提高水平和垂直定位準確性的設備和方法與流程
優先權要求
本申請要求2015年1月26日遞交的、題為“ran1/ran2:methodtoimprovethepositioningaccuracyinhorizontalandverticaldomain”的美國臨時專利申請no.62/107,665的優先權，該申請通過引用被整體合并于此。
實施例涉及無線電接入網絡。一些實施例涉及在蜂窩網絡中確定位置，蜂窩網絡包括第三代合作伙伴項目長期演進(3gpplte)網絡和升級的lte(lte-a)網絡以及第四代(4g)網絡和第五代(5g)網絡。
背景技術：
在過去的二十年，對個人通信設備的使用呈現巨大的增長。移動設備(用戶設備或ue)在現代社會中的滲透持續地驅動著對許多不同環境下的各種各樣的聯網設備的需求。在家庭和工作生活的各個方面，對利用3gpp系統的聯網ue的使用都有增多。不斷增加的移動服務涉及準確確定ue的位置。最常見的定位方法之一是通過使用全球定位系統(gps)或全球導航衛星系統(gnss)。除了為商業和個人應用提供定位以外，作為緊急呼叫處理(e911服務)的一部分，啟用gps/gnss的ue也可能被緊急服務用來獲得關于ue的位置的信息。雖然針對e911服務的位置確定由聯邦通信委員會(fcc)命令執行，但是在許多情況下，基于衛星(gps/gnss)信號的位置確定是不起作用的。具體而言，在某些區域中由于衛星信號被阻擋而導致gps或gnss不可用，例如建筑物內部或者其中ue不能夠檢測到來自足夠數目的衛星的信號的其它區域。隨著fcc指導方針變得更加嚴格，這個問題只可能會加劇，fcc目前要求67％的室外e911通信的定位精度為50m并且80％(到2020年升至90％)的呼叫的定位精度為150m。而且，fcc正提議將e911位置確定延伸至室內位置并且對于67％(到2020年升至80％)的室內e911通信還需要在呼叫方3米以內的垂直位置信息。
用于長期演進(lte)網絡的3gpp標準的最近版本(版本13)包含對于位置確定的更新的要求，鑒于網絡的當前定位能力，這些更新的要求是很難達到的。因而，需要提高定位準確性并且允許實現ue的垂直域定位。
附圖說明
在附圖中，相似的標號可以描述不同視圖中的類似組件，其中這些附圖不一定按比例繪制。具有不同字母下標的相似標號可以表示類似組件的不同實例。附圖一般通過示例的方式而非限制的方式來圖示本文檔中所討論的各個實施例。
圖1是根據一些實施例的3gpp網絡的功能圖。
圖2示出了根據一些實施例的ue的組件。
圖3a-d示出了根據一些實施例的包含prs的下行鏈路信道資源塊。
圖4示出了根據一些實施例的配置多個prs配置的asn.1代碼。
圖5示出了根據一些實施例的水平域和垂直域內的ue位置確定。
圖6示出了根據一些實施例的使用多個參考信號配置的垂直ue位置確定。
圖7示出了根據一些實施例的確定ue位置的流程圖。
圖8是根據一些實施例的通信設備的框圖。
圖9示出了根據一些實施例的示例機器的框圖。
具體實施方式
以下描述和附圖充分地說明了具體實施例以使得本領域技術人員能夠實現這些實施例。其它實施例可以包括結構變化、邏輯變化、電相關的變化、處理過程變化及其它變化。一些實施例的部件和特征可以被包括在其它實施例的部件和特征中或者替換其它實施例的部件和特征。權利要求書中所給出的實施例包括那些權利要求的所有可得到的等同物。
圖1示出了根據一些實施例的具有網絡的各種組件的長期演進(lte)網絡的端到端網絡體系結構的一部分的示例。如本文中所使用的，lte和lte-a網絡和設備(包括3g、4g和5g網絡和設備)僅被稱為lte網絡和設備。網絡100可以包括通過si接口115耦合在一起的無線電接入網絡(ran)(例如，如圖所示的e-utran或演進的通用地面無線電接入網絡)101和核心網絡120(例如被顯示為演進的分組核心(epc))。為了方便和簡潔，在示例中僅示出了核心網絡120的一部分以及ran101。
核心網絡120可以包括移動性管理實體(mme)122、服務網關(服務gw)124和分組數據網絡網關(pdngw)126。ran包括用于與用戶設備(ue)102通信的增強節點b(enb)104(可以操作為基站)。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參考信號(prs)實現位置確定。
mme122可以在功能方面類似于遺留服務gprs支持節點(sgsn)的控制平面。mme可以管理接入的移動性方面，例如網關選擇和跟蹤區域列表管理。服務gw124可以終止(terminate)朝向ran101的接口，并且在ran101與核心網絡120之間路由數據分組。此外，服務gw124可以是用于enb之間的切換的本地移動錨點并且還可以為3gpp之間的移動提供錨定。其它職責可以包括合法攔截、計費和一些策略執行。服務gw124和mme122可以在一個物理節點或者分開的物理節點中實現。pdngw126可以終止朝向分組數據網絡(pdn)的sgi接口。pdngw126可以在epc120與外部pdn之間路由數據分組，并且可以是用于策略執行和計費數據收集的關鍵節點。pdngw126還可以為利用非lte接入的移動性提供錨點。外部pdn可以是任何類型的ip網絡，以及ip多媒體子系統(ims)域。pdngw126和服務網關124可以在一個物理節點或者分開的物理節點中實現。
pdngw126和mme122還可以被連接到位置服務器130。ue和enb可以分別經由用戶平面(u-plane)和/或控制平面(c-plane)與位置服務器130通信。位置服務器130可以是物理或邏輯實體，該實體收集來自ue102和enb104的測量數據和其它位置信息并且幫助ue102估計ue102的位置，提供對基于網絡的位置的計算，如下面將更詳細指出的。具體而言，ue102可以被連接到enb104。enb104可以經由控制平面被連接到mme122，mme122可以進而被連接到位置服務器130的演進的服務移動位置中心(e-smlc)134。enb104還可以通過pdngw126經由用戶平面被連接到位置服務器130的安全用戶平面(supl)位置平臺(slp)132。位置服務器130的slp132可以通過pdngw126向ue102提供信息。
enb104(宏enb和微enb)可以終止空中接口協議并且可以是ue102的第一接觸點。在一些實施例中，enb104可以實現用于ran101的各種邏輯功能，包括但不限于rnc(無線電網絡控制器功能)，例如無線電承載管理、上行鏈路和下行鏈路動態無線電資源管理和數據分組調度、以及移動性管理。根據實施例，ue102可以被配置為根據ofdma通信技術在多載波通信信道上與enb104傳輸正交頻分多路復用(ofdm)通信信號。ofdm信號可以包括多個正交子載波。每個enb104能夠向與該enb104連接的每個ue102發送重新配置消息。該重新配置消息可以包括重新配置信息，該重新配置信息包括一個或多個參數，這些參數指示關于在移動性場景(例如切換)中重新配置ue102以減小切換中所涉及到的延遲的具體信息。這些參數可以包括物理層和第2層重新配置指示符，以及安全密鑰更新指示符。這些參數可以被用于指示ue102避開或跳過所指出的一個或多個處理過程以減少ue102與網絡之間的消息傳送。網絡能夠在ue102與新的enb104之間自動路由分組數據并且能夠在移動中所涉及到的enb104之間提供所需要的信息。但是，本申請不局限于此，下面將更詳細地描述附加的實施例。
s1接口115是將ran101與epc120分開的接口。s1接口115可以被分成兩部分：搭載enb104與服務gw124之間的流量數據的si-u，以及作為enb104與mme122之間的信令接口的s1-mme。x2接口是enb104之間的接口。x2接口可以包括兩部分：x2-c和x2-u。x2-c可以是enb104之間的控制平面接口，而x2-u可以是enb104之間的用戶平面接口。
利用蜂窩網絡，lp小區可以被用于將覆蓋范圍延伸至室外信號不能很好地到達的室內區域，或者增加電話使用非常密集的區域(例如火車站)中的網絡容量。如本文中所使用的，術語低功率(lp)enb可以指用于實現較窄小的小區(比宏小區窄小)的任何合適的較低功率的enb，所述較窄小的小區例如是毫微微小區、微微小區或微小區。毫微微小區enb可能通常被移動網絡運營商提供給其住宅或企業用戶。毫微微小區可能通常具有住宅網關的尺寸或者更小的尺寸，并且一般連接到用戶的寬帶線路。一旦插上電，毫微微小區就可以連接到移動運營商的移動網絡并且為住宅毫微微小區提供范圍通常在30至50米的額外的覆蓋。因而，lpenb可以是毫微微enb，因為其通過pdngw126被耦接。類似地，微微小區可以是通常覆蓋小區域的無線通信系統，所述小區域例如建筑物內(辦公室、購物中心、火車站等)或者最近出現的空中飛行器內。微微小區enb一般可以通過其基站控制器(bsc)功能通過x2鏈路連接到另一enb(例如宏enb)。因而，lpenb可以用微微小區enb來實現，因為其經由x2接口被耦接到宏enb。微微小區enb或其它lpenb可以包括宏enb的一些或所有功能。在一些情況下，這可以被稱為接入點基站或者企業毫微微小區。
與ran101相同的地理區域內可能存在其它無線通信設備。如圖1中所示，wlan設備包括一個或多個接入點(ap)103和與ap103通信的一個或多個站點(sta)105。wlan設備可以使用諸如ieee802.11a/b/n/ac協議之類的一個或多個ieee802.11協議進行通信。由于wlan設備103、105的功率可能非常有限，所以與enb104相比，wlan設備103、105可以是地理上局地化的。
lte網絡上的通信可以被分成10ms的幀，每個幀包含十個1ms的子幀。每個子幀又可以包含兩個0.5ms的時隙。取決于所使用的系統，每個時隙可以包含6-7個符號。資源塊(rb)(也被稱為物理資源塊(prb))可以是可分配給ue102的最小資源單位。資源塊可以在頻率上有180khz寬并且在時間上有1個時隙長。在頻率上，資源塊可以有12×15khz個子載波或者24×7.5khz個子載波那么寬。對于大多數信道和信號而言，每個資源塊可以使用12個子載波。在頻分雙工(fdd)模式下，上行鏈路和下行鏈路幀可以是10ms并且可以是在頻率(全雙工)或時間(半雙工)上分開的。在時分雙工(tdd)結構中，上行鏈路和下行鏈路子幀可以在相同頻率上進行傳送并且可以在時域中進行多路復用。下行鏈路資源網格可以被用于從enb到ue的下行鏈路傳輸。該網格可以是時間-頻率網格，是每個時隙中的下行鏈路中的物理資源。資源網格的每一列和每一行可以分別對應于一個ofdm符號和一個ofdm子載波。資源網格在時域中的持續時間可以對應于一個時隙。資源網格中的最小時間-頻率單位可以被表示為資源單元。每個資源網格可以包括多個上述資源塊，這些資源塊描述特定網絡信道到資源單元的映射關系。每個資源塊可以包括12(子載波)×14(符號)＝168個資源單元。
可能存在利用這樣的資源塊傳輸的若干個不同的物理下行鏈路信道。這些物理下行鏈路信道中的兩個可以是物理下行鏈路控制信道(pdcch)和物理下行鏈路共享信道(pdsch)。每個子幀可以被分到pdcch和pdsch中。pdcch正常情況下可能占用每個子幀的前兩個符號，并且運送關于與pdsch信道有關的傳輸格式和資源分配的信息以及與上行鏈路共享信道有關的h-arq信息等等。pdsch可以運送去往ue102的用戶數據和更高層的信令并且占用子幀的剩余部分。通常，可以基于從ue102提供至enb的信道質量信息在enb104處執行下行鏈路調度(向小區內的ue102分配控制和共享信道資源塊)，然后下行鏈路資源分配信息可以在用于(分配給)每個ue102的pdcch上被發送給該ue102。傳輸時間間隔(tti)可以是其中enb104能夠調度ue102進行上行鏈路或下行鏈路傳輸的最小時間單位。pdcch可以包含來自資源網格的在相同子幀中的pdsch上傳送的下行鏈路控制信息(dci)，該dci采用告訴ue102如何找到并解碼數據的多種格式中的一種格式。dci格式可以提供很多細節，例如資源塊的數目、資源分配類型、調制機制、傳輸塊、冗余版本、編碼速率等。每個dci格式可以具有循環冗余碼(crc)并且可以利用標識pdsch要去往的目標ue102的無線電網絡臨時標識符(rnti)進行加擾。使用ue102專用的rnti可以將dci格式(以及對應的pdsch)的解碼限制為僅僅針對要去往的ue102。
類似地，上行鏈路子幀可以包含物理上行鏈路共享信道(pusch)和具有物理隨機訪問信道(prach)的物理上行鏈路控制信道(pucch)。pucch可以提供各種控制信號，包括harq確認/未確認、一個或多個信道質量指示符(cqi)、mimo反饋(排名指示符，ri；預編碼矩陣指示符，pmi)以及對于上行鏈路傳輸的調度請求。pucch可以在系統帶寬的邊緣處的頻率區域內進行傳送，并且可以在系統帶寬的一端處包括每次傳送的一個rb，后面跟著在信道頻譜的相對端處的下一個時隙中的rb，從而利用頻率多樣性。pucch控制區域可以包括每兩個rb。bpsk或qpsk可以被用于對pucch信息的調制。prach可以被用于隨機訪問功能并且由兩個序列構成：循環前綴和保護時段。前導序列可以被重復以使得在鏈路狀況較差時enb能夠對前導序列進行解碼。pmi被用于預編碼，其中若干層的波束被形成以提高考慮傳輸信道的特性的這些層的接收質量。enb104可以對信道進行測量并告知ue102利用合適的預編碼機制的預編碼器，這允許ue102基于該信息執行預編碼。預編碼器可以用矩陣來表示(即預編碼矩陣)，其中矩陣行的數目等于天線的數目并且矩陣列的數目等于層的數目。
本文中所描述的實施例可以利用任何適當配置的硬件和/或軟件被實現到系統中。圖2示出了根據一些實施例的ue的組件。所示出的組件中的至少一些組件可以被用于enb或mme，例如圖1中所示的ue102或enb104。ue200和其它組件可以被配置為使用如本文中所描述的定位參考信號(prs)來確定ue位置。ue200可以是圖1中所示的ue102中的一個，并且可以是靜止的非移動設備或者可以是移動設備。在一些實施例中，ue200可以包括至少如圖所示地耦接在一起的應用電路202、基帶電路204、射頻(rf)電路206、前端模塊(fem)電路208以及一個或多個天線210。基帶電路204、rf電路206和fem電路208中的至少一些可以形成收發器。在一些實施例中，諸如enb之類的其它網絡元件可以包含圖2中所示的組件中的一些或全部。諸如mme之類的其它網絡元件可以包含接口(例如s1接口)，以通過關于ue的有線連接與enb通信。
應用或處理電路202可以包括一個或多個應用處理器。例如，應用電路202可以包括例如但不限于一個或多個單核或多核處理器的電路。處理器可以包括通用處理器和專用處理器(例如圖形處理器、應用處理器等)的任意組合。處理器可以與存儲器/存儲裝置耦接和/或可以包括存儲器/存儲裝置，并且可以被配置為執行存儲器/存儲裝置中所存儲的指令以使得各種應用和/或操作系統能夠在系統上運行。
基帶電路204可以包括例如但不限于一個或多個單核或多核處理器的電路。基帶電路204可以包括一個或多個基帶處理器和/或控制邏輯以處理從rf電路206的接收信號路徑接收到的基帶信號并生成用于rf電路的發送信號路徑的基帶信號。基帶處理電路204可以與應用電路202接口連接以生成和處理基帶信號并且控制rf電路206的操作。例如，在一些實施例中，基帶電路204可以包括第二代(2g)基帶處理器204a、第三代(3g)基帶處理器204b、第四代(4g)基帶處理器204c和/或針對其它現有代、開發中的代或者未來要開發的代(例如第五代(5g)、6g等)。基帶電路204(例如基帶處理器204a-d中一個或多個)可以處理允許實現經由rf電路206與一個或多個無線電網絡的通信的各種無線電控制功能。無線電控制功能可以包括但不限于信號調制/解調、編碼/解碼、射頻偏移等。在一些實施例中，基帶電路204的調制/解調電路可以包括快速傅里葉變換(fft)、預編碼和/或星座映射/去映射功能。在一些實施例中，基帶電路204的編碼/解碼電路可以包括卷積、截尾卷積、turbo、viterbi和/或低密度奇偶校驗(ldpc)編碼器/解碼器功能。調制/解調和編碼器/解碼器功能的實施例不限于這些示例，并且可以包括其它實施例中的其它合適的功能。
在一些實施例中，基帶電路204可以包括協議棧的單元，例如演進的通用陸地無線電接入網絡(eutran)協議的單元，包括例如物理(phy)、介質訪問控制(mac)、無線電鏈路控制(rlc)、分組數據收斂協議(pdcp)和/或無線電資源控制(rrc)單元。基帶電路204的中央處理單元(cpu)204e可以被配置為運行協議棧的單元以實現phy、mac、rlc、pdcp和/或rrc層的信令傳送。在一些實施例中，基帶電路可以包括一個或多個音頻數字信號處理器(dsp)204f。在其它實施例中，音頻dsp204f可以包括用于壓縮/解壓縮和回聲消除的元件并且可以包括其它合適的處理元件。在一些實施例中，基帶電路的組件可以適當地被組合在單個芯片、單個芯片組中或者被設置在同一電路板上。在一些實施例中，基帶電路204和應用電路202的構成組件中的一些或全部可以一起實現在例如片上系統(soc)上。
在一些實施例中，基帶電路204可以提供與一個或多個無線電技術兼容的通信。例如，在一些實施例中，基帶電路204可以支持與演進的通用地面無線電接入網絡(eutran)和/或其它無線城域網絡(wman)、無線局域網絡(wlan)、無線個人區域網絡(wpan)的通信。其中基帶電路204被配置為支持不止一個無線協議的無線電通信的實施例可以被稱為多模式基帶電路。在一些實施例中，設備可以被配置為根據通信標準或其它協議或標準進行操作，所述協議或標準包括電子電氣工程師學會(ieee)802.16無線技術(wimax)、工作在60ghz毫米波譜上的包括ieee802ad的ieee802.11無線技術(wifi)、各種其它無線技術，例如全球移動通信系統(gsm)、用于gsm演進的增強數據速率(edge)、gsmedge無線電接入網絡(geran)、通用移動電信系統(umts)、umts地面無線電接入網絡(utran)或者其它已經開發或將要開發的2g、3g、4g、5g等技術。
rf電路206可以允許實現利用通過非固態介質的調制電磁輻射與無線網絡的通信。在各種實施例中，rf電路206可以包括開關、濾波器、放大器等以輔助實現與無線網絡的通信。rf電路206可以包括接收信號路徑，該路徑可以包括對從fem電路208接收的rf信號進行下變頻并將基帶信號提供給基帶電路204的電路。rf電路206還可以包括發送信號路徑，該路徑可以包括對基帶電路204所提供的基帶信號進行上變頻并將rf輸出信號提供給fem電路208以進行發送的電路。
在一些實施例中，rf電路206可以包括接收信號路徑和發送信號路徑。rf電路206的接收信號路徑可以包括混頻器電路206a、放大器電路206b和濾波器電路206c。rf電路206的發送信號路徑可以包括濾波器電路206c和混頻器電路206a。rf電路206還可以包括合成器電路206d，用于合成供接收信號路徑和發送信號路徑的混頻器電路206a使用的頻率。在一些實施例中，接收信號路徑的混頻器電路206a可以被配置為基于合成器電路206d所提供的合成頻率對從fem電路208接收的rf信號進行下變頻。放大器電路206b可以被配置為對經下變頻的信號進行放大并且濾波器電路206c可以是被配置為從經下變頻的信號中去除不想要的信號以生成輸出基帶信號的低通濾波器(lpf)或帶通濾波器(bpf)。輸出基帶信號可以被提供給基帶電路204以進一步處理。在一些實施例中，輸出基帶信號可以是零頻率基帶信號，但是這不是必須的。在一些實施例中，接收信號路徑的混頻器電路206a可以包括無源混頻器，但是實施例的范圍不局限于此。
在一些實施例中，發送信號路徑的混頻器電路206a可以被配置為基于合成器電路206d所提供的合成頻率對輸入基帶信號進行上變頻以生成用于fem電路208的rf輸出信號。基帶信號可以由基帶電路204提供并且可以由濾波器電路206c進行濾波。濾波器電路206c可以包括低通濾波器(lpf)，但是實施例的范圍不局限于此。
在一些實施例中，接收信號路徑的混頻器電路206a和發送信號路徑的混頻器電路206a可以包括兩個或更多個混頻器并且可以被分別布置用于進行正交下變頻和上變頻。在一些實施例中，接收信號路徑的混頻器電路206a和發送信號路徑的混頻器電路206a可以包括兩個或更多個混頻器并且可以被布置用于鏡像抑制(例如hartley鏡像抑制)。在一些實施例中，接收信號路徑的混頻器電路206a和發送信號路徑的混頻器電路206a可以被分別布置用于直接下變頻和/或直接上變頻。在一些實施例中，接收信號路徑的混頻器電路206a和發送信號路徑的混頻器電路206a可以被配置用于進行超外差操作。
在一些實施例中，輸出基帶信號和輸入基帶信號可以是模擬基帶信號，但是實施例的范圍不局限于此。在一些替代實施例中，輸出基帶信號和輸入基帶信號可以是數字基帶信號。在這些替代實施例中，rf電路206可以包括模數轉換器(adc)和數模轉換器(dac)電路并且基帶電路204可以包括數字基帶接口以與rf電路206通信。
在一些雙模式實施例中，單獨的無線電ic電路可以被提供用于處理每個頻譜的信號，但是實施例的范圍不局限于此。
在一些實施例中，合成器電路206d可以是分數n合成器或分數n/n+1合成器，但是實施例的范圍不局限于此，因為其它類型的頻率合成器也可能是合適的。例如，合成器電路206d可以是delta-sigma合成器、倍頻器、或者包括具有分頻器的鎖相環的合成器。
合成器電路206d可以被配置為基于頻率輸入和分頻器控制輸入合成輸出頻率以供rf電路206的混頻器電路206a使用。在一些實施例中，合成器電路206d可以是分數n/n+1合成器。
在一些實施例中，頻率輸入可以由壓控振蕩器(vco)提供，但是這不是必須的。根據所需要的輸出頻率，分頻器控制輸入可以由基帶電路204或者應用處理器202提供。在一些實施例中，分頻器控制輸入(例如n)可以基于應用處理器202所指示的信道根據查找表來確定。
rf電路206的合成器電路206d可以包括分頻器、延遲鎖定環(dll)、多路復用器和相位累加器。在一些實施例中，分頻器可以是雙模分頻器(dmd)并且相位累加器可以是數字相位累加器(dpa)。在一些實施例中，dmd可以被配置為將輸入信號除以n或n+1(例如基于執行)以提供分數分頻比。在一些示例實施例中，dll可以包括一組級聯的可調諧延遲元件、相位檢測器、電荷泵和d類型觸發器。在這些實施例中，延遲元件可以被配置為將vco周期分成nd個相等的相位包，其中nd是延遲線中的延遲元件的數目。通過這種方式，dll提供負反饋以幫助確保經過延遲線的總延遲是一個vco周期。
在一些實施例中，合成器電路206d可以被配置為生成作為輸出頻率的載波頻率，但是在其它實施例中，輸出頻率可以是載波頻率的倍數(例如載波頻率的兩倍、載波頻率的四倍)并且結合正交生成器和分頻器電路用于生成載波頻率處的多個信號，這多個信號具有相對于彼此的多個不同相位。在一些實施例中，輸出頻率可以是lo頻率(flo)。在一些實施例中，rf電路206可以包括iq/極性轉換器。
fem電路208可以包括接收信號路徑，該路徑可以包括一電路，該電路對從一個或多個天線210接收的rf信號進行操作、放大所接收到的信號并將所接收到的信號的放大后的版本提供給rf電路206以進行進一步處理。fem電路208還可以包括發送信號路徑，該發送信號路徑可以包括一電路，該電路被配置為放大rf電路206所提供的用于發送的信號以由一個或多個天線210中的一個或多個進行發送。
在一些實施例中，fem電路208可以包括tx/rx開關以在發送模式和接收模式操作之間進行切換。fem電路可以包括接收信號路徑和發送信號路徑。fem電路的接收信號路徑可以包括低噪聲放大器(lna)以放大所接收到的rf信號并提供經放大的接收到的rf信號作為輸出(例如去往rf電路206)。fem電路208的發送信號路徑可以包括功率放大器(pa)以放大(例如由rf電路206提供的)輸入rf信號，以及一個或多個濾波器以生成rf信號以供后續發送(例如由一個或多個天線210中的一個或多個發送)。
在一些實施例中，ue200可以包括另外的元件，例如下面將更詳細描述的存儲器/存儲裝置、顯示器、照相機、傳感器和/或輸入/輸出(i/o)接口。在一些實施例中，本文中所描述的ue200可以是便攜式無線通信設備的一部分，例如個人數字助理(pda)、具有無線通信能力的膝上型或便攜式計算機、web平板電腦、無線電話、智能電話、無線耳機、尋呼機、即時通訊設備、數字照相機、接入點、電視機、醫療設備(例如心率監控器、血壓監控器等)或者可以無線地接收和/或發送信息的其它設備。在一些實施例中，ue200可以包括被設計為允許實現與系統的用戶交互的一個或多個用戶接口，和/或被設計為允許實現與系統的外圍組件交互的外圍組件接口。例如，ue200可以包括鍵盤、小鍵盤、觸摸板、顯示器、傳感器、非易失性存儲器端口、通用串行總線(usb)端口、音頻插孔、電源接口、一個或多個天線、圖形處理器、應用處理器、揚聲器、麥克風及其它i/o組件。顯示器可以是包括觸摸屏的lcd或led屏。傳感器可以包括陀螺傳感器、加速度計、接近度傳感器、環境光傳感器和定位單元。定位單元可以與定位網絡(例如全球定位系統(gps)衛星)的組件通信。
天線210可以包括一個或多個定向或全向天線，包括例如雙極天線、單極天線、補丁天線、環形天線、微帶天線或者適合用于發送rf信號的其它類型的天線。在一些多輸入多輸出(mimo)實施例中，天線210可以被有效地分開以利用空間多樣性和可能產生的不同信道特性。
雖然ue200被圖示為具有若干個分開的功能元件，但是這些功能元件中的一個或多個可以被組合并且可以用軟件配置的元件(例如包括數字信號處理器(dsp)的處理元件和/或其它硬件元件)的組合來實現。例如，一些元件可以包括一個或多個微處理器、dsp、現場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)、射頻集成電路(rfic)和用于執行至少本文中所描述的功能的各種硬件和邏輯電路的組合。在一些實施例中，功能元件可以指在一個或多個處理元件上操作的一個或多個處理過程。
實施例可以在硬件、固件和軟件中的一個或者其組合中實現。實施例也可以被實現為存儲在計算機可讀存儲設備上的指令，這些指令可以被至少一個處理器讀取和執行以實現本文中所描述的操作。計算機可讀存儲設備可以包括用于以機器(例如計算機)可讀的形式存儲信息的任何非暫態機制。例如，計算機可讀存儲設備可以包括只讀存儲器(rom)、隨機訪問存儲器(ram)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃存設備和其它存儲設備和介質。一些實施例可以包括一個或多個處理器并且可以被配置有存儲在計算機可讀存儲設備上的指令。
如上所述，雖然gps/gnss是獲得ue的位置的常用方法，但是在某些情況下，例如當衛星信號較弱時(例如室內)，gps/gnss可能不能提供位置信息。在這些情況下，其它無線電接入技術可以被用來實現位置確定。這些技術可以使用相對于gnss信號而言具有更高的接收功率的信號，并且因而可能更適合被用于如下情形：僅有的gnss信號較弱(因而可能只有在非常長的時間之后才能得到ue位置或者完全不能得到ue位置)的情形，或者需要更準確的位置的情形。
一般來說，為了使用無線電接入技術來獲得ue位置，mme122可以接收來自另一實體的對與特定目標ue102相關聯的位置服務的請求，或者可以自己代表特定目標ue102發起位置服務。另一實體可以是ue102、enb104或e-smlc134。mme122可以在例如從ue102發出e911呼叫時發起位置確定。mme122可以向e-smlc134發送位置服務請求。作為響應，e-smlc134可以向ue102發送輔助數據以實現ue輔助的定位。e-smlc134可以從ue102或者服務于ue102的enb104接收對應的測量數據，確定對于ue102的位置估計并且向mme122返回該位置估計和/或關于被傳送給ue102的輔助數據的指示。如果位置服務被請求而不是由mme122發起，則mme122可以將位置服務結果返回給請求實體以及可能需要ue位置的其它網絡實體。
不同的ue輔助技術可以被用于ue位置確定，包括輔助的全球導航衛星系統(a-gnss)、觀察到達時間差(otdoa)和增強小區id(ecid)。一般來說，特定資源單元可以被用于發送參考信號(也被稱為導頻信號)，這些信號對于發送器和接收器都是已知的并且被用在ue輔助的技術中。這些技術可以使用占用不同資源單元的各種控制信號，例如共用參考信號(crs)或者同步/導頻信號(例如主同步信號(pss)或次同步信號(sss))。例如，prs可以使用不同于被分配給物理廣播信道(pbc)、pss、sss、非零功率信道狀態信息(csi)-rs或enb104所發送的crs(可能存在于所有子幀中)的資源單元的資源單元。pss和sss可以被ue用于小區搜索和采集。可以在用于enb104所支持的每個小區的系統帶寬的中心1.08mhz處在下行鏈路子幀中由enb104發送pss和sss。在活躍的小區中，可以分別在每個幀的子幀0和5中以符號周期6和5發送pss和sss。具體而言，可以在針對lte類型1幀結構的第一子幀中和針對lte類型2幀結構的第二子幀中發送pss。可以在與幀結構無關的第一子幀中發送sss。
在確定otdoa時，位置服務器130或enb104可以將otdoa參考小區信息發送給ue102。otdoa參考小區信息可以包括物理小區標識(physcellid)、天線端口配置(antennaportconfig)、循環前綴長度(cplength)和prs信息(prsinfo)。phycellid可以包括參考小區的物理小區id。antennaportconfig可以指示參考小區將1個或2個天線端口還是4個天線端口用于小區專用參考信號。cplength可以指示參考小區的prs的循環前綴的長度。psrinfo可以指示關于參考小區的prs配置的信息，包括prs配置指數(prs-configurationindex)、prs帶寬(prs-bandwidth)、下行鏈路幀的數目(numdl-frames)(下面被稱為持續時長)和prs消音信息(prs-mutinginfo)。prs帶寬可以取值為6個、15個、35個、50個、75個或100個資源塊。消音參數可以指示掩藏哪些prs發送(例如允許ue檢測來自相鄰小區的較弱的信號)。
利用prs進行ue輔助的位置確定，prs可以在enb104的天線端口6上被發送給ue102。可以在預定數目的連續子幀(例如1-5個子幀)中從enb104發送prs。用于發送prs的子幀的數目可以由enb104配置。prs帶寬(例如rb的數目)和prs周期性(例如prs時刻(occasion)之間的子幀的數目)也可以由enb104配置。在包含prs的子幀內，與enb104所發送的常規的小區專用參考信號(csi-rs)相比，可以在更多個子載波和更多個ofdm符號上發送prs。可以在prs上發送偽隨機序列。偽隨機序列可以是諸如pci(物理層小區標識)、時隙數目、ofdm符號數目和循環前綴的值之類的因子的函數。ue102可以檢測來自不同的相鄰enb104的prs，基于每個prs進行測量并將測量結果發送給enb104。這樣的測量結果的示例包括觀察到達時間差(otdoa)測量結果，例如參考信號時間差(rstd)。rstd是參考enb與相鄰enb之間的相對時間差。enb104可以處理來自ue102的otdoa測量結果以估計ue位置。
ue102可以被提供上述prs參數，可以使得ue102能夠經由更高層信令處理prs。具體而言，該信息可以包括prs被發送的載波指數或頻帶、prs的帶寬、持續時長(用于prs發送的連續子幀的數目)、發送周期、子幀偏移和消音序列。然后，ue102可以向enb104報告在所估計的測量結果質量下的估計時間偏移，并且enb104可以將這個信息報告給e-smlc134。e-smlc134可以使用ue102所測得的時間差估計、小區的位置(可能是固定且已知的)和發送時間偏移來估計ue102的位置。ue102可以例如將所估計的時間偏移報告給slp132。
圖3a-d示出了根據一些實施例的包含prs的下行鏈路信道資源塊。圖3a-d分別示出了其中可以在下行鏈路信道中發送prs314的下行鏈路信道資源塊300。下行鏈路信道資源塊300可以由enb104之一發送。prs314可以被映射到天線端口6。如圖3a和3c的下行鏈路信道資源塊300、340中所示，可以在一個或兩個pbch天線端口上發送prs314，或者如圖3b和3d的下行鏈路信道資源塊320、360中所示，可以在四個pbch天線端口上發送prs314。
圖3a-d中的每個圖的子幀302包含兩個時隙304a、304b(時隙0/偶數時隙304a和時隙1/奇數時隙304b)。圖3a-d中的每個圖的下行鏈路信道資源塊300、320、340、360可以包括多個資源單元312。每個資源單元312可以對應于ofdm符號310和子載波頻率306。
在其中使用正常循環前綴的子幀中，如圖3a和3b中所示，下行鏈路信道資源塊300、320中的資源單元涵蓋十四個ofdm符號(l＝0到l＝6)和十二個頻率子載波。在其中使用擴展循環前綴的子幀中，如圖3c和3d中所示，下行鏈路信道資源塊340、360中的資源單元涵蓋十二個ofdm符號(l＝0到l＝5)和十二個頻率子載波。可以在圖3a-d中標記為r6的下行鏈路信道資源塊300、320、340、360的一個或多個資源單元312中發送prs314。
如上所述，限定prs314的參數可以是可配置的并且可以在prsinfo中被提供。這些參數可以包括配置指數(prs-configurationindex)iprs，該配置指數具有0-2399的值并被映射到prs周期(tprs)和prs偏移(δprs)參數。tprs是prs周期(每隔160、320、640或1280個子幀有一個prs子幀)并且δprs是子幀偏移(取決于iprs配置指數可能為iprs、iprs-160、iprs-480或iprs-1120，并且因而從0到1120)。prs314參數還可以包括持續時長nprs，該持續時長可以是限定測量周期的具有prs的連續下行鏈路子幀的數目(例如1、2、4或6)。表1中列出了用于發送定位參考信號的小區專用子幀配置周期tprs和小區專用子幀偏移δprs。可以僅在所配置的nprs個連續下行鏈路子幀中發送prs，而不是在特殊子幀中發送prs。對于nprs個下行鏈路子幀中的第一子幀而言，prs實例可以滿足以下等式：
表1定位參數信號子幀配置
然而，與gps位置確定類似，在一些情況下，通過使用prs確定ue位置可能不足以提供所需要級別的位置準確度，包括垂直定位。為了提高位置準確度，在一些實施例中，多個prs配置和/或多個天線端口可以被配置為允許ue102接收更大量的prs能量。為了允許實現垂直域定位，在一些實施例中，可以定義專用天線端口(ap)。這些特征可以被實施lte版本13(或者更后面的版本)的ue使用，但是可能不能向后與實施更早的lte版本的ue兼容，因為這些ue可能不能解析和利用經調整的配置。
為了提高位置準確度，在一些實施例中，可以使用新的prs模式。可以通過由enb104將圖3a-3d中所示的prs資源單元從第一子幀復制到第二子幀中并發送重復的prs子幀集來生成新的prs模式。這可以向ue102提供更多的參考信號能量，從而提高測量性能。是否使用新的prs模式可以由enb或位置服務器經由sib信令來確定。例如，單個比特位可以被用于指示重復的prs子幀是否要由enb104發送。在一個實施例中，這個比特位可以為0以指示沒有額外的prs子幀要被發送，這對應于遺留prs發送情況，并且可以為1以指示要發送重復的prs子幀。
在其中(一個或多個)第二(重復的)子幀與(一個或多個)第一子幀連續的實施例中，prs子幀的數目被有效地加倍。例如，當初始有四個子幀被配置用于prs時(即，標準配置中的連續子幀的數目為4)，在包含prs的最后的初始子幀之后可以重復包含prs的四個連續子幀，從而最終為prs提供八個連續的子幀。在其它實施例中，enb可以考慮搭載pss和sss的子幀。例如，針對tdd幀結構或者針對fdd/tdd/hd-fdd幀結構，第二子幀可以是第一子幀之后的下一個可用下行鏈路子幀，以避免在搭載pss/sss(子幀0和5)的子幀中的prs映射。在tdd幀結構中，下一個可用下行鏈路子幀可以與最后一個prs子幀相隔一個或多個(上行鏈路)子幀。
在一些實施例中，用于發送附加的prs模式的天線端口可以與用于發送初始模式的現有端口(即天線端口6)相同。在其它實施例中，該天線端口可以與現有的天線端口(即天線端口x，其中x是整數值)不同。在一些實施例中，在不同子幀之間的資源單元上的prs映射模式可以是相同的，以降低實施的復雜度。在一些實施例中，在不同子幀之間的資源單元上的prs映射模式可以是不同的，可以提供額外的隨機性以抵抗干擾。
在一些實施例中，重復因子可以大于2。在一些實施例中，重復因子n可以是整數倍數。就是說，并非僅僅被復制(或不復制)，prs子幀可以被重復n次。在一個示例中，如果n＝3并且初始prs子幀包括2個連續prs子幀，則6個附加的prs子幀(可以是連續的，例如如果中間沒有pss或sss信號要發送)可以被發送，以使得在連續的初始prs子幀時刻(occasions)之間總共可以發送8個prs子幀。用于指示重復prs子幀的存在的比特位還可以被用于指示特定模式，例如存在復制連續prs子幀的不連續prs子幀。不連續的prs重復子幀可以由預定數目的子幀分隔開，只要它們在所配置的prs周期內即可。重復的次數以及重復模式可以由控制信息中的其它比特位指示。在一些實施例中，重復prs子幀中的一些或全部可以在初始prs子幀之前。
不同于或者除了重復prs子幀以外，可以更頻繁地發送prs子幀。就是說，可以將prs周期配置為短于遺留版本13的最小值160ms(如表1中所示)。新周期的示例可以是40ms或80ms并且可以考慮間隔模式，為ue提供測量間隔，其中不安排上行鏈路或下行鏈路數據通信以使得ue能夠在不同頻帶中和/或以不同無線電接入技術執行測量。長度為6ms并且重復速率為40ms的間隔模式id0可能只可用于頻率間rstd測量。
如上所述，新的prs周期可以是版本13的周期的整數倍。因而，一個或多個額外的比特位可以被用于指示增加的周期因子。例如，比特位可以為0以指示沒有在使用附加的遺留prs周期，并且可以為1以指示要發送附加的(重復)prs子幀。類似地，多個比特位可以被用于指示用于增加的周期的因子。
代替調節prs子幀的重復和周期或除此之外，針對小區的一個或多個其它參考信號(rs)配置可以被配置和發送給ue102(例如在prs-configurationindex中)以提高rs密度。rs可以是任意類型的rs并且可以被用于位置測量，例如prs、crs或csi-rs。注意，以上討論基于prs，因為prs可以提供最佳的鏈路預算并且從而提高最佳的結果。在一些實施例中，多個prs-info配置可以被發送給ue102。在一些實施例中，prs配置(prs-info)中的一個或多個參數可以被配置。
在多個prs配置被發送給ue102的情況下，不同配置中的不同prs可以是準同位(quasico-located)的。如果在其上傳送一個天線端口上的符號的信道的大尺度信道屬性可以從在其上傳送另一天線端口上的符號的信道推斷出，則這兩個天線端口(并且從而來自這些端口的prs發送)可以是準同位的。大尺度信道屬性可以包括延遲擴展、多普勒擴展、多普勒偏移、平均增益、平均延遲、每個端口所接收到的功率、接收到的定時和/或頻率偏移。在一些實施例中，位置服務器可以配置指示不同配置中的prs對于ue而言是否是準同位的信息。這樣的準同位信息可以在enb與esmlc之間交換。可以確保準同位以利用由于多個prs配置而得到的多個prs實例。或者，位置服務器可以簡單地配置ue使用準同位的prs實例和非準同位的prs實例。
使用準同位的天線端口可以允許ue102以相干或非相干方式累加來自不同配置的prs。當從相同天線端口按相同預編碼方式發送prs并且prs經歷相同的衰減條件時，可以使用相干累加。不同prs配置中的prs的天線端口可以是相同的或不同的。當使用相同的天線端口時，當不同配置的prs子幀在時域中足夠近時，ue102可以執行相干累加以提高rstd測量性能。
圖4示出了根據一些實施例的配置多個prs配置的asn.1碼。asn.1碼示出了小區中的多個prs配置。如上所述，prsinfo410可以包含以下參數，包括prs-bandwidth412、prs-configurationindex414、numdl-frames418和prs-mutinginfo422。此外，prsinfo410可以包括新參數：enhanced-prs-configurationindexlist416。可以利用asn.1碼定義422限定prs-configurationindexlist416。可以利用標示sequence(size(1..x))ofprs-configurationindex來限定prs-configurationindexlist416，其中x可以是整數值(所以可以使用x個不同的prs-configurationindex)。
在一些實施例中，代替提供多個prs配置，其中每個prs配置擁有其自己的、具有獨立的子幀偏移和周期的獨立i_prs，可以提供有限個參數。例如，在一些實施例中，可以僅提供不同的子幀偏移來用于信令優化。在一些實施例中，不同的子幀偏移可以與現有的prs-configurationindex的子幀相關。從而，重復的prs子幀可以具有與初始prs子幀相同的周期并且可以只具有不同的偏移。例如，初始prs子幀可以具有iprs＝100、tprs＝160ms和δprs＝100，并且重復的prs子幀可以具有iprs＝101、tprs＝160ms和δprs＝101。
轉向垂直定位，圖5示出了根據一些實施例的水平域和垂直域中的ue位置確定。在otdoa定位期間，enb504和/或位置服務器130通常可以利用至少兩條信息來確定ue位置：ue502與enb504的天線端口之間的距離d514以及enb504的天線端口的高度h512。可以由位置服務器130(例如e-smlc134)根據lte定位協議(lpp)或lte定位協議a(lppa)中的所測得的rstd得到距離d514。高度h512可以是固定的不可變化的，可以被發送到位置服務器130。位置服務器130能夠基于距離d514和高度h512得到ue502與enb504之間的水平距離d’516
在進行該計算時，ue高度通常可以假設為在地面上，或者忽略該計算。但是，在一些實施例中，并非假設ue502在地面上，位置服務器130可以利用由ue502確定的另一條信息θ(到達頂峰角度(zenithangleofarrival)(zoa))來確定ue高度。zoa可以被用于表示垂直域中的到達角度。與用于表示水平域中的到達角度的到達角度(aoa)類似，可以基于來自ue502的上行鏈路傳輸和enb天線陣列的已知配置來測量zoa。所接收到的連續天線元件之間的ue信號可以被進行相位偏移，并且相位偏移的程度可以取決于zoa、天線元件間隔和載波頻率。通過測量相位偏移和利用已知的enodeb特性，可以確定zoa。用在該測量中的典型上行鏈路信號為聲音參考信號(srs)或解調參考信號(dm-rs)，這些信號也可以被用于確定上行鏈路信道質量或定時超前。
可以根據來自不同小區的d’516基于otdoa過程來計算水平域ue位置，其中
在一些實施例中，為了得到θ，ue502可以通過測量來自enb504的下行鏈路信號和/或信道(例如pdcch中的控制信號)來確定zoa或預編碼矩陣。或者，可以通過測量諸如非周期性srs或dm-rs或者基于pdcch順序的prach傳輸等之類的上行鏈路信號來由enb504確定zoa或預編碼矩陣。在這種情況下，用于水平域和用于垂直域的天線端口可以被共享。當ue502確定關于θ(或者zoa/預編碼矩陣指數)的值時，相關的參數可以被限定用于lpp，以使得位置服務器130能夠利用該信息。當enb504確定關于θ的值時，相關的參數可以被限定用于lppa，以使得位置服務器130能夠利用該信息。
在一些實施例中，可以利用enb504的多個rs配置來進行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過程中的任一個或兩者。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，并且可以例如取決于信號強度或其它因子。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}。
無論使用哪個可用rs，都可以利用來自enb504的第一天線端口的rs傳輸來計算水平域定位。該傳輸可以使用例如標準rs配置或者經修改的rs配置，如以上結合圖3和圖4所描述的。圖6示出了根據一些實施例的利用多個參考信號配置的垂直ue位置確定。從enb604的第二天線端口到ue602的rs傳輸(例如csi-rs或prs)可以被進行波束成形并且與預定的結構相關聯。例如，可以經由四個不同的rs配置(例如csi過程、prs配置、csi-rs配置等)發送四個固定的垂直波束612、614、616、618，以使得ue102能夠確定所偏好的波束。使用分別對應于不同角度的不同的rs配置允許ue602在不同的傳輸之間進行區分并將角度信息提供給enb604。ue可以測量不同配置中的一個或多個配置的信號，并確定哪個配置正在被測量。被測量的參數可以是例如信號干擾噪聲比(sinr)、參考信號接收功率(rsrp)(在整個帶寬上運送rs的re的平均功率)或者接收到的參考信號質量(rsrq)(指示所接收到的rs的質量)。具有測量參數的最高值的特定配置(或者角度相關的參數)可以通過llp信令被報告給位置服務器130以確定ue602的垂直位置。
用于水平和垂直定位的不同天線端口或配置可以是準同位的。在這種情況下，第二rs配置可以不僅用于確定角度，還可以用于rstd測量。在這種情況下，針對不同prs配置的測量結果的報告順序可以與位置服務器130提供的prs配置的順序相同，以使得當不同信息被enb604接收時，位置服務器130能夠區分這些不同信息。
圖7示出了根據一些實施例的確定ue位置的流程圖。該流程圖所表示的方法可以由圖1-2和5-6中所示的元件執行，所述元件包括所示出的ue、enb和/或位置服務器。在操作702處，enb可以向ue發送多個rs配置。rs配置可以例如是prs配置，該prs配置向ue指出不同的prs模式被enb發送。可以利用enb的相同或不同的天線端口發送不同prs配置的prs。非遺留prs子幀中的資源單元可以僅僅復制來自遺留prs子幀的prs資源單元或者可以不依賴于遺留prs子幀的資源單元。非遺留prs子幀可以與遺留prs子幀連續或者不連續，以使得非遺留prs子幀出現在遺留prs子幀之后。enb可以考慮搭載pss和sss的子幀以及利用下一個可用下行鏈路子幀(可以與由于上行鏈路子幀而導致的上一個遺留prs子幀分開)。每個prs配置可以擁有其自己的、具有獨立的子幀偏移和周期的獨立配置指數。
在一些實施例中，并非提供新的prs配置，而是可以按一個或多個非遺留方式調整prs配置。prs配置中的不同參數可以被改變為采用非遺留值。例如，周期可以被延長以使得prs被更頻繁地發送。重復可以考慮間隔模式。
此外，ue可以從enb或其它enb接收一個或多個其它rs配置。rs配置可以針對要由ue測量以進行垂直定位的prs、crs、csi-rs、srs或dm-rs控制信號，以及用于確定信道質量。可以為enb限定相同的或專用的天線端口以進行垂直定位信號傳輸和橫向定位信號傳輸。可以由enb在不同的角度發送利用不同rs(或者具有不同特性的rs)的不同垂直波束。
如上所述，ue可以是被配置為利用lte預版本13標準進行操作的遺留ue，或者非遺留ue。可以由ue在操作704處確定是否使用新的prs模式。可以由enb經由sib發送包含新的prs模式的prs配置(不管是新的prs配置被添加還是遺留prs配置被改變)。
如果ue不是遺留ue，則ue可以讀取和理解prs配置。因而，除了遺留prs配置以外，非遺留ue還可以接受新的prs配置，或者能夠接受用于prs配置中的非遺留值。非遺留ue可以在操作706處測量整個prs集合(包括遺留prs和非遺留prs)。非遺留ue還可以得到和測量來自enb的rs信號。非遺留ue可以利用rs信號確定zoa或預編碼矩陣。
如果ue是遺留ue，則在一些實施例中，該ue可能不能讀取和理解單獨的新的非遺留prs配置或者具有非遺留值的prs配置。在前一種情況下，遺留ue可以忽略單獨的非遺留prs配置。在后一種情況下，遺留ue可能不能理解經修改的遺留prs配置中所提供的值，并向enb發送錯誤消息，或者可以利用enb通過控制信令所提供的一組默認值。遺留ue可以在操作708處僅測量遺留prs。遺留ue可以利用rs信號確定zoa或預編碼矩陣。
不管ue測量了遺留和非遺留prs兩者還是僅測量了遺留prs，在操作710處，ue都可以將所估計的時間偏移和測量質量的估計值報告給enb。enb可以進而將來自ue的信息報告給位置服務器。位置服務器可以利用時間差估計值、已知的小區位置和所測得的發送時間偏移來估計ue相對于enb的橫向位置。
位置服務器還可以接收來自ue的rs測量結果。作為替代或者附加，位置服務器可以接收zoa和預編碼矩陣信息中的至少一個。ue可以在不同的傳輸之間進行區分并將角度信息提供給enb。具體而言，無論適合在操作706還是在操作708中進行，ue都可以測量不同配置中具有最佳特性的一個或多個配置的信號，并且在向enb/位置服務器報告之前確定正在測量哪個配置。利用該信息以及ue與enb的距離，位置服務器還可以計算出ue的垂直位置。
圖8是根據一些實施例的通信設備的框圖。該設備可以是ue或enb，例如可以被配置為跟蹤如本文中所述的ue的、圖1中所示的ue102或enb104。通信設備800可以包括用于利用一個或多個天線801發送和接收信號的物理層電路802。通信設備800還可以包括用于控制對無線介質的訪問的介質訪問控制層(mac)電路804。通信設備800還可以包括被布置為執行本文中所描述的操作的諸如一個或多個單核或多核處理器之類的處理電路806和存儲器808。物理層電路802、mac電路804和處理電路806可以處理各種無線電控制功能，這些功能允許實現與和一個或多個無線電技術兼容的一個或多個無線電網絡的通信。無線電控制功能可以包括信號調制、編碼、解碼、射頻偏移等。例如，類似于圖2中所示的設備，在一些實施例中，可以利用wman、wlan和wpan中的一個或多個實現通信。在一些實施例中，通信設備800可以被配置為根據8gpp標準或其它協議或標準進行操作，所述協議或標準包括wimax、wifi、gsm、edge、geran、umts、utran或已開發的或者將要開發的其它8g、8g、4g、5g等技術。
天線801可以包括一個或多個定向或全向天線，包括例如雙極天線、單極天線、補丁天線、環形天線、微帶天線或者適合用于發送rf信號的其它類型的天線。在一些mimo實施例中，天線801可以被有效地分開以利用空間多樣性和可能產生的不同信道特性。
雖然通信設備800被圖示為具有若干個分開的功能元件，但是這些功能元件中的一個或多個可以被組合并且可以用軟件配置的元件的組合來實現，這些元件例如包括dsp的處理元件和/或其它硬件元件。例如，一些元件可以包括一個或多個微處理器、dsp、fpga、asic、rfic和用于執行至少本文中所描述的功能的各種硬件和邏輯電路的組合。在一些實施例中，功能元件可以指在一個或多個處理元件上操作的一個或多個處理過程。實施例可以在硬件、固件和軟件中的一個或組合中實現。實施例也可以被實現為存儲在計算機可讀存儲設備上的指令，這些指令可以被至少一個處理器讀取和執行以實現本文中所描述的操作。
圖9示出了根據一些實施例的示例機器的框圖。本文中所討論的技術(例如方法)中的任意一個或多個技術可以由示例機器900執行。在替代實施例中，機器900可以作為單機設備進行操作或者可以被連接(例如聯網)到其它機器。在聯網部署中，機器900可以在服務器-客戶端網絡環境中以服務器機器、客戶端機器或者這兩者的身份進行操作。在示例中，機器900可以用作對等(p2p)(或其它分布式)網絡環境中的對等機器。機器900可以是ue、enb、ap、sta、個人計算機(pc)、平板pc、stb、pda、移動電話、智能電話、web設備、網絡路由器、開關或網橋或者能夠執行指定該機器要采取的動作的(順序的或者其它形式的)指令的任何機器。此外，雖然僅示出了單個機器，但是術語“機器”還應當被認為包括任何機器的集合，這些機器單獨地或者聯合執行一組(或多組)指令以實現本文中所討論的方法中的任意一個或多個，例如云計算、軟件即服務(saas)、其它計算機集群配置。
如本文中所描述的示例可以包括邏輯或者多個組件、模塊或機制，或者可以在邏輯或者多個組件、模塊或機制上進行操作。模塊是能夠執行指定操作的有形實體(例如硬件)并且可以按特定方式配置或布置。在示例中，電路可以作為模塊按指定的方式被布置(例如在內部或者針對諸如其它電路之類的外部實體而被布置)。在示例中，一個或多個計算機系統(例如單機、客戶端或服務器計算機系統)或者一個或多個硬件處理器的整體或部分可以通過固件或軟件被配置為操作為執行指定操作的模塊。在示例中，軟件可以位于機器可讀介質上。在示例中，軟件在被模塊的下層硬件執行時使得該硬件執行指定操作。
相應地，術語“模塊”被理解為包括有形實體，即物理上被構建的、專門配置(例如硬布線)或者暫時(例如暫態地)配置為按指定方式進行操作或者執行本文中所描述的任意操作的部分或全部的實體。考慮其中模塊被暫時配置的示例，每個模塊不需要在任意一個時刻被實例化。例如，在模塊包括利用軟件配置的通用硬件處理器的情況下，通用硬件處理器可以在不同的時間被配置為相應的不同模塊。軟件可以相應地配置硬件處理器，例如以在一個時刻構建特定模塊并且在不同的時刻構建不同的模塊。
機器(例如計算機系統)900可以包括硬件處理器902(例如中央處理單元(cpu)、圖形處理單元(gpu)、硬件處理器核或者它們的任意組合)、主存儲器904和靜態存儲器906，它們中的一些或全部可以通過相互鏈接(例如總線)908與彼此通信。機器900還可以包括顯示單元910、字母數字輸入設備912(例如鍵盤)和用戶接口(ui)導航設備914(例如鼠標)。在示例中，顯示單元910、輸入設備912和ui導航設備914可以是觸摸屏顯示器。機器900還可以包括存儲設備(例如驅動單元)916、信號發生設備918(例如揚聲器)、網絡接口設備920以及一個或多個傳感器921，例如全球定位系統(gps)傳感器、羅盤、加速度計或者其它傳感器。機器900可以包括輸出控制器928，例如與一個或多個外圍設備(例如打印機、讀卡器等)通信或者控制一個或多個外圍設備的串行(例如通用串行總線(usb))、并行或者其它有線或無線(例如紅外(ir)、近場通信(nfc)等)連接。
存儲設備916可以包括其上存儲有一組或更多組數據結構或指令924(例如軟件)的機器可讀介質922，所述數據結構或指令924體現本文中所描述的技術或功能中的任意一個或更多個或者被這任意一個或更多個技術或功能利用。指令924還可以在由機器900對其執行期間完全或者至少部分位于主存儲器904內、靜態存儲器906內或者硬件處理器902內。在示例中，硬件處理器902、主存儲器904、靜態存儲器906或存儲設備916中的一個或任意組合可以構成機器可讀介質。
雖然機器可讀介質922被顯示為單個介質，但是術語“機器可讀介質”可以包括被配置為存儲一個或多個指令924的單個介質或多個介質(例如集中式或分布式數據庫、和/或關聯的緩存和服務器)。
術語“機器可讀介質”可以包括能夠存儲、編碼或搭載指令或者能夠存儲、編碼或搭載這些指令所使用的或者相關聯的數據結構的任意介質，所述指令由機器900執行并且使得機器900執行本公開的技術中的任意一個或更多個。非限制性機器可讀介質示例可以包括固態存儲器、以及光和磁性介質。機器可讀介質的具體示例可以包括：非易失性存儲器，例如半導體存儲器設備(例如電可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom))和閃存設備；磁盤，例如內部硬盤和可移除磁盤；磁光盤；隨機訪問存儲器(ram)；以及cd-rom和dvd-rom盤。在一些示例中，機器可讀介質可以包括非暫態機器可讀介質。在一些示例中，機器可讀介質可以包括并非暫態傳播信號的機器可讀介質。
還可以經由網絡接口設備920利用傳輸介質在通信網絡926上發送或接收指令924，所述網絡接口設備920利用多個傳送協議中的任意一個(例如幀中繼、互聯網協議(ip)、傳輸控制協議(tcp)、用戶數據報協議(udp)、超文本傳輸協議(http)等)。示例通信網絡可以包括局域網(lan)、廣域網(wan)、分組數據網絡(例如互聯網)、移動電話網絡(例如蜂窩網絡)、簡易老式電話(pots)網絡、和無線數據網絡(例如被稱為
示例1是一種用戶設備(ue)的裝置，包括：收發器，該收發器被布置為與增強nodeb(enb)通信；以及處理電路，該處理電路被布置為：配置收發器以接收多個參考信號(rs)，這些rs包括在第一組定位參考信號(prs)子幀中接收到的第一prs模式和在第二組prs子幀中接收到的第二prs模式，其中第二組prs子幀在后面的第一組prs子幀之前被收發器接收；測量第一和第二prs模式下的prs資源單元(re)，每個prsre包括prs；并且將收發器配置為發送第一和第二prs模式中的每個prs模式下的prs的測量結果以允許基于測量結果確定ue的水平和垂直定位。
在示例2中，示例1的主題可選地包括處理電路還被布置為配置收發器來接收包括第一和第二prs配置的prsinfo控制信號，第一和第二prs配置分別指示第一和第二prs模式。
在示例3中，示例2的主題可選地包括第一和第二prs配置包括遺留prs配置和非遺留prs配置，遺留prs配置指示可以由遺留和非遺留ue接收的prs，非遺留prs配置指示可以由非遺留ue接收的prs，遺留ue被配置為利用第三代合作伙伴項目長期演進(3gpplte)標準的版本13之前的標準進行通信。
在示例4中，示例2-3中的任意一個或多個示例的主題可選地包括第一和第二prs配置中的每個prs配置包括與第一和第二prs配置中的另一個prs配置中的參數相獨立的參數，參數包括具有子幀偏移和周期的配置指數。
在示例5中，示例1-4中的任意一個或多個示例的主題可選地包括非遺留prs模式的非遺留prs子幀中的prsre重復遺留prs模式的遺留prs子幀中的prsre。
在示例6中，示例1-5中的任意一個或多個示例的主題可選地包括第一和第二prs模式是準同位的。
在示例7中，示例1-6中的任意一個或多個示例的主題可選地包括第一和第二組prs子幀是排除一個或多個子幀的連續的下行鏈路子幀，其中被排除的一個或多個子幀中的每個子幀包括主同步信號(pss)和次同步信號(sss)中的至少一個并且被放置在第一組prs子幀之后和第二組prs子幀之前。
在示例8中，示例1-7中的任意一個或多個示例的主題可選地包括，其中處理電路還被布置為：配置收發器來接收包括prs配置的prsinfo控制信號，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子幀。
在示例9中，示例1-8中的任意一個或多個示例的主題可選地包括第一和第二prs模式的prs從enb的不同的天線端口被接收。
在示例10中，示例1-9中的任意一個或多個示例的主題可選地包括rs還包括與橫向定位rs相比從不同的天線端口接收到的垂直定位rs。
在示例11中，示例10的主題可選地包括處理電路還被布置為利用rs中的至少一個rs測量參考信號時間差(rstd)，并且確定rs中的至少一個rs的到達頂峰(zoa)和預編碼矩陣中的至少一個，zoa和預編碼矩陣中的至少一個和rstd提供信息以確定所述ue的垂直位置。
在示例12中，示例11的主題可選地包括橫向定位rs和垂直定位rs包括不同的rs配置，不同的天線端口和配置中的至少一個是準共同定位的，并且處理電路還被布置為配置收發器以與rs配置被收發器接收的順序相同的順序發送針對橫向定位rs和垂直定位rs的測量結果。
在示例13中，示例1-12中的任意一個或多個示例的主題可選地包括處理電路還被布置為配置收發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；測量rs；確定rs的rs配置中具有被測量參數的最高值的特定rs配置；并且配置收發器將特定rs配置報告給位置服務器。
在示例14中，示例1-13中的任意一個或多個示例的主題可選地還包括天線，該天線被配置為發送和接收在收發器與源和目標enb中的至少一個之間的通信。
示例15是一種增強nodeb(enb)的裝置，包括：收發器，該收發器被布置為與用戶設備(ue)通信；以及處理電路，該處理電路被布置為配置收發器向ue發送包括至少一個prs配置的prsinfo控制信號；配置收發器在發送prsinfo控制信號之后向ue發送多個參考信號(rs)，rs包括在第一組定位參考信號(prs)子幀中的第一prs模式和在第二組prs子幀中的第二prs模式，其中第二組prs子幀在后面的第一組prs子幀之前被發送；配置收發器從ue接收關于第一和第二prs模式中的每個prs模式下的prs的測量結果；并且基于測量結果確定ue的水平和垂直定位。
在示例16中，示例15的主題可選地包括prsinfo控制信號包括第一和第二prs配置，第一和第二prs配置分別指示第一和第二prs模式，并且存在以下配置中的至少一種：第一和第二prs配置包括遺留prs配置和非遺留prs配置，遺留prs配置指示可以由遺留和非遺留ue接收的prs，非遺留prs配置指示可以由非遺留ue接收的prs，遺留ue被配置為利用第三代合作伙伴項目長期演進(3gpplte)標準的版本13之前的標準進行通信；以及第一和第二prs配置中的每個prs配置包括與第一和第二prs配置中的另一個prs配置中的參數相獨立的參數，參數包括具有子幀偏移和周期的配置指數。
在示例17中，示例15-16中的任意一個或多個示例的主題可選地包括非遺留prs模式的非遺留prs子幀中的prs資源單元(re)重復遺留prs模式的遺留prs子幀中的prsre。
在示例18中，示例15-17中的任意一個或多個示例的主題可選地包括，其中處理電路還被布置為確定是否要在第一組prs子幀和第二組prs子幀之間發送中間子幀，其中中間子幀包括主同步信號(pss)和次同步信號(sss)中的至少一個；配置收發器響應于確定要發送中間子幀而在非連續下行鏈路子幀中發送第一和第二組prs子幀；并且配置收發器響應于確定沒有要發送中間子幀而在連續下行鏈路子幀中發送第一和第二組prs子幀。
在示例19中，示例15-18中的任意一個或多個示例的主題可選地包括第一和第二prs模式的prs從enb的不同的天線端口被發送。
在示例20中，示例15-19中的任意一個或多個示例的主題可選地包括rs還包括與橫向定位rs相比從不同的天線端口發送的垂直定位rs。
在示例21中，示例15-20中的任意一個或多個示例的主題可選地包括處理電路還被布置為配置收發器從ue接收與rs中的至少一個的到達頂峰(zoa)和預編碼矩陣中的至少一個相關的被測量值；并且配置收發器經由長期演進(lte)定位協議附錄(lppa)向演進的服務移動位置中心(e-smlc)發送與被測量值相關的用于確定ue的垂直位置的信息。
在示例22中，示例21的主題可選地包括rs還包括具有不同rs配置的垂直定位rs和橫向定位rs，并且處理電路還被布置為配置收發器以與rs配置被收發器發送的順序相同的順序從ue接收針對橫向定位rs和垂直定位rs的測量結果。
在示例23中，示例15-22中的任意一個或多個示例的主題可選地包括處理電路還被布置為配置收發器在不同的角度發送rs，在不同的角度發送的rs包括不同的rs配置。
示例24是一種存儲指令的非暫態計算機可讀存儲介質，所述指令由用戶設備(ue)的一個或多個處理器執行以配置ue與增強nodeb(enb)通信，使得一個或多個處理器將ue配置為接收包括至少一個prs配置和后續多個參考信號(rs)的prsinfo控制信號，rs包括在第一組定位參考信號(prs)子幀中接收到的第一prs模式和在第二組prs子幀中接收到的第二prs模式，第二組prs子幀在后面的第一組prs子幀之前被收發器接收，rs包括垂直定位rs和橫向定位rs；測量第一和第二prs模式下的prs資源單元(re)，每個prs資源單元包括prs；并且發送第一和第二prs模式中的每個prs模式下的prs的測量結果。
在示例25中，示例24的主題可選地包括prsinfo控制信號包括第一和第二prs配置，第一和第二prs配置分別指示第一和第二prs模式，第一和第二prs配置包括遺留prs配置和非遺留prs配置，遺留prs配置指示可以由遺留和非遺留ue接收的prs，非遺留prs配置指示可以由非遺留ue接收的prs，遺留ue被配置為利用第三代合作伙伴項目長期演進(3gpplte)標準的版本13之前的標準進行通信，并且第一和第二prs配置中的每個prs配置包括與第一和第二prs配置中的另一個prs配置中的參數相獨立的參數，參數包括具有子幀偏移和周期的配置指數。
在示例26中，示例24-25中的任意一個或多個示例的主題可選地包括橫向定位rs和垂直定位rs包括不同的rs配置，一個或多個處理器還將ue配置為利用rs中的至少一個rs測量參考信號時間差(rstd)，并且確定rs中的至少一個rs的到達頂峰(zoa)和預編碼矩陣中的至少一個，zoa和預編碼矩陣中的至少一個和rstd提供信息以確定ue的垂直位置。
在示例27中，示例24-26中的任意一個或多個示例的主題可選地包括一個或多個處理器進一步將ue配置為在不同的角度接收rs，在不同的角度接收到的rs包括不同的rs配置；測量rs；確定rs的rs配置中具有被測量參數的最高值的特定rs配置；將特定rs配置報告給位置服務器。
雖然已參考具體示例實施例描述了實施例，但是應明白在不脫離本公開的更寬的精神和范圍的情況下可以對這些實施例做出各種修改和改變。因此，說明書和附圖被視為說明性的而非限制性的。構成說明書的一部分的附圖通過圖示而非限制的方式顯示其中可以實現本申請的主題的具體實施例。所圖示的實施例被足夠詳細地描述以使得本領域技術人員能夠實現本文中所公開的教導。可以利用和得到其它實施例，以使得可以在不脫離本公開的范圍的情況下做出結構和邏輯上的替換和改變。因此，該詳細描述不認為是限制性的，并且各個實施例的范圍僅由所附權利要求以及這些權利要求的等同物的范圍限定。
本發明主題的這些實施例可以在本文中單獨地和/或總地用術語“發明”來指代，該術語僅僅是為了方便，而不是要主動將本申請的范圍限制為任何單一發明或發明概念(在實際上公開了不止一個實施例的情況下)。因而，雖然本文中已圖示和描述了具體實施例，但是應當理解被設計為實現相同目的的任何布置都可以被替換用于所示出的具體實施例。本公開旨在涵蓋各個實施例的任意和全部適配形式或變化。本領域技術人員在查看以上描述之后將明白以上實施例的組合以及本文中沒有具體描述的其它實施例。
在本文檔中，如專利文獻中常用的，詞語“一個”被用于包括一個或一個以上，與“至少一個”或“一個或多個”的任何其它實例或使用無關。在該文檔中，詞語“或”被用于指非排他的或者，例如“a或b”包括“有a但沒有b”、“有b但沒有a”以及“a和b”，除非另外指明。在該文檔中，詞語“包含”和“在其中”被用作相應的術語“包括”和“其中”的易懂英語等同語。此外，在所附權利要求中，詞語“包含”和“包括”是開放式的，就是說，包括在權利要求中這樣的詞語之后所列出的那些項以外的元素的系統、ue、制品、合成物、配方或過程仍然被認為落入該權利要求的范圍內。此外，在所附權利要求中，詞語“第一”、“第二”、“第三”僅僅用作標簽，而不意圖對它們的對象施加數值要求。
本公開的摘要被提供以符合37c.f.r.§1.72(b)，要求有使得讀者能夠快速明確本技術公開的本質的摘要。所提交的摘要應理解為將不被用于解釋或限制權利要求的范圍和含義。此外，在之前的詳細描述中，可以看出為了組織本公開的內容而將各種特征一起組合在單個實施例中。本公開的方法將不被解釋為反映如下目的：所要求保護的實施例需要比每個權利要求中所明確引用的特征更多的特征。相反，如所附權利要求所反映的，發明主題取決于少于單個公開實施例的所有特征的特征。因而，所附權利要求被合并到詳細描述中，每個權利要求本身作為單獨的實施例而存在。
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