[发明专利]频率间定位测量

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线通信网络中的信号测量，以及更具体来说涉及利用来自多个小区的频率间信号测量以用于定位、位置和基于位置的服务的无线网络体系结构。

背景技术

在最初，无线电电话是为语音通信而设计和使用的。随着消费电子产业不断成熟，以及处理器能力增加，更多装置变得可用于使用数据的无线传输以及基于这样传输的数据来操作的更多应用变得可用。具体关注的是因特网和局域网（LAN）。这两种创新允许多个用户和多个装置通信以及在不同装置和装置类型之间交换数据。随着这些装置和能力的到来，用户（商务和居家二者）发现需要从移动位置传送数据以及语音。

支持此语音和数据传输的基础设施和网络同样已演进。有限的数据应用（如文本消息传送）被引入所谓的“2G”系统，如全球移动通信系统（GSM）。基于无线电通信系统的分组数据在添加了通用分组无线电服务（GPRS）的GSM中变得更合用。3G系统和然后由通用地面无线电接入（UTRA）标准引入的更高带宽无线电通信使得如上网冲浪的应用更容易可被数百万用户访问。

正当网络制造商展开新网络设计时，向最终用户装置提供更大数据吞吐量的未来系统处在讨论和开发中。例如，所谓的第3代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）标准化项目打算提供未来数十年的无线电通信的技术基础。就LTE系统而言所关注的其中是，它们将提供使用正交频分复用（OFDM）作为传送格式的下行链路通信（即，从网络到移动终端的传送方向），并且将提供使用单个载波频分多址（FDMA）的上行链路通信（即，从移动终端到网络的传送方向）。

标识用户在网络中的地理位置的能力已经使能大量多种商用和非商用服务，例如，导航辅助、社交连网、位置感知广告、紧急呼叫等。不同的服务可以具有应用强制的不同定位准确度要求。此外，在一些国家存在有关基本紧急服务的定位准确度的一些规范性要求，例如在美国针对E911服务的联邦通信委员会（FCC）规范性要求。

在许多环境中，能够通过使用基于GPS（全球定位系统）的定位方法来准确地估计用户终端的位置。目前，网络也常常有可能辅助UE以便使终端能够以低得多的接收器灵敏度水平执行测量并改进GPS冷启动或启动性能（辅助的GPS定位或A-GPS）。但是，GPS或A-GPS接收器可能并不一定在所有无线终端中均可用。再者，已知GPS由于缺乏卫星覆盖而在室内环境和城市峡谷（urban canyon）中常常失效。因此3GPP正在标准化一种互补地面定位方法，称为观察的到达时间差（OTDOA）。

利用OTDOA，终端测量从多个相异位置接收的下行链路参考信号的定时差。对于每个（测量的）邻居小区，UE测量参考信号时间差（RSTD），其是邻居小区与参考小区之间的相对定时差。然后找到作为与测量的RSTD对应的双曲线的交点的UE位置估计。需要来自地理上散布且具有好几何形状的基站（BS）的至少三个测量来求出终端的两个坐标和接收器时钟偏差。为了求出位置，需要精确地知道传送器位置和传送定时偏移量。能够例如由定位服务器（LTE中的演进的服务移动定位中心或E-SMLC）或UE来进行位置计算。前一种方法对应于UE辅助的定位模式，而后一种方法对应于基于UE的定位模式。

为了使得能够在LTE中定位并利于适合质量且用于充分数量的相异位置的定位测量，已引入专用于定位的新物理信号（定位参考信号或PRS），以及在3GPP中已指定低干扰定位子帧。按160、320、640和1280 ms的预定义周期性来传送PRS。从根据如在以下文档中描述的预定义模式的一个天线端口（R6）传送PRS：标准规范3GPP TS 36.211，演进的通用地面无线电接入（E-UTRA）；物理信道和调制，其公开通过引用并入本文。

能够将随物理小区身份（PCI）变化的频移应用于指定的PRS模式以生成正交模式，以及对六的有效频率复用建模，这使得显著地降低邻居小区对测量的PRS的干扰并由此改进定位测量是可能的。因为对于OTDOA定位，需要测量来自多个相异位置的PRS信号，所以UE接收器可能必须处理比从服务小区接收的那些PRS信号弱得多的PRS信号。再者，在不大致知道预期何时测量的信号在时间上到达以及确切的PRS模式的情况下，UE会需要在大窗口内进行信号搜索，其会影响测量的时间和准确度以及UE的复杂性。为了利于UE测量，网络向UE传送辅助数据，其包括（除了其它东西以外）邻居小区列表（其包含邻居小区的物理小区身份（PCI））、连续下行链路子帧的数量、PRS传送带宽等。