CN101272591A - 基于速度测量的无线定位上报周期调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，通过核心网向服务无线网络控制器发送定位请求，服务无线网络控制器向手机和基站分别发送测量请求，被要求方返回测量信息从而通过简单运算获得测量误差，并调整上报周期。本方法测量误差的获得有通过手机上报速度和无需手机上报速度两种方式。本发明在传统测量方法中增加了测量用户移动误差的过程，通过比较用户移动误差来判断用户位置变化是否迅速，从而动态调整相关测量上报周期，实现了测量精度和***无限资源的优化。
Description
技术领域
本发明涉及一种手机无线定位方法，尤其涉及一种基于速度测量的无线定位上报周期调节方法。
背景技术
随着无线通讯技术的发展，特别是美国提出应急位置服务要求之后，无线定位服务越来越受到业界的关注。
按照是否需要手机的参与分类，对于手机的定位技术主要分为两种类型：需要手机上报信息的手机定位技术以及不需要手机上报信息的手机定位技术。
前者，网络***需要通过信令通知手机，而且需要手机主动上报有关测量信息才可以确定手机的具***置。如此，手机有办法了解其处于被定位状态。并且，手机也可以在用户需要阻止被定位的前提下，通过不上报有关测量信息和上报虚假测量信息的方法，使得自己的位置信息的隐私得到保护。
但是，对于后者，由于不需要手机的主动参与，手机无法确认其是否处于被定位的状态，这对于手机位置的保护造成了一定的困难。这类方法的一个典型就是基于小区号的定位方法。
按照定位参考信号分类，对于手机的定位技术主要分为3种类型：基于手机小区号的定位、基于基站信号/手机信号的定位以及基于卫星导航***的定位。其中，基于手机小区号的定位方法精度较差；基于卫星导航***的定位方法需要额外的设备以及成本；基于基站信号/手机信号的定位方法基本不需要添加额外设备而且具有中等的定位精度。
第三代(3G，3rd Generation)移动通信***是目前世界上大多数国家和地区都正在使用或者将会使用的移动通信***。3GPP(3rd GenerationPartnership Project)作为3G的标准组织，完成了所有有关的标准工作。
有关无线定位方面，3GPP组织采纳了各方面的意见，在其标准中采用了全部三种定位模式：基于手机小区号的定位、基于基站信号/手机信号的定位以及基于卫星导航***的定位。
对于基于基站信号/手机信号的定位，采用了手机测量上报的方法。由手机测量各个基站的信号到达时间，并且通过信令上报网络。而网络则完成计算手机位置的功能。
以基于基站信号/手机信号到达时间的定位方法为例，介绍3G***中的定位过程。
传统基于基站信号/手机信号的定位方法如图1所示。***至少具有三个基站111、112及113和一部具有测量能力的手机12，基站与手机存在无线传播的信号131、132及133，对应测量到的信号传播时间分别为t1、t2及t3。由于无线电波的传播速度为恒定的光速c，所以，手机与对应基站的距离为di＝ti×c(i＝1，2，…)。以对应基站为圆心、di为半径画圆141、142及143，则所有得到的圆的交点位置即为手机对应位置。手机上报其测量的基站信号的发射-接受时延给网络***，则网络就可以根据这些值计算得到手机的所在位置。
图2为传统***处理流程，其步骤如下：
核心网(CN)向服务无线网络控制器(SRNC)发送定位请求；
服务无线网络控制器向手机(UE)发送基站间接收时延测量请求；
服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；
手机测量过程；
手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；
手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；
服务无线网络控制器向基站(Node B)发送基站发射时延测量请求；
基站测量过程；
基站向服务无线网络控制器上报基站发射时延测量结果；
服务无线网络控制器位置计算过程；
服务无线网络控制器向手机上报位置计算结果。
处理过程中，测量结果上报的周期是固定设置的。
目前***中有关测量上报周期的设置，仅仅依赖于用户所需定位业务等级的高低：对于高等级用户业务需求采用较短的上报周期；反之，对于低等级的用户业务需求采用较长的上报周期。
实际上，在一定的上报周期条件下，用户的运动速度与***的测量误差成正比关系。对于运动速度较快的用户，如果上报周期较长，则在固定的上报周期中，用户移动了较大的距离，造成位置估计得不准确。同时，如果用户移动速度较慢并且上报周期较短，则两次上报的测量结果之间没有差异，会造成***无线资源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够基于用户的移动速度调整测量上报周期的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，包含如下步骤：a.核心网向服务无线网络控制器发送定位请求；b.服务无线网络控制器向手机发送基站间接收时延测量请求；c.服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；d.服务无线网络控制器向手机发送速度测量请求；e.手机测量过程；f.手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；g.手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；h.手机向服务无线网络控制器上报速度径测量结果；i.服务无线网络控制器向基站发送基站发射时延测量请求；j.基站测量过程；k.基站向服务无线网络控制器上报基站发射时延测量结果；l.服务无线网络控制器位置计算过程；m.服务无线网络控制器向手机上报位置计算结果；n.服务无线网络控制器根据速度测量结果调整测量上报周期(依照3GPP规定，设测量上报周期为集合G中的元素)：计算测量误差：Δd＝T×V，其中T为测量上报周期，在3GPP协议规定的集合内选择，V为测量得到的用户移动速度；如果Δd＜k1×Δd’，则测量集合G内上报周期向大的方向选择最接近的数值，其中k1＜1，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；如果Δd＞k2×Δd’，则测量上报周期集合G内向小的方向选择最接近的数值，其中k2＞10，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；如果测量上报周期变化，则向对应手机发送测量命令；否则，退出；o.返回e等待用户上报测量信息。
本发明还提供另外一种基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，包含如下步骤：a.核心网向服务无线网络控制器发送定位请求；b.服务无线网络控制器向手机发送基站间接收时延测量请求；c.服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；d.手机测量过程；e.手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；f.手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；g.服务无线网络控制器向基站发送基站发射时延测量请求；h.基站测量过程；i.基站向服务无线网络控制器上报基站发射时延测量结果；j.服务无线网络控制器位置计算过程。k.服务无线网络控制器向手机上报位置计算结果；l.服务无线网络控制器根据速度测量结果调整测量上报周期；计算测量误差：Δd＝(x1-x0)2+(y1-y2)2，其中x1、y1为本次测量计算的用户位置的估计，x0、y0为上次测量计算的用户位置的估计；如果Δd＜k1×Δd’，则测量上报周期集合G内向大的方向选择最接近的数值，其中k1＜1，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；如果Δd＞k2×Δd’，则测量上报周期集合G内向小的方向选择最接近的数值，其中k2＞10，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；如果测量上报周期变化，则向对应手机发送测量命令；否则，退出；m.返回步骤e等待用户上报测量信息。
本发明由于在传统测量方法中增加了测量用户移动误差的过程，通过比较用户移动误差来判断用户位置变化是否迅速，从而动态调整相关测量上报周期，实现了测量精度和***无限资源的优化。
附图说明
图1是现有技术基于手机基站信号/手机信号的定位方法的示意图；
图2是现有技术的手机定位***处理流程图；
图3是本发明需要手机参与的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法的流程图；
图4是本发明需要手机参与的测量上报周期调整过程的流程图；
图5是本发明的另外一种不需要手机参与的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法的流程图；
图6是本发明的不需要手机参与的测量上报周期调整过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明的第一种方法如图3所示，包括如下步骤：
a.核心网(CN)向服务无线网络控制器(SRNC)发送定位请求；
b.服务无线网络控制器向手机发送基站间接收时延测量请求；
c.服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；
d.服务无线网络控制器向手机发送速度测量请求；
e.手机测量过程(其中包括速度检测方法)；
f.手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；
g.手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；
h.手机向服务无线网络控制器上报速度径测量结果；
i.服务无线网络控制器向基站(Node B)发送基站发射时延测量请求；
j.基站测量过程；
k.基站向SRNC上报基站发射时延测量结果；
l.服务无线网络控制器位置计算过程(对于直达路径与非直达路径分别处理达到更佳的定位精度)；
m.服务无线网络控制器向手机上报位置计算结果；
n.服务无线网络控制器根据速度测量结果调整测量上报周期(1中***要求的测量误差为Δd’，测量上报周期在3GPP协议规定的集合内选择)；
o.返回步骤e等待用户上报测量信息。
图4为测量上报周期调整过程的流程图：
首先，计算测量误差：Δd＝T×V，其中T为测量上报周期，V为测量得到的用户移动速度；
如果Δd＜k1×Δd’(k1＜1，一般由仿真获得)，则测量上报周期集合G内向大的方向选择最接近的数值；
如果Δd＞k2×Δd’(k2＞10，一般由仿真获得)，则测量上报周期集合G内向小的方向选择最接近的数值；
如果测量上报周期变化，则向对应手机发送测量命令；否则，退出。
图5所示为本发明的另外一种方法的示意图，不需要手机参与测量速度的方法。包括如下步骤：
a.核心网(CN)向服务无线网络控制器(SRNC)发送定位请求；
b.服务无线网络控制器向手机发送基站间接收时延测量请求；
c.服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；
d.手机测量过程；
e.手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；
f.手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；
g.服务无线网络控制器向基站(Node B)发送基站发射时延测量请求；
h.基站测量过程。
i.基站向服务无线网络控制器上报基站发射时延测量结果。
j.服务无线网络控制器位置计算过程(对于直达路径与非直达路径分别处理达到更佳的定位精度)。
k.服务无线网络控制器向手机上报位置计算结果。
l.服务无线网络控制器根据速度测量结果调整测量上报周期(1中***要求的测量误差为Δd’，测量上报周期在3GPP协议规定的集合内选择)
m.返回步骤e等待用户上报测量信息。
图6为采用上述方法，无需手机采集速度信息时的测量上报周期调整过程的流程图。
首先，计算测量误差：Δd＝(x1-x0)2+(y1-y2)2，其中(x1，y1)为本次测量计算的用户位置的估计，(x0，y0)为上次测量计算的用户位置的估计；
如果Δd＜k1×Δd’(k1＜1，一般由仿真获得)，则测量上报周期集合G内向大的方向选择最接近的数值；
如果Δd＞k2×Δd’(k2＞10，一般由仿真获得)，则测量上报周期集合G内向小的方向选择最接近的数值；
如果测量上报周期变化，则向对应手机发送测量命令；否则，退出。
Claims (6)
1. 一种基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，其特征在于，包含如下步骤：
a.核心网向服务无线网络控制器发送定位请求；
b.服务无线网络控制器向手机发送基站间接收时延测量请求；
c.服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；
d.服务无线网络控制器向手机发送速度测量请求；
e.手机测量过程；
f.手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；
g.手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；
h.手机向服务无线网络控制器上报速度径测量结果；
i.服务无线网络控制器向基站发送基站发射时延测量请求；
j.基站测量过程；
k.基站向服务无线网络控制器上报基站发射时延测量结果；
l.服务无线网络控制器位置计算过程；
m.服务无线网络控制器向核心网上报位置计算结果；
n.服务无线网络控制器根据速度测量结果得到的测量误差调整测量上报周期：
计算测量误差：Δd＝T×V，其中T为测量上报周期，在3GPP协议规定的集合内选择，V为测量得到的用户移动速度；
如果Δd＜k1×Δd’，则测量上报周期集合G内向大的方向选择最接近的数值，其中k1＜1，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；
如果Δd＞k2×Δd’，则测量上报周期集合G内向小的方向选择最接近的数值，其中k2＞10，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；
如果测量上报周期变化，则向对应手机发送测量命令；否则，退出；
o.返回步骤e等待用户上报测量信息。
2. 如权利要求1所述的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，其特征在于：所述步骤1的服务无线网络控制器位置计算过程中对于直达路径与非直达路径分别处理计算。
3. 如权利要求1所述的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，其特征在于：所述手机测量过程与基站测量过程参考3GPP协议的有关规定，并且测量结果上报的周期是固定设置的。
4. 一种基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，其特征在于：包含如下步骤：
a.核心网向服务无线网络控制器发送定位请求；
b.服务无线网络控制器向手机发送基站间接收时延测量请求；
c.服务无线网络控制器向手机发送手机接收-发射时间测量请求；
d.手机测量过程；
e.手机向服务无线网络控制器上报基站间接收时延测量结果；
f.手机向服务无线网络控制器上报手机接收-发射时间测量结果；
g.服务无线网络控制器向基站发送基站发射时延测量请求；
h.基站测量过程；
i.基站向服务无线网络控制器上报基站发射时延测量结果；
j.服务无线网络控制器位置计算过程。
k.服务无线网络控制器向核心网上报位置计算结果；
l.服务无线网络控制器根据测量误差结果调整测量上报周期；
计算测量误差：Δd＝(x1-x0)2+(y1-y2)2，其中x1、y1为本次测量计算的用户位置的估计，x0、y0为上次测量计算的用户位置的估计；
如果Δd＜k1×Δd’，则测量上报周期集合G内向大的方向选择最接近的数值，其中k1＜1，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；
如果Δd＞k2×Δd’，则测量上报周期集合G内向小的方向选择最接近的数值，其中k2＞10，由仿真获得，Δd’为***要求的测量误差；
如果测量上报周期变化，则向对应手机发送测量命令；否则，退出；
m.返回步骤e等待用户上报测量信息。
5. 如权利要求4所述的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，其特征在于：所述步骤j中服务无线网络控制器位置计算过程对直达路径与非直达路径分别处理。
6. 如权利要求4所述的基于速度测量的无线定位上报周期调节方法，其特征在于：所述手机测量过程与基站测量过程参考3GPP协议的有关规定，并且测量结果上报的周期是固定设置的。
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