專利名稱：在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中定位移動臺MS的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在全球互操作的微波接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access,如下簡稱為WiMAX)網(wǎng)絡(luò)中提供定位業(yè)務(wù) (Location Based Service,如下簡稱為LBS)的處理方法。具體地，涉及 一種在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中定位移動臺MS的方法，主要包括移動臺(以 下簡稱為MS)、接入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱為ASN)和連接業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(以 下簡稱為CSN)之間的消息處理流程和R3、 R6接口消息結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
2007年4月30號到5月4號在美國舊金山舉行的WiMAX論壇 (以下簡稱為WiMAX forum)網(wǎng)絡(luò)組(以下簡稱為NGW)會議上， 三星和Intel公司聯(lián)合提供的提案被本次會議所接納，成為第二階段 (以下簡稱為Stage-2)的基準(zhǔn)(如下稱為baseline)文稿。本baseline 文稿所定義的非漫游狀態(tài)下WiMAX定位業(yè)務(wù)(LocationBased Service, 如下簡稱為LBS)網(wǎng)絡(luò)參考模型如圖l所示。
首先說明WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。從大的功能區(qū)分來看，WiMAX包 括三個部分移動臺(以下簡稱為MS)、接入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)ASN、連接 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)CSN。其中，ASN包括基站(以下簡稱為BS)與接入業(yè)務(wù) 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(以下簡稱為ASN GW)。 MS與BS之間的接口一般稱為空 中接口，在WiMAX網(wǎng)絡(luò)參考模型中為Rl接口； BS與ASNGW之 間的接口為R6接口； CSN與ASN GW之間的接口為R3接口。在非 漫游狀態(tài)下WiMAX LBS網(wǎng)絡(luò)參考模型中，與LBS相關(guān)的模塊包括(1)定位服務(wù)器(Location Server,以下簡稱LS)LS是位于CSN上的一個功能實體，與外部的定位客戶端之間的 關(guān)系為"客戶端<一>服務(wù)器"的關(guān)系，并為外部的客戶端和請求定
位信息的移動臺提供授權(quán)檢查的功能。另外，LS也可以具有定位計 算的功能。
(2)定位控制器(Location Controller,以下簡稱為LC)
LC負(fù)責(zé)確定和匯報移動臺的位置信息和定位參數(shù)，LC可以提供 這些位置信息和定位參數(shù)給LS、 MS或者其他ASN內(nèi)部的實體，如 無線資源管理(以下簡稱為RRM)模塊和移動性管理(以下簡稱為MM) 模塊。 一旦收到來自MS、 LS或者ASN內(nèi)部模塊的請求，LC將觸發(fā) 定位相關(guān)的測量，收集定位計算所需要的參數(shù)并進(jìn)行定位計算。LC 一般位于ASN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，若對于分解的ASN，則位于ASN GW上。 (3)定位代理(LocationAgent,以下簡稱為LA)
LA的主要功能為執(zhí)行定位相關(guān)的測量，可選的也可以收集和匯 報定位相關(guān)的參數(shù)給LC。 LA的功能可以位于BS、 MS或者兩者都 有。如果MS上具有LA的功能，相應(yīng)的BS也具有LA的功能。
針對這一 WiMAX LBS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，baseline文稿所定義的端到端 的處理消息流程如圖2所示。其步驟如下
201啟動一個周期性的LBS會話，LS收到來自LBS客戶端的定
位請求o
202 LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求，包含有MS標(biāo)識。
203 AAA進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)檢查后，向LS發(fā)送認(rèn)證應(yīng)答，其中包
含有錨點認(rèn)證器標(biāo)識。
204 LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送LC標(biāo)識請求。 205錨點認(rèn)證器向LS發(fā)送LC標(biāo)識應(yīng)答。
206 LS向服務(wù)LC發(fā)送定位報告請求消息，包含有MS標(biāo)識，周
期性和分辨率等。
207服務(wù)LC將ASN內(nèi)部進(jìn)行位置估計的記過結(jié)果通過定位報 告應(yīng)答發(fā)送給LS。
208周期性重復(fù)207。
209發(fā)生ASN間切換后，在服務(wù)LC和目標(biāo)LC之間進(jìn)行上下文 轉(zhuǎn)移，以便定位會話能夠在新的ASN中繼續(xù)進(jìn)行。
210完成切換后，目標(biāo)LC向LS發(fā)送主動的LC標(biāo)識回應(yīng)進(jìn)行LC 標(biāo)識的更新。
211 LS向目標(biāo)LC發(fā)送LC標(biāo)識確認(rèn)消息，表明已收到LC標(biāo)識 的更新消息。
212周期性定位會話結(jié)束后，切換后的LC向LS發(fā)送LC標(biāo)識終
止消息。
213 LS向LC發(fā)送確認(rèn)消息，表明已收到了 LC標(biāo)識終止消息。
移動WiMAX的MAC層和物理層標(biāo)準(zhǔn)——IEEE 802.16d/e——在 設(shè)計之初沒有考慮到對定位業(yè)務(wù)的支持。而定位業(yè)務(wù)是移動通信網(wǎng)絡(luò) 中的一個非常重要的業(yè)務(wù)。為了推廣WiMAX在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用， WiMAX論壇專門成立了網(wǎng)絡(luò)工作組(NWG: Network Working Group) 來制定WiMAX的端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。WiMAX Forum NGW正在制定 的WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.5版中，明確對LBS業(yè)務(wù)的需求，并在NGW 下專門有一個LBS小組來制定WiMAX網(wǎng)絡(luò)LBS方面的規(guī)范。截至 到目前為止，三星和Intel公司聯(lián)合提供的提案已經(jīng)作為Stage-2 baseline文稿，其中僅提出了 WiMAX LBS的基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和基本的 端到端的消息處理流程，如圖2所示。但是，該流程圖存在消息冗余。 當(dāng)錨點認(rèn)證器和定位控制器為同一網(wǎng)絡(luò)實體時，定位服務(wù)器與定位控 制器之間沒有必要發(fā)送定位控制器標(biāo)識信息；此外，該流程圖中定義 的多對消息可以統(tǒng)一用一對消息來替代，這樣可以降低開銷，簡化信 令流程。這些問題都需要加以解決，以便優(yōu)化LBS業(yè)務(wù)的流程。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了 一種在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中定位移 動臺MS的方法，包括步驟定位服務(wù)器LS接收到來自定位業(yè)務(wù)LBS 客戶端的定位請求，所述定位請求包含MS標(biāo)識；LS向AAA發(fā)送 認(rèn)證請求；AAA向LS發(fā)送認(rèn)證回應(yīng)；LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送包含 MS標(biāo)識的LBS請求，并通過服務(wù)定位控制器LC啟動接入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò) ASN內(nèi)的位置估計。
這里，考慮到服務(wù)ASN可能與錨點ASN為同一實體，提出了一 種優(yōu)化方案。即當(dāng)服務(wù)ASN和錨點ASN為同一實體時，錨點認(rèn)證器 不需要向LS發(fā)送服務(wù)LC的標(biāo)識，而是直接通過內(nèi)部接口啟動服務(wù) LC中的定位過程。這樣可以優(yōu)化信令流程。
其次，baseline文稿中的端到端流程存在信令消息過多，且不夠 細(xì)致的問題。本發(fā)明對端到端流程進(jìn)行了優(yōu)化，僅用一對消息(LBS 請求和LBS回應(yīng))來實現(xiàn)端到端的定位流程，從而達(dá)到了優(yōu)化的目 的。
本發(fā)明提出了在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中的一種定位方法，該流程在錨點 認(rèn)證器和定位控制器處于同一設(shè)備當(dāng)中情況下，與原有方案相比，可 以節(jié)省信令開銷。同時，減少了原有方案中的多條信令，只采用一對 信令消息實現(xiàn)定位流程。本發(fā)明對于優(yōu)化WiMAX中LBS業(yè)務(wù)的部 署具有重要的價值。


圖l非漫游狀態(tài)下WiMAX LBS網(wǎng)絡(luò)參考模型；
圖2 baseline文稿所定義的端到端的處理消息流程；
圖3錨點認(rèn)證器與服務(wù)定位控制器的分布示意圖4錨點認(rèn)證器與服務(wù)定位控制器不在同一設(shè)備中的流程；
圖5錨點認(rèn)證器與服務(wù)定位控制器在同一設(shè)備中的流程；
圖6MS在ACTIVE模式下的端到端定位流程；
圖7 MS在IDLE模式下的端到端定位流程。
具體實施例方式
當(dāng)定位控制器和錨點認(rèn)證器位于同一設(shè)備內(nèi)部時，可以省去一對 信令交互，從而減少開銷，提高效率。如圖3到5所示。如果服務(wù)ASN 同時也是錨點ASN，沒有必要再通過R3接口在錨點認(rèn)證器和LS發(fā) 送L C標(biāo)識信息。該部分的細(xì)節(jié)將在實施例中展開。
一般來說，錨點認(rèn)證器與服務(wù)定位控制器分別位于兩個ASN的 ASN-GW中。在這種情況下，LS必須先向錨點認(rèn)證器發(fā)送LBS請求，
查詢服務(wù)定位控制器，然后再由LS向服務(wù)定位控制器發(fā)起LBS請求， 啟動ASN內(nèi)部的定位過程。但是，當(dāng)服務(wù)ASN和錨點ASN為同一 ASN時，LS在向錨點認(rèn)證器發(fā)送LBS請求時，錨點認(rèn)證器若仍然向 LS發(fā)送LBS回應(yīng)告知服務(wù)定位控制器則存在冗余。因此，本發(fā)明提 出一種優(yōu)化方案。即如果錨點認(rèn)證器和服務(wù)定位控制器在同一 ASN-GW中，錨點認(rèn)證器通過設(shè)備內(nèi)接口(無需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化)直接啟動定位
可以利用一對消息取代原有流程中的多對消息，從而簡化信令交 互過程，提高效率。
Baseline文稿中給出的端到端流程存在信令過多和流程冗余的問 題。本發(fā)明提出了一種簡單有效的方法，利用一對消息(LBS請求 和LBS應(yīng)答)來實現(xiàn)端到端的信令交互。該部分的細(xì)節(jié)將在實施例 中具體說明。分別以MS處于ACTIVE和IDLE模式為例進(jìn)行說明。
實施本發(fā)明的在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中提供定位業(yè)務(wù)的方法的具體實施 例如圖3 —圖7所示。首先，對本發(fā)明中給出的下述具體實施例中的 具體流程和消息做一個說明。盡管本發(fā)明為實現(xiàn)WiMAX網(wǎng)絡(luò)中提供 定位業(yè)務(wù)的方法推薦按照實施例中的消息發(fā)送接收順序來進(jìn)行實施， 但是本發(fā)明并嚴(yán)格固定消息的先后順序，即不固定在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中 提供定位業(yè)務(wù)的方法一定按照本實施例中的消息發(fā)送順序。本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以根據(jù)自己所開展的具體LBS業(yè)務(wù)情況和具體的網(wǎng)絡(luò)情 況有選擇地實現(xiàn)某些流程或者某些流程中的某段流程，.或者根據(jù)具體 設(shè)備或者LBS運營情況適當(dāng)?shù)谜{(diào)整個別消息發(fā)送的先后順序。
另外，本實施例所列出的R3與R6接口消息中所包含的具體參 數(shù)僅為示例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以有選擇的采用，也可以設(shè)計其他 全新的參數(shù)或者添加其他參數(shù)，本發(fā)明亦不規(guī)定消息及其參數(shù)的格 式。另外，對于消息的參數(shù)的可選/必選項，本發(fā)明亦是推薦使用， 并不固定，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇。
實施例一錨點認(rèn)證器和服務(wù)LC不在同一設(shè)備中的處理
具體處理流程如圖4所示。
401LS接收到來自LBS客戶端的定位請求，其中包含MS標(biāo)識。
402 LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求。
403 AAA向LS發(fā)送認(rèn)證回應(yīng)。
404 LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送LBS請求，包含有MS標(biāo)識。 405錨點認(rèn)證器向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，包含有LC標(biāo)識。
406 LS向服務(wù)LC發(fā)送LBS請求。之后啟動ASN內(nèi)部的定位過
實施例二 錨點認(rèn)證器和服務(wù)L C在同 一 設(shè)備中的處理 具體處理流程如圖5所示。
501LS接收到來自LBS客戶端的定位請求，其中包含MS標(biāo)識。
502 LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求。
503 AAA向LS發(fā)送認(rèn)證回應(yīng)。
504 LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送LBS請求，包含有MS標(biāo)識和測量要 求參數(shù)(比如周期性和分辨率)，之后啟動ASN內(nèi)部的定位過程。估 計完直接向LS回復(fù)估計結(jié)果。
實施例三MS在ACTIVE模式下的端到端定位處理，這里給出 錨點認(rèn)證器和服務(wù)L C不在同 一 設(shè)備中的示例。 具體處理流程如圖6所示。
601 LS接收到MS發(fā)來的定位業(yè)務(wù)請求，開始一個周期性會話。
602 LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求。
603 AAA進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)后向LS發(fā)送回應(yīng)，包含有錨點認(rèn)證器 的標(biāo)識。
604 LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送LBS請求，包含MS標(biāo)識，周期性，
分辨率等。
605認(rèn)證控制器向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，其中包含有LC標(biāo)識。
606 LS向LC發(fā)送LBS請求，包含有NAI、周期性、分辨率等。 LC開始進(jìn)行ASN內(nèi)部的位置估計。
607 LC將位置結(jié)果通過LBS應(yīng)答消息發(fā)送給LS。
608切換發(fā)生時，MS的上下文在服務(wù)ASN和目標(biāo)ASN之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
609切換完成后，新的服務(wù)LC向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，繼續(xù)報告 MS新的位置信息。
610 LS向LC發(fā)送LBS請求，包含有NAI、周期性會話終止標(biāo)志.
611LC向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，其中包含MS操作狀態(tài)。
實施例四MS在IDLE模式下的端到端定位的處理，這里給出 錨點認(rèn)證器和服務(wù)L C不在同 一 設(shè)備中的示例。
具體處理流程如圖7所示。
701LS接收到MS發(fā)來的定位業(yè)務(wù)請求，開始一個周期性會話。
702 LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求。
703 AAA進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)后向LS發(fā)送回應(yīng)，包含有錨點認(rèn)證器 的標(biāo)識。
704 LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送LBS請求，包含MS標(biāo)識、周期性、 分辨率等。
70 5錨點認(rèn)證器向錨點尋呼控制器發(fā)送消息啟動尋呼。
706錨點尋呼控制器尋呼MS。
707 MS離開IDLE狀態(tài)或者進(jìn)行位置更新。
708錨點認(rèn)證器向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，包含LC標(biāo)識。
709 LS向LC發(fā)送LBS請求，其中包含NAI、周期性、分辨率 等，并開始進(jìn)行ASN內(nèi)部的位置估計。
710 LC在進(jìn)行完ASN內(nèi)部位置估計后，向LS發(fā)送LBS回應(yīng)， 其中包含MS位置信息。
711 LS向LC發(fā)送LBS請求，包含有NAI、周期性會話終止標(biāo)志。
712LC向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，其中包含MS操作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中定位移動臺MS的方法，包括步驟定位服務(wù)器LS接收到來自定位業(yè)務(wù)LBS客戶端的定位請求，所述定位請求包含MS標(biāo)識；LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求；AAA向LS發(fā)送認(rèn)證回應(yīng)；LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送包含MS標(biāo)識的LBS請求，并通過服務(wù)定位控制器LC啟動接入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)ASN內(nèi)的位置估計。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟當(dāng)錨點認(rèn)證器和服務(wù)LC位于不同設(shè)備中時，在LS向錨點認(rèn)證器 發(fā)送包含有MS標(biāo)識的LBS請求之后，錨點認(rèn)證器向LS發(fā)送包含有 服務(wù)LC標(biāo)識的LBS回應(yīng)，以便LS向服務(wù)LC發(fā)送LBS請求以進(jìn)行定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，當(dāng)錨點認(rèn)證器和服務(wù)LC 位于同一設(shè)備中時，當(dāng)錨點認(rèn)證器收到LBS請求之后，直接啟動接入 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)ASN內(nèi)的位置估計，不需要向LS回復(fù)服務(wù)LC標(biāo)識。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的方法，其特征在于，當(dāng)MS處于ACTIVE 模式中時，AAA向LS發(fā)送的認(rèn)證回應(yīng)中包含錨點認(rèn)證器的標(biāo)識。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送的 LBS請求還包括MS標(biāo)識、周期性和分辨率中的至少一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，LS向LC發(fā)送的LBS請求 還包括NAI、周期性和分辨率中的至少一個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的方法，還包括步驟在進(jìn)行ASN內(nèi)的 位置估計之后，LC將估計結(jié)果通過LBS應(yīng)答消息發(fā)送到LS。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，當(dāng)發(fā)生服務(wù)LC切換時， 在服務(wù)ASN和目標(biāo)ASN之間轉(zhuǎn)移MS的上下文，并且在切換完成時， 更新的LC向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，報告更新的MS位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括步驟在切換完成后，LS 向LC發(fā)送LBS請求，所述LBS請求包括NAI和周期性會話終止標(biāo)志； LC向LS發(fā)送LBS回應(yīng)，所述LBS回應(yīng)包括MS操作狀態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的方法，其特征在于，當(dāng)MS處于IDLE 模式中時，AAA向LS發(fā)送的認(rèn)證回應(yīng)中包含錨點認(rèn)證器的標(biāo)識。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送 的LBS請求還包括MS標(biāo)識、周期性和分辨率中的至少一個，錨點認(rèn) 證器向錨點尋呼控制器發(fā)送消息啟動尋呼，使錨點尋呼控制器尋呼 MS，從而MS離開IDLE狀態(tài)或進(jìn)行位置更新。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其特征在于，LS向LC發(fā)送的LBS請 求還包括NAI、周期性和分辨率中的至少一個。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括步驟在進(jìn)行ASN內(nèi)的位置 估計之后，LC將估計結(jié)果通過LBS發(fā)送到LS，其中包括MS位置信息。
14. 根據(jù)權(quán)利要求U的方法，還包括步驟LS向LC發(fā)送LBS請求， 所述LBS請求包括NAI和周期性會話終止標(biāo)志；LC向LS發(fā)送LBS回 應(yīng)，所述LBS回應(yīng)包括MS操作狀態(tài)。
全文摘要
一種在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中定位移動臺MS的方法，包括步驟定位服務(wù)器LS接收到來自定位業(yè)務(wù)LBS客戶端的定位請求，所述定位請求包含MS標(biāo)識；LS向AAA發(fā)送認(rèn)證請求；AAA向LS發(fā)送認(rèn)證回應(yīng)；LS向錨點認(rèn)證器發(fā)送包含MS標(biāo)識的LBS請求，并通過服務(wù)定位控制器LC啟動接入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)ASN內(nèi)的位置估計。考慮到服務(wù)ASN可能與錨點ASN為同一實體，提出了一種優(yōu)化方案。即當(dāng)服務(wù)ASN和錨點ASN為同一實體時，錨點認(rèn)證器不需要向LS發(fā)送服務(wù)LC的標(biāo)識，而是直接通過內(nèi)部接口啟動服務(wù)LC中的定位過程，由此可以優(yōu)化信令流程。
文檔編號H04L29/08GK101370271SQ20071014252
公開日2009年2月18日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者煒 王, 雷藝學(xué) 申請人:北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會社