[发明专利]用于在无线电网络中定位移动终端的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在无线电网络中定位移动终端的方法和设备。更具体地，本发明涉及用于提供移动终端的垂直位置的估计的解决方案。

背景技术

卫星导航系统提供具有全球或区域覆盖的自主地理空间定位。目前，主导的GNSS是全球定位系统(GPS)。GPS接收器能够使用从卫星通过无线电沿视线发送的时间信号将其地理位置确定到几米内。然而，存在具有GPS接收器的便携式电子装置无法甚至不允许接收用于定位的卫星信号的情况。例如，当手持装置在室内操作时，或在具有阻挡卫星信号的高层建筑的困难城市区域中，卫星信号可能被遮蔽或阻挡。此外，GPS系统可能在特定地理区域中具有不充分的覆盖，或者卫星信号可能被主动拦截以防止定位。

除卫星导航之外，多年来已经提出了用于蜂窝无线电系统中的不同网络基础解决方案，主要是基于从基站发送到终端(反之亦然)的信号的不同形式的到达时间测量。在LTE版本9中，3GPP引入了称为观测到达时间差(OTDOA)的定位增强技术。基本上，该技术涉及测量来自不同基站的信号的到达的相对时间差，并且在接收信号时通过网络计算来组合时间差数据以估计终端的位置。在OTDOA中，已经定义了一组特定的专用物理信号(称为定位参考信号(PRS))，其使得更容易针对终端进行精确的定时测量。推出OTDOA的原因之一是提供一种用于协助紧急呼叫的位置确定的系统。

发明内容

有报道称，超过一半的紧急呼叫都是在室内，卫星导航几乎不可用。然而，即使使用OTDOA或其它到达时间测量技术，垂直定位(即确定移动终端的高度)迄今为止都不令人满意。此外，美国监管机构FCC(联邦通信委员会)已经发布了移动终端的在垂直和水平方向上的定位要求。因此，识别能够满足这些要求的定位技术是非常重要的。因此，在移动终端的垂直定位领域中存在改进的需要，这是本文提出的解决方案的目的。

根据第一方面，该目的是通过一种用于在无线电网络中定位移动终端的方法来实现的，该方法包括以下步骤(针对多个基站中的每一个)：

沿无线电波束的视线发送用于在移动终端中接收的信号；

从移动终端接收基于在所述移动终端中接收所发送的信号而获得的时间测量数据；

基于所述时间测量数据计算从所述基站到所述移动终端的距离的距离值；

所述方法还包括以下步骤：对于所述多个基站中的一个或更多个，针对该基站，基于所述距离值和所述无线电波束的视线的仰角来计算所述移动终端的垂直距离估计；

根据预定规则，根据一个或更多个垂直距离估计来计算所述移动终端的垂直位置。

在一个实施方式中，所述预定规则包括对多个因子进行平均的步骤，每个因子与所述垂直估计中的每一个成比例。

在一个实施方式中，每个因子根据对应的距离值进行加权。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：在所述移动终端中接收从相应的基站发送的信号的所述时间测量的质量估计，其中根据对应的质量估计来对每个因子进行加权。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：接收相应的无线电波束的波束宽度值，其中，所述信号从相应的基站发送，其中每个因子根据对应的波束宽度值进行加权。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：

确定每个计算出的垂直距离估计的质量水平；以及

根据质量水平标准选择所述垂直距离估计中的所述一个或更多个。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：

确定每个计算出的垂直距离估计的质量水平；以及

选择具有最佳质量水平的所述垂直距离估计作为计算所述垂直位置的基础。

在一个实施方式中，所述质量水平根据以下中的至少一个来确定：对应的距离值；对应的无线电波束的波束宽度值；以及在所述移动终端中对从对应的基站发送的所述信号的接收的质量估计。

在一个实施方式中，在位置服务器中执行计算垂直距离估计的步骤。

在一个实施方式中，所述一个或更多个基站中的每一个向所述位置服务器发送数据，所述数据代表以下中的至少一个：所述仰角、对应的无线电波束的波束宽度值以及所述基站的天线超过参考水平面的垂直高度。

在一个实施方式中，所述一个或更多个基站中的每一个广播数据，所述数据代表以下中的至少一个：仰角、对应的无线电波束的波束宽度值以及所述基站的天线超过参考水平面的垂直高度，该数据由所述移动终端检测并与对相应的基站的所述时间测量数据一起报告给所述位置服务器。