专利名称：基于小区标识的增强型定位方法
技术领域：
本发明涉及一种移动终端用户设备的定位方法，尤其涉及一种基于小区标识的增强型定位方法。
背景技术：
移动通信领域是近年来竞争最激烈的行业之一，运营商越来越需要差异性的业务来提高竞争力，LCS(LoCationServices，位置业务)是被普遍看好的一种移动增值业务。根据StrategicsGroup的预测，2004年在美国基于位置的业务的收入将达到3.6亿美元。所谓位置业务是指利用定位技术确定移动终端的位置，并据此提供各种基于位置的应用的增值业务，其中CELL-ID(小区标识)是一种最基本的定位方法，适用于所有的蜂窝网络，也是目前WCDMA(宽带CDMA)系统中应用最广泛的定位技术。
现有的基于CELL-ID技术的定位方法主要有两种，即CELL-CENTER(以小区为中心)方法和CELL-ID+RTT(小区标识结合往返时间)方法，下面将分别对这两种方法的工作过程进行说明。
所述的CELL-CENTER方法为网络根据UE(终端用户设备)当前的服务基站的位置和小区覆盖来定位移动台。若小区为全向小区，则UE的位置是以服务基站中所接入的小区为中心，半径为小区覆盖半径的一个圆内；若小区为分扇区，则可以进一步确定UE处于某扇区覆盖的范围内。
该方法不需要移动台提供任何定位测量信息，也无须改动现有网络，只需要在现有网络的网络侧增加简单的定位流程处理即可。
其缺点为其定位精度严重依赖于UE所处小区覆盖区域的大小，从几百米到几十公里不等。在农村地区，小区的覆盖范围很大，而城区环境的小区覆盖范围较小，一般小区半径在1～2km，对于繁华的城区，有可能采用微蜂窝，小区半径可能为几百米。
因此该定位方法对具备一定精度要求的业务，仅局限在小蜂窝小区以及微蜂窝小区定位，而无法适用于郊区以及乡村区域。
所述的CELL-ID+RTT方法其原理为由TOA(到达时间)确定一个或多个以活动集小区为中心的圆形区域，然后通过这些圆形区域交汇来定位区域，如图1所示。其精度比CELL-CENTER方法高，我们也称之为增强型CELL-ID的方法。
其中TOA指无线信号在DPCH(专用物理信道)上的单程传播时延，由两个测量来计算1、NODEB(WCDMA基站)提供的RTT(往返时间)测量；2、UE的Rx-Tx time difference Type2(用户发送接收时间差类型2)测量，该测量计算的是UE收发时间差。
其计算公式为TOA＝(RTT-UE Rx-Tx Time Difference Type2)/2。
TOA测量的示意图如图2所示。
对于UE收发时间差的测量(UE Rx-Tx Time Difference)，3GPP TS25.331协议定义了两种类型，即Type1和Type2。从协议角度来说，其存在如下的差异1、使用场合在3GPP TS 25.331协议中Type2类型测量属于定位测量类型(UE Positioning Measurement，用户位置测量)，并说明了如果采用CELL-ID方式进行定位测量时，明确了在定位测量控制报告中必须使用Type2测量结果，而且，如果UE能力不支持该测量，则上报定位测量控制失败，从而将无法完成CELL-ID+RTT形式的定位计算。
而对于Type1类型的UE收发时间差测量则属于UE的内部测量类型(UEInternal Measurement，用户内部测量)，在UE能力信息中也没有该项支持与否的指示，因此任何UE都是无条件支持而并不需要考察UE的能力。
2、接收参考点按照3GPP TS 25.215协议的说明，两者其接收和发送的测量参考点都是天线连接器，其发送参考点并无二致，而接收参考点却存在差异；无线电波传播的特点是多反射、衍射和信号能量的衰减，使得到达的信号能量形成多径时延的分布。Type2是将符合门限要求的多级中的第一个检测到径的峰值作为接收参考点；而Type1则是对符合解调处理门限要求的多径中的第一个径进行的检测。在大多数情况下，如在同一时间进行测量的话，从时间上来说与Type2存在着因为接收参考点的不同而导致的延迟，因此其测量的结果比Type2小。
3、测量范围和精度按照3GPP TS 25.133协议中的描述，Type1的测量精度要求是±1.5chip(码片)，其最基本的表示单位为1chip；Type2的测量精度要求是±1.0chip，其测量是以1/16chip为单位来表示，由此其分辨率可达1/16chip。并且在定位测量结果中Type2测量除了测量值外，还携带了相关统计精度信息(包括三个部分，即测量值标准差分辨率、计算标准差的测量样本数目以及测量值的标准差)。由此，保证了Type2测量值在统计意义上严格的精度要求。
现有的CELL-ID+RTT方法，采用UE Rx-Tx Time Difference Type2和NODEB的RTT测量来完成单向传播时间TOA的计算。
其缺点为由于受制于UE的能力，即受到UE是否支持UE Rx-TxTimeDiffference Type2的测量功能的限制。在网络中，所有UE并不一定都能提供该类型测量的支持，如果网络只有CELL-ID方法可供选择，所采用的定位形式将降级到CELL-CENTER方法来实现UE位置的定位。此时，定位精度将依赖于UE所处小区覆盖区域的大小，如果在小蜂窝小区或微蜂窝小区还可以保证一定的定位精度，如果在郊区或乡村区域，则相应的定位精度将受到很大的影响，即无法保证定位精度。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于小区标识的增强型定位方法，从而保证在终端用户设备不支持任何定位能力的情况下，获得UE一定定位精度要求的基于小区标识的定位。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种基于小区标识的增强型定位方法，包括A、使用用户发送接收时间差类型1(UE Rx-Tx Time Difference Type1)的UE内部测量值计算到达时间；B、根据所述的到达时间确定终端用户设备的位置信息。
所述的步骤A进一步包括A1、判断终端用户设备是否支持用户发送接收时间差类型2(UE Rx-TxTime Difference Type2)测量，如果支持，则执行步骤A2，否则执行步骤A3；A2、向终端用户设备下发用户发送接收时间差类型2(UE Rx-Tx TimeDifference Type2)定位测量控制指令，并根据终端用户设备上报的用户发送接收时间差类型2(UE Rx-Tx Time Difference Type2)定位测量值确定到达时间TOA的值；A3、向终端用户设备下发用户发送接收时间差类型1(UE Rx-Tx TimeDifference Type1)内部测量控制指令，并根据终端用户设备上报的用户发送接收时间差类型1(UE Rx-Tx Time Difference Type1)内部测量值确定到达时间TOA的值。
所述的步骤A1还包括
当所述终端用户设备不支持用户发送接收时间差类型2(UE Rx-Tx TimeDifference Type2)测量时，并且确定系统中是采用小区标识结合往返时间定位方法时，则执行步骤A3。
4、根据权利要求1、2或3所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤A还包括A4、向基站下发往返时间测量控制指令，基站测量完成后，向服务无线网络控制器上报往返时间测量值；A5、根据上报的往返时间测量值和用户发送接收时间差类型1(UE Rx-Tx Time Difference Type1)内部测量值或者用户发送接收时间差类型2(UERx-Tx Time Difference Type2)定位测量值计算所述的到达时间的值。
所述的步骤A5进一步包括所述的到达时间为到达时间＝(往返时间-用户发送接收时间差)/2，其中涉及的用户发送接收时间差可以是用户发送接收时间差类型2(UE Rx-TxTime Difference Type2)定位测量值或者用户发送接收时间差类型1(UE Rx-Tx Time Difference Type1)内部测量值。
执行所述的步骤A之前还包括核心网络向服务无线网络控制器发出定位报告控制请求后如果终端用户设备处于公共信道状态时，则触发终端用户设备将状态迁移到小区专用信道上，并执行步骤A；如果终端用户设备处于小区专用信道时，则直接执行步骤A。
所述的步骤B进一步包括由到达时间确定一个或多个以活动集小区为中心的圆形区域，然后通过这些圆形区域交汇来定位终端用户设备的位置。
所述的步骤B包括向核心网络上报针对终端用户设备的定位测量结果。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明在UE不支持UE Rx-TxTime Difference Type2测量甚至没有任何定位测量能力的情况下，提供了对现有的CELL-ID+RTT定位方法的一种基于小区标识增强型的定位方法的解决方案，使得UTRAN(全球陆地无线接入网络)网络为获得UE一定定位精度要求而采用基于小区标识的定位方法时将不再受制于终端能力，也不受区域限制。因此，本发明有效地解决了现有技术中定位精度严重依赖于UE所处小区覆盖区域的大小的问题。
图1为现有CELL-ID+RTT定位方法原理的示意图；图2为TOA测量的示意图；图3为本方法的具体工作流程图。
具体实施例方式
本发明提供了一种对现有CELL-ID+RTT定位方法的增强型基于小区标识的定位方法，该方法的主要技术特征是UTRAN网络在对终端用户设备定位时，不受制于终端用户设备的支持定位测量能力的限制，其定位精度也不依赖于终端用户设备所处小区覆盖区域的大小的限制。
本发明在终端用户设备支持UE Rx-Tx Time Difference Type2定位测量的情况下优先选用UE Rx-Tx Time Difference Type2的定位测量控制处理和计算流程，如果不支持的情况下则采用UE Rx-Tx Time Difference Type1的UE内部测量控制处理和计算流程。
为了更好的描述本发明所述的方法，我们先简单介绍一下抵达时间TOA(Time Of Arrival)定位技术。
抵达时间定位方法是基于TOA来定位的。所述的TOA是指测量信号从移动台发送出去并到达消息测量单元(一般为基站)的时间，根据TOA可以计算出移动台到基站的电波传播距离，移动台在位于以基站为圆心、移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。在3个或更多个基站进行上述计算，则移动台的二维位置坐标可由3个圆的交点确定，其原理如图1所示。
这种定位技术要求接收信号的基站、移动台知道信号的开始传输时刻。
为了更好的描述本发明所述的方法，我们再介绍一下信道类型切换的概念。
UE有两种模式。
一种是IDLE模式，也就是我们常说的待机状态；另一种是RRC连接模式，也就是我们常说的开机状态，在这种模式下，UE和UTRAN部分有RRC连接，UE需要向UTRAN报告它的位置情况，在RRC连接模式下，UE的状态也可以分为四种CELL_DCH、CELL_FACH、CELL_PCH和URA_PCH，它们的活跃性依次降低，系统给UE分配的资源也是越来越少，其中CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH属于公共信道，CELL_DCH属于小区专用信道。在此状态下，系统会给UE分配一个专用信道，用于大流量的数据传输。
这四种状态不是孤立不变的，而是可以互相转移的。
本发明所述的方法的具体实现方式如图3所示，具体包括以下步骤步骤31CN(核心网络)向SRNC发出定位报告控制请求，触发本方法所述的UE定位测量流程。
步骤32系统判断UE的信道状态，如果处于公共信道状态时，即其处于CELL_FACH、CELL_PCH和URA_PCH三种状态时，则执行步骤33和34，否则，直接执行步骤35。
这是因为只有UE处于CELL_DCH(小区专用信道状态)时，UE的活跃性最高，可以和SRNC进行大流量的数据传输。
步骤33、SRNC向UE下发状态迁移指令。
步骤34、UE状态迁移到CELL_DCH状态，向SRNC回答状态迁移完成指令。
步骤35、系统首先判断UE能力是否支持UE Rx-Tx Time DifferenceType2测量，如果支持，则执行步骤36和步骤37；否则，则执行步骤38和步骤39。
在3GPP TS 25.331协议中存在一个关于UE Rx-Tx Time DifferenceType2的BOOL值信元，即“Support for Rx-Tx time difference type2measurement”，根据该BOOL值信元的值可以判断UE是否支持Type2测量TRUE表示支持，FALSE则表示不支持。而该能力是在UE接入小区时即已上报给SRNC。
在UE支持UE Rx-Tx Time Difference Type2测量时，则优先选用UE Rx-Tx Time Difference Type2的定位测量控制处理和计算流程，如果不支持的情况下则采用UE Rx-Tx Time Difference Type1的UE内部测量控制处理和计算流程。
这是因为UE Rx-Tx Time Difference Type2定位测量的精度比UE Rx-TxTime Difference Type1UE内部测量的精度更高。
Type1类型的UE收发时间差测量-UE Rx-Tx Time Difference Type1属于UE的内部测量类型(UE Internal Measurement，用户内部测量)，在UE能力信息中也没有该项支持与否的指示，因此任何UE都是无条件支持而并不需要考察UE的能力。
步骤36、SRNC向UE下发UE Rx-Tx Time Difference Type2定位测量控制指令。
步骤37、UE处理完毕，向SRNC上报UE Rx-Tx Time Difference Type2定位测量值。用于计算到达时间TOA。
步骤38、SRNC向UE下发UE内部测量Rx-Tx Time Difference Type1控制指令。
步骤39、UE处理完毕，向SRNC上报内部测量Rx-Tx Time DifferenceType1测量值，用于计算到达时间TOA。
步骤310、系统在下发UE Rx-Tx Time Difference Type2定位测量控制指令或UE内部测量Rx-Tx Time Difference Type1控制指令的同时，SRNC还向NODEB下发属于NBAP协议专用测量的RTT测量控制指令，用于测量往返时间。
步骤311、NODEB处理完毕，向SRNC上报RTT测量值。
步骤312、系统根据UE和NODEB上报的测量结果值，计算出TOA，并根据TOA定位技术确定出移动台的位置信息，TOA＝((RTT)-(UE Rx-Tx Time Difference))/2其中，RTT是NODEB上报的往返时间测量值，UE上报的UE Rx-TxTime Difference测量值既可以是UE Rx-Tx Time Difference Type2测量值也可以是UE Rx-Tx Time Difference Type1测量值；系统根据TOA的测量值可以计算出UE到基站的电波传播距离，移动台在位于以基站为圆心、移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。在3个或更多个基站进行上述计算，则移动台的二维位置坐标可由3个或更多的圆的交点确定。
步骤313SRNC向CN上报定位报告，即汇报UE的位置信息，完成本方法所述的UE定位测量流程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，包括A、使用用户发送接收时间差类型1 UE Rx-Tx Time Difference Type1的UE内部测量值计算到达时间；B、根据所述的到达时间确定终端用户设备的位置信息。
2.根据权利要求1所述基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤A进一步包括A1、判断终端用户设备是否支持用户发送接收时间差类型2 UE Rx-TxTime Difference Type2测量，如果支持，则执行步骤A2，否则执行步骤A3；A2、向终端用户设备下发用户发送接收时间差类型2 UE Rx-Tx TimeDifference Type2定位测量控制指令，并根据终端用户设备上报的用户发送接收时间差类型2 UE Rx-Tx Time Difference Type2定位测量值确定到达时间TOA的值；A3、向终端用户设备下发用户发送接收时间差类型1 UE Rx-Tx TimeDifference Type1内部测量控制指令，并根据终端用户设备上报的用户发送接收时间差类型1 UE Rx-Tx Time Difference Type1内部测量值确定到达时间TOA的值。
3.根据权利要求2所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤A1还包括当所述终端用户设备不支持用户发送接收时间差类型2 UE Rx-Tx TimeDifference Type2测量时，并且确定系统中是采用小区标识结合往返时间定位方法时，则执行步骤A3。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤A还包括A4、向基站下发往返时间测量控制指令，基站测量完成后，向服务无线网络控制器上报往返时间测量值；A5、根据上报的往返时间测量值和用户发送接收时间差类型1 UE Rx-TxTime Difference Type1内部测量值或者用户发送接收时间差类型2 UE Rx-TxTime Difference Type2定位测量值计算所述的到达时间的值。
5.根据权利要求4所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤A5进一步包括所述的到达时间为到达时间＝(往返时间-用户发送接收时间差)/2，其中涉及的用户发送接收时间差可以是用户发送接收时间差类型2 UE Rx-TxTime Difference Type2定位测量值或者用户发送接收时间差类型1 UE Rx-TxTime Difference Type1内部测量值。
6.根据权利要求1、2或3所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，执行所述的步骤A之前还包括核心网络向服务无线网络控制器发出定位报告控制请求后如果终端用户设备处于公共信道状态时，则触发终端用户设备将状态迁移到小区专用信道上，并执行步骤A；如果终端用户设备处于小区专用信道时，则直接执行步骤A。
7.根据权利要求1、2或3所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括由到达时间确定一个或多个以活动集小区为中心的圆形区域，然后通过这些圆形区域交汇来定位终端用户设备的位置。
8.根据权利要求7所述的基于小区标识的增强型定位方法，其特征在于，所述的步骤B包括向核心网络上报针对终端用户设备的定位测量结果。
全文摘要
本发明涉及一种WCDMA(宽带CDMA)系统中基于小区标识的增强型定位方法。本发明给出一种不需要终端支持任何定位能力的情况下，获得UE(终端用户设备)一定定位精度要求的小区标识的定位方法和流程处理。使得核心网络对UE定位时不受制于终端能力，在终端支持的情况下优先选用UE Rx－Tx Time Difference Type2(类型2的用户发送接收时间差)的定位测量控制处理和计算流程，如果不支持的情况下则采用UE Rx－Tx TimeDifference Type1(类型1的用户发送接收时间差)的UE内部测量控制处理和计算流程。
文档编号H04W64/00GK1805597SQ20051000200
公开日2006年7月19日 申请日期2005年1月11日 优先权日2005年1月11日
发明者任学亮 申请人:华为技术有限公司