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无线网络中用于定位移动设备的定位增强

文献发布时间:2023-06-19 11:21:00


无线网络中用于定位移动设备的定位增强

背景技术

获取正在接入无线网络的移动设备的位置或方位对于许多应用可能是有用的,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。现有的定位方法包括基于测量从各种设备发送的无线电信号的方法,所述设备包括卫星运载工具(SV)和无线网络中的地面无线电源(terrestrial radio source),例如基站和接入点。在基于地面无线电源的方法中,移动设备可以测量从两个或更多个基站接收的信号的定时,并确定到达时间、到达时间差、到达角和/或接收时间-发送时间差。将这些测量结果与基站的已知位置以及在某些情况下和来自每个基站的已知发送时间相结合后,可以使用诸如观察到达时间差(OTDOA)、增强型小区ID(E-CID)、到达角(AOA)或离开角(AOD)之类的定位方法来实现定位移动设备。

发明内容

根据本公开的用于确定移动设备的位置的方法的示例包括:在移动设备上确定一个或多个无线电波束的波束识别信息;利用移动设备向网络节点发送波束识别信息;在移动设备处接收一个或多个定位参考信号的定位参考信号波束信息;利用移动设备基于定位参考信号波束信息生成一个或多个接收波束;利用移动设备从一个或多个定位参考信号中的至少一个获得至少一个测量结果;以及至少部分地基于至少一个测量结果来促进移动设备在能够定位的设备处的位置确定。

这种方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个。确定波束识别信息可以包括确定一个或多个无线电波束的同步信号突发指数值。确定波束识别信息可以包括确定一个或多个无线电波束中的至少一个的波束宽度值。确定波束识别信息可以包括确定一个或多个无线电波束中的至少一个的参考信号接收功率值或参考信号接收质量值。获得至少一个测量结果可以包括根据一个或多个定位参考信号中的至少一个来确定到达时间测量结果。获得至少一个测量结果可以包括从一个或多个定位参考信号的至少一个中的每一个确定平均到达时间测量结果。获得至少一个测量结果可以包括根据一个或多个定位参考信号中的至少一个来确定参考信号时间差测量结果。发送波束识别信息可以包括发送相邻小区识别列表。发送波束识别信息可以包括至少一个频带识别值和与该至少一个频带识别值相关联的支持波束的最大数量。发送波束识别信息可以包括至少一个频带组合值和与该至少一个频带组合值相关联的支持波束的最大数量。

根据本公开的移动设备的示例包括存储器、收发器、至少一个处理器,该至少一个处理器可操作地耦接到存储器和收发器,并且被配置为确定一个或多个无线电波束的波束识别信息、向网络节点发送波束识别信息、接收一个或多个定位参考信号的定位参考信号波束信息、基于定位参考信号波束信息生成一个或多个接收波束、从一个或多个定位参考信号中的至少一个获得至少一个测量结果并且至少部分地基于至少一个测量结果来促进移动设备在能够定位的设备处的位置确定。

这种移动设备的实现可以包括以下特征中的一个或多个。该至少一个处理器还可以被配置为确定一个或多个无线电波束的同步信号突发指数值。该至少一个处理器还可以被配置为确定一个或多个无线电波束中的至少一个的波束宽度值。该至少一个处理器还可以被配置为确定一个或多个无线电波束中的至少一个的参考信号接收功率值或参考信号接收质量值。该至少一个处理器还可以被配置为通过从一个或多个定位参考信号中的至少一个确定到达时间测量结果来获得至少一个测量结果。该至少一个处理器还可以被配置为通过从一个或多个定位参考信号的至少一个中的每一个确定平均到达时间测量结果来获得至少一个测量结果。该至少一个处理器还可以被配置为通过从一个或多个定位参考信号中的至少一个确定参考信号时间差测量结果来获得至少一个测量结果。该至少一个处理器还可以被配置为发送相邻小区识别列表。该至少一个处理器还可以被配置为发送至少一个频带识别值和与该至少一个频带识别值相关联的支持波束的最大数量。该至少一个处理器还可以被配置为发送至少一个频带组合值和与该至少一个频带组合值相关联的支持波束的最大数量。

根据本公开的示例装置包括用于确定一个或多个无线电波束的波束识别信息的部件、用于将波束识别信息发送到网络节点的部件、用于接收一个或多个定位参考信号的定位参考信号波束信息的部件、用于基于定位参考信号波束信息生成一个或多个接收波束的部件、用于从一个或多个定位参考信号中的至少一个获得至少一个测量结果的部件以及用于至少部分地基于至少一个测量结果来促进该装置在能够定位的设备处的位置确定的部件。

根据本公开的用于确定移动设备的位置的方法的示例包括从移动设备接收与由至少一个基站发送的一个或多个无线电波束相关联的一个或多个识别值;基于一个或多个识别值确定定位参考信号信息;以及向移动设备提供定位参考信号信息。

这种方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个。提供定位参考信号信息可以包括提供一个或多个无线电波束中的每一个的角度数据。提供定位参考信号信息可以包括为一个或多个无线电波束中的至少一个提供波束宽度值。提供定位参考信号信息可以包括提供一个或多个无线电波束中的至少一个的参考信号接收功率值或参考信号接收质量值。一个或多个识别值可以是与由至少一个基站发送的一个或多个无线电波束中的每一个相关联的同步信号突发指数值。向移动设备提供定位参考信号信息可以包括提供一个或多个同步信号突发指数值,该同步信号突发指数值指定将用于测量到达时间值的一个或多个无线电波束。向移动设备提供定位参考信号信息可以包括提供指示频带列表的伴随频带列表,通过该频带列表,移动设备可以利用并发波束成形来同时测量到达时间值。伴随频带列表可以包括可以由移动设备一起测量的每个伴随频带的波束组合的元组。伴随频带列表可以指示至少两个频带。该方法可以包括从移动设备接收与定位参考信号信息相关联的一个或多个定位参考信号测量结果,并且基于一个或多个定位参考信号测量结果来确定移动设备的位置。一个或多个定位参考信号测量结果可以包括到达时间测量结果。一个或多个定位参考信号测量结果可以包括至少一个基站中的每一个的多个到达时间测量结果。一个或多个定位参考信号测量结果可以包括至少一个基站中的每一个的最小到达时间测量结果。一个或多个定位参考信号测量结果可以包括至少一个基站中的每一个的平均到达时间测量结果。一个或多个定位参考信号测量结果可以包括至少一个基站中的每一个的参考信号时间差测量结果。接收与定位参考信号信息相关联的一个或多个定位参考信号测量结果可以包括从由多个基站发送的一个或多个无线电波束接收多个定位参考信号测量结果,其中一个或多个无线电波束在提供给移动设备的定位参考信号信息中被识别。与由至少一个基站发送的一个或多个无线电波束相关联的接收到的一个或多个识别值可以存储在码本中。该码本可以被发送到定位服务器。

根据本公开的示例基站包括存储器、至少一个外部接口(例如,无线、回程)、至少一个处理器,该至少一个处理器可操作地耦接到存储器和至少一个外部接口,并且被配置为从移动设备接收与由至少一个基站发送的一个或多个无线电波束相关联的一个或多个识别值、基于一个或多个识别值确定定位参考信号信息并将定位参考信号信息提供给移动设备。

根据本公开的用于确定移动设备的位置的装置的示例包括用于从移动设备接收与由至少一个基站发送的一个或多个无线电波束相关联的一个或多个识别值的部件、用于基于一个或多个识别值确定定位参考信号信息的部件以及用于向移动设备提供定位参考信号信息的部件。

根据本公开的确定移动设备位置的方法的示例包括:在移动设备上接收多个无线电波束中的每一个的一个或多个定位参考信号,其中多个无线电波束中的每一个与波束识别值相关联;确定一个或多个定位参考信号中的每一个的测量值;基于该测量值来确定多个无线电波束中的每一个的最终测量值;以及基于多个无线电波束中的每一个的最终测量值来确定移动设备的位置。

这种方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个。波束识别值可以是同步信号突发指数值。确定测量值可以包括为一个或多个定位参考信号中的每一个确定至少一个到达时间测量结果。多个无线电波束中的每一个可以与基站相关联,并且确定测量值可以包括确定基站的至少一个到达时间测量结果。多个无线电波束可以与多个基站相关联,并且确定一个或多个定位参考信号中的每一个的测量值可以包括确定多个基站中的每一个的至少一个到达时间测量结果。确定测量值可以包括同时确定多个定位参考信号的多个到达时间测量结果。该方法可以包括:在移动设备上接收码本,该码本包括多个无线电波束中的每一个的同步信号波束指数和与多个无线电波束中的每一个相关联的定位参考信号信息;以及在移动设备上基于码本确定将用于确定移动设备的位置的一个或多个定位参考信号。

根据本公开的移动设备的示例包括存储器、收发器、至少一个处理器,该至少一个处理器可操作地耦接到存储器和收发器,并被配置为接收多个无线电波束中的每一个的一个或多个定位参考信号,其中多个无线电波束中的每一个与波束识别值相关联;确定一个或多个定位参考信号中的每一个的测量值;基于该测量值来确定多个无线电波束中的每一个的最终测量值;以及基于多个无线电波束中的每一个的最终测量值来确定移动设备的位置。

根据本公开的装置的示例包括:用于接收多个无线电波束中的每一个的一个或多个定位参考信号的部件,其中多个无线电波束中的每一个与波束识别值相关联;用于确定一个或多个定位参考信号中的每一个的测量值的部件;用于基于该测量值确定多个无线电波束中的每一个的最终测量值的部件;以及用于基于多个无线电波束中的每一个的最终测量值来确定该装置的位置的部件。

根据本公开的用于支持由基站执行的用户设备(UE)的定位服务的方法的示例包括:获得跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度;向UE传送该PRS传输的调度;以及跨多个PRS时机沿着不同仰角和不同方位角向UE发送PRS传输,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小。

根据本公开的用于支持由用户设备(UE)执行的UE的定位服务的方法的示例包括:从基站接收跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小;跨多个PRS时机在不同仰角和不同方位角执行PRS传输的测量;以及向定位服务器发送PRS传输的测量结果,该测量结果具有与每个测量结果相关联的PRS时机的指示。

根据本公开的用于支持由定位服务器执行的用户设备(UE)的定位服务的方法的示例包括:获得用于基站的跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小;从UE接收跨多个PRS时机在不同仰角和不同方位角执行的PRS传输的测量结果,该测量结果具有用于定位服务器进行UE的位置确定的、与每个测量结果相关联的PRS时机的指示;以及使用具有用于定位服务器进行UE的位置确定的、与每个测量结果相关联的PRS时机的指示的PRS传输的测量结果和PRS传输的调度来确定包括UE仰角的位置。

本文描述的项目和/或技术可以提供以下能力中的一个或多个,以及未提及的其他能力。移动设备可以检测过去测量的服务小区和相邻小区的同步信号突发(SSB)指数/波束ID。移动设备可以在提供能力消息中向网络节点提供SSB指数/波束ID信息。提供能力消息还可以包括检测到的波束中的每一个的波束宽度值。网络节点可以将接收到的SSB指数以及相应的角度信息(包括方位角

附图说明

图1A示出了能够向用户设备提供定位服务的系统的架构。

图1B是示出了用于使用沿着特定方位角和仰角的PRS传输进行UE位置确定的非漫游参考架构的框图。

图1C是示出了用于使用沿着特定方位角和仰角的PRS传输进行UE位置确定的漫游参考架构的框图。

图2A是第五代新无线电(5G NR)无线网络中的示例同步信号。

图2B是5G NR无线网络中的示例信道状态信息参考信号(CSI-RS)周期性配置。

图3是基于同步信号(SS)突发从基站发送的定向波束的概念图。

图4A、图4B和图4C示出了基站发送定向波束,其中PRS信号跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角而形成。

图4D示出了一个表格,该表格定义了具有变化的方位角和仰角的PRS时机的调度。

图5是具有可配置接收波束转向和接收波束宽度的示例移动设备中的天线模块的框图。

图6是说明定向定位参考信号和定向接收波束的概念图。

图7A是说明从两个基站同时接收定位参考信号的概念图。

图7B是说明在多频带网络中同时接收定位参考信号的概念图。

图8示出了可用于支持基于UE的定位方法的过程,该定位方法使用跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角而形成的PRS信号。

图9示出了说明用于支持由基站执行的用户设备的定位服务的方法的处理流,该方法使用跨多个PRS时机的沿着特定方位角和仰角的PRS传输。

图10示出了说明用于支持由用户设备执行的用户设备的定位服务的方法的处理流,该方法使用跨多个PRS时机的沿着特定方位角和仰角的PRS传输。

图11示出了说明由定位服务器执行的用于支持用户设备的定位服务的方法的处理流,其中PRS传输由UE跨多个PRS时机的沿着特定方位角和仰角测量。

图12是通常在移动设备处执行的用以支持和促进移动设备的定位的示例过程的流程图。

图13是通常在移动设备处执行的用以支持和促进使用同时波束来定位移动设备的示例过程的流程图。

图14是通常在网络节点处执行的用以向移动设备提供定位参考信号信息的示例过程的流程图。

图15是通常在移动设备上执行的用以促进移动设备的定位的示例过程的流程图。

图16是能够支持针对UE的定位服务的基站的实施例的框图。

图17是能够支持针对UE的定位服务的UE的实施例的框图。

图18是能够支持针对UE的定位服务的LMF的实施例的框图。

根据某些示例实施方式,各图中相同的附图标记和符号表示相同的元件。

具体实施方式

获得正在接入无线网络的移动设备的位置或方位对于许多应用可能是有用的,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。现有的定位方法包括基于测量从各种设备发送的无线电信号的方法,所述设备包括卫星运载工具(SV)和无线网络中的地面无线电源,例如基站和接入点。在基于地面无线电源的方法中,移动设备可以测量从两个或更多个基站接收的信号,并确定信号强度、到达角、到达时间、到达时间差和/或接收时间-发送时间差。将这些测量结果与基站的已知位置和其他信息(例如每个基站的已知发送时间和/或已知发送离开角)相结合后,可以使用诸如观察到达时间差(OTDOA)、到达角(AOA)、离开角(AOD)和/或增强型小区ID(E-CID)之类的定位方法来实现定位移动设备。这种基于地面的定位方法可用于支持不同无线技术的无线网络中,例如由被称为第三代合作伙伴计划(3GPP)的组织定义的长期演进(LTE)和第五代(5G)(也称为新无线电(NR))技术。

OTDOA可用于长期演进(LTE)网络。在LTE网络中,移动设备可以与网络服务器共享能力信息和一些附加信息。网络服务器可以向移动设备提供不同相邻小区的列表,并且移动设备可以确定参考信号时间差(RSTD)或到达时间(TOA)测量结果,并向网络服务器报告。基于这些报告的测量结果和相邻小区的已知位置,网络服务器可以使用三角测量方法和算法来计算移动设备的位置。

使用基于观察到达时间差(OTDOA)的定位,UE可以测量从多个基站接收的信号中的时间差。因为基站的位置是已知的,所以观察时间差可以用于计算终端的位置。在OTDOA中,移动站确定来自参考小区(例如服务小区)和一个或多个相邻小区的信号的至少一个到达时间测量结果(即TOA)。可以从来自一个或多个参考小区的TOA中减去来自参考小区的TOA,以确定参考信号时间差(RSTD)。使用RSTD测量结果、每个小区的绝对或相对传输定时以及参考小区和相邻小区的物理发送天线的已知位置,可以计算UE的位置。

定位参考信号(PRS)由基站广播,并由UE用于长期演进(LTE)网络中的定位,其中UE测量不同小区的到达时间(TOA)度量,并向网络/服务器报告。定位服务器(LS)可以使用所报告的三边测量结果来生成对UE位置的定位。PRS信号通常以比小区特定参考信号(CRS)更高的功率传输,以具有更高的可测性。在LTE网络中,PRS在整个小区覆盖区域内同时传输。

在第五代(5G)无线网络中,PRS可能不会在整个小区覆盖区域内同时传输。对于5G新无线电技术(NR),定位信号(例如PRS)可以定向传输,使得传输使用“定向波束”跨越窄范围的角度(例如5度方位角)。此外,定位信号的传输方向可以随着时间而改变。例如,定向波束对于小区扇区可以旋转120度,或者对于全向小区可以旋转360度,其中旋转周期性地重复。此外,多个定向波束可以同时在几个不同的方向上传输,并且传输方向可以随着时间而改变。

在定义5G NR的PRS细节的当前规范和建议机制中,PRS可以在被映射到不同物理/地理方向(即不同方位角,其通常可以被定义为从任何固定参考平面或容易建立的基本方向线顺时针(或逆时针)测量的水平角度)的不同波束上被调度。目前在5G NR中提出的定位方法基于例如到达角(AOA)、离开角(AOD)、信号强度、信号质量和定时提前(TA)。这些方法包括增强小区ID(E-CID)和OTDOA以及其他定位技术。对于5G NR OTDOA,PRS可以沿着常规同步信号(SS)方向发送,或者重复使用同步信号块(SSB)传输进行RSTD测量。在5G NR的当前规范和建议机制中,在方位角

因此,在一个实施例中,本文提出了与针对相应PRS时机的UE测量相协调地进行跨多个PRS时机的沿着特定方位角和仰角的PRS传输的方法和系统。例如,可以使用沿着不同仰角和方位角方向/角度的动态PRS调度和跳跃机制。例如,PRS可以是在仰角范围和方位角范围内形成的波束,以辅助UE测量。仰角的范围可以大于或小于方位角的范围。例如,可以使用窄范围的仰角(例如10度)和宽范围的方位角(例如120度)(“仰角PRS”)。或者,如果需要,可以形成宽仰角范围和窄方位角范围的PRS波束(“方位角PRS”)。

为了支持使用沿着特定方位角和仰角的PRS传输的仰角/高度估计,UE可以指示其能力,例如在LTE定位协议(LPP)“提供能力”消息中指示其能力,以支持对方位角和仰角波束变化的独立控制,以及其他参数,例如沿仰角和方位角的波束的最小和最大宽度以及沿仰角和方位角支持的宽度变化的粒度。UE的能力可以被用来(例如,由定位服务器)导出适当的PRS调度,例如,用于请求式PRS调度,而不是静态PRS调度。此外,PRS调度可以基于请求位置估计的多个UE的各自的能力。来自多个基站(例如gNB)的PRS可以在连续的时机中随着仰角的改变而被调度。类似地,另一个PRS调度可用于改变PRS波束沿窄仰角的方位角。

可以在辅助数据(AD)中向UE通信传达PRS调度。UE可以使用固定波束或者使用波束扫描技术来测量多个时机。所得到的测量结果,例如,TOA测量结果,可以针对多个时机单独报告,或者可以考虑来自测量结果的参数,例如,跨不同仰角或方位角波束的最小TOA或平均TOA。

例如,在LTE系统中,向网络发送和从网络接收通常是各向同性的模式,并且始终在PRS调度周期内跨小区调度和提供PRS。在5G NR网络中,基站(例如gNB)和移动设备(例如UE)可以利用波束成形来调度通过定向波束在特定方向上的传输,以减少与毫米波(mmW)频率相关联的高路径损耗。在这样的5G NR网络中,PRS可以跨不同的可能的波束被调度。例如,可以对不同的波束指数不同地配置PRS,并且UE将需要在接收器侧执行波束转向来检测特定小区的PRS。在这种方法中,UE将被要求使接收波束转向,以针对相应的波束ID在多个可能的PRS时机下,跨不同的可能的波束指数(例如,SSB ID)执行多次PRS检测尝试。UE在获得服务小区以及不同相邻小区的PRS测量结果时可能会产生显著的延迟。PRS测量结果的延迟可能导致获得定位的延迟,并可能消耗大量的功率/电池。

在一个示例中,用于5G NR的改进的OTDOA方案可以通过检测和利用附加信息来执行PRS测量以减轻延迟问题。在一个示例中,服务小区和相邻小区的同步信号突发指数(SSB指数/波束ID)值(在过去测量或观察到的)可以被提供给AD中的UE并被存储。SSB指数可以由UE使用,或者由UE提供给定位服务器,以确定PRS测量调度。基站(例如gNB)可以包括SSB指数的码本以及它们被发送时各自的角度信息。码本信息是AD的一个示例,可以驻留于gNB,与另一个网络节点共享,或者与UE共享。服务小区和相邻小区的SSB指数可用于定位UE(例如,获得UE的近似位置),并测量特定小区以及一个或多个SSB ID或角度信息。在没有服务小区和相邻小区的SSB指数的情况下,将要求UE在所有可能的波束上测量和检测PRS,这可能增加定位结果的等待时间,并且可能消耗额外的电池功率。

在一个示例中,UE中的收发器可以被配置为在相同频带或不同频带内同时接收一个以上的并行波束。UE可以提供(例如,向定位服务器提供)同时波束值的最大数量,其指示UE可以近似同时接收和测量的最大波束数量。网络节点(例如,定位服务器)可以基于UE的频带/频率能力,利用同时波束值的最大数量来为UE生成辅助数据。例如,网络节点可以指定UE在同一小区的多个波束ID/SSD指数/角度信息上测量PRS。在一个示例中,可以跨不同小区同时执行多个频率内测量。同时波束值的最大数量可以用于改进提供给UE的辅助数据。该值还可以使UE能够同时确定多个PRS测量结果,并减少响应时间。在一个示例中,辅助数据可以对相邻小区及其各自的波束ID进行成对地分组,以使UE能够在更少的时间内测量来自多个小区的PRS。

参考图1A和图1B,示出了能够向UE 105提供定位服务的系统100的架构,包括使用沿着特定方位角和仰角的PRS传输的方位角和仰角以及码本测量。能力、位置辅助数据、位置信息等的运送可以使用UE 105和基站gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114或服务器152之间的诸如长期演进(LTE)定位协议(LPP)或LPP扩展(LPPe)消息或新无线电定位协议A(NRPPa)消息的消息,在一些情况下,这些消息可以采取定位服务器或另一网络实体的形式。位置信息的运送可以以适合于UE 105和定位服务器152的速率进行。LPP是众所周知的,并在被称为第三代合作伙伴计划(3GPP)的组织的各种公开的技术规范中进行了描述。LPPe由开放移动联盟(OMA)定义,并且可以与LPP结合使用,使得每个结合的LPP/LPPe消息将是包括嵌入的LPPe消息的LPP消息。

为了简单起见,在图1A中仅示出了一个UE 105和定位服务器152。UE 105的仰角(θ)被示为从第一位置改变到由虚线指示的第二位置。可以使用沿着特定方位角和仰角的来自基站gNB 110-1、110-2、110-3的PRS传输来确定包括方位角和仰角在内的UE 105的位置。一般来说,系统100可以包括由145-k(0≤k≤N

UE 105能够通过支持定位和位置服务的一个或多个网络115与定位服务器152进行无线通信。例如,可以代表访问定位服务器152并发出对UE 105的位置的请求的LCS客户端130来执行定位服务(LCS)。定位服务器152然后可以用UE 105的位置估计来响应LCS客户端130。LCS客户端130也可以被称为SUPL代理,例如当定位服务器152和UE 105使用的位置解决方案是SUPL时。在一些实施例中,UE 105还可以包括LCS客户端或SUPL代理,其可以向UE 105内的一些能够定位的功能发出位置请求,然后接收UE 105的位置估计。UE 105内的LCS客户端或SUPL代理可以为UE 105的用户执行定位服务,例如提供导航方向或识别UE105附近的兴趣点。

如图1A所示,UE 105可以通过网络115和可能与网络115相关联的基站gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114与定位服务器152通信。UE 105可以接收和测量来自基站gNB110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114的信号,这些信号是跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角形成的波束,其可以用于位置确定。例如,UE 105可以接收和测量来自基站gNB 110-1、110-2、110-3和/或110-4中的一个或多个的信号,这些基站可以分别与小区145-1、145-2、145-3和145-4相关联。在一些实施例中,基站gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114可以形成无线通信网络的一部分,该无线通信网络可以是无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN)等。术语“网络”和“系统”经常互换使用。WWAN可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、长期演进(LTE)、WiMax等。

图1B是示出了通信系统100的简化框图,该通信系统使用基站gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114沿着特定方位角和仰角的PRS传输来对UE位置进行非漫游支持。非漫游通信系统100包括UE 105和第五代(5G)网络的组件,包括下一代无线接入网(NG-RAN)112,其包括基站(BS),有时称为新无线电(NR)NodeB或gNB 110-1、110-2、110-3,以及与外部客户端130通信的5G核心网(5GC)150。5G网络也可以被称为新无线电(NR)网络;NG-RAN 112可以被称为NR RAN或5G RAN;5GC 150可以被称为下一代(NG)核心网络(NGC)。作为示例,NG-RAN 112可以包括向UE 105提供LTE无线接入的一个或多个下一代eNB(ng-eNB)114。第三代合作伙伴计划(3GPP)正在对NG-RAN和5GC进行标准化。因此,NG-RAN 112和5GC 150可以符合来自3GPP的当前或未来的用于5G支持的标准。UE 105还可以从一个或多个地球轨道空间运载工具(SV)190-1或190-2接收信号,这些空间运载工具可以是卫星定位系统(SPS)的一部分。例如,SV 190-1或190-2可能位于全球导航卫星系统(GNSS)的星座中,例如美国全球定位系统(GPS)、欧洲伽利略系统、俄罗斯Glonass系统或中国罗盘或北斗系统。根据某些方面,本文呈现的技术不限于用于SPS的全球系统(例如,GNSS)。例如,本文提供的技术可应用于或能够用于各种区域系统,例如,日本的准天顶卫星系统(QZSS)、印度的印度区域导航卫星系统(IRNSS)和/或各种增强系统(例如,基于卫星的增强系统(SBAS)),其可与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统相关联或能够用于一个或多个全球和/或区域导航卫星系统。作为示例而非限制,SBAS可以包括提供完整性信息、差分校正等的增强系统,例如广域增强系统(WAAS)、欧洲地球静止导航重叠服务(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)、GPS辅助Geo增强导航或GPS和Geo增强导航系统(GAGAN)等。因此,如本文所使用的,SPS可以包括一个或多个全球和/或区域导航卫星系统和/或增强系统的任何组合,并且SPS信号可以包括SPS、类似SPS和/或与该一个或多个SPS相关联的其他信号。

应当注意,图1B仅提供了各种组件的概括说明,其中的任何一个或全部可以在适当时使用,并且其中的每一个可以根据需要被复制或省略。具体而言,尽管仅示出了一个UE105,但是应当理解,许多UE(例如,数百、数千、数百万等)可以利用通信系统100。类似地,通信系统100可以包括更多或更少的SV 190-1、190-2、gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114、外部客户端130和/或其他组件。图示的连接通信系统100中各种组件的连接包括数据和信令连接,该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,根据期望的功能,组件可以被重新排列、组合、分离、替换和/或省略。

虽然图1B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其他通信技术,例如3G、长期演进(LTE)、802.11WiFi等。

本文使用的UE 105可以是任何电子设备,并且可以被称为设备、移动设备、无线设备、移动终端、终端、移动站(MS)、支持安全用户平面定位(SUPL)的终端(SET)或其他名称。此外,UE 105可以对应于智能手表、数字眼镜、健身监视器、智能汽车、智能电器、手机、智能手机、膝上型电脑、平板电脑、PDA、跟踪设备、控制设备或一些其他便携式或可移动设备。UE105可以包括单个实体或者可以包括例如个人区域网络中的多个实体,在该个人区域网络中,用户可以采用音频、视频和/或数据I/O设备和/或身体传感器以及单独的有线或无线调制解调器。通常,尽管不是必须的,UE 105可以支持使用一种或多种无线电接入技术(RAT)的无线通信,例如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)、

UE 105可以进入与无线通信网络的连接状态,该无线通信网络可以包括NG-RAN112。在一个示例中,UE 105可以通过向诸如gNB 110-1、110-2、110-3或ng-eNB 114的NG-RAN 112中的蜂窝收发器发送无线信号或从该蜂窝收发器接收无线信号来与蜂窝通信网络通信。收发器向UE 105提供用户和控制平面协议终端,并且可以被称为基站、基站收发器、无线电基站、无线电收发器、无线电网络控制器、收发器功能、基站子系统(BSS)、扩展服务集(ESS)或一些其他合适的术语。

在特定实施方式中,UE 105可以具有能够获得位置相关测量结果的电路和处理资源。由UE 105获得的位置相关测量结果可以包括从卫星190-1、190-2接收的信号的测量结果,和/或可以包括从固定在已知位置的地面发送器(例如,gNB 110-1、110-2、110-3或ng-eNB 114)接收的信号的测量结果,卫星190-1、190-2属于SPS或全球导航卫星系统(GNSS),例如GPS、GLONASS、伽利略系统或北斗系统。然后,UE 105或UE 105可以向其发送测量结果的单独的定位服务器(例如,LMF 152)可以使用若干定位方法中的任何一种,基于这些位置相关测量结果来获得UE 105的位置估计,该若干定位方法是例如GNSS、辅助GNSS(A-GNSS)、高级前向链路三边测量(AFLT)、观察到达时间差(OTDOA)、WLAN(也称为WiFi)定位或增强小区ID(ECID)或其组合。在这些技术(例如,A-GNSS、AFLT和OTDOA)中的一些中,可以在UE 105处至少部分地基于导频、定位参考信号(PRS)或由发送器或卫星发送并在UE105处接收到的其他定位相关信号,相对于固定在已知位置的三个或更多地面发送器(例如,gNB 110-1、110-2、110-3)或相对于具有精确已知轨道数据的四个或更多卫星190-1、190-2或其组合,来测量伪距或时间差。这里,诸如LMF 152的定位服务器能够向UE 105提供定位辅助数据,包括例如关于要测量的信号的信息(例如,预期信号定时、信号编码、信号频率、信号多普勒、静音配置)、地面发送器(例如,gNB 110-1、110-2、110-3)的位置和身份和/或GNSS卫星190-1、190-2的信号、定时和轨道信息,以促进诸如A-GNSS、AFLT、OTDOA和ECID的定位技术。该促进可以包括提高UE 105的信号获取和测量精度,并且在一些情况下,使得UE 105能够基于位置测量结果来计算其估计位置。例如,定位服务器可以包括历书,该历书指示一个或多个特定区域(例如,特定的地点)中的蜂窝收发器和/或本地收发器的位置和身份,并且可以提供描述由蜂窝基站或AP(例如,gNB 110-1、110-2、110-3)发送的信号的信息,例如发送功率和信号定时。UE 105可以获得从蜂窝收发器和/或本地收发器接收的信号的信号强度(例如,接收信号强度指示(RSSI))的测量结果,和/或可以获得信噪比(S/N)、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)、到达时间(TOA)或UE 105和蜂窝收发器(例如,gNB110-1、110-2、110-3)或本地收发器(例如WiFi接入点(AP))之间的往返信号传播时间(RTT)。UE 105可以将这些测量结果运送到定位服务器,例如LMF 152,以确定UE 105的位置,或者在一些实施方式中,可以将这些测量结果与从定位服务器(例如LMF 152)接收的或者由NG-RAN 112中的基站(例如gNB 110-1、110-2、110-3或ng-eNB 114)广播的辅助数据(例如地面历书数据或GNSS卫星数据,例如GNSS历书和/或GNSS星历表信息)一起使用,以确定UE 105的位置。

UE 105可以测量参考信号时间差(RSTD)、接收-发送(Rx-Tx)时间差、到达角(AOA)、往返信号传播时间(RTT)、离开角(AOD)、参考信号强度指示(RSSI)、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。例如,在OTDOA的情况下,UE 105可以测量信号之间的参考信号时间差(RSTD),该信号例如是由附近的成对收发器和基站(例如,gNB 110-1、110-2、110-3)发送的位置参考信号(PRS)、小区特定参考信号(CRS)或跟踪参考信号(TRS)。RSTD测量结果可以提供在UE 105处从两个不同的收发器接收的信号(例如,TRS、CRS或PRS)之间的到达时间差。UE 105可以将测量到的RSTD返回到定位服务器(例如,LMF 152),该定位服务器可以基于测量到的收发器的已知位置和已知信号定时来计算UE105的估计位置。在OTDOA的一些实施方式中,用于RSTD测量的信号(例如PRS或CRS信号)可以由收发器精确地同步到公共通用时间,例如GPS时间或协调通用时间(UTC),例如在每个收发器处使用GPS接收器来精确地获得公共通用时间。

对UE 105的位置的估计可以被称为定位、位置估计、位置确定、确定、方位、方位估计或方位确定,并且可以是地理层面的,因此提供UE 105的位置坐标(例如,纬度和经度)可以包括高度分量(例如,高于海平面的高度、高于地平面、楼面水平或地下室水平的高度或低于地平面、楼面水平或地下室水平的深度)。可替换地,UE 105的位置可以被表示为城市位置(例如,作为邮政地址或建筑物中某个点或小型区域的标志,例如特定的房间或楼层)。UE 105的位置也可以表示为UE 105以一定概率或置信水平(例如,67%、95%等)被期望位于其中的区域或体积(以地理或城市形式定义)。UE 105的位置还可以是相对位置,该相对位置包括例如相对于已知位置处的某些原点定义的距离和方向或相对的X、Y(和Z)坐标,该已知位置可以在地理上、以城市术语或通过参考地图、楼层平面图或建筑平面图上指示的点、区域或体积来定义。在本文包含的描述中,除非另有说明,否则术语“位置”的使用可以包括这些变体中的任何一种。当计算UE的位置时,通常是求解局部x、y和可能的z坐标,然后,如果需要,将局部坐标转换为绝对坐标(例如,纬度、经度和高于或低于平均海平面的高度)。

如图1B所示,NG-RAN 112中的成对gNB 110-1、110-2、110-3可以相互连接,例如,如图1B所示直接连接,或者经由其他gNB 110-1、110-2、110-3间接连接。经由UE 105和gNB110-1、110-2、110-3中的一个或多个之间的无线通信,向UE 105提供5G网络接入,其中gNB110-1、110-2、110-3可以代表UE 105使用5G(例如NR)来提供对5GC 150的无线通信接入。在图1B中,假设UE 105的服务gNB是gNB 110-1,但是如果UE 105移动到另一位置,则其他gNB(例如,gNB 110-2和/或gNB 110-3)可以充当服务gNB,或者可以充当辅助gNB,以向UE 105提供附加的吞吐量和带宽。图1B中的一些gNB(例如,gNB 110-2或gNB 110-3)可以被配置为用作仅定位信标,其可以发送信号(例如,定向PRS)来帮助定位UE 105,但是不可以从UE105或其他UE接收信号。

如上所述,虽然图1B描绘了被配置为根据5G通信协议进行通信的节点,但是也可以使用被配置为根据其他通信协议(例如,LTE协议)进行通信的节点。这种被配置为使用不同协议进行通信的节点可以至少部分地由5GC 150控制。因此,NG-RAN 112可以包括gNB、eNB或其他类型的基站或接入点的任意组合。举例来说,NG-RAN 112可以包括一个或多个下一代eNB(ng-eNB)114,其向UE 105提供LTE无线接入,并且可以连接到5GC 150中的实体,例如AMF 154。

gNB 110和/或ng-eNB 114可以与接入和移动性管理功能(AMF)154通信,对于定位功能,接入和移动性管理功能154与位置管理功能(LMF)152通信。AMF 154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,并且可能帮助为UE 105建立和释放协议数据单元(PDU)会话。AMF 154的其他功能可以包括:终止来自NG-RAN 112的控制平面(CP)接口;终止来自诸如UE 105的UE的非接入层(NAS)信令连接、NAS加密和完整性保护;注册管理;连接管理;可达性管理;移动性管理;访问认证和授权。

当UE 105接入NG-RAN 112时,LMF 152可以支持UE 105的定位,并且可以支持定位过程/方法,例如辅助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)、增强型小区ID(ECID)、到达角(AOA)、离开角(AOD)、WLAN定位和/或其他定位方法。LMF 152还可以处理例如从AMF 154接收的针对UE 105的定位服务请求。在一些实施例中,实现LMF 152的节点/系统可以附加地或替代地实现其他类型的定位支持模块,例如增强型服务移动定位中心(E-SMLC)或安全用户平面定位(SUPL)定位平台(SLP)。应当注意,在一些实施例中,定位功能的至少一部分(包括推导UE 105的位置)可以在UE 105处执行(例如,使用由无线节点发送的信号的信号测量结果和提供给UE 105的辅助数据)。

GMLC 155可以支持从外部客户端130接收的对UE 105的位置请求,并且可以将这样的位置请求转发给AMF 154,AMF 154又可以将位置请求转发给LMF 152。来自LMF 152的位置响应(例如,包含UE 105的位置估计)可以类似地经由AMF 154返回到GMLC 155,或者在某些情况下直接返回到GMLC 155,然后GMLC 155可以将位置响应(例如,包含位置估计)返回到外部客户端130。GMLC 155可以包含外部客户端130的订阅信息,并且可以认证和授权来自外部客户端130的对UE 105的位置请求。GMLC 155还可以通过向AMF 154传送针对UE105的位置请求来发起针对UE 105的定位会话,并且可以在位置请求中包括UE 105的身份和被请求的位置的类型(例如,当前位置或周期性或触发位置的序列)。

如图1B中进一步示出的,LMF 152和gNB 110-1、110-2、110-3可以使用新无线电定位协议(其可以被称为NPPa或NRPPa)进行通信。NRPPa可以在3GPP TS 38.455中定义,并且可以与3GPP技术规范(TS)36.455中定义的LTE定位协议(LPPa)相同、相似或者是其扩展,其中NRPPa消息经由AMF 154在gNB 110-1、110-2、110-3和LMF 152之间运送。如图1B进一步所示,LMF 152和UE 105可以使用在3GPP TS 36.355中定义的LTE定位协议(LPP)进行通信,其中LPP消息经由AMF 154和UE 105的服务gNB 110-1在UE 105和LMF 152之间的NAS输送消息内进行运送。例如,LPP消息可以使用基于服务的操作(例如,基于超文本传输协议(HTTP))在LMF 152和AMF 154之间运送,并且可以使用5G非接入层(NAS)协议在AMF 154和UE 105之间运送。LPP协议可用于使用UE辅助和/或基于UE的定位方法来支持对UE 105进行定位,这些定位方法例如是A-GNSS、RTK、WLAN、OTDOA、AOA、AOD和/或ECID。NRPPa协议可用于使用例如E-CID(当与由gNB 110获得的测量结果一起使用时)的基于网络的定位方法来支持对UE105进行定位,和/或可由LMF 152用于从gNB 110-1、110-2、110-3获得位置相关信息,例如定义来自gNB 110-1、110-2、110-3的定位参考信号(PRS)传输的参数,以用于支持OTDOA。

利用UE辅助定位方法,UE 105可以获得位置测量结果(例如,RSSI、RTT、RSTD、AOA、AOD、RSRP的测量结果和/或gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114或WLAN AP的RSRQ、码本测量结果或SV 190-1、190-2的GNSS伪距、码相位和/或载波相位的测量结果),并将测量结果传送到定位服务器(例如,LMF 152),以用于计算UE 105的位置估计。利用基于UE的定位方法,UE 105可以获得位置测量结果(例如,其可以与UE辅助定位方法的位置测量结果相同或相似),并且可以计算UE 105的位置(例如,借助于从诸如LMF 152的定位服务器接收的或者由gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114或其他基站或AP广播的辅助数据)。利用基于网络的定位方法,一个或多个基站(例如,gNB 110-1、110-2、110-3和/或ng-eNB 114)或AP可以获得位置测量结果(例如,由UE 105发送的信号的RSSI、RTT、RSRP、RSRQ或TOA的测量结果)和/或可以接收由UE 105获得的测量结果,并且可以将测量结果传送到定位服务器(例如,LMF 152),以用于计算UE 105的位置估计。

由gNB 110-1、110-2、110-3使用NRPPa向LMF 152提供的信息可以包括PRS传输的定时和配置信息以及gNB 110-1、110-2、110-3的位置坐标。然后,LMF 152可以经由NG-RAN112和5GC 150在LPP消息中向UE 105提供这些信息的一部分或全部作为辅助数据。

根据期望的功能,从LMF 152传送到UE 105的LPP消息可以指示UE 105执行多种任务中的任何一种。例如,LPP消息可以包含使UE 105获得GNSS(或A-GNSS)、WLAN和/或OTDOA(或一些其他定位方法)的测量结果的指令。在OTDOA的情况下,LPP消息可以指示UE 105获得在由特定gNB 110-1,110-2,110-3(或由一个或多个ng-eNB 114或eNB支持)支持的特定小区内发送的PRS信号的一个或多个测量结果(例如,RSTD测量结果)。UE 105可以经由服务gNB 110-1和AMF 154在LPP消息中(例如,在5G NAS消息中)将测量结果传送回LMF 152。

在一些实施例中,LPP可以由支持定位方法的NR或NG定位协议(NPP或NRPP)来增强或替换,定位方法例如用于NR无线电接入的OTDOA和ECID。例如,LPP消息可以包含嵌入的NPP消息,或者可以由NPP消息代替。

当NG-RAN 112包括一个或多个ng-eNB 114时,ng-eNB 114可以使用NRPPa与LMF152通信,以支持UE 105的定位(例如,使用基于网络的定位方法),和/或可以使得能够经由ng-eNB 114和AMF 154在UE 105和LMF 152之间运送LPP和/或NPP消息。ng-eNB 114和/或NG-RAN 112中的gNB 110-1、110-2、110-3也可以向诸如UE 105的UE广播定位辅助数据。

如图所示,统一数据管理(UDM)156可以连接到GMLC 155。UDM 156类似于用于LTE接入的归属用户服务器(HSS),并且如果需要,UDM 156可以与HSS相结合。UDM 156是中央数据库,其包含UE 105的用户相关和订阅相关的信息,并可执行以下功能:UE认证、UE识别、接入授权、注册和移动性管理、订阅管理和短消息服务管理。此外,GMLC 155连接到位置检索功能(LRF)157,该功能处理UE 105的位置信息的检索,并且可以用于向作为公共安全应答点的外部客户端130提供UE 105的位置信息,例如在从UE 105到PSAP的紧急呼叫之后。

为了支持包括来自物联网(IoT)UE的外部客户端130的定位服务在内的服务,可以包括网络暴露功能(NEF)159。例如,NEF 159可以用于获得UE 105的当前或最后已知位置,可以获得UE 105的位置变化的指示,或者UE 105何时变得可用(或可获得)的指示。外部客户端130(也可以是应用功能(AF))可以访问NEF 159,以便获得UE 105的位置信息。NEF 159可以连接到GMLC 155和/或AMF 154,以支持UE 105的最后已知位置、当前位置和/或推迟的周期性和触发位置。如果需要,NEF 159可以包括GMLC 155,或者可以与其结合。

参考图1C,通信系统200类似于图1B所示的通信系统100,但是支持漫游UE 105的定位。在通信系统200中,经由NG-RAN 112与UE 105通信的核心网络5GC 150-1是受访网络,即受访公共陆地移动网络(VPLMN),其与归属网络5GC,即归属公共陆地移动网络(HPLMN)150-2通信。在通信系统200中,VPLMN 5GC 150-1包括位置管理功能(LMF)152,其可以执行与图1B的非漫游通信系统中的LMF 152相同的功能和操作。VPLMN 5GC 150-1还包括受访网关移动定位中心(VGMLC)155V,其类似于图1B的非漫游通信系统中的GMLC 155,并被指定为155V,以指示其位于UE 105的受访网络中。如图1C所示,VGMLC 155V连接到VPLMN 5GC 150-1中的LMF 152、AMF 154和LRF 157。

如图所示,HPLMN 5GC 150-2可以包括归属GMLC(HGMLC)155H,其可以(例如,经由互联网)连接到VGMLC 155V。可选地(如图1C中的虚线所示),HGMLC 155H可以(例如,经由互联网)连接到LMF 152和/或AMF 154(图1C中未示出),并且在这种情况下可以不总是连接到VGMLC 155V。HGMLC 155H可以类似于图1B的非漫游通信系统中的GMLC 155,并且被指定为155H,以指示其位于UE 105的归属网络中。VGMLC 155V和HGMLC 155H有时在本文可以统称为GMLC 155。HGMLC 155H与外部客户端130以及HPLMN 150-2中的UDM 156和LRF 147通信。LRF 147也可以与外部客户端130通信,并且可以执行与LRF 157类似的功能。HGMLC 155H可以代表诸如外部客户端130的外部客户端向UE 105提供位置访问。HGMLC 155H和LRF 147中的一个或多个可以例如通过另一个网络(例如互联网)连接到外部客户端130。在一些情况下,位于另一个PLMN(图1C中未示出)的请求GMLC(RGMLC)可以(例如,经由互联网)连接到HGMLC 155H,以便代表连接到RGMLC的外部客户端向UE 105提供位置访问。RGMLC、HGMLC155H和VGMLC 155V可以支持对UE 105的位置访问。HPLMN 5GC 150-2还包括NEF 159,其可以对应于通信系统100中的NEF 159,并且可以连接到HGMLC 155H。

参考图2A,示出了5G NR无线网络中的示例同步信号。同步信号和物理广播信道(PBCH)块(SSB/SS块)可以包括主同步信号和次同步信号(PSS、SSS),每个同步信号占用1个符号和127个子载波,PBCH跨越3个OFDM符号和240个子载波。SSB的周期性可以由网络配置,并且可以传送SSB的时间位置由子载波间隔确定。在载波的频率范围内,可以传输多个SSB。SSB的物理小区标识符(PCI)不必是唯一的,即不同的SSB可以有不同的PCI。

在一些版本的3GPP规范中(例如,3GPP“NR和NG-RAN总体描述Rel.15,”TS 38.300,2018)出现了SSB和突发的概念,用于从gNB传输周期性同步信号。如图2所示,SS块可以是时间上4个OFDM符号和频率上240个子载波(即20个资源块)的组。SS块可携带PSS、SSS和PBCH。与PBCH相关联的解调参考信号(DMRS)可用于估计SS块的参考信号接收功率(RSRP)。在14个符号的时隙中,有两个可能的位置用于SS块:符号2-5和符号8-11。SS块可以被分组到SS突发的前5ms,其可以具有不同的周期TSS。例如,TSS的值可以在5、10、20、40、80或160ms的数量级。当第一次接入网络时,UE可以假设周期TSS=20ms。当考虑需要波束操作的频率时,每个SS块可以被映射到特定的角度方向。为了减少SS传输的影响,SS可以通过宽波束传送,而活动UE的数据传输通常可以通过窄波束执行,以增加波束成形产生的增益。

在一个实施例中,在连接模式下,为了移动性管理的目的,CSI-RS可以用于无线电资源管理(RRM)测量。例如,可以将多个CSI-RS配置到相同的SS突发,使得UE可以首先使用SS突发获得与给定小区的同步,然后使用该同步作为参考来搜索CSI-RS资源。CSI-RS测量窗口配置可以至少包含相对于相关SS突发的周期性和时间/频率偏移。参考图2B,示出了5GNR无线网络中的示例性CSI-RS周期性配置。SS块可以每隔TSS毫秒传送一次,嵌入时间和频率偏移指示帧结构内CSI-RS信号的时间和频率分配。如所描述的,在SS突发结束后TCSI毫秒,可以传送CSI-RS信号。一般来说,在5G NR网络中,收发器的波束的最佳方向需要被周期性地识别(例如,通过波束搜索操作),以保持通信节点之间的对准。在一个示例中,基于SS和CSI的测量结果可以被联合使用来反映通过不同的波束成形架构可以实现的不同覆盖范围。

参考图3,示出了基于同步信号(SS)突发从基站发送的定向波束的概念图。SS突发包括多个SS块,例如第一SS块302、第二SS块304、第三SS块306、第四SS块308和第五SS块310。SS突发可以包括附加的SS块。如上所述,每个SS块302、304、306、308、310可以被映射到角度方向和特定的波束ID。例如,第一SS块302被映射到波束识别值(例如,指数)为1的第一波束302a,第二SS块304被映射到波束识别值为2的第二波束304a,第三SS块306被映射到波束识别值为3的第三波束306a,第四SS块308被映射到波束识别值为4的第四波束308a,第五SS块310被映射到波束识别值为5的第五波束310a。在初始信号获取过程中,UE 105可以从无线网络中的基站(例如,gNB)接收一个或多个波束识别值。一旦UE 105从特定基站接收到波束,UE就可以被配置为基于码本来映射接收到的波束识别值和小区识别。例如,当UE 105接收到波束识别值为2的第二波束304a(即,与SS块2相关联)时,UE可以被配置为参考具有波束识别值的码本(例如,数据结构),以确定与第二波束304a相关联的角度信息。在一个示例中,UE可以将波束识别报告回网络节点,该网络节点被配置为基于码本(即,远离UE存储的码本)来确定角度信息。通常,在波束识别值(例如,SSB ID)与发送波束的空间角度之间可能存在一对一的映射。在一个示例中,码本可以包括与小区和同步信号波束识别信息相关联的PRS数据(例如,PRS ID、带宽、跳频配置、波束ID等)。位于网络节点和/或UE上的一个或多个数据结构,例如码本(例如,数据表),可用于基于波束识别值确定发送波束的角度方向。

参考图4A、图4B和图4C,作为示例,示出了建筑物400、在建筑物400中的UE 105和基站gNB 110-1,基站gNB 110-1产生多个定向波束,其中PRS信号跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角形成。虽然示出了建筑物400中的UE 105,但是跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角形成的PRS信号的使用可以具有其他用途,例如,测量基于无人驾驶飞机和UAV的UE的高度。

作为示例,图4A示出了多个定向波束402a1、402a2、402a3和402a4,每个波束在相同的仰角θ1处形成,但是在第一组PRS时机期间具有不同的方位角

UE 105可以提供其支持对仰角波束成形的独立控制的能力,同时对于高度/仰角测量保持方位波束相同。例如,可以在“ProvideCapabilities”消息/IE中传送UE能力。UE还可以指示可能的仰角波束的粒度,例如,基于UE上的当前天线阵列。另外,UE 105可以包括时间度量,例如,指定UE 105改变相同方位角波束的仰角所花费的时间。时间度量可用于例如定制PRS调度和辅助数据,使得具有变化仰角的两个连续PRS时机在时域中至少被UE用其天线阵列改变仰角所需的时间量分隔开。此外,UE 105可以在相同或附加的IE中指定UE105支持的最小和最大仰角和方位角宽度或UE的预期高度,其可以用于调度PRS信号。

表1显示了一个可能的ProvideCapabilities。表1中的定义基于抽象语法符号一(ASN.1)的一个片段。

表1

定位服务器(例如LMF 152)或网络中的其他实体(例如基站gNB 110-1)可以例如基于UE 105的能力或包括UE 105的多个UE的能力来定义“仰角PRS”和“方位角PRS”。初始调度可以在特定波束上,例如沿着当前服务波束,在辅助数据中为UE 105指定以检测和测量波束信息。辅助数据可以指定随后的PRS时机以及仰角、方位角或两者如何变化。作为示例,图4D示出了具有变化的方位角

表2中示出了可以提供给UE 105的可能的PRS-信息IE。类似于表1,表2中的定义基于抽象语法符号一(ASN.1)的一个片段。

表2

在表2中,在辅助数据参考单元的SFN=0开始之后开始的第一PRS时机组的第一PRS定位时机可以是仰角PRS的种子时机。随步长变化编号的后续PRS时机可能与第一PRS时机相关。SeedAzimuthAngle(种子方位角)可以是第一PRS时机的方位角。ElevationStepSize(方位角步长)可以是后续时机中仰角变化的步长。num-elevation-steps(仰角步数)可以是仰角PRS将随变化的仰角出现的次数。SeedElevationAngle(种子仰角)可以是第一PRS时机的仰角。AzimuthStepSize(方位角步长)可以是后续时机中方位角变化的步长。num-Azimuth-steps(方位角步数)可以是方位角PRS将随变化的仰角出现的次数。应当理解,虽然核心信息内容可以保持相同,但是如何将信息通信传达给UE 105可能会有变化。

在一个实施方式中,基于由UE 105在辅助数据中接收的PRS调度信息,UE 105可以在指定方向上使用天线阵列来波束成形,以测量特定小区的PRS。UE 105可以针对每个小区分别向定位服务器(例如,LMF 152)报告每个不同时机的测量结果(例如,TOA),以估计UE105的高度,或者例如基于多个不同仰角波束的PRS测量结果来计算UE 105在3D空间中的精确位置。UE 105可以确定并向定位服务器报告来自同一小区的多个不同波束相对于来自基站的参考PRS的PRS测量结果(例如TOA)的差异。定位服务器可以基于针对每一个PRS时机报告的测量结果或差异来确定UE 105的高度,例如,针对每一个PRS时机使用已知的PRS波束的方位角和仰角。

在另一个实施方式中,UE 105可以针对每一个PRS时机测量PRS波束成形为“仰角PRS”和“方位角PRS”,而不对接收波束进行波束成形,例如,UE 105可以使用单个接收波束。UE 105可以向定位服务器报告每个时机的测量结果,例如测量结果本身或者相对于参考PRS的差异,以确定UE 105的高度或者计算UE 105在3D空间中的精确位置。UE 105利用固定的接收波束在不同的PRS时机进行的测量可以帮助确定在某个方位角或仰角内的位置。例如,由于PRS的仰角和方位角在UE 105的固定接收波束之外,可能会报告TOA和RSTD测量结果以及某些时机的未检测。

参考图5,示出了具有可配置接收波束转向和接收波束宽度的示例移动设备500中的天线模块的框图。移动设备500是UE 105的示例,其配置为使用指定方向上的天线阵列来对接收天线进行波束成形,以测量特定小区的PRS。移动设备500包括电源管理集成电路(PMIC)502、调制解调器504、第一天线模块506a和第二天线模块506b。PMIC 502可操作地耦合到调制解调器504,并被配置为控制调制解调器504的电源。调制解调器504可以包括可操作地耦合到天线模块506a-b并被配置为支持5G移动性特征(例如,波束控制)的一个或多个调制解调器。

第二天线模块506b是具有可控波束宽度的单个波束的示例。调制解调器504被配置为改变接收波束宽度。例如,可以改变天线贴片的数量来改变接收波束宽度。调制解调器504可以被配置为例如生成第一接收波束510a、比第一接收波束510a更宽的第二接收波束510b以及比第二接收波束510b更宽的第三接收波束510c。图5中描绘的均匀波束宽度和形状是展示变化的波束宽度的概念的示例。实际的波束宽度和形状可能会有所不同。移动设备500可以被配置为使用与接收波束510a-c中的每一个相关联的每个不同波束宽度值来测量发送波束的RSTD。

参考图6,示出了说明定向定位参考信号和定向接收波束的概念图。诸如gNB 110-1的基站被配置为发送多个同步信号块(SS块)作为多个发送波束602a-d。图6中描述的波束角只是示例,因为波束角可以包括如图4A-图4C中描述的方位角

参考图7A,示出了说明定向定位参考信号和定向接收波束的概念图。第一基站gNB110-1和第二基站gNB 110-2各自被配置为发送多个同步信号块(SS块),作为第一多个发送波束702a-d和第二多个发送波束704a-c。图7A中描绘的波束角仅是示例,因为波束角可以包括方位角

在一个示例中,UE 105可以在提供位置信息消息中向LMF 152提供包括相应波束ID值的最终TOA/RSTD测量结果。UE 105可以被配置为测量每个基站的每个指定波束ID的PRS的TOA,并向LMF 152报告,并且LMF 152可以被配置为跨不同的波束ID寻找每个小区的最小TOA,并将该最小TOA值进一步用于RSTD计算。对于在辅助数据中请求的不同的SSB/波束ID,对于同一小区有多个TOA,LMF 152可以应用其他算法,例如平均、基于RSRP/RSRQ的加权平均,来计算每个小区的最终单一TOA。这个TOA可以用来计算RSTD值。在另一个示例中,UE 105可以被配置为测量特定小区的不同指定波束ID的TOA,并且使用上述技术之一来计算该小区的最终TOA。

参考图7B,示出了说明在多频带网络中同时接收定位参考信号的概念图。示例无线网络包括第一基站gNB 110-1、第二基站gNB 110-2、第三基站gNB 110-3和第四基站gNB110-4。基站gNB 110-1、110-2、110-3、110-4可以是例如gNB、ng-eNB或其他网络节点,并且可以可操作地连接到诸如LMF 152的定位服务器。第一基站gNB 110-1被配置为提供第一多个定向波束702a-d,第二基站gNB 110-2被配置为提供第二多个定向波束704a-c,第三基站gNB 110-3被配置为提供第三组定向波束708a-c,第四基站gNB 110-4被配置为提供第四组定向波束710a-c。图7B中描绘的波束角仅是示例,因为波束角可以包括方位角

在示例用例中,UE 105可以与第二基站gNB 110-2(即,服务小区)通信。第二基站gNB 110-2可以是如图1B所示的gNB或ng-eNB。UE 105可以传送提供能力消息,该消息指示与第二基站gNB 110-2相关联的波束ID的列表,以及与相邻小区(例如,第一基站gNB 110-1、第三基站gNB 110-3和第四基站gNB 110-4)相关联的波束ID。提供能力消息还可以包括跨特定频带或跨UE 105能够支持的不同频带的最大同时支持波束的指示。例如,UE 105可以被配置为支持处于毫米波模式的频带79,并且能够测量最大两个波束。当提供能力消息与适当的网络节点(例如,gNB 110-2、LMF 152)共享时,网络节点可以生成辅助数据,该辅助数据被配置为指示UE 105测量两个PRS位置,这两个PRS位置可能在时域中冲突,但是在角域中在空间上不同,因此可以同时测量。UE 105可生成第一接收波束706a和第二接收波束706b,以从分别由第一基站gNB 110-1和第二基站gNB 110-2发送的波束执行PRS测量。提供能力消息可以包括多个频带上支持的同时波束的最大数量。例如,对于诸如频带79和频带81的聚合组合,该频带组合的同时支持的波束的最大数量可以包括在提供能力消息中。在一个示例中,对于频带79上的两个波束和频带81上的两个波束,频带79加上频带81可以被分类为“波束2”。辅助数据可以向UE 105提供一组要测量的相邻小区数据,该组相邻小区数据可以包括在时域中冲突但在角域中具有不相交的不同波束ID的PRS。例如,UE 105可以被配置为生成频带79中的第一和第二接收波束706a-b,以及频带81中的第三接收波束706c和第四接收波束706d。也可以使用其他频带和同时波束的数量。

在一个实施例中,UE 105可以被配置为测量每个基站gNB 110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114的每个指定波束ID的PRS的TOA,并将TOA数据报告给基站。网络节点(例如,gNB110-1、AMF 154、LMF 152)可以被配置为确定跨不同波束ID的每个小区的最小TOA,并且使用该最小TOA值来进一步进行RSTD计算。如果对于在辅助数据中请求的不同SSB/波束ID,相同小区的多个TOA测量结果是可用的,则网络节点可以应用其他算法,例如平均、基于RSRP/RSRQ的加权平均,来计算每个小区的最终单一TOA。该平均或加权TOA可用于计算RSTD值。在一个示例中,UE 105可以被配置为测量特定小区的不同指定波束ID的TOA,并使用上述技术之一来计算该小区的最终TOA。UE 105可以被配置为计算每个gNB相对于参考小区的RSTD,并将测量结果报告给网络节点。

在一个示例中,网络节点可以利用伴随频带/绝对射频信道号(ARFCN)信息和伴随小区波束列表来通知UE 105可以同时测量的来自不同基站的波束ID列表。例如,辅助数据中的一个或多个信息元素可以指定可以由UE 105同时测量的伴随频带的波束ID的元组。辅助数据还可以指定波束ID,针对该波束ID,应该针对特定基站测量特定波束ID的RSTD。在一个示例中,UE 105可以被配置为使用相同的元组列表来报告RSTD信息。

参考图8,示出了可用于支持基于UE的定位方法(OTDOA)的过程,在该过程中,测量基于检测到的SSB指数确定的并且跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角形成的PRS信号,并用于确定包括UE 105的仰角的位置。应当理解,呼叫流可以包括附加消息,例如确认消息。

在步骤1,定位服务器LMF 152经由服务AMF 154和服务gNB 110向UE 105发送LPP请求能力消息,以请求UE 105的定位能力。请求能力消息可以指示所需能力的类型。例如,对于OTDOA,请求UE的OTDOA能力。

在步骤2,UE 105向LMF 152返回包括UE 105的定位能力的LPP提供能力消息。UE105可以包括其支持OTODA或其他期望的测量技术的能力,并且可以包括支持对用于高度测量的仰角波束成形的独立控制的能力,并且可以包括一个或多个参数,例如仰角波束的粒度、指定UE 105改变仰角所需时间的时间度量、以及支持的最小和最大仰角和方位角宽度。LPP提供能力消息还可以包括过去测量和/或观察到的服务小区和相邻小区的SSB指数。例如,参考图7A,小区ID和波束ID与第一波束702a(即,当前服务小区)和第三波束704c(即,先前服务小区)相关联。LPP提供能力消息还可以包括UE 105可以同时接收的PRS波束的数量的指示。

在步骤3,LMF 152可以向gNB 110-1传送仰角/方位角信息请求。例如,仰角/方位角信息请求可以请求gNB 110-1提供gNB 110的仰角/方位角PRS波束成形能力。在一些实施方式中,仰角/方位角信息请求可以包括UE 105或包括UE 105的多个UE的能力。

在步骤4,gNB 110-1可以向LMF 152返回仰角/方位角信息响应,提供所请求的信息,包括仰角/方位角PRS波束成形的能力。在一个实施方式中,PRS传输的调度可以由gNB110-1基于在步骤3接收的仰角/方位角信息请求中接收的信息来生成,并且仰角/方位角信息响应可以包括PRS传输的调度。步骤3的仰角/方位角信息请求和步骤4的仰角/方位角信息响应可以是例如长期演进(LTE)定位协议A(LPPa)或新无线电定位协议A(NRPPa)消息。

在步骤5,LMF 152可以生成辅助数据(AD),该辅助数据包括针对跨多个PRS时机的仰角/方位角PRS波束成形的调度信息,例如,使用在步骤2由UE 105提供的能力(或者包括UE 105在内的多个UE的能力),以及在步骤4由gNB 110-1可选地提供的或在其他地方为gNB110获得的仰角/方位角PRS波束成形的能力。辅助数据可以包括用于gNB 110-1和用于可能在附近的其他gNB的辅助数据。

在步骤6,LMF 152向gNB 110-1和UE 105提供包括针对跨多个PRS时机的仰角/方位角PRS波束成形的调度信息的AD。例如,如图7A所示,由LMF 152生成并提供给UE 105的AD可以指示可以使用来自gNB 110-1的第一波束702a和来自第二基站gNB 110-2的第四波束704b来获得PRS测量结果。然后,UE 105可以基于与第一波束702a和第四波束704b相关联的角度信息来生成定向接收波束706a-b。在该过程的一个变型中,步骤3至6可以不发生,并且替代地,gNB 110-1可以生成针对跨多个PRS时机的仰角/方位角PRS波束成形的调度信息,并且可以向UE 105广播调度信息或者经由单播向UE 105提供调度信息。

在步骤7,LMF 152向UE 105传送请求位置信息消息,以请求位置信息。该消息可以包括例如位置测量的类型、期望的精度、响应时间等。

在步骤8,gNB 110-1跨多个PRS时机发送PRS仰角/方位角波束。UE 105还使用来自步骤6的AD跨多个PRS时机执行对PRS仰角/方位角波束的所请求的测量。例如,位置测量可以是参考信号时间差(RSTD)、接收-发送(Rx-Tx)时间差、到达角(AOA)、往返信号传播时间(RTT)、离开角(AOD)、参考信号强度指示(RSSI)、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。可以使用固定的接收波束或者使用天线阵列来执行位置测量,以在调度的PRS时机下与不同的方位角和仰角同步地对接收波束进行波束成形。在一个示例中,可以基于UE 105的能力来单独或同时获得与波束相关联的PRS测量结果。

在步骤9,UE 105向LMF 152提供位置信息。位置信息可以包括,例如,每个PRS时机的位置测量结果或差分位置测量结果,差分位置测量结果可以是每个PRS时机的位置测量结果和来自参考PRS时机的参考位置测量结果之间的差分。

在步骤10,LMF 152可以使用接收到的位置信息以及每个PRS时机的PRS波束的已知方位角和仰角来确定UE 105的位置,包括UE 105的仰角/高度。例如,LMF 152可以使用例如OTDOA、RTT、AOD和/或ECID的定位方法。LMF 152可以向外部客户端提供UE 105的位置。在一个变型中,作为步骤8的一部分,UE 105可以获得UE 105的位置,并且将该位置包括在在步骤9传送的位置信息中,在这种情况下,LMF 152可以通过在步骤9接收位置来在步骤10确定UE 105的位置。

参考图9,进一步参考图1-图8,示出了用于支持诸如UE 105的用户设备(UE)的定位服务的方法900。方法900可以由基站执行,例如,如图16所示,在第五代(5G)无线网络(例如,gNB 110-1或ng-eNB 114)中的新无线电(NR)NodeB(gNB)或下一代演进NodeB(ng-eNB),其支持跨多个PRS时机的沿着特定方位角和仰角的PRS传输,如上所述。然而,方法900仅是示例而非限制。方法900可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行某些步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。

在步骤902,该方法包括获得跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度,例如,如图8的步骤6。该调度可以从配置信息中获得(例如,从操作和维护(O&M)服务器)。在步骤904,PRS传输的调度被直接或间接传送到UE,例如,如图8的步骤4和步骤6,经由定位服务器间接传送,或者经由向UE广播信息或经由单播向UE传送信息而直接传送。在步骤906,跨多个PRS时机沿着不同的仰角和不同的方位角向UE发送PRS传输,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小,例如,如图8的步骤6和图4A-图4C所示。

在一个实施方式中,方位角范围的大小是仰角范围的大小的至少10倍。在一个实施方式中,仰角范围的大小是方位角范围的大小的至少10倍。

在一个实施方式中,在每个不同的仰角处,从最小方位角到最大方位角向UE发送PRS传输。在一个实施方式中,在每个不同的方位角处,从最小仰角到最大仰角向UE发送PRS传输。

在一个实施方式中,PRS传输的调度被传送到定位服务器,例如,如图8的步骤4。在一个实施方式中,通过接收UE支持不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力来获得PRS传输的调度,例如,如图8的步骤3。基于UE的能力来生成PRS传输的调度,例如,如图8的步骤4。

在一个实施方式中,从UE接收PRS传输的多个测量结果,每个测量结果针对不同的PRS时机,并且包括在与位置测量结果相关联的PRS时机的指示中,例如,图8的步骤9。来自UE的多个测量结果被传送到定位服务器,例如,图8的步骤9。

参考图10,进一步参考图1-图8,示出了用于支持用户设备(例如,UE 105)的定位服务的方法1000,该方法可以由UE执行,例如,如图17所示,其支持基于跨多个PRS时机的沿着特定方位角和仰角的PRS传输来确定UE的仰角。然而,方法1000仅是示例而非限制。方法1000可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行某些步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。

在步骤1002,该方法包括接收(例如,从诸如gNB 110的基站或从诸如LMF 152的定位服务器)跨多个PRS时机的沿不同仰角和不同方位角定位参考信号(PRS)传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小,例如,图8的步骤6。在步骤1004,UE跨多个PRS时机在不同仰角和不同方位角执行PRS传输的测量,例如,图8的步骤8。在步骤1006,UE向定位服务器(例如,LMF 152)发送PRS传输的测量结果以用于UE的位置确定,该测量结果具有与每个测量结果相关联的PRS时机的指示,例如,图8的步骤9。例如,基站可以是第五代(5G)无线网络中的新无线电(NR)NodeB(gNB)或下一代演进NodeB(ng-eNB),例如,如图16所示,例如,gNB 110-1,并且定位服务器可以是位置管理功能(LMF),例如,LMF 152。

在一个实施方式中,在不同仰角和不同方位角的PRS传输的测量是使用如图5所描绘的天线阵列来执行的,以在每个PRS时机沿着仰角和方位角波束成形。

在一个实施方式中,由UE传送消息,该消息提供支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力,例如,图8的步骤2。例如,支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力可以包括以下各项中的至少一个:对仰角的独立控制的支持、仰角的粒度、方位角的粒度、改变仰角所需的时间、仰角范围的最小值和最大值、方位角范围的最小值和最大值。

在一个实施方式中,方位角范围的大小是仰角范围的大小的至少10倍。在一个实施方式中,仰角范围的大小是方位角范围的大小的至少10倍。

在一个实施方式中,在每个不同的仰角处,PRS传输从最小方位角到最大方位角。在一个实施方式中,在每个不同的方位角处,PRS传输从最小仰角到最大仰角。

在一个实施方式中,PRS传输的测量可以是参考信号时间差(RSTD)、到达角(AOA)、离开角(AOD)、参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。

参照图11,进一步参照图1-图8,示出了用于支持诸如UE 105的用户设备(UE)的定位服务的方法1100。方法1100可以由定位服务器执行,例如,如图18所示,例如LMF 152,其支持如上所述的基于跨多个PRS时机沿着特定方位角和仰角的PRS传输来确定UE的仰角。然而,方法1100仅是示例而非限制。方法1100可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行某些步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。

在步骤1102,该方法包括获得用于基站的跨多个PRS时机的沿不同仰角和不同方位角的定位参考信号(PRS)传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小,例如,图8的步骤4或5。在步骤1104,定位服务器从UE接收跨多个PRS时机的在不同仰角和不同方位角的PRS传输的测量结果,该测量结果具有用于定位服务器进行UE的位置确定的、与每个测量结果相关联的PRS时机的指示,例如,图8的步骤9。在步骤1106,定位服务器使用PRS传输的测量结果和PRS传输的调度来确定包括UE的仰角的位置,其中该测量结果具有用于定位服务器进行UE的位置确定的与每个测量结果相关联的PRS时机的指示,例如,图8的步骤10。例如,基站可以是第五代(5G)无线网络中的新无线电(NR)NodeB(gNB)或下一代演进NodeB(ng-eNB),并且定位服务器可以是位置管理功能(LMF)。

在一个实施方式中,该位置接收UE的接收能力,以支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输,例如,图8的步骤2。可以通过基于UE的能力生成PRS传输的调度来获得PRS传输的调度,例如,图8的步骤5。PRS传输的调度被传送到基站,例如,图8的步骤6。在不同仰角和不同方位角下支持PRS传输的能力可以包括以下各项中的至少一个:对仰角独立控制的支持、仰角粒度、方位角粒度、改变仰角所需的时间、仰角范围的最小值和最大值、方位角范围的最小值和最大值。

在一个实施方式中,通过从基站接收PRS传输的调度来获得PRS传输的调度,例如,图8的步骤4。

在一个实施方式中,PRS传输的测量包括参考信号时间差(RSTD)、到达角(AOA)、离开角(AOD)、参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。

在一个实施方式中,方位角范围的大小是仰角范围的大小的至少10倍。在一个实施方式中,仰角范围的大小是方位角范围的大小的至少10倍。

在一个实施方式中,在每个不同的仰角处,PRS传输从最小方位角到最大方位角。在一个实施方式中,在每个不同的方位角处,PRS传输从最小仰角到最大仰角。

参考图12,进一步参考图1-图8,方法1200通常在移动设备(例如,UE 105)处执行,例如,如图17所示,以支持和促进移动设备的定位,包括所示的步骤。然而,方法1200仅是示例而非限制。方法1200可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行某些步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。

在步骤1202,该方法包括在移动设备上确定一个或多个无线电波束的波束识别信息。UE 105是用于确定波束识别信息的示例部件。UE 105内的天线模块可以包括天线阵列(例如,贴片、线、偶极子等),调制解调器504可以被配置为利用移相器和/或混合天线耦接器来控制天线阵列并控制所得波束方向图。在一个示例中,UE 105可以以固定的参考角度生成多个接收波束。由UE 105生成的接收波束可以用于检测从一个或多个基站(例如gNB110)发送的波束的SSB指数值。例如,参考图7A,UE 105可能当前正在检测或先前已经检测到从第一基站gNB 110-1发送的一个或多个波束702a-d,以及从第二基站gNB 110-2发送的一个或多个波束704a-c。UE 105可以被配置为将与波束相关联的SSB指数值存储在本地存储设备中。在一个示例中,位置和时间戳信息也可以与SSB指数值一起存储。

在步骤1204,该方法包括利用移动设备向网络节点(例如,gNB 110或LMF 152)发送波束识别信息。UE 105是用于发送波束识别信息的示例部件。UE 105可以与诸如第一基站gNB 110-1的网络节点通信。如在图8的阶段2,在阶段1202确定的SSB指数值可以被包括在提供能力消息的一个或多个信息元素中,并且被发送到诸如gNB 110-1或LMF 152的网络节点。可替换地,波束识别信息(例如,SSB指数值)可以在从网络节点请求辅助数据的消息(例如,LPP请求辅助数据消息)中或者在向网络节点提供位置信息的消息(例如,LPP提供位置信息)中被发送到网络节点(例如,LMF 152)。例如,网络节点可以向移动设备(例如,对于ECID)请求位置信息(例如,包括波束识别信息),并且移动设备可以获得位置信息(例如,波束识别信息)并将其返回给网络节点。例如,位置信息(例如,在图8的步骤2的提供能力消息中或者在LPP请求辅助数据消息或LPP提供位置信息消息中)可以包括服务小区ID值、服务SSB ID值、相邻小区ID列表和/或SSB ID列表。也可以使用其他字段来识别与UE 105相关的波束。在一个示例中,UE 105还可以提供UE 105每个频带能够接收的最大波束数量的指示。例如,信息元素可以包括频带识别符(ID)值和该频带ID的最大支持波束数。信息元素还可以包括频带组合识别符和该频带组合的最大支持波束数。

在步骤1206,该方法包括在移动设备处接收一个或多个定位参考信号的定位参考信号波束信息。UE 105是用于接收定位参考信号波束信息的部件的示例。在一个示例中,第一gNB 110-1或LMF 152可以向UE 105提供小区信息消息(即,辅助数据),例如图8的步骤6,以列举将用于TOA、RSTD、Rx-Tx、RSSI和/或RSRP测量的波束。例如,辅助数据可以包括指示波束ID/SSB ID值的一个或多个信息元素,以指定用于获得TOA、RSTD、Rx-Tx、RSSI和/或RSRP测量的定向PRS波束(即,基于对应的SSB ID)。在一个示例中,辅助数据可以包括波束方位角

在步骤1208,该方法包括利用移动设备基于定位参考信号波束信息生成一个或多个接收波束。UE 105是用于生成一个或多个接收波束的部件的示例。在一个示例中,波束识别信息可以包括信息中包括的每个波束的角度数据(例如,方位角

在步骤1210,该方法包括利用移动设备从一个或多个定位参考信号中的至少一个获得至少一个测量结果。该至少一个测量结果可以是TOA、RSTD、Rx-Tx、RSSI、RTT和/或RSRP的测量结果。UE 105是用于获得至少一个测量结果的部件的示例。基站(例如,gNB 110-1)被配置为发送将由UE 105用于获得TOA测量结果的定向PRS。在步骤1206接收的辅助数据可以包括波束ID、频率、角度数据以及与定向PRS波束相关联的其他波束参数。在一个示例中,辅助数据可以指定波束ID,针对该波束ID,应该对特定基站测量特定波束ID的至少一个测量结果。

在步骤1212,该方法包括至少部分地基于至少一个测量结果来促进移动设备在能够定位的设备处的位置确定。UE 105和网络节点(例如,gNB 110-1、LMF 152和E-SMLC、SLP等),例如,如图16所示,可以是促进位置确定的部件。步骤1212的位置确定可以对应于图8中的步骤10。如本文所讨论的,可执行至少一些位置确定操作的能够定位的设备可以包括例如UE 105、第一基站gNB 110-1、一些其他基站和/或网络节点(例如LMF 152、E-SMLC、SLP等)中的一个或多个。UE 105可以被配置为获得包括在辅助数据中的一个或多个PRS的至少一个测量结果。在一个示例中,UE 105和/或网络节点可以被配置为确定跨不同波束ID的每个小区的最小TOA,并且将最小TOA值用于RSTD计算。如果对于在辅助数据中请求的不同SSB/波束ID,可以在同一小区进行多次TOA测量,则UE 105和/或网络节点可以应用其他算法,例如平均、基于RSRP/RSRQ的加权平均,来计算每个小区的最终单一TOA。平均或加权TOA可用于计算RSTD值。UE 105可以被配置为计算每个gNB相对于参考小区的RSTD,并将测量结果报告给网络节点。UE 105和/或网络节点可以被配置为至少部分基于TOA/RSTD测量结果来确定UE 105的位置。

参考图13,进一步参考图1-图8,方法1300通常在移动设备(例如,UE 105)处执行,例如,如图17所示,以支持和促进使用同时波束的移动设备的定位,包括所示的步骤。然而,方法1300仅是示例而非限制。方法1300可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行某些步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。

在步骤1302,该方法包括用移动设备发送该移动设备支持的同时波束的最大数量的指示。UE 105是用于发送该UE支持的同时波束的最大数量的指示的示例部件。UE 105可以与诸如第一基站gNB 110-1的网络节点通信。在图8的步骤2,由UE支持的同时波束的最大数量可以被包括在提供能力消息的一个或多个信息元素中,并被发送到网络节点,例如gNB110-1或LMF 152。例如,信息元素可以包括频带ID值和该频带ID的最大支持波束数。信息元素还可以包括频带组合识别符和该频带组合的最大支持波束数。

在步骤1304,该方法包括在移动设备处接收一个或多个定位参考信号的定位参考信号波束信息。UE 105是用于接收定位参考信号波束信息的部件的示例。在一个示例中,在图8的步骤6,LMF 152经由基站gNB 110-1可以向UE 105提供小区信息消息(即,辅助数据),以列举用于TOA/RSTD测量的波束。例如,辅助数据可以包括指示波束ID/SSB ID值的一个或多个信息元素,以指定用于获得TOA测量结果的定向PRS波束(即,基于对应的SSB ID)。辅助数据可以包括相应的波束方位角

在步骤1306,该方法包括利用移动设备,基于定位参考信号波束信息和移动设备支持的同时波束的最大数量的指示生成一个或多个接收波束。UE 105是用于生成一个或多个接收波束的部件的示例。在一个示例中,波束识别信息可以包括信息中包括的每个波束的角度数据(例如,方位角

在步骤1308,该方法包括利用移动设备从一个或多个定位参考信号中的至少一个获得至少一个测量结果。UE 105是用于获得至少一个测量结果的部件的示例。基站gNB110-1、110-2、110-3、ng-eNB 114被配置为发送将被UE 105用于获得TOA测量结果的定向PRS。在图8的步骤6接收的辅助数据可以包括波束ID、频率和与定向PRS波束相关联的其他波束参数。在一个示例中,辅助数据可以指定波束ID,针对该波束ID,应该对特定基站测量特定波束ID的RSTD。在一个示例中,UE 105可以被配置为支持处于毫米波模式中的第一频带,并且能够测量最大两个波束。辅助数据可以包括被配置为指示UE 105测量两个PRS位置的信息元素,该两个PRS位置可能在时域中冲突但在角域中在空间上不同,因此可以同时测量。获得至少一个测量结果可以包括生成第一接收波束706a和第二接收波束706b,以从分别从第一基站gNB 110-1和第二基站gNB 110-2发送的波束执行PRS测量。辅助数据可以包括指示可以组合使用的多个频带的聚集组合。例如,组合可以包括第一频带和第二频带,并且可以被分类为“波束X”,用于同时接收第一频带上的X波束和第二频带上的X波束。图8的步骤6处的辅助数据可以向UE 105提供一组要测量的相邻小区数据,该组相邻小区数据可以包括在时域中冲突但在角域中具有不相交的不同波束ID的PRS。例如,UE 105可以被配置为生成第一频带中的第一和第二接收波束706a-b,以及频带81中的第三接收波束706c和第四接收波束706d。

在步骤1310,该方法包括至少部分地基于至少一个测量结果来促进移动设备在能够定位的设备处的位置确定。UE 105和网络节点(例如,gNB 110-1、LMF 152和E-SMLC、SLP等)是用于促进位置确定的部件的示例。步骤1310的位置确定可以对应于图8中的步骤10。如本文所讨论的,可执行至少一些位置确定操作的能够定位的设备可以包括例如UE 105、第一基站gNB 110-1、一些其他基站和/或网络节点(例如LMF 152、E-SMLC、SLP等)中的一个或多个。UE 105可以被配置为测量在图8的步骤6接收的辅助数据中包括的一个或多个PRS的TOA。在一个示例中,UE 105和/或网络节点可以被配置为确定跨不同波束ID的每个小区的最小TOA,并且将最小TOA值用于RSTD计算。如果对于在辅助数据中请求的不同SSB/波束ID,可以在同一小区进行多次TOA测量,则UE 105和/或网络节点可以应用其他算法,例如平均、基于RSRP/RSRQ的加权平均,来计算每个小区的最终单一TOA。平均或加权TOA可用于计算RSTD值。UE 105可以被配置为计算每个gNB相对于参考小区的RSTD,并将测量结果报告给网络节点。UE 105和/或网络节点可以被配置为至少部分基于TOA/RSTD测量结果来确定UE105的位置。

参考图14,进一步参考图1-图8,方法1400通常在网络节点(例如,LMF 152或gNB110)处执行,例如,如图18所示,以向移动设备(例如,UE 105)提供定位参考信号信息,包括所示的步骤。然而,方法1400仅是示例而非限制。方法1400可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行各个步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。例如,步骤1408和步骤1410是可选的,因为移动设备可以被配置为基于定位参考信号测量结果来确定位置,而不使用其他网络资源。对所示出和描述的方法1400的其他改变也是可能的。

在步骤1402,该方法包括从移动设备接收与无线电波束或由至少一个基站发送的一个或多个无线电波束相关联的一个或多个识别值。网络节点(例如,LMF 152、E-SMLC、SLP等)是用于接收一个或多个识别值的部件的示例。UE 105可以被配置为检测与从一个或多个基站发送的SSB指数波束相关联的一个或多个波束识别值。然后,UE 105可以在图8的步骤2发送提供能力消息,该消息包括过去测量和/或观察到的服务小区和相邻小区的SSB指数。例如,图8的步骤2的提供能力消息中的信息元素可以包括服务小区ID值、服务SSB ID值、相邻小区ID列表和SSB ID列表。也可以使用其他字段来识别与UE 105相关的波束。在一个示例中,UE 105还可以提供UE 105每频带能够接收的最大波束数量的指示。例如,信息元素可以包括频带ID值和该频带ID的最大支持波束数。信息元素还可以包括频带组合识别符和该频带组合的最大支持波束数。

在步骤1404,该方法包括基于一个或多个识别值确定定位参考信号信息。网络节点(例如,LMF 152、E-SMLC、SLP等)是用于确定定位参考信号信息的部件的示例。网络节点可以包括码本或其他数据结构,以将在步骤1402接收的SSB ID值与从网络中的一个或多个基站发送的一个或多个定向PRS相关联。码本可以将SSB ID值与方位角

在步骤1406,该方法包括向移动设备提供定位参考信号信息。网络节点(例如,LMF152、E-SMLC、SLP等)是用于提供定位参考信号信息的部件的示例。在一个示例中,LMF 152(经由gNB 110-1)可以在LPP/NPP提供辅助数据中提供PRS辅助数据,例如在图8的步骤6,包括在步骤1404确定的波束ID列表,其指定将用于测量RSTD/TOA的SSB ID。例如,辅助数据可以包括指示波束ID/SSB ID值的一个或多个信息元素,以指定将用于获得TOA测量结果的定向PRS波束(即,基于对应的SSB ID)。在一个示例中,辅助数据可以包括方位角

在步骤1408,该方法可以可选地包括从移动设备接收与定位参考信号信息相关联的一个或多个定位参考信号测量结果。在一个示例中,在图8的步骤9,由移动设备获得的至少一些位置测量结果被提供在LPP/NPP提供位置信息消息中。移动设备可以被配置为在步骤1406测量提供给移动设备的每个波束ID的PRS的TOA。LMF 152可以被配置为跨不同的波束ID寻找每个小区的最小TOA,并且将该最小TOA值进一步用于RSTD计算。在一个示例中,对于不同的SSB/波束ID,同一小区有多个TOA可用,LMF 152可以应用其他算法,例如平均、基于RSRP/RSRQ的加权平均,来计算每个小区的最终单一TOA。这个TOA可以用来计算RSTD值。

在步骤1410,该方法可选地包括基于一个或多个位置参考信号测量结果来确定移动设备的位置。网络节点(例如,LMF 152、E-SMLC、SLP等)是用于确定移动设备位置的部件的示例。在一个示例中,LMF 152可以被配置为在图8的步骤10确定移动设备的位置。在一个示例中,在步骤1408接收的定位参考信号测量结果可以包括TOA、RSTD、RTT的测量结果,并且LMF 152可以识别使用波束ID值为其提供测量结果的定向PRS。波束ID值可以与对应的角度数据一起保存在码本中。

参考图15,进一步参考图1-图8,方法1500通常在移动设备(例如,UE 105)处执行,例如,如图17所示,以促进移动设备的定位,包括所示的步骤。然而,方法1500仅是示例而非限制。方法1500可以被改变,例如,通过添加、移除、重新排列、组合、同时执行某些步骤,和/或将单个步骤分成多个步骤。

在步骤1502,该方法包括在移动设备处从多个无线电波束的每一个接收一个或多个定位参考信号,其中每个无线电波束与波束识别值相关联。UE 105是用于接收一个或多个定位参考信号的部件的示例。在图8的步骤6,UE 105可以接收码本或其他数据结构,该码本或其他数据结构包括与相邻基站相关联的SSB指数值和PRS信息。码本可以使UE 105能够在不从网络节点接收附加辅助数据的情况下确定位置。例如,在图8的步骤7,诸如LMF 152的定位服务器可以传送包括操作模式指示的信息元素,以指示UE 105基于本地存储的码本来确定位置。在一个示例中,码本中指示的多个无线电波束中的每一个可以由SSB指数值和对应的波束角度值(例如,方位角

在步骤1504,该方法包括为一个或多个定位参考信号中的每一个确定一个或多个测量值。例如,一个或多个测量值可以是对TOA、RSTD、Rx-Tx、RTT、RSSI或RSRP的测量结果。UE 105是用于确定一个或多个测量值的部件的示例。基站gNB 110-1、110-2、110-2和ng-eNB 114被配置为发送将由UE 105用于获得一个或多个测量值的定向PRS。在一个示例中,确定一个或多个测量值可以包括生成第一接收波束706a和第二接收波束706b,以从分别从第一基站gNB 110-1和第二基站gNB 110-2发送的波束执行PRS测量。UE 105可以被配置为获得针对一个或多个定位参考信号中的每一个的一个或多个测量值。

在步骤1506,该方法包括基于测量值为多个无线电波束中的每一个确定最终测量值。例如,一个或多个最终测量值可以是TOA、RSTD、Rx-Tx、RTT、RSSI或RSRP的测量值。UE105是用于确定一个或多个最终测量值的部件的示例。在一个示例中,UE 105可以被配置为确定正在发送多个无线电波束中的一个或多个的每个基站的最小TOA,并且将该最小TOA值用于RSTD计算。如果对于不同的波束识别值,可以在同一基站进行多次TOA测量,则UE 105可以被配置为应用其他算法,例如平均、基于RSRP/RSRQ的加权平均,来计算每个基站的最终单一TOA。平均或加权TOA可用于计算RSTD值。

在步骤1508,该方法包括基于最终测量值确定移动设备的位置。UE 105是用于确定移动设备位置的部件的示例。UE 105和/或网络节点可以被配置为至少部分基于最终测量值来确定UE 105的位置。在一个示例中,在步骤1506确定的最终测量值可以包括对TOA、RSTD、RTT、Rx-Tx和/或RSRP的测量,并且UE 105可以使用波束识别值来识别为其提供测量结果的定位参考信号。波束识别值可以与对应的角度数据一起保存在码本或其他数据结构中的UE 105上的本地存储器中。

参考图16,示出了说明基站1600的硬件实施方式的示例的图,诸如gNB 110-1、110-2、110-3或ng-eBN 114。基站1600包括例如硬件组件,例如至少一个外部接口,其可以是包括无线接口1602a和回程(例如有线)接口1602b的外部接口1602,其能够连接到LMF,例如图1B-图1C所示的LMF 152,并无线连接到UE 105。无线接口1602a能够沿着不同的仰角和不同的方位角波束成形无线信号。基站1600包括一个或多个处理器1604和存储器1610,其可以通过总线1606耦接在一起。存储器1610可以包含可执行代码或软件指令,当由一个或多个处理器1604执行时,该可执行代码或软件指令使得一个或多个处理器1604作为被编程为执行本文公开的过程和技术的专用计算机来操作。

如图16所示,存储器1610包括一个或多个组件或模块,当由一个或多个处理器1604实现时,这些组件或模块实现本文描述的方法。虽然组件或模块被示为存储器1610中的可由一个或多个处理器1604执行的软件,但是应当理解,组件或模块可以是处理器内或处理器外的专用硬件。如图所示,存储器1610可以包括PRS调度单元1612,其使得一个或多个处理器1604获得跨多个PRS时机沿着不同仰角和不同方位角的定位参考信号(PRS)传输的调度,例如,通过生成调度或者通过经由回程接口1602b从定位服务器接收调度。PRS调度传送单元1614配置一个或多个处理器1604,以经由无线接口1602a向UE 105传送PRS传输的调度。PRS广播单元1616配置一个或多个处理器1604,以经由无线接口1602a,跨多个PRS时机沿不同仰角和不同方位角向UE广播PRS传输,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小。码本1618可以是被配置为存储SSB指数、包括方位角

根据应用,本文描述的方法可以通过各种方式来实现。例如,这些方法可以在硬件、固件、软件或其任意组合中实现。对于硬件实现,一个或多个处理器可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子设备、被设计成执行本文描述的功能的其他电子单元或其组合中实现。

对于涉及固件和/或软件的实现,方法可以用执行本文描述的单独功能的模块(例如,过程、功能等)来实现。任何有形地包含指令的机器可读介质都可以用于实现本文描述的方法。例如,软件代码可以存储在存储器中并由一个或多个处理器单元执行,使得处理器单元作为被编程来执行本文公开的算法的专用计算机来操作。存储器可以在处理器单元内实现,也可以在处理器单元外实现。如本文所使用的,术语“存储器”指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其他存储器,并且不限于任何特定类型的存储器或存储器数量,或者存储存储器的介质类型。

如果以固件和/或软件实现,功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读存储介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。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,该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器、半导体存储器或其他存储设备,或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质;这里使用的磁盘和光盘包括光碟(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常磁性地再现数据,而光盘用激光光学地再现数据。上述的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。

除了存储在计算机可读存储介质上之外,指令和/或数据可以作为包括在通信装置中的传输介质上的信号来提供。例如,通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据存储在非暂时性计算机可读介质上,例如存储器1610,并且被配置为使得一个或多个处理器作为被编程为执行本文公开的过程和技术的专用计算机来操作。也就是说,通信装置包括传输介质,该传输介质具有指示信息的信号以执行所公开的功能。在第一时间,通信装置中包括的传输介质可以包括信息的第一部分以执行所公开的功能,而在第二时间,通信装置中包括的传输介质可以包括信息的第二部分以执行所公开的功能。

参考图17,示出了说明诸如图1B-图1C所示的UE 105的UE 1700的硬件实施方式的示例的图。UE 1700可以包括无线收发器1702和调制解调器1730,以与NG-RAN 112进行无线通信,例如基站,例如gNB 110-1、110-2、110-3或ng-eNB 114(在图1B-图1C中示出)。无线收发器1702可以可操作地耦接到天线模块1732,例如图5所示的天线模块506a、506b,能够对接收波束进行波束成形。UE 1700还可以包括附加的收发器,例如无线局域网(WLAN)收发器1706,以及SPS接收器1708,用于接收和测量来自SPS SV 190-1、190-2(如图1B-图1C所示)的信号。UE 1700还可以包括一个或多个传感器1710,例如照相机、加速度计、陀螺仪、电子罗盘、磁力计、气压计等。UE 1700还可以包括用户接口1712,用户接口1712可以包括例如显示器、小键盘或其他输入设备,例如显示器上的虚拟小键盘,用户可以通过其与UE 1700接口。UE 1700还包括一个或多个处理器1704(例如,至少一个处理器)和存储器1720,它们可以通过总线1716耦接在一起。UE 1700的一个或多个处理器1704、调制解调器1730和其他组件可以类似地通过总线1716、单独的总线耦接在一起,或者可以直接连接在一起或者使用前述的组合来耦接。在一个示例中,调制解调器1730可以是包括一个或多个处理器的移动设备管理器(MDM)。存储器1720可以包含可执行代码或软件指令,当由一个或多个处理器1704执行时,该可执行代码或软件指令使得一个或多个处理器作为被编程为执行本文公开的算法的专用计算机来操作。

如图17所示,存储器1720可以包括一个或多个组件或模块,这些组件或模块可以由一个或多个处理器1704实现以执行本文描述的方法。虽然组件或模块被示为存储器1720中的可由一个或多个处理器1704执行的软件,但是应当理解,组件或模块可以是一个或多个处理器1704中或处理器外的专用硬件。如图所示,存储器1720可以包括辅助数据接收单元1722,该辅助数据接收单元1722配置一个或多个处理器1704以经由无线收发器1702从基站接收辅助数据,其中辅助数据包括码本信息,例如定位参考信号(PRS)传输的调度和跨多个PRS时机的沿着不同仰角和不同方位角的相关波束ID值,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小。位置测量单元1724将一个或多个处理器1704配置为跨多个PRS时机以不同仰角和不同方位角执行PRS传输的位置测量,这可以使用无线收发器1702中的天线阵列来与PRS传输时机同步地对接收波束进行波束成形,或者可以使用固定的接收波束。位置测量传送单元1726配置一个或多个处理器1704,以例如经由无线收发器将具有与每个测量结果相关联的PRS时机的指示的PRS传输的测量结果发送到定位服务器,以用于UE的位置确定。

根据应用,本文描述的方法可以通过各种方式来实现。例如,这些方法可以在硬件、固件、软件或其任意组合中实现。对于硬件实现,一个或多个处理器1704可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子设备、被设计成执行本文描述的功能的其他电子单元或其组合中实现。

对于涉及固件和/或软件的UE 1700的实施方式,该方法可以用执行本文描述的单独功能的模块(例如,过程、功能等)来实现。任何有形地包含指令的机器可读介质都可以用于实现这里描述的方法。例如,软件代码可以存储在存储器(例如,存储器1720)中,并且由一个或多个处理器1704执行,使得一个或多个处理器1704作为被编程为执行本文公开的技术的专用计算机来操作。存储器可以在一个或多个处理器1704内实现,或者在一个或多个处理器1704的外部实现。如本文所使用的,术语“存储器”指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其他存储器,并且不限于任何特定类型的存储器或存储器数量,或者存储存储器的介质类型。

如果以固件和/或软件实现,由UE 1700执行的功能可以作为一个或多个指令或代码存储在诸如存储器1720的非暂时性计算机可读存储介质上。存储介质的示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。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,该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器、半导体存储器或其他存储设备,或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质;这里使用的磁盘和光盘包括光碟(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常磁性地再现数据,而光盘用激光光学地再现数据。上述的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。

除了存储在计算机可读存储介质上之外,用于UE 1700的指令和/或数据可以作为包括在通信装置中的传输介质上的信号来提供。例如,包括UE 1700的部分或全部的通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据存储在非暂时性计算机可读介质上,例如存储器1720,并且被配置为使得一个或多个处理器1704作为被编程为执行本文公开的技术的专用计算机来操作。也就是说,通信装置包括传输介质,该传输介质具有指示信息的信号以执行所公开的功能。在第一时间,通信装置中包括的传输介质可以包括信息的第一部分以执行所公开的功能,而在第二时间,通信装置中包括的传输介质可以包括信息的第二部分以执行所公开的功能。

参考图18,示出了说明LMF 1800(诸如图1B-图1C中的LMF 152)的硬件实施方式的示例的图。LMF 1800可以是例如诸如5G核心网络(5GC)的无线网络的一部分。LMF 1800包括例如硬件组件,例如外部接口1802,其可以是能够连接到GMLC的有线或无线接口,例如GMLC155、VGMLC 155V或HGMLC 155H和AMF 154。LMF 1800包括一个或多个处理器1804和存储器1810,它们可以通过总线1806耦接在一起。存储器1810可以包含可执行代码或软件指令,当由一个或多个处理器1804执行时,该可执行代码或软件指令使得一个或多个处理器1804作为被编程为执行本文公开的过程和技术的专用计算机来操作。

如图18所示,存储器1810包括一个或多个组件或模块,当由一个或多个处理器1804实现时,这些组件或模块实现本文描述的方法。虽然组件或模块被示为存储器1810中的可由一个或多个处理器1804执行的软件,但是应当理解,组件或模块可以是处理器1804中或处理器外的专用硬件。如图所示,存储器1810可以包括PRS调度单元1812,其使得一个或多个处理器1804获得码本,该码本包括用于基站的跨多个PRS时机的沿着不同仰角和不同方位角的定位参考信号(PRS)传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小。PRS调度可以例如经由外部接口1802从基站获得,或者可以至少部分基于从UE接收的能力来确定。位置测量结果接收单元1814配置一个或多个处理器1804,以从UE接收跨多个PRS时机在不同仰角和不同方位角处的PRS传输的测量结果,并向定位服务器提供与每个测量结果相关联的PRS时机的指示,以用于UE的位置确定。位置确定单元1816配置一个或多个处理器1804,以使用PRS传输的测量结果和PRS传输的调度来确定包括UE的仰角的位置,该测量结果具有用于定位服务器进行UE的位置确定的、与每个测量结果相关联的PRS时机的指示。

根据应用,本文描述的方法可以通过各种方式来实现。例如,这些方法可以在硬件、固件、软件或其任意组合中实现。对于硬件实现,一个或多个处理器可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子设备、被设计成执行本文描述的功能的其他电子单元或其组合中实现。

对于涉及固件和/或软件的实现,方法可以用执行本文描述的单独功能的模块(例如,过程、功能等)来实现。任何有形地包含指令的机器可读介质都可以用于实现本文描述的方法。例如,软件代码可以存储在存储器(例如存储器1810)中并由一个或多个处理器单元(例如处理器1804)执行,使得处理器单元作为被编程来执行本文公开的技术和过程的专用计算机来操作。存储器可以在处理器单元内实现,也可以在处理器单元外实现。如本文所使用的,术语“存储器”指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其他存储器,并且不限于任何特定类型的存储器或存储器数量,或者存储存储器的介质类型。

如果以固件和/或软件实现,功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读存储介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。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,该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器、半导体存储器或其他存储设备,或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质;这里使用的磁盘和光盘包括光碟(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常磁性地再现数据,而光盘用激光光学地再现数据。上述的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。

除了存储在计算机可读存储介质上之外,指令和/或数据可以作为包括在通信装置中的传输介质上的信号来提供。例如,通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据存储在非暂时性计算机可读介质上,例如存储器1810,并且被配置为使得一个或多个处理器(例如处理器1804)作为被编程为执行本文公开的技术和过程的专用计算机来操作。也就是说,通信装置包括传输介质,该传输介质具有指示信息的信号以执行所公开的功能。在第一时间,通信装置中包括的传输介质可以包括信息的第一部分以执行所公开的功能,而在第二时间,通信装置中包括的传输介质可以包括信息的第二部分以执行所公开的功能。

在整个说明书中,对“一个示例”、“示例”、“某些示例”或“示例性实施方式”的引用意味着结合该特征和/或示例描述的特定特征、结构或特性可以包括在所要求保护的主题的至少一个特征和/或示例中。因此,在本说明书各处出现的短语“在一个示例中”、“示例”、“在某些示例中”或“在某些实施方式中”或其他类似短语不一定都指相同的特征、示例和/或限制。此外,特定特征、结构或特性可以结合在一个或多个示例和/或特征中。

用于支持由基站执行的用户设备(UE)的定位服务的一个示例方法包括:获得跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度;向UE传送该PRS传输的调度;以及跨多个PRS时机沿着不同仰角和不同方位角向UE发送PRS传输,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小。

该示例方法可以包括方位角范围的大小,该大小是仰角范围的大小的至少10倍。仰角范围的大小至少是方位角范围的10倍。跨多个PRS时机沿着不同仰角和不同方位角向UE发送PRS传输包括在每个不同仰角处从最小方位角向最大方位角发送PRS传输。跨多个PRS时机沿着不同仰角和不同方位角向UE发送PRS传输包括在每个不同方位角处从最小仰角到最大仰角发送PRS传输。该方法可以包括向定位服务器传送PRS传输的调度。获得PRS传输的调度包括接收UE支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力,以及基于UE的能力生成PRS传输的调度。该方法还可以包括从UE接收多个PRS传输的测量结果,每个测量结果针对不同的PRS时机,并且包括与位置测量结果相关联的PRS时机的指示,并且从UE向定位服务器传送多个测量结果。该基站是第五代(5G)无线网络中的新无线电(NR)NodeB(gNB)或下一代演进NodeB(ng-eNB)。

用于支持由用户设备(UE)执行的UE的定位服务的示例方法包括:从基站接收跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小;跨多个PRS时机以不同仰角和不同方位角执行对PRS传输的测量;以及向定位服务器发送具有与每个测量结果相关联的PRS时机的指示的PRS传输的测量结果,用于UE的位置确定。

该示例方法可以包括在不同仰角和不同方位角执行对PRS传输的测量,其包括使用天线阵列在每个PRS时机沿着仰角和方位角波束成形。传送提供支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力的信息。支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力包括以下各项中的至少一个:对仰角的独立控制的支持、仰角的粒度、方位角的粒度、改变仰角所需的时间、仰角范围的最小值和最大值、方位角范围的最小值和最大值。方位角范围的大小是仰角范围的至少10倍。仰角范围的大小是方位角范围的至少10倍。在每个不同的仰角处,PRS的传输是从最小方位角到最大方位角。在每个不同的方位角处,PRS的传输是从最小仰角到最大仰角。基站是第五代(5G)无线网络中的新无线电(NR)NodeB(gNB)或下一代演进NodeB(ng-eNB),而定位服务器是位置管理功能(LMF)。PRS传输的测量包括参考信号时间差(RSTD)、到达角(AOA)、离开角(AOD)、参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。

用于支持由定位服务器执行的用户设备(UE)的定位服务的示例方法包括:获得用于基站的跨多个定位参考信号(PRS)时机的沿着不同仰角和不同方位角的PRS传输的调度,其中每个PRS传输具有方位角范围和仰角范围,其中方位角范围的大小不同于仰角范围的大小;从UE接收跨多个PRS时机的在不同仰角和不同方位角的PRS传输的测量结果,该测量结果具有用于定位服务器进行UE的位置确定的、与每个测量结果相关联的PRS时机的指示;以及使用具有用于定位服务器进行UE的位置确定的、与每个测量结果相关联的PRS时机的指示的PRS传输的测量结果和PRS传输的调度来确定包括UE的仰角的位置。

该示例方法可以包括接收UE支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力,其中获得PRS传输的调度包括基于UE的能力生成PRS传输的调度,并且向基站传送PRS传输的调度。支持在不同仰角和不同方位角的PRS传输的能力包括以下各项中的至少一个:对仰角的独立控制的支持、仰角的粒度、方位角的粒度、改变仰角所需的时间、仰角范围的最小值和最大值、方位角范围的最小值和最大值。获得PRS传输的调度包括从基站接收PRS传输的调度。PRS传输的测量包括参考信号时间差(RSTD)、到达角(AOA)、离开角(AOD)、参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)中的一个或多个。基站是第五代(5G)无线网络中的新无线电(NR)NodeB(gNB)或下一代演进NodeB(ng-eNB),而定位服务器是位置管理功能(LMF)。方位角范围的大小是仰角范围的至少10倍。仰角范围的大小是方位角范围的至少10倍。在每个不同的仰角处,PRS的传输是从最小方位角到最大方位角。在每个不同的方位角处,PRS的传输是从最小仰角到最大仰角。

本文包括的详细描述的一些部分是根据对存储在特定装置或专用计算设备或平台的存储器中的二进制数字信号的操作的算法或符号表示来呈现的。在该特定说明书的上下文中,术语特定装置等包括被编程以根据来自程序软件的指令执行特定操作的通用计算机。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域的普通技术人员用来向本领域的其他技术人员传达他们工作的实质的技术的示例。算法在本文并且通常被认为是导致期望结果的自洽操作序列或类似信号处理。在这种情况下,操作或处理涉及物理量的物理操纵。典型地,尽管不是必须的,这些量可以采取能够被存储、传输、组合、比较或以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。已经证明,有时,主要出于通用的原因,将这样的信号称为位、数据、值、元素、符号、字符、术语、数字、数字符号等是方便的。然而,应该理解,所有这些或类似的术语都与适当的物理量相关联,并且仅仅是方便的标签。除非特别说明,否则从本文的讨论中显而易见的是,在整个说明书中,使用诸如“处理”、“计算机处理”、“计算”、“确定”等术语的讨论是指特定装置的动作或过程,例如专用计算机、专用计算装置或类似的专用电子计算设备。因此,在本说明书的上下文中,专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号,通常表示为专用计算机或类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备中的物理电子量或磁量。

在前面的详细描述中,已经阐述了许多具体细节,以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而,本领域技术人员将理解,没有这些具体细节也可以实践所要求保护的主题。在其他情况下,没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法和装置,以免混淆所要求保护的主题。

本文使用的术语“和”、“或”和“和/或”可以包括多种含义,这些含义至少部分取决于使用这些术语的上下文。通常,“或”如果用于关联一个列表,例如A、B或C,意在表示A、B和C,在这里以包含的意义使用,以及A、B或C,在这里以排他的意义使用。此外,本文使用的术语“一个或多个”可以用来以单数形式描述任何特征、结构或特性,或者可以用来描述特征、结构或特性的多个或一些其他组合。然而,应当注意,这仅仅是说明性的示例,并且所要求保护的主题不限于该示例。

虽然已经图示和描述了目前被认为是示例特征的内容,但是本领域技术人员将理解,在不脱离所要求保护的主题的情况下,可以进行各种其他修改,并且可以替换等同物。此外,在不脱离本文描述的中心概念的情况下,可以进行许多修改以使特定情况适应所要求保护的主题的教导。

因此,所要求保护的主题不限于所公开的特定示例,而是这种所要求保护的主题还可以包括落入所附权利要求及其等同物的范围内的所有方面。

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