统(LMS)(或内置于基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)中的类似设备)的地理限制的任意地理区域可能与LMS一起出现而设置成触发移动设备网络事务处理。这些网络事务处理包括移动发起、移动终止、位置更新、短消息服务发起和SMS终止以及其它信道过程例如切换和寻呼响应。
通过监视基站(BTS)和BSC之间的链接，LMS可检测这些事件。通过链接选择监视，或通过过滤基于小区ID的触发信号，LMS可用于根据小区或扇区覆盖区域来创建任意的地理限制区域。通过将LAC设置成对地理限制区域是唯一的，为了由进入地理限制区域的每个移动设备产生的位置更新，可触发LMS。LMS然后可使用在Abis(或Iub)链接上可得到的信息来确定对于触发移动设备的定位估计。使用由LMS收集的信息，无线定位系统(WLS)可计算低精确度的基于小区ID的定位。
最低精确度的CGI或CI方法是仅仅服务小区塔或服务扇区中心的纬度和经度的报告。可使用最初由无线系统使用的小区ID(GSM中的CGI或UMTS中的CI)和定时提前量(TA)(在UMTS中也用作1/2往返时间(RTT))来计算更精确的定位估计，以使移动设备的上行链路消息同步。定时提前量到距离的转换(与空气中的光速相乘)产生从小区塔到移动设备的范围估计。
使用CGI+TA(或CI+RTT)定位技术，所报告的位置是由定时提前量测量(在GSM中为554米，在UMTS中为39米)的定时粒度形成的区域和服务扇区的等分的交叉部。在全方向单个扇区小区的情况下，对CGI+IA 或CI+RTT方法的报告的位置是服务小区塔的纬度和经度。
称为增强型小区ID(ECID)的可能的最精确的基于小区ID的定位技术使用LMS收集的关于服务小区、服务扇区和定时提前量的信息，其与移动站通常用于确定切换选择而采取的信标功率测量合并。通过根据LMS从邻近的小区信标收集的功率测量(或UMTS中的路径损耗测量)来将小区ID、扇区信息和定时提前量与到达功率差计算合并，WLS可潜在地计算更精确的定位，然后使用小区ID或仅仅具有定时提前量的小区ID。因素如邻近小区的几何结构、RF环境和所测量的信标的数量可限制ECID的有效性。
对于进入地理限制区域的移动设备，LAC中的变化使移动设备执行位置更新过程。因为识别信息(IMSI和通常IMEI)在位置更新过程期间交换，LMS然后具有定位估计和移动设备及用户信息。
该地理限制的应用不能检测闲置的移动设备，但如果可以利用链接监视系统(LMS)，就可检测在呼叫状态、进入(或退出)区域以及经历切换过程的移动设备，并估计对其的定位。
在图8O中，LMS监视小区1-21并以用于无线网络事务处理的触发信号预先设定，以及使用过滤器来将发送的事件限制到无线定位系统。此外，小区7、12和15设置成在广播控制信道(BCCH)上广播本地唯一的定位区域码。是LAC界定了地理限制区域的尺寸、形状和边界。一旦在地理限制区域检测到，移动设备接着在小区1-21的任何一个中传输时可被低精确度地定位。
地理限制选项6
如图8P所示，根据地理分布接收器(LMU)、中央处理节点(SMLC)和链接监视系统(LMS)以及网关移动设备定位中心(GMLC)，地理限制的任意地理区域可与高精确度U-TDOA系统合并。
由于有LMS(或内置于基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)中的类似设备)，在LMS内为移动设备网络事务处理设置触发信号是可能的。这些网络事务处理包括移动发起、移动终止、位置更新、短消息服务 发起和SMS终止以及其它信道过程例如切换和呼叫响应。
通过监视基站(BTS)和BSC之间的链接，LMS可检测这些事件。通过链接选择监视，或通过过滤基于小区ID的触发信号，LMS可用于根据小区或扇区覆盖区域来创建任意的地理限制区域。通过将LAC设置为对地理限制区域是唯一的，为由进入地理限制区域的每个移动设备产生的位置更新，可触发LMS。LMS然后可使用在Abis(或Iub)链接上可得到的信息来确定对于触发移动设备的定位估计。使用通过LMS收集的信息，无线定位系统(WLS)可计算低精确度的基于小区ID的定位。
最低精确度的CGI或CI方法是仅仅服务小区塔或服务扇区中心的纬度和经度的报告。可使用最初由无线系统使用的小区ID(GSM中的CGI或UMTS中的CI)和定时提前量(TA)(在UMTS中也用作1/2往返时间(RTT))来计算更精确的定位估计，以使移动设备的上行链路消息同步。定时提前量到距离的转换(与空气中的光速相乘)产生从小区塔到移动设备的范围估计。
使用CGI+TA(或CI+RTT)定位技术，所报告的位置是由定时提前量测量(在GSM中为554米，在UMTS中为39米)的定时粒度形成的区域和服务扇区的等分的交叉部。在全方向单个扇区小区的情况下，对CGI+TA或CI+RTT方法的报告的位置是服务小区塔的纬度和经度。
称为增强型小区ID(ECID)的可能的最精确的基于小区ID的定位技术使用LMS收集的关于服务小区、服务扇区和定时提前量的信息，其与移动站通常用于确定切换选择而采取的信标功率测量合并。通过根据LMS从邻近的小区信标收集的功率测量(或UMTS中的路径损耗测量)来将小区ID、扇区信息和定时提前量与到达功率差计算合并，WLS可潜在地计算更精确的定位，然后使用小区ID或仅仅具有定时提前量的小区ID。因素如邻近小区的几何结构、RF环境和所测量的信标的数量可限制ECID的有效性。
LMS还可确定来自所监视的消息的RF信道信息，并将这样的消息分发到SMLC。SMLC给本地RNM分派任务，以从触发的移动设备收集关于所关心的信号的TDOA信息，产生高精确度定位。
GMLC可通过SMLC节点被分派任务以边询问HLR关于LMS检测的移动设备的识别信息，以及被分派任务来向移动交换中心(MSC)发布任意时间询问(ATI)消息，以使移动设备在无线接口上传送寻呼响应消息序列。该寻呼响应可轮流触发基于LMS的低精确度[CGI、CGI+TA或ECID]定位估计或由SMIC和专用接收器(LMU或SCS)网络计算的高精确度U-TDOA定位。
图8P示出设置成在BCCH上发送本地唯一的定位区域码(LAC)的小区7、12和15。小区3、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18、19都装备有RNM。LMS为所有的小区1-21服务。虽然地理限制区域被LAC(小区7、12、15)界定并能够在地理限制区域内高精确度地定位移动设备，但低精确度定位对所有的小区1-21仍保持可能。对于一旦进入地理限制区域或离开地理限制区域的移动设备，附加的GMLC允许未来的定位估计。
10.紧急告警
紧急告警的基于定位的应用考虑到在紧急情况下地理上有目标地通知移动设备，类似于美国无线电和电视紧急告警系统。根据本发明使用RNM或LMS的TDOA和AoA系统为选定区域内移动站的广域定位和随后的高容量精确定位做准备。一旦移动设备被定位在所关心的区域内，SMS消息、MMS或所记录的语音消息可用于警告目标人员并向其提供指令。
对于当需要警告被高度影响的人员或高精确度准确定位是不必要的非常大的区域，Finder无线定位系统可使用较低精确度的基于小区ID的定位估计来找到要告警的受影响的人员。
11.主叫号码触发
WLS可基于呼叫移动设备的号码来定位移动设备。该号码可为移动、固定、本地和国家或任何长度的国际号码。可在RNM或LMS用任何拨号数字触发信号给无线定位系统分派任务。一旦触发信号被分派任务，系统就在被特定号码呼叫的服务区域内自动定位移动设备。
图9是根据本发明的使用主叫号码触发来检测移动设备的示例性程序 的流程图。最初，在步骤910，所关心的MSISDN被输入系统。LMS在步骤915设置成检测所有网络事务处理并过滤主叫号码的MSISDN。接着移动设备可在步骤920发起网络事务处理。然后LMS可在步骤925检测事务处理，以及在步骤930从事务处理消息收集MSID、小区和无线信息并将该信息储存在存储器中。
如果MSISDN与过滤值MSISDN匹配，则LMS可在步骤935将MSID、小区和无线信息传送到WLS。WLS接着可在步骤940执行高精确度或低精确度定位。然后WLS可在步骤945将定位发送到定位应用。在移动发起网络事务处理之后的某个时间，移动设备在步骤955完成事务处理。定位应用在步骤950将从WLS和LMS接收信息并储存起来，用于进一步的估计。
E.结论
本发明的确切范围不限于这里公开的例证性和目前优选的实施例。例如，无线定位系统的前述公开使用解释性的术语，如LMU、LMS、RNM、BTS、BSC、SMLC等等，其不应被这样解释以致于限制本申请的保护范围，或否则暗示无线定位系统的发明方面限于所公开的特定方法和装置。而且，正如本领域技术人员所理解的，这里公开的很多发明方面可应用于不以TDOA或AoA技术为基础的定位系统。在这样的非TDOA系统中，上述SMLC不需要执行TDOA或AoA计算。类似地，本发明不限于使用以特定的方式构造的LMU的系统，或使用特定类型的接收器、计算机、信号处理器等的系统。LMU、SMLC等是本质上可编程的数据收集和处理设备，其可采取各种形式而不偏离这里公开的创造性概念。假定快速降低数字信号处理和其它处理功能的成本，例如，将关于特定功能的处理从这里所述的一个功能元件(如SMLC)传递到另一个功能元件(如LMU)而不改变系统的创造性操作无疑是可能的。在很多情况下，这里所述的实现的位置(即，功能元件)仅仅是设计者的偏好，而不是硬性要求。因此，除了它们可被明确地那么限制外，保护范围没有规定为限于上述特定的实施例。
此外，这里对控制信道或语音信道的任何参考指所有类型的控制或语 音信道，无论对特定空中接口的优选术语是什么。而且，有很多在全世界使用的更多类型的空中接口(如IS-95CDMA、CDMA2000、UMTS和W-CDMA)，且除非指明国家，没有从本说明书中描述的发明原理排除任何空气接口的意图。实际上，本领域技术人员应认识到，在其它地方使用的其它接口是上面描述的接口的派生或在种类上与之类似。

Claims (67)

1.一种被无线定位系统“WLS”用于定位在由无线通信系统服务的地理区域内操作的无线设备的方法，包括：
监视所述无线通信系统的一组信令链接，其中所述信令链接包括在无线设备和基站收发信台之间的至少一个无线电链接，其中所述无线电链接的所述监视包括在“RACH”随机接入信道、“AGCH”接入准许信道和“SDCCH”独立专用控制信道的至少一个上接收消息，以及其中所述监视包括被动地监视所述一组链接，以便所述无线通信系统的操作不被所述监视影响；
检测在至少一个所述预定信令链接上出现的涉及预定触发信号的至少一个预定网络事务处理；以及
响应于涉及预定触发信号的所述至少一个预定网络事务处理的所述检测，开始至少一个预定的定位服务。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括GSM-MAP链接。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括Iub链接。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括Iu-PS链接。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括Iu-CS链接。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述方法由所述WLS执行，以及所述WLS覆盖在所述无线通信系统上。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定的定位服务是包括以高精确度定位所述无线设备的高精确度服务。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述高精确度服务包括使用多个定位测量单元“LMU”和上行链路到达时间差“TDOA”算法。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述高精确度服务包括使用至少一个定位测量单元“LMU”和上行链路到达角“AoA”算法。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述高精确度服务包括使用多个定位测量单元“LMU”和混合上行链路到达时间差“TDOA”和到达角“AoA”算法。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定的定位服务是包括以低精确度定位所述无线设备的低精确度服务。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述低精确度服务包括用于确定所述移动设备的地理位置的基于小区全球识别码“CGI”的定位方法和无线电网络监视器“RNM”的使用。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述低精确度服务包括使用无线电网络监视器“RNM”和小区全球识别码加上定时提前量“CGI+TA”方法定位所述移动设备。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述低精确度服务包括使用无线点网络监视器“RNM”和增强型小区ID，ECID或CGI+TA+NMR，方法中网络测量报告“NMR”定位所述移动设备。
17.如权利要求13所述的方法，其中所述低精确度服务包括使用利用服务小区ID、服务扇区或服务小区、扇区和切换选择测量的组合，增强型小区ID或ECID，的映射的方法。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定网络事务处理包括识别请求事务处理。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定网络事务处理包括网络测量事务处理。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定网络事务处理包括短消息服务“SMS”事务处理。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述SMS事务处理包括SMS发起事务处理。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述SMS事务处理包括SMS终止事务处理。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定网络事务处理包括移动发起事务处理。
24.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定网络事务处理包括移动终止事务处理。
25.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括拨号数字触发信号。
26.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括MSID触发信号。
27.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括历史小区触发信号。
28.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括小区ID触发信号。
29.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括广域定位触发信号。
30.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括智能近距离定位触发信号。
31.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预定触发信号包括主叫号码触发信号。
32.如权利要求1所述的方法，其中所述预定信令链接包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接、在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接、以及GSM-MAP链接。
33.如权利要求31所述的方法，其中所述预定信令链接进一步包括Iub链接、Iu-PS链接和Iu-CS链接。
34.一种用在无线通信系统中或被无线通信系统使用的系统，包括：
用于监视所述无线通信系统的一组信令链接的监视子系统，其中所述信令链接包括在无线设备和基站收发信台之间的至少一个无线电链接，其中所述无线电链接的所述监视包括接收RACH和AGCH消息，以及其中所述监视包括被动地监视所述一组链接，以便所述无线通信系统的操作不被所述监视影响；以及
用于检测在至少一个所述预定信令链接上出现的涉及预定触发信号的至少一个预定网络事务处理的机构。
35.如权利要求34所述的系统，进一步包括响应于所述至少一个预定网络事务处理的检测而触发至少一个预定的定位服务的装置。
36.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接。
37.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接包括在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接。
38.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接包括GSM-MAP链接。
39.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接包括Iub链接。
40.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接包括Iu-PS链接。
41.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接包括Iu-CS链接。
42.如权利要求35所述的系统，其中所述方法由所述WLS执行，以及所述WLS覆盖在所述无线通信系统上。
43.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定的定位服务是包括以高精确度定位所述无线设备的高精确度服务。
44.如权利要求43所述的系统，其中所述高精确度服务包括使用多个定位测量单元“LMU”和上行链路到达时间差“TDOA”算法。
45.如权利要求43所述的系统，其中所述高精确度服务包括使用至少一个定位测量单元“LMU”和上行链路到达角“AoA”算法。
46.如权利要求43所述的系统，其中所述高精确度服务包括使用多个定位测量单元“LMU”和混合上行链路到达时间差“TDOA”和到达角“AoA”的算法。
47.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定的定位服务是包括以低精确度定位所述无线设备的低精确度服务。
48.如权利要求47所述的系统，其中所述低精确服务包括用于确定所述移动设备的地理位置的基于小区全球识别码“CGI”的定位方法和无线网络监视器“RNM”的使用。
49.如权利要求47所述的系统，其中所述低精确服务包括使用无线网络监视器“RNM”和小区全球识别码加上定时提前量“CGI+TA”方法定位所述移动设备。
50.如权利要求47所述的系统，其中所述低精确服务包括使用无线网络监视器“RNM”和增强型小区ID，ECID或CGI+TA+NMR，方法中网络测量报告“NMR”来定位所述移动设备。
51.如权利要求50所述的系统，其中所述低精确服务包括使用利用服务小区ID、服务扇区或服务小区、扇区和切换候选测量的组合，增强型小区ID或ECID，的映射的方法。
52.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定网络事务处理包括识别请求事务处理。
53.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定网络事务处理包括网络测量事务处理。
54.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定网络事务处理包括短消息服务“SMS”事务处理。
55.如权利要求54所述的系统，其中所述SMS事务处理包括SMS发起事务处理。
56.如权利要求54所述的系统，其中所述SMS事务处理包括SMS终止事务处理。
57.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定网络事务处理包括移动发起事务处理。
58.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定网络事务处理包括移动终止事务处理。
59.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括拨号数字触发信号。
60.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括MSID触发信号。
61.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括历史小区触发信号。
62.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括小区ID触发信号。
63.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括广域定位触发信号。
64.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括智能近距离定位触发信号。
65.如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个预定触发信号包括主叫号码触发信号。
66.如权利要求35所述的系统，其中所述预定信令链接进一步包括在基站收发信台“BTS”和基站控制器“BSC”之间的Abis链接、在基站控制器“BSC”和移动交换中心“MSC”之间的A链接、以及GSM-MAP链接。
67.如权利要求66所述的系统，其中所述预定信令链接进一步包括Iub链接、Iu-PS链接和Iu-CS链接。
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