Способ и устройство создания эталонных сигналов для точной оценки разницы по времени прихода
Изобретение относится к сетям беспроводной связи. Технический результат состоит в устранении потерь ортогональности при передачах поднесущих. Для этого предусмотрено: прием субкадра в устройстве беспроводной связи, причем субкадр содержит размерность по времени и размерность по частоте и размерность по частоте имеет поднесущие с центральной частотой, субкадр содержит множество частотно-временных блоков ресурсов, первый поднабор блоков ресурсов выделяется для передачи опорных символов позиционирования, и второй поднабор блоков ресурсов выделяется не для передачи опорного сигнала позиционирования, первый поднабор блоков ресурсов располагается ближе всего к центральной частоте, а второй поднабор блоков ресурсов располагается дальше от центральной частоты, чем первый набор блоков ресурсов, субкадр содержит множество опорных символов позиционирования, мультиплексированных в первый поднабор блоков ресурсов; устройство беспроводной связи демультиплексирует опорные символы позиционирования, мультиплексированные на первом поднаборе блоков ресурсов. 4 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка является непредварительной заявкой, находящейся на совместном рассмотрении с заявкой США № 61/168189, зарегистрированной 9 апреля 2009 г., содержание которой настоящим включено в данный документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится к сетям беспроводной связи и, более конкретно, к устройству и способу передачи и обработки опорных сигналов позиционирования в субкадре нисходящей линии связи, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией, передающей субкадр.
Уровень техники
Сети беспроводной связи хорошо известны. Некоторые сети являются полностью проприетарными, тогда как другие подчиняются одному или более стандартам, чтобы позволить различным поставщикам производить оборудование для общей системы. Одной из таких сетей, основанных на стандартах, является Универсальная Система Мобильной Связи (UMTS). UMTS стандартизована Проектом Партнерства Третьего поколения (3GPP), продукт совместной деятельности групп телекоммуникационных ассоциаций с целью создания глобально применяемых технических требований к системе мобильной связи третьего поколения (3G) в рамках проекта Международной Мобильной Связи-2000 Международного союза электросвязи (ITU). В настоящее время предпринимаются усилия, чтобы разработать развернутый стандарт UMTS, который обычно упоминается как UMTS долгосрочного развития (LTE) или развернутая UMTS территориального радиодоступа (Е-UTRA).
В соответствии с редакцией 8 стандарта или техническими требованиями Е-UTRA или LTE, связь по нисходящей линии связи от базовой станции (называемой "улучшенный Узел-В" или просто "eNB") к устройству беспроводной связи (называемому "оборудованием пользователя" или "UE") использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM). При OFDM ортогональные поднесущие модулируются цифровым потоком, который может содержать данные, управляющую информацию или другую информацию, чтобы сформировать набор символов OFDM. Поднесущие могут быть смежными или несмежными, и модуляция данных в нисходящей линии связи может выполняться, используя квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK), 16-типозиционную квадратурную амплитудную модуляцию (16QAM) или 64QAM. Символы OFDM преобразуются в субкадр нисходящего канала связи для передачи от базовой станции. Каждый символ OFDM имеет определенную длительность и связывается с циклическим префиксом (CP). Циклический префикс является, по существу, защитным периодом между последовательно передаваемыми символами OFDM в субкадре. Согласно техническим требованиям Е-UTRA, обычный циклический префикс составляет приблизительно пять (5) микросекунд, и расширенный циклический префикс составляет 16,67 микросекунд.
В отличие от нисходящей линии связь по восходящей линии от UE к eNB использует мультидоступ с одиночной несущей и частотным разделением (SC-FDMA), соответствующий стандарту Е-UTRA. При SC-FDMA передача блоков символов данных QAM выполняется с помощью расширения, использующего первое дискретное преобразование Фурье (DFT-расширение) (или предварительное кодирование), сопровождаемого преобразованием поднесущей в традиционном модуляторе OFDM. Предварительное кодирование DFT допускает умеренную кубическую метрику/отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR), приводящие к сниженным затратам, размерам и потреблению энергии усилителя мощности UE. В соответствии с SC-FDMA, каждая поднесущая, используемая для передачи по восходящей линии связи, содержит информацию для всех передаваемых модулированных сигналов, причем поток входных данных распределен по ним. Передача данных в восходящей линии связи управляется станцией eNB, использующей передачу запросов планирования (и информации планирования), посылаемых через каналы управления нисходящей линии связи. Предоставления планирования для передач по восходящей линии связи обеспечиваются станцией eNB на нисходящей линии связи и содержат, помимо прочего, распределение ресурсов (например, размер блока ресурсов на интервал в одну миллисекунду (мс)) и идентификацию модуляции, которая должна использоваться для передач по восходящей линии. При добавлении модуляции более высокого порядка и адаптивной модуляции и кодирования (AMC) возможна большая спектральная эффективность посредством планирования работы пользователей с благоприятными условиями канала.
Системы Е-UTRA также облегчают использование антенных систем со многими входами и многими выходами (MIMO) в нисходящей линии связи, чтобы увеличить производительность. Как известно, антенные системы MIMO используются на станциях eNB посредством использования множества передающих антенн и в UE - посредством использования множества приемных антенн. UE может опираться на пилотный или опорный символ (RS), посылаемый от станции eNB для оценки канала, последующей демодуляции данных и измерения качества канала связи для регистрации. Результаты измерения качества связи для обратной связи могут содержать такие пространственные параметры как индикатор ранга или количество потоков данных, отправленных на одних и тех же ресурсах, индекс матрицы предварительного кодирования (PMI) и параметры кодирования, такие как схема модуляции и кодирования (MCS) или индикатор качества канала (CQI). Например, если UE определяет, что канал связи может поддерживать ранг выше первого, он может сообщить множество значений CQI (например, два значения CQI, когда ранг равен 2). Дополнительно, результаты измерения качества связи могут сообщаться на периодической или апериодической основе в соответствии с указаниями станции eNB в одном из поддерживаемых режимов обратной связи. Сообщения могут содержать широкополосную или выбранную для определенного диапазона частот информацию о параметрах. Станция eNB может использовать информацию о ранге, CQI и других параметрах, таких как информация о качестве восходящей линии связи, чтобы обслуживать UE по восходящей и нисходящей линии связи.
Как также известно, современные мобильные телефоны содержат приемники глобальной системы навигации и определения местоположения (GPS), чтобы помочь в определении местоположения устройств и их владельцев в случае аварии и выполнить мандаты Е-911 Федеральной комиссии связи (FCC). В большинстве ситуаций приемник телефона GPS может принимать сигналы от соответствующего количества спутников GPS и передавать эту информацию инфраструктуре сотовой системы для определения местоположения устройства, например сервера локализации, соединенного к сети беспроводной связи или образующего ее часть. Однако существуют некоторые обстоятельства, при которых приемник GPS неэффективен. Например, когда пользователь и его сотовый телефон находятся внутри здания, приемник GPS может быть неспособен принимать сигналы от соответствующего количества спутников GPS, чтобы позволить серверу локализации определить местоположение устройства. Дополнительно, устройства беспроводной связи в частных системах не обязаны выполнять мандаты Е-911 FCC и могут не содержать приемник GPS. Однако могут возникнуть обстоятельства, при которых может быть необходимо определение местоположения беспроводных устройств, работающих в таких системах.
Чтобы компенсировать прерывания в эффективности использования системы GPS и обеспечить возможности определения местоположения в частных системах, многие беспроводные системы используют сигнализацию и вводят процессы, посредством которых может быть оценено местоположение беспроводного устройства. Например, во многих системах базовые станции регулярно передают опорные сигналы позиционирования, которые принимаются беспроводными устройствами и используются либо для определения информации, на основе которой устройство инфраструктуры, такое как сервер локализации, может вычислить (например, посредством триангуляции и/или трилатерации) местоположение беспроводного устройства, либо для автономного определения местоположения беспроводного устройства (то есть непосредственно в самом беспроводном устройстве). Когда сервер локализации предназначен для вычисления местоположения беспроводного устройства, беспроводное устройство может определить информацию о времени прихода (TOA) или о разнице по времени прихода (TDOA) после получения опорного сигнала позиционирования и передать TOA или TDOA на сервер локализации через обслуживающую базовую станцию (то есть базовую станцию, предоставляющую услугу беспроводной связи беспроводному устройству). Информация TOA или TDOA обычно определяется, основываясь на внутренней тактовой частоте беспроводного устройства, формируемой гетеродином беспроводного устройства в соответствии с известными способами.
Введение R1-090353 в Рабочую Группу 1 Сети Радиодоступа (RAN) 3GPP (3GPP RANl) обеспечивает подход к разработке субкадров нисходящего канала для использования при передаче опорных сигналов позиционирования к UE в системах Е-UTRA. Согласно введенному документу R1-090353, символы QPSK, содержащие опорный сигнал позиционирования, распределяются по всем символам OFDM, которые не назначены для управляющей информации, так чтобы два элемента ресурсов каждого блока ресурсов для каждого символа OFDM несли опорные символы позиционирования. На фиг. 1 представлены примеры субкадров 101, 103 нисходящего канала связи, передаваемых станциями eNB, обслуживающими ячейки сотовой связи, соседствующие с ячейкой, в которой в настоящее время работает UE. Как показано на чертеже, каждый субкадр 101, 103 содержит блок ресурсов из двенадцати поднесущих (sub0-sub11), каждый из которых делится на двенадцать временных сегментов (t0-t11). Каждый временной сегмент на конкретной поднесущей является элементом 102, 104 ресурсов, который содержит модулированный в цифровой форме (например, QPSK, 16QAM или 64 QAM) символ. Набор элементов 102, 104 ресурсов, распределенный по всем поднесущим в течение отдельного сегмента или продолжительности времени, формирует символ OFDM. Набор символов OFDM (двенадцать, как показано на фиг. 1) формирует каждый субкадр 101, 103.
В показанных на чертеже субкадрах 101, 103 первые два символа OFDM каждого субкадра 101, 103 содержат относящиеся к конкретной ячейке опорные символы (обозначенные "CRS" в субкадрах 101, 103) и другую управляющую информацию (обозначенную как "C" в субкадрах 101, 103), а остальные символы OFDM содержат опорный сигнал позиционирования, кодированный как символы в двух элементах 102 ресурсов каждого символа OFDM. Элементы 102, 104 ресурсов, содержащие опорный сигнал кодирования, в субкадрах 101, 103 обозначаются как "PRS". Станции eNB, передающие субкадры 101, 103, управляются одним или более контроллерами при попытке сохранить ортогональность опорных сигналов позиционирования в пределах неуправляемых частей субкадров 101, 103, обеспечивая, что символы опорного сигнала позиционирования без наложения мультиплексируются в элементы 102, 104. Несмотря на намерение сохранить ортогональность таким образом, предложенная структура субкадра при определенных обстоятельствах может вызвать потерю ортогональности. Например, при использовании обычного циклического префикса (CP) для каждого символа OFDM в примерах субкадров 101, 103, расстояние 1,5 км между местами нахождения (ISD) и расширение задержки канала на пять микросекунд могут привести в результате к потере ортогональности между передатчиками разных станций eNB, даже когда они ведут передачу на неперекрывающихся элементах 102, 104 ресурсов, как показано на фиг. 1. Потеря ортогональности происходит в результате того, что полное расширение задержки нисходящего канала (то есть задержка распространения плюс расширение задержки при многолучевом распространении), как видно со стороны UE, превышает длительность CP для обычного CP (приблизительно пять микросекунд) и поэтому предварительное кодирование DFT является неортогональным. Для случая расширенного CP (приблизительно 16,67 микросекунд) развертывание при ISD 4,5 км и расширение задержки канала до пяти микросекунд могут привести к потере ортогональности при передачах поднесущих.
Различные аспекты, признаки и преимущества раскрытия станут более полно очевидны специалистам в данной области техники после внимательного рассмотрения нижеследующего подробного описания со ссылками на чертежи, описанные ниже.
Краткое описание чертежей
Иллюстрирующие чертежи, на которых подобные ссылочные позиции относятся к идентичным или функционально подобным элементам на всех отдельных видах и которые вместе с приведенным ниже подробным описанием объединяются и являются частью спецификации, служат для дополнительного пояснения различных вариантов осуществления и объяснения различных принципов и преимуществ, которые полностью соответствуют одному или более вариантам осуществления раскрытия.
Фиг. 1 - пример субкадра нисходящей линии связи для передачи опорного сигнала позиционирования с базовой станции на устройство беспроводной связи в соответствии со стандартом Е-UTRA.
Фиг. 2 - электрическая блок-схема системы беспроводной связи, предоставляющей услугу беспроводной связи устройству беспроводной связи в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 - электрические блок-схемы примера базовой станции, используемой в системе беспроводной связи, показанной на фиг. 2, и устройства беспроводной связи, в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - логическая блок-схема последовательности выполнения этапов, осуществляемых базовой станцией, для создания субкадра нисходящей линии связи для передачи опорного сигнала позиционирования устройству беспроводной связи, в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 - блок-схема способа определения распределения многочисленных элементов ресурсов для опорных символов позиционирования с помощью одиночной матрицы Костаса.
Фиг. 6 - блок-схема способа отсечения столбцов 12×12 матрицы Костаса для определения распределения элементов ресурсов опорных символов позиционирования на блоке ресурсов, имеющем меньше 12 символов без управления.
Фиг. 7 - блок-схема способа распределения местоположений для элементов ресурсов для опорных символов для размещения опорных символов, используя псевдослучайно выбранную матрицу перестановки.
Фиг. 8 - блок-схема способа распределения местоположений элементов ресурсов для размещения опорных символов, используя матрицы, являющиеся циклическими сдвигами диагональной или антидиагональной матрицы.
Фиг. 9 - блок-схема способа назначения местоположений элементов ресурсов для размещения опорных символов в блоках ресурсов, имеющих меньше 12 символов без управления, обрезая последние столбцы матриц, являющихся циклическими сдвигами диагональной или антидиагональной матрицы.
Фиг. 10 - блок-схема способа назначения местоположений элементов ресурсов для размещения опорных символов посредством случайного выбора столбца для каждой строки матрицы.
Фиг. 11 - блок-схема способа для использования быстрого преобразования Фурье и обратного быстрого преобразования Фурье, чтобы создать опорный сигнал синхронизации из сигнала с расширенным спектром кодом прямой последовательности с одиночной несущей во временной области.
Фиг. 12 - блок-схема способа отображения размещения опорных символов в одноадресном субкадре, содержащем общие опорные символы.
Фиг. 13 - блок-схема способа объединения одноадресных или многоадресных данных в опорных символах позиционирования в одном и том же субкадре, в котором блоки ресурсов, наиболее удаленные от несущей частоты, используются для передачи данных, а остальные блоки ресурсов используются для передачи опорных символов позиционирования.
Фиг. 14 - логическая блок-схема последовательности выполнения этапов, осуществляемых устройством беспроводной связи для обработки субкадра в нисходящей линии, содержащего опорный сигнал позиционирования, в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.
Специалисты в данной области техники должны понимать, что элементы на чертежах показаны для простоты и ясности и не обязательно вычерчены в масштабе или содержат каждый компонент элемента. Например, размеры некоторых из элементов на чертежах могут быть преувеличены сами по себе или относительно других элементов, или некоторые и, возможно, многие компоненты элемента могут быть исключены из элемента, чтобы помочь улучшить понимание различных вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
В целом, настоящее изобретение охватывает устройство и способ передачи опорных сигналов позиционирования, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией. В соответствии с одним вариантом осуществления устройство является устройством беспроводной связи, которое, помимо прочего, содержит приемник и процессор. Приемник выполнен с возможностью приема, по меньшей мере, секции из одного или более субкадров, которые могут быть или не быть одновременными, от одной или более базовых станций (например, предоставляющих услугу беспроводной связи для обслуживания зон покрытия (например, ячейки), соседствующих с зоной покрытия обслуживанием, в которой располагается устройство беспроводной связи). Каждый субкадр содержит ресурсы передачи (например, элементы ресурсов Е-UTRA), которые делятся во времени символа, используя множество поднесущих, чтобы сформировать множество мультиплексированных символов с ортогональным частотным разделением (OFDM). Каждый ресурс передачи передается в течение заданного количества времени на соответствующей одной из поднесущих внутри символа OFDM. Символы OFDM располагаются, по меньшей мере, в первом наборе символов OFDM, который содержит опорный сигнал позиционирования (например, наблюдаемый сигнал разницы по времени прихода (OTDOA)) и второй набор символов OFDM, который не содержит опорный сигнал позиционирования, но который, как вариант, может дополнительно содержать опорный сигнал, свойственный ячейке, и управляющую информацию (например, физический канал управления нисходящего канала связи или PDCCH).
В одном варианте осуществления процессор выполнен с возможностью определения времени прихода (TOA) опорного сигнала позиционирования, основываясь на опорной временной информации (например, полученной от гетеродина беспроводного устройства), соответствующей передаче от конкретной базовой станции. Дополнительно, процессор может быть выполнен с возможностью определения времени прихода опорного сигнала позиционирования, переданного от второй базовой станции, основываясь на опорной временной информации, и вычисления разницы по времени прихода (TDOA) опорного сигнала позиционирования от второй базовой станции относительно первой базовой станции. В таком варианте осуществления устройство беспроводной связи может дополнительно содержать передатчик, выполненный с возможностью передачи, по меньшей мере, одного из времен прихода и разницы по времени прихода на сервер локализации через базовую станцию, которая предоставляет услугу беспроводной связи устройству беспроводной связи.
В альтернативном варианте осуществления устройство может быть базовой станцией, выполненной с возможностью кодирования, мультиплексирования и передачи по нисходящей линии субкадра, содержащего опорный сигнал позиционирования, опорный сигнал для конкретной ячейки и, как вариант, другую информацию, такую как управляющая информация. В таком варианте осуществления базовая станция содержит, помимо прочего, процессор и передатчик. Процессор базовой станции выполнен с возможностью кодирования опорного сигнала позиционирования в первый набор ресурсов передачи (например, элементы ресурсов Е-UTRA), кодирования информации, отличной от опорного сигнала позиционирования, во второй набор ресурсов передачи, и мультиплексирования первого набора ресурсов передачи и второго набора ресурсов передачи в субкадр, содержащий множество символов OFDM. Передатчик базовой станции выполнен с возможностью передачи субкадра устройствам беспроводной связи в пределах диапазона покрытия базовой станции.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый набор ресурсов передачи мультиплексируется на участок (то есть некоторые, но не все, символы OFDM) первого набора символов OFDM субкадра (например, символы OFDM, формирующие часть субкадра, который не используется для передачи управляющей информации (например, не формируя область PDCCH)), основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией, и второй набор ресурсов передачи мультиплексируется во второй набор символов OFDM субкадра (например, символы OFDM, используемые для передачи управляющей информации (например, PDCCH)). Дополнительно, первый набор ресурсов передачи может быть мультиплексирован в первый набор символов OFDM, так что ресурсы передачи мультиплексируются в подмножество поднесущих, формирующих один или более символов OFDM первого набора символов OFDM. Например, первый набор ресурсов передачи может быть мультиплексирован в одну шестую поднесущих, формирующих символ OFDM (например, каждая шестая поднесущая может использоваться для переноса ресурса передачи, соответствующего опорному сигналу позиционирования).
Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть легче поняты со ссылкой на фиг. 2-5, на которых сходные ссылочные позиции обозначают сходные элементы. На фиг. 2 представлена электрическая блок-схема системы 200 беспроводной связи, предоставляющая услуги беспроводной связи одному или более устройствам 201 беспроводной связи в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения. Беспроводная система 200 содержит, помимо прочего, множество базовых станций 203-205 (для целей иллюстрации показаны три станции), одно или более устройств 201 беспроводной связи (одно показано для целей иллюстрации) и дополнительный сервер 207 локализации. Как правило, беспроводная система может содержать много других базовых станций и устройств беспроводной связи. Однако для целей упрощения соединения с описанием различных признаков настоящего изобретения, на фиг. 2 представлены только три базовых станций 203-205 и одно устройство 201 беспроводной связи. В одном варианте осуществления система 200 беспроводной связи 200 является системой, реализующей стандарт Е-UTRA. Альтернативно беспроводная система 200 может быть любой системой, которая использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением и позволяет беспроводным устройствам 201 автономно определять свое местоположение или позицию в пределах системы 200 или абсолютно, или помочь в таком определении местоположения, например, сообщая временную информацию (например, информацию о времени (TOA) или о разнице по времени прихода (TDOA)) серверу 207 локализации.
Устройство 201 беспроводной связи может быть реализовано как мобильный телефон, смартфон, устройство обмена текстовыми сообщениями, портативный компьютер, плата беспроводной связи, персональный цифровой секретарь (PDA), ноутбук или переносной компьютер, оборудование, расположенное на территории клиента, (CPE) или любое другое устройство связи, которое было модифицировано или изготовлено так, чтобы содержать функциональные признаки настоящего изобретения. Смартфон является мобильным телефоном, обладающим возможностями обработки дополнительных приложений. Например, в одном варианте осуществления смартфон является комбинацией (i) карманного персонального компьютера (PC), портативного PC, миниатюрного PC, или PDA, и (ii) мобильного телефона. Примерами смартфонов являются iPHONE™, доступный от Apple, Inc., Купертино, штат Калифорния и MOTOROLA Q™, доступный от Motorola, Inc. Шамбург, штат Иллинойс. Панель беспроводной связи в одном варианте осуществления постоянно находится или может вставляться внутрь PC или ноутбука. Термин "устройство беспроводной связи", как он используется здесь и в приложенной формуле изобретения, имеет в виду большое разнообразие различных типов устройств, которые могут принимать и/или передавать сигналы и которые могут работать в системе беспроводной связи. Например и в частности, устройство беспроводной связи может содержать любое из следующих устройств или их комбинацию: сотовый телефон, мобильный телефон, смартфон, двусторонняя радиоустановка, двусторонний пейджер, устройство беспроводного обмена сообщениями, ноутбук/компьютер, передвижной шлюз, шлюз с постоянным местоположением, персональный компьютер, сервер, PDA, CPE, маршрутизатор, радиотелефон, беспроводное устройство электронной почты, мобильное игровое устройство, включающее встроенный беспроводной модем, и т.п. Электрическая блок-схема примера устройства 201 беспроводной связи представлена на фиг. 3.
Базовые станции 203-205 предоставляют услугу беспроводной связи в соответствующих географических зонах охвата обслуживанием (например, ячейках). Базовые станции 203-205 могут быть расположены вместе или различным образом разнесены. При совместном расположении базовые станции 203-205 могут обеспечивать услугу беспроводной связи для соответствующих участков (например, секторов) единой зоны охвата обслуживанием (например, ячейки). В одном варианте осуществления базовые станции являются станциями eNB, работающими в соответствии со стандартом Е-UTRA.
Сервер 207 локализации хорошо известен и используется для определения местоположения устройств 207 беспроводной связи в пределах системы 200 беспроводной связи. В одном варианте осуществления сервер 207 локализации использует триангуляцию или трилатерацию для определения местоположения устройства 201 беспроводной связи, основываясь на известных местоположениях базовых станций 203-205 внутри системы 200 вместе с результатами измерений времени прихода или разницы по времени прихода, проведенных и сообщенных устройством 201 беспроводной связи в ответ на прием субкадров, несущих опорные сигналы 209-211 позиционирования от базовых станций 203-205. Местоположения, определенные сервером 207 локализации, могут использоваться по множеству причин, в том числе, определение местоположения беспроводного устройства, которое подало сигнал тревоги, когда такое устройство не обладает функциональными возможностями GPS или когда функциональные возможности GPS не могут быть использованы или ухудшились по какой-то причине. Хотя сервер 207 локализации показан как объект, отдельный от базовых станций 203-205, это не обязательно, поскольку определенные базовые станции могут также обеспечивать логические функциональные возможности сервера 207 локализации.
На фиг. 3 представлены электрические блок-схемы устройства 201 беспроводной связи и пример базовой станции 301, пригодной для использования в системе 200 беспроводной связи, показанной на фиг. 2. Базовая станция 301 может использоваться для реализации любой из базовых станций 203-205 системы 200 беспроводной связи, показанной на фиг. 2. Каждая базовая станция 301 содержит, среди прочего, одну или более передающих антенн 304-307 (для целей иллюстрации показаны четыре антенны), одну или более приемных антенн 309, 310 (для целей иллюстрации показаны две антенны), один или более передатчиков 312 (для целей иллюстрации показан один передатчик), один или более приемников 314 (для целей иллюстрации показан один приемник), один или более процессоров 316 (для целей иллюстрации показан один процессор) и запоминающее устройство 318. Хотя на чертеже все показано отдельно, передатчик 312 и приемник 314 могут быть объединены в один или более приемопередатчиков, как хорошо известно в технике. Путем включения в базовую станцию множества передающих антенн 304-307 и другого соответствующего аппаратного и программного обеспечения, как должно быть понятно специалистам в данной области техники, базовая станция 301 может поддерживать использование антенной системы с многими входами и многими выходами (MIMO) для передач по нисходящей линии (от базовой станции к устройству беспроводной связи). Система MIMO облегчает одновременную передачу потоков данных по нисходящей линии от множества передающих антенн 304-307 в зависимости от ранга канала, например, как указано устройством 201 беспроводной связи или как предпочитается базовой станцией 301. Ранг, предоставляемый устройством 201 беспроводной связи, помогает базовой станции 301 определять соответствующую конфигурацию с множеством антенн (например, разнесение при передаче, пространственное мультиплексирование с разомкнутым контуром, пространственное мультиплексирование с замкнутым контуром и т.д.) для передачи нисходящей линии с точки зрения текущих условий нисходящей линии связи.
Процессор 316, который оперативно соединяется с передатчиком 312, приемником 314, и запоминающим устройством 318, может быть одним или более микропроцессорами, микроконтроллерами, процессорами цифрового сигнала (DSP), конечными автоматами, логическими электрическими схемами, любой их комбинацией или любым другим устройством или комбинацией устройств, которые обрабатывают информацию, основываясь на рабочих или программных командах, хранящихся в запоминающем устройстве 318. Специалист в данной области техники должен понимать, что процессор 316 может быть реализован, используя многочисленные устройства обработки, которые могут быть необходимы для выполнения требований обработки согласно настоящему изобретению и различных других функций базовой станции 301. Специалисту в данной области техники также должно быть понятно, что когда процессор 316 имеет одну или более его функций, выполняемых конечным автоматом или логической электрической схемой, запоминающее устройство, содержащее соответствующие рабочие команды, может быть встроено внутрь конечного автомата или логической электрической схемы, а не быть внешним по отношению к процессору 316.
Запоминающее устройство 318, которое может быть отдельным элементом, как изображено на фиг. 3, или может быть интегрировано в процессор 316, может содержать оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), съемное запоминающее устройство, жесткий диск и/или различные другие формы запоминающих устройств, известные в технике. Запоминающее устройство 318 может содержать различные компоненты, такие как, например, один или более программных компонентов запоминающего устройства для хранения программных команд, исполняемых процессором 316, один или более компонент ассоциативного запоминающего устройства для хранения идентификатора, связанного с базовой станцией 301, а также для хранения адресов устройств беспроводной связи, осуществляющих на текущий момент связь с базовой станцией 301, и различные компоненты хранения данных. Идентификатор может быть выведен из, по меньшей мере, одного из идентификатора сдвига, специфического для базовой станции, идентификатора базовой станции, идентификатора местонахождения ячейки, идентификатора физической ячейки, идентификатора глобальной ячейки, индекса слота, индекса субкадра, номера системного кадров и/или идентификатора транзакций радиосети. Компонент программной памяти запоминающего устройства 318 может содержать стек протоколов для управления передачей информации, создаваемой процессором 316, по каналам данных и/или каналов управления системы 200. Специалисты в данной области техники должны понимать, что различные компоненты запоминающего устройства могут быть группой отдельно расположенных зон памяти общего или совокупного запоминающего устройства 318 и что запоминающее устройство 318 может содержать один или более индивидуальных элементов запоминающего устройства.
В одном варианте осуществления передатчик 312, приемник 314 и процессор 316 базовой станции предназначены осуществлять и поддерживать протокол широкополосной беспроводной связи, такой как протокол Универсальной Системы Мобильной Связи (UMTS), протокол Е-UTRA, протокол долгосрочного развития 3GPP (LTE) или собственный протокол, действующий для передачи цифровых данных, таких как данные пользователя (которые могут содержать голосовые, текстовые, видео- и/или графические данные), и/или управляющей информации между базовой станцией 301 и устройством 201 беспроводной связи по различным типам каналов. В системе Е-UTRA восходящий канал передачи данных может быть каналом PUSCH, восходящий канал передачи управления может быть физическим восходящим каналом передачи управления (PUCCH), нисходящий канал передачи управления может быть физическим нисходящим каналом передачи управления (PDCCH) и нисходящий канал передачи данных может быть физическим нисходящим каналом общего пользования (PDSCH). Управляющая информация восходящей линии может передаваться по PUCCH и/или PUSCH, а управляющая информация нисходящей линии канала обычно передается по каналу PDCCH.
Когда базовая станция 301 реализует стандарт Е-UTRA, процессор 316 базовой станции в одном варианте осуществления содержит секцию логического кодирования и мультиплексирования канала для осуществления кодирования канала и мультиплексирования управляющей информации и опорных сигналов позиционирования, предназначенных для передачи через субкадр 340 нисходящей линии. Секция кодирования и мультиплексирования канала является логической секцией процессора 316 базовой станции, которая выполняет кодирование и мультиплексирование, реагируя на программные команды, хранящиеся в запоминающем устройстве 318. Секция кодирования и мультиплексирования канала может содержать один блок кодирования канала для кодирования информации канала управления (например, индикаторов качества канала, опорных символов для конкретной ячейки (CRS), индикаторов ранга и гибридные автоматические подтверждения запроса повторения (HARQ-ACK/NACK)) в соответствующие ресурсы передачи (например, элементы частотно-временных ресурсов), и другой блок для кодирования опорных сигналов позиционирования и другой информации, обычно передаваемой по первичному/вторичному каналу синхронизации (например, P/S-SCH) в связанные ресурсы передачи. Секция кодирования и мультиплексирования канала процессора 316 может содержать дополнительные блоки кодирования для кодирования различных других типов информации и/или опорных символов, используемых устройством 201 беспроводной связи для демодуляции и определения качества нисходящей линии. Секция кодирования и мультиплексирования канала процессора 316 также содержит блок мультиплексирования канала, который мультиплексирует кодируемую информацию, создаваемую различными блоками кодирования канала, в субкадр, подаваемый на передатчик 312 для передачи по нисходящей линии.
Каждое устройство 201 беспроводной связи содержит, среди прочего, одну или более передающих антенн 320 (для целей примера показана одна антенна), одну или более приемных антенн 322, 323 (для целей примера показаны две антенны), один или более передатчиков 325 (для целей примера показан один передатчик), один или более приемников 327 (для целей примера показан один приемник), процессор 329, запоминающее устройство 331, гетеродин 332, необязательный дисплей 333, необязательный интерфейс 335 пользователя и необязательный механизм 337 предупреждения. Хотя на чертеже они показаны отдельно, передатчик 325 и приемник 327 могут быть объединены в один или более приемопередатчиков, как хорошо известно в технике. Вводя в схему множество приемных антенн 322, 323 и другое соответствующее аппаратурное и программное обеспечение, как должны понимать специалисты в данной области техники, устройство 201 беспроводной связи может облегчить использование антенной системы MIMO для нисходящей связи.
Передатчик 325, приемник 327 и процессор 329 устройства беспроводной связи предназначены для осуществления и поддержки протокола широкополосной беспроводной связи, такого как протокол UMTS, протокол Е-UTRA, протокол 3GPP LTE или собственный протокол, действующие для передачи цифровой информации, такой как данные пользователя (которые могут содержать голосовые, текстовые, видео- и/или графические данные), и/или управляющая информация, между устройством 201 беспроводной связи и сервисной базовой станцией 301 по каналам управления и каналам данных. В системе Е-UTRA восходящий канал данных может быть каналом PUSCH и восходящий канал управления может быть каналом PUCCH. Управляющая информация может передаваться по каналу PUSCH и/или PUCCH. Данные обычно передаются по каналу PUSCH.
Процессор 329 оперативно соединяется с передатчиком 325, приемником 327, запоминающим устройством 331, гетеродином 332, необязательным дисплеем 333, необязательным интерфейсом 335 пользователя и необязательным механизмом 327 предупреждения. Процессор 329 использует традиционные технологии обработки сигналов для обработки сигналов связи, принимаемых приемником 327, и для обработки данных и управляющей информации для передачи передатчиком 325. Процессор 329 принимает свою локальную синхронизацию и тактовый сигнал от гетеродина 332, который может быть генератором с фазовой автоподстройкой частоты, синтезатором частот, генератором с автоматической подстройкой по задержке или другим высокоточным генератором. Процессор 329 может быть один или больше микропроцессорами, микроконтроллерами, DSP, конечным автоматом, логической электрической схемой или любым другим устройством или комбинацией устройств, которые обрабатывают информацию, основываясь на рабочих или программных командах, хранящихся в запоминающем устройстве 331. Специалист в данной области техники должен понимать, что процессор 329 может быть реализован, используя многочисленные процессоры, как может потребоваться для выполнения требований обработки согласно настоящему изобретению, и различные другие встроенные функции устройства 201 беспроводной связи. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что когда процессор 329 имеет одну или более функций, выполняемых конечным автоматом или логической электрической схемой, запоминающее устройство, содержащее соответствующие рабочие команды, может быть встроено внутрь конечного автомата или логической электрической схемы, вместо того, чтобы быть внешним по отношению к процессору 329.
Запоминающее устройство 331, которое может быть отдельным элементом, как показано на фиг. 3, или может быть встроено в процессор 329, может содержать RAM, ROM, флэш-память, EEPROM, съемное запоминающее устройство (например, панель модуля идентификации абонента (SIM) или любую другую форму съемного запоминающего устройства) и/или различные другие формы запоминающего устройства, известные в технике. Запоминающее устройство 331 может содержать различные компоненты, такие как, например, один или более компонентов программного запоминающего устройства, для хранения программных команд, исполняемых процессором 329, и один или более компонентов ассоциативного запоминающего устройства для хранения адресов и/или других идентификаторов, связанных с устройством 201 беспроводной связи и/или базовыми станциями 203-205. Компонент программного запоминающего устройства 331 может содержать стек протоколов для управления передачей информации, создаваемой процессором 329, по каналам передачи данных и/или для управления системой 200, а также для управления приемом данных, управляющей и другой информации, передаваемой базовыми станциями 203-205. Любой специалист в данной области техники должен понимать, что различные компоненты запоминающего устройства могут быть группой отдельно расположенных зон памяти в общем или совокупном запоминающем устройстве 331 и что запоминающее устройство 331 может содержать один или более индивидуальных элементов запоминающего устройства.
Дисплей 333, интерфейс 335 пользователя и механизм 337 предупреждения являются общеизвестными элементами устройств беспроводной связи. Например, дисплей 333 может быть жидкокристаллическим дисплеем (LCD) или светодиодным дисплеем (LED) со связанными с ними электрическими схемами запуска или использовать любую другую известную или разработанную в будущем технологию дисплеев. Интерфейс 335 пользователя может быть кнопочной клавиатурой, клавишной клавиатурой, сенсорным манипулятором, сенсорным экраном или любой их комбинацией или может активироваться голосом или использовать любую другую известную или разработанную в будущем технологию интерфейсов пользователя. Механизм 337 предупреждения может содержать звуковой громкоговоритель или преобразователь, тактильное предупреждающее устройство и/или один или более светодиодов или другие компоненты визуального предупреждения и связанные с ними электрические схемы запуска, чтобы подавать предупреждение пользователю устройства 302 беспроводной связи. Дисплей 333, интерфейс 335 пользователя и механизм 337 предупреждения работают под управлением процессора 329.
Со ссылкой на фиг. 2-13, работа базовой станции 301 (которая может быть любой из базовых станций 203-205 в примере беспроводной системы 200) в соответствии с настоящим изобретением происходит, по существу, следующим образом. В заданное время (например, периодически или апериодически) процессор 316 базовой станции, как вариант, кодирует (401) управляющую информацию в первый набор ресурсов передачи опорного блока ресурсов передачи, назначенного для передачи. Когда базовая станция 301 реализует стандарт Е-UTRA или LTE, назначенный блок ресурсов передачи содержит частотно-временные элементы ресурсов, которые должны мультиплексироваться в субкадр символов OFDM, формируя один или более каналов передачи. Для каждой передающей антенны набор ресурсов передачи формирует двумерную сетку элемента частотно-временных ресурсов. Для частоты ресурсы передачи обычно преобразуются в различные поднесущие в пределах каждого символа OFDM по ширине полосы передачи. Такие многочисленные символы OFDM образуют субкадр. В стандарте Е-UTRA определяются, по меньшей мере, две структуры субкадра - одна с 14 символами OFDM, упоминаемая как "нормальный СР-субкадр" и одна с 12 символами OFDM, упоминаемая как "расширенный CP-субкадр". Субкадр может быть дополнителен разделенный на две половины или слоты с равным количеством символов OFDM. Субкадр может нести один или более каналов передачи, таких как канал управления (например, PDCCH, PCFICH, PHICH), канал данных (например, PDSCH), широковещательный канал (например, PBCH), канал синхронизации (например, P/S-SCH) или любой другой канал. В дополнение к этим каналам субкадр может содержать относящийся к конкретной ячейке опорный сигнал, назначенный или относящийся к конкретному UE опорный сигнал, опорный сигнал позиционирования или любой другой опорный сигнал.
В Е-UTRA существуют два типа субкадров и один из них является субкадром с адресацией конкретному устройству, в котором относящиеся к конкретной ячейке опорные символы посылаются в обоих слотах субкадра. Некоторые другие субкадры могут иногда характеризоваться как специальные субкадры или как многоадресные субкадры. Примером таких субкадров является субкадр мультимедийного широковещательного многоадресного обслуживание в одночастотной сети (MBSFN), в котором структура субкадра отличается от субкадра с адресацией конкретному устройству. В специальных субкадрах или многоадресных субкадрах первые один или два (или возможно ноль) символа OFDM могут содержать PDCCH и опорные символы, тогда как остальная часть субкадра, содержащая структуру RS, может отличаться от субкадра с адресацией конкретному устройству. Например, субкадр мультимедийного широковещательного многоадресного обслуживания в одночастотной сети (MBSFN) имеет тип субкадра без адресации конкретному устройству, в котором остальная часть субкадра может быть очищенной или пустой и эти пустые ресурсы могут использоваться для передачи опорных символов позиционирования. Структура передачи сигналов многоадресному устройству (или специальный субкадр) может быть частью конфигурации системы или широковещательного сообщения системной информации (SIB) и может быть определена на уровне радиокадра (10 субкадров) или для группы уровня радиокадров. В одном варианте осуществления процессор 316 базовой станции кодирует управляющую информацию в элементы ресурсов, чтобы мультиплексироваться на участок первых двух символов субкадра OFDM.
Кодированная управляющая информация может содержать назначения нисходящей линии или предоставления восходящей линии, длительность канала управления и гибридные автоматические подтверждения запроса повторения (HARQ-ACK/NACK). В дополнение к управляющей информации, набор символов, соответствующих опорному сигналу для конкретной ячейки, может быть включен в субкадр. Опорный сигнал для конкретной ячейки может использоваться беспроводным устройством 201 для оценки канала, демодуляции, слежения за задержкой, результатов измерений, связанных с мобильностью, и для других целей. Когда используется, последовательность символов, соответствующих опорному сигналу для конкретной ячейки и частотно-временные местоположения, занятые символами, могут быть выведены из идентификатора, связанного с базовой станцией 301. Такой идентификатор может содержать идентификатор физической ячейки (PCID), индекс слота и/или индекс символа, которые все хорошо известны в технике, в частности, в связи со стандартом Е-UTRA стандартом. Кроме того, сдвиг поднесущей, используемый для преобразования символов опорного сигнала для конкретной ячейки в символ OFDM, может быть выведен из физического идентификатора ячейки.
В дополнение к необязательной информации управления кодированием и опорному сигналу для конкретной ячейки в ресурсах передачи, процессор 316 базовой станции кодирует (403) опорный сигнал позиционирования во второй набор ресурсов передачи. Процессор 316 базовой станции кодирует опорный сигнал позиционирования на участок множества блоков ресурсов, где каждый блок ресурсов содержит двумерную сетку из приблизительно 12 соседствующих по частоте поднесущих и всех символов OFDM субкадра во времени, причем каждый символ OFDM связывается с обычным или расширенным циклическим префиксом, как описано в стандарте Е-UTRA. Для целей иллюстрации типичный блок ресурсов определяется как ресурсы, доступные на 12 поднесущих и всех символах OFDM субкадра. Заметим, что размеры блоков ресурсов могут варьироваться, поскольку некоторые из поднесущих символов OFDM могут использоваться для других целей, таких как передача заданного широковещательного первичного канала управления или каналов синхронизации и т.д. Количество блоков ресурсов, доступных для передачи по нисходящей линии (то есть линии связи между базовой станцией 301 и беспроводным устройством 201), может зависеть от ширины полосы передачи. Процессор 316 базовой станции может программироваться так, чтобы кодировать опорный сигнал позиционирования в подмножество доступных символов OFDM в субкадре. В одном примере варианта осуществления процессор 316 базовой станции кодирует опорный сигнал позиционирования на участок 600 элементов ресурсов символа OFDM субкадра, когда ширина полосы передачи по нисходящему каналу составляет 10 МГц. Дополнительно, не все поднесущие на этих символах OFDM могут использоваться, чтобы нести ресурсы передачи, соответствующие опорному сигналу позиционирования. В одном примере каждая шестая поднесущая используется для передачи символов опорного сигнала позиционирования. После того как весь блок ресурсов передачи был мультиплексирован в субкадр, передатчик базовой станции передает (415) субкадр через одну или более антенн 304-307.
На фиг. 5 показаны субкадры 501, 502, созданные и переданные базовыми станциями, предоставляющими услуги связи для обслуживания зоны охвата (например, ячейки или сектора ячеек), соседствующей или граничащей с зоной охвата обслуживанием, в которой располагается устройство 201 беспроводной связи, принимающее субкадры. Например, в беспроводной системе 200, представленной на фиг. 2, если базовая станция 204 предоставляет услуги связи беспроводному устройству 201 (то есть беспроводное устройство 201 располагается в зоне охвата обслуживанием базовой станции 204 и поэтому базовая станция 204 является обслуживающей станцией для беспроводного устройства 201), то зоны охвата обслуживанием, обслуживаемые базовыми станциями 203 и 205, могут считаться соседствующими с зонами охвата обслуживанием и базовые станции 203 и 205 могут считаться соседствующими базовыми станциями. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что количество соседних зон охвата обслуживанием и базовых станций может превысить две станции, показанные на фиг. 2. Соответственно, раскрытый здесь подход к созданию субкадра может использоваться любой базовой станцией в применяемой беспроводной системе, потому что в некоторый момент времени каждая базовая станция обслуживает зону охвата обслуживанием, граничащую с зоной охвата обслуживанием, в которой располагается, по меньшей мере, одно устройство беспроводной связи.
Когда должен быть введен опорный сигнал позиционирования, элементы ресурсов для переноса опорного сигнала позиционирования могут быть выделены в любой заранее определенной форме (например, как определено стандартах Е-UTRA или в стандартах LTE), полустатически через широковещательный канал (например, через передачу сигналов в блоке основной информации (MIB) или в блоке системной информации (SIB)) или в конкретном для пользователя сообщении (например, сообщении о конфигурации управления измерениями радиоресурсов), динамически (например, через передачу сигналов канала управления в PDCCH), или с помощью передачи сигналов более высокого уровня (например, блоки данных по протоколу сервера локализации). В одном варианте осуществления преобразование, в котором символ OFDM субкадра 501, 502 содержит опорный сигнал позиционирования, основано на идентификаторе, связанном с базовой станцией 203, 205, который может учитывать местоположение базовой станции в системе 200 и структуру повторного использования различных поднесущих, используемых для создания символов OFDM субкадра. Идентификатор может быть одним или более из идентификатора смещения, идентификатора базовой станции, идентификатора местонахождения ячейки, идентификатора физической ячейки (PCID), глобального идентификатора ячейки (GCID), индекса символа, индекса слота, индекса субкадра, номера системного кадра (SFN) и/или идентификатора транзакции радиосети (RNTI).
При планируемом развертывании может быть желательным выделить станции eNB в наборах с одной и той же близостью элементов ресурсов для опорных символов позиционирования, которые являются непересекающимися в том смысле, что никакой элемент ресурсов набора, выделенного первой станции eNB для передачи опорных символов позиционирования, не принадлежит ни одному из наборов элементов ресурсов, выделенных его соседним станциям eNB. Два набора элементов ресурсов, являющихся непересекающимися, могут также упоминаться как ортогональные. В некоторых случаях невозможно определить количество непересекающихся наборов элементов ресурсов, которое равно или превышает количество станций eNB в конкретной области. В некоторых случаях область может быть определена как набор станций eNB "слышимых" UE. В этих случаях тогда будет желательным определить наборы элементов ресурсов для опорных символов позиционирования, которые имеют минимальное перекрытие и которые достаточны по количеству, чтобы быть равным или превысить количество станций eNB в конкретной области. Следует отметить, что в этом контексте степень перекрытия между двумя наборами элементов ресурсов равна количеству элементов ресурсов, общих для обоих наборов.
При незапланированном развертывании, в целом, не существует никакого способа гарантировать, что набор элементов ресурсов, назначенных для опорных символов позиционирования одной станции eNB, будет ортогональным или почти ортогональным к набору элементов ресурсов, выделенных одному из ее соседей. Чтобы защититься от постоянного назначения двух различных наборов элементов ресурсов с большим перекрытием двух смежных станций eNB, может быть желательным для каждой станции eNB случайно или псевдослучайно повторно выбирать набор элементов ресурсов, который будут использоваться для передачи опорных символов позиционирования перед тем, как передавать каждый субкадр позиционирования. Если количество наборов разрешенных назначений ресурсов мало, то существует большая вероятность, что две смежных станции eNB выберут одно и то же назначение ресурсов для передачи опорных символов позиционирования, и в таком случае для UE будет трудно извлечь временную информацию из-за возникающих в результате помех. Чтобы минимизировать вероятность, что любые две станции eNB выберут один и тот же набор элементов ресурсов для передачи опорных символов позиционирования, количество разрешенных наборов элементов ресурсов должен быть большим и, в максимально возможной степени, эти наборы должны быть ортогональными (без перекрытия) или почти ортогональными (небольшое перекрытие).
Существует множество параметров и проблем, которые должны учитываться при определении наборов элементов ресурсов с целью передачи опорных символов позиционирования, и в их число, в частности, входит (не ограничиваясь только этим) следующее, что будет полностью обсуждаться ниже: (i) количество символов OFDM в пределах субкадра позиционирования, содержащего опорные символы позиционирования; (ii) количество поднесущих в пределах блока ресурсов, содержащего опорные сигналы позиционирования; (iii) общее количество элементов ресурсов, выделенных для опорных символов позиционирования в пределах субкадра; и (iv) сложность создания и обнаружения сигнала для субкадров позиционирования.
Значительной проблемой при определении местоположения на основе TDOA является то, что оно требует, чтобы UE были в состоянии "слышать" передачи, по меньшей мере, 3 станций eNB, которые не находятся в одном месте, и большинство исследований указывают, что существует проблема "слышимости", которая ограничивает характеристики определения местоположения на основе TDOA, и эта проблема тесно связана с количеством опорных символов, содержащих опорные символы (i) позиционирования. В целом, количество энергии, связанной с передачей опорных символов позиционирования в пределах субкадра позиционирования, пропорционально количеству символов OFDM в пределах субкадра позиционирования, который содержит опорные символы позиционирования. Таким образом, при определении наборов элементов ресурсов с целью передачи опорных символов позиционирования, представляется предпочтительным обеспечить, чтобы каждый набор содержал элементы ресурсов из каждого из символов.
Другой проблемой, которую нужно учитывать при определении наборов элементов ресурсов, которые должны назначаться для элементов ресурсов позиционирования, является разрешающая способность результирующей временной оценки и она связана с количеством поднесущих, содержащих опорные символы позиционирования (ii) и их распределение по субкадру. В разрешающую способность вносят свой вклад несколько факторов, в том числе, ширина пика автокорреляции и отношение пика автокорреляции к наибольшим боковым лепесткам. В целом, можно видеть, что для минимизации ширины пика автокорреляции достаточно выделить опорные элементы для опорных символов позиционирования в наиболее удаленных блоках ресурсов (RB с самой высокой и самой низкой частотой). Однако, чтобы максимизировать отношение величины пика автокорреляции к величине боковых лепестков, желательно выделить элементы ресурсов для опорного символа позиционирования по всей ширине полосы. Более конкретно, желательно так выбрать наборы элементов ресурсов для опорных символов позиционирования, чтобы количество поднесущих в пределах каждого блока ресурсов, содержащего, по меньшей мере, один из этих элементов ресурсов, было максимальным. В целом, желательно максимизировать отношение величины пика автокорреляции к величине боковых лепестков, поскольку это минимизирует вероятность, что в присутствии помех и шума будет выбран ложный пик автокорреляции (приводя в результате к неправильной временной оценке).
Общее количество элементов ресурсов в пределах набора элементов ресурсов, выделенных для опорных символов (iii) позиционирования, определяет выигрыш при разбросе или обработке, достижимый по сравнению с другой станцией eNB, которой назначается такой же набор элементов ресурсов или другой набор элементов ресурсов, который накладывается на этот первый набор. В целом, случайное или псевдослучайное расширение или скремблирование будут применены к опорным символам позиционирования, так что UE, знающее это расширение или последовательность скремблирования, все еще может извлечь время прихода сигнала от каждой станции eNB с определенной степенью точности. Поскольку возрастает общее количество элементов ресурсов, выделенных для опорных символов позиционирования, это делает достижимым выигрыш при обработке по сравнению с другими станциями eNB с такими же или с перекрывающимися распределениями ресурсов для опорных символов позиционирования. Однако следует заметить, что по мере того как увеличивается количество элементов ресурсов, выделенных для опорных символы позиционирования, количество ортогональных распределений элементов ресурсов, которые могут быть определены, сокращается, и величина перекрытия между неортогональными распределениями увеличивается. Таким образом, по мере того как увеличивается количество элементов ресурсов, выделенных для опорных символов позиционирования, существует явный компромисс между достижимым выигрышем при обработке и количеством наборов ортогональных или почти ортогональных элементов ресурсов. В непланируемой системе существует количество таких наборов элементов ресурсов, которое определяет вероятность, что две соседние станции eNB выбирают один и тот же набор элементов ресурсов для передачи опорных символов позиционирования.
Последней проблемой, которая должна учитываться при определении наборов элементов ресурсов, которые должны использоваться для передачи опорных символов позиционирования, является сложность создания и обнаружения сигнала. В целом, не существует никакого простого критерия сложности, поскольку она зависит от архитектуры. Компромиссы сложности могут определяться раздельно для передатчика и приемника и могут содержать требования к запоминающему устройству. Дополнительная проблема, которая должна учитываться, это требуется ли поддержка передачи сигналов, чтобы сделать реализацию практичной, или, если нет, то какова разница в сложности при наличии и отсутствии поддержки сигнализации.
На фиг. 5-12 представлены различные способы определения наборов элементов ресурсов, которые должны использоваться для передачи опорных символов позиционирования в субкадрах позиционирования. Способы, показанные на фиг. 5-12 и описанные ниже, учитывают построение и характеристики компромиссов, идентифицированные в описанных выше пунктах (i-iv).
Чтобы упростить описание наборов элементов ресурсов, которые должны использоваться для передачи опорных символов позиционирования в пределах субкадра позиционирования, мы определяем шаблонную матрицу, имеющую элементы 0-1, так чтобы количество строк шаблонной матрицы равнялось количеству поднесущих в блоке элемента ресурсов, а количество столбцов равнялось количеству символов OFDM в субкадре. Набор элементов ресурсов в пределах блока ресурсов, который будет назначен для передачи опорных символов позиционирования, обозначается местами расположения ненулевых элементов в шаблонной матрице, где строка конкретного ненулевого элемента обозначает поднесущую, а столбец элемента обозначает символ внутри субкадра.
На фиг. 5 представлена блок-схема способа определения многочисленных распределений элементов ресурсов для опорных символов позиционирования, полученных из базовой матрицы Костаса. Первая оцененная промежуточная матрица 0-1 получается циклическим сдвигом основной матрицы Костаса размером N×N горизонтально и вертикально. Эта первая промежуточная матрица затем модифицируется, чтобы создать вторую промежуточную матрицу, вставляя K строк нулей между каждой группой из K следующих друг за другом строк и добавляя K строк нулей сверху или снизу матрицы, где K>1 и K является целочисленным делителем N. Шаблонная матрица, используемая для определения набора элементов ресурсов, которые должны использоваться для передачи опорных символов позиционирования, затем устанавливается равной циклическому сдвигу второй промежуточной матрицы, где количество циклических сдвигов в каждом измерении базовой матрицы Костаса для создания первой промежуточной матрицы и вертикальный сдвиг второй промежуточной матрицы определяются любым из следующего: идентификатор местоположения базовой станции; физическая идентичность ячейки базовой станции; глобальная идентичность ячейки базовой станции; номер системного кадра; номер слота; номер субкадра; индекс символа; индекс блока элементов ресурсов; идентичность транзакции радиосети; или информация, сигнализируемая сервисной базовой станцией.
На фиг. 6 приведена блок-схема способа отсечения столбцов матрицы Костаса 12×12, чтобы определить распределения элементов ресурсов для опорных символов позиционирования на блоке ресурсов, имеющем меньше 12 символов без управления. С помощью этого способа мы определяем 12 взаимно ортогональных наборов элементов ресурсов, циклически сдвигая матрицу Костаса горизонтально или вертикально. Соответствующие шаблонные матрицы затем создаются отсечением последних двух столбцов циклически сдвинутых матриц Костаса 12×12. Преимущество этого способа состоит в том, что одна единственная базовая матрица Костаса 12×12 может использоваться для создания 12 ортогональных наборов элементов ресурсов, циклически сдвигая матрицу Костаса горизонтально или вертикально. Если, альтернативно, должна была использоваться матрица Костаса N×N, где N<12 равно количеству символов без управления в субкадре, может быть возможным определить только K взаимно ортогональных наборов элементов ресурсов, которые должны использоваться для передачи опорных символов позиционирования. В более общем виде, матрица Костаса 12×12 может циклически сдвигаться горизонтально и вертикально, определяя 144 отдельных матрицы, каждая из которых, после отрезания двух последних столбцов, может использоваться, чтобы определить набор элементов ресурсов для передачи опорных символов позиционирования. Наоборот, для N<12 базовая матрица Костаса N×N может использоваться для создания, самое большее, 121 отдельной матрицы, которые могут использоваться для определения наборов элементов ресурсов для передачи опорных символов.
На фиг. 7 представлена блок-схема способа выделения местоположений для элементов ресурсов для опорных символов позиционирования, используя псевдослучайно выбранную матрицу перестановки. В этом варианте осуществления шаблонная матрица 0-1 является псевдослучайной матрицей перестановки (квадратная матрица точно с одним ненулевым элементом в каждой строке и в каждом столбце, где ненулевой элемент равен 1). Конкретная матрица перестановки (существуют N! матриц перестановки для матрицы N×N) определяется из функции отображения генератора псевдослучайных чисел и любого из следующего: идентификатор местонахождения базовой станции; физическая идентичность ячейки базовой станции; глобальная идентичность ячейки базовой станции; номер системного кадра; номер слота; номер субкадра; индекс символа; индекс блока элементов ресурсов; идентичность транзакции радиосети; или информация, сигнализируемая сервисной базовой станцией.
На фиг. 8 представлена блок-схема способа выделения местоположений для элементов ресурсов для опорных символов позиционирования, используя матрицы, которые являются горизонтальными или вертикальными циклическими сдвигами диагональных матриц. В этом варианте осуществления шаблонная матрица 0-1 является циклически сдвинутой диагональной матрицей или циклически сдвинутой антидиагональной матрицей, где величина циклического сдвига определяется любым из следующего: идентификатор местонахождения базовой станции; физическая идентичность ячейки базовой станции; глобальная идентичность ячейки базовой станции; номе системного кадра; номер субкадра; индекс блока элементов ресурсов; идентичность транзакции радиосети; или информация, сигнализируемая сервисной базовой станцией. Заметим, что количество ортогональных матриц, создаваемых с помощью этого способа, равно размеру диагональной матрицы.
На фиг. 9 представлена блок-схема способа выделения местоположений для элементов ресурсов для опорных символов позиционирования в блоках ресурсов, имеющих меньше 12 символов без управления, обрезая последние столбцы матрицы, которые являются циклическими сдвигами диагональных или антидиагональных матриц. В этом варианте осуществления шаблонная матрица 0-1 является либо циклически сдвинутой диагональной матрицей, либо циклически сдвинутой диагональной матрицей, у которой отрезаны последние столбцы. Альтернативно шаблонные матрицы могут генерироваться, добавляя две строки нулей к нижней части диагональной или антидиагональной матрицы и генерируя все возможные вертикальные циклические сдвиги. В этом примере количество ортогональных генерированных матриц равно 12, тогда как размер диагональной матрицы, которая сдвигается, равен 10.
На фиг. 10 представлена блок-схема способа выделения местоположений для элементов ресурсов для опорных символов позиционирования посредством псевдослучайного выбора одного столбца для каждой строки матрицы и помещения 1 в этом месте. Все другие места в матрице имеют нулевые значения. В этом варианте осуществления шаблонная матрица 0-1 определяется, используя генератор псевдослучайных чисел указанным способом, где дополнительно генератор псевдослучайных чисел использует в качестве своего входного сигнала любое из следующего: идентификатор местонахождения базовой станции; физическая идентичность ячейки базовой станции; глобальная идентичность ячейки базовой станции; номер системного кадра; номер субкадра; индекс блока элементов ресурсов; идентичность транзакции радиосети; или информация, сигнализируемая сервисной базовой станцией.
На фиг. 11 представлена блок-схема способа для использованная быстрого преобразования Фурье и обратного быстрого преобразования Фурье, чтобы генерировать опорный сигнал синхронизации из сигналов с расширенным спектром кодом прямой последовательности с одиночной несущей во временной области. В этом варианте осуществления опорный сигнал на первом наборе символов OFDM получается, проводя быстрое преобразование Фурье для последовательности во временной области, полученной от генератора псевдослучайной последовательности, где инициализация генератора псевдослучайных чисел определяется любым из следующего: идентификатор местонахождения базовой станции; физическая идентичность ячейки базовой станции; глобальная идентичность ячейки базовой станции; номер системного кадра; номер субкадра; индекс блока элементов ресурсов; идентичность транзакции радиосети; или информация, сигнализируемая сервисной базовой станцией.
На фиг. 12 представлена блок-схема способа преобразования опорных символов позиционирования в субкадр с адресацией конкретному устройству, содержащий общие опорные символы. В этом конкретном варианте осуществления элементы ресурсов в символах OFDM, содержащих CRS, не выделяются для передачи опорных символов позиционирования. В целом, элементы ресурсов в символах OFDM, содержащих CRS, могут быть выделены для опорных символов позиционирования, но элементы ресурсов, используемые для передачи CRS, не могут использоваться. В альтернативном варианте осуществления элементы ресурсов, не используемые для передачи опорного сигнала позиционирования или CRS, могут использоваться для передачи элементов ресурсов данных. Элементы ресурсов данных могут соответствовать последовательности символов передачи по каналу PDSCH.
На фиг. 13 представлена блок-схема способа объединения одноадресных данных или многоадресных данных и опорных символов позиционирования в одном и том же субкадре, в котором блоки ресурсов, дальше всего расположенные от несущей частоты, используются для передачи данных, а остальные блоки ресурсов используются для передачи опорных символов позиционирования. В этом конкретном примере 600 центральных элементов ресурсов (центральные 50 блоков ресурсов) позиционирования могут быть выделены только для опорных символов позиционирования, тогда как элементы ресурсов в блоках ресурсов за пределами этой области могут использоваться для передач по каналу PDSCH.
Варианты осуществления, представленные на фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 10, могут быть распространены на случай субкадра не-MBSFN (или обычного субкадра) с обычным CP или с расширенным CP. PRS не может передаваться с максимальной мощностью, если передается на том же самом символе, на котором передается опорный сигнал (CRS), относящийся к конкретной ячейке. Кроме того, PRS, возможно, должен передаваться с различными мощностями на различных символах в пределах одного и того же субкадра, который может быть нежелательным с точки зрения реализации. Поэтому, один вариант состоит в том, чтобы не передавать PRS на несущем CRS символе OFDM. Предполагая, что количество символов управления равно двум, в субкадре с обычным СР имеются 9 символов и в субкадре с расширенным CP, соответственно, имеются 7 символов, которые не несут CRS. Для этих случаев псевдослучайно генерируемые матрицы перестановки порядка N×N могут использоваться для заполнения PRS, где N равно количеству имеющихся символов OFDM (то есть без CRS) в каждом случае. N=9 для обычного CP и N=7 для расширенного CP. Когда матрица выбирается для конкретного PCID, соответствующего моменту времени, структура PRS повторяется в частотной области один раз на каждых N поднесущих. Количество доступных символов OFDM зависит как от количества символов управления в субкадре, так и от количества передающих антенн, используемых станцией eNB. В таблице 1 обобщены количество символов OFDM, доступных для передачи PRS при различных случаях, где NCtrl равно количеству символов управления в субкадре.
| Таблица 1 Количество символов N, доступных для передачи PRS |
|||
| Тип субкадра/Тип СР | 1 Тх или 2 Тх | 4 Тх | |
| NCtrl=1 | NCtrl=2 | NCtrl=1 или 2 | |
| Обычный субкадр/Обычный СР | 10 | 9 | 8 |
| Обычный субкадр/Расширенный СР | 8 | 7 | 6 |
| Субкадр MBSFN/Расширенный СР | 11 | 10 | 10 |
Для варианта осуществления, представленного на фиг. 7, генератор псевдослучайных чисел выбирает элемент из набора всех возможных N! матриц перестановки. Для варианта осуществления, представленного на фиг. 8, генератор псевдослучайных чисел выбирает элемент из набора из 2N отдельных матриц, сформированных различными циклическими сдвигами диагональной матрицы и антидиагональной матрицы. Для варианта осуществления, представленного на фиг. 10, генератор псевдослучайных чисел выбирает элемент из набора из всех возможных NN матриц 0-1. Для вариантов осуществления, представленных на фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 10, размер структуры (то есть N) может быть установлен в спецификации для данной конфигурации (например, субкадр не-MBSFN, расширенный CP, 2 антенны Tx), как показано в таблице 1, соответственно фиксированному количеству символов управления (например, NCtrl=1 или NCtrl=2).
Для передачи опорного сигнала позиционирования определенный поднабор всех возможных субкадров, назначенных как "субкадры позиционирования" может быть зарезервирован. Из всех доступных субкадров позиционирования базовая станция может выбрать для передачи сигналы PRS на субнаборе этих субкадров, чтобы позволить повторное использование времени. Базовая станция может определить, передавать или не передавать PRS на субкадре PRS, основываясь на любом из следующего (i) генератор псевдослучайных чисел, который использует любое из следующего: идентификатор местонахождения базовой станции; физическая идентичность ячейки базовой станции; глобальная идентичность ячейки базовой станции; номер системного кадра; номер субкадра; или информация, сигнализируемая сервисной базовой станцией; или, альтернативно, основываясь на (ii) сообщении координации промежуточной станции, обменивающейся сообщениями с другой базовой станцией. Для варианта (i) псевдослучайное число, в дополнение к перечисленным параметрам, может быть конфигурировано как функция количества символов OFDM, доступных для передачи PRS в субкадре PRS. Когда опорный сигнал позиционирования передается на меньшем количестве символов (например, для случая 4 Tx субкадр не-MBSFN с расширенным СР имеет 6 доступных символов по сравнению с субкадром MBSFN 1 Tx/2 Tx, который имеет 10 символов), количество ортогональных структур меньше. Может быть полезным передавать PRS менее часто и поэтому генератор псевдослучайных чисел может быть выполнен с возможностью генерации меньшего количества передач сигналов PRS в пределах зарезервированных субкадров.
Для вариантов осуществления, показанных на фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 10, альтернативный подход с использованием шаблонной матрицы для передачи элементов ресурсов опорного сигнала позиционирования может использоваться, как описано ниже. Предположим, что в субкадре позиционирования существуют N символов OFDM без управления. Кроме того, предположим, что в субкадре не существует никаких несущих CRS символов OFDM из числа символов OFDM без управления. Шаблонная матрица N×N генерируется как (i) матрица перестановок для варианта осуществления, показанного на фиг. 7, (ii) сдвинутая диагональная или сдвинутая антидиагональная матрица для варианта осуществления, показанного на фиг. 8, или (iii) матрица 0-1 с псевдослучайной строкой/столбцом для варианта осуществления, показанного на фиг. 10. Соответствие строк и столбцов шаблонной матрицы соответственно поднесущим и символам OFDM без управления блока элемента ресурсов в субкадре позиционирования устанавливается, когда элемент ресурсов опорного сигнала позиционирования передается на поднесущей, сдвиг которой равен индексу строки ненулевого элемента шаблонной матрицы для каждого символа. Затем, предположим, что существуют символы OFDM, несущие CRS в области отсутствия управления субкадра. Процедура, описанная ранее, может быть повторно использована, за исключением того что местоположение поднесущей, определенное для опорного сигнала позиционирования на заданном символе, не используется для передачи PRS, если он накладывается на элемент ресурсов, выделенный для передачи CRS на этом символе. Другими словами, передача PRS прокалывается на элементах ресурсов, определяемых для CRS. Одна из проблем при этом подходе состоит в том, что, так как некоторые символы несут как CRS, так и PRS, мощность передачи должна разделяться между элементами ресурсов, соответствующими как CRS, так и PRS. Может быть желательным передавать PRS при максимально возможной мощности передачи на символах, не несущих CRS, чтобы достигнуть наилучшей слышимости. Поэтому подход с прокалываемым отображением может привести в результате к передаче субкадра позиционирования с (a) передачей PRS на символах OFDM, не несущих CRS с первым уровнем мощности, и (b) передачей PRS на несущих CRS символах OFDM со вторым уровнем мощности. В таком сценарии может быть предпочтительным, если оборудование пользователя должно распознавать разницу в этих двух уровнях мощности. В одном варианте осуществления дельта мощности (равная разности между первым и вторым уровнями мощности) может сигнализироваться сервисной базовой станцией через широковещательную системную информацию или через специальное сообщение управления (например, сообщение управления радиоресурсами). Оборудование пользователя может использовать эту информацию, чтобы помочь своему приемнику осуществлять обработку в направлении оценки разницы по времени прихода.
Опорные сигналы позиционирования (например, сигналы наблюдаемой разницы по времени прихода (OTDOA)) от соседних базовых станций 203, 205 могут использоваться совместно, так что существует разделение во временной области между передачами таких сигналов от соседних базовых станций 203, 205. Дополнительно, не все поднесущие или элементы ресурсов на символах OFDM, несущих опорный сигнал позиционирования, могут использоваться для передачи. Набор элементов ресурсов, несущих опорный сигнал позиционирования в символе OFDM, может определяться как функция идентификатора, связанного с передающей базовой станцией, который может быть выведен, по меньшей мере, из физического идентификатора ячейки (PCID) или идентификатора базовой станции, идентификатора (ID) местонахождения ячейки, глобального идентификатора ячейки (GCID), номера системного кадра (SFN), индекса символа, индекса слота, индекса субкадра, идентификатора транзакции радиосети (RNTI) или из любого другого применяемого идентификатора. Чтобы улучшить поддержку извлечения синхронизации из опорного сигнала позиционирования, последовательность символов, используемых для кодирования ресурсов передачи, соответствующих опорному сигналу позиционирования, может генерироваться способом, позволяющим избежать вторичных пиков взаимной корреляции. Генераторы последовательности Gold могут использоваться для генерации синфазного (J) потока и квадратурного (Q) потока и последовательность QPSK может быть создана из потоков I-Q. Инициализаторы или начальные числа для регистров в генераторе последовательности Gold могут быть выведены из идентификатора, связанного с базовой станцией. Идентификатор может быть выведен, по меньшей мере, из одного из следующего: физический идентификатор ячейки (PCID), идентификатор базовой станции, идентификатор (ID) местонахождения ячейки, глобальный идентификатор ячейки (GCID), номер системного кадра (SFN), индекс символа, индекс слота, индекс субкадра, идентификатор транзакции радиосети (RNTI) или любой другой применяемый идентификатор. Дополнительно, такой идентификатор может использоваться, чтобы вывести сдвиг, который используется в качестве начальной точки извлечения субпоследовательности из выводимой таким образом последовательности QPSK. Эта последовательность QPSK может затем использоваться для кодирования ресурсов передачи, используемых для передачи опорного сигнала позиционирования. В другом примере ортогональный набор частотно-временных ресурсов для передачи опорных символов позиционирования (PRS) может быть идентифицирован для использования в наборе базовых станций координации. Таким образом, базовые станции координации могут сделать ортогональными свои передачи PRS, выбирая различные индексы в ортогональном наборе частотно-временных ресурсов и этот индекс можно также рассматриваться как часть идентификатора.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть предположены различные другие временные и частотные подходы к повторному использованию для передачи опорных сигналов позиционирования для перекрывающихся или неперекрывающихся временных ресурсов, принимая во внимание принципы, описанные здесь, и, в частности, выше, в отношении структур субкадра, показанных на фиг. 5-13. Соответственно, примеры структур субкадра, обсуждаемые выше со ссылкой на фиг. 5-13, являются просто иллюстративными по своему характеру и не должны рассматриваться или использоваться, как ограничение настоящего изобретения, определяемого приложенной формулой изобретения.
Далее со ссылкой на фиг. 2, 3 и 5-13 описана работа примерного устройства 201 беспроводной связи для обработки субкадров (содержащих опорные сигналы позиционирования) в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Перед приемом субкадров, содержащих опорные сигналы позиционирования, приемник 327 беспроводного устройства принимает (801) от базовой станции, обслуживающей зону охвата обслуживанием, в которой расположено беспроводное устройство 201, (сервисная базовая станция), один или более идентификаторов, связанных с базовыми станциями, которые будут передавать субкадры, в частности, идентификаторы, связанные с базовыми станциями, обслуживающими зоны охвата обслуживанием (например, ячейки или сектора), соседствующие с зоной охвата обслуживанием, в которой в настоящее время расположено устройство 201 беспроводной связи. Идентификаторами могут быть, например, коды или идентификаторы маяков, идентификаторы сдвига, идентификаторы базовой станции, идентификаторы местонахождения ячейки, идентификаторы PCID, GCID, индексы субкадров, SFN и/или RNTI и они могут приниматься как часть широковещательного сообщения управления, такого как MIB или SIB, от сервисной базовой станции. Например, идентификаторы, связанные с базовыми станциями 203, 205, обслуживающими соседние зоны охвата обслуживанием, могут осуществлять связь как часть соседних ячеек из списка, переданного от базовой станции 204, обслуживающей беспроводное устройство 204 (предполагая, например, что на фиг. 2 беспроводное устройство 201 обслуживается базовой станцией 204). Альтернативно идентификатор может кодироваться в субкадре, содержащем опорный сигнал позиционирования (например, информацию о канале PDCCH или другую управляющую информацию, содержащуюся в субкадре).
В дополнение к приему идентификаторов, связанных с базовыми станциями, обслуживающими соседние зоны охвата обслуживанием, (соседние базовые станции), приемник 327 устройства беспроводной связи принимает (803) один или более субкадров, содержащих опорные сигналы позиционирования, от одной или более базовых станций (например, от базовых станций 203 и 205). Например, беспроводное устройство 201 может принимать субкадр, как показано на фиг. 5-7. Приемник 327 выдает версию базовой полосы принятого субкадра в процессор 329 для обработки в соответствии с настоящим изобретением. Процессор 329 извлекает идентификатор базовой станции или другой идентификатор, связанный с базовой станцией, прежде чем он сможет получить субкадр, несущий опорный сигнал позиционирования. Процессор 329 может принять идентификатор вместе со списком соседних ячеек или другим списком идентификаторов, связанных с соседними базовыми станциями.
После приема субкадра процессор 329 беспроводного устройства определяет (805), исходит ли первоначально от базовой станции субкадр, из которого процессор 329 беспроводного устройства может обработать опорный сигнал позиционирования, чтобы оценить временную информацию (например, информацию о времени прихода), полезную для определения местоположения беспроводного устройства 201, и содержит ли субкадр опорный сигнал позиционирования. Опорный сигнал позиционирования не может быть передан во всех субкадрах, он может быть передан в определенном поднаборе всех субкадров, используемых для передачи базовой станцией. Базовая станция может указать беспроводному устройству 201, какие субкадры несут опорный сигнал позиционирования. Базовая станция может указать, какие субкадры используются для передачи опорного сигнала позиционирования, при помощи второго идентификатора, связанного с базовой станцией. Этот второй идентификатор может быть определен заранее (например, указан в спецификации 3GPP) или, альтернативно, быть введен базовой станцией в системное широковещательное сообщение или сообщение управления для конкретного UE (например, сообщение конфигурации измерения управлением радиоресурсами). Затем процессор 329 беспроводного устройства может определить, содержит ли субкадр опорный сигнал позиционирования или нет. Дополнительно он может обработать опорный сигнал позиционирования для субкадров, которые несут такой сигнал, чтобы оценить временную информацию (например, время прихода первого многолучевого компонента от базовой станции), полезную для определения местоположения беспроводного устройства 201. Когда любой из идентификаторов указывает, что субкадр не содержит опорный сигнал позиционирования или что информация в пределах субкадра (например, опорный сигнал позиционирования) не может использоваться для временной информации, связанной с определением местоположения (например, идентификатор не соответствует желаемой базовой станции), процессор 329 игнорирует (807) принятый субкадр. С другой стороны, когда идентификатор указывает, что информация внутри субкадра (например, опорный сигнал позиционирования) может использоваться для временной информации, связанной с определением местоположения (например, идентификатор присутствует в ранее принятом списке соседних ячеек), процессор 329 обрабатывает субкадр и конкретные наборы ресурсов передачи в нем, чтобы, в конечном счете, оценить временную информацию (например, информацию о времени прихода или наблюдаемой разнице во времени прихода), которая может использоваться при определении местоположения беспроводного устройства 201.
В случае когда принятый субкадр является субкадром от базовой станции, из которого может быть определена связанная с местоположением временная информация, процессор 329 беспроводного устройства определяет (809) набор ресурсов передачи на участке канала, не несущего управления, в принятом субкадре, в котором опорный сигнал позиционирования (например, сигнал OTDOA) был передан, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией. Например, запоминающее устройство 331 беспроводного устройства может хранить таблицу, в которой отображаются идентификаторы с положениями символов OFDM и характеристиками (например, длительности символов и/или сопутствующие циклические префиксы). Таблица может обновляться всякий раз, когда беспроводное устройство 201 принимает новый список соседних ячеек от обслуживаемого в настоящий момент местоположения или ячейки или когда обнаруживается новая ячейка и список соседних ячеек обновляется беспроводным устройством 201 автономно.
Основываясь на идентификаторе (например, PCID), связанном с базовой станцией, от которой был принят субкадр, процессор 329 беспроводного устройства демультиплексирует субкадр, чтобы извлечь набор ресурсов передачи (например, частотно-временные элементы ресурсов), несущий опорный сигнал позиционирования. Другими словами, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией, которая передала субкадр, и преобразовании символа, хранящегося в запоминающем устройстве беспроводного устройства 331, процессор 329 определяет, какой символ или символы OFDM на участке канала, не несущего управления, содержит опорный сигнал позиционирования. Дополнительно, процессор 329 определяет, основываясь на хранящемся преобразовании, имеют ли символ или символы OFDM, содержащие опорный сигнал позиционирования, обычную длительность или обычный или расширенный циклический префикс согласно стандарту Е-UTRA или стандарту LTE, или они имеют специальную длительность или сопутствующий циклический префикс (например, кратный обычной длительности или специальный, более длительный циклический префикс). Процессор 329 затем обрабатывает (811) набор ресурсов передачи, содержащих опорный сигнал позиционирования, чтобы оценить информацию о времени прихода, связанную с опорным сигналом позиционирования, основываясь на информации опорной синхронизации. Например, процессор 329 беспроводного устройства может определить время прихода опорного сигнала позиционирования, основываясь на опорной времени или тактовой частоте, обеспечиваемой гетеродином 332 беспроводного устройства. Дополнительно, процессор 329 беспроводного устройства может определить время прихода, по меньшей мере, от двух базовых станций по их соответствующим передачам опорного сигнала позиционирования, основываясь на опорной тактовой частоте. Кроме того, процессор 329 устройства может вычислить разницу по времени прихода, соответствующую, по меньшей мере, субнабору этих базовых станций, принимая время прихода для одной базовой станции в качестве опорного времени.
В одном варианте осуществления после того как были обработаны ресурсы передачи, содержащие опорный сигнал позиционирования, оценена временная информация, процессор 329 беспроводного устройства может определить (813), находится ли беспроводное устройство 201 в автономном режиме определения местоположения, в котором процессор 329 беспроводного устройства определяет местоположение беспроводного устройства. Если беспроводное устройство 201 находится в таком автономном режиме определения местоположения, процессор 329 беспроводного устройства определяет (815) местоположение беспроводного устройства, основываясь на временной информации, вычисленной для субкадров, принятых от многочисленных (двух или более) сервисных базовых станций, соседствующих с зонами охвата обслуживанием. В этом случае запоминающее устройство 331 беспроводного устройства хранит зафиксированные места расположения системных базовых станций и использует эти зафиксированные местоположения вместе с информацией о времени прихода, чтобы определить его местоположение, используя известные способы триангуляции или трилатерации. Альтернативно, если беспроводное устройство 201 не находится в автономном режиме определения местоположения и его местоположение должно быть определено другим устройством, таким как сервер 207 локализации беспроводной системы, беспроводное устройство передает (817) временную информацию (например, расчетное время прихода опорных сигналов позиционирования, принимаемых от двух или более соседних базовых станций) устройству определения местоположения через базовую станцию, обслуживающую беспроводное устройство. Беспроводное устройство 201 может автономно идентифицировать вновь обнаруженные ячейки на определенной несущей частоте и отправить отчет по результатам измерений базовой станции, с которой оно соединено. Альтернативно базовая станция может отправить на UE сообщение об изменении конфигурации списка ячеек. Так или иначе, беспроводное устройство 201 может обновить свой список соседних ячеек. Базовая станция может отправить сообщение о конфигурации для конкретного UE (например, сообщение о конфигурации измерения для управления радиоресурсами), требующее от беспроводного устройства 201 определить наблюдаемую разницу по времени прихода, соответствующую поднабору соседних базовых станций и сообщить их. Когда беспроводное устройство 201 может принять и декодировать такое сообщение и в ответ на него определить наблюдаемую разницу по времени прихода, соответствующую поднабору конфигурированных соседних базовых станций. Беспроводное устройство может затем сообщить об этих измерениях базовой станции, с которым оно соединено.
Чтобы представить дополнительный пример работы процессора 329 беспроводного устройства по оказанию помощи при определении местоположения беспроводного устройства, считаем, что система 200, показанная на фиг. 2, находится в условиях, в которых базовая станция 204 предоставляет услугу беспроводной связи беспроводному устройству 201 и базовые станции 203 и 205 предоставляют услугу беспроводной связи, чтобы обслуживать зоны охвата (например, ячейки или сектора), соседствующие с зоной охвата обслуживанием, обслуживаемой базовой станцией 204. В этом случае беспроводное устройство может принимать субкадры от обеих соседних базовых станций 203, 205. В этом варианте осуществления каждый субкадр содержит блок элементов ресурсов длительностью 1 мс, который делится по времени для группы поднесущих, чтобы сформировать символы OFDM. Каждый элемент ресурсов длится определенное значение времени (например, приблизительно 70 мкс) на соответствующей поднесущей. Символы OFDM каждого субкадра располагаются в первом наборе символов OFDM, в котором управляющая информация закодирована, и во втором наборе символов OFDM, в котором закодирована другая информация, отличная от управляющей информации. Такая другая информация содержит опорный сигнал позиционирования. Другими словами, каждый субкадр может быть выполнен с возможностью поддержки канала управления (например, канала PDCCH) и канала синхронизации (например, канала P/S-SCH).
После приема субкадров процессор 329 беспроводного устройства определяет для каждого субкадра набор элементов ресурсов (и аналогично набор символов OFDM), в котором был передан опорный сигнал позиционирования, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией 203, 205, от которой был принят конкретный субкадр. Набор символов OFDM, несущих опорный сигнал позиционирования от базовой станции 203, предпочтительно является ортогональным к набору символов OFDM, несущих опорный сигнал позиционирования от базовой станции 205. Разность в расположении элементов ресурсов и/или символов OFDM опорного сигнала позиционирования по времени или по частоте запоминается в запоминающем устройстве 331 беспроводного устройства и может обновляться на регулярной основе в связи с приемом обновленных списков соседних ячеек от сервисной базовой станции 204. В результате процессор 329 беспроводного устройства может преобразовать идентификатор базовой станции 203, 205, которая передала субкадр в сохраняемую информацию, преобразуя идентификаторы, связанные с базовыми станциями, в расположение элементов ресурсов и/или символов OFDM, несущих опорные сигналы позиционирования, чтобы определить местоположение и/или характеристики (например, длительность и/или циклический префикс) таких элементов ресурсов, и/или символы OFDM в пределах конкретного принятого субкадра.
После того как процессор 329 беспроводного устройства определил наборы элементов ресурсов, в которых были переданы опорные сигналы позиционирования в субкадрах, принятых от базовых станций 203, 205, основываясь на идентификаторах, связанных с базовыми станциями 203, 205, процессор 329 беспроводного устройства обрабатывает наборы элементов ресурсов для оценки времен прихода соответствующих опорных сигналов позиционирования, основываясь на частоте гетеродина для гетеродина 332 беспроводного устройства. Процессор 329 беспроводного устройства затем передает расчетное время прихода в сообщении (например, в сообщении с отчетом об измерении управления радиоресурсами, переданном беспроводным устройством 201 по восходящему каналу) на передатчик 325 беспроводного устройства для передачи сервисной базовой станции 204 и, в конечном счете, для передачи серверу 207 локализации для определения местоположения беспроводного устройства. Альтернативно, как обсуждалось выше, когда процессор 329 беспроводного устройства был запрограммирован на автономную оценку местоположения беспроводного устройства, процессор 329 беспроводного устройства может вычислить свое собственное местоположение, основываясь на расчетных временах прихода и другой информации, которая может быть предоставлена беспроводному устройству 201 и/или сохранена в запоминающем устройстве 331 беспроводного устройства 331 (например, местоположение базовой станции, времена передачи субкадров, условия канала и т.д., как известно в технике).
Команды, показанные на фиг. 7, для управления работой процессора 316 базовой станции (например, 401-413), логических блоков в потоке могут быть реализованы как программные команды, которые запоминаются в запоминающем устройстве 318 базовой станции и выполняются в надлежащие времена процессором 316 базовой станции. Аналогично команды, показанные на фиг. 8, для управления работой процессора 329 беспроводного устройства (например, логическими блоками 805-815 в потоке), могут быть реализованы как программные команды, которые запоминаются в запоминающем устройстве 331 беспроводного устройства и выполняются в соответствующие времена процессором 329 беспроводного устройства.
Как подробно описано выше, варианты осуществления настоящего раскрытия постоянно присутствуют прежде всего в комбинациях этапов способа и компонентах устройств, связанных с передачей опорных сигналов позиционирования, чтобы помочь в определении географического местоположения устройства беспроводной связи. Соответственно, компоненты аппаратурного обеспечения и этапы способа, где необходимо, были представлены на чертежах условными символами, показывая только те конкретные подробности, которые важны для понимания вариантов осуществления настоящего изобретения, обладающих преимуществами, приведенными здесь в описании, чтобы не заслонять раскрытие деталями, которые должны быть очевидны специалистам в данной области техники.
В настоящем раскрытии определяющие соотношения термины, такие как "первый" и "второй", "верхний" и "нижний" и т.п. могут использоваться исключительно для отличия одного объекта или действия от другого объекта или действия без необходимости обязательно требовать или подразумевать любое такое фактическое соотношение или порядок между такими объектами или действиями. Термины "содержит", "содержащий" и любые другие их варианты предназначены охватывать неэксклюзивное включение, так что процесс, способ, изделие или устройство, которые содержат список элементов, содержат не только эти элементы, но могут содержать другие элементы, не внесенные явно в список или не свойственные такому процессу, способу, изделию или устройству. Термин "множество", как он используется в связи с любым объектом или действием, означает два или более таких объектов или действий. Элемент, заявленный в единственном числе, не препятствует, без каких-либо дополнительных ограничений, наличию в процессе, способе, изделии или устройстве, которые содержат элемент, дополнительных идентичных элементов.
Следует понимать, что варианты осуществления базовой станции 301 и устройства 201 беспроводной связи, описанные здесь, могут состоять из одного или более традиционных процессоров и уникальных хранящихся программных команд, которые управляют процессором(ами), чтобы осуществить, совместно с определенными схемами, не относящимися к процессору, некоторые, большинство или все функции базовой станции 301 и устройства 201 беспроводной связи и их способы работы, как описано здесь. Схемы, не относящиеся к процессору, могут содержать, в частности, передатчики 312, 325, приемники 314, 327, антенны 304-307, 39-310, 320, 322-323, гетеродин 332, дисплей 333, интерфейс 335 пользователя, запоминающее устройство 318, 331 и механизм 337 предупреждения, описанные выше, а также фильтры, сигнальные драйверы, схемы тактовой частоты, схемы источника электропитания, устройства ввода данных пользователем и различные другие, не относящиеся к процессору схемы. Кроме того, функции этих схем, не относящихся к процессору, могут интерпретироваться как этапы способа, соответствующего одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения. Альтернативно некоторые или все функции могут осуществляться конечным автоматом, у которого нет запомненных программных команд, или одной или более специализированными интегральными схемами (ASIC), в которых каждая функция или некоторые комбинации определенных функций осуществляются как определяемая пользователем логика. Конечно, может использоваться комбинация двух подходов. Таким образом, способы и средства для этих функций были здесь описаны в общем виде. Дополнительно, ожидается, что специалист в данной области техники несмотря на возможные существенные усилия и многочисленные варианты конструкции, мотивированные, например, имеющимся в наличии временем, современными технологиями и экономическими соображениями, когда они определяются концепциями и принципами, раскрытыми здесь, сможет без чрезмерного экспериментирования легко создать команды программного осуществления или программы и интегральные схемы.
Хотя настоящее раскрытие и его наилучшие режимы были описаны способом, устанавливающим право собственности и позволяющим специалистам в данной области техники осуществлять и использовать его, понятно, что для примерных раскрытых вариантов осуществления существуют эквиваленты и что в них могут быть внесены изменения и вариации, не отступая от объема и сущности изобретения, которые должны ограничиваться не примерами вариантов осуществления, а прилагаемой формулой изобретения.
1. Способ, используемый в устройстве беспроводной связи, причем способ содержит:
прием субкадра в устройстве беспроводной связи, причем субкадр содержит размерность по времени и размерность по частоте и размерность по частоте имеет поднесущие с центральной частотой,
субкадр содержит множество частотно-временных блоков ресурсов, первый поднабор блоков ресурсов выделяется для передачи опорных символов позиционирования, и второй поднабор блоков ресурсов выделяется не для передачи опорного сигнала позиционирования,
первый поднабор блоков ресурсов располагается ближе всего к центральной частоте, а второй поднабор блоков ресурсов располагается дальше от центральной частоты, чем первый набор блоков ресурсов,
субкадр содержит множество опорных символов позиционирования, мультиплексированных в первый поднабор блоков ресурсов;
устройство беспроводной связи демультиплексирует опорные символы позиционирования, мультиплексированные на первом поднаборе блоков ресурсов.
2. Способ по п. 1, в котором
субкадр содержит данные, мультиплексированные на втором поднаборе блоков ресурсов,
устройство беспроводной связи демультиплексирует данные, мультиплексированные на втором поднаборе блоков ресурсов.
3. Способ по п. 1, в котором
субкадр содержит опорные символы для конкретной ячейки (CRS), мультиплексированные на первом и втором поднаборах блоков ресурсов,
устройство беспроводной связи демультиплексирует CRS, мультиплексированные на первом и втором поднаборах блоков ресурсов.
4. Способ по п. 1, в котором
субкадр содержит первичный и вторичный каналы синхронизации (P/S-SCH), мультиплексированные на первом поднаборе блоков ресурсов,
устройство беспроводной связи демультиплексирует P/S-SCH, мультиплексированные на первом поднаборе блоков ресурсов.
5. Способ по п. 1, в котором
субкадр содержит широковещательный канал (PBCH), мультиплексированный в первом поднаборе блоков ресурсов,
устройство беспроводной связи демультиплексирует PBCH на первом поднаборе блоков ресурсов.
