CN103999523A - 通信***中的位置验证 - Google Patents

Abstract

一种验证家庭基站（102）位置的方法，包括以下步骤：在家庭基站（102）处接收由附近宏基站（108、110）传送的广播毫微微位置标识符（FID）；以及在家庭基站（102）或任何网络实体（SON或OAM服务器）处检查毫微微位置标识符（FID）对家庭基站（102）的位置是否有效以便验证其位置。该方法可以在家庭基站（102）的发现和注册期间应用并且还可以在随后应用。

Description

通信***中的位置验证

技术领域

本发明涉及通信***中的位置验证（LV）。具体地但不排他地涉及验证蜂窝通信***中的基站位置。

背景技术

研究表明高达70%的移动电话通话发生在移动电话的用户位于室内时。然而，当前运行中的无线电接入网络（RAN）已经发展成用于室外使用。结果，在家庭和办公室建筑物中可用的移动服务通常是微弱或不存在的。直到室内覆盖同室外覆盖一样良好或者优于室外覆盖时，移动网络运营商（MNO）将不能够使用户完全放弃固定线路电话或者不能够认识到无线高速数据和视频服务的全部收益潜力。

提供改进的室内移动服务的一种方式是通过使用非常小的室内基站，即家庭基站。在3GPP（第三代合作伙伴计划）的背景中，家庭基站被称作毫微微基站。基于第三代（3G）无线电接入技术（RAT）的毫微微基站被称为家庭NodeB（HNB）。基于长期演进（LTE）RAT的毫微微基站被称为家庭增强NodeB（HeNB）。通用术语家庭（增强）NodeB（H(e)NB）被用来指任一种RAT类型的毫微微基站。毫微微基站还可以被称作毫微微接入点或FAP。

在蜂窝***中，宏小区在3G***中由NodeB（NB）基站提供，并且在LTE***中由增强NodeB（eNB）基站提供。术语(e)NB一般被用于应用到任一种***的基站。基站可能具有覆盖限制，特别是由于强烈的室外到室内穿透损耗。这可以轻易地高达20dB。

除了回避穿透损耗之外，位于家庭和建筑物中的家庭基站在诸如3GPP LTE***之类的蜂窝移动无线电***中提供数据卸载。家庭基站的使用对MNO是有益的，因为基站站点由最终用户免费提供并且安装涉及低成本/努力。可以通过针对所有最终用户通信需要的单个编号方案和单个集成通信平台来回报最终用户。

诸如NB、eNB和毫微微之类的基站必须连接到核心网络并且对于毫微微基站而言，已经提出使用广泛部署的数字订户线路（DSL）来提供连接。虽然大多数通信服务提供商（CSP）以统一费率提供DSL线路并且准许DSL接入被用于任何数据通信，但是可能存在一些监管、合同或技术上的约束，例如涉及用于住宅或商业安装的使用简档。避免准许除了那些被家庭环境的所有者（即DSL线路和家庭基站的订户/所有者）所允许（例如指定）的那些之外的用户经由所分配的家庭基站而建立通话是合期望的。为此，对每个家庭基站的接入可能被约束到所谓的封闭订户组（CSG）。

家庭基站操作在电磁频谱的限定和许可的部分中。为了进行操作，它们需要去往网络运营商的核心网络的连接以便接收并且在一些情形中交换操作、管理和维护（OAM）业务、管理平面（m-平面）业务、用户平面（u-平面）业务以及控制平面（c-平面）业务。在该上下文中，使该环境安全以便降低误使用、凭证和/或设备/***的不需要的操纵以及对核心网络的黑客攻击的风险至关重要。因此，为家庭基站限定以下安全原则：

a）它们必须运行在安全启动环境中；并且

b）m-平面、u-平面和c-平面业务都必须完整地受保护。

原则a）在家庭基站本地得到满足并且原则b）通过使用其中家庭基站是一个端点并且称作安全网关（SeGW）的核心网络中的网络元件是另一个端点的IPSec（网际协议（IP）安全隧道）来得到满足。

由于家庭基站操作在对网络运营商许可的电磁频谱的一个或多个部分中，因此时常存在适用于家庭基站的使用的相关联的地理约束，例如适用于特定国家。

需要由MNO实行的控制的另一方面是避免在其中宏基站和家庭基站并行操作的区域中与宏基站的干扰的需要。因此，家庭基站的操作，例如其操作频率和功率，被指定为与其本地环境兼容以便避免与附近的宏基站的干扰。

出于包括家庭基站的激活和CSG的限定在内的其它目的而在OAM***与家庭基站之间交换OAM消息。为了激活家庭基站来使得其正确地操作，它的位置必须要考虑在内。因此，可以关于家庭基站而执行LV操作。这可以避免新近建立的家庭基站与室外宏部署之间的冲突，以便例如避免可能显著打扰诸如eNB之类的宏基站的其它用户的被禁止的功率设置。

已经针对关于3GPP毫微微基站的位置验证定义了以下三种方法：

1）检查宽带凭证（例如公共IP地址的检查）；

2）无线电邻居检查；和/或

3）全球定位***（GPS）位置数据检查。

如前文所提及的，毫微微基站典型地安装在建筑物内部，这意味着它对于提供有效LV结果的以上LV检查方法的任一种或任何组合而言可能都不是直接的。不幸的是，在真实世界场景中，出于许多原因，所定义的LV方法可能是有问题的。GPS信号的室内接收可能成问题。确定在研究调查中的毫微微基站附近的其它基站的小区标识符的邻居检测可能在其安装于基座中时并不递送有效的结果。如果毫微微基站连接到住宅网关（DSL路由器），那么公共IP地址可能不是可使用的，因为毫微微基站可能向OAM***或向核心网络中的网络元件提供同样被数百个其它家庭网络使用的私人IP地址（例如192.168.1.x）。

针对毫微微基站已经做出提议来通过检测来自附近的宏小区的在分组数据广播信道（PDBCH）消息中传送的宏小区身份（小区ID）来执行LV。然而，如可以从前文看到的，毫微微基站可能放置在网络的低覆盖区域中，或者甚至在覆盖空洞中。为此，常规的PDBCH消息在许多情形中可能并不是被毫微微基站可检测/可解码的并且因此不可用于LV。

此外，如果用伪小区ID来替换包含小区ID的广播信道（BCH）消息，那么存在欺骗的可能。如果不存在保护机制，那么潜在的黑客可以向毫微微基站发送伪小区ID以向网络运营商误表示毫微微基站位于预期的位置。尽管这种可能性是低的（因为这将需要相当大的努力），但是执行LV的安全手段是合期望的。

利用安全保护和监督能力来扩展移动网络功能以监视家庭基站的位置可能是不切实际的，因为由于预期在未来部署的家庭基站的预期高数目而引起开销将会过于高。

总而言之，检查宽带凭证在使用在家庭环境中时呈现出问题，检查GPS信息在室内通常是不切实际的，并且检查无线电邻居在其中毫微微基站被用于填充覆盖空洞的情形中同样是不确定的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种验证家庭基站位置的方法，包括以下步骤：

接收广播位置标识符；以及

检查位置标识符是否对家庭基站的位置有效以便验证其位置。

位置标识符可以通过宏基站广播。其可以通过一个或多个家庭基站来广播。

位置标识符可以是毫微微标识符。它可以对特定基站唯一并且标识该基站。它可以对具有应用于更加远离的一个或多个基站的复用的基站簇唯一。它可以对网络唯一。它可以对地区唯一。它可以对国家唯一。

家庭基站可以连接到网络，其关于该网络作为接入点进行操作。它可以提供作为无线电接入网络的部分的接入。它可以具有去往核心网络的宽带连接。

可以在家庭基站的发现和注册过程期间执行位置验证。它可以发生在向OAM***的注册过程期间。它可以发生在向网络的注册过程期间。它可以发生在家庭基站的操作期间。

该方法可以在粗略的程度上验证位置。例如，它可以确定家庭基站是否在特定网络、地区或国家中。在这种情形中，所述位置中的所有宏基站可以广播类似或甚至相同的位置标识符。该方法可以在精细的程度上验证位置。例如，它可以确定家庭基站是否在定位到特定宏基站的具***置中，诸如在数百米的位置内。在本发明的一个实施例中，验证可以作为粗略的位置检查和作为精细的位置检查来执行。这可以同时或在不同时间发生，例如在不同的操作期间。

该方法可以在每次家庭基站被开启时执行。

位置标识符可以锁定到网络元件。它可以锁定到家庭基站或者核心网络或OAM***的实体。位置标识符可以被重写。如果接收的位置标识符已经被锁定，那么这可以指示家庭基站的位置尚未改变。如果确定新的位置标识符属于预期位置，那么可以指导家庭基站或另一个网络元件锁定然后被存储的新的位置标识符。

在家庭基站被重定位的情形下，家庭基站或另一个网络元件可以检查是否任何所报告的新的位置标识符匹配所注册的新的位置并且，如果已经向相关重定位功能性注册了移动，那么可以准许家庭基站在其新的位置中的操作。在这种情形中，一个或多个旧的位置标识符可以被删除并由一个或多个新的位置标识符替换。这些可以在家庭基站处被锁定。

该方法可以在网络中执行。这可以是在OAM***中和/或在SON服务器中。它可以在另一个网络实体中执行，例如网关或移动性管理实体。它可以直接在家庭基站中执行。它可以在与基于网络的实体一起操作的家庭基站中间接地执行。

位置验证服务器功能可以在家庭基站、网关、OAM***或在任何其它合适的网络节点中实现。

该方法可以是基于预期位置标识符。这可以被配置到家庭基站或另一个网络元件或实体。预期位置标识符的对应物可以如此配置。

位置标识符可以被家庭基站和配置成与家庭基站通信的网络元件用作加密和/或解密密钥。一个可以配置有位置标识符并且另一个可以配置有位置标识符的对应物。家庭基站或网络元件可以对消息或其部分进行加密。它可以基于分组的内容而对码进行加密。如果所述码不能被接收实体所正确解密，那么这可以指示用在加密中的位置标识符不是预期位置标识符。

移动终端可能能够检测位置标识符并且将其提供给家庭基站。这样，移动终端可以充当中继。移动终端或家庭基站可以接收位置标识符并且确认或拒绝其有效性。

位置标识符或包含它们的消息可以以具有大编码增益的形式进行编码和/或调制。强大的编码可以通过位置标识符/消息的简单重复编码来提供。任何重复因子可以通过更高效的编码方案和/或通过提供宏分集来降低。

可以存在被配置成同时传送相同位置标识符的若干邻近宏基站以允许通过宏基站分集提供的增益。如果这提供了充足接收增益以用于在家庭基站处位置标识符的接收，那么应用编码增益可能不是必要的，或者当相比于在没有任何宏基站分集增益的情况下单独依赖于编码增益时，可以降低所需要的编码增益的量。

可以存在与位置标识符相关联的使用期限或有效期。它可以时常改变。不同的位置标识符可以用于每次传送。可以使用随机生成的位置标识符。

可以通知家庭基站其中将广播下一个位置标识符的测量时间窗口。

优选地，该方法应用在移动网络中。

根据本发明的第二方面，提供一种能够验证家庭基站位置的网络节点，该网络节点包括能够接收广播位置标识符的接收块；以及

检查块，其确定位置标识符对家庭基站的位置是否有效以便验证其位置。

网络节点可以是家庭基站。

网络节点可以包括能够存储一个或多个预期位置标识符的存储器存储。它可以包括能够存储适用于确定位置标识符的有效性的策略的存储器存储。

根据本发明的第三方面，提供一种网络，其包括：

能够广播位置标识符的多个基站；以及

能够验证家庭基站位置的网络节点，该网络节点包括能够接受广播位置标识符的接收块和用以确定位置标识符对家庭基站的位置是否有效以便验证其位置的检查块。

根据本发明的第四方面，提供一种包括软件代码的计算机程序产品，当在计算***上运行时所述软件代码执行验证家庭基站位置的方法，所述方法包括以下步骤：

接收广播位置标识符；以及

检查位置标识符对家庭基站的位置是否有效以便验证其位置。

优选地，计算机程序产品具有可执行代码部分，其能够执行所述方法的步骤。

优选地，计算机程序产品被存储在计算机可读介质上。

附图说明

现在将参照附图来描述仅仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出其中执行位置验证的***；

图2示出用于毫微微基站的注册的状态模型；以及

图3示出毫微微基站和宏基站的布置。

具体实施方式

图1示出其中执行位置验证（LV）的***100。***100包括位于建筑物104中的毫微微基站102、将毫微微基站102连接到CSP的DSL路由器106，以及在毫微微基站102邻近的多个宏基站108、110。这些连接到***100的核心网络。CSP连接到合并了OAM***的MNO域。图1还示出根据本发明的方法步骤。

最初，毫微微基站可能被开启但是未被注册以用于在网络中的操作。这时，毫微微基站将能够接收信令和消息但是不传送。因此，毫微微基站能够接收被用于LV的信息，即便它尚未进入全面操作。

例如eNB的宏基站对被称为毫微微标识符（FID）的毫微微发现消息进行广播。FID的目的是由毫微微基站102接收以便可以做出关于毫微微基站102的位置的确定。正因为这样，它们可以被视为毫微微位置标识符。位置验证可以被用于保证家庭基站仅仅在位置正确时在许可频谱中进行传送（发送）。存在可以确认的位置的两个方面：在许可频谱方面家庭基站是否在正确的区域；以及它是否在正确的位置以用于与网络环境兼容。正如将在下文中解释的，从FID可确定的位置可以是诸如国家或国家中的地区之类的非常粗略的位置，或者是精细的位置，诸如定位在城镇或城市或甚至许多街道的部分的区域。在前一种情形中，国家或地区中的所有宏基站可以广播类似或甚至相同的FID。在后一种情形中，FID可以指示它通过其而广播FID的宏基站或者若干宏基站，并且假设一个或多个宏基站的一个或多个位置已知，确定接收FID的毫微微基站的位置是可能的。

现在将LV放到上下文中。在毫微微基站的发现和注册过程期间执行LV。图2示出了用于涉及FID的使用的毫微微基站的注册的状态模型200。毫微微基站被安装并且首次投入操作。这可以是例如在订户的家庭中或企业的前提下。毫微微基站首次被开启202并且具有其初始启动204。在初始启动之后，毫微微基站启动并且执行自主设备完整性自验证以确保其尚未被篡改。一旦已经确认没有篡改，毫微微基站就开启用户设备（UE），或者监听其中它例如通过收集一个或多个FID来获得位置信息的模式，然而执行发现过程206。在毫微微基站与管理服务器（MS）/OAM***之间执行OAM发现过程。在发现过程206期间，毫微微基站可以获得诸如PLMN信息之类的信息和用于网关及其它实体的地址。在该过程206期间，毫微微基站可以报告诸如一个或多个FID之类的位置信息。MS/OAM***可以指定要提供的位置信息。

在发现过程之后，毫微微基站向OAM***执行注册过程208，其中它被检查并且被部分或完全地配置用于操作。在毫微微基站与MS/OAM***之间执行OAM注册过程。在该过程208期间，毫微微基站报告在发现过程206期间由MS/OAM***所指定的位置信息。MS/OAM***使用所接收的位置信息来执行LV。LV可以非常粗糙，即检查配置在毫微微基站中的国家是正确的，或者可以更加具体，即确认毫微微基站在正确的位置中，例如接近特定、指定的地址。

假设注册过程208成功，毫微微基站执行向网络的注册过程210。对于3G网络，在毫微微基站与HNB网关（HNB-GW）之间执行网络注册过程。对于LTE网络，在毫微微基站与诸如移动性管理实体（MME）之类的网络节点之间执行网络注册过程。在该过程210期间，将LV定义为用于3G的选项，即在3G毫微微基站向HNB-GW的注册期间，被称为iuh协议的协议提供如OAM***所配置的位置信息。在这种情形中，HNB-GW执行LV。否则，假设位置信息可能不被使用并且因此可能被忽略。在LTE毫微微基站的情形中，它们在向MME的注册期间使用被称为S1协议的协议，其中HeNB-GW仅仅被用作代理，所述代理将注册请求转发到可用MME。S1协议不能够传输位置信息，即LV不能够被MME执行。

如果除了可能已经作为出厂默认设置被内部存储在毫微微基站中的任何空中接口设置之外需要任何空中接口设置，那么在OAM发现和/或OAM注册期间毫微微基站可以被提供有空中接口设置。以上仅执行一次，除非过程已经成功终结或者毫微微基站被重置到出厂默认值。

正如将从前文理解到的，无论在粗略还是精细粒度方面确定位置，都在发现和注册过程期间执行LV。

除了在其建立建立期间在毫微微基站的发现和注册时执行LV之外，根据本发明，已经认识到在成功的发现和注册之后的操作阶段期间执行LV以便检测毫微微基站的后续位置改变也是合期望的。由于仅允许毫微微基站在其具有去往核心网络的活动连接时激活其发射器这一事实，根据本发明，LV可以在毫微微基站的操作阶段期间由OAM***和由核心网络执行。

在LTE中，毫微微基站与核心网络通过使用S1协议进行通信。针对HeNB而定义的S1协议不能够传输LV信息并且LV在OAM***中执行。可替换地，如果实现了S1协议扩展，那么可以将位置信息提供给HeNB。在3G***中，由于iuh接口在网关处终止，毫微微基站与核心网络经由HNB-GW通信。iuh接口传输LV信息并且网关可以支持作为选项的LV检查并且用于3G***的LV可以由OAM***或者由HNB-GW或者由这两种***执行。

LV可以以各种方式在毫微微基站的操作期间执行，例如在毫微微基站中，在毫微微基站与MS/OAM***之间，或者在毫微微基站与诸如H(e)NB-GW或MME之类的适合的网络元件之间。关于HeNB-GW、MME或其它网络元件，如果要应用LV，可以在相应的协议层处（例如用于LTE的S1协议）和在合适的网络元件处添加该功能。如将从前文理解到的，MS/OAM***可以在毫微微基站的操作期间执行LV以确定无论是在粗略还是精细粒度方面的位置。

为了避免过量的控制开销，图2中示出的状态模型可以包含附加的特征。在发现和注册过程206期间接收的所有FID被存储和锁定（即受保护以防重写和操纵）在毫微微基站中。在该上下文中，锁定意味着一旦FID已经被接收，它们就被维护和用于新的FID的本地检测。本地检测可以在毫微微基站处或其它地方。当新的FID不匹配锁定的FID时，触发安全警报，其可以导致向毫微微基站提供指令以停止操作。一旦毫微微基站已经经历成功的OAM发现和OAM注册过程，就使用锁定机制。新的FID的检测可以导致它们被报告给OAM***报告以用于另外的处理。

如前文中所描述的，在发现和注册过程206期间将FID用作LV信息。OAM***通过检查接收的FID是否属于预期位置来执行位置验证。如果位置验证成功，那么执行所定义的发现和注册过程步骤。如果位置验证不成功，那么执行所定义的失败措施。这可以包括例如向较高管理***发送警报，断开毫微微基站的空中接口和/或重置它。

在成功的发现和注册过程之后，在正常操作期间，毫微微基站检查周期性接收的FID是已经被锁定的（即存储在毫微微基站中）还是新的（即未存储）。在本发明的其它实施例中，可以在OAM***中、在SON服务器中，或者在诸如例如HNB-GW或HeNB-GW的网关或MME之类的另一个网络实体中检查FID。在接收的FID已经被锁定的情形中，确定位置尚未改变。

在FID检查发生在毫微微基站中的具体示例中，如果FID被检测为“新”，那么毫微微基站可以发起TR-069会话并且立即通知OAM***新的FID。OAM***检查新的FID是否属于预期用于毫微微基站的位置。如果确定新的FID属于预期位置，那么OAM***指导毫微微基站锁定新的FID并且该新的FID存储在毫微微基站中。如果确定新的FID不属于预期位置，那么OAM***发起失败措施，例如它将毫微微基站重置到出厂默认设置，断开其空中接口，和/或发送具有出厂默认命令的重新启动。

基于检查FID的过程还可以应用到毫微微基站的重定位的情形。在这种情形中，毫微微基站的用户可能希望改变毫微微基站的位置并且因此向相关网络运营商告知改变。结果，相关信息可以被注册和供应到网络从而允许网络运营商改变任何锁定的位置。这之后，OAM***可以检查由毫微微基站所报告的任何新的FID是否匹配注册的（新的）位置，并且如果已经向相关的重定位功能注册了移动，那么可以准许毫微微基站在其新的位置中的操作。毫微微基站重定位是网络过程。取代于使用OAM过程，实现LV机制是可能的。在这种情形中，FID需要作为毫微微基站重定位消息中的附加信息而被传输。如果在重定位的上下文中的FID检查是成功的，那么旧的FID被删除并且新的FID锁定在毫微微基站处，并且如果不成功，发起定义的失败措施。

可以根据其中LV发生的位置和/或执行该功能的实体来提供本发明的不同实现方式。在以下使用情形中呈现示例。在使用情形中，术语LV指的是一个或多个接收的FID与一个或多个预期的FID之间的匹配。应当指出，在以下使用情形中提到的LV是指在发现和注册期间执行的LV和在毫微微基站的操作期间执行的LV二者。

在第一使用情形中，在MNO域内的网络中执行LV。这可以在OAM***中和/或在SON服务器中，或者在诸如网关或MME之类的其它网络实体中。在这种情形中，先决条件是宏基站eNB配置有FID。在处于监听模式中时毫微微基站接收FID，并且然后将接收的FID发送到网络。网络通过将接收的FID与预期FID比较来执行LV并且发起与该结果有关的动作，诸如激活或阻塞毫微微基站。

在图1中示出第一使用情形。在该情形中，在步骤a1中，已经接收特定于宏基站的FID的毫微微基站经由DSL连接向CSL发送接收的FID，所述CSL然后将FID或更正确地来说包含FID的消息转发到MNO。该消息还可以包含毫微微基站的标识符。一旦MNO接收到该消息，该消息就被提供给MNO域中的OAM***或SON服务器。在步骤b1中，OAM***或SON服务器将接收的FID与包含用于毫微微基站的预期FID的数据库相比较以便确认它已经接收到有效FID。假设FID被确认为有效，在步骤c1中，OAM***或SON服务器向毫微微基站发送激活消息，其意味着允许毫微微基站激活其发射器块。这在下文中进一步描述。

在第二使用情形中，直接在毫微微接入点中执行LV。在该使用情形中，先决条件是宏基站eNB配置有FID并且毫微微基站配置有预期FID。宏基站和毫微微基站的预配置可以通过OAM***或SON服务器来执行。在处于监听模式中时毫微微基站接收FID，将接收的FID与预期FID比较并且视情形而定发起与该结果有关的动作，诸如准许连续使用、向网络发送信息项（例如警报）、通知网络本地LV结果、断开空中接口或发起重新启动。

在第三使用情形中，在毫微微接入点中间接地执行LV。在该使用情形中，先决条件是宏基站eNB配置有FID并且毫微微基站配置有预期FID。应当注意的是，FID被毫微微基站用作加密和/或解密密钥。宏基站和毫微微基站的预配置可以通过OAM***或SON***来执行。此外，配置成从毫微微基站接收OAM、用户或信令业务的网络节点（例如在LTE网络的情形中假设加密应用于c-平面业务的话为MME，或者假设加密应用于u-平面业务的话为S-GW，以及在3G网络的情形中HNB-GW）配置有被配置到毫微微基站的预期FID的对应物。应当注意的是，其可以配置有毫微微基站附近的宏基站的若干预期FID的对应物。预期FID对应物被从毫微微基站接收用户业务的网络节点用作解密和/或加密密钥。在处于监听模式中时毫微微基站接收FID。然而，不同于先前的使用情形，毫微微基站和网络节点都不执行接收的FID与预期FID的比较。而是，毫微微基站基于分组的数据/有效载荷生成诸如MAC（消息认证码）之类的消息特定码。可以针对所有分组数据类型（例如用户和控制数据分组）或者数据分组类型的子集来生成所述码。所述码可以仅应用于某一数据类型的一些分组，例如应用于每十个或每一百个分组。毫微微基站利用可能是若干接收的FID之一的接收的FID对所述码进行加密，将经加密的码添加到数据分组并且向网络发送具有经加密的码的数据分组。接收数据分组的网络节点使用预期FID对应物，或者依次使用许多若干预期FID对应物来对所述码进行解密并且检查特定码对数据分组是否有效。如果所述码不能被正确解密，那么这指示使用的FID不是预期FID，这本身指示毫微微基站操作在不正确的位置中。网络节点可以生成通知OAM失配的警报。可以使用对应的“反向”过程，其中网络节点使用预期FID对应物对用于数据分组的码进行加密并且毫微微基站利用接收的FID对所述码进行解密。在失配的情形中，视情形而定，毫微微基站可以执行与该结果有关的定义的行动，诸如向网络发送警报、通知网络本地LV结果、断开空中接口、发起重新启动。

加密密钥可以是FID或者可以基于FID。在另一个实现方式中，FID可以与诸如PLMN-ID之类的网络标识符结合使用。

在图1中示出第三使用情形的特定示例。在该情形中，已经接收到特定于宏基站的FID的毫微微基站在步骤a2中使用接收的FID来加密用户或控制数据并且然后经由DSL连接向CSL发送对应的消息，所述CSL然后将经加密的消息转发到MNO。消息还可以包含毫微微基站的标识符。一旦MNO接收到消息，该消息被提供给MNO域中的OAM***或SON服务器或另一个网络节点。在步骤b2中，OAM***或SON服务器解密消息以便确认消息根据有效FID加密。假设将FID确认为有效，在步骤c1中，OAM***或SON服务器可以向毫微微基站发送激活消息，或者可以允许毫微微基站继续它在网络中的操作，这取决于环境。

因此，应当理解的是第三使用情形经由不涉及FID的直接比较的另一个功能执行位置验证。然而，结果与直接位置验证功能一样良好。

如在以上使用情形中可以看到的，LV可以根据许多方法发生。因此，在本发明的一种实现中，实现了充当LV服务器功能的全局功能块。该服务器功能可以实现在毫微微基站、H(e)NB-GW、OAM***、SON服务器中，或者在任何其它合适的网络节点中。服务器功能甚至可以被分开和分布在若干不同的网络节点和/或OAM***上。在使用服务器功能的情形中，这提供有以先决条件形式的信息。该信息可以经由LV客户端功能提供。LV客户端功能可以独立于任何网络节点或OAM***。

在本描述中，在功能方面OAM***可以视为等同于SON服务器。例如SON服务器可以是OAM***的子功能。

如从前文可以看到的，如果在毫微微基站处检查接收的FID，那么这意味着毫微微基站先前已经被配置有一个或多个“预期”FID。毫微微基站可以通过配置管理而被如下配置有“预期”FID：

（1）作为出厂默认配置；

（2）在OAM发现过程期间；

（2）在OAM注册过程期间；和/或

（4）在OAM操作期间（该选项主要用于配置FID改变）。

关于选项（2）、（3）和（4），在前文提到的LV服务器功能可以被安装在毫微微基站处或任何适合的网络节点处（无论作为集中式还是分布式功能）。关于选项（1），LV服务器功能被安装在毫微微基站处并且MNO可以应用接受从一个或多个宏基站接收的通用FID的策略。作为示例，MNO使用包括国家和/或地区信息的FID。MNO在其第一次通电期间不一定对毫微微基站的确切位置感兴趣，但是可能希望确保毫微微基站是预配置成用于特定国家和/或地区的型号（由它的出厂默认设置指定）。毫微微基站能够经由LV服务器功能检查接收的FID（由宏基站发送）并且确定表示国家和/或地区的FID的部分与在出厂默认设置中配置的FID的对应部分相匹配。换言之，出厂默认设置可以包括策略规则以及预期国家和/或地区FID。

现在转到较精细的位置检查，当订户想要获取并建立毫微微基站时，MNO可以请求关于其所意图的操作位置的信息。在许多情形中这将在订户的家中。MNO在接收到该信息时，检查哪些宏基站接近订户的家庭位置并且可以根据前文的使用情形而准备对宏基站、毫微微基站和/或LV服务器功能的对应配置。因此，对于这些使用情形而言，当订购/接收/建立毫微微基站时，它的用户可以做出它将使用在的预期位置的声明，其中该预期位置被用于预配置具有使用在LV中的一个或多个预期FID的LV服务器功能（位于毫微微基站中或以其它方式）。一个或多个接收的FID然后被用于基于预配置的策略规则来确认预期位置/具有在LV服务器功能处验证的位置的一个或多个预期FID。

因此，将从前文理解到，可以存在使其以预期和广播FID形式可用的地区/国家位置信息，或者可替换地，可以存在使其以预期和广播FID形式可用的高度地定位的位置信息。这样，LV可以作为粗略的位置检查或作为精细的位置检查执行。在本发明的一个实施例中，可以使两种类型的信息在预期和广播FID中可用并且可以同时或在不同时间（例如在不同的操作中）执行粗略和精细的LV二者。在一个特定示例中，粗略LV可以在毫微微基站的注册期间执行，并且精细的LV可以在其操作期间执行。

现在将描述策略规则并且在下文中给出两个示例。图3示出毫微微基站（FAP）和宏基站（宏1、宏2和宏3）的布置。毫微微基站可以占用许多位置，这里所呈现的是位置1到位置100，并且在该特定情形中位于位置50。应当注意的是，这仅仅是出于图示发明原理目的的示意性表示。还应当注意的是，在这些示例中提到的LV指的是在发现和注册期间执行的LV和在毫微微基站的操作期间执行的LV二者。

在第一示例中，取决于可能的FID（FID空间）的数目可确定精细水平粒度的位置：

宏1被配置成发送FID=0001

宏2被配置成发送FID=0002

宏3被配置成发送FID=0003

LV服务器功能被配置成针对位置50处的毫微微基站的预期FID为ExpFID=0001和0002和0003。

结果：当预定义的策略满足时接受毫微微基站的位置。

毫微微基站接收三个FID 0001、0002和0003，并且将它们报告给LV服务器功能。每个FID由毫微微基站独立地接收并且将在单个不同的消息或组合的消息中向LV服务器功能报告。

在该第一示例中的策略可以采取许多形式：

1）报告的FID必须为ExpFID 0001、0002或0003。

2）报告的FID必须匹配两个ExpFID的组合，即ExpFID为0001和0002、0001和0003或者0002与0003。

3）报告的FID必须匹配于所有三个ExpFID 0001、0002和0003。

当在以下时LV成功：

a）1）、2）和3）中的任一项得到满足；b）条件a）满足但是不报告其它的FID；c）等等。

在第二示例中，基于较少的可能FID或者甚至单个FID可确定粗略水平粒度的位置：

宏1被配置成发送FID=0001

宏2被配置成发送FID=0001

宏3被配置成发送FID=0001

LV服务器功能被配置成针对位于位置50处的毫微微基站的预期FID为ExpFID=0001。

结果：当预定义的策略满足时接受毫微微基站的位置。

毫微微基站从宏1和/或宏2和/或宏3接收FID 0001，并且将它或它们报告给LV服务器功能。每个FID由毫微微基站独立地接收并且将在单个不同的消息或组合的消息中向LV服务器功能报告。

在该第二示例中的策略可以采取许多形式：

1）报告的一个或多个FID必须为ExpFID 0001。

2）报告的FID必须由宏1、宏2或宏3或者两个宏的组合接收或者来自所有三个宏。

当在以下时LV成功：

a）规则1）得到满足；b）规则1）和规则2）得到满足；c）条件a）或条件b）满足但是不报告其它的FID；d）等等。

如果在预期FID与接收的FID之间不存在匹配，那么不允许毫微微基站使用空中接口的传送能力。毫微微基站可能能够建立隧道以允许OAM***发送配置或软件更新但是没有移动终端可以连接，因为毫微微基站没有在广播。可以应用附加的措施/配置，其将解决根据MNO确定的那些在预期FID与接收的FID之间不存在匹配的情形中不存在经验证的位置的问题。

参考回到图1，为了接收/检测FID，毫微微基站102提供有基本用户设备（UE）功能。如果需要更加复杂的功能，那么与诸如移动电话之类的UE相比，这可以以相对低的成本来提供，因为不存在对电池、显示器和其它昂贵功能的需要。可以简单地通过在其中包括适合的计算机芯片/处理器来向毫微微基站102提供必需的UE功能。然而，在本发明的另一个实施例中，用户可以向毫微微基站提供UE功能。这可以通过能够检测FID并且通过移动电话与毫微微基站之间的空中接口无线电链路（例如可用于在移动终端与核心网络之间通信用户数据的3G或LTE空中接口）将其传送到毫微微基站的用户的诸如移动电话之类的移动终端来执行。这样，移动终端可以充当中继。

直到由移动电话提供正确的FID时，毫微微基站可以是活动的（例如它可以在接收模式中）但是可能不能够传送任何用户数据。

可以存在与FID相关联的有效性的使用期限或时段。在该情形中，与FID相关联的时间戳可以与由在移动终端中维护的或在从移动终端接收FID（以及相关联的时间戳）的毫微微基站中的时钟所提供的时间相比较以确认或拒绝有效性。换言之，在接收FID的移动终端的情形中，有效性可以在许多实体中检查，诸如在移动终端中或在毫微微基站中。为了网络中的实体声明FID为有效，移动终端在接收之后的某一时间窗口内将其重传给毫微微基站是必要的。

为了提供本发明的该实施例，将移动终端修改成能够检测FID并且将它们发送给毫微微基站。该功能可以作为标准化能力嵌入到移动终端中，或者它可以被实现为特定移动终端应用，其中接收的数据值简单地通过移动终端进行转发。应当注意的是，在本发明的该实施例中，由于移动电话可以是FID的源，因此FID可以包括在BCH消息中。

一旦移动终端已经向毫微微基站提供了一个或多个FID，毫微微基站就可以以对应于一个或多个FID的直接接收的方式来使用一个或多个FID。一旦毫微微基站已经使其位置得到验证并且是操作的，移动终端然后就可以通过宏基站切换，可能地通过向毫微微基站提供一个或多个FID的宏基站。

将看到，对于毫微微基站而言获得基于一个或多个FID的位置信息是有用的。因此，以下关注如何可以获得该信息，以及该信息可以如何被使用。

FID（或者更具体地来说，包含FID的FID消息）被宏基站108、110广播，如前文所解释的那样。这可以是周期性的，其具有在10到60分钟的范围内的固定周期。为了改善检测的机会，消息或仅仅FID可以以具有强大编码增益的形式被编码和/或调制。例如，编码或调制可以相对于包含小区ID信息的标准BCH消息而言是强大的，例如FID消息与标准BCH消息之间的相对编码增益可以是20dB那么大。这可以改善这样的消息被建筑物内部（例如甚至在建筑物的地下室中）的毫微微基站接收的机会。在足够高的编码增益的情况下，接收可以几乎通过附近的任何毫微微基站来保证，即使它例如因为涂布窗口（coated window）而正经历强烈的衰减。由于这些消息传送得非常不频繁，并且典型的消息长度短，因此用于这些消息的总开销可以保持为低，尽管有较大的编码增益。应当注意的是，在其中FID不在BCH消息中而是作为单独的广播传送的本发明的实现方式中，不存在修改已经标准化的空中接口消息传递的需要。

可以通过FID消息的简单重复编码来提供强大的编码。FID的长度可以大约为6到几十比特。短FID可能足以用于粗略的位置验证，例如以识别特定网络、地区或国家。长FID可能足以用于精细水平的位置验证，因为数十个比特可以提供一百万种可能性或更多的FID空间。可能向毫微微基站发送另外的信息，例如功率控制信息或优选的频率子带等等。在该情形中，可以添加附加的控制比特。20dB的编码增益可以通过具有重复因子100的简单重复编码来提供。假设已经应用三分之一的基本编码速率，这将会导致用于10比特长的FID消息的3000比特，即300的总因子。该因子可以应用到FID自身或者FID以及发送的另外的信息。可替换地，相对高的因子可以应用到FID并且较低的因子应用到任何另外的信息。重复因子和/或总因子可以通过更高效的编码方案和/或通过添加宏分集来降低，如下文所讨论的那样。在宏基站每10分钟传送一个FID的情形中，要传送的附加比特的开销（无论其仅仅是FID还是FID与另外的信息）较小，并且可以大约为传送的所有比特的每百万分之一。

FID的性质可以如现在将描述的那样经受许多实现方式选择。在第一实现方式中，每个宏基站具有其自身唯一的FID（至少在本地邻居的意义上，因为FID可以跨整个网络复用）。然而，在可替换的实现方式中，若干邻近的宏基站被配置成同时传送相同的FID以允许由宏基站分集提供的增益。如果这提供了用于毫微微基站的足够的接收增益，那么应用编码增益可能不是必要的，或者当在没有任何宏基站分集增益的情况下相比于单独依赖于编码增益时，所需要的编码增益的量可能降低。通过建立用于不同FID广播的不同时隙，每个宏基站可以是用于FID传送的若干单频网（SFN）的一部分。若干宏基站以这种方式形成发送相同的FID的单频网。宏分集或COMP功能可以使得MNO能够接收FID并且能够识别其中广播FID的区域，从而基于来自不同SFN的若干FID的相对长度而实现较精细（即较精确）的毫微微基站定位的确定。

在宏分集的情形中，在移动通信中网络同步提供了用于通信的基础。因此，可以提供许多选项：

a）使用未同步非同构检测方案，这需要完全新的通信建立；或者

b）同步信号与FID耦合来使得FID增加同步概率，即FID基本上是与LTE同步信号结合或不结合的同步信号。

另外的实现方式选择可以与本发明的前述特征中的任一个结合应用：

1）如果FID时常改变（例如每次传送时改变或更加不频繁），则可以实现改进的安全性。通过实现动态FID（例如随机生成的FID），自动改变区域中的FID是可能的。例如，在区域中接收的FID可以仅在预定义的时间间隔中有效。换言之，任何FID可以仅在可配置的时间段中有效。这样的时段可以是10分钟。这可以等于一次广播。

2）在***启动处其可以有助于毫微微基站得知接下来将在何时广播FID的时间。因此，在增强的实现方式中，作为毫微微基站的配置建立的一部分，在DSL主干线上通过合适的消息通知关于下一个FID将在何时由宏基站传送的测量时间窗口。

特征1）和2）可以应用于本发明的直接和间接LV实施例二者。

因此，可以从前文看到，为了实现本发明，在毫微微基站中可以包括许多特征：

a）毫微微基站的数据模型定义要使用的参数以及它们如何***纵，例如GET参数和READ参数，其允许毫微微基站存储和锁定FID。

b）处理器能力（诸如处理器块），用以处理经由TR-069接收的针对FID的管理命令的（包括毫微微数据模型中的写授权的能力）。

c）比较能力（诸如比较器块），用以在操作中检查接收的FID是否已经被锁定还是新的。

d）用以报告新检测的FID的根据TR-069的强制通知方法。

还可以看到，可以在诸如H(e)NB管理***之类的毫微微管理***中包括许多特征：

a）对包含允许哪些FID用于预期毫微微基站位置的信息的信息存储的访问，例如通过经由类型2接口的供应或通过对相关数据库的访问而提供。

b）在毫微微基站处经由TR-069管理（写）FID的能力。

本发明可以在其中存在大量毫微微基站的实现方式中提供附加优势。尽管使用直接LV的周期性位置验证可能导致显著的控制开销负担，但是在一些情形中可以***分而非全部FID。这可以通过识别是否需要过多量的LV以及选择不执行其全部或者仅执行LV的定义的或计算的部分来完成。根据通过使用加密/解密的间接LV，对于大量毫微微基站来说提供FID更新以便维护周期性位置验证不是必要的。结果，这降低了***上、例如在执行LV的任何实体上的中央负载。

将看到，本发明提供了用以确定毫微微基站是否已经从一个位置移动到另一个位置的能力。

在本发明的变型中，毫微微基站能够从附近的毫微微基站接收FID。该变型可以适配于单独包括毫微微基站或者其中它们占大多数的网络中。在这样的变型中，可以定义被配置成广播FID的参考毫微微基站。

在另外的变型中，本发明一般应用于家庭基站，但是并不特定地仅应用于毫微微基站。

应当注意的是，尽管在先前的实施例中已经描述了基于FID的 LV，但是在本发明的变型中，通过位置信息中的另一项来指示位置，诸如通过IP地址或通过GPS坐标来指示。

虽然已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是应该理解的是仅通过示例的方式来描述这样的实施例。在不脱离于本发明的范围的情况下本领域技术人员将容易设想到众多变型、改变和置换。因此，意图在于随附的权利要求涵盖如落入本发明的精神和范围内的所有这样的变型或等同物。

Claims (20)

1.一种验证家庭基站位置的方法，包括以下步骤：

接收广播位置标识符；以及

检查所述位置标识符是否对家庭基站的位置有效以便验证其位置。

2.根据权利要求1的方法，其中所述位置标识符由宏基站广播。

3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中所述位置标识符对包括至少一个基站的基站特定集合唯一。

4.根据任一项前述权利要求的方法，其中所述位置标识符对地区唯一。

5.根据任一项前述权利要求的方法，其作为粗略的位置检查和作为精细的位置检查来执行。

6.根据任一项前述权利要求的方法，其中位置验证在家庭基站的发现和注册过程期间执行。

7.根据任一项前述权利要求的方法，其中位置验证在家庭基站的操作期间执行。

8.根据任一项前述权利要求的方法，其中所述位置标识符被锁定到网络元件。

9.根据权利要求8的方法，其中如果确定作为家庭基站的重定位的结果而接收的新的位置标识符属于预期位置，那么指导网络元件锁定新的位置标识符。

10.根据任一项前述权利要求的方法，其在网络中执行。

11.根据任一项前述权利要求的方法，其在家庭基站中执行。

12.根据任一项前述权利要求的方法，其在与基于网络的实体一起操作的家庭基站中间接地执行。

13.根据任一项前述权利要求的方法，其中所述位置标识符被家庭基站和配置成与家庭基站通信的网络元件用作加密和/或解密密钥。

14.根据权利要求13的方法，其中所述位置标识符被用于对消息或其部分进行加密。

15.根据任一项前述权利要求的方法，其中移动终端被用于接收所述位置标识符并且将其提供给家庭基站。

16.根据任一项前述权利要求的方法，其中所述位置标识符或包含它的消息以具有比广播信道消息更强达定义的量的编码增益的形式来编码。

17.根据任一项前述权利要求的方法，其中若干宏基站被配置成同时传送相同的位置标识符以允许通过宏基站分集所提供的增益。

18.一种能够验证家庭基站位置的网络节点，所述网络节点包括能够接收广播位置标识符的接收块；以及

用以确定所述位置标识符对家庭基站的位置是否有效以便验证其位置的检查块。

19.一种网络，包括：

能够广播位置标识符的多个基站；以及

能够验证家庭基站位置的网络节点，所述网络节点包括能够接收广播位置标识符的接收块和用以确定所述位置标识符对家庭基站的位置是否有效以便验证其位置的检查块。

20.一种包括软件代码的计算机程序产品，当在计算***上运行时所述软件代码执行验证家庭基站位置的方法，所述方法包括以下步骤：

接收广播位置标识符；以及

检查所述位置标识符对家庭基站的位置是否有效以便验证其位置。