專利名稱：一種蜂窩網絡的移動臺被動定位方法
技術領域：
本發明涉及無線通信技術領域，特別是涉及移動通信，無線傳輸理論。
背景技術：
目前，無線定位系統中對移動臺的定位是通過檢測移動臺和多個固定位置收發信機(基站)之間傳播信號的特征參數(如電波場強、傳播時問或時間差、入射角等)來估計移動臺的幾何位置。目前可以采用的定位方法通常有三種推算定位(Dead reckoning) > 衛星定位和地面無線電定位。現有蜂窩系統中為移動用戶提供定位服務(LCS)功能主要有兩種，一種為采用基于移動臺的定位方案或GPS輔助定位方案，其必須對現有移動臺進行適當修改，增加必要的軟硬件設備，如集成GPS接收機或能同時接收多個基站信號進行自定位處理的軟硬件， 并且還必須通過空中接口將定位信息傳送回蜂窩網絡。因此，這種方案不適用于在現有蜂窩網絡(如GSM網絡)中增加LCS功能，但由于這兩種方案的定位精度較高，在WCDMA及 CDMA2000網絡中將得到廣泛采用。另一種為基于蜂窩網絡的定位方案，其只需對蜂窩網絡設備作適當擴充、修改，不需要對現有移動臺作任何修改，能充分利用現有各種蜂窩系統的龐大資源，保護用戶已有投資，實現相對容易，并且能達到一定精度，因而這種方案適用于傳統蜂窩網絡，現有移動臺定位方案的模型如圖I和2所示。在各種無線定位系統中，采用的基本定位方法和技術都是相同或相似的，都是通過檢測某種信號的特征測量值實現對移動臺的定位估計。在蜂窩網絡中為移動臺提供LCS 功能，通常可供選擇的基本定位方法有
I.場強定位法
這種方法是通過檢測接收信號的場強值、利用已知的信道衰落模型及發射信號的場強值估算出收發信機之間的距離，通過求解收發信機之間的距離方程組，確定目標移動臺位置。在蜂窩網絡中只要在移動臺對前向鏈路多個基站發射信號進行場強測量或在多個基站對反向鏈路移動臺發射信號進行場強測量，再根據有關定位算法求解測距方程組，就能計算出移動臺的估計位置。2.基于電波傳播時間(TOA)或時間差(TDOA)的定位法
該方法是通過測出電波從發射機傳播到多個接收機的傳播時間(TOA)或時間差 (TDOA)來確定目標移動臺的位置。對于TOA方法，收發信機之間的距離可通過測出的電波傳播時間獲得，和場強法類似，利用相位測量、脈沖測量或擴頻測距技術等多種技術進行多個TOA測量，再根據有關算法求解測距方程組，就能計算出目標移動臺的估計位置。對于 TDOA方法，可通過直接計算TOA差值或GCC技術等方法得到TDOA測量值，一個TDOA測量值對應的是以兩個接收機為焦點的一對雙曲線，多個TDOA測量值對應的多條雙曲線的交點為移動臺估計位置，現有的基于網絡和移動臺的定位模型分別如圖I和2所示。然而上述方法均為針對移動臺的主動式定位方法，并且需對網絡設備進行改裝或計算較為復雜，因此成本和復雜度較高，有必要設計一種針對移動臺的被動定位方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決蜂窩網中移動臺無法被動定位問題，在對移動臺和基站設施不進行改造的條件下實現移動臺的快速定位。本發明為解決上述技術問題提供一種蜂窩網絡的移動臺被動定位方法，其特征在于
A、建立蜂窩網絡的移動臺主定位機制；
B、建立蜂窩網絡的移動臺位置全局更新機制；
C、設置蜂窩網絡的移動臺位置局部更新機制；
D、設置蜂窩網絡的移動臺從定位方法。所述步驟A中，相應的子步驟為a.當無線終端用戶(移動臺)處于移動狀態時，其接收來自覆蓋范圍內的基站信息，然后無線終端發送包含無線終端識別信息的VVLR的注冊請求信息至最近的基站；b.基站轉發此信息給對其服務的MSC ;c.此MSC將此信息報告給移動臺所屬的HLR ；d.移動臺所屬的HLR從無線終端識別ID信息中解析出VVLR的地址， 并且將接收到的所有信息發送至VVLR ；e. VVLR將用戶文檔存儲至其相應的設備端，并且發送一個VVLR注冊確認信息至移動臺所屬的HLR ；f.移動臺所屬的HLR發送確認信息至相應的MSC;g.此MSC向移動臺發送確認信息告知已成功進行用戶注冊，其中ID為識別碼， HLR為位置歸屬寄存器，VVLR為虛擬位置訪問寄存器，MSC為移動交換中心，總的流程如圖 3所示。所述步驟B中，相應的子步驟為a.當移動臺進入一個新的區域時，其向最近的基站發送全局用戶組位置更新請求信息；b.相應的最近的基站將此信息轉發給其相應的 MSC ；c.此MSC更新其VLR，并且向移動臺相應的VVLR發送全局用戶組位置更新請求信息；
d.VVLR更新其相應的移動臺位置信息，并且向新的MSC發送全局用戶組位置更新請求信息；f.此MSC向對移動臺服務的基站發送確認信息，并且VVLR向上一個MSC發送全局用戶組位置注冊取消信息；g.對移動臺服務的基站將此確認信息轉發給移動臺，并且上一個 MSC將移動臺的信息移除，向VVLR發送確認信息，其中VLR為訪問位置寄存器。所述步驟C中，相應的子步驟為a.當移動臺進入一個新的蜂窩小區時，其向最近的基站發送局部用戶組位置更新請求信息；b.相應的最近的基站將此信息轉發給對其服務的MSC ；c.此MSC更新此移動臺位置信息，并且向對移動臺服務的基站發送確認信息；
d.此基站將此確認信息發送給移動臺。所述步驟D中，移動臺從定位方法用于當VVLR失效時，通過對移動臺發出主動呼口4，從而確定其位置，其子步驟為a.對移動臺進行呼叫；b.設置本地信令轉移點(LSTP) 功能模塊的緩存大小，若被呼叫的移動臺信息存儲于重撥緩存時，則轉至子步驟d，反之則進入子步驟c ；c.若被呼叫的移動臺信息存處于LSTP功能模塊的緩存時，則轉至子步驟d， 反之則進入子步驟h;d.詢問相應的位置訪問寄存器地址(PVLR) ；e.如果在PVLR中有用于存儲被呼叫移動臺信息的剩余空間，則被呼叫移動臺的VLR向相應的MSC發送被呼叫移動臺的位置和路由信息；f.如果在PVLR中沒有用于存儲被呼叫移動臺信息的剩余空間，則執行IS-41呼叫追蹤機制；g.詢問移動臺所屬的HLR ；h.詢問PVLR中哪一個HLR為當前被呼叫移動臺的位置信息；i.PVLR獲取被呼叫移動臺所屬的VLR，并將其中的路由信息發送至被呼叫移動臺所屬的MSC，其中當被呼叫用戶進入其LSTP區域時，則PVLR用于保存被呼叫移動臺的當前呼叫請求和位置信息，被呼叫移動臺的位置信息被存儲于LSTP功能模塊的緩存中，其流程如圖4所示。所述步驟D中，設置LSTP功能模塊的緩存分配策略。令被呼叫移動臺的位置信息的平均注冊代價為I ，平均呼叫傳遞代價為使得緩存被最優利用，需使得UwS最小，其中
權利要求
1.一種蜂窩網絡的移動臺被動定位方法，解決蜂窩網中移動臺無法被動定位問題，在對移動臺和基站設施不進行改造的條件下實現移動臺的快速定位，包括如下步驟 A、建立蜂窩網絡的移動臺主定位機制； B、建立蜂窩網絡的移動臺位置全局更新機制； C、設置蜂窩網絡的移動臺位置局部更新機制； D、設置蜂窩網絡的移動臺從定位方法。
2.根據權利要求I的方法，對于所述步驟A其特征在于相應的子步驟為a.當無線終端用戶(移動臺)處于移動狀態時，其接收來自覆蓋范圍內的基站信息，然后無線終端發送包含無線終端識別信息的VVLR的注冊請求信息至最近的基站；b.基站轉發此信息給對其服務的MSC ；c.此MSC將此信息報告給移動臺所屬的HLR ；d.移動臺所屬的HLR從無線終端識別ID信息中解析出VVLR的地址，并且將接收到的所有信息發送至VVLR ；e. VVLR將用戶文檔存儲至其相應的設備端，并且發送一個VVLR注冊確認信息至移動臺所屬的HLR ；f.移動臺所屬的HLR發送確認信息至相應的MSC ；g.此MSC向移動臺發送確認信息告知已成功進行用戶注冊，其中ID為識別碼，HLR為位置歸屬寄存器，VVLR為虛擬位置訪問寄存器，MSC為移動交換中心。
3.根據權利要求I的方法，對于所述步驟B其特征在于相應的子步驟為a.當移動臺進入一個新的區域時，其向最近的基站發送全局用戶組位置更新請求信息；b.相應的最近的基站將此信息轉發給其相應的MSC ；c.此MSC更新其VLR，并且向移動臺相應的VVLR發送全局用戶組位置更新請求信息；d. VVLR更新其相應的移動臺位置信息，并且向新的MSC發送全局用戶組位置更新請求信息；f.此MSC向對移動臺服務的基站發送確認信息，并且VVLR向上一個MSC發送全局用戶組位置注冊取消信息；g.對移動臺服務的基站將此確認信息轉發給移動臺，并且上一個MSC將移動臺的信息移除，向VVLR發送確認信息，其中VLR為訪問位置寄存器。
4.根據權利要求I的方法，對于所述步驟C其特征在于相應的子步驟為a.當移動臺進入一個新的蜂窩小區時，其向最近的基站發送局部用戶組位置更新請求信息；b.相應的最近的基站將此信息轉發給對其服務的MSC ；c.此MSC更新此移動臺位置信息，并且向對移動臺服務的基站發送確認信息；d.此基站將此確認信息發送給移動臺。
5.根據權利要求I的方法，對于所述步驟D其特征在于移動臺從定位方法用于當VVLR失效時，通過對移動臺發出主動呼叫，從而確定其位置，其子步驟為a.對移動臺進行呼叫；b.設置本地信令轉移點(LSTP)功能模塊的緩存大小，若被呼叫的移動臺信息存儲于重撥緩存時，則轉至子步驟d，反之則進入子步驟c ;c.若被呼叫的移動臺信息存處于LSTP功能模塊的緩存時，則轉至子步驟d，反之則進入子步驟h ;d.詢問相應的位置訪問寄存器地址(PVLR) ；e.如果在PVLR中有用于存儲被呼叫移動臺信息的剩余空間，則被呼叫移動臺的VLR向相應的MSC發送被呼叫移動臺的位置和路由信息；f.如果在PVLR中沒有用于存儲被呼叫移動臺信息的剩余空間，則執行IS-41呼叫追蹤機制；g.詢問移動臺所屬的HLR ；h.詢問PVLR中哪一個HLR為當前被呼叫移動臺的位置信息；i. PVLR獲取被呼叫移動臺所屬的VLR，并將其中的路由信息發送至被呼叫移動臺所屬的MSC，其中當被呼叫用戶進入其LSTP區域時，則PVLR用于保存被呼叫移動臺的當前呼叫請求和位置信息，被呼叫移動臺的位置信息被存儲于LSTP功能模塊的緩存中。
6.根據權利要求I的方法，對于所述步驟D其特征在于設置LSTP功能模塊的緩存分配策略，令被呼叫移動臺的位置信息的平均注冊代價為L/，平均呼叫傳遞代價S，為使得緩存被最優利用，需使得UmS最小，其中
7.根據權利要求I的方法，對于所述步驟D其特征在于最小化IS-41呼叫追蹤機制的使用代價，令使用IS-41呼叫追蹤機制的被呼叫移動臺平均注冊代價為平均呼叫傳遞代價為有
全文摘要
本發明提供一種蜂窩網絡的移動臺被動定位方法，通過建立移動臺主定位機制、全局和局部位置更新機制和從定位方法，解決蜂窩網中移動臺無法被動定位問題，在對移動臺和基站設施不進行改造的條件下實現移動臺的快速定位。
文檔編號H04W64/00GK102625445SQ20121005326
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者黃東 申請人:黃東