基於蜂窩網絡定位的無線區域網發現方法
2023-04-28 01:23:51 1
專利名稱：基於蜂窩網絡定位的無線區域網發現方法
技術領域：
本發明涉及無線區域網(WLAN)與蜂窩網絡互通的方法，特別涉及一種WLAN與第三代移動通信蜂窩網絡互通的過程中，用戶設備(UE)利用蜂窩網絡的定位技術進行WLAN發現的機制。
背景技術：
隨著無線區域網(WLAN)技術的興起與發展，其應用目益廣泛，因此WLAN與無線移動通信網(包括GSM，CDMA，WCDMA，TD-SCDMA，CDMA2000)的融合已成為當前學術界和工業界關注的熱點。例如，第三代合作夥伴計劃(3GPP)標準化組織已經提出了一系列WLAN與3GPP網絡互通的標準。(具體參見3GPP標準化組織2002年8月提出的22.934和22.234標準)。
圖1是WLAN與第三代移動通信網融合的一個場景圖形。WLAN鋪設在熱點地區(如機場，碼頭，商場，辦公大樓，等等)，提供高速的數據服務，第三代移動通信網大範圍鋪設，提供語音、低速數據的服務。如圖1所示，用戶設備(UE)既可以接受WLAN的數據接入服務，也可以接受第三代移動通信網絡的接入服務，它可以在WLAN和第三代移動通信網絡之間無縫漫遊。
無縫漫遊實現的基本要求是用戶設備正接受第三代移動通信網絡的服務，一旦它進入了WLAN的覆蓋範圍之後，能夠切換到WLAN，接受WLAN的服務。這種切換在學術研究中稱為垂直切換；而從移動蜂窩通信網絡垂直切換到WLAN，前提是WLAN的發現。
之所以要進行WLAN的發現，主要是基於以下兩個原因。(1)WLAN的覆蓋範圍小，其覆蓋範圍往往只有數百米，而且其只鋪設在一些熱點地區。(2)用戶設備在進行WLAN的發現時，需要激活WLAN掃描功能，該功能需耗費電池能量。當用戶設備處在WLAN的覆蓋範圍之外時，如果持續進行WLAN掃描，會浪費電池能量，使用戶設備的工作時間縮短。
因此，用戶設備應當在WLAN存在的地方才進行WLAN的掃描。到目前為止，涉及到WLAN發現的機制的研究很少，在參考文獻(M.Ylianttila，J.Makela，K.Pahlavah，「Analysisof handoff in a location-aware vertical multi-access network，」Computer Networks，vol.47，205，pp185-201)中，作者提到了採用全球定位系統(GPS)輔助的WLAN發現的方法。採用GPS輔助WLAN發現的方法具有精確度較高的特點，但是由於採用GPS要求用戶設備安裝GPS模塊，這會導致設備成本的增加，而且由於GPS高精度定位的工作條件是具有直射路徑，對於城市高樓密集地區，此條件不能得到保證，所以GPS的有效性受限。因此，基於GPS的方法不能充分體現其優越性。
第三代合作夥伴計劃(3GPP)的文檔(參見3GPP的2004年3月文檔22.071)指出，可以採用蜂窩網絡的位置服務(LCS，Location Service)進行熱點地區的發現，在該文獻中，熱點地區僅僅指人數密集的地方。而且，該文檔也僅僅給出一個極其簡單的描述，並未針對熱點的地區發現提出具體機制。
在第三代移動通信系統中，主要的定位方法有基於蜂窩小區識別碼(ID)的方法，基於觀測到達時間差(OTDOA，Observed Time Difference of Arrival)的方法，GPS輔助的方法。由於GPS輔助的方法具有設備成本高、難於適應市區複雜環境等缺點，3GPP將此作為可選功能，並非每個用戶設備都支持。而蜂窩小區ID的方法和OTDOA方法被列為必選功能。
蜂窩小區ID能夠提供小區範圍精度的定位，用戶設備能夠被確定是在某個蜂窩小區；因此該方法的定位精度與蜂窩的小區半徑有關，定位性能相對較差。
基於OTDOA的方法與基於蜂窩小區ID的方法不同，該方法能夠在小區範圍內更進一步對用戶設備進行定位；該方法能夠更為精確地定位用戶。在定位精度方面，該機制能夠在數十米的範圍內定位用戶設備。該定位精度，基本能夠滿足無線區域網發現的要求。
但是，迄今為止，並未有人提出具體的利用蜂窩網絡的定位技術進行WLAN發現的機制；而利用蜂窩網絡的定位技術進行WLAN的發現，可以解決用戶設備持續進行WLAN掃描的問題，從而節省用戶設備的電池能量，延長用戶設備的工作時間。
發明內容
本發明的目的是提出一種基於蜂窩網絡的定位技術的WLAN的發現機制，以解決WLAN與無線通信系統融合中WLAN的發現問題。
為了達到上述目的，在本發明的機制中，用戶設備需要經過WLAN發現準備階段、定位階段和掃描階段。
在網絡的規劃和鋪設階段，運營商在特定的地點鋪設WLAN。此時，WLAN的覆蓋地理區域，工作頻率以及接入權限等工作參數信息均可以獲得，這些信息存儲在網絡的某處，且這些信息將用於WLAN的發現。
第一階段WLAN發現準備階段在WLAN發現準備階段，主要完成的工作有兩部分，一是確定用戶設備端支持WLAN的功能，即用戶設備是一個多模終端，既可以工作在蜂窩網絡中，也可以工作在WLAN中；二是確定所在蜂窩小區屬於某個WLAN的覆蓋區域。兩個條件滿足時，蜂窩網絡才有必要告知用戶設備存在WLAN，從而引導用戶設備進行WLAN的發現。
如果該小區內有WLAN，並且用戶設備本身支持無線區域網的接口，那麼用戶設備將向蜂窩網絡發送定位請求。該蜂窩網絡接收到用戶設備的請求之後，將開始對用戶設備進行定位，進入第二個階段。
第二階段定位階段在用戶設備向蜂窩網絡發出定位請求後，網絡將進行回應，若用戶的權限等信息滿足條件，網絡將接受用戶請求並對用戶設備進行定位。
為了對用戶設備進行定位，蜂窩網絡將設定一個時間間隔，每隔一個時間間隔，該網絡與用戶設備協同合作，進行用戶設備的定位。如果連續若干次定位結果表明用戶設備已經進入了WLAN的覆蓋範圍，蜂窩網絡將告知用戶設備其已進入WLAN的覆蓋範圍，激活用戶設備進入第三個階段，即掃描階段。為了提高WLAN的發現速度，蜂窩網絡還將為用戶設備提供所需發現WLAN的工作參數，比如工作頻率，接入權限等。
第三階段掃描階段在該階段，用戶設備將激活WLAN的掃描功能，進行WLAN的掃描。由於在前面的第二階段結束之後，用戶設備可以從蜂窩網絡提供的消息中確定該WLAN的工作頻率，所以站點可以只掃描給定的頻率。
用戶設備按照一定的周期掃描WLAN，每次掃描的時間持續一定的時間長度。如果本次掃描結果表明沒有WLAN的存在，那麼用戶設備將在此掃描周期之後再次掃描；該掃描過程將持續到用戶設備發現WLAN為止，或者達到了最大允許的掃描次數。
如果用戶設備發現了無線區域網，將繼續其後續的動作；後續的動作可能是垂直切換或者其它的動作，這些動作不在本發明的考慮範圍之內。如果用戶設備在達到最大的掃描次數之後，並未發現WLAN，用戶設備將根據其在蜂窩網絡接收到的廣播消息，確定其是否已經離開了具有WLAN的小區，如果站點已經離開了該小區，用戶設備將報告WLAN發現失敗，原因為離開當前小區；否則用戶設備僅報告發現失敗。
如果蜂窩網絡接收到用戶設備發送的WLAN發現失敗消息，WLAN發現機制將返回第一個階段。
基於蜂窩網絡定位的無線區域網發現方法，其特徵在於所述方法是在下述符合第三代移動通信標準的寬帶碼分多址，即WCDMA的網絡中實現的，所述的WCDMA網絡含有(1)節點B；(2)服務無線網絡控制器，記為SRNC，通過Iub接口與節點B相連；(3)無線網絡控制器，記為RNC，通過Iub與節點B相連；同時所述RNC通過Iur接口與所述SRNC相連；(4)第三代移動交換中心/訪問位置寄存器，記為3G MSC/VLR，通過Iu接口與所述的SRNC相連；(5)第三代服務網關節點，記為3G SGSN，通過Iub接口與所述SRNC相連；(6)網關移動定位中心，記為網關MLC，通過Lg接口分別與所述3G SGSN和3G MSC/VLR相連；(7)歸屬位置寄存器，記為HLR，通過Lh接口與所述網關MLC相連；(8)外部伺服器通過Lh接口與所述的網關MLC相連；所述方法是按以下步驟實現的(1)在所述的WCDMA網絡系統中設置以下功能模塊1)定位測量模塊，設置在節點B和用戶設備中，根據所述的SRNC的測量請求對來自用戶設備位置信息進行測量，把測量結果傳遞給所述的SRNC，或者自發地周期性地進行信號測量並把測量結果傳遞給所述的SRNC；2)服務移動定位中心模塊，即SMLC模塊，該模塊設置在所述的SRNC中，以便當作多個用戶設備定位時，調度定位的優先級；用於計算用戶設備的位置，並進行不同的坐標轉換，估計定位的精度；同時還協同和控制用戶設備進行定位；3)所述網關MLC中或者與網關MLC相連的所述外部伺服器中，儲存有無線區域網，即WLAN，與蜂窩網絡的地理位置坐標信息；(2)用戶設備在收到節點B用第15號系統信息發來的表明該節點B與所述所述無線區域網共存的消息後，判斷本身設備類型是否支持無線區域網接口若不具備無線區域網接口，便結束；否則，便通過所屬WCDMA網絡向所述網關MLC發送一個定位請求消息，其中包括該蜂窩小區的識別碼ID以及用戶設備的接入信息；所述的第15號系統信息，是WCDMA網絡在小區範圍內廣播的消息的一種，其所屬廣播消息編號為15號；(3)網關MLC判斷用戶權限是否滿足條件1)若用戶權限不滿足條件，網關MLC向用戶設備發送請求失敗的定位應答，用戶設備便結束髮現操作；2)若用戶權限滿足條件，網關MLC便向用戶設備返回應答消息，同意進行無線區域網的發現；(4)網關MLC向所述服務網絡控制器發送一個包括用於網關MLC設置的定位間隔TP在內的定位命令；(5)所述服務無線網絡控制器接收到網關MLC發出的定位命令後，便設置定位間隔TP，並且根據所述WCDMA的定位流程開始對用戶設備定位，同時每隔一個所述定位間隔TP的時間向網關MLC報告定位結果；(6)網關MLC收到步驟(5)中的定位結果後，根據其中描述的用戶設備的位置來與無線區域網的位置進行匹配比對，一旦匹配成功，即用戶設備進入了無線區域網的覆蓋範圍，網關MLC便向用戶設備發送一個掃描命令，其中含有無線區域網的工作參數；所屬的匹配次數預先設定，但至少為一次；(7)用戶設備收到步驟(6)中所述的掃描命令後，便激活用戶設備中的無線區域網功能模塊，按預置的最大掃描次數進行了無線區域網掃描，其中，每次掃描的時間設定為TS，掃描間隔設為TD，其中，TS和TD為預設的參數；(8)用戶設備通過步驟(7)所述的掃描操作，若發現了無線區域網，便向網關MLC報告掃描成功；若到達最大掃描次數後，未發現無線區域網，便向網關MLC報告掃描失敗，若用戶設備此時發現自己已經離開了原蜂窩小區，便在報告的掃描失敗消息內容中附加失敗原因；(9)結束本次發現無線區域網的操作。
所述的步驟(6)中的匹配次數，即定位匹配次數是按下列6種情況選取的
2.1當P1＜0.1，P2＝
時，m＝1；2.2當P1＝(0.1，0.3)，P2＝
時，m＝1，2，任選一個；2.3當P1＝
，P2＝
時，m＝1；2.4當P1＝(0.3，0.5)，P2＝
時，m＝1，2，3，任選一個；2.5當P1＝
，P2＝
時，定位精度極差，建議選m＝2；2.6當P1＝
，P2＝
時，m＝1，2，3，4，5，任選一個；其中，m為定位次數，P1為用戶設備在無線區域網覆蓋範圍之外，卻被定位為在無線區域網覆蓋範圍之內的概率；P2為用戶設備在無線區域網覆蓋範圍之內，且被定位為在無線區域網覆蓋範圍之內的概率；所述的P1，P2之值是在實際系統中通過測量獲得的。
發明效果由於WLAN的覆蓋範圍小，其覆蓋範圍往往只有數百米，而且其只鋪設在一些熱點地區。用戶設備在進行WLAN的發現時，需要激活WLAN掃描功能，該功能需耗費電池能量。當用戶設備處在WLAN的覆蓋範圍之外時，如果頻繁地或者持續地進行WLAN掃描，會浪費電池能量，使用戶設備的工作時間縮短。
而採用該發明，用戶設備只在WLAN的區域附近進行WLAN的發現，從而可以避免頻繁進行WLAN發現的情況發生。從而可以節省用戶設備電池能量，延長用戶設備的工作時間。
另外，該發明不需要大規模地進行定位設備和軟體的改動，而是在採用現有的蜂窩網絡定位技術和設備，只需要進行軟體升級即可完成算法的實施。
圖1，WLAN與第三代移動通信網融合的一個場景，圖中AP無線接入點；WLAN無線區域網，下同。
圖2，具有定位功能的WCDMA網絡結構，圖中SRNC服務無線網絡控制器；RNC無線網絡控制器；3G SGSN第三代服務網關業務節點；3G MSC/VLR第三代移動交換中心/訪問位置寄存器；HLR歸屬位置寄存器；網關MLC網關移動定位中心；Iub，Iur，Iu，Lg，Lh等為3GPP定義的標準接口，參見3GPP文檔TR 21.905。
圖3，定位請求與應答流程，圖中SGSN第三代服務網關業務節點，下同網關MLC網關移動定位中心，下同圖4，定位過程與匹配過程，圖中TP定位時間間隔圖5，掃描流程圖6，WLAN發現機制的流程圖7，用戶設備被錯誤激活WLAN掃描的概率，圖中P1用戶設備在WLAN覆蓋範圍之外，卻被定位為在WLAN覆蓋範圍之內的概率，下同。
m連續定位認為用戶設備在WLAN覆蓋範圍的次數，下同。
圖8，定位結果表明站點在WLAN覆蓋範圍的次數轉移，圖中P2用戶設備在WLAN覆蓋範圍之內，且被定位為在WLAN覆蓋範圍之內的概率圖9，用戶設備需要等待的定位次數與定位準確率P2的關係。
具體實施例方式
本節以WLAN與3GPP的WCDMA無線移動通信網絡融合為例，藉助圖2至圖5說明描述進行WLAN發現的具體過程。但是應當理解的是，本發明還可以推廣到WLAN與其它蜂窩移動通信網絡融合的WLAN發現過程，只要在這樣的蜂窩移動通信網絡中蜂窩網絡具有數十米以內的精度的定位功能即可。
圖2是一個具有定位功能的WCDMA的網絡結構圖，圖中用戶設備通過空中接口與節點B相連，節點B通過Iub接口與服務無線網絡控制器(SRNC)相連，SRNC與第三代移動交換中心/訪問位置寄存器(3G MSC/VLR)通過Iu相連，SRNC與無線網絡控制器(RNC)採用Iur接口進行連接，SRNC也通過Iu接口與第三代服務網關業務節點(SGSN)相連，網關移動定位中心(網關MLC)通過Lg接口分別與3G-SGSN和3G MSC/VLR相連。(注此處Iub接口，Iu接口，Iur接口，Lg接口均為3GPP定義的標準接口，請參見2002年3月3GPP文檔TR 21.905)圖2中節點B集成有定位測量單元(LMU)模塊，節點B的功能是進行信號測量，並將測量的結果傳遞給SRNC；這部分功能由集成的LMU完成。LMU根據根據SRNC發送來的測量請求進行信號測量，也可以自發地周期性地進行信號測量並且報告測量結果給SRNC。
SRNC集成有服務移動定位中心(SMLC)模塊，SRNC的功能是調整分配用戶設備定位所需要的資源，計算最後的定位結果和估計定位精度。SMLC和LMU之間的信令傳輸通過Iub接口，有時也通過Iur接口。SRNC的主要功能為1)調度定位的優先級。多個用戶設備需要定位時，安排定位的先後順序。
2)定位計算。SRNC負責計算用戶設備的位置，並且進行不同坐標系的轉換。此外，SRNC要進行定位精度的估算。
3)協同和控制用屍設備進行定位。
在定位的過程中，用戶設備測量下行的鏈路信號，或者根據定位測量要求，在上行鏈路傳輸一些定位需要的信號。
網關MLC中(或者與網關MLC相連的外部伺服器中)儲存有WLAN與蜂窩網絡的地理位置坐標信息，這些信息將為下面敘述的流程中使用。
在網絡的鋪設階段，運營商將鋪設WLAN，並且測量WLAN的覆蓋範圍，所獲得地理位置信息將存放在網關MLC(或者與網關MLC相連的位置伺服器)。
在具有WLAN的小區中，節點B廣播的系統信息中，指明本小區與WLAN共存，即該小區中屬於某個WLAN的覆蓋區域。廣播的系統信息可採用第15類型系統信息。
用戶設備接收到第15類型系統信息之後，查看其本身設備類型，如果用戶設備支持WLAN接口，那麼用戶設備發送一個定位請求(LOCATING_REQUEST)消息給網關MLC，定位請求中包括該小區的ID以及用戶設備的接入信息。網關MLC接收到定位請求之後，將查詢用戶的接入權限，如果接入權限滿足條件(該條件為用戶與運營商協商的協議)，那麼網關MLC將返回定位應答(LOCATING_RESPONSE)消息，同意進行WLAN的發現；否則返回一個請求失敗的定位應答。用戶設備接收到定位應答消息之後，如果是失敗的定位應答，將終止WLAN發現過程；否則用戶設備結束第一個階段，進入到第二個階段。圖3給出了第一個階段的流程。
圖4給出了定位階段的流程。如果網關MLC同意對用戶設備進行定位，那麼網關MLC將設置一個定位間隔TP，該定位間隔與用戶設備相關的信息作為定位命令(LOCATING_COMMAND)一併發送給SRNC。SRNC將設置定位間隔TP，並且根據WCDMA的定位流程開始對用戶設備進行定位，每隔TP時間向網關MLC報告定位結果(LOCATING_RESULT)。網關MLC將對定位結果進行匹配，匹配的內容是用戶設備定位的位置與WLAN的位置，如果連續m次的匹配結果表明用戶設備已經進入了WLAN的覆蓋範圍，那麼網關MLC將發送一個掃描命令(SCANNING_COMMAND)給用戶設備。這裡m是一個系統參數，需要在實際系統中進行選擇，m最小為1。當m＝1時，網關MLC一旦發現用戶設備進入WLAN的覆蓋範圍時，立即發送掃描命令(SCANNING_COMMAND)；但是由於蜂窩網絡定位存在定位誤差，所以可能會出現用戶設備並未進入WLAN覆蓋範圍，卻被命令進行掃描的現象。另一方面m較大時，可能出現用戶設備已經進入了WLAN的覆蓋範圍，但是由於未達到m次匹配次數，網關MLC不發送掃描命令的情形，這樣會延緩WLAN的發現。
圖5給出了掃描階段的流程。在網關MLC的掃描命令(SCANNING_COMMAND)消息中將包含有WLAN的工作參數，比如頻率，SSID(服務集ID)，等等。用戶設備在接收到該命令消息後，用戶設備激活WLAN的無線接口功能模塊，進行WLAN的掃描。掃描的機制可能為被動掃描，或者主動掃描。每次掃描的時間為TS，掃描的間隔為TD。對於IEEE 802.11b WLAN，建議掃描時間超過300毫秒，因為WLAN信標間隔一般為100毫秒；掃描間隔可以為數秒的間隔，比如2秒。用戶設備掃描WLAN最多n次(對於IEEE 802.11b網絡，建議n的取值的範圍為3-5)，如果n次以後未發現WLAN，用戶設備將向網關MLC報告掃描結果(SCANNING_RESULT)，結果內容為掃描失敗；如果掃描發現了WLAN，用戶設備報告掃描成功。如果用戶設備的掃描未發現WLAN，用戶設備將檢查其是否已經離開具有WLAN的小區，如果是那麼用屍設備將在失敗內容附加失敗原因為離開小區。
圖6給出了WLAN發現機制的流程框圖；它融合前面圖3、圖4和圖5，給出了機制所需要經歷的主要步驟。
下面對WLAN發現機制的性能進行分析。定義P1用戶設備在WLAN覆蓋範圍之外，卻被定位為在WLAN覆蓋範圍之內的概率；P2用戶設備在WLAN覆蓋範圍之內，且被定位為在WLAN覆蓋範圍之內的概率；實際系統中，P1與蜂窩網絡的定位精度有關，與用戶設備與WLAN的距離有關，還與具體的網絡環境有關；而且隨著用戶設備的移動，P1會發生變化。為了給出一個直觀的分析，我們假設P1保持不變，即間隔TP時間之後定位，用戶設備在WLAN覆蓋範圍之外，卻被定位為在WLAN覆蓋範圍之內的概率保持不變；同樣地，假設P2也保持不變。顯然，P1與P2體現了蟶窩網絡的定位精度，可以在實際系統通過測量獲得。
利用上述的假設，可以得到在連續m次的定位之後，用戶設備在WLAN覆蓋範圍之外，被錯誤地認為在WLAN覆蓋範圍之內的概率，即P1m。圖7給出不同的m，不同P1的情況下，定位結果錯誤地認為用戶設備在WLAN覆蓋範圍之內的概率，此概率即是蜂窩網絡錯誤地激活WLAN掃描的概率；從圖7中可以看見，m越小，P1越大，錯誤激活WLAN掃描的概率也越大。因此，從這個角度上看，m的取值應當偏大。
但是，另一方面，當用戶設備在WLAN覆蓋範圍之內，卻可能被定位在WLAN覆蓋範圍之外，而且m取值越大，用戶設備需要的等待時間越長。下面給出m取值對用戶設備需要等待的時間的關係。
為了求出用戶設備需要等待的時間，需要求出用戶設備需要等待的定位次數。而由前面的假設知道，每次定位用戶設備被正確定位為在WLAN覆蓋範圍之內的概率是P2，在k次定位結束後激活WLAN掃描的概率即為用戶需要等待k次定位的概率。而這個概率則是在k次定位，首次連續出現m次定位的結果表明用戶設備在WLAN覆蓋範圍的概率。為了得到這個概率，我們以定位結果表明用戶設備在WLAN覆蓋範圍內的次數為狀態，建立一個馬爾科夫鏈，如圖8所示。圖中，圓圈內的數字表示用戶設備被定位在WLAN覆蓋範圍內的次數，它表示了馬爾科夫鏈的狀態，箭頭表示狀態之間的轉移，狀態之間依一定概率轉移，比如在圖8中，從狀態0轉移到其自身的概率為1-P2，從狀態1到狀態m-1轉移到狀態0的概率也為1-P2，從狀態0轉移到狀態1的概率為P2，類似地，用戶設備被定位在WLAN覆蓋範圍內的次數加一的概率都為P2，最後，從狀態m-1到狀態m的概率為P2，一旦狀態達到m，表明站點已經連續有m次定位結果為在WLAN中，所以用戶設備激活WLAN掃描程序，因此馬爾科夫鏈停止在狀態m。
根據馬爾科夫鏈的性質，我們可以知道，狀態m是一個吸收狀態，如果定義G(k)為馬爾科夫鏈的吸收時間分布向量，其元素為gi(k)表示從狀態i出發，經過k步，馬爾科夫鏈被吸收的概率，即G(k)＝{g0(k)，g1(k)，……，gm-1(k)}。那麼g0(k)即為用戶設備從首次定位經過k次定位之後激活WLAN掃描的概率。根據馬爾科夫鏈的性質，我們有G(k)＝Pk-1(I-P)e(1)其中，I為單位矩陣，e為單位列向量，P為馬爾科夫鏈前m個狀態的概率轉移矩陣(注該馬爾科夫鏈有m+1個狀態，而P只是狀態{0，1，2，……，m-1}間的轉移概率)， 從上面的(1)式，可以求出用戶設備需要等待時間為k的概率g0(k)，進而可以求出用戶設備需要等待的平均次數為K如下，K=j=mjg0(k=j)---(3)]]>圖9分別給出了不同的m時，定位精度P2不同時用戶平均需要等待的定位次數。從圖中可以看出，給定的定位精度時，即給定P2時，m越大用戶設備需要等待定位次數越多。值得注意的是定位次數乘上定位間隔TP即為用戶設備需要等待的時間，即KTP；因此，m越大，用戶設備需要等待的時間越長。
從上面分析可以看出，m可以作為網絡設計的一個選擇，m具體選取何值取決於網絡網絡的定位精度。下面給出建議的m取值範圍。
a)當P1＜0.1，P2＝
時，m＝1；b)當P1＝(0.1，0.3]，P2＝
時，m＝1，2，任選一個；c)當P1＝
，P2＝
時，m＝1；d)當P1＝(0.3，0.5]，P2＝
時，m＝1，2，3，任選一個；e)當P1＝
，P2＝
時，定位精度極差，建議選m＝2；f)當P1＝
，P2＝
時，m＝1，2，3，4，5，任選一個。
權利要求
1.基於蜂窩網絡定位的無線區域網發現方法，其特徵在於所述方法是在下述符合第三代移動通信標準的寬帶碼分多址，即WCDMA的網絡中實現的，所述的WCDMA網絡含有(1)節點B；(2)服務無線網絡控制器，記為SRNC，通過Iub接口與節點B相連；(3)無線網絡控制器，記為RNC，通過Iub與節點B相連；同時所述RNC通過Iur接口與所述SRNC相連；(4)第三代移動交換中心/訪問位置寄存器，記為3G MSC/VLR，通過Iu接口與所述的SRNC相連；(5)第三代服務網關節點，記為3G SGSN，通過Iub接口與所述SRNC相連；(6)網關移動定位中心，記為網關MLC，通過Lg接口分別與所述3G SGSN和3G MSC/VLR相連；(7)歸屬位置寄存器，記為HLR，通過Lh接口與所述網關MLC相連；(8)外部伺服器通過Lh接口與所述的網關MLC相連；所述方法是按以下步驟實現的(1)在所述的WCDMA網絡系統中設置以下功能模塊1)定位測量模塊，設置在節點B和用戶設備中，根據所述的SRNC的測量請求對來自用戶設備位置信息進行測量，把測量結果傳遞給所述的SRNC，或者自發地周期性地進行信號測量並把測量結果傳遞給所述的SRNC；2)服務移動定位中心模塊，即SMLC模塊，該模塊設置在所述的SRNC中，以便當作多個用戶設備定位時，調度定位的優先級；用於計算用戶設備的位置，並進行不同的坐標轉換，估計定位的精度；同時還協同和控制用戶設備進行定位；3)所述網關MLC中或者與網關MLC相連的所述外部伺服器中，儲存有無線區域網，即WLAN，與蜂窩網絡的地理位置坐標信息；(2)用戶設備在收到節點B用第15號系統信息發來的表明該節點B與所述所述無線區域網共存的消息後，判斷本身設備類型是否支持無線區域網接口若不具備無線區域網接口，便結束；否則，便通過所屬WCDMA網絡向所述網關MLC發送一個定位請求消息，其中包括該蜂窩小區的識別碼ID以及用戶設備的接入信息；所述的第15號系統信息，是WCDMA網絡在小區範圍內廣播的消息的一種，其所屬廣播消息編號為15號；(3)網關MLC判斷用戶權限是否滿足條件1)若用戶權限不滿足條件，網關MLC向用戶設備發送請求失敗的定位應答，用戶設備便結束髮現操作；2)若用戶權限滿足條件，網關MLC便向用戶設備返回應答消息，同意進行無線區域網的發現；(4)網關MLC向所述服務網絡控制器發送一個包括用於網關MLC設置的定位間隔TP在內的定位命令；(5)所述服務無線網絡控制器接收到網關MLC發出的定位命令後，便設置定位間隔TP，並且根據所述WCDMA的定位流程開始對用戶設備定位，同時每隔一個所述定位間隔TP的時間向網關MLC報告定位結果；(6)網關MLC收到步驟(5)中的定位結果後，根據其中描述的用戶設備的位置來與無線區域網的位置進行匹配比對，一旦匹配成功，即用戶設備進入了無線區域網的覆蓋範圍，網關MLC便向用戶設備發送一個掃描命令，其中含有無線區域網的工作參數；所屬的匹配次數預先設定，但至少為一次；(7)用戶設備收到步驟(6)中所述的掃描命令後，便激活用戶設備中的無線區域網功能模塊，按預置的最大掃描次數進行了無線區域網掃描，其中，每次掃描的時間設定為TS，掃描間隔設為TD，其中，TS和TD為預設的參數；(8)用戶設備通過步驟(7)所述的掃描操作，若發現了無線區域網，便向網關MLC報告掃描成功；若到達最大掃描次數後，未發現無線區域網，便向網關MLC報告掃描失敗，若用戶設備此時發現自己已經離開了原蜂窩小區，便在報告的掃描失敗消息內容中附加失敗原因；(9)結束本次發現無線區域網的操作。
2.根據權利要求1所述的基於蜂窩網絡定位的無線區域網發現方法，其特徵在於，所述的步驟(6)中的匹配次數，即定位匹配次數是按下列6種情況選取的2.1.當P1＜0.1，P2＝
時，m＝1；2.2.當P1＝(0.1，0.3]，P2＝
時，m＝1，2，任選一個；2.3.當P1＝
，P2＝
時，m＝1；2.4.當P1＝(0.3，0.5]，P2＝
時，m＝1，2，3，任選一個；2.5.當P1＝
，P2＝
時，定位精度極差，建議選m＝2；2.6.當P1＝
，P2＝
時，m＝1，2，3，4，5，任選一個；其中，m為定位次數，P1為用戶設備在無線區域網覆蓋範圍之外，卻被定位為在無線區域網覆蓋範圍之內的概率；P2為用戶設備在無線區域網覆蓋範圍之內，且被定位為在無線區域網覆蓋範圍之內的概率；所述的P1，P2之值是在實際系統中通過測量獲得的。
全文摘要
基於蜂窩網絡定位的無線區域網發現方法屬於無線區域網，即WLAN，與蜂窩網絡互通的技術領域，其特徵在於本發明在WCDMA網絡中，設置了定位測量、服務移動定位並在網關MLC中存儲無線區域網與蜂窩網絡的地理位置信息和WLAN的工作參數信息後，利用用戶設備與蜂窩網絡的協同工作來確定用戶設備是否已進入了WLAN的覆蓋範圍；若已進入了該範圍，用戶設備可通過內置的WLAN無線接口執行激活WLAN掃描功能，進行WLAN的掃描，執行發現WLAN的操作。本發明可以節省用戶設備的地址能量，延長用戶設備的工作時間。
文檔編號H04W48/16GK1710986SQ200510012129
公開日2005年12月21日 申請日期2005年7月8日 優先權日2005年7月8日
發明者江俊鋒, 曹志剛, 樊平毅 申請人:清華大學