提高水平和垂直定位准确性的设备和方法与流程
优先权要求
本申请要求2015年1月26日递交的、题为“ran1/ran2:methodtoimprovethepositioningaccuracyinhorizontalandverticaldomain”的美国临时专利申请no.62/107,665的优先权，该申请通过引用被整体合并于此。
实施例涉及无线电接入网络。一些实施例涉及在蜂窝网络中确定位置，蜂窝网络包括第三代合作伙伴项目长期演进(3gpplte)网络和升级的lte(lte-a)网络以及第四代(4g)网络和第五代(5g)网络。
背景技术：
在过去的二十年，对个人通信设备的使用呈现巨大的增长。移动设备(用户设备或ue)在现代社会中的渗透持续地驱动着对许多不同环境下的各种各样的联网设备的需求。在家庭和工作生活的各个方面，对利用3gpp系统的联网ue的使用都有增多。不断增加的移动服务涉及准确确定ue的位置。最常见的定位方法之一是通过使用全球定位系统(gps)或全球导航卫星系统(gnss)。除了为商业和个人应用提供定位以外，作为紧急呼叫处理(e911服务)的一部分，启用gps/gnss的ue也可能被紧急服务用来获得关于ue的位置的信息。虽然针对e911服务的位置确定由联邦通信委员会(fcc)命令执行，但是在许多情况下，基于卫星(gps/gnss)信号的位置确定是不起作用的。具体而言，在某些区域中由于卫星信号被阻挡而导致gps或gnss不可用，例如建筑物内部或者其中ue不能够检测到来自足够数目的卫星的信号的其它区域。随着fcc指导方针变得更加严格，这个问题只可能会加剧，fcc目前要求67％的室外e911通信的定位精度为50m并且80％(到2020年升至90％)的呼叫的定位精度为150m。而且，fcc正提议将e911位置确定延伸至室内位置并且对于67％(到2020年升至80％)的室内e911通信还需要在呼叫方3米以内的垂直位置信息。
用于长期演进(lte)网络的3gpp标准的最近版本(版本13)包含对于位置确定的更新的要求，鉴于网络的当前定位能力，这些更新的要求是很难达到的。因而，需要提高定位准确性并且允许实现ue的垂直域定位。
附图说明
在附图中，相似的标号可以描述不同视图中的类似组件，其中这些附图不一定按比例绘制。具有不同字母下标的相似标号可以表示类似组件的不同实例。附图一般通过示例的方式而非限制的方式来图示本文档中所讨论的各个实施例。
图1是根据一些实施例的3gpp网络的功能图。
图2示出了根据一些实施例的ue的组件。
图3a-d示出了根据一些实施例的包含prs的下行链路信道资源块。
图4示出了根据一些实施例的配置多个prs配置的asn.1代码。
图5示出了根据一些实施例的水平域和垂直域内的ue位置确定。
图6示出了根据一些实施例的使用多个参考信号配置的垂直ue位置确定。
图7示出了根据一些实施例的确定ue位置的流程图。
图8是根据一些实施例的通信设备的框图。
图9示出了根据一些实施例的示例机器的框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地说明了具体实施例以使得本领域技术人员能够实现这些实施例。其它实施例可以包括结构变化、逻辑变化、电相关的变化、处理过程变化及其它变化。一些实施例的部件和特征可以被包括在其它实施例的部件和特征中或者替换其它实施例的部件和特征。权利要求书中所给出的实施例包括那些权利要求的所有可得到的等同物。
图1示出了根据一些实施例的具有网络的各种组件的长期演进(lte)网络的端到端网络体系结构的一部分的示例。如本文中所使用的，lte和lte-a网络和设备(包括3g、4g和5g网络和设备)仅被称为lte网络和设备。网络100可以包括通过si接口115耦合在一起的无线电接入网络(ran)(例如，如图所示的e-utran或演进的通用地面无线电接入网络)101和核心网络120(例如被显示为演进的分组核心(epc))。为了方便和简洁，在示例中仅示出了核心网络120的一部分以及ran101。
核心网络120可以包括移动性管理实体(mme)122、服务网关(服务gw)124和分组数据网络网关(pdngw)126。ran包括用于与用户设备(ue)102通信的增强节点b(enb)104(可以操作为基站)。enb104可以包括宏enb和低功率(lp)enb。enb104和ue102可以利用本文中所描述的定位参考信号(prs)实现位置确定。
mme122可以在功能方面类似于遗留服务gprs支持节点(sgsn)的控制平面。mme可以管理接入的移动性方面，例如网关选择和跟踪区域列表管理。服务gw124可以终止(terminate)朝向ran101的接口，并且在ran101与核心网络120之间路由数据分组。此外，服务gw124可以是用于enb之间的切换的本地移动锚点并且还可以为3gpp之间的移动提供锚定。其它职责可以包括合法拦截、计费和一些策略执行。服务gw124和mme122可以在一个物理节点或者分开的物理节点中实现。pdngw126可以终止朝向分组数据网络(pdn)的sgi接口。pdngw126可以在epc120与外部pdn之间路由数据分组，并且可以是用于策略执行和计费数据收集的关键节点。pdngw126还可以为利用非lte接入的移动性提供锚点。外部pdn可以是任何类型的ip网络，以及ip多媒体子系统(ims)域。pdngw126和服务网关124可以在一个物理节点或者分开的物理节点中实现。
pdngw126和mme122还可以被连接到位置服务器130。ue和enb可以分别经由用户平面(u-plane)和/或控制平面(c-plane)与位置服务器130通信。位置服务器130可以是物理或逻辑实体，该实体收集来自ue102和enb104的测量数据和其它位置信息并且帮助ue102估计ue102的位置，提供对基于网络的位置的计算，如下面将更详细指出的。具体而言，ue102可以被连接到enb104。enb104可以经由控制平面被连接到mme122，mme122可以进而被连接到位置服务器130的演进的服务移动位置中心(e-smlc)134。enb104还可以通过pdngw126经由用户平面被连接到位置服务器130的安全用户平面(supl)位置平台(slp)132。位置服务器130的slp132可以通过pdngw126向ue102提供信息。
enb104(宏enb和微enb)可以终止空中接口协议并且可以是ue102的第一接触点。在一些实施例中，enb104可以实现用于ran101的各种逻辑功能，包括但不限于rnc(无线电网络控制器功能)，例如无线电承载管理、上行链路和下行链路动态无线电资源管理和数据分组调度、以及移动性管理。根据实施例，ue102可以被配置为根据ofdma通信技术在多载波通信信道上与enb104传输正交频分多路复用(ofdm)通信信号。ofdm信号可以包括多个正交子载波。每个enb104能够向与该enb104连接的每个ue102发送重新配置消息。该重新配置消息可以包括重新配置信息，该重新配置信息包括一个或多个参数，这些参数指示关于在移动性场景(例如切换)中重新配置ue102以减小切换中所涉及到的延迟的具体信息。这些参数可以包括物理层和第2层重新配置指示符，以及安全密钥更新指示符。这些参数可以被用于指示ue102避开或跳过所指出的一个或多个处理过程以减少ue102与网络之间的消息传送。网络能够在ue102与新的enb104之间自动路由分组数据并且能够在移动中所涉及到的enb104之间提供所需要的信息。但是，本申请不局限于此，下面将更详细地描述附加的实施例。
s1接口115是将ran101与epc120分开的接口。s1接口115可以被分成两部分：搭载enb104与服务gw124之间的流量数据的si-u，以及作为enb104与mme122之间的信令接口的s1-mme。x2接口是enb104之间的接口。x2接口可以包括两部分：x2-c和x2-u。x2-c可以是enb104之间的控制平面接口，而x2-u可以是enb104之间的用户平面接口。
利用蜂窝网络，lp小区可以被用于将覆盖范围延伸至室外信号不能很好地到达的室内区域，或者增加电话使用非常密集的区域(例如火车站)中的网络容量。如本文中所使用的，术语低功率(lp)enb可以指用于实现较窄小的小区(比宏小区窄小)的任何合适的较低功率的enb，所述较窄小的小区例如是毫微微小区、微微小区或微小区。毫微微小区enb可能通常被移动网络运营商提供给其住宅或企业用户。毫微微小区可能通常具有住宅网关的尺寸或者更小的尺寸，并且一般连接到用户的宽带线路。一旦插上电，毫微微小区就可以连接到移动运营商的移动网络并且为住宅毫微微小区提供范围通常在30至50米的额外的覆盖。因而，lpenb可以是毫微微enb，因为其通过pdngw126被耦接。类似地，微微小区可以是通常覆盖小区域的无线通信系统，所述小区域例如建筑物内(办公室、购物中心、火车站等)或者最近出现的空中飞行器内。微微小区enb一般可以通过其基站控制器(bsc)功能通过x2链路连接到另一enb(例如宏enb)。因而，lpenb可以用微微小区enb来实现，因为其经由x2接口被耦接到宏enb。微微小区enb或其它lpenb可以包括宏enb的一些或所有功能。在一些情况下，这可以被称为接入点基站或者企业毫微微小区。
与ran101相同的地理区域内可能存在其它无线通信设备。如图1中所示，wlan设备包括一个或多个接入点(ap)103和与ap103通信的一个或多个站点(sta)105。wlan设备可以使用诸如ieee802.11a/b/n/ac协议之类的一个或多个ieee802.11协议进行通信。由于wlan设备103、105的功率可能非常有限，所以与enb104相比，wlan设备103、105可以是地理上局地化的。
lte网络上的通信可以被分成10ms的帧，每个帧包含十个1ms的子帧。每个子帧又可以包含两个0.5ms的时隙。取决于所使用的系统，每个时隙可以包含6-7个符号。资源块(rb)(也被称为物理资源块(prb))可以是可分配给ue102的最小资源单位。资源块可以在频率上有180khz宽并且在时间上有1个时隙长。在频率上，资源块可以有12×15khz个子载波或者24×7.5khz个子载波那么宽。对于大多数信道和信号而言，每个资源块可以使用12个子载波。在频分双工(fdd)模式下，上行链路和下行链路帧可以是10ms并且可以是在频率(全双工)或时间(半双工)上分开的。在时分双工(tdd)结构中，上行链路和下行链路子帧可以在相同频率上进行传送并且可以在时域中进行多路复用。下行链路资源网格可以被用于从enb到ue的下行链路传输。该网格可以是时间-频率网格，是每个时隙中的下行链路中的物理资源。资源网格的每一列和每一行可以分别对应于一个ofdm符号和一个ofdm子载波。资源网格在时域中的持续时间可以对应于一个时隙。资源网格中的最小时间-频率单位可以被表示为资源单元。每个资源网格可以包括多个上述资源块，这些资源块描述特定网络信道到资源单元的映射关系。每个资源块可以包括12(子载波)×14(符号)＝168个资源单元。
可能存在利用这样的资源块传输的若干个不同的物理下行链路信道。这些物理下行链路信道中的两个可以是物理下行链路控制信道(pdcch)和物理下行链路共享信道(pdsch)。每个子帧可以被分到pdcch和pdsch中。pdcch正常情况下可能占用每个子帧的前两个符号，并且运送关于与pdsch信道有关的传输格式和资源分配的信息以及与上行链路共享信道有关的h-arq信息等等。pdsch可以运送去往ue102的用户数据和更高层的信令并且占用子帧的剩余部分。通常，可以基于从ue102提供至enb的信道质量信息在enb104处执行下行链路调度(向小区内的ue102分配控制和共享信道资源块)，然后下行链路资源分配信息可以在用于(分配给)每个ue102的pdcch上被发送给该ue102。传输时间间隔(tti)可以是其中enb104能够调度ue102进行上行链路或下行链路传输的最小时间单位。pdcch可以包含来自资源网格的在相同子帧中的pdsch上传送的下行链路控制信息(dci)，该dci采用告诉ue102如何找到并解码数据的多种格式中的一种格式。dci格式可以提供很多细节，例如资源块的数目、资源分配类型、调制机制、传输块、冗余版本、编码速率等。每个dci格式可以具有循环冗余码(crc)并且可以利用标识pdsch要去往的目标ue102的无线电网络临时标识符(rnti)进行加扰。使用ue102专用的rnti可以将dci格式(以及对应的pdsch)的解码限制为仅仅针对要去往的ue102。
类似地，上行链路子帧可以包含物理上行链路共享信道(pusch)和具有物理随机访问信道(prach)的物理上行链路控制信道(pucch)。pucch可以提供各种控制信号，包括harq确认/未确认、一个或多个信道质量指示符(cqi)、mimo反馈(排名指示符，ri；预编码矩阵指示符，pmi)以及对于上行链路传输的调度请求。pucch可以在系统带宽的边缘处的频率区域内进行传送，并且可以在系统带宽的一端处包括每次传送的一个rb，后面跟着在信道频谱的相对端处的下一个时隙中的rb，从而利用频率多样性。pucch控制区域可以包括每两个rb。bpsk或qpsk可以被用于对pucch信息的调制。prach可以被用于随机访问功能并且由两个序列构成：循环前缀和保护时段。前导序列可以被重复以使得在链路状况较差时enb能够对前导序列进行解码。pmi被用于预编码，其中若干层的波束被形成以提高考虑传输信道的特性的这些层的接收质量。enb104可以对信道进行测量并告知ue102利用合适的预编码机制的预编码器，这允许ue102基于该信息执行预编码。预编码器可以用矩阵来表示(即预编码矩阵)，其中矩阵行的数目等于天线的数目并且矩阵列的数目等于层的数目。
本文中所描述的实施例可以利用任何适当配置的硬件和/或软件被实现到系统中。图2示出了根据一些实施例的ue的组件。所示出的组件中的至少一些组件可以被用于enb或mme，例如图1中所示的ue102或enb104。ue200和其它组件可以被配置为使用如本文中所描述的定位参考信号(prs)来确定ue位置。ue200可以是图1中所示的ue102中的一个，并且可以是静止的非移动设备或者可以是移动设备。在一些实施例中，ue200可以包括至少如图所示地耦接在一起的应用电路202、基带电路204、射频(rf)电路206、前端模块(fem)电路208以及一个或多个天线210。基带电路204、rf电路206和fem电路208中的至少一些可以形成收发器。在一些实施例中，诸如enb之类的其它网络元件可以包含图2中所示的组件中的一些或全部。诸如mme之类的其它网络元件可以包含接口(例如s1接口)，以通过关于ue的有线连接与enb通信。
应用或处理电路202可以包括一个或多个应用处理器。例如，应用电路202可以包括例如但不限于一个或多个单核或多核处理器的电路。处理器可以包括通用处理器和专用处理器(例如图形处理器、应用处理器等)的任意组合。处理器可以与存储器/存储装置耦接和/或可以包括存储器/存储装置，并且可以被配置为执行存储器/存储装置中所存储的指令以使得各种应用和/或操作系统能够在系统上运行。
基带电路204可以包括例如但不限于一个或多个单核或多核处理器的电路。基带电路204可以包括一个或多个基带处理器和/或控制逻辑以处理从rf电路206的接收信号路径接收到的基带信号并生成用于rf电路的发送信号路径的基带信号。基带处理电路204可以与应用电路202接口连接以生成和处理基带信号并且控制rf电路206的操作。例如，在一些实施例中，基带电路204可以包括第二代(2g)基带处理器204a、第三代(3g)基带处理器204b、第四代(4g)基带处理器204c和/或针对其它现有代、开发中的代或者未来要开发的代(例如第五代(5g)、6g等)。基带电路204(例如基带处理器204a-d中一个或多个)可以处理允许实现经由rf电路206与一个或多个无线电网络的通信的各种无线电控制功能。无线电控制功能可以包括但不限于信号调制/解调、编码/解码、射频偏移等。在一些实施例中，基带电路204的调制/解调电路可以包括快速傅里叶变换(fft)、预编码和/或星座映射/去映射功能。在一些实施例中，基带电路204的编码/解码电路可以包括卷积、截尾卷积、turbo、viterbi和/或低密度奇偶校验(ldpc)编码器/解码器功能。调制/解调和编码器/解码器功能的实施例不限于这些示例，并且可以包括其它实施例中的其它合适的功能。
在一些实施例中，基带电路204可以包括协议栈的单元，例如演进的通用陆地无线电接入网络(eutran)协议的单元，包括例如物理(phy)、介质访问控制(mac)、无线电链路控制(rlc)、分组数据收敛协议(pdcp)和/或无线电资源控制(rrc)单元。基带电路204的中央处理单元(cpu)204e可以被配置为运行协议栈的单元以实现phy、mac、rlc、pdcp和/或rrc层的信令传送。在一些实施例中，基带电路可以包括一个或多个音频数字信号处理器(dsp)204f。在其它实施例中，音频dsp204f可以包括用于压缩/解压缩和回声消除的元件并且可以包括其它合适的处理元件。在一些实施例中，基带电路的组件可以适当地被组合在单个芯片、单个芯片组中或者被设置在同一电路板上。在一些实施例中，基带电路204和应用电路202的构成组件中的一些或全部可以一起实现在例如片上系统(soc)上。
在一些实施例中，基带电路204可以提供与一个或多个无线电技术兼容的通信。例如，在一些实施例中，基带电路204可以支持与演进的通用地面无线电接入网络(eutran)和/或其它无线城域网络(wman)、无线局域网络(wlan)、无线个人区域网络(wpan)的通信。其中基带电路204被配置为支持不止一个无线协议的无线电通信的实施例可以被称为多模式基带电路。在一些实施例中，设备可以被配置为根据通信标准或其它协议或标准进行操作，所述协议或标准包括电子电气工程师学会(ieee)802.16无线技术(wimax)、工作在60ghz毫米波谱上的包括ieee802ad的ieee802.11无线技术(wifi)、各种其它无线技术，例如全球移动通信系统(gsm)、用于gsm演进的增强数据速率(edge)、gsmedge无线电接入网络(geran)、通用移动电信系统(umts)、umts地面无线电接入网络(utran)或者其它已经开发或将要开发的2g、3g、4g、5g等技术。
rf电路206可以允许实现利用通过非固态介质的调制电磁辐射与无线网络的通信。在各种实施例中，rf电路206可以包括开关、滤波器、放大器等以辅助实现与无线网络的通信。rf电路206可以包括接收信号路径，该路径可以包括对从fem电路208接收的rf信号进行下变频并将基带信号提供给基带电路204的电路。rf电路206还可以包括发送信号路径，该路径可以包括对基带电路204所提供的基带信号进行上变频并将rf输出信号提供给fem电路208以进行发送的电路。
在一些实施例中，rf电路206可以包括接收信号路径和发送信号路径。rf电路206的接收信号路径可以包括混频器电路206a、放大器电路206b和滤波器电路206c。rf电路206的发送信号路径可以包括滤波器电路206c和混频器电路206a。rf电路206还可以包括合成器电路206d，用于合成供接收信号路径和发送信号路径的混频器电路206a使用的频率。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路206a可以被配置为基于合成器电路206d所提供的合成频率对从fem电路208接收的rf信号进行下变频。放大器电路206b可以被配置为对经下变频的信号进行放大并且滤波器电路206c可以是被配置为从经下变频的信号中去除不想要的信号以生成输出基带信号的低通滤波器(lpf)或带通滤波器(bpf)。输出基带信号可以被提供给基带电路204以进一步处理。在一些实施例中，输出基带信号可以是零频率基带信号，但是这不是必须的。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路206a可以包括无源混频器，但是实施例的范围不局限于此。
在一些实施例中，发送信号路径的混频器电路206a可以被配置为基于合成器电路206d所提供的合成频率对输入基带信号进行上变频以生成用于fem电路208的rf输出信号。基带信号可以由基带电路204提供并且可以由滤波器电路206c进行滤波。滤波器电路206c可以包括低通滤波器(lpf)，但是实施例的范围不局限于此。
在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路206a和发送信号路径的混频器电路206a可以包括两个或更多个混频器并且可以被分别布置用于进行正交下变频和上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路206a和发送信号路径的混频器电路206a可以包括两个或更多个混频器并且可以被布置用于镜像抑制(例如hartley镜像抑制)。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路206a和发送信号路径的混频器电路206a可以被分别布置用于直接下变频和/或直接上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路206a和发送信号路径的混频器电路206a可以被配置用于进行超外差操作。
在一些实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是模拟基带信号，但是实施例的范围不局限于此。在一些替代实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是数字基带信号。在这些替代实施例中，rf电路206可以包括模数转换器(adc)和数模转换器(dac)电路并且基带电路204可以包括数字基带接口以与rf电路206通信。
在一些双模式实施例中，单独的无线电ic电路可以被提供用于处理每个频谱的信号，但是实施例的范围不局限于此。
在一些实施例中，合成器电路206d可以是分数n合成器或分数n/n+1合成器，但是实施例的范围不局限于此，因为其它类型的频率合成器也可能是合适的。例如，合成器电路206d可以是delta-sigma合成器、倍频器、或者包括具有分频器的锁相环的合成器。
合成器电路206d可以被配置为基于频率输入和分频器控制输入合成输出频率以供rf电路206的混频器电路206a使用。在一些实施例中，合成器电路206d可以是分数n/n+1合成器。
在一些实施例中，频率输入可以由压控振荡器(vco)提供，但是这不是必须的。根据所需要的输出频率，分频器控制输入可以由基带电路204或者应用处理器202提供。在一些实施例中，分频器控制输入(例如n)可以基于应用处理器202所指示的信道根据查找表来确定。
rf电路206的合成器电路206d可以包括分频器、延迟锁定环(dll)、多路复用器和相位累加器。在一些实施例中，分频器可以是双模分频器(dmd)并且相位累加器可以是数字相位累加器(dpa)。在一些实施例中，dmd可以被配置为将输入信号除以n或n+1(例如基于执行)以提供分数分频比。在一些示例实施例中，dll可以包括一组级联的可调谐延迟元件、相位检测器、电荷泵和d类型触发器。在这些实施例中，延迟元件可以被配置为将vco周期分成nd个相等的相位包，其中nd是延迟线中的延迟元件的数目。通过这种方式，dll提供负反馈以帮助确保经过延迟线的总延迟是一个vco周期。
在一些实施例中，合成器电路206d可以被配置为生成作为输出频率的载波频率，但是在其它实施例中，输出频率可以是载波频率的倍数(例如载波频率的两倍、载波频率的四倍)并且结合正交生成器和分频器电路用于生成载波频率处的多个信号，这多个信号具有相对于彼此的多个不同相位。在一些实施例中，输出频率可以是lo频率(flo)。在一些实施例中，rf电路206可以包括iq/极性转换器。
fem电路208可以包括接收信号路径，该路径可以包括一电路，该电路对从一个或多个天线210接收的rf信号进行操作、放大所接收到的信号并将所接收到的信号的放大后的版本提供给rf电路206以进行进一步处理。fem电路208还可以包括发送信号路径，该发送信号路径可以包括一电路，该电路被配置为放大rf电路206所提供的用于发送的信号以由一个或多个天线210中的一个或多个进行发送。
在一些实施例中，fem电路208可以包括tx/rx开关以在发送模式和接收模式操作之间进行切换。fem电路可以包括接收信号路径和发送信号路径。fem电路的接收信号路径可以包括低噪声放大器(lna)以放大所接收到的rf信号并提供经放大的接收到的rf信号作为输出(例如去往rf电路206)。fem电路208的发送信号路径可以包括功率放大器(pa)以放大(例如由rf电路206提供的)输入rf信号，以及一个或多个滤波器以生成rf信号以供后续发送(例如由一个或多个天线210中的一个或多个发送)。
在一些实施例中，ue200可以包括另外的元件，例如下面将更详细描述的存储器/存储装置、显示器、照相机、传感器和/或输入/输出(i/o)接口。在一些实施例中，本文中所描述的ue200可以是便携式无线通信设备的一部分，例如个人数字助理(pda)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、web平板电脑、无线电话、智能电话、无线耳机、寻呼机、即时通讯设备、数字照相机、接入点、电视机、医疗设备(例如心率监控器、血压监控器等)或者可以无线地接收和/或发送信息的其它设备。在一些实施例中，ue200可以包括被设计为允许实现与系统的用户交互的一个或多个用户接口，和/或被设计为允许实现与系统的外围组件交互的外围组件接口。例如，ue200可以包括键盘、小键盘、触摸板、显示器、传感器、非易失性存储器端口、通用串行总线(usb)端口、音频插孔、电源接口、一个或多个天线、图形处理器、应用处理器、扬声器、麦克风及其它i/o组件。显示器可以是包括触摸屏的lcd或led屏。传感器可以包括陀螺传感器、加速度计、接近度传感器、环境光传感器和定位单元。定位单元可以与定位网络(例如全球定位系统(gps)卫星)的组件通信。
天线210可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如双极天线、单极天线、补丁天线、环形天线、微带天线或者适合用于发送rf信号的其它类型的天线。在一些多输入多输出(mimo)实施例中，天线210可以被有效地分开以利用空间多样性和可能产生的不同信道特性。
虽然ue200被图示为具有若干个分开的功能元件，但是这些功能元件中的一个或多个可以被组合并且可以用软件配置的元件(例如包括数字信号处理器(dsp)的处理元件和/或其它硬件元件)的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、dsp、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、射频集成电路(rfic)和用于执行至少本文中所描述的功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，功能元件可以指在一个或多个处理元件上操作的一个或多个处理过程。
实施例可以在硬件、固件和软件中的一个或者其组合中实现。实施例也可以被实现为存储在计算机可读存储设备上的指令，这些指令可以被至少一个处理器读取和执行以实现本文中所描述的操作。计算机可读存储设备可以包括用于以机器(例如计算机)可读的形式存储信息的任何非暂态机制。例如，计算机可读存储设备可以包括只读存储器(rom)、随机访问存储器(ram)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和其它存储设备和介质。一些实施例可以包括一个或多个处理器并且可以被配置有存储在计算机可读存储设备上的指令。
如上所述，虽然gps/gnss是获得ue的位置的常用方法，但是在某些情况下，例如当卫星信号较弱时(例如室内)，gps/gnss可能不能提供位置信息。在这些情况下，其它无线电接入技术可以被用来实现位置确定。这些技术可以使用相对于gnss信号而言具有更高的接收功率的信号，并且因而可能更适合被用于如下情形：仅有的gnss信号较弱(因而可能只有在非常长的时间之后才能得到ue位置或者完全不能得到ue位置)的情形，或者需要更准确的位置的情形。
一般来说，为了使用无线电接入技术来获得ue位置，mme122可以接收来自另一实体的对与特定目标ue102相关联的位置服务的请求，或者可以自己代表特定目标ue102发起位置服务。另一实体可以是ue102、enb104或e-smlc134。mme122可以在例如从ue102发出e911呼叫时发起位置确定。mme122可以向e-smlc134发送位置服务请求。作为响应，e-smlc134可以向ue102发送辅助数据以实现ue辅助的定位。e-smlc134可以从ue102或者服务于ue102的enb104接收对应的测量数据，确定对于ue102的位置估计并且向mme122返回该位置估计和/或关于被传送给ue102的辅助数据的指示。如果位置服务被请求而不是由mme122发起，则mme122可以将位置服务结果返回给请求实体以及可能需要ue位置的其它网络实体。
不同的ue辅助技术可以被用于ue位置确定，包括辅助的全球导航卫星系统(a-gnss)、观察到达时间差(otdoa)和增强小区id(ecid)。一般来说，特定资源单元可以被用于发送参考信号(也被称为导频信号)，这些信号对于发送器和接收器都是已知的并且被用在ue辅助的技术中。这些技术可以使用占用不同资源单元的各种控制信号，例如共用参考信号(crs)或者同步/导频信号(例如主同步信号(pss)或次同步信号(sss))。例如，prs可以使用不同于被分配给物理广播信道(pbc)、pss、sss、非零功率信道状态信息(csi)-rs或enb104所发送的crs(可能存在于所有子帧中)的资源单元的资源单元。pss和sss可以被ue用于小区搜索和采集。可以在用于enb104所支持的每个小区的系统带宽的中心1.08mhz处在下行链路子帧中由enb104发送pss和sss。在活跃的小区中，可以分别在每个帧的子帧0和5中以符号周期6和5发送pss和sss。具体而言，可以在针对lte类型1帧结构的第一子帧中和针对lte类型2帧结构的第二子帧中发送pss。可以在与帧结构无关的第一子帧中发送sss。
在确定otdoa时，位置服务器130或enb104可以将otdoa参考小区信息发送给ue102。otdoa参考小区信息可以包括物理小区标识(physcellid)、天线端口配置(antennaportconfig)、循环前缀长度(cplength)和prs信息(prsinfo)。phycellid可以包括参考小区的物理小区id。antennaportconfig可以指示参考小区将1个或2个天线端口还是4个天线端口用于小区专用参考信号。cplength可以指示参考小区的prs的循环前缀的长度。psrinfo可以指示关于参考小区的prs配置的信息，包括prs配置指数(prs-configurationindex)、prs带宽(prs-bandwidth)、下行链路帧的数目(numdl-frames)(下面被称为持续时长)和prs消音信息(prs-mutinginfo)。prs带宽可以取值为6个、15个、35个、50个、75个或100个资源块。消音参数可以指示掩藏哪些prs发送(例如允许ue检测来自相邻小区的较弱的信号)。
利用prs进行ue辅助的位置确定，prs可以在enb104的天线端口6上被发送给ue102。可以在预定数目的连续子帧(例如1-5个子帧)中从enb104发送prs。用于发送prs的子帧的数目可以由enb104配置。prs带宽(例如rb的数目)和prs周期性(例如prs时刻(occasion)之间的子帧的数目)也可以由enb104配置。在包含prs的子帧内，与enb104所发送的常规的小区专用参考信号(csi-rs)相比，可以在更多个子载波和更多个ofdm符号上发送prs。可以在prs上发送伪随机序列。伪随机序列可以是诸如pci(物理层小区标识)、时隙数目、ofdm符号数目和循环前缀的值之类的因子的函数。ue102可以检测来自不同的相邻enb104的prs，基于每个prs进行测量并将测量结果发送给enb104。这样的测量结果的示例包括观察到达时间差(otdoa)测量结果，例如参考信号时间差(rstd)。rstd是参考enb与相邻enb之间的相对时间差。enb104可以处理来自ue102的otdoa测量结果以估计ue位置。
ue102可以被提供上述prs参数，可以使得ue102能够经由更高层信令处理prs。具体而言，该信息可以包括prs被发送的载波指数或频带、prs的带宽、持续时长(用于prs发送的连续子帧的数目)、发送周期、子帧偏移和消音序列。然后，ue102可以向enb104报告在所估计的测量结果质量下的估计时间偏移，并且enb104可以将这个信息报告给e-smlc134。e-smlc134可以使用ue102所测得的时间差估计、小区的位置(可能是固定且已知的)和发送时间偏移来估计ue102的位置。ue102可以例如将所估计的时间偏移报告给slp132。
图3a-d示出了根据一些实施例的包含prs的下行链路信道资源块。图3a-d分别示出了其中可以在下行链路信道中发送prs314的下行链路信道资源块300。下行链路信道资源块300可以由enb104之一发送。prs314可以被映射到天线端口6。如图3a和3c的下行链路信道资源块300、340中所示，可以在一个或两个pbch天线端口上发送prs314，或者如图3b和3d的下行链路信道资源块320、360中所示，可以在四个pbch天线端口上发送prs314。
图3a-d中的每个图的子帧302包含两个时隙304a、304b(时隙0/偶数时隙304a和时隙1/奇数时隙304b)。图3a-d中的每个图的下行链路信道资源块300、320、340、360可以包括多个资源单元312。每个资源单元312可以对应于ofdm符号310和子载波频率306。
在其中使用正常循环前缀的子帧中，如图3a和3b中所示，下行链路信道资源块300、320中的资源单元涵盖十四个ofdm符号(l＝0到l＝6)和十二个频率子载波。在其中使用扩展循环前缀的子帧中，如图3c和3d中所示，下行链路信道资源块340、360中的资源单元涵盖十二个ofdm符号(l＝0到l＝5)和十二个频率子载波。可以在图3a-d中标记为r6的下行链路信道资源块300、320、340、360的一个或多个资源单元312中发送prs314。
如上所述，限定prs314的参数可以是可配置的并且可以在prsinfo中被提供。这些参数可以包括配置指数(prs-configurationindex)iprs，该配置指数具有0-2399的值并被映射到prs周期(tprs)和prs偏移(δprs)参数。tprs是prs周期(每隔160、320、640或1280个子帧有一个prs子帧)并且δprs是子帧偏移(取决于iprs配置指数可能为iprs、iprs-160、iprs-480或iprs-1120，并且因而从0到1120)。prs314参数还可以包括持续时长nprs，该持续时长可以是限定测量周期的具有prs的连续下行链路子帧的数目(例如1、2、4或6)。表1中列出了用于发送定位参考信号的小区专用子帧配置周期tprs和小区专用子帧偏移δprs。可以仅在所配置的nprs个连续下行链路子帧中发送prs，而不是在特殊子帧中发送prs。对于nprs个下行链路子帧中的第一子帧而言，prs实例可以满足以下等式：
表1定位参数信号子帧配置
然而，与gps位置确定类似，在一些情况下，通过使用prs确定ue位置可能不足以提供所需要级别的位置准确度，包括垂直定位。为了提高位置准确度，在一些实施例中，多个prs配置和/或多个天线端口可以被配置为允许ue102接收更大量的prs能量。为了允许实现垂直域定位，在一些实施例中，可以定义专用天线端口(ap)。这些特征可以被实施lte版本13(或者更后面的版本)的ue使用，但是可能不能向后与实施更早的lte版本的ue兼容，因为这些ue可能不能解析和利用经调整的配置。
为了提高位置准确度，在一些实施例中，可以使用新的prs模式。可以通过由enb104将图3a-3d中所示的prs资源单元从第一子帧复制到第二子帧中并发送重复的prs子帧集来生成新的prs模式。这可以向ue102提供更多的参考信号能量，从而提高测量性能。是否使用新的prs模式可以由enb或位置服务器经由sib信令来确定。例如，单个比特位可以被用于指示重复的prs子帧是否要由enb104发送。在一个实施例中，这个比特位可以为0以指示没有额外的prs子帧要被发送，这对应于遗留prs发送情况，并且可以为1以指示要发送重复的prs子帧。
在其中(一个或多个)第二(重复的)子帧与(一个或多个)第一子帧连续的实施例中，prs子帧的数目被有效地加倍。例如，当初始有四个子帧被配置用于prs时(即，标准配置中的连续子帧的数目为4)，在包含prs的最后的初始子帧之后可以重复包含prs的四个连续子帧，从而最终为prs提供八个连续的子帧。在其它实施例中，enb可以考虑搭载pss和sss的子帧。例如，针对tdd帧结构或者针对fdd/tdd/hd-fdd帧结构，第二子帧可以是第一子帧之后的下一个可用下行链路子帧，以避免在搭载pss/sss(子帧0和5)的子帧中的prs映射。在tdd帧结构中，下一个可用下行链路子帧可以与最后一个prs子帧相隔一个或多个(上行链路)子帧。
在一些实施例中，用于发送附加的prs模式的天线端口可以与用于发送初始模式的现有端口(即天线端口6)相同。在其它实施例中，该天线端口可以与现有的天线端口(即天线端口x，其中x是整数值)不同。在一些实施例中，在不同子帧之间的资源单元上的prs映射模式可以是相同的，以降低实施的复杂度。在一些实施例中，在不同子帧之间的资源单元上的prs映射模式可以是不同的，可以提供额外的随机性以抵抗干扰。
在一些实施例中，重复因子可以大于2。在一些实施例中，重复因子n可以是整数倍数。就是说，并非仅仅被复制(或不复制)，prs子帧可以被重复n次。在一个示例中，如果n＝3并且初始prs子帧包括2个连续prs子帧，则6个附加的prs子帧(可以是连续的，例如如果中间没有pss或sss信号要发送)可以被发送，以使得在连续的初始prs子帧时刻(occasions)之间总共可以发送8个prs子帧。用于指示重复prs子帧的存在的比特位还可以被用于指示特定模式，例如存在复制连续prs子帧的不连续prs子帧。不连续的prs重复子帧可以由预定数目的子帧分隔开，只要它们在所配置的prs周期内即可。重复的次数以及重复模式可以由控制信息中的其它比特位指示。在一些实施例中，重复prs子帧中的一些或全部可以在初始prs子帧之前。
不同于或者除了重复prs子帧以外，可以更频繁地发送prs子帧。就是说，可以将prs周期配置为短于遗留版本13的最小值160ms(如表1中所示)。新周期的示例可以是40ms或80ms并且可以考虑间隔模式，为ue提供测量间隔，其中不安排上行链路或下行链路数据通信以使得ue能够在不同频带中和/或以不同无线电接入技术执行测量。长度为6ms并且重复速率为40ms的间隔模式id0可能只可用于频率间rstd测量。
如上所述，新的prs周期可以是版本13的周期的整数倍。因而，一个或多个额外的比特位可以被用于指示增加的周期因子。例如，比特位可以为0以指示没有在使用附加的遗留prs周期，并且可以为1以指示要发送附加的(重复)prs子帧。类似地，多个比特位可以被用于指示用于增加的周期的因子。
代替调节prs子帧的重复和周期或除此之外，针对小区的一个或多个其它参考信号(rs)配置可以被配置和发送给ue102(例如在prs-configurationindex中)以提高rs密度。rs可以是任意类型的rs并且可以被用于位置测量，例如prs、crs或csi-rs。注意，以上讨论基于prs，因为prs可以提供最佳的链路预算并且从而提高最佳的结果。在一些实施例中，多个prs-info配置可以被发送给ue102。在一些实施例中，prs配置(prs-info)中的一个或多个参数可以被配置。
在多个prs配置被发送给ue102的情况下，不同配置中的不同prs可以是准同位(quasico-located)的。如果在其上传送一个天线端口上的符号的信道的大尺度信道属性可以从在其上传送另一天线端口上的符号的信道推断出，则这两个天线端口(并且从而来自这些端口的prs发送)可以是准同位的。大尺度信道属性可以包括延迟扩展、多普勒扩展、多普勒偏移、平均增益、平均延迟、每个端口所接收到的功率、接收到的定时和/或频率偏移。在一些实施例中，位置服务器可以配置指示不同配置中的prs对于ue而言是否是准同位的信息。这样的准同位信息可以在enb与esmlc之间交换。可以确保准同位以利用由于多个prs配置而得到的多个prs实例。或者，位置服务器可以简单地配置ue使用准同位的prs实例和非准同位的prs实例。
使用准同位的天线端口可以允许ue102以相干或非相干方式累加来自不同配置的prs。当从相同天线端口按相同预编码方式发送prs并且prs经历相同的衰减条件时，可以使用相干累加。不同prs配置中的prs的天线端口可以是相同的或不同的。当使用相同的天线端口时，当不同配置的prs子帧在时域中足够近时，ue102可以执行相干累加以提高rstd测量性能。
图4示出了根据一些实施例的配置多个prs配置的asn.1码。asn.1码示出了小区中的多个prs配置。如上所述，prsinfo410可以包含以下参数，包括prs-bandwidth412、prs-configurationindex414、numdl-frames418和prs-mutinginfo422。此外，prsinfo410可以包括新参数：enhanced-prs-configurationindexlist416。可以利用asn.1码定义422限定prs-configurationindexlist416。可以利用标示sequence(size(1..x))ofprs-configurationindex来限定prs-configurationindexlist416，其中x可以是整数值(所以可以使用x个不同的prs-configurationindex)。
在一些实施例中，代替提供多个prs配置，其中每个prs配置拥有其自己的、具有独立的子帧偏移和周期的独立i_prs，可以提供有限个参数。例如，在一些实施例中，可以仅提供不同的子帧偏移来用于信令优化。在一些实施例中，不同的子帧偏移可以与现有的prs-configurationindex的子帧相关。从而，重复的prs子帧可以具有与初始prs子帧相同的周期并且可以只具有不同的偏移。例如，初始prs子帧可以具有iprs＝100、tprs＝160ms和δprs＝100，并且重复的prs子帧可以具有iprs＝101、tprs＝160ms和δprs＝101。
转向垂直定位，图5示出了根据一些实施例的水平域和垂直域中的ue位置确定。在otdoa定位期间，enb504和/或位置服务器130通常可以利用至少两条信息来确定ue位置：ue502与enb504的天线端口之间的距离d514以及enb504的天线端口的高度h512。可以由位置服务器130(例如e-smlc134)根据lte定位协议(lpp)或lte定位协议a(lppa)中的所测得的rstd得到距离d514。高度h512可以是固定的不可变化的，可以被发送到位置服务器130。位置服务器130能够基于距离d514和高度h512得到ue502与enb504之间的水平距离d’516
在进行该计算时，ue高度通常可以假设为在地面上，或者忽略该计算。但是，在一些实施例中，并非假设ue502在地面上，位置服务器130可以利用由ue502确定的另一条信息θ(到达顶峰角度(zenithangleofarrival)(zoa))来确定ue高度。zoa可以被用于表示垂直域中的到达角度。与用于表示水平域中的到达角度的到达角度(aoa)类似，可以基于来自ue502的上行链路传输和enb天线阵列的已知配置来测量zoa。所接收到的连续天线元件之间的ue信号可以被进行相位偏移，并且相位偏移的程度可以取决于zoa、天线元件间隔和载波频率。通过测量相位偏移和利用已知的enodeb特性，可以确定zoa。用在该测量中的典型上行链路信号为声音参考信号(srs)或解调参考信号(dm-rs)，这些信号也可以被用于确定上行链路信道质量或定时超前。
可以根据来自不同小区的d’516基于otdoa过程来计算水平域ue位置，其中
在一些实施例中，为了得到θ，ue502可以通过测量来自enb504的下行链路信号和/或信道(例如pdcch中的控制信号)来确定zoa或预编码矩阵。或者，可以通过测量诸如非周期性srs或dm-rs或者基于pdcch顺序的prach传输等之类的上行链路信号来由enb504确定zoa或预编码矩阵。在这种情况下，用于水平域和用于垂直域的天线端口可以被共享。当ue502确定关于θ(或者zoa/预编码矩阵指数)的值时，相关的参数可以被限定用于lpp，以使得位置服务器130能够利用该信息。当enb504确定关于θ的值时，相关的参数可以被限定用于lppa，以使得位置服务器130能够利用该信息。
在一些实施例中，可以利用enb504的多个rs配置来进行ue502的垂直域定位。例如，可以利用prs配置(例如如上所述的prs配置)和/或csi-rs过程中的任一个或两者。第一rs配置可以被用于水平域定位，第二rs配置可以被用于垂直域定位。rs配置可以是相同的或者不同的，并且可以例如取决于信号强度或其它因子。第一rs和第二rs的配置可以是例如{prs,prs}、{prs,csi-rs}、{csi-rs,prs}、{prs,crs}、{crs,crs}、{crs,csi-rs}。
无论使用哪个可用rs，都可以利用来自enb504的第一天线端口的rs传输来计算水平域定位。该传输可以使用例如标准rs配置或者经修改的rs配置，如以上结合图3和图4所描述的。图6示出了根据一些实施例的利用多个参考信号配置的垂直ue位置确定。从enb604的第二天线端口到ue602的rs传输(例如csi-rs或prs)可以被进行波束成形并且与预定的结构相关联。例如，可以经由四个不同的rs配置(例如csi过程、prs配置、csi-rs配置等)发送四个固定的垂直波束612、614、616、618，以使得ue102能够确定所偏好的波束。使用分别对应于不同角度的不同的rs配置允许ue602在不同的传输之间进行区分并将角度信息提供给enb604。ue可以测量不同配置中的一个或多个配置的信号，并确定哪个配置正在被测量。被测量的参数可以是例如信号干扰噪声比(sinr)、参考信号接收功率(rsrp)(在整个带宽上运送rs的re的平均功率)或者接收到的参考信号质量(rsrq)(指示所接收到的rs的质量)。具有测量参数的最高值的特定配置(或者角度相关的参数)可以通过llp信令被报告给位置服务器130以确定ue602的垂直位置。
用于水平和垂直定位的不同天线端口或配置可以是准同位的。在这种情况下，第二rs配置可以不仅用于确定角度，还可以用于rstd测量。在这种情况下，针对不同prs配置的测量结果的报告顺序可以与位置服务器130提供的prs配置的顺序相同，以使得当不同信息被enb604接收时，位置服务器130能够区分这些不同信息。
图7示出了根据一些实施例的确定ue位置的流程图。该流程图所表示的方法可以由图1-2和5-6中所示的元件执行，所述元件包括所示出的ue、enb和/或位置服务器。在操作702处，enb可以向ue发送多个rs配置。rs配置可以例如是prs配置，该prs配置向ue指出不同的prs模式被enb发送。可以利用enb的相同或不同的天线端口发送不同prs配置的prs。非遗留prs子帧中的资源单元可以仅仅复制来自遗留prs子帧的prs资源单元或者可以不依赖于遗留prs子帧的资源单元。非遗留prs子帧可以与遗留prs子帧连续或者不连续，以使得非遗留prs子帧出现在遗留prs子帧之后。enb可以考虑搭载pss和sss的子帧以及利用下一个可用下行链路子帧(可以与由于上行链路子帧而导致的上一个遗留prs子帧分开)。每个prs配置可以拥有其自己的、具有独立的子帧偏移和周期的独立配置指数。
在一些实施例中，并非提供新的prs配置，而是可以按一个或多个非遗留方式调整prs配置。prs配置中的不同参数可以被改变为采用非遗留值。例如，周期可以被延长以使得prs被更频繁地发送。重复可以考虑间隔模式。
此外，ue可以从enb或其它enb接收一个或多个其它rs配置。rs配置可以针对要由ue测量以进行垂直定位的prs、crs、csi-rs、srs或dm-rs控制信号，以及用于确定信道质量。可以为enb限定相同的或专用的天线端口以进行垂直定位信号传输和横向定位信号传输。可以由enb在不同的角度发送利用不同rs(或者具有不同特性的rs)的不同垂直波束。
如上所述，ue可以是被配置为利用lte预版本13标准进行操作的遗留ue，或者非遗留ue。可以由ue在操作704处确定是否使用新的prs模式。可以由enb经由sib发送包含新的prs模式的prs配置(不管是新的prs配置被添加还是遗留prs配置被改变)。
如果ue不是遗留ue，则ue可以读取和理解prs配置。因而，除了遗留prs配置以外，非遗留ue还可以接受新的prs配置，或者能够接受用于prs配置中的非遗留值。非遗留ue可以在操作706处测量整个prs集合(包括遗留prs和非遗留prs)。非遗留ue还可以得到和测量来自enb的rs信号。非遗留ue可以利用rs信号确定zoa或预编码矩阵。
如果ue是遗留ue，则在一些实施例中，该ue可能不能读取和理解单独的新的非遗留prs配置或者具有非遗留值的prs配置。在前一种情况下，遗留ue可以忽略单独的非遗留prs配置。在后一种情况下，遗留ue可能不能理解经修改的遗留prs配置中所提供的值，并向enb发送错误消息，或者可以利用enb通过控制信令所提供的一组默认值。遗留ue可以在操作708处仅测量遗留prs。遗留ue可以利用rs信号确定zoa或预编码矩阵。
不管ue测量了遗留和非遗留prs两者还是仅测量了遗留prs，在操作710处，ue都可以将所估计的时间偏移和测量质量的估计值报告给enb。enb可以进而将来自ue的信息报告给位置服务器。位置服务器可以利用时间差估计值、已知的小区位置和所测得的发送时间偏移来估计ue相对于enb的横向位置。
位置服务器还可以接收来自ue的rs测量结果。作为替代或者附加，位置服务器可以接收zoa和预编码矩阵信息中的至少一个。ue可以在不同的传输之间进行区分并将角度信息提供给enb。具体而言，无论适合在操作706还是在操作708中进行，ue都可以测量不同配置中具有最佳特性的一个或多个配置的信号，并且在向enb/位置服务器报告之前确定正在测量哪个配置。利用该信息以及ue与enb的距离，位置服务器还可以计算出ue的垂直位置。
图8是根据一些实施例的通信设备的框图。该设备可以是ue或enb，例如可以被配置为跟踪如本文中所述的ue的、图1中所示的ue102或enb104。通信设备800可以包括用于利用一个或多个天线801发送和接收信号的物理层电路802。通信设备800还可以包括用于控制对无线介质的访问的介质访问控制层(mac)电路804。通信设备800还可以包括被布置为执行本文中所描述的操作的诸如一个或多个单核或多核处理器之类的处理电路806和存储器808。物理层电路802、mac电路804和处理电路806可以处理各种无线电控制功能，这些功能允许实现与和一个或多个无线电技术兼容的一个或多个无线电网络的通信。无线电控制功能可以包括信号调制、编码、解码、射频偏移等。例如，类似于图2中所示的设备，在一些实施例中，可以利用wman、wlan和wpan中的一个或多个实现通信。在一些实施例中，通信设备800可以被配置为根据8gpp标准或其它协议或标准进行操作，所述协议或标准包括wimax、wifi、gsm、edge、geran、umts、utran或已开发的或者将要开发的其它8g、8g、4g、5g等技术。
天线801可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如双极天线、单极天线、补丁天线、环形天线、微带天线或者适合用于发送rf信号的其它类型的天线。在一些mimo实施例中，天线801可以被有效地分开以利用空间多样性和可能产生的不同信道特性。
虽然通信设备800被图示为具有若干个分开的功能元件，但是这些功能元件中的一个或多个可以被组合并且可以用软件配置的元件的组合来实现，这些元件例如包括dsp的处理元件和/或其它硬件元件。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、dsp、fpga、asic、rfic和用于执行至少本文中所描述的功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，功能元件可以指在一个或多个处理元件上操作的一个或多个处理过程。实施例可以在硬件、固件和软件中的一个或组合中实现。实施例也可以被实现为存储在计算机可读存储设备上的指令，这些指令可以被至少一个处理器读取和执行以实现本文中所描述的操作。
图9示出了根据一些实施例的示例机器的框图。本文中所讨论的技术(例如方法)中的任意一个或多个技术可以由示例机器900执行。在替代实施例中，机器900可以作为单机设备进行操作或者可以被连接(例如联网)到其它机器。在联网部署中，机器900可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户端机器或者这两者的身份进行操作。在示例中，机器900可以用作对等(p2p)(或其它分布式)网络环境中的对等机器。机器900可以是ue、enb、ap、sta、个人计算机(pc)、平板pc、stb、pda、移动电话、智能电话、web设备、网络路由器、开关或网桥或者能够执行指定该机器要采取的动作的(顺序的或者其它形式的)指令的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但是术语“机器”还应当被认为包括任何机器的集合，这些机器单独地或者联合执行一组(或多组)指令以实现本文中所讨论的方法中的任意一个或多个，例如云计算、软件即服务(saas)、其它计算机集群配置。
如本文中所描述的示例可以包括逻辑或者多个组件、模块或机制，或者可以在逻辑或者多个组件、模块或机制上进行操作。模块是能够执行指定操作的有形实体(例如硬件)并且可以按特定方式配置或布置。在示例中，电路可以作为模块按指定的方式被布置(例如在内部或者针对诸如其它电路之类的外部实体而被布置)。在示例中，一个或多个计算机系统(例如单机、客户端或服务器计算机系统)或者一个或多个硬件处理器的整体或部分可以通过固件或软件被配置为操作为执行指定操作的模块。在示例中，软件可以位于机器可读介质上。在示例中，软件在被模块的下层硬件执行时使得该硬件执行指定操作。
相应地，术语“模块”被理解为包括有形实体，即物理上被构建的、专门配置(例如硬布线)或者暂时(例如暂态地)配置为按指定方式进行操作或者执行本文中所描述的任意操作的部分或全部的实体。考虑其中模块被暂时配置的示例，每个模块不需要在任意一个时刻被实例化。例如，在模块包括利用软件配置的通用硬件处理器的情况下，通用硬件处理器可以在不同的时间被配置为相应的不同模块。软件可以相应地配置硬件处理器，例如以在一个时刻构建特定模块并且在不同的时刻构建不同的模块。
机器(例如计算机系统)900可以包括硬件处理器902(例如中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、硬件处理器核或者它们的任意组合)、主存储器904和静态存储器906，它们中的一些或全部可以通过相互链接(例如总线)908与彼此通信。机器900还可以包括显示单元910、字母数字输入设备912(例如键盘)和用户接口(ui)导航设备914(例如鼠标)。在示例中，显示单元910、输入设备912和ui导航设备914可以是触摸屏显示器。机器900还可以包括存储设备(例如驱动单元)916、信号发生设备918(例如扬声器)、网络接口设备920以及一个或多个传感器921，例如全球定位系统(gps)传感器、罗盘、加速度计或者其它传感器。机器900可以包括输出控制器928，例如与一个或多个外围设备(例如打印机、读卡器等)通信或者控制一个或多个外围设备的串行(例如通用串行总线(usb))、并行或者其它有线或无线(例如红外(ir)、近场通信(nfc)等)连接。
存储设备916可以包括其上存储有一组或更多组数据结构或指令924(例如软件)的机器可读介质922，所述数据结构或指令924体现本文中所描述的技术或功能中的任意一个或更多个或者被这任意一个或更多个技术或功能利用。指令924还可以在由机器900对其执行期间完全或者至少部分位于主存储器904内、静态存储器906内或者硬件处理器902内。在示例中，硬件处理器902、主存储器904、静态存储器906或存储设备916中的一个或任意组合可以构成机器可读介质。
虽然机器可读介质922被显示为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括被配置为存储一个或多个指令924的单个介质或多个介质(例如集中式或分布式数据库、和/或关联的缓存和服务器)。
术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或搭载指令或者能够存储、编码或搭载这些指令所使用的或者相关联的数据结构的任意介质，所述指令由机器900执行并且使得机器900执行本公开的技术中的任意一个或更多个。非限制性机器可读介质示例可以包括固态存储器、以及光和磁性介质。机器可读介质的具体示例可以包括：非易失性存储器，例如半导体存储器设备(例如电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘和可移除磁盘；磁光盘；随机访问存储器(ram)；以及cd-rom和dvd-rom盘。在一些示例中，机器可读介质可以包括非暂态机器可读介质。在一些示例中，机器可读介质可以包括并非暂态传播信号的机器可读介质。
还可以经由网络接口设备920利用传输介质在通信网络926上发送或接收指令924，所述网络接口设备920利用多个传送协议中的任意一个(例如帧中继、互联网协议(ip)、传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)、超文本传输协议(http)等)。示例通信网络可以包括局域网(lan)、广域网(wan)、分组数据网络(例如互联网)、移动电话网络(例如蜂窝网络)、简易老式电话(pots)网络、和无线数据网络(例如被称为
示例1是一种用户设备(ue)的装置，包括：收发器，该收发器被布置为与增强nodeb(enb)通信；以及处理电路，该处理电路被布置为：配置收发器以接收多个参考信号(rs)，这些rs包括在第一组定位参考信号(prs)子帧中接收到的第一prs模式和在第二组prs子帧中接收到的第二prs模式，其中第二组prs子帧在后面的第一组prs子帧之前被收发器接收；测量第一和第二prs模式下的prs资源单元(re)，每个prsre包括prs；并且将收发器配置为发送第一和第二prs模式中的每个prs模式下的prs的测量结果以允许基于测量结果确定ue的水平和垂直定位。
在示例2中，示例1的主题可选地包括处理电路还被布置为配置收发器来接收包括第一和第二prs配置的prsinfo控制信号，第一和第二prs配置分别指示第一和第二prs模式。
在示例3中，示例2的主题可选地包括第一和第二prs配置包括遗留prs配置和非遗留prs配置，遗留prs配置指示可以由遗留和非遗留ue接收的prs，非遗留prs配置指示可以由非遗留ue接收的prs，遗留ue被配置为利用第三代合作伙伴项目长期演进(3gpplte)标准的版本13之前的标准进行通信。
在示例4中，示例2-3中的任意一个或多个示例的主题可选地包括第一和第二prs配置中的每个prs配置包括与第一和第二prs配置中的另一个prs配置中的参数相独立的参数，参数包括具有子帧偏移和周期的配置指数。
在示例5中，示例1-4中的任意一个或多个示例的主题可选地包括非遗留prs模式的非遗留prs子帧中的prsre重复遗留prs模式的遗留prs子帧中的prsre。
在示例6中，示例1-5中的任意一个或多个示例的主题可选地包括第一和第二prs模式是准同位的。
在示例7中，示例1-6中的任意一个或多个示例的主题可选地包括第一和第二组prs子帧是排除一个或多个子帧的连续的下行链路子帧，其中被排除的一个或多个子帧中的每个子帧包括主同步信号(pss)和次同步信号(sss)中的至少一个并且被放置在第一组prs子帧之后和第二组prs子帧之前。
在示例8中，示例1-7中的任意一个或多个示例的主题可选地包括，其中处理电路还被布置为：配置收发器来接收包括prs配置的prsinfo控制信号，prs配置指示形成第一和第二prs模式的具有小于160ms的周期的prs子帧。
在示例9中，示例1-8中的任意一个或多个示例的主题可选地包括第一和第二prs模式的prs从enb的不同的天线端口被接收。
在示例10中，示例1-9中的任意一个或多个示例的主题可选地包括rs还包括与横向定位rs相比从不同的天线端口接收到的垂直定位rs。
在示例11中，示例10的主题可选地包括处理电路还被布置为利用rs中的至少一个rs测量参考信号时间差(rstd)，并且确定rs中的至少一个rs的到达顶峰(zoa)和预编码矩阵中的至少一个，zoa和预编码矩阵中的至少一个和rstd提供信息以确定所述ue的垂直位置。
在示例12中，示例11的主题可选地包括横向定位rs和垂直定位rs包括不同的rs配置，不同的天线端口和配置中的至少一个是准共同定位的，并且处理电路还被布置为配置收发器以与rs配置被收发器接收的顺序相同的顺序发送针对横向定位rs和垂直定位rs的测量结果。
在示例13中，示例1-12中的任意一个或多个示例的主题可选地包括处理电路还被布置为配置收发器在不同的角度接收rs，在不同的角度接收到的rs包括不同的rs配置；测量rs；确定rs的rs配置中具有被测量参数的最高值的特定rs配置；并且配置收发器将特定rs配置报告给位置服务器。
在示例14中，示例1-13中的任意一个或多个示例的主题可选地还包括天线，该天线被配置为发送和接收在收发器与源和目标enb中的至少一个之间的通信。
示例15是一种增强nodeb(enb)的装置，包括：收发器，该收发器被布置为与用户设备(ue)通信；以及处理电路，该处理电路被布置为配置收发器向ue发送包括至少一个prs配置的prsinfo控制信号；配置收发器在发送prsinfo控制信号之后向ue发送多个参考信号(rs)，rs包括在第一组定位参考信号(prs)子帧中的第一prs模式和在第二组prs子帧中的第二prs模式，其中第二组prs子帧在后面的第一组prs子帧之前被发送；配置收发器从ue接收关于第一和第二prs模式中的每个prs模式下的prs的测量结果；并且基于测量结果确定ue的水平和垂直定位。
在示例16中，示例15的主题可选地包括prsinfo控制信号包括第一和第二prs配置，第一和第二prs配置分别指示第一和第二prs模式，并且存在以下配置中的至少一种：第一和第二prs配置包括遗留prs配置和非遗留prs配置，遗留prs配置指示可以由遗留和非遗留ue接收的prs，非遗留prs配置指示可以由非遗留ue接收的prs，遗留ue被配置为利用第三代合作伙伴项目长期演进(3gpplte)标准的版本13之前的标准进行通信；以及第一和第二prs配置中的每个prs配置包括与第一和第二prs配置中的另一个prs配置中的参数相独立的参数，参数包括具有子帧偏移和周期的配置指数。
在示例17中，示例15-16中的任意一个或多个示例的主题可选地包括非遗留prs模式的非遗留prs子帧中的prs资源单元(re)重复遗留prs模式的遗留prs子帧中的prsre。
在示例18中，示例15-17中的任意一个或多个示例的主题可选地包括，其中处理电路还被布置为确定是否要在第一组prs子帧和第二组prs子帧之间发送中间子帧，其中中间子帧包括主同步信号(pss)和次同步信号(sss)中的至少一个；配置收发器响应于确定要发送中间子帧而在非连续下行链路子帧中发送第一和第二组prs子帧；并且配置收发器响应于确定没有要发送中间子帧而在连续下行链路子帧中发送第一和第二组prs子帧。
在示例19中，示例15-18中的任意一个或多个示例的主题可选地包括第一和第二prs模式的prs从enb的不同的天线端口被发送。
在示例20中，示例15-19中的任意一个或多个示例的主题可选地包括rs还包括与横向定位rs相比从不同的天线端口发送的垂直定位rs。
在示例21中，示例15-20中的任意一个或多个示例的主题可选地包括处理电路还被布置为配置收发器从ue接收与rs中的至少一个的到达顶峰(zoa)和预编码矩阵中的至少一个相关的被测量值；并且配置收发器经由长期演进(lte)定位协议附录(lppa)向演进的服务移动位置中心(e-smlc)发送与被测量值相关的用于确定ue的垂直位置的信息。
在示例22中，示例21的主题可选地包括rs还包括具有不同rs配置的垂直定位rs和横向定位rs，并且处理电路还被布置为配置收发器以与rs配置被收发器发送的顺序相同的顺序从ue接收针对横向定位rs和垂直定位rs的测量结果。
在示例23中，示例15-22中的任意一个或多个示例的主题可选地包括处理电路还被布置为配置收发器在不同的角度发送rs，在不同的角度发送的rs包括不同的rs配置。
示例24是一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令由用户设备(ue)的一个或多个处理器执行以配置ue与增强nodeb(enb)通信，使得一个或多个处理器将ue配置为接收包括至少一个prs配置和后续多个参考信号(rs)的prsinfo控制信号，rs包括在第一组定位参考信号(prs)子帧中接收到的第一prs模式和在第二组prs子帧中接收到的第二prs模式，第二组prs子帧在后面的第一组prs子帧之前被收发器接收，rs包括垂直定位rs和横向定位rs；测量第一和第二prs模式下的prs资源单元(re)，每个prs资源单元包括prs；并且发送第一和第二prs模式中的每个prs模式下的prs的测量结果。
在示例25中，示例24的主题可选地包括prsinfo控制信号包括第一和第二prs配置，第一和第二prs配置分别指示第一和第二prs模式，第一和第二prs配置包括遗留prs配置和非遗留prs配置，遗留prs配置指示可以由遗留和非遗留ue接收的prs，非遗留prs配置指示可以由非遗留ue接收的prs，遗留ue被配置为利用第三代合作伙伴项目长期演进(3gpplte)标准的版本13之前的标准进行通信，并且第一和第二prs配置中的每个prs配置包括与第一和第二prs配置中的另一个prs配置中的参数相独立的参数，参数包括具有子帧偏移和周期的配置指数。
在示例26中，示例24-25中的任意一个或多个示例的主题可选地包括横向定位rs和垂直定位rs包括不同的rs配置，一个或多个处理器还将ue配置为利用rs中的至少一个rs测量参考信号时间差(rstd)，并且确定rs中的至少一个rs的到达顶峰(zoa)和预编码矩阵中的至少一个，zoa和预编码矩阵中的至少一个和rstd提供信息以确定ue的垂直位置。
在示例27中，示例24-26中的任意一个或多个示例的主题可选地包括一个或多个处理器进一步将ue配置为在不同的角度接收rs，在不同的角度接收到的rs包括不同的rs配置；测量rs；确定rs的rs配置中具有被测量参数的最高值的特定rs配置；将特定rs配置报告给位置服务器。
虽然已参考具体示例实施例描述了实施例，但是应明白在不脱离本公开的更宽的精神和范围的情况下可以对这些实施例做出各种修改和改变。因此，说明书和附图被视为说明性的而非限制性的。构成说明书的一部分的附图通过图示而非限制的方式显示其中可以实现本申请的主题的具体实施例。所图示的实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实现本文中所公开的教导。可以利用和得到其它实施例，以使得可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑上的替换和改变。因此，该详细描述不认为是限制性的，并且各个实施例的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求的等同物的范围限定。
本发明主题的这些实施例可以在本文中单独地和/或总地用术语“发明”来指代，该术语仅仅是为了方便，而不是要主动将本申请的范围限制为任何单一发明或发明概念(在实际上公开了不止一个实施例的情况下)。因而，虽然本文中已图示和描述了具体实施例，但是应当理解被设计为实现相同目的的任何布置都可以被替换用于所示出的具体实施例。本公开旨在涵盖各个实施例的任意和全部适配形式或变化。本领域技术人员在查看以上描述之后将明白以上实施例的组合以及本文中没有具体描述的其它实施例。
在本文档中，如专利文献中常用的，词语“一个”被用于包括一个或一个以上，与“至少一个”或“一个或多个”的任何其它实例或使用无关。在该文档中，词语“或”被用于指非排他的或者，例如“a或b”包括“有a但没有b”、“有b但没有a”以及“a和b”，除非另外指明。在该文档中，词语“包含”和“在其中”被用作相应的术语“包括”和“其中”的易懂英语等同语。此外，在所附权利要求中，词语“包含”和“包括”是开放式的，就是说，包括在权利要求中这样的词语之后所列出的那些项以外的元素的系统、ue、制品、合成物、配方或过程仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，词语“第一”、“第二”、“第三”仅仅用作标签，而不意图对它们的对象施加数值要求。
本公开的摘要被提供以符合37c.f.r.§1.72(b)，要求有使得读者能够快速明确本技术公开的本质的摘要。所提交的摘要应理解为将不被用于解释或限制权利要求的范围和含义。此外，在之前的详细描述中，可以看出为了组织本公开的内容而将各种特征一起组合在单个实施例中。本公开的方法将不被解释为反映如下目的：所要求保护的实施例需要比每个权利要求中所明确引用的特征更多的特征。相反，如所附权利要求所反映的，发明主题取决于少于单个公开实施例的所有特征的特征。因而，所附权利要求被合并到详细描述中，每个权利要求本身作为单独的实施例而存在。
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