專利名稱：基于gsm系統(tǒng)的wcdma系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法。
背景技術：
無線定位技術的研究始于20世紀60年代的自動車輛定位系統(tǒng)，隨后該技術在公共交通、出租車調度以及公安追蹤等范圍內廣泛應用。后來，隨著人們對基于位置的信息服務的需求增多，無線定位技術得到更多研究者的關注，GPS(全球定位系統(tǒng))的出現(xiàn)更使得無線定位技術產(chǎn)生了質的飛躍，定位精度得到大幅度的提高。
隨著移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，業(yè)務的創(chuàng)新已經(jīng)成為網(wǎng)絡和技術發(fā)展的根本推動力。同時，新業(yè)務的運營模式正在發(fā)生變化，健康的價值鏈則是新業(yè)務發(fā)展的基本保證。
目前，雖然話音業(yè)務仍是移動通信業(yè)務的主體，但是各種新型移動增值業(yè)務和移動數(shù)據(jù)業(yè)務則是移動通信市場強勁的經(jīng)濟增長點。近年來，在移動通信領域LCS業(yè)務(LoCation Services，位置業(yè)務)是被普遍看好的一種移動增值業(yè)務，因而將會獲得迅速的發(fā)展。
在WCDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)中，目前定義了三種定位技術方法，即Cell-ID(小區(qū)標識)、OTDOA(觀察到達時間差)和A-GPS(輔助GPS)。其中OTDOA和A-GPS都對網(wǎng)絡和手機提出較高要求，增加了網(wǎng)絡成本，A-GPS還受UE(用戶設備)所處環(huán)境制約。而Cell-ID實現(xiàn)最簡單，但精度也是最差的，因此協(xié)議同時提出了一種增強型Cell-ID定位方法，即Cell-ID/RTT(小區(qū)標識/往返時間)，利用基站到手機之間的信號傳播往還時間長度，就能夠確定手機離基站之間的距離。
對于非軟切換狀態(tài)的UE，由于只能測試到連接基站的RTT，因此能夠定位的范圍只能是1個圓環(huán)(全向小區(qū))或1個圓弧環(huán)(扇形小區(qū))，分別如圖1和圖2所示。
而對于處于軟切換狀態(tài)的UE，則能夠測試到多個基站(激活集)的RTT(往返時間)，通過這多條圓環(huán)或圓弧環(huán)的交點，就能夠定位UE的具體位置，如圖3所示。
對于非軟切換狀態(tài)的UE，由于只能測試到1個基站之間的RTT值，因此能夠定位的范圍將只能是1個圓環(huán)或1個圓弧環(huán)，位置不確定范圍較大。
而處于軟切換狀態(tài)的UE，雖然通過測試到多個基站的RTT能夠確定UE的具體位置，但在WCDMA網(wǎng)絡中，軟切換只占到一定比例。因此，對于更多的非軟切換區(qū)的UE是不能測試得到多個基站的RTT的，使得更多情況下受測量限制而不能保證UE的定位精度。

發(fā)明內容
鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，以解決目前增強型Cell-ID/RTT定位技術的精度不足，以及OTDOA定位技術的網(wǎng)絡配置成本較高的缺點，從而提高基于相鄰的GSM小區(qū)提高UE的定位精度。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，包括A、移動臺的連接基站測量移動臺的往返時間RTT值；
B、移動臺測量相鄰的全球移動通信系統(tǒng)的GSM小區(qū)的廣播信道的信號強度值RSSI；C、根據(jù)所述的RTT值和相鄰的GSM小區(qū)的RSSI值計算確定寬帶碼分多址WCDMA系統(tǒng)中移動臺的位置。
所述的步驟A包括服務無線網(wǎng)絡控制器收到核心網(wǎng)發(fā)來的針對移動臺的定位請求時，通知移動臺的連接基站測量移動臺的往返時間RTT值，通知移動臺測量接收發(fā)送時間差Rx-Tx Time Difference值；移動臺測量接收發(fā)送時間差Rx-Tx Time Difference值，且可以是第三代伙伴組織3GPP協(xié)議定義的Type 1或者Type 2；基站NodeB和UE分別將所述的RTT值和Rx-Tx Time Difference值上報給服務無線網(wǎng)絡控制器。
所述的步驟B包括移動臺測量相鄰GSM小區(qū)的廣播信道BCCH的信號強度值RSSI，并根據(jù)所述的RSSI值通過對應GSM鄰區(qū)廣播信道BCCH發(fā)射功率值得到下行路徑損耗值。
本發(fā)明中，由WCDMA系統(tǒng)中的服務移動位置中心執(zhí)行所述的步驟C，且所述的服務移動位置中心位于WCDMA系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡控制器RNC中。
所述的服務移動位置中心保存著各相鄰GSM小區(qū)的信號傳播模型和各小區(qū)基站天線的位置信息，其中，所述的信號傳播模型包括但不限于所有移動通信信號傳播模型，所述的信號傳播模型中包含下行路徑損耗與UE到相應基站天線間的傳播距離的對應關系信息。
所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法還包括核心網(wǎng)向服務無線網(wǎng)絡控制器發(fā)送移動臺定位請求；服務無線網(wǎng)絡控制器根據(jù)所述請求分別通知移動臺及其連接基站執(zhí)行步驟A和步驟B。
所述的步驟B包括B1、服務無線網(wǎng)絡控制器收到核心網(wǎng)發(fā)來的針對移動臺的定位請求時，判斷是否需要移動臺啟動壓縮模式，如果需要，則執(zhí)行步驟B2，否則，執(zhí)行步驟B3；B2、服務無線網(wǎng)絡控制器通知移動臺及與移動臺連接基站啟動壓縮模式，并在收到移動臺返回的壓縮模式啟動響應后執(zhí)行步驟B3；B3、服務無線網(wǎng)絡控制器向移動臺發(fā)送進行相鄰GSM小區(qū)廣播信道RSSI值測量啟動的通知；B4、移動臺進行相鄰GSM小區(qū)廣播信道RSSI值的測量，并向服務無線網(wǎng)絡控制器返回測量結果。
所述的步驟B4還包括移動臺在測量得到的相鄰GSM小區(qū)廣播信道RSSI值中確定最佳的6個進行上報，如果不足6個，則全部上報。
所述的步驟B4還包括對于啟動移動臺壓縮模式的情況，移動臺需要在所述的測量結果上報完成后停止壓縮模式。
所述的步驟C包括C1、服務移動位置中心根據(jù)所述連接基站上報的RTT值和移動臺上報的Rx-Tx Time Difference值確定移動臺到連接基站天線間的距離；C2、服務移動位置中心根據(jù)相鄰GSM小區(qū)的RSSI測量值及相應的BCCH信道發(fā)射功率值獲得相鄰GSM小區(qū)的下行路徑損耗，并根據(jù)所述的各相鄰GSM小區(qū)的下行路徑損耗及對應的信號傳播模型確定移動臺到各相鄰GSM小區(qū)基站天線的距離；C3、服務移動位置中心根據(jù)各小區(qū)基站天線的位置信息及移動臺到各基站天線間距離信息確定移動臺的位置。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明充分利用配置有相鄰的GSM小區(qū)的WCDMA系統(tǒng)中的GSM系統(tǒng)的信息進行移動臺的準確定位。具體為利用可以測量的相鄰的GSM小區(qū)的廣播信道RSSI值輔助Cell-ID/RTT定位技術對移動臺進行定位，有效地提高了Cell-ID/RTT技術的定位精度，而且不需要增加任何網(wǎng)絡和終端的實現(xiàn)成本，有效地解決了現(xiàn)有的Cell-ID/RTT定位技術的不足，并繼承了該定位技術成本低的優(yōu)點。因此，本發(fā)明提供了一種非常有競爭力的WCDMA定位技術，為網(wǎng)絡運營商開展高品質的新型移動增值業(yè)務提供了基礎。


圖1、圖2和圖3分別為現(xiàn)有的Cell-ID/RTT定位技術的定位處理示意圖；圖4和圖5分別為本發(fā)明所述方法的定位處理原理示意圖；圖6為本發(fā)明所述方法的處理過程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明主要是針對目前增強型Cell-ID/RTT定位技術的精度不足，以及OTDOA定位技術的網(wǎng)絡配置成本較高等，提出一種新的基于相鄰的GSM小區(qū)的定位方法，既提高了UE的定位精度，又可以有效降低網(wǎng)絡配置成本。
在WCDMA系統(tǒng)中，處于連接狀態(tài)的UE(用戶，即移動臺)，連接基站NodeB能夠測量得到與此UE之間的RTT(往返時間)值。但是，當UE處于非軟切換狀態(tài)時，由于只能得到1個基站的RTT值，能夠定位的范圍只能是1個圓環(huán)(全向小區(qū))或1個圓弧環(huán)(扇形小區(qū))，導致難以對UE進行準確定位，這也是Cell-ID/RTT定位技術的最大不足。
為此，對于配置有GSM鄰區(qū)的WCDMA系統(tǒng)，本發(fā)明采用了通過啟動UE的異系統(tǒng)測量功能，令UE上報檢測相鄰GSM小區(qū)的廣播信道RSSI值，以便于根據(jù)RSSI測量值及GSM鄰區(qū)廣播信道BCCH發(fā)射功率得到GSM鄰區(qū)的下行路徑損耗，再根據(jù)WCDMA系統(tǒng)中保存的GSM系統(tǒng)的信號傳播模型確定UE與各相鄰的GSM小區(qū)基站天線間的距離，再結合根據(jù)RTT值確定的UE到WCDMA連接基站天線的距離確定UE的位置信息，從而實現(xiàn)針對WCDMA系統(tǒng)中的UE的準確定位。
本發(fā)明所述的方法如圖4和圖5所示，為實現(xiàn)本發(fā)明需要UE或其連接基站測量三種參數(shù)(1)UE到連接基站的RTT值；(2)UE的Rx-Tx TimeDifference值；(3)相鄰的GSM小區(qū)的廣播信道RSSI測量值；具體的測量上述三參數(shù)信息的方法下面將分別進行說明(1)首先，判斷UE是否處于專用信道連接狀態(tài)，如果處于專用信道連接狀態(tài)，則可以順利完成下述針對UE定位的相關測量工作，否則，為進行相應的測量需要將UE的狀態(tài)轉移到專用信道連接狀態(tài)，即轉換到Cell_DCH(小區(qū)專用信道)狀態(tài)，例如，如果UE處于IDLE狀態(tài)，還需要使用尋呼功能；UE處于專用信道連接狀態(tài)之后，為實現(xiàn)針對UE的準確定位，需要UE的連接基站測量UE到連接基站的RTT值，所述的測量結果需要上報給無線網(wǎng)絡控制器，所述的UE的連接基站是指UE當前所在小區(qū)的基站；(2)同時，還需要下發(fā)控制命令通知UE測量專用鏈路的接收發(fā)送時間差Rx-Tx Time Difference值，同樣上報給無線網(wǎng)絡控制器；通常，在系統(tǒng)中實現(xiàn)UE定位功能的實體為WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡控制器中的SMLC(服務移動位置中心)，SMLC通過UE的連接基站NodeB上報的RTT值和UE上報的Rx-Tx Time Difference(收發(fā)時間差)值確定信號單程傳播時間值，Rx-Tx Time Difference值可以是3GPP協(xié)議定義中的Type 1或者Type 2，利用測量的RTT值減去Rx-Tx Time Difference值，再除以2，就是真正的信號單程傳播時間，進而可以基于單程傳播時間計算得到UE到所述連接基站NodeB小區(qū)天線之間的距離。
(3)對于相鄰的GSM小區(qū)的RSSI的測量，則需要服務無線網(wǎng)絡控制器SRNC判斷UE測量所述RSSI是否需要啟動壓縮模式，如果需要，則啟動壓縮模式，發(fā)起UE對GSM鄰區(qū)的異系統(tǒng)測量控制命令，這樣UE便能夠測量得到各GSM鄰區(qū)的廣播信道RSSI值，并上報其中最好的6個小區(qū)RSSI值給RNC中的SMLC，當然不足6個時，則全部上報，并在測量結果上報完成后停止壓縮模式；是否啟動壓縮模式主要依據(jù)UE能力確定，部分UE，能夠在不啟動壓縮模式情況下完成GSM鄰區(qū)的測量，這時便可以直接測量所述的相鄰GSM小區(qū)的RSSI值并上報。
這樣，如圖4所示，SMLC便可以獲得UE測量的各相鄰GSM小區(qū)的RSSI值，以及UE連接基站測量的RTT值，基于相鄰GSM小區(qū)基站的RSSI測量值，再根據(jù)相鄰GSM小區(qū)的廣播信道發(fā)射功率值，就得到相鄰GSM小區(qū)的下行路徑損耗值。
根據(jù)相鄰GSM小區(qū)的下行路徑損耗值和SMLC保存的GSM信號傳播模型，可以確定UE分別與相應的GSM小區(qū)基站天線的距離，再結合SMLC保存的各基站天線的位置信息，并根據(jù)確定的UE到連接基站的天線的距離，通過以各基站天線位置為圓心，UE到連接基站和各相鄰GSM小區(qū)基站天線之間距離為半徑的多個圓(全向小區(qū))或圓弧(扇形小區(qū))相交，就能夠準確定位UE的位置，如圖5所示；所述的信號傳播模型包含下行路徑損耗與UE距離相應基站天線間距離的對應關系信息。
前面對本發(fā)明的實現(xiàn)原理及主要過程進行了較為詳細的說明。下面再結合附圖對本發(fā)明所述的方法的具體實現(xiàn)時的完整過程進行說明。本發(fā)明所述的方法的具體實現(xiàn)過程參照圖6，具體包括以下步驟步驟61核心網(wǎng)向SRNC(服務無線網(wǎng)絡控制器)發(fā)送針對UE的定位請求，所述的SMLC設置于SRNC上；
步驟62SRNC還需要判斷當前UE是否為處于空閑IDLE狀態(tài)，或無法得到小區(qū)標識Cell-ID狀態(tài)，如果是，則SRNC強制對所述UE進行狀態(tài)轉移到Cell_DCH(小區(qū)專用信道)狀態(tài)(IDLE狀態(tài)時還需要通過尋呼)，之后，執(zhí)行步驟63，所述UE向SRNC返回確認消息，確認針對該UE的狀態(tài)轉移完成。否則，如果不需要進行狀態(tài)轉移的話，則直接執(zhí)行步驟64；步驟64向所述UE的連接基站發(fā)送RTT測量請求，令其進行RTT測量；步驟65向UE發(fā)送UE Rx-Tx Time Difference測量請求；步驟66和步驟67連接基站NodeB和UE分別向SRNC上報測量的RTT值和UE Rx-Tx Time Difference值；步驟68和步驟69SRNC分別向基站NodeB和UE發(fā)送啟動壓縮模式命令，如果UE不需要啟動壓縮模式就能夠完成相鄰GSM小區(qū)的異系統(tǒng)測量，則直接執(zhí)行步驟611；步驟610UE啟動壓縮模式，并向SRNC返回壓縮模式啟動響應消息；步驟611SRNC向UE發(fā)送啟動測量相鄰GSM小區(qū)RSSI的消息；步驟612UE將測量的相鄰GSM小區(qū)的RSSI值中的最佳6個上報給SRNC，不足6個時，則全部上報；步驟613所述的SRNC收到所述的各測量結果后，SRNC上的SMLC根據(jù)所述的測量結果計算所述UE的位置，具體的計算方式前面已經(jīng)描述，此處，不再贅述；步驟614由所述的SRNC將計算確定的UE的位置上報給發(fā)起UE定位請求的核心網(wǎng)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括A、移動臺的連接基站測量移動臺的往返時間RTT值；B、移動臺測量相鄰的全球移動通信系統(tǒng)的GSM小區(qū)的廣播信道的信號強度值RSSI；C、根據(jù)所述的RTT值和相鄰的GSM小區(qū)的RSSI值計算確定寬帶碼分多址WCDMA系統(tǒng)中移動臺的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的步驟A包括服務無線網(wǎng)絡控制器收到核心網(wǎng)發(fā)來的針對移動臺的定位請求時，通知移動臺的連接基站測量移動臺的往返時間RTT值，通知移動臺測量接收發(fā)送時間差Rx-Tx Time Difference值；移動臺測量接收發(fā)送時間差Rx-Tx Time Difference值，且可以是第三代伙伴組織3GPP協(xié)議定義的Type1或者Type2；基站NodeB和UE分別將所述的RTT值和Rx-Tx Time Difference值上報給服務無線網(wǎng)絡控制器。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的步驟B包括移動臺測量相鄰GSM小區(qū)的廣播信道BCCH的信號強度值RSSI，并根據(jù)所述的RSSI值通過對應GSM鄰區(qū)廣播信道BCCH發(fā)射功率值得到下行路徑損耗值。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，由WCDMA系統(tǒng)中的服務移動位置中心執(zhí)行所述的步驟C，且所述的服務移動位置中心位于WCDMA系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡控制器RNC中。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的服務移動位置中心保存著各相鄰GSM小區(qū)的信號傳播模型和各小區(qū)基站天線的位置信息，其中，所述的信號傳播模型包括但不限于所有移動通信信號傳播模型，所述的信號傳播模型中包含下行路徑損耗與UE到相應基站天線間的傳播距離的對應關系信息。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，該方法還包括核心網(wǎng)向服務無線網(wǎng)絡控制器發(fā)送移動臺定位請求；服務無線網(wǎng)絡控制器根據(jù)所述請求分別通知移動臺及其連接基站執(zhí)行步驟A和步驟B。
7.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5或6所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的步驟B包括B1、服務無線網(wǎng)絡控制器收到核心網(wǎng)發(fā)來的針對移動臺的定位請求時，判斷是否需要移動臺啟動壓縮模式，如果需要，則執(zhí)行步驟B2，否則，執(zhí)行步驟B3；B2、服務無線網(wǎng)絡控制器通知移動臺及與移動臺連接基站啟動壓縮模式，并在收到移動臺返回的壓縮模式啟動響應后執(zhí)行步驟B3；B3、服務無線網(wǎng)絡控制器向移動臺發(fā)送進行相鄰GSM小區(qū)廣播信道RSSI值測量啟動的通知；B4、移動臺進行相鄰GSM小區(qū)廣播信道RSSI值的測量，并向服務無線網(wǎng)絡控制器返回測量結果。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的步驟B4還包括移動臺在測量得到的相鄰GSM小區(qū)廣播信道RSSI值中確定最佳的6個進行上報，如果不足6個，則全部上報。
9.根據(jù)權利要求7所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的步驟B4還包括對于啟動移動臺壓縮模式的情況，移動臺需要在所述的測量結果上報完成后停止壓縮模式。
10.根據(jù)權利要求7所述的基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述的步驟C包括C1、服務移動位置中心根據(jù)所述連接基站上報的RTT值和移動臺上報的Rx-Tx Time Difference值確定移動臺到連接基站天線間的距離；C2、服務移動位置中心根據(jù)相鄰GSM小區(qū)的RSSI測量值及相應的BCCH信道發(fā)射功率值獲得相鄰GSM小區(qū)的下行路徑損耗，并根據(jù)所述的各相鄰GSM小區(qū)的下行路徑損耗及對應的信號傳播模型確定移動臺到各相鄰GSM小區(qū)基站天線的距離；C3、服務移動位置中心根據(jù)各小區(qū)基站天線的位置信息及移動臺到各基站天線間距離信息確定移動臺的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于GSM系統(tǒng)的WCDMA系統(tǒng)中移動臺定位的實現(xiàn)方法。本發(fā)明主要包括首先，移動臺的連接基站測量移動臺的往返時間RTT值，移動臺測量相鄰GSM小區(qū)的廣播信道的信號強度值RSSI；然后，根據(jù)所述的RTT值和相鄰GSM小區(qū)的RSSI值計算確定寬帶碼分多址WCDMA系統(tǒng)中移動臺的位置。本發(fā)明充分利用相鄰GSM小區(qū)RSSI測量值輔助Cell－ID/RTT定位技術對移動臺進行定位，有效地提高了Cell－ID/RTT技術的定位精度，而且不需要增加任何網(wǎng)絡和終端的實現(xiàn)成本，有效地解決了現(xiàn)有的Cell－ID/RTT定位技術的不足，并繼承了該定位技術成本低的優(yōu)點。
文檔編號H04W24/08GK1770909SQ20041008636
公開日2006年5月10日 申請日期2004年10月26日 優(yōu)先權日2004年10月26日
發(fā)明者楊平, 周洪斌, 謝勇, 任學亮 申請人:華為技術有限公司