专利名称：电信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电信系统，尤其但不唯一涉及无线蜂窝电信网。
背景技术：
蜂窝电信系统以小区或类似的无线电覆盖区为基础。蜂窝电信系统的例子包括的标准有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)，或典型地基于WCDMA(宽带码分多址)的第三代标准，如UMTS(通用移动电信系统)等等。一般来说，蜂窝电信系统的小区覆盖区或基站覆盖区能定义为，由服务移动台(MS)的一个或若干基站收发信台(BTS)借助空中或无线电接口覆盖，而且通常连接到基站分系统(BSS)的某一地理限制区域。每个覆盖区能受适当的控制器装置的控制。例如，在基于WCDMA的系统中，每个小区受至少一个无线网络控制器(RNC)的控制，而在GSM标准中，每个小区受至少一个移动交换中心(MSC)的控制。控制器进一步连接到网关或链接装置，如服务GPRS支持节点(SGSN)或网关移动交换中心(GSMC)，连接该小区到该通信系统的其他部分。若干小区覆盖一个较大区域，并且一起构成蜂窝电信网的覆盖区。
在电信系统其中一个小区内的移动台(MS)或类似的用户设备(UE)对应地受给定小区的控制器的控制。即使MS偶尔可以只受一个控制器的控制，但它也可同时连接到若干控制器，例如，当小区重叠或处于所谓的软切换模式时，在此MS可以同时与两个基站通信，而且这些基站可连接到不同控制器。其中一个控制器可以定义为服务(主)控制器，而其他控制器用作辅助控制器。
在移动台位置以及由此其用户的情况下，使用小区或类似的地理限制无线电覆盖区和相关控制器，便于蜂窝电信系统产生涉及单独移动台的当前位置的至少粗略位置信息估计。尤其是蜂窝电信系统总是知道正与该系统的至少一个基站通信，并因此注册到该系统的至少一个控制器内(即，位于该系统的一个小区区域内)的那些移动台的当前位置。即使在移动台位于受访或“外部”网络的覆盖区内时，也可得到该信息，因为受访网络能发送移动台的位置返回到归属位置寄存器，例如用于路由和计费目的。
这种位置信息除仅用于呼叫处理(路由、计费、资源分配等)外，也可用于其它目的。如果位置信息容易得到的话，则有若干可能的商业和非商业应用能使用这种位置信息。这些可能应用包括不同的本地广告和信息分配方案(例如，只针对那些当前位于某一区域内的移动用户发送信息)，对于移动数据处理设备用户的地区相关WWW-页(如时间表、本地饭店、商店或旅馆指南、地图、本地广告等)，已经拨打紧急号码的用户位置，以及由希望接收这个信息并合法授权获得该信息的任何人跟踪移动用户。例如，需要移动台移动的精确和实时位置信息的应用是在动态网络资源分配中可以使用的移动台预测特征。还有其它各种可能的位置信息用途和应用能使用位置信息。需要涉及移动台地理位置的位置信息的所有应用，能发现借助电信系统提供的位置信息很有用。通过提高电信系统提供的位置信息的精度，甚至可大为提高这种位置信息的可用性。
建议借助蜂窝电信网提供的位置服务特征能提供移动台的最近已知位置和时间戳。这种特征可以由独立的网络单元或服务器提供，它从系统的各个控制器接收信息。例如，在GSM中，这个信息可从受访MSC的来访位置寄存器(VLR)或从归属网络的归属位置寄存器(HLR)获得。这个建议将为一个基站或小区的精度提供位置，即，它将指示移动台位于(或至少位于)某一基站或小区的覆盖区内。当移动台所处的最近覆盖区为系统知晓时，适当的处理器设施可基于无线电覆盖区信息确定移动台的粗略地理位置。
通过使用确定移动台发送的无线电信号传播到基站的时间(或传播时差)的测量结果可提高定位精度。这些测量最好通过覆盖移动台当前所处区域的至少3个不同基站实现。这3个基站中每个基站的测量得出基站和移动台之间的距离(范围)或移动台和两个基站之间的距离差(范围差)。每个距离测量生成以所测量的基站为中心的圆。每个距离差测量生成双曲线(不是象距离测量中那样的圆)。因此，如果在位置计算中使用距离差时，要找寻双曲线的交点。在理想情况和没有任何测量误差的情况下，3个基站的3个圆或双曲线的交点将明确确定移动台的位置。
发明内容
根据本发明一方面，提供一种电信系统，它包括至少一个台站；用于确定所述台站的位置的装置；用于为位置服务客户机提供关于所述台站的所述位置信息的装置；以及用于根据有关该客户机的信息确定将提供给客户机的位置信息精度的装置。
根据本发明第二方面，提供一种用于电信系统的方法，包括步骤确定在所述系统中台站的位置；为位置服务客户机提供有关所述台站的所述位置的信息；以及根据有关该客户机的信息确定将提供给客户机的位置信息的精度。
为更好地理解本发明以及关于如何实现上述情况，现在通过举例参考附图，其中图1是可以实现本发明的实施例的蜂窝电信系统的3个无线电覆盖区的原理图；图2是扇区天线所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；以及图4是体现本发明的移动台装置的部分截面图。
具体实现方式首先参考图1，其中3个基站提供电信网的全向无线电覆盖区1、2和3。应指出，即使下面详细示意和描述的示例电信网使用GSM(全球移动通信系统)公众陆地移动网(PLMN)的术语，但应理解的是，所提出的解决方案可用于在发射站和接收站之间提供通信的任何系统。还应理解的是，即使图1示出了3个基站覆盖区，但本发明也可利用1个、2个或多于3个覆盖区实现。覆盖区1、2和3也可以不是基站覆盖区，而是移动电信网的3个小区覆盖区，其中一个小区的覆盖区可包括一个以上基站。还有可能组合小区以便一个覆盖区包括一个以上小区(例如，URA(UMTS地面无线接入网注册区)由一组小区构成)。
图2示出了两个无线电覆盖区16和17，它们由装有定向或扇区天线的基站14和15的扇区构成。基站可使用例如3个120°定向天线从而提供3个无线电覆盖区，或使用4个90°定向天线提供4个无线电覆盖区等，或使用不同无线电覆盖波束宽度的任何组合。
在图1中，每个无线电覆盖区1、2和3由相应的基站收发信台(BTS)4、5和6服务。特别是，安排每个基站收发信台BTS与移动台(MS)7之间发送和接收信号。同样，移动台7也能与相应的基站收发信台之间发送和接收信号。移动台7是借助与基站的无线通信实现这个功能的。尽管为清晰起见图1只示出了一个移动台，但典型地多个移动台将与每个基站通信。每个基站连接到相应的网络控制器(未示出)，在举例的GSM系统中这种控制器为移动业务交换中心(MSC)。应指出，一个以上基站可连接到每个控制器。典型地在网络中还提供一个以上控制器。控制器借助适当的链接或网关装置(未示出)，如网关移动交换中心(GMSC)或服务器GPRS支持节点(SGSN)，连接到网络的其它单元。
移动台7能从一个覆盖区移动到另一个覆盖区。因此，随着移动台从一个位置(基站覆盖区或小区覆盖区)自由移动到另一个位置(另一覆盖区)以及在一个覆盖区内移动，移动台7的位置可随时改变。
图1还示出了为授权接收涉及移动台位置(或位置历史)的至少某种程度的信息的不同应用或客户机8提供位置(LC)服务的位置服务(LCS)节点12。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”(T1P1.5/99-048r4)，用于位置服务器12的功能图的一种建议。一般来说，LCS功能可定义为能提供涉及MS位置的信息的功能，尤其是，基于移动台相对于移动电信网的基站的位置所确定的位置。
位置服务器节点12用于通过接收装置30接收涉及移动台7位置的预定信息，及处理这个信息和/或其它一些预定参数，和/或通过处理器装置31做适当计算，以确定和输出给定移动台7的地理位置。位置服务器节点12还可包括用于存储无线电覆盖区特定数据的寄存器或数据库13。这个无线电覆盖区特定数据也可存储于基站本身或用以控制基站的控制器中，由此传送这些数据到位置服务器节点12用于计算。数据通过接收装置30从该电信系统被接收。
即使没有详细示出，位置服务器节点12也可借助与控制基站信令的网络控制器(为清晰起见在图1省略，但之前有讨论)的适当接口与MS 7连接。还应指出，即使位置服务器节点12可以是独立于网络控制器的节点，但它也可以是控制器的一部分或内部组件或功能，或网关控制器，或电信系统的任何其它单元。
确定移动台的位置可基于对接收的无线电信号的至少一个特征的测量。在此可使用的特征为移动台7发送的无线电信号到达基站4、5和6的时间。接收信号到达任何特定基站的传播时间涉及由下述公式给出的传播距离R＝cT， [1]其中R＝移动台到基站距离(范围)c＝光速，而T＝无线电信号的传播时间位置信息也可基于在接收站作出的用以确定信号强度、信噪比或接收信号的任何其它这种特征的测量，由此可能确定发射站和接收站之间的距离。应指出，测量无线电信号的特征可以在上行链路和/或在下行链路实现，即在基站一端或在移动台一端或在二者。如果移动台用于测量信号，它可使用无线电网络来发送测量结果到适当的网络单元。基于各种采集/确定的数据的必要的位置计算和确定，可以在所述站(基站或移动台)或在能得到所有所需数据的适当网络单元实现。
在图1的3个圆或图2的圆的两个扇区18和19所示的情形中，每个距离测量将分别生成圆或圆的扇区，它以所测量的基站为中心而且半径r等于发射移动台到接收基站的距离。在没有任何测量误差的情况下，图1的3个圆的交点以及图2的两个圆的交点将确定移动台7的确切位置。
或者，地理位置可从可靠的外部源，例如从众所周知的GPS(全球定位系统)获得。GPS系统是在需要精确定位例如用于导航目的的军事和民事应用中使用的卫星基系统。通过差分GPS可获得更精确的位置信息。除了GPS，也可使用任何其它能提供可靠位置信息的类似系统。
移动台或类似物20包括用以从GPS卫星或类似系统接收位置信号的天线24。这些信号被移动台20用来以已知方式确定移动台20的当前位置。这种确定可以通过处理器23实现。
根据一种可选方案，移动台20的用户例如借助键26、话音识别设备或类似的输入接口，手工输入精确的位置坐标(例如，高度和纬度，或通过使用街道名或建立的类似地址信息)。
图4的移动台20装有另一天线22，用以与调查中的基站BTS之间发送和/或接收无线电信号。移动台可通过多种可选方式与图1的位置服务器节点12连接。由于它能与基站建立无线电连接，因此移动台也可使用这个无线电接口来发送任何消息和信息到位置服务器或任何其它适当的网络单元。该接口还可以是特定的红外或短距离无线电连接(如“篮牙”连接)，或使用例如适当的插槽的固定连接，或移动台20和位置服务器之间的电缆连接。移动台还可包括显示器28。
应理解的是，用于确定移动台位置的任何其它适当技术可用作前面描述的方法的可选方案。也可使用利用多普勒偏移技术或到达时差的方法。在本发明的一些实施例中，也可使用一个以上方法。位置还可以由移动台本身或由任何网络组件导出。在任何一种情况下，应确保移动台或网络单元具有用以确定移动台位置所需的信息。后面将讨论，在不同时候可使用用于计算移动台位置的不同技术。
图3示出了位置服务模型的原理，其中LCS客户机8从LCS服务器节点12为一个或多个特定目标移动台请求位置信息。LCS服务器节点获得利用前面讨论的一种或多种技术或任何其它适当技术所获得的定位信息。这种信息提供给LCS客户机8。LCS客户机8的特定需求和特性通过其LCS客户机预约简表告知LCS服务器12。与每个目标移动台相关的特定LCS相关限制在目标移动台预约简表中详细描述。该位置服务特征允许目标移动台的位置在连接MS时的任何时刻确定。
LCS客户机8为逻辑功能实体，它请求LCS服务器节点12提供一个或多个目标移动台的位置信息。LCS客户机8可驻留于PLMN内的任何实体(包括移动台)或在PLMN外部的实体。
LCS服务器节点12由服务LCS客户机8所需的多个位置服务组件和承载构成。LCS服务器节点12提供平台，这使得能支持基于位置的服务与其它电信业务并行，如语音、数据、存储转发、其它电信业务、用户应用和补充业务。如果满足目标移动台保密的考虑，对由LCS客户机8指定的目标移动台，LCS服务器节点12用位置信息响应来自正确授权的LCS客户机的位置请求。
定位过程应可能利用多种信息源来确定位置。传播和部署条件可限制测量的数据或质量，或者附加测量也是可能的。某些移动台也可具有前面所讨论类型的附加(相关)位置信息源。LCS应能利用适合于所请求服务的有限或额外信息。
LCS服务器12可根据请求提供客户机8目标移动台的当前或最近地理位置(如果可能的话)，或如果定位失败，则提供错误指示以及故障原因(任选)。
下面是可能的客户机例子。广播位置相关信息到特定地理区域的移动台的客户机——例如关于天气、交通、旅馆、饭店等信息。记录匿名位置信息(即，没有任何MS的标识符)的客户机——例如用于业务控制和统计目的。加强或支持任何补充业务，IN(智能网)业务，承载业务或由目标MS用户预定的电信业务的客户机。这些仅仅是例子而且任何其它适当的客户机也可使用该位置服务节点。这种服务当然可用于确定移动台在进行紧急呼叫时的位置。
LCS服务器12应能使网络运营商向LCS客户机8收取它所提供的LCS特征的费用。
LCS客户机8可能在站点位置信息请求中指定或协商(最低)质量级别，如精度。不同应用需要不同级别的定位精度以及其它定位性能参数，因此性能级别应根据应用类型分类。位置信息的质量可涉及类似精度、更新频率、时间戳、首次定位时间(time-to-first-fix)、可靠性、连续性等参数。生成的位置信息的质量可以超出所要求的级别。如果位置信息达不到所需质量级别，该请求可以被拒绝和终止服务执行，或用户接受较低的质量信息。每种服务(应用)的质量级别需求可以由用户和服务提供商一起确定。
还可能选择位置信息更新的重复速率。这些报告可以不同速率分发给不同客户机。可能识别和报告用户终端何时进入或离开指定的地理区域。
在本发明的一个实施例中，利用估计的正确性概率为定位信息的精度指定分类。每种测量将通常有与之相关的误差容限。在本发明的优选实施例中分类应考虑因何目的需要位置信息。分类的选择可由每个客户机或每个移动台确定。所选分类也可考虑客户机将提供的服务类型。
一种好处是用户能确定位置信息有多精确，这可用于不同类型的LCD客户机8。在一个实施例中，根据对90％的情况精度为多少可使用对数标度。
(10cm-1m无精度等级)1m-10m精度等级A10m-100m精度等级B100m-1km精度等级C1km-10km精度等级D
10km-100km精度等级E“未定义”-精度等级X美国规定要求当拨打紧急呼叫时判断移动台的位置精度应为50m。这将落入B级。由于可选的B级可划分为两种(或更多)级别10m-50m精度等级B1和50m-100m精度等级B2。或者，任何其它等级也可划分为两个或多个子级。
B级可用于识别用户在一个给定建筑物内，因此服务应用可通知用户有关在这个建筑物内办公的公司，或例如在这个建筑物内或附近区域可用的商业服务。D级可用于识别在给定城镇的用户，而E级可用于识别在给定县或地区的用户。
确定精度等级的另一方式可以为(对90％的情况)等级A对放置的UE(不管它是什么设备)实现最佳精度等级B小区域，镇区，城市街区，方圆1km等级C稍微大点的区域，城镇，方圆10km等级D大区域，地区，方圆100km等级E正讨论的受访PLMN的覆盖区等级F给不出位置信息等级L位置区等级R路由区等级O小区覆盖区等级PPLMN区等级X未定义精度等级的一个主要用途是使用户确定所想要的保密级别。这意味着用户可指示不同LCS客户机可接收何种精度的位置信息。
不同LCS客户机类型的确定使得用户能接着确定其LCS保密简表例如如下“急救中心型的LCS客户机可以得到等级A的LCS信息”“一般互连网服务器型的LCS客户机一般能得到等级B的LCS信息，但仅在请求后才可得到等级A的LCS信息”
“家庭成员”型的LCS客户机可得到等级A的LCS信息”“我公司”型的LCS客户机可得到等级？的LCS信息”精度等级的另一种可能用途是使运营商为客户机和用户定义位置服务资费标准“当涉及网络时，等级A的LCS精度将每次费用你x欧元，等级B费用y欧元，等级C免费”等等。
总之，本发明的实施例利用能以可变精度在通信网络中确定站点的地理位置的特征。该台站用户，或网络运营商，将不会自动同意传送该台站位置的最佳可实现精度给任何客户机。
该台站用户能限制传送给不同客户机的该台站位置的精度。该台站用户能为不同客户机(类型)确定不同精度。
在本发明的实施例中，站点的位置信息精度利用不同精度等级定义。不同类型的客户机被定义。可能确定该型客户机接受怎样的精度等级。每种客户机类型的精度等级的这种组合可由用户或由网络运营商在目标站预约简表中定义。
在本发明的优选实施例中，有多种不同方法可用于确定移动台的位置。用于确定移动台位置的方法将根据位置信息的等级精度选择。
应理解的是，虽然本发明是就移动电信系统的移动台描述的，但本发明的实施例可应用于提供位置功能的其它类型系统的任何其它适当类型的用户设备。这些系统包括卫星基通信系统以及卫星基位置系统。
数据可以分组形式在各种网络单元之间传送。在本发明的可选实施例中，数据可以任何适当的格式发送。
本发明的实施例已经在TDMA系统语境中进行了描述。本发明还可应用于任何其它接入技术，包括频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)以及它们的任何混合方式。还应理解的是，基站有时可称为节点B。
本发明的实施例可用于固定有线接入网。这种网络可通过用地理坐标映射终端的接入点到网络来确定终端由此其用户的大致位置。通过这种方式，也可为固定终端的用户提供有效和用户终端的地理位置相关的服务。因此本发明的实施例可用于用户通过固定线路连接到网络的其它通信系统，因为固定站的接入点的地理位置可以用可变精度确定。
另外，这些实施例也可以用于各种基于卫星的电信系统。
在此还应指出，虽然上面描述了本发明的一个示例性实施例，但可对公开的解决方案作各种变化和修改而不偏离所附权利要求书定义的本发明的范围。
权利要求
1.一种电信系统，包括至少一个台站；用以确定所述台站的位置的装置；用以为位置服务客户机提供有关所述台站的所述位置的信息的装置；以及用以根据有关该客户机的信息确定将提供给客户机的位置信息精度的装置。
2.如权利要求1的系统，其中提供多种不同等级的位置精度。
3.如权利要求2的系统，其中所述等级基于对数标度。
4.如权利要求3的系统，其中所述标度为log 10标度。
5.如权利要求4的系统，其中所述等级包括下面的至少一种等级1m-10m10m-100m100m-1km1km-10km10km-100km
6.如权利要求5的系统，其中至少一种等级被划分为两个或多个子级别。
7.如前述任何一个权利要求的系统，其中至少一个台站的用户定义提供给客户机的位置信息精度。
8.如前述任何一个权利要求的系统，其中多个客户机呈现至少两种不同类型，提供给客户机的位置信息精度取决于客户机类型。
9.如前述任何一个权利要求的系统，其中提供信息的精度取决于客户机提供的服务类型。
10.如权利要求2或从属于权利要求2的任何一个权利要求的系统，其中一种等级定义将不提供任何信息。
11.如权利要求2或从属于权利要求2的任何一个权利要求的系统，其中一种等级提供用于没有位置信息可以利用的情况。
12.如前述任何一个权利要求的系统，其中与客户机的服务或功能相关的费用取决于位置信息的精度。
13.如权利要求12的系统，其中费用与该台站相关。
14.如权利要求13的系统，其中费用与该台站的用户相关。
15.如权利要求12的系统，其中费用与客户机相关。
16.如前述任何一个权利要求的系统，其中选择多种不同位置方法中的一种以根据所需位置信息精度确定该台站的位置。
17.如前述任何一个权利要求的系统，其中所述台站为移动台。
18.如权利要求1-16中任何一个的系统，其中所述台站为固定有线通信系统的终端。
19.如权利要求1-16中任何一个的系统，其中所述台站为卫星通信系统的终端。
20.如前述任何一个权利要求的系统，其中与至少一个客户机一起提供位置服务节点，所述位置服务节点用于为客户机提供具有所需精度的位置信息。
21.一种用于电信系统的方法，包括步骤确定台站在所述系统中的位置；为位置服务客户机提供关于所述台站的所述位置的信息；以及根据有关该客户机的信息定义提供给客户机的位置信息精度。
全文摘要
本发明公开了一种电信系统和用于电信系统的一种方法。该系统包括至少一个台站，用以确定所述台站在所述系统中的位置的装置，以及用以为位置服务客户机提供有关所述台站的所述位置的信息的装置。该系统还具有用以根据有关该客户机的信息确定将提供给客户机的位置信息精度的装置。能提供不同精度等级。
文档编号G01S5/02GK1402950SQ00816556
公开日2003年3月12日 申请日期2000年11月30日 优先权日1999年12月1日
发明者简·卡尔 申请人:诺基亚公司