使用同步及异步技术的混合定位的制作方法
【专利摘要】本发明描述用于移动台使用同步混合定位及异步混合定位技术获得位置确定的方法及设备。在一个实施例中，一种无线通信设备可以向移动台发射对于对应于全球导航卫星系统GNSS的精确时间辅助FTA的请求。所述设备可经配置以接收所述FTA、来自一个或一个以上基站的第一时序测量值及来自所述GNSS的第二时序测量值。所述设备可以识别是否从所述移动台接收到所述FTA。如果确定接收到所述FTA，则可以识别在所述FTA内接收到的系统帧号SFN，其中所述SFN与所述基站中的一者相关联。所述设备可以接着使用同步混合定位技术确立所述移动台的位置确定，同步混合定位技术涉及使所述时序测量值与同所述SFN相关联的时间标度相关。如果确定未接收到所述FTA，则所述设备可以使用异步混合定位技术确立所述位置确定。
【专利说明】使用同步及异步技术的混合定位
【技术领域】【背景技术】
[0001]本发明及本文所描述的各种实施例总的来说涉及获得移动装置的位置确定，且更具体来说涉及用于使用LTE定位协议中的混合定位功能性获得移动装置的位置确定的方法及设备。
[0002]能够获得自身的陆地位置的移动装置常常使用全球定位系统(GPS)接收器及技术来获得陆地位置。用于获得这种位置的程序有时被称作获得“位置确定”。在大多数情况下，具有GPS接收器的移动装置只需要依赖于来自全球导航卫星系统(GNSS)的定位卫星来获得位置确定，例如美国卫星星座GPS或俄罗斯格罗斯系统(全球轨道导航卫星系统)。其它全球卫星系统正在开发，例如欧洲伽利略系统及中国北斗(COMPASS)系统。
[0003]为了仅使用GNSS测量值来计算位置确定，在计算GPS接收器的位置的过程中使用从已知位置上的卫星并行地发射的无线信号。GPS接收器从其天空视野内的卫星接收信号。GPS接收器通过测量每个GPS无线电信号的发射与接收之间的时间延迟来测量自身与至少三个GPS卫星之间的距离。在得到三个GPS卫星的位置及这些卫星之间的距离后，GPS接收器使用一种称为三边测量的基于距离的计算来计算其位置。
[0004]为了进行三边测量计算，必须知道GPS信号的发射时间及接收时间。这样就可以使用信号的已知速度(即光速)来计算距离。但是，由于移动装置的时间保持的即使很轻微的不准确性，所以距离并不准确。因而，典型的距离计算包含不确定性，有时称为时间偏差或时钟偏差。近似距离计算加上时钟偏差常常称为伪距，并且正是这些伪距实际上被用在三边测量技术中用来获得位置确定。
[0005]为了调节时钟偏差，常常可以使用视野中的第四个卫星来求出这个第四变量，或者其它时候，用移动装置的海拔高度充当第四约束条件。
[0006]但是，有时候移动装置的视野中没有三个或四个卫星。山脉、城市区域甚至密集的森林都可能会让GPS接收器无法从卫星精确接收。多年来，人们创建了来自地面的位置服务器的辅助数据，以便帮助改善位置确定的精确性并且帮助补偿类似这样的局限性。人们安装了陆地基站来帮助将信号发射到原本看不到足够数目的卫星的移动装置。这些基站、位置服务器及其它辅助设备经由无线网络连接起来，从而创建了一个被称为辅助GPS或A-GPS的提供辅助数据的系统。
[0007]在视野中存在的GNSS卫星不到三个的情况下，使用A-GPS网络通过提供基站位置来有效取代缺失的卫星来帮助获得位置确定。使用多种定位技术(例如一个或一个以上GNSS卫星加上一个或一个以上基站)的定位过程有时被称作混合定位。
[0008]电信中使用多种A-GPS网络，这些网络是围绕多种蜂窝式通信系统协议建立的，每一种网络的消息格式都是不同的。举例来说，无线资源位置服务(LCS)协议(RRLP)是用于全球移动通信系统(GSM)及通用移动电信系统(UMTS)，IS-801是用于码分多址(CDMA)，而无线电资源控制(RRC)是用于宽带CDMA(WCDMA)及开放移动联盟安全用户平面位置(0ΜΑSUPL)。
[0009]但是，鉴于无线通信的全球性质及现在服务于数百万台移动装置的多样化的电信运营商队伍，已经开始需要创建更加统一并且规范的无线协议。第三代合作伙伴计划(3GPP)就是这样一个设法创建使得无线运营商、工程师及研究人员可以通过在共用平台上开发而更有效地改善无线通信的通用标准的组织。据说，本领域正在朝一种称为长期演进(LTE)的移动通信标准融合，这种标准特别注重优化数据存储及发射。LTE定位协议(LPP)是一种针对LTE开发的消息格式标准，并且定义了移动装置与A-GPS功能性中常用的位置服务器之间的消息格式。本领域的一些期望是大多数或所有运营商都将统一遵照LPP，从而需要优化位置服务器以便有效利用这些LPP消息格式。
[0010]LPP中的消息格式的两个区域包含OTDOA(观测到达时间差)测量值及FTA(精确时间辅助)上行链路信息。OTDOA测量值涉及从陆地基站或eNodeB (而不是GNSS卫星及其类似物)到移动装置或用户设备(UE)的下行链路信息。OTDOA定位背后的原理类似于GPS。位置确定通常在UE与网络之间分布。不同于GPS定位，UE并不获得精确的参考时间，而是位置估计是基于至少两个基站小区的接收到的时间差。
[0011]FTA信息包含从移动装置发射到位置服务器的信息，作为对于从GNSS测量接收到的传统时序及星历表数据的补充。FTA中的信息可以帮助位置服务器计算更加精确的位置确定。可以在各种A-GPS网络中检索FTA信息，但是其格式及内容可以根据所使用的标准而变化。具体来说LPP具有不同于目前设计的所有其它A-GPS协议的所定义的格式。
[0012]虽然LPP对于运营商展现许多优点，并且有可能成为未来的无线通信协议标准，但是这种消息格式协议也包含了原先既定的局限性。
【发明内容】
[0013]根据本发明的一实施例，一种无线通信设备包括发射器、接收器及处理器。所述发射器可经配置以向移动台发射对于对应于全球导航卫星系统(GNSS)的精确时间辅助(FTA)的请求。所述接收器可经配置以响应于所述请求从移动台接收所述FTA、所述移动台从一个或一个以上基站获得的第一时序测量值，及所述移动台从GNSS获得的第二时序测量值。所述处理器可以以通信方式耦合到所述发射器及所述接收器，并且经配置以识别是否从所述移动台接收到FTA。如果所述处理器确定从所述移动台接收到所述FTA，则所述处理器可以接着识别在所述FTA内接收到的系统帧号(SFN)，其中所述SFN与所述一个或一个以上基站中的至少一者相关联。所述处理器可以接着使用同步混合定位技术确立所述移动台的位置确定，方法是通过根据相对于与所述SFN相关联的时间标度的第一时序测量值及第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，以及根据所述伪距确立所述移动台的位置确定。
[0014]根据本发明的一实施例，所述SFN及所述第一时序测量值可以与一个基站相关联。在本发明的另一实施例中，所述第一时序测量值可不包括观测到达时间(OTDOA)测量值。
[0015]根据本发明的一实施例，所述第一时序测量值及所述第二时序测量值可以是所述移动台根据所述SFN相对于所述一个或一个以上基站的时间标度计算的。
[0016]根据本发明的一实施例，所述处理器可以识别是否从所述移动台接收到所述FTA，并且如果未接收到FTA，则处理器可以相对于第一时序测量值及第二时序测量值使用异步混合定位技术确立移动台的位置确定，其中第一时序测量值的时间标度及第二时序测量值的时间标度未相互关联。
[0017]根据本发明的一实施例，所述第二时序测量值可以是所述移动台从与所述GNSS相关联的不超过两个宇宙飞船获得的。
[0018]根据本发明的一实施例，FTA可包括定量不确定性阈值。
[0019]根据本发明的一实施例，所述处理器可以进一步经配置以在随FTA从移动台接收到的定量不确定性阈值低于阈值的情况下使用同步混合定位技术确立移动台的位置确定。
[0020]根据本发明的一实施例，第一时序测量值可以进一步包括OTDOA测量值。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]参照以下各图，可以对各种实施例的性质及优点实现进一步的理解。在附图中，类似组件或特征可以具有相同参考标记。此外，通过在参考标记后面加上短划线及第二标记，可以区分相同类型的各种组件，这个第二标记在类似组件当中予以区分。如果说明书中只使用第一参考标记，那么描述适用于具有相同第一参考标记的类似组件中的任一者，与第二参考标记无关。
[0022]图1是实例无线通信系统的图形说明。
[0023]图2是可以配合本文所述的各种系统及方法采用的实例无线网络环境的图形说明。
[0024]图3是用于确立在无线通信环境中操作的装置的位置确定的系统的框图。
[0025]图4是用于在无线通信系统中进行混合定位的系统的框图。
[0026]图5是实例混合定位技术利用的时序信息的图形说明。
[0027]图6是经由混合定位获得无线通信系统中的移动台的位置确定的过程的框流程图。
【具体实施方式】
[0028]提供用于在无线通信网络中支持具有同步混合定位能力的移动台(“有同步能力的”台)及没有同步混合定位能力的移动台(“无同步能力”的台)的技术。混合定位总体上是指利用多种定位技术的技术，这些定位技术例如是经由全球导航卫星系统(GNSS)的卫星辅助导航、使用相对于一个或一个以上基站或其它参考点的观测到达时间差(OTDOA)测量值的陆地定位等。有同步能力的台可以利用同步混合定位技术，这总体上被定义为利用两种或两种以上定位技术的技术，并且其中由所述两种或两种以上定位技术产生的时序测量值在共用的时间标度上相关。无同步能力的台可以利用异步混合定位技术，这总体上被定义为利用两种或两种以上定位技术的技术，并且由所述两种或两种以上定位技术产生的时序测量值不被相互关联到共用的时间标度上。
[0029]本文所述的技术可以用于各种无线通信网络，例如码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、单载波FDMA(SC-FDMA)网络等。术语“网络”与“系统”经常可互换使用。CDMA网络可以实施无线电技术，例如全球陆地无线电接入(UTRA)、CDMA2000等。UTRA包含宽带CDMA (W-CDMA)及低码片速率(LCR)。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95及IS-856标准。TDMA网络可实施例如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。OFDMA网络可以实施无线电技术，例如演进UTRA(E-UTRA)、IEEE802.1UIEEE802.16、IEEE802.20、Flash-()FDM?等。UTRA、E_UTRA 及 GSM 是全球移动电信系统(UMTS)的一部分。长期演进(LTE)是UMTS的使用E-UTRA的版本。UTRA、E_UTRA、GSM、UMTS及LTE描述于来自名为“第3代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中。CDMA2000描述于来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中。这些各种无线电技术及标准在所属领域中是已知的。
[0030]利用单一载波调制及频域等化的单载波频分多址(SC-FDMA)是一种技术。SC-FDMA具有与OFDMA系统的性能类似的性能及与OFDMA系统的整体复杂性基本上相同的整体复杂性。SC-FDMA信号由于其固有的单载波结构而具有较低峰值对平均值功率比(PAPR)。SC-FDMA已引起很多注意，尤其是在较低PAPR在发射功率效率方面对移动终端非常有益的上行链路通信中。其当前是在3GPP长期演进(LTE)或演进型UTRA中对上行链路多址方案的有效假设。
[0031]本文中结合接入终端描述各种实施例。接入终端也可称为系统、订户单元、订户台、移动台、移动设备、远程台、远程终端、移动装置、用户终端、终端、无线通信装置、用户代理、用户装置或用户设备(UE)。接入终端可以是蜂窝式电话、无绳电话、会话起始协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)台、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式装置、计算装置，或连接到无线调制解调器的其它处理装置。此外，本文结合基站描述各种实施例。基站可以用于与接入终端通信，并且还可被称作接入点、节点B、演进节点B (eNodeB)、接入点基站或某个其它术语。
[0032]参看图1，图解说明根据一些实施例的多址无线通信系统。接入点(AP) 100包含多个天线群组，一个包含104及106，另一个包含108及110，还有一个包含112及114。在图1中，针对每一天线群组仅展示两个天线，然而，针对每一天线群组可利用较多或较少天线。接入终端116 (AT)与天线112及114通信，其中天线112及114经由前向链路120将信息发射到接入终端116且经由反向链路118从接入终端116接收信息。接入终端122与天线106及108通信，其中天线106及108经由前向链路126将信息发射到接入终端122且经由反向链路124从接入终端122接收信息。在频分双工(FDD)系统中，通信链路118、120、124及126可以使用不同频率进行通信。举例来说，前向链路120可使用与反向链路118所使用的频率不同的频率。
[0033]每个天线群组及/或其经设计以在其中通信的区域常常被称作接入点的扇区。在所述实施例中，天线群组各自经设计以与在接入点100所覆盖的区域的扇区中的接入终端通信。
[0034]在前向链路120及126上的通信中，接入点100的发射天线利用波束成形以便改善不同接入终端116及124的前向链路的信噪比。此外，使用波束成形对随机分散在其覆盖区域中的接入终端进行发射的接入点对相邻小区中的接入终端导致的干扰比通过单个天线对所有其接入终端进行发射的接入点少。
[0035]图2是多输入多输出(MlMO)系统200中的发射器系统210 (也被称为接入点)及接收器系统250 (也被称为接入终端)的实施例的框图。在发射器系统210处，将若干数据流的业务数据从数据源212提供到发射(TX)数据处理器214。[0036]在一些实施例中，经由相应发射天线发射每个数据流。TX数据处理器214基于针对每一数据流选择的特定译码方案而格式化、译码及交错所述数据流的业务数据以提供经译码数据。
[0037]可以使用OFDM技术将每个数据流的经译码数据与导频数据多路复用。导频数据通常为用已知方式处理的已知数据模式，且可在接收器系统处用来估计信道响应。接着基于针对每一数据流选择的特定调制方案(例如，BPSK、QSPK、M-PSK或M-QAM)来调制(S卩，符号映射)所述数据流的多路复用的导频及经译码数据以提供调制符号。可通过处理器230所执行的指令来确定每一数据流的数据速率、译码及调制。
[0038]接着将所有数据流的调制符号提供给TX MIMO处理器220，所述处理器可以进一步处理所述调制符号(例如，用于0FDM)。TX MIMO处理器220接着将NT个调制符号流提供给NT发射器(TMTR) 222a至222t。在某些实施例中，TX MIMO处理器220对数据流的符号及发射所述符号的天线应用波束成形权重。
[0039]每个发射器222接收及处理相应符号流以提供一个或一个以上模拟信号，并且进一步调节(例如，放大、滤波及上变频转换)所述模拟信号以提供适合于经由MMO信道发射的经调制信号。接着分别从NT个天线224a至224t发射来自发射器222a至222t的NT个经调制信号。
[0040]在接收器系统250处，由NR个天线252a至252r接收所发射的经调制信号，且来自每个天线252的所接收的信号被提供到相应接收器(RCVR) 254a至254r。每个接收器254调节(例如，滤波、放大及下变频转换)相应接收到的信号、将经调节信号数字化以提供样本，且进一步处理所述样本以提供对应的“接收到的”符号流。
[0041 ] RX数据处理器260接着根据特定接收器处理技术从NR个接收器254接收及处理NR个接收到的符号流以提供NT个“检测到的”符号流。RX数据处理器260接着解调、解交错并解码每个检测到的符号流以恢复数据流的业务数据。由RX数据处理器260进行的处理与由发射器系统210处的TX MIMO处理器220及TX数据处理器214执行的处理互补。
[0042]处理器270周期性地确定要使用哪个预译码矩阵(下文论述)。处理器270制定包含矩阵索引部分及秩值部分的反向链路消息。存储器272存储处理器270使用的各种预译码矩阵。
[0043]反向链路消息可包括与通信链路及/或接收到的数据流有关的多种类型的信息。所述反向链路消息接着由TX数据处理器238 (其还接收来自数据源236的许多数据流的业务数据)处理，由调制器280调制，由发射器254a至254r调节且发射回到发射器系统210。
[0044]在发射器系统210处，来自接收器系统250的经调制信号由天线224接收，由接收器222调节，由解调器240解调，并且由RX数据处理器242处理，以便提取接收器系统250发射的反向链路消息。处理器230接着确定使用哪个预译码矩阵来确定波束成形权重，接着处理提取到的消息。处理器230从存储器232获得预译码矩阵，所述存储器存储各种预译码矩阵。
[0045]图3图解说明用于确立在包含位置服务器310及UE320的无线通信环境中操作的装置的位置确定的示范性系统300。位置服务器310经配置以实行位置确定或其它技术以确定无线通信系统内的UE320的位置。在一些实施例中，位置服务器310包含发射器312、接收器314、处理器330及包含软件334的存储器332。处理器330为有同步能力的及无同步能力的UE320执行位置确定计算。在有同步能力的装置与无同步能力的装置之间加以区分是有利的，因为例如LPP等一些A-GPS消息格式协议原本并不含有经过设计以支持混合定位的功能性，并且用于解决这个不足的方法及设备可能取决于每个移动装置的功能性。具体来说，LPP之类的协议不具有可以使来自基站的OTDOA测量值及来自卫星的GNSS测量值在共用时间标度上规范化的消息格式。这至少在UE320试图用视野中的少于三个GNSS卫星获得位置确定的情况下是很重要的。UE320将需要从基站或其它与GNSS卫星耦合的非GNSS定位对象获得伪距，但是需要一种方式统一比较每种定位技术(例如卫星、基站等)的所有发射及接收时间。
[0046]总的来说，需要创建一个网络系统，这个网络系统可以使来自不同定位技术的时序参考信息(例如OTDOA测量值、GNSS测量值等)相关到共用的时间标度上，同时如果类似于LLP的消息格式协议原本并不支持统一比较，则这个网络系统仍然符合指定格式协议。
[0047]本发明用多种方式处理这些问题。举例来说，位置服务器310在有同步能力的移动台与无同步能力的移动台之间进行区分，方法是通过经由发射器312将对于指示同步混合定位能力的信息的请求发送到参考基站(未图示)，参考基站接着将所述请求传递到例如UE320等相应移动台。这些请求可包含时序参考信息请求或其它合适的请求。举例来说，位置服务器310可以请求对应于来自UE320的GNSS的精确时间辅助(FTA)信息。FTA信息包含系统帧号(SFN)，还有SFN与GNSS代码相位之间的定量测量值不确定性。响应于所述请求，UE320利用位置报告模块324或其它装置来识别及报告所请求的信息。就FTA请求而论，报告信息包含所请求的FTA及时序不确定性值。响应于对于FTA的请求，有同步能力的UE320利用收发器322传回FTA信息，所述FTA信息包含SFN及定量测量不确定性值。这个不确定性值可以报告阈值以下的值(例如，小于I微秒)，其发信号通知位置服务器310GNSS与SFN之间的代码相位足够对准。相比之下，无同步能力的UE320不传回FTA，或者提供具有高度不确定性(例如，大于I微秒)的FTA。
[0048]在其它实施例中，位置服务器310从UE320请求时序参考信息，并且接收回FTA及OTDOA (观测到达时间差)测量值。OTDOA测量值是根据来自视野中的两个或两个以上基站的时序差异导出的。在其它实施例中，在来自位置服务器310的请求之后，UE320可以将与参考基站相关联的时序参考信息发送回到位置服务器310。这个时序参考信息可包含判断SFN源自哪个基站的信息。
[0049]在位置服务器310处经由接收器314接收通过UE320传达的时序参考信息及/或其它响应性信息。位置服务器310还可包含处理器330及/或存储器332，其可以实施位置服务器310的一些或所有所描述的功能性。存储器332可以是任何合适的非暂时性处理器可读存储媒体，并且可以含有软件334或其它机制以使得处理器330执行一个或一个以上
期望动作。
[0050]图4图解说明用于在无线通信系统中进行混合定位的系统400。以下描述是相对于使用LTE定位协议(LPP)的无线通信系统提供的，但是，也可能使用其它定位机制。当位置服务器310经由参考基站410从UE320接收时序测量值时，在系统400内起始定位。被确定有同步能力的UE320获得的时序测量值可以对应于多个来源，例如来自卫星或其它宇宙飞船(SV)412及414的GNSS信号、对应于来自陆地基站410及420的时间差异的OTDOA测量值等。位置服务器310使用这些时序测量值来获得UE320的位置确定。[0051]在UE320有同步能力的情况下，位置服务器310 (经由同步混合定位模块422)执行同步混合定位，其中位置服务器310确定网络事件(系统帧边界、定位参考信号等)及GNSS信号的发射时间。因为有同步能力的UE320有效地提供一个连续时间标度(在这个连续时间标度上已经接收到GNSS测量值及网络事件的到达时间)，所以位置服务器310可以接着识别发射时间与接收时间之间的差异，以便形成具有单个时间偏差的用于UE320的伪距。伪距又用于经由任何合适的技术(例如，最小平方、加权最小平方等)获得UE320的位置确定。如本文所使用的伪距被定义为考虑到距离及时间偏差(例如，接收器时间与全球时间之间的差)的测距测量值。伪距可以如上文所描述针对等于或大于三个的任何组合数目的SV412及/或基站420形成，包含用于单个基站410的定位。所以，在一些情况下，在定位计算中不需要来自基站对的测量值，这一点不同于常规定位技术。在一些情况下，可以针对一组测量值执行混合定位，其中SV412的全部数目及基站410的全部数目都分别小于三个。
[0052]或者，如果UE320是无同步能力的台，则位置服务器310可以替代地利用异步混合定位模块424或其它装置使用异步混合定位技术获得UE320的位置确定，其中GNSS及OTDOA测量值的时间标度未相互关联。
[0053]以下描述说明本发明的特定实施例。这些实施例并不涵盖整个本发明，并且只是用作实例，因为所属领域的技术人员可以容易地推导出更多实施例。
[0054]“ I个基站，2个宇宙飞船”的情况
[0055]再次参看图4，在本发明的某些实施例中，当在视野中只存在以下三个位置参考来源——单个基站(BS)410及两个宇宙飞船(SV)412及414时，可以获得有同步能力的UE320的位置确定。在这种情况下，位置服务器310将经由参考BS410从UE320请求GNSS测量值及FTA信息。UE320将把GNSS测量值及FTA信息发射回到位置服务器310。FTA信息包含系统帧号(SFN)、指明源自参考BS410的SFN的信息及表示GNSS测量值与SFN测量值之间的代码相位差的定量测量值不确定性值。SFN源自BS410，因为UE320使用BS410作为参考基站以便与包含类似于位置服务器310的模块的无线通信网络交互。位置服务器310经由BS410在接收器314处从UE320接收GNSS测量值及FTA信息。接着，位置服务器310检查以查看UE320是不是有同步能力，方法是通过检查前述FTA信息是否存在，并且识别定量测量值不确定性是否小于指定阈值。举例来说，这个不确定性阈值可以是I微秒。在确认UE320有同步能力后，同步混合位置模块422即刻根据SFN及GNSS测量值与SFN之间的已知偏移使GNSS测量值及SFN在共用时间标度上同步。同步混合定位模块422接着使用所述两个GNSS测量值及SFN测量值计算位置确定，以便形成三个伪距，根据这三个伪距计算位置确定，并且将这个位置发射回到UE320。
[0056]“2个基站，I个宇宙飞船”的情况
[0057]仍然参看图4，在本发明的其它实施例中，当在视野中仅存在以下三个位置参考来源——两个BS410及420及一个SV412时，可以获得有同步能力的UE320的位置确定。同步混合定位模块使用与I个BS、2个SV的情况不同的信息计算位置确定。这里，位置服务器310从UE320请求GNSS测量值及FTA信息，以及表示BS410与420之间到达UE320的到达时间差。UE320将经由BS410发射回GNSS测量值、FTA信息及OTDOA测量值。FTA信息包含源自BS410的SFN，判断SFN源自BS410的信息及定量测量值不确定性值。OTDOA测量值是根据通过经配置的基站发射的位置参考信号(PRS)的到达时间差形成的。网络运营商可以配置PRS的可用性以允许经由所报告的OTDOA测量值进行基于距离的网络定位。位置服务器310在接收器314处接收GNSS测量值、FTA信息及OTDOA测量值，并且接着使用类似或等同于1BS、2SV情况的方法检查UE320是否有同步能力。在确认UE320有同步能力后，同步混合位置模块422即刻根据SFN、GNSS测量值与SFN之间的已知偏移及产生了 OTDOA测量值的PRS出现与SFN之间的已知偏移使GNSS测量值、网络SFN及OTDOA测量值在共用时间标度上同步。同步混合定位模块422接着使用SV412的GNSS测量值及BS410与420之间的OTDOA测量值来计算位置确定，以便形成三个伪距，根据这三个伪距计算位置确定，并且将这个位置发射回到UE320。
[0058]在一些实施例中，从视野中的所有基站获得不多于一个SFN，因为UE320只从参考基站410获得下行链路信息，并未从更多基站获得下行链路信息。因此，上文所描述的IBS、2SV实施方案不能在2BS、ISV情况中采用。实际上，如上文所描述，通过使OTDOA测量值同步来获得位置确定。
[0059]“2个基站，2个宇宙飞船”的情况
[0060]仍然参看图4，在本发明的其它实施例中，当在视野中只存在以下四个位置参考来源一两个BS410及420及两个SV412及414时，可以获得有同步能力或无同步能力的UE320的位置确定。在这种情况下，位置服务器310从UE320请求SV412及414两者的GNSS测量值，FTA信息及BS410及420的OTDOA测量值。根据UE320是否有同步能力，UE320可以提供或可以不提供FTA信息。位置服务器310至少基于其是否从UE320接收到FTA信息而确定UE320是否有同步能力。如果是的话，则同步混合定位模块422可以在1BS、2SV及2BS、ISV两种情况下使用所描述的方法执行位置确定。执行两种计算给UE320提供了更精确的位置确定。
[0061]但是，即使UE320没有同步能力，使用异步混合定位模块424仍然可以获得位置确定。无同步能力配置中缺少的是使来自多个位置参考类型的时序事件同步的共用时间标度。这个缺少共用时间标度可以看作是在网络与SV测量值之间创建不受约束的时间偏差，并且可以通过并入来自超BS或SV的测量值而获得解决。这个缺少共用时间标度还可被称作异步时间标度。异步混合位置模块424因而计算位置确定，但是是在异步时间标度上计算，并且接着将这个位置发射回到UE320。
[0062]与本发明的一些实施例相比，在所属领域的已知LPP实施方案下，在UE320的视野中存在不多于两个SV及两个BS的情况通常不能获得位置确定。这是因为UE的视野中必须有最少三个位置参考来源，而且LPP原本不支持可以使用来自不同位置参考类型(例如GNSS、基站等)的位置参考来源的组合获得位置确定的有同步能力的UE320。
[0063]另外，本发明的某些实施例提供用于仅使用LPP中的I个BS获得伪距的解决方案，这也不同于所属领域中的已知实施方案。LPP原本提供OTDOA测量值作为用于发射基站的位置及时序数据的仅有的既定格式。但是，通过定义OTDOA——其根据两个基站之间的差异提供测量值——只有视野中有至少两个基站时这个数据才可供使用。本发明的某些实施例用不同于其既定用法的方式使用LPP的消息格式的数据操纵，从而在仅利用I个BS的情况下可以获得位置确定。举例来说，从参考BS410获得的SFN可以用作对UE320的测距测量值，即使SFN原先不既定用于这种用途。[0064]此外，所属领域的技术人员将理解，网络事件的系统帧号(SFN)及GNSS测量值常规上不既定用本发明的各种实施例中揭示的方式利用。本发明采用用其既定用途之外的方式利用例如SFN等时序参考信息的方法及设备。
[0065]使用LPP消息格式的示范性FTA上行链路信息
[0066]参看表1，以下消息格式可以在LTE定位协议(LPP)中找到，并且可以含有可以表示精确时间辅助(FTA)上行链路信息及用于获得同步或异步位置确定的其它信息的示范性信息。表I中的消息可以是位置服务器从移动装置请求的消息的类型。在一个实施例中，字段“网络时间”及其内的所有子字段可以表示FTA信息，并且可以展示为“任选”，并且因而根据移动装置是否经配置以提供这些信息而可以或可以不从移动装置接收回来。可以看到，字段“系统帧号”是任选的“网络时间”字段内的一个子字段，并且根据本发明内描述的方法，可以用于使SV测量值及BS测量值相关到共用时间标度上。在一个实施例中，如果移动装置经配置以在获得请求后即刻将“网络时间”信息传回到位置服务器，那么可以获得“系统帧号”，并且移动装置可被称为有同步能力。另一方面，如果移动装置不能够传回这个信息，那么根据位置服务器接收不到混合同步信息的事实，位置服务器将知道移动装置不能提供这个信息。于是可以说移动装置无同步能力。
[0067]
【权利要求】
1.一种无线通信设备，其包括: 发射器，其经配置以向移动台发射对于对应于全球导航卫星系统GNSS的精确时间辅助FTA的请求； 接收器，其经配置以接收响应于所述请求来自所述移动台的所述FTA、所述移动台从一个或一个以上基站获得的第一时序测量值，及所述移动台从所述GNSS获得的第二时序测量值；以及 处理器，其以通信方式耦合到所述发射器及所述接收器，并且经配置以: 识别是否从所述移动台接收到所述FTA ；以及 在从所述移动台接收到所述FTA的情况下， 使用同步混合定位技术确立所述移动台的位置确定；以及 在未从所述移动台接收到所述FTA的情况下， 使用异步混合定位技术确立所述移动台的所述位置确定。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中所述同步混合定位技术包括: 识别在所述FTA内接收到的系统帧号SFN，其中所述SFN与所述一个或一个以上基站中的至少一者相关联； 根据相对于与所述SFN相关联的时间标度的所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中所述时间标度包括所述第一时序测量值与所述第二时序测量值之间的已知偏移；以及 根据所述伪距确立所述移动台·的所述位置确定。
3.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中所述异步混合定位技术包括根据所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中所述第一时序测量值的时间标度及所述第二时序测量值的时间标度未相互关联。
4.根据权利要求2所述的无线通信设备，其中所述SFN及所述第一时序测量值与一个基站相关联。
5.根据权利要求4所述的无线通信设备，其中所述第一时序测量值不包括OTDOA测量值。
6.根据权利要求2所述的无线通信设备，其中所述第一时序测量值及所述第二时序测量值是所述移动台根据所述SFN相对于所述一个或一个以上基站的时间标度计算的。
7.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中所述第二时序测量值是所述移动台从与所述GNSS相关联的不超过两个宇宙飞船获得的。
8.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中所述FTA包括定量不确定性阈值。
9.根据权利要求8所述的无线通信设备，其中所述处理器进一步经配置以: 在随所述FTA从所述移动台接收到的所述定量不确定性阈值低于阈值的情况下，使用所述同步混合定位技术确立所述移动台的所述位置确定；以及 在所述定量不确定性阈值不低于所述阈值的情况下，使用所述异步混合定位技术确立所述移动台的所述位置确定。
10.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中所述第一时序测量值包括OTDOA测量值。
11.一种方法，其包括:向移动台发射对于对应于全球导航卫星系统GNSS的精确时间辅助FTA的请求； 接收响应于所述请求来自所述移动台的响应、所述移动台从一个或一个以上基站获得的第一时序测量值，及所述移动台从所述GNSS获得的第二时序测量值； 识别响应于所述请求来自所述移动台的所述响应中是否包含所述FTA;以及 在所述响应中包含所述FTA的情况下， 使用同步混合定位技术确立所述移动台的位置确定；以及 在所述响应中不包含所述FTA的情况下， 使用异步混合定位技术确立所述移动台的所述位置确定。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述同步混合定位技术包括: 识别在所述FTA内接收到的系统帧号SFN，其中所述SFN与所述一个或一个以上基站中的至少一者相关联； 根据相对于与所述SFN相关联的时间标度的所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中所述时间标度包括所述第一时序测量值与所述第二时序测量值之间的已知偏移；以及 根据所述伪距确立所述移动台的所述位置确定。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述异步混合定位技术包括: 根据所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中所述第一时序测量值的时间标度及所述第二时序测量值的时间标度未相互关联。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述SFN及所述第一时序测量值与一个基站相关联。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一时序测量值不包括OTDOA测量值。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一时序测量及所述第二时序测量是所述移动台根据所述SFN相对于所述一个或一个以上基站的时间标度执行的。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二时序测量值是所述移动台从与所述GNSS相关联的不超过两个宇宙飞船获得的。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一时序测量值包括OTDOA测量值。
19.一种无线通信设备，其包括: 用于向移动台发射对于对应于全球导航卫星系统GNSS的精确时间辅助FTA的请求的装置； 用于接收响应于所述请求来自所述移动台的所述FTA、所述移动台从一个或一个以上基站获得的第一时序测量值及所述移动台从所述GNSS获得的第二时序测量值的装置；用于识别是否响应于所述请求接收到所述FTA的装置； 用于在响应于所述请求接收到所述FTA的情况下使用同步混合定位技术确立所述移动台的位置确定的装置；以及 用于在未响应于所述请求接收到所述FTA的情况下使用异步混合定位技术确立所述移动台的位置确定的装置。
20.根据权利要求19所述的无线通信设备，其中所述同步混合定位技术包括: 用于识别在所述FTA内 接收到的系统帧号SFN的装置，其中所述SFN与所述一个或一个以上基站中的至少一者相关联； 用于根据相对于与所述SFN相关联的时间标度的所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距的装置，其中所述时间标度包括所述第一时序测量值与所述第二时序测量值之间的已知偏移；以及 用于根据所述伪距确立所述移动台的所述位置确定的装置。
21.根据权利要求19所述的无线通信设备，其中所述异步混合定位技术包括: 用于根据所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距的装置，其中所述第一时序测量值的时间标度及所述第二时序测量值的时间标度未相互关联。
22.根据权利要求20所述的无线通信设备，其中所述SFN及所述第一时序测量值与一个基站相关联。
23.根据权利要求22所述的无线通信设备，其中所述第一时序测量值不包括OTDOA测量值。
24.根据权利要求20所述的无线通信设备，其中所述第一时序测量及所述第二时序测量是所述移动台根据所述SFN相对于所述一个或一个以上基站的时间标度执行的。
25.根据权利要求19所述的无线通信设备，其中所述第一时序测量值包括OTDOA测量值。
26.一种驻存在处理器可读媒体上并且包括处理器可读指令的计算机程序产品，所述处理器可读指令经配置以致使处理器: 向移动台发射对于对应于全球导航卫星系统GNSS的精确时间辅助FTA的请求； 接收来自所述移动台的对于对所述移动台的对于所述FTA的所述请求的响应、所述移动台从一个或一个以上基站获得的第一时序测量值，及所述移动台从所述GNSS获得的第二时序测量值； 识别来自所述移动台的对所述对于所述FTA的请求的所述响应是否包含所述FTA ； 在对所述请求的所述响应中包含所述FTA的情况下使用同步混合定位技术确立所述移动台的位置确定；以及 在对所述请求的所述响应中不包含所述FTA的情况下使用异步混合定位技术确立所述移动台的位置确定。
27.根据权利要求26所述的计算机程序产品，其中所述同步混合定位技术包括: 识别在所述FTA内接收到的系统帧号SFN，其中所述SFN与所述一个或一个以上基站中的至少一者相关联； 根据相对于与所述SFN相关联的时间标度的所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中所述时间标度包括所述第一时序测量值与所述第二时序测量值之间的已知偏移；以及 根据所述伪距确立所述移动台的所述位置确定。
28.根据权利要求26所述的计算机程序产品，其中所述异步混合定位技术包括: 根据所述第一时序测量值及所述第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中所述第一时序测量值的时间标度及所述第二时序测量值的时间标度未相互关联。
29.根据权利要求27所述的计算机程序产品，其中所述SFN及所述第一时序测量值与一个基站相关联。
30.根据权利要求29所述的计算机程序产品，其中所述第一时序测量值不包括OTDOA测量值。
31.根据权利要求27所述的计算机程序产品，其中所述第一时序测量及所述第二时序测量是所述移动台根据所述SFN相对于所述一个或一个以上基站的时间标度执行的。
32.根据权利要求26所述的计算机程序产品，其中所述第一时序测量值包括OTDOA测量值。
33.一种用于移动台的方法，其包括: 获得与全球导航卫星系统GNSS相关联的精确时间辅助FTA ； 识别在所述FTA内接收到的系统帧号SFN，其中所述SFN与至少一个基站相关联； 根据相对于与所述SFN相关联的时间标度的第一时序测量值及第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个 以上伪距，其中: 所述第一时序测量值是所述移动台从所述至少一个基站获得的， 所述第二时序测量值是所述移动台从所述GNSS获得的，并且 所述时间标度包括所述第一时序测量值与所述第二时序测量值之间的已知偏移；以及 根据所述伪距确立所述移动台的位置确定。
34.一种用于移动台的方法，其包括: 根据第一时序测量值及第二时序测量值形成所述移动台的一个或一个以上伪距，其中: 所述第一时序测量值是所述移动台从至少一个基站获得的，并且所述第二时序测量值是所述移动台从全球导航卫星系统GNSS获得的； 所述第一时序测量值的时间标度及所述第二时序测量值的时间标度未相互关联；以及 根据所述伪距确立所述移动台的位置确定。
【文档编号】G01S19/09GK103597373SQ201180071277
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2011年11月4日 优先权日:2011年6月2日
【发明者】本杰明·A·沃纳 申请人:高通股份有限公司