CN101421949A - 利用导频强度测量信息检测移动通信终端位置的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于在移动通信网络中的提供基于位置服务的移动通信系统中利用导频强度测量消息(PSMM)来检测移动站(MS)的位置的方法，该移动通信系统包括：位置确定实体(PDE)，用于检测移动站的位置、从被要求进行位置检测的移动站收集PSMM信息、以及使用所收集的PSMM信息得到移动站的位置。

Description

利用导频强度测量信息检测移动通信终端位置的方法及系统
技术领域
本发明涉及利用导频强度测量信息(PSMM)来检测移动站位置的方法及系统，更具体地涉及一种方法及系统，通过该方法及系统位置确定实体利用PSMM检测移动站的位置，该方法及系统用于在CDMA移动通信系统中进行切换，从而增加移动通信系统中移动站的位置检测的精确度，该移动通信系统为没有装备全球定位系统(GPS)功能的移动站提供基于位置的服务。
背景技术
随着计算机、电子和通信技术的快速发展，提供了使用无线网络的各种无线通信服务。因此，由移动通信系统利用无线网络提供的服务正在发展成能够传输数据(例如电路数据和分组数据)以及语音的多媒体通信服务。
随着信息通信近年来的发展，对应于第三代移动通信系统的国际移动通信2000(IMT-2000)已经商业化，且已经由国际电信联盟建议(ITU-R)设立为标准。IMT-2000包括码分多址(CDMA)2000 1X、3X和演进-仅数据(EV-DO)、宽带CDMA(wideband CDMA)等，其可以通过从现有的IS-95A网络和IS-95B网络发展而来的IS-95C网络提供无线通信服务。
具体而言，IMT-2000是移动通信系统，其通过有线/无线网络的组合已开发用于：实现包括个人移动性和服务移动性全球直接漫游、级别与固定电话相同的通信质量、高速分组数据服务以及各种应用服务。这种IMT-2000能够以更高的速度提供各种多媒体服务，例如音频点播(AOD)、视频点播(VOD)等，以及提高现有语音和无线应用协议(WAP)服务的质量。
随着基于传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)而建立互联网，已经快速发展了使用户能够通过互联网实时搜索各种类型的信息并传输包括字符、语音、图像和运动图象的各种数据的系统。此外，随着这种发展，正在不断提出超高速通信网络等，以使得用户能够在更好的环境下利用互联网使用各种通信服务。
此外，为了提供没有任何空间约束的通信服务，近来已提出一种无线互联网服务，其通过无线通信网络为移动通信用户提供互联网通信服务，并且大量企业正在发展称作为无线互联网的技术。无线互联网服务是基于个体对终端的使用的高级私人化服务，并且其特征在于该服务能够基于用户移动性提供特定信息。移动通信服务用户可以接收通过字符、语音、静止图象、运动图象等表示的各种类型信息，例如新闻、天气、运动、股票、货币流通、汇率和交通广播。
在使用移动站的各种无线互联网服务中，基于位置的服务(LBS)由于其广泛的可用性和便利性而成为焦点。LBS代表用于确定移动站(例如蜂窝式电话或个人数字助理(PDA))的位置以及提供与所确定位置相关的补充信息的通信服务。LBS能应用到各种领域和情形中，例如援救请求、用于犯罪报告的对策、用于提供邻近区域信息、交通信息、车辆导航及物流控制的地理信息系统(GIS)以及基于位置的客户关系管理(CRM)。
为了确定移动站的位置，LBS使用基于全球定位系统(GPS)得知移动站位置然后通过导航数据即GPS的测量值来检测该移动站位置的方法，或使用基于基站或网络得知移动站位置的方法。同时，用于提供LBS的服务器经由包括移动交换中心的移动通信网络接收通过移动站测量的位置信息，并基于相应用户的位置来提供服务。
同时，仅有约25％的移动通信用户通过装备GPS功能的移动站使用基于GPS的位置检测方法，而其他移动通信用户通过使用基于基站的小区ID方案来接收LBS，其在位置检测中具有较低精确度。小区ID方案引起高达数公里的误差，其在LBS活动中成为障碍。
因此，需要提供一种方法，该方法能够提高用于没有装备GPS功能的移动站的位置检测的精确度，并且使用该方法能够改善基于位置的服务。
发明内容
因此，考虑到上述问题而提出本发明，本发明提供了通过使用PSMM位置确定实体来检测移动站位置的方法和系统，该方法和系统用于CDMA移动通信系统中的切换，从而增加移动通信系统中移动站位置检测的精确度，该移动通信系统为没有装备全球定位系统(GPS)功能的移动站提供基于位置的服务。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在移动通信网络中的提供基于位置的服务的移动通信系统中利用导频强度测量消息(PSMM)来检测移动站(MS)的位置的系统，该移动通信系统包括：移动站，其被提供有使用无线通信的基于位置的服务；无线接入网(RAN)，包括基站收发信机和基站控制器，该无线接入网接收并处理移动站的无线通信请求，并执行切换和无线支持和管理功能；以及移动交换中心(MSC)，用于执行移动站的基本服务和补充服务、处理用户的呼叫终止和发起、处理位置登记和切换过程、和执行与另一个网络的互操作功能，该系统包括：对应于服务器的位置确定实体(PDE)，其用于检测移动站的位置、从被要求位置检测的移动站收集PSMM信息、并利用所收集的PSMM信息检测移动站的位置。
根据本发明另一个方面，提供了一种用于在基于位置服务系统中利用导频强度测量消息(PSMM)来检测移动站(MS)的位置的方法，该基于位置服务系统包括：移动站，其被提供有使用无线通信的基于位置的服务；无线接入网(RAN)，包括基站收发信机和基站控制器，该无线接入网接收并处理移动站的无线通信请求，并执行切换和无线支持和管理功能；移动交换中心(MSC)，用于执行移动站的基本服务和补充服务、处理用户的呼叫终止和发起、处理位置登记和切换过程、和执行与另一个网络的互操作功能；以及对应于服务器的位置确定实体(PDE)，其用于检测移动站的位置、从被要求位置检测的移动站收集PSMM信息、并利用所收集的PSMM信息检测移动站的位置，该方法包括以下步骤：(a)通过位置确定实体发送ISPOS请求(Inter_System_Position_Request：系统间位置请求)消息到移动交换中心；(b)通过移动交换中心发送RMP请求(Radio_Measurement_for_Position_Request：用于位置请求的无线测量)消息到基站控制器；(c)通过基站控制器从移动交换中心接收RMP请求消息，并确定移动站的P_Rev(PSMM_Revolve)；(d)当在步骤(c)中P_Rev的值等于或大于6时，将PPMRO(Periodic_Pilot_Measurement_Request_Order：周期导频测量请求命令)消息发送到移动站，而当在步骤(c)中P_Rev的值等于或小于5时，将PMRO(Pilot_Measurement_Request_Order：导频测量请求命令)消息发送到移动站；(e)通过基站控制器，利用PPMRO消息或PMRO消息，从移动站收集PSMM信息；(f)通过基站控制器将包括PSMM信息的RMP响应(Radio_Measurements_for_Position_Response：用于位置响应的无线测量)消息发送到移动交换中心；(g)通过移动交换中心通过ISPOS请求(Inter_System_Position_Request：系统间位置请求)消息将PSMM信息发送到位置确定实体；以及(h)通过位置确定实体，利用所收集的PSMM信息检测移动站的位置，然后为移动站提供基于位置的服务。
附图说明
通过下面结合附图给出的详细描述，本发明的前述及其它目的、特征和优点将变得更加显而易见，其中：
图1是示意性示出根据本发明示例性实施例的基于位置的服务系统的配置的框图；以及
图2是示出根据本发明示例性实施例利用PSMM检测移动站位置的方法的流程图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述根据本发明的一个示例性实施例。需要注意的是在所有附图中，相同的标记表示相同的部件。在本发明实施例的以下描述中，当本文引入的公知功能和配置会掩盖本发明的主题内容时，将会省略对其的详细描述。
图1是示意性示出根据本发明示例性实施例的基于位置的服务系统的配置的框图。
根据本发明示例性实施例的移动通信系统包括：移动站(MS)110、无线接入网(RAN)120、移动交换中心(MSC)130、归属位置寄存器(HLR)132、位置确定实体(HLR)140、移动定位中心(MPC)150。
移动站110代表终端，其用于利用无线通信为用户提供基于位置的服务以及执行语音通信。另外，移动站110没有装备全球定位系统(GPS)，并且使用基于基站或基于网络的位置检测方法，以便给用户提供基于位置的服务。
根据本发明示例性实施例的移动站110可以是个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、个人通信服务(PCS)电话、手持PC、全球通(GSM)电话、宽带CDMA(WCDMA)电话、CDMA-2000电话或移动宽带系统(MBS)电话，其有望用于当前正在讨论的第四代系统中。
无线接入网120接收并处理移动站110的无线通信请求，并执行切换、无线支持和管理功能等。无线接入网120包括基站收发信机122和基站控制器124，并支持同步方案和异步方案。在同步方案的情况下，基站收发信机122对应于收发信基站(BTS)，而基站控制器124对应于基站控制器(BSC)。在异步方案的情况下，基站收发信机122对应于无线收发信机子系统(RTS)，而基站控制器124对应于无线网络控制器(RNC)。根据本发明示例性实施例的无线接入网120并不限于这种配置，并且可包括GSM网络和用于会在将来实施的4G移动通信系统的接入网以及CDMA网络。
基站收发信机122通过信号信道中的业务信道从移动站110接收通信请求信号，并将所接收的通信请求信号发送给基站控制器124。另外，基站收发信机122由于执行基带信号处理、有线/无线转换、无线信号的发送/接收等而对应于直接连接到移动站110的网络端点。
基站控制器124控制基站收发信机122，并执行移动站110的无线信道分配/释放功能、移动站110和基站收发信机122的传输功率控制功能、小区(cell)之间软切换和硬切换的确定功能、编码转换(trans-coding)和语音编码(vocoding)功能、GPS时钟分配功能以及基站的管理和维护功能。基站控制器124将通过基站收发信机122接收的通信请求信号发送给移动交换中心130。
移动交换中心130执行基础服务和补充服务处理功能、用于处理用户终止和发起呼叫的功能、位置登记过程和切换过程处理功能、与另一个网络的互操作功能等。在过渡性标准(IS)-95A/B/C系统中，移动交换中心130包括：用于执行分布式呼叫处理功能的接入交换子系统(ASS)、用于执行集中式呼叫处理功能的互连网络子系统(INS)、用于执行操作和维护的集中功能的中央控制子系统(CCS)，以及用于为移动通信用户执行信息存储和管理功能的位置登记子系统(LRS)等。
此外，用于第三代或第四代的移动交换中心130可以包括异步传输模式(ATM)交换(未示出)，其通过逐个小区发送分组来提高传输速度和电路使用效率。另外，ATM交换包括子系统，该子系统包含：移动性控制子系统，用于为移动站110的无线通信执行用户登记/更新功能，并用于执行与基站控制器124的接口功能；呼叫控制子系统，用于逐个小区执行小区处理；服务控制子系统，用于对各种补充服务的用户的收费功能；以及智能外设子系统，用于提供各种补充服务。
归属位置寄存器132从一般安装在移动交换中心130内的访问位置寄存器(VLR)(未示出)接收移动站110的位置信息，并执行登记识别、登记删除和位置确认功能。另外，归属位置寄存器132存储移动站110的简档信息。这里，该简档信息代表移动站110的移动识别号码(MIN)、其电子序列号(ESN)、关于移动站110已加入的移动通信服务的信息等。
位置确定实体140对应于服务器，用于检测移动站110的位置，以便提供基于位置的服务。位置确定实体140通过移动交换中心130向被要求位置检测的移动站110请求在期望状况中所需要数量的导频强度测量消息(PSMM)，并且基站控制器124通过移动交换中心130将关于导频信号的信息发送给位置确定实体140，其中该导频信号是由移动站110在由位置确定实体140期望的条件下收集的。
为了检测没有装备GPS功能的移动站110的位置，根据本发明示例性实施例的位置确定实体140采用在CDMA移动通信系统中进行切换时所使用的PSMM，并通过接收到的所有多径分量的信号强度之和来检测移动站110的位置。
移动定位中心150与位置确定实体140合作获得移动站110的经度和纬度坐标，该坐标由位置确定实体140运算，并将该经度和纬度坐标发送到各个LBS平台，以提供基于位置的服务。
LBS平台用于提供在移动通信网络和LBS应用服务器之间所需的基本技术。也就是说，LBS平台执行用于接入网络的功能以及用于实时处理大量位置信息的位置数据处理功能，并且该LBS平台还提供位置信息服务、用户信息服务和网络管理。
图2是示出根据本发明示例性实施例利用PSMM检测移动站位置的方法的流程图。
根据本发明的示例性实施例，当移动站110请求基于位置的服务时，位置确定实体140向移动站110请求到位置确定实体140的PSMM，以便检测移动站110的位置。
为了向移动站110请求PSMM，位置确定实体140将ISPOS请求(Inter_System_Position_Request)消息发送到移动交换中心130(步骤202)。ISPOS请求消息对应于向移动站110请求PSMM的消息，并且包括PSMM计数值。
这里，仅在移动站110处于业务状态时，移动站110的PSMM的请求才可用。因此，如果移动站110处于空闲状态，则移动交换中心130将寻呼请求(Paging_Request)消息发送到基站控制器124(步骤204)，从而能执行为移动站110建立业务信道的处理。
当移动站110从基站控制器124接收到寻呼请求消息并且执行了业务建立(步骤206)时，或当移动站110已经处于业务状态时，基站控制器124将分配完成(Assignment_Complete)消息发送到移动交换中心130(步骤208)。
接收到分配完成消息的移动交换中心130将包括PSMM计数值的RMP请求(Radio_Measurement_for_Position_Request)消息发送到基站控制器124(步骤210)。
当从移动交换中心130接收RMP请求消息时，基站控制器124确定基站110的P_Rev(PSMM_Revolve)(步骤212)。接下来，在P_Rev的值等于或大于6时，基站控制器124将PPMRO(Periodic_Pilot_Measurement_Request_Order)消息发送到移动站110，而在P_Rev的值等于或小于5时，将PMRO(Pilot_Measurement_Request_Order)消息发送到移动站110。
当P_Rev的值等于或大于6时，基站控制器124将包括命令限定字段(ORDQ：order qualifier field)值的PPMRO消息发送到移动站110(步骤214)。这里，ORDQ值表示PPSMM(Periodic_Pilot_Strength_Measurement_Message：周期导频强度测量消息)的传输周期，并且该传输周期以80ms为单位。
当接收PPMRO消息时，移动站110根据ORDQ值周期性地将PPSMM发送到基站控制器124(步骤216、218和220)。接下来，当从移动站110发送的PPSMM满足PSMM计数值时，基站控制器124将具有ORDQ值“255”的PPMRO消息发送到移动站110，以便停止PPSMM的周期性发送(步骤222)。
当P_Rev的值等于或小于5时，基站控制器124将PMRO消息发送到移动站110(步骤224)。
当接收PMRO消息时，移动站110将PSMM发送到基站控制器124，并且基站控制器124反复地发送PMRO，直到达到从移动交换中心130接收的PSMM计数值为止(步骤226、228、230、232和234)。
当基站控制器124通过PPMRO或PMRO消息从移动站110收集到PSMM信息时，该PSMM信息对应于由位置确定实体140请求的PSMM计数值，该基站控制器124将包括所收集的PSMM信息的RMP响应(Radio_Measurements_for_Position_Response)消息发送到移动交换中心130(步骤236)。
移动交换中心130通过ISPOS请求(Inter_System_Position_Request)消息将PSMM信息发送到位置确定实体140，其中PSMM信息是为了计算移动站110位置的目的而从移动站110收集的(步骤238)。
当已经从移动交换中心130接收到移动站110的PSMM信息时，位置确定实体140通过计算利用所收集的PSMM信息所接收的所有多径分量的信号强度之和，来检测移动站110的位置，然后提供与移动站110的位置对应的基于位置的服务。
虽然以说明为目的描述了本发明的示例性实施例，但本领域技术人员可以认识到，在不偏离权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和置换是可能的。因此，对本发明公开的实施例进行描述并不旨在限制本发明的范围，而是用于对本发明进行描述。因此，本发明的范围不是由上述实施例来限制，而是由权利要求及其等同物来限制。本领域技术人员应当注意，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上可以进行各种变化。
工业应用
根据以上描述的本发明，通过对用于检测没有装备GPS功能的移动站位置的方法进行改进，提供了具有更高精确度的位置检测服务，从而对基于位置的服务的激活做出贡献，并提供了各种利益例如增加了利润。

Claims (13)

1、一种用于在移动通信网络中的提供基于位置服务的移动通信系统中，利用导频强度测量消息(PSMM)来检测移动站(MS)的位置的系统，所述移动通信系统包括：所述移动站，其被提供有使用无线通信的基于位置的服务；无线接入网(RAN)，包括基站收发信机和基站控制器，所述无线接入网接收并处理所述移动站的无线通信请求，并执行切换以及无线支持和管理功能；以及移动交换中心(MSC)，用于执行所述移动站的基本服务和补充服务、处理用户的呼叫终止和发起、处理位置登记和切换过程、和执行与另一个网络的互操作功能，所述系统包括：
位置确定实体(PDE)，用于检测所述移动站的位置、从被要求位置检测的所述移动站收集PSMM信息、以及利用所收集的PSMM信息得到所述移动站的位置。
2、如权利要求1所述的系统，其中所述位置确定实体通过所述移动交换中心向所述移动站请求对所述移动站的位置检测所需的PSMM信息。
3、如权利要求1所述的系统，其中所述基站控制器通过所述移动交换中心从所述移动站收集所述PSMM信息，以及将所收集的PSMM信息发送到所述位置确定实体。
4、如权利要求1所述的系统，其中所述位置确定实体利用所述PSMM信息通过使用所接收的多径分量的信号强度之和，来检测所述移动站的位置。
5、一种用于在基于位置的服务系统中利用导频强度测量消息(PSMM)检测移动站(MS)位置的方法，所述基于位置的服务系统包括：所述移动站，其被提供有使用无线通信的基于位置的服务；无线接入网(RAN)，包括基站收发信机和基站控制器，所述无线接入网接收并处理所述移动站的无线通信请求，并执行切换以及无线支持和管理功能；移动交换中心(MSC)，用于执行所述移动站的基本服务和补充服务、处理用户的呼叫终止和发起、处理位置登记和切换过程、和执行与另一个网络的互操作功能；以及对应于服务器的位置确定实体(PDE)，其用于检测所述移动站的位置、从被要求位置检测的所述移动站收集PSMM信息、并利用所收集的PSMM信息检测所述移动站的位置，所述方法包括以下步骤：
(a)利用所述位置确定实体，将ISPOS请求(Inter_System_Position_Request)消息发送到所述移动交换中心；
(b)利用所述移动交换中心，将RMP请求(Radio_Measurement_for_Position_Request)消息发送到所述基站控制器；
(c)利用所述基站控制器，从所述移动交换中心接收所述RMP请求消息，并确定所述移动站的P_Rev(PSMM_Revolve)；
(d)当在步骤(c)中所述P_Rev的值等于或大于6时，将PPMRO(Periodic_Pilot_Measurement_Request_Order)消息发送到所述移动站，以及当在步骤(c)中所述P_Rev的值等于或小于5时，将PMRO(Pilot_Measurement_Request_Order)消息发送到所述移动站；
(e)利用所述基站控制器，通过使用所述PPMRO消息或所述PMRO消息从所述基站收集所述PSMM信息；
(f)利用所述基站控制器，将包括所述PSMM信息的RMP响应(Radio_Measurements_for_Position_Response)消息发送到所述移动交换中心；
(g)利用所述移动交换中心，通过ISPOS请求(Inter_System_Position_Request)消息将所述PSMM信息发送到所述位置确定实体；以及
(h)利用所述位置确定实体，通过使用所收集的PSMM信息获得所述移动站的位置，然后为所述移动站提供所述基于位置的服务。
6、如权利要求5所述的方法，其中在步骤(a)中，所述ISPOS请求消息对应于用于请求所述移动站的所述PSMM信息的消息，并且包括PSMM计数值。
7、如权利要求5所述的方法，在步骤(a)之后还包括以下步骤：
(a1)当所述移动站处于空闲状态时，利用所述移动交换中心，将寻呼请求(Paging_Request)消息发送到所述基站控制器，以建立所述移动站的业务信道；以及
(a2)在所述业务信道建立之后，利用所述基站控制器，将分配完成(Assignment_Complete)消息发送到所述移动交换中心。
8、如权利要求7所述的方法，其中在步骤(a1)中，当所述移动站的业务信道已经建立时，将所述分配完成消息发送到所述移动交换中心。
9、如权利要求5所述的方法，其中在步骤(b)中，所述RMP请求消息包括PSMM计数值。
10、如权利要求5所述的方法，其中在使用所述PPMRO消息时，步骤(e)包括以下步骤：
(e1)利用所述基站控制器，将包括次序限定字段(ORDQ)值的所述PPMRO消息发送到所述移动站；
(e2)利用所述移动站，根据所述ORDQ值，周期性地将PPSMM(Periodic_Pilot_Strength_Measurement_Message)发送到所述基站控制器；以及
(e3)确定所述PPSMM是否满足所述PSMM计数值，当所述PPSMM满足PSMM计数值时，将具有ORDQ值为“255”的所述PPMRO发送到所述移动站，以停止所述PPSMM的周期性发送。
11、如权利要求10所述的方法，其中所述ORDQ值对应于所述PPSMM的传输周期，并且所述传输周期以80ms为单位。
12、如权利要求5所述的方法，其中当使用所述PMRO消息时，步骤(e)包括以下步骤：
(e4)利用所述基站控制器，将所述PMRO消息发送到所述移动站；以及
(e5)允许所述移动站将所述PSMM信息发送到所述基站控制器，并允许所述基站控制器反复地发送所述PMRO消息，直到达到所述PSMM计数值为止。
13、如权利要求5所述的方法，其中在步骤(h)中，所述位置确定实体通过使用利用从所述移动站收集的所述PSMM信息所接收的多径分量的信号强度之和，来检测所述移动站的位置，然后提供所述基于位置的服务。
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