专利名称：通过使用到达时间方法定位gprs移动台的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及无线通信系统，更具体地，涉及为GPRS移动台提供服务的全球移动无线通信系统(GSM)。
背景技术：
无线通信系统正在不断地发展，并且当前在世界上许多国家被采用。有几种类型的当前正在服务和被采用的无线通信系统，其中包括AMPS、D-AMPS、TDMA、CDMA和GSM。这些无线通信系统当前由多个制造商制造，这些系统的运行由确保系统互换性的一组标准来加以规定。虽然每个这些无线通信系统可具有许多共同特性，但每个系统的可操作性是独特的。
GSM系统具体地是被开发和被采用的较新的通信系统之一。GSM系统打算在全世界广泛采用，以便实施全球范围的可靠通信。GSM标准不断发展，当前正在被研究和改进以便为已规划的业务以及在未来的一代中要被开发和利用的业务创造条件。当前，第二代GSM系统正在被采用，而第三代(3G)系统当前正处在开发中，计划中的实施方案被安排在2000年左右应用。
在当前的GSM系统中，移动台(MS)的定位业务当前在有限的情形下被提供。具体地，基于到达时间(TOA)的定位方法已被选择作为由T1P15标准实体进行的必需遵循的定位方法，它需要在小区内切换期间内异步地切换到同一个信道。其原因在于迫使移动台发送接入突发，以便实行小区内切换，由此，接入突发的到达时间由周围的定位移动单元(LMS)来测量。这些测量值在三角测量处理过程中被使用，以便准确定位移动台的地理位置。
具体地说，对于GPRS类别的移动台，小区内切换程序不适合作为定位移动台的地理位置的定位程序。GPRS移动台没有能力执行在GSM TOA定位时所需要的相同的小区内切换程序，因此，需要一种实行定位不同类别的GPRS移动台的解决方案。本发明提供了对GSM网络中的GPRS移动台的定位方法。
发明概要本发明作为在GSM网络中按要求定位GPRS移动台的系统和方法而具有多种技术优点。该方法为按照GSM标准中规定的TOA方法来定位A类、B类和C类的GPRS移动台进行了规定。
按照本发明的第一优选实施例，提供了通过使用TOA方法来定位C类的GPRS移动台的程序步骤。揭示了几种方法。按照第一种方法，提供了可以在GSM系统的未来的改进方案中实施的新的程序步骤。按照第二种方法，某些现有的方法可被使用，以便利用具有某些修改的现有的轮询程序步骤。
按照第一种方法，一个定位命令被发送到GPRS移动台，命令移动台在物理数据信道(PDCH)的一个分配的射频块上发送一定数目的接入突发。PDCH信道可以被几个移动台同时使用。因此，网络(例如交换基站(BSS))，可以这样来安排用于不同的移动台的上行链路射频块，以便确保用所需要的数目的接连的接入突发来接入被定位的移动台的上行链路。所述定位命令被发送到GPRS移动台，这个命令除了包括信道分配参量以外，还可包括功率控制参量、接入突发类型、接入突发数目、开始时间和定位参考号。在接入突发在上行链路传输期间，移动台监视与所分配的下行链路物理物理相关的控制信道(PACCH)，以便得到新的或改变的、关于例如接入突发数目或功率参量的信息。这个特性使得有可能根据所接收的接入突发的质量来动态地改变这些参量。连续的自适应定时进程程序将按标准所规定的那样在所述定位期间不中断地进行，这对于被定位的移动台和其它共享同一个PDCH信道的移动台都是有效的。为了发送定位命令给GPRS移动台，要引入新的消息，或修改现有的消息(诸如轮询请求、上行链路分配、分组时隙重新配置、或立即分配消息)。CCU(BSS)也通过带内信令CCU-PCU获得通知，以便期待接入突发。
按照第二种方法，使用GPRS的现有的轮询程序。在这个实施例中，服务节点(诸如交换基站(BSS))按需要的次数轮询GPRS移动台。对于每次轮询，移动台发送四个接入突发。在传输接入突发期间，BSS确保接入到PDCH的上行链路。在轮询前，通过使用所述标准中现有的已规定的程序步骤来建立临时数据块流(TBF)。可替换地，使用已经对于寻呼应答消息建立了的TBF。正如本发明的第一种方法那样，监视接入突发的质量，从而有助于确定需要多少个寻呼请求。在定位过程期间或之前，通过使用现有的系统信息消息将发送接入突发时所需要的输出功率发送到被定位的MS。正如以前的方法中那样，CCU被告知关于接入的目的。连续的自适应定时进程对于被定位的MS和其它共享同一个PDCH的MS都同时进行着。按照本发明的第二种方法，在A类和B类的GPRS移动台的寻呼消息中提供一个新的信息单元，用于表示定位是寻呼的理由。作为响应，GPRS移动台于是执行GPRS暂停程序步骤，或者释放正在进行的临时数据块流(TBF)和建立正常的GSM连接，该连接被网络使用来执行TOA定位。可以使A+类和B+类GPRS移动台适合于应答寻呼消息中的所述新信息单元，从而实行TOA定位。可替换地，A类和B类移动台可以通过使用与C类移动台相同的方法在GPRS模式下被定位。网络可以控制要使用哪个模式，即GPRS还是GSM模式。
附图简述
图1是典型的、包括要被网络定位的GPRS移动台的GPRS逻辑结构的方框图；图2是显示按照第一方法的、用于定位网络中C类GPRS移动台的初始消息的信令图；图3是显示从图2得出的新的消息序列的信令图；图4是显示从图2得出的通过使用带有某些修改的现有的轮询程序来定位C类GPRS移动台的信令图；以及图5是用于定位A类和B类GPRS移动台的信令图。
优选实施例描述首先参照图1，图上显示GSM无线通信网的GPRS逻辑结构10。提供服务的GPRS支持节点(SGSN)总的表示为12，它对与分组控制单元(PCU)(16)相组合的基站(BSS)14进行管理。BSS 14通过RF链路服务于移动终端20，移动终端20包括GPRS类型移动台。配备有访问者位置寄存器(VLR)的移动交换中心(MSC)22管理BSS 14。MSC 22与SGSN 12和短消息业务(SMS)网关MSC(GMSC)24进行互联。短消息业务控制器(SMSC)26功能地耦合到SMS-GMSC 24。原籍位置寄存器(HLR)30形成网络10的另一个节点，以及与其它的节点进行互联。HLR 30可接入到SGSN 12。一个网关GPRS支持节点(GGSN)被表示为32，以及它使得SGSN 12与PDN 34进行接口，以便在GSN网络10与其它网络之间交换信息。同样地，一个分开的GGSN 32可被用来把其它的PLMN接口到SGSN 12。EIR 38也被连接到SGSN 12，如图所示。
按照本发明的GSM网络10通过在附加传送消息参量中使用移动定位中心(MLC)、多个定位测量单元(LMU)44和42来提供对GPRS移动台20的到达时间(TOA)定位，以便实行A类、B类和C类GPRS移动台在网络10内被精确定位。
C类移动台按照本发明的第一优选实施例，C类GRPS移动台可以通过使用新的消息来进行地理定位。所述新方法是有利的，因为现有的、用于GPRS移动台的切换程序不同于GSM移动台。
按照第一种方法，提供了一种新的程序，它可以按照未来的GSM标准实施。按照第二种方法，现有的轮询程序可有利地利用所述标准中现行规定的程序。
参照图2、图3和图4的流程消息图，这些图上显示了用于进行定位C类GPRS移动台10的第一优选消息。图2显示在GSM网络内发送的初始消息，它们对于两种方法是共同的，由此，图3所示的消息以按照所述标准的修正版本的第一种方法来使用，图4所阐述的方法利用现有的轮询程序。
首先参照图2，图上显示了发送的初始消息，它们对于用于C类移动台的两种方法是共同的。在处理过程开始时，从应用项(例如从用户)通过PDN 34发送一个定位请求给MLC 42。接着，MLC 42发送一个路由信息请求到与GPRS 20有关的HLR 30。HLR 30返回路由信息，其中包括当前服务于GPRS移动台20的SGSN 12的识别号。通过使用这个路由信息，MLC 42然后提供一个定位请求消息给被识别为当前服务于GPRS移动台20的SGSN 12。
接着，GPRS移动台20的状态由SGSN 12来确定。如果当前被定位的GPRS移动台20是处于等待模式的，则SGSN 12发送一个寻呼消息到接受SGSN 12服务的所有的BSS/PCU 14。现有的BSSGP寻呼消息被发送，在其中具有一些包括定位指示和优先权参量的新附加单元。作为响应，BSS/PCU 14发送分组寻呼请求消息到GPRS移动台20，其中包括定位优先权参量。GPRS移动台20用分组寻呼应答消息来响应SGSN 12。
如果GPRS移动台20已处在如由SGSN 12所确定的准备模式，则SGSN 12只提供定位请求消息给BSS/PCU 14，其中包括TLLI、优先级、IMSI、P-TMSI等等。
现在参照图3和4，图上显示两个可替换的消息流程图，它们都是从图2的流程图扩展出来的。图3上的消息传送显示了一种要求改变到现有的GSM标准的方法，图4的方法通过使用在GSM标准中规定的现有消息来实现消息传送。
首先参照图3，在接收定位请求消息以后，BSS/PCU 14提供定位配置消息给提供服务的SGSN 12。提供服务的SGSN 12提供定位配置消息给MJC 42以作为响应。
此后，BSS/PCU 14产生一个定位命令给要被定位的GPRS移动台20，定位命令包括各种参量，其中包含上行链路信道分配、频率测量、要被发送的接入突发的数目、功率控制参量、TLLI、起始时间、定位参考号、和接入突发类型。此后，通过选择接近于已知的提供服务SGSN12的LMU’44，MLC 42选择LMU’44去执行基于到达时间(TOA)技术的测量。
MLC 42发送定位配置信息到被选择的LMU 44，以便由后者预期和处理接入突发。此后，GPRS移动台20在PDCH信道的被分配的射频块产生上预定数目的接入突发的第一连续序列，诸如在本发明的优选实施例中的4个接入突发。PDCH信道可被几个移动台同时使用，这样，网络10(诸如BSS 14)这样来安排用于不同移动台的上行链路射频块，以便确保以需要的数目的接入突发接入到PDCH上行链路。各个靠近的LMS 44接收这些接入突发，并且精确地确定突发的到达时间。到达时间信息被发送到MLC 42，它按照公知的技术来执行三角测量定位。如果需要的话，带有附加数据的随后的定位命令将由BSS/PCU 14产生和发送到GPRS移动台20，以便生成附加的接入突发组。LMU 44接收这些接入突发以及把到达时间信息转发到MLC 42以用于处理。MLC 42最终根据到达时间信息计算GPRS移动台20的位置。
按照图2和图3中联合显示的方法，多个定位命令被BSS/PCU 14产生和发送到GPRS移动台20，由此指令GPRS移动台20产生接入突发组，直至MLC 42能精确地确定移动台20的位置为止。该方法在一个新的程序过程中具体地用于定位GSM网络中的GPRS移动台。
现在参照图4，图上显示通过使用在GSM标准中规定的现有消息的第二方法。所显示的消息序列从图2的消息传送继续下去，由此，利用GPRS移动台的现有的轮询程序。在BSS/PCU 14接收图2上的定位请求以后，由BSS/PCU 14发送一个定位配置消息给当前服务于GPRS移动台20的特定的SGSN 12。SGSN 12响应性地发送定位配置信息给MLC 42。
MLC 42响应性地发送定位配置信息给接近SGSN 12的LMU 44，指令LMU 44准备检测来自被寻呼的移动台20的接入突发。
在轮询前，通过使用在GSM标准中规定的现有的程序来建立TBF。替换地，可以使用为分组寻呼应答消息而建立的TBF。BSS/PCU14然后产生分组轮询请求给移动台20。GPRS移动台20响应性地产生第一组接入突发，它们被靠近的LMU 44检测到。BSS 14确保在接入突发传输期间接入到PDCH上行链路。一些重复的分组轮询请求由BSS/PCU 14产生，并且将由GPRS移动台20给出响应性的接入突发。由靠近GPRS移动台20的LMS 44计算出的到达时间信息被提供在返回给MLC 42的定位测量结果消息之中。此后，MLC 42通过利用按照当前在现有的标准中提供的方法获得的到达时间信息来确定GPRS移动台的位置。
图4中提供的方法显示了GPRS移动台20的现有的轮询程序中所使用的方法。BSS 14轮询GPRS移动台20需要的次数。对于每次轮询，移动台20发送一系列的连续接入突发，诸如4个接入突发。BSS14确保在接入突发传输期间接入到PDCH的上行链路。
对于图3和图4所显示的方法，接入突发的质量被LMU 44监视，这个质量信息被提供给MLC 42。MLC 42动态地和响应性地确定为了精确地确定移动台20位置所需要的轮询请求的数目。作为响应，可以这样来调整接入突发的输出功率，以使得移动台20在定位过程期间或之前，通过使用系统信息消息来调节功率电平。
在两种方法中，BSS 14被告知接入的目的。对于定位的移动台和对于共享同一个PDCH的其它的移动台都在进行连续的自适应定时进程。因为PDCH信道可以同时由几个GPRS移动台使用，BSS这样地安排用于不同的移动台的上行链路射频块，以便确保以需要的数目的接入突发接入到PDCH上行链路。当接入突发在上行链路上传输期间，GPRS移动台20监视被分配的下行链路PACCH信道以便搜寻关于例如接入突发数目或功率参量的任何新的或改变的信息。这样就便于根据接收的接入突发质量而动态地改变这些参量的能力。
A类和B类移动台现在，对于A类和B类GPRS移动台20，本发明的方法在寻呼消息中提供了一个新的信息单元，它从SGSN向BSS表示定位的理由是为了寻呼GPRS移动台20。GPRS的A类和B类移动台能够通过进行监视来控制GSM和GPRS的信道，因此，它们可根据需要按照GSM标准中已规定的建议的到达时间(TOA)方法而被定位。然而，因为需要工作在GPRS模式下的A类和B类移动台通过GPRS节点应答0818 CS寻呼或应答0808寻呼，以便初始化定位程序，所以在寻呼消息中的新的信息单元被提供来表示定位是作为寻呼的理由。
响应于GPRS A类和B类移动台接收到一个带有定位命令的寻呼指令，GPRS移动台20或者可以执行GPRS暂停程序、或者可以释放正在进行的TBF，并且进而建立一个与GSM网络10的正常的GSM连接。此后，GPRS移动台20按照由GSM标准规定的、现有的TOA程序而被定位。替换地，A类和B类可以在GPRS模式下通过使用与C类移动台相同的方法被定位。网络可以控制要使用哪一个模式，即GPRS或正常的GSM模式。
参照图5，图上显示用于提供A类和B类GPRS移动台的定位的消息流程图。按照该方法，MLC 42通过将信息请求消息传送到与被寻呼的移动台20有关的HLR 30，从而应答一个应用项定位请求。HLR 30响应性地提供路由信息，其中包括标识当前服务于移动台20的SGSN12的号码。
MLC 42响应性地提供定位请求消息给当前服务于移动台20的、被标识的SGSN 12。SGSN 12响应性地提供寻呼消息给提供服务的BSS14，其中包括在现有的、具有信息单元的BSSGP寻呼消息中的定位指示和优先级。
BSS 14提供分组寻呼请求消息给GPRS移动台20，其中包括定位指示、优先级，和定位方法，即GPRS模式或GSM模式。如果所指示的定位方法是基于GPRS的，则该方法继续进行，提供如图2所示的分组寻呼应答和继续实行图3中的内容。
可替换地，移动台20可以执行GPRS暂停程序，或者释放正在进行的TBF，并且建立由网络10使用的正常的GSM连接，以便通过使用按照现有的程序的到达时间技术来进行定位。
总之，对于A类和B类GPRS移动台，移动台20可以暂停GPRS模式并且建立正常的GSM连接，以便执行传统的TOA定位。此后，在完成定位程序后，移动台可以返回到GPRS模式。本发明在寻呼消息中引入新的信息单元，以便具体地向BSS表示定位是用于寻呼的理由。新的信息单元也指出定位方法是基于GPRS还是基于GSM方法。
虽然参照具体的优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员在阅读本专利申请后将会看到许多变化和修改。所以，针对现有技术，本发明的权利要求力图尽可能广泛地包括所有这样的变化和修改。
权利要求
1.用于定位GSM无线通信网中的C类GPRS移动台的方法，包括以下步骤(a)提供服务的GPRS节点发送定位命令给GPRS移动台，指令GPRS移动台在PDCH信道的一个被分配的上行链路射频块上发送预定数目的接入突发；以及(b)作为对定位命令的响应，GPRS移动台在PDCH信道的被分配的上行链路射频块上发送预定数目的接入突发。
2.权利要求1中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤GSM无线通信网通过使用接收的预定数目的接入突发而执行到达时间(TOA)定位程序，以便确定GPRS移动台的位置。
3.权利要求1中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤GPRS移动台监视下行链路PACCH信道，以便搜寻表示接入突发的参量的任何新的信息。
4.权利要求3中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤GPRS移动台动态地改变作为在下行链路PACCH上接收的新的信息的函数的接入突发的参量。
5.权利要求4中规定的方法，其特征在于，其中所述参量包括响应于接收到定位命令而要被发送的接入突发的数目。
6.权利要求4中规定的方法，其特征在于，其中所述参量包括接入突发的功率电平。
7.权利要求1中规定的方法，其特征在于，其中定位命令是在从包含现有的消息、上行链路分配、分组时隙重新配置、和立即分配消息的消息组中选择出的消息中被发送的。
8.权利要求2中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤发送消息到GSM通信系统的定位测量单元(LMU)，以便期待接入突发。
9.权利要求2中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤GSM无线通信网的网络单元这样来安排用于GPRS移动台的上行链路射频块，以便在PDCH信道上发送预定数目的接连的接入突发。
10.权利要求1中规定的方法，其特征在于，其中提供服务的GPRS节点包括交换基站(BSS)。
11.用于定位GSM无线通信网中的C类GPRS移动台的方法，包括以下步骤(a)提供服务的GPRS节点在TBF上发送预定数目的轮询消息给GPRS移动台；(b)作为对每个轮询消息的响应，GPRS移动台在上行链路PDCH信道上产生接入突发；以及(c)确定作为在PDCH上接收的接入突发的函数的GPRS移动台的位置。
12.权利要求11中规定的方法，其特征在于，包括以下步骤通过使用对在PDCH上接收的接入突发的到达时间(TOA)定位程序，确定在步骤(c)中的GPRS移动台的位置。
13.权利要求11中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤提供服务的GPRS节点确定接收的接入突发的质量和再次执行作为被确定的接收的接入突发的质量的函数的步骤(a)、(b)和(c)。
14.权利要求11中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤提供服务的GPRS支持节点这样来安排上行链路PDCH，以便在PDCH信道上发送接连的接入突发。
15.权利要求12中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤GPRS移动台监视下行链路PACCH信道，以便搜寻有关接入突发的参量的任何新的信息。
16.权利要求15中规定的方法，其特征在于，还包括以下步骤GPRS移动台动态地改变作为在下行链路PACCH上接收的新的信息的函数的接入突发的参量。
17.权利要求16中规定的方法，其特征在于，其中所述参量包括响应于接收到定位命令而要被发送的接入突发的数目。
18.权利要求16中规定的方法，其特征在于，其中所述参量包括接入突发的功率电平。
19.权利要求11中规定的方法，其特征在于，其中提供服务的GPRS节点包括交换基站(BSS)。
20.用于定位GSM无线通信网中的A类和B类GPRS移动台的方法，包括以下步骤(a)提供服务的GPRS节点把定位指示、优先级级别、和在寻呼消息中要被使用的定位方法发送给GPRS移动台，寻呼消息表示该寻呼消息是用于定位GPRS移动台的；(b)如果GSM被表示为定位方法，则GPRS移动台建立正常GSM连接，GSM无线通信网按照正常的GSM TOA方法执行对GPRS移动台的TOA定位；以及(c)如果GPRS被表示为定位方法，则按照GPRS C类方法执行TOA定位。
21.权利要求20中规定的方法，其特征在于，其中所述GPRS移动台在步骤(b)和(c)之前执行GPRS暂停程序。
22.权利要求20中规定的方法，其特征在于，其中GPRS移动台在步骤(b)和(c)之前释放正在进行的TBF。
23.权利要求20中规定的方法，其特征在于，其中GPRS移动台监视GPRS控制信道，其中寻呼消息在GPRS控制信道上被提供。
24.权利要求20中规定的方法，其特征在于，其中GPRS C类方法在步骤(c)中包括以下步骤(a)提供服务的GPRS节点把定位命令发送给GPRS移动台，指令GPRS移动台在PDCH信道的被分配的上行链路射频块上发送预定数目的接入突发；以及(b)作为对定位命令的响应，GPRS移动台在PDCH信道的被分配的上行链路射频块上发送预定数目的接入突发。
25.权利要求20中规定的方法，其特征在于，其中GPRS C类方法在步骤(c)中包括以下步骤(a)提供服务的GPRS节点在TBF上发送预定数目的轮询消息给GPRS移动台；(b)作为对每个轮询消息的响应，GPRS移动台在上行链路PDCH信道上产生接入突发；(c)确定作为PDCH上接收的接入突发的函数的GPRS移动台的位置。
全文摘要
在GSM网络中定位GPRS移动台的方法。该方法被提供用于A类、B类和C类的GPRS移动台,以使得GPRS移动台可通过使用传统的到达时间(TOA)方法而被定位。对于A类和B类,在寻呼消息中提供新的信息单元来表示定位是寻呼的理由。对于C类,提供新的和修改的程序以便于定位GPRS移动台。
文档编号H04W64/00GK1326659SQ99813443
公开日2001年12月12日 申请日期1999年9月24日 优先权日1998年11月18日
发明者S·阿米里约, B·R·扎德, B·Y·珀松, B·A·T·奥尔松 申请人:艾利森公司