具体实施方式
本发明实施例提供了一种信息获取方法、***及装置,用以在LTE或者演进的LTE(LTE-A)***中,使得网络侧获取终端上报的用于对该终端进行定位的辅助定位测量结果。
本发明实施例所述的辅助定位测量结果,可以是TA信息,或者TA信息和SFN信息,或者是OTDOA定位方法中的观察时间差等用于对终端进行定位的参数信息。其中,所述的观察时间差,是指当UE同时接收到多个基站的信号时,测得的基站信号到达终端的时间与服务小区信号到达终端的时间的偏差。观察时间差通常用于OTDOA的定位方法中。终端上报观察时间差的测量结果后,网络侧可以根据基站向终端发送信号的时间的偏差,以及终端上报的观察时间差来对终端进行定位。
本发明实施例为了支持网络的定位功能,对需要终端进行辅助定位测量的定位方式,提供了一种通过媒体接入控制(MAC)信令进行测量的触发和上报的机制。
本发明实施例主要以基于增强的小区标识(Cell ID)、定时提前(TA)以及来波方向(AOA)的定位方法(以下简称为Cell ID+TA+AOA的定位方法)为例,给出了通过MAC信令进行定位相关测量的触发和上报机制。对于其他例如OTDOA定位方法,本发明实施例提供的技术方案同样适用。
下面结合附图对本发明实施例中给出的技术方案进行说明。
参见图2,本发明实施例提供的一种信息获取方法总体包括步骤:
S101、基站向终端发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息,该辅助定位测量结果用于对该终端进行定位,该触发消息中含有用于指示终端进行辅助定位测量的指示信息。
S102、基站获取终端上报的辅助定位测量结果,该辅助定位测量结果是终端根据基站发送的触发辅助定位测量结果上报的触发消息中含有的指示信息测得的辅助定位测量结果。
本发明实施例以基于Cell ID+TA+AOA的定位方法为例进行说明。
当核心网发送了定位请求消息给基站后,基站触发定位的相关测量:通过媒体接入控制物理数据单元(MAC PDU)触发终端进行辅助定位测量(对于Cell ID+TA+AOA定位方法,需要测量TA)。并且,基站触发自身物理层针对此终端进行相关辅助定位测量(对于Cell ID+TA+AOA定位方法,需要测量AOA)。终端收到触发辅助定位测量的MAC PDU之后,进行TA参数的测量,得到相关的辅助定位测量结果,该测量结果可以仅仅包含TA信息,也可以包含TA信息以及测量该TA信息的测量时间,并通过上行的MAC PDU发给基站。基站将所有与定位相关的辅助定位测量结果发送到定位模块,由定位模块对这些辅助定位测量结果进行处理,对终端进行定位,得到终端的位置信息。
其中,定位模块,即进行定位相关计算的模块,可以位于基站内部,即由基站完成定位;定位模块也可以位于基站外部,即由基站以外的另一网络实体完成定位,如通过第三代移动通信***(UMTS)的陆地无线接入网(UTRAN)与个人计算机(PC机)的接口(即IUPC)接口与基站相连的增强的服务移动定位中心(E-SMLC),简称定位中心。
参见图3,当定位模块位于基站内部时,网络侧获取终端位置信息的流程包括:
步骤一、核心网向基站发送定位请求消息,其中含有需要定位的终端的信息,如终端标识等。
其中,用于向基站发送定位请求消息的核心网装置可以有多种,具体取决于触发定位请求的原因,例如,可以是运营商控制的操作维护实体向基站发送定位请求消息,也可以是业务提供服务商(SP)向基站发送定位请求消息。
步骤二、基站接收到定位请求消息后,根据定位请求消息的指示,通过MAC PDU发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息给目标终端。
步骤三、基站确定终端的来波方向AOA。
步骤四、终端通过MAC PDU上报辅助定位测量结果给基站。
步骤五、基站根据终端上报的辅助定位测量结果,以及自身测得的该终端的AOA,对该终端进行定位,得到定位结果,其中含有终端的位置信息。
步骤六、基站将定位结果上报给核心网。
参见图4,当定位模块位于基站外部时,网络侧获取终端位置信息的流程包括:
步骤一、核心网向基站发送定位请求消息,其中含有需要定位的终端的信息,如终端标识等。
步骤二、基站接收到定位请求消息后,根据定位请求消息的指示,通过MAC PDU发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息给目标终端。
步骤三、基站确定终端的来波方向AOA。
步骤四、终端通过MAC PDU上报辅助定位测量结果给基站。
步骤五、基站将终端上报的辅助定位测量结果,以及该终端的AOA,发送给定位中心。
步骤六、定位中心根据终端测得的辅助定位测量结果,以及基站测得的该终端的AOA,对该终端进行定位,得到定位结果,其中含有终端的位置信息。
步骤七、定位中心将定位结果反馈给基站。
步骤八、基站收到定位中心返回的定位结果后,将该定位结果上报给核心网。
另外,定位中心也可以位于核心网中,因此基站将终端上报的辅助定位测量结果,以及该终端的AOA,发送给定位中心后,由定位中心根据终端测得的辅助定位测量结果,以及基站测得的该终端的AOA,对该终端进行定位,得到定位结果,并且无需再把定位结果反馈给基站后由基站上报给核心网。
本发明实施例中终端上报的辅助定位测量结果,可以是终端单次辅助定位测量的结果(该结果可以仅包含TA信息,也可以既包含TA信息,又包含测量TA信息的时间);或者,也可以是终端多次辅助定位测量的结果的平均值;或者,也可以是终端多次辅助定位测量的结果(该结果可以仅包含TA信息,也可以既包含TA信息,又包含测量TA信息的时间)。
本发明实施例中,为了触发终端上报辅助定位测量结果,需要定义新的下行MAC PDU格式。下面以Cell ID+TA+AOA的定位方法为例,给出本发明实施例中提供的一些MAC PDU的格式说明。
较佳地,可以采用携带媒体接入控制(MAC)层的控制信息的MAC controlPDU(一种MAC PDU)的格式,携带用于指示终端进行辅助定位测量的指示信息,使得终端按照该指示信息进行相应测量后,将测量结果上报给基站。
LTE***中的MAC control PDU,包括媒体接入控制子头(MACsubheadder)和媒体接入控制元素(MAC CE,MAC Control Element)两部分。
触发辅助定位测量结果上报的触发消息中含有的用于指示终端进行辅助定位测量的指示信息不同,则MAC control PDU格式的定义也不同,以下分多种情况,给出不同的格式说明。
情况1、通过MAC control PDU通知终端进行TA信息的一次测量与上报。
本发明实施例定义的MAC subheader的格式,如图5所示,其中,R表示预留比特;E表示扩展比特,用于指示后续是否还有MAC subheader;LCID为逻辑信道标识(ID),用于指示MAC CE的类型;Oct 1表示字节1,每个字节包括8个比特位。
针对本发明实施例的需求,可以定义特殊的LCID值来指示这是一个通知终端进行TA信息测量与上报的MAC PDU。如下面的表1所示,对现有的下行链路(DL)的LCID字段含义进一步扩展,定义当LCID的值为“11011”时,表示通知终端进行TA信息的上报。
索引(Index) |
LCID值(values) |
00000 |
公共控制信道(CCCH) |
00001-01010 |
逻辑信道标识(Identity of the logical channel) |
01011-11010 |
保留(Reserved) |
11011 |
通知终端进行TA信息上报 |
11100 |
终端竞争解决标识(UE Contention Resolution Identity) |
11101 |
定时提前命令(Timing Advance Command) |
11110 |
非连续接收命令(DRX Command) |
11111 |
填充比特(Padding) |
表1
此时,对于MAC CE的格式,可以不做改变。因为,采用表1所示的MACsubheadder已经可以通知UE进行TA信息的一次测量与上报了,所以不需要定义具体的MAC CE。MAC CE可以为空,即占用0比特(bit)。
情况2、演进型基站(eNB)通过MAC PDU指示UE进行多次辅助定位测量结果的上报,即指示UE进行TA信息的多次测量,并将多次测量结果上报给基站,以便eNB能够获得多个TA,并进行更加精确的处理。
此时,与上面的情况1类似,定义的MAC subheader的格式还是如图5所示,其中,R表示预留比特;E表示扩展比特,用于指示后续是否还有MACsubheader;LCID为逻辑信道标识(ID),用于指示MAC CE的类型;Oct 1表示字节1,每个字节包括8个比特位。
针对本发明实施例的需求,可以定义特殊的LCID值来指示这是一个通知终端进行多次TA测量,并将多次测得的多个TA信息上报给基站的MAC PDU。如下面的表2所示,对现有的DL LCID字段含义进一步扩展,定义当LCID的值为“11011”时,表示通知终端上报多次测得的多个TA信息,也就是说,终端每次测得一个TA信息,终端需要在不同时间进行多次测量,得到多个TA信息。
Index |
LCID values |
00000 |
CCCH |
00001-01010 |
Identity of the logical channel |
01011-11010 |
Reserved |
11011 |
通知终端上报多次测得的TA信息 |
11100 |
UE Contention Resolution Identity |
11101 |
Timing Advance Command |
11110 |
DRX Command |
11111 |
Padding |
表2
为了指示UE测量TA的次数,可以使用MAC subheader中的保留比特(Rbit),对R bit可作如下面的表3所示的定义:
两个R bit的编码 |
要求UE测量TA的次数 |
00 |
1 |
01 |
2 |
10 |
3 |
11 |
4 |
表3
如果不利用R bit指示UE测量TA的次数,就需要定义与MAC subheader对应的MAC CE,具体如图6所示,在MAC CE中采用1个字节中的若干比特指示UE测量TA的次数(TA Num),其中,R表示预留比特;Oct 1表示字节1,可以利用该字节1中的低三位bit指示TA Num,TA Num的编码如下面的表4所示:
TA Num的编码 |
要求UE测量TA的次数 |
000 |
1 |
001 |
2 |
010 |
3 |
011 |
4 |
100 |
5 |
101 |
6 |
110 |
7 |
111 |
8 |
表4
同理,为了支持终端上报辅助定位测量结果,还需要定义新的上行MACcontrol PDU格式。辅助定位测量结果的不同,则上行MAC control PDU格式的定义也不同,以下分多种情况,给出不同的格式说明。
情况1、终端通过上行的MAC control PDU上报一次测得的TA+SFN信息,即上行MAC control PDU中携带的辅助定位测量结果不仅包含TA信息,还包含测量该TA信息的SFN信息。
TA信息需要使用16比特表示,其单位为1Ts,1Ts为1/(15000*2048)秒,Ts为LTE***中的基本时间单位。
此时,定义的MAC subheader的格式还是如图5所示,其中,R表示预留比特;E表示扩展比特,用于指示后续是否还有MAC subheader;LCID为逻辑信道标识(ID),用于指示MAC CE的类型;Oct 1表示字节1,每个字节包括8个比特位。
针对本发明实施例的需求,可以定义特殊的LCID值来指示这是一个终端进行TA+SFN信息上报的MAC control PDU。如下面的表5所示,对现有的上行链路(UL)的LCID字段含义进一步扩展,定义当LCID的值为“11001”时,表示UE上报TA信息和SFN信息。
Index |
LCID values |
00000 |
CCCH |
00001-01010 |
Identity of the logical channel |
01011-11000 |
Reserved |
11001 |
UE上报TA+SFN |
11010 |
残余功率上报(Power Headroom Report) |
11011 |
小区无线网络临时标识(C-RNTI) |
11100 |
截短的缓存(buffer)状态报告(Truncated BSR) |
11101 |
短的buffer状态报告(Short BSR) |
11110 |
长的buffer状态报告(Long BSR) |
11111 |
填充比特(Padding) |
表5
此时,对于MAC CE的格式,采用4个字节作为MAC CE,用于携带TA信息和SFN信息,如图7所示,其中,R表示预留比特;Oct 1表示字节1,Oct2表示字节2,Oct 3表示字节3,Oct 4表示字节4。SFN信息需要占用10bit,因此通过Oct 1中的后两位比特,以及Oct 2的八个比特携带;TA信息需要占用16bit,因此通过Oct 3和Oct 4携带。
情况2、终端通过上行的MAC control PDU上报多次测得的多个辅助定位测量结果。
例如,多个辅助定位测量结果包括多个(TA+SFN)信息,即多次测得的TA信息,以及每次测量TA信息的SFN。
此时,定义的MAC subheader的格式还是如图5所示,其中,R表示预留比特;E表示扩展比特,用于指示后续是否还有MAC subheader;LCID为逻辑信道标识(ID),用于指示MAC CE的类型;Oct 1表示字节1,每个字节包括8个比特位。
针对本发明实施例的需求,可以定义特殊的LCID值来指示这是一个终端进行多个(TA+SFN)信息上报的MAC control PDU。如下面的表6所示,对现有的UL LCID字段含义进一步扩展,定义当LCID的值为“11001”时,表示UE上报多个TA信息,以及测量每个TA信息的时间——SFN信息。
Index |
LCID values |
00000 |
CCCH |
00001-01010 |
Identity of the logical channel |
01011-11000 |
Reserved |
11001 |
UE上报多个(TA+SFN) |
11010 |
Power Headroom Report |
11011 |
C-RNTI |
11100 |
Truncated BSR |
11101 |
Short BSR |
11110 |
Long BSR |
11111 |
Padding |
表6
每次上报的TA+SFN信息的个数,可以采用预先与网络侧协商好的固定次数,例如,在规范中约定每次上报都包括n个(TA+SFN)信息,n为自然数。
每次上报的TA+SFN信息的个数,也可以使用MAC subheader中的R比特来指示,此时R比特的编码如下面的表7所示:
两个R bit的编码 |
要求UE上报(TA+SFN)的个数 |
00 |
1 |
01 |
2 |
10 |
3 |
11 |
4 |
表7
此时,对于MAC CE的格式的设计可以有多种:
当已知(TA+SFN)信息的上报个数时,例如协议中规定(默认)或通过MAC subheader中的R bit指示(TA+SFN)信息的上报个数,则无需在MAC CE中指示(TA+SFN)信息的上报个数,MAC CE只需指示每次测得的(TA+SFN)信息即可,此时的MAC CE的格式如图8所示,其中R表示预留bit;SFN表示***帧号,每个SFN占用10bit;TA表示UE上报的TA信息,每个TA信息占用16bit。从字节1开始,每四个连续的字节携带的是一次测得的(TA+SFN)信息。
图8中所示的MAC CE的格式可以进一步优化,例如,可以进一步减少Rbit的数量,以降低MAC CE需要占用的资源开销。
当未知(TA+SFN)的个数时,即没有默认终端每次需要上报的(TA+SFN)的个数,或者没有在MAC subheader中指示终端此次需要上报的(TA+SFN)的个数,则需要在MAC CE中指示(TA+SFN)的个数,那么,MAC CE的具体格式如图9所示,其中,R表示预留bit;SFN表示***帧号,每个SFN占用10bit;TA表示UE上报的TA信息,每个TA信息占用16bit;(TA+SFN)num表示MAC CE内携带的(TA+SFN)信息的数量,(TA+SFN)num占用3bit,(TA+SFN)num的编码如下面的表8所示:
(TA+SFN)num的编码 |
上报的TA+SFN的数量 |
000 |
1 |
001 |
2 |
010 |
3 |
011 |
4 |
100 |
5 |
101 |
6 |
110 |
7 |
111 |
8 |
表8
在图9所示的MAC CE中,(TA+SFN)num占用的是第一个字节,即字节1中的3个R bit。当然,也可无以采用其他设计,如增加新的字节,以实现(TA+SFN)num的指示。
基站检测到了终端的AOA信息后,可将其该AOA信息,或者该AOA信息以及测量该AOA信息的测量时间信息发送给定位模块,定位模块根据这些信息以及终端上报的TA信息确定UE的位置。
类似的辅助定位测量触发,以及测量结果的上报机制也可以采用本发明实施例提供的技术方案,例如,OTDOA的定位方法中,上述过程中的相关测量可以为终端对观察时间差的测量,上报的辅助定位测量结果,可以为观察时间差。
参见图10,本发明实施例提供的一种通信***包括:
核心网装置11,用于向基站12发送定位请求消息。
基站12,用于接收所述核心网装置11发送的定位请求消息,并根据该定位请求消息向终端10发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息,该辅助定位测量结果用于对该终端进行定位,该触发消息中含有用于指示所述终端10进行辅助定位测量的指示信息;获取所述终端10根据该指示信息测得的辅助定位测量结果。
其中,至少有一个终端10与所述基站12相连。
较佳地,所述基站12,还用于确定所述终端10的来波方向AOA;并根据所述终端10上报的辅助定位测量结果,以及终端10的AOA,对所述终端10进行定位,并将定位结果(即终端10的位置信息)上报给所述核心网装置11,即上报给核心网。则所述核心网装置11,还用于获取基站12反馈的对终端1O的定位结果。
或者,本发明实施例提供的通信***还包括:位于基站12以外的定位中心13,该定位中心13可以位于核心网装置11中,也可以位于核心网装置11外。
当定位中心13位于核心网装置11外时,所述基站12,还用于确定所述终端10的来波方向AOA;并将所述终端10上报的辅助定位测量结果,以及所述终端10的AOA,发送给定位中心13;将所述定位中心13反馈的对终端10的定位结果上报给所述核心网装置11,即上报给核心网。定位中心13,用于根据所述基站12发送的终端10测得的辅助定位测量结果,以及终端10的AOA,对所述终端10进行定位,并将定位结果反馈给所述基站12。
当定位中心13位于核心网装置11中时,所述基站12,还用于确定所述终端10的来波方向AOA;并将所述终端10上报的辅助定位测量结果,以及所述终端10的AOA,发送给定位中心13;定位中心13,用于根据所述基站12发送的终端10测得的辅助定位测量结果,以及终端10的AOA,对所述终端10进行定位。
较佳地,参见图11,当由基站12对终端10进行定位时,该基站12包括:
触发单元121,用于向终端10发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息。
结果获取单元122,用于获取所述终端10测得的辅助定位测量结果。
AOA确定单元123,用于确定所述终端10的来波方向AOA。
定位单元124,用于根据所述终端10上报的辅助定位测量结果,以及所述终端10的AOA,对所述终端10进行定位,并将定位结果上报给核心网。
较佳地,参见图12,当由定位中心13对终端10进行定位,并且定位中心13位于核心网中时,基站12包括:
触发单元121,用于向终端10发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息。
结果获取单元122,用于获取所述终端10测得的辅助定位测量结果。
AOA确定单元123,用于确定所述终端10的来波方向AOA。
发送单元125,用于将所述终端10上报的辅助定位测量结果,以及所述终端10的AOA,发送给定位中心13。
当由定位中心13对终端10进行定位,并且定位中心13位于核心网外时,基站12包括:
触发单元121,用于向终端10发送触发辅助定位测量结果上报的触发消息。
结果获取单元122,用于获取所述终端10测得的辅助定位测量结果。
AOA确定单元123,用于确定所述终端10的来波方向AOA。
发送单元125,用于将所述终端10上报的辅助定位测量结果,以及所述终端10的AOA,发送给定位中心13。
上报单元126,用于将所述定位中心13反馈的根据所述终端10测得的辅助定位测量结果,以及所述终端10的AOA,对该终端10的定位结果上报给核心网。
较佳地,所述触发单元121,通过媒体接入控制物理数据单元MAC PDU,将触发辅助定位测量结果上报的触发消息发送给所述终端10。
较佳地,所述结果获取单元122,通过媒体接入控制物理数据单元MACPDU,获取所述终端10上报的辅助定位测量结果。
综上所述,本发明实施例提供的技术方案包括:在需要终端测量辅助网络对终端定位的参数时,网络侧通过下行的MAC PDU发送相关的测量命令给终端;终端收到测量命令后进行相关的测量并通过上行的MAC PDU将测量结果上报给网络侧;网络侧的定位模块根据终端上报的测量结果以及基站的测量结果对终端进行定位。其中,终端上报的测量结果可以是TA,也可以是TA+SFN,TA的取值可以是单次测量结果也可以是多次测量结果的平均值;除了可以上报TA测量,也可以上报其他定位方法所需的测量参数,如OTDOA方法中的测量量“观察时间差”等。对于网络侧的测量,如AOA,可以是单次测量结果也可以是多次测量结果的平均值。在定位模块进行定位计算的时候可以采用单次结果进行定位,也可以将多次定位结果取平均值作为最终的定位结果。
通过本发明实施例提供的技术方案,使得在LTE***中可以支持终端的辅助定位,使得LTE***中的终端辅助网络定位成为可能。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。