CN101931860A - 用户设备的定位方法、装置及系统和基站、用户设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了用户设备的定位方法、装置及系统。本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，包括：接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。采用本发明可以使得长期演进架构下的频分多址系统可以精确的通过网络确定用户设备的位置。本发明实施例还公开了测量到达时间的方法、发送定位信号的方法和一种基站、用户设备。

Description

用户设备的定位方法、装置及系统和基站、用户设备

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种用户设备的定位技术。

背景技术

目前，基于网络的定位技术，主要应用在TDMA(Time division multipleaccess，时分复用)和WCDMA(Wide band Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统。所述基于网络的定位技术的U-TDOA(Uplink Time DifferenceofArrival，上行链路到达时间差)定位算法为：基站利用用户设备UE发送的定位信号计算出UE位置。其具体的定位过程为：设接收UE定位信号的基站个数为四个(包含服务基站)，所述的四个基站同时检测UE发射的定位信号，并对这些信号进行精确的TOA(Time of Arrival，到达时间)测量，除服务基站外，其他三个基站将测量的TOA等信息发送到服务基站；所述服务基站中的LMU(Location measurement unit，定位测量单元)根据各个基站发送TOA以及其自身的TOA进行处理，即将所述三个基站接收到的定位信号的TOA与服务基站接收到的定位信号的TOA求差；由于所述的定位信号到达两个固定基站的时间差恒定的点可以构成一条双曲线所以除服务基站以外的三个基站相对于UE所在服务基站可以构成三条双曲线，所述三条双曲线的交点即为UE的位置。所述系统中接收UE定位信号的基站个数越多，所确定的UE位置越精确。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于所述的用户设备的定位都是基于TDMA和WCDMA系统的UE定位技术，而针对LTE(Long Term Evolution，长期演进)架构下的FDMA(Frequency DivisionMultiple Access，频分多址)系统还无法实现用户设备的定位。

发明内容

本发明实施例提供了用户设备的定位方法、装置及系统和测量到达时间的方法、发送定位信号的方法以及基站和用户设备。本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了用户设备的定位方法，包括：

接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

另一方面，本发明实施例提供了用户设备的定位装置，包括：

定位信号接收单元，用于接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

定位单元，用于根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

另一方面，本发明实施例提供了测量到达时间的方法，包括：

接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间。

另一方面，本发明实施例提供了一种基站，包括：

定位信号接收单元，用于接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

到达时间获取单元，用于根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间。

另一方面，本发明实施例提供了发送定位信号的方法，包括：

接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列；

根据所述信令，发送所述定位信号。

另一方面，本发明实施例提供了一种用户设备，包括：

信令接收单元，用于接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列；

定位信号发送单元，用于根据所述信令，发送所述定位信号。

再一方面，本发明实施例提供了一种用户设备的定位系统，包括：用户设备、基站和用户设备的定位装置；

所述的用户设备，用于接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列，并根据所述信令发送所述定位信号；

所述基站，用于接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的所述定位信号，并根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间；

所述用户设备的定位装置，用于接收携带有ZC序列或CG序列的所述定位信号，并根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

本发明实施例提供的用户设备的定位方法、装置及系统和一种基站、用户设备，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，确定用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法的原理图；

图3为本发明实施例提供的另一种用户设备的定位方法流程图；

图4为本发明实施例提供的一种用户设备的定位装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种用户设备的定位装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供的再一种用户设备的定位方法流程图；

图7为本发明实施例提供的再一种用户设备的定位方法流程图；

图8为本发明实施例提供的再一种用户设备的定位方法流程图；

图9为本发明实施例提供的一种测量到达时间的方法流程图；

图10为本发明实施例提供的一种基站结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种发送定位信号的方法流程图；

图12为本发明实施例提供的一种用户设备结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种用户设备的定位系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的用户设备的定位方法、装置及系统，以及本发明实施例提供的测量到达时间的方法和基站，还有本发明实施例还提供的发送定位信号的方法和用户设备进行详细的说明。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，该方法包括：

101：接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；所述携带ZC序列或CG序列的定位信号为SRS(Sounding Reference Signals，探测导频信号)，或者为DMRS(Demodulation Reference Signals，解调导频信号)，或者为随机接入信号。

102、根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。该步骤具体的定位过程如下：

1)根据预设接收次数所接收到的定位信号，获取到达时间；该步骤可以根据U-TDOA(Uplink Time Difference of Arrival，上行链路到达时间差)定位方法对接收到的定位信号的ZC序列和源定位信号的ZC序列进行自相关来得到信号的TOA(Time of Arrival，到达时间)。其中，所述源定位信号为服务基站指示用户设备发送携带有ZC序列的定位信号。由于所述的ZC序列具有较好的相关特性：它的自相关特性除主瓣外其余都为0，互相关在一定范围内也为0。

需要注意的是，以上所述的获取到达时间的方法同样适用于CG序列，此处不再赘述。

2)获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；该步骤以四个基站为例，如图2所示，在LTE架构下的FDMA系统内可以接收到所述定位信号的基站，根据接收到的所述定位信号获取定位信号到达基站的TOA；其中，基站4为服务基站；基站1、基站2、基站3将其所获取的TOA1、TOA2、TOA3发送给服务基站，即基站4。

3)根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。该步骤为：如图2中所示的服务基站4根据所述获取到的TOA1、TOA2、TOA3、TOA4，获取所述其他至少三个基站相对于服务基站的TOA时间差，获取至少三条双曲线；从而所述服务基站根据所述至少三条双曲线的交点来确定用户设备的位置。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。

如图3所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，该方法，具体实现过程如下：

301：设置接收定位信号的次数，以便提高所述定位信号能量；该步骤可以根据实际情况的需要对接收信号的次数进行设置，通过进行多次接收信号，可以提高定位精度。

302：发送指示所述用户设备发送所述定位信号的信令，所述信令携带有指示所述用户设备发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

需要注意的是，服务基站也会同时通知系统内其他基站有关所述指示用户设备发送定位信号的相关信息，以便各个基站在获取TOA时，获取源定位信号。

303：各个基站接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；其中，根据所述预设接收定位信号的次数，累积接收的定位信号可以是时间上连续的，也可以是时间上不连续的。

304：各个基站根据所述预设接收次数，统计所述定位信号次数；

305：各个基站获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

306：各个基站根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间；

307：服务基站获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；

308：服务基站根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。

需要注意的是，以上所述的各个基站可以通过接收预设次数的定位信号进行获取TOA的方法如下：

第一种：统计接收到的定位信号y1(n)次数为L；

获取与所述定位信号相对应的源定位信号r(n)；将接收到的所述定位信号分别变换到频域，再进行级联；

${\mathrm{\λ}}^{\mathrm{SRS}}\left(\mathrm{\τ}\right)=[\mathrm{FFT}\left(y_1^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)\mathrm{FFT}\left(y_2^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)\mathrm{FFT}\left(y_3^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)...\mathrm{FFT}\left(y_L^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)]$

将所述获取到的源定位信号分别变换到频域，再进行级联；

R^SRS(τ)＝[FFT(r^SRS(n))FFT(r^SRS(n))FFT(r^SRS(n))…FFT(r^SRS(n))]

将所述级联的定位信号与源定位信号进行点乘处理，再变换到时域，获取定位信号的到达时间C(τ)；

C(τ)＝R^SRS(τ)·λ^SRS(τ)  其中，τ＝n·L。

第二种：统计接收到的定位信号y1(n)次数为L；

获取与所述定位信号相对应的源定位信号r(n)；

将每次接收到的所述定位信号分别与其相对应的源定位信号进行时域相关处理；

将所述各次经过时域相关处理的信号进行模方平均，获取定位信号的到达时间C(τ)。

R^PRACH(n)＝{r^PRACH(n)，r^PRACH(n)，r^PRACH(n)，…r^PRACH(n)}

${\mathrm{\λ}}^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right)=\{y_1^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right),y_2^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right),y_3^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right),...y_L^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right)\}$

$C\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{1}{L}\underset{i=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right)r^{\mathrm{PRACH}*}(n+\mathrm{\τ})\right|}^2$

其中，所述C(τ)是对L次接收到的定位信号与其相对应的源定位信号分别进行时域相关处理，通过获取L次到达时间的模方平均，获取定位信号的到达时间。

第三种：统计接收到的定位信号y1(n)次数为L；

获取与所述定位信号相对应的源定位信号r(n)；

将接收到的所述定位信号之间进行补0处理，再进行级联得到λ(k)；

${\mathrm{\λ}}^{\mathrm{DMRS}}\left(k\right)=\left[y_1^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)0...0y_2^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)0...0y_3^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)0...0...y_L^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)\right]$

将所述获取到的源定位信号之间进行补0处理，再进行级联得到R(k)；

R^DMRS(k)＝[r^DMRS(n)0…0r^DMRS(n)0…0r^DMRS(n)0…0r^DMRS(n)]

将所述级联的定位信号与源定位信号进行时域相关处理，获取定位信号的到达时间C(τ)；

$C\left(\mathrm{\τ}\right)=\underset{k=0}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{R}^{\mathrm{DMRS}}\left(k\right){\mathrm{\λ}}^{\mathrm{DMRS}*}(k+\mathrm{\τ})$ K为R^DMRS(k)序列长度。

还需要注意的是，以上所述的三种方法可以根据实际的应用场景进行灵活选择。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收的定位信号获取到达时间，使得定位信号到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

如图4所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位装置结构示意图，该装置包括，

定位信号接收单元401，用于接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；所述携带ZC序列或CG序列的信号至少为SRS，DMRS，随机接入信号中的一种或者任意组合。

定位单元402，用于根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位装置，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，确定用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。

如图5所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位装置结构示意图，该装置包括，定位信号接收单元401和定位单元402；还包括：信令发送单元501、次数设置单元502；

所述信令发送单元501，用于发送指示所述用户设备发送所述定位信号的信令，所述信令携带有指示所述用户设备发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

所述次数设置单元502，用于设置接收定位信号的次数，以便提高所述定位信号能量。

其中，所述的定位单元402进一步包括：

到达时间获取子单元，用于根据预设接收次数所接收到的定位信号，获取到达时间；

信息获取子单元，用于获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；

定位子单元，用于根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。

所述到达时间获取子单元，进一步还包括：

计数分单元，用于根据所述预设接收次数，统计所述定位信号次数；

源信号获取分单元，用于获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

到达时间获取分单元，用于根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位装置，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收的定位信号获取到达时间，使得定位信号到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

如图6所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，该方法以所述携带ZC序列或CG序列的定位信号为SRS为例；由于SRS的配置很灵活，当用户设备发送SRS需要同时有小区级控制信令和用户级的控制信令。本发明实施例通过SRS用户级控制信令发送ZC序列或CG序列，所述的SRS用户级控制信令可以根据服务基站的指示对每个用户设备分配不同的SRS时频资源和发送周期。为了使得用户设备的定位精度更高，可以在所述指示中设定发送定位信号的次数为L；其具体的实现过程：

601：用户设备接收服务基站所发送的指示UE发送携带有ZC序列或CG序列的SRS信号；该指示还用于指示UE发送所述SRS信号的时频位置、发送周期以及发送定位信号的次数L等信息。

602：各个基站接收用户设备发送的定位信号，并获取所述接收到的定位信号的总能量；其中，所述的基站接收的定位信号y(n)为用户设备根据所述指示，所发送的携带ZC序列或CG序列的SRS信号，其中，n＝0，...N；N为用户设备Sounding(探测)一次所占的子载波数，也即ZC序列或CG序列长度。所述接收到的定位信号的总能量；即基站在相应的时频位置上接收到L次所述携带ZC序列或CG序列的SRS信号y1(n)、y2(n)、y3(n)、...、yL(n)的能量总和λ(τ)。所述的λ(τ)可以采用如下公式获取，即将接收到的L次所述定位信号分别变换到频域，再进行级联得到λ(τ)：

${\mathrm{\λ}}^{\mathrm{SRS}}\left(\mathrm{\τ}\right)=[\mathrm{FFT}\left(y_1^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)\mathrm{FFT}\left(y_2^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)\mathrm{FFT}\left(y_3^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)...\mathrm{FFT}\left(y_L^{\mathrm{SRS}}\left(n\right)\right)];$

603：各个基站根据服务基站的指示，获取与所述定位信号相对应的源定位信号及其总能量；该源定位信号为服务基站指示用户设备所发送的定位信号r(n)，根据所述接收定位信号的次数L以及如下公式，获取所述L次源定位信号的总能量R(τ)，即将所述获取到的源定位信号分别变换到频域，再进行级联得到R(τ)；

R^SRS(τ)＝[FFT(r^SRS(n))FFT(r^SRS(n))FFT(r^SRS(n))…FFT(r^SRS(n))]；

604：各个基站将所述级联的定位信号与源定位信号进行点乘处理，再变换到时域，获取定位信号的到达时间C(τ)；

C(τ)＝R^SRS(τ)·λ^SRS(τ)其中，τ＝n·L。

605、服务基站获取至少三个基站测得的TOA，从而确定用户设备位置。

需要说明的是，以上实施例采用的是如图3所述实施例中所提到的第一种获取TOA的方法，还可以根据实际情况的需要选择采用其他两种获取TOA的方法。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收定位信号获取到达时间，使得定位信号到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

如图7所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，该方法以所述携带ZC序列或CG序列的定位信号为DMRS；其中，所述的DMRS信号可以通过PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道)和PUCCH(Physical Uplink Control Channel，物理上行控制信道)信道进行传输。本实施例主要针对通过PUSCH信道进行传输为例，其具体的实现过程：

701、用户设备接收服务基站所发送的指示UE发送携带有ZC序列或CG序列的DMRS信号；该指示还用于指示UE发送所述DMRS信号的时频位置、周期以及发送定位信号的次数L等信息。

702、各个基站接收所述用户设备发送的DMRS定位信号，并获取所述接收到的定位信号的总能量；其中，基站通过所述PUSCH接收到的DMRS定位信号为yL(n)，其中n＝0，…N；N为ZC序列长度。所述接收到的DMRS信号的总能量；即基站在相应的时频位置上接收到L次所述携带ZC序列或CG序列的DMRS信号y1(n)、y2(n)、y3(n)、...、yL(n)的能量λ^DMRS(k)。λ^DMRS(k)可以采用如下公式获取，即将接收到的所述定位信号之间进行补0处理，再进行级联得到λ(k)：

${\mathrm{\λ}}^{\mathrm{DMRS}}\left(k\right)=\left[y_1^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)0...0y_2^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)0...0y_3^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)0...0...y_L^{\mathrm{DMRS}}\left(n\right)\right]$

703、各个基站根据服务基站的指示，获取与所述定位信号相对应的源定位信号及其总能量；该源定位信号为服务基站指示用户设备所发送的定位信号r(n)，根据所述接收定位信号的次数L以及如下公式，获取所述L次源定位信号的总能量，即将所述获取到的源定位信号之间进行补0处理，再进行级联得到R(k)；

R^DMRS(k)＝[r^DMRS(n)0…0r^DMRS(n)0…0r^DMRS(n)0…0r^DMRS(n)]

704、各个基站将所述级联的定位信号与源定位信号进行时域相关处理，获取定位信号的到达时间C(τ)；

$C\left(\mathrm{\τ}\right)=\underset{k=0}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{R}^{\mathrm{DMRS}}\left(k\right){\mathrm{\λ}}^{\mathrm{DMRS}*}(k+\mathrm{\τ})$ K为R^DMRS(k)序列长度

705、服务基站获取至少三个基站测得的TOA，从而确定用户设备位置。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收定位信号获取到达时间，使得定位信号到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

如图8所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，该方法以所述携带ZC序列的信号为随机接入信号为例；

在LTE系统中使用随机接入信号的五种场景：UE初始接入基站、在基站间切换、UE与基站间的无线链路失败、基站接收UE上行失步状态、接收下行数据到达；其中，只有在基站间切换和接收下行数据到达两种状态需要通过专用PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)。这两种状态下，服务基站会发控制信令message 0指示用户设备在PRACH、时频位置，发送周期上发送携带ZC序列的随机接入信号。以下设基站需要接收L次定位信号，且通过随机接入的下行数据到达的过程作为定位信号的接收过程，其具体的实现过程如下：

801、用户设备接收服务基站所发送的指示UE发送携带有ZC序列的信令message 0来指示UE发送随机接入信号；

需要注意的是，所述服务基站指示UE发送的随机接入信号用于作为携带ZC序列的定位信号，但对UE来说在履行随机接入命令过程，即UE并不知道该随机接入命令用于定位作用；

802、各个基站接收所述用户设备发送的message 1，并获取与所述定位信号相对应的源定位信号r(n)；其中，所述源定位信号为服务基站指示用户设备所发送的定位信号r(n)；所述的message 1为UE根据message 0的指示在指定的频域位置、发送周期上发送的携带有ZC序列的message 1；若为了达到用户设备定位精度，需要接收定位信号的次数为L次，其具体接收L次定位信号的过程为：

基站收到message 1后，做为UE第一次发送到基站的定位信号y1(n)；由于没有接收到L次，基站不反馈message 2信息给UE，UE收不到基站反馈的message 2信息，则认为基站没有接收到发出的message 1信息，则会在定义的接收窗结束后的另一个随机接入可用资源内再次发送message 1，即UE发送到基站的定位信号y2(n)。若基站没有累积接收到L次message 1，同样基站不会反馈message 2给UE。一直到基站累积接收到UE发送的L次message 1，即UE发送到基站的定位信号yL(n)才会反馈message 2给UE；所述接收到的携带有ZC序列的随机接入信号中yL(n)，其中n＝0，…N，N为ZC序列长度。

803、将每次接收到的所述定位信号分别与其相对应的源定位信号进行时域相关处理；并将所述各次经过时域相关处理的信号进行模方平均，获取定位信号的到达时间C(τ)。

${\mathrm{\λ}}^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right)=\{y_1^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right),y_2^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right),y_3^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right),...y_L^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right)\}$

R^PRACH(n)＝{r^PRACH(n)，r^PRACH(n)，r^PRACH(n)，…r^PRACH(n)}；

$C\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{1}{L}\underset{i=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i^{\mathrm{PRACH}}\left(n\right)r^{\mathrm{PRACH}*}(n+\mathrm{\τ})\right|}^2$

其中，所述C(τ)是对L次接收到的定位信号与其相对应的源定位信号分别进行时域相关处理，通过获取L次到达时间的模的平方，获取定位信号的到达时间。

需要注意的是，以上基站接收定位信号的次数可以通过定位记数器进行计数；例如：基站每接收一次定位信号，定位计数器减1。若定位记数器值不等于0，则不发送反馈信息message 2给用户设备；若定位记数器值等于0，则反馈message 2给用户设备，用户设备停止发送定位信号。

还需要注意的是，对于基站，UE发送的message 1为定位信号；而对于UE，所述的message 1则认为用于随机接入。但是，如果对于UE与网络侧实体已协商确定所述的message 1用于定位，则所述网络侧实体，例如服务基站所发送的message 0中的指示信息也可以使用PRACH Configuration Index中的30，46，60，61，62等未使用的“N/A”态来指示UE发送定位信号传输的时域资源和发送周期等信息；或者，所述的指示UE发送定位信号传输的时域资源和发送周期等等信息还可以通过其它的未使用的PRACH状态资源发送给UE。

804、服务基站获取至少三个基站测得的TOA，从而确定用户设备位置。

以上所述实施例所述的用户设备的定位方法对用户设备来说是透明，并且后向兼容LTE R8，因此可以采用随机接入信道(PRACH)作为发送定位信号的信道。LTE中PRACH信道占用的带宽为6RB，为了满足定位精度的需求。可以通过发多次定位信号实现信号功率上的累积。

需要注意的是，以上所述三种随机接入信号、SRS信号、DMRS信号都可以作为定位信号使用，并且可以通过服务基站通过信令来调度在某个特定情况中所采用的一种定位信号或多种定位信号。所述获取TOA的三种算法，同样也可以根据实际情况的需要进行选择。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位方法，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收定位信号获取到达时间，使得定位信号到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

如图9所示，为本发明实施例提供的一种测量到达时间的方法，该方法包括：

901、基站接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的定位信号；所述的定位信号可以通过用户设备发送给基站；

902、基站根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间。

进一步，所述测量到达时间的方法还可以包括如下步骤：

接收用户设备的定位装置所发送的指示用户设备发送定位信号的信令，所述信令携带有指示用户设备发送定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

基于上述步骤，本发明实施例提供的所述步骤902还可以进一步包括：

根据所述用户设备的定位装置所发送的指示用户设备发送定位信号的信令信令，统计所述定位信号次数；

基站获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

基站根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

如图10所示，为本发明实施例提供的一种基站，该基站包括：

定位信号接收单元1001，用于接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

到达时间获取单元1002，用于根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间。

进一步，所述基站，还可以包括：

信息接收单元1003，用于接收用户设备的定位装置所发送的指示用户设备发送定位信号的信令，所述信令携带有指示用户设备发送定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

基于上述信息接收单元1003单元，该实施例提供的基站中所述到达时间获取单元1002还可以包括：

计数子单元，用于根据所述用户设备的定位装置所发送的指示用户设备发送定位信号的信令，统计所述定位信号次数；

源信号获取子单元，用于获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

到达时间获取子单元，用于根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

本发明实施例提供的测量到达时间的方法和一种基站，在LTE架构的FDMA系统中可以通过用户设备所发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取的定位信号到达时间，并将所述获取到得定位信号到达时间发送给用户设备定位装置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，可以使得到达时间的精度较高。由于本发明实施例还可以通过多次累积接收定位信号，获取定位信号的到达时间，从而使得定位信号的到达时间的获取精度更高。

如图11所示，为本发明实施例提供的一种发送定位信号的方法，该方法包括：

1101、用户设备接收用户设备的定位装置所发送的指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列；

1102、所述用户设备根据所述信令，发送所述定位信号。

如图12所示，为本发明实施例提供的一种用户设备，包括：

信令接收单元1201，用于接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列；

定位信号发送单元1202，用于根据所述信令，发送所述定位信号。

本发明实施例提供的发送定位信号的方法以及一种用户设备，在LTE架构的FDMA系统中可以通过用户设备的定位装置发送的指示用户设备发送定位信号的信令向基站发送携带有ZC序列或CG序列的定位信号，从而使得用户设备的定位装置可以根据所述基站获取的定位信号到达时间，确定用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收信号获取到达时间，使得到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

如图13所示，为本发明实施例提供的一种用户设备的定位系统，包括：用户设备1301、基站1302和用户设备的定位装置1303；

所述的用户设备1301，用于用于接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列，并根据所述信令发送所述定位信号；

所述基站1302，用于接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的所述定位信号，并根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间；

所述用户设备的定位装置1303，用于接收携带有ZC序列或CG序列的所述定位信号，并根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

进一步，以上所提到的用户设备的定位装置可以设置于服务基站，或者其他网络侧设备，还可以为单独的一个功能实体。

本发明实施例提供的一种用户设备的定位系统，在LTE架构的FDMA系统中可以通过接收用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号，获取到达时间；然后，再获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。由于所述定位信号中所携带的ZC与CG序列具有较好的自相关特性，从而可以提高用户设备的定位精度。由于本发明还可以通过多次累积接收定位信号获取到达时间，使得定位信号到达时间的获取精度较高，从而进一步的提高了用户设备的定位精度。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种用户设备的定位方法，其特征在于，包括：

接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

2.根据权利要求1所述的用户设备的定位方法，其特征在于，还包括：

设置接收定位信号的次数，以便提高所述定位信号能量。

3.根据权利要求2所述的用户设备的定位方法，其特征在于，根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置的步骤，进一步包括：

根据预设接收次数所接收到的定位信号，获取到达时间；

获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；

根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。

4.根据权利要求3所述的用户设备的定位方法，其特征在于，所述根据预设接收次数所接收到的定位信号，获取到达时间的步骤，进一步包括：

根据所述预设接收次数，统计所述定位信号次数；

获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

5.根据权利要求4所述的用户设备的定位方法，其特征在于，所述根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间的步骤，进一步包括：

将所述定位信号分别变换到频域，再进行级联；

将所述源定位信号分别变换到频域，再进行级联；

将所述级联的定位信号与所述源定位信号进行点乘处理，再变换到时域，获取所述到达时间。

6.根据权利要求4所述的用户设备的定位方法，其特征在于，所述根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间的步骤，进一步包括：

将每次接收到的所述定位信号分别与其相对应的源定位信号进行时域相关处理；

将所述各次经过时域相关处理的信号进行模方平均，获取所述到达时间。

7.根据权利要求4所述的用户设备的定位方法，其特征在于，所述根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间步骤，进一步包括：

将所述定位信号之间进行补0处理，再进行级联；

将所述源定位信号之间进行补0处理，再进行级联；

将所述级联的定位信号与所述源定位信号进行时域相关处理，获取所述到达时间。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的用户设备的定位方法，其特征在于，还包括：

发送指示所述用户设备发送所述定位信号的信令，所述信令携带有指示所述用户设备发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

9.根据权利要求8所述的用户设备的定位方法，其特征在于，所述携带ZC序列或CG序列的信号为探测导频信号，解调导频信号，随机接入信号中的一种或者其任意组合。

10.一种用户设备的定位装置，其特征在于，包括：

定位信号接收单元，用于接收所述用户设备发送的携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

定位单元，用于根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

11.根据权利要求10所述的用户设备的定位装置，其特征在于，还包括：

次数设置单元，用于设置接收定位信号的次数，以便提高所述定位信号能量。

12.根据权利要求11所述的用户设备的定位装置，其特征在于，所述定位单元，进一步包括：

到达时间获取子单元，用于根据预设接收次数所接收到的定位信号，获取到达时间；

信息获取子单元，用于获取所述定位信号达到至少三个基站的到达时间；

定位子单元，用于根据所述至少三个基站的到达时间，确定所述用户设备的位置。

13.根据权利要求12所述的用户设备的定位装置，其特征在于，所述到达时间获取子单元，进一步包括：

计数分单元，用于根据所述预设接收次数，统计所述定位信号次数；

源信号获取分单元，用于获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

到达时间获取分单元，用于根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

14.根据权利要求10至13中任意一项所述的用户设备的定位装置，其特征在于，还包括：

信令发送单元，用于发送指示所述用户设备发送所述定位信号的信令，所述信令携带有指示所述用户设备发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

15.一种测量到达时间的方法，其特征在于，包括：

接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间。

16.根据权利要求15所述的测量到达时间的方法，其特征在于，还包括：

接收用户设备的定位装置所发送的指示用户设备发送定位信号的信令，所述信令携带有指示用户设备发送定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

17.根据权利要求16所述的测量到达时间的方法，其特征在于，所述根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间的步骤，进一步包括：

根据所述信令，统计所述定位信号次数；

获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

18.一种基站，其特征在于，包括：

定位信号接收单元，用于接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的定位信号；

到达时间获取单元，用于根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间。

19.根据权利要求18所述的基站，其特征在于，还包括：

信息接收单元，用于接收用户设备的定位装置所发送的指示用户设备发送定位信号的信令，所述信令携带有指示用户设备发送定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列。

20.根据权利要求19所述的基站，其特征在于，所述到达时间获取单元，进一步包括：

计数子单元，用于根据所述信令，统计所述定位信号次数；

源信号获取子单元，用于获取与所述定位信号相对应的源定位信号；

到达时间获取子单元，用于根据所述统计的定位信号以及所述源定位信号，获取所述到达时间。

21.一种发送定位信号的方法，其特征在于，包括：

接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列；

根据所述信令，发送所述定位信号。

22.一种用户设备，其特征在于，包括：

信令接收单元，用于接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列；

定位信号发送单元，用于根据所述信令，发送所述定位信号。

23.一种用户设备的定位系统，其特征在于，包括：用户设备、基站和用户设备的定位装置；

所述的用户设备，用于接收指示发送定位信号的信令，所述信令携带有指示发送所述定位信号的时频位置、发送周期和发送次数以及发送所述定位信号所需要携带的ZC序列或CG序列，并根据所述信令发送所述定位信号；

所述基站，用于接收至少一次携带有ZC序列或CG序列的所述定位信号，并根据所述接收到的至少一次定位信号，获取所述到达时间；

所述用户设备的定位装置，用于接收携带有ZC序列或CG序列的所述定位信号，并根据所述定位信号，确定所述用户设备的位置。

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