專利名稱：分組無線電網絡中的定位業務的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于在包括分組無線電網絡的電信系統中提供定位業務和用于將分組無線電網絡用作位置信息的載體的方法與設備。移動通信系統給移動用戶提供用于從公用陸地移動網絡PLMN內的任意一個位置中通信的裝置。初始地，移動通信系統提供或多或少與有線通信系統相同的業務，即，話音呼叫、數據呼叫或傳真呼叫。移動用戶不斷改變的位置比有線通信系統不能傳送的有用信息塊更被認為是不可避免的弊病。一個更現代的觀點是通過充分利用用戶的位置，移動通信系統能獲得比有線通信系統更具競爭力的優點。此信息能用于根據用戶的位置指定一些增值業務。這樣的位置特定的增值業務包括天氣預報、娛樂節目、時間表、導航和在緊急情況中定位移動用戶。另外，用戶的位置也能用于執法目的。
在諸如GSM(全球移動通信系統)的常規蜂窩移動通信系統中，如果移動站具有正在進行的呼叫，則此移動站能位于一個網孔內。如果沒有這樣的正在進行的呼叫，則只知道一般包括幾個網孔的位置區域內的位置。即使知道一個網孔內的位置，但考慮到GSM網孔的直徑能大至70公里，則此位置仍相當不清楚。更精確的定位業務是稱為T1P1的US標準化組中執行的標準化工作的主題。具有能用于利用合理的精確度定位移動站的幾種公知方法。例如，移動站能具有綜合GPS接收機，從而此移動站能確定它自己的坐標并將這些坐標發送給網絡。例如，使用三個基站利用三角測量能定位沒有綜合GPS接收機的移動站。然而，定位程序的細節與本發明無關，并參見相關的T1P1規范。
在此申請的上下文內，將使用以下慣例。“位置管理”指根據位置/路由選擇區域與網孔/網絡單元識別符跟蹤移動站的位置的任務。因而，在任何一個移動通信系統中執行位置管理，并且這對于為呼叫選擇路由至移動用戶來說是一個必需任務。相反地，“定位業務”(LCS)指根據地理坐標跟蹤移動站的位置的任務。此任務不是為呼叫選擇路由所必需的，此任務反而是增值業務或能用于生成增值業務。
現有技術的定位業務系統具有的一個問題是完全忽略分組無線電用戶。沒有公知的方法來定位只與諸如GPRS(通用分組無線電業務)的分組無線電網絡簽定預約的移動站的方法。一種盲目方法是為分組交換網絡實現獨立的定位業務，但這將導致成雙配置幾個網絡單元。沒有公知的信令慣例使用于電路交換網絡的定位業務也能用于分組交換網絡中。
本發明的一個目的是提供用于給諸如GPRS的分組無線電網絡提供定位業務的一種機制。另一目的是以不必成雙配置現有功能和/或增加信令開銷的方式實現定位業務。本發明的另一目的是提供基于分組的載體用于諸如GSM的電路交換網絡中的定位業務。利用以所附的獨立權利要求中所公開的為特征的方法與設備來實現這些目的。本發明的優選實施例公開在所附的從屬權利要求中。
根據本發明的第一方面，提供用于在支持第一類型(例如，電路交換)與第二類型(例如，分組交換)的連接的移動通信系統中提供有關移動站的定位業務信息的一種方法，此方法包括以下步驟1)從請求實體中接收請求；2)檢索有關此移動站的定位業務信息；和3)提供對此請求的響應。根據本發明的方法的特征在于4)根據第一組預定準則確定用于此檢索步驟的優選類型的連接；和5)在此檢索步驟中利用此優選類型的連接執行至少第一嘗試。
優選地，第一組預定準則包括檢查此移動站當前是否具有利用至少一種類型的連接的有效連接。此檢查可以基于檢驗來自請求實體的請求。
如果第一嘗試導致失敗，則第二組預定準則可以包括此失敗的原因，并且檢索步驟包括利用其余類型的連接執行第二嘗試以響應第二組預定準則的滿足。優選地，如果第一嘗試失敗，但失敗的原因不是“業務不允許”；并且以前未不成功地執行利用其余類型的連接的第二嘗試，則滿足第二組預定準則。
如果此移動站具有正在進行的呼叫，則優選類型的連接是電路交換連接，否則優選類型的連接是分組交換連接。如果未建立分組交換通信，則此方法可以包括為此移動站建立電路交換通信。
可選擇地，此方法可以包括建立至少一個隱式分組數據協議或PDP上下文(context)。建立PDP上下文可以包括分配預定義網絡層業務接入點識別符或NSAPI值。可以在此移動站與支持節點之間和/或在支持節點與當前服務于此移動站的服務移動位置中心之間建立此隱式PDP上下文。后一PDP上下文也可以是顯式PDP上下文。
應注意建立隱式PDP上下文能獨立用于除定位業務之外的用途。
最好由網關移動位置中心GMLC(選擇地利用諸如HLR和/或VMSC的其他網絡單元進行輔助)執行大部分的上述確定步驟，這是因為所有的LCS詢問通過GMLC進行路由選擇。根據當前T1P1規范，每個PLMN中具有GMLC。結果，根據本發明的第二方面，GMLC適用于完成根據本發明第一方面的方法。
將參照附圖利用優選實施例更詳細地描述本發明，其中
圖1是表示其中可以使用本發明的電信系統的一個實施例的方框圖；圖2是表示本發明的總概念的流程圖；和圖3A-3C是描述圖1所示的系統中不同情況的信令圖表。
圖1是表示本發明的優選實施例的方框圖。將基本上根據相關的ETSI建議結合GSM與GPRS(通用分組無線電業務)來描述本發明。然而，應明白選擇GSM與GPRS系統只用于示意目的，并且本發明可應用于支持電路交換與分組交換連接的任何一個電信系統中。
除移動位置中心MLC(即，網關移動位置中心GMLC和服務移動位置中心SMLC)之外，從現有技術的GSM與GPRS系統中知道其余的組成部分。MLC執行與移動設備和/或用戶相關的定位業務。MS通常是移動電話機，但這能是使用標準空中接口的任何實體，例如通過空中接口連接到網絡的測量單元。如圖1所示的系統能利用下面的接口來實施。L1接口(VMSC/SGSN)能是SS7或IP上的MAP接口，或GPRS Gs接口。L2接口(SGSN/SMLC)和L7接口(SGSN/GMLC)能是SS7或IP上的MAP接口，或GPRS Gn接口。L3接口(SGSN/歸屬GMLC)能是SS7或IP上的MAP接口，或GPRSGp接口。L4接口(MSC/SMLC)、L5接口(GMLC/VMSC)與L6接口(HLR/GMLC)能是SS7或IP上的MAP接口。優選地，L3、L5與L7接口上的協議與協議消息是例如相同的MAP接口與消息。
圖2是從網關移動位置中心GMLC的觀點出發來表示本發明的總概念的流程圖。在步驟20中，GMLC從請求實體/應用中接收LCS請求。在步驟21,GMLC確定優選類型的連接(電路交換或分組交換)，并在步驟22利用此優選類型的連接(例如，電路交換)進行第一嘗試。在步驟23,GMLC測試第一嘗試是否成功，而如果成功的話，則在步驟28中GMLC給在步驟20中發送初始請求的實體/應用發送一個響應。如果第一嘗試失敗，GMLC可以在步驟24檢查是否因為禁止限制(即，不允許此業務)而引起失敗。如果因為禁止限制而引起失敗，則嘗試其余類型的連接(例如，分組交換)沒有意義，并在步驟29將此失敗表示給請求實體。對于其中測試是否已嘗試其余類型的連接的步驟25同樣如此。否則，在步驟26利用其余類型的連接進行第二嘗試。在步驟27,GMLC確定第二嘗試是否成功，而如果成功的話，在步驟28中GMLC給在步驟20中發送此請求的實體/應用發送一個響應。否則，在步驟29表示失敗。
圖3A-3C是描述圖1中所示的系統中三種不同情況的信令圖表。根據本發明，此系統包括用于通用位置計算的SMLC單元和GMLC單元。在步驟301中，外部LCS應用/實體向GMLC請求某一LCS業務。GMLC驗證此LCS應用的識別符及其請求的LCS業務的預約。此GMLC也從預約數據或從此請求應用提供的數據中導出將進行定位的MS的識別符(例如，MSISDN)和LCSQoS。在步驟302，此GMLC檢查此MS用戶是否是GSM用戶，即，是否具有用于此MS的VMSC和/或SGSN地址。此GMLC給將進行定位的MS的HLR發送MAP-SEND-ROUTING-INFO-FOR-LCS(MAP發送LCS的路由選擇信息)消息。在SCCP層上利用被呼叫方地址中的MSISDN號碼為此消息選擇路由至HPLMN的HLR。如果此GMLC已經知道用于特定MSISDN的VMSC的位置與IMSI(例如，GMLC已將前一位置請求的結果存儲到超高速緩沖存儲器)，則可以跳過步驟302與303。而且，如果GMLC已存儲此用戶的SGSN地址并且在最后的查詢中在HLR中沒有VMSC地址，則GMLC可以再使用此SGSN地址并一起跳過步驟302與303。然而，即使VMSC與SGSN地址出現在用于特定用戶的GMLC上，此GMLC仍然可以執行步驟302與303以確信它具有最新的信息。(換句話說，如果GMLC將此信息存儲在超高速緩沖存儲器中，則此信息最好具有最長的壽命)。在步驟303中，HLR驗證包含在SCCP呼叫方地址中的GMLC的E.164地址對應于授權請求MS位置信息的公知GSM網絡單元。(E.164是用于SS7信令系統中的尋址系統)。此HLR隨后返回用于特定MS的IMSI以及當前VMSC地址與當前SGSN地址，如果可利用的話。
從步驟305開始，這三種情況相互不同。如果GMLC知道服務于此移動站的VMSC的地址，則在步驟305a中GMLC給HLR所示的VMSC發送MAP-PROVIDE-SUBSCRIBER-LOCATION(MAP提供用戶位置)消息。如果沒有VMSC地址可利用，則在步驟305c將此消息發送到HLR所示的SGSN地址。此消息傳送MS用戶的IMSI、LCS QoS信息(例如，精度、響應時間、優選/請求的定位方法)、LCS應用是否具有越權能力的指示和可利用的當前SGSN地址。
如果在步驟305a發送此消息給VMSC，則此VMSC驗證VLR中MS用戶的預約分布可能的LCS禁止限制。(在這種情況中發送給VMSC的PROVIDE-SUBSCRIBER-LOCATION(提供用戶位置)消息應包括將在步驟305b中使用的SGSN地址，如果執行步驟305b的話)。否則，SGSN能執行這些檢查功能。如果禁止LCS并且同一國家中的LCS應用不具有越權能力，則將一個差錯響應返回給GMLC。如果此MS處于GSM有效模式中(例如，具有正在進行的呼叫)，則在步驟307a中VMSC發送MAP-PERFORM-LOCATION-SERVICE(MAP執行定位業務)消息給其相關的SMLC。正在進行的呼叫的信令信道用于SMLC與MS之間的消息交換。如果此MS處于GSM空閑模式中，則在步驟305b中VMSC將它從GMLC中接收的MAP-PROVIDE-SUBSCRIBER-LOCATION(MAP提供用戶位置)消息轉發給SGSN，即轉發給從GMLC中接收的地址。此地址根據一方面在VMSC與SGSN之間使用的協議和另一方面在GMLC與SGSN之間使用的協議可能是IP地址或SS7號碼。如果這樣的SGSN地址不存在或不可利用，或如果在步驟309b之后SGSN表示不知道此用戶，則VMSC為定位目的通過電路交換業務建立一個信道并將執行步驟307a-310a。如果這些步驟失敗，則通過分組交換與電路交換業務通知GMLC:LCS已失敗。如果SGSN從VMSC中接收到位置請求消息，則在步驟307b它給其相關的SMLC發送MAP-PERFORM-LOCATION-SERVICE消息。應事先在SGSN上構造此SMLC信息。如果在MSC/VLR中不知道此MS，則將在差錯消息中將此事實表示給GMLC。隨后，如果在步驟303也提供SGSN地址，則GMLC將試圖通過SGSN定位此MS(并在步驟305c繼續)。如果沒有用于此MS的VMSC地址，則在步驟305c將MAP-PROVIDE-SUBSCRIBER-LOCATION消息直接發送給SGSN。在檢查可能的禁止與其他限制之后，在步驟307c此SGSN給其相關的SMLC發送MAP-PERFORM-LOCATION-SERVICE消息。在步驟308，在SMLC中或通過SMLC執行通用位置計算。至于有關此位置計算的具體細節，參見相關的ETSI規范。然而，這些細節對理解本發明不是至關重要的。
在步驟309中，SMLC將此位置信息返回給請求實體(步驟309a中的VMSC，步驟309b與309c中的SGSN)。在步驟310，將此位置信息返回給GMLC。(在步驟310a,VMSC將此位置信息直接返回給GMLC。在步驟310b,SGSN通過VMSC將此位置信息返回給GMLC。在步驟310c,SGSN將此位置信息直接返回給GMLC)。最后，在步驟311中，GMLC將此MS位置估算返回給請求LCS實體/應用。如果LCS應用要求此估算的話，則GMLC可以首先將VMSC提供的全球位置坐標轉換為某一本地地理系統。GMLC可以記錄LCS應用和VMSC網絡的網絡間收益費用的帳單。除了步驟304與306中的測試之外，圖3A的主題基本上對應于相關的ETSI規范。
差錯處理如果GMLC從VMSC或SGSN接收到表示它不知道所述用戶的差錯報告，或者如果GMLC根本不能到達預定節點和如果GMLC正在使用舊信息(例如，存儲在超高速存儲器中的信息)，則GMLC可以執行另一個HLR詢問以獲得最新地址信息。在得到新信息之后，GMLC可以從最初開始此操作。而且，如果GMLC不能到達VMSC，則此GMLC能試圖直接聯絡SGSN。反過來，如果VMSC在一定數量的嘗試之后不能到達SGSN，或如果此MS在SGSN中是未知的，則VMSC可以通過電路交換業務自己執行定位操作。如果此定位操作不成功，則VMSC應返回一個差錯響應給此GMLC并通過SGSN與VMLC表示此定位操作已失敗。此GMLC隨后將不嘗試SGSN路由。
可選擇的實施例在步驟301中，GMLC可以根據LCS請求確定此請求是否與正在進行的呼叫有關。此確定的基礎例如可以是諸如LCS請求中的被叫方號碼的顯式參數或諸如LCS請求的源地址的隱式指示。如果在步驟303中返回SGSN地址與MSC地址，則在步驟304中此GMLC可以如下操作。
如果此LCS與正在進行的呼叫有關，則此GMLC給處理此呼叫的VMSC發送PROVIDE-SUBSCR-LOC(提供用戶位置)消息。通常，正在進行的呼叫的信令信道將用于SMLC與此MS之間的消息交換。可能的差錯將報告給隨后應嘗試SGSN路由的GMLC，除非此差錯是由于禁止(即，“業務不允許”)引起的。
如果此LCS不與正在進行的呼叫相關，則此GMLC給服務于此MS的SGSN發送PROVIDE-SUBSCR-LOC消息。此SGSN試圖利用圖3C所示的步驟305c-310c定位此MS。如果此嘗試由于除禁止之外的任何其他原因而失敗，則此SGSN將返回一個差錯響應給GMLC。接下來，此GMLC將嘗試VMSC路由(即，它發送PROVIDE-SUBSCR-LOC消息給此VMSC)。然后，雖然此MS處于空閑模式中，但此VMSC將試圖通過VMSC(利用步驟307a-310a)定位此MS。
根據此實施例，如果在步驟303中只提供一個地址(VMSC或SGSN)，則GMLC嘗試此地址。如果此地址與VMSC相關，則將使用步驟307a-310a，而如果此地址與SGSN相關，則將使用步驟307c-310c。
MS-MLC位置相關通信本發明允許幾種選擇來根據選擇的位置計算方法在MS與MLC之間以及在SGSN與GMLC之間傳送信息。然而，GMLC-SGSN接口最好類似于GMLC-VMSC接口。
對于技術人員來說顯然圖3A至3C中的信令圖稍微進行簡化，這是因為省略一些例行程序步驟(諸如PDP上下文激活)。預期定位業務將在使移動通信系統比有線通信系統更具競爭性中起著日益重要的作用。因而，為定位業務的目的而建立PDP上下文的例行程序任務可以引起大量的開銷業務。為消除此開銷業務，在移動站MS與SGSN之間可以具有隱式PDP上下文。為此，應預留并標準化一個NSAPI(網絡層業務接入點識別符)值用于定位業務。在GPRS支持節點SGSN與GGSN中，NSAPI識別與某一PDP地址相關的PDP上下文。隱式上下文的存在允許MS與SGSN隨時發送位置請求或響應消息。因而，不需要顯式上下文激活。SGSN利用預留的NSAPI值將移動站始發消息傳送給服務MLC。同樣地，利用特殊的NSAPI值隨時將移動站終接消息傳送給此MS。需要在此MS與SGSN之間建立一條無線電鏈路用于消息傳輸。
能以幾種方式建立SGSN與服務MLC之間的通信，也能在這些實體之間重復使用此隱式上下文方法。可選擇地，在此接口上(利用特殊的NSAPI值)進行顯式上下文建立。此方法的益處是此MLC知道當前跟蹤的所有用戶，并且在將一個用戶切換到由另一個MLC服務的另一SGSN時，能明確釋放此上下文。另外，如果此計算被中斷，即未完成，則舊的SGSN能通過給VMSC或GMLC發送一個差錯報告來表示失敗。此VMSC可以將此差錯報告轉發給GMLC，此GMLC可以再次詢問HLR以獲得新的SGSN地址，從而能再次開始定位處理。
還一選擇方案是定義SGSN與SMLC之間的信令消息。此接口可以和SMLC與VMSC之間的接口(例如，MAP接口)相同。
可選擇地，能在MS與SMLC之間使用常規的PDP上下文，對于此MS此SMLC在這種情況中看來是特殊的GGSN。能結合GPRS附加程序或只根據需求自動地執行上下文激活。能分配特殊的NSAPI用于此上下文，但此選擇不是必需的。如果進行自動上下文激活，則一個特殊的APN(例如，“MLC”)將請求位置上下文表示給此SGSN。然后，此SGSN將此上下文激活轉發給服務于此SGSN(SGSN配置信息)的MLC。可選擇地，此MLC能請求網絡啟動的PDP上下文激活發生(例如，利用將需要建立位置上下文表示給用戶的移動站的特殊NSAPI)。
能定義特殊的信令消息用于SGSN與MLC之間的空中接口(MS-SGSN)。在這種情況中，此SGSN根據配置信息(MLC)和用戶的IMSI將這些消息轉發給MS與MLC。這些消息例如可以是MAP協議消息。
雖然已結合GSM與GPRS系統描述了本發明，但本發明并不限于這些示例，并且本發明可以在所附的權利要求書的范圍內進行修改。
縮寫APN=接入點名稱GMLC=網關移動位置中心GGSN=網關GPRS支持節點GPRS=通用分組無線電業務GPS=全球定位系統
GSM=全球移動通信系統HLR=歸屬位置寄存器HPLMN=歸屬PLMNLCS=定位業務MLC=移動位置中心MSC=移動業務交換中心NSAPI=網絡(層)業務接入點識別符PLMN=公用陸地移動網絡SAP=業務接入點SCCP=信令連接與控制部分SGSN=服務GPRS支持節點SMLC=服務移動位置中心VLR=訪問者位置寄存器VMSC=VLR+MSC參考文獻T1P18P150581定位業務(LCS)階段0要求T1P18P151045定位業務(LCS)；業務說明，階段1T1P18P151056定位業務(LCS)；功能說明，階段2T1P18P153351GPRS用作LCS載體的推論和建議的補充項所有的參考文獻引入在此作為參考。
權利要求
1.用于在支持第一類型(L5)與第二類型(L3,L7)的連接的移動通信系統中提供有關移動站(MS)的定位業務信息的一種方法，此方法包括以下步驟從請求實體中接收請求(20,301)；檢索(22,308)與所述移動站(MS)有關的所述定位業務信息；和提供對所述請求的響應(28,311)；其特征在于根據第一組預定準則(304,306)確定(21)用于所述檢索步驟的優選類型的連接；和在所述檢索步驟中利用所述優選類型的連接執行至少第一嘗試(22)。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述第一組預定準則包括檢查此移動站(MS)當前是否具有利用至少一個所述類型的連接的有效連接。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于，所述檢查基于檢驗所述請求(301)。
4.根據任何一個前面權利要求的方法，其特征在于，如果所述第一嘗試導致失敗，則第二組預定準則包括失敗的原因，并且所述檢索步驟包括利用其余類型的連接執行第二嘗試(26)以響應所述第二組預定準則的滿足。
5.根據權利要求4的方法，其特征在于，以下情況滿足所述第二組預定準則所述第一嘗試失敗，但失敗的原因不是“業務不允許”；和以前未不成功地執行利用其余類型的連接的所述第二嘗試。
6.根據任何一個前面權利要求的方法，其特征在于，所述第一類型的連接(L5)是電路交換連接，并且所述第二類型的連接(L3,L7)是分組交換連接。
7.根據權利要求6的方法，其特征在于，如果所述移動站(MS)具有正在進行的呼叫，則所述優選類型的連接是電路交換連接(L5)，否則所述優選類型的連接是分組交換連接(L3,L7)。
8.根據權利要求6或7的方法，其特征在于，如果未建立所述分組交換通信，則為此移動站(MS)建立電路交換通信。
9.根據權利要求6-8之中任何一個權利要求的方法，其特征在于，建立至少一個隱式分組數據協議或PDP上下文。
10.根據權利要求9的方法，其特征在于，建立PDP上下文的所述步驟包括分配預定義網絡層業務接入點識別符或NSAPI值。
11.根據權利要求9或10的方法，其特征在于，在此移動站(MS)與支持節點(SGSN)之間建立所述至少一個隱式PDP上下文。
12.根據權利要求9-11中之中任何一個權利要求的方法，其特征在于，在支持節點(SGSN)與當前服務于此移動站(MS)的服務移動位置中心(SMLC)之間建立所述至少一個隱式PDP上下文。
13.根據權利要求9-11之中任何一個權利要求的方法，其特征在于，在支持節點(SGSN)與當前服務于此移動站(MS)的服務移動位置中心(SMLC)之間建立至少一個顯式PDP上下文。
14.根據任何一個前面權利要求的方法，其特征在于，如果已建立用于所述移動站的電路交換連接，則由網關移動位置中心(GMLC)直接(307a)接收所述請求(310)；和否則通過服務GPRS支持節點(SGSN)間接(305b,307b)接收所述請求(310)，此GMLC通過移動業務交換中心(VMSC)檢索所述定位業務信息，此VMSC又利用服務移動位置中心(SMLC)檢索所述定位業務信息。
15.根據權利要求14的方法，其特征在于，所述網關移動位置中心(GMLC)給所述移動業務交換中心(VMSC)發送所述服務GPRS支持節點(SGSN)的地址。
16.用于在支持電路交換通信與分組交換通信的移動通信系統中支持有關移動站(MS)的定位業務信息的一種設備(GMLC,VMSC),此設備適用于從請求實體中接收請求(20,301)；檢索(22,308)有關所述移動站(MS)的所述定位業務信息；和提供對所述請求的響應(28,311)；其特征在于，所述設備(GMLC,VMSC)適用于根據第一組預定準則(304,306)確定(21)用于所述檢索的優選類型的連接；和利用所述優選類型的連接執行至少第一嘗試(22)。
全文摘要
用于在支持例如電路交換的第一類型與例如分組交換的第二類型的連接的移動通信系統中提供有關移動站的定位業務信息的一種方法,此方法包括以下步驟:從請求實體中接收請求(20);檢索(22)有關所述移動站的所述定位業務信息;和提供對所述請求的響應(28)。此方法的特征在于:根據第一組預定準則確定(21)用于所述檢索步驟的優選類型的連接;和在所述檢索步驟中利用所述優選類型的連接執行至少第一嘗試(22)。
文檔編號H04W64/00GK1324553SQ99812676
公開日2001年11月28日 申請日期1999年10月26日 優先權日1998年10月27日
發明者阿迪·穆霍寧, 塞爾吉·豪蒙特, 米科·普斯卡利 申請人:諾基亞網絡有限公司