CN103546963A - 一种确定定位信息的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及无线通信技术领域，特别涉及一种确定定位信息的方法和设备，用以解决现有技术中存在的定位方法无法获知用户设备和基站之间的高度差，使得定位结果误差比较大的问题。本发明实施例提供的一种确定定位信息的方法，包括：基站接收来自用户设备的上行信号；所述基站根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。由于基站根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，进而根据波束下倾角确定用户设备和基站之间的高度差，从而降低了定位结果的误差，提高了定位的精度。

Description

一种确定定位信息的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种确定定位信息的方法和设备。

背景技术

定位功能可以为用户提供各种服务，比如工作、娱乐、生活等。典型的定位服务包括援助服务，比如紧急医疗服务、紧急定位等；此外还有基于位置的信息服务，如寻找最近的餐饮娱乐信息、黄页查询等；还有广告服务，比如促销打折信息；还有基于位置的计费跟踪类的服务等。

CELL_ID（小区标识）定位方法是基于小区覆盖的定位方法，采用已知的服务小区地理信息估计目标UE的位置。该服务小区信息可以通过呼叫、寻呼、TA（Tracking Area）区更新等方式获得。

TA+AOA在CELL_ID定位方法的基础上考虑了定时提前量（TimingAdvance，TA）以及来波方向（Angele of Arrival，AOA）的因素，从而达到更精确的定位目的。

基站通过智能天线得到UE（用户设备）发射信号的AOA，UE处于以eNB为起点的射线上，且射线从正北方向逆时针旋转的角度为AOA；

TA的获得可以通过用户设备上报UE接收和发送的时间差加上基站测到的接收和发送的时间差来计算（此方法计算得到的TA称之为TA TYPE1），也可以通过专用随机接入过程由基站测量得到（此方法计算得到的TA称之为TATYPE2）。TA乘以光速除以2，表示了UE同基站之间的距离，UE就处于以基站为圆心、用户设备和基站距离为半径的圆周上。再根据AOA的角度信息就可以获得用户设备的位置信息。如图1所示：

TA+AOA的定位方法通常只用于基于网络的定位，主要原因是AOA只能由基站测量得到，TA TYPE1和TA TYPE2也是由基站计算或者测量得到，即所有与该定位方法相关的测量量都是基站提供的。这些测量量均可以由基站提供给定位服务器，所以支持基于网络的定位就可以达到定位的目的了。因此也带来了该方法的一个优势，即可以对于不支持定位业务的用户设备，也可以通过该方法对其进行定位。

但是，目前的定位方法无法获知用户设备和基站之间的高度差，使得定位结果误差比较大。

发明内容

本发明实施例提供的一种确定定位信息的方法和设备，用以解决现有技术中存在的定位方法无法获知用户设备和基站之间的高度差，使得定位结果误差比较大的问题。

本发明实施例提供的一种确定定位信息的方法，包括：

基站接收来自用户设备的上行信号；

所述基站根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

本发明实施例提供的另一种确定定位信息的方法，包括：

定位服务器向基站发送包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

所述定位服务器接收来自所述基站的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

本发明实施例提供的一种确定定位信息的基站，包括：

接收模块，用于接收来自用户设备的上行信号；

处理模块，用于根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

本发明实施例提供的一种确定定位信息的定位服务器，包括：

发送模块，用于向基站发送包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

确定模块，用于接收来自所述基站的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

由于基站根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，进而根据波束下倾角确定用户设备和基站之间的高度差，从而降低了定位结果的误差，提高了定位的精度。

附图说明

图1为背景技术中TA+AOA的定位原理示意图；

图2为背景技术中3D波束赋形示意图；

图3为本发明实施例基站确定定位信息的方法流程示意图；

图4为本发明实施例3D波束赋形辅助定位测量示意图；

图5为本发明实施例天线倾斜角引起的修正示意图；

图6为本发明实施例定位服务器接收定位信息的方法流程示意图；

图7为本发明实施例第一种进行定位的方法流程示意图；

图8为本发明实施例第二种进行定位的方法流程示意图；

图9为本发明实施例无定位服务器场景下的应用流程示意图；

图10为本发明实施例基站的结构示意图；

图11为本发明实施例定位服务器的结构示意图。

具体实施方式

原有的2D波束赋形是在一个平面上进行的。为了提高定位的准确性，本发明实施例可以在x，y，z三维空间上进行定位，如图2所示。二维波束赋型相当于在x，y平面上进行了方向赋形，即朝着UE的方向，AOA是方向与y轴的夹角。3D波束赋型，引入了z轴维度，在x，_y平面的垂直面上进行了赋形，即从eNB到UE的虚线所示方向。

本发明实施例基站根据收到的上行信号确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。由于基站根据收到的上行信号确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，进而根据波束下倾角确定用户设备和基站之间的高度差，从而降低了定位结果的误差，提高了定位的精度。

在实施中，用户设备到基站的距离是斜边，该距离乘以cos(波束下倾角)则为高度差，该距离乘以sin(波束下倾角)则为用户设备到基站的投影的水平距离。如果不考虑下倾角，则会认为斜边就是用户设备到基站的水平距离，导致计算经纬度的时候经纬度的距离变大。

其中，本发明实施例的可以应用于LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统；还可以应用于UMTS（Universal Mobile Telecommunications System全球移动通信系统）；还可以应用于其他需要进行定位的系统中。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图3所示，本发明实施例基站确定定位信息的方法包括下列步骤：

步骤301、基站接收来自用户设备的上行信号；

步骤302、基站根据收到的上行信号确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

其中，用户设备的波束下倾角可以参见图4。图4中AoA’是波束下倾角，AoA是来波方向。

在实施中，基站根据收到的上行信号确定用户设备的波束下倾角的方式有很多，下面列举几种：

方式一、基于上行信道测量的下倾角计算。

具体的，基站根据对上行信道的测量，确定波束下倾角。

假设基站的天线阵包含M行N列，阵元总数为N_R＝M×N；UE配置单个发射天线（如果配置多个发射天线，则选择任何一个UE的发射天线计算），eNB（演进基站）可根据UE发送的上行参考符号获得上行信道矩阵H＝(H₁,…,H_N)^*，其中H_i是信道矩阵(H₁,…,H_N)的第i列，(·)^*表示共轭；

基站可以根据公式一确定波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·H_i|}^2$ …………公式一；

其中，AoA’是波束下倾角；A(θ)是对应于下倾角的方向向量， $A\left(\mathrm{\θ}\right)={(1,e^{-j\frac{2\mathrm{\π}d\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}},...,e^{-j\frac{2\mathrm{\πd}(M-1)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}})}_{1\×M},$ M是天线矩阵的行数，N是天线矩阵的列数，d是基站天线阵列中垂直阵子之间的间距；。

方式二、基于PMI（Pre-coding Matrix Indicator，预编码矩阵指示）反馈的下倾角计算。

具体的，基站根据对PMI反馈的测量，确定波束下倾角。

若系统采用了基于码本的反馈方式，假设下行参考符号端口数为N_R＝M×N个，对应于包含M行N列的虚拟天线阵列。UE基于对下行参考符号的测量计算并上报了PMI，该PMI在3D-MIMO码本中对应的预编码矩阵为；

基站可以根据公式二确定波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·W_i|}^2$ …………公式二；

其中，AoA’是波束下倾角；A(θ)是对应于下倾角的方向向量， $A\left(\mathrm{\θ}\right)={(1,e^{-j\frac{2\mathrm{\π}d\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}},...,e^{-j\frac{2\mathrm{\πd}(M-1)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}})}_{1\×M},$ M是虚拟天线阵列的行数，N是虚拟天线阵列的列数，d是基站天线阵列中垂直阵子之间的间距；W_i是UE上报的第i个垂直维PMI。

需要说明的是，本发明实施例并不局限于上述两种确定波束下倾角的方式，与上述方式类似或等同的方式或其他能够根据对上行信道的测量确定波束下倾角的方式都适用本发明实施例。

在实施中，有可能出现基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角的情况，如图5所示，x和y轴是水平方向，y轴为北向，z轴为垂直于地面的方向（即垂直于xy平面的方向）。

如果天线倾斜，与垂直地面的方向（z轴）之间也存在角度delta，那么为了进一步提高确定的AoA’的准确率，在AoA’的计算中需要考虑将这个角度减掉，才能获得与垂直方向的下倾角。如果天线倾斜，与z轴之间的夹角（也叫下趋角或者下倾角）是delta。

较佳地，基站根据基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角，对确定的波束下倾角进行校正。

若基于上行信道测量的下倾角计算，可以根据公式三确定校正后的波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·H_i|}^2-\mathrm{Delta}$ …………公式三。

公式三的具体物理含义可以参见公式一。

若基于PMI反馈的下倾角计算，可以根据公式四确定校正后的波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·W_i|}^2-\mathrm{Delta}$ …………公式四。

公式四的具体物理含义可以参见公式二。

在不同的应用场景中，测量的流程也不相同。

比如含有定位服务器的场景，则步骤301中，基站接收到来自定位服务器的包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息后，确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量；

并在步骤302之后，基站将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通过测量响应消息发送给定位服务器。

比如测量请求消息可以是测量初始请求消息（E-CID MEASUREMENTINITIATION REQUEST），具体参见表1；则测量响应消息是测量报告消息（E-CID MEASUREMENT REPORT），具体参见表2和表3（表3是表2测量结果中的一部分内容，如果上报波束下倾角，就会索引到表3）。

表1

表2

表3

表3中，该下倾角的粒度这里假设是0.5度为单位，也可以是其他精度。取值范围是[0,180)度之间。

如果本发明实施例应用于UMTS中，则步骤302之后，基站将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通知给RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器，即定位功能集成于RNC中）或SAS服务器（stand-alone SMLC，独立的服务移动位置中心，即定位功能未集成在RNC中）。

根据需要基站也可以根据确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对用户设备进行定位。

具体的，基站根据下列公式对用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值（比如0.5），n是单位时间内光传播的距离；TA（Time Advance）是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

其中，基站确定来波方向和定时提前量的方法可以参见3GPP TS36.214、36.331协议，在此不再赘述。

在实施中，本发明实施例的基站可以是宏基站、家庭基站，还可以是RN（中继节点）设备。

如图6所示，本发明实施例定位服务器接收定位信息的方法包括下列步骤：

步骤601、定位服务器向基站发送包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

步骤602、定位服务器接收来自基站的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

较佳地，步骤602之后还可以进一步包括：

定位服务器根据收到的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对用户设备进行定位

具体的，定位服务器根据下列公式对用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

较佳地，定位服务器对用户设备进行定位之后，还可以将包含经纬度和高度的定位结果发送给用户设备或位置业务客户端（LCS client；LCS，LoCationServices，位置业务）。

若本发明实施例应用在LTE系统中，则上述的定位服务器还可以是演进的服务移动位置中心。

如图7所示，本发明实施例第一种进行定位的方法包括下列步骤：

步骤701：UE通过NAS（Non Access Stratum，非接入层）消息，向MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）发起一个定位请求，请求获取自身的位置信息，也可以是LCS Client向MME发起定位请求，请求获取某个UE的位置信息；

该定位过程也可以是由基站发起，如果是基站发起，则图中的第一条消息是由基站发送给MME。

步骤702：MME向E-SMLC（Enhanced-Serving Mobile Location Centre，增强的服务移动位置中心）发起定位请求；

步骤703a/703b：E-SMLC查询并获取UE的定位能力信息；

步骤704a/704b/704c：E-SMLC获取基站的相关测量结果以及服务小区的信息，其中包括TA，AOA和波束下倾角；

步骤705a/705b/705c：在E-SMLC的请求下，基站触发TA TYPE（类型）1、基站接收UE信号的定时偏差以及AOA的测量；

步骤706：E-SMLC根据基站的测量结果，计算出UE的三维位置信息；

步骤707：E-SMLC将定位结果（即三维位置信息）发给MME

步骤708：MME将定位结果（即三维位置信息）发给UE或者LCS Client。

如图8所示，本发明实施例第二种进行定位的方法包括下列步骤：

步骤801：某个定位服务的客户端（LCS Client）向MME发起定位请求，请求获取某个UE的位置信息，该UE可以是支持定位业务的用户设备也可以是不支持定位业务的用户设备；

该定位过程也可以是由基站发起，如果是基站发起，则图中的第一条消息是由基站发送给MME。

该定位过程也可以是由用户设备发起，如果是用户设备发起，则图中的第一条消息是由用户设备发送给MME。

步骤802：MME向E-SMLC发起定位请求；

步骤803a/803b：E-SMLC查询并获取UE的定位能力信息；如果该UE不支持定位，则该步骤省略；

步骤804a/804b/804c：E-SMLC获取基站的相关测量结果以及服务小区的信息，其中包括波束下倾角；

步骤805a/805b：根据E-SMLC的请求，基站触发专用随机接入过程获得TA TYPE2，同时触发物理层进行AOA的测量以及波束下倾角的测量；

步骤806：E-SMLC根据基站的测量结果（包括波束下倾角）以及其他各方面输入，计算出UE的三维位置信息；

步骤807：E-SMLC将定位结果（即三维位置信息）发给MME；

步骤808：MME将定位结果（即三维位置信息）发给LCS Client，不排除该LCS Client就是被定位的用户本身。

在没有定位服务器的情况下，在其他应用中，基站也可以采用此方法对用户设备进行定位。比如MDT（最小化路测功能）中，通常需要用户设备的位置信息以确定相关测量执行的地点，基站通过测量用户设备的上行信号获取了TA,AOA,AOA’，并将此信息发送给TCE，进行三维的定位计算。如图9所示，本发明实施例无定位服务器场景下的应用示意图中：

eNB选择连接状态的UE执行MDT功能，配置MDT测量。用户设备上报MDT测量结果，网络测量用户设备的上行信号获得TA，AOA以及波束下倾角AOA’，为了保证TA的准确性，基站也可以触发用户设备发送专用preamble。网络收到测量报告后，将TA，AOA以及下倾角AOA’以及小区的标识CELL ID作为用户设备的位置信息增加到MDT测量报告中。继续重复上报、测量、添加位置信息的过程。ENB收集一段时间后触发Trace记录的上报。Trace记录中可以是eNB自己通过三维定位公式计算出的用户设备三维位置信息，也可以是TA,AOA和AOA’的测量结果。如果是后者，则可以由TCE（TraceControl Entity，Trace控制实体）进行三维位置计算或者交由运营商进行后台位置计算。

说明：图9中EM是Element management（元素管理），是个逻辑功能实体。在此流程中负责将Trace record（跟踪报告）转发给TCE。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种基站，由于该基站解决问题的原理与本发明实施例基站确定定位信息的方法相似，因此该基站的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图10所示，本发明实施例的基站包括：接收模块1000和处理模块1010。

接收模块1000，用于接收来自用户设备的上行信号；

处理模块1010，用于根据收到的上行信号确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

较佳地，处理模块1010根据下列方式确定波束下倾角：

根据对上行信道的测量，确定波束下倾角；或

根据对PMI反馈的测量，确定波束下倾角。

较佳地，处理模块1010采用公式一根据对上行信道的测量确定波束下倾角。

较佳地，处理模块1010采用下列公式二根据对PMI反馈的测量，确定波束下倾角。

较佳地，若基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角，处理模块1010在确定波束下倾角之后，根据基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角，对确定的波束下倾角进行校正。

较佳地，处理模块1010接收到来自定位服务器的包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息之后，确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量；将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通过测量响应消息发送给定位服务器。

较佳地，处理模块1010确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通知给RNC或SAS服务器。

较佳地，处理模块1010确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，根据确定用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对用户设备进行定位。

较佳地，处理模块1010根据下列公式对用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种定位服务器，由于该定位服务器解决问题的原理与本发明实施例定位服务器接收定位信息的方法相似，因此该基站的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图11所示，本发明实施例的定位服务器包括：发送模块1100和确定模块1110。

发送模块1100，用于向基站发送包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

确定模块1110，用于接收来自基站的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

较佳地，确定模块1110根据收到的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对用户设备进行定位。

较佳地，确定模块1110根据下列公式对用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

较佳地，确定模块1110对用户设备进行定位之后，将包含经纬度和高度的定位结果发送给用户设备或LCS client。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (24)

1.一种确定定位信息的方法，其特征在于，该方法包括：

基站接收来自用户设备的上行信号；

所述基站根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根据下列方式确定波束下倾角：

所述基站根据对上行信道的测量，确定波束下倾角；或

所述基站根据对预编码矩阵指示PMI反馈的测量，确定波束下倾角。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站采用下列公式根据对上行信道的测量确定波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·H_i|}^2$

其中，AoA’是波束下倾角；A(θ)是对应于下倾角的方向向量， $A\left(\mathrm{\θ}\right)={(1,e^{-j\frac{2\mathrm{\π}d\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}},...,e^{-j\frac{2\mathrm{\πd}(M-1)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}})}_{1\×M},$ M是天线矩阵的行数，N是天线矩阵的列数，d是基站天线阵列中垂直阵子之间的间距；上行信道矩阵H＝(H₁,…,H_N)^*，H_i是信道矩阵(H₁,…,H_N)的第i列，(·)^*表示共轭；

所述基站采用下列公式根据对PMI反馈的测量，确定波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·W_i|}^2$

其中，AoA’是波束下倾角；A(θ)是对应于下倾角的方向向量， $A\left(\mathrm{\θ}\right)={(1,e^{-j\frac{2\mathrm{\π}d\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}},...,e^{-j\frac{2\mathrm{\πd}(M-1)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}})}_{1\×M},$ M是虚拟天线阵列的行数，N是虚拟天线阵列的列数，d是基站天线阵列中垂直阵子之间的间距；W_i是UE上报的第i个垂直维PMI。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角；

所述基站确定波束下倾角之后，还包括：

所述基站根据基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角，对确定的波束下倾角进行校正。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之前，还包括：

所述基站接收到来自定位服务器的包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

所述基站确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，还包括：

所述基站将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通过测量响应消息发送给所述定位服务器。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，还包括：

所述基站将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通知给无线网络控制器RNC或独立的服务移动位置中心SAS服务器。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，还包括：

所述基站根据确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对所述用户设备进行定位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站根据下列公式对所述用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

9.一种确定定位信息的方法，其特征在于，该方法包括：

定位服务器向基站发送包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

所述定位服务器接收来自所述基站的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述定位服务器接收来自所述基站的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，还包括：

所述定位服务器根据收到的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对所述用户设备进行定位。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述定位服务器根据下列公式对所述用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述定位服务器对所述用户设备进行定位之后，还包括：

所述定位服务器将包含经纬度和高度的定位结果发送给所述用户设备或位置业务客户端LCS client。

13.一种确定定位信息的基站，其特征在于，该基站包括：

接收模块，用于接收来自用户设备的上行信号；

处理模块，用于根据收到的所述上行信号确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

14.如权利要求13所述的基站，其特征在于，所述处理模块根据下列方式确定波束下倾角：

根据对上行信道的测量，确定波束下倾角；或

根据对预编码矩阵指示PMI反馈的测量，确定波束下倾角。

15.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述处理模块采用下列公式根据对上行信道的测量确定波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·H_i|}^2$

其中，AoA’是波束下倾角；A(θ)是对应于下倾角的方向向量， $A\left(\mathrm{\θ}\right)={(1,e^{-j\frac{2\mathrm{\π}d\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}},...,e^{-j\frac{2\mathrm{\πd}(M-1)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}})}_{1\×M},$ M是天线矩阵的行数，N是天线矩阵的列数，d是基站天线阵列中垂直阵子之间的间距；上行信道矩阵H＝(H₁,…,H_N)^*，H_i是信道矩阵(H₁,…,H_N)的第i列，(·)^*表示共轭；

所述处理模块采用下列公式根据对PMI反馈的测量，确定波束下倾角：

${\mathrm{AoA}}^{,}=\underset{\mathrm{\θ}}{\max }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{|A\left(\mathrm{\θ}\right)\·W_i|}^2$

其中，AoA’是波束下倾角；A(θ)是对应于下倾角的方向向量， $A\left(\mathrm{\θ}\right)={(1,e^{-j\frac{2\mathrm{\π}d\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}},...,e^{-j\frac{2\mathrm{\πd}(M-1)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\λ}}})}_{1\×M},$ M是虚拟天线阵列的行数，N是虚拟天线阵列的列数，d是基站天线阵列中垂直阵子之间的间距；W_i是UE上报的第i个垂直维PMI。

16.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述处理模块还用于：

若所述基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角，在确定波束下倾角之后，根据基站的天线与垂直地面的方向之间存在下倾角，对确定的波束下倾角进行校正。

17.如权利要求13所述的基站，其特征在于，所述处理模块还用于：

接收到来自定位服务器的包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息之后，确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量；将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通过测量响应消息发送给所述定位服务器。

18.如权利要求13所述的基站，其特征在于，所述处理模块还用于：

确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，将确定的来波方向、波束下倾角和定时提前量通知给无线网络控制器RNC或独立的服务移动位置中心SAS服务器。

19.如权利要求13所述的基站，其特征在于，所述处理模块还用于：

确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量之后，根据确定所述用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对所述用户设备进行定位。

20.如权利要求19所述的基站，其特征在于，所述处理模块根据下列公式对所述用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

21.一种确定定位信息的定位服务器，其特征在于，该方法包括：

发送模块，用于向基站发送包含请求进行波束下倾角测量的信息的测量请求消息；

确定模块，用于接收来自所述基站的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量。

22.如权利要求21所述的定位服务器，其特征在于，所述确定模块还用于：

根据收到的用户设备的来波方向、波束下倾角和定时提前量，对所述用户设备进行定位。

23.如权利要求22所述的定位服务器，其特征在于，所述确定模块根据下列公式对所述用户设备进行定位：

x_UE=x_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*sin(AoA);

y_UE=y_eNB+m*TA*n*sin(AoA’)*cos(AoA);

z_UE=z_eNB-m*TA*n*cos(AoA’)；

其中，x_UE是用户设备的X轴坐标；y_UE是用户设备的Y轴坐标；z_UE是用户设备的Z轴坐标；x_eNB是基站的X轴坐标；y_eNB是基站的Y轴坐标；z_eNB是基站的Z轴坐标；m是用户设备与基站之间距离与通过TA对应的距离的比值，n是单位时间内光传播的距离；TA是定时提前量；AoA是来波方向；AoA’是波束下倾角。

24.如权利要求22所述的定位服务器，其特征在于，所述确定模块还用于：

对所述用户设备进行定位之后，将包含经纬度和高度的定位结果发送给所述用户设备或位置业务客户端LCS client。

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