CN116671194A - 在存在时隙未对准时提高下行链路prs定位性能的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用户设备(UE)定位的方法包括接收与发送接收点(TRP)相关联的定位辅助数据,诸如参考小区与TRP之间的预期参考信号时间差(RSTD)。该方法还包括至少基于预期RSTD,捕获来自TRP的参考信号的第一部分,其中在UE处,参考信号的第一部分在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠。该方法还包括基于参考信号的第一部分确定来自TRP的参考信号的第一到达时间(TOA)。
Description
技术领域
本公开整体涉及无线通信,并且更具体地,涉及使用射频(RF)无线通信信号来确定用户设备(UE)的位置。
背景技术
多年来,通常使用由蜂窝网络辅助的全球导航卫星系统(GNSS)来实现UE定位。这种方法可以提供精确的定位,但通常限于具有卫星可视性的室外区域。有一系列应用可能需要在室外和/或室内进行精确定位。在长期演进(LTE)无线网络和第五代(5G)新无线电(NR)无线网络中,网络节点(例如,基站或参考UE)可以发送参考信号,UE可以测量该参考信号以使用各种基于网络的定位方法来确定UE的位置。例如,在LTE和5G NR无线网络中,定位参考信号(PRS)可用于对UE进行定位。
发明内容
本文描述了用于使用射频(RF)无线信号确定用户设备(UE)的位置的各种发明实施例,包括设备、系统、组件、装置、方法、材料、过程、指令、代码、计算机存储介质等。
根据某些实施例,一种UE定位的方法可以包括:接收与发送接收点(TRP)相关联的定位辅助数据,诸如参考小区与TRP之间的预期参考信号时间差(RSTD);至少基于预期RSTD,捕获来自TRP的参考信号的第一部分,其中在UE处,参考信号的第一部分在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠;以及基于参考信号的第一部分确定来自TRP的参考信号的第一到达时间(TOA)。
在该方法的一些实施例中,参考信号可以包括长期演进(LTE)定位参考信号(PRS)或新无线电(NR)PRS信号。可以根据正交频分复用(OFDM)资源块的梳状符号样式来布置NRPRS信号的资源元素。例如,NR PRS信号的资源元素可以在OFDM资源块的1、2、3、6、9或12个符号中。可以根据例如OFDM资源块中的comb-1、comb-2、comb-3、comb-4、comb-6或comb-12样式来布置NR PRS信号的资源元素。
在一些实施例中,该方法还可以包括向位置服务器发送第一TOA。在一些实施例中,该方法还可以包括:从TRP捕获参考信号的第二部分;基于参考信号的第一部分和参考信号的第二部分确定来自TRP的参考信号的第二TOA;以及选择第一TOA和第二TOA中较小的一个作为参考信号的估计TOA。在一些实施例中,该方法还可以包括向位置服务器发送第一TOA和第二TOA。
在该方法的一些实施例中,定位辅助数据可以包括预期RSTD的不确定性,并且该方法还可以包括基于预期RSTD和预期RSTD的不确定性确定用于搜索参考信号的搜索窗口,其中参考信号的第一部分可以在搜索窗口内的某个时间开始。搜索窗口内的该时间可以是预定时间。在一些实施例中,搜索窗口可以包括定位子帧中的多个符号,并且参考信号的第一部分在定位子帧中的多个符号中的某个符号处开始。在一些实施例中,该方法还可以包括:针对搜索窗口中的多个符号中的一个或多个符号中的每个符号,从该符号开始,捕获参考信号中与来自参考小区的非参考信号不重叠的相应部分;以及基于参考信号的相应部分确定来自TRP的参考信号的相应TOA。在一些实施例中,该方法还可以包括从一个或多个相应TOA中选择最小的TOA作为来自TRP的参考信号的估计TOA。
在一些实施例中,接收辅助数据可以包括从服务的下一代NodeB(gNB)或位置管理功能(LMF)服务器接收辅助数据。在一些实施例中,该方法还可以包括使用下行链路到达时间差(DL-TDOA)技术并基于来自TRP的参考信号的第一TOA来确定UE的位置。
根据某些实施例,一种设备可以包括收发器、存储器和与收发器和存储器通信耦合的一个或多个处理器,并且可以被配置为执行上文和下文所描述的任何方法。根据某些实施例,设备可以包括用于执行上文和下文所描述的任何方法的部件。
根据某些实施例,一种非暂时性计算机可读介质可以包括嵌入在其上的指令。当由一个或多个处理单元执行时,该指令使处理单元执行上文和下文所描述的任何方法中的方法。
本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或全部附图以及每个权利要求来理解该主题。前述内容连同其他特征和示例将在以下说明书、权利要求和附图中更详细地描述。
附图说明
本公开的各方面通过示例的方式进行说明。参考以下附图描述了非限制性和非穷举性方面。
图1是根据某些实施例的定位系统的示例的简化图。
图2是根据某些实施例的使用第五代(5G)新无线电(NR)的定位系统的示例的图。
图3A至图3C示出了依赖于无线电接入技术(RAT)的NR定位技术的示例。
图4示出了用于5G NR通信的帧结构的示例。
图5示出了具有定位参考信号(PRS)定位时机的无线电帧序列的示例。
图6A和图6B示出了将长期演进(LTE)PRS信号映射到子帧中的资源元素的示例。
图7A至图7H示出了将5G NR下行链路(DL)PRS信号映射到资源块中的资源元素的示例。
图8A示出了在地面定位系统中使用多个基站和位置服务器的用户设备(UE)定位的示例。
图8B示出了UE处的两个发送接收点(TRP)之间的预期参考信号时间差(RSTD)和预期RSTD不确定性的示例。
图9示出了来自不同TRP的PRS信号之间的时隙/符号未对准的示例。
图10A包括示出根据某些实施例的基于PRS信号的到达时间(TOA)测量方法的流程图。
图10B示出了用于搜索来自TRP的PRS信号的搜索窗口的示例。
图11示出了具有和不具有由PRS符号未对准引起的信噪比(SNR)劣化的单路径加性高斯白噪声(AWGN)信道中的模拟5G PRS信号的示例。
图12示出了具有和不具有由PRS符号未对准引起的SNR劣化的多路径集群延迟线(CDL)-A信道中PRS信号的最早到达峰值(EAP)SNR的模拟累积分布函数(CDF)的示例。
图13示出了具有和不具有由PRS符号未对准引起的SNR劣化的多路径CDL-A信道中PRS信号的峰值误差的CDF的示例。
图14示出了根据某些实施例的改进未对准PRS信号的SNR的方法的示例。
图15包括示出根据某些实施例的改进未对准PRS信号的SNR和TOA测量精度的方法的示例的简化流程图。
图16包括示出根据某些实施例的TOA测量方法的示例的简化流程图。
图17示出了根据某些实施例的UE的示例。
图18示出了根据某些实施例的TRP的示例。
图19是根据某些实施例的计算机系统的示例的框图。
在附图中,除非另有说明,否则相同的附图标记在各个附图中指代相同的部件。此外,组件的多个实例可以通过在附图标记后面加上第二标签(例如,字母或数字)或破折号和第二标签来区分。如果在说明书中仅使用第一参考标签,则该描述适用于具有相同的第一附图标记的任何一个类似组件,而与第二标签无关。
具体实施方式
本文所公开的技术整体涉及无线通信,并且更具体地,涉及使用射频(RF)无线信号来确定用户设备(UE)的位置。本文描述了各种具有创造性的实施例,包括设备、系统、组件、装置、方法、过程、指令、代码、计算机可读存储介质等。
在长期演进(LTE)和第五代(5G)新无线电(NR)中,参考信号,诸如小区特定参考信号(CRS)、定位参考信号(PRS)、跟踪参考信号(TRS)、解调参考信号(DMRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)或同步信号块(SSB),可以用于UE定位。例如,UE可以基于嵌入在下行链路(DL)信号(诸如DL PRS信号)中的特殊参考信号的到达时间(TOA)来测量来自成对的发送接收点(TRP,诸如基站)的接收信号的到达时差(TDOA)。每个TDOA测量可以定义双曲线。多对TRP的多个双曲线的交点可以是UE的位置。UE可以通过相对于服务TRP针对每个邻居TRP执行DL参考信号时间差(RSTD)测量来测量TDOA。RSTD是来自邻居TRP的子帧、时隙或符号的TOA与来自参考小区(例如,服务TRP)的对应子帧、时隙或符号的TOA之间的相对定时差。TOA和RSTD可以通过在基于来自例如位置服务器的辅助数据中指定的预期RSTD和RSTD的预期不确定性确定的搜索窗口中执行搜索来测量。当信号与干扰加噪声比(SINR)高于某个阈值(诸如至少-13dB)时,可以检测到来自邻居TRP的信号(例如PRS信号和同步信号)。然而,由于RSTD,UE从邻居TRP接收的PRS信号可能与来自服务小区的非PRS信号冲突,诸如可以在PRS信号之后或之前发送的其他控制或数据信号。因此,来自邻居TRP的PRS信号的信噪比(SNR)可能会劣化,这继而又可能影响TOA或RSTD测量的精度。
为了提高TOA和RSTD测量精度,可能期望减少来自非PRS信号的干扰并提高来自TRP的PRS信号的SNR。根据某些实施例,为了在存在PRS符号未对准的情况下提高PRS信号的SNR(并由此提高PRS定位的精度),可以识别非冲突的PRS符号并将其用于确定TOA,与此同时可以不使用冲突的PRS符号来确定TOA。在一些实施例中,PRS时机中的所有PRS符号可以用于确定另一TOA,然后可从使用和不使用冲突PRS符号确定的TOA中选择更好(例如,更小)的TOA。本文所公开的技术可以在不改变任何硬件、参考信号的配置或用于参考信号的资源的情况下提高TOA测量的精度,并由此提高UE定位的精度。
如本文所使用的,除非另外指出,否则术语“用户设备”(UE)和“基站”不旨在是特定的或以其他方式限于任何特定的无线电接入技术(RAT)。一般来讲,UE可以是由用户用来通过无线通信网络进行通信的任何无线通信设备(例如,移动电话、路由器、平板电脑、膝上型计算机、可穿戴设备(例如,智能手表、眼镜、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)头戴式耳机等)、载具(例如汽车、摩托车、自行车等)、物联网(IoT)设备等)。UE可以是移动的或者可以是固定的(例如,在某些时间),并且可以与无线电接入网络(RAN)进行通信。如本文所使用的,术语“UE”可以可互换地称为“接入终端”或“AT”、“客户端设备”、“无线设备”、“订户设备”、“订户终端”、“订户站”、“用户终端”(或UT)、“移动设备”、“移动终端”、“移动站”或它们的变体。通常,UE可以经由RAN与核心网络通信,并且通过核心网络,UE可以与外部网络(诸如互联网)以及与其他UE连接。对于UE而言其他连接到核心网络和/或互联网的机制也是可能的,诸如通过有线接入网络、无线局域网(WLAN)网络(例如,基于IEEE 802.11等)等等。
基站可以根据其部署所在的网络根据与UE进行通信的几种RAT中的一种进行操作,并且可以替代地称为接入点(AP)、网络节点、NodeB、演进型NodeB(eNB)、下一代eNB(ng-eNB)、新无线电(NR)节点B(也称为gNB或gNodeB)等。在NR系统中,术语“小区”和下一代NodeB(gNB)、新无线电基站(NRBS)、5G NB、接入点(AP)或发送接收点(TRP)可以互换使用。基站可以主要用于支持UE的无线接入,包括支持用于所支持的UE的数据、语音和/或信令连接。一些系统中,基站可以仅仅提供边缘节点信令功能,而在其他系统中,基站可以提供附加的控制和/或网络管理功能。UE可以通过其向基站发送信号的通信链路被称为上行链路(UL)信道(例如,反向业务信道、反向控制信道、接入信道等)。基站可以通过其向UE发送信号的通信链路被称为下行链路(DL)或前向链路信道(例如,寻呼信道、控制信道、广播信道、前向业务信道等)。如本文所使用的,术语业务信道(TCH)可以指上行链路/反向或下行链路/前向业务信道。
在一些实施例中,术语“基站”可以指单个物理TRP或指可以是或可以不是共址的多个物理TRP。例如,在术语“基站”是指单个物理TRP的情况下,物理TRP可以是与基站的小区(或若干小区扇区)相对应的基站的天线。在术语“基站”是指多个共址的物理TRP的情况下,物理TRP可以是基站的天线阵列(例如,如在多输入多输出(MIMO)系统中,或者在基站采用波束成形的情况下)。在术语“基站”是指多个非共址的物理TRP的情况下,物理TRP可以是分布式天线系统(DAS)(经由传输介质连接到公共源的空间上分离的天线的网络)或远程无线电头端(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。替代地,非共址的物理TRP可以是正从UE接收测量报告的服务基站以及UE正在测量其参考射频(RF)信号(或简称为“参考信号)的邻居基站。因为如本文所使用的,TRP是基站发送和接收无线信号的点,所以对来自基站的发送或在基站处的接收的引用将被理解为是指基站的特定TRP。
在一些支持对UE定位的具体实施中,基站可能不支持UE的无线接入(例如,可能不支持用于UE的数据、语音和/或信令连接),而是向UE发送可以由UE测量的参考信号,和/或可以接收和测量由UE发送的信号。这样的基站可以被称为定位信标(例如,当向UE发送信号时)和/或被称为位置测量单元(例如,当接收和测量来自UE的信号时)。
“RF信号”包括通过发送器和接收器之间的空间传输信息的具有给定频率范围的电磁波。如本文所使用的,发送器可以向接收器发送单个“RF信号”或多个“RF信号”。然而,由于RF信号通过多径信道的传播特性,接收器可能接收到与每个发送RF信号相对应的多个“RF信号”。在发送器与接收器之间的不同路径上的相同发送RF信号可以称为“多路径”RF信号。如本文所使用的,在从上下文中清楚术语“信号”是指无线信号或RF信号的情况下,RF信号也可以被称为“无线信号”或简称为“信号”。
现在将关于形成其一部分的附图描述几个例示性实施例。随后的描述仅提供实施例,并不旨在限制本公开的范围、适用性或配置。相反,实施例的随后描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个实施例的有用描述。应当理解,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可以对元件的功能和布置进行各种改变。在一些情况下,设备、系统、结构、组件、方法和其他组件可以被显示为框图形式的组件,以免在不必要的细节上混淆示例。在其他情况下,可以在没有必要细节的情况下显示公知的设备、过程、系统、结构和技术,以避免混淆示例。在本公开中所采用的术语和表达被用作描述性而非限制性的术语,并且不旨在使用此类术语和表达来排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同形式。“示例”一词在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例”的任何实施例或设计不必一定被解释为比其他实施例或设计更优选或有利。
图1是根据某些实施例的定位系统100的示例的简化图。在定位系统100中,UE105、位置服务器160和/或定位系统100的其他组件可以使用本文提供的技术来确定UE 105的估计位置。本文所描述的技术可以由定位系统100的一个或多个组件来实现。定位系统100可以包括UE 105、用于诸如全球定位系统(GPS)之类的全球导航卫星系统(GNSS)的一个或多个GNSS卫星110(也称为航天器(SV))、基站120、接入点(AP)130、位置服务器160、网络170和外部客户端180。一般而言,定位系统100可以基于由UE 105接收和/或从UE 105发送的RF信号以及发送和/或接受RF信号的其他组件(例如,GNSS卫星110、基站120或AP 130)的已知位置来估计UE 105的位置。下面关于例如图2更详细地讨论关于特定位置估计技术的附加细节。
图1提供了各种组件的概括说明,可以适当地利用其中的任何一个或所有组件,并且可以根据需要复制每个组件。具体地,虽然仅示出了一个UE 105,但应当理解,许多UE(例如,数百、数千、数百万等)可以利用定位系统100。类似地,定位系统100可以包括比图1所示更多或更少数量的基站120和/或AP 130。所示的连接定位系统100中的各种组件的连接包括数据和信令连接,其可以包括附加(中间)组件、直接或间接物理和/或无线连接和/或附加网络。此外,取决于所需的功能,组件可以重新排列、组合、分离、替换和/或省略。在一些实施例中,例如,外部客户端180可以直接连接到位置服务器160。本领域普通技术人员将认识到对所示组件的许多修改。
取决于所需的功能,网络170可以包括多种无线和/或有线网络中的任何一种。网络170可以包括例如公共和/或专用网络、局域网和/或广域网等的任何组合。此外,网络170可以利用一种或多种有线和/或无线通信技术。在一些实施例中,网络170可以包括例如蜂窝或其他移动网络、无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)和/或互联网。网络170的示例包括LTE无线网络、5G NR无线网络、Wi-Fi WLAN和互联网。LTE、5G和NR是由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义或正在定义的无线技术。如本文所使用的,术语“5G NR”、“5G”和“NR”可互换使用以指代这些无线技术。网络170还可以包括多于一个网络和/或多于一种类型的网络。
基站120和接入点(AP)130通信地耦合到网络170。在一些实施例中,基站120s可以由蜂窝网络提供商拥有、维护和/或操作,并且可以采用多种无线技术中的任一种,如本文以下所描述的。根据网络170的技术,基站120可以包括节点B、演进型节点B(eNodeB或eNB)、基站收发信台(BTS)、无线电基站(RBS)、NR NodeB(gNB)、下一代eNB(ng-eNB)等。在网络170是5G网络的情况下,作为gNB或ng-eNB的基站120可以是可以连接到5G核心网络(5G CN)的下一代无线电接入网络(NG-RAN)的一部分。AP 130可以包括例如Wi-Fi AP或AP。因此,UE 105可以通过使用第一通信链路133经由基站120接入网络170来与诸如位置服务器160之类的网络连接设备发送和接收信息。附加地或替代地,因为AP 130也可以与网络170通信地耦合,所以UE 105可以使用第二通信链路135与包括位置服务器160的互联网连接设备通信。
“小区”一般可以指用于与基站120通信(例如,例如,通过称为载波频率、分量载波(具有例如1.4、3、5、10、15、20MHz或更高的增加带宽的聚合载波)、载波、频带等的某些频率资源)的逻辑通信实体,并且可以与用于区分经由相同或不同载波频率操作的邻居小区的标识符(例如,物理小区标识符(PCID)、虚拟小区标识符(VCID)、小区全局标识符(CGID))相关联。在一些示例中,载波可以支持多个小区,并且不同的小区可以根据可以为不同类型的设备提供接入的不同的协议类型(例如,机器类型通信(MTC)、窄带物联网(NB-IoT)、增强型移动宽带(eMBB))或其他协议)来配置。在一些情况下,术语“小区”可以指逻辑实体在其上操作的地理覆盖区域(例如,扇区)的一部分。
位置服务器160可以包括被配置为确定UE 105的估计位置和/或向UE 105提供数据(例如,“辅助数据”)以促进位置确定的服务器和/或另一计算设备。根据一些实施例,位置服务器160可以包括家庭安全用户平面定位(SUPL)定位平台(H-SLP),其可以支持由开放移动联盟(OMA)定义的SUPL用户平面(UP)定位解决方案并且可以基于存储在位置服务器160中的UE 105的订阅信息来支持UE 105的位置服务。在一些实施例中,位置服务器160可以包括发现的SLP(D-SLP)或紧急SLP(E-SLP)。位置服务器160可替代地包括增强型服务移动位置中心(E-SMLC),其使用针对UE 105的LTE无线电接入的控制平面(CP)定位解决方案支持对UE 105的定位。位置服务器160还可以包括位置管理功能(LMF),其使用针对UE 105的NR无线电接入的控制平面(CP)定位解决方案来支持对UE 105的定位。在CP定位解决方案中,用于控制和管理对UE 105的定位的信令可以使用现有网络接口和协议并且从网络170的角度来看作为信令在网络170的元件之间和与UE 105交换。在UP定位解决方案中,用于控制和管理对UE 105的定位的信令可以从网络170的角度来看作为数据(例如,使用互联网协议(IP)和/或传输控制协议(TCP)传输的数据)在位置服务器160和UE 105之间交换。
如上所述(以及下文更详细讨论),UE 105的估计位置可以基于从UE 105发送和/或由UE 105接收的RF信号的测量。特别地,这些测量可以提供关于UE 105与定位系统100中的一个或多个组件(例如,GNSS卫星110、AP 130和基站120)的相对距离和/或角度的信息。UE 105的位置可以基于距离和/或角度测量以及一个或多个组件的已知定位以几何方式估计(例如,使用多角度测量和/或多边测量技术)。
尽管诸如AP 130和基站120之类的陆地组件可以是固定的,但实施例不限于此。在一些实施例中,可以使用移动组件。此外,在一些实施例中,UE105的位置可以至少部分地基于在UE 105与一个或多个其他UE(图1中未示出)之间传送的RF信号的测量来估计,这些其他UE可以是移动。UE之间以这种方式的直接通信可以包括侧链路和/或类似的设备到设备(D2D)通信技术。由3GPP定义的侧链路是基于蜂窝的LTE和NR标准下的一种D2D通信形式。
UE 105的估计位置可以在各种应用中使用,诸如辅助UE 105的用户的方向寻找或导航或辅助另一用户(例如,与外部客户端180相关联的另一用户)定位UE 105。“位置”在本文中也被称为“位置估计”、“估计位置”、“位置”、“定位”、“定位估计”、“定位锁定”、“估计定位”、“位置锁定”或“锁定”。UE 105的位置可以包括UE 105的绝对位置(例如,纬度和经度以及可能的海拔高度)或UE 105的相对位置(例如,表示为北向或南向、东向或西向以及可能在一些其他已知固定位置上方或下方的距离的位置或一些其他位置,诸如UE 105在某个已知的先前时间的位置)。还可以将位置指定为大地测量位置(如纬度和经度)或城市位置(例如,按照街道地址或使用其他与位置相关的名称和标签)。位置还可以包括不确定性或误差指示,诸如预期该位置存在误差的水平和可能垂直距离或UE 105以一定置信水平(例如,95%的置信水平)位于其中的区域或体积(例如,圆形或椭圆形)的指示。
外部客户端180可以是可以与UE 105具有某种关联(例如,可以由UE 105的用户访问)的web服务器或远程应用,或者可以是向一些其他用户提供位置服务的服务器、应用或计算机系统,该位置服务可以包括获得和提供UE 105的位置(例如,以实现诸如朋友或亲戚查找、资产跟踪或儿童或宠物定位之类的服务)。附加地或替代地,外部客户端180可以获得UE 105的位置并将其提供给紧急服务提供商、政府机构等。
如前所述,定位系统100可以使用诸如基于LTE或基于5G NR的网络的无线通信网络来实现。图2示出了5G NR定位系统200的示意图,其可以是实现5G NR的定位系统(例如,定位系统100)的实施例。5G NR定位系统200可以被配置为使用接入节点(例如,gNB 210、ng-eNB 214或WLAN 216)(其可以与图1的基站120和接入点130对应)以及任选地使用LMF220(其可以与位置服务器160对应)以实现一种或多种定位方法来确定UE 105的位置。在所示示例中,5G NR定位系统200可以包括UE 105和5G NR网络的组件,诸如下一代(NG)无线电接入网络(RAN)(NG-RAN)235和5G核心网络(CN)240。5G网络也可以被称为NR网络。NG-RAN235可以被称为5G RAN或NR RAN。5G CN 240可以被称为NG核心网络。在3GPP中正在进行对NG-RAN和5G CN标准化。因此,NG-RAN 235和5G CN 240可以符合来自3GPP的5G支持的当前或未来标准。5G NR定位系统200还可以利用来自GNSS系统(诸如全球定位系统(GPS)或类似系统)的GNSS卫星110的信息。下面描述5G NR定位系统200的组件的示例。5G NR定位系统200可以包括图2中未描述的附加或替代组件。
需注意,图2仅提供了各种组件的概括说明,可以适当地利用其中的任何一个或所有组件,并且可以根据需要重复或省略每个组件。具体地,虽然仅示出了一个UE 105,但应当理解,许多UE(例如,数百、数千、数百万等)可以利用5G NR定位系统200。类似地,5G NR定位系统200可以包括更多(或更少)数量的GNSS卫星110、gNB 210、ng-eNB 214、WLAN 216、接入和移动性功能(AMF)215、外部客户端230和/或其他组件。所示的连接5G NR定位系统200中的各种组件的连接包括数据和信令连接,其可以包括附加(中间)组件、直接或间接物理和/或无线连接和/或附加网络。此外,根据所需的功能,组件可以重新排列、组合、分离、替换和/或省略。
在5G NR网络中,无线节点(例如,基站或者UE)在其中操作的频谱被分为多个频率范围,包括FR1(从450到6000MHz)、FR2(从24250到52600MHz)、FR3(高于52600MHz)和FR4(介于FR1和FR2之间)。在诸如5G网络的多载波系统中,其中一个载波频率被称为“主载波”、“锚载波”、“主服务小区”或“PCell”,而其余载波频率可以被称为“辅载波”、“辅服务小区”或“Scell”。在载波聚合中,锚载波是在由UE以及UE在其中执行初始无线电资源控制(RRC)连接建立过程或发起RRC连接重建过程的小区所使用的主频率(例如,FR1)上操作的载波。主载波承载所有公共的和特定于UE的控制信道,并且有些时候可以是许可频率中的载波。辅载波是在第二频率(例如,FR2)上操作的载波,一旦在UE和锚载波之间建立了RRC连接,就可以对其进行配置,并且可以将其用于提供附加的无线电资源。在一些情况下,辅载波可以是未许可频率中的载波。辅助载波可以仅包含必要的信令信息和信号。网络可以能够在任何时间改变任何UE的主载波。例如,这样做可以是为了平衡不同载波上的负载。因为“服务小区”(无论是PCell还是SCell)对应于一些基站正在其上进行通信的载波频率或者分量载波,所以术语“小区”、“服务小区”、“分量载波”、“载波频率””等可以互换使用。
为了能够在5G无线电接入网络上承载数据,可以将数据和信息组织到多个数据信道中。通过将数据组织到各种信道中,5G通信系统能够以有序的方式管理数据传输,并且系统能够理解什么数据正在到达,并由此能够以期望的方式处理数据。为了对要通过5G NR无线电接入网络发送的数据进行分组,可以以逻辑方式组织数据。由于通过无线电通信链路发送的数据有许多不同的功能,因此使用了几种不同形式的数据信道。更高级别的通道被“映射”或包含在其他信道中,直到最后到达物理级别,其中信道包含来自更高级别信道的数据。这些5G信道的使用提供了一种通过5G通信网络的无线电接口组织数据流的方法。
在5G NR中,天线端口被定义为使得在其上传送天线端口的符号的信道可以从在其上传送相同天线端口的另一符号的信道推断出来。天线端口是与物理层(L1)相关的逻辑概念,而不是物理概念(例如,物理天线)。每个天线端口表示特定的信道模型,并且可以在网格中承载其自己的资源网格和特定的参考信号集。每个单独的下行链路传输可以从特定的天线端口执行,UE知道其身份,并且当且仅当它们从相同的天线端口发送时UE可以假设两个被发送的信号经历相同的无线电信道。换句话说,假设参考信号的资源元素(RE)的信道特性与其他数据的资源元素(例如,物理下行链路共享信道(PDSCH)的RE)相同(或非常接近)。因此,可以使用通过分析参考信道获得的信道信息来解调数据。实际上,至少对于下行链路传输,每个天线端口都可以被表述为对应于特定的参考信号。UE可以使用参考信号来导出与天线端口相关的信道状态信息。UE接收器可以假设该参考信号可以用于估计对应于特定天线端口的信道。所支持的天线端口集合取决于小区中的参考信号配置。例如,对于CRS信号,天线端口集合可以包括p=0,p∈{0,1},或p∈{0,1,2,3}。
在5G NR定位系统200中,UE 105可以包括和/或可以被称为设备、移动设备、无线设备、移动终端、终端、移动站(MS)、支持安全用户平面定位(SUPL)的终端(SET),或被称为其他名称。此外,UE 105可以对应于手机、智能手机、膝上型电脑、平板电脑、个人数据助理(PDA)、物联网(IoT)设备或一些其他便携式或可移动设备。通常,尽管并不一定,UE 105可以支持使用一种或多种RAT的无线通信,诸如使用全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、长期演进(LTE)、高速分组数据(HRPD)、IEEE 802.11蓝牙、全球微波接入互操作性(WiMAXTM),5G NR(例如使用NG-RAN 235和5G CN 240)等。UE105还可以支持使用WLAN 216的无线通信,该WLAN(类似于一个或多个RAT,并且如先前关于图1所描述的)可以连接到其他网络,诸如互联网。使用这些RAT中的一种或多种可以允许UE105与外部客户端230通信(例如,经由图2中未示出的5G CN 240的元件,或者可能经由网关移动定位中心(GMLC)225)和/或允许外部客户端230接收关于UE 105的位置信息(例如,经由GMLC 225)。
UE 105可以包括单个实体或可以包括多个实体,诸如在个人区域网络中,其中用户可以使用音频、视频和/或数据I/O设备和/或身体传感器和单独的有线或无线调制解调器。UE 105的位置的估计可以称为位置、位置估计、位置锁定、锁定、定位、定位估计或定位锁定,并且可以是大地测量的,从而为UE 105提供位置坐标(例如,纬度和经度),该位置坐标可以包括也可以不包括高度分量(例如,海拔高度、高于或低于地面的高度、楼层或地下室层)。替代地,UE 105的位置可以表示为城市位置(例如,作为邮政地址或建筑物中诸如特定房间或楼层的某个点或小区域的名称)。UE 105的位置也可以表示为区域或体积(以大地测量学或城市形式定义),UE 105预期以一定概率或置信水平(例如,67%、95%等)位于该区域或体积内。UE 105的位置还可以是相对位置,包括例如相对于已知位置处的某个原点定义的距离和方向或相对X和Y(以及Z)坐标,该已知位置可以用大地测量学、城市术语或通过参考地图、楼层平面图或建筑平面图上指示的点、区域或体积来定义。在本文所包含的描述中,除非另有说明,否则术语位置的使用可以包括这些变型中的任何一个。当计算UE的位置时,通常要求解局部X、Y和可能的Z坐标,然后,如果需要,将局部坐标转换为绝对坐标(例如纬度、经度和高于或低于平均海平面的高度)。
图2中所示的NG-RAN 235中的基站可以对应于图1中的基站120,并且可以包括发送接收点(TRP)。NG-RAN 235可以包括下一代NodeB(gNB)210-1和210-2(本文统称或一般称为gNB 210)和/或gNB的天线。NG-RAN 235中的gNB 210对可以彼此连接(例如,如图2所示直接连接或经由其他gNB 210间接连接)。经由UE 105与一个或多个gNB 210之间的无线通信向UE 105提供对5G网络的接入,这可以使用5G NR代表UE 105提供对5G CN 240的无线通信接入。5G NR无线电接入也可以称为NR无线电接入或5G无线电接入。在图2中,假设UE 105的服务gNB是gNB 210-1,尽管其他gNB(例如gNB 210-2)可以在UE 105移动到另一个位置的情况下充当服务gNB或者可以充当辅gNB以向UE 105提供附加的吞吐量和带宽。
图2所示的NG-RAN 235中的基站可替代地或附加地包括下一代演进节点B,也称为ng-eNB 214。Ng-eNB 214可以直接连接或经由其他gNB 210和/或其他ng-eNB间接连接到NG-RAN 235中的一个或多个gNB 210,Ng-eNB 214可以向UE 105提供LTE无线接入和/或演进LTE(eLTE)无线接入。图2中的一些gNB 210(例如,gNB 210-2)和/或ng-eNB 214可以被配置为用作仅定位信标,其可以发送信号(例如,定位参考信号(PRS))和/或可以广播用来辅助定位UE 105的辅助数据,但可能无法接收来自UE 105或来自其他UE的信号。需注意,尽管图2中仅示出了一个ng-eNB 214,但一些实施例可以包括多个ng-eNB 214。
5G NR定位系统200还可以包括一个或多个WLAN 216,该一个或多个WLAN可以连接到5G CN 240中的非3GPP互通功能(N3IWF)250(例如,在不受信任的WLAN 216的情况下)。例如,WLAN 216可以支持UE 105的IEEE 802.11Wi-Fi接入并且可以包括一个或多个Wi-Fi AP(例如,图1的AP 130)。在所示示例中,N3IWF 250可以连接到5G CN 240中的其他元件,诸如AMF 215。在一些实施例中,WLAN 216可以支持另一种RAT,诸如蓝牙。N3IWF 250可以为UE105对5G CN 240中的其他元件的安全接入提供支持和/或可以支持WLAN 216和UE 105使用的一种或多种协议与5G CN 240的其他元件(诸如AMF 215)使用的一种或多种协议互通。例如,N3IWF 250可以支持与UE 105建立IPSec隧道、终止与UE 105的IKEv2/IPSec协议、终止分别用于控制平面和用户平面的5G CN 240的N2和N3接口、在UE 105与AMF 215之间通过N1接口中继上行链路和下行链路控制平面非接入层(NAS)信令。在一些其他实施例中,WLAN216可以直接连接到5G CN 240中的元件(例如,AMF 215),而不经由N3IWF 250,例如,当WLAN 216是用于5G CN 240的可信WLAN时。需注意,尽管图2中仅示出了一个WLAN 216,但一些实施例可以包括多个WLAN 216。
接入节点可以包括能够在UE 105与AMF 215之间进行通信的各种网络实体中的任何一个。这可以包括gNB 210、ng-eNB 214、WLAN 216和/或其他类型的蜂窝基站。然而,提供本文描述的功能的接入节点可以附加地或替代地包括能够与图2中未示出的多种RAT中的任一种进行通信的实体,其可以包括非蜂窝技术。因此,在下文描述的实施例中使用的术语“接入节点”可以包括但不一定限于gNB 210、ng-eNB 214或WLAN 216。
在一些实施例中,接入节点(诸如gNB 210、ng-eNB 214)或WLAN 216(单独或与5GNR定位系统200的其他组件相结合)可以被配置为响应于从LMF 220接收到对多种RAT的位置信息的请求,对多种RAT中的一个进行测量(例如UE 105的测量)和/或从UE 105获得使用多种RAT中的一种或多种传输到接入节点的测量。如上所述,虽然图2示出了被配置为分别根据5G NR、LTE和Wi-Fi通信协议进行通信的gNB 210、ng-eNB 214和WLAN 216,但可以使用被配置为根据其他通信协议进行通信的接入节点,诸如例如,使用用于通用移动电信服务(UMTS)陆地无线电接入网络(UTRAN)的WCDMA协议的节点B、使用用于演进的UTRAN(E-UTRAN)的LTE协议的eNB,或使用用于WLAN的蓝牙协议的蓝牙信标。例如,在向UE 105提供LTE无线接入的4G演进分组系统(EPS)中,RAN可以包括E-UTRAN,其可以包括基站,基站包括支持LTE无线接入的eNB。EPS的核心网络可以包括演进分组核心(EPC)。EPS然后可以包括E-UTRAN加上EPC,其中E-UTRAN对应于图2中的NG-RAN 235并且EPC对应于5GCN 240。本文中描述的用于使用公共或通用定位过程进行UE 105定位的方法和技术可适用于此类其他网络。
gNB 210和ng-eNB 214可以与AMF 215通信,AMF 215为了定位功能与LMF 220通信。AMF 215可以支持UE 105的移动性,包括UE 105从第一RAT的接入节点(例如,gNB 210、ng eNB 214或WLAN 216)到第二RAT的接入节点(例如gNB 210,ng eNB 214或WLAN 216)的小区改变和切换。AMF 215还可以参与支持与UE 105的信令连接,并且可能参与支持UE 105的数据和语音承载。当UE 105接入NG-RAN 235或WLAN 216时,LMF 220可以支持对UE 105进行定位,并且可以支持包括UE辅助/基于UE的定位过程和方法和/或基于网络的过程/方法,诸如辅助GNSS(A-GNSS)、观测到达时间差(OTDOA)、实时动态(RTK)、精确点定位(PPP)、差分GNSS(DGNSS)、ECID、到达角(AoA)、离开角(AoD)、WLAN定位和/或其他定位过程和方法。LMF220还可以处理例如从AMF 215或从GMLC 225接收的对UE 105的位置服务请求。LMF 220可以连接到AMF 215和/或GMLC 225。LMF 220可以由其他名称来指代,诸如位置管理器(LM)、位置功能(LF)、商业LMF(CLMF)或增值LMF(VLMF)。在一些实施例中,实现LMF 220的节点/系统可以附加地或替代地实现其他类型的位置支持模块,诸如演进服务移动定位中心(E-SMLC)或服务定位协议(SLP)。需注意,在一些实施例中,可以在UE 105处执行至少部分定位功能(包括确定UE的位置)(例如,通过处理由诸如TRP(例如,gNB 210、ng eNB 214和/或WLAN 216)和/或其他UE的无线节点发送的PRS信号,和/或使用例如由LMF 220提供给UE105的辅助数据)。
网关移动位置中心(GMLC)225可以支持从外部客户端230接收的针对UE 105的位置请求,并且可以将这样的位置请求转发给AMF 215,以便由AMF 215转发给LMF 220,或者可以将位置请求直接转发给LMF 220。来自LMF 220的位置响应(例如,包含对UE 105的位置估计)可以类似地直接或经由AMF 215返回到GMLC 225,然后GMLC 225可以将位置响应(例如,包含位置估计)返回到外部客户端230。在图2中,GMLC 225被示出为连接到AMF 215和LMF 220两者,尽管在一些具体实施中,5G CN 240可以仅支持这些连接中的一个。
如图2中进一步示出的,LMF 220可以使用LPPa协议(也可以称为NRPPa或NPPa)与gNB 210和/或与ng-eNB 214通信。NR中的LPPa协议可以与LTE中的LPPa协议(与LTE定位协议(LPP)相关)相同、类似或是其的扩展,其中LPPa消息经由AMF 215在gNB 210与LMF 220之间和/或在ng-eNB 214与LMF 220之间传输。如图2进一步所示,LMF 220和UE 105可以使用LPP协议进行通信。LMF 220和UE 105还可以或替代地使用LPP协议(在NR中,其也可以被称为NRPP或NPP)进行通信。此处,LPP消息可以经由AMF 215和UE 105的服务gNB 210-1或服务ng-eNB 214在UE 105与LMF 220之间传输。例如,LPP和/或LPP消息可以使用用于基于服务的操作(例如,基于超文本传输协议(HTTP))的消息在LMF 220与AMF 215之间传输,并且可以使用5G NAS协议在AMF 215与UE 105之间传输。LPP和/或LPP协议可用于支持使用UE辅助和/或基于UE的定位方法(诸如A-GNSS、RTK、OTDOA和/或增强小区ID(ECID))来定位UE 105。LPPa协议可用于支持使用基于网络的定位方法(诸如ECID)来对UE 105进行定位(例如,当与gNB 210或ng-eNB 214获得的测量一起使用时),和/或可由LMF 220用于从gNB 210和/或ng-eNB 214获得与位置相关的信息,诸如定义来自gNB 210和/或ng-eNB 214的DL PRS传输的参数。
在UE 105接入WLAN 216的情况下,LMF 220可以使用LPPa和/或LPP以与刚刚描述的用于UE 105接入gNB 210或ng-eNB 214的方式类似的方式获得UE 105的位置。因此,LPPa消息可以经由AMF 215和N3IWF 250在WLAN 216与LMF 220之间传输,以支持对UE 105的基于网络的定位和/或从WLAN 216向LMF 220传输其他位置信息。替代地,LPPa消息可以经由AMF 215在N3IWF 250与LMF 220之间传输,以支持基于N3IWF 250已知或可访问并且使用LPPa从N3IWF 250传输到LMF 220的位置相关信息和/或位置测量来对UE 105进行基于网络的定位。类似地,LPP和/或LPP消息可以经由AMF 215、N3IWF 250和UE 105的服务WLAN 216在UE 105与LMF 220之间传输,以支持由LMF 220对UE 105进行UE辅助或基于UE的定位。
在使用UE辅助定位方法的情况下,UE 105可以获得位置测量并将测量发送到位置服务器(例如,LMF 220),以计算针对UE 105的位置估计。位置测量可以包括gNB 210、ng-eNB 214和/或WLAN 216的一个或多个接入点的接收信号强度指示(RSSI)、参考信号时间差(RSTD)、往返信号传播时间(RTT)、参考数据接收功率(RSRP)、参考信息接收质量(RSRQ)、到达时间(TOA)、到达角(AOA)、差分AOA(DAOA)、AOD或定时提前量(TA)中的一个或多个。位置测量还可以或替代地包括与RAT无关的定位方法的测量,诸如GNSS(例如,GNSS卫星110的GNSS伪距、GNSS码相位和/或GNSS载波相位)、WLAN等。在基于UE的定位方法的情况下,UE105可以获得位置测量(例如,其可以与UE辅助定位方法的位置测量相同或相似)并且可以进一步计算UE 105的位置(例如,借助从诸如LMF 220之类的位置服务器接收的或由gNB210、ng-eNB 214或WLAN 216广播的辅助数据)。在基于网络的定位方法的情况下,一个或多个基站(例如,gNB 210和/或ng-eNB 214)、一个或多个AP(例如,WLAN 216中的AP)或N3IWF250可以获得针对由UE 105发送的信号的位置测量(例如,RSSI、RTT、RSRP、RSRQ、AoA或TOA的测量),和/或可以接收由UE 105或在N3IWF 250的情况下由WLAN 216中的AP获得的测量,并且可以将测量发送到用于计算针对UE 105的位置估计的位置服务器(例如LMF 220)。
如上所述,在一些实施例中,物理发送点(例如,基站)可以包括用于波束成形的天线阵列。发送波束成形是一种用于将RF信号聚焦在特定方向上的技术。传统上,当网络节点(例如,基站)广播RF信号时,它在所有方向(全向)上广播该信号。利用发送波束成形,网络节点确定给定目标设备(例如,UE)的位置(相对于发送网络节点),并在该特定方向上投射更强的下行链路RF信号,从而为正在接收的设备提供更快的(就数据速率而言)和更强的RF信号。为了在发送时改变RF信号的方向性,网络节点可以在广播RF信号的一个或多个发送器中的每一个处控制RF信号的相位和相对幅度。例如,网络节点可以使用天线的阵列(被称为“相控阵列”或“天线阵列”),该天线的阵列会产生一束RF波,可以在无需实际移动天线的情况下将其“转向”以指向不同的方向。具体地,来自发送器的RF电流以正确的相位关系被馈送到各个天线,从而使得来自单独的天线的无线电波在期望方向上加在一起以增大辐射,同时在非期望方向上抵消以抑制辐射。
发送波束可以是准共址的,使得它们可以在接收器(UE)看来具有相同的参数,而不管网络节点的发送天线是否在物理上共址。天线端口之间可能公共的无线电信道参数或特性包括多普勒扩展/频移、平均延迟、延迟扩展、平均增益、空间接收器参数等。多普勒频移是无线电信号的频率相对于接收器的运动的偏移。多普勒扩展也被称为衰落速率,并且指示发送器处的信号频率与接收器处的信号频率之间的差作为时间的函数(例如,频率随时间变化的速率)。当信号从一个或多个天线发送时,由于周围杂波的反射,信号可能通过多个路径到达接收器。接收器接收信号的多径分量的平均时间是平均延迟。最早显著多径分量(例如,视线(LOS)分量)的到达时间与最后显著多径分量的到达时间之间的差是延迟扩展。空间接收器参数是指下行链路接收信号的波束成形特性,诸如接收器的主导AOA和平均AOA。
在NR中,可能存在四种类型的准共址(QCL)关系。给定类型的QCL关系指示可以从关于源波束上的源参考RF信号的信息中导出关于第二(目标)波束上的第二(目标)参考RF信号的某些参数。更具体地,如果源参考RF信号是QCL类型A,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在同一信道上发送的第二(目标)参考RF信号的多普勒频移、多普勒扩展、平均延迟和延迟扩展。如果源参考RF信号是QCL类型B,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在同一信道上发送的第二参考RF信号的多普勒频移和多普勒扩展。如果源参考RF信号是QCL类型C,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在同一信道上发送的第二参考RF信号的多普勒频移和平均延迟。如果源参考RF信号是QCL类型D,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在同一信道上发送的第二参考RF信号的空间接收参数。
在接收波束成形中,接收器可以放大在给定信道上检测到的RF信号。例如,接收器可以在特定方向上增大增益设置和/或调整天线阵列的相位设置,以放大从该方向上接收的RF信号(例如,增大其增益电平)。因此,当提到接收器在某个方向上波束成形时,这意味着该方向上的波束增益相对于沿其他方向上的波束增益较高,或者在接收器可用的其他波束中该方向上的该波束增益最高。这可能导致从该方向接收的RF信号的更强的接收信号强度(例如,RSRP、RSRQ、SINR等)。
在一些情况下,接收波束可能是空间相关的。空间关系意味着用于第二参考信号的发送波束的参数可以从关于第一参考信号的接收波束的信息中导出。例如,UE可以使用特定的接收波束来从基站接收一个或多个参考下行链路参考信号(例如,定位参考信号(PRS)、导航参考信号(NRS)、跟踪参考信号(TRS)、相位跟踪参考信号(PTRS)、小区特定参考信号(CRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)、同步信号块(SSB)等)。UE随后可以形成用于基于接收波束的参数向该基站发送一个或多个上行链路参考信号(例如,上行链路定位参考信号(UL-PRS)、探测参考信号(SRS)、解调参考信号(DMRS)、PTRS等)的发送波束。
下行链路波束可以是发送波束或接收波束,这取决于形成它的实体。例如,如果基站正在形成下行链路波束以向UE发送参考信号,则下行链路波束是发送波束。然而,如果UE正在形成下行链路波束,则它是用来接收下行链路参考信号的接收波束。类似地,行链路波束可以是发送波束或接收波束,这取决于形成它的实体。例如,如果基站正在形成上行链路波束,则其是上行链路接收波束,并且如果UE正在形成上行链路波束,则其是上行链路发送波束。
无线网络中的定位方法可以使用无线网络的无线信号,并且由此可以依赖于无线电接入技术(RAT),或者可以独立于RAT(例如,使用诸如GPS信号的信号)。在5G NR定位系统(例如,5G NR定位系统200)中,UE进行的位置测量(例如,AOA、AOD、TOA、RSTD)可以使用从两个或更多个基站接收的RF参考信号。例如,在DL-TDOA定位中,UE可以测量RSTD,其表示两个TRP之间相对于UE的相对时间差。在DL-TDOA、DL-AOD或多RTT定位中,UE可以测量RSRP,其表示单个参考信号资源元素的平均接收功率。如上所述,RF参考信号的示例可以包括为NR定位而定义的PRS,以使UE能够使用更多邻居TRP来检测和测量。例如,PRS可以用于执行基于TDOA、AOD和RTT的定位技术。与LTE CRS相比,PRS具有更规则的结构和更大的带宽,这允许更高的采样速率以及更精确的相关性和TOA估计。可用于定位的其他参考信号可以包括CRS、CSI-RS、同步信号、无线电资源管理(RRM)信号等。参考信号可以在Tx波束中发送(例如,使用波束成形技术),这可能影响角度测量,诸如AOD。下面的表1总结了在依赖于RAT的定位技术的一些示例中由UE执行的参考信号和测量。
表1.定位技术的示例参考信号和测量
图3A至图3C示出了依赖于不同RAT的NR定位技术。5G NR中支持的NR定位技术包括仅下行链路(DL)、仅上行链路(UL)以及组合的DL和UL定位方法。例如,基于DL的定位技术可以包括DL到达时间差(DL-TDOA,也称为观测到达时间差(OTDOA))或DL离开角(DL-AOD)技术。基于UL的定位技术可以包括UL到达时间差(UL-TDOA)或UL到达角(UL-AOA)技术。组合的DL和UL定位技术可以包括使用多个相邻基站的往返时间(RTT)定位技术,其可以被称为多RTT定位技术。
在基于OTDOA的定位中,位置服务器可以向UE提供针对参考基站(可以称为“参考小区”或“参考资源”)和相对于参考基站的一个或多个相邻基站(可以被称为“邻居小区”或“相邻小区”,并且可以单独称为“目标小区”或“目标资源”)的OTDOA辅助数据。例如,辅助数据可以提供每个基站的中心信道频率、各种PRS配置参数(例如,连续的PRS定位子帧NPRS、PRS周期性TPRS、静音序列、跳频序列、PRS ID、PRS带宽)、基站(小区)全局ID、与定向PRS相关联的PRS信号特性、和/或适用于OTDOA或某些其他定位方法的其他基站相关参数。可以通过在OTDOA辅助数据中指示UE的服务基站(例如,参考基站被指示为服务基站)来促进由UE进行的基于OTDOA的定位。在一些方面,OTDOA辅助数据还可以包括“预期参考信号时间差(RSTD)”参数,其向UE提供关于UE预期要在参考基站与每个邻居基站之间的其当前位置测量的RSTD值的信息,以及预期RSTD参数的不确定性。预期RSTD连同相关联的不确定性可以定义用于UE的搜索窗口,UE预期在该搜索窗口内测量RSTD值。OTDOA辅助信息还可以包括PRS配置信息参数,其允许UE相对于参考基站的PRS定位时机,确定PRS定位时机何时出现在从各个邻居网络节点接收的信号上,并确定从各个基站发送的PRS序列以便测量到达时间(TOA)或RSTD。TOA测量可以是承载PRS(或其他参考信号)的资源元素(RE)的平均功率的RSRP测量。
使用RSTD测量、每个基站的已知绝对或相对发送定时以及参考基站和相邻基站的无线节点物理发送天线的已知定位,可以(例如,由UE P105或由位置服务器)计算UE定位。更具体地,邻居基站“k”相对于参考基站“Ref”的RSTD可以作为来自每个基站的信号的TOA测量的差(即TOAk–TOARef)给出,其中TOA值可以以一个子帧持续时间(例如,约1ms)为模来测量,以消除在不同时间测量不同子帧的影响。
图3A示出了使用DL-TDOA技术的基于下行链路的定位的示例。在所示示例中,UE310可以从三个TRP接收下行链路信号。基于从两个TRP到UE 310的信号到达时间(TDOA)的差异,可以确定UE 310位于双曲线上,其中一个TRP位于双曲线的焦点处。例如,基于从两个TRP 320和330(例如,参考TRP)到UE 310的TDOA,UE 310可以确定其位于双曲线350上,其中TRP 330位于双曲线350的焦点处。类似地,基于从两个TRP 340和330到UE 310的TDOA,UE310可以确定其位于双曲线360上,其中TRP 340位于双曲线360的焦点处。因此,UE 310可以位于双曲线350和双曲线360的交点处。
基于AOD的定位基于通过基站的特定波束发送并由UE接收的参考信号(例如PRS信号)以及由波束覆盖的相应覆盖区域。在基于AOD的定位中,位置服务器可以向UE提供AOD辅助数据。可以基于UE的近似位置的该辅助数据可以提供关于附近基站的参考信号的信息,包括每个基站的中心信道频率、各种PRS配置参数(例如,连续PRS子帧、PRS周期性、静音序列、跳频序列、PRS ID、PRS带宽、波束ID等)、基站(小区)全局ID、与定向PRS相关联的PRS信号特性和/或适用于AOD或某些其他定位方法的其他基站相关参数。通过使用该信息,UE和/或位置服务器可以通过UE用来检测来自每个基站的PRS的波束来确定UE的位置。
图3B示出了使用DL-AOD技术的基于下行链路的定位的示例。在DL-AOD定位中,TRP可以使用天线阵列发送AOD信息。UE可以基于多个TRP的定位和来自多个TRPs的波束的方向(角度或箱(bin))来确定其自身的定位。在所示示例中,UE 312可以从TRP 322和TRP 332接收信号。基于TRP 322和TRP 332的位置以及来自TRP 322和TRP 332的波束的方向或箱342和352,UE 312可以确定其位于来自TRP 322的波束(对应于特定箱)与来自TRP 332的波束(对应于特定箱)的交点或相交区域。
在基于RTT的定位中,基于基站的已知定位和UE与基站之间的已知距离来确定UE的定位。UE与每个基站之间的RTT测量用于确定UE与相应基站之间的距离,并且可以使用多边测量技术来确定UE的位置。在基于RTT的定位中,位置服务器可以协调UE与每个基站之间的RTT测量。提供给UE的信息可以包括在RTT辅助数据中。这可以包括例如参考信号(例如,PRS)定时和其他信号特性、基站(小区)ID和/或适用于多RTT或某些其他定位方法的其他基站相关参数。根据期望的功能,可以由UE或基站进行(并由其发起)RTT测量。
RTT测量使用空中传输(OTA)延迟来测量距离。发起设备(例如,UE或基站)可以在第一时间T1发送第一参考信号,其中第一参考信号可以传播到响应设备。在第二时间T2,第一参考信号可以到达响应设备。OTA延迟(即,第一参考信号从发起设备行进到响应设备所需的传播时间)是T1和T2之间的差。然后,响应设备可以在第三时间T3发送第二参考信号,并且可以在第四时间T4由发起设备接收和测量第二参考信号。在一些实施例中,RSRP测量可用于确定时间T2和T4的TOA。因此,发起设备与响应设备之间的距离d可以使用以下等式确定:
其中距离d除以RF传播速度c等于OTA延迟。因此,可以精确确定发起设备与响应设备之间的距离。
图3C示出了使用RTT定位技术的基于下行链路的定位的示例。在所示的示例中,上行链路和下行链路信号两者都用于确定从UE 314到TRP 324、334或344的往返时间(并由此确定距离)。基于UE 314与TRP之间的往返时间(例如,RTT1、RTT2或RTT3),可以确定UE 314位于一个圆上,TRP位于该圆的中心。通过使用UE 314与三个或更多个TRP中的每一个之间的往返时间,可以确定UE 314位于三个或更多个圆的交点处。
图4是示出NR的帧结构400和相关术语的示例的图,其可以用作UE 105与基站(诸如服务gNB 210-1)之间的物理层通信的基础。下行链路和上行链路中的每一个的发送时间线可以被划分为无线电帧(或简称为帧)的单元。每个无线电帧可以具有预定的持续时间(例如约10ms),并且可以被划分为索引为0到9的10个子帧,每个子帧约1ms。每个子帧可以包括可变数量(例如,1至4个)的时隙,这取决于子载波间隔。每个时隙可以包括多个符号(诸如7或14个符号),这取决于子载波间隔。每个时隙中的符号可以具有分配的索引。微时隙可以包括子时隙结构(例如,2、3或4个符号)。
资源网格可以用于表示时隙和频谱,每个时隙在频域中包括一个或多个时间并发资源块(RB)(也称为物理RB(PRB))。图4中还示出了子帧的完全正交频分复用(OFDM),示出了如何将子帧划分为多个资源块(RB)。例如,单个RB可以包括跨越14个符号和12个子载波的资源元素(RE)网格。RE可以对应于时域中的一个符号长度和频域中的一个子载波。时隙中的每个符号可以与数据传输的链路方向(例如,下行链路(DL)、上行链路(UL)或灵活的)相关联,并且可以动态地切换每个子帧的链路方向。链路方向可以基于时隙格式。每个时隙可以包括DL/UL数据以及DL/UL控制信息。
系统带宽可以被划分为多个(K个)正交子载波,这些子载波也可以被称为音调、箱等。每个子载波可以用数据调制。调制的符号可以在频域中使用例如OFDM发送,并且在时域中使用例如单载波频分复用(SC-FDM)发送。相邻子载波之间的间隔可以是固定的,并且子载波的总数K可以取决于系统带宽。例如,子载波的间隔可以是15kHz,并且最小资源分配(资源块)可以是12个子载波(对于每个RB为180kHz的总带宽)。对于1.25、2.5、5、10或20MHz的系统带宽,标称FFT大小可以分别等于128、256、512、1024或2048。系统带宽也可以划分为子带。例如,一个子带可以覆盖1.08Mhz(即,6个资源块),并且对于1.25、2.5、5、10或20MHz的系统带宽,可以分别有1、2、4、8或16个子带。
LTE支持由例如子载波空间、符号长度和循环前缀(CP)定义的单个参数集。相比而言,NR可以支持多种参数集(μ),例如,可以使用15kHz(基本子载波间隔)、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz或更大的子载波间隔(SCS)。以下表2列出了不同NR参数集的一些参数示例。
表2.不同NR参数集的参数的示例
图5示出了具有PRS定位时机的无线电帧序列500的示例。如本文所使用的,“PRS实例”或“PRS时机”是指预期要发送PRS资源(在下面更详细地解释)的周期性重复时间窗口的实例(例如,一个或多个连续时隙的组)。PRS实例或时机也可以称为“PRS定位时机”、“PRS定位实例”、“定位时机”、“定位实例”、“定位重复”,或简称为“时机”、“实例”或“重复”。无线电帧序列500可适用于从定位系统100中的基站120广播下行链路(DL)PRS。无线电帧序列500可以用于5G NR(例如,5G NR定位系统200)和/或LTE。与图4类似,时间在图5中水平表示(例如,在X轴上),其中时间从左到右增加。频率垂直表示(例如,在Y轴上),频率从下到上增加(或减少)。
图5示出了PRS定位时机510-1、510-2和510-3(本文中统称并一般称为PRS定位时机510)如何通过系统帧号(SFN)、小区特定子帧偏移(ΔPRS)515和PRS周期性(TPRS)520确定。PRS子帧配置可以由包括在辅助数据(例如OTDOA辅助数据)中的“PRS配置索引”IPRS来定义,其可以由管理3GPP标准来定义。小区特定子帧偏移(ΔPRS)515可以根据从系统帧号(SFN)0开始发送到第一个(后续)PRS定位时机的开始的子帧的数量来定义。
PRS可以在(例如通过操作和维护(O&M)服务器)适当配置之后由无线节点(例如基站120或其他UE)发送。PRS可以在被分组到PRS定位时机510中的特殊定位子帧或时隙中发送。例如,PRS定位时机510-1可以包括NPRS个连续定位子帧,其中数量NPRS可以在1和160之间(例如,可以包括值1、2、4和6以及其他值)。PRS定位时机510可以被分组成一个或多个PRS时机组。如所指出的,PRS定位时机510可以间隔TPRS(毫秒或子帧)周期性地发生,其中TPRS可以是5、10、20、40、80、160、320、640或1280(或任何其他适当的值)。在一些方面,TPRS可以根据连续定位时机开始之间的子帧的数量来测量。
在一些方面,当UE 105在针对特定小区(例如,基站)的辅助数据中接收到PRS配置索引IPRS时,UE 105可以使用所存储的索引数据来确定PRS周期性(TPRS)520和小区特定子帧偏移(ΔPRS)515。然后,当在小区中调度PRS时,UE 105可以确定无线电帧、子帧和时隙。辅助数据可以由例如位置服务器(例如,图1中的位置服务器160和/或图2中的LMF 220)确定,并且可以包括用于参考小区以及各个无线节点所支持的多个邻居小区的辅助数据。
参考图4中的帧结构,以特定时间/频率样式布置并用于PRS传输的RE集合被称为“PRS资源”。资源元素的集合可以跨越频域中的多个RB和时域中一个时隙内的一个或多个连续符号,其中伪随机正交相移键控(QPSK)序列从TRP的天线端口发送。在时域中给定的OFDM符号中,PRS资源可以占用频域中连续的RB。PRS资源在给定RB内的传输具有特定的梳状大小(也称为“梳状密度”)。梳状大小“N”(例如,1、2、4、6或12)表示PRS资源配置的M个(例如,1、2、4、6或12)符号的每个符号的子载波间隔(或频率/音调间隔),其中该配置将每第N个子载波用于RB的PRS符号。例如,在具有4个符号的comb-4样式中,对于PRS资源配置中的4个连续符号中的每一个,使用与每第四个子载波(例如,子载波0、4和8)相对应的RE来发送PRS信号。
在LTE中,PRS信号被映射成具有频率和时域偏移的对角样式,以避免与CRS和其他控制和数据信道冲突。LTE PRS信号通常以15KHz的SCS在天线端口6上发送。如上所述,可以在PRS实例中发送具有CRS和PRS RE的一个或多个定位子帧。定位子帧被设计为对数据信道上的发送具有低干扰。因此,在LTE中,定位子帧可以专用于定位,并且将不包括未使用资源元素中的数据。
图6A至图6B示出了将LTE PRS信号映射到子帧中的资源元素的示例。图6A示出了对于正常循环前缀和一个或两个发送天线端口,PRS到子帧600中的资源元素的映射。图6B示出了对于正常循环前缀和四个发送天线端口,PRS到子帧605中的资源元素的映射。在所示示例中,子帧可以包括偶数时隙和奇数时隙,每个时隙具有7个符号。每个资源元素具有频域(纵轴)索引和时域(横轴)索引。在14个符号上的12个子载波的块中的前三个符号可以用于控制信道,诸如物理下行链路控制信道(PDCCH)。LTE CRS RE被映射到RE 602。RE 604对应于LTE PRS RE。PRS信号可以被映射到每个定位子帧中的7个或8个符号。
在5G NR中,可以在具有特定样式的资源块中发送PRS资源。DL-PRS资源可以跨越例如具有频域交错样式的时隙内的1、2、4、6或12个连续符号。对于给定DL-PRS资源的所有RE,可以存在恒定的每资源元素能量(EPRE)。表3示出了用于在2、4、6或12个符号上具有2、4或6或12的梳状大小的RB中发送DL-PRS资源的RE,其中{...}表示用于RE或符号的子载波。例如,6符号PRS样式{0,3,1,4,2,5}表示第一符号在子载波0中发送,第二符号在子载波3中发送,第三符号在子载波1中发送,第四符号在子载波4中发送,第五符号在子载波2中发送,并且第六符号在子载波5中发送。在一些实施例中,PRS RE可以以comb-1样式(诸如comb-11符号样式)布置。
表3.资源块中PRS样式的示例
图7A至图7H示出了将5G NR下行链路(DL)PRS信号映射到资源块中的资源元素的示例。所示的PRS样式对应于上面表3中所示的各种PRS样式。具体地,图7A示出了具有两个符号的comb-2PRS样式的示例,其中两个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每隔一个子载波。图7B示出了具有四个符号的comb-4PRS样式的示例,其中四个连续符号可以具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每第四个子载波。图7C示出了具有12个符号的comb-2PRS样式的示例,其中12个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每隔一个子载波。图7D示出了具有12个符号的comb-4PRS样式的示例,其中12个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每第四个子载波。图7E示出了具有6个符号的comb-6PRS样式的示例,其中6个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每第六个子载波。图7F示出了具有12个符号的comb-12PRS样式的示例,其中12个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每第12个子载波。图7G示出了具有6个符号的comb-2PRS样式的示例,其中6个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每隔一个子载波。图7H示出了具有12个符号的comb-6PRS样式的示例,其中12个连续符号具有用于PRS信号的RE,并且用于PRS的RE占据每个符号中的每第6个子载波。
在图2所示的5G NR定位系统200中,TRP(例如,gNB 210、ng eNB 214或WLAN 216)可以根据上述帧配置发送支持PRS信号(即,DL PRS)的帧或其他物理层信令序列。PRS信号可以被测量并用于对UE 105的定位。需注意,其他类型的无线网络节点,包括其他UE,也可以被配置为发送以与上述方式相似(或相同)的方式配置的PRS信号。由于由无线网络节点对PRS信号的发送可以定向到无线电范围内的所有UE,因此可以考虑无线网络节点广播PRS信号。如上所述,PRS信号可用于例如执行基于TDOA、AOD和RTT的定位技术。
图8A示出了包括多个TRP 810-1、810-2、801-3等(统称为TRP 810)和如上文关于图1和图2所描述的位置服务器830的地面定位系统800的示例。地面定位系统800可以使用DL-PRS信号用于UE定位。每个TRP 810-1、810-2、801-3等可以向UE 820发送可以包括PRS信号的无线信号850。位置服务器830可以通过WAN 840与TRP 810通信。位置服务器830还可以通过服务TRP(例如TRP 810-1)与UE 820通信。位置服务器830可以从UE收集能力数据并向UE发送辅助数据。在不知道PRS信号预计何时到达UE 820并且不知道特定PRS配置的情况下,UE 820可能无法执行RSTD测量。为了实现RSTD测量,位置服务器可以向UE 820发送OTDOA辅助数据。OTDOA辅助数据可以包括参考小区信息和邻居小区信息。参考小区信息可以包括例如参考小区(例如,服务小区)的物理小区ID、天线端口配置、PRS配置等。邻居小区信息可以包括,例如,邻居小区的物理小区ID、PRS配置、天线端口配置、时隙号偏移、PRS子帧偏移、预期RSTD、预期RSTD不确定性等。PRS配置可以包括例如PRS带宽、PRS配置索引(IPRS)、PRS DL帧的数量和静音信息。
位置服务器830可以预测UE 820按预期为邻居小区测量的RSTD值。例如,位置服务器830可以基于例如小区ID定位来知道UE 820的近似先验位置。基于该位置,可以选择用于RSTD测量的邻居小区候选。利用先验UE位置和每个候选邻居TRP的位置,位置服务器830可以计算先验UE位置与每个候选邻居TRP之间的距离,并由此计算预期RSTD。
对于OTDOA定位,TRP通常是同步的。为了利用PRS的高检测能力,可能需要及时对准频率层上所有TRP的PRS时机。同一频率层上的TRP在每个定位时机可以具有相同数量的PRS子帧NPRS和相同的PRS周期性TPRS,并且可以在相同时间发送PRS子帧。否则,强TRP(例如,服务TRP)可能潜在地压倒利用其他信道(诸如PDSCH信道)的邻居TRP的PRS信号。
图8B示出了UE 870处的两个TRP之间的预期RSTD和预期RSTD不确定性的示例。所示示例包括参考TRP 860-1和邻居TRP 860-2。图8B还示出了两个可能的UE位置A和B,分别相对于邻居TRP 860-2最近和最远。参考TRP 860-1在时间t发送的PRS信号可以在t+r/c到达位置A和B,其中c是无线电波的速度,且r是TRP 860-1与UE 870之间的距离。PRS信号也可以由邻居TRP 860-2在时间t发送,并且可以分别在位置A和B在t+(d-r)/c和t+(d+r)/c接收。因此,在位置A和B处,邻居TRP 860-2相对于参考TRP 860-1的RSTD可以分别为(d-2r)/c和d/c。如果参考TRP 860-1是服务TRP,则r/c可以经由时间提前量获知,或者可以基于参考TRP 860-1的最大小区半径来估计。因此,来自邻居TRP 860-2的PRS信号可以在以(d-r)/c为中心的时间窗口[-r/c,r/c]内到达UE 870。时间窗口的中心可以被称为预期RSTD,且时间窗口的大小可以被称为预期RSTD不确定性。在LTE中,预期RSTD和预期RSTD不确定性的分辨率约为3×Ts,其中Ts=1/(15000×2048)秒(即,约32ns)。预期RSTD的范围可以在大约[-500,500]μs范围内。
UE 870可以在时间窗口(称为搜索窗口)内搜索邻居TRP 860-2的PRS时机的开始。表4显示了针对不同NR参数集的搜索窗口的预期RSTD、不确定性和符号数量的范围。
表4.针对不同NR参数集的PRS时机搜索的参数
图9示出了来自不同TRP的PRS信号之间的时隙/符号未对准的示例。未对准可能是由于TRP之间的非零RSTD造成的。在所示示例中,UE可以分别从服务小区TRP 1和TRP 2接收信号910、920和930。TRP 1可以与服务小区共址,或者距UE可以与服务蜂窝小区具有相同的距离。因此,在UE处,TRP 1的PRS时隙(用于LTE)或PRS符号(用于NR)和服务小区的PRS时隙(用于LTE)或PRS符号(用于NR)可以同时到达UE并同时结束。因此,TRP 1的PRS时隙(或符号)和服务小区的PRS时隙(或符号)对准。结果是,来自TRP 1的PRS时隙(或子帧或符号)与来自服务小区的非PRS时隙(或子帧或符号)之间可以不存在重叠。
在UE处,TRP 2的PRS时隙(或符号)可以晚于服务小区的PRS时隙(或符号)到达,并且由此也可以晚于服务小区的PRS时隙(或符号)结束。因此,来自TRP 2的PRS时隙(或符号)和来自服务小区的PRS时隙(或符号)可以不完全对准。结果是,来自TRP 2的PRS时隙(或子帧或符号)与来自服务小区的非PRS时隙(或子帧或符号)之间可以存在至少部分重叠,如TRP 2的PRS时隙(或符号)的一部分932所示。
如图9所示,TRP 2的PRS时隙和服务小区的PRS时隙之间的时隙未对准可能导致TRP 2的PRS时隙(或子帧)中的PRS符号与服务小区的时隙(或个子帧)中非PRS符号之间的冲突(例如,干扰)。由于UE与服务小区之间的距离较短,来自服务小区的信号的功率通常远高于来自邻居小区的信号的功率,因此这种冲突可能降低SNR,并由此降低UE对来自TRP 2的PRS信号的可检测性。SNR的损失可以是服务小区的非PRS符号的功率的函数,并且可能降低来自TRP 2的PRS信号的到达时间(TOA)估计的精度。
图10A包括示出基于PRS信号的TOA测量方法的示例的流程图1000。在框1010处,UE可以从例如位置服务器接收与TRP相关联的定位辅助数据。如上所述,定位辅助数据可以包括邻居小区信息,诸如物理小区ID、PRS配置、天线端口配置、时隙号偏移、PRS子帧偏移、预期RSTD、预期RST不确定性等。PRS配置可以包括例如PRS带宽、PRS配置索引(IPRS)、PRS DL帧的数量和静音信息。
在框1020处,UE可以基于与TRP相关联的预期RSTD和预期RSTD不确定性来确定TRP的PRS搜索窗口。图10B示出了用于搜索来自TRP的PRS信号的搜索窗口的示例。图10B示出了来自服务小区的PRS时机1050和来自TRP的PRS时机1060。PRS时机1050可以包括一个或多个PRS时隙和符号,随后是非PRS时隙或符号1052。UE可以接收指示TRP的预期RSTD 1070和预期RSTD不确定性1072的辅助数据,并且可以确定搜索窗口1080,该搜索窗口以从PRS时机1050开始的与预期RSTD相对应的符号(例如,符号6)为中心,并且具有大约两倍于预期RSTD确定性1072的宽度(例如,从符号3到符号9的7个符号)。
在框1030处,UE可以捕获PRS信号并计算候选TOA集合。例如,在一个或多个步骤中的每个步骤中,UE可以在不同的相应开始符号(例如,图10B中所示的搜索窗口中的符号3、4、5、6、7、8或9)和如图10B所示的不同的相应结束符号之间捕获PRS信号,以尝试捕获来自TRP的PRS时机1060的所有PRS符号中的PRS信号。然后可以处理所有PRS符号中的捕获信号(例如,通过与本地生成的PRS、FFT/IFFT和SNR估计执行互相关),以基于经处理的信号的SNR和峰值来确定PRS时机1060的一个或多个候选TOA。例如,如果在步骤中经处理的信号(例如,相关信号)的SNR低于阈值,则检测可能失败。如果经处理的信号的SNR高于阈值,则检测可能成功,并且可以基于经处理信号中的显著峰值(例如,相关峰值)从经处理信号(例如,相关性信号)中确定一个或多个TOA(例如,对应于多路径信道的一个或多个路径)。可以选择与最短路径(例如,视线(LOS)路径)相对应的最小TOA作为TRP的TOA。
在框1040处,可以从在框1030中的一个或多个步骤中成功检测和计算的TOA集合中选择最佳(例如,最小)TOA,并将其发送到位置服务器。在一些实施例中,可以向位置服务器报告在框1030中所确定的TOA集合。位置服务器可以基于由UE确定的一组邻居TRP的TOA或RSTD来确定UE的位置。
由于图9和图10B所示的来自TRP的PRS符号与来自服务小区的非PRS符号之间的冲突,如果使用来自TRP中的所有PRS符号来估计SNR并确定TOA,则经处理的信号的SNR可能会劣化。
如图6A和图6B的示例所示,在LTE中,整个子帧可以用于PRS信号。因此,PRS时隙未对准对SNR的影响可以较小,因为重叠部分可能是整个PRS信号的一小部分。此外,在LTE中,定位精度要求可能较低。因此,LTE中的PRS时隙未对准可能对UE定位具有较低的影响。相比而言,在5G NR中,PRS信号可能仅使用资源块中的几个符号(例如,1、2、4或6)。因此,未对准可能导致来自TRP的PRS符号的大部分或甚至全部与来自参考小区的非PRS符号冲突,从而导致较大的SNR和TOA精度劣化。因此,在存在PRS时隙/符号未对准的情况下,定位性能可能无法达到5G NR中的期望水平。
图11是示出具有和不具有由PRS符号未对准引起的SNR劣化的单路径加性高斯白噪声(AWGN)信道中的模拟5G PRS信号的示例的图1100。在所示示例中,PRS子帧具有comb-11-符号样式,其中PRS符号位于每个时隙中的一个符号中。因此,PRS符号未对准可能导致来自TRP的所有PRS符号与来自参考小区的非PRS符号冲突。因为TRP的PRS RE的功率可能远低于服务小区的非PRS(例如PDSCH)RE的功率,所以来自服务小区的非PRS信号的干扰可能是显著的。
在图11中,曲线1110示出了在没有来自参考小区的非PRS(例如PDSCH)信号的干扰的情况下,时域中经处理的PRS信号的一部分的SNR(以dB为单位)。曲线1120示出了在有PRS符号未对准和来自参考小区的非PRS信号干扰的情况下,时域中经处理的PRS信号的一部分的SNR(以dB为单位)。曲线1120示出了AWGN SNR的约5dB或更大的劣化以及旁瓣功率的显著增加。旁瓣功率的增加可能导致TOA的错误检测。例如,旁瓣1122可能具有足够高的功率从而被错误地识别为对应于TOA。
图12示出了具有和不具有由PRS符号未对准引起的SNR劣化的多路径集群延迟线(CDL)-A信道中PRS信号的最早到达峰值(EAP)SNR的模拟累积分布函数(CDF)的示例。图12中的曲线1210示出了在没有来自非PRS(例如PDSCH)信号的干扰的情况下0dB PRS信号的EAP SNR的CDF。曲线1220示出了在具有来自5dB PDSCH信号的干扰的情况下0dB PRS信号的EAP SNR的CDF。曲线1230示出了在具有来自10dB PDSCH信号的干扰的情况下0dB PRS信号的EAP SNR的CDF。曲线1210-1230示出EAP SNR随着PDSCH信号的功率的增加而减小,并且SNR低于某一值的概率随着PDSCH信号的功率的增加而增加。
图13示出了具有和不具有由PRS符号未对准引起的SNR劣化的多路径CDL-A信道中PRS信号的峰值误差的累积分布函数(CDF)的示例。曲线1310示出了在没有来自非PRS(例如PDSCH)信号的干扰情况下的-6dB PRS信号的峰值误差的CDF。曲线1320示出了在具有来自5dB PDSCH信号的干扰的情况下-6dB PRS信号的峰值误差的CDF。曲线1330示出了在具有来自10dB PDSCH信号的干扰的情况下-6dB PRS信号的峰值误差的CDF。曲线1310-1330示出TOA误差随着PDSCH信号的功率的增加而增加。例如,在没有来自PDSCH信号的干扰的情况下,所测量的TOA误差低于30米的概率可以是大约90%。在来自5dB PDSCH信号的干扰的情况下,所测量的TOA误差低于约100米的概率约为90%。在来自10dB PDSCH信号的干扰的情况下,所测量的TOA误差低于约118米的概率约为90%。在另一示例中,在来自10dB PDSCH信号的干扰的情况下,所测量的TOA误差小于约40米的概率小于约20%。在来自5dB PDSCH信号的干扰的情况下,所测量的TOA误差小于约40米的概率约为75%。在没有来自PDSCH信号的干扰的情况下,所测量的TOA误差小于40米的概率约为100%。
因此,为了提高TOA测量精度,可能需要减少来自非PRS信号的干扰并提高来自TRP的PRS信号的SNR。根据某些实施例,为了在存在PRS符号未对准的情况下提高SNR并由此提高PRS定位的精度,可以识别非冲突PRS符号并将其用于确定TOA,与此同时可以不使用冲突的PRS符号来确定TOA。在一些实施例中,PRS时机中的所有PRS符号可以用于确定另一TOA,然后可从使用和不使用冲突PRS符号确定的TOA中选择更好(例如,更小)的TOA。
图14示出了根据某些实施例的改进具有PRS符号未对准的PRS信号的SNR的方法的示例。在所示示例中,UE可以分别从服务小区和TRP接收信号1410和1420。在UE处,TRP的PRS时隙(或符号)可以晚于服务小区的PRS时隙(或符号)到达,并且可以晚于服务小区的PRS时隙(或符号)结束。因此,TRP的PRS时隙(或符号)和服务小区的PRS时隙(或符号)没有完全对准。结果是,来自TRP的PRS符号与来自服务小区的非PRS符号之间可能存在重叠,如来自TRP中PRS符号的一部分1422所示。如上所述,来自服务小区的非PRS符号可以包括控制信道或数据,并且可以具有比来自TRP的PRS时隙或符号高得多的功率。因此,来自服务小区的非PRS符号可能干扰TRP的PRS符号,从而导致SNR的劣化并由此导致TOA估计的精度劣化。
为了减少非PRS符号的干扰对TOA测量的影响,可以仅使用在定位子帧中的非冲突符号1424来解码PRS信号。非冲突符号可以是连续的,如图14所示,或者可以是非连续的,这取决于例如PRS、PDCCH和PDSCH的调度。非冲突符号1424可以包括PRS时机中所有PRS符号的PRS符号子集。仅使用非冲突PRS符号的子集的PRS搜索可以被称为子集符号搜索/假设。在如上文关于图10A和图10B所描述的全符号搜索/假设中,所有PRS符号可用于PRS解码。因为在PRS解码中排除了来自服务小区的非PRS符号的干扰,所以子集符号搜索/假设可以优于全符号搜索/假设。
图15包括示出了根据某些实施例的改进具有PRS符号未对准的PRS信号的SNR并改进TOA测量精度的方法的示例的简化流程图1500。需注意,图15所示的操作提供了特定的定位技术。根据替代的实施例,也可以执行其他操作序列。例如,替代的实施例可以以不同的顺序执行操作。此外,图15所示的各个操作可以包括多个子操作,这些子操作可以以适合各个操作的各种顺序执行。此外,可以根据特定的应用添加或删除一些操作。在一些具体实施中,可以并行执行两个或更多个操作。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。在各种实施例中,用于执行流程图1500中所示的功能的部件可以包括例如本文描述的UE或TRP,其可以包括用于执行所描述功能的硬件(例如,收发器和处理器)和/或软件组件。例如,用于执行流程图1500中的操作的部件可以包括UE的各种组件,诸如无线通信接口1730、无线通信天线1732、总线1705、数字信号处理器(DSP)1720、处理单元1710、存储器1760和/或UE 105的其他组件,如下面的图17所示。
在框1510处,UE可以从例如位置服务器接收与TRP相关联的定位辅助数据。如上所述,定位辅助数据可以包括邻居小区信息,诸如TRP的物理小区ID、PRS配置、天线端口配置、时隙号偏移、PRS子帧偏移、相对于参考小区的预期RSTD、预期RSTD的不确定性等。PRS配置可以包括例如PRS带宽、PRS配置索引(IPRS)、PRS DL帧的数量和静音信息。在一些实施例中,用于UE定位的参考信号可以是RAT的其他参考信号,诸如导航参考信号(NRS)、跟踪参考信号(TRS)、相位跟踪参考信号、小区特定参考信号(CRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)、同步信号块(SSB)等。
在框1520处,UE可以基于与TRP相关联的相对于参考小区的预期RSTD和与TRP相关联的预期RSTD不确定性,确定用于搜索来自TRP的RS符号(例如,PRS符号)的参考信号(RS)搜索窗口。例如,如图10B中所示的示例中所示,搜索窗口(例如,搜索窗口1080)可以以具有从参考小区的PRS时机(例如,PRS时机1050)开始的预期RSTD的符号(例如,符号6)为中心,并且可以具有大约两倍于预期RSTD不确定性1072的宽度(例如,从符号3到符号9的7个符号)。
在框1530处,UE可以例如基于预期RSTD和/或预期RSTD不确定性,或基于在先前定位过程中确定的RSTD(例如通过在搜索窗口内执行搜索过程或通过执行图15中描述的先前过程),来确定来自TRP的参考符号与来自参考小区的非参考符号之间是否存在任何冲突。例如,如果预期RSTD或先前确定的RSTD不为零,则来自TRP的参考符号与来自参考小区的参考符号之间可能存在未对准,因此来自TRP的参考符号与来自参考小区的非参考符号之间可能存在冲突。如果预期RSTD为零但预期RSTD不确定性不为零,则同样有可能的是来自TRP的参考符号与来自参考小区的参考符号之间存在未对准。如果UE在框1530处确定来自TRP的参考符号与来自参考小区的非参考符号之间不存在冲突,则UE可以执行框1540处的操作。如果UE确定来自TRP的参考符号与来自参考小区的非参考符号之间存在冲突,则UE可以执行框1550处的操作。在一些实施例中,UE可以执行框1550处的操作和框1540处的操作两者。
在框1540处,UE可以在一个或多个步骤中的每一个步骤中,基于先前确定的RSTD或搜索窗口来捕获来自TRP的所有RS符号(例如,PRS时机中的所有PRS符号)中的参考信号,然后基于从相应的开始时间(例如,在RS搜索窗口内)捕获的所有RS符号来确定相应的TOA,如上文关于例如图10A所描述的。因此,可以在框1540处确定一个或多个TOA的集合。
在框1550处,UE可以在一个或多个步骤中的每一个步骤中,捕获在相应的开始时间(例如,在RS搜索窗口内)开始并且与来自参考小区的非RS符号没有冲突的RS符号的子集,然后仅基于RS符号的子集来如上文关于图10A所描述的确定相应的TOA。因此,可以在框1550处确定一个或多个TOA的集合。
在一些实施例中,如果UE确定来自TRP的参考符号与来自参考小区的非参考符号之间存在冲突,则UE可以另外执行框1540中的操作以确定一个或多个TOA的另一集合。
在框1560处,UE可以从在框1540或框1550处所确定的一个或多个TOA的集合中选择最佳(例如,最小)TOA,或者可以从在框1540处所确定的这一个或多个TOA的集合和在框1550处所确定的一个或多个TOA的集合中选择最佳的(例如,最小)TOA。在框1570处,UE可以向位置服务器报告所选择的TOA、在框1540处所确定的一个或多个TOA的集合和/或在框1550处所确定的一个或多个TOA的集合。
图16包括示出根据某些实施例的TOA测量方法的示例的简化流程图1600。需注意,图16所示的操作提供了特定的定位技术。根据替代的实施例,也可以执行其他操作序列。例如,替代的实施例可以以不同的顺序执行操作。此外,图16所示的各个操作可以包括多个子操作,这些子操作可以以适合各个操作的各种顺序执行。此外,可以根据特定的应用添加或删除一些操作。在一些具体实施中,可以并行执行两个或更多个操作。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。在各种实施例中,用于执行流程图1600中所示的功能的部件可以包括例如本文描述的UE或TRP,其可以包括用于执行所描述功能的硬件(例如,收发器和处理器)和/或软件组件。例如,用于执行流程图1600中的操作的部件可以包括UE的各种组件,诸如无线通信接口1730、无线通信天线1732、总线1705、数字信号处理器(DSP)1720、处理单元1710、存储器1760和/或UE 105的其他组件,如下面的图17所示。
在框1610处,UE可以例如从位置服务器接收与TRP相关联的定位辅助数据。如上所述,定位辅助数据可以包括邻居小区信息,诸如一个或多个TRP的物理小区ID、PRS配置、天线端口配置、时隙号偏移、PRS子帧偏移、相对于参考小区的预期RSTD、预期RSTD的不确定性等。PRS配置可以包括例如PRS带宽、PRS配置索引(IPRS)、PRS DL帧的数量和静音信息。在一些实施例中,用于UE定位的参考信号可以是RAT的其他参考信号,诸如NRS、TRS、PTRS、CRS、CSI-RS、PSS、SSS、SSB等。预期RSTD和/或预期RSTD不确定性或在先前定位过程中确定的RSTD可以指示在UE处来自TRP的参考信号与来自参考小区的参考信号之间是否存在未对准。例如,如果预期RSTD或先前确定的RSTD不为零,则TRP的参考信号与参考小区的参考信号之间可能存在未对准,因此来自TRP的参考信号与来自参考小区的非参考信号之间可能存在冲突。如果预期RSTD为零但预期RSTD不确定性不为零,则同样有可能的是来自TRP的参考符号与来自参考小区的参考符号之间存在未对准。
在框1620处,UE可以至少基于预期RSTD来捕获来自TRP的参考信号的第一部分,其中参考信号的第一部分可以在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠。例如,如上所述,可以基于预期RSTD或先前测量的RSTD来确定参考信号的第一部分。
在框1630处,UE可以基于参考信号的第一部分来确定来自TRP的参考信号的第一TOA。在一些实施例中,UE可以捕获来自TRP的参考信号的第一部分和来自TRP的在时间上可能与来自参考小区的非参考信号重叠的参考信号中的第二部分两者,但可以仅使用参考信号的第一部分来确定第一TOA。在一些实施例中,UE可以向位置服务器发送第一TOA。在一些实施例中,UE还可以基于参考信号的第一部分和参考信号的第二部分确定来自TRP的参考信号的二TOA,并选择第一TOA和第二TOA中较小的一个作为参考信号的估计TOA。
图17示出了UE 105的实施例,其可以如上文所述(例如,结合图1至图16)被利用。例如,UE 105可以执行图15和图16所示方法的一个或多个功能。应注意,图17仅意在提供对各种组件的一般化说明,可视情况利用其中的任何或所有组件。可以注意到,在一些情况下,图17所示的组件可以被本地化为单个物理设备和/或分布在可以设置在不同物理位置的各种联网设备之间。此外,如前所述,在先前描述的实施例中讨论的UE的功能可以由图17所示的硬件和/或软件组件中的一个或多个组件来执行。
UE 105被显示为包括可以经由总线1705电耦合(或者可以视情况以其他方式进行通信)的硬件元件。硬件元件可以包括处理单元1710,其可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如DSP芯片、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等)和/或其他处理结构或部件。如图17所示,根据所期望的功能,一些实施例可以具有单独的DSP 1720。基于无线通信的位置确定和/或其他确定可以在处理单元1710和/或无线通信接口1730(下文讨论)中提供。UE 105还可以包括:一个或多个输入设备1770,其可以包括但不限于一个或多个键盘、触摸屏、触摸板、麦克风、按钮、拨盘、开关等;以及一个或多个输出设备1715,其可以包括但不限于一个或多个显示器(例如,触摸屏)、发光二极管(LED)、扬声器等。
UE 105还可以包括无线通信接口1730,其可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如蓝牙设备、IEEE 802.11设备、IEEE802.15.4设备、Wi-Fi设备、WiMAX设备、WAN设备和/或各种蜂窝设备等)等,该无线通信接口可以使UE 105能够与其他设备通信,如以上实施例中所描述的。因此,无线通信接口1730可以包括RF电路,该RF电路能够在活动BWP和具有用于PRS信号的一个或多个FL的一个或附加频带之间进行调谐,如本文所述。无线通信接口1730可以允许例如经由eNB、gNB、ng-eNB、接入点、各种基站和/或其他接入节点类型和/或其他网络组件、计算机系统和/或与TRP通信耦合的任何其他电子设备与网络的TRP传送(例如,发送和接收)数据和信令,如本文所述。可以经由发送和/或接收无线信号1734的一个或多个无线通信天线1732来执行通信。根据一些实施例,无线通信天线1732可以包括多个分立的天线、天线阵列或它们的任何组合。
取决于期望的功能,无线通信接口1730可以包括单独的接收器和发送器,或者收发器、发送器和/或接收器的任何组合,以与基站(例如ng-eNB和gNB)和其他地面收发器(诸如无线设备和接入点)进行通信。UE 105可以与可以包括各种网络类型的不同数据网络进行通信。例如,无线广域网(WWAN)可以是CDMA网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、WiMAX(IEEE 802.16)网络等。CDMA网络可以实现诸如CDMA2000、WCDMA等的一种或多种RAT。CDMA2000包括IS-95、IS-2000和/或IS-856标准。TDMA网络可以实现GSM、数字先进移动电话系统(D-AMPS)或某些其他RAT。OFDMA网络可以采用LTE、先进LTE、5G NR等。在3GPP的文档中描述了5G NR、LTE、先进LTE、GSM和WCDMA。在名为“第三代合作伙伴计划3”(3GPP2)的联盟的文档中描述了Cdma2000。3GPP和3GPP2文档可以公开获得。WLAN也可以是IEEE 802.11x网络,而无线个域网(WPAN)可以是蓝牙网络、IEEE 802.15x或某些其他类型的网络。本文所述的技术也可以用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。
UE 105还可以包括传感器1740。传感器1740可以包括但不限于一个或多个惯性传感器和/或其他传感器(例如,加速度计、陀螺仪、相机、磁力计、高度计、麦克风、接近传感器、光传感器、气压计等),其中一些可用于获得与位置相关的测量和/或其他信息。
UE 105的实施例还可以包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器1780,其能够使用天线1782(其可以与无线通信天线1732相同)从一个或多个GNSS卫星接收信号1784。基于GNSS信号测量的定位可用于补充和/或结合本文所述的技术。GNSS接收器1780可以使用常规技术从GNSS系统的GNSS卫星110提取UE 105的位置,GNSS系统为诸如全球定位系统(GPS)、伽利略、GLONASS、日本上空的准天顶卫星系统(QZSS)、印度上空的印度区域导航卫星系统(IRNSS)、中国上空的北斗导航卫星系统(BDS)等。此外,GNSS接收器1780可以与各种增强系统(例如,基于卫星的增强系统(SBAS))一起使用,这些增强系统可以与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统相关联或以其他方式能够与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统一起使用,诸如广域增强系统(WAAS)、欧洲地球同步导航覆盖服务(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)和地理增强导航系统(GAGAN)等。
可以注意到,尽管GNSS接收器1780在图17中被示为不同的组件,但实施例不限于此。如本文所使用的,术语“GNSS接收器”可以包括被配置为获得GNSS测量(来自GNSS卫星的测量)的硬件和/或软件组件。因此,在一些实施例中,GNSS接收器可以包括由一个或多个处理单元执行的测量引擎(作为软件),该一个或多个处理单元为诸如处理单元1710、DSP1720和/或无线通信接口1730内的处理单元(例如,在调制解调器中)。GNSS接收器还可以任选地包括定位引擎,该定位引擎可以使用来自测量引擎的GNSS测量以使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)、加权最小二乘法(WLS)、hatch滤波器、粒子滤波器等来确定GNSS接收器的定位。定位引擎也可以由一个或多个处理单元(诸如处理单元1710或DSP 1720)来执行。
UE 105还可以包括存储器1760和/或与之通信。存储器1760可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储装置、磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、固态存储设备(诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM),其可以是可编程的、闪存可更新的),等等。此类存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。
UE 105的存储器1760还可以包括软件元件(图17中未示出),包括操作系统、设备驱动器、可执行库和/或其他代码,诸如一个或多个应用程序,其可以包括由各种实施例提供的计算机程序,和/或可以被设计为实现由其他实施例提供的方法和/或配置系统,如本文所述。仅作为示例,关于上述方法描述的一个或多个过程可以实现为存储器1760中可由UE 105(和/或UE 105内的处理单元1710或DSP 1720)执行的代码和/或指令。然后,一方面,这样的代码和/或指令可以用于配置和/或适配通用计算机(或其他设备)以执行根据所述方法的一个或多个操作。
图18示出了TRP 1800的实施例,其可以如上文所述(例如,结合图1至图16)被利用。应注意,图18仅意在提供对各种组件的一般化说明,可视情况利用其中的任何或所有组件。
TRP 1800被显示为包括可以经由总线1805电耦合(或者可以视情况以其他方式进行通信)的硬件元件。硬件元件可以包括处理单元1810,其可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如DSP芯片、图形加速处理器、ASIC等)和/或其他处理结构或部件。如图18所示,根据所期望的功能,一些实施例可以具有单独的DSP 1820。根据一些实施例,基于无线通信的位置确定和/或其他确定可以在处理单元1810和/或无线通信接口1830(下文讨论)中提供。TRP 1800还可以包括:一个或多个输入设备,其可以包括但不限于键盘、显示器、鼠标、麦克风、按钮、拨盘、开关等;以及一个或多个输出设备,其可以包括但不限于显示器、发光二极管(LED)、扬声器等。
TRP 1800还可以包括无线通信接口1830,其可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如蓝牙设备、IEEE 802.11设备、IEEE802.15.4设备、Wi-Fi设备、WiMAX设备、蜂窝通信设施等)等,该无线通信接口可以使TRP1800能够如本文所述进行通信。无线通信接口1830可以允许向UE、其他基站/TRP(例如,eNB、gNB和ng-eNB)和/或其他网络组件、计算机系统和/或本文所述的任何其他电子设备传送(例如,发送和接收)数据和信令。可以经由发送和/或接收无线信号1834的一个或多个无线通信天线1832来执行通信。
TRP 1800还可以包括网络接口1880,其可以包括对有线通信技术的支持。网络接口1880可以包括调制解调器、网卡、芯片组等。网络接口1880可以包括一个或多个输入和/或输出通信接口以允许与网络、通信网络服务器、计算机系统和/或本文所述的任何其他电子设备交换数据。
在许多实施例中,TRP 1800还可以包括存储器1860。存储器1860可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储装置、磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、固态存储设备(诸如RAM和/或ROM,其可以是可编程的、闪存可更新的),等等。此类存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。
TRP 1800的存储器1860还可以包括软件元件(图18中未示出),包括操作系统、设备驱动器、可执行库和/或其他代码,诸如一个或多个应用,其可以包括由各种实施例提供的计算机程序,和/或可以被设计为实现由其他实施例提供的方法和/或配置系统,如本文所述。仅作为示例,关于上述方法描述的一个或多个过程可以实现为存储器1860中可由TRP1800(和/或TRP 1800内的处理单元1810或DSP 1820)执行的代码和/或指令。然后,一方面,这样的代码和/或指令可以用于配置和/或适配通用计算机(或其他设备)以执行根据所述方法的一个或多个操作。
图19是计算机系统1900的实施例的框图,其可以全部或部分用于提供如本文实施例中描述的一个或多个网络组件(例如,图1的位置服务器160、图2的LMF 220等)的功能。应注意,图19仅意在提供对各种组件的一般化说明,可视情况利用其中的任何或所有组件。因此,图19广泛地示出了可以如何以相对分离或相对更集成的方式实施各个系统元件。此外,可以注意到,图19所示的组件可以本地化到单个设备和/或分布在可以设置在不同地理位置处的各种联网设备中。
计算机系统1900被显示为包括可以经由总线1905电耦合(或者可以视情况以其他方式进行通信)的硬件元件。硬件元件可以包括处理单元1910,其可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理芯片、图形加速处理器等)和/或其他处理结构,其可以被配置为执行本文所述的一种或多种方法。计算机系统1900还可以包括:一个或多个输入设备1915,其可以包括但不限于鼠标、键盘、相机、麦克风等;以及一个或多个输出设备1920,其可以包括但不限于显示设备、打印机等。
计算机系统1900还可以包括一个或多个非暂时性存储设备1925(和/或与之通信),其可以包括但不限于本地和/或网络可访问的存储装置,和/或可以包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、固态存储设备(诸如RAM和/或ROM,其可以是可编程的、闪存可更新的),等等。此类存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。这样的数据存储可以包括用于存储和管理要经由集线器发送到一个或多个设备的消息和/或其他信息的数据库和/或其他数据结构,如本文所述。
计算机系统1900还可以包括通信子系统1930,其可以包括由无线通信接口1933管理和控制的无线通信技术,以及有线技术(诸如以太网、同轴通信、通用串行总线(USB)等)。无线通信接口1933可以经由无线天线1950发送和接收无线信号1955(例如,根据5G NR或LTE的信号)。因此,通信子系统1930可以包括调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组等,它们可以使计算机系统1900能够在本文描述的任何或所有通信网络上向相应网络上的任何设备(包括用户设备(UE)、基站和/或其他TRP,和/或本文描述的任何其他电子设备)进行通信。因此,通信子系统1930可用于接收和发送数据,如本文实施例中所述。
在许多实施例中,计算机系统1900还将包括工作存储器1935,其可以包括如上所述的RAM或ROM设备。被示为位于工作存储器1935内的软件元件可以包括操作系统1940、设备驱动程序、可执行库和/或其他代码,诸如一个或多个应用程序1945,其可以包括由各种实施例提供的计算机程序,和/或可被设计成实现由其他实施例提供的方法和/或配置系统,如本文所述。仅作为示例,关于上述方法描述的一个或多个过程可以实现为可由计算机(和/或计算机内的处理单元)执行的代码和/或指令;然而,在一方面,这样的代码和/或指令可以用于配置和/或适配通用计算机(或其他设备)以执行根据所描述的方法的一个或多个操作。
这些指令和/或代码的集合可以存储在非暂时性计算机可读存储介质上,诸如上述存储设备1925。在一些情况下,存储介质可以结合到计算机系统中,诸如计算机系统1900。在其他实施例中,存储介质可以与计算机系统分离(例如,可移动介质,诸如光盘),和/或在安装包中提供,使得存储介质可以用于以存储在其上的指令/代码来编程、配置、和/或适配通用计算机。这些指令可以采用可由计算机系统1900执行的可执行代码的形式,和/或可以采用源代码和/或可安装代码的形式,其在计算机系统1900上编译和/或安装时(例如,使用各种通用编译器、安装程序、压缩/解压缩实用工具等中的任何一种),则采用可执行代码的形式。
对本领域的技术人员来说显而易见的是,可以根据具体要求做出实质性的变化。例如,也可以使用定制的硬件和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件,例如小应用程序等)或两者中实现特定元件。此外,可以采用与诸如网络输入/输出设备之类的其他计算设备的连接。
参考附图,可以包括存储器的组件可以包括非暂时性机器可读介质。本文使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何存储介质。在上文提供的实施例中,各种机器可读介质可以涉及向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行。附加地或替代地,机器可读介质可以用于存储和/或携载这样的指令/代码。在许多具体实施中,计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。此类介质可以采取许多形式,包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括,例如,磁性和/或光学介质,具有孔图案的任何其他物理介质,RAM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、FLASH-EPROM,任何其他存储器芯片或盒式磁带,下文所述的载波,计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其他介质。
本文讨论的方法、系统和设备是示例。各种实施例可以视情况省略、替代或添加各种过程或组件。例如,关于某些实施例描述的特征可以在各种其他实施例中组合。可以以类似方式组合实施例的不同方面和元件。本文提供的附图的各种组件可以体现在硬件和/或软件中。此外,技术在发展,因此,许多元件是示例,不将本公开的范围限制为那些特定示例。
主要出于通用的原因,已经证明有时将此类信号称为位、信息、值、元素、符号、字符、变量、项、数字、数词等是方便的。然而,应当理解,所有这些或类似的术语都均应与适当的物理量相关联并且仅仅是方便的标签。除非另有明确说明,如从以上讨论中显而易见,应理解贯穿本说明书的讨论使用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定(determining)”、“确定(ascertaining)”、“识别”、““关联”、“测量”、“执行”等术语是指特定装置(诸如专用计算机或类似的专用电子计算设备)的动作或过程。因此,在本说明书的上下文中,专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号,该信号通常表示为存储器、寄存器或专用计算机或类似专用电子计算设备的其他信息存储设备、传输设备或显示设备中的物理量、电子量、电气量或磁量。
本文使用的术语“和”和“或”可以包括多种含义,这些含义也预期至少部分取决于使用这些术语的上下文。通常,如果用于关联诸如A、B或C之类的列表,则“或”旨在表示A,B和C(此时以包含性含义使用)以及A、B或C(此时以排他性含义使用)。此外,本文所使用的术语“一个或多个”可用于以单数形式描述任何特征、结构或特性,或可用于描述特征、结构或特性的某种组合。然而,应当注意,这仅仅是说明性示例并且要求保护的主题不限于该示例。此外,如果用于关联诸如A、B或C之类的列表,则术语“……中的至少一个”可以解释为表示A、B和/或C的任何组合,诸如A、AB、AA、AAB、AABBCCC等。
已经描述了若干实施例,在不脱离本公开的精神的情况下可以使用各种修改、替代构造和等效物。例如,以上元件可以仅仅是更大系统的组件,其中其他规则可以优先于或以其他方式修改各种实施例的应用。此外,可以在考虑上述元件之前、期间或之后采取多个步骤。因此,以上描述不限制本公开的范围。
鉴于本描述,实施例可以包括特征的不同组合。具体实施示例在以下编号的条款中描述:
条款1.一种在用户设备(UE)处定位UE的方法,包括:接收与发送接收点(TRP)相关联的定位辅助数据,定位辅助数据包括参考小区与TRP之间的预期参考信号时间差(RSTD);至少基于预期RSTD,捕获来自TRP的参考信号的第一部分,其中在UE处,参考信号的第一部分在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠;以及基于参考信号的第一部分确定来自TRP的参考信号的第一到达时间(TOA)。
条款2.根据条款1所述的方法,其中参考信号包括长期演进(LTE)定位参考信号(PRS)或新无线电(NR)PRS信号。
条款3.根据条款2所述的方法,其中根据正交频分复用(OFDM)资源块的梳状符号样式来布置NR PRS信号的资源元素。
条款4.根据条款3所述的方法,其中NR PRS信号的资源元素在OFDM资源块的1、2、3、6、9或12个符号中。
条款5.根据条款3或4所述的方法,其中根据OFDM资源块中的comb-1、comb-2、comb-3、comb-4、comb-6或comb-12样式来布置NR PRS信号的资源元素。
条款6.根据条款1-5中任一项所述的方法,还包括向位置服务器发送第一TOA。
条款7.根据条款1至6中任一项所述的方法,还包括:捕获来自TRP的参考信号的第二部分,参考信号的第二部分在时间上与来自参考小区的非参考信号重叠;基于参考信号的第一部分和参考信号的第二部分确定来自TRP的参考信号的第二TOA;以及选择第一TOA和第二TOA中较小的一个作为来自TRP的参考信号的估计TOA。
条款8.根据条款1-7中任一项所述的方法,其中:定位辅助数据包括预期RSTD的不确定性,并且该方法还包括基于预期RSTD和预期RSTD的不确定性确定用于搜索参考信号的搜索窗口;并且参考信号的第一部分在搜索窗口内的某个时间开始。
条款9.根据条款8所述的方法,其中搜索窗口内的该时间是预定时间。
条款10.根据条款8或9所述的方法,其中:搜索窗口包括定位子帧中的多个符号,并且参考信号的第一部分在定位子帧中的多个符号中的某个符号处开始。
条款11.根据条款10所述的方法,还包括:针对搜索窗口中的多个符号中的一个或多个符号中的每个符号,从该符号开始捕获参考信号中的与来自参考小区的非参考信号不重叠的相应部分;以及基于参考信号的相应部分确定来自TRP的参考信号的相应TOA;以及从针对一个或多个符号的一个或多个相应TOA中选择最小的TOA作为来自TRP的参考信号的估计TOA。
条款12.根据条款1-11中任一项所述的方法,其中接收定位辅助数据包括从服务的下一代NodeB(gNB)或位置管理功能(LMF)服务器接收定位辅助数据。
条款13.根据条款1-12中任一项所述的方法,还包括使用下行链路到达时间差(DL-TDOA)技术并且至少基于来自TRP的参考信号的第一TOA和TRP的位置来确定UE的位置。
条款14.一种设备,包括:收发器;存储器;以及一个或多个处理器,该一个或多个处理器与收发器和存储器通信耦合并且被配置为:经由收发器接收与发送接收点(TRP)相关联的定位辅助数据,定位辅助数据包括参考小区与TRP之间的预期参考信号时间差(RSTD);经由收发器并至少基于预期RSTD,捕获来自TRP的参考信号的第一部分,其中在该设备处,参考信号的第一部分在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠;以及基于参考信号的第一部分确定来自TRP的参考信号的第一到达时间(TOA)。
条款15.根据条款14所述的设备,其中参考信号包括长期演进(LTE)定位参考信号(PRS)或新无线电(NR)PRS信号。
条款16.根据条款14或15所述的设备,其中一个或多个处理器被配置为经由收发器向位置服务器发送第一TOA。
条款17.根据条款14-16中任一项所述的设备,其中一个或多个处理器被配置为:经由收发器捕获来自TRP的参考信号的第二部分,参考信号的第二部分在时间上与来自参考小区的非参考信号重叠;基于参考信号的第一部分和参考信号的第二部分确定来自TRP的参考信号的第二TOA;以及选择第一TOA和第二TOA中较小的一个作为来自TRP的参考信号的估计TOA。
条款18根据条款14-17中任一项所述的设备,其中:定位辅助数据包括预期RSTD的不确定性;一个或多个处理器被配置为基于预期RSTD和预期RSTD的不确定性确定用于搜索参考信号的搜索窗口;并且参考信号的第一部分在搜索窗口内的某个时间开始。
条款19.根据条款18所述设备,其中搜索窗口内的该时间是预定时间。
条款20.根据条款18或19所述的设备,其中:搜索窗口包括定位子帧中的多个符号,并且参考信号的第一部分在定位子帧中的多个符号中的某个符号处开始。
条款21.根据条款20所述的设备,其中一个或多个处理器被配置为:针对搜索窗口中的多个符号中的一个或多个符号中的每个符号,经由收发器从该符号开始捕获参考信号中与来自参考小区的非参考信号不重叠的相应部分;以及基于参考信号的相应部分确定来自TRP的参考信号的相应TOA;以及从针对一个或多个符号的一个或多个相应TOA中选择最小的TOA作为来自TRP的参考信号的估计TOA。
条款22.根据条款14-21中任一项所述的设备,其中一个或多个处理器被配置为从服务的下一代NodeB(gNB)或位置管理功能(LMF)服务器接收定位辅助数据。
条款23.一种设备,包括:用于接收与发送接收点(TRP)相关联的定位辅助数据的部件,定位辅助数据包括参考小区与TRP之间的预期参考信号时间差(RSTD);用于至少基于预期RSTD,捕获来自TRP的参考信号的第一部分的部件,其中在该设备处,参考信号的第一部分在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠;以及用于基于参考信号的第一部分确定来自TRP的参考信号的第一到达时间(TOA)的部件。
条款24.根据条款23所述的设备,其中参考信号包括长期演进(LTE)定位参考信号(PRS)或新无线电(NR)PRS信号。
条款25.根据条款23或24所述的设备,还包括:用于捕获来自TRP的参考信号的第二部分的部件,参考信号的第二部分在时间上与来自参考小区的非参考信号重叠;用于基于参考信号的第一部分和参考信号的第二部分确定来自TRP的参考信号的第二TOA的部件;以及用于选择第一TOA和第二TOA中较小的一个作为来自TRP的参考信号的估计TOA的部件。
条款26.根据条款23-25中任一项所述的设备,其中:定位辅助数据包括预期RSTD的不确定性,并且该设备还包括用于基于预期RSTD和预期RSTD的不确定性确定用于搜索参考信号的搜索窗口的部件;并且参考信号的第一部分在搜索窗口内的某个时间开始。
条款27.一种具有存储在其上的指令的非暂时性计算机可读介质,当由一个或多个处理单元执行时,该指令使一个或多个处理单元执行包括以下的功能:接收与发送接收点(TRP)相关联的定位辅助数据,定位辅助数据包括参考小区与TRP之间的预期参考信号时间差(RSTD);至少基于预期RSTD,捕获来自TRP的参考信号的第一部分,其中参考信号的第一部分在时间上不与来自参考小区的非参考信号重叠;以及基于参考信号的第一部分确定来自TRP的参考信号的第一到达时间(TOA)。
条款28.根据条款27所述的非暂时性计算机可读介质,其中参考信号包括长期演进(LTE)定位参考信号(PRS)或新无线电(NR)PRS信号。条款29.根据条款27或28所述的非暂时性计算机可读介质,其中功能还包括:捕获来自TRP的参考信号的第二部分,参考信号的第二部分在时间上与来自参考小区的非参考信号重叠;基于参考信号的第一部分和参考信号的第二部分确定来自TRP的参考信号的第二TOA;以及选择第一TOA和第二TOA中较小的一个作为来自TRP的参考信号的估计TOA。
条款30.根据条款27-29中任一项所述的非暂时性计算机可读介质,其中:定位辅助数据包括预期RSTD的不确定性,并且功能还包括基于预期RSTD和预期RSTD的不确定性确定用于搜索参考信号的搜索窗口;并且参考信号的第一部分在搜索窗口内的某个时间开始。
Claims (30)
1.一种在用户设备UE处执行的定位所述UE的方法,包括:
接收与发送接收点TRP相关联的定位辅助数据,所述定位辅助数据包括参考小区与所述TRP之间的预期参考信号时间差RSTD;
至少基于所述预期RSTD,捕获来自所述TRP的参考信号的第一部分,其中在所述UE处,所述参考信号的第一部分在时间上不与来自所述参考小区的非参考信号重叠;以及
基于所述参考信号的第一部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第一到达时间TOA。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述参考信号包括长期演进LTE定位参考信号PRS或新无线电NR PRS信号。
3.根据权利要求2所述的方法,其中根据正交频分复用OFDM资源块的梳状符号样式来布置所述NR PRS信号的资源元素。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述NR PRS信号的所述资源元素在所述OFDM资源块的1、2、3、6、9或12个符号中。
5.根据权利要求3所述的方法,其中根据所述OFDM资源块中的comb-1、comb-2、comb-3、comb-4、comb-6或comb-12样式来布置所述NR PRS信号的所述资源元素。
6.根据权利要求1所述的方法,还包括向位置服务器发送所述第一TOA。
7.根据权利要求1所述的方法,还包括:
捕获来自所述TRP的所述参考信号的第二部分,所述参考信号的第二部分在时间上与来自所述参考小区的所述非参考信号重叠;
基于所述参考信号的第一部分和所述参考信号的第二部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第二TOA;以及
选择所述第一TOA和所述第二TOA中较小的一个作为来自所述TRP的所述参考信号的估计TOA。
8.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述定位辅助数据包括所述预期RSTD的不确定性,
所述方法还包括基于所述预期RSTD和所述预期RSTD的不确定性确定用于搜索所述参考信号的搜索窗口;并且
所述参考信号的第一部分在所述搜索窗口内的某个时间开始。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述搜索窗口内的所述时间是预定时间。
10.根据权利要求8所述的方法,其中:
所述搜索窗口包括定位子帧中的多个符号;并且
所述参考信号的第一部分在所述定位子帧中的所述多个符号中的某个符号处开始。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括:
针对所述搜索窗口中的所述多个符号中的一个或多个符号中的每个符号:
从所述符号开始捕获所述参考信号中的与来自所述参考小区的所述非参考信号不重叠的相应部分;以及
基于所述参考信号的相应部分确定来自所述TRP的所述参考信号的相应TOA;以及
从针对所述一个或多个符号的所述一个或多个相应TOA中选择最小的TOA作为来自所述TRP的所述参考信号的估计TOA。
12.根据权利要求1所述的方法,其中接收所述定位辅助数据包括从服务的下一代NodeB gNB或位置管理功能LMF服务器接收所述定位辅助数据。
13.根据权利要求中1所述的方法,还包括使用下行链路到达时间差DL-TDOA技术并且至少基于来自所述TRP的所述参考信号的第一TOA和所述TRP的位置来确定所述UE的位置。
14.一种设备,包括:
收发器;
存储器;以及
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器与所述收发器和所述存储器通信耦合并且被配置为:
经由所述收发器接收与发送接收点TRP相关联的定位辅助数据,所述定位辅助数据包括参考小区与所述TRP之间的预期参考信号时间差RSTD;
经由所述收发器并且至少基于所述预期RSTD,捕获来自所述TRP的参考信号的第一部分,其中在所述设备处,所述参考信号的第一部分在时间上不与来自所述参考小区的非参考信号重叠;以及
基于所述参考信号的第一部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第一到达时间TOA。
15.根据权利要求14所述的设备,其中所述参考信号包括长期演进LTE定位参考信号PRS或新无线电NR PRS信号。
16.根据权利要求14所述的设备,其中所述一个或多个处理器被配置为经由所述收发器向位置服务器发送所述第一TOA。
17.根据权利要求14所述的设备,其中所述一个或多个处理器被配置为:
经由所述收发器捕获来自所述TRP的所述参考信号的第二部分,所述参考信号的第二部分在时间上与来自所述参考小区的所述非参考信号重叠;
基于所述参考信号的第一部分和所述参考信号的第二部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第二TOA;以及
选择所述第一TOA和所述第二TOA中较小的一个作为来自所述TRP的所述参考信号的估计TOA。
18.根据权利要求14所述的设备,其中:
所述定位辅助数据包括所述预期RSTD的不确定性,
所述一个或多个处理器被配置为基于所述预期RSTD和所述预期RSTD的不确定性确定用于搜索所述参考信号的搜索窗口;并且
所述参考信号的第一部分在所述搜索窗口内的某个时间开始。
19.根据权利要求18所述的设备,其中所述搜索窗口内的所述时间是预定时间。
20.根据权利要求18所述的设备,其中:
所述搜索窗口包括定位子帧中的多个符号;并且
所述参考信号的第一部分在所述定位子帧中的所述多个符号中的某个符号处开始。
21.根据权利要求20所述的设备,其中所述一个或多个处理器被配置为:
针对所述搜索窗口中的所述多个符号中的一个或多个符号中的每个符号:
经由所述收发器从所述符号开始捕获所述参考信号中的与来自所述参考小区的所述非参考信号不重叠的相应部分;以及
基于所述参考信号的所述相应部分确定来自所述TRP的所述参考信号的相应TOA;以及
从针对所述一个或多个符号的所述一个或多个相应TOA中选择最小的TOA作为来自所述TRP的所述参考信号的估计TOA。
22.根据权利要求14所述的设备,其中所述一个或多个处理器被配置为从服务的下一代NodeB(gNB)或位置管理功能(LMF)服务器接收所述定位辅助数据。
23.一种设备,包括:
用于接收与发送接收点TRP相关联的定位辅助数据的部件,所述定位辅助数据包括参考小区与所述TRP之间的预期参考信号时间差RSTD;
用于至少基于所述预期RSTD,捕获来自所述TRP的参考信号的第一部分的部件,其中在所述设备处,所述参考信号的第一部分在时间上不与来自所述参考小区的非参考信号重叠;以及
用于基于所述参考信号的第一部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第一到达时间TOA的部件。
24.根据权利要求23所述的设备,其中所述参考信号包括长期演进LTE定位参考信号PRS或新无线电NR PRS信号。
25.根据权利要求23所述的设备,还包括:
用于捕获来自所述TRP的所述参考信号的第二部分的部件,所述参考信号的第二部分在时间上与来自所述参考小区的所述非参考信号重叠;
用于基于所述参考信号的第一部分和所述参考信号的第二部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第二TOA的部件;以及
用于选择所述第一TOA和所述第二TOA中较小的一个作为来自所述TRP的所述参考信号的估计TOA的部件。
26.根据权利要求23所述的设备,其中:
所述定位辅助数据包括所述预期RSTD的不确定性,
所述设备还包括用于基于所述预期RSTD和所述预期RSTD的不确定性确定用于搜索所述参考信号的搜索窗口的部件;并且
所述参考信号的第一部分在所述搜索窗口内的某个时间开始。
27.一种具有存储在其上的指令的非暂时性计算机可读介质,当由一个或多个处理单元执行时,所述指令使所述一个或多个处理单元执行包括以下的功能:
接收与发送接收点TRP相关联的定位辅助数据,所述定位辅助数据包括参考小区与所述TRP之间的预期参考信号时间差RSTD;
至少基于所述预期RSTD,捕获来自所述TRP的参考信号的第一部分,其中所述参考信号的第一部分在时间上不与来自所述参考小区的非参考信号重叠;以及
基于所述参考信号的第一部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第一到达时间TOA。
28.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述参考信号包括长期演进LTE定位参考信号PRS或新无线电NR PRS信号。
29.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述功能还包括:
捕获来自所述TRP的所述参考信号的第二部分,所述参考信号的第二部分在时间上与来自所述参考小区的所述非参考信号重叠;
基于所述参考信号的第一部分和所述参考信号的第二部分确定来自所述TRP的所述参考信号的第二TOA;以及
选择所述第一TOA和所述第二TOA中较小的一个作为来自所述TRP的所述参考信号的估计TOA。
30.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读介质,其中:
所述定位辅助数据包括所述预期RSTD的不确定性,
所述功能还包括基于所述预期RSTD和所述预期RSTD的不确定性确定用于搜索所述参考信号的搜索窗口;并且
所述参考信号的第一部分在所述搜索窗口内的某个时间开始。
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