[发明专利]检测多路径以及确定定位测量不确定度

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线通信网，并且特别是涉及执行对于定位估计的信号定时测量的网络和设备。

背景技术

用于确定移动设备的方位的技术的发展已经使得应用开发者和无线网络运营商能够提供基于位置和位置感知的服务。这些服务的示例是导向系统、购物辅助、朋友发现、状态服务、社区和通信服务以及其它信息服务，它们向移动用户给出关于他或她的周围的信息或它们使用这个信息以增强它们的服务。

除了由这些技术促进的商业服务外，也正在部署基于位置的紧急服务。在若干国家中的政府已经对网络运营商提出了特定要求以能够确定紧急呼叫的方位。例如，在美国，政府要求规定的是，移动网络必须能够确定某一百分比的所有紧急呼叫的方位并且还包含准确性要求。这些要求对室内和室外环境之间没有做出区分。

在许多环境中，能够通过使用基于全球卫星导航系统（GNSS）（诸如众所周知的全球定位系统（GPS））的定位方法，来准确地估计方位。然而，基于GPS的定位可能通常有不令人满意的性能，尤其是在城市和/或室内环境中。还可以由无线网络来提供补充的定位方法以扩充GPS技术。除了基于移动终端的GNSS（包含GPS）外，以下方法当前是能够使用的，或很快将被包含在由第三代合作伙伴计划（3GPP）所开发的长期演进（LTE）标准中：

● 小区ID（CID），

● E-CID，包含基于网络的到达角（AoA），

● 基于卫星信号的辅助GNSS（A-GNSS），包含辅助GPS（A-GPS），

● 观察到达时间差（OTDOA），

● 上行链路到达时间差（UTDOA）-当前正在被标准化。

若干定位技术基于到达时间差（TDOA）或到达时间（TOA）测量。示例包含：OTDOA、UTDOA、GNSS和辅助GNSS (A-GNSS)。对于使用这些技术的定位结果的典型（尽管不是唯一）格式是具有不确定度的圆/椭圆/椭球的椭球点，这是多个双曲线/双曲弧线（例如，OTDOA或UTDOA）或圆/弧线（例如，UTDOA，GNSS或A-GNSS）相交的结果。

若干技术，诸如自适应增强小区身份（AECID），可以涉及上述方法中的任何方法的组合，以及因此被认为是“混合”的定位方法。使用这些方法，定位结果几乎可以是任何形状，但是在许多情况下，它有可能是多边形。

基于蜂窝的定位方法（例如，与基于卫星的方法相对照）依赖锚节点的位置的知识，即，从其传送被测量的信号（例如，对于OTDOA）的固定位置，或在该处测量由移动设备传送的信号（例如，对于UTDOA）的固定位置。这些固定位置对于OTDOA可以例如对应于基站或信标设备位置，对于UTDOA可以对应于位置测量单元（LMU）天线位置，以及对于E-CID可以对应于基站位置。锚节点的位置还可以用于增强AECID、混合定位，等。

观察到达时间差（OTDOA）定位

使用OTDOA，终端对于从多个不同位置接收的下行链路参考信号来测量定时差。对于每个被测量的邻居小区而言，该终端，在3GPP技术中还被称为“用户设备”或“UE”，测量参考信号时间差（RSTD）。RSTD是在该UE处从邻居小区接收的传输与从参考小区接收的传输之间的相对定时差。于是能够发现该UE方位估计为对应于所测量的RSTD的双曲线的相交部分。需要对从三个在地理上分离的基站传送的信号的测量以求解出该终端的两个坐标以及接收器时钟偏离。这些基站应当具有相对于该UE的良好几何结构，即，每个基站应当具有与其他基站基本上不同的方位角。

为了求解出UE的方位，需要传送器位置和传送定时偏移的精确知识。例如能够由定位服务器，诸如在LTE中的增强服务移动位置中心（E-SMLC），或由UE来进行方位计算。前一种方法被称为UE辅助定位模式，而后一种方法被称为基于UE的定位模式。

为了使得能够在LTE中定位以及为了促进适当质量以及对于充足数量的不同位置的定位测量，在LTE标准中已经引入了专用于定位的新的物理信号。这些新的物理信号被称为定位参考信号（PRS）。另外，在3GPP中已经指定了低干扰定位子帧。

根据预定义的模式，从LTE eNodeB的一个天线端口来传送PRS。频率偏移，其是物理小区标识符（PCI）的函数，能够应用于特定PRS模式以生成正交模式。这些技术导致了六的高效频率复用，这使得能够显著地降低对所测量的PRS的邻居小区干扰，以及从而能够改进定位测量。