传递信息的方法

专利名称：传递信息的方法
技术领域：
本发明涉及利用定长消息在移动通信系统中传递信息，特别与定位方法有关。本发明尤其涉及一种依据权利要求1的前序的方法。
移动站的定位信息可用于许多目的-呼叫的定价可以移动站的位置为基础，由此，例如，来自住宅区的呼叫可以便宜些；-当一个紧急呼叫由移动站发出时，可以确定移动站的位置(这种特性在某些国家需要有授权)；-移动站的用户可能需要有关他的/她的定位信息，例如在旅行时，-当局可利用定位信息来确定，例如被窃的移动站的位置，或跟踪丢失人员。
因为位置的确定包括在系统中的数据通信，所以操作者必须能够按照使用情况为定位服务付费。另外，定位必须可靠，使得定位信息不可能被用户窜改，例如为了使一个住宅地区减价而此地区以外不减价时就是这样。而且，数据可能是机密的，因为出于操作者的利益，不需要将有关系统的信息泄露给第三方。
基于利用从卫星接收信号的全球定位系统(GPS)广泛地应用于定位的目的。这种解决办法需要一个GPS接收机添加到移动站上，这将导致相当可观的附加成本。因此，在打算对于所有移动电话的定位系统中给移动站定位最好利用蜂窝系统自身的在移动站与基站之间传送的信号，即使某些移动站可能也包括GPS接收机。
从出版物[1]WO 92/05672中得知一种方法，其中从基站到移动站的距离是根据移动站与基站之间传送的信号的传播延时来确定的。通过在基站测量由移动站发出的信号的传播延时，获得在移动站与基站间的距离估值。因为一定的测量精度与距离测量有关，移动站的估计位置是一个环状区，其宽度取决于时间延时测量的精度。相应的传播延时测量也可对移动站与其它的基站间的信号来实现。然后，结果就是每个在测量中的基站包含一个环状定位区。因此，移动站可定位于定位区的交点，交点的大小对应于测量的精度。在上述的方法中，位置的确定基本上由该系统来实现，为了实现测量在移动站中不需要特别的功能。
基于测量移动站与基站间信号传播延时的方法的缺点是，传播延时不可能很容易地以这样的一种精度测量到，使得移动站定位信息的精度对于以上提到的所有应用都是合适的。另外，移动站必须与每个要测量传播延时的基站建立上行连接。如果定位信息必须连续更新，则与定位有关的数据业务量将相当大的负荷加到移动通信系统的连接容量中。而且，高容量的数据业务使测量变慢。本方法的另一个问题是移动站绝对定时精度的误差导致所得的定位结果的误差。
基于接收到信号的时间差的测量方法也是已知的，其中测量可由移动站或系统来实现。设一个移动站从多个基站接收信号。对移动站位置的估计是通过在从基站接收到的信号之间观测到的时间差(OTD)来确定，由此可以通过从两个基站接收到的信号之间的时间差计算移动站与第一基站之间的距离d1和移动站与第二基站之间的距离d2之间的差d1-d2。然后，距离差值等于d1-d2的那些潜在的移动站的定位点组成双曲线状的曲线，这代表移动站的潜在位置点。因为测量结果包含一定的误差容限，实际上移动站的定位区是在两条双曲线之间的一个带，带的宽度取决于测量结果的误差容限。当信号从至少三个基站接收到时，该结果由多个定位区组成，并且移动站定位于这些区的交点。确定一个有限的定位区需要从至少三个基站接收到的信号的时间差测量，除非除了时间差测量以外采用如传播延时测量那样的其它方法。如果其它附加的方法被采用，则可能利用只测量从两个基站接收到的信号的时间差。这样确定一个移动站的定位可以或者由移动站，或者由系统来实现。
从专利文献[2]FI101445了解到一种解决办法，其中一个移动站测量从基站接收到的信号的时间差并将测得的时间差数据发送到移动通信系统。在移动通信系统中的移动定位中心利用测量到的时间差数据，基站位置座标和基站相对时间差(RTD)数据计算移动站的位置。
在文献[1]和[2]中公开的解决办法中，移动站的位置由蜂窝网来计算。从文献[3]EP398773得知一种解决办法，其中移动站从移动通信系统接收关于相对时间差及位于移动站周围地区中的基站的位置座标。然后移动站测量从所述的基站接收到的信号的时间差并利用存贮在移动站中的位置确定算法，根据测得的时间差和基站的相对时间差以及位置座标确定移动站的位置。
所以，将由移动站从两个基站接收到的信号之间的时间差称为观测时间差(OTD)。将观测时间差的测量结果用于在转交连接中将移动站与新服务的基站的钟同步，所以OTD测量方法在现有技术中是已知的。因为一个移动站不可能同时从两个基站接收信号，所以OTD用两步测得。首先，移动站测量移动站自身的钟与从第一基站接收到的信号的钟之间的第一时间差。然后，移动站测量移动站与第二基站之间的第二时间差。通过计算第一与第二时间差的差值得到观测时间差OTD。
在移动通信系统中，例如GSM和UMTS，发送到移动站的控制消息的长度是固定的并且发送控制消息的信道具有有限的容量。在实施新的服务，例如上述的定位服务时，经常出现这样一种需要，即传递比可能包含在为此特定用途保留的消息中的信息还要多。例如，SMS-CB(短消息服务蜂窝广播)消息可用于传递定位数据，但这种消息非常短，只有88字节，其中82字节负荷部分可用于传送定位数据。正如以上所述，定位方法包含移动站与网络间的大量通信。例如，基站位置数据典型情况下利用WGS-84座标来表明，所以一个消息不可能包括非常多基站的位置数据。一种解决办法可以是发送多条消息和由此传递较多信息，但这将消耗所谈到的控制信道的有限资源。SMS-CB消息的传输间隔，例如，是两秒，所以，如果传递一个数据集需要多于一条消息的话，有限的通信容量导致相当大的延时。因此对于这个问题需要一种更好的解决办法。
发明概述本发明的一个目的是提供一种能够在一条定长消息中传送最大信息量的消息传送方法。本发明的另一个目的是实现一种利用定长广播消息传送定位数据的方法并能灵活的最佳的传送定位数据。
本发明的目的是通过实现一种在定长消息中传送数据的方法来达到的，本方法包括以下步骤-在消息内容的负荷部分中包括规定消息的负荷部分内容的信息，和
-在消息的负荷部分中按照内容信息的描述，包括由内容信息规定的信息要素。
依据本发明的方法的特征在于由针对本方法的独立的权利要求的特征部分来描述。从属权利要求描述本发明的其它优选的实施方案。
下面通过举例参考所提供的最佳实施方案更详细地描述本发明。


图1用作说明按照本发明的最佳实施方案的一条消息的负荷部分结构，和图2用作说明一种依据本发明的优选实施方案的方法。
发明的优选实施方案详述一种依据本发明的定长消息被实现，使得所要求的信息要素(IE)数目可按需要包含在内，为了在所述的定长消息中包含必要的信息要素，用于表示所谈到的信息要素的位数取决于包含在消息中的信息要素的质量与长度。这样可由可变位数表示的信息要素在此称为可变长度信息要素。用于表示可变长度信息要素的位数可通过兼顾由它们表示的值的精度加以减少。消息也包括什么样的信息要素被包含在此消息中以及用于表示每个可变长度信息要素的位数的信息。这种“头段信息”以下称为内容信息。这种内容信息也可方便地包括用于表示每个可变长度信息要素的分辨率信息。这可通过指明对应于一位的信息要素值的级差或指明对应于所用的二进制值的值域的信息要素值的值域来达到。除了可变长度信息要素以外，消息也可方便地包括定长信息要素。内容信息可包含在含有信息要素数据的消息负荷部分中，或者包含在消息的头段部分中。专门名词信息要素归结为信息的一个单独部分，例如参数值等。
依据本发明的解决办法在传送定位移动站必要的信息方面特别有用，因为在上述的定位方法中，移动站需要相当大量的基站数据。利用依据本发明的解决办法。可以在单一的SMS-CB(短消息服务蜂窝广播)消息中传送大量的定位数据。
以下将描述本发明的一个示范性实施方案，其中定位数据在一条SMS-CB消息中被传送到移动站供移动站定位。SMS-CB消息的规模是88字节，其中82字节可用于消息的负荷。图1示出依据本示范性实施方案的SMS-CB消息负荷的结构。负荷部分首先有一段100，表明内容信息，随后是适当的信息要素110，120，130，140。在本实施方案中，消息的内容信息100藉助于负荷的头9位表示如下位 定义1，2和3规定指明的邻近基站4，5和6与邻近基站有关的数据精度7和8 RTD值的精度9 RTD值的值域接着让我们更精确地看一下这个示范性实施方案中这些位的定义。其数据被包含在消息中的邻近基站用头三位表示如下位1位2位3定义0 0 0邻近基站数据包括在邻近基站目录中的所有邻近基站数据0 0 1邻近基站数据包括在邻近基站目录中的每隔一个邻近基站的数据，也就是说，在目录中的运行数是偶数。
0 1 0邻近基站数据包括在邻近基站目录中的每隔一个邻近基站的数据，也就是说，在目录中的运行数是奇数。
0 1 1邻近基站数据包括在邻近基站目录中每隔三个邻近基站的数据，从目录中的第一基站开始。
1 0 0邻近基站数据包括邻近基站目录中每隔三个邻近基站的数据，从目录中的第二基站开始。
1 0 1邻近基站数据包括邻近基站目录中每隔三个邻近基站的数据，从目录中的第三基站开始。
1 1 0邻近基站数据包括一个位序列，指明其数据被包括在消息中的基站。
1 1 1保留供以后使用在上面的表中，位型式‘110’指明邻近基站用一个位序列表示。在这种情况下，位序列位于消息中含有邻近基站数据的部分的开始。位序列包括发送到移动站的邻近基站目录中尽可能多的位，并且每位代表位于邻近基站目录中相应的位置上。如果在位序列中的一个位是0，则消息并不包括特定基站的数据，如果在位序列中的一个位是1，则消息包括此特定基站的数据。
在内容信息中的4，5和6藉助于位置数据值的值域指明邻近基站位置数据的精度如下位4 位5 位6 值域0 0 0 5Km0 0 1 10Km0 1 0 15Km0 1 1 20Km1 0 0 25Km1 0 1 30Km1 1 0 35Km1 1 1 40Km值域与用于表明定位信息的位数一起指明位置数据的分辨率。例如，如果位4，5和6的位型式是‘011’和定位信息表明用15位，则定位信息值的级差是20Km/215米，或近似0.6米。
位7与位8指明RTD值的精度如下位7 位8 RTD值的精度00 1/16位01 1/32位10 1/64位11 1/128位位9指明RTD值的值域。如果位9是0，则RTD值的值域是相应于一个时隙的时间周期，如果位9是1，RTD值的值域是相应于8个时隙的时间周期。位7，8和9也指明用于代表单个RTD值的位数。例如，RTD值覆盖一个时隙的值域，取12位表示精度为1/16位的RTD值。所以，一个RTD值的表达需要以及所谈到的消息按下表使用位数时隙 精度 表示RTD值需要的位1 1/16位 121 1/32位 131 1/64位 141 1/128位 15
81/16位 1581/32位 1681/64位 1781/128位18如果在内容信息中位1，2和3的位型式是‘110’，负荷部分包括一个位序列110，用以上描述的方式规定在消息中给出定位数据的基站。下一段120指明在此消息中包含在邻近基站RTD值，利用在内容信息100中由位7，8和9指明的位数表示。接着消息的负荷部分包括服务基站定位信息130，依据在内容信息100中由位4，5和6指明的值的值域表示。在负荷部分的结束，指明包含在此消息中邻近基站的定位信息140，依据在内容信息100中由位4，5和6指明的值的值域表示。
基站定位信息130，140可方便地用这样的方式表示，即按照预先规定的座标系统，例如WGS-84，以绝对座标给出服务基站的位置，邻近基站的位置数据是相对于服务基站表示的。换句话说，在这种情况下邻近基站的位置是表示为基于离服务基站距离的经度和纬度。因此，邻近基站的位置可用少量位数非常精确地表示。而且，在本发明的最佳实施方案中，用于指明给定的邻近基站位置的位数可包含在内容信息100中，在本发明的任一个最佳实施方案中，由负荷中其它信息要素留下的空间用于指明邻近基站位置，这样为指明一个邻近基站的一个座标留下的位数可通过首先将用于指明邻近基站位置的位数除以邻近基站的数目然后再除以2算得。
在本发明的一个最佳实施方案中，邻近基站被分成两组或多个组，用于指明一个给定基站位置的位数是根据组来确定的。例如，最适于定位的邻近基站的位置可用比其它邻近基站更多的位数和较高的精度来表示。因此用于指明邻近基站数据的位数对于不同的邻近基站是可以不同的。
内容信息100也可包括与按照以上描述的例子的信息不同的信息。这样信息可以是，例如-关于基站是否被同步的信息，-关于基站位置数据是否被加密的信息，或者例如，-关于在发送前面消息以后，用于加密基站位置数据的加密锁是否已经改变的信息，加密可用于实现有偿定位服务，由此对于解密已加密数据需要的加密锁是需要付费的。
消息可以包括依据上述例子的信息不同的信息。例如，消息可以包括一定的定长信息要素，它在消息中相对于其它信息要素的次序以及长度是恒定的，因此它们不需要引入到上述的内容信息部分100中。
如果基站被分区，依据先前技术，在邻近基站目录中以与本来的基站相同的方式提到每个扇区。确实，每条SMS-CB消息或其它相应的消息可方便地用于指明在邻近基站目录中提到的那一个信道相应于一个给定的基站的扇区。这样一个信道组可给出共同的位置数据，因为各个发射机物理上位于相同的地方。另外，消息可方便地包括关于所谈到的扇区是否在时间上互相同步的信息。
该消息也可包括与以上例子中描述的不同的可变数据。在本发明的其它最佳实施方案中，内容信息部分100包括一位表明是否所谓的多帧偏置值是随同RTD值给出。而且，该消息也可以规定由邻近蜂窝使用的时隙方案，也就是说，是否一个特定的邻近蜂窝使用156.24-位时隙或156/157-类型的时隙方案。这可用-位序列来指明，位值0表明邻近蜂窝使用156.25-位时隙，位值1表明所谈到的邻近蜂窝使用156/157-类型的时隙方案，而且，该消息也可以包括与邻近蜂窝的分区信道有关的信息。
让我们按照两个稍微不同的例子再次考虑SMS-CB消息的内容。在第一例子中，有15个邻近基站，所以邻近基站的位置可以完全精确地表示，在第二例子中，一个消息规定22个邻近基站的位置，所以只有比较少的位留给表示基站位置，因此指明位置不如第一例中的精确。
在第一例中，SMS-CB消息的负荷部分的结构如下信息要素 位内容信息 14时隙方案的规定16邻近基站位序列0分区的信道规定16分区信道基站识别 18
分区基站同步信息 2多帧偏置值 66RTD值 154服务小区位置数据 49邻近基站位置数据 321总计656在本例中，该消息将数据传送到15个基站。在本例中，其它数据留下321位用于邻近基站位置数据。在本例中，将邻近基站位置的值域在内容信息部分中规定为15Km当用于代表邻近基站位置数据的位数在这些基站之间不能均分时，则用精度高于其它的一位给出某些基站的数据。用15位表示这些确定邻近基站的位置数据，故其精度将是大约每位0.46米，用14位表示其它邻近基站的位置数据，结果其精度大约为每位0.94米。在SMS-CB负荷部分中总共656位，或82个字节，用于表示各种信息要素。
在该第二例中，SMS-CB消息的负荷部分的结构如下信息要素 位内容信息 14时隙方案的规定 23邻近基站位序列 0分区的信道规定 23分区信道基站识别 45分区基站同步信息 8多帧偏置值 90RTD值210服务小区位置数据 49邻近基站位置数据 194总计656在本例中，消息传送用于22个基站的数据。在本例中，其它数据只留下194位用于邻近基站位置数据，因为当基站数增加时，要传送的信息总数也增加。在这种情况下，用于指明邻近基站位置的位数已经大大下降，以便传送所有必要的信息。在本例中，邻近基站位置的值域在内容信息部分中被规定为15Km。为了利用所有的位，在本例中，某些邻近基站的位置数据用7位表示，因而达到每位大约118米的精度。其它邻近基站的位置数据用6位表示，达到每位大约238米的精度。在这种情况下，在SMS-CB负荷部分中总共656位，或82个字节被用于表示各种信息要素。
依据本发明进一步的内容，提供一种在移动通信系统中用于以定长消息从基站到至少一个移动站传送信息的方法。图2示出这样一种依据本发明的优选的实施方案。按照这个实施方案-内容信息被传送到消息的负荷部分中的200，用于规定消息的负荷部分的内容，和-由所述的内容信息规定的信息要素按所述的内容信息被传送到消息的负荷部分中的210。
在本发明的另一种优选实施方案中，除了在所述的内容信息中规定的信息要素外，预先规定长度的信息要素被传送到消息的负荷部分中的220。
本发明的优点是很多的。移运通信系统的定位服务可以按照应用或位置有不同的精度要求。因为定位数据消息是基站特有的，依据本发明的方法可用于为每个基站区域自由地选择表示基站位置数据的精度。如果希望的话，仅仅透露某些基站的位置数据，例如从定位观点看特别有利的基站，以及排除从定位观点看位置不利的基站数据，因此位于一个特定区域中的移动站可由它们自己作主为在该区域中定位对基站作出最佳可能的选择。排除位置不利的基站数据还有另外的优点，这样，最佳基站的数据可用较多位数来表示，也就是具有较高精度，这就改进了定位的精度。依据本发明的方法便于按由每个特定的位置的特性要求的方式灵活地调节定位参数。
以上参考其最佳实施方案描述了本发明，但很明显，本发明可按照在此所附的权利要求规定的发明构思用许多方法进行修改。例如，本发明可用于许多不同的移动通信系统中，如UMTS(通用移动远程通信系统)或其它所谓的第三代移动通信系统。
权利要求
1.一种在移动通信系统中以定长消息从基站到至少一个移动站传送信息的方法，其特征在于-内容信息被传送到消息的负荷部分中用于规定消息的负荷部分的内容，和-由所述的内容信息规定的信息要素依据所述的内容信息被传送到消息的负荷部分中。
2.依据权利要求1的方法，其特征在于所述的信息要素至少包括含有位置数据的信息要素。
3.依据权利要求2的方法，其特征在于所述的信息要素规定至少一个邻近基站相对于基站的位置。
4.依据权利要求1的方法，其特征在于所述的内容信息规定要传送的数据的值域，对应于至少一个信息要素的二进制值域。
5.依据权利要求1的方法，其特征在于所述的内容信息规定要传送的数据值的级差幅度，对应于至少一个信息要素的最小二进制值的级差。
6.依据权利要求1的方法，其特征在于除了在所述的内容信息中规定的信息要素外，将预先规定长度的信息要素传送到消息的负荷部分中。
7.依据权利要求1的方法，其特征在于所述的定长消息是SMS-CB消息。
全文摘要
本发明涉及在移动通信系统中用定长消息传递信息,特别与定位方法有关。在依据本发明的方法中。信息用定长消息传送,消息的负荷部分包括内容信息,规定消息的负荷部分的内容,依据内容信息,消息的负荷部分包括由内容信息规定的信息要素。
文档编号H04M3/00GK1267146SQ00104099
公开日2000年9月20日 申请日期2000年3月16日 优先权日1999年3月16日
发明者K·皮尔, H·皮里莱 申请人:诺基亚流动电话有限公司