无线通信网络(10)响应接收到用于给定移动终端(16)的定位事件触发而确定那个移动终端(16)的定位数据(22)。网络(10)经由控制平面信令向移动终端(16)发送定位数据(22)，以便移动终端(16)传递到用户平面。相应地，移动终端(16)通过控制平面来接收定位数据(22)，将其传递到用户平面，并且经由用户平面信令来传送定位数据(22)或者从定位数据(22)得出的位置信息。因此，网络执行定位测量和/或从其得出的地理坐标数据从控制平面传递到用户平面，用于从移动终端(16)到具有与移动终端(16)的用户平面连接的给定节点(30，90)的灵活且透明的传输。这种节点(30，90)本质上可以是网络(10)内部或外部的任何类型的通信装置、系统或服务器。
1.一种由无线通信网络(10)支持的移动终端(16)中执行用户平面位置服务的方法，所述方法的特征在于：
经由控制平面信令从所述无线通信网络(10)接收定位数据(22)，所述定位数据(22)由所述无线通信网络(10)对所述移动终端(16)确定；
将所述定位数据(22)从所述移动终端(16)的控制平面功能(80)传递到所述移动终端(16)的用户平面功能(82)；以及经由用户平面信令将所述定位数据(22)或者从所述定位数据(22)得出的位置信息从所述移动终端(16)传送到所述无线通信网络(10)，用于支持所述用户平面位置服务。
2.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，接收所述定位数据(22)包括：接收从所述无线通信网络(10)中的服务基站(14)发送给所述移动终端(16)的一个或多个无线电资源控制RRC消息中的所述定位数据(22)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征还在于，将所述一个或多个RRC消息中的一个或多个信息元素IE识别为定位数据IE，并且对应地从所述一个或多个定位数据IE中提取所述定位数据(22)。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征还在于，所述传递所述定位数据(22)包括：所述控制平面功能(80)将所述定位数据(22)保存到与所述用户平面功能(82)共享的或者是所述用户平面功能(82)可访问的存储器(84)中。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征还在于，所述定位数据(22)包括原始定位数据或者对应得出的位置数据。
6.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征还在于，所述定位数据(22)包括原始定位数据，并且其中所述传送所述定位数据(22)或者从所述定位数据(22)得出的位置信息包括：从所述原始定位数据得出所述位置信息，并且传送所述位置信息。
7.如权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征还在于，所述传送所述定位数据(22)或者从所述定位数据(22)得出的位置信息包括：在共享或专用上行链路业务信道上将所述定位数据(22)或位置信息从所述移动终端(16)传送到所述无线通信网络(10)，用于通过所述用户平面传递到具有与所述移动终端(16)的用户平面通信链路的位置服务实体(30，90)。
8.如权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征还在于，所述接收所述定位数据(22)包括：对于所述无线通信网络(10)中的测量来自所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角的一个或多个基站(14)来接收到达角测量和对应基站位置信息。
9.如权利要求8所述的方法，其特征还在于，接收所述基站位置信息包括：接收映射到所述一个或多个基站(14)的已知地理位置的基站ID，或者接收所述一个或多个基站(14)的地理位置数据。
10.如权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征还在于，所述接收所述定位数据(22)包括：从所述无线通信网络(10)中的测量来自所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角的服务基站(14)接收到达角测量和对应基站位置信息，连同从所述服务基站(14)接收无线电信号定时提前信息。
11.一种配置成执行用户平面位置服务的移动终端(16)，所述移动终端(16)的特征在于：
通信收发器(70)，配置成经由控制平面信令从支持的无线通信网络(10)接收定位数据(22)，所述定位数据(22)由所述无线通信网络(10)对于所述移动终端(16)来确定；
一个或多个处理电路(72，74)，操作上与所述通信收发器(70)关联并且配置成：
将所述定位数据(22)从所述移动终端(16)的控制平面功能(80)传递到所述移动终端(16)的用户平面功能(82)；以及经由用户平面信令将所述定位数据(22)或者从所述定位数据(22)得出的位置信息从所述移动终端(16)传送到所述无线通信网络(10)，用于支持所述用户平面位置服务。
12.如权利要求11所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成接收从所述无线通信网络(10)中的服务基站(14)发送给所述移动终端(16)的一个或多个无线电资源控制RRC消息中的所述定位数据(22)。
13.如权利要求12所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成将所述一个或多个RRC消息中的一个或多个信息元素IE识别为定位数据IE，并且对应地从所述一个或多个定位数据IE中提取所述定位数据(22)。
14.如权利要求11-13中的任一项所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成通过所述控制平面功能(80)将所述定位数据(22)保存到与所述用户平面功能(82)共享的或者是所述用户平面功能(82)可访问的存储器中，将所述定位数据(22)从所述控制平面功能(80)传递到所述用户平面功能(82)。
15.如权利要求11-14中的任一项所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述定位数据(22)包括原始定位数据或者对应得出的位置数据。
16.如权利要求11-14中的任一项所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述定位数据(22)包括原始定位数据，并且其中所述移动终端(16)配置成通过从所述原始定位数据得出所述位置信息，来生成所述位置信息。
17.如权利要求11-15中的任一项所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成通过在共享或专用上行链路业务信道上将所述定位数据(22)或者从所述定位数据(22)得出的位置信息从所述移动终端(16)传送到所述无线通信网络(10)，以便通过所述用户平面传递到具有与所述移动终端(16)的用户平面通信链路的位置服务实体(30，
90)，来传送所述定位数据(22)或者所述位置信息。
18.如权利要求11-15中的任一项所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成对于所述无线通信网络(10)中的测量来自所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角的一个或多个基站(14)来接收作为到达角测量和对应基站位置信息的所述定位数据(22)。
19.如权利要求18所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成接收作为映射到所述一个或多个基站(14)的已知地理位置的基站ID或者作为所述一个或多个基站(14)的地理位置数据的所述基站位置信息。
20.如权利要求11-15中的任一项所述的移动终端(16)，其特征还在于，所述移动终端(16)配置成从所述无线通信网络(10)中测量来自所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角的服务基站(14)接收作为到达角测量和对应基站位置信息的所述定位数据(22)连同来自所述服务基站(14)的无线电信号定时提前信息。
21.一种使用网络生成定位数据来允许移动终端(16)中的用户平面位置服务的方法，所述方法的特征在于：
通过测量在一个或多个网络基站(14)处接收的来自所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角，来确定所述移动终端(16)的定位数据(22)；
通过所述网络(10)与所述移动终端(16)之间的控制平面连接将所述定位数据(22)从所述网络(10)传送给所述移动终端(16)；
在所述移动终端(16)内将所述定位数据(22)从控制平面功能(80)传递到与所述用户平面位置服务关联或者支持所述用户平面位置服务的用户平面功能(82)；以及通过所述移动终端(16)与所述网络(10)之间的用户平面连接将所述定位数据(22)或者从所述定位数据(22)得出的位置信息从所述移动终端(16)传送到所述网络(10)。
22.无线通信网络(10)支持移动终端(16)处的用户平面位置服务的方法，所述方法的特征在于：
在所述网络(10)中的服务基站(14)处接收与所述用户平面位置服务关联的位置请求事件所触发的定位请求；
基于在一个或多个基站(14)处对于来自所述移动终端(16)的上行链路信号所进行的到达角测量以及基于对应基站位置信息来确定所述移动终端(16)的定位数据(22)；以及经由控制平面信令将所述定位数据(22)从所述服务基站(14)传送给所述移动终端(16)，以便支持所述移动终端(16)处的所述用户平面位置服务。
23.如权利要求22所述的方法，其特征还在于，从所述服务基站(14)传送所述定位数据(22)包括：在一个或多个无线电资源控制RRC消息中传送所述定位数据(22)。
24.如权利要求23所述的方法，其特征还在于，将标志包含在所述一个或多个RRC消息其中之一中，从而指示所述定位数据(22)用于在所述移动终端(16)内从所述控制平面传递到所述用户平面。
25.如权利要求22所述的方法，其特征还在于，传送所述定位数据(22)包括：将所述定位数据(22)包含在一个或多个RRC消息中包含的一个或多个信息元素IE中。
26.如权利要求22-25中的任一项所述的方法，其特征还在于，确定所述定位数据(22)包括：对于所述服务基站(14)和一个或多个相邻基站(14)生成统一定位信息，所述统一定位信息包括所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角测量以及基站位置信息，并且其中传送所述定位数据(22)包括：经由控制平面信令来传送所述统一数据或者从所述统一数据得出的终端位置数据。
27.如权利要求22-25中的任一项所述的方法，其特征还在于，确定所述定位数据(22)包括：生成统一定位信息，所述统一定位信息包括在所述服务基站(14)处的所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角测量，还包括基站位置信息和无线电信号定时提前信息或者所述移动终端(16)的关联距离信息，并且其中传送所述定位数据(22)包括：经由控制平面信令来传送所述统一数据或者从所述统一数据得出的终端位置数据。
28.如权利要求22-25中的任一项所述的方法，其特征还在于，确定所述定位数据(22)包括：在所述服务基站(14)处对于从所述移动终端(16)接收的上行链路信号测量到达角，从一个或多个相邻基站(14)接收附加到达角测量，并且将所述到达角测量连同对应基站位置信息一起包含在所述位置数据中，用于经由控制平面信令下行链路传输到所述移动终端(16)。
29.一种配置成支持移动终端(16)处的用户平面位置服务的基站(14)，所述基站(14)的特征在于配置成执行下列操作的一个或多个处理电路(60，62)：在所述基站(14)处接收与所述用户平面位置服务关联的位置请求事件所触发的定位请求；
基于在一个或多个基站(14)处对于来自所述移动终端(16)的上行链路信号所进行的到达角测量以及基于对应基站位置信息来确定所述移动终端(16)的定位数据(22)；以及经由控制平面信令将所述定位数据(22)从所述基站(14)传送给所述移动终端(16)，以便支持所述移动终端(16)处的所述用户平面位置服务。
30.如权利要求29所述的基站(14)，其特征还在于，所述基站(14)配置成在一个或多个无线电资源控制RRC消息内传送所述定位数据(22)。
31.如权利要求30所述的基站(14)，其特征还在于，所述基站(14)配置成将标志包含在所述一个或多个RRC消息其中之一中，从而指示所述定位数据(22)用于在所述移动终端(16)中从所述控制平面传递到所述用户平面。
32.如权利要求29所述的基站(14)，其特征还在于，所述基站(14)配置成在一个或多个RRC消息中包含的一个或多个信息元素IE中传送所述定位数据(22)。
33.如权利要求29-32中的任一项所述的基站(14)，其特征还在于，所述基站(14)配置成通过对于所述基站(14)和一个或多个相邻基站(14)生成统一定位信息来确定所述定位数据(22)，所述统一定位信息包括所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角测量以及基站位置信息，并且配置成经由控制平面信令来传送所述统一数据或者从所述统一数据得出的终端位置数据。
34.如权利要求29-32中的任一项所述的基站(14)，其特征还在于，所述基站(14)配置成通过生成统一定位信息来确定所述定位数据(22)，所述统一定位信息包括在在所述基站(14)处的所述移动终端(16)的上行链路信号的到达角测量，并且还包括基站位置信息和无线电信号定时提前信息或者所述移动终端(16)的关联距离信息，并且其中传送所述定位数据(22)包括：经由控制平面信令来传送所述统一数据或者从所述统一数据得出的终端位置数据。
35.如权利要求29-32中的任一项所述的基站(14)，其特征还在于，所述基站(14)配置成通过在所述基站(14)处对于从所述移动终端(16)所接收的上行链路信号测量到达角，从一个或多个相邻基站(14)接收附加到达角测量，并且将所述到达角测量连同对应基站位置信息一起包含在所述位置数据中，用于经由控制平面信令下行链路传输到所述移动终端(16)，来确定所述定位数据(22)。
到达角下行链路信令
技术领域
[0001] 本发明涉及长期演进(LTE)蜂窝系统及其关联标准-参见第三代合作伙伴项目(3GPP)，-具体来说，涉及将移动终端的网络生成定位数据从控制平面传递到用户平面，供用户平面位置服务中使用。
背景技术
[0002] 基于位置的服务当今对蜂窝行业变得越来越重要。主要驱动力是紧急情况定位，在北美表示为E-911定位。E-911定位的准确性要求相当严格，这引起采用辅助全球定位系统(A-GPS)作为主要定位方法的技术解决方案。通常还实现一种或多种可依靠定位方法(fallback positioning methods)，以便覆盖A-GPS不太适用的位置、例如室内。这类常见方法包括小区ID定位、定时提前(TA)定位、指纹识别定位以及上行链路和下行链路中的到达时间差方法。下面来评述这些方法。当前，随着具有A-GPS能力的蜂窝电话的出现，预计商业应用以较大规模出现。这类应用包括例如个人导航、好友和服务查找以及游戏应用。
[0003] A-GPS定位
[0004] A-GPS定位是GPS的增强。图1中显示例如可在宽带码分多址(WCDMA)系统中实现的基于A-GPS的定位系统的一个示例。在这类系统中，附连到蜂窝通信系统的GPS参考接收器收集辅助数据，辅助数据在传送到与蜂窝通信系统连接的终端中的GPS接收器时增强GPS终端接收器的性能。通常，A-GPS准确性能够变得几乎等于10米而无需差分运算。准确性在密集城市地区和室内变坏，其中灵敏度往往不够高到足以检测来自GPS卫星的极弱信号。
[0005] 小区ID定位
[0006] 小区ID定位方法通过将小区ID关联到小区的地理描述，以小区粒度来确定终端位置。标准化在LTE中可能尚未完成，但在WCDMA中，具有3-15个角的多边形用于此目的。
[0007] TA定位
[0008] TA定位原理如图2所示。简言之，测量无线电波从作为一种类型的蜂窝无线电基站的“eNodeB”到终端的传播时间。然后能够计算从eNodeB到终端的距离
[0009]
[0010] 其中，TA为定时提前值，以及c为光速。
[0011] 单独的TA测量定义圆，或者在考虑不准确性时定义围绕eNodeB的环形带。通过将这个信息与小区描述相结合，能够计算环形带的左角和右角。具体来说，图2示出与TA相结合的小区身份定位，其中终端位置作为服务小区和环形带的交点来确定。
[0012] 指纹识别定位
[0013] 另一种方式通过所谓的指纹识别定位来提供。指纹识别定位算法通过创建覆盖无线电接入网(RAN)的精密坐标网格的每个点的无线电指纹进行操作。指纹例如可由下列项组成：由终端在各网格点中检测的小区ID；由终端在各网格点中执行的相对多个eNodeB的量化路径损耗或信号强度测量-注意，还可能需要RBS的关联ID；各网格点中的量化TA-注意，还可能需要eNodeB的关联ID；以及无线电连接信息，例如无线电接入承载(RAB)。
[0014] 每当对于定位方法位置请求到达时，首先测量无线电指纹，此后查找并且报告对应网格点。这当然要求该点是唯一的。
[0015] 指纹识别位置(射电天图)的数据库能够通过若干方式来生成。第一备选方案是执行广泛勘测操作，它对RAN的所有坐标网格点反复执行指纹识别无线电测量。这种方式的缺点包括：所需的勘测对于小蜂窝网络变得相当多；无线电指纹识别在一些情况下(例如信号强度和路径损耗)对终端的取向敏感，即，对于手持终端特别麻烦的事实。对于精密网格，因此指纹识别位置的准确性变得极为不确定。然而，这在所报告地理结果的准确性中很少反映。
[0016] 另一种方式是由时机的高精确位置测量来取代精密网格，并且提供所述点的指纹识别无线电测量。这避免上述缺点，但是，需要定义用于群集时机的高准确位置测量的算法，并且还需要定义用于计算集群的地理描述的算法。这两个问题通过关于“自适应增强小区身份”(AECID)定位方法的先前专利申请得到解决。
[0017] 到达时间差和三边测量
[0018] 到达时间差(TDOA)方法依靠来自多个基站的测量，典型地依靠某种导频无线电信号。测量通过与所测量的基站的已知信号的相关性来执行。此情况如图3所示。
[0019] 假定测量对于多个小区是成功的，其中三个如图3所示，终端中的所测量TOA、来自基站(eNodeB)的传输时间以及终端与基站间的距离之间的下列关系如下：
[0020] tTOA，1+bclock＝T1+‖r1-rTerminal‖/c
[0021]
[0022] tTOA，n+bclock＝Tn+‖rn-rTerminal‖/c.
[0023] 在这里，tTOA，i，i＝1，K，n表示终端中的所测量到达时间(TOA)，Ti，i＝1，K，n表示来自eNodeB的传输时间，以及c为光速。粗体量是基站和终端的(向量)位置，bclock表示终端相对蜂窝系统时间的未知时钟偏置。这时，在TDOA定位中，相对自己站点的到达时间差按照下式来形成
[0024] tTDOA，2＝tTOA，2-tTOA，1＝T2-T1+‖r2-rTerminal‖/c-‖r1-rTerminal‖/c[0025]
[0026] tTDOA，n＝tTOA，n-tTOA，1＝Tn-T1+‖rn-rTerminal‖/c-‖r1-rTerminal‖/c[0027] 在这n-1个等式中，只要能够测量传输时间差(表示真实时间差)，左边则为已知(具有某种附加测量误差)。此外，基站的位置ri，i＝1，K，n能够勘测到数米之内，并且因而也是已知的。保持为未知的是终端位置，即，
[0028] rTerminal＝(xTerminal yTerminal zTerminal)T
[0029] 在最常见情况下，执行二维定位，而未知位置表达为
[0030] rTerminal＝(xTerminal yTerminal)T
[0031] 因而则断定，需要至少三个到达时间差以便查找3D终端位置，并且需要至少两个到达时间差以便查找2D终端位置。这又意味着，对于3D终端定位需要检测至少四个站点，并且对于2D终端定位需要检测至少三个站点。实际上，如果收集更多测量并且引入最大似然解，则能够提高准确性。在仅检测最少数量的站点的情况下，还可存在多个(错误)解。
[0032] 到达角定位
[0033] 到达角定位利用多个天线单元来测量碰撞到所述阵列的无线电波的到达角。在上行链路，易于理解，需要在非同一地点站点中测量的到达角以计算平面中的位置。这使纯到达角定位成为多小区技术，即，显著增加实现的复杂度和成本的事实。此外，在乡村地区，基站几何尺寸可能不允许多个eNodeB中的测量。
[0034] 因此，基站可在一个小区中将AoA与TA组合。由于AoA和TA在终端位置中本质上是按正交方向的，所以至少在无线电传播良好的情况下，没有过多的多径和非视距影响，这种方法的准确性应当良好。例如在没有山丘的乡村地区，情况应当是这样。此原理如图4所示。
[0035] 架构考虑-单个小区与多个小区
[0036] 在LTE系统中，eNodeB通过X2接口相互通信，并且通过RRC接口与终端进行通信，参见图5，示出LTE RAN架构。对于使用上行链路测量的AoA定位，这意味着，在纯AoA定位的情况下将需要通过X2的信令，而与TA的结合不要求这个方面。但是，也有可能把来自多个基站的AoA与TA相结合。
[0037] 架构考虑-控制平面与用户平面
[0038] 定位能够通过控制平面(CP)或用户平面(UP)来执行。在第一情况下，在UE中执行的测量需要通过RRC接口向eNodeB发信号通知，以便进一步传递到定位节点。AoA(上行链路)定位不要求任何信令，因为AoA测量在eNodeB中执行，并且因为TA在服务eNode中也是可用的。
[0039] 用户平面定位是完全不同的，因为通过用户平面定位，终端使用对eNodeB是透明的通信直接与RAN外部的定位节点进行通信。当前趋势是更朝向用户平面定位。例如，某些网络运营商、例如VERIZON更喜欢将用户平面定位用于LTE。
发明内容
[0040] 无线通信网络响应接收到给定移动终端的定位事件触发而确定那个移动终端的定位数据。网络经由控制平面信令向移动终端发送定位数据，用于由移动终端传递到用户平面。相应地，移动终端通过控制平面来接收定位数据，将其传递到用户平面，并且经由用户平面信令来传送定位数据(或者从定位数据得出的位置信息)。因此，网络执行的定位测量和/或从其得出的地理坐标数据从控制平面传递到用户平面，用于从移动终端灵活且透明地传输到具有与移动终端的用户平面连接的给定节点。这种节点可以是网络内部或外部的基本上任何类型的通信装置、系统或服务器。
[0041] 因此，在一个或多个实施例中，基站配置成支持移动终端处的用户平面位置服务，其中基站包括一个或多个处理电路，它们配置成在基站处接收由与用户平面位置服务关联的位置请求事件触发的定位请求，并且配置成确定移动终端的定位数据。例如，可确定定位电路，以便基于在一个或多个基站处对于来自移动终端的上行链路信号所进行的到达角测量以及基于对应基站位置信息来计算定位数据。一个或多个处理电路还配置成经由控制平面信令将定位数据从基站传送给移动终端，以便支持移动终端处的用户平面位置服务。
[0042] 相应地，在一个或多个实施例中，移动终端配置成执行用户平面位置服务，其中移动终端包括配置成经由控制平面信令从支持的无线通信网络接收定位数据的通信收发器，其中定位数据由无线通信网络对于移动终端确定。此外，移动终端包括操作上与通信收发器关联的一个或多个处理电路。这些处理电路配置成将定位数据从移动终端的控制平面功能传递到移动终端的用户平面功能，并且经由用户平面信令将定位数据或者所得出位置信息从移动终端传送到无线通信网络，以便支持用户平面位置服务。
[0043] 在长期演进(LTE)网络、基站和移动终端的上下文中，本文档中公开的本发明例如允许在用户平面应用中使用上行链路到达角(AoA)定位确定。具体来说，通过经由LTE RRC接口从eNodeB向移动终端发信号通知关于上行链路AoA测量，并且然后使移动终端将那个信息传递到用户平面用于从移动终端的用户平面信令，来允许通过用户平面的到达角(AoA)定位。
[0044] 广义来说，本文档公开一种方法和设备，其中，移动终端或其它用户设备(UE)在下行链路(DL)中经由控制平面信令来接收至少与UE位置相关的数据。相应地，UE在上行链路(UL)中经由用户平面信令来传送至少使UE位置能够被确定的信息。由UE在DL经由控制平面信令从网络所接收的定位数据可以是UE的所计算位置，或者可以是足以计算UE的位置的数据。类似地，由UE通过用户平面经由UL信令相应传送的信息可以是UE的所计算位置或者可以是足以计算UE的位置的数据。也就是说，UE可向用户平面传递它通过控制平面从网络接收的无论什么定位数据，或者它可对那个数据进行处理或添加，用于由UE在用户平面的后续传输。
[0045] 本发明当然并不局限于上述特征和优点。实际上，通过阅读以下详细描述以及参见附图，本领域的技术人员会知道附加特征和优点。
附图说明
[0046] 图1是在诸如WCDMA系统之类的蜂窝通信系统中实现的A-GPS的已知示例。
[0047] 图2是与TA相结合的小区身份定位的已知示例。
[0048] 图3是与TDOA定位方法相关的多个基站的已知示例。
[0049] 图4是单个小区中的TA和AoA的融合的已知示例。
[0050] 图5是LTE RAN架构的已知示例。
[0051] 图6是适合于使网络确定和控制平面发信号通知的定位数据为连接到移动终端的用户平面节点可用的混合定位过程的网络10及关联移动终端的一个实施例的框图。
[0052] 图7是用于在控制平面中生成和发信号通知定位数据的网络侧处理的方法的一个实施例的逻辑流程图，用于目标移动终端的用户平面使用。
[0053] 图8是用于通过控制平面来接收定位数据并且将其传递到用户平面用于用户平面基于位置的服务的终端侧处理的方法的一个实施例的逻辑流程图。
[0054] 图9是本文所考虑的混合定位过程的网络侧和终端侧处理的一个实施例的逻辑流程图。
[0055] 图10是配置用于本文所考虑的混合定位过程的网络基站和移动终端的LTE实施例的框图。
[0056] 图11是本文所考虑的混合定位过程的一个实施例的附加移动终端实现细节的框图。
具体实施方式
[0057] 图6示出包括无线电接入网(RAN)12的示例无线通信网络10，无线电接入网(RAN)12具有将一个或多个移动终端(MT)16-1、16-2等以无线方式耦合到核心网络(CN)18的基站(BS)14-1、14-2等。CN 18又在通信上将移动终端16耦合到一个或多个外部网络20、例如因特网。通过这种布置，任何给定移动终端16都能够在通信上耦合到网络10内的另一个移动终端16和/或例如通过外部网络20耦合到在通信上与CN 18链接的任何范围的通信装置、系统和服务器。
[0058] 本文档中特别受关注的是，网络10配置成响应接收到定位事件触发而确定标识给定移动终端16的位置的定位数据22，并且通过“控制平面”24经由控制平面信令将定位数据22传送到那个给定移动终端16。有利地，给定移动终端16配置成在内部将所接收定位数据22从控制平面功能传递到用户平面功能、例如终端16中运行的位置服务应用。此外，给定移动终端16配置成通过“用户平面”28经由用户平面信令将定位数据22或者从定位数据22得出的位置信息传送到网络10。
[0059] 因此，移动终端16在用户平面28传送定位数据，该定位数据与经由下行链路控制平面信令所接收的定位数据22相同，或者可以是从所接收定位数据22得出的位置信息。“所得出位置信息”又可以是采用来自移动终端16的附加信息补充的定位数据22，或者可以是根据定位数据22计算的地理位置数据(在定位数据22尚未包含所计算地理位置数据的情况下)。
[0060] 在任何情况下，定位数据22或者所得出位置信息由网络10作为用户业务透明地携载，并且因而送往具有到移动终端16的用户平面连接的节点或者其它实体。作为一个具体示例，可假定定位服务节点30具有由CN 18以及RAN 12中充当移动终端16-1的服务基站的基站14-1支持的到移动终端16-1的用户平面通信链路。作为非限制性示例，定位服务节点30可以是向移动终端16-1的用户提供基于位置的出售(offers)的第三方零售或广告服务器，或者它可以是经授权得到移动终端16-1的位置信息的紧急情况或执法服务器。
[0061] 在任何情况下，定位服务节点30、移动终端16-1或者未示出的另一个实体发起对于移动终端16-1的定位事件，并且网络10接收对应定位事件触发。那个触发在服务基站14-1处被直接或间接接收，服务基站14-1响应该触发而确定移动终端16-1的定位数据
22，并且通过控制平面24将其发送给移动终端16-1。
[0062] 移动终端16-1经由控制平面信令来接收定位数据22，并且在内部将其传递到用户平面功能、例如移动终端16-1的用户平面侧上运行的位置服务应用。然后，移动终端16-1通过控制平面28经由用户平面信令将定位数据22或者所得出位置信息传送给服务基站14-1，用于作为用户业务通过网络10和外部网络20进行传输，以便传递给定位服务节点
30。
[0063] 注意，在一个或多个实施例中，服务基站14-1基于在其天线单元的一个或多个天线单元处对于来自移动终端16-1的上行链路信号测量到达角来确定移动终端16-1的定位数据22。服务基站14-1的那些测量和位置信息能够与服务基站14-1经由基站间信令接口31所接收的来自一个或多个相邻基站14的相似测量和位置信息相结合，以便确定定位数据22。备选地，服务基站14-1使用其到达角测量来建立到移动终端16-1的方向，并且使用往返定时(无线电信号定时提前)测量来确定到移动终端16-1的距离，这意味着它不需要从任何相邻多个基站14接收到达角测量用于确定移动终端16-1的位置。
[0064] 本领域的技术人员会理解，各基站14包括支持与移动终端16的无线通信的通信收发器电路-图示中没有明确示出。(本文档中，“基站14”和“多个基站14”是对任何给定一个或多个网络基站的单数和复数提法，以及“移动终端16”和“多个移动终端16”是对任何给定一个或多个移动终端的单数和复数提法。)
[0065] 更具体来说，如前面所述，多个基站14与移动终端16之间的下行链路信令和上行链路信令包括通过控制平面24的控制平面信令以及通过用户平面28的用户平面信令。控制平面24和用户平面28将被理解为根据其使用及关联信令和控制所定义的逻辑/功能构造。用户平面28提供用户到用户数据传递-即通过任何给定移动终端16与可以是网络10外部的另一个用户之间的网络10透明地承载用户数据业务。相反，当用户平面28与携载和控制用户业务关联时，控制平面24与呼叫控制、连接控制以及网络信令和控制的基本上所有其它方面关联。
[0066] 因此，通过控制平面24的信令提供相对移动终端16的呼叫建立和控制，而通过用户平面28的信令提供由网络10所携载的进入和离开给定移动终端16的业务流。本文特别受关注的是，控制平面24用于传送给定移动终端16的网络计算定位数据22，而移动终端16在操作上适合在用户平面28传送那个定位数据22或者从那个定位数据22得出的位置信息。
[0067] 通过这种布置，网络得出定位信息经由控制平面信令发送到给定移动终端16，但使其在终端处作为用户业务是可用的。因此，那种信息能够由网络10透明且灵活地携载到能够建立与给定移动终端16的用户平面业务连接的基本上任何类型的装置、系统或服务器。这类操作与将LBS分离为控制平面操作或用户平面操作的基于位置的服务(LBS)的已知方式形成明显对比。也就是说，通过基于控制平面的LBS，定位事件及相关定位数据信令通过网络的控制平面来发起和进行，而通过基于用户平面的LBS，定位事件和所产生定位数据传递通过用户平面来进行。
[0068] 图7示出本文档中考虑的混合定位方法的网络侧的一个实施例。通过示范参照网络10、基站14-1和移动终端16-1，图中示出无线通信网络10支持在移动终端16-1处的用户平面位置服务的方法。该方法包括：在网络10中的服务基站14-1处接收与用户平面位置服务关联的位置请求事件所触发的定位请求(框100)。该方法还包括基于在一个或多个基站14处对于来自移动终端16-1的上行链路信号所进行的到达角测量以及基于对应基站位置信息来确定移动终端16-1的定位数据22(框102)。该方法还包括：经由控制平面信令将定位数据22从服务基站14-1传送给移动终端16-1，以便支持移动终端16-1处的用户平面位置服务(框104)。
[0069] 在一个或多个实施例中，从服务基站14-1传送定位数据22包括：在一个或多个无线电资源控制(RRC)消息中传送定位数据22。此外，在至少一个这种实施例中，该方法包括：将标志包含在一个或多个RRC消息其中之一中，从而指示定位数据22用于移动终端16-1内从控制平面24传递到用户平面28。此外，在一个或多个实施例中，传送定位数据22包括：在一个或多个RRC消息中包含的一个或多个信息元素(IE)中包含定位数据22。
[0070] 在一个或多个实施例中，确定定位数据22包括：对于服务基站和一个或多个相邻基站生成统一定位信息，统一定位信息包含移动终端的上行链路信号的到达角测量和基站位置信息。因此，传送定位数据22包括：经由控制平面信令来传送统一数据或者从统一数据得出的终端位置数据。
[0071] 在另一个实施例中，确定定位数据22包括：生成统一定位信息，统一定位信息包括在服务基站14-1处的移动终端的上行链路信号的到达角测量，还包括基站位置信息和无线电信号定时提前信息或者移动终端16-1的关联距离信息，并且其中传送定位数据包括：经由控制平面信令来传送统一数据或者从统一数据得出的终端位置数据。
[0072] 在另一个实施例中，确定定位数据22包括：在服务基站14-1处对于从移动终端16-1接收的上行链路信号测量到达角，从一个或多个相邻基站14接收附加到达角测量，并且将到达角测量连同对应基站位置信息一起包含在位置数据22中，用于经由控制平面信令下行链路传输到移动终端16-1。
[0073] 基站14-1将被理解为具有有效计算和信号处理资源，并且因而将被理解为具有通过硬件、软件或者它们的某种组合特别适合执行上述处理的微处理器或其它可配置数字处理元件。在这点上，应当理解，这种配置将基站14-1调整为具体配置成支持本文所示教的混合控制/用户平面定位操作的机器。
[0074] 这种配置例如可通过为基站14-1提供例如存储于盘或其它计算机可读介质上的计算机程序指令来实现，计算机程序指令由基站14-1中的一个或多个数字处理器的执行实现所述的方法。还应当理解，该方法涉及物理数据的变换，因为在一个或多个实施例中，基站14-1测量移动终端上行链路信号的所接收信号定时/强度，并且将那个信息变换为包含移动终端16-1的地理坐标数据或者包含从其中能够直接得出地理坐标的原始数据的定位数据22。
[0075] 求助于从移动终端的角度来看的混合控制/用户平面定位，并且示范参照网络10和给定移动终端16，图8示出一种执行由无线通信网络支持的移动终端中的用户平面位置服务的方法。该方法包括-在移动终端16-经由控制平面信令从无线通信网络10接收定位数据22(框110)。那个定位数据22由无线通信网络10对移动终端16使用本文所述基于网络的技术的任一个或多个来确定。
[0076] 该方法还包括将定位数据22从移动终端16的控制平面功能传递到移动终端16的用户平面功能(框112)。此外，该方法包括：经由用户平面信令将定位数据22或者从定位数据22得出的位置信息从移动终端16传送到无线通信网络10。这能够被理解为移动终端16经由用户平面28上的上行链路信令来传送它经由控制平面24上的下行链路信令所接收的相同定位数据22，或者对那个定位数据22进行处理或添加，并且将那个信息作为所得出位置信息发送。在任一种情况下，这种传输通过提供定位数据22或者所得出位置信息作为由网络10透明地携载的用户业务，来支持用户平面位置服务。
[0077] 针对上述移动终端处理，在一个或多个实施例中，接收定位数据22包括：接收从无线通信网络10中的服务基站14发送给移动终端16的一个或多个无线电资源控制(RRC)消息中的定位数据22。在至少一个这种实施例中，该方法包括：将一个或多个RRC消息中的一个或多个信息元素(IE)识别为定位数据IE，并且对应地从一个或多个定位数据IE提取定位数据22。
[0078] 此外，在至少一个实施例中，传递定位数据22包括：终端的控制平面功能将定位数据22保存到-终端内的-与用户平面功能共享或者是用户平面功能可访问的存储器中。如上所述，定位数据22包括原始定位数据或者对应得出的位置数据。也就是说，网络10向移动终端16提供计算终端的地理位置所需的原始数据，或者它将那个位置直接提供给终端。(所计算位置可被认为是“已处理的”或“已完成的”定位数据。)此外，终端在业务承载上的传输所需的无论什么格式化之后传递所接收定位数据22，或者它处理那个定位数据
22以得出已完成的定位数据，并且通过用户平面28来传送定位数据22或者所得出位置信息。
[0079] 因此，大家会理解，在一个实施例中，由网络10所生成并且在移动终端16处接收的定位数据22包含原始定位数据。在至少一个实施例中，接收定位数据22包括：对于无线通信网络10中测量来自移动终端16的上行链路信号的到达角的一个或多个基站14接收到达角测量和对应基站位置信息。在这里，接收基站位置信息包括：例如接收映射到一个或多个基站14的已知地理位置的基站ID，或者接收一个或多个基站14的地理位置数据。在一个或多个其它实施例中，接收定位数据22包括：从无线通信网络10中的测量来自移动终端16的上行链路信号的到达角的服务基站14接收到达角测量和对应基站位置信息，连同从服务基站14接收无线电信号定时提前信息。
[0080] 在任何情况下，传送定位数据22或者所得出位置信息包括：在共享或专用上行链路业务信道上将这种信息从移动终端16传送到无线通信网络10，用于通过用户平面28传递到具有与移动终端16的用户平面通信链路的位置服务实体。例如，移动终端16具有到定位服务节点30的用户平面通信链路，如图6所示，并且移动终端16将定位数据22或者从定位数据22得出的位置信息作为用户业务来传送。大家会理解，移动终端16可运行位置服务应用，并且定位服务节点30可与终端的位置服务应用进行交互。还会理解，用于通过用户平面28在上行链路从移动终端进行传送的特定上行链路业务承载将取决于移动终端16的当前无线电配置，并且更一般来说，取决于网络10所实现的架构和空中接口协议。
[0081] 记住上述示例基站和移动终端处理及配置，大家会理解，网络基站和移动终端协作交互，以便使网络得出和控制平面发信号通知的定位数据是用户平面位置服务可用的。作为这个协作处理的示例，图9示出使用网络生成定位数据来允许移动终端中的用户平面位置服务的方法的一个实施例。
[0082] 所示方法包括：在网络10中对于移动终端16确定定位数据22(框120)。例如，网络通过测量在一个或多个网络基站14处接收的来自移动终端16的上行链路信号的到达角，来确定移动终端16的定位数据22。该方法继续通过网络10与移动终端16之间的控制平面连接将定位数据22从网络10传送给移动终端16(框122)。
[0083] 一旦在目标移动终端16处接收到定位数据22，该方法的移动侧继续在移动终端16内将定位数据22从控制平面功能传递到与用户平面位置服务关联或者支持用户平面位置服务的用户平面功能(框124)。该方法继续通过移动终端16与网络10之间的用户平面连接将定位数据22或者从定位数据22得出的位置信息从移动终端16传送到网络10(框
126)。因此，由移动终端16所传送的用户平面位置信息包括通过控制平面连接接收的定位数据22或者从所述定位数据22得出。
[0084] 为了更好地理解上述互补网络侧和移动侧处理，图10提供示出按照基站14-1和移动终端16-1的非限制性实施例的功能处理电路的示例框图。大家会理解，这些功能电路可对应于物理电路实现，或者可表示聚集的基于微处理器/DSP的处理电路内的功能处理元件。
[0085] 基站14-1包括通信收发器电路50以及一个或多个发射/接收天线52，用于与移动终端16的上行链路/下行链路通信。在LTE实施例中，例如，通信收发器电路50包括正交频分复用(OFDM)接收器和发射器。基站14-1还包括用于经由CN接口56在通信上链接到CN 18的CN接口电路54以及用于经由基站间信令接口31在通信上链接到其它基站14的基站间接口电路58。
[0086] 此外，基站14-1包括用户平面处理电路60，它表示与如下关联的功能处理电路：对于从CN 18所接收的用户业务进行处理、格式化并且传送给目标移动终端16以及在将用户业务从那些移动终端16传送到CN 18，以便传递给网络10内的其他用户和/或网络10外部的用户、例如经由一个或多个外部网络20在通信上链接的用户。
[0087] 此外，基站14-1包括控制平面处理电路62，它在操作上配置成提供呼叫建立、呼叫控制等所需的控制平面处理和信令，以便支持和控制网络10内的通信。在功能上，控制平面处理电路62包括位置测量电路64、例如到达角测量电路，它们配置成接收或者得出从任何给定移动终端16碰撞到天线52的上行链路信号的到达角测量。控制平面处理电路62还包括控制平面信令控制电路66，其中包括操作上配置成发信号通知目标移动终端16-1的上述定位数据22的功能电路。控制平面处理电路62还将被理解为配置成响应接收到可从移动终端16-1、从另一个基站14或者从/通过CN 18接收的定位触发而生成定位数据22。
[0088] 如图所示的移动终端16-1包括通信收发器电路70，它与发射/接收天线71关联，并且与网络10所提供的空中接口兼容。因此，收发器电路70提供上行链路信号传输和下行链路信号接收。移动终端16-1还包括控制平面(CP)处理电路72和用户平面(UP)处理电路74，用于分别应付控制平面和用户平面处理。
[0089] 控制平面处理和用户平面处理例如可在移动终端16-1内的不同处理子系统之间划分，例如其中与通信收发器70关联的调制解调器处理器处理所接收控制平面信令并且生成对于网络10的连接和控制所需的出局控制平面信令。调制解调器处理器还可负责在网络10与移动终端16-1内的用户平面处理元件之间传递用户平面数据。这类用户平面处理元件可包括例如由移动终端16-1的系统处理器所实现的操作系统内托管(host)的用户平面应用。
[0090] 图11更详细地示出示例终端实现。移动终端16包括控制平面功能、例如控制平面接口处理机(handler)80以及用户平面功能、例如用户平面接口处理机82。控制平面接口处理机80从网络10中的、在LTE实施例可以是eNodeB的支持基站14接收定位数据22。移动终端16包括数据存储器84，数据存储器84包括给定存储器存储单元86(可以是所定义存储范围)，其在控制平面接口处理机80与用户平面接口处理机82之间共享，或者至少是可访问以便由控制平面接口处理机80进行写入以及由用户平面接口处理机82进行读取。
[0091] 通过这种布置，控制平面接口处理机80通过控制平面24经由控制平面信令从基站14接收定位数据22，并且将那个所接收数据传递到存储器存储单元86。用户平面接口处理机82从存储器存储单元86读取那个数据，并且然后将其(或者从其得出的位置信息)发送给用户平面节点90，作为通过基站14/网络10透明地携载的用户业务。用户平面节点90可以是网络10之中或之外的具有到移动终端16的用户平面通信链路的任何通信装置、系统或服务器，例如图6所示的定位服务节点30。
[0092] 在这点上，应当理解，这种配置将移动终端16适配为具体配置成支持本文示教的混合控制/用户平面定位操作的机器。这种配置例如可通过为移动终端16提供例如存储于用作计算机可读介质的FLASH、EEPROM或其它非易失性存储器上的计算机程序指令来实现，计算机程序指令由移动终端中的一个或多个数字处理器的执行实现所述的方法。还会理解，该方法涉及物理数据的变换，因为移动终端接收定位数据22并且处理那个数据以便通过用户平面28进行传输。也就是说，移动终端22发送所接收的定位数据22(经过在用户平面上的传输所需的任何格式化或其它设置)，或者移动终端22发送从所接收定位数据22得出的位置信息。注意，这些示教还预期移动终端发送定位数据22连同补充信息的选项。
[0093] 继续具体集中于LTE实现的示例实施例，基站称作eNodeB，并且假定所述的特定eNodeB和移动终端配置用于本文所述的混合控制平面/用户平面位置处理。
[0094] 通过LTE的用户平面的仅AoA定位的实现
[0095] 为了在这种情况下得到位置确定(position fix)，要求下列项的信令：所测量到达角；可能的eNodeB ID或小区ID；可能的eNodeB坐标(纬度、经度、高度)；以及可能的测量时间。这种信令通过X2接口从不是作为服务eNodeB的至少一个eNodeB到终端的服务eNodeB来进行，以及通过LTE系统的RRC DL接口从服务eNodeB到被服务终端来进行。信令和信息元素构成本文所公开的本发明的第一方面。
[0096] 另外，终端需要使上述信息可用于来自终端的用户平面信令。这涉及从RRC接口的接收端到用户平面信令接口的传送(UL)端的数据传递步骤。这些终端方面构成本文所公开的本发明的第二方面。
[0097] 另外，为了使上述信息在定位节点中是可用的，要求下列项的信令：所测量到达角；可能的eNodeB ID或小区ID；可能的eNodeB坐标(纬度、经度、高度)；以及可能的测量时间。这种信令是通过LTE系统的用户平面接口从终端到定位节点。这个信令构成本文所公开的本发明的第三方面。
[0098] 备选方案-服务eNodeB中的位置计算
[0099] 在这个备选方案中，位置确定(纬度、经度、(高度))在eNodeB中通过三角测量来计算。这样计算的位置则取代从服务eNodeB到终端的以及通过LTE的用户平面从终端到定位节点的信令。
[0100] 备选方案-终端中的位置计算
[0101] 在这个备选方案中，位置确定(纬度、经度、(高度))在终端中通过三角测量来计算。这样计算的位置则取代通过LTE的用户平面从终端到定位节点的信令。
[0102] 通过LTE的用户平面来实现AoA和TA定位
[0103] 如前文所述，在一个或多个实施例中，eNodeB能够通过RRC DL接口向终端发信号通知关于各种定位相关信息。这类项包括下列一个或多个：所测量到达角；eNodeB ID或小区ID；eNodeB坐标(纬度、经度、高度)；以及测量时间。终端又能够经由用户平面信令向定位节点发送这个信息的全部或部分。此外，由于终端具有TA值，所以它能够采用那个TA值来增大它向定位节点发送的信令。这个增大的信令构成本文所公开的本发明的第四方面。
[0104] 备选地，如上所述通过LTE的RRC DL接口从服务eNodeB到终端的信令采用TA值来增大，所述TA值在时间上接近AoA测量根据请求来得到。这构成本文所公开的本发明的第五方面。此外，作为本发明的第六方面，终端将(经由控制平面信令)从eNodeB接收的TA值从它的RRC DL接口的接收端传递到它的用户平面信令接口的传送(UL)端。也就是说，从eNodeB发信号通知的TA值取代由终端向定位节点发信号通知的TA值。
[0105] 备选方案-服务eNodeB中的位置计算
[0106] 在这个备选方案中，位置确定(纬度、经度、(高度))在eNodeB中通过三角测量、还使用紧接的上文所述的TA值之一来计算。对应计算的位置则取代从服务eNodeB到终端的以及通过LTE的用户平面从终端到定位节点的信令。这构成本文所公开的本发明的第七方面。
[0107] 备选方案-终端中的位置计算
[0108] 在这个备选方案中，位置确定(纬度、经度、(高度))在终端中通过三角测量、还使用本文档中的其它部分对于“通过LTE的用户平面来实现AoA和TA定位”所述的TA值中的任一个来计算。这样计算的位置则取代通过LTE的用户平面从终端到定位节点的信令。这构成本文所公开的本发明的第八方面。
[0109] 通过LTE的用户平面来实现单个小区AoA和TA定位
[0110] 这种变型是优选实施例。它仅基于服务小区的测量-因此不需要X2信令。在第一实施例中，要求通过LTE的RRC DL接口的下列项的信令：所测量到达角；可能的eNodeB ID或小区ID；可能的eNodeB坐标(纬度、经度、(高度))；以及可能的测量时间。这种信令是从服务eNodeB到终端。(注意，TA在终端中是可用的。)信令和信息元素构成本发明的第九方面。
[0111] 另外，终端需要使上述信息可用于来自终端的用户平面信令。这涉及从RRC接口的接收端到用户平面信令接口的传送(UL)端的数据传递步骤。除此之外，还需要使终端中可用的TA值可用于信令。这些终端方面构成本发明的第十方面。
[0112] 此外，为了使上述信息在定位节点中是可用的，要求下列项的信令：所测量到达角；TA；可能的eNodeB ID或小区ID；可能的eNodeB坐标(纬度、经度、高度)；以及可能的测量时间。
[0113] 这种信令是通过LTE系统的用户平面接口从终端到定位节点。这个信令构成本文所公开的本发明的第十一方面。
[0114] 备选方案-eNodeB中请求的新TA
[0115] 备选地，如紧接的上文所述通过LTE的RRC DL接口从服务eNodeB到终端的信令采用TA值来增大，其中那个TA值在时间上接近AoA测量根据请求来得到。这构成本文所公开的本发明的第十二方面。
[0116] 此外，使那个所请求的时间接近TA值在用户终端可用于从终端例如到外部定位节点的用户平面信令。这涉及所接收TA值的从终端的RRC DL接口的接收端到终端处的用户平面信令接口的传送(UL)端的数据传递步骤。如前面所述，经由控制平面信令从eNodeB接收的TA值取代在终端处保存的TA值，至少为了经由用户平面信令向定位节点发信号通知定位信息。这些终端方面构成本文所公开的本发明的第十三方面。
[0117] 备选方案-服务eNodeB中计算的位置
[0118] 在这个备选方案中，位置确定(纬度、经度、(高度))在eNodeB中将服务eNodeB的一个AoA测量与TA值融合地来计算。所计算的位置则取代从服务eNodeB到终端的以及通过LTE的用户平面从终端到定位节点的信令。这构成本文所公开的本发明的第十四方面。
[0119] 备选方案-终端中计算的位置
[0120] 在这个备选方案中，位置确定(纬度、经度、(高度))在终端中通过将服务eNodeB的AoA值与TA值融合来计算。这样计算的位置则取代通过LTE的用户平面从终端到定位节点的信令。这构成本文所公开的本发明的第十五方面。
[0121] 本发明的示例优点
[0122] 作为本发明所提供的优点的一个非限制性示例，如本文档中详细描述的各个实施例所示，对于LTE实现使用上行链路AoA测量的用户平面定位。当然，本发明并不局限于前面的示例实施例或附图。相反，本发明仅由以下随附权利要求书及其合法等效物来限制。
