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全球导航卫星系统信号的电离层延迟估计

文献发布时间:2024-01-17 01:26:37


全球导航卫星系统信号的电离层延迟估计

技术领域

背景技术

无线通信系统已经发展了许多代,包括第一代模拟无线电话服务(1G)、第二代(2G)数字无线电话服务(包括中间的2.5G和2.75G网络)、第三代(3G)高速数据互联网功能的无线服务、以及第四代(4G)服务(例如,长期演进(LTE)或WiMax)。当前,很多不同类型的无线通信系统处于使用中,包括蜂窝和个人通信服务(PCS)系统。已知的蜂窝系统的示例包括蜂窝模拟高级移动电话系统(AMPS)、以及基于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、TDMA的全球移动接入系统(GSM)变型等的数字蜂窝系统。

通常希望知道用户设备(UE)(例如蜂窝电话)的位置,术语“位置(location)”和“定位(position)”在本文是同义的并且可以互换使用。位置服务(LCS)客户端可能希望知道UE的位置,并且可以与位置中心通信以请求UE的位置。位置中心和UE可以适当地交换消息,以获得UE的位置估计。位置中心可以将位置估计返回给LCS客户端,例如用于一个或多个应用。

获得正在访问无线网络的移动设备的位置对于许多应用可能有用,包括例如紧急呼叫、个人导航、资产跟踪、定位朋友或家庭成员等。现有定位方法包括基于测量从包括人造卫星和无线网络中的地面无线电源(诸如基站和接入点)的各种设备发送的无线电信号的方法。

很多UE包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器,并且可以通过精确测量从多个卫星接收的信令事件的到达时间来确定位置。每个卫星发送导航消息,其中包含发送消息的准确时间和星历信息。导航消息的每个子帧以遥测(telemetry)字(TLM)和子帧号开始。可以借助于TLM中的前导码序列来检测子帧的开始。每个子帧还包括切换字(HOW),它根据卫星时钟保存的本地版本的GNSS时间,给出卫星将发送下一个子帧的一周中的准确时间(TOW)。星历信息包括卫星轨道的详细信息以及与GNSS时间相比卫星自身时钟的校正。星历和时钟校正参数可以统称为星历信息。

除了时间和星历信息之外,数据消息还包含卫星星座年历、代表电离层延迟的参数、健康参数和一些接收器使用的其他信息。例如,在GPS/QZSS星座中,每个卫星广播25个不同的数据帧。每个帧在子帧1-子帧3中包含相同的信息(除了时间),但是在子帧4和子帧5中循环通过预先分配的数据序列,该数据序列包含年历和其他信息。包括卫星时钟偏差的星历信息可以被周期性地刷新(例如,每2小时刷新一次),使得导航数据消息代表每个卫星的轨道和状态。其他星座可以使用不同的参数。在某些情况下,从每个卫星广播的电离层延迟信息可基于不适用于UE当前位置的通用模型,或者它可能随着电离层的移动而变得过时。电离层延迟中的不准确性可能降低由UE中的GNSS模块执行的位置计算的准确性。

发明内容

根据本公开的一种确定移动设备位置的示例方法包括:获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量;基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计;基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量;以及至少部分地基于增量载波相位测量和伪距测量、载波相位测量或两者来确定移动设备的位置。

这种方法的实现可以包括以下一个或多个特征。可以在时期(epoch)中获得多个伪距测量和载波相位测量。该时期处的增量载波相位测量可以对应于在该时期中接收的多个伪距测量和载波相位测量。可以跨越多个连续时期确定偏差估计,并且在该时期确定增量载波相位测量。确定偏差估计可以包括基于多个伪距测量和载波相位测量来确定无发散平滑估计。偏差估计可以基于随时间进行的基于第一频带和第二频带的与卫星的多个增量伪距测量和多个增量载波相位测量的加权平均。在第一频带上接收的伪距测量和载波相位测量的第一数量可以大于在第二频带上接收的多个伪距测量和载波相位测量的第二数量。

根据本公开的一种示例装置包括:存储器,至少一个接收器,通信地耦合到该存储器和至少一个接收器的至少一个处理器,该至少一个处理器被配置为:经由至少一个接收器获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量;基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计;基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量;以及至少部分地基于增量载波相位测量和伪距测量、载波相位测量或两者来确定位置。

这种装置的实现可以包括以下一个或多个特征。可以在时期中获得多个伪距测量和载波相位测量。至少一个处理器还可以被配置为:基于在该时期中接收的多个伪距测量和载波相位测量来确定增量载波相位测量。至少一个处理器还可以被配置为:确定跨越多个连续时期的偏差估计,并且确定该时期中的增量载波相位测量。至少一个处理器还可以被配置为:基于多个伪距测量和载波相位测量来确定无发散平滑估计。至少一个处理器还可以被配置为:计算随时间进行的基于第一频带和第二频带的与卫星的多个增量伪距测量和多个增量载波相位测量的加权平均。在第一频带上接收的伪距测量和载波相位测量的第一数量可以大于在第二频带上接收的多个伪距测量和载波相位测量的第二数量。

根据本公开的一种用于确定移动设备位置的示例装置包括:用于获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量的部件;用于基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计的部件;用于基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量的部件;以及用于至少部分地基于增量载波相位测量和伪距测量、载波相位测量或两者来确定移动设备的位置的部件。

一种包括处理器可读指令的示例非暂时性处理器可读存储介质,被配置为使一个或多个处理器根据本公开确定移动设备位置的指令包括:用于获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量的代码;用于基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计的代码;用于基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量的代码;以及用于至少部分地基于增量载波相位测量和伪距测量、载波相位测量或两者来确定移动设备的位置的代码。

本文描述的项目和/或技术可以提供以下一个或多个能力,以及未提及的其他能力。GNSS接收器可以被配置为接收从导航卫星发送的导航信号。导航信号可以在不同的频率上。伪距和载波相位测量可以在一对频率上从卫星获得。GNSS接收器可以被配置为基于在该对频率上获得的测量来确定增量伪距值和增量载波相位值。可以基于增量伪距和增量载波相位值来确定偏差估计。电离层延迟估计可以部分基于偏差估计来计算。电离层延迟估计可以在任何区域计算。基于电离层延迟估计可以提高定位精度。可以消除对包括其他电离层延迟估计信息的广播数据进行解码的要求,并且可以降低GNSS接收器的功耗。可以提供其他功能,并且不是根据本公开的每个实现都必须提供所讨论的任何功能,更不用说所有功能。

附图说明

图1是示例无线通信系统的简化示意图。

图2是图1所示的示例用户设备的组件的框图。

图3是图1所示的示例发送/接收点的组件的框图。

图4是图1所示的示例服务器的组件的框图。

图5是卫星传输的电离层延迟的概念图。

图6是电离层延迟在第一频率和第二频率上的概念图。

图7是用于估计电离层延迟的示例方法的处理流程图。

图8是用于确定移动设备的位置的示例方法的处理流程图。

图9是用于部分基于偏差估计来确定电离层延迟估计的示例方法的处理流程图。

图10是基于用于确定估计的电离层延迟的不同方法的位置误差的示例图。

具体实施方式

本文讨论了用于利用移动设备来估计GNSS传输中的电离层延迟的技术。例如,移动设备可以获得卫星在至少一对频率上的伪距和载波相位测量,并确定该伪距和载波相位测量的偏差估计。偏差估计将与卫星和频率对相关联。然后,移动设备可以基于期望时期的频率对确定与卫星的增量载波相位测量,并且计算在期望时期处针对该卫星获得的伪距和载波相位测量中存在的电离层延迟的估计。这些技术和配置是示例,并且可以使用其他技术和配置。

参考图1,通信系统100的示例包括UE 105、无线电接入网(RAN)135(此处为第五代(5G)下一代(NG)RAN(NG-RAN))和5G核心网(5GC)140。UE 105可以是例如IoT(物联网)设备、位置跟踪器设备、蜂窝电话或其他设备。5G网络也可被称为新无线电(NR)网络;NG-RAN 135可被称为5G RAN或NR RAN;并且5GC 140可以被称为NG核心网(NGC)。NG-RAN和5GC的标准化正在第三代合作伙伴计划(3GPP)中进行。因此,NG-RAN 135和5GC 140可以符合来自3GPP的用于5G支持的当前或未来标准。RAN 135可以是另一种类型的RAN(例如,3G RAN)、4G长期演进(LTE)RAN等。通信系统100可以利用来自人造卫星(SV)190、191、192、193的星座185的信息,以用于像全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)、伽利略、或北斗或一些其他本地或区域SPS(诸如印度区域导航卫星系统(IRNSS)、欧洲对地静止导航覆盖服务(EGNOS)或广域增强系统(WAAS))的卫星定位系统(SPS)(例如,全球导航卫星系统(GNSS))。下面描述通信系统100的附加组件。通信系统100可以包括附加的或替代的组件。

如图1所示,NG-RAN 135包括NR节点B(gNB)110a、110b和下一代e节点B(ng-eNB)114,并且5GC 140包括接入和移动性管理功能(AMF)115、会话管理功能(SMF)117、位置管理功能(LMF)120和网关移动位置中心(GMLC)125。gNB 110a、110b和ng-eNB 114彼此通信地耦合,每个被配置为与UE 105进行双向无线通信,并且每个被通信地耦合到AMF 115并被配置为与AMF 115进行双向通信。AMF 115、SMF 117、LMF 120和GMLC 125彼此通信地耦合,并且GMLC通信地耦合到外部客户端130。SMF 117可以用作服务控制功能(SCF)(未示出)的初始接触点,以创建、控制和删除媒体会话。

图1提供了各种组件的概括说明,其中任何一个或全部可以酌情使用,并且每个组件可以在必要时被复制或省略。具体地,尽管仅示出了一个UE 105,但在通信系统100中可以使用很多UE(例如,数百、数千、数百万等)。类似地,通信系统100可以包括更大(或更小)数量的SV(即,多于或少于所示的四个SV 190-193)、gNB 110a、100b、ng-eNB 114、AMF 115、外部客户端130和/或其他组件。连接通信系统100中的各种组件的所示连接包括数据和信令连接,数据和信令连接可以包括附加(中间)组件、直接或间接物理和/或无线连接、和/或附加网络。此外,根据所需的功能,组件可以被重新排列、组合、分离、替换和/或省略。

虽然图1示出了基于5G的网络,但是类似的网络实现和配置可以用于诸如3G、长期演进(LTE)等的其他通信技术。本文描述的实现(无论是针对5G技术和/或针对一种或多种其他通信技术和/或协议)可以用于发送(或广播)定向同步信号、在UE(例如,UE 105)处接收和测量定向信号,和/或(经由GMLC 125或其他位置服务器)向UE 105提供位置辅助,和/或基于在UE 105处接收到的针对此类定向发送信号的测量量,在诸如UE 105、gNB 110a、110b或LMF 120的定位功能设备处计算UE 105的位置。网关移动位置中心(GMLC)125、位置管理功能(LMF)120、接入和移动性管理功能(AMF)115、SMF 117、ng-eNB(e节点B)114和gNB(g节点B)110a、110b是示例,并且在各种实施例中,可以分别由各种其他位置服务器功能和/或基站功能取代,或者包括各种其他位置服务器功能和/或基站功能。

UE 105可以包括和/或可以被称为设备、移动设备、无线设备、移动终端、终端、移动站(MS)、支持安全用户平面位置(SUPL)的终端(SET)或某个其他名称。此外,UE 105可以对应于手机、智能手机、笔记本电脑、平板电脑、PDA、跟踪设备、导航设备、物联网(IoT)设备、资产跟踪器、健康监视器、安全系统、智能城市传感器、智能仪表、可穿戴式跟踪器或一些其他便携式或可移动设备。典型地,虽然不是必须地,UE 105可以支持使用诸如全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、LTE、高速分组数据(HRPD)、IEEE802.11WiFi(也称为Wi-Fi)、蓝牙

UE 105可以包括单个实体,或者可以包括多个实体,诸如在用户可以使用音频、视频和/或数据I/O(输入/输出)设备和/或身体传感器以及分开的有线或无线调制解调器的个域网中。对UE 105的位置的估计可以称为位置、位置估计、位置方位确定、方位确定、定位、定位估计或定位方位确定并且可以是地理的,从而为UE 105提供位置坐标(例如,纬度和经度),其可以包括也可以不包括海拔分量(例如,高于海平面的高度、高于地面、楼层或地下室的高度或低于地面的深度)。可替代地,UE 105的位置可以表示为城市位置(例如,作为邮政地址或诸如特定房间或楼层的建筑物中的某个点或小区域的指定)。UE 105的位置可以表示为UE 105预期以某种概率或置信度(例如67%、95%等)位于其中的面积或体积(在地理上或以城市形式定义)。UE 105的位置可以表示为相对位置,包括例如与已知位置的距离和方向。该相对位置可以表示为相对坐标(例如,X、Y(和Z)坐标),该相对坐标是相对于已知位置处的某个原点定义的,已知位置可以例如在地理上、以城市术语定义,或者通过参考例如在地图、平面图或建筑平面图上指示的点、面积或体积来定义。在本文包含的描述中,除非另有指示,否则术语位置的使用可以包括这些变型中的任何变型。当计算UE的位置时,通常求解本地x、y和可能的z坐标,然后如果需要,将本地坐标转换为绝对坐标(例如,针对纬度、经度、和高于或低于平均海平面的海拔)。

UE 105可以被配置为使用各种不同技术中的一种或多种技术与其他实体进行通信。UE 105可以被配置为经由一个或多个设备到设备(D2D)对等(P2P)链路间接连接到一个或多个通信网络。D2D P2P链路可以由任何合适的D2D无线电接入技术(RAT)来支持,诸如LTE直接(LTE-D)、WiFi直接(WiFi-D)、蓝牙

图1所示的NG-RAN 135中的基站(BS)包括NR节点B,其被称为gNB110a和110b。NG-RAN 135中的成对gNB 110a、110b可以经由一个或多个其他gNBs彼此连接。经由UE 105与一个或多个gNB110a、110b之间的无线通信向UE 105提供对5G网络的接入,其可以代表UE 105使用5G提供对5GC 140的无线通信接入。在图1中,假设UE 105的服务gNB为gNB 110a,尽管如果UE 105移动到另一位置则另一gNB(例如,gNB 110b)可以用作服务gNB,或者可以用作辅gNB以向UE 105提供附加的吞吐量和带宽。

图1所示的NG-RAN 135中的基站(BS)可以包括ng-eNB 114,其也被称为下一代演进节点B。ng-eNB 114可以可能地经由一个或多个其他gNB和/或一个或多个其他ng-eNB连接到NG-RAN 135中的一个或多个gNB110a、110b。ng-eNB 114可以向UE 105提供LTE无线接入和/或演进LTE(eLTE)无线接入。gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114中的一个或多个可以被配置为用作仅定位信标,其可以发送信号以帮助确定UE 105的定位,但可以不从UE 105或其他UE接收信号。

BS 110a、110b、114可以各自包括一个或多个TRP。例如,BS的小区内的每个扇区可以包括TRP,尽管多个TRP可以共享一个或多个组件(例如,共享处理器但具有分开的天线)。系统100可以仅包括宏TRP,或者系统100可以具有不同类型的TRP,例如,宏、微微和/或毫微微TRP,等等。宏TRP可以覆盖相对大的地理区域(例如,半径数公里),并且可以允许具有服务订阅的终端不受限制地访问。微微TRP可以覆盖相对较小的地理区域(例如,微微小区),并且可以允许具有服务订阅的终端不受限制地接入。毫微微或家庭TRP可以覆盖相对较小的地理区域(例如,毫微微小区),并且可以允许与该毫微微小区相关联的终端(例如,家庭中用户的终端)进行受限访问。

如前所述,虽然图1描绘了被配置为根据5G通信协议进行通信的节点,但是可以使用被配置为根据诸如例如LTE协议或IEEE 802.11x协议的其他通信协议进行通信的节点。例如,在向UE 105提供LTE无线接入的演进分组系统(EPS)中,RAN可以包括演进通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入网络(E-UTRAN),其可以包括基站,该基站包括演进节点B(eNB)。EPS的核心网络可以包括演进分组核心(EPC)。EPS可以包括E-UTRAN加上EPC,其中E-UTRAN对应于图1中的NG-RAN 135,而EPC对应于图1中的5GC 140。

gNB 110a、110b和ng-eNB 114可以与AMF 115进行通信,AMF 115为了定位功能与LMF 120进行通信。AMF 115可以支持UE 105的移动性,包括小区改变和切换,并且可以参与支持到UE 105的信令连接,以及可能支持UE 105的数据和语音承载。LMF 120可以例如通过无线通信直接与UE 105通信。当UE 105接入NG-RAN 135时,LMF 120可以支持UE 105的定位,并且可以支持诸如辅助GNSS(A-GNSS)、观察到达时间差(OTDOA)、实时运动学(RTK)、精确点定位(PPP)、差分GNSS(DGNSS)、增强小区ID(E-CID)、到达角(AOA)、离开角(AOD)和/或其他定位方法的定位过程/方法。LMF 120可以处理例如从AMF 115或从GMLC 125接收的针对UE 105的位置服务请求。LMF 120可以连接到AMF 115和/或GMLC 125。LMF 120可以用其他名称来指代,诸如位置管理器(LM)、位置功能(LF)、商业LMF(CLMF)或增值LMF(VLMF)。实现LMF 120的节点/系统可以附加地或可替代地实现其他类型的位置支持模块,诸如增强型服务移动位置中心(E-SMLC)或安全用户平面位置(SUPL)位置平台(SLP)。定位功能的至少一部分(包括导出UE 105的位置)可以在UE 105处执行(例如,使用由UE 105获得的针对由诸如gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114之类的无线节点发送的信号的信号测量,和/或例如由LMF 120提供给UE 105的辅助数据)。

GMLC 125可以支持从外部客户端130接收的针对UE 105的位置请求,并且可以将这样的位置请求转发给AMF 115,以便由AMF 115转发给AMF 120,或者可以将该位置请求直接转发给AMF 120。来自LMF 120的位置响应(例如,包含对UE 105的位置估计)可以直接或经由AMF 115返回到GMLC 125,并且GMLC 125然后可以将该位置响应(例如,包含位置估计)返回到外部客户端130。GMLC 125被示出连接到AMF 115和LMF 120,尽管在一些实现中,5GC140可以只支持这些连接中的一个。

如图1进一步所示,LMF 120可以使用新无线电定位协议A(可以被称为NPPa或NRPPa)与gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114进行通信,该协议A可在3GPP技术规范(TS)38.455中定义。NRPPa可以与3GPP TS 36.455中定义的LTE定位协议A(LPPa)相同、类似或是其扩展,其中NRPPa消息经由AMF 115在gNB 110a(或gNB 110b)与LMF 120之间和/或在ng-eNB 114与LMF 120之间传送。如图1进一步所示,LMF 120和UE 105可以使用LTE定位协议(LPP)进行通信,该LTE定位协议可在3GPP TS 36.355中定义。LMF 120和UE 105还可以或替代地使用新无线电定位协议(可被称为NPP或NRPP)进行通信,新无线电定位协议可以与LPP相同、类似或是其扩展。这里,LPP和/或NPP消息可以经由AMF 115和用于UE 105的服务gNB110a、110b或服务ng-eNB 114在UE 105与LMF 120之间传送。例如,LPP和/或NPP消息可以使用5G位置服务应用协议(LCS AP)在LMF 120与AMF 115之间传送,并且可以使用5G非接入层(NAS)协议在AMF 115与UE 105之间传送。LPP和/或NPP协议可用于支持使用诸如A-GNSS、RTK、OTDOA和/或E-CID之类的UE辅助和/或基于UE的定位方法对UE 105的定位。NRPPa协议可用于使用诸如E-CID之类的基于网络的定位方法支持UE 105的定位(例如,当与由gNB110a、110b或ng-eNB 114获得的测量一起使用时)和/或可由LMF 120用于从gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114获得位置相关信息(诸如定义来自gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114的定向SS传输的参数)。

利用UE辅助定位方法,UE 105可以获得位置测量并向位置服务器(例如,LMF 120)发出用于计算UE 105的位置估计的该测量。例如,位置测量可以包括用于gNB 110a、110b、ng-eNB 114和/或WLAN AP的接收信号强度指示(RSSI)、往返信号行进时间(RTT)、参考信号时间差(RSTD)、参考信号接收功率(RSRP)和/或参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。位置测量还可以或替代地包括SV 190-193的GNSS伪距、码相位和/或载波相位的测量。

使用基于UE的定位方法,UE 105可以获得位置测量(例如,其可以与用于UE辅助定位方法的位置测量相同或类似),并且可以计算UE 105的位置(例如,借助从诸如LMF 120的位置服务器接收的辅助数据、或由gNB 110a、110b、ng-eNB 114或其他基站或AP广播的辅助数据)。

使用基于网络的定位方法,一个或多个基站(例如,gNB 110a、110b和/或ng-eNB114)或AP可以获得位置测量(例如,UE 105发送的信号的RSSI、RTT、RSRP、RSRQ或到达时间(TOA)的测量)和/或可以接收UE 105获得的测量。一个或多个基站或AP可以向位置服务器(例如,LMF 120)发出用于计算UE 105的位置估计的该测量。

由gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114使用NRPPa提供给LMF 120的信息可以包括用于定向SS发送的定时和配置信息以及位置坐标。LMF 120可以经由NG-RAN 135和5GC 140将这一信息中的一些或全部作为LPP和/或NPP消息中的辅助数据提供给UE 105。

从LMF 120向UE 105发出的LPP或NPP消息可以指示UE 105根据所需功能执行各种事情中的任何一种。例如,LPP或NPP消息可以包含用于UE 105获得GNSS(或A-GNSS)、WLAN、E-CID和/或OTDOA(或一些其他定位方法)的测量的指令。在E-CID的情况下,LPP或NPP消息可以指示UE 105获得由gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114中的一个或多个支持的(或由诸如eNB或WiFi AP之类的某个其他类型的基站支持的)特定小区内发送的定向信号的一个或多个测量量(例如,波束ID、波束宽度、平均角度、RSRP、RSRQ测量)。UE 105可以经由服务gNB110a(或服务ng-eNB 114)和AMF 115在LPP或NPP消息中(例如,在5G NAS消息内)将该测量量发回LMF 120。

如上所述,虽然关于5G技术描述了通信系统100,但通信系统100可以被实现为支持用于支持诸如UE 105的移动设备并与之交互(例如,用于实现语音、数据、定位和其他功能)的其他通信技术(诸如GSM、WCDMA、LTE等)。在一些这样的实施例中,5GC 140可以被配置为控制不同的空中接口。例如,5GC 140可以使用5GC 150中的非3GPP互通功能(N3IWF,图1未示出)连接到WLAN。例如,WLAN可以支持用于UE 105的IEEE 802.11WiFi接入,并且可以包括一个或多个WiFi AP。这里,N3IWF可以连接到WLAN和5GC 140中的其他元件(诸如AMF115)。在一些实施例中,NG-RAN 135和5GC 140都可以被一个或多个其他RAN和一个或多个其他核心网络所取代。例如,在EPS中,NG-RAN 135可以由包含eNB的E-UTRAN取代,并且5GC140可以由包含移动性管理实体(MME)代替AMF 115、E-SMLC代替LMF 120以及可以类似于GMLC1 25的GMLC的EPC取代。在这样的EPS中,E-SMLC可以使用LPPa代替NRPPa来向E-UTRAN中的eNB发出位置信息和从eNB接收位置信息,并且可以使用LPP来支持UE 105的定位。在这些其他实施例中,使用定向PRS对UE 105进行定位可以以类似于本文针对5G网络描述的方式来支持,不同之处在于本文针对gNB 110a、110b、ng-eNB 114、AMF 115和LFM 120描述的功能和过程在某些情况下可以应用于诸如eNB、WiFi AP、MME和E-SMLC的其他网络元件。

如上所述,在一些实施例中,定位功能可以至少部分地使用由要确定其定位的UE(例如,图1的UE 105)的范围内的基站(诸如gNB 110a、110b和/或ng-eNB 114)发出的定向SS波束来实现。在一些情况下,UE可以使用来自多个基站(诸如gNB 110a、110b、ng-eNB 114等)的定向SS波束来计算UE的定位。

也参考图2,UE 200是UE 105的示例,并且包括计算平台,该计算平台包括处理器210、包括软件(SW)212的存储器211、一个或多个传感器213、用于收发器215的收发器接口214、用户接口216、卫星定位系统(SPS)接收器217、相机218和定位(运动)设备219。处理器210、存储器211、一个或多个传感器213、收发器接口214、用户接口216、SPS接收机217、相机218和定位(运动)设备219可以通过总线220(其可被配置为例如用于光通信和/或电通信)彼此通信地耦合。所示处理器可读指令装置中的一个或多个(例如,相机218、定位(运动)设备219和/或一个或多个传感器213中的一个或多个等等)可以从UE 200中被省略。处理器210可以包括一个或多个智能硬件设备,例如,中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等。处理器210可以包括多个处理器,包括通用/应用处理器230、数字信号处理器(DSP)231、调制解调器处理器232、视频处理器233和/或传感器处理器234。处理器230-234中的一个或多个处理器可以包括多个设备(例如,多个处理器)。例如,传感器处理器234可以包括例如用于雷达、超声波和/或激光雷达等的处理器。调制解调器处理器232可以支持双SIM/双连接(或者甚至更多SIM)。例如,一个SIM(用户识别模块或用户身份模块)可以由原始设备制造商(OEM)使用,而另一SIM可以由UE 200的终端用户用于连接。存储器211是可以包括随机存取存储器(RAM)、闪存、光盘存储器和/或只读存储器(ROM)等的非暂时性存储介质。存储器211存储软件212,软件212可以是处理器可读、处理器可执行的软件代码,其包含被配置为在执行时使处理器210执行本文描述的各种功能的指令。可替代地,软件212可以不是由处理器210直接执行的,而是可以被配置为例如在被编译和执行时使处理器210执行功能。该描述可以仅指的是处理器210执行功能,但这包括其他实现,诸如处理器210运行软件和/或固件。该描述可以将执行功能的处理器210简称为执行功能的处理器230-234中的一个或多个处理器。该描述可以将执行功能的UE 200简称为执行功能的UE 200的一个或多个适当组件。除了和/或代替存储器211之外,处理器210可以包括具有存储的指令的存储器。下面将更全面地讨论处理器210的功能。

图2中所示的UE 200的配置是包括权利要求的本发明的示例而不是限制性的,并且可以使用其他配置。例如,UE的示例配置包括处理器210的处理器230-234、存储器211和无线收发器240中的一个或多个。其他示例配置包括处理器210的处理器230-234、存储器211、无线收发器240以及一个或多个传感器213、用户接口216、SPS接收器217、相机218、PMD219和/或有线收发器250中的一个或多个。

UE 200可以包括调制解调器处理器232,其能够执行由收发器215和/或SPS接收器217接收和下转换的信号的基带处理。调制解调器处理器232可以对要上变频的信号执行基带处理,以便由收发器215发送。而且或可替代地,基带处理可以由处理器230和/或DSP 231执行。然而,其他配置可以用于执行基带处理。

UE 200可以包括一个或多个传感器213,该传感器可以包括例如惯性测量单元(IMU)270、一个或多个磁力计271和/或一个或多个环境传感器272。IMU 270可以包括一个或多个惯性传感器,例如,一个或多个加速度计273(例如,共同响应于UE 200在三维中的加速度)和/或一个或多个陀螺仪274。一个或多个传感器可以提供测量以确定方位(例如,相对于磁北和/或真北),该方位可以用于各种目的中的任何一个,例如,以支持一个或多个罗盘应用。一个或多个环境传感器272可以包括,例如一个或多个温度传感器、一个或多个气压传感器、一个或多个环境光传感器、一个或多个相机成像器和/或一个或多个麦克风等。一个或多个传感器213可以生成模拟和/或数字信号指示,其可以被存储在存储器211中,并由DSP 231和/或处理器230处理,以支持一个或多个应用(诸如针对定位和/或导航操作的应用)。

一个或多个传感器213可以用于相对位置测量、相对位置确定、运动确定等。由一个或多个传感器213检测的信息可以用于运动检测、相对位移、航位推测、基于传感器的位置确定和/或传感器辅助的位置确定。一个或多个传感器213可以用于确定UE 200是固定的(静止的)还是移动的和/或是否向LMF 120报告关于UE 200的移动性的某些有用信息。例如,基于由一个或多个传感器213获得/测量的信息,UE 200可以向LMF 120通知/报告UE200已检测到移动或UE 200已经移动,并且报告相对位移/距离(例如,经由航位推测、或基于传感器的位置确定、或由一个或多个传感器213启用的传感器辅助位置确定)。在另一示例中,对于相对定位信息,传感器/IMU可以用于确定其他设备相对于UE 200的角度和/或方位等。

IMU 270可以被配置为提供关于UE 200的运动方向和/或运动速度的测量,其可以被用于相对位置确定。例如,IMU 270的一个或多个加速度计273和/或一个或多个陀螺仪274可以分别检测UE 200的线性加速度和旋转速度。可以随时间积分UE 200的线性加速度和旋转速度测量,以确定UE 200的瞬时运动方向以及位移。运动的瞬时方向和位移可以被积分以跟踪UE 200的位置。例如,可以例如使用SPS接收器217(和/或通过一些其他部件)针对一个时刻确定UE 200的参考位置,并且在该时刻之后来自一个或多个加速度计273和一个或多个陀螺仪274的测量可以被用于航位推测,以基于UE 200相对于参考位置的运动(方向和距离)确定UE 200的当前位置。

一个或多个磁强计271可以确定不同方向上的磁场强度,磁场强度可以被用于确定UE 200的方位。例如,该方位可以用于为UE 200提供数字罗盘。一个或多个磁强计271可以包括二维磁强计,其被配置为在两个正交维度上检测和提供磁场强度的指示。同样地或可替代地,一个或多个磁强计271可以包括三维磁强计,其被配置为在三个正交维度上检测和提供磁场强度的指示。一个或多个磁强计271可以提供用于感测磁场并例如向处理器210提供磁场指示的部件。

收发器215可以包括无线收发器240和有线收发器250,它们被配置为分别通过无线连接和有线连接与其他设备进行通信。例如,无线收发器240可以包括耦合到一个或多个天线246的发送器242和接收器244,用于发送(例如,在一个或多个上行链路信道上)和/或接收(例如,在一个或多个下行链路信道上)无线信号248,以及将信号从无线信号248转换到有线(例如,电和/或光)信号,并将信号从有线(例如,电和/或光)信号转换到无线信号248。因此,发送器242可以包括多个发送器,它们可以是分立组件或组合/集成组件,和/或接收器244可以包括多个接收器,它们可以是分立组件或组合/集成组件。无线收发器240可以被配置为根据诸如5G新无线电(NR)、GSM(全球移动系统)、UMTS(通用移动电信系统)、AMPS(高级移动电话系统)、CDMA(码分多址)、WCDMA(宽带CDMA)、LTE(长期演进)、LTEDirect(LTE-D)、3GPP LTE-V2X(PC5)、IEEE 802.11(包括IEEE 802.11p)、WiFi、WiFiDirect(WiFi-D)、蓝牙

用户接口216可以包括诸如例如扬声器、麦克风、显示设备、振动设备、键盘、触摸屏等的若干设备中的一个或多个设备。用户接口216可以包括这些设备中的任何一个以上的设备。用户接口216可以被配置为使用户能够与UE 200托管的一个或多个应用进行交互。例如,用户接口216可以在存储器211中存储模拟和/或数字信号的指示,以响应于来自用户的动作而由DSP 231和/或通用处理器230进行处理。类似地,托管在UE 200上的应用可以将模拟和/或数字信号的指示存储在存储器211中,以向用户呈现输出信号。用户接口216可以包括音频输入/输出(I/O)设备,该设备包括例如扬声器、麦克风、数字到模拟电路、模拟到数字电路、放大器和/或增益控制电路(包括这些设备中的任何一个以上的设备)。可以使用音频I/O设备的其他配置。而且或可替代地,用户接口216可以包括响应于例如在用户接口216的键盘和/或触摸屏上的触摸和/或压力的一个或多个触摸传感器。

SPS接收器217(例如,全球定位系统(GPS)接收器)能够经由SPS天线262接收和获取SPS信号260。天线262被配置为将无线信号260转换为有线信号(例如电信号或光信号),并且可以与天线246集成起来。SPS接收器217可以被配置为全部或部分地处理所获取的SPS信号260,以估计UE 200的位置。例如,SPS接收器217可以被配置为通过使用SPS信号260的三边测量来确定UE 200的位置。通用处理器230、存储器211、DSP 231和/或一个或多个专用处理器(未示出)可以用于与SPS接收器217一起全部或部分处理获取的SPS信号,和/或计算UE 200的估计位置。存储器211可以存储用于执行定位操作的SPS信号260和/或其他信号(例如,从无线收发器240获取的信号)的指示(例如,测量)。通用处理器230、DSP 231和/或一个或多个专用处理器和/或存储器211可以提供或支持用于处理测量以估计UE 200的位置的位置引擎。

UE 200可以包括用于捕捉静止或运动图像的相机218。相机218可以包括,例如,成像传感器(例如,电荷耦合设备或CMOS(成像器))、镜头、模数电路、帧缓冲器等。表示捕获图像的信号的附加处理、调节、编码和/或压缩可以由通用处理器230和/或DSP 231执行。而且或可替代地,视频处理器233可以执行对表示所捕获图像的信号的调节、编码、压缩和/或操纵。视频处理器233可以对存储的图像数据进行解码/解压缩,以便在例如用户接口216的显示设备(未示出)上呈现。

定位(运动)设备(PMD)219可以被配置为确定UE 200的位置和可能的运动。例如,PMD 219可以与SPS接收器217进行通信,和/或包括SPS接收器217的一些或全部。PMD 219还可以或可替代地被配置为使用基于地面的信号(例如,至少一些信号248)进行三边测量、帮助获得和使用SPS信号260,或两者来确定UE 200的位置。PMD 219可以被配置为使用一种或多多种其他技术(例如,依赖于UE的自报告位置(例如,UE的定位信标的一部分))来确定UE200的位置,并且可以使用技术(例如,SPS和地面定位信号)的组合来确定UE 200的位置。PMD 219可以包括一个或多个传感器213(例如,陀螺仪、加速度计、磁强计等),其可以感测UE 200的方位和/或运动,并提供处理器210(例如,处理器230和/或DSP 231)可以被配置为用于确定UE 200的运动(例如,速度矢量和/或加速度矢量)的指示。PMD 219可以被配置为提供所确定的定位和/或运动中的不确定性和/或误差的指示。

也参考图3,BS 110a、110b、114的TRP 300的示例包括计算平台,该计算平台包括处理器310、包括软件(SW)312的存储器311、收发器315以及(可选的)SPS接收器317。处理器310、存储器311、收发器315和SPS接收器317可以通过总线320(其可以被配置为例如用于光和/或电通信)彼此通信耦合。可以从TRP 300中省略所示装置中的一个或多个(例如,无线接口和/或SPS接收器317)。SPS接收器317可以类似于SPS接收器217被配置为能够经由SPS天线362接收和获取SPS信号360。处理器310可以包括一个或多个智能硬件设备,例如,中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等。处理器310可以包括多个处理器(例如,如图4中所示,包括通用/应用处理器、DSP、调制解调器处理器、视频处理器和/或传感器处理器)。存储器311是可以包括随机存取存储器(RAM)、闪存、光盘存储器和/或只读存储器(ROM)等的非暂时性存储介质。存储器311存储软件312,软件212可以是处理器可读、处理器可执行的软件代码,其包含被配置为在执行时使处理器310执行本文描述的各种功能的指令。可替代地,软件312可以不是由处理器310直接执行的,而是可以被配置为例如在被编译和执行时使处理器310执行功能。该描述可以仅指的是处理器310执行功能,但这包括其他实现,诸如处理器310运行软件和/或固件。该描述可以将执行功能的处理器310简称为包含在执行功能的处理器310中的一个或多个处理器。该描述可将执行功能的TRP 300简称为执行功能的TRP 300(并且因此是BS 110a、110b、114之一)的一个或多个适当组件。除了和/或代替存储器311之外,处理器310可以包括具有存储的指令的存储器。下面将更全面地讨论处理器310的功能。

收发器315可以包括无线收发器340和有线收发器350,它们被配置为分别通过无线连接和有线连接与其他设备进行通信。例如,无线收发器340可以包括耦合到一个或多个天线346的发送器342和接收器344,用于发送(例如,在一个或多个上行链路信道上)和/或接收(例如,在一个或多个下行链路信道上)无线信号348,以及将信号从无线信号348转换到有线(例如,电和/或光)信号,并将信号从有线(例如,电和/或光)信号转换到无线信号348。因此,发送器342可以包括多个发送器,它们可以是分立组件或组合/集成组件,和/或接收器344可以包括多个接收器,它们可以是分立组件或组合/集成组件。无线收发器340可以被配置为根据诸如5G新无线电(NR)、GSM(全球移动系统)、UMTS(通用移动电信系统)、AMPS(高级移动电话系统)、CDMA(码分多址)、WCDMA(宽带CDMA)、LTE(长期演进)、LTEDirect(LTE-D)、3GPP LTE-V2X(PC5)、IEEE 802.11(包括IEEE 802.11p)、WiFi、WiFiDirect(WiFi-D)、蓝牙

图3中所示的TRP 300的配置是包括权利要求的本发明的示例而不是限制性的,并且可以使用其他配置。例如,本文的描述讨论了TRP 300被配置为执行或执行若干功能,但是这些功能中的一个或多个功能可以由LMF 120和/或UE 200执行(即,LMF 120和/或UE200可以被配置为执行这些功能中的一个或多个功能)。

也参考图4,LMF 120的示例包括计算平台,该计算平台包括处理器410、包括软件(SW)412的存储器411和收发器415。处理器410、存储器411和收发器415可以通过总线420(其可以被配置为例如用于光和/或电通信)彼此通信耦合。可以从服务器400中省略所示装置中的一个或多个(例如,无线接口)。处理器410可以包括一个或多个智能硬件设备,例如,中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等。处理器410可以包括多个处理器(例如,如图4中所示,包括通用/应用处理器、DSP、调制解调器处理器、视频处理器和/或传感器处理器)。存储器411是可以包括随机存取存储器(RAM)、闪存、光盘存储器和/或只读存储器(ROM)等的非暂时性存储介质。存储器411存储软件412,软件212可以是处理器可读、处理器可执行的软件代码,其包含被配置为在执行时使处理器410执行本文描述的各种功能的指令。可替代地,软件412可以不是由处理器410直接执行的,而是可以被配置为例如在被编译和执行时使处理器410执行功能。该描述可以仅指的是处理器410执行功能,但这包括其他实现,诸如处理器410运行软件和/或固件。该描述可以将执行功能的处理器410简称为包含在执行功能的处理器410中的一个或多个处理器。该描述可以将执行功能的服务器400(或LMF 120)称为执行功能的服务器400(例如,LMF 120)的一个或多个适当组件。除了和/或代替存储器411之外,处理器410可以包括具有存储的指令的存储器。下面将更全面地讨论处理器410的功能。

收发器415可以包括无线收发器440和有线收发器450,它们被配置为分别通过无线连接和有线连接与其他设备进行通信。例如,无线收发器440可以包括耦合到一个或多个天线446的发送器442和接收器444,用于发送(例如,在一个或多个上行链路信道上)和/或接收(例如,在一个或多个下行链路信道上)无线信号448,以及将信号从无线信号448转换到有线(例如,电和/或光)信号,并将信号从有线(例如,电和/或光)信号转换到无线信号448。因此,发送器442可以包括多个发送器,它们可以是分立组件或组合/集成组件,和/或接收器444可以包括多个接收器,它们可以是分立组件或组合/集成组件。无线收发器440可以被配置为根据诸如5G新无线电(NR)、GSM(全球移动系统)、UMTS(通用移动电信系统)、AMPS(高级移动电话系统)、CDMA(码分多址)、WCDMA(宽带CDMA)、LTE(长期演进)、LTEDirect(LTE-D)、3GPP LTE-V2X(PC5)、IEEE 802.11(包括IEEE 802.11p)、WiFi、WiFiDirect(WiFi-D)、蓝牙

图4中所示的服务器400的配置是包括权利要求的本发明的示例而不是限制性的,并且可以使用其他配置。例如,可以省略无线收发器440。而且或可替代地,本文的描述讨论了服务器400被配置为执行或执行若干功能,但是这些功能中的一个或多个功能可以由TRP300和/或UE 200执行(即,TRP 300和/或UE 200可以被配置为执行这些功能中的一个或多个功能)。

参考图5,示出了卫星传输的电离层延迟的概念图。地面站502与诸如SV 190的卫星之间的通信必须经过电离层504的区域。电离层504通常可以被定义为地球上方50到1000公里之间的区域,但是该区域可以不被严格定义。电离层504的D区域可以从大约50公里延伸到90公里。D区域可能对GNSS信号影响不大,并且可能在夜间消散。E区域可以在90公里与120公里之间,并且可能导致GNSS信号闪烁。F区域从大约120公里延伸到1000公里,可能对GNSS信号有重大影响,因为它包含大气中最集中的电离。在白天,F层可以进一步分为F1和F2。F2是最易变的。电离层对GNSS信号506的影响的严重程度取决于信号穿过电离层所花费的时间量508。可以基于SV的高度用倾斜因子来估计该距离。与来自地面站502天顶附近的卫星的信号相比,来自地面站502地平线附近的SV 190的信号506必须穿过更大范围的电离层504才能到达接收器。一般而言,信号506在电离层中的时间越长,电离层的影响就越大。

参考图6,并且进一步参考图5,示出了电离层延迟在第一频率和第二频率上的概念图。SV 190可以被配置为在几个不同频率上发送信号,诸如包括第一频率602上的信号和第二频率604上的信号的一对频率。包括SPS接收器217的UE 200被配置为接收第一频率602和第二频率604上的信号。一般而言,电离层504是色散的,并且电离层贡献的表观时间延迟取决于信号的频率。例如,电离层504可以在第一频率602处对第一信号具有第一影响602a,并且在第二频率604处对第二信号具有第二影响604a。电离层504的色散属性可能导致代码(例如,载波上的调制)在信号穿过电离层504期间受到不同于载波的影响。例如,P码、C/A码、导航消息以及所有其他代码可能看起来被延迟或变慢,这受到所谓的群组延迟的影响。然后,载波可能在电离层504中出现加速。对载波的影响称为相位延迟和/或相位提前。这意味着由代码观测确定的从卫星190到UE 200的范围可能太长,而由载波观测确定的范围可能太短。

由电离层504引起的表观时间延迟对于较低频率的载波(例如,第一频率)可能大于对于较高频率的载波(例如,第二频率604)的表观时间延迟。这意味着L1,1575.42MHz受到的影响小于L2,1227.60MHz,L2受到的影响小于L5,1176.45MHz。L1频率与L2频率(347.82MHz)、L1频率与L5频率(398.97MHz)甚至L2频率与L5频率(51.15MHz)之间的间隔足够大,以便于估计电离层群组延迟。UE 200可以被配置为跟踪多个频率以建模并移除电离层偏差的重要部分。补偿电离层延迟的现有技术包括由SV 190或由基于卫星的增强系统(SBAS)广播的电离层延迟模型。然而,这种解决方案可能具有不适用于UE 200的位置的模型(例如,全球模型),可能需要来自SBAS卫星的频繁电离层延迟数据解码,或者可能由于生成和传播模型中的延迟而过时(例如,陈旧)。一些解决方案可以基于在不同频率上进行的测距测量的线性组合来利用两个频率上的信号之间的测量。然而,这些解决方案可能会放大测量中的噪声和多径效应,并且需要在同一时间时期中进行双频测量。

参考图7,并进一步参考图6,用于估计电离层延迟的方法700包括所示的阶段。然而,方法700仅是示例而不是限制性的。方法700可以例如通过对阶段进行增加、移除、重新排列、组合、并发执行和/或将单个阶段拆分为多个阶段来改变。例如,一个或多个阶段可以在图7所示的阶段之前发生,和/或一个或多个阶段可以在图7所示的阶段之后发生。

在阶段702处,该方法包括从卫星获得原始测量并确定多个伪距和载波相位测量。UE 200是用于从卫星获得原始测量的部件。在示例中,SV 190可以在包括至少一对频率的多个频率上发送信号,诸如在第一频率上的第一信号602和在第二频率上的第二信号604。伪距和载波相位测量可以基于本领域公知的GNSS模型。例如,一般而言,卫星[i]在频率f

其中:

r

Bt

c是光速。

B

T

载波相位测量可以被建模为:

载波相位测量模型类似于伪距测量模型,但是电离层延迟的符号翻转,并且具有附加项

λ

模型假设影响伪距(B

UE 200被配置为基于不同频率(诸如第一频率602和第二频率604)上的一对信号来执行双频测量。在频率f

其中

本文提供的方法利用UE 200可用的双频测量对

因此,UE 200可以利用这些对来确定与来自卫星的两个频率相关联的增量伪距和增量载波相位。

在阶段704处,该方法包括确定针对SV时钟校正的增量范围。校正的增量伪距和校正的增量载波相位可以建模为:

在阶段706处,该方法包括确定增量范围值的无发散估计。估计可以建模为:

在阶段707处,该方法包括从多个

在阶段708处,该方法包括确定偏差估计的经滤波值(即

在阶段716处,该方法包括计算电离层延迟估计

dCP值可以基于在阶段702处获得的多个测量,或者基于在阶段702之后获得的测量。在示例中,dCP值的测量可以在与在阶段702处获得的测量不同的时期中获得。等式(14)可用于计算电离层延迟估计

电离层延迟估计中的偏移在来自相同GNSS星座的特定双频对之间是常见的,并且可以在公共接收器时钟偏差估计或星座问偏差估计中被吸收。例如,即使在同一星座内,{L1,l5}双频对的B

在阶段718处,该方法包括锁定电离层延迟估计。UE 200是用于锁定电离层延迟估计的部件。在阶段716处计算的电离层延迟估计可以被存储并与对应于卫星仰角的倾斜因子一起用于后续测量。在示例中,在一个时期中确定的电离层延迟估计可用于在另一时期中获得的伪距和/或载波相位测量。

在阶段710处,该方法包括确定先前锁定的电离层延迟估计是否有效。如果新的偏差估计在阶段708处无效,则先前计算和锁定的电离层延迟估计可以用于伪距和载波相位测量。锁定电离层延迟的使用使得UE 200能够在双频率中的一个不可用时(即,偏差估计尚未被验证),或者如果在一个或两个频率上检测到周跳,需要使用具有新的载波相位模糊度的一组新的多个伪距和载波相位测量来重新计算偏差估计时,滑行通过周期。在阶段714处,有效的锁定电离层延迟估计可以用卫星的倾斜因子来缩放,并且与所获得的伪距和/或载波相位测量一起使用。UE 200可以基于卫星的当前仰角来计算倾斜因子。如果先前锁定的电离层延迟估计无效,则电离层延迟估计在阶段712处不可用。

参考图8,进一步参考图1-7,确定移动设备的位置的方法800包括所示的阶段。然而,方法800仅是一个示例而不是限制性的。方法800可以例如通过对阶段进行增加、移除、重新排列、组合、同时执行阶段和/或将单个阶段拆分为多个阶段来改变。

在阶段802处,该方法包括获得卫星在第一频带和第二频带处的伪距测量和载波相位测量。UE 200是用于获得伪距测量和载波相位测量的部件。SPS接收器217可以被配置为接收SPS信号260,并且全部或部分地处理所获取的SPS信号260。参考图6,SPS信号260可以包括多个频率上的信号,该多个频率包括至少一对频率,诸如第一频率602和第二频率604。在示例中,一个或多个信号可能变得阻塞或退化,并且在第一频率上接收的多个伪距和载波相位测量的第一数量可大于在第二频率上接收的多个伪距和载波相位测量的第二数量。方法800不依赖于两个频率的连续接收,并且UE 200可以滑行通过其中一个信号不可用的时段。

在阶段804处,该方法包括基于多个伪距测量和载波相位测量来确定卫星的偏差估计。UE 200是用于确定偏差估计的部件。参考图7,在阶段706处,UE 200可以如等式(11)所描述的计算多个增量伪距值并且如等式(12)所描述的计算多个增量载波相位测量。在等式(13)中描述的

在阶段806处,该方法包括基于第一频带和第二频带处的载波相位测量来确定卫星的增量载波相位测量。UE 200是用于确定增量载波相位测量的部件。增量载波相位测量在等式(12)中描述,并且可以基于在阶段802处获得的或在该时期稍后获得的或在不同时期获得的载波相位测量。在示例中,可以跨越多个连续时期确定偏差估计,并且可以在期望时期确定增量载波相位测量。

在阶段808处,该方法包括至少部分地基于增量载波相位测量和伪距测量、载波相位测量或两者来确定移动设备的位置。UE 200是用于确定移动设备的位置的部件。在示例中,UE 200至少部分地基于增量载波相位测量和偏差估计来计算卫星的电离层延迟的估计。参考图7,电离层延迟

参考图9,并进一步参考图1-7,用于部分基于偏差估计确定电离层延迟估计的方法包括所示的阶段。然而,方法900仅是示例而不是限制性的。方法900可以例如通过对阶段进行增加、移除、重新排列、组合、并发执行和/或将单个阶段拆分为多个阶段来改变。

在阶段902处,该方法包括利用用户设备在第一频率和第二频率上从卫星获得多个伪距和载波相位测量。UE 200是用于获得多个伪距和载波相位测量的部件。SPS接收器217可以被配置为接收SPS信号260并且全部或部分地处理所获取的SPS信号260。参考图6,SPS信号260可以包括多个频率上的信号,该多个频率包括至少一对频率,诸如第一频率602和第二频率604。

在阶段904处,该方法包括基于多个伪距测量确定多个增量伪距值,其中每个增量伪距值基于在第一频率上测量的第一伪距与在第二频率上测量的第二伪距之间的差。UE200是用于确定多个增量伪距值的部件。在示例中,可以组合等式(3)和等式(4)以求解每个测量频率对的增量伪距值,并且可以如等式(7)所述确定增量伪距值。UE 200可以被配置为确定如等式(9)中所描述的校正的增量伪距值。

在阶段906处,该方法包括基于多个载波相位测量确定多个增量载波相位值,其中每个增量载波相位值基于在第一频率上测量的第一载波相位与在第二频率上测量的第二载波相位之间的差。UE 200是用于确定多个增量载波相位值的部件。在示例中,可以组合等式(5)和等式(6)以求解每个测量对的增量载波相位值,并且可以如等式(8)所述确定增量载波相位值。UE可以被配置为确定如等式(10)中所描述的校正的载波相位值。

在阶段908处,该方法包括基于多个增量伪距值和多个增量载波相位值来确定偏差估计,其中偏差估计与卫星和用户设备相关联。UE 200是用于确定偏差估计的部件。参考图7,在阶段706处,UE 200可以如等式(11)所描述的计算多个增量伪距值并且如等式(12)所描述的计算多个增量载波相位测量。在等式(13)中描述的

在阶段910处,该方法包括至少部分地基于偏差估计来确定卫星的电离层延迟估计。UE 200是用于确定电离层延迟估计的部件。参考图7,电离层延迟估计

参考图10,示出了基于用于确定估计电离层延迟的不同方法的位置误差的示例图表1000。图表1000包括用于四种不同电离层延迟估计方法的3D位置误差(以米为单位)的累积分布函数(CDF)。第一误差线1002表示使用广播电离层延迟模型信息的SPS接收器的定位精度。广播模型通常能够补偿大约50%的电离层延迟,并且因此与其他方法相比,第一误差线1002相对不准确。第二误差线1004表示使用通过线性组合(即,电离层延迟自由组合)去除电离层延迟的现有技术双频方法的SPS接收器的定位精度。这种方法是对广播方法的改进,但是,它需要双频率的连续有效性,并且会放大卫星信号上的噪声,从而降低定位精度。此外,现有技术的方法要求在同一时期内进行双频测量。第三误差线1006表示使用本文提供的技术的SPS接收器的定位精度。如图表1000所示,与广播和现有技术的双频模型相比,这种方法提供了改进的精度。这些改进的结果可以在不需要连续跟踪双频率的情况下获得。如所讨论的,SPS接收器可以滑行通过测量可用性的中断。本文提供的方法可以在全球范围内使用,没有任何区域限制。第四误差线1008表示利用基于卫星的增强服务(SBAS)数据用于电离层延迟估计的SPS接收器的定位精度。该方法可以提供更高的精度,但是具有显著的缺点。例如,如果增强服务数据可用,则必须对其进行连续跟踪和解调,这增加了移动设备的功率需求。由于SBAS无法在全球范围内可用,因此服务的可用性受到区域限制。提供增强数据的卫星也容易受到阻塞,并且在移动设备上接收的模型数据可能是陈旧的,这可能导致不太准确的定位。误差线1002、1004、1006、1008仅是示例,而不限于此。其他因素可能会影响SPS位置估计的准确性。

其他示例和实现在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如,由于软件和计算机的性质,可以使用由处理器、硬件、固件、硬接线或这些的任何组合执行的软件来实现上述功能。实现功能的特征也可以物理地位于各种位置,包括分布成使得部分功能在不同的物理位置实现。

如在本文所使用的,单数形式“a”、“an”和“the”也包括复数形式,除非上下文明确地另有指示。例如,“处理器”可以包括一个处理器或多个处理器。如本文所使用的术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”,指定所说明特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。

而且,如本文所用,在项目列表中使用的由“至少一个”或由“一个或多个”开头的“或”指示析取列表,例如,“A、B或C中的至少一个”的列表,或者“A、B或C中的一个或多个”的列表意味着A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即A和B和C)、或具有一个以上特征的组合(例如,AA、AAB、ABBC等)。

可以根据具体要求进行实质性的修改。例如,还可以使用定制硬件,和/或特定元件可以在由处理器执行的硬件、软件(包括可移植软件,诸如小程序等)或两者中实现。此外,可以采用与诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接。

上面讨论的系统和设备是示例。各种配置可以根据需要省略、替代或添加各种过程或组件。例如,关于某些配置描述的特征可以组合在各种其他配置中。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。而且,技术是演进的,并且因此,很多元素是示例,并且不限制公开或权利要求的范围。

无线通信系统是这样一种系统,其中通信是无线传送的,即通过电磁和/或声波行进通过大气空间而不是通过电线或其它物理连接。无线通信网络可以不具有无线发送的所有通信,但被配置为具有无线发送的至少一些通信。此外,术语“无线通信设备”或类似术语并不要求该设备的功能专门或均匀地主要用于通信,或者该设备是移动设备,但是指示该设备包括无线通信能力(单向或双向),例如,包括用于无线通信的至少一个无线电(每个无线电是发送器、接收器或收发器的一部分)。

在说明书中给出了具体细节,以提供对示例配置(包括实现)的透彻理解。然而,可以在没有这些特定细节的情况下实践配置。例如,公知的电路、过程、算法、结构和技术在没有不必要的细节的情况下被示出,以避免模糊配置。本说明书仅提供示例配置,并不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反,上述配置的描述提供了对实现所述技术的描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下,可以对元素的功能和布置进行各种改变。

本文使用的术语“处理器可读介质”、“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何介质。使用计算平台,各种处理器可读介质可以参与向处理器提供指令/代码以供执行和/或可用于存储和/或携带此类指令/代码(例如,作为信号)。在很多实现中,处理器可读介质是物理和/或有形存储介质。这种介质可以采取多种形式,包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘和/或磁盘。易失性介质包括但不限于动态存储器。

值超过(或大于或高于)第一阈值的陈述等价于该值满足或超过略大于第一阈值的第二阈值的陈述,例如,在计算系统的分辨率中,第二阈值比第一阈值高一个值。值小于(或处于或低于)第一阈值的陈述等价于该值小于或等于略低于第一阈值的第二阈值的陈述,例如,在计算系统的分辨率中,第二阈值比第一阈值低一个值。

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