用于保持定时特性的方法和装置的制作方法

专利名称：用于保持定时特性的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电基站定时特性，并且更具体地说，涉及协调节点和无线电基站和为连接到协调节点的无线电基站保持定时特性的方法。
背景技术：
通用移动电信系统(UMTS)是设计成继承GSM的第3代移动通信技术之一。3GPP长期演进(LTE)是第3代合作伙伴计划(3GPP)内改进UMTS标准以在诸如更高数据率、改进的效率及降低的成本方面应对将来要求的一个项目。通用地面无线电接入网络(UTRAN)是UMTS的无线电接入网络，并且演进UTRAN (E-UTRAN)是LTE系统的无线电接入网络。在E-UTRAN中，用户设备(UE) 150无线地连接到通称为演进NodeB (eNodeB)的无线电基站(RBS) 110a，如图I中所示。每个eNodeB IlOa-C服务称为小区120a_c的一个或多个区域。此外，每个eNodeB连接到操作支持系统(OSS) 130以实现操作和维护目的。在eNodeB 与OSS之间的接口至少部分是专有的。在图I中，诸如在此处称为演进服务移动位置中心(E-SMLC) 100的定位节点与eNodeB 110a、b、c之间的链路等在两个节点之间的链路可以是例如经更高层协议和/或经其它节点的逻辑链路或直接链路。在下文，在定位体系结构中的UE是覆盖定位目标的通用术语，定位目标例如可以是移动装置、膝上型计算机、小的无线电节点或基站、中继器或传感器。无线电基站是用于能够传送无线电信号的无线电网络节点的通用术语。无线电基站例如可以是宏基站、微基站、家庭eNodeB、信标装置或中继器。UE定位是确定空间中的UE坐标的过程。一旦坐标可用，则它们可映射到某个地方或位置。映射功能和在请求时位置信息的输送是基本紧急服务要求的位置服务的部分。进一步利用位置知识或基于位置知识为客户提供一些附加值的服务称为位置感知和基于位置的服务。标识UE的地理位置的可能性已使能大量的各种商业和非商业服务，如导航辅助、社交连网、位置感知广告及紧急呼叫。不同服务可具有应用施加的不同定位准确度要求。此外，在一些国家存在管制机构定义的对基本紧急服务的定位准确度的要求。此类管制机构的一个示例是管制美国的电信领域的联邦通信委员会(FCC)。无线通信网络中存在多种定位技术，这些技术在其准确度、实现成本、复杂性和不同环境中的适用性方面有所不同。定位方法可从广义上归类为基于卫星的方法和地面方法。全球导航卫星系统(GNSS)是使得UE能够定位其位置和获取其它相关导航信息的卫星导航系统的标准通用术语。全球定位系统(GPS)和欧洲伽利略定位系统是GNSS的熟知示例。在许多环境中，可通过使用基于GPS的定位方法准确地估计位置。今天，无线网络也经常可能辅助UE以便改进UE接收器灵敏度和GPS启动性能，如在辅助GPS (A-GPS)定位方法中一样。然而，GPS或A-GPS接收器不一定在所有无线UE中可用，并且一些无线通信系统不支持Α-GPS。此外，基于GPS的定位经常可在市区和/或室内环境中具有不令人满意的性能。因此，可存在对补充地面定位方法的需要。存在多种不同的地面定位方法。一些示例如下一基于小区身份(CID)的定位，其中，位置是基于当前小区的身份。增强的CID(E-CID)也将例如定时提前(TA)考虑在内以改进可对大的小区中的定位重要的定位准确度。一基于UE和UE辅助的观察到达时差(OTDOA)，其中基于来自三个或更多个站点或位置的参考信号的UE测量，确定UE位置。一基于网络的上行链路到达时差(U-TDOA)定位，其中基于UE传送的参考信号的几个RBS测量，确定UE位置。多边因而用于查找在基于时差测量时作为双曲线的交点或在基于到达时间测量时作为圆的交点的UE位置。一指纹或模式匹配定位，其中，在离线阶段中收集位置指纹，并且将位置指纹用于映射测量的信号强度和位置。位置指纹例如是在某个位置从不同RBS收到的参考信号的信号强度值的向量。自适应E-CID (AECID)是一种指纹定位方法，它组合对应于CID的地理 小区描述、接收的信号强度和TA。AECID也可扩展为包括到达角度(AoA)信息。无论何时执行A-GPS、A-GNSS或OTDOA高精度定位，E-SMLC都命令测量无线电属性，其是地理小区描述、TA、信号强度和AoA的子集。无线电属性测量被量化并产生获得的高精度位置的指纹。基于到达时差(TDOA)测量的定位方法已被广泛使用，例如，在GSM、UMTS和cdma2000中。对于LTE网络，当前在标准化基于下行链路TDOA测量的UE辅助OTDOA定位。对应的基于UE的模式是用于以后版本的另一可能候选。UE辅助和基于UE的模式在执行实际位置计算方面有所不同。在UE辅助模式中，UE测量几个小区的TD0A，并且将测量结果发送到网络。网络中的定位节点或位置服务器基于测量结果执行位置计算。在LTE中，控制平面中的定位节点称为E-SMLC。E-SMLC 100是如图I中所示的单独网络节点，或者是在某一其它网络节点中集成的功能性。在基于UE的模式中，UE进行测量，并且也执行位置计算。UE因此要求用于位置计算的附加信息，如所测量的RBS的位置和在RBS之间的定时关系。在用户平面中，位置或定位节点称为安全用户平面定位(SUPL)定位平台(SLP)。对于LTE定位，OTDOA定位已在运营商和供应商中赢得了良好的接受。一些运营商已经开始计划在LTE系统中的OTDOA部署。另外，在E-UTRAN中的OTDOA有关的协议已被开放移动联盟采纳用于用户平面定位。OTDOA已经由3GPP为GSM/EDGE RAN和UTRAN标准化，但尚未在操作网络中部署。OTDOA定位是测量从三个或更多个站点接收的参考信号的TDOA的多边技术。为使能定位，UE应因此能够检测来自带有适合的几何形状的至少三个地理上分散的RBS的定位参考信号，这是因为UE的位置可通过至少两个双曲线的交点确定。这暗示参考信号需要足够强，或者具有足够高的信干比以便UE能够检测它们。通过采用OTDOA技术，可基于以下测量参数计算出UE的位置
一下行链路参考信号的TDOA测量；
一在进行TDOA测量时在RBS传送之间的实际相对时差(RTD)；
一其参考信号被测量的RBS的地理位置。通过对每个RBS的更多或更长的TODA测量，可获得更佳的准确度。为来自不止三个RBS的信号测量TDOA —般情况下也改进定位准确度，但附加不准确的测量也可使得最终准确度降级。每个测量的准确度因此对位置估计的总体准确度有所贡献。
关于如何确定RTD有几种方案。一种方案是同步RBS的传送，如在使用时分双工的系统中通常进行的一样。在此情况下，RTD是可在数据库中输入并在计算位置估计时使用的已知的常数值。同步必须达到大约数十纳秒的准确度级别以便取得准确的位置估计。十纳秒的不确定性对应于位置估计中三米的误差。同步定时中的漂移和抖动也必须得到很好的控制，这是因为它们也对位置估计中的不确定性有所贡献。到此准确度级别的同步当前可通过基于卫星的时间传输技术获得。另一种备选是让RBS自由运行而不同步，但对最大频率误差有某一约束。在此情形中，RTD将随时间更改。更改的速率将取决于在RBS之间的频率差别和抖动。
LTE定位协议(LPP)和LTE定位协议附件(LPPa)是用于执行LTE中的控制平面解决方案中的OTDOA所必要的协议。在接收对OTDOA方法的定位请求时，E-SMLC经LPPa请求来自eNodeB的OTDOA有关的参数。E-SMLC随后组合辅助数据和对定位的请求并经LPP将其发送到UE。图2a-d示出在LTE网络中的定位系统的示例体系结构和协议解决方案。在图2a中所示的控制平面解决方案中，UE通过LPP经eNodeB和移动性管理实体(MME)与E-SMLC透明通信，并且eNodeB通过LPPa经MME与E-SMLC透明通信。在图2b中所示的用户平面解决方案不依赖LPPa协议，但3GPP考虑到在控制与用户平面定位体系结构之间互配的可能性。SLP是用于用户平面定位的定位节点，类似于用于控制平面定位的E-SMLC，并且在两个定位服务器之间可存在或可不存在接口。由于需要为OTDOA定位测量来自多个不同站点的信号，因此，UE接收器可能必须处理比从服务小区接收的那些信号弱得多的信号。此外，由于没有预期测量的信号何时到达的时间以及定位参考信号的确切模式是什么的近似知识，UE会需要在大的搜索窗口内盲目进行信号搜索，其会影响测量的准确度、执行测量所用的时间及UE复杂性。因此，为利于UE定位测量，无线网络传送辅助数据到UE。辅助数据及其质量对于基于UE和UE辅助模式均很重要，但辅助数据内容可对这两种模式不同。标准化辅助数据除其它之外，还包括带有物理小区身份的邻居小区列表、用于参考信号的连续下行链路子帧的数量、预期定时差及搜索窗口。预期定时差和搜索窗口一起称为搜索参数，其对于有效的参考信号相关峰搜索至关重要。辅助GNSS (A-GNSS)是重要的定位技术，它是3GPP中标准化的现有A-GPS定位的扩展。用于诸如A-GNSS或OTDOA等依赖辅助数据的定位技术的辅助数据对于实现所要求的定位准确度至关重要。同时，构建辅助数据要求在网络中的工作、信息和在网络节点之间的信息交换。此外，用于不同技术的辅助数据一般情况下是不同的。然而，打算用于与一种技术有关的辅助数据的一些信息可对另一定位技术或诸如无线电资源管理(RRM)和自优化等其它用途的网络功能有用。在LPP中用于A-GNSS的基本辅助数据信息元素主要从无线电资源位置协议(RRLP)的最新版本借用，该协议是用于在GSM和UMTS中的定位信令(locationsignalling)的协议。一些数据结构和格式更改已进行以使辅助数据信息元素更简单，更适应未来。除遗留的A-GNSS辅助数据外，已添加了一些新的辅助数据字段bsAlign指示符和GNSSsynch指示符。这两个字段在GNSS辅助数据组件下定义。然而，有关诸如E-SMLC等定位节点可如何获得此信息，标准是不明确。

发明内容
因此，目的是解决上面概述的一些问题和缺点，并且允许保持RBS定时特性。保持的定时特性可在辅助数据中用于无线UE的定位和支持其它网络操作和服务。根据一实施例，提供了一种在无线通信系统的协调节点中保持连接到协调节点的无线电基站的定时特性的方法。方法包括从多个无线电基站接收定时信息，并且基于接收的定时信息确定多个无线电基站的每个无线电基站的相应定时特性。方法还包括保持确定的相应定时特性以便支持网络操作和服务。根据第二实施例，提供了一种在无线通信系统的无线电基站中使能在连接到无线电基站的协调节点中保持无线电基站定时特性的方法。方法包括传送定时信息到协调节点，以便协调节点保持基于定时信息确定的定时特性。根据第三实施例，提供了一种协调节点，协调节点配置成在无线通信系统中使用 并且保持可连接到协调节点的无线电基站的定时特性。协调节点包括用于从多个无线电基站接收定时信息的接收器电路和用于基于接收的定时信息确定多个无线电基站的每个无线电基站的相应定时特性的确定电路。协调节点也包括用于保持确定的相应定时特性以便支持网络操作和服务的保持电路。根据第四实施例，提供了一种无线电基站，无线电基站配置成在无线通信系统中使用并且使能在可连接到无线电基站的协调节点中保持无线电基站定时特性。无线电基站包括用于传送定时信息到协调节点以便协调节点保持基于定时信息确定的定时特性的传送器电路。特殊实施例的优点是通过在控制节点中动态保持RBS定时特性，利于和改进诸如定位、跟踪区域更新、移动性和切换及网络优化(例如借助于改进的干扰协调)等网络操作和服务。


图I是示出常规无线通信系统的示意框图。图2a_d是示出在LTE中的定位有关实体和协议的示意框图。图3a_d是示出用于邻居eNodeB的同步状态的示意框图。图4a是示出根据实施例的协调节点中的方法的流程图。图4b是示出覆盖区域分成多个子区域的示意框图，每个子区域一个参考/圆顶eNodeBο图4c是示出根据实施例的协调节点中的方法的流程图。图5a_c是示出根据实施例的协调节点中的方法的流程图。图6是示出根据实施例的RBS中的方法的流程图。图7a_b是示意地示出根据实施例的协调节点和RBS的示意框图。
具体实施例方式在下述内容中，将参照某些实施例和附图更详细描述不同方面。为便于解释而不是限制，陈述了特定的细节，如特殊的情形和技术，以便提供不同实施例的透彻理解。然而，也可存在脱离这些特定细节的其它实施例。
另外，本领域技术人员将理解，虽然主要以方法和节点的形式描述实施例，但它们也可以在计算机程序产品中及在包括计算机处理器和耦合到处理器的存储器的系统中实施，其中存储器编码有可执行本文中公开的方法步骤的一个或多个程序。本文中作为特殊的示例情形描述实施例。在与LTE系统中的定位有关的非限制性一般上下文中描述特殊方面。但应注意的是，实施例也可应用到诸如演进LTE、UMTS,cdma2000和WiFi等其它类型的无线电接入网络及多无线电接入技术系统。另外，所呈现的实施例可应用于基于UE和UE辅助的模式二者以进行定位，以及应用到控制平面和用户平面定位。 图3a_d示出根据在无线网络中的一些典型同步情况的eNodeB的同步状态。示出了两个邻居eNodeB BSl和BS2的帧传送的定时关系。BSl例如可以是参考小区，并且BS2是参考小区的邻居。在图3a中，两个eNodeB完全同步。BSl和BS2同时传送其相应帧0，并且因此不但帧对齐，而且也是系统帧号(SFN)对齐，这发生在完全同步网络中的所有小区之间。巾贞对齐意味着从每个eNodeB同时传送巾贞边界。如果从每个eNodeB同时传送带有相同帧号的帧的帧边界，则小区是SFN对齐的。在图3a中，以下所述是有效的
/Si ~~*■ "****)f 11
其中，如果GPS/GNSS接收器用于eNodeB时钟的同步，则残余误差e (t)大约是几纳秒。残余误差e(t) —般情况随时间更改。要理解的是，eNodeB可具有不止一个小区，并且eNodeB时钟虽然在图3a中示为对eNodeB负责的所有小区是共同的，但它可以对所有小区是共同或不共同的。在图3b中，BSl和BS2不是SFN对齐的，这是因为在BSl传送帧I时，BS2传送帧0，并且它们因此未同步，但它们仍是帧对齐。小区中的传送可故意进行帧移位以便例如避免一些定期传送的冲突，如在每个偶数帧的相同子帧中传送的系统信息。即使网络被称为异步，但每个小区与参考时间的同步是必要的。虽然偏移在此不例中是每eNodeB定义的，但要理解的是，偏移也可以是每小区定义的。在图3c中，eNodeB是同步的，但存在已知的非零均值定时偏移。BSl和BS2因此不是帧对齐的，但在eNodeB之间仍存在已知的非零偏移。例如，在小区进行子帧移位以避免在每巾贞中的子巾贞O和5中传送的同步信号的冲突时,偏移在LTE中可以是一个子巾贞。为保持打算的偏移，小区仍必须与某个参考时间同步，例如，时间漂移对于这些小区受到控制，并且一般情况下不允许超过某个一般很小的级别，该级别可以是大约同步误差，例如，几纳秒。对于在图3b和3c中的示例，以下等式适用
ΔΓ = Jas2 — Jtflsl = + e{t)J2]
其中，偏移对应于在BSl与BS2之间的恒定定时偏移。在图3d中，eNodeB不同步，并且时间漂移存在并且不受控制，使得在eNodeB之间的偏移随时间改变。以下等式在此情况下适用
AT^Tm2-Tim= trnmt3]这在图中通过示出在两个不同时间点的BS2的帧定时来说明，其示出BS2的定时在时间上如何漂移。这例如可以是在两个eNodeB或小区两者或任意之一在使用自由运行时钟作为时间源而例如不与参考时间同步的情况。如果BSl的时钟稳定性是O. 01 ppm，并且BS2的时钟稳定性是-O. 02 ppm,则由以下式子给出相对定时关系
权利要求
1.一种在无线通信系统的协调节点中保持连接到所述协调节点的无线电基站的定时特性的方法，所述方法包括 一从多个无线电基站接收(510)定时信息， 一基于所接收的定时信息，确定(520)所述多个无线电基站的每个无线电基站的相应定时特性， 一保持(530)所确定的相应定时特性以便支持网络操作和服务。
2.根据权利要求I所述的方法，其中保持(530)包括在数据库中存储或更新所确定的相应定时特性。
3.根据前面权利要求任一项所述的方法，其中所确定的相应定时特性包括偏移、漂移率和误差方差至少之一。
4.根据前面权利要求任一项所述的方法，还包括 一基于第一和第二无线电基站的所确定的相应定时特性，确定(521)所述第一和第二无线电基站的相对定时特性，其中也保持所确定的相对定时特性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述相对定时特性是相对偏移，所述方法还包括 一比较(522)所确定的相对偏移和阈值，以及 一基于所述比较来确定(523)所述第一和第二无线电基站的基站对齐指示符，其中也保持所述基站对齐指示符。
6.根据前面权利要求任一项所述的方法，其中所确定的相应定时特性是相应绝对漂移率，所述方法还包括 一基于所确定的相应绝对漂移率，确定(524)所述多个无线电基站的每个无线电基站的相应全球导航卫星系统同步指示符。
7.根据前面权利要求任一项所述的方法，其中所述定时信息包括绝对定时信息，或相对于定时参考的定时信息。
8.根据前面权利要求任一项所述的方法，还包括在接收(510)所述定时信息前 一传送(505)对定时信息的请求到所述多个无线电基站的每个无线电基站。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括在传送(505)对定时信息的所述请求前 一基于所述相应定时特性的更新间隔，标识(500)所述多个无线电基站。
10.根据权利要求9所述的方法，其中也基于以下之一来标识所述多个无线电基站地理区域；无线电基站类型；以及无线电基站供应商。
11.一种在无线通信系统的无线电基站中使能在连接到所述无线电基站的协调节点中保持无线电基站定时特性的方法，所述方法包括 一传送(610)定时信息到所述协调节点，以便所述协调节点保持基于所述定时信息确定的定时特性。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括在传送(610)定时信息前 一从所述协调节点接收(605)对定时信息的请求。
13.根据权利要求11-12任一项所述的方法，其中所述定时信息包括绝对定时信息，或相对于定时参考的定时信息。
14.根据权利要求11-13任一项所述的方法，其中所述定时特性包括偏移、漂移率和误差方差至少之一。
15.一种协调节点(700)，配置成在无线通信系统中使用，并且保持可连接到所述协调节点(700)的无线电基站的定时特性，所述协调节点包括 一接收器电路(701)，用于从多个无线电基站接收定时信息， 一确定电路(702)，用于基于所接收的定时信息，确定所述多个无线电基站的每个无线电基站的相应定时特性， 一保持电路(703)，用于保持所确定的相应定时特性以便支持网络操作和服务。
16.根据权利要求15所述的协调节点，其中所述保持电路(703)还适用于在数据库中存储或更新所确定的相应定时特性。
17.根据权利要求15-16任一项所述的协调节点，其中所确定的相应定时特性包括偏移、漂移率和误差方差至少之一。
18.根据权利要求15-17任一项所述的协调节点，其中所述确定电路(702)还适用于基于第一和第二无线电基站的所确定的相应定时特性，确定所述第一和第二无线电基站的相对定时特性，并且所述保持电路(703)还适用于也保持所述相对定时特性。
19.根据权利要求18所述的协调节点，其中所述相对定时特性是相对偏移，所述协调节点还包括 一比较电路(704)，用于比较所确定的相对偏移和阈值， 以及其中所述确定电路(702)还适用于基于所述比较来确定所述第一和第二无线电基站的基站对齐指示符，并且所述保持电路(703)还适用于也保持所述基站对齐指示符。
20.根据权利要求15-19任一项所述的协调节点，其中所确定的相应定时特性是相应绝对漂移率，其中所述确定电路(702)还适用于基于所确定的相应绝对漂移率，确定所述多个无线电基站的每个无线电基站的相应全球导航卫星系统同步指示符。
21.根据权利要求15-20任一项所述的协调节点，其中所述定时信息包括绝对定时信息，或相对于定时参考的定时信息。
22.根据权利要求15-21任一项所述的协调节点，还包括 一传送器电路(705)，用于将对定时信息的请求传送到所述多个无线电基站的每个无线电基站。
23.根据权利要求22所述的协调节点，还包括 一标识电路(706)，用于在传送对定时信息的所述请求前，基于所述相应定时特性的更新间隔来标识所述多个无线电基站。
24.根据权利要求23所述的协调节点，其中所述标识电路(706)适用于也基于以下之一来标识所述多个无线电基站地理区域；无线电基站类型；以及无线电基站供应商。
25.根据权利要求15-24任一项所述的协调节点，其中所述协调节点与控制平面体系结构或用户平面体系结构中的定位节点或者与操作支持系统在共同位置。
26.一种无线电基站(750)，配置成在无线通信系统中使用，并且使能在可连接到所述无线电基站的协调节点(700)中保持无线电基站定时特性，所述无线电基站包括 一传送器电路(751)，用于传送定时信息到所述协调节点(700)，以便所述协调节点保持基于所述定时信息确定的定时特性。
27.根据权利要求26所述的无线电基站，还包括一接收器电路(752)，用于在传送定时信息前从所述协调节点接收对定时信息的请求。
28.根据权利要求26-27任一项所述的无线电基站，其中所述定时信息包括绝对定时信息，或相对于定时参考的定时信息。
29.根据权利要求26-28任一项所述的无线电基站，其中所述定时特性包括偏移、漂移率和误差方差至少之一。
全文摘要
本发明涉及诸如定位节点等协调节点和RBS，以及涉及保持连接到协调节点的RBS的定时特性的有关方法。方法包括从多个RBS接收(510)定时信息，基于接收的定时信息来确定(520)多个RBS的每个RBS的相应定时特性，以及保持(530)所确定的相应定时特性以便支持诸如定位等网络操作和服务。
文档编号H04W24/00GK102812742SQ201080064256
公开日2012年12月5日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年2月19日
发明者I.西奥米纳, 张扬 申请人:爱立信(中国)通信有限公司