使用匹配追踪确定到达时间的通信系统技术方案

一种无线接收器，该无线接收器接收被嵌入在所接收的符号中的多个位置导频并且使用这些位置导频来检测针对网络已经为该接收器指定的以在到达时间估计中使用的每个基站的第一路径。该接收器优选地应用多个匹配追踪策略来提供信道脉冲响应的第一路径的稳健的和可靠的标识。该接收器还可以接收并使用多个估计导频作为对在确定到达时间中的位置导频信息的补充。该接收器可以使用该信道的度量特性来提高标识CIR第一路径的稳健性和可靠性。由于该第一路径被标识，该接收器测量来自那个路径的多个信号的到达时间并且该接收器确定观察到达时间差(OTDOA)以响应针对OTDOA和多个位置确定测量的多个网络请求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在无线环境中基于到达时间测量结果确定用户终端或其他通信设备的位置的系统和方法。
技术介绍
测量来自一组无线基站的信号的到达时间(TOA)可以帮助确定用户的位置或定位。例如，LTE(长期演进)标准接收器可以通过可以替换或补充GPS或WiFi辅助定位策略的方式来基于LTE信令确定其位置(或定位)。例如，在LTE规范的发行10中所引用的ETSITS136355版本10.0.0中描述的LTE定位协议在规定的时间间隔(有时被称为定位场合)之上将定位参考信号(PRS)子载波嵌入到指定的正交频分复用(OFDM)符号中。用户设备(UE)可以从每个可访问的基站(LTE规范将其称为eNodeB)测量PRS子载波的到达时间(TOA)。用户设备优选地测量在两个不同的eNodeB(一个称为参考站而另一个称为邻站)之间的至少一个参考信号时间差(RSTD)。参考信号时间差与针对在LTE定位协议中描述的观察到达时间差(OTDOA)建立的测量有关。参考信号时间差测量在概念上是简单的。实际上，从eNodeB对任何TOA的测量可以由于无线网络中严重的多路径环境以及典型的低信噪比(SNR)而不可靠。LTE网络中越来越密集的基站和用户也增加了测量误差的可能性。通过从每个感兴趣的eNodeB测量第一路径的TOA而继续确定用户设备的位置，接着使用在用户设备处分别测量的到达时间确定多对指定的eNodeB基站之间的参考信号时间差(RSTD)。根据在标准中规定的具体配置，可以在规定数量的基站和基站集的那些基站之间的RSTD测量的不同的相应组合之上进行TOA和RSTD测量。在测量TOA过程中出现的这些困难与标识从任何指定的eNodeB到达用户设备终端(UE)的第一路径有关。常见的是，无线信道的脉冲响应由不同振幅的少数几条路径以及相对于第一路径的多个时延组成。无线信道的脉冲响应中的最强路径可能不指示真实的时延，因为第一路径可能具有比最强路径更低的振幅。除了第一路径可能不具有最大振幅的事实之外，可以通过由于与干扰、高水平的噪声或两者相关错误地标识路径的可能性而使对第一路径的标识复杂化。LTE的基础调制方案使用OFDM用无线电传输比特。也就是，比特是通过针对组成OFDM符号的每个活跃子载波应用正交调幅(QAM)生成的。实际上，LTEOFDM符号可以具有表示最多1024个子载波中的600个活跃子载波的1024个时间样本。可以在接收器处为每个子载波分配功能，如将先验已知的比特传输至接收器并因此启用不同的计算。这些计算可以包括信道脉冲响应(CIR)估计和定位相关的测量。图1提供了用于基于在LTE中规定的参考信号时间差(RSTD)测量使用观察到达时间差(OTDOA)确定位置的装置的功能框图。所展示的用户设备接收器110从两个基站101、103接收多个OFDM符号。接收器110可以使用一个或多个天线来接收这些符号。图1展示了使用例如从具有使用单一天线的接收器110的两个基站101、103接收的信号的位置确定功能性，这是针对RSTD测量的最低配置。此配置可以被扩展至更多数量的基站和更多数量的用户设备天线。因为用户设备接收器110符合LTE标准，该接收器可以处理接收到的OFDM符号以提供这些传输的比特的最佳估计。这种接收器110可以使用一个或多个第一路径标识(FP-ID)模块130、140来标识第一路径，这些模块响应于被分配以计算定位信息的多个子载波。每个第一路径标识模块130、140响应于由用户设备接收器110提供的关于有待用于定位测量的这些子载波的信息132、142。例如，信息可以被存储在非易失性存储器中的表格内。第一路径标识单元130、140针对从已知的eNodeB接收到的OFDM符号标识对应的第一路径。参考信号时间差(RSTD)测量通常是基于用于实现期望的准确度的OFDM符号的预定持续时间。在LTE中，这可以是在OFDM符号的至少一个子帧之上，其被规定为十四个OFDM符号。来自每个第一路径标识模块130、140的输出是在来自相应的基站的信号的用户设备处的到达时间(TOA)。通常，在LTE中，在基站之间标引为k和j的RSTDk,j被确定为等式1RSTDk,j＝TOAk-TOAj。图1示出了接收器110的模块150将等式1参考信号时间差计算提供作为其输出152。此输出RSTD0,1152是第一路径标识模块130的输出134减去第一路径标识模块140的输出144。已知在第一路径标识FP-ID模块130、140处接收到的信号的结构，给定TOAk和TOAj的可靠的估计，RSTDk,j的计算是简单的。标准(如LTE标准)规定了符号的结构，其可以被概括为如图2中所示。从一个源(如基站)传输至在覆盖区域中的多个用户的现代无线系统要求该传输被再分为多个“子信道”。这在概念上与FM或AM无线电传输没有很大区别；然而，无线传输针对给定的频谱具有非常高比特/赫兹的目标。在现代无线技术的情况中，可以使用包括OFDM和码分多址(CDMA)的正交方案来实现规定信道。在不久的将来，这些无线标准可以通过使用在种种空间和时间策略中实现的准正交信道而增加容量。图2通过示出了一种采取正交信道化的方法而简化了对在观察到达时间差(OTDOA)测量中涉及的信号的解释。也就是，当正交性被保留时，信道之间的串扰保持为不重要的水平。图2横轴201表示时间，定性地表示由接收到的符号占用的时间。图2的纵轴示出了第二信道维度，使得图2定性地示出了没有重叠的信道。纵轴信道分离可以表示如在OFDM的情况中的频率分段或者在CDMA中不同代码的标引。例如，在现有LTE标准中，频率轴中的分段可以表示针对子载波的15kHz的带宽，其中，OFDM符号可能由在一个符号中的1024个总子载波中的多达600个活跃子载波组成。这仅是示例并且其他分配是已知的。因此，例如，图2中的每个正方形的范围可以在频率乘时间栅格中表示15kHz(y轴)乘71.4μs(x轴)。值71.4μs是由LTE子帧的1000μs持续时间除以被规定为构成LTE子帧的数量为14的OFDM符号而确定的。在LTE术语中，栅格中的每个15kHz(y轴)乘71.4μs(x轴)块被称为资源块(RB)。以下对图2的讨论聚焦于OFDM传输，但应认识的是，图2可以相等地展示其他传输系统。例如，图2可以展示其他正交方案(如CDMA传输)以及准正交传输策略(如针对下一代无线(5G)提出的那些)。除了其他传输策略，这些正交或准正交传输策略可以用于子信道或者用于与观察到达时间差(OTDOA)测量相关的信令。为了允许用户设备终端通过计算OTDOA来确定位置，某些无线标准将栅格中的子载波分配用于确定位置或完成OTDOA功能性。为了简化这个讨论，示例性OTDOA子载波在图2中被指定为“位置导频”(LP)212、214、216。术语导频用于标记在接收器处具有已知的传输调制的子载波。这些导频子载波与数据子载波形成对比，其具有未知的调制特性，因为它们是用未知的信息比特编码的。此导频方案允许兼容的终端来完成各种测量。为了成功接收并解调OFDM符号，用户设备终端通常需要估计信道脉冲响应(CIR)和其他参数。结果，在图2中示出的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在无线网络中确定到达时间的方法，所述方法包括：在接收器处接收来自无线网络的对到达时间信息的请求；从接收到的信号中提取位置导频符号；使用匹配追踪来标识与所述位置导频符号相关联的第一路径；基于使用匹配追踪估计所标识的所述第一路径来确定到达时间；以及响应于基于所述第一路径的所述到达时间来将信息从所述接收器传达至所述无线网络。

【技术特征摘要】
2015.07.28 US 14/811,5071.一种在无线网络中确定到达时间的方法，所述方法包括：在接收器处接收来自无线网络的对到达时间信息的请求；从接收到的信号中提取位置导频符号；使用匹配追踪来标识与所述位置导频符号相关联的第一路径；基于使用匹配追踪估计所标识的所述第一路径来确定到达时间；以及响应于基于所述第一路径的所述到达时间来将信息从所述接收器传达至所述无线网络。2.如权利要求1所述的方法，其中，提取所述位置导频符号包括在频域中进行梳状滤波。3.如权利要求1所述的方法，其中，标识所述第一路径使用了位置导频符号和估计导频符号两者。4.如权利要求3所述的方法，还包括进行梳状滤波以提取估计导频。5.如权利要求3所述的方法，还包括从接收到的位置导频符号中进行内插以生成虚拟的位置导频符号。6.如权利要求1所述的方法，还包括针对信道脉冲响应来确定信噪测量以及响应于所述信噪测量而停止匹配追踪估计。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述接收到的信号具有OFDM波形。8.如权利要求1所述的方法，还包括在多个接收到的位置导频符号与参考信号之间进行相关并且提供相关的结果作为到所述匹配追踪估计的输入。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述匹配追踪估计使用了位置导频符号和估计导频符号。10.如权利要求9所述的方法，还包括针对信道脉冲响应来确定信噪测量以及响应于所述信噪测量而停止匹配追踪估计。11.如权利要求10所述的方法，还包括从接收到的位置导频符号中进行内插以生成虚拟的位置导频符号。12.如权利要求1所述的方法，还包括在两个或更多路径信息集之间进行内插以生成具有比系统采样周期所定义的粒度更小的粒度的到达时间。13.如权利要求1所述的方法，还包括针对包括复数个位置导频符号的信号来确定功率时延分布以及使用所述功率时延分布来执行匹配追踪估计。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述匹配追踪估计是使用位置导频功率时延分布和估计导频功率时延分布来执行的。15.如权利要求14所述的方法，还包括生成虚拟的位置导频符号以及生成虚拟的估计导频符号。16.如权利要求13所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·C·汤普森，F·洛佩斯德维多利亚，
申请(专利权)人：阿科恩科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US