使用同步及異步技術的混合定位的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述用于移動臺使用同步混合定位及異步混合定位技術獲得位置確定的方法及設備。在一個實施例中，一種無線通信設備可以向移動臺發(fā)射對于對應于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS的精確時間輔助FTA的請求。所述設備可經(jīng)配置以接收所述FTA、來自一個或一個以上基站的第一時序測量值及來自所述GNSS的第二時序測量值。所述設備可以識別是否從所述移動臺接收到所述FTA。如果確定接收到所述FTA，則可以識別在所述FTA內接收到的系統(tǒng)幀號SFN，其中所述SFN與所述基站中的一者相關聯(lián)。所述設備可以接著使用同步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定，同步混合定位技術涉及使所述時序測量值與同所述SFN相關聯(lián)的時間標度相關。如果確定未接收到所述FTA，則所述設備可以使用異步混合定位技術確立所述位置確定。
【專利說明】使用同步及異步技術的混合定位
【技術領域】【背景技術】
[0001]本發(fā)明及本文所描述的各種實施例總的來說涉及獲得移動裝置的位置確定，且更具體來說涉及用于使用LTE定位協(xié)議中的混合定位功能性獲得移動裝置的位置確定的方法及設備。
[0002]能夠獲得自身的陸地位置的移動裝置常常使用全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器及技術來獲得陸地位置。用于獲得這種位置的程序有時被稱作獲得“位置確定”。在大多數(shù)情況下，具有GPS接收器的移動裝置只需要依賴于來自全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的定位衛(wèi)星來獲得位置確定，例如美國衛(wèi)星星座GPS或俄羅斯格羅斯系統(tǒng)(全球軌道導航衛(wèi)星系統(tǒng))。其它全球衛(wèi)星系統(tǒng)正在開發(fā)，例如歐洲伽利略系統(tǒng)及中國北斗(COMPASS)系統(tǒng)。
[0003]為了僅使用GNSS測量值來計算位置確定，在計算GPS接收器的位置的過程中使用從已知位置上的衛(wèi)星并行地發(fā)射的無線信號。GPS接收器從其天空視野內的衛(wèi)星接收信號。GPS接收器通過測量每個GPS無線電信號的發(fā)射與接收之間的時間延遲來測量自身與至少三個GPS衛(wèi)星之間的距離。在得到三個GPS衛(wèi)星的位置及這些衛(wèi)星之間的距離后，GPS接收器使用一種稱為三邊測量的基于距離的計算來計算其位置。
[0004]為了進行三邊測量計算，必須知道GPS信號的發(fā)射時間及接收時間。這樣就可以使用信號的已知速度(即光速)來計算距離。但是，由于移動裝置的時間保持的即使很輕微的不準確性，所以距離并不準確。因而，典型的距離計算包含不確定性，有時稱為時間偏差或時鐘偏差。近似距離計算加上時鐘偏差常常稱為偽距，并且正是這些偽距實際上被用在三邊測量技術中用來獲得位置確定。
[0005]為了調節(jié)時鐘偏差，常?？梢允褂靡曇爸械牡谒膫€衛(wèi)星來求出這個第四變量，或者其它時候，用移動裝置的海拔高度充當?shù)谒募s束條件。
[0006]但是，有時候移動裝置的視野中沒有三個或四個衛(wèi)星。山脈、城市區(qū)域甚至密集的森林都可能會讓GPS接收器無法從衛(wèi)星精確接收。多年來，人們創(chuàng)建了來自地面的位置服務器的輔助數(shù)據(jù)，以便幫助改善位置確定的精確性并且?guī)椭a償類似這樣的局限性。人們安裝了陸地基站來幫助將信號發(fā)射到原本看不到足夠數(shù)目的衛(wèi)星的移動裝置。這些基站、位置服務器及其它輔助設備經(jīng)由無線網(wǎng)絡連接起來，從而創(chuàng)建了一個被稱為輔助GPS或A-GPS的提供輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
[0007]在視野中存在的GNSS衛(wèi)星不到三個的情況下，使用A-GPS網(wǎng)絡通過提供基站位置來有效取代缺失的衛(wèi)星來幫助獲得位置確定。使用多種定位技術(例如一個或一個以上GNSS衛(wèi)星加上一個或一個以上基站)的定位過程有時被稱作混合定位。
[0008]電信中使用多種A-GPS網(wǎng)絡，這些網(wǎng)絡是圍繞多種蜂窩式通信系統(tǒng)協(xié)議建立的，每一種網(wǎng)絡的消息格式都是不同的。舉例來說，無線資源位置服務(LCS)協(xié)議(RRLP)是用于全球移動通信系統(tǒng)(GSM)及通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)，IS-801是用于碼分多址(CDMA)，而無線電資源控制(RRC)是用于寬帶CDMA(WCDMA)及開放移動聯(lián)盟安全用戶平面位置(0ΜΑSUPL)。
[0009]但是，鑒于無線通信的全球性質及現(xiàn)在服務于數(shù)百萬臺移動裝置的多樣化的電信運營商隊伍，已經(jīng)開始需要創(chuàng)建更加統(tǒng)一并且規(guī)范的無線協(xié)議。第三代合作伙伴計劃(3GPP)就是這樣一個設法創(chuàng)建使得無線運營商、工程師及研究人員可以通過在共用平臺上開發(fā)而更有效地改善無線通信的通用標準的組織。據(jù)說，本領域正在朝一種稱為長期演進(LTE)的移動通信標準融合，這種標準特別注重優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射。LTE定位協(xié)議(LPP)是一種針對LTE開發(fā)的消息格式標準，并且定義了移動裝置與A-GPS功能性中常用的位置服務器之間的消息格式。本領域的一些期望是大多數(shù)或所有運營商都將統(tǒng)一遵照LPP，從而需要優(yōu)化位置服務器以便有效利用這些LPP消息格式。
[0010]LPP中的消息格式的兩個區(qū)域包含OTDOA(觀測到達時間差)測量值及FTA(精確時間輔助)上行鏈路信息。OTDOA測量值涉及從陸地基站或eNodeB (而不是GNSS衛(wèi)星及其類似物)到移動裝置或用戶設備(UE)的下行鏈路信息。OTDOA定位背后的原理類似于GPS。位置確定通常在UE與網(wǎng)絡之間分布。不同于GPS定位，UE并不獲得精確的參考時間，而是位置估計是基于至少兩個基站小區(qū)的接收到的時間差。
[0011]FTA信息包含從移動裝置發(fā)射到位置服務器的信息，作為對于從GNSS測量接收到的傳統(tǒng)時序及星歷表數(shù)據(jù)的補充。FTA中的信息可以幫助位置服務器計算更加精確的位置確定?？梢栽诟鞣NA-GPS網(wǎng)絡中檢索FTA信息，但是其格式及內容可以根據(jù)所使用的標準而變化。具體來說LPP具有不同于目前設計的所有其它A-GPS協(xié)議的所定義的格式。
[0012]雖然LPP對于運營商展現(xiàn)許多優(yōu)點，并且有可能成為未來的無線通信協(xié)議標準，但是這種消息格式協(xié)議也包含了原先既定的局限性。

【發(fā)明內容】

[0013]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，一種無線通信設備包括發(fā)射器、接收器及處理器。所述發(fā)射器可經(jīng)配置以向移動臺發(fā)射對于對應于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的精確時間輔助(FTA)的請求。所述接收器可經(jīng)配置以響應于所述請求從移動臺接收所述FTA、所述移動臺從一個或一個以上基站獲得的第一時序測量值，及所述移動臺從GNSS獲得的第二時序測量值。所述處理器可以以通信方式耦合到所述發(fā)射器及所述接收器，并且經(jīng)配置以識別是否從所述移動臺接收到FTA。如果所述處理器確定從所述移動臺接收到所述FTA，則所述處理器可以接著識別在所述FTA內接收到的系統(tǒng)幀號(SFN)，其中所述SFN與所述一個或一個以上基站中的至少一者相關聯(lián)。所述處理器可以接著使用同步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定，方法是通過根據(jù)相對于與所述SFN相關聯(lián)的時間標度的第一時序測量值及第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，以及根據(jù)所述偽距確立所述移動臺的位置確定。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述SFN及所述第一時序測量值可以與一個基站相關聯(lián)。在本發(fā)明的另一實施例中，所述第一時序測量值可不包括觀測到達時間(OTDOA)測量值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述第一時序測量值及所述第二時序測量值可以是所述移動臺根據(jù)所述SFN相對于所述一個或一個以上基站的時間標度計算的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述處理器可以識別是否從所述移動臺接收到所述FTA，并且如果未接收到FTA，則處理器可以相對于第一時序測量值及第二時序測量值使用異步混合定位技術確立移動臺的位置確定，其中第一時序測量值的時間標度及第二時序測量值的時間標度未相互關聯(lián)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述第二時序測量值可以是所述移動臺從與所述GNSS相關聯(lián)的不超過兩個宇宙飛船獲得的。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，F(xiàn)TA可包括定量不確定性閾值。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，所述處理器可以進一步經(jīng)配置以在隨FTA從移動臺接收到的定量不確定性閾值低于閾值的情況下使用同步混合定位技術確立移動臺的位置確定。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，第一時序測量值可以進一步包括OTDOA測量值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]參照以下各圖，可以對各種實施例的性質及優(yōu)點實現(xiàn)進一步的理解。在附圖中，類似組件或特征可以具有相同參考標記。此外，通過在參考標記后面加上短劃線及第二標記，可以區(qū)分相同類型的各種組件，這個第二標記在類似組件當中予以區(qū)分。如果說明書中只使用第一參考標記，那么描述適用于具有相同第一參考標記的類似組件中的任一者，與第二參考標記無關。
[0022]圖1是實例無線通信系統(tǒng)的圖形說明。
[0023]圖2是可以配合本文所述的各種系統(tǒng)及方法采用的實例無線網(wǎng)絡環(huán)境的圖形說明。
[0024]圖3是用于確立在無線通信環(huán)境中操作的裝置的位置確定的系統(tǒng)的框圖。
[0025]圖4是用于在無線通信系統(tǒng)中進行混合定位的系統(tǒng)的框圖。
[0026]圖5是實例混合定位技術利用的時序信息的圖形說明。
[0027]圖6是經(jīng)由混合定位獲得無線通信系統(tǒng)中的移動臺的位置確定的過程的框流程圖。
【具體實施方式】
[0028]提供用于在無線通信網(wǎng)絡中支持具有同步混合定位能力的移動臺(“有同步能力的”臺)及沒有同步混合定位能力的移動臺(“無同步能力”的臺)的技術?；旌隙ㄎ豢傮w上是指利用多種定位技術的技術，這些定位技術例如是經(jīng)由全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的衛(wèi)星輔助導航、使用相對于一個或一個以上基站或其它參考點的觀測到達時間差(OTDOA)測量值的陸地定位等。有同步能力的臺可以利用同步混合定位技術，這總體上被定義為利用兩種或兩種以上定位技術的技術，并且其中由所述兩種或兩種以上定位技術產(chǎn)生的時序測量值在共用的時間標度上相關。無同步能力的臺可以利用異步混合定位技術，這總體上被定義為利用兩種或兩種以上定位技術的技術，并且由所述兩種或兩種以上定位技術產(chǎn)生的時序測量值不被相互關聯(lián)到共用的時間標度上。
[0029]本文所述的技術可以用于各種無線通信網(wǎng)絡，例如碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡、時分多址(TDMA)網(wǎng)絡、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡、正交FDMA(OFDMA)網(wǎng)絡、單載波FDMA(SC-FDMA)網(wǎng)絡等。術語“網(wǎng)絡”與“系統(tǒng)”經(jīng)?？苫Q使用。CDMA網(wǎng)絡可以實施無線電技術，例如全球陸地無線電接入(UTRA)、CDMA2000等。UTRA包含寬帶CDMA (W-CDMA)及低碼片速率(LCR)。CDMA2000涵蓋IS-2000、IS-95及IS-856標準。TDMA網(wǎng)絡可實施例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的無線電技術。OFDMA網(wǎng)絡可以實施無線電技術，例如演進UTRA(E-UTRA)、IEEE802.1UIEEE802.16、IEEE802.20、Flash-()FDM?等。UTRA、E_UTRA 及 GSM 是全球移動電信系統(tǒng)(UMTS)的一部分。長期演進(LTE)是UMTS的使用E-UTRA的版本。UTRA、E_UTRA、GSM、UMTS及LTE描述于來自名為“第3代合作伙伴計劃”(3GPP)的組織的文檔中。CDMA2000描述于來自名為“第三代合作伙伴計劃2”(3GPP2)的組織的文檔中。這些各種無線電技術及標準在所屬領域中是已知的。
[0030]利用單一載波調制及頻域等化的單載波頻分多址(SC-FDMA)是一種技術。SC-FDMA具有與OFDMA系統(tǒng)的性能類似的性能及與OFDMA系統(tǒng)的整體復雜性基本上相同的整體復雜性。SC-FDMA信號由于其固有的單載波結構而具有較低峰值對平均值功率比(PAPR)。SC-FDMA已引起很多注意，尤其是在較低PAPR在發(fā)射功率效率方面對移動終端非常有益的上行鏈路通信中。其當前是在3GPP長期演進(LTE)或演進型UTRA中對上行鏈路多址方案的有效假設。
[0031]本文中結合接入終端描述各種實施例。接入終端也可稱為系統(tǒng)、訂戶單元、訂戶臺、移動臺、移動設備、遠程臺、遠程終端、移動裝置、用戶終端、終端、無線通信裝置、用戶代理、用戶裝置或用戶設備(UE)。接入終端可以是蜂窩式電話、無繩電話、會話起始協(xié)議(SIP)電話、無線本地環(huán)路(WLL)臺、個人數(shù)字助理(PDA)、具有無線連接能力的手持式裝置、計算裝置，或連接到無線調制解調器的其它處理裝置。此外，本文結合基站描述各種實施例?；究梢杂糜谂c接入終端通信，并且還可被稱作接入點、節(jié)點B、演進節(jié)點B (eNodeB)、接入點基站或某個其它術語。
[0032]參看圖1，圖解說明根據(jù)一些實施例的多址無線通信系統(tǒng)。接入點(AP) 100包含多個天線群組，一個包含104及106，另一個包含108及110，還有一個包含112及114。在圖1中，針對每一天線群組僅展示兩個天線，然而，針對每一天線群組可利用較多或較少天線。接入終端116 (AT)與天線112及114通信，其中天線112及114經(jīng)由前向鏈路120將信息發(fā)射到接入終端116且經(jīng)由反向鏈路118從接入終端116接收信息。接入終端122與天線106及108通信，其中天線106及108經(jīng)由前向鏈路126將信息發(fā)射到接入終端122且經(jīng)由反向鏈路124從接入終端122接收信息。在頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中，通信鏈路118、120、124及126可以使用不同頻率進行通信。舉例來說，前向鏈路120可使用與反向鏈路118所使用的頻率不同的頻率。
[0033]每個天線群組及/或其經(jīng)設計以在其中通信的區(qū)域常常被稱作接入點的扇區(qū)。在所述實施例中，天線群組各自經(jīng)設計以與在接入點100所覆蓋的區(qū)域的扇區(qū)中的接入終端通信。
[0034]在前向鏈路120及126上的通信中，接入點100的發(fā)射天線利用波束成形以便改善不同接入終端116及124的前向鏈路的信噪比。此外，使用波束成形對隨機分散在其覆蓋區(qū)域中的接入終端進行發(fā)射的接入點對相鄰小區(qū)中的接入終端導致的干擾比通過單個天線對所有其接入終端進行發(fā)射的接入點少。
[0035]圖2是多輸入多輸出(MlMO)系統(tǒng)200中的發(fā)射器系統(tǒng)210 (也被稱為接入點)及接收器系統(tǒng)250 (也被稱為接入終端)的實施例的框圖。在發(fā)射器系統(tǒng)210處，將若干數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源212提供到發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器214。[0036]在一些實施例中，經(jīng)由相應發(fā)射天線發(fā)射每個數(shù)據(jù)流。TX數(shù)據(jù)處理器214基于針對每一數(shù)據(jù)流選擇的特定譯碼方案而格式化、譯碼及交錯所述數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)以提供經(jīng)譯碼數(shù)據(jù)。
[0037]可以使用OFDM技術將每個數(shù)據(jù)流的經(jīng)譯碼數(shù)據(jù)與導頻數(shù)據(jù)多路復用。導頻數(shù)據(jù)通常為用已知方式處理的已知數(shù)據(jù)模式，且可在接收器系統(tǒng)處用來估計信道響應。接著基于針對每一數(shù)據(jù)流選擇的特定調制方案(例如，BPSK、QSPK、M-PSK或M-QAM)來調制(S卩，符號映射)所述數(shù)據(jù)流的多路復用的導頻及經(jīng)譯碼數(shù)據(jù)以提供調制符號?？赏ㄟ^處理器230所執(zhí)行的指令來確定每一數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率、譯碼及調制。
[0038]接著將所有數(shù)據(jù)流的調制符號提供給TX MIMO處理器220，所述處理器可以進一步處理所述調制符號(例如，用于0FDM)。TX MIMO處理器220接著將NT個調制符號流提供給NT發(fā)射器(TMTR) 222a至222t。在某些實施例中，TX MIMO處理器220對數(shù)據(jù)流的符號及發(fā)射所述符號的天線應用波束成形權重。
[0039]每個發(fā)射器222接收及處理相應符號流以提供一個或一個以上模擬信號，并且進一步調節(jié)(例如，放大、濾波及上變頻轉換)所述模擬信號以提供適合于經(jīng)由MMO信道發(fā)射的經(jīng)調制信號。接著分別從NT個天線224a至224t發(fā)射來自發(fā)射器222a至222t的NT個經(jīng)調制信號。
[0040]在接收器系統(tǒng)250處，由NR個天線252a至252r接收所發(fā)射的經(jīng)調制信號，且來自每個天線252的所接收的信號被提供到相應接收器(RCVR) 254a至254r。每個接收器254調節(jié)(例如，濾波、放大及下變頻轉換)相應接收到的信號、將經(jīng)調節(jié)信號數(shù)字化以提供樣本，且進一步處理所述樣本以提供對應的“接收到的”符號流。
[0041 ] RX數(shù)據(jù)處理器260接著根據(jù)特定接收器處理技術從NR個接收器254接收及處理NR個接收到的符號流以提供NT個“檢測到的”符號流。RX數(shù)據(jù)處理器260接著解調、解交錯并解碼每個檢測到的符號流以恢復數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)。由RX數(shù)據(jù)處理器260進行的處理與由發(fā)射器系統(tǒng)210處的TX MIMO處理器220及TX數(shù)據(jù)處理器214執(zhí)行的處理互補。
[0042]處理器270周期性地確定要使用哪個預譯碼矩陣(下文論述)。處理器270制定包含矩陣索引部分及秩值部分的反向鏈路消息。存儲器272存儲處理器270使用的各種預譯碼矩陣。
[0043]反向鏈路消息可包括與通信鏈路及/或接收到的數(shù)據(jù)流有關的多種類型的信息。所述反向鏈路消息接著由TX數(shù)據(jù)處理器238 (其還接收來自數(shù)據(jù)源236的許多數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù))處理，由調制器280調制，由發(fā)射器254a至254r調節(jié)且發(fā)射回到發(fā)射器系統(tǒng)210。
[0044]在發(fā)射器系統(tǒng)210處，來自接收器系統(tǒng)250的經(jīng)調制信號由天線224接收，由接收器222調節(jié)，由解調器240解調，并且由RX數(shù)據(jù)處理器242處理，以便提取接收器系統(tǒng)250發(fā)射的反向鏈路消息。處理器230接著確定使用哪個預譯碼矩陣來確定波束成形權重，接著處理提取到的消息。處理器230從存儲器232獲得預譯碼矩陣，所述存儲器存儲各種預譯碼矩陣。
[0045]圖3圖解說明用于確立在包含位置服務器310及UE320的無線通信環(huán)境中操作的裝置的位置確定的示范性系統(tǒng)300。位置服務器310經(jīng)配置以實行位置確定或其它技術以確定無線通信系統(tǒng)內的UE320的位置。在一些實施例中，位置服務器310包含發(fā)射器312、接收器314、處理器330及包含軟件334的存儲器332。處理器330為有同步能力的及無同步能力的UE320執(zhí)行位置確定計算。在有同步能力的裝置與無同步能力的裝置之間加以區(qū)分是有利的，因為例如LPP等一些A-GPS消息格式協(xié)議原本并不含有經(jīng)過設計以支持混合定位的功能性，并且用于解決這個不足的方法及設備可能取決于每個移動裝置的功能性。具體來說，LPP之類的協(xié)議不具有可以使來自基站的OTDOA測量值及來自衛(wèi)星的GNSS測量值在共用時間標度上規(guī)范化的消息格式。這至少在UE320試圖用視野中的少于三個GNSS衛(wèi)星獲得位置確定的情況下是很重要的。UE320將需要從基站或其它與GNSS衛(wèi)星耦合的非GNSS定位對象獲得偽距，但是需要一種方式統(tǒng)一比較每種定位技術(例如衛(wèi)星、基站等)的所有發(fā)射及接收時間。
[0046]總的來說，需要創(chuàng)建一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，這個網(wǎng)絡系統(tǒng)可以使來自不同定位技術的時序參考信息(例如OTDOA測量值、GNSS測量值等)相關到共用的時間標度上，同時如果類似于LLP的消息格式協(xié)議原本并不支持統(tǒng)一比較，則這個網(wǎng)絡系統(tǒng)仍然符合指定格式協(xié)議。
[0047]本發(fā)明用多種方式處理這些問題。舉例來說，位置服務器310在有同步能力的移動臺與無同步能力的移動臺之間進行區(qū)分，方法是通過經(jīng)由發(fā)射器312將對于指示同步混合定位能力的信息的請求發(fā)送到參考基站(未圖示)，參考基站接著將所述請求傳遞到例如UE320等相應移動臺。這些請求可包含時序參考信息請求或其它合適的請求。舉例來說，位置服務器310可以請求對應于來自UE320的GNSS的精確時間輔助(FTA)信息。FTA信息包含系統(tǒng)幀號(SFN)，還有SFN與GNSS代碼相位之間的定量測量值不確定性。響應于所述請求，UE320利用位置報告模塊324或其它裝置來識別及報告所請求的信息。就FTA請求而論，報告信息包含所請求的FTA及時序不確定性值。響應于對于FTA的請求，有同步能力的UE320利用收發(fā)器322傳回FTA信息，所述FTA信息包含SFN及定量測量不確定性值。這個不確定性值可以報告閾值以下的值(例如，小于I微秒)，其發(fā)信號通知位置服務器310GNSS與SFN之間的代碼相位足夠對準。相比之下，無同步能力的UE320不傳回FTA，或者提供具有高度不確定性(例如，大于I微秒)的FTA。
[0048]在其它實施例中，位置服務器310從UE320請求時序參考信息，并且接收回FTA及OTDOA (觀測到達時間差)測量值。OTDOA測量值是根據(jù)來自視野中的兩個或兩個以上基站的時序差異導出的。在其它實施例中，在來自位置服務器310的請求之后，UE320可以將與參考基站相關聯(lián)的時序參考信息發(fā)送回到位置服務器310。這個時序參考信息可包含判斷SFN源自哪個基站的信息。
[0049]在位置服務器310處經(jīng)由接收器314接收通過UE320傳達的時序參考信息及/或其它響應性信息。位置服務器310還可包含處理器330及/或存儲器332，其可以實施位置服務器310的一些或所有所描述的功能性。存儲器332可以是任何合適的非暫時性處理器可讀存儲媒體，并且可以含有軟件334或其它機制以使得處理器330執(zhí)行一個或一個以上
期望動作。
[0050]圖4圖解說明用于在無線通信系統(tǒng)中進行混合定位的系統(tǒng)400。以下描述是相對于使用LTE定位協(xié)議(LPP)的無線通信系統(tǒng)提供的，但是，也可能使用其它定位機制。當位置服務器310經(jīng)由參考基站410從UE320接收時序測量值時，在系統(tǒng)400內起始定位。被確定有同步能力的UE320獲得的時序測量值可以對應于多個來源，例如來自衛(wèi)星或其它宇宙飛船(SV)412及414的GNSS信號、對應于來自陸地基站410及420的時間差異的OTDOA測量值等。位置服務器310使用這些時序測量值來獲得UE320的位置確定。[0051]在UE320有同步能力的情況下，位置服務器310 (經(jīng)由同步混合定位模塊422)執(zhí)行同步混合定位，其中位置服務器310確定網(wǎng)絡事件(系統(tǒng)幀邊界、定位參考信號等)及GNSS信號的發(fā)射時間。因為有同步能力的UE320有效地提供一個連續(xù)時間標度(在這個連續(xù)時間標度上已經(jīng)接收到GNSS測量值及網(wǎng)絡事件的到達時間)，所以位置服務器310可以接著識別發(fā)射時間與接收時間之間的差異，以便形成具有單個時間偏差的用于UE320的偽距。偽距又用于經(jīng)由任何合適的技術(例如，最小平方、加權最小平方等)獲得UE320的位置確定。如本文所使用的偽距被定義為考慮到距離及時間偏差(例如，接收器時間與全球時間之間的差)的測距測量值。偽距可以如上文所描述針對等于或大于三個的任何組合數(shù)目的SV412及/或基站420形成，包含用于單個基站410的定位。所以，在一些情況下，在定位計算中不需要來自基站對的測量值，這一點不同于常規(guī)定位技術。在一些情況下，可以針對一組測量值執(zhí)行混合定位，其中SV412的全部數(shù)目及基站410的全部數(shù)目都分別小于三個。
[0052]或者，如果UE320是無同步能力的臺，則位置服務器310可以替代地利用異步混合定位模塊424或其它裝置使用異步混合定位技術獲得UE320的位置確定，其中GNSS及OTDOA測量值的時間標度未相互關聯(lián)。
[0053]以下描述說明本發(fā)明的特定實施例。這些實施例并不涵蓋整個本發(fā)明，并且只是用作實例，因為所屬領域的技術人員可以容易地推導出更多實施例。
[0054]“ I個基站，2個宇宙飛船”的情況
[0055]再次參看圖4，在本發(fā)明的某些實施例中，當在視野中只存在以下三個位置參考來源——單個基站(BS)410及兩個宇宙飛船(SV)412及414時，可以獲得有同步能力的UE320的位置確定。在這種情況下，位置服務器310將經(jīng)由參考BS410從UE320請求GNSS測量值及FTA信息。UE320將把GNSS測量值及FTA信息發(fā)射回到位置服務器310。FTA信息包含系統(tǒng)幀號(SFN)、指明源自參考BS410的SFN的信息及表示GNSS測量值與SFN測量值之間的代碼相位差的定量測量值不確定性值。SFN源自BS410，因為UE320使用BS410作為參考基站以便與包含類似于位置服務器310的模塊的無線通信網(wǎng)絡交互。位置服務器310經(jīng)由BS410在接收器314處從UE320接收GNSS測量值及FTA信息。接著，位置服務器310檢查以查看UE320是不是有同步能力，方法是通過檢查前述FTA信息是否存在，并且識別定量測量值不確定性是否小于指定閾值。舉例來說，這個不確定性閾值可以是I微秒。在確認UE320有同步能力后，同步混合位置模塊422即刻根據(jù)SFN及GNSS測量值與SFN之間的已知偏移使GNSS測量值及SFN在共用時間標度上同步。同步混合定位模塊422接著使用所述兩個GNSS測量值及SFN測量值計算位置確定，以便形成三個偽距，根據(jù)這三個偽距計算位置確定，并且將這個位置發(fā)射回到UE320。
[0056]“2個基站，I個宇宙飛船”的情況
[0057]仍然參看圖4，在本發(fā)明的其它實施例中，當在視野中僅存在以下三個位置參考來源——兩個BS410及420及一個SV412時，可以獲得有同步能力的UE320的位置確定。同步混合定位模塊使用與I個BS、2個SV的情況不同的信息計算位置確定。這里，位置服務器310從UE320請求GNSS測量值及FTA信息，以及表示BS410與420之間到達UE320的到達時間差。UE320將經(jīng)由BS410發(fā)射回GNSS測量值、FTA信息及OTDOA測量值。FTA信息包含源自BS410的SFN，判斷SFN源自BS410的信息及定量測量值不確定性值。OTDOA測量值是根據(jù)通過經(jīng)配置的基站發(fā)射的位置參考信號(PRS)的到達時間差形成的。網(wǎng)絡運營商可以配置PRS的可用性以允許經(jīng)由所報告的OTDOA測量值進行基于距離的網(wǎng)絡定位。位置服務器310在接收器314處接收GNSS測量值、FTA信息及OTDOA測量值，并且接著使用類似或等同于1BS、2SV情況的方法檢查UE320是否有同步能力。在確認UE320有同步能力后，同步混合位置模塊422即刻根據(jù)SFN、GNSS測量值與SFN之間的已知偏移及產(chǎn)生了 OTDOA測量值的PRS出現(xiàn)與SFN之間的已知偏移使GNSS測量值、網(wǎng)絡SFN及OTDOA測量值在共用時間標度上同步。同步混合定位模塊422接著使用SV412的GNSS測量值及BS410與420之間的OTDOA測量值來計算位置確定，以便形成三個偽距，根據(jù)這三個偽距計算位置確定，并且將這個位置發(fā)射回到UE320。
[0058]在一些實施例中，從視野中的所有基站獲得不多于一個SFN，因為UE320只從參考基站410獲得下行鏈路信息，并未從更多基站獲得下行鏈路信息。因此，上文所描述的IBS、2SV實施方案不能在2BS、ISV情況中采用。實際上，如上文所描述，通過使OTDOA測量值同步來獲得位置確定。
[0059]“2個基站，2個宇宙飛船”的情況
[0060]仍然參看圖4，在本發(fā)明的其它實施例中，當在視野中只存在以下四個位置參考來源一兩個BS410及420及兩個SV412及414時，可以獲得有同步能力或無同步能力的UE320的位置確定。在這種情況下，位置服務器310從UE320請求SV412及414兩者的GNSS測量值，F(xiàn)TA信息及BS410及420的OTDOA測量值。根據(jù)UE320是否有同步能力，UE320可以提供或可以不提供FTA信息。位置服務器310至少基于其是否從UE320接收到FTA信息而確定UE320是否有同步能力。如果是的話，則同步混合定位模塊422可以在1BS、2SV及2BS、ISV兩種情況下使用所描述的方法執(zhí)行位置確定。執(zhí)行兩種計算給UE320提供了更精確的位置確定。
[0061]但是，即使UE320沒有同步能力，使用異步混合定位模塊424仍然可以獲得位置確定。無同步能力配置中缺少的是使來自多個位置參考類型的時序事件同步的共用時間標度。這個缺少共用時間標度可以看作是在網(wǎng)絡與SV測量值之間創(chuàng)建不受約束的時間偏差，并且可以通過并入來自超BS或SV的測量值而獲得解決。這個缺少共用時間標度還可被稱作異步時間標度。異步混合位置模塊424因而計算位置確定，但是是在異步時間標度上計算，并且接著將這個位置發(fā)射回到UE320。
[0062]與本發(fā)明的一些實施例相比，在所屬領域的已知LPP實施方案下，在UE320的視野中存在不多于兩個SV及兩個BS的情況通常不能獲得位置確定。這是因為UE的視野中必須有最少三個位置參考來源，而且LPP原本不支持可以使用來自不同位置參考類型(例如GNSS、基站等)的位置參考來源的組合獲得位置確定的有同步能力的UE320。
[0063]另外，本發(fā)明的某些實施例提供用于僅使用LPP中的I個BS獲得偽距的解決方案，這也不同于所屬領域中的已知實施方案。LPP原本提供OTDOA測量值作為用于發(fā)射基站的位置及時序數(shù)據(jù)的僅有的既定格式。但是，通過定義OTDOA——其根據(jù)兩個基站之間的差異提供測量值——只有視野中有至少兩個基站時這個數(shù)據(jù)才可供使用。本發(fā)明的某些實施例用不同于其既定用法的方式使用LPP的消息格式的數(shù)據(jù)操縱，從而在僅利用I個BS的情況下可以獲得位置確定。舉例來說，從參考BS410獲得的SFN可以用作對UE320的測距測量值，即使SFN原先不既定用于這種用途。[0064]此外，所屬領域的技術人員將理解，網(wǎng)絡事件的系統(tǒng)幀號(SFN)及GNSS測量值常規(guī)上不既定用本發(fā)明的各種實施例中揭示的方式利用。本發(fā)明采用用其既定用途之外的方式利用例如SFN等時序參考信息的方法及設備。
[0065]使用LPP消息格式的示范性FTA上行鏈路信息
[0066]參看表1，以下消息格式可以在LTE定位協(xié)議(LPP)中找到，并且可以含有可以表示精確時間輔助(FTA)上行鏈路信息及用于獲得同步或異步位置確定的其它信息的示范性信息。表I中的消息可以是位置服務器從移動裝置請求的消息的類型。在一個實施例中，字段“網(wǎng)絡時間”及其內的所有子字段可以表示FTA信息，并且可以展示為“任選”，并且因而根據(jù)移動裝置是否經(jīng)配置以提供這些信息而可以或可以不從移動裝置接收回來。可以看到，字段“系統(tǒng)幀號”是任選的“網(wǎng)絡時間”字段內的一個子字段，并且根據(jù)本發(fā)明內描述的方法，可以用于使SV測量值及BS測量值相關到共用時間標度上。在一個實施例中，如果移動裝置經(jīng)配置以在獲得請求后即刻將“網(wǎng)絡時間”信息傳回到位置服務器，那么可以獲得“系統(tǒng)幀號”，并且移動裝置可被稱為有同步能力。另一方面，如果移動裝置不能夠傳回這個信息，那么根據(jù)位置服務器接收不到混合同步信息的事實，位置服務器將知道移動裝置不能提供這個信息。于是可以說移動裝置無同步能力。
[0067]
【權利要求】
1.一種無線通信設備，其包括: 發(fā)射器，其經(jīng)配置以向移動臺發(fā)射對于對應于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS的精確時間輔助FTA的請求； 接收器，其經(jīng)配置以接收響應于所述請求來自所述移動臺的所述FTA、所述移動臺從一個或一個以上基站獲得的第一時序測量值，及所述移動臺從所述GNSS獲得的第二時序測量值；以及 處理器，其以通信方式耦合到所述發(fā)射器及所述接收器，并且經(jīng)配置以: 識別是否從所述移動臺接收到所述FTA ；以及 在從所述移動臺接收到所述FTA的情況下， 使用同步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定；以及 在未從所述移動臺接收到所述FTA的情況下， 使用異步混合定位技術確立所述移動臺的所述位置確定。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線通信設備，其中所述同步混合定位技術包括: 識別在所述FTA內接收到的系統(tǒng)幀號SFN，其中所述SFN與所述一個或一個以上基站中的至少一者相關聯(lián)； 根據(jù)相對于與所述SFN相關聯(lián)的時間標度的所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中所述時間標度包括所述第一時序測量值與所述第二時序測量值之間的已知偏移；以及 根據(jù)所述偽距確立所述移動臺·的所述位置確定。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線通信設備，其中所述異步混合定位技術包括根據(jù)所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中所述第一時序測量值的時間標度及所述第二時序測量值的時間標度未相互關聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求2所述的無線通信設備，其中所述SFN及所述第一時序測量值與一個基站相關聯(lián)。
5.根據(jù)權利要求4所述的無線通信設備，其中所述第一時序測量值不包括OTDOA測量值。
6.根據(jù)權利要求2所述的無線通信設備，其中所述第一時序測量值及所述第二時序測量值是所述移動臺根據(jù)所述SFN相對于所述一個或一個以上基站的時間標度計算的。
7.根據(jù)權利要求1所述的無線通信設備，其中所述第二時序測量值是所述移動臺從與所述GNSS相關聯(lián)的不超過兩個宇宙飛船獲得的。
8.根據(jù)權利要求1所述的無線通信設備，其中所述FTA包括定量不確定性閾值。
9.根據(jù)權利要求8所述的無線通信設備，其中所述處理器進一步經(jīng)配置以: 在隨所述FTA從所述移動臺接收到的所述定量不確定性閾值低于閾值的情況下，使用所述同步混合定位技術確立所述移動臺的所述位置確定；以及 在所述定量不確定性閾值不低于所述閾值的情況下，使用所述異步混合定位技術確立所述移動臺的所述位置確定。
10.根據(jù)權利要求1所述的無線通信設備，其中所述第一時序測量值包括OTDOA測量值。
11.一種方法，其包括:向移動臺發(fā)射對于對應于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS的精確時間輔助FTA的請求； 接收響應于所述請求來自所述移動臺的響應、所述移動臺從一個或一個以上基站獲得的第一時序測量值，及所述移動臺從所述GNSS獲得的第二時序測量值； 識別響應于所述請求來自所述移動臺的所述響應中是否包含所述FTA;以及 在所述響應中包含所述FTA的情況下， 使用同步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定；以及 在所述響應中不包含所述FTA的情況下， 使用異步混合定位技術確立所述移動臺的所述位置確定。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述同步混合定位技術包括: 識別在所述FTA內接收到的系統(tǒng)幀號SFN，其中所述SFN與所述一個或一個以上基站中的至少一者相關聯(lián)； 根據(jù)相對于與所述SFN相關聯(lián)的時間標度的所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中所述時間標度包括所述第一時序測量值與所述第二時序測量值之間的已知偏移；以及 根據(jù)所述偽距確立所述移動臺的所述位置確定。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述異步混合定位技術包括: 根據(jù)所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中所述第一時序測量值的時間標度及所述第二時序測量值的時間標度未相互關聯(lián)。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述SFN及所述第一時序測量值與一個基站相關聯(lián)。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述第一時序測量值不包括OTDOA測量值。
16.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述第一時序測量及所述第二時序測量是所述移動臺根據(jù)所述SFN相對于所述一個或一個以上基站的時間標度執(zhí)行的。
17.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述第二時序測量值是所述移動臺從與所述GNSS相關聯(lián)的不超過兩個宇宙飛船獲得的。
18.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述第一時序測量值包括OTDOA測量值。
19.一種無線通信設備，其包括: 用于向移動臺發(fā)射對于對應于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS的精確時間輔助FTA的請求的裝置； 用于接收響應于所述請求來自所述移動臺的所述FTA、所述移動臺從一個或一個以上基站獲得的第一時序測量值及所述移動臺從所述GNSS獲得的第二時序測量值的裝置；用于識別是否響應于所述請求接收到所述FTA的裝置； 用于在響應于所述請求接收到所述FTA的情況下使用同步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定的裝置；以及 用于在未響應于所述請求接收到所述FTA的情況下使用異步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定的裝置。
20.根據(jù)權利要求19所述的無線通信設備，其中所述同步混合定位技術包括: 用于識別在所述FTA內 接收到的系統(tǒng)幀號SFN的裝置，其中所述SFN與所述一個或一個以上基站中的至少一者相關聯(lián)； 用于根據(jù)相對于與所述SFN相關聯(lián)的時間標度的所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距的裝置，其中所述時間標度包括所述第一時序測量值與所述第二時序測量值之間的已知偏移；以及 用于根據(jù)所述偽距確立所述移動臺的所述位置確定的裝置。
21.根據(jù)權利要求19所述的無線通信設備，其中所述異步混合定位技術包括: 用于根據(jù)所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距的裝置，其中所述第一時序測量值的時間標度及所述第二時序測量值的時間標度未相互關聯(lián)。
22.根據(jù)權利要求20所述的無線通信設備，其中所述SFN及所述第一時序測量值與一個基站相關聯(lián)。
23.根據(jù)權利要求22所述的無線通信設備，其中所述第一時序測量值不包括OTDOA測量值。
24.根據(jù)權利要求20所述的無線通信設備，其中所述第一時序測量及所述第二時序測量是所述移動臺根據(jù)所述SFN相對于所述一個或一個以上基站的時間標度執(zhí)行的。
25.根據(jù)權利要求19所述的無線通信設備，其中所述第一時序測量值包括OTDOA測量值。
26.一種駐存在處理器可讀媒體上并且包括處理器可讀指令的計算機程序產(chǎn)品，所述處理器可讀指令經(jīng)配置以致使處理器: 向移動臺發(fā)射對于對應于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS的精確時間輔助FTA的請求； 接收來自所述移動臺的對于對所述移動臺的對于所述FTA的所述請求的響應、所述移動臺從一個或一個以上基站獲得的第一時序測量值，及所述移動臺從所述GNSS獲得的第二時序測量值； 識別來自所述移動臺的對所述對于所述FTA的請求的所述響應是否包含所述FTA ； 在對所述請求的所述響應中包含所述FTA的情況下使用同步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定；以及 在對所述請求的所述響應中不包含所述FTA的情況下使用異步混合定位技術確立所述移動臺的位置確定。
27.根據(jù)權利要求26所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述同步混合定位技術包括: 識別在所述FTA內接收到的系統(tǒng)幀號SFN，其中所述SFN與所述一個或一個以上基站中的至少一者相關聯(lián)； 根據(jù)相對于與所述SFN相關聯(lián)的時間標度的所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中所述時間標度包括所述第一時序測量值與所述第二時序測量值之間的已知偏移；以及 根據(jù)所述偽距確立所述移動臺的所述位置確定。
28.根據(jù)權利要求26所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述異步混合定位技術包括: 根據(jù)所述第一時序測量值及所述第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中所述第一時序測量值的時間標度及所述第二時序測量值的時間標度未相互關聯(lián)。
29.根據(jù)權利要求27所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述SFN及所述第一時序測量值與一個基站相關聯(lián)。
30.根據(jù)權利要求29所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述第一時序測量值不包括OTDOA測量值。
31.根據(jù)權利要求27所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述第一時序測量及所述第二時序測量是所述移動臺根據(jù)所述SFN相對于所述一個或一個以上基站的時間標度執(zhí)行的。
32.根據(jù)權利要求26所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述第一時序測量值包括OTDOA測量值。
33.一種用于移動臺的方法，其包括: 獲得與全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS相關聯(lián)的精確時間輔助FTA ； 識別在所述FTA內接收到的系統(tǒng)幀號SFN，其中所述SFN與至少一個基站相關聯(lián)； 根據(jù)相對于與所述SFN相關聯(lián)的時間標度的第一時序測量值及第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個 以上偽距，其中: 所述第一時序測量值是所述移動臺從所述至少一個基站獲得的， 所述第二時序測量值是所述移動臺從所述GNSS獲得的，并且 所述時間標度包括所述第一時序測量值與所述第二時序測量值之間的已知偏移；以及 根據(jù)所述偽距確立所述移動臺的位置確定。
34.一種用于移動臺的方法，其包括: 根據(jù)第一時序測量值及第二時序測量值形成所述移動臺的一個或一個以上偽距，其中: 所述第一時序測量值是所述移動臺從至少一個基站獲得的，并且所述第二時序測量值是所述移動臺從全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS獲得的； 所述第一時序測量值的時間標度及所述第二時序測量值的時間標度未相互關聯(lián)；以及 根據(jù)所述偽距確立所述移動臺的位置確定。
【文檔編號】G01S19/09GK103597373SQ201180071277
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2011年11月4日 優(yōu)先權日:2011年6月2日
【發(fā)明者】本杰明·A·沃納 申請人:高通股份有限公司