通过无线设备的精确室外距离、形状和陆地面积测量
文献发布时间:2024-04-18 20:01:30
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年6月8日提交的题为“PRECISE OUTDOOR DISTANCE,SHAPE,ANDLAND AREA MEASUREMENT WITH WIRELESS DEVICES(通过无线设备的精确室外距离、形状和陆地面积测量)”的美国非临时专利申请No.17/342,415的权益,该申请的全部内容通过援引明确纳入于此。
技术领域
本公开一般涉及通信系统,并且尤其涉及牵涉定位的无线通信。
引言
无线通信系统被广泛部署以提供诸如电话、视频、数据、消息接发、和广播等各种电信服务。典型的无线通信系统可采用能够通过共享可用系统资源来支持与多个用户通信的多址技术。此类多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统、以及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
这些多址技术已经在各种电信标准中被采纳以提供使不同的无线设备能够在城市、国家、地区、以及甚至全球级别上进行通信的共同协议。示例电信标准是5G新无线电(NR)。5G NR是由第三代伙伴项目(3GPP)为满足与等待时间、可靠性、安全性、可缩放性(例如,与物联网(IoT))相关联的新要求以及其他要求所颁布的连续移动宽带演进的部分。5GNR包括与增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)和超可靠低等待时间通信(URLLC)相关联的服务。5G NR的一些方面可以基于4G长期演进(LTE)标准。存在对5G NR技术的进一步改进的需求。这些改进还可适用于其他多址技术以及采用这些技术的电信标准。
简要概述
以下给出了一个或多个方面的简要概述以提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览,并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更详细描述之序言。
在本公开的一方面,提供了一种用于在无线设备处进行无线通信的装置。该装置包括:存储器;收发机;以及通信地连接到该存储器和该收发机的处理器。该处理器被配置成:确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联。该处理器被进一步配置成在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。该处理器被进一步配置成将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。该处理器被进一步配置成在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于针对所有多个卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置。
在本公开的一方面,提供了一种用于在无线设备处进行无线通信的方法。该方法包括:确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联。该方法可进一步包括:在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。该方法可进一步包括:将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。该方法可进一步包括:在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于针对所有多个卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置。
在本公开的另一方面,提供了一种用于在无线设备处进行无线通信的设备。该设备包括:用于确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差的装置,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联。该设备包括:用于在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性的装置。该设备包括:用于将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量的装置,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。该设备包括:用于在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于针对所有多个卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置的装置。
在本公开的另一方面,提供了一种存储用于在无线设备处进行无线通信的计算机可执行代码的非瞬态计算机可读存储介质。该代码在由处理器执行时使该处理器:确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联。该代码可进一步使得该处理器进行以下操作:在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。该代码可进一步使得该处理器进行以下操作:将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。该代码可进一步使得该处理器进行以下操作:在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于针对所有多个卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置。
为了达成前述及相关目的,这一个或多个方面包括在下文充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方面的某些解说性特征。但是,这些特征仅仅是指示了可采用各种方面的原理的各种方式中的若干种,并且本描述旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图简述
图1是解说无线通信系统和接入网的示例的示图。
图2A是解说根据本公开的各个方面的第一帧的示例的示图。
图2B是解说根据本公开的各个方面的在子帧内的DL信道的示例的示图。
图2C是解说根据本公开的各个方面的第二帧的示例的示图。
图2D是解说根据本公开的各个方面的在子帧内的UL信道的示例的示图。
图3是解说接入网中的基站和用户装备(UE)的示例的示图。
图4是解说根据本公开的各个方面的全球定位系统(GPS)定位的示例的示图。
图5是解说根据本公开的各个方面的实时运动学(RTK)定位的示例的示图。
图6A和6B是解说根据本公开的各个方面的用于不同天线的初始化时间的示例的示图。
图7是解说根据本公开的各个方面的无线设备(例如,漫游设备)将不具有将初始化时间的RTK定位模式应用于确定相对定位的示例的流程图。
图8A和8B是解说根据本公开的各个方面的无线设备的基于所提议RTK模式的绝对定位准确性和相对定位准确性的示例的示图。
图9是根据本文中所呈现的各方面的无线通信方法的流程图。
图10是根据本文中所呈现的各方面的无线通信方法的流程图。
图11是解说根据本文中所呈现的各方面的示例设备的硬件实现的示例的示图。
详细描述
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而,对于本领域技术人员将显而易见的是,没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中,以框图形式示出众所周知的结构和组件以便避免淡化此类概念。
现在将参考各种装置和方法给出电信系统的若干方面。这些装置和方法将在以下详细描述中进行描述并在附图中由各种框、组件、电路、过程、算法等(统称为“元素”)来解说。这些元素可使用电子硬件、计算机软件、或其任何组合来实现。此类元素是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸于整体系统上的设计约束。
作为示例,元素、或元素的任何部分、或者元素的任何组合可被实现为包括一个或多个处理器的“处理系统”。处理器的示例包括:微处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)、应用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算(RISC)处理器、片上系统(SoC)、基带处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路以及其他配置成执行本公开中通篇描述的各种功能性的合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件组件、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等,无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。
相应地,在一个或多个示例实施例中,所描述的功能可以在硬件、软件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现,则各功能可作为一条或多条指令或代码存储或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制,此类计算机可读介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘存储、磁盘存储、其他磁性存储设备、这些类型的计算机可读介质的组合、或能够被用于存储可被计算机访问的指令或数据结构形式的计算机可执行代码的任何其他介质。
虽然在本申请中通过对一些示例的解说来描述各方面和实现,但本领域技术人员将理解,在许多不同布置和场景中可产生附加的实现和用例。本文中所描述的创新可跨许多不同的平台类型、设备、系统、形状、大小、以及封装布置来实现。例如,各实现和/或使用可经由集成芯片实现和其他基于非模块组件的设备(例如,终端用户设备、交通工具、通信设备、计算设备、工业装备、零售/购物设备、医疗设备、启用人工智能(AI)的设备等)来产生。虽然一些示例可以是或可以不是专门针对各用例或应用的,但可出现所描述创新的广泛适用性。各实现的范围可从芯片级或模块组件至非模块、非芯片级实现,并进一步至纳入所描述创新的一个或多个方面的聚集的、分布式或原始装备制造商(OEM)设备或系统。在一些实际环境中,纳入所描述的各方面和特征的设备还可包括用于实现和实践所要求保护并描述的各方面的附加组件和特征。例如,无线信号的传送和接收必需包括用于模拟和数字目的的数个组件(例如,硬件组件,包括天线、RF链、功率放大器、调制器、缓冲器、处理器、交织器、加法器/求和器等等)。本文中所描述的创新旨在可以在各种大小、形状和构成的各种各样的设备、芯片级组件、系统、分布式布置、聚集的或分解式组件、端用户设备等等中实践。
图1是解说无线通信系统和接入网100的示例的示图。无线通信系统(亦称为无线广域网(WWAN))包括基站102、UE 104、演进型分组核心(EPC)160和另一核心网190(例如,5G核心(5GC))。基站102可包括宏蜂窝小区(高功率蜂窝基站)和/或小型蜂窝小区(低功率蜂窝基站)。宏蜂窝小区包括基站。小型蜂窝小区包括毫微微蜂窝小区、微微蜂窝小区、和微蜂窝小区。
这里所呈现的各方面可提供不具有初始化时间的RTK定位模式。本文所呈现的各方面可使得移动设备(诸如不具有高端天线的移动设备(例如,移动电话、智能手表等),以在针对RTK的多义性被解析/收敛之前或在无需该多义性被解析/收敛的情况下达成非常准确的相对定位准确性。
在某些方面,UE 104可包括RTK定位组件198,RTK定位组件198被配置成:在与RTK定位相关联的整数多义性被解析/收敛之前或在无需该整数多义性被解析/收敛的情况下确定UE 104的相对位置。在一种配置中,RTK定位组件198可被配置成:确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联。在此配置中,RTK定位组件198可在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。在此配置中,RTK定位组件198可将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。在此配置中,RTK定位组件198可在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于针对所有多个卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置。
配置成用于4G LTE的基站102(统称为演进型通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入网(E-UTRAN))可通过第一回程链路132(例如,S1接口)与EPC 160对接。配置成用于5G NR的基站102(统称为下一代RAN(NG-RAN))可通过第二回程链路184与核心网190对接。除了其他功能,基站102还可执行以下功能中的一者或多者:用户数据的传递、无线电信道暗码化和暗码解译、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如,切换、双连通性)、蜂窝小区间干扰协调、连接建立和释放、负载平衡、非接入阶层(NAS)消息的分发、NAS节点选择、同步、无线电接入网(RAN)共享、多媒体广播多播服务(MBMS)、订户和装备追踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、定位、以及警报消息的递送。基站102可直接或间接地(例如,通过EPC 160或核心网190)在第三回程链路134(例如,X2接口)上彼此通信。第一回程链路132、第二回程链路184和第三回程链路134可以是有线的或无线的。
基站102可与UE 104进行无线通信。每个基站102可为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。可能存在交叠的地理覆盖区域110。例如,小型蜂窝小区102'可具有与一个或多个宏基站102的覆盖区域110交叠的覆盖区域110'。包括小型蜂窝小区和宏蜂窝小区两者的网络可被称为异构网络。异构网络还可包括归属演进型B节点(eNB)(HeNB),该HeNB可向被称为封闭订户群(CSG)的受限群提供服务。基站102与UE 104之间的通信链路120可包括从UE 104到基站102的上行链路(UL)(也称为反向链路)传输和/或从基站102到UE 104的下行链路(DL)(也称为前向链路)传输。通信链路120可使用多输入多输出(MIMO)天线技术,包括空间复用、波束成形和/或发射分集。这些通信链路可通过一个或多个载波。对于在每个方向上用于传输的总共至多达Yx MHz(x个分量载波)的载波聚集中分配的每个载波,基站102/UE 104可使用至多达Y MHz(例如,5、10、15、20、100、400MHz等)带宽的频谱。这些载波可以或者可以不彼此毗邻。载波的分配可以关于DL和UL是非对称的(例如,与UL相比可将更多或更少载波分配给DL)。分量载波可包括主分量载波以及一个或多个副分量载波。主分量载波可被称为主蜂窝小区(PCell),并且副分量载波可被称为副蜂窝小区(SCell)。
某些UE 104可使用设备到设备(D2D)通信链路158来彼此通信。D2D通信链路158可使用DL/UL WWAN频谱。D2D通信链路158可使用一个或多个侧链路信道,诸如物理侧链路广播信道(PSBCH)、物理侧链路发现信道(PSDCH)、物理侧链路共享信道(PSSCH)、以及物理侧链路控制信道(PSCCH)。D2D通信可通过各种各样的无线D2D通信系统,诸如举例而言,WiMedia、蓝牙、ZigBee、以电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准为基础的Wi-Fi、LTE、或NR。
无线通信系统可进一步包括例如在5GHz无执照频谱等中经由通信链路154与Wi-Fi站(STA)152处于通信的Wi-Fi接入点(AP)150。当在无执照频谱中通信时,STA 152/AP150可在通信之前执行畅通信道评估(CCA)以确定该信道是否可用。
小型蜂窝小区102'可在有执照和/或无执照频谱中操作。当在无执照频谱中操作时,小型蜂窝小区102'可采用NR并且使用与由Wi-Fi AP 150所使用的相同的无执照频谱(例如,5GHz等)。在无执照频谱中采用NR的小型蜂窝小区102'可推升接入网的覆盖和/或增加接入网的容量。
电磁频谱常常基于频率/波长被细分为各种类别、频带、信道等。在5G NR中,两个初始操作频带已被标识为频率范围指定FR1(410MHz–7.125GHz)和FR2(24.25GHz–52.6GHz)。尽管FR1的一部分大于6GHz,但在各种文档和文章中,FR1通常(可互换地)被称为“亚6GHz”频带。关于FR2有时会出现类似的命名问题,尽管不同于由国际电信联盟(ITU)标识为“毫米波”频带的极高频率(EHF)频带(30GHz–300GHz),但是FR2在各文档和文章中通常(可互换地)被称为“毫米波”频带。
FR1与FR2之间的频率通常被称为中频带频率。最近的5G NR研究已将这些中频带频率的操作频带标识为频率范围指定FR3(7.125GHz–24.25GHz)。落在FR3内的频带可以继承FR1特性和/或FR2特性,并且由此可有效地将FR1和/或FR2的特征扩展到中频带频率中。附加地,目前正在探索较高频带,以将5G NR操作扩展到52.6GHz以上。例如,三个较高操作频带已被标识为频率范围指定FR4a或FR4-1(52.6GHz–71GHz)、FR4(52.6GHz–114.25GHz)和FR5(114.25GHz–300GHz)。这些较高频带中的每一者都落在EHF频带内。
考虑到以上各方面,除非特别另外声明,否则应理解,如果在本文中使用,术语亚“6GHz”等可广义地表示可小于6GHz、可在FR1内、或可包括中频带频率的频率。此外,除非特别另外声明,否则应理解,如果在本文中使用,术语“毫米波”等可广义地表示可包括中频带频率、可在FR2、FR4、FR4-a或FR4-1和/或FR5内、或可在EHF频带内的频率。
无论是小型蜂窝小区102'还是大型蜂窝小区(例如,宏基站),基站102可包括和/或被称为eNB、g B节点(gNB)、或另一类型的基站。一些基站(诸如gNB 180)可在传统亚6GHz频谱中、在毫米波频率、和/或近毫米波频率中操作以与UE 104通信。当gNB 180在毫米波频率或近毫米波频率中操作时,gNB 180可被称为毫米波基站。毫米波基站180可利用与UE104的波束成形182来补偿路径损耗和短射程。基站180和UE 104可各自包括多个天线,诸如天线振子、天线面板和/或天线阵列以促成波束成形。
基站180可在一个或多个传送方向182'上向UE 104传送经波束成形信号。UE 104可在一个或多个接收方向182”上从基站180接收经波束成形信号。UE 104也可在一个或多个传送方向上向基站180传送经波束成形信号。基站180可在一个或多个接收方向上从UE104接收经波束成形信号。基站180/UE 104可执行波束训练以确定基站180/UE 104中的每一者的最佳接收方向和传送方向。基站180的传送方向和接收方向可以相同或可以不同。UE104的传送方向和接收方向可以相同或可以不同。
EPC 160可包括移动性管理实体(MME)162、其他MME 164、服务网关166、多媒体广播多播服务(MBMS)网关168、广播多播服务中心(BM-SC)170和分组数据网络(PDN)网关172。MME 162可与归属订户服务器(HSS)174处于通信。MME 162是处理UE 104与EPC 160之间的信令的控制节点。一般地,MME 162提供承载和连接管理。所有用户网际协议(IP)分组通过服务网关166来传递,服务网关166自身连接到PDN网关172。PDN网关172提供UE IP地址分配以及其他功能。PDN网关172和BM-SC 170连接到IP服务176。IP服务176可包括因特网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)、PS流送服务、和/或其他IP服务。BM-SC 170可提供用于MBMS用户服务置备和递送的功能。BM-SC 170可用作内容提供商MBMS传输的进入点、可用来授权和发起公共陆地移动网(PLMN)内的MBMS承载服务、并且可用来调度MBMS传输。MBMS网关168可被用来向属于广播特定服务的多播广播单频网(MBSFN)区域的基站102分发MBMS话务,并且可负责会话管理(开始/停止)并负责收集eMBMS相关的收费信息。
核心网190可包括接入和移动性管理功能(AMF)192、其他AMF 193、会话管理功能(SMF)194和用户面功能(UPF)195。AMF 192可与统一数据管理(UDM)196处于通信。AMF 192是处理UE 104与核心网190之间的信令的控制节点。一般地,AMF 192提供QoS流和会话管理。所有用户网际协议(IP)分组通过UPF 195来传递。UPF 195提供UE IP地址分配以及其他功能。UPF 195连接到IP服务197。IP服务197可包括因特网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)、分组交换(PS)流送(PSS)服务、和/或其他IP服务。
基站可包括和/或被称为gNB、B节点、eNB、接入点、基收发机站、无线电基站、无线电收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)、传送接收点(TRP)、或某个其他合适术语。基站102为UE 104提供去往EPC 160或核心网190的接入点。UE 104的示例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型设备、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如,MP3播放器)、相机、游戏控制台、平板设备、智能设备、可穿戴设备、交通工具、电表、气泵、大型或小型厨房电器、健康护理设备、植入物、传感器/致动器、显示器、或任何其他类似的功能设备。一些UE 104可被称为IoT设备(例如,停车计时器、油泵、烤箱、交通工具、心脏监视器等)。UE 104也可被称为站、移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端、或某种其他合适的术语。在一些场景中,术语UE还可适用于一个或多个伴随设备,诸如在设备星座布置中。这些设备中的一个或多个设备可共同地接入网络和/或个体地接入网络。
图2A是解说5G NR帧结构内的第一子帧的示例的示图200。图2B是解说5GNR子帧内的DL信道的示例的示图230。图2C是解说5G NR帧结构内的第二子帧的示例的示图250。图2D是解说5G NR子帧内的UL信道的示例的示图280。5G NR帧结构可以是频分双工(FDD)的,其中对于特定副载波集(载波系统带宽),该副载波集内的子帧专用于DL或UL;或者可以是时分双工(TDD)的,其中对于特定副载波集(载波系统带宽),该副载波集内的子帧专用于DL和UL两者。在由图2A、2C提供的示例中,5G/NR帧结构被假定为TDD,其中子帧4配置有时隙格式28(大部分是DL)其中D是DL,U是UL,并且F是供在DL/UL之间灵活使用的,且子帧3被配置有时隙格式1(全部是UL)。虽然子帧3、4分别被示为具有时隙格式1、28,但是任何特定子帧可被配置有各种可用时隙格式0-61中的任一者。时隙格式0、1分别是全DL、全UL。其他时隙格式2-61包括DL、UL、和灵活码元的混合。UE通过所接收到的时隙格式指示符(SFI)而被配置成具有时隙格式(通过DL控制信息(DCI)来动态地配置,或者通过无线电资源控制(RRC)信令来半静态地/静态地配置)。注意,以下描述也适用于为TDD的5GNR帧结构。
图2A-2D解说了帧结构,并且本公开的各方面可以适用于可能具有不同帧结构和/或不同信道的其他无线通信技术。一帧(10ms)可被划分成10个相等大小的子帧(1ms)。每个子帧可包括一个或多个时隙。子帧还可包括迷你时隙,其可包括7、4或2个码元。每个时隙可包括14或12个码元,这取决于循环前缀(CP)是正常的还是扩展的。对于正常CP,每个时隙可包括14个码元,而对于扩展CP,每个时隙可包括12个码元。DL上的码元可以是CP正交频分复用(OFDM)(CP-OFDM)码元。UL上的码元可以是CP-OFDM码元(对于高吞吐量场景)或离散傅立叶变换(DFT)扩展OFDM(DFT-s-OFDM)码元(也称为单载波频分多址(SC-FDMA)码元)(对于功率受限的场景;限于单流传输)。子帧内的时隙数目基于CP和参数设计。参数设计定义副载波间隔(SCS),并且实际上定义码元长度/历时,其等于1/SCS。
对于正常CP(14个码元/时隙),不同参数设计μ0到4分别允许每子帧1、2、4、8和16个时隙。对于扩展CP,参数设计2允许每子帧4个时隙。相应地,对于正常CP和参数设计μ,存在14个码元/时隙和2
资源网格可被用于表示帧结构。每个时隙包括延伸12个连贯副载波的资源块(RB)(也称为物理RB(PRB))。资源网格被划分成多个资源元素(RE)。由每个RE携带的比特数取决于调制方案。
如图2A中解说的,一些RE携带用于UE的参考(导频)信号(RS)。RS可包括用于UE处的信道估计的解调RS(DM-RS)(对于一个特定配置指示为R,但其他DM-RS配置是可能的)和信道状态信息参考信号(CSI-RS)。RS还可包括波束测量RS(BRS)、波束精化RS(BRRS)和相位跟踪RS(PT-RS)。
图2B解说了帧的子帧内的各种DL信道的示例。物理下行链路控制信道(PDCCH)在一个或多个控制信道元素(CCE)(例如,1、2、4、8或16个CCE)内携带DCI,每个CCE包括6个RE群(REG),每个REG包括RB的OFDM码元中的12个连贯RE。一个BWP内的PDCCH可被称为控制资源集(CORESET)。UE被配置成在CORESET上的PDCCH监视时机期间在PDCCH搜索空间(例如,共用搜索空间、因UE而异的搜索空间)中监视PDCCH候选,其中PDCCH候选具有不同的DCI格式和不同的聚集水平。附加BWP可被定位在跨越信道带宽的更高和/或更低频率处。主同步信号(PSS)可在帧的特定子帧的码元2内。PSS由UE 104用于确定子帧/码元定时和物理层身份。副同步信号(SSS)可在帧的特定子帧的码元4内。SSS由UE用于确定物理层蜂窝小区身份群号和无线电帧定时。基于物理层身份和物理层蜂窝小区身份群号,UE可确定物理蜂窝小区标识符(PCI)。基于PCI,UE可确定DM-RS的位置。携带主信息块(MIB)的物理广播信道(PBCH)可以在逻辑上与PSS和SSS编群在一起以形成同步信号(SS)/PBCH块(也被称为SS块(SSB))。MIB提供系统带宽中的RB数目、以及系统帧号(SFN)。物理下行链路共享信道(PDSCH)携带用户数据、不通过PBCH传送的广播系统信息(诸如系统信息块(SIB))、以及寻呼消息。
如图2C中所解说的,一些RE携带用于基站处的信道估计的DM-RS(对于一个特定配置指示为R,但其他DM-RS配置是可能的)。UE可传送用于物理上行链路控制信道(PUCCH)的DM-RS和用于物理上行链路共享信道(PUSCH)的DM-RS。PUSCH DM-RS可在PUSCH的前一个或前两个码元中被传送。PUCCH DM-RS可取决于传送短PUCCH还是传送长PUCCH并取决于所使用的特定PUCCH格式而在不同配置中被传送。UE可传送探通参考信号(SRS)。SRS可在子帧的最后码元中被传送。SRS可具有梳齿结构,并且UE可在梳齿之一上传送SRS。SRS可由基站用于信道质量估计以在UL上启用取决于频率的调度。
图2D解说了帧的子帧内的各种UL信道的示例。PUCCH可位于如在一种配置中指示的位置。PUCCH携带上行链路控制信息(UCI),诸如调度请求、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)、秩指示符(RI)、以及混合自动重复请求(HARQ)确收(ACK)(HARQ-ACK)反馈(即,指示一个或多个ACK和/或否定ACK(NACK)的一个或多个HARQ ACK比特)。PUSCH携带数据,并且可附加地用于携带缓冲器状态报告(BSR)、功率净空报告(PHR)、和/或UCI。
图3是接入网中基站310与UE 350处于通信的框图。在DL中,来自EPC 160的IP分组可被提供给控制器/处理器375。控制器/处理器375实现层3和层2功能性。层3包括无线电资源控制(RRC)层,并且层2包括服务数据适配协议(SDAP)层、分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层、以及媒体接入控制(MAC)层。控制器/处理器375提供与系统信息(例如,MIB、SIB)的广播、RRC连接控制(例如,RRC连接寻呼、RRC连接建立、RRC连接修改、以及RRC连接释放)、无线电接入技术(RAT)间移动性、以及UE测量报告的测量配置相关联的RRC层功能性;与报头压缩/解压缩、安全性(暗码化、暗码解译、完整性保护、完整性验证)、以及切换支持功能相关联的PDCP层功能性;与上层分组数据单元(PDU)的传递、通过ARQ的纠错、RLC服务数据单元(SDU)的级联、分段和重组、RLC数据PDU的重新分段、以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU复用到传输块(TB)上、从TB解复用MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处置、以及逻辑信道优先级区分相关联的MAC层功能性。
发射(TX)处理器316和接收(RX)处理器370实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。包括物理(PHY)层的层1可包括传输信道上的检错、传输信道的前向纠错(FEC)编码/解码、交织、速率匹配、映射到物理信道上、物理信道的调制/解调、以及MIMO天线处理。TX处理器316基于各种调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交调幅(M-QAM))来处置至信号星座的映射。经译码和经调制的码元可随后被拆分成并行流。每个流可随后被映射到OFDM副载波、在时域和/或频域中与参考信号(例如,导频)复用、并且随后使用快速傅立叶逆变换(IFFT)组合到一起以产生携带时域OFDM码元流的物理信道。OFDM流被空间预编码以产生多个空间流。来自信道估计器374的信道估计可被用来确定编码和调制方案以及用于空间处理。信道估计可从由UE 350传送的参考信号和/或信道状况反馈推导出。每个空间流随后可经由分开的发射机318TX被提供给一不同的天线320。每个发射机318TX可用相应空间流来调制射频(RF)载波以供传输。
在UE 350处,每个接收机354RX通过其各自相应的天线352来接收信号。每个接收机354RX恢复出调制到RF载波上的信息并将该信息提供给接收(RX)处理器356。TX处理器368和RX处理器356实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。RX处理器356可对信息执行空间处理以恢复出以UE 350为目的地的任何空间流。如果有多个空间流以UE 350为目的地,则它们可由RX处理器356组合成单个OFDM码元流。RX处理器356随后使用快速傅立叶变换(FFT)将该OFDM码元流从时域变换到频域。频域信号对OFDM信号的每个副载波包括单独的OFDM码元流。通过确定最有可能由基站310传送的信号星座点来恢复和解调每个副载波上的码元、以及参考信号。这些软判决可基于由信道估计器358计算出的信道估计。这些软判决随后被解码和解交织以恢复出原始由基站310在物理信道上传送的数据和控制信号。这些数据和控制信号随后被提供给实现层3和层2功能性的控制器/处理器359。
控制器/处理器359可与存储程序代码和数据的存储器360相关联。存储器360可被称为计算机可读介质。在UL中,控制器/处理器359提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、暗码解译、报头解压缩以及控制信号处理以恢复出来自EPC 160的IP分组。控制器/处理器359还负责使用ACK和/或NACK协议进行检错以支持HARQ操作。
类似于结合由基站310进行的DL传输所描述的功能性,控制器/处理器359提供与系统信息(例如,MIB、SIB)捕获、RRC连接、以及测量报告相关联的RRC层功能性;与报头压缩/解压缩、以及安全性(暗码化、暗码解译、完整性保护、完整性验证)相关联的PDCP层功能性;与上层PDU的传递、通过ARQ的纠错、RLC SDU的级联、分段、以及重组、RLC数据PDU的重新分段、以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU复用到TB上、从TB解复用MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处置、以及逻辑信道优先级区分相关联的MAC层功能性。
由信道估计器358从由基站310所传送的参考信号或反馈推导出的信道估计可由TX处理器368用于选择恰适的编码和调制方案、以及促成空间处理。由TX处理器368生成的空间流可经由分开的发射机354TX被提供给不同的天线352。每个发射机354TX可用相应空间流来调制RF载波以供传输。
在基站310处以与结合UE 350处的接收机功能所描述的方式类似的方式来处理UL传输。每个接收机318RX通过其相应的天线320来接收信号。每个接收机318RX恢复出调制到RF载波上的信息并将该信息提供给RX处理器370。
控制器/处理器375可与存储程序代码和数据的存储器376相关联。存储器376可被称为计算机可读介质。在UL中,控制器/处理器375提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、暗码解译、报头解压缩、控制信号处理以恢复出来自UE 350的IP分组。来自控制器/处理器375的IP分组可被提供给EPC 160。控制器/处理器375还负责使用ACK和/或NACK协议进行检错以支持HARQ操作。
TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359中的至少一者可被配置成执行与图1的RTK定位组件198结合的各方面。
无线设备(诸如移动电话、汽车、智能手表等)可能能够基于全球导航卫星系统(GNSS)来确定其在地球上的位置。例如,全球定位系统(GPS)是一种基于卫星的无线电导航系统,它能够向地球上或地球附近存在四个或更多个GPS卫星的视线(LOS)的任何地方的GPS接收机提供地理位置和时间信息。如果在GPS卫星和GPS接收机之间存在障碍物(诸如物理结构(例如,建筑物、桥梁)和地形(例如,山脉)),则由该GPS接收机接收到的GPS信号可能被削弱和/或包括偏移/延迟。
图4是解说根据本公开的各个方面的GPS定位的示例400的示图。GPS接收机404可至少部分基于从多个GPS卫星402接收的数据来计算其定位和时间,其中每个GPS卫星402可携带其定位和时间的记录,并且可将该数据(例如,记录)传送到GPS接收机404。每个GPS卫星402可进一步包括与GPS卫星的其它时钟和(诸)地面时钟同步的时钟。如果GPS卫星402检测到存在与地面上保持的时间的漂移,则GPS卫星402可校正它。GPS接收机404还可包括时钟,但是与GPS卫星402的时钟相比,GPS接收机404的时钟可能不太稳定和精确。
由于无线电波的速度可以是恒定的并且独立于卫星速度,因此GPS卫星402传送信号406的时间和GPS接收机404接收到该信号406的时间之间的时间延迟可与从GPS卫星402到GPS接收机404的距离成比例在一些示例中,GPS接收机404可使用最少四个GPS卫星来计算/运算一个或多个未知量(例如,三个定位坐标和与卫星时间的时钟偏差等)。
每个GPS卫星402可连续地广播信号406(例如,具有调制的载波),信号406可包括GPS接收机404可能已知的伪随机码(例如,1和0的序列),并且还可包括消息,该消息包括传输时间和该时间的卫星定位。换言之,每个信号406可携带两种类型的信息:时间和载波(例如,具有要被电磁传送的输入信号的经调制波形)。基于从GPS卫星402接收到的信号406,GPS接收机404可测量信号406的抵达时间(TOA)并且计算信号406的飞行时间(TOF)。随后,基于TOF,GPS接收机404可计算其三维位置和时钟偏差,并且GPS接收机404可确定其在地球上的定位。例如,GPS接收机404的位置可被转换成相对于椭球地球模型的纬度、经度和高度。这些坐标可被显示(诸如在移动地图显示器上)或者被一些其他系统记录或使用,诸如车辆引导系统。
虽然GPS接收机和GPS卫星之间的距离可基于信号所需的时间来计算,但是GPS卫星的信号序列可相对于该GPS接收机的序列而被延迟。因此,在一些示例中,延迟可被应用于GPS接收机的序列,使得两个序列对准。例如,为了计算延迟,GPS接收机可将被包含在GPS卫星信号中的伪随机二进制序列与内部生成的伪随机二进制序列对准。由于GPS卫星信号需要时间到达接收机,卫星的序列可能相对于接收机的序列被延迟。通过越来越多地延迟接收机的序列,这两个序列最终可被对准。
GPS定位的准确性可能取决于各种因素,诸如卫星几何、信号阻塞、大气条件和/或接收机设计特征/质量等。例如,智能手机或智能手表使用的GPS接收机的准确度可能低于交通工具和调查装备使用的GPS接收机。
为了提高GPS定位的准确性(例如,从米到厘米),实时运动学(RTK)技术或机制可被用于定位设备。RTK是可由定位设备(例如,UE、调查装备、汽车GPS等)用于提高定位的准确性的技术或机制。例如,基于RTK,定位设备(例如,客户端设备)可使用基站的校正信息来减轻该定位设备的GPS接收机PR和CP测量中的几个误差源,这些误差源可包括卫星轨道、卫星时钟、大气误差等。因此,定位设备可实现更好的准确性。
图5是解说根据本公开的各方面的RTK定位的示例500的示图。在一个示例中,至少两个接收机可与RTK定位相关联地使用,其中至少一个接收机可以是驻定的,其可被称为基站503,并且至少一个其他接收机可以是移动的(例如,可自由地移动),其可被称为漫游者或漫游设备504(例如,GNSS/GPS接收机、UE、漫游站等)。换言之,RTK系统可包括基站和漫游者,其中该基站可以是其位置已知的驻定接收机。
卫星502(例如,GNSS/GPS卫星)和漫游设备504之间或卫星502和基站503之间的射程可通过确定卫星502和漫游设备504或基站503之间的载波循环数目,并且将该数乘以由卫星502传送的载波506(例如,载波信号)的载波波长508来计算。例如,如果卫星502正在传送具有十(10)米的波长508的载波506,并且漫游设备504接收载波506并且确定在卫星502和漫游设备504之间存在五百(500)个载波循环,则漫游设备504可通过将确定的载波循环数目(例如500)乘以载波波长508(例如10米)来计算卫星502和漫游设备504之间的距离,该载波波长508可以是五千米(例如500×10=5000)。类似地,基站503还可从卫星502接收载波506,并且基于载波506的波长508以及基站503和卫星502之间的载波循环数目来确定其离卫星502的射程。漫游设备504和/或基站503可计算漫游设备504/基站503和多个(例如,四个或更多个)卫星(例如,卫星501和502)之间的射程(例如,距离),以确定它们的地理位置(例如,它们在地球上的位置)。
在RTK定位期间,漫游设备504(例如,UE、客户端设备等)可经历“多义性解析”过程,以确定卫星502和漫游设备504之间的载波循环数目。换言之,当漫游设备504从卫星502接收到载波时,漫游设备504可能需要时间来算出卫星502和漫游设备504之间有多少个载波循环。在一些示例中,具有更复杂或高端天线/硬件(诸如汽车级天线)的GNSS接收机能够在相对短的时间内(例如,在几秒钟内)解析多义性,而具有不太复杂或低端天线/硬件(诸如用于移动电话的天线)和/或智能手表的GNSS接收机可能需要更长的时间(例如,10-30分钟或更长)来解析多义性。在一些示例中,歧义也可被称为“整数多义性”。
在一些示例中,由漫游设备504计算的范围可包括由于卫星时钟和星历表以及电离层和对流层延迟等引起的误差。此外,由于漫游设备504更有可能移动,因此从每个卫星接收到的信号/载波的质量可随着漫游设备从一个位置移动到另一个位置而改变。例如,如果漫游设备504从开阔天空区域移动到有建筑物的区域,则来自一个或多个卫星501/502的信号可被这些建筑物阻挡/反射。如此,由漫游设备504计算的射程可开始漂移并且可包括(诸)误差。
在另一方面,由于基站503可能驻定在已知位置,并且基站503可被配备成具有更复杂和高端的GNSS接收机,因此基站503可与漫游设备504相比而言保持对射程的准确计算。例如,基站503可被配置成定位在具有最小环境影响(诸如干扰和多径)处(诸如,开阔天空区域)。如此,在RTK定位下,基站503可被配置成基于载波相位测量来通过使用从卫星(例如,卫星501/502)接收到的信号来计算其位置,随后基站503可将所计算位置与其已知位置进行比较以标识是否存在任何误差。如果基站503标识存在误差,则基站503可生成校正数据510(或校正信号)并且将校正数据510传送到漫游设备504,以协助漫游设备504校正误差。例如,由于漫游设备504通常可被配置成定位在基站503的邻近度(例如,在6英里、12英里等内),因此漫游设备504很可能遭遇与基站503相似的误差(例如,相似的电离层和对流层延迟)。因此,漫游设备504可使用来自基站503的校正数据510来改进其自身从GNSS星座计算的定位,以实现厘米精度。换言之,基站可被配置成停留在固定/已知位置并且向一个或多个漫游设备发送校正数据,并且该一个或多个漫游设备可使用该校正数据来增加它们的定位的精度以及纠错的速度。因此,漫游设备504可使用与多义性解析和差分校正相结合的算法来确定其定位。漫游设备504可达成的定位准确度可取决于其与基站503的距离和差分校正(例如,校正数据510)的准确性。
在一些示例中,RTK定位也可与网络相关联地使用,其中来自一个或多个固定基站(例如,基站503)的定位数据可被传送到中央处理站。当漫游设备(其可将其近似位置传送到中央处理站)请求时,中央站可计算和传送校正信息(例如,校正数据510)或向该漫游设备传送经校正定位。
在一个示例中,漫游设备(r)(例如,漫游设备504)可基于以下等式来获得与一个或多个GNSS卫星相关联的原始GNSS测量(例如,原始伪距(PR)和原始载波相位(CP)测量):
其中P可指示PR测量(m),Φ可指示CP测量(m),ρ可指示几何射程(m),dT可指示接收机时钟(m),dt可指示卫星时钟误差(m),dTrop可指示对流层误差(m),dIono可指示电离层误差(m),λ可指示波长(m),N可指示整数多义性(如果没有发生失锁,其可以是恒定值(循环)),而∈可指示测量噪声和多径。
在从基站(b)接收到校正数据(例如,校正数据510)之后(例如,当来自基站(b)的GNSS校正可用时),卫星时钟误差可被移除,并且当基站(b)和漫游设备(r)足够近时,对流层和电离层误差实际上可被抵消。因此,在将基站校正数据应用于漫游设备(r)之后的GNSS测量可变成:
如结合图4和5所讨论的,对于精确地测量室外距离、物体形状、土地面积等的工业和/或家用应用(例如,cm至dm级准确性),特殊的商业级工具和/或高端GNSS接收机可由这些应用使用。然而,商业级工具和/或高端GNSS接收机对于一些设备(诸如移动电话)来说可能相对昂贵且不切实际(例如,由于天线/硬件尺寸限制)。因此,为了提高用于被装备有不太复杂的GNSS接收机/天线(例如,消费级GNSS接收机)的无线设备(诸如移动电话和智能手表)的定位准确性,这些无线设备可被配置成应用或使用RTK机制,其中这些无线设备可从基站和/或中央处理站接收RTK校正数据以辅助其定位,诸如结合图5所描述的。
然而,在一些示例中,采用RTK机制的设备(例如,交通工具GPS设备、移动电话等)可能必须等到多义性被固定(例如,可被称为“初始化时间”)之后,设备才能达成非常高的准确性(例如,毫米到厘米的准确性),诸如结合图5所描述的。用于不同设备的初始化时间可能取决于卫星几何、环境和/或硬件(例如,GNSS天线类型)而不同。换言之,在RTK规程中,扩展卡尔曼过滤器(EKF)中的未知估计状态可以包括漫游设备定位、漫游设备接收机时钟和多义性项。为了使RTK机制能够利用高准确性载波相位测量并且以分米或厘米的准确性输出所估计的漫游设备定位,该RTK机制可被配置成等待,直到所估计的多义性项被固定为整数(例如,通过使用整数多义性分辨率(IAR)技术,诸如LAMBDA方法),或者直到所估计的多义性项随着与卫星视线几何相关联的变化等收敛到稳定值。此多义性固定时间或多义性收敛时间可被定义为RTK的“初始化时间”。
对于与高端GNSS天线连接的设备,在开放的天空环境中,RTK初始化时间可能在数秒以内。然而,对于连接到不太复杂的GNSS天线(例如,消费级天线、低成本电话线性天线等的设备),要进行IAR以在几秒钟内来达成多义性固定可能更加困难,其中较长的收敛时间可被应用来允许多义性项随着与卫星视线几何相关联的变化而收敛到稳定值之后才达成分米到厘米的定位准确性。在一些示例中,取决于卫星几何、环境或硬件,收敛时间或初始化时间可能需要10分钟以上。
图6A和6B是解说根据本公开的各个方面的用于不同天线的初始化时间的示例的示图600A和600B,其中“RTK-Float(RTK浮动)”(例如,在值1(1)处)可指示RTK多义性尚未被固定,而“RTK-Fixed(RTK固定)”(例如,在值0(0)处)可指示该RTK多义性已经被固定。如由图600A所示出的,对于被装备有高端天线(例如,用于交通工具、基站等的天线)的设备,多义性可在卫星信号被接收后的几秒钟内被解析,例如,高端天线从RTK-Float收敛到RTK-Fixed需要几秒钟。因此,用于高端天线的初始化时间可在数秒以内。在另一方面,如由图600B所示出的,对于装备有消费级天线(例如,用于移动电话、智能手表等的天线)的设备),在卫星信号被接收之后,设备可能需要超过500秒来解析多义性(或几乎解析该多义性)。在一些示例中,RTK可能无法固定一些GNSS天线(例如,低成本手机天线)的多义性。因此,用于消费级天线的初始化时间可能超过十分钟或更长,这对于一些应用或在一些场景中可能是不实际的。
本文所呈现的各方面可提供不具有初始化时间的RTK定位模式(下文可称为“所提议RTK模式”)。本文所呈现的各方面可使得移动设备(诸如不具有高端天线的移动设备(例如,移动电话、智能手表等)在RTK的多义性被解析/收敛之前或在无需该多义性被解析/收敛的情况下达成非常准确的相对定位准确性。例如,在本公开的一个方面,不具有初始化时间的RTK模式可被提供给移动设备(例如,不具有高端天线的移动电话),其中不具有初始化时间的该RTK模式可使得该移动设备能够在解析多义性之前或在无需解析该多义性的情况下(例如,不等该多义性被解析的情况下)执行精确的室外距离、形状、陆地面积测量。尽管在所提议RTK模式下,绝对定位解决方案可能是有偏的,但是所提议RTK模式可提供非常准确的相对定位准确性。
图7是解说根据本公开的各个方面的无线设备(例如,漫游设备)将不具有初始化时间的RTK定位模式应用于确定相对定位的示例的流程图700。
在706,无线设备702(例如,漫游设备、移动电话、智能手表等)可在第一时间点(例如,时间零点(t0))从多个卫星(例如,GNSS/GPS卫星)接收信号,并且无线设备702可计算用于该多个卫星的原始PR和原始CP。在一个示例中,原始PR可基于以下等式来计算:
其中P
其中Φ
在708,基站704可在第一时间点(t0)生成RTK基站校正数据(例如,校正数据510),并且基站704可将生成的RTK基站校正数据传送到无线设备702以辅助无线设备702,诸如结合图5所描述的。RTK基站校正数据可包括与有偏无线设备定位和接收机时钟误差相关联的校正信息。注意,编号“704”、“706”、“708”等的使用并不指定特定的时间次序。
在710,无线设备702可在第一时间点(t0)将接收到的RTK基站校正数据应用于原始PR和原始CP,以估计有偏无线设备定位和接收机时钟误差。
在712,在应用RTK基站校正数据之后,在第一时间点(t0)的PR测量的差异(例如,应用校正数据之后的原始PR)可由以下等式表示:
其中,ΔP
在714,在应用RTK基站校正数据之后,在第一时间点(t0)的CP测量的差异(例如,应用校正数据之后的原始CP)可由以下等式表示:
其中ΔΦ
在716,漫游设备702可基于在712获得的校正PR来估计其定位和接收机时钟。然后,在718,无线设备702可确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差(例如,有偏接收机时钟)。虽然无线设备定位和接收机时钟可被估计,但是由于PR测量的不准确性和多义性项未收敛,所估计无线设备定位和接收机时钟可能是不准确的。因此,出于本公开的目的,在t0的所估计无线设备定位可被称为“有偏定位”、“有偏无线设备定位”和/或“有偏漫游设备定位”等,并且在t0的所估计接收机时钟可被称为“有偏接收机时钟”、“接收机时钟误差”和/或“有偏无线设备时钟”等。
在720,基于所确定的有偏无线设备定位、接收机时钟误差和在714获得的CP测量的差异,无线设备702可计算针对多个卫星中的每一者的有偏多义性。换言之,有偏无线设备定位和接收机时钟误差可与有偏多义性相关联。在一个示例中,通过使用“有偏漫游设备定位”和“有偏接收机时钟”,有偏多义性可基于以下等式来确定:
其中ΔΦ
然后,在721,无线设备702可将所计算的“有偏多义性”应用于确定其在第二时间点(例如,时间i(ti))的相对位置。例如,在722,无线设备702可在第二时间点(ti)从多个卫星接收信号,并且无线设备702可计算用于该多个卫星的原始PR和原始CP,诸如结合708所描述的。在724,基站704可在第二时间点(ti)生成RTK基站校正,并且基站704可将所生成RTK基站校正数据传送到无线设备702,诸如结合708所描述的。在726,无线设备702可将接收到的RTK基站校正数据应用于第二时间点(ti)的原始PR和原始CP以估计在第二时间点(ti)的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,诸如结合710所描述的。在728,在应用RTK基站校正数据之后,无线设备702可在第二时间点(ti)获得无线设备702和基站704之间的CP测量的差异。
在730,无线设备702可将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,其中该载波相位测量可与接收机时钟误差和无线设备702的绝对位置相关联。然后,在732,无线设备702可基于多个卫星中的所有卫星的有偏多义性来确定无线设备的位置(例如,相对位置、绝对位置等)。
例如,如果失锁未发生,则无线设备可随后将所计算的“有偏多义性”应用于载波相位测量,例如在时间t
其中ΔΦ
对于不具有初始化时间的所提议RTK模式,EKF中的未知估计状态可包括无线设备定位和无线设备接收机时钟。未知的多义性可通过“有偏多义性”来补偿,因此它可能不是EKF中的估计状态。然后,所提议RTK模式可使得无线设备702能够提供(例如,利用)高准确性载波相位测量,并且在不具有初始化时间的情况下以较高的准确度输出所估计无线设备定位。例如,无线设备702可能够在不具有初始化时间的情况下瞬时地提供分米甚至厘米准确性。
在一些示例中,由于来自“有偏多义性”的影响,从所提议RTK模式确定的无线设备定位(例如,绝对定位)可能对绝对定位真值具有“有偏偏移”。然而,此“有偏偏移”可能不会在一时间段内(例如,在5或10分钟等里)显著地变化。因此,所提议RTK模式可提供从第一时间点(t0)到第二时间点(ti)的非常准确的相对定位准确性,这也可为不具有高端天线的无线设备提供执行精确的室外距离、形状和/或陆地面积测量的能力(因为这些无线设备不会等到多义性被解析/收敛)。换言之,无线设备702的绝对位置可在不将整数多义性收敛到稳定值的情况下被确定,其中无线设备702的绝对位置可以是无线设备在第二时间点(例如,ti)与无线设备702离第一时间点(例如,t0)的相对定位。
图8A和8B是解说根据本公开的各个方面的无线设备的基于所提议RTK模式的绝对定位准确性和相对定位准确性的示例的示图800A和800B。如由图800A所示出的,在基于所提议RTK模式来应用有偏多义性之后,可能存在对无线设备的绝对定位的“有偏偏移”。然而,如由图800B所示出的,因为有偏偏移可能不会在一时间段内显著改变,所以所提议RTK模式仍然可提供从t0到ti的非常准确的相对定位准确性。作为示例而非限定,在多义性被收敛/解析之前和/或无需该多义性被收敛/解析的情况下,所提议RTK模式可使得交通工具GPS能够基于交通工具在t0和t1之间的定位来检测该交通工具是否已经改变了车道,所提议RTK模式可使得手机用户能够测量t0和t1之间的距离和/或形状,所提出的RTK模式可使得无线设备的移动能够被检测和记录等等。
图9是无线通信方法的流程图900。该方法可以由无线设备或无线设备的组件(例如,UE 104、350;漫游设备504;无线设备1102;处理系统,其可以包括存储器360并且其可以是整个UE 350或UE 350的组件,诸如TX处理器368、RX处理器356和/或控制器/处理器359)来执行。该方法可使得无线设备(例如,漫游设备、UE、移动电话等)在无需针对RTK的多义性被解析/收敛的情况下或在针对RTK的多义性被解析/收敛之前在RTK下达成非常准确的相对定位准确性。
在902,无线设备可确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差可与有偏多义性相关联,诸如结合图7所描述的。例如,在718,无线设备702可确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,其中该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差可与有偏多义性相关联。对有偏无线设备定位和接收机时钟误差的确定可由例如图11中的设备1102的有偏定位和时钟确定组件1140来执行。
在一个示例中,如910、912和914所示,在确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差中,无线设备可计算多个卫星的原始PR和原始CP。然后,无线设备可从基站接收与有偏无线设备定位和接收机时钟误差相关联的校正信息。然后,无线设备可将校正信息应用于原始PR和原始CP,以估计有偏无线设备定位和接收机时钟误差,诸如结合图7的706、708和710所描述的。
在此示例中,原始PR可基于以下等式来计算:P
在此示例中,原始CP可基于以下等式来计算:Φ
在此示例中,在第一时间点(t
在此示例中,在第一时间点应用校正信息之后的原始CP可基于以下等式:ΔΦ
在此示例中,在第一时间点的有偏多义性可基于以下等式来计算:λ·ΔN
在此示例中,在应用有偏多义性之后,对于多个卫星中的每一者在第二时间点(t
在904,无线设备可在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性,诸如结合图7所描述的。例如,在720,无线设备702可为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。对有偏多义性的计算可由例如图11中的设备1102的有偏多义性计算组件1142来执行。
在906,无线设备可将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量可与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联,诸如结合图7所描述的。例如,在721和730,无线设备702可将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,其中该载波相位测量可与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。对有偏多义性的应用可由例如图11中的设备1102的有偏多义性应用组件1144来执行。
在908,无线设备可在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际,基于针对该多个卫星中的所有卫星的有偏多义性来确定该无线设备的绝对位置,诸如结合图7所描述的。例如,在732,无线设备702可基于用于多个卫星中的所有卫星的有偏多义性来确定该无线设备的绝对位置。对绝对位置的确定可由例如图11中的设备1102的位置确定组件1146来执行。因此,无线设备的绝对位置可与载波相位测量和伪距测量相关联。
在一个示例中,如916所示出的,无线设备的绝对位置可在无需将整数多义性收敛到稳定值的情况下被确定。
在另一示例中,如918所示,无线设备的绝对位置可以是该无线设备在第二时间点(t
图10是无线通信方法的流程图1000。该方法可以由无线设备或无线设备的组件(例如,UE 104、350;漫游设备504;无线设备702;设备1102;处理系统,其可以包括存储器360并且其可以是整个UE 350或UE 350的组件,诸如TX处理器368、RX处理器356和/或控制器/处理器359)来执行。该方法可使得无线设备(例如,漫游设备、UE、移动电话等)在无需针对RTK的多义性被解析/收敛的情况下或在用于RTK的多义性被解析/收敛之前在RTK下达成非常准确的相对定位准确性。
在1002,无线设备可确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差可与有偏多义性相关联,诸如结合图7所描述的。例如,在718,无线设备702可确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,其中该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差可与有偏多义性相关联。对有偏无线设备定位和接收机时钟误差的确定可由例如图11中的设备1102的有偏定位和时钟确定组件1140来执行。
在一个示例中,在确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差中,无线设备可计算针对该多个卫星的原始PR和原始CP。然后,无线设备可从基站接收与有偏无线设备定位和接收机时钟误差相关联的校正信息。然后,无线设备可将校正信息应用于原始PR和原始CP,以估计有偏无线设备定位和接收机时钟误差,诸如结合图7的706、708和710所描述的。
在此示例中,原始PR可基于以下等式来计算:P
在此示例中,原始CP可基于以下等式来计算:Φ
在此示例中,在第一时间点(t
在此示例中,在第一时间点应用校正信息之后的原始CP可基于以下等式:ΔΦ
在此示例中,在第一时间点的有偏多义性可基于以下等式来计算:λ·ΔN
在此示例中,在应用有偏多义性之后,对于多个卫星中的每一者在第二时间点(t
在1004,无线设备可在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性,诸如结合图7所描述的。例如,在720,无线设备702可为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。对有偏多义性的计算可由例如图11中的设备1102的有偏多义性计算组件1142来执行。
在1006,无线设备可将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量可与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联,诸如结合图7所描述的。例如,在721和730,无线设备702可将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,其中该载波相位测量可与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联。对有偏多义性的应用可由例如图11中的设备1102的有偏多义性应用组件1144来执行。
在1008,无线设备可在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于用于该多个卫星中的全部卫星的有偏多义性来确定该无线设备的绝对位置,诸如结合图7所描述的。例如,在732,无线设备702可基于用于多个卫星中的所有卫星的有偏多义性来确定该无线设备的绝对位置。对绝对位置的确定可由例如图11中的设备1102的位置确定组件1146来执行。因此,无线设备的绝对位置可与载波相位测量和伪距测量相关联。
在一个示例中,无线设备的绝对位置可在无需将整数多义性收敛到稳定值的情况下被确定。
在另一示例中,无线设备的绝对位置可以是该无线设备在第二时间点(t
图11是解说设备1100的硬件实现的示例的示图1102。设备1102可以是UE、UE的组件,或者可实现UE功能性。在一些方面,设备1102可以包括耦合到蜂窝RF收发机1122的蜂窝基带处理器1104(也称为调制解调器)。在一些方面,设备1102可进一步包括一个或多个订户身份模块(SIM)卡1120、耦合至安全数字(SD)卡1108和屏幕1110的应用处理器1106、蓝牙模块1112、无线局域网(WLAN)模块1114、全球定位系统(GPS)模块1116或电源1118。蜂窝基带处理器1104通过蜂窝RF收发机1122与UE 104和/或BS102/180进行通信。蜂窝基带处理器1104可包括计算机可读介质/存储器。计算机可读介质/存储器可以是非瞬态的。蜂窝基带处理器1104负责一般性处理,包括对存储在计算机可读介质/存储器上的软件的执行。该软件在由蜂窝基带处理器1104执行时使蜂窝基带处理器1104执行上文所描述的各种功能。计算机可读介质/存储器还可被用于存储由蜂窝基带处理器1104在执行软件时操纵的数据。蜂窝基带处理器1104进一步包括接收组件1130、通信管理器1132和传输组件1134。通信管理器1132包括该一个或多个所解说的组件。通信管理器1132内的组件可被存储在计算机可读介质/存储器中和/或配置为蜂窝基带处理器1104内的硬件。蜂窝基带处理器1104可以是UE 350的组件且可包括存储器360和/或以下至少一者:TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359。在一种配置中,设备1102可以是调制解调器芯片并且仅包括基带处理器1104,并且在另一配置中,设备1102可以是整个UE(例如,参见图3的350)并且包括设备1102的附加模块。
通信管理器1132包括有偏定位和时钟确定组件1140,有偏定位和时钟确定组件1140被配置成确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差可与有偏多义性相关联,例如,如结合图9的902和/或图10的1002所描述的。通信管理器1132进一步包括有偏多义性计算组件1142,有偏多义性计算组件1142被配置成在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性,例如,如结合图9的904和/或图10的1004所描述的。通信管理器1132进一步包括有偏多义性应用组件1144,有偏多义性应用组件1142被配置成将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量可与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联,例如,如结合图9的906和/或图10的1006所描述的。通信管理器1132进一步包括位置确定组件1146,位置确定组件1146被配置成在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于用于该多个卫星中的所有卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置,例如,如结合图9的908和/或图10的1008所描述的。
该装备可包括执行图9和10的流程图中的算法的每个框的附加组件。如此,图9和10的流程图中的每个框可由一组件执行且该设备可包括那些组件中的一个或多个组件。这些组件可以是专门配置成执行该过程/算法的一个或多个硬件组件、由配置成执行该过程/算法的处理器实现、存储在计算机可读介质中以供由处理器实现、或其某种组合。
如所示的,设备1102可包括为各种功能配置的各种组件。在一种配置中,设备1102(并且具体而言是蜂窝基带处理器1104)包括:用于确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差的装置,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联(例如,有偏定位和时钟确定组件114)。设备1102包括:用于在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性的装置(例如,有偏多义性计算组件1142)。设备1102包括:用于将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量的装置,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联(例如,有偏多义性应用组件1144)。设备1102包括:用于在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于用于该多个卫星中的所有卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置的装置(例如,位置确定组件1146)。
在一种配置中,在确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差中,无线设备可计算针对该多个卫星的原始PR和原始CP。然后,无线设备可从基站接收与有偏无线设备定位和接收机时钟误差相关联的校正信息。然后,无线设备可将校正信息应用于原始PR和原始CP,以估计有偏无线设备定位和接收机时钟误差,诸如结合图7的706、708和710所描述的。
在此配置中,原始PR可基于以下等式来计算:P
在此配置中,原始CP可基于以下等式来计算:Φ
在此配置中,在第一时间点(t
在此配置中,在第一时间点(t_0^)应用校正信息之后的原始CP可基于以下等式:ΔΦ
在此配置中,在第一时间点的有偏多义性可基于以下等式来计算:λ·ΔN
在此配置中,在应用有偏多义性之后,对于多个卫星中的每一者在第二时间点(t
在另一配置中,无线设备的绝对位置可在无需将整数多义性收敛到稳定值的情况下被确定。
在另一配置中,无线设备的绝对位置可以是该无线设备在第二时间点(t
装置可以是设备1102中被配置成执行由装置叙述的功能的组件中的一者或多者。如上文中所描述的,设备1102可包括TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359。如此,在一种配置中,装置可以是被配置成执行由装置叙述的功能的TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359。
应理解,所公开的过程/流程图中的各个框的具体次序或层次是示例办法的解说。应理解,基于设计偏好,可以重新编排这些过程/流程图中的各个框的具体次序或层次。此外,一些框可被组合或被略去。所附方法权利要求以范例次序呈现各种框的要素,且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或层次。
提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各个方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白,并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。由此,权利要求并非旨在被限定于本文中所示的方面,而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围,其中对要素的单数形式的引述除非特别声明,否则并非旨在表示“有且仅有一个”,而是“一个或多个”。诸如“如果”、“当……时”和“在……时”之类的术语应被解读为意味着“在该条件下”,而不是暗示直接的时间关系或反应。即,这些短语(例如,“当……时”)并不暗示响应于动作的发生或在动作的发生期间的立即动作,而仅暗示在满足条件的情况下将发生动作,而并不需要供动作发生的特定的或立即的时间约束。措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。除非特别另外声明,否则术语“一些/某个”指的是一个或多个。诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”以及“A、B、C或其任何组合”之类的组合包括A、B和/或C的任何组合,并可包括多个A、多个B或多个C。具体而言,诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”以及“A、B、C或其任何组合”之类的组合可以是仅有A、仅有B、仅有C、A和B、A和C、B和C,或者A和B和C,其中任何这种组合可包含A、B或C的一个或多个成员。本公开通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此,且旨在被权利要求所涵盖。此外,本文所公开的任何内容都不旨在捐献于公众,无论此类公开内容是否明确记载在权利要求书中。措辞“模块”、“机制”、“元素”、“设备”等可以不是措辞“装置”的代替。如此,没有任何权利要求元素应被解释为装置加功能,除非该元素是使用短语“用于……的装置”来明确叙述的。
以下方面仅是解说性的,并且可以与本文中所描述的其他方面或教导进行组合而没有限制。
方面1是一种用于无线通信的装置,包括耦合至存储器的至少一个处理器,并且该至少一个处理器被配置成:确定针对多个卫星的有偏无线设备定位和接收机时钟误差,该有偏无线设备定位和该接收机时钟误差与有偏多义性相关联;在确定有偏无线设备定位和接收机时钟误差之际为该多个卫星中的每一者计算有偏多义性。将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量,该载波相位测量与接收机时钟误差和无线设备的绝对位置相关联;以及在将有偏多义性应用于针对多个卫星中的每一者的载波相位测量之际基于针对所有多个卫星的有偏多义性来确定无线设备的绝对位置。
方面2是方面1的装置,进一步包括耦合到该至少一个处理器的收发机。
方面3是如方面1和2中任一者的装置,其中该处理器被进一步配置成:计算用于多个卫星的原始PR和原始CP;从基站接收与有偏无线设备定位和接收机时钟误差相关联的校正信息;以及将校正信息应用于原始PR和原始CP以估计有偏无线设备定位和接收机时钟误差。
方面4是方面1到3中任一者的装置,其中原始PR基于以下等式来计算:P
方面5是方面1到4中任一者的装置,其中原始CP基于以下等式来计算:Φ
方面6是方面1到5中任一者的装置,其中无线设备的绝对位置在无需将整数多义性收敛到稳定值的情况下被确定。
方面7是方面1到6中任一者的装置,其中无线设备的绝对位置是该无线设备在第二时间点(t
方面8是方面1到7中任一者的装置,其中在第一时间点(t
方面9是方面1到8中任一者的装置,其中在第一时间点(t
方面10是方面1到9中任一者的装置,其中在第一时间点的有偏多义性基于以下等式来计算:λ·ΔN
方面11是方面1到10中任一者的装置,其中在应用有偏多义性之后,对于多个卫星中的每一者在第二时间点(t
方面12是方面1到11中任一者的装置,其中无线设备是UE或漫游设备。
方面13是方面1到12中任一者的装置,其中无线设备的绝对位置与载波相位测量和伪距测量相关联。
方面14是一种用于实现如方面1至13中任一者的无线通信方法。
方面15是一种用于无线通信的设备,包括用于实现如方面1至13中任一者的装置。
方面16是存储计算机可执行代码的计算机可读介质,其中该代码在由处理器执行时使该处理器实现方面1至13中任一者。方面16是存储计算机可执行代码的计算机可读介质,其中该代码在由处理器执行时使该处理器实现方面1至13中任一者。
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