DE10206398C1

DE10206398C1 - Verfahren zur Steuerung von Lokalisierungsprozeduren in einem Funk-Kommunikationssystem und Funkkommunikationssystem zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10206398C1
Application number: DE10206398A
Authority: DE
Inventors: Christina Gessner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2022-02-16
Also published as: WO2003069939A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung von Lokalisierungsprozeduren in einem Funk-Kommunikationssystem, das zumindest eine Funknetzsteuerung zur Zuweisung von Funkressourcen zu Verbindungen zwischen Basisstationen und Teilnehmerstationen sowie zumindest eine Lokalisierungseinrichtung zur Lokalisierung von Teilnehmerstationen aufweist, bei dem die Funknetzsteuerung eine Anfrage zur Positionsbestimmung einer der Teilnehmerstationen zur Lokalisierungseinrichtung signalisiert, die Lokalisierungseinrichtung ein geeignetes Verfahren zur Positionsbestimmung auswählt und zu der Funknetzsteuerung signalisiert, die Funknetzsteuerung einen Statusbericht zur Durchführbarkeit des ausgewählten Verfahrens zu der Lokalisierungseinrichtung signalisiert und die Lokalisierungseinrichtung abhängig von dem Statusbericht das ausgewählte Verfahren durchführt, ein weiteres geeignetes Verfahren auswählt oder das Verfahren abbricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Loka lisierungsprozeduren in einem Funk-Kommunikationssystem, ins besondere in einem Mobilfunksystem.

In Funk-Kommunikationssystemen, beispielsweise dem europäi schen Mobilfunksystem der zweiten Generation GSM (Global Sy stem for Mobile Communications), werden Informationen (bei spielsweise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnitt stelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmer stationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elek tromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in einem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenz band liegen. Für zukünftige Funk-Kommunikationssysteme, bei spielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication Sy stem) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen. Für die dritte Mobilfunkgeneration sind zwei Modi vorgesehen, wobei ein Mo dus einen FDD-Betrieb (frequency division duplex) und der an dere Modus einen TDD-Betrieb (time division duplex) bezeich net. Diese Modi finden in jeweils unterschiedlichen Frequenz bändern ihre Anwendung. Beide Modi unterstützen ein sogenann tes CDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren (Code Division Mul tiple Access).

Teilnehmern der bekannten Mobilfunksysteme werden zukünftig mehr und mehr Dienste angeboten, die abhängig von dem aktuel len Aufenthaltsort des jeweiligen Teilnehmers konfiguriert werden. Diese Dienste werden auch Location Based Services ge nannt. Basis dieser Dienste sind unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung des Aufenthaltsortes des Teilnehmers, die sich hinsichtlich verwendeter Messverfahren, Genauigkeit und Kom plexität unterscheiden. Beispiele dieser Verfahren werden un ter anderem in dem Artikel von C. Ahrens, A. Kirsch "Location Based Services", telekom praxis, Januar 2002, S. 17-22, be schrieben.

Die technische Implementierung in dem bekannten GSM-Mobil funksystem erfolgt entsprechend den Vorgaben der technischen Spezifikation 3GPP TS 03.17, V8.3.0 (2001-10), "Location Ser vices (LCS); (Functional description)-Stage 2 (Release 1999)".

Eine wichtige Einrichtung zur Unterstützung der Lokalisie rungsfunktionalität sowohl in dem GSM- als auch in dem UMTS- Mobilfunksystem ist das so genannte SMLC (Serving Mobile Lo cation Center). Diese Einrichtung ist mit der Funknetzsteue rung RNC (Radio Network Controller) bei UMTS bzw. BSC (Base Station Controller) und/oder mit der Mobilvermittlungsstelle MSC (Mobile Switching Center) über Schnittstellen verbunden. Über diese Schnittstellen werden Informationen zur Durchfüh rung der Positionsbestimmung einer Teilnehmerstation zwischen den Einrichtungen ausgetauscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Funkkommunikationssystem anzugeben, die eine effiziente Realisierung von Lokalisierungsprozeduren in den Netzkomponenten ermöglichen. Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Funkkommunikationssystems mit den Merkmalen des Patentan spruchs 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird nach einer Anfrage der Funknetzsteuerung zur Positionsbestimmung einer Teilnehmerstation von der Loka lisierungseinrichtung, beispielsweise dem SMLC, ein geeigne tes Verfahren zur Positionsbestimmung ausgewählt. Ein solches Verfahren kann beispielsweise eines der in dem einleitend ge nannten Artikel von Ahrens, Kirsch sein. Das ausgewählte Ver fahren wird anschließend zu der Funknetzsteuerung signali siert, und von dieser ein Statusbericht über die Durchführ barkeit des Verfahrens erstellt. Abhängig von diesem Status bericht führt die Lokalisierungseinrichtung das ausgewählte Verfahren durch, wählt ein weiteres Verfahren aus oder bricht das Verfahren ab.

Vorteilhaft kann durch diese Merkmale die Effizienz des Loka lisierungsprozesses erhöht werden, da die Lokalisierungsein richtung Kenntnis über beispielsweise die aktuelle Situation der Funkressourcen oder über die Fähigkeit der Funknetzsteue rung, bestimmte Messungen durchzuführen, erhält. Diese Infor mationen kann sie für die Entscheidung über die Weiterführung oder Abänderung des ausgewählten Verfahrens berücksichtigen. Weiterhin wird die funktionale Aufteilung zwischen der Funk netzsteuerung und der Lokalisierungseinrichtung optimiert, da alle Lokalisierungsprozeduren in der Lokalisierungseinrich tung konzentriert werden, währenddessen die Funknetzsteuerung weiterhin exklusiv die Steuerung der Verbindungsparameter, wie beispielsweise die Zuweisung von Funkressourcen zu Ver bindungen, übernimmt und die Lokalisierungseinrichtung bei der Durchführung der Positionsbestimmung unterstützt. Der Statusbericht kann zudem in einfacher Weise in bestehende Protokolle der Schnittstelle zwischen Funknetzsteuerung und Lokalisierungseinrichtung integriert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert. Es zeigen dabei

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines beispielhaften Funk-Kom munikationssystems, und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfah rens.

In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Struktur eines be kannten Funk-Kommunikationssystems dargestellt, wie es bei spielsweise in dem beschriebenen GSM- oder UMTS-Mobilfunksys tem realisiert wird. Die technische Spezifikation 3GPP TS 03.17, V8.3.0 (2001-10), "Location Services (LCS); (Functio nal description)-Stage 2 (Release 1999)" zeigt in Fig. 3 auf S. 20 die mögliche Realisierung in einem GSM-Mobilfunksystem. Die einzelnen Komponenten des Systems sind im Unterschied dazu in der Fig. 1 entsprechend der bekannten UMTS-Nomenklatur bezeichnet.

Eine jeweils zumindest eine Funkzelle Z ausleuchtende Basis station NB (Node B) ist über eine Funknetzsteuerung RNC (Ra dio Network Controller) mit einer Mobilvermittlungsstelle MSC (Mobile Switching Center) verbunden. Die Funknetzsteuerung RNC führt unter anderem eine zentrale Zuweisung der Funkres sourcen mehrerer angeschlossener Basisstationen NB durch. Die Kombination aus Basisstationen NB und Funknetzsteuerung RNC wird auch als Basisstationssystem BSS (Base Station System) bezeichnet. Jede Basisstation NB kann mittels zugewiesener Funkressourcen Verbindungen zu Teilnehmerstationen UE (User Equipment), dieses sind beispielsweise mobile oder stationäre Endgeräte, aufbauen und auslösen. Dabei wird bei der Übertra gung über die so genannte Funkschnittstelle zwischen der Auf wärts- UL (Uplink) und Abwärtsrichtung DL (Downlink) unter schieden.

Die Funktionalität der Lokalisierung oder Positionsbestimmung von Teilnehmerstationen UE zur Unterstützung der einleitend genannten Location Services LCS wird durch weitere Komponen ten realisiert. So dient zum einen eine Lokalisierungsein richtung SMLC (Serving Mobile Location Center) zur Verwaltung und Koordination von Ressourcen zur Unterstützung der Positi onierungsprozeduren sowie zur Positionsbestimmung. Weitere Funktionalitäten sind dem Kapitel 5.6.4 der Spezifikation TS 03.17 entnehmbar. Die Lokalisierungseinrichtung SMLC kann entsprechend der Fig. 1 mit der Funknetzsteuerung RNC verbun den sein, eine Anbindung an eine Mobilvermittlungsstelle MSC entsprechend der Fig. 3 der Spezifikation TS 03.17 oder an eine weitere Komponente des Mobilfunksystems ist jedoch eben falls denkbar. Weiterhin kann gegebenenfalls eine Lokalisie rungseinrichtung SMLC mit mehreren Funknetzsteuerungen RNC verbunden werden, wodurch vorteilhaft Implementierungskosten gesenkt werden können. Die Lokalisierungseinrichtung SMLC steuert eine Anzahl von so genannten LMU (Location Measure ment Unit), die Messungen zur Unterstützung verschiedener Me thoden der Positionsbestimmung von Teilnehmerstationen UE durchführen. Die LMUs können entsprechend der Fig. 3 und dem Kapitel 5.6.6 der Spezifikation TS 03.17 über funk- oder lei tungsbebundene Schnittstelle mit einer Basisstation NB oder eines Funknetzsteuerung angebunden werden.

Das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ba siert auf einer funktionalen Aufteilung zwischen der Lokali sierungseinrichtung und der Funknetzsteuerung. Die Lokalisie rungseinrichtung schließt dabei in den Funktionsumfang ein Auswählen eines geeigneten Verfahrens zur Positionsbestimmung einer Teilnehmerstation, ein Anfordern von Messungen von der Funknetzsteuerung, die für das ausgewählte Verfahren benötigt werden, und ein Auswählen von positionsrelevanten Informatio nen, die der Teilnehmerstation über die Funknetzsteuerung zur Verfügung gestellt werden, ein. Dieser umfassende Funktions umfang der Lokalisierungseinrichtung besitzt den Vorteil, dass auch komplexe Algorithmen zur Positionsbestimmung oder auch zur Lastverteilung implementiert werden können, die zu dem leicht erweiterbar sind.

In der Fig. 2 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des erfin dungsgemäßen Verfahrens angegeben. In einem ersten Schritt (1) signalisiert die Funknetzsteuerung RNC, beispielsweise aufgrund eines Aufbaus einer Verbindung von/zu der Teilneh merstation UE und einer Nutzung eines orts- bzw. positionsbe zogenen Dienstes, eine Anforderung zur Positionsbestimmung zu der Lokalisierungseinrichtung SMLC. Gemeinsam mit dieser An forderung erhält die Lokalisierungseinrichtung SMLC Informa tionen über Fähigkeiten (engl. capability) der Teilnehmersta tion UE und/oder der relevanten LMUs sowie über die erforder liche Dienstequalität (engl. Quality of Service) der Lokali sierungsanforderung. Basierend auf diesen Informationen ent scheidet die Lokalisierungseinrichtung SMLC in einem zweiten Schritt (2) über ein geeignetes Verfahren zur Positionsbe stimmung, beispielsweise OTDOA (Observed Time Difference of Arrival), GPS (Global Positioning System) bzw. A-GPS (As sisted-GPS) etc., wie sie in dem Artikel von Ahrens, Kirsch beschrieben sind.

Anschließend entscheidet die Lokalisierungseinrichtung SMLC, welche Messparameter von der Teilnehmerstation UE, der Basis station NB und/oder einer oder mehrerer LMUs zur Durchführung des ausgewählten Verfahren bereitgestellt werden müssen. Wei terhin entscheidet die Lokalisierungseinrichtung SMLC, welche positionsbezogenen Informationen, so genannte assistance data, die Teilnehmerstation UE zur Bestimmung der Messparame ter benötigt bzw. berücksichtigen sollte. Die erforderlichen Messparameter sowie die positionsbezogenen Informationen sig nalisiert die Lokalisierungseinrichtung SMLC in einem dritten Schritt (3) zu der Funknetzsteuerung RNC, wobei diese die po sitionsbezogenen Informationen zu der Teilnehmerstation UE weiterreicht. Gemeinsam mit diesen Informationen oder in ei ner vor- oder nachfolgenden unabhängigen Signalisierung sig nalisiert die Lokalisierungseinrichtung SMLC auch das ausge wählte Verfahren zur Positionsbestimmung zu der Funknetzsteu erung.

In einem vierten Schritt (4) wertet die Funknetzsteuerung RNC die Anforderungen und Signalisierungen der Lokalisierungsein richtung SMLC aus und erstellt einen Statusbericht über die Durchführbarkeit des ausgewählten Verfahrens bzw. über die Verfügbarkeit der angeforderten Messparameter. Diesen Status bericht signalisiert die Funknetzsteuerung RNC in einem fünf ten Schritt (5) zu der Lokalisierungseinrichtung SMLC. In dem Statusbericht kann die Funknetzsteuerung RNC unterschiedliche Informationen bezüglich der Durchführbarkeit des ausgewählten Verfahrens übermitteln.

Der Statusbericht beinhaltet beispielsweise eine Ablehnung des ausgewählten Verfahrens oder der angeforderten Messpara meter. Die Funknetzsteuerung informiert die Lokalisierungs einrichtung mittels des Statusberichts darüber, dass das aus gewählte Verfahren nicht in der gewünschten Weise durchführ bar ist, und schlägt ein alternatives Verfahren zur Positi onsbestimmung und/oder unterschiedliche Messparameter für das ausgewählte Verfahren vor. Die Signalisierung des jeweiligen Verfahrens zur Positionsbestimmung kann dabei mittels verein barter Kurzbezeichnungen erfolgen. Die Lokalisierungseinrich tung SMLC wertet in einem sechsten Schritt (6) den Statusbe richt aus und entscheidet über die Weiterführung der Lokali sierungsprozeduren. Zum einen kann die Lokalisierungseinrich tung SMLC beispielsweise erneut eine Anforderung zu der Funk netzsteuerung RNC signalisieren, die auf den von der Funk netzsteuerung RNC vorgeschlagenen Messparametern und/oder Verfahren zur Positionsbestimmung basiert, oder sie kann bei spielsweise feststellen, dass unter diesen geänderten Bedin gungen - beispielsweise Dienstequalität, Zeitverzögerung und Fähigkeiten der Teilnehmerstation UE bzw. LMU - eine neue An forderung nicht sinnvoll ist und die Lokalisierungsprozeduren abbrechen. Dieser Abbruch des Verfahrens kann gegebenenfalls der Funknetzsteuerung RNC signalisiert werden.

Der Statusbericht kann aber auch eine zeitliche Verzögerung der Bereitstellung der angeforderten Messparameter beinhal ten. Die Funknetzsteuerung RNC gibt hierdurch an, dass sie zum aktuellen Zeitpunkt, beispielsweise aufgrund der aktuel len Funkbedingungen, Kapazitätsauslastung oder Blockierung, nicht zur Bereitsstellung der Messparameter bzw. zur Durch führung der erforderlichen Prozeduren in der Lage ist. Alter nativ oder zusätzlich kann die Funknetzsteuerung RNC auch die erwartete zeitliche Verzögerung in dem Statusbericht angeben. Die Lokalisierungseinrichtung SMLC wertet wiederum in dem sechsten Schritt (6) den Statusbericht aus und entscheidet, ob trotz der zu erwartenden Verzögerung eine Durchführung des ausgewählten Verfahrens möglich ist. Ist dieses der Fall, so führt sie die Prozeduren des ausgewählten Verfahrens weiter. Ist dieses nicht der Fall, so wählt die Lokalisierungsein richtung SMLC ein weiteres Verfahren zur Positionsbestimmung aus und signalisiert dies der Funknetzsteuerung RNC entspre chend dem beschriebenen dritten Schritt (3). Weiterhin kann die Lokalisierungseinrichtung SMLC in diesem Fall die Lokali sierungsprozeduren abbrechen, wobei dieses gegebenenfalls der Funknetzsteuerung RNC signalisiert wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung von Lokalisierungsprozeduren in einem Funk-Kommunikationssystem, das zumindest eine Funknetz steuerung (RNC) zur Zuweisung von Funkressourcen zu Verbin dungen zwischen Basisstationen (NB) und Teilnehmerstationen (UE), sowie zumindest eine Lokalisierungseinrichtung (SMLC) zur Lokalisierung von Teilnehmerstationen (UE) aufweist, bei dem
die Funknetzsteuerung (RNC) eine Anfrage zur Positionsbestim mung einer der Teilnehmerstationen (UE) zur Lokalisierungs einrichtung (SMLC) signalisiert,
die Lokalisierungseinrichtung (SMLC) ein geeignetes Verfahren zur Positionsbestimmung auswählt und zu der Funknetzsteuerung (RNC) signalisiert,
die Funknetzsteuerung (RNC) einen Statusbericht zur Durch führbarkeit des ausgewählten Verfahrens zu der Lokalisie rungseinrichtung (SMLC) signalisiert, und
die Lokalisierungseinrichtung (SMLC) abhängig von dem Status bericht das ausgewählte Verfahren durchführt, ein weiteres geeignetes Verfahren auswählt oder das Verfahren abbricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lokalisierungseinrichtung (SMLC) abhängig von dem ausge wählten Verfahren erforderliche Messparameter zur Durchfüh rung des Verfahrens von der Funknetzsteuerung (RNC) anfor dert.

3. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Lokalisierungseinrichtung (SMLC) abhängig von dem ausge wählten Verfahren positionsbezogene Informationen zur Bestim mung der Messparameter zu der Funknetzsteuerung (RNC) über trägt, die diese zu der Teilnehmerstation (UE) überträgt.

4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Teilnehmerstation (UE) die positionsbezogenen Informatio nen bei der Bestimmung der Messparameter berücksichtigt.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Funknetzsteuerung (RNC) in dem Statusbericht ein weiteres Verfahren zur Positionsbestimmung signalisiert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Funknetzsteuerung (RNC) in dem Statusbericht zumindest einen zu den angeforderten Messparametern unterschiedlichen Messparameter signalisiert.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Funknetzsteuerung (RNC) in dem Statusbericht eine zeitli che Verzögerung der Bereitstellung der angeforderten Messpa rameter signalisiert.

8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Funknetzsteuerung (RNC) in dem Statusbericht die erwar tete Zeitverzögerung signalisiert.

9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Lokalisierungseinrichtung (SMLC) nach der Auswahl eines weiteren Verfahrens dieses zu der Funknetzsteuerung (RNC) signalisiert.

10. Funk-Kommunikationssystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.