一種確定定位信息的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種確定定位信息的方法和設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位方法無法獲知用戶設(shè)備和基站之間的高度差，使得定位結(jié)果誤差比較大的問題。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定定位信息的方法，包括：基站接收來自用戶設(shè)備的上行信號；所述基站根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。由于基站根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，進(jìn)而根據(jù)波束下傾角確定用戶設(shè)備和基站之間的高度差，從而降低了定位結(jié)果的誤差，提高了定位的精度。
【專利說明】一種確定定位信息的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種確定定位信息的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]定位功能可以為用戶提供各種服務(wù)，比如工作、娛樂、生活等。典型的定位服務(wù)包括援助服務(wù)，比如緊急醫(yī)療服務(wù)、緊急定位等；此外還有基于位置的信息服務(wù)，如尋找最近的餐飲娛樂信息、黃頁查詢等；還有廣告服務(wù)，比如促銷打折信息；還有基于位置的計(jì)費(fèi)跟蹤類的服務(wù)等。
[0003]CELL_ID (小區(qū)標(biāo)識)定位方法是基于小區(qū)覆蓋的定位方法，采用已知的服務(wù)小區(qū)地理信息估計(jì)目標(biāo)UE的位置。該服務(wù)小區(qū)信息可以通過呼叫、尋呼、TA (Tracking Area)區(qū)更新等方式獲得。
[0004]ΤΑ+Α0Α在CELL_ID定位方法的基礎(chǔ)上考慮了定時提前量(Timing Advance，TA)以及來波方向(Angele of Arrival, AOA)的因素,從而達(dá)到更精確的定位目的。
[0005]基站通過智能天線得到UE (用戶設(shè)備)發(fā)射信號的AOA，UE處于以eNB為起點(diǎn)的射線上，且射線從正北方向逆時針旋轉(zhuǎn)的角度為AOA ；
[0006]TA的獲得可以通過用戶設(shè)備上報(bào)UE接收和發(fā)送的時間差加上基站測到的接收和發(fā)送的時間差來計(jì)算(此方法計(jì)算得到的TA稱之為TA TYPE1),也可以通過專用隨機(jī)接入過程由基站測量得到(此方法計(jì)算得到的TA稱之為TA TYPE2)。TA乘以光速除以2，表示了UE同基站之間的距離，UE就處于以基站為圓心、用戶設(shè)備和基站距離為半徑的圓周上。再根據(jù)AOA的角度信息就可以獲得用戶設(shè)備的位置信息。如圖1所示:
[0007]ΤΑ+Α0Α的定位方法通常只用于基于網(wǎng)絡(luò)的定位，主要原因是AOA只能由基站測量得到，TA TYPEl和TA TYPE2也是由基站計(jì)算或者測量得到，即所有與該定位方法相關(guān)的測量量都是基站提供的。這些測量量均可以由基站提供給定位服務(wù)器，所以支持基于網(wǎng)絡(luò)的定位就可以達(dá)到定位的目的了。因此也帶來了該方法的一個優(yōu)勢，即可以對于不支持定位業(yè)務(wù)的用戶設(shè)備，也可以通過該方法對其進(jìn)行定位。
[0008]但是，目前的定位方法無法獲知用戶設(shè)備和基站之間的高度差，使得定位結(jié)果誤差比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定定位信息的方法和設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位方法無法獲知用戶設(shè)備和基站之間的高度差，使得定位結(jié)果誤差比較大的問題。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定定位信息的方法，包括:
[0011]基站接收來自用戶設(shè)備的上行信號；
[0012]所述基站根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種確定定位信息的方法，包括:[0014]定位服務(wù)器向基站發(fā)送包含請求進(jìn)行波束下傾角測量的信息的測量請求消息；
[0015]所述定位服務(wù)器接收來自所述基站的用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定定位信息的基站，包括:
[0017]接收模塊，用于接收來自用戶設(shè)備的上行信號；
[0018]處理模塊，用于根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定定位信息的定位服務(wù)器，包括:
[0020]發(fā)送模塊，用于向基站發(fā)送包含請求進(jìn)行波束下傾角測量的信息的測量請求消息；
[0021]確定模塊，用于接收來自所述基站的用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
[0022]由于基站根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，進(jìn)而根據(jù)波束下傾角確定用戶設(shè)備和基站之間的高度差，從而降低了定位結(jié)果的誤差，提聞了定位的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為【背景技術(shù)】中ΤΑ+Α0Α的定位原理示意圖；
[0024]圖2為【背景技術(shù)】中3D波束賦形示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例基站確定定位信息的方法流程示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3D波束賦形輔助定位測量示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例天線傾斜角引起的修正示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明實(shí)施例定位服務(wù)器接收定位信息的方法流程示意圖；
[0029]圖7為本發(fā)明實(shí)施例第一種進(jìn)行定位的方法流程示意圖；
[0030]圖8為本發(fā)明實(shí)施例第二種進(jìn)行定位的方法流程示意圖；
[0031]圖9為本發(fā)明實(shí)施例無定位服務(wù)器場景下的應(yīng)用流程示意圖；
[0032]圖10為本發(fā)明實(shí)施例基站的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖11為本發(fā)明實(shí)施例定位服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]原有的2D波束賦形是在一個平面上進(jìn)行的。為了提高定位的準(zhǔn)確性，本發(fā)明實(shí)施例可以在X，y, Z三維空間上進(jìn)行定位，如圖2所示。二維波束賦型相當(dāng)于在X，y平面上進(jìn)行了方向賦形，即朝著UE的方向，AOA是方向與y軸的夾角。3D波束賦型，引入了 z軸維度，在X，y平面的垂直面上進(jìn)行了賦形，即從eNB到UE的虛線所示方向。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例基站根據(jù)收到的上行信號確定用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。由于基站根據(jù)收到的上行信號確定用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，進(jìn)而根據(jù)波束下傾角確定用戶設(shè)備和基站之間的高度差，從而降低了定位結(jié)果的誤差，提聞了定位的精度。
[0036]在實(shí)施中，用戶設(shè)備到基站的距離是斜邊，該距離乘以cos (波束下傾角)則為高度差，該距離乘以sin(波束下傾角)則為用戶設(shè)備到基站的投影的水平距離。如果不考慮下傾角，則會認(rèn)為斜邊就是用戶設(shè)備到基站的水平距離，導(dǎo)致計(jì)算經(jīng)緯度的時候經(jīng)緯度的距離變大。
[0037]其中，本發(fā)明實(shí)施例的可以應(yīng)用于LTE (Long Term Evolution,長期演進(jìn))系統(tǒng)；還可以應(yīng)用于 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System 全球移動通信系統(tǒng))；還可以應(yīng)用于其他需要進(jìn)行定位的系統(tǒng)中。
[0038]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0039]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例基站確定定位信息的方法包括下列步驟:
[0040]步驟301、基站接收來自用戶設(shè)備的上行信號；
[0041]步驟302、基站根據(jù)收到的上行信號確定用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
[0042]其中，用戶 設(shè)備的波束下傾角可以參見圖4。圖4中AoA’是波束下傾角，AoA是來波方向。
[0043]在實(shí)施中，基站根據(jù)收到的上行信號確定用戶設(shè)備的波束下傾角的方式有很多，下面列舉幾種:
[0044]方式一、基于上行信道測量的下傾角計(jì)算。
[0045]具體的，基站根據(jù)對上行信道的測量，確定波束下傾角。
[0046]假設(shè)基站的天線陣包含M行N列，陣元總數(shù)為Nk = MXN ;UE配置單個發(fā)射天線(如果配置多個發(fā)射天線，則選擇任何一個UE的發(fā)射天線計(jì)算)，eNB (演進(jìn)基站)可根據(jù)UE發(fā)送的上行參考符號獲得上行信道矩陣H= (H1，…，ΗΝ）*，其中Hi是信道矩陣(H1，…，Hn)的第i列，(.廣表示共軛;
[0047]基站可以根據(jù)公式一確定波束下傾角:
【權(quán)利要求】
1.一種確定定位信息的方法，其特征在于，該方法包括: 基站接收來自用戶設(shè)備的上行信號； 所述基站根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根據(jù)下列方式確定波束下傾角: 所述基站根據(jù)對上行信道的測量，確定波束下傾角；或 所述基站根據(jù)對預(yù)編碼矩陣指示PMI反饋的測量，確定波束下傾角。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站采用下列公式根據(jù)對上行信道的測量確定波束下傾角:
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站的天線與垂直地面的方向之間存在下傾角； 所述基站確定波束下傾角之后，還包括: 所述基站根據(jù)基站的天線與垂直地面的方向之間存在下傾角，對確定的波束下傾角進(jìn)行校正。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量之前，還包括: 所述基站接收到來自定位服務(wù)器的包含請求進(jìn)行波束下傾角測量的信息的測量請求消息； 所述基站確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量之后，還包括:所述基站將確定的來波方向、波束下傾角和定時提前量通過測量響應(yīng)消息發(fā)送給所述定位服務(wù)器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量之后，還包括: 所述基站將確定的來波方向、波束下傾角和定時提前量通知給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC或獨(dú)立的服務(wù)移動位置中心SAS服務(wù)器。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量之后，還包括: 所述基站根據(jù)確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站根據(jù)下列公式對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位:
x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin (AoA);
y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(ΑοΑ’)*cos (AoA);
z_UE=z_eNB_m*TA*n*cos(ΑοΑ’ )； 其中，x_UE是用戶設(shè)備的X軸坐標(biāo)；y_UE是用戶設(shè)備的Y軸坐標(biāo);z_UE是用戶設(shè)備的Z軸坐標(biāo)；x_eNB是基站的X 軸坐標(biāo)；y_eNB是基站的Y軸坐標(biāo)；z_eNB是基站的Z軸坐標(biāo)；m是用戶設(shè)備與基站之間距離與通過TA對應(yīng)的距離的比值，η是單位時間內(nèi)光傳播的距離；TA是定時提前量;ΑοΑ是來波方向；ΑοΑ’是波束下傾角。
9.一種確定定位信息的方法，其特征在于，該方法包括: 定位服務(wù)器向基站發(fā)送包含請求進(jìn)行波束下傾角測量的信息的測量請求消息； 所述定位服務(wù)器接收來自所述基站的用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述定位服務(wù)器接收來自所述基站的來波方向、波束下傾角和定時提前量之后，還包括: 所述定位服務(wù)器根據(jù)收到的用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述定位服務(wù)器根據(jù)下列公式對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位:
x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin (AoA’)*sin (AoA);
y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin (AoA’)*cos (AoA);
z_UE=z_eNB_m*TA*n*cos(AoA’ )； 其中，x_UE是用戶設(shè)備的X軸坐標(biāo)；y_UE是用戶設(shè)備的Y軸坐標(biāo);z_UE是用戶設(shè)備的Z軸坐標(biāo)；x_eNB是基站的X軸坐標(biāo)；y_eNB是基站的Y軸坐標(biāo)；z_eNB是基站的Z軸坐標(biāo)；m是用戶設(shè)備與基站之間距離與通過TA對應(yīng)的距離的比值，η是單位時間內(nèi)光傳播的距離；TA是定時提前量;ΑοΑ是來波方向；ΑοΑ’是波束下傾角。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述定位服務(wù)器對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位之后，還包括: 所述定位服務(wù)器將包含經(jīng)緯度和高度的定位結(jié)果發(fā)送給所述用戶設(shè)備或位置業(yè)務(wù)客戶端 LCS client。
13.一種確定定位信息的基站，其特征在于，該基站包括: 接收模塊，用于接收來自用戶設(shè)備的上行信號； 處理模塊，用于根據(jù)收到的所述上行信號確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
14.如權(quán)利要求13所述的基站，其特征在于，所述處理模塊根據(jù)下列方式確定波束下傾角: 根據(jù)對上行信道的測量，確定波束下傾角；或 根據(jù)對預(yù)編碼矩陣指示PMI反饋的測量，確定波束下傾角。
15.如權(quán)利要求14所述的基站，其特征在于，所述處理模塊采用下列公式根據(jù)對上行信道的測量確定波束下傾角:
16.如權(quán)利要求14所述的基站，其特征在于，所述處理模塊還用于: 若所述基站的天線與垂直地面的方向之間存在下傾角，在確定波束下傾角之后，根據(jù)基站的天線與垂直地面的方向之間存在下傾角，對確定的波束下傾角進(jìn)行校正。
17.如權(quán)利要求13所述的基站，其特征在于，所述處理模塊還用于: 接收到來自定位服務(wù)器的包含請求進(jìn)行波束下傾角測量的信息的測量請求消息之后，確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量；將確定的來波方向、波束下傾角和定時提前量通過測量響應(yīng)消息發(fā)送給所述定位服務(wù)器。
18.如權(quán)利要求13所述的基站，其特征在于，所述處理模塊還用于: 確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量之后，將確定的來波方向、波束下傾角和定時提前量通知給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC或獨(dú)立的服務(wù)移動位置中心SAS服務(wù)器。
19.如權(quán)利要求13所述的基站，其特征在于，所述處理模塊還用于: 確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量之后，根據(jù)確定所述用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位。
20.如權(quán)利要求19所述的基站，其特征在于，所述處理模塊根據(jù)下列公式對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位:
x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin (AoA);
y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos (AoA);
z_UE=z_eNB_m*TA*n*cos(AoA’ )； 其中，x_UE是用戶設(shè)備的X軸坐標(biāo)；y_UE是用戶設(shè)備的Y軸坐標(biāo);z_UE是用戶設(shè)備的Z軸坐標(biāo)；x_eNB是基站的X軸坐標(biāo)；y_eNB是基站的Y軸坐標(biāo)；z_eNB是基站的Z軸坐標(biāo)；m是用戶設(shè)備與基站之間距離與通過TA對應(yīng)的距離的比值，η是單位時間內(nèi)光傳播的距離；TA是定時提前量;ΑοΑ是來波方向；ΑοΑ’是波束下傾角。
21.一種確定定位信息的定位服務(wù)器，其特征在于，該方法包括:發(fā)送模塊，用于向基站發(fā)送包含請求進(jìn)行波束下傾角測量的信息的測量請求消息； 確定模塊，用于接收來自所述基站的用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量。
22.如權(quán)利要求21所述的定位服務(wù)器，其特征在于，所述確定模塊還用于: 根據(jù)收到的用戶設(shè)備的來波方向、波束下傾角和定時提前量，對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位。
23.如權(quán)利要求22所述的定位服務(wù)器，其特征在于，所述確定模塊根據(jù)下列公式對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位:
x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin (AoA);
y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos (AoA);
z_UE=z_eNB_m*TA*n*cos(AoA’ )； 其中，x_UE是用戶設(shè)備的X軸坐標(biāo)；y_UE是用戶設(shè)備的Y軸坐標(biāo);z_UE是用戶設(shè)備的Z軸坐標(biāo)；x_eNB是基站的X軸坐標(biāo)；y_eNB是基站的Y軸坐標(biāo)；z_eNB是基站的Z軸坐標(biāo)；m是用戶設(shè)備與基站之間距離與通過TA對應(yīng)的距離的比值，η是單位時間內(nèi)光傳播的距離；TA是定時提前量;ΑοΑ是來波方向；ΑοΑ’是波束下傾角。
24.如權(quán)利要求22所述的定位服務(wù)器，其特征在于，所述確定模塊還用于: 對所述用戶設(shè)備進(jìn)行定位之后，將包含經(jīng)緯度和高度的定位結(jié)果發(fā)送給所述用戶設(shè)備或位置業(yè)務(wù)客戶端LCS client。
【文檔編號】H04W64/00GK103546963SQ201310286796
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】全海洋, 梁靖, 蘇昕 申請人:電信科學(xué)技術(shù)研究院