[发明专利]NB-IoT设备定位方法及装置

说明书

本发明提供了一种NB‑IoT设备定位方法及装置。其中，一种NB‑IoT设备定位方法：在每个时隙中，将来自NB‑IoT设备的定位参考信号PRS分配在该时隙所对应的一个时频资源块RB中，以使PRS存在于频域方向上连续的12个子载波中的10个子载波中，以及时域方向上连续的7个OFDM符号中的5个OFDM符号中；将包含PRS的资源粒子RE合并到一个PRS符号中，则PRS符号在频域上为12个子载波，在时域上为一个OFDM符号；根据合并后的PRS符号进行时延估计TDE；在保持相干TDE的前提下，在不同的时隙中跳跃分配PRS；将不同跳频点的包含PRS的资源粒子合并到一个跳频FH符号中，以使不同跳频点之间的频带变宽，则合并后的FH符号的相干TDE的测距性能相应增强；根据FH符号的相干TDE进行定位。

技术领域

本发明涉及窄带物理网终端的定位技术领域，具体而言，涉及一种NB-IoT(NarrowBand Internet of Things，NB-IoT)设备定位的方法、一种NB-IoT设备定位装置。

背景技术

近几年来，随着物联网技术的蓬勃发展，基于不同应用场景的各种技术标准和实施方案陆续出台并臻于成熟。典型的标准有eMTC、LoRa、NB-IoT、Sigfox等。其中，NB-IoT标准因为具有广覆盖、大连接、低成本、低功耗等优点，被认为在各种对时延要求不高，而功耗要求尽可能低，连接终端众多的场合具有很好的应用前景。

3GPP在现有的NB-IoT标准Release 13中并未指定定位相关的规范。由于位置信息能提高通信性能，相关的部分可能会在Release 14中提出。初步的目标可能是室内室外50米的定位精度。由于NB-IoT的系统带宽只有240khz，相较于LTE最高20Mhz的带宽小了很多，这对于密集多径环境、特别是需要利用计算到达时差(Time-Difference of Arrival，TDoA)的方法来定位时将面临很大的考验。

相对于LTE，NB-IoT的可用资源受限，设备的复杂度降低，现阶段用于定位的手段限于增强型小区标识E-CID(Enhanced Cell ID)、到达时差观测OTDoA(Observed TimeDifference of Arrival)和上行到达时差UTDoA(Uplink Time Difference of Arrival)三种方法。利用上行信道进行UTDoA窄带测量的方案正在研究之中。NB-IoT采用了OTDoA中的传统定位参考信号PRS(Positioning Reference Signal，PRS)，并指定了分配在一个时频网格资源块RB(Resource Block，RB)中的窄带PRS(NPRS)。

在城市环境中，由于有多径的存在，多径反射和基站与设备间的阻碍对使用TDoA定位提出了很大的挑战。为了减少测距偏差，必须想办法消除多径的影响。然而，NB-IoT设备因为极低的功耗要求和很小的信号带宽，使这些技术的使用受到很大的限制。因此必须降低算法的复杂度。

另外，低成本、高电池效率对于IoT设备来说是至关重要的。通常，NB-IoT设备的电池要具有10年左右的工作年限。这样一则要求RF侧采用较低的信号采样率(NB-IoT的采样率为1.92Mbps)，二来为了降低小区间的PRS信号干扰，在物理下行共享信道PDSCH中并不会发送定位子帧。尽管如此，由于时延(time-delays)的存在，各小区来的PRS信号仍会有很强的干扰，造成基于信号到达时间定位算法TOA(Time Of Arrival，TOA)检测性能下降。当然，PRS静默可以避免信号冲突，但却同时线性增加了相关小区定位过程的延迟，因此对于小区密集时并不可行。除了小区间干扰，还有基于同步估计的频偏FO(Frefency Offset)并不完美，造成残余的频偏，这也会引起ToA检测过程中的相关运算的性能下降。