無線通信網絡和方法中的定位請求及測量響應的製作方法
2023-05-12 00:07:21
專利名稱：無線通信網絡和方法中的定位請求及測量響應的製作方法
技術領域：
本公開主要涉及無線通信，尤其涉及無線通信網絡及其方法的定位請求和響應，例如由網絡發起的增強型觀測時間差(E-OTD)定位請求和用戶設備的E-OTD測量響應。
背景技術：
某些增強型觀測時間差(E-OTD)定位技術架構是通過從無線通信網絡向用戶設備發送定位請求而在蜂窩電話用戶設備中發起E-OTD測量的。例如，來自用戶設備並要求位置信息的網絡請求是在用戶設備發起的E-911呼叫中產生的，並且該請求是響應於用戶設備對基於位置的服務所進行的查詢而產生的。
通常，來自網絡的E-OTD定位請求包含了一系列輔助小區，用戶設備必須嘗試從中獲取定時測量。輔助小區列表通常不同於用戶設備專為切換過程所監視的相鄰小區列表。
一般來說，用戶設備響應定位請求所測量的小區的數目越多，定位計算的準確度也就越高。然而，由於用戶設備必須在指定時段中對定位請求做出回應，因此網絡必須為用戶設備提供相對較短的輔助小區列表。這樣一來，對網絡而言，較為理想的是正確識別那些用戶設備最有可能從中獲取測量數據的輔助小區。當前，網絡是基於用戶設備的粗略定位估計來選擇輔助小區的。而粗略定位估計則通常是從定時提前以及扇區和小區標識信息中獲取的。
當前，網絡還必須在不了解定位請求將要送抵的用戶設備所遭遇的無線電條件的情況下指定響應時間。相對於用戶設備執行所請求的定時測量的時段，網絡定位請求經由網絡傳播的傳播延遲是相當大的。另外，將測量信息響應從用戶設備回送到網絡定位伺服器所需要的時間也是無法忽略的。而傳播延遲通常會增加定位用戶設備所需要的時間。
由於網絡只接受針對網絡定位請求的單個用戶設備響應，因此，一旦接收到來自用戶設備的響應，那麼網絡必須使用源於用戶設備的單個響應來確定用戶設備定位。這樣一來，網絡必須基於假設而在不具有任何關於E-OTD測量動向指示的情況下計算用戶設備定位，其中所述假設有可能是錯誤的。
對本領域普通技術人員來說，通過仔細考慮下文中的詳細描述以及下述附圖，可以足夠清楚地了解本公開的不同方面、特徵和優點。
附圖簡述
圖1是示範性的無線通信網絡。
圖2是用於發送應答定位請求的多個響應的示範性處理流程圖。
圖3是示範性的網絡定位請求消息。
圖4是用於獲取一個或多個信息的多個量度以及基於所述多個量度來發送響應的示範性處理流程圖。
圖5是響應定位請求而發送多個測量信息集的示範性處理流程圖。
詳細說明圖1描述的是採用了全球數字行動電話系統(GSM)網絡100的形式的示範性無線通信網絡，其中所述網絡支持移動站(MS)100這類移動無線通信設備的無線通信，並且在這裡將所述設備稱為移動無線通信設備或用戶設備。
移動無線通信設備可以是無線蜂窩電話、雙向尋呼機、提供無線功能的個人數字助理(PDA)、筆記本、膝上型計算機、可以作為蜂窩通信服務用戶設備的其他無線電通信設備或是用戶終端。
示範性網絡100通常包含了多個與基站控制器(BSC)130進行通信的基站收發信機(BTS)120，而基站控制器則與服務移動定位中心(SMLC)140、移動交換中心/訪問者位置寄存器(MSC/LVR)150以及小區廣播控制器(CBC)160進行通信。BSC和MSC/LVR以可通信方式耦合到服務GPRS交換節點(SGSN)170。MSC/LVR則以可通信方式耦合到SMLC140、網關MLC(GMLC)180、直至PLMN190之類的其他公共陸地移動網(PLMN)中的GMLC。在圖1中，網關MLC180耦合到歸屬位置寄存器(HLR)185、GSMSCF187以及外部定位服務(LCS)客戶機195，其中所述客戶機可以是E-911的話務員。GSM和其他通信網絡架構的這些和其他方面都是公知的。
示範性GSM網絡100包括多個定位測量單元(LMU)197，這些單元可以同處於BTS之中，也可以處於網絡中的其他位置，由此為增強型觀測時間差(E-OTD)GSM定位服務(LCS)或其他定位技術提供支持。示範性GSM通信網絡還可以支持其他定位服務，例如在GSM 04.35，Broadcast Network Assistance For E-OTD and GlobalPositioning System(GPS)Methods中規定的定位服務。
通常，定位服務(LCS)架構是在網絡或移動站計算位置的。在由MS輔助的LCS架構中，位置是在網絡上確定的，例如SMLC，而信息則是從移動站接收的。然後，移動站定位方位或信息將會傳遞到請求者或其他目的地。定位請求可以源自網絡內部，例如與SMLC相類似的網絡定位伺服器，也可以源於外部客戶機，例如在圖1中用LCS客戶機195表示的E-911中心。
圖1的GSM通信網絡架構只是作為示範，它並沒有對本發明構成限制。本發明更廣泛地應用於所有那些提供或支持定位服務的通信網絡，其中包括現有和未來的通信網絡和系統，尤其是第三代(3G)通用陸地無線電接入網絡(UTRAN)和第四代通信網絡。這些和其他網絡不但可以支持E-OTD以及包括全球定位系統(GPS)和其他衛星定位系統定位服務在內的其他定位服務，而且還支持基於網絡的定位服務，例如包括融合定位方案在內的位置確定方案，尤其是到達時間(TOA)、到達時間差(TDOA)，或是這些方案的組合。
在圖2的示範性處理流程圖200中，在塊210，依照本公開的一個方面，移動站接收來自網絡的定位請求。該定位請求可以是為了回應移動站發起的E-911呼叫而產生的，但是其他應用中，舉例來說，該定位請求也可以是為了回應移動站針對基於位置的服務的請求並由移動站的其他查詢提出的。作為選擇，定位請求可以源於網絡，其中舉例來說，定位請求可以由應用或是試圖定位移動站的第三方發起。
在某些應用中，網絡定位請求所要求的是由移動站獲取或處理的測量信息。以網絡定位伺服器為例，網絡可以使用測量信息來計算移動站位置。在某些應用中，移動站根據測量信息而在不處理信息的情況下向網絡發送一個響應。在其他應用中，移動站會在向網絡發送響應之前處理測量信息。例如，移動站可以為量度求取平均值或是計算移動站與一個或多個對應信號源之間的偽距離，此外，移動站還可以計算其位置方位。這樣一來，針對定位請求的響應可以部分或者完全是經過處理的測量信息，也可以是未經處理的測量信息。
移動站通常是從來自對應信號源的一個或多個信號中獲取測量信息的，例如從對應的蜂窩基站或是其他陸地信源以及非陸地信源，包括衛星定位通信系統中的太空飛行器。在所有這些信息中，示範性測量信息包括增強型觀測時間差(E-OTD)定時信息、到達時間(TOA)信息、到達時間差(TDOA)信息以及偽距離量度，其中所述量度基於衛星定位系統的太空飛行器或其他信號源發射的信號。
在圖2中，在塊220，移動站發送一個針對網絡定位請求的響應。在某些應用中，移動站會對網絡定位請求做出響應，從而向網絡發送至少為兩個的多個響應。然而在其他應用中，移動站只向網絡發送單個響應。舉例來說，某些情況只需要單個響應。然而如下文中更全面地論述的那樣，在其他情況下，在移動站發送針對第一定位請求的一個以上的響應之前，網絡將會發送一個全新的或是經過更新的定位請求。
在某些應用中，響應是以測量信息為基礎的，並且這些測量信息是從一個或多個信號源獲取的。例如，響應可以基於來自單個信源並針對信號所進行的多次測量。作為選擇，響應也可以基於來自相應信號源並針對多個信息所進行的多次測量，在下文中將會更全面地描述相關實例。
在某些應用中，針對定位請求的第一響應是以移動站收到定位請求之後獲取的信息為基礎的初步響應。在某些實施例中，初步響應是以那些從定位請求規定的信源之外的信源獲取的信息為基礎的，也可以是以那些來自定位請求規定的信源之外的信源的信號為基礎，例如以定位請求提供的位置輔助小區列表中標識的小區之外的小區為基礎。
在其他應用中，初步響應是以粗略定時信息為基礎的，例如從小區或移動站為了執行切換所同步小區或其他信號源獲取的1/4比特切換定時量度。在其他實施例中，初步響應包含了在移動站上通過計算獲取的移動站位置方位，例如在接收到定位請求之前計算的位置方位。在其他實施例中，第一響應是以那些從定位請求規定的信號源獲取的信息為基礎的。此外，在收到定位請求之前可以直接發送以移動站獲取的信息為基礎的響應。
在圖2中的塊230，在網絡定位請求指定了移動站獲取信息的來源的應用中，網絡可以發送經過更新的信號源列表，以便從中獲取基於初步響應的測量信息。在某些實施例中，經過更新的列表是作為全新或是已更新請求的一部分發送的。在其他實施例中，經過更新的列表不包括新的請求。
在圖2中的塊240，在移動站發送多個針對定位請求的響應的實施例中，移動站將會發送後續響應。在網絡沒有發送更新的信源列表的應用中，在塊240處引用的下一個響應可以基於初始定位請求中提供的信號源列表。
在移動站從網絡接收經過更新的信號源列表的應用中，在塊240處引用的來自移動站的下一個響應既可以基於那些藉助於經過更新的信號源列表所獲取的測量信息，也可以不基於這些信息。例如，一旦接收到經過更新的列表，那麼移動站可以開始對新列表中的信號源進行新的測量，而不對先前量度進行處理。作為選擇，如果移動站幾乎完全獲取了包含在下一個響應中的信息，那麼在經過更新的信號源列表到達時，移動站將會丟棄新的信號源列表，直至發送了下一個響應之後。
在塊220的響應是以測量信息集為基礎的實施例中，塊240的響應可以以一個測量信息集為基礎，但是塊220和240的響應也可以是針對不同信號源而產生的。
在某些實施例中，移動站對用於多種目的的網絡定位請求中的命令或指令做出回應，由此向網絡發送多個響應。在一個實施例中，定位請求包括多個響應命令欄位，這些欄位指示移動站發送多個針對定位請求的響應。並且該請求可以指示網絡接受移動站發送的多個響應，也可以指示多個響應是強制性的。此外，該請求可以規定移動站能夠或者必須向網絡發送多少響應。並且這些請求還可以為發送響應的時間提供一個時間框架。
在圖3中，示範性定位請求消息包含了多響應時間間隔欄位310，該欄位表示的是在響應定位請求而傳遞多個響應之間可以經過的時段或最大時段。在一個適合R-OTD測量定位請求應用的示範性實施例中，多響應時間間隔以2N表示的秒為單位來加以規定的，其中N是欄位值，例如N＝0、1、2、3……。示範性間隔則是1、2、4或8秒。
優選地，在圖3中，定位請求還包括最終響應時間欄位320，該欄位規定的是在發送末尾或最終響應之前可以經過的最大時間。在一個適合E-OTD測量定位請求應用的示範性實施例中，最終響應時間是以2N表示的秒為單位來加以規定的，其中N是欄位值，例如N＝0、1、2、3、……。示範性的最終響應時間則是1、2、4、8、16、32、64或128秒。對那些在定位請求中包含了多響應時間間隔欄位的實施例而言，這些實施例可以包含所述最終響應時間欄位。
在某些實施例中，該請求還包括響應時間，其中在所述響應時間內部必須從移動站發送至少一個響應。因此，在那些網絡接受多個響應的實施例中，移動站必須在定位請求所規定的響應時間之前發送多個響應。
在圖2中，在塊250，最終響應是在定位請求所規定的響應時間或最終響應時間內部從移動站發送到網絡的。此外，一般來說，網絡可以向移動站發送一個經過更新的信號源列表，其中較為優選的是移動站從所述列表中獲取測量信息，例如E-OTD應用中的經過更新的輔助小區列表。經過更新的信號源列表可以基於從移動站接收的多個響應中的一個或多個響應，例如圖2中的塊220或240的響應。如所述，經過更新的信號源列表可以是獨立信息，也可以與經過更新的定位請求或其他信息封裝在一起。
在某些應用中，舉例來說，如果在針對定位請求的應答中發送了多個響應，那麼移動站將會包含一個用於表明響應是最終響應的指示。
在圖3中，在某些實施例中，如果接受或需要多個響應，那麼網絡定位請求可以包括初始響應時間欄位330，該欄位規定的是移動站發送初始或第一響應之前可以經過的最大時間。在一個實施例中，初始響應欄位可以用比特「0」或「1」來設定。比特「0」表示必須在收到定位請求的時候立即發送響應。對即時響應而言，舉例來說，移動站可以基於專為切換所獲取的粗略定時信息或是包括定位計算在內的其他初步信息來發送初步響應。比特「1」則表示最大響應時間是其他值，例如多響應時間間隔除以指定間隔數目所得到的值。
在圖4的處理流程圖400中，在塊410，通過對一個或多個信號源執行多次測量來獲取測量信息，例如從對應的信號源中獲取E-OTD定時和其他信息。在其中一種操作模式中，在塊420將對一個或多個信號進行多次信號測量，並且在塊430，一旦滿足某個條件，則使用測量信息來制訂針對定位請求的至少一個局部響應信息。在一個實施例中，該響應至少部分是在多次測量偏差的變化率滿足某個條件的時候制訂的。在另一個實施例中，該響應至少部分是在信號的多次測量標準偏差滿足某個條件的時候制訂的。所述條件可以是基於經驗數據或其他信息所確定的閾值。在塊440，基於測量信息的響應將被發送到網絡。
在一個實施例中，移動站通過對來自對應信號源並且至少兩個的多個信息進行多次測量來獲取測量信息。當多個信號中各個信號的多次測量方差滿足某個條件或者多個信號中各個信號的多次測量標準偏差的變化率滿足某個條件的時候，基於多次信號測量的響應是在針對定位請求的應答中發送的。
在一個實施例中，移動站包括處於定位請求響應中的多個測量信息集，其中每一個測量信息集都以取自多個信號源的測量信息為基礎。在一個實施例中，當所測量的各個信號的多次測量偏差或標準偏差的變化率滿足了某個條件時，移動站將會制訂一個測量信息集。作為選擇，在這裡也可以在得到關於所測量的各個信號的指定數量的可接受量度時制訂測量信息集。一般來說，在這裡會從針對多個信號所進行的測量中制定若干個測量信息集，並且會在使用響應傳送所述測量信息集之前會對其加以存儲。
在圖5中，在塊510，移動站接受定位請求，該請求指示由響應來提供至少兩個的多個測量信息集。在塊520，移動站獲取測量信息，例如E-OTD定時信息或偽距離信息等等。在塊530，基於測量信息來制訂具有多個信息集的響應。在塊540，移動站發送基於或是包含了所獲取或所制定的測量信息的響應。
在圖3中，定位請求300包括一個欄位340，該欄位規定必須在各個響應中發送的最小數量的測量信息。在某些實施例中，在需要多個響應的應用中，如果所請求的是即時的第一響應，那麼信息集欄位數目並不適用於第一響應。在一個示範性實施例中，最小數量的信息集欄位是N+2，其中N是具有介於0與1之間的示範性範圍的欄位值。
在某些實施例中，定位請求規定了測量信息集的間隔信息，例如可以在測量信息集之間經過的最大時間間隔。優選地，在這些實施例中，移動站必須在網絡定位請求規定的間隔之前的間隔中獲取測量信息集。作為選擇，在圖3中，欄位340可以在指定或未指定所需要的測量信息集數量的情況下指定測量信息集間隔。
雖然在這裡描述了本公開以及當前建議的一種或多種最佳模式，這些描述足以形成發明人的擁有的技術方案，並且能使本領域普通技術人員產生和使用本發明，但是應該理解，這裡公開的示範性實施例具有等價物並且可以對所述實施例進行多種修改和變化，而不會脫離本發明的範圍和實質，其中本發明的範圍和實質並非由示範性實施例限制，而是由附加於此的權利要求進行限定的。
權利要求
1.一種移動無線通信設備中的方法，該方法包括在移動無線通信設備上接收網絡定位請求；發送針對同一網絡定位請求的多個響應；從移動無線通信設備發送多個響應。
2.權利要求1的方法，網絡定位請求針對的是增強型觀測時間差(E-OTD)測量信息，發送針對網絡定位請求的多個響應包括發送至少兩個響應；每一個響應都包含了多個小區的測量信息。
3.權利要求1的方法，獲取多個測量信息集；每一個測量信息集都包含了對於多個陸地信號源的量度，發送針對同一網絡定位請求的多個響應包括發送多個測量信息集。
4.權利要求3的方法，在針對網絡定位請求的單個響應中發送多個測量信息。
5.權利要求3的方法，當對於多個陸地信號源中每一個的多次量度偏差都滿足一個條件的時候，完成多個測量信息集中的每一個測量信息集。
6.權利要求3的方法，當多個信號源中每一個的多次測量標準偏差的變化率都滿足一個條件時，完成多個測量信息集中的每一個測量信息集。
7.權利要求1的方法，響應於網絡定位請求中要求多個響應的請求，發送多個響應。
8.權利要求1的方法，在網絡定位請求所規定的響應間隔中發送多個響應。
9.權利要求1的方法，每一個響應都包含了多個信號源的測量信息；當對於多個信號源中每一個信號源的多個量度偏差都滿足條件時，發送每一個響應。
10.權利要求1的方法，每一個響應都包括多個信號源的測量信息，當多個信號源中每一個信號源的多個量度標準偏差的變化率都滿足條件時，發送每一個響應。
11.權利要求1的方法，網絡定位請求包括響應時間；發送針對網絡定位請求的初步響應；在網絡定位請求所規定的響應時間之前發送初步響應；在網絡定位請求中規定的響應時間之前發送初步響應之後的另一個響應。
12.權利要求11的方法，基於響應於網絡定位請求而被發送的初步響應，接受更新的信號源列表。
13.權利要求11的方法，發送針對網絡定位請求的初步響應包括發送粗略定時信息，其中所述粗略定時信息是從為了切換而與移動無線通信設備同步的信號源獲取的。
14.權利要求1的方法，網絡定位請求包括最終響應時間信息；在網絡定位請求中規定的最終響應時間之前發送最終響應。
15.權利要求1的方法，網絡定位請求包括最終響應時間信息；在網絡定位請求固定的初始響應時間之前發送初始響應。
16.權利要求1的方法，將響應連同一個表明該響應是響應於定位請求而被發送的最終響應的指示一起發送。
17.一種移動無線通信設備中的方法，該方法包括在移動無線通信設備上接收網絡定位請求；測量信號；在出現了以下情況中的至少一種情況之後，發送基於信號量度並針對網絡定位請求的響應，信號的多次測量偏差滿足條件，以及信號的多次測量標準偏差的變化率滿足條件。
18.權利要求17的方法，對來自對應信號源的多個信號進行測量，其中所述信號至少為兩個，當多個信號中每一個信號的多次測量標準偏差的變化率滿足條件時，基於多次信號測量來發送針對網絡定位請求的響應。
19.一種移動無線通信設備中的方法，該方法包括在移動無線通信設備上接收定位請求；該定位請求包括測量信息集的間隔信息；在網絡定位請求規定的測量信息集間隔之前間歇地獲取測量信息集；發送所獲取的基於至少兩個測量信息的響應。
20.一種用於從無線通信網絡中的移動無線通信中請求位置信息的定位請求消息，該定位請求消息包括多響應間隔欄位；所述多響應間隔欄位規定了至少一個間隔，其中在所述間隔必須發送針對定位請求的多個響應，以及最大間隔，其中在所述間隔之間必須發送針對定位請求的多個響應。
21.權利要求20的定位請求消息，還包括最終響應時間欄位，該欄位規定了必須發送針對定位請求的最終響應的最大時間間隔。
22.權利要求20的定位請求消息，還包括初始響應時間欄位，該欄位規定的是必須發送針對定位請求的初始響應的時間。
23.權利要求20的定位請求消息，該消息是關於增強型觀測到達時間定時信息的定位請求，其中所述信息包括用以獲取定時信息的輔助小區列表。
全文摘要
一種用於從無線通信網絡的移動無線通信中請求位置信息、例如增強型觀測到達時間定時信息的方法。示範性的定位請求(300)包括多響應間隔欄位(310)，該欄位規定必須發送針對定位請求的多個響應的間隔或是必須發送針對定位請求的多個響應之間的最大間隔，此外還包括最終響應時間欄位(320)，該欄位規定的是必須發送針對定位請求的最終相應地最大時間間隔，以及初始響應時間欄位(330)，該欄位規定的是必須發送針對定位請求的初始響應的時間。
文檔編號H04B7/26GK1871844SQ200480006629
公開日2006年11月29日 申請日期2004年3月4日 優先權日2003年3月11日
發明者克裡斯多佛·F·布桑, 埃裡克·J·赫夫納 申請人:摩託羅拉公司(在德拉瓦州註冊的公司)