[发明专利]应用于多载波系统的终端定位方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及应用于多载波系统的终端定位方法及设备。

背景技术

LTE-A（LTE Advanced，LTE的演进，其中LTE为Long Term Evolution的英文简称，即长期演进）系统的峰值速率与LTE系统相比有很大的提高，要求达到下行1Gbps，上行500Mbps。同时，LTE-A系统要求和LTE系统有很好的兼容性。基于提高峰值速率、与LTE系统兼容以及充分利用频谱资源的需要，LTE-A系统引入了载波聚合（Carrier Aggregation，CA）技术。

载波聚合技术是指在UE（User Equipment，用户设备）可以同时聚合多个cell（小区），多个cell可以同时为UE提供数据传输服务的机制。在载波聚合的系统中，各个cell对应的载波在频域可以是连续或非连续的，为了与LTE系统兼容，每个成员载波的最大带宽为20MHz，各成员载波间的带宽可以相同或不同。

载波聚合下，终端工作的小区分为一个主小区PCell（Primary Cell）和若干个辅小区SCell（Second Cell），主小区承担了大部分控制和信令的工作，如发送对下行数据的上行反馈、CQI（Channel Quality Indicator，信道质量指示）上报、上行导频传输等，辅小区主要是作为资源，承担数据传输的功能。

在载波聚合场景中，由于不同载波可能存在不同传播环境（例如，不同的频率，或网络侧不共址导致传播环境不同），因此同一个终端在不同的载波上可能出现不同的上行定时提前量。

在载波聚合时，也存在聚合的载波不共址的场景，不同的载波上的上行定时提前量不同。如果不同的载波的信噪比不同或者测量带宽不同，对定位的测量精度也会有影响。

基于网络侧的终端位置定位技术包括CELL_ID定位技术和TA+AOA定位技术。CELL_ID定位方法是基于小区覆盖的定位方法，采用已知的服务小区地理信息估计目标UE的位置。该服务小区信息可以通过呼叫、寻呼、TA（Tracking Area，跟踪区）更新等方式获得。TA+AOA定位方法在CELL_ID定位方法的基础上考虑了定时提前量（即TA，Timing Advance）以及来波方向（即AOA，Angele of Arrival）的因素，从而达到更精确的定位目的。

基站通过智能天线得到UE发射信号的AOA，UE处于以基站为起点的射线上，射线从正北方向逆时针旋转的角度为AOA。TA+AOA定位技术的原理为：TA的获得可以通过终端上报UE接收和发送的时间差，加上基站测量到的接收和发送的时间差来计算（此方法计算得到的TA称之为TA TYPE1），也可以通过专用随机接入过程由基站测量得到（此方法计算得到的TA称之为TA TYPE2）。TA乘以光速除以2，表示了UE同基站之间的距离，如图1所示，UE就处于以基站为圆心、终端和基站距离为半径的圆周上，根据AOA的角度信息就可以获得终端的位置。

使用TA+AOA方法进行终端定位主要涉及以下流程：定位服务器获得终端的测量能力，并决定所需的测量量，请求基站启动相关测量；基站向定位服务器上报相关测量结果和位置信息，定位服务器进行位置计算。

在TA type1中，需要终端提供测量UE Rx-Tx time difference（即UE接收和发送的时间差）的测量。该测量的精度要求如36.133协议所示：

表1、UE Rx-Tx time difference测量精度要求

表1给出了UE Rx-Tx time difference在信噪比（Ês/Iot）≥-3dB时的测量精度要求。当测量带宽≤3MHz时，精度为±20Ts；当测量带宽≥5MHz时，测量精度为±10Ts。信噪比低于-3db，没有进行精度要求，意味着在这种情况下，测量精度会比较差，很可能达不到±20Ts。

目前TA+AOA定位方法只应用于主服务小区，是单小区的定位方法，定位的效果取决于该小区的测量效果。实际上TA和AOA的测量准确性会受到环境，信号强度，干扰等因素的影响，在不同的频率上多径效果可能是不同的。在信号质量差，信噪比低以及小带宽的情况下，测量的精度也不高。在引入多载波系统后，终端可以同时工作在多小区下，目前只能在Pcell（Primary cell，主小区）上进行TA+AOA的定位。在Pcell上的信道质量下降的情况下，该测量的精度会变差。

发明内容