CN1233184C

CN1233184C - 在电信系统中移动台的定位

Info

Publication number: CN1233184C
Application number: CNB008188858A
Authority: CN
Inventors: 塞亚马克·拿伊恩; 简·凯勒
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Inc
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: JP2003520519A; CA2397083C; KR20020073167A; ES2299446T3; RU2263412C2; CA2397083A1; DE60037910T2; WO2001052569A1; RU2002121494A; AU772457B2; US20030148774A1; MXPA02006816A; KR100631867B1; ATE385146T1; CN1433645A; EP1247408B1; BR0016943A; EP1247408A1; DE60037910D1; AU4048401A

Abstract

本发明涉及一种在电信系统中提供与移动台相关的位置信息的方法，所述电信系统包括多个服务区，每个所述服务区都由服务区标识符来识别，所述方法包括步骤：请求与所述电信系统的移动台相关的服务区标识符；根据用于选择服务区标识符的预定规则，从与移动台相关的多个可能服务区标识符中选择与所述移动台相关的一个服务区标识符；基于所述选择的服务区标识符，提供与所述移动台相关的位置信息。

Description

在电信系统中移动台的定位

技术领域

本发明涉及电信系统，尤其但不排他地涉及无线蜂窝电信网。

背景技术

蜂窝电信系统基于小区或类似的无线电覆盖或服务区。蜂窝电信系统的实例包括诸如GSM(全球移动通信系统)或各种基于GSM的系统(如GPRS：通用分组无线电业务)、AMPS(美国移动电话系统)或DAMPS(数字AMPS)或WCDMA(宽带码分多址)以及UMTS(通用移动电信系统)中的TD/CDMA等标准。一般来说，蜂窝电信系统的小区覆盖区或基站覆盖区可定义为由一个或若干个基站(GSM中的BTS，UMTS中的节点B)服务的某一地理限制区域。基站借助空中或无线电接口服务移动台或类似的终端设备(GSM中的MS、用户设备、UMTS中的UE)。小区的规模差别很大，这取决于环境的类型。例如，目前最小的小区直径只有几十米，而最大的小区直径可以是数千米。小区的形状也因小区而异。若干小区也可组合起来形成较大的服务区。

每个小区都可受适当的控制器装置的控制。例如在WCDMA无线接入网中，小区由连接到无线网控制器(RNC)并受该控制器控制的节点B服务。在GSM无线网内，小区由连接到基站控制器(BSC)并受该控制器控制的BTS服务。BSC/RNC连接到移动交换中心(MSC)并受该中心的控制，BSC/RNC还可连接到服务GPRS支持节点(SGSN)并由其控制。移动网的MSC互连，而且存在一个或多个网关MSC(GMSC)，将该移动网连接到公众交换电话网(PSTN)以及其它电信网。SGSN连接到网关GPRS支持节点(GGSN)，GGSN将移动网连接到因特网和其它分组交换网。若干小区覆盖一个较大的区域，并一起构成蜂窝电信网的覆盖区。

电信系统的一个小区内的移动台相应地由基站服务，并受基站控制器的控制。MS/UE可同时与两个或多个基站通信。这两个或多个基站可连接到同一控制器或不同控制器。因此，尽管UE当时可能仅由一个基站和控制器服务，但它也可同时连接到若干基站和/或控制器。这种情况可发生在例如，小区的覆盖区重叠或移动台处于所谓的小区间软切换模式时。其中一个控制器可充当服务(主)控制器，而另一控制器可充当辅助控制器。

蜂窝电信系统可划分为所谓的核心网和接入网方。这种布置可使基站和相关控制器属于接入网，从而提供系统的小区级特征。而后核心网提供网络级服务，如将接入网连接到电信系统的其它部分。在接入网和核心网之间提供适当的接口，如所谓的Iu接口。

蜂窝网络装置也可应用于定位移动台及其用户的环境中。特别是，由于蜂窝电信系统知道当前与移动台关联的小区或服务区，小区或类似的地理限制无线电覆盖区及相关控制器便于电信系统生成涉及移动台当前位置的至少大致位置信息估计。例如通过寻呼、位置区更新、小区更新、URA更新或者路由区更新可得到有关移动台与之相关的小区的信息。基于小区覆盖的位置信息可指示为所用小区的小区身份、服务区身份或与服务小区相关的位置的地理坐标。这一位置信息可包括QoS(服务质量)估计(例如，关于达到的精度)。当地理坐标用作位置信息时，所估计的移动台的位置可以是服务小区(例如服务节点B的位置)内的固定地理位置、服务小区覆盖区的地理中心或小区覆盖区内的其它某个固定位置。地理位置也可通过组合关于小区特定的固定地理位置的信息与其它一些可用信息，如信号往返时间(RTT)得到。

因此，推断在给定时刻移动台可能处的小区或地理服务区是可能的。当移动台位于受访或者“外地”网络的覆盖区内时也可得到该信息。可以使受访网络能够将移动台的位置传送回归属网，例如用以支持定位服务或用于路由和计费目的。

位置服务因此可基于小区覆盖或服务区。根据一项更为具体的提议，蜂窝通信系统可提供最近知道的移动台位置以及时间标记。位置服务特征可由从系统控制器接收位置信息的独立网络单元或服务器提供。例如，在GSM中，该信息可从受访MSC的来访位置寄存器(VLR)或从归属网的归属位置寄存器(HLR)得到。该提议将赋予定位一个小区的精度，即，它将指示移动台在(至少曾在)某个小区的覆盖区内。

诸如小区和/或基站覆盖区的服务区典型地由适当的标识符识别，这样系统就能区分各服务区。通常会通知移动台和控制器当前的标识符。应理解的是，指示当前小区和/或基站的所述标识符可以用各种术语来表示，例如小区ID或位置区身份(LAI)或服务区身份(SAI)。以下的技术规范使用术语‘服务区身份’来表示所有涉及由电信系统的单元，如小区或小区群或基站或基站群，服务的区域的这些标识符。

若干服务区标识符同时与一个移动台关联是可能的。这可发生在例如，小区覆盖区重叠或移动台处于小区间的所谓软切换状态从而与一个以上基站通信时。因此基于服务区的信息的位置服务可接收一个以上标识符。本发明人已发现这在某些情况下将导致未定义状态，即该位置服务可能无法提供如同在仅接收一个标识符的情况下那样提供的精确位置信息。另外，位置服务可能根本无法处理基于两个(或多个)不同标识符的位置信息数据。

发明内容

本发明的目的是解决上述的一个或几个问题。

根据本发明一方面，提供了一种在电信系统中提供与移动台相关的位置信息的方法，所述电信系统包括多个服务区，每个所述服务区都由服务区标识符来识别，所述方法包括步骤：

请求与所述电信系统的移动台相关的服务区标识符；

根据用于选择服务区标识符的预定规则，从与移动台相关的多个可能服务区标识符中选择与所述移动台相关的一个服务区标识符；

基于所述选择的服务区标识符，提供与所述移动台相关的位置信息。

根据本发明另一方面，提供了一种电信系统，包括：

多个服务区，每个所述服务区均带有服务区标识符；

位置服务节点实体，被设置成请求与移动台相关的服务区标识符，并且基于所述服务区标识符提供与所述移动台相关的位置信息；以及

选择装置，被设置成根据用以选择服务区标识符的至少一个预定规则，从与所述移动台相关的多个可能服务区标识符中选择一个与所述移动台相关的服务区标识符。

本发明的实施例可提供一种简单的解决方案，在该解决方案中仅为位置信息服务节点提供一个服务区标识符。位置信息的精度在某些情况下可得到改善。例如，系统不向位置服务提供覆盖若干小区的服务区身份(SAI)，而是选择和提供小区标识符。服务区标识符的选择优选在接入网方由适当单元实现，而在系统核心网方的位置服务节点优选具有所选择的标识符。因此可避免在核心网和接入网之间的任何不必要的信息信令。优选总是在接入网方得到该信息。因此，在本发明的一些实施例中，可无显著延迟地响应来自核心网的位置信息请求，因为生成所述响应无需附加的测量。

附图说明

为更好地理解本发明，通过举例参考附图，其中：

图1是其内可实现本发明实施例的蜂窝电信系统的三个小区覆盖区的简图；

图2是由扇区天线提供的两个无线电覆盖区；

图3是位置服务器的一种可能的功能图；

图4详细示出了根据本发明实施例的可能网络体系结构；

图5是用于确定服务区标识符的可能过程的流程图；

图6是在实现本发明时可使用的小区布置；以及

图7示意了电信系统中的移动台的可能状态。

具体实施方式

首先参考图1，在图1中三个基站提供了蜂窝电信网的全向无线电覆盖区1、2和3。尽管详细示意和描述的示例性电信网使用WCDMA(宽带码分多址)、UMTS(通用移动电信系统)及公众陆地移动网(PLMN)的术语，但应理解的是，提出的解决方案可用于提供移动台与基站之间的通信以及某种位置信息服务的任何一种蜂窝系统。另外，一个小区可包括一个以上基站，而基站装置可能提供一个以上小区。

在图1中，每个无线电覆盖区1，2和3由各自的基站(节点B或BTS)4、5和6服务。特别是，每个基站安排用于向移动台(MS、UE)7发送信号并从其接收信号。同样，移动台7也能向各自的基站发送信号并从其接收信号。移动台7接着与基站的通信实现这个功能。尽管为清晰起见在图1仅示出了一个移动台，但典型地将有多个移动台与每个基站通信。

每个基站都被连接到网络控制器10，在示例性的PLMN系统中，控制器10为UMTS地面无线接入网(UTRAN)的无线网络控制器(RNC)。应当指出，在网络中通常提供一个以上控制器。无线网络控制器10通常借助于适当的接口装置(见图4)连接到诸如MSC和SGSN 40、41的适当核心网实体。无线网络控制器可通过A-接口/Iu接口互配单元(IWU)连接到GSM MSC A-接口。

移动台7能从一个小区覆盖区移动到另一个小区覆盖区。当移动台自由地从一个位置(基站覆盖区或小区覆盖区)移动到另一个位置(到另一覆盖区)并且仍处于一个覆盖区内时，移动台7的位置因此会随时改变。

图1中小区1至3的每一个都显示为提供两个无线电覆盖圆8和9。每个小区的内圆8示意小区的所谓缩小的覆盖区。而外圆9则示意小区的所谓扩展的覆盖区。圆8和圆9之间的区域被称作软切换区11。只要移动台7在软切换区11之内，它都可接收一个以上小区，并可与来自相应基站的一个以上信号分支进行信令通信。宏分集的结果使得移动台可同时与一个以上小区标识符相关。据估计，移动台位于软切换区内的时间百分比大约为30％至40％。

图2示出了三个射束形状的无线电覆盖区16、17和18。每个公开的无线电覆盖区都由基站14和15的定向或扇区天线所提供的扇区组成。应当指出，扇形基站也可提供全向覆盖区。这可例如通过3个120°定向天线实现，从而提供360°无线电覆盖区，或通过4个90°定向天线等，或通过不同无线电覆盖波束宽度的任一组合实现。如图所示，基站14提供在切换区11’处重叠的两个无线电覆盖扇区16和18。扇区16和18之间的这个切换区可称作“更软”切换区。图中显示移动台7位于上述的扇区16和17的圆8和9之间的软切换区11内。

图1还示出了为不同应用或客户机20提供位置服务的位置服务(LCS)节点12。一般来说，LCS节点可定义为一种实体，该实体能提供涉及移动台地理位置的信息，尤其是涉及基于移动台相对于移动电信网的基站的位置来定义的地理位置的信息。在图1和4的实施例中，节点12包括在电信系统的核心网方提供的网关移动位置中心(GMLC)。

图3详细示意了根据ETSI(欧洲电信标准协会)技术规范“位置服务”(3GPP TS23.171以及GSM 03.71)的位置服务器的功能图。

位置服务节点12被设置成通过适当接口装置接收涉及移动台7的位置的预定信息。由于电信系统知道移动台所处的服务区，因此在基于该服务区的标识符导出的服务区信息的基础上定义移动台的地理位置是可能的。节点12接收的信息可包括移动台7的身份和小区的身份，或服务该移动台的服务区(包括一个或多个小区)的身份。节点12处理该信息和/或其它一些预定参数和/或通过处理器装置31求解适当计算，用以确定和输出给定移动台7的地理位置。

位置服务节点12在核心网实现，并被设置成通过由适当接口装置13连接到接入网的MSC和/或SGSN 40、41从无线接入网接收位置信息。应当指出，尽管图2和图4示出了在核心网的单元和接入网单元10之间的Iu接口，但该接口也可通过其它方式，例如在GSM中规定的A接口实现。还应当指出，位置服务功能的单元可在电信系统内的任何地方实现，而且实际位置服务的实现可在系统的若干单元之间分配。

LCS客户机20是向LCS服务器节点12请求一个或多个目标移动台的位置信息的逻辑功能实体。LCS客户机20可以是PLMN外部的实体。LCS客户机20也可是内部客户机(ILCS)，即驻留于PLMN内的任何实体(包括移动台)中。LCS客户机有权接收涉及移动台7位置(或位置历史)的至少某种程度的信息。图3和图4示出了位置服务模型的原理，其中LCS客户机20被设置成从LCS服务器节点12请求一个或多个特定目标移动台的位置信息。LCS服务器节点12从接入网方获得通过使用一种或多种以下将简要讨论的适当技术或其它任何适当技术得到的定位信息。该信息可通过预定方式处理，然后提供给LCS客户机20。

LCS服务器通常通过LCS客户机预约简表了解LCS客户机20的特殊要求和特性。与每一目标移动台相关的特定LCS相关限制也可能在目标移动台预约简表内详述。在之后的说明书中将讨论，位置服务特征可允许在任何时候确定目标移动台的位置。

LCS服务器节点12可由服务LCS客户机20所需的许多位置服务组件和承载组成。LCS服务器节点12可提供一个平台，该平台将使得能与其他电信业务，如语音、数据、消息、其它用户终端业务、用户应用及补充业务，并行支持基于位置的服务。如果对目标移动台保密性的考查令人满意，LCS服务器节点12将以LCS客户机20指定的目标移动台的位置信息响应来自经正确授权的LCS客户机20的位置请求。LCS服务器12因此可应请求向客户机20提供目标移动台的当前或最近的地理位置(如果可得到的话)，或者如果定位失败，则提供差错指示或选择性地提供故障原因。

位置信息可用于若干其它目的而不只是用于呼叫处理(路由、计费、资源分配等)，以下是可能的客户机的实例。客户机将与位置相关的信息——例如关于天气、交通、旅馆、饭店等的信息广播到特定地理区域内的移动台。客户机记录匿名位置信息(即无任何MS标识符)——例如用于交通工程和统计目的。客户机增强或支持任何一种补充业务、IN(智能网络)业务、承载业务或由目标MS用户预定的用户终端业务。这些仅是实例，其它任何一种适当的客户机都可使用位置服务节点。在移动台发出紧急呼叫时当然可使用这种服务来确定移动台的位置。还存在若干其它可能的商业和非商业应用，它们可使用由位置服务(LCS)提供的位置信息。这些可能的应用包括不同的本地广告和信息分配方案(例如，仅针对当前位于某一区域内的那些移动用户发送信息)、供移动数据处理设备的用户使用的与地区相关的WWW-页面(例如时刻表、本地饭店、商店或旅馆指南、地图本地广告等)，以及由希望接收该信息并授权得到该信息的任何人跟踪移动用户。需要移动台移动的实时位置信息的应用是，网络例如在动态网络资源分配中可使用的移动台移动预测特征。还存在其它各种可能的位置信息的使用及应用，可以使用该位置信息。

LCS服务器12应当使网络运营商能够向LCS客户机20收取它所提供的LCS特征的费用。

位置确定过程应当可能利用若干信息源来确定位置。传播和部署条件可限制测量的数量或质量，或者附加测量也是可能的。一些移动台也可具有前述类型的附加(独立)位置信息源。LCS对所请求的业务应当能利用适当的有限或附加信息。因此通过利用各种位置测量和/或确定技术的结果可改善定位精度。一种可能性是定义移动台发送无线电信号至基站的传播时间(或传播时间差)。根据另一种可能性，定位基于由覆盖移动台当前所处区域的至少三个不同基站实现的测量。另外，从可靠的外部信源，例如从众所周知的星基GPS(全球定位系统)可获得地理位置。通过微分GPS可得到更精确的位置信息。除了GPS，能够提供可靠的位置信息的任何其它类似的系统都可应用于此。还有若干其它建议提供的位置信息比基于小区覆盖区的信息更为精确。还可能存在提供若干不同位置服务精度等级的系统，其中用于位置确定的方法取决于所请求的精度。所要求的精度可由例如，包含在位置信息请求中的所谓的服务质量(QoS)参数来指示。

LCS客户机20在位置信息请求中指定或协商(最低)质量水平，如最低精度是可能的。不同的应用需要不同的定位精度水平和其它定位性能参数，因此优选根据应用类型分类性能水平。位置信息的质量可涉及类似精度、更新频率、时间标记、首次定位时间、可靠性、连续性等参数。如果位置信息无法达到所需的质量水平，该请求或者是被拒绝且服务执行终止，或者是用户接受较低的质量信息。用户和业务提供商都可设置每项业务(应用)的质量水平需求。

位置服务，例如图4的GMLC节点12，被设置成从接入网请求位置信息作为对客户机20的位置信息请求(LCS请求)的响应。根据优选实施例，GMLC 12接着借助网关装置(MSC 40和/或SGSN 41)并通过接口13将该请求发送到接入网内的网络控制器10。接入网的服务控制器然后确定位置信息的精度，选择合适的定位方法，并向GMLC 12提供适当的位置信息。

根据另一实施例，位置服务，例如图4的GLMC节点12，根据接收的LCS请求确定所需的精度，并选择适当的定位方法。以下对照图1和图4讨论的实施例将考虑选择基于小区覆盖区的位置信息的情况。

当GMLC 12请求位置信息时，它可例如在服务质量(QoS)参数中定义所需的精度。如果精度被定义为符合小区覆盖区，核心网装置40和/或41请求UTRAN方的RNC 12提供目标移动台的服务区标识符。根据实施例，将返回到GMLC 12的服务区标识符包括当前服务移动台的小区的小区标识符(cell_ID)，或从该小区标识符导出的标识符或参数。

根据实施例，返回到GMLC 12的服务区标识符包括在地理坐标中指示的移动台的估计地理位置，而且包括关于估计的达到精度(水平)的信息。

根据实施例，如果移动台位于若干小区的覆盖区内从而与若干标识符相关时，网络控制器10选择从接入网方(图4中的UTRAN)传送到核心网的若干标识符中的一个作为对该请求的响应。传送到GMLC 12的标识符优选所选择小区的小区标识符，但也可是基于服务区的选择的任何其它参数。网络控制器10基于以下将要讨论的预定规则或一组规则做出选择。图5示出了判定过程的一个可能的流程。

服务区标识符的选择优选由控制器10执行。然而，网络中的其它任何网络单元，包括移动台7和接入网的基站，也可被设置成基于预定规则做出选择。

根据一种可能性，服务区标识符的选择基于用以确定移动台与移动台可接收的基站之间的信号功率或强度的测量。测量后，优选选择与最强信号相关的服务区标识符。

如果服务区标识符的选择基于信号功率或强度，则位置确定可基于基准信号的使用。这一特定实施例可基于以下原则中的一条或若干条：

-在软切换状态或存在包括若干信号分支的有效集合信号时，一旦所选择的分支属于该有效集合就选择一条信号分支并将其用作基准分支。如果基准分支被删除或替换，则可基于次佳基准信号(分支)确定小区标识符。

-一旦未包含在该有效集合中的基本公共导引信道(CPICH，在WCDMA中)变得优于属于该有效集合的基本CPICH，就改变(更新)所选择的小区标识符。

-一旦基本CPICH变得优于先前的最佳基本CPICH，也改变所选择的小区标识符。

-一旦基本CPICH变得优于基于其它有效分支的信号水平或另外确定的绝对门限，也改变所选择的所选择的小区标识符。

-一旦基本CPICH变得次于绝对门限，就改变所选择的小区标识符。

-一旦基本公共控制物理信道(CCPCH)变得优于先前最佳基本CCPCH，就改变所选择的小区标识符。

-一旦时隙的SIR(信干比)值变得次于绝对门限值，就改变所选择的小区标识符。

-一旦时隙的信号码功率干扰(ISCP)值次于绝对门限，就改变所选择的小区标识符。

-一旦时隙的ISCP值优于某一预定的门限，就改变所选择的小区标识符。

-一般来说，在小区标识符确定过程中可利用LCS_MARGIN。LCS_MARGIN可基于触发时间、等待时间、信号的功率电平(偏移量)或者任何一种类似方法。LCS_MARGIN可用于阻止不必要的小区标识符更新以避免削弱系统性能。LCS_MARGIN可应用于禁止或允许小区标识符更新触发。

另一方案是确定信噪比(SNR)或定义接收的信号分支的质量的其它任何参数。同样，优选但并非必需将该选择基于最佳质量信号分支。将该选择基于对所接收的信号分支测量或检测的信号的其它特征或参数也是可能的。

也可确定若干基站中最近的基站，并将该信息作为选择的基础。例如基于移动台发送的无线电信号到达基站的时间可确定移动台与基站之间的距离，反之亦然。另一实例是所谓的往返行程时间(RTT)方法。信号在任一基站的传播时间与以下公式给出的传播距离有关：

R＝cT，〔1〕

其中

R＝移动台到基站距离(范围)

C＝光速，及

T＝无线电信号的传播时间。

距离信息也可基于在接收站进行的测量，用以确定信号强度、信噪比或接收信号的其它任何一种这样的特征，由此能确定发射站和接收站之间的距离。

应指出，无线电信号特征的测量可在上行链路和/或下行链路实现，即可在基站端或在移动台端或由二者共同实现。如果移动台用于测量信号，它可使用例如无线网的控制信道以将测量结果发送到适当的网络单元。基于各种采集/定义的数据的必要计算和确定可在站点(基站或移动台)或在能使用所有所需数据的适当网络单元实现，例如网络控制器10。

只要选择判定是基于对移动台和相应基站之间的信号的一个或若干特征的测量，就会出现诸如信号强度或质量的测量特征迅速改变。因此定义确定窗口或间隔以及确定特征的平均值更佳。然后将所述平均值与其它信号分支的相应平均值作比较，并基于该比较做出选择。

根据一种可能性，所选择的服务区标识符是在连接建立过程期间移动台最后一次被成功寻呼时生成的服务区标识符。这通常可应用于移动台为收端的呼叫。所选择的服务区标识符也可是在移动台和服务基站之间的连接建立过程期间生成的服务区标识符。这通常可应用于移动台启动的连接。

根据一种可能性，所选择的服务区标识符是移动台与之相关的最旧的服务区标识符。根据另一种可能性，所选择的服务区标识符是移动台与之相关的最新的服务区标识符。最新的服务区标识符可能是移动台最近从先前小区切换到的小区的标识符，或者是移动台已开始接收但尚未切换到的最近的“新”小区的标识符。所选择的服务区标识符还可能是在网络控制器接收新LCS请求时为移动台提供有效连接的小区的服务区标识符。

根据一种可能性，基于优选或优先权顺序从多个可能的服务区中选择小区或其它服务区。

如图5所示，在选择过程中使用一条以上规则是可能的。当使用一条以上规则时，控制器另外设置定义所选择规则之间的关系的规则。例如，为该规则的一个或多个参数定义门限电平应当是可能的。例如，在选择基于移动台与基站之间的距离的规则之前，该距离必须短于预定的门限距离。根据另一实例，除非所测量的一个或多个强度超过预定的门限值才使用基于信号强度测量的规则。一个可能的门限参数可定义小区或另一服务区的最大或最小规模。在这一语境中也可使用视距(LoS)条件。

根据一种可能性，按照优选顺序，即优先权顺序来设置规则。在这个方案中，控制器遵循规则选择算法或树，直至基于后续规则中的一条选择了服务区标识符，或该请求已被提交至最后一条可能的选择规则。如果甚至最后一条可能的规则仍无法提供标识符，则优选将此通知GMLC 12，并提供用户机20适当的消息。

应当指出，图5仅公开了这些规则的预定顺序的一个实例，这些规则的顺序和/或数量可能与此不同。此外，规则之间的关系也可关于时间(夜间与白天采用不同规则)或者关于控制器或网络的负载情况改变。根据一种可能性，可在用于选择服务区标识符的规则中选择预定规则以响应预定事件。换言之，所使用的规则取决于诸如请求的类型、请求位置信息的位置服务节点的身份以及客户机的身份等条件。

电信系统可支持所谓的模间环境应用，而且上述实施例也可应用于该语境。模间环境应用包括诸如支持局部化服务区(SoLSA)、移动网高级逻辑客户化应用程序(CAMEL)等业务。利用诸如SIM应用工具包(SAT)或CAMEL的现有工具包可实现基于小区标识符的LCS或一般LCS。CAMEL可用于在CAMEL服务环境(CSE)中提供基于小区的应用，这可用于SoLSA。CSE包括例如，基于小区信息的计费修改和禁止通话。然而，由于网络可通过使用若干业务平台来实现，因此在此仅将CAMEL作为一个实例描述。

本实施例还可应用于或结合蜂窝系统的其它先进定位特征使用。这些特征包括局部化服务区(LSA)优先权、只限于LSA的接入、排他接入、优选接入等。模间环境可包括带有多层蜂窝结构的不同蜂窝系统，如GSM、WCDMA等，所述多层蜂窝结构包括宏小区、微小区、微微小区以及归属小区。下面将详细描述这些特征的一些实例。

LSA优先权是用户的LSA的优先权。如果用户在某个时刻有若干有效LSA，则基于LSA优先权判断这些LSA中哪一个是当前LSA。在图6中，LSA A比LSA B优先权高。小区的优先权只能在适当的小区之间比较。LSA优先权的特征是运营商可定义某一小区先于另一小区被选择。例如，如果所谓的伞形小区先于微小区被选择，那么由于伞形小区的频率再用距离很大剩下的资源将很少。

在只限于LSA的接入中，仅允许用户在其位于预约的LSA内时才接入PLMN。当用户在其LSA外部时，不能接收或做出任何呼叫。换言之，小区标识符可用于阻塞和/或允许移动台在小区内使用。排他接入小区则是除了那些属于该小区所属的LSA的用户之外任何人都无法使用的小区。

优选接入小区是属于优选的特定LSA的小区，即为属于该LSA的用户给予一些预定的优先权。该小区对非LSA用户仅有有限的接入权。

为在移动台的有效模式期间支持排他接入、只限于LSA的接入以及优选接入，优选在RNC、BSC或接入网的类似单元得到该LSA信息。

以下将讨论所选择的小区标识符连同无线电信系统的功率控制机制一起使用的实施例。小区标识符确定可联合功率控制机制，这样小区标识符请求或功率控制指令(功率调整)的结果可能会相互干扰，尽管它们可在其它特征的运行中使用。例如，如果已确定小区标识符，那么有效连接的其它信号分支的相关加电指令(用于增加功率)可能被忽略。而所选择小区的加电指令可能直到所选择的小区是最佳候选时才有效。另一方面，断电指令仅对非候选分支而非最佳候选(优选的小区标识符)有效。应当理解，功率控制和小区标识符确定组合的不同变形是可能的。应当基于系统负载、干扰、无线电环境、LCS请求等选择它们以提高系统性能。

小区标识符也可与站场选择分集功率控制(SSDT)结合使用。站场选择分集传送功率控制(SSDT)是在移动台处于软切换时可应用下行链路的功率控制形式。根据SSDT的原理，动态选择有效集合中的最佳小区作为只发送站场。在这种情况下，小区标识符方法与基于SSDT准则的小区标识符确定协调一致。

此外，该实施例可联系空闲周期下行链路(IPDL)使用。在IPDL中，每个基站轮流完全停止传输预定的短时间段，这种方式为其覆盖区内的所有终端提供了有效的测量周期。这可通过衰减服务基站的最强干扰源来实现，以改善测量的信干比(SIR)。本发明的实施例还考虑了IPDL机制的停用周期。这可例如通过忽略基准信号功率停用周期、使小区标识符更新频率与该停用周期频率匹配(例如如果停用周期并非特别频繁的发生)等来实现。

图7示出了在不同WCDMA无线电资源控制(RRC)状态下，在第三代环境中移动终端的不同可能状态。本发明的实施例可在图6所示任何一种状态下支持基于小区标识符的定位，包括URA_PCH、Cell_PCH、Cell_DCH、Cell_FACH、小区重新选择、系统间模式以及空闲模式。

如果移动台并不处于有效状态，即在移动台与至少一个小区之间无连接，则可能无法得到服务区标识符。例如在UMTS中，只有在移动台与至少一个基站之间存在无线电资源控制(RRC)连接时才可提供小区ID。因此，网络控制器无法将服务区标识符返回到核心网是可能的。如果移动台处于无法提供小区标识符(或覆盖)的模式中，那么可强制该移动台进入提供小区标识符的状态。例如，在URA_PCH状态中，可能无法得到小区标识符。可强制MS进入Cell_FACH以定义小区标识符，这样只要LCS节点需要就可得到小区标识符。此外，网络可阻止MS进入URA更新状态以便在MS选择新小区时接收小区更新。

如果MS处于空闲模式而且需要寻呼它，那么可通过核心网或UTRAN接入网始发用于LCS目的的寻呼触发。除了常规的寻呼方法，以下可能的增强措施可应用于寻呼目的：

-关于MS的地理位置的最近可用信息(LCS辅助数据)可用于确定应首先被寻呼的区域。

-MS的速度和方向(或其它任何移动性参数)可用于确定寻呼区和寻呼重复周期。

-在高速移动情况下，假设一组适当的最近小区识别符(或LCS辅助数据)可用于寻呼区确定。

-基于小区的LCS辅助数据也可用于优化位置区、重复周期等。

应当理解，LCS辅助数据可用于优化任何一个寻呼和位置更新进程。

小区标识符确定可基于不同LSA模式，包括有效和空闲模式。一种可能性是在确定小区标识符时第一优先权属于预定的一个LSA应用(例如，SoLSA或任何其它LSA)。为使移动台(MS)在网络内安全工作，它必需得到空闲模式支持。这意味着MS可能需要一种能使其在预占处于空闲模式的小区时重新选择正确的小区的特征。术语预占是指MS在小区内处于空闲模式。MS应始终尝试重新选择属于用户的LSA的小区。如果可得到若干个小区，则应重新选择具有最高优先权的小区。

MS在选择小区时(例如在移动台被接通时)可使用常规蜂窝系统方法。这是例如通过测量和计算移动台可接收的每个小区的信号功率参数实现的，之后选择具有最佳功率值的小区。小区的重新选择可通过计算附加参数完成。首先具有最高优先权其次具有最高附加参数的小区将被重新选择。

在非LSA小区中，信号功率参数的计算可包括例如，门限参数RXLEV_ACCESS_MIN，但还可能对LCS小区使用LCS_RXLEV_ACCESS_MIN。可能需要独立的参数以保证LSA小区内的LCS和正常连接的连接质量。可广播到MS的另一新门限或极限参数是LSA_CAMPING_MARGIN。如果较低优先权小区(或普通小区)的参数值变得高于较高优先权小区的对应参数为极限LSA_CAMPING_MARGIN，那么MS将预占较低优先权小区，即使LSA_RXLEV_ACCESS_MIN仍为正的。

LSA_RXLEV_ACCESS_MIN可用于确保MS支持LSA小区，而LSA_CAMPING_MARGIN可用于确保网络频谱效率不会变得过低。它也可用于使MS的待机时间更长。

新小区重新选择参数也可在系统信息内广播。这些参数将与其它无线电参数一起从O&M传送到UTRAN/BSS。

当移动台处于有效模式时，控制器单元(例如BSC的RNC)需要用户LSA信息以支持LSA小区。该信息可在呼叫建立期间和/或RNC/BSC间切换期间复制到控制器单元。RRC消息和信息单元可被指定用于信息传送。LSA信息单元应当识别优选小区、这些小区的优先权以及本地接入指示器。

为减少传送的信息量，所述信息可仅包括LSA的信息，例如，如果：

-服务小区是该LSA的成员；或

-其中一个邻区是该LSA的成员；或

-该LSA设置为有效模式支持(在MS)所必备的并属于当前设置的MS简表，而且RNC/BSS支持该LSA。

信息传送可发生在RRC连接建立后任何时间的呼叫建立中。

在小区标识符确定的过程(在基于小区覆盖的LCS内)期间并借助有效模式支持，属于例如为用户的LSA目的的小区标识符集合的小区在呼叫建立时和/或切换实现时得到支持。相关用户的LSA信息可在有关网络单元内，例如在BSC、RNC等得到。相关用户的LSA信息将在呼叫建立和外部切换期间传送到所述单元。

在一些实施例中，优选从核心网隐藏电信系统的无线电方面。例如在第三代系统中，小区标识符应当映射到将在UTRAN网络和核心网之间通过Iu接口传送的服务区参数。如上所述，服务区可包括一个或若干小区。该映射可在RNC/BSC、网络管理系统(NMS，包括网络管理单元NEMU)或通过各种接入网单元的协作来完成。为确定小区覆盖估计并将其映射到服务区参数，可连同有关的小区标识符利用诸如最佳基准信号，基站、移动台、位置测量单元(LMU)及基准节点定位单元之间的往返时间(RTT)的参数以及天线射束方向参数。在这种情况下，控制区可使用由基站BS周期性或按要求测量的基准信号往返时间(RTT)。

基于所述RTT测量，可通过利用所谓的往返时间差(RTTD)原理得到更精确的位置估计。特别是，RNC或其它涉及定位计算过程的网络单元(或移动设备)可利用基站测量的往返时间差(RTTD)、几何时间差(GTD)以及真实/相对时间差(RTD)。通过利用/比较由对应基站完成的RTT测量可在例如RNC计算RTTD。另一方面，GTD可通过利用RTT测量和对应基站的位置来计算。RTD是在网络中两个基站之间的相对同步差，可由LMU(位置测量单元)测量。除此之外，还可通过利用网络基本测量计算RTD。例如在UMTS内，连接帧数(CFN)-系统帧数(SFN)观测时间差，或SFN-SFN观测时间差可应用于所述目的。DRTT基于信号从不同的基站往返的时间差。如果移动台MS与基站BS₁和与BS₂之间的差值为Δt，且MS和这两个BS之间有视距(LOS)，那么MS可定位在双曲线上，即：

d1-d2＝cΔt (2)

其中

Δt = (\frac{DRTT 1}{2} - \frac{DRTT 2}{2}) - - - (3)

d1是从MS到BS₁的距离，

d2是从MS到BS₂的距离，而

c是光速。

利用三个不同基站可测量DRTT，而MS位于这些双曲线的交点。

通过同时利用RTTD、GTD和RTD，可借助由三个基站得到的两个双曲线的交点和两个GTD来定位移动台。通过利用更多GTD可使可能的位置区更小。在诸如GSM的基于TDMA的系统中，通过所谓的定时超前(TA)方法可确定对应的RRT。因此，通过应用不同定时超前(DTA)也可在基于TDMA的系统内使用以上描述的DRTT方法的概念。

BS可测量下行链路DPCH帧的开始和对应的上行链路UPCH帧的开始(第一有效路径)之间的定时偏置。所述测量的精度优选为子码片级。MS可提供其与控制器的接收和发送之间的附加时间偏置以计算确切的RTT。

或者，可通过使用基准信号功率预算来确定小区的范围。基于所述基准信号功率预算可得到例如，基站发射功率、各向同性路径损耗、对给定位置概率的覆盖区边界处的覆盖门限、用于室内或室外覆盖的小区范围。

在诸如CDMA的一些蜂窝系统中，小区范围可随时变化，即小区规模可依据诸如连接到小区的移动台数量的条件增大或缩小。小区范围(半径)可基于例如，众所周知的Okumura-Hata或其它任何适当的方法估计。最终小区半径也可基于以下原理定义：

P_{r} = P_{t} - P_{l} = P_{t} - P_{l} (r_{0}) - 10 n \log (\frac{r}{r_{0}}) &PlusMinus; Δ \log_{10}^{r} - - - (4)

其中Pr为接收功率，Pt是基站的发射功率(等效全向辐射功率EIRP)加上接收机增益，Pl是路径损耗，Pl(r0)是已知的附近参考距离r0(例如对于较大的市区移动系统为1km，对于微小区为100m，而对于微微小区为1m)，r是距离基站的距离。最后一项取决于因接收功率偏差、MS移动性等导致的纠错。

控制器或LCS节点将与小区标识符一起使用基于基准信号链路预算的小区范围(半径)估计以估计服务区的覆盖。

然而根据另一种方案，控制器可使用系统帧数(SFN-SFN)以及连接帧数与系统帧数(CFN-SFN)的观测时间差来确定小区范围或MS的更精确位置。

在上述任何一种情况下，包括误差容限的相邻小区覆盖区之间的相互作用可用于确定移动台的更精确位置。

如果SFS和CFN的观测时间差被用于改善位置估计，那么MS的位置应当位于相邻无线电覆盖双曲线的相互作用区域内。除了最近的小区标识符(LCS估计)，可利用MS速度与方向将小区标识符映射到相应覆盖区和/或服务区。此外，可利用无线电网络规划数据、BS/MS基准功率(发射的和接收的)、小区和/或基站布局、RNC/BSC/NMS内的辅助数据(例如LCS数据、发射功率控制数据等)将小区标识符映射到小区覆盖或服务区。所述映射可能在接入网处完成，因此LCS节点可能会带有位置坐标。换句话说，向核心网单元提供由位置区坐标组成的服务区标识符是可能的。

根据一种可能性，接收的功率电平与功率预算相比较，由此可提供更精确的移动台位置信息。由两个或多个单元进行的计算也可组合起来。

在本发明的实施例中可使用上述方法与测量参数的任何一种组合。也可按照圆形、椭圆形、多边形等定义小区覆盖区或服务区的坐标。

基于小区覆盖(Cell-ID)的定位可满足大部分LCS业务的要求。该方法的精度可能从几米到几公里不等，这取决于系统的小区结构以及无线电环境。这些服务可包括位置服务类别，例如：

-住宅或办公室内，其中小区是由室内基站提供的小区；

-住宅或办公室内以及邻区，其中局部化服务区(LSA)在室外被展宽。室外的邻区可包括在用于室内小区的本地服务区内；

-工业区；其中公司可拥有若干栋办公楼并拥有覆盖其所有办公楼以及其间的室外区域的局部化服务区；

-城市的一部分或预定区域内的若干位置。

上文已讨论了位置服务的一些可能用途。以下将详细描述位置服务可能用途的两个实例。

在第一个实例中，车辆的使用者借助其移动台或连接到电信系统的车内导航系统从位置服务请求在其当前所处区域内的最近和/或最便宜的加油站。例如可以基于预占小区信息来定位用户，之后可提供该用户关于最近的可用加油点的信息。内容服务商(在该实例中可能驻于该加油站)也可借助位置服务向请求该服务的用户提供指导。内容服务商甚至可将该地区的地图下载到移动台。

根据另一种可能性，用户可请求该服务以通过按下移动台或车内导航系统的与加油有关的按键/选项启动车辆的加油(即释放油泵或在自动油管连接系统中将油管与车辆连接起来)。移动台接着可通过诸如红外链路或蓝牙协议的适当媒介向加油装置发送消息。该消息可能包括允许加油过程所需的客户信息，例如移动号码、移动业务简表码、国际移动用户身份(IMSI)以及由服务提供商提供的客户码等。通过将其与例如在加油站数据库中，例如加油站的虚拟本地环境，存取的客户信息相比较检查所述客户信息。如果信息完整，自动机认可启动油管。否则，拒绝该请求和/或通过将消息从加油站直接或经负责油管启动的自动机发送到移动台从移动台请求另外的信息。因此，加油过程可被启动。

在加油过程结束时，用户可通过其移动台终止该过程。与加油有关的信息于是可发送至用于收费目的的加油站数据库。基于该信息，用户可取得发票。该收费可直接通过使用移动银行实现，移动银行可包括诸如现金、贷记、使用互联网接口(例如无线接入协议)等各种支付模式，也可连同电话账单一起支付。

根据另一实例，用户请求他所驾驶区域内的最近的免费和/或最便宜的停车场。通过使用移动台或车内导航系统，该用户例如可通过按下特定停车按键来处理这种请求。结果，终端被定位并得到关于停车场的信息。它还可通过基于LCS的跟我来服务得到支持。在找到停车场之后，车辆所有者/用户可停放其车辆。

用户还可通过按下移动台或车内导航系统的与停车有关的按键来请求预定停车位。移动台将此解释为移动定位请求。因此，定位请求消息被发送至蜂窝系统。然后通过网络(或终端)例如基于归属小区定位该终端，而且移动位置信息被发送至蜂窝系统的移动位置中心。所述信息可包括移动台坐标、时间、与停车有关的信息(例如可能为车辆的登记号的预定号/码)。

停车过程结束时，车辆所有者可通过按下停车按键(结束)来结束停车。移动台可能再次将其解释为位置请求并随后将消息发送至网络。移动台被定位，而相关信息被发送至移动位置中心。移动位置中心将移动位置信息进一步发送至市政当局(或任何一个服务提供商)的交管中心。该信息包括移动台的坐标、时间(包括定位尝试、开始和结束)、与停车有关的信息。交管中心可基于他/她的移动台或车内导航系统的位置(归属小区)信息向车辆的所有者收费。这可通过比较移动位置信息与对应的停车区和收费方案来实现。与第一个实例中的类似收费方法也可应用于此目的。

应当理解，尽管已关于移动台描述了本发明的实施例，但本发明的实施例适合于其它任何适当类型的用户设备。

位置数据可以分组形式发送。而在本发明的可选实施例中，数据可以任何适当的格式发送。

已经在码分多址系统的语境中描述了本发明的实施例。但本发明也适用于其它任何接入技术，包括频分多址、时分多址以及两者的混合。

应当理解，基站有时称作节点B。此外，术语小区还用来涵盖在控制器实体(例如UTRAN路由区(URA)更新)控制一个以上小区的情况下的一组小区。URA切换基本上对应于小区切换，差别在于URA形成一组小区这一事实。

以上讨论了无线接入网控制器与核心网的网关位置服务节点之间的接口与通信。本发明的实施例也可适用于其它合适的网络单元。

还应指出，尽管以上描述了本发明的示例性实施例，但可对所公开的技术方案做若干变化与修改，而不偏离所附权利要求书定义的本

发明的范围。

Claims

1.一种在电信系统中提供与移动台相关的位置信息的方法，所述电信系统包括多个服务区，每个所述服务区都由服务区标识符来识别，所述方法包括步骤：

请求与所述电信系统的移动台相关的服务区标识符；

2.根据权利要求1的方法，其中每个所述服务区包括蜂窝电信系统的至少一个小区，每个所述小区都由小区标识符来识别。

3.根据权利要求1或2的方法，其中

所述电信系统包括核心网、用于为移动台提供服务区的接入网以及二者之间的接口，以及

在所述核心网中启动对于服务区标识符的请求，并且在所述接入网中实现服务区标识符的选择。

4.根据权利要求2的方法，其中所述接入网的单元选择小区标识符，并向核心网的单元提供基于所选择的小区标识符的服务区标识符。

5.根据权利要求4的方法，其中所述服务区标识符对应于所选择的小区标识符。

6.根据权利要求1的方法，其中将被选择的服务区标识符是在所述移动台被寻呼时生成的服务区标识符。

7.根据权利要求1的方法，其中将被选择的服务区标识符是在所述移动台和所述电信系统的基站之间的连接建立过程期间生成的服务区标识符。

8.根据权利要求1的方法，其中所述移动台位于第一服务区和第二服务区之间的切换区内。

9.根据权利要求8的方法，其中将被选择的服务区标识符是所述第二服务区的服务区标识符。

10.根据权利要求1的方法，其中将被选择的服务区标识符是为所述移动台提供最佳质量信号连接的服务区的服务区标识符。

11.根据权利要求10的方法，其中所述最佳质量信号是最强信号。

12.根据权利要求1的方法，其中将被选择的服务区标识符是在所述移动台和所述服务区的基站之间提供最短距离的服务区的服务区标识符。

13.根据权利要求1的方法，其中基于至少一个局部化服务区的信息来选择服务区标识符。

14.根据权利要求13的方法，其中所述局部化服务区是以下列表中的一种：只接入的局部化服务区；排他接入的局部化服务区；优先接入的局部化服务区。

15.根据权利要求1的方法，其中基于可能服务区的优先权顺序来选择服务区标识符。

16.根据权利要求1的方法，其中在选择服务区标识符时使用至少两种不同的规则。

17.根据权利要求16的方法，其中按照优先权顺序提供选择规则。

18.根据权利要求16的方法，其中从用于选择服务区标识符的规则中选择预定规则以响应预定事件。

19.根据权利要求16的方法，其中所述规则的优先顺序基于选择参数的门限值。

20.根据权利要求1的方法，其中由位置服务节点实体请求所述服务区标识符。

21.根据权利要求20的方法，其中在用以控制所述电信系统的至少一个小区的网络控制器中实现服务区标识符的选择。

22.根据权利要求20的方法，其中在所述电信系统的基站中实现服务区标识符的选择。

23.根据权利要求20的方法，其中在所述电信系统的移动台中实现服务区标识符的选择。

24.根据任何一项前述权利要求的方法，其中基于服务区标识符的位置信息被提供给外部客户机。

25.根据权利要求1的方法，其中基于服务区标识符的位置信息由在所述电信系统内实现的至少一个应用所使用。

26.根据权利要求1的方法，其中基于服务区标识符确定地理位置区坐标。

27.根据权利要求26的方法，其中所述地理位置区坐标被在接入网中确定，并且被传送到所述电信系统的核心网。

28.根据权利要求1的方法，其中强制选择服务区标识符。

29.一种电信系统，包括：

多个服务区，每个所述服务区均带有服务区标识符；

30.根据权利要求29的电信系统，其中所述位置服务节点实体位于所述电信系统的核心网中，并且所述选择装置位于所述电信系统的接入网中。

31.根据权利要求29的电信系统，其中所述选择装置包含在接入网控制器中。

32.根据权利要求29或30的电信系统，其中所述选择装置包含在移动台中。

33.根据权利要求29的电信系统，其中所述选择装置包含在所述移动台和所述接入网控制器之间的信令路径上的网络单元中。

34.根据权利要求29的电信系统，其中所述选择装置被设置成基于以下规则中的一个或多个条来选择服务区标识符：

选择与最近的基站相关的标识符；

选择在先前的连接建立期间生成的标识符；

选择在所述移动台被寻呼时生成的标识符；

选择与所述移动台相关的最新服务区所相关的标识符；

选择与为所述移动台提供最佳质量信令路径的服务区相关的标识符；

选择与预定的局部化服务区相关的标识符；

选择在可能服务区标识符中具有最高优先权的标识符。

35.根据权利要求26的电信系统，其中所述服务区对应蜂窝电信系统的小区。

36.根据权利要求29的电信系统，还包括用于将所选择的位置区标识符映射为以坐标表示的地理位置区的装置。

37.根据权利要求29的电信系统，还包括被设置成提供所述移动台的位置信息的定位装置。

38.根据权利要求37的电信系统，其中所述定位装置被设置成将所选择的位置区标识符映射为以坐标表示的地理位置区。

39.根据权利要求37或38的电信系统，其中所述定位装置基于从包括以下技术的列表中选择的技术：往返时间；往返时间差；几何时间差；实际时间差；相对时间差；定时超前；或定时超前差。