蜂窝通信网络的网络服务 |
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| 申请号 | CN201080070969.6 | 申请日 | 2010-10-27 | 公开(公告)号 | CN103314603A | 公开(公告)日 | 2013-09-18 |
| 申请人 | 瑞典爱立信有限公司; | 发明人 | 戈耳迪·卓德劳克; 古伊多·格兰; | ||||
| 摘要 | 一种用于向多个移动终端提供 覆盖 地理区域的蜂窝通信网络的网络服务的方法，所述方法包括：定义使用网格场覆盖地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔；提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息；基于所述网格信息和至少一个移动终端的 位置 信息，响应于多个移动终端之一跨越一个网格线，生成跨越信息；以及基于所述跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，当所述一个移动终端位于所述一个网格场中时所述网格场信息包括所述一个移动终端的标识信息。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于向多个移动终端提供覆盖地理区域的蜂窝通信网络的网络服务的方法，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 蜂窝通信网络的网络服务技术领域[0001] 本发明涉及提供蜂窝通信网络的网络服务的方法、用于提供蜂窝通信网络的网络服务的系统、操作提供蜂窝通信网络的网络服务的网络实体的方法、相应的网络实体、可装载到这种网络实体的处理单元中的计算机程序以及用于在蜂窝通信网络中使用的移动终端。 背景技术[0002] 众所周知，在诸如蜂窝无线电话网络等的蜂窝通信网络中提供了所谓的基于位置的服务(LBS)。此类服务通常包括用于例如在全球定位系统(GPS、Galileo(伽利略)、Glonass(格洛纳斯))或移动定位系统(MPS)的帮助下估计移动终端的位置的机制，其中，全球定位系统或移动定位系统可以使用小区ID信息或者基于时间提前且基于三角测量的算法来确定移动终端的位置。众所周知，所述LBS机制实现了基于用户(移动终端)的位置来进行内容传送。基于对移动终端的位置的了解，可以向所述移动终端提供特定的基于位置的服务，例如，针对即将到来的道路交通事故的警告消息或者为了避免交通堵塞的关于绕行的指示。 [0003] 此外，众所周知，在所谓的小区广播服务(CBS)的帮助下广播信息，以向一个或多个小区内的移动终端分发信息。相应的移动终端必须实现对相应的广播信道的监听。所谓的多媒体广播和多播服务(MBMS)是已知的，其向移动终端提供宽带广播。 [0004] 通过使用由移动终端触发的请求响应通信机制或者使用短消息服务(SMS)和多媒体消息服务(MMS)的点对点(P2P)数据通信来控制蜂窝通信网络中的这种数据通信。此外，引入了所述LBS技术或前述广播技术，以实现强化的请求响应通信。 [0005] 然而，用于在蜂窝通信网络中提供基于位置(地理)单播网络服务的传统的方法和构思可能具有多个缺点。所述单播网络服务采用通过建立与移动终端的专用连接和/或发送专门去往所述移动终端的消息(SMS/MMS)来向移动终端进行信息传送的机制。具体地说，这些构思可能依赖于保持具有所有客户端的位置(即，移动终端的位置)的客户端数据库并且依赖于定期地更新该信息。 [0006] 可以通过向移动终端请求状态数据(例如，位置更新)来实现定期更新。在车载移动终端的情况下，可能必须频繁地进行定期更新，这是因为交通工具的行驶速度导致即使在相对短的时间段内位置也发生较大的改变(例如，以180km/h移动的交通工具在30秒内移动了约1,500m)。这可能进而导致这种地理网络服务占用较大的网络通信和处理资源，这是因为使用基于位置的寻址的每一个服务将由于持续的客户端定位而向蜂窝通信网络装载额外的数据业务。 [0007] 除了上述内容以外，移动设备的实际位置或者至少指示相应位置的信息也必须保存在某一数据库中，以允许任何基于位置的网络服务。此外，为了能够向这些所选择的基于位置的移动终端发送特定消息，还将存在位置数据与相应移动终端的标识数据的关联，例如，用于向移动终端发送和传递消息的相应电话号码。这意味着相应的信息表示特定的蜂窝通信网络的移动网络运营商(MNO)可能不允许向第三方自由披露的敏感数据。 [0008] MNO与作为蜂窝通信网络的服务订户并且拥有-或者至少操作-移动终端的用户之间的合同安排和/或国家立法可能要求机密地处理移动终端(也即是用户)的实际位置与标识信息的任意关联，并且因此必须在MNO的网络内保存该任意关联，使得第三方不能利用该信息。 [0009] MNO的网络可以不仅包括MNO操作或向用于提供基于蜂窝通信网络的服务的其它提供方租用的蜂窝通信网络，还包括相应的内部网络，例如，相应的内联网和针对该内联网的相应安全的接口。披露位置信息以及标识信息可能需要每一个相应移动终端用户的同意。因此，可能只有特定服务可以利用任何基于位置的寻址，而其它服务和/或其它服务提供商不能利用该基于位置的寻址。 [0010] 就所关注的定期位置更新而言，这种定期探测数据的缺点可能是多方面的。一方面，当查询客户端数据库以确定在事件(即，交通事故)附近的其它客户端时，产生了较重的网络负载。该负载将随着被服务的客户端和移动终端的总数而呈二次方增加，并且使用正确的容量来度量针对更大区域的服务变得越发具有挑战性。另一方面，对探测数据的定期且不受管理的更新可能阻塞针对其他用户和服务的宝贵的无线电资源。然而，蜂窝通信网络中的这种更高的网络负载还可能对延迟性能造成负面影响。 [0011] 此外，对于不同的技术而言，定位信息的准确度是不同的。取决于小区直径，上述基于网络的定位MPS仅提供了几百米的精度。虽然基于卫星的定位机制更准确(低至几米)，但是这仍然不够准确，这是因为车载移动终端可能如上所述的快速行驶。为了在这些情况下使地理网络服务保持可靠，将需要每一分钟向系统提供几次位置更新。 [0012] 因此，本发明的目的是在避免上行链路无线电资源拥塞的同时且无需披露客户端的位置信息以及相应的标识信息的情况下提供蜂窝通信网络的网络服务，从而基于移动终端的位置来提供信息的网络服务。 发明内容[0014] 根据本发明的一个方面，一种用于向多个移动终端提供覆盖地理区域的蜂窝通信网络的网络服务的方法包括：定义使用网格场覆盖所述地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔；提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息；基于所述网格信息和所述至少一个移动终端的位置信息，响应于多个移动终端中的一个移动终端跨越一个网格线，生成跨越信息；以及基于所述跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，当所述一个移动终端位于所述一个网格场中时所述网格场信息包括所述一个移动终端的标识信息。 [0015] 根据本发明的另一个方面，一种用于向多个移动终端提供覆盖地理区域的蜂窝通信网络的网络服务的系统包括被布置为执行以下操作的网络实体：定义使用网格场覆盖地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔；向所述多个移动终端中的至少一个提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息；以及基于跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，当所述一个移动终端位于所述一个网格场中时所述网格场信息包括所述一个移动终端的标识信息，并且其中，所述一个移动终端被布置为基于所述网格信息和所述一个移动终端的位置信息，响应于跨越一个网格线，生成所述跨越信息。 [0016] 根据本发明的另一个方面，一种操作向多个移动终端提供覆盖地理区域的蜂窝通信网络的网络服务的网络实体的方法包括：定义使用网格场覆盖所述地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔；向所述多个移动终端中的至少一个提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息；以及基于跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，当所述一个移动终端位于所述一个网格场中时所述网格场信息包括所述一个移动终端的标识信息，其中，所述一个移动终端基于所述网格信息和所述一个移动终端的位置信息，响应于跨越一个网格线，生成所述跨越信息。 [0017] 根据本发明的另一个方面，提供了一种可装载到蜂窝通信网络的网络实体的处理单元中的计算机程序，所述程序包括当在所述处理单元上运行时执行根据本发明的相应实施例所述的方法的代码。 [0018] 根据本发明的另一个方面，一种用于在覆盖地理区域的蜂窝通信网络中使用的移动终端包括被配置为执行以下操作的处理单元：接收包括参考点信息和与网格间隔有关的信息的网格信息，其中，网格使用网格场覆盖所述地理区域的至少一部分，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔；基于所述网格信息和所述移动终端的位置信息来观测网格线跨越；响应于所述网格线跨越，生成跨越信息；以及通过所述蜂窝通信网络来向网络实体发送所述跨越信息。附图说明 [0019] 现在将参照附图来描述本发明的实施例，其中，本发明的实施例是为了更好地理解发明构思而给出的但是不应视为限制本发明，在附图中： [0020] 图1示出了根据本发明的实施例的覆盖地理区域的至少一部分的网格的示意图； [0021] 图2示出了根据本发明的另一个实施例的系统架构的示意图； [0022] 图3示出了根据本发明的另一个实施例的用于提供蜂窝通信网络的网络服务的网络实体的示意图； [0023] 图4示出了根据本发明的另一个实施例的用于提供蜂窝通信网络的网络服务的网络实体的示意图； [0024] 图5A至图5C示出了本发明的另一个实施例的示意图； [0025] 图6A至图6D示出了本发明的另一个实施例的示意图； [0026] 图7示出了根据本发明的另一个实施例的移动终端的示意图；以及[0027] 图8A至图8D示出了本发明的方法实施例的流程图。 具体实施方式[0028] 在本发明的意义中，术语网络服务将被理解为蜂窝通信网络内的全部服务和功能，例如，作为全部服务和功能的一部分，其包括针对提供商侧上的MNO或其它服务运营商的地理服务和针对用户侧上的移动终端的定位信息服务。在运营商侧上，术语地理服务应当被理解为利用网络服务的基本服务实体，而在用户侧上，术语定位信息服务应当被理解为利用网络服务的基本服务实体。 [0029] 定位信息服务的示例包括基于移动终端的相应位置来向移动终端提供信息的服务，所述信息例如是当相应的移动终端的位置导致可能牵涉到交通事故和/或交通堵塞时的交通事故警报或特定的路线绕行建议。地理服务的示例包括：仅利用网格场信息来确定特定地理区域中的移动终端的密度(例如，与交通工具密度相对应)的服务，和/或向交通部门提供与特定的高速公路上或者在特定的枢纽站附近的这种交通工具密度有关的信息的服务。通过后面的示例可以清楚的是，地理服务可能根本不涉及向移动终端发送消息或者广播信息。 [0030] 举另一个例子，还可以向蜂窝通信网络的外部提供所述地理服务，其中，所述外部将被理解为离开MNO与运营商服务的订户(即，移动终端的用户)之间的合同区域。因为本发明的实施例允许在无需向第三方披露敏感信息的情况下提供所述地理服务，因此所述蜂窝电信网络的外部也可以包括这些第三方，即，可以在使任何敏感信息保持在所需的网络界限(例如，蜂窝电信网络本身和/或MNO的内联网)以内的同时向各方提供地理服务。 [0031] 图1示出了根据本发明的实施例的覆盖地理区域的至少一部分的网格的示意图。如图1所示，移动终端10、11、12和13是车载的，并且因此由行驶的汽车表示。用具有网格线99以及网格场91和92的网格90来映射由蜂窝通信网络覆盖的地理区域。可以进一步看出，网格可以包括多个网格间隔，例如，第一网格间隔901和第二网格间隔902，其导致具有不同大小的网格场，即，第一网格场91和第二网格场92。 [0032] 通过蜂窝通信网络的相应的无线电接入网(RAN)302的方式将蜂窝通信网络提供给移动终端10-13。一些基于卫星的定位服务40向移动终端10至13提供了用于确定其相应位置的方式。然而，注意，基于卫星的定位服务40可以由基于网络的定位服务(例如，MPS)适当地替换。 [0033] 根据本发明的这一方面，存在蜂窝电信网络的、提供网络服务的各个部分的网络实体20。在网络服务包括定位信息服务的实施例中，其也可以涉及将所谓的GeoMessaging(地理消息传送)功能引入MNO的网络中。一方面，该GeoMessaging功能与所有移动终端(客户端)及其地理位置维持某一关系。另一方面，该GeoMessaging功能将揭露针对大量服务(MNO内部的和外部的)的接口，这允许在无需知道相应客户端的位置的情况下将消息发送到空间区域内。所述接口可以视为针对所述地理服务的用户的网关。 [0034] 假设图1中所示的移动终端11-13已经向网络服务-或者至少这些终端可以利用的服务进行了注册。进一步假设已经向每一个移动终端11-13提供了网格信息，该网格信息包括(可能单独的)参考点信息和与相应网格间隔有关的信息。利用该信息并且通过经由服务40监控移动终端11-13的地理位置，移动终端11-13能够确定它们是否越过网格线99。根据其它实施例，可以包括某一空间滞后以避免例如当移动终端正在沿着网格线99移动时在两个相邻网格场之间太频繁的切换。 [0035] 假设移动终端10未参与该网络服务，但是该移动终端10仍然能够使用蜂窝通信网络的其它服务，例如，SMS、MMS和电话。因此，不需要向网络实体20发送和/或与网络实体20交换任何信息，例如，位置更新。同时，移动终端11刚好跨越网格线99从而进入相邻网格场91，并且相应地向网络实体20发送位置更新消息51(跨越信息)。GeoMessaging功能(即，网络服务和/或网络实体20)的网格数据库将移动终端11与新的网格场91关联，并且确定新的场91的网格间隔901与先前的场的网格间隔相同，因此无需向移动终端11发送任何网格信息更新。 [0036] 此外，移动终端12刚好进入具有更密集的第二网格间隔902的区域，并且相应地向网络服务提供跨越信息52。在该场景中，网格数据库将移动终端12与新的网格场关联，并且另外向移动终端12发送网格信息更新53使得移动终端12获知更密集的网格间隔902。移动终端13示出了相反的场景，在该场景中，终端离开具有更密集的网格间隔902的区域，其涉及另一个跨越信息52’(位置更新)和由网络实体20向终端13发送另一个网格信息更新53’。 [0037] 从某一基本网格开始，可以将每一个网格场划分为多个具有更密集的网格间隔的网格场，并且也可以允许多于一个级别的划分，直到合理的网格间隔值，例如，100米。划分或者合并网格场(即，在本地和/或临时改变网格间隔)的必要性可以遵循多个标准。一方面，应当使用于定位的网络负载最小化，这意味着较大的网格间隔。另一方面，应当在无需过多空间开销的情况下使用最小的网格场集合来映射目标区域，这强加了可能取决于网络服务目标区域轮廓的最小网格间隔。然而，关联于一个网格场的移动终端的数量(区域中的交通工具密度)可能不再是适当的标准，这是因为划分网格场以减小关联于单个网格场的客户端(交通工具)的数量可能正好导致用于位置更新的网络负载的增加。 [0038] 在自上而下的视图中，区域中的客户端(车载移动终端)密度可能对网格间隔没有影响，而仅对网络需要提供的容量有影响。在本发明的上下文中，这可能暗指网络服务的网格管理可能只需要一个标准。对网络服务目标区域到网格场的映射进行监控，并且如果由此产生的区域大小超过阈值(例如，200％)，则划分网格场。具有更密集的网格间隔的经划分的区域进行计时，并且如果在超时时段(例如，1个小时)内没有看到类似的网络服务目标区域，则再次合并这些网格场。通过这种方法，针对当前网络服务使用模式，网格的粒度和与之相关的用于定位的网络负载保持为最佳的。 [0039] 可以延期处理或立即处理这种划分过程。对于立即划分，通过与划分有关的某一网格信息更新来立即通知网格场中的所有客户端(移动终端)。因此，客户端将相应地发送位置更新(网格位置信息)。在延期的情况下，不提供额外的网格信息更新，并且只有通过跨越网格线而新进入网格场的客户端将获知更密集的网格间隔。这将导致在不会产生网络负载的峰值的情况下使网格平滑地过渡。对于合并网格场，延期方法可能是最优选的。 [0040] 对于确定网络服务的可操作参数，与道路交通有关的官方统计和官方数据可以用于考虑客户端进行位置更新的频率。当交通工具在道路上时的总平均速度可以约为40km/h。通过考虑该速度和2km的示例性基本网格间隔，交通工具将平均每隔180s发送一次位置更新。在具有最高的提议的100m的网格粒度的区域中，该值可能下降至9s。乍一看，仅因为客户端(交通工具)的数量增加，因此(用于定位的)网络负载可能随着道路交通密度而正比增加。但是实际上，这种增加可能明显更少，这是因为在较高交通密度的情况下，交通工具的平均速度下降，并且在网格场中的滞留时段增加，这导致较不频繁的网格线跨越和有关的通过生成和/或发送跨越信息而进行的位置更新。 [0041] 本发明的优选实施例依赖于移动终端处(即，交通工具上)的基于卫星的定位。但是，除了基于GPS的定位以外，MNO还可以采用几种其它基于网络的定位方法，下面概括为术语移动定位系统(MPS)。一些公知的技术是小区全球标识和时间提前(CGI+TA)、增强的CGI(E-CGI)、针对WCDMA的小区ID、上行链路到达时间差(U-TDOA)和任意时间查询(ATI)。然而，MPS通常应请求执行定位，并且向运营商的网络外部的服务(提供商)提供客户端的位置，从而需要用户的同意。GeoMessaging功能还可以视情况使用诸如MPS等的其它定位功能。 [0042] 图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的系统架构的示意图。图2描绘了UMTS环境中的示例性部署概述。除了蜂窝网络的内核301和RAN(无线电接入网)302以外，图2还示出了由MNO的网络中的其它子系统和节点303之中的网络实体20提供网络服务的一部分。这些其它子系统和节点303可以包括小区广播中心(CBC)、移动定位系统(MPS)和/或广播多播服务中心(BM-SC)。所述内核301可以包括网关GPRS支持节点(GCSN)、服务GPRS支持节点(SGSN)和/或归属位置寄存器(HLR)。 [0043] 其它外部服务304可以位于蜂窝通信网络30的外部，所述外部服务304可以包括THW服务、TPEG服务、路口助理和/或某一流式服务。在MNO的网络30外部描绘利用网络服务的外部服务304，这是一般的情况。然而，这应当被理解为不排除蜂窝通信网络30中的、也可以使用或者甚至单独使用网络服务的运营商专用服务。换言之，所提出的网络服务维持与所有移动终端(交通工具)及其地理位置的智能或虚拟关系。另一方面，它揭露了针对大量服务(MNO内部的和外部的)的接口，这允许在无需了解相应客户端的位置的情况下将消息发送到空间区域内。 [0044] 可以在图2中示例性示出的运营商的网络中部署网络服务，其中，向该网络服务注册了多个服务和客户端(交通工具)。可能是服务304向系统发送所谓的GeoCast消息并且客户端11……(交通工具)接收这些消息。另一方面，客户端11……(交通工具)可以直接向服务发送其上行链路消息。此外，客户端(交通工具)11……可以使其定位与网格数据库保持同步(如下所述)。 [0045] 图3示出了根据本发明的另一个实施例的用于提供蜂窝通信网络的网络服务的网络实体的示意图。根据该实施例，网络实体20包括处理单元201和用于存储可以由处理单元201处理的代码和/或信息的存储单元202。在存储单元202中，布置了存储部分203，这些存储部分203包括代码和/或数据以提供下面的功能：定义使用网格场覆盖地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔，向多个移动终端中的至少一个提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息，以及基于跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，当所述一个移动终端位于所述一个网格场中时该网格场信息包括这一个移动终端的标识信息，其中，所述一个移动终端基于所述网格信息和这一个移动终端的位置信息，响应于跨越一个网格线，生成所述跨越信息。 [0046] 图4示出了根据本发明的另一个实施例的用于提供蜂窝通信网络的网络服务的网络实体的示意图。在该图中，概括地示出了网络实体20’的组件和/或网络服务。网络实体20’可以包括用于维持其自己与移动终端(交通工具)11……以及与其它可能的外部服务304的关联的交通工具会话管理器211和服务会话管理器212。为了允许从移动终端到服务的端对端的上行链路通信，这两个会话管理器组件211、212可以交换服务地址信息以交换端对端的通信会话。 [0047] 位置管理器213接收并处理来自移动终端11……的所有位置更新(跨越信息和/或网格位置信息)，并且可以控制位置更新的频率使得蜂窝通信网络的负载最小化并且维持所需的定位精度。为此，位置管理器213访问网格数据库214，网格数据库214用网格间隔来管理网格场中的被服务的空间区(即，地理区域的由网格覆盖的部分)，从而跨越相应的区域。根据当前的客户端空间密度和当前的寻址负载情况，网格数据库214可以视情况调整区域中的网格间隔。可以进一步最优化网格数据库214，从而实现对关联于网格场的移动终端的快速访问。 [0048] 根据该实施例，网络实体20’包括所谓的GeoCast管理器215。GeoCast管理器215从注册的服务304接收与有效载荷消息有关的请求。GeoCast管理器215根据所使用的地理寻址方案将请求的目的地区域映射到在网格数据库214中维持的网格场集合。然后，GeoCast管理器215查询网格数据库214以寻找关联于该网格场集合的相应移动终端。 然后，将有效载荷消息发送到这些移动终端，并且可以向进行请求的服务304通知状态(成功、失败)或某种类型的报告(例如，所达到的客户端的数量)。GeoCast管理器215或网格数据库214还可以了解在其中其它广播方法可以在MNO的网络中使用的空间区域，并且相应地转发有效载荷消息。 [0049] 注册的服务304可以使用地理寻址方案向GeoCast管理器215发送应用层消息。然后，GeoCast管理器215可以查阅网格数据库214并且将空间目标区域映射到覆盖目标区域的所有网格场。如果映射的目标网格场的大小超过了所请求的目标区域大小相当大的阈值(例如，100％)，则GeoCast管理器215可以发起对网格数据库214中的映射的目标片的上述划分过程。然后，可能必须向网格数据库214请求当前关联于映射的目标网格场的客户端。这对于性能可能是有利的，因此可以针对这种类型的查询来使网格数据库214最优化。现在，可以向相应的结果列表上的所有这些客户端发送应用层消息。 [0050] 可选择地，如果GeoCast管理器215了解向目标区域提供服务的其它广播能力，则它也可以向其它广播服务305(例如，BM-SC)转发应用层消息。为了在网络中充分利用这些广播功能，客户端可以向网络服务指示它们是否被调谐到相应的广播信道。然后，网格数据库214可以从结果列表中排除这些客户端。 [0051] 位置管理器213接收并处理来自客户端的所有位置更新，并且以有利的方式控制位置更新的频率使得蜂窝网络的负载最小化并且维持所需的定位精度。因此，将被提供服务的整个空间区划分为网格，其中该网格具有网格场密度不同的任意区。每当存在来自客户端的位置更新，网格数据库214就将客户端与相应的网格场相关联。可以对网格数据库214自身进行最优化，以对关联于网格场的客户端集合进行快速访问。 [0052] 用于以所需的方式最优化网格数据库214的优选起始点将具有简单的网格特征。根据本发明的实施例，这是通过定义仅具有单个参考点和适合的基本网格间隔的基本网格来实现的。可能与使用哪一种坐标系(例如，笛卡尔的或大地测量的)无关。 [0053] 举一个有意义的基本网格的示例，德国可以用作被服务的区域。如果将德国的中心(51°9′48″N、10°26′52″O)视作参考点并且将2km作为网格间隔，则这将导致4km2的网格场大小和约90.000个网格场，该数量可以容易地由现有的数据库系统来控制。 继续该示例，在德国存在约5千万辆车。假设针对移动远程信息处理应用的普及率为20％并且在道路上同时存在所有交通工具的25％，这将导致针对每一个基本网格场存在平均 28辆车。将存在一些具有更高交通工具密度的区域的情况是通过允许定义(或者甚至自动地确定)具有更密集的网格间隔的任意区域的网格数据库214来解决的。 [0054] 原则上对要使用的这种类型的地理寻址方案没有限制。可以将目标区域定义为例如圆形(坐标和半径)、定义为矩形(两个坐标和高度)或者定义为更一般的表示，例如坐标的闭合多边形(只要可以将该闭合多边形定义为网格信息)，并且移动终端能够根据某一参考点信息、当前位置信息和某一间距来确定网格线交叉点。 [0055] 在本描述中，讨论了一般的实施例和IMS实施例。除了架构视图和时序图以外，还应当特别关注客户端(移动终端)与所提出的网络服务的位置管理器和网格数据库的交互。通常，根据本发明的一些实施例的网络服务可以划分为四个阶段：阶段1：注册；阶段2：会话建立；阶段3：操作；以及阶段4：注销。 [0056] 图5A至图5C示出了本发明的另一个实施例的示意图。图5A示出了本发明的一般实施例的架构的概述，其包括应用层数据(有效载荷)的消息流。剩余的消息流包括用于注册、会话处理和定位的消息流。相同的参考数字标识与已经结合其它实施例描述的元件相同或类似的元件。然而，图5A描绘了具有一个特定的服务304’和IP多媒体子系统(IMS)303’的实施例，其中，IMS303’进而包括网络实体20、BM-SC、MPS和归属订户服务器(HSS)。 [0057] 在图5B中示出了该实施例的注册和会话建立的构思，图5B通过实线箭头示出了主消息流，而使用虚线示出了可选择的且可替换的信号传送。在该实施例中，注册阶段和会话建立阶段大部分紧密耦合。基本上，在注册阶段结束时交换会话参数结束了该过程。 [0058] 通常，希望使用网络服务(例如，所述的地理服务)的服务304’在较早时间点进行注册。通常，当系统在线时，新的服务可以在任何时候注册。为了注册，服务向网络实体20发送“Reg”消息510，该“Reg”消息510包含(稍后用于与客户端交换会话参数的)其服务ID和通信地址参数。网络实体20的服务会话管理器使用状态(例如，成功或失败)进行答复。当成功时，系统通过“服务ID”而知道服务304’，并且服务304’可以由客户端(移动终端)使用。当服务注销时，所有相关联的客户端可以可选择地接收离线通知。 [0059] 在该一般的实施例中，所有客户端必须在它们可以使用网络服务之前向网络服务进行注册。为了注册，移动终端11……向网络实体20发送“Reg”消息501，该“Reg”消息501包含(至少)一个目标服务ID和其自己的通信地址参数(稍后用于向客户端发送消息)。“Reg”消息501的一部分也可以是移动终端的、由网络服务用于将客户端关联于网格数据库的初始位置信息(即，网格位置信息)。网络实体20的交通工具会话管理器使用状态(例如，成功或失败)和目标服务的地址参数进行答复。此外，向移动终端11……发送“网格”消息502，从而向移动终端11……提供网格信息。为了认证和/或授权，可以可选择地提供“网格”消息502以访问(消息521)蜂窝网络的订户数据库(HSS)或者使用(消息 522)可替换的定位服务(例如，MPS)。客户端可以在任何时候注销。 [0060] 图5C示出了该实施例的操作的构思，图5通过实线箭头示出了主消息流，而使用虚线示出了可选择的且可替换的信号传送。当至少一个服务304’和一个客户端11已经成功注册时，系统处于操作阶段。在操作阶段期间，将基本上存在两个独立的通信流，一个通信流在应用层上并且在客户端和服务之间是端对端的，第二个通信流是针对客户端的定期定位过程。 [0061] 由客户端直接向服务304’发送上行链路方向上的应用层消息504’。网络实体20可以不参与该通信，并且这确保了最佳的延迟性能和针对应用层协议的透明度。将对下行链路方向上的应用层消息504进行“地域性群播”，并且因此将应用层消息504发送到网络实体20，以对空间目标区域进行寻址。可以将目标区域定义为例如坐标的闭合多边形。然后，网络实体20确定位于目标区域中的客户端集合，并且向该客户端集合透明地传播应用层消息。GeoCast管理器组件及其方法可以实现快速且接近实时的传播，如下所述。 [0062] 可选择地，如果网络服务了解网络中的、向消息的目标区域提供服务的其它广播能力，则网络服务还可以另外向例如BM-SC转发应用层消息。为了充分利用网络中的这些其它广播功能，客户端应当向网络服务指示它们是否被调谐到相应的广播信道。 [0063] 图5C中所示的所有通信503、502’和522可以属于由位置管理器组件和网格数据库组件执行的定位方法。不论该定位方法何时需要位置更新，客户端都将发送具有其当前位置和其它移动性数据(例如，前进方向、速度……)的“Loc”消息503。客户端进而接收返回的可能具有新的网格信息的“网格”消息502’，以便只要且仅当这些参数关于客户端的当前位置改变时就进行“智能的”定位。客户端的位置和移动性数据可以保持在运营商的网络内，使得它们不必向可能属于第三方的(外部)服务公开。 [0064] 随着移动网络中越来越多的数据业务基于IP，该行业正在巩固和最优化其技术基础以处理和支持IP。IP多媒体子系统(IMS)是被设计用于实现完全基于IP的网络的信令框架。由于IMS的高度灵活的属性(包括信令和媒体的分离、差异化计费和开放的标准化接口)，因此大量新的服务和收费场景是可能的。 [0065] IMS是由无线标准机构第三代合作伙伴计划(3GPP)设计的，并且在任何可能的情况下使用互联网(IETF＝互联网工程任务组)协议，例如，会话发起协议(SIP)。已经使用的互联网协议(IP)已经由IMS框架增强为满足高安全性需求和通信行业的可靠性。3GPP增强包括诸如移动性认证、QoS、移动性管理和计费等的特征。该标准化信令基础设施的优点是将轻量的互联网架构与通信需求合并为单个架构方法。 [0066] IMS内核的组件是HSS(归属订户服务器)和CSCF(呼叫会话控制功能)。HSS是包含所有与订户有关的数据(其包括订户服务简档和服务触发)的数据库。它对客户端执行认证和授权，并且提供与订户的位置有关的信息和IP信息。 [0067] CSCF用于处理SIP信令分组。存在三种不同类型的CSCF。代理CSCF(P-CSCF)是终端到IMS内核的进入点。服务CSCF(S-CSCF)是信令平面中的主节点。它联合从HSS提取的信息来处理注册请求和对用户的认证。S-CSCF始终维持所有注册和会话处于其控制下的状态。询问CSCF(I-CSCF)支持S-CSCF。它提取用户的位置数据，并且将呼叫路由到适合的S-CSCF，这确保了合理的网络负载平衡。I-CSCF具有找出其它网络中的S-CSCF以便能够确保全球连接的能力。 [0068] 图6A至图6B示出了本发明的另一个实施例的示意图。更具体地说，该实施例涉及在IMS核心网中部署本发明，IMS核心网然后可以利用诸如移动性认证、QoS、移动性管理、差异化计费和开放的标准化结构等的特征。图6A示出了IMS实施例中的架构的概述图。相同的参考数字标识与已经结合其它实施例描述的元件相同或类似的元件。然而，图6A描绘了具有一个IP多媒体子系统303”的实施例，该IP多媒体子系统303”进而包括网络实体20、X-CSCF、PGM AS和归属订户服务器(HSS)。在该情况下，网络实体20的会话管理器组件可以以背靠背用户代理(B2BUA)的方式操作并且使用SIP协议。因此，示出了信令数据流和应用层通信流。 [0069] 在图6B中示出了该实施例的注册的构思，图6B通过实线箭头示出了主消息流，而使用虚线示出了可选择的且可替换的信号传送。在该实施例中，注册阶段和会话建立阶段仅松弛地耦合。处理注册(包括认证和授权)根本不涉及网络实体20或网络服务作为信号传送中的功能节点。完全由IMS内核的呼叫会话控制功能节点(CSCF)来处理SIP注册消息。图6B描绘了用于注册的SIP信令流。希望利用网络服务的任何服务需要使用其公共服务ID(PSI)进行SIP注册，如消息流561所示。所有客户端必须使用其公共用户ID(PUI)来执行SIP注册，如消息流551所示。 [0070] 由于服务注册，因此CSCF已经对其初始过滤标准(IFC)进行了初始化。因此，IFC使CSCF能够路由/链式传送针对相应服务的SIP信令。来自HSS的订户数据传递公共服务ID与网络服务功能的关联。 [0071] 在图6C中示出了该实施例的会话建立的构思，图6C通过实线箭头示出了主消息流，而使用虚线示出了可选择的且可替换的信号传送。与在结合图5A至图5C所描述的实施例中类似，移动终端11……将必须在它们可以切换到可操作模式之前交换会话。在该IMS实施例的情况下，通过SIP邀请消息552的方式来执行会话建立，其中，SIP邀请消息552通过其公共服务ID寻址期望的服务。 [0072] 具体地说，P-CSCF是从移动终端的角度来看的进入点。它向负责的S-CSCF转发邀请消息552，S-CSCF将评估IFC并且将网络服务功能放入信令链中。网络服务可以以B2BUA的方式操作；这意味着单独地在其两端上交换会话描述。因此，网络服务将分别向服务304’发起SIP邀请572、562，由CSCF类似地将SIP邀请572、562路由到服务。答复消息沿着链路返回网络实体20，并且这将分别答复客户端的邀请消息552。交换的会话描述包含应用层通信参数。 [0073] 与结合图5A至图5C所描述的实施例中的定位信令不同，在该IMS实施例中，网络服务而是可以利用IMS的存在、组织和数据管理(PGM)功能。在部署该选项的情况下，网络实体20将在会话建立期间在PGM AS处订购客户端的特定呈现信息，如图6C中所示。由于该选项是特定于IMS实施例的并且将该IMS实施例与其它实施例区分开，因此假设将在下面的讨论中使用该选项。 [0074] 在图6D中示出了该实施例的操作的构思，图6D通过实线箭头示出了主消息流，而使用虚线示出了可选择的且可替换的信号传送。与在结合图5A至图5C所述的实施例中类似，当至少一个服务304’和一个客户端11已经成功地建立了会话时，该系统处于操作阶段。在操作阶段期间，将基本上存在两个独立的通信流，一个通信流在应用层上并且在客户端和服务之间是端对端的，第二个通信流是针对客户端(交通工具)的定期定位过程。图6D示出了针对IMS实施例的这两个通信流。 [0075] 示出为504、504’和504”的应用层通信与前面所述的(参见图5C)实施例中相同，因此在这里不再对其进行讨论。图6D中所示的所有通信553、554、575和576都属于定位方法，在该实施例中，该定位方法利用IMS的PGM功能。当定位方法需要位置更新(或者跨越信息)时(也即是说，当相应的交通工具跨越网格线时)，客户端将通过SIP公布消息554来向PGMAS公布其位置和其它移动性数据(例如，前进方向、速度……)。作为所有SIP消息，公布575将由CSCF路由到PGM。网络实体20已经在PGM处订购了客户端的位置信息，并且将由PGM通过通知576向网络实体20通知更新的位置。 [0076] 客户端进而接收返回的“网格”消息553，该“网格”消息553具有新的网格信息，以便只要且仅当相应的参数已经关于客户端的当前位置改变时就用于定位。此外，在该IMS实施例中，客户端的位置和移动性数据将不会离开运营商的网络或者向(外部)服务公开。 [0077] 图7示出了根据本发明的另一个实施例的移动终端的示意图。如图7所示，移动终端10包括处理单元101和存储单元102。在存储单元102中，存在存储部分103，这些存储部分203存储数据和/或代码以提供下面的功能：接收包括参考点信息和与网格间隔有关的信息的网格信息，其中，网格使用网格场覆盖地理区域的至少一部分，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔；基于所述网格信息和与移动终端有关的位置信息来观测网格线跨越；响应于所述网格线跨越，生成跨越信息；以及通过蜂窝电信网络向网络实体发送所述跨越信息。 [0078] 根据其它实施例，移动终端10还可以包括显示器和/或通知装置104、105，该显示器和/或通知装置104、105用于向移动终端的用户输出光学信号、振动信号或声学信号以通知输入的GeoCast消息/信息从而向用户提供这些消息的实际内容。 [0079] 图8A示出了本发明的方法实施例的流程图。具体地说，图8A中所描绘的流程图与向多个移动终端提供覆盖地理区域的蜂窝通信网络的网络服务相对应。根据该实施例的方法包括：在步骤811中，定义使用网格场覆盖地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔，在步骤812中，提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息，在步骤813中，基于所述网格信息和至少一个移动终端的位置信息，响应于多个移动终端中的一个移动终端跨越一个网格线，生成跨越信息，以及在步骤814中，基于跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，该网格场信息包括这一个移动终端当位于这一个网格场中的标识信息。可以连续地和/或重复地执行所述方法步骤811至814或者仅其一些相应的步骤。 [0080] 图8B示出了本发明的另一个方法实施例的流程图。根据该实施例的方法包括：在步骤821中，定义使用网格场覆盖地理区域的至少一部分的网格，所述网格场是用网格线来构造的并且相距网格间隔，在步骤822中，向多个移动终端中的至少一个提供包括参考点信息和与所述网格间隔有关的信息的网格信息，以及在步骤823中，基于跨越信息来保持针对至少一个网格场的网格场信息，该网格场信息包括这一个移动终端当位于这一个网格场中的标识信息，其中，所述一个移动终端基于所述网格信息和这一个移动终端的位置信息，响应于跨越一个网格线，生成所述跨越信息。可以连续地和/或重复地执行所述方法步骤821至823或者仅其一些相应的步骤。 [0081] 图8C示出了本发明的另一个方法实施例的流程图。该方法在起始点830开始，并且通过在步骤831中接收GeoCast请求继续，或者在步骤839中在计时器到期的实例中继续。对于该方法继续步骤831的情况，在步骤832中，将要由网络服务提供服务的目标区域映射到网格。在步骤833中，例如通过定位信息服务和/或地理服务的方式来提供网络服务。在验证步骤834中，继续验证与目标区域大小相比，映射的区域大小是否太大。如果不是这种情况，则方法去往结束837。然而，如果验证步骤834产生YES(是)，则在步骤835中，在目标区域中划分网格。在步骤836中，这将接着触发计时器。一旦在步骤839中计时器到期，在步骤838中，网格场就再次合并为目标区域，换言之，网格间隔再次变成更高的值。 [0082] 图8D示出了本发明的另一个方法实施例的流程图。该方法描述了关于移动终端11……之一的实施例。该方法首先在点841处开始，并且首先在步骤842中接收网格信息。 在步骤843中，基于所接收的网格信息，移动终端11……可以将自己的位置与当前的网格匹配，即，参照参考信息、移动终端的实际位置信息和网格间隔。在步骤844中，移动终端然后持续地观测网格线跨越。如果确定这种跨越，则在步骤845中，将等待经过时间滞后和/或空间滞后。如果已经经过了该滞后，则在步骤846中，移动终端将发送跨越信息。响应于在步骤846中发送该跨越信息，在步骤847中，移动终端可以接收网格信息更新。如果接收到该网格信息更新，则该方法继续步骤842。当既未在步骤847中接收到网格信息更新也未在步骤844中观测到网格线跨越，则方法继续步骤848，在步骤848中，等待下一个定位。 如果在步骤848中例如通过从定位模块获取相应的信息而获得下一个定位，则该方法再次继续步骤843以将自己的位置与当前网格进行匹配。 [0083] 通常，网络服务不自动地处理运营商的网络的所有订户。网络服务而是可能需要注册过程。对相应的服务感兴趣的移动终端(交通工具)使用其服务地址信息来向网络服务注册。在使用IP多媒体子系统(IMS)的特定实施例中，可以甚至由蜂窝网络的订户数据库来(部分地)提供订户信息。具有注册过程可能暗示还具有相应的注销过程。 [0084] 在希望使用网络服务的所有服务可以开始发送所谓的GeoCast消息和/或使用网络服务作为某种其它类型的地理服务(这可以不必涉及向移动终端分发信息和/或消息)之前，这些服务也可能需要使用服务ID及其服务地址信息进行注册。在使用IP多媒体子系统(IMS)的特定实施例中，IMS公共服务ID可能甚至变为服务ID。 [0085] 所提出的网络服务可以提供一个或多个优点： [0086] -所谓的水平方法使网络服务能够实现为运营商的网络中的公共功能。使用该功能的服务免去维持其自己的具有所有客户端的位置的客户端数据库并且定期地更新该信息。 [0087] -针对多大量服务只生成一次用于定位任务的信令业务和执行负载，从而积极地影响系统容量。 [0088] -具有公共网络服务可以显著地减少针对希望使用GeoMessaging功能、GeoCast功能、地理服务和/或定位信息服务功能的新的服务的实现努力。这些服务本身根本不需要执行定位。 [0089] -所提出的针对网格数据库的智能和最优化实现在最小化的信令开销的情况下实现了快速、近似实时且有效的基于位置的信息分发。 [0090] -网格数据库在本地使网格间隔适应空间客户端密度和/或网络服务目标区域轮廓的能力允许最优化定位信令和网络服务目标组大小。 [0091] -可以通过对提供网络服务或其一部分的多个节点进行负载平衡来容易地实现系统的可扩展性，每一个节点对被服务的空间区域的不同部分提供服务。 [0092] -在IMS实施例中，网络服务功能可以集成到核心网生态系统中。特别是当使用IMS会话时，网络服务功能可以利用核心网中的QoS测量和PGM。 [0093] -网络服务功能不限于基于IP的服务，例如，它还将适合于实现快速且有效的群发SMS。 [0094] -对于使用所提出的网络服务功能的服务提供商，不需要询问用户同意，这是因为位置信息不会离开运营商的网络。 [0095] 根据其它实施例，可能优选的是，使用网络服务的客户端(即，移动终端)涵盖/提供下面的组件：蜂窝通信模块(GSM、GPRS、EDGE、UMTS、HSPA、LTE……)、为了更高定位准确度的定位模块(GPS、Galileo……)、用于向用户(驾驶员)通知输入信息的显示器和/或扬声器。 |
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