对处于5G网络下的终端设备的定位方法和装置制造方法及图纸

本申请中提供的对处于5G网络下的终端设备的定位方法和装置。所述方法包括：接收基站服务中心发送的定位请求指令；向基站服务中心发送定位请求回复信令，该回复信令包括定位计算能力信息和信号质量信息；向基站服务中心发送辅助信息请求，该辅助信息包括：基站信息、位置参考信息、辅助参考信息；接收基站服务中心发送的辅助信息回复信令，该辅助信息回复信令包括：终端参考基站位置信息、距离信息、位置参考信号(PRS)和至少一种辅助参考信号；根据接收到的所述辅助信息回复信令，通过预设算法获取小数倍时延估计结果，并将其传回给所述基站服务中心；接收基站服务中心根据所述小数倍时延估计结果计算的终端设备的位置信息，有效提高了定位精度。高了定位精度。高了定位精度。

【技术实现步骤摘要】
对处于5G网络下的终端设备的定位方法和装置


[0001]本申请涉及5G定位
，特别涉及一种对处于5G网络下的终端设备的定位方法和装置。

技术介绍

[0002]2015年9月，国际电信联盟(International Telecommunication Union，ITU)发布的5G白皮书定义了5G的三大场景，分别是增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)、大连接物联网(Massive Machine Type of Communication，mMTC)、超高可靠低时延(Ultra
‑
reliable and Low Latency Communication，URLLC)。三大场景在对通信需求进行细分的同时，也对定位服务提出了更高的要求:5G定位的最高要求是水平定位精度0.3米，垂直定位精度2米，可用性99％，时延1s；5G增强定位保持定位精度要求不变，但是可用性要求为99.9％，时延为10ms。为了支持不同业务场景下的定位需求，5G在充分借鉴LTE设计的基础上，引入了一些全新的概念：高频段大带宽、灵活的子载波间隔和帧结构设计、自适应部分带宽、大规模天线阵列、波束管理、参考信号等。其中频段范围分为2段，分别是410MHz
‑
7125MHz的FR1和24250MHz
‑
52600MHz的FR2。FR1支持5
‑
100MHz的信道带宽，FR2支持50MHz
‑
400MHz[1]，大的带宽有利于参数估计，为高精度距离测量提供了支持。
[0003]5G下行链路采用的是带有循环前缀的OFDM(CP
‑
OFDM)技术，可以把链路资源看成是时频网格资源，为了适应从几百兆赫兹到毫米波的频谱范围，NR支持灵活可变的参数集，其子载波间隔在15KHz
‑
240KHz的范围内选择，子载波间隔越大，OFDM符号时间越短。如图1所示，一个物理资源块(Physical Resource Block,PRB)频域上包括12个连续的子载波,在物理层规范中最多为273个。时域上一个无线帧包含10个子帧，一个子帧内的时隙数取决于子载波间隔，一个时隙上对应12或14个OFDM符号，可以根据不同的终端设备进行资源动态调整分布，实现资源的符号级调度。
[0004]3GPP Rel
‑
9定义了专用于下行定位的定位参考信号(PRS)，利用网络辅助终端定位的0TD0A定位技术，在网络侧为基站和终端指定PRS的发送和接收配置后，接收端识别来自多个基站的PRS信号并估计到达时间上报到网络侧，网络侧通过将不同基站间信号到达的时间差(Reference Signal Time Difference,RSTD)映射成距离差，不需严格的网络时间同步，通过双曲三线模型计算出终端的位置。该但定位方法的定位精度依赖于PRS信号的接收与首径估计，在密集城区和室内等环境存在多径影响，增加定位误差。Dstino等利用毫米波特性提出一种贪婪搜索方法，让终端接收最佳的PRS波束来进行RSTD测量，减小OTDOA定位误差。Yin等就通信导航一体化方向，提出了一种新的定位通信集成信号，将功率和带宽都可配置的PRS叠加在通信信号上，分析了定位信号对通信信号的干扰是可控的，从而减少了远近效应，提高测距精度，但是这些方案都需要改进算法并且大大增加了定位解算的计算量。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的为提供一种对处于5G网络下的终端设备的定位方法和装置，旨在解决上述
技术介绍
存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本申请提供了一种对处于5G网络下的终端设备的定位方法，采用如下技术方案，所述方法包括步骤：
[0007]S1所述终端设备接收到从基站服务中心发送的定位请求指令后，向该基站服务中心发送定位请求回复信令，该回复信令包括基站服务中心定位的计算能力信息和信号质量信息；
[0008]S2接着，所述终端设备向基站服务中心发送辅助信息请求，该辅助信息包括：基站坐标信息、位置参考信息、辅助参考信息；
[0009]S3所述终端设备接收从该基站服务中心发送的辅助信息回复信令，该辅助信息回复信令包括：终端参考基站位置信息、距离信息、位置参考信号和辅助参考信号；
[0010]S4所述终端设备根据接收到的所述辅助信息回复信令，通过预设的算法来获取时延估计结果，并将其传回给所述基站服务中心以由其计算获得关于该终端设备的位置信息；
[0011]S5所述终端设备接收到所述基站服务中心发出的关于该终端设备的位置信息。
[0012]进一步地，所述辅助参考信号包括：信道状态信息参考信号(CSI
‑
RS)、主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)中的1个信号或多个信号。
[0013]进一步地，当所述辅助参考信号中包含信道状态信息参考信号(CSI
‑
RS)时，所述接收基站服务中心发送的辅助信息回复信令的步骤包括：
[0014]接收基站定位中心通过预设的置零方式发送的信道状态信息参考信号(CSI
‑
RS)。
[0015]进一步地，在步骤S4中，获取时延估计结果的方法包括：
[0016]基于自适应阈值的首达径估计算法得到整数倍时延估计；发送端信号x(n)表示为
[0017][0018]接收端信号y(n)表示为
[0019][0020]其中，j为虚数符号，p为多径数目，h
r
为路径复数增益，n
r
为其他路径相对于首径时间的时延，u为首径的整数倍时延，J1为每一个OFDM符号上参考信号所在的子载波索引，N
symb
为多信令联合的OFDM符号个数，r表示多径的数量，T
s
为系统采样周期，且T
s
＝T/N，T为一个OFDM符号持续时间；u
i
为整数倍时延，为小数倍时延，f
dr
表示每一路的多普勒频率，
[0021]整数倍时延估计过程为
[0022]x
*
为x的共轭；
[0023]对E{|R
yx
(u)|2}进行滑动求和，再确定信号到达时间域，
[0024]u0≤t≤u0+N
CP
‑1[0025]N
CP
为OFDM符号循环前缀的长度，噪底N
f
设为信号到达时间域之后的相关值的统计
平均，最终信号阈值的计算公式为
[0026]R
thred
＝β*R
max
+(1
‑
β)*N
f
[0027]R
max
为R
yx
(u)得到的相关峰值，通过多次仿真，调整自适应阈值β＝0.85时，可以正确检测到首达径；
[0028]基于子载波相位差的时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对处于5G网络下的终端设备的定位方法，所述方法包括步骤：S1所述终端设备接收到从基站服务中心发送的定位请求指令后，向该基站服务中心发送定位请求回复信令，该回复信令包括基站服务中心定位的计算能力信息和信号质量信息；S2接着，所述终端设备向基站服务中心发送辅助信息请求，该辅助信息包括：基站坐标信息、位置参考信息、辅助参考信息；S3所述终端设备接收从该基站服务中心发送的辅助信息回复信令，该辅助信息回复信令包括：终端参考基站位置信息、距离信息、位置参考信号和辅助参考信号；S4所述终端设备根据接收到的所述辅助信息回复信令，通过预设的算法来获取时延估计结果，并将其传回给所述基站服务中心以由其计算获得关于该终端设备的位置信息；S5所述终端设备接收到所述基站服务中心发出的关于该终端设备的位置信息。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述辅助参考信号包括：信道状态信息参考信号(CSI
‑
RS)、主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)中的1个信号或多个信号。3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，当所述辅助参考信号中包含信道状态信息参考信号(CSI
‑
RS)时，所述接收基站服务中心发送的辅助信息回复信令的步骤包括：接收基站定位中心通过预设的置零方式发送的信道状态信息参考信号(CSI
‑
RS)。4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，在步骤S4中，获取时延估计结果的方法包括：基于自适应阈值的首达径估计算法得到整数倍时延估计；发送端信号x(n)表示为接收端信号y(n)表示为其中，j为虚数符号，p为多径数目，h
r
为路径复数增益，n
r
为其他路径相对于首径时间的时延，u为首径的整数倍时延，J1为每一个OFDM符号上参考信号所在的子载波索引，N
symb
为多信令联合的OFDM符号个数，r表示多径的数量，T
s
为系统采样周期，且T
s
＝T/N，T为一个OFDM符号持续时间；u
i
为整数倍时延，为小数倍时延，f
dr
表示每一路的多普勒频率，整数倍时延估计过程为x
*
为x的共轭；对E{|R
yx
(u)|2}进行滑动求和，再确定信号到达时间域，u0≤t≤u0+N
CP
‑
1N
CP
为OFDM符号循环前缀的长度，噪底N
f
设为信号到达时间域之后的相关值的统计平均，最终信号阈值的计算公式为R
thred
＝β*R
max
+(1
‑
β)*N
f
R
max
为R
yx
(u)得到的相关峰值，通过多次仿真，调整自适应阈值β＝0.85时，可以正确检测到首达径；
基于子载波相位差的时延估计方法得到小数倍时延估计；上述得到的整数倍时延在时域上对接收信号进行补偿，再进行OFDM解调频域信号Z(k)，根据每个子载波上的相位与子载波序号k成线性关系的特点，对于每个OFDM符号，令k成线性关系的特点，对于每个OFDM符号，令代入计算得到则P的相位为小数时延估计为5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，在步骤S4中，所述基站服务中心获得关于所述终端设备的位置信息的方法包括：基站服务中心得到终端上传的时延估计结果，采用时间到达差(Time Difference Of Arrival，TDOA)定位技术解算终端位置；设参与解算的n个基站位置坐标为(x
i
，y
i
)，i表示第i个基站，终端位置为(x，y)，设基站1为服务基站i个基站，终端位置为(x，y)，设基站1为服务基站r
i2
＝(x
i
‑
x)2+(y
i
‑
y)2＝K
i
‑
2x
i
x
‑
2y
i
y+x2+y2因此有因此有因此有得到h＝Gz0，z＝[x，y，r1]最后采用最小二乘法求解得Δz＝(G
T
G)
‑1G
T
h。6.一种对...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭敖，许雪婷，汤贵敏，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：