CN107439020A - 用于使用局部功率提升的mtc装置的移动网络定位的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于通过在基站(201)处提供局部功率提升来修改从基站(201)到用户设备(UE)(204、206)的定位参考信号(PRS)传输的系统、方法和计算机程序产品，目的是提高UE定位精度，特别是机器类型通信(MTC)装置(206)的定位精度。

Description

用于使用局部功率提升的MTC装置的移动网络定位的设备、系 统和方法

技术领域

通常，本发明的实施方式涉及移动通信网络通信，并且更具体地涉及通过在基站处提供局部功率提升来修改从基站到用户设备(UE)的定位参考信号(PRS)传输，目的是提高UE定位精度，特别是机器类型通信(MTC)装置的定位精度。

背景技术

在移动通信行业中，机器类型通信(MTC)越来越引起关注。除了人对人(H2H)通信，预计将有数十亿个MTC装置支持机器对机器(M2M)装置。M2M定义了一个广泛的标签，其可用于描述使得联网的装置能够在没有人类手动辅助的情况下交换信息和执行动作的任何技术。近来，已经在许多标准化实体(包括3GPP(第3代合作伙伴计划))中讨论了MTC。在目前阶段，3GPP正在规格化LTE(长期演进)电信中的低成本和增强的覆盖MTC。MTC具有诸如常规移动通信装置等的传统无线通信技术的一些优点，特别是，MTC/M2M装置倾向于表现出低功耗并且旨在成为低成本的装置。具体地，MTC被定义为以1.4MHz(兆赫兹)的最大带宽操作，该最大带宽相比传统的LTE装置相对较小，诸如在无载波聚合的情况下以高达20MHz带宽操作的常规移动通信装置。

MTC可以应用于许多应用或用例，例如智能电表、自动售货机、各种类型的传感器(包括人体传感器)、跟踪装置等。在MTC装置中的定位是重要的，特别是当出于库存目的需要定位装置以及需要紧急定位时。

自LTE版本9以来，3GPP标准化已经定义了用于LTE电信的定位技术(即，确定装置的当前位置)。然而，适用于和设计用于MTC装置的定位技术尚未被定义。虽然在许多情况下，MTC装置通常是固定装置，但是在其它用例中，MTC装置可以是移动装置，并且在这样的用例中，对装置的位置的了解可能与传统UE(诸如常规的移动通信装置)的定位同样重要。根据3GPP Rel-13的MTC装置被定义为以1.4MHz的最大带宽操作的事实构成了与获得准确定位相关联的独特问题。

因此，存在开发将提高UE定位精度，特别是增加机器类型通信(MTC)装置的定位精度的设备、系统、方法等的需求。

发明内容

以下呈现一个或更多个实施方式的简化概述，以便提供对这些实施方式的基本理解。该概述不是所有预期实施方式的全面综述，并且既不意图识别所有实施方式的关键或关键要素，也不意图描述任何或所有实施方式的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或更多个实施方式的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

本发明的实施方式通过提供设备、系统、计算机程序产品、方法等来满足上述需求和/或实现其它优点，所述设备、系统、计算机程序产品、方法等用于通过在基站处提供局部功率提升来修改从基站到用户设备(UE)的定位参考信号(PRS)传输，目的是提高UE定位精度，特别是增加机器类型通信(MTC)装置的定位精度。

LTE蜂窝系统目前部署有10MHz或20MHz范围内的带宽。在这样的系统中，PRS信号遍布整个带宽，但信号功率谱密度(PSD)较低。由于MTC装置以窄的1.4MHz带宽操作，所以这样的装置只能够利用在1.4MHz带宽内传输的最小量的PRS信号。本发明的实施方式提供了在基站(也通常称为eNode-B、基站收发台等)处的局部功率提升，使得功率提升增加在特定量的资源块(RB)(例如，6个RB等)内或者在DC(直流)子载波(即，不包含数据的子载波)周围的窄带宽(例如，1.4MHz等)内的信号PSD。

在本发明的特定实施方式中，基站处的局部功率提升被预配置并保持恒定。而在本发明的其它实施方式中，局部功率提升是动态的。在这样的实施方式中，如果当前定位精度未达到可接受的水平，则网络中的基站可以被配置为递增地增加功率提升级别。

此外，在本发明的其它特定实施方式中，由于在大多数情况下要求基站保持相同的发送功率，所以基站可以被配置为实现功率提升和功率降低二者，所述功率降低作为用于补偿由于功率提升而在某些资源块中出现的较高功率的手段。在特定实施方式中，功率降低可以被分配给工作带宽的边缘处的局部资源块，或者在另选实施方式中，所述降低可以被配置为分配给所有其它资源块(即，除了受到局部功率提升的资源之外的所有的资源)。

在本发明的其它实施方式中，除了通过局部功率提升或代替局部功率提升来增加PSD之外，基站可以被配置为通过在传统PRS信号子帧的时间帧之后发送装置特定PRS信号(诸如MTC-PRS信号)的子帧的指定的时间帧来增加PRS信号的量。在这种情况下，基站使用现有协议(诸如LTE定位协议(LPP)等)通知UE在数据传输中存在指定数量的子帧。在本发明的这样的实施方式中，为了维持电池寿命，UE和特别是MTC装置可以被配置为间歇地监听和处理所接收到的MTC-PRS信号。在这样的实施方式中，UE可以被配置为响应于互相关输出低于预定阈值来监听和处理所接收到的MTC-PRS信号。

一种用于增加移动通信系统中UE定位精度的系统限定了本发明的第一实施方式。该系统包括多个基站，所述多个基站被配置为提供发送功率的提升以增加预定数量的资源块内的或直流(DC)子载波周围的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)，并发送包括定位参考信号的定位参考信号(PRS)传输。该系统还包括用户设备(UE)，该用户设备(UE)被配置为监听直流(DC)子载波周围的工作带宽内的PRS传输，基于所接收到的PRS传输中的定位参考信号执行针对多个基站的到达时间(TOA)测量，通过从参考基站/eNode-B的TOA减去来自多个基站/eNode-B的TOA测量值获得观察到达时间差(OTDOA)测量值，并且发送该OTDOA测量值。在LTE中，TDOA测量也称为参考信号时间差(RSTD)测量。另外，该系统包括位置服务器，该位置服务器被配置为经由基站接收OTDOA测量值，并且基于该OTDOA测量值来执行UE的定位估计。

在该系统的特定实施方式中，所述多个基站还被配置为提供发送功率的提升以增加六个资源块内的或者约1.4MHz(兆赫兹)的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)。

在该系统的其它特定实施方式中，所述多个基站还被配置为提供将发送功率提升到预定的功率提升级别。虽然在该系统的其它特定相关实施方式中，所述多个基站还被配置为通过基于定位估计的精度未达到所确定的定位精度阈值动态地增加功率提升级别来提供提升发送功率。此外，在其它特定相关实施方式中，所述多个基站还被配置为通过响应于确定定位估计的精度未达到所确定的定位精度阈值的每个实例迭代地且递增地增加功率提升级别来提供提升发送功率。

在该系统的另外的特定实施方式中，所述多个基站还被配置为提供降低发送功率，以减小除了预定数量的资源块之外的所有资源块内或者直流子载波周围的工作带宽外部的信号PSD。在该系统的另外的特定相关实施方式中，所述多个基站还被配置为提供降低发送功率，以对系统带宽边缘处的局部资源块减小信号PSD。

在该系统的又一特定实施方式中，所述多个基站还被配置为在发送包括PRS信号的第一预定数量的子帧之后发送包括第二预定数量的子帧的PRS传输，所述第二预定数量的子帧发送包括具有有限带宽(例如，MTC 1.4MHz带宽)的机器类型通信(MTC)-PRS信号的第二子帧。在该系统的这样的实施方式中，所述UE还可以被配置为间歇地监听PRS传输，其中基于互相关输出动态地确定用于监听PRS传输的间歇周期，发出所述互相关输出以确定OTDOA定位技术中的RSTD测量值未达到预定的互相关阈值。

一种用于增加移动通信系统中用户设备(UE)定位精度的方法限定了本发明的第二实施方式。该方法包括在移动通信系统内的基站处提升发送功率，以增加预定数量的资源块内的或者直流(DC)子载波周围的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)。该方法还包括从基站发送定位参考信号(PRS)传输，该定位参考信号(PRS)传输由监听子载波周围的工作带宽内的PRS传输的UE接收。响应于UE接收PRS传输，该UE针对从其接收到PRS传输的多个基站中的每一个执行到达时间(TOA)测量。基于PRS传输中的定位参考信号确定所述TOA测量值。UE通过从参考基站/eNode-B的TOA减去来自所述多个基站/eNode-B的TOA来计算观察到达时间差(OTDOA)测量值。随后，UE将该OTDOA测量值发送到被配置用于基于该OTDOA测量值来执行UE的定位估计的位置服务器(LS)。

在该方法的特定实施方式中，提升发送功率还包括提升发送功率以增加六个资源块内的或约1.4MHz(兆赫兹)的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)。

在该方法的其它特定实施方式中，提升发送功率还包括将发送功率提升到预定的功率提升级别。而在该方法的其它特定实施方式中，提升发送功率还包括基于定位估计的精度未达到预定的定位精度阈值来动态地增加功率提升级别。在该方法的其它相关实施方式中，提升发送功率还包括响应于确定定位估计的精度未达到预定定位精度阈值的每个实例迭代地且递增地增加功率提升级别。在另外的实施方式中，降低功率提升级别可能在定位精度远高于(即，超过)预定定位精度阈值(大于网络要求的精度)的情况下发生。

在另外的特定实施方式中，该方法包括在移动通信系统内的基站处降低发送功率，以减小(a)除了预定数量的资源块之外的所有资源块内或DC子载波周围的工作带宽外部的信号PSD，或者(b)系统带宽边缘处的局部资源块内的信号PSD。

在该方法的另外的实施方式中，发送PRS传输还包括在发送包括PRS信号的第一子帧的第一预定时间帧之后发送包括第二预定时间帧的PRS传输，该第二预定时间帧发送包括机器类型通信(MTC)-PRS信号的第二子帧。

一种用于增加移动通信系统中用户设备(UE)定位精度的方法限定了本发明的第三实施方式。该方法包括提供被配置为监听直流(DC)子载波周围的工作带宽内的定位参考信号(PRS)传输的UE。该方法还包括在UE处接收PRS传输，其中该PRS传输从具有局部提升的功率的基站被发送，以增加预定数量的资源块内的或者DC子载波周围的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)，另外，该方法包括在UE处执行针对多个基站中的每一个的到达时间(TOA)测量，其中基于PRS传输中的定位参考信号来确定该TOA测量值，通过从参考基站/eNode-B的TOA减去来自多个基站/eNode-B的TOA获得观察到达时间差(OTDOA)测量值，并且将该OTDOA测量值从UE发送至位置服务器(LS)。随后，该LS基于该OTDOA测量值来执行所述UE的定位估计。

在该方法的特定实施方式中，提供所述UE还包括提供被配置为监听约1.4MHz(兆赫兹)的工作带宽内的PRS传输的机器类型通信(MTC)UE。

在该方法的其它实施方式中，所述UE还包括提供间歇地监听PRS传输的UE，使得用于监听PRS传输的间歇周期是基于互相关输出动态地确定的，发出所述互相关输出以确定OTDOA定位技术中的RSTD测量值未达到预定的互相关阈值。

因此，本文下面详细描述的系统、设备、方法和计算机程序产品通过在基站处提供局部功率提升来提供从基站到用户设备(UE)的修改的定位参考信号(PRS)传输，目的是提高UE定位精度，特别是机器类型通信(MTC)装置的定位精度。

附图说明

已经概括地描述了本发明的实施方式，现在将参考附图，其中：

图1A和图1B是根据现有技术的定位参考信号(PRS)的映射；

图1C是根据现有技术在各种LTE带宽中的归一化功率谱密度(PSD)的图形表示；

图2是根据本发明的实施方式的用于机器类型通信的系统的示意图；

图3是根据本发明的实施方式的用于PRS信号的局部功率提升的归一化PSD的图形表示；

图4是根据本发明的实施方式的用于PRS信号的局部功率提升和边缘降低的归一化PSD的图形表示；以及

图5示出根据本发明的实施方式的在基站数据传输的传统PRS子帧内的机器类型通信(MTC)-PRS子帧的传输。

具体实施方式

现在可以在下文中参照其中示出了本发明的一些但不是全部实施方式的附图更全面地描述本发明的实施方式。实际上，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开可以满足适用的法律要求。通篇中，相同的数字指代相同的元件。

装置可以被称为节点或用户设备(“UE”)。为了发送或接收数据，装置可以连接到无线局域网(“WLAN”)或移动通信网络(包括3GPP的演进)LTE版本和第5代(“5G”)LTE版本。本文所描述的任何网络都可以具有一个或更多个基站(“BS”)和/或接入点(“AP”)。

如本文中详细讨论的，本发明通过在基站处提供局部功率提升来提供从基站到用户设备(UE)的修改的定位参考信号(PRS)传输，目的是提高UE定位精度，特别是机器类型通信(MTC)装置的定位精度。

LTE网络部署作为确定装置/UE的当前位置(即，地理位置)的手段的各种定位技术。广泛部署在LTE网络中的一种这样的定位技术是作为无线电接入技术(RAT)相关定位技术的观察到达时间差(OTDOA)。原则上，OTDOA依赖于装置/UE接收从多个基站发送的PRS信号(即，网络内的所有基站发送PRS信号，并且装置/UE根据UE在网络内的当前位置接收来自指定基站的PRS信号)。

图1A和图1B示出了针对一个或两个发送天线端口的LTE资源中的PRS信号映射(图1A)以及针对四个天线端口的LTE资源中的PRS信号映射(图1B)，特别是LTE规范36.211中的PRS信号映射。在所示的映射中，PRS符号(R6)具有对角线图案，并且每六个子载波放置一个PRS符号(R6)；PRS信号的重用因子为6。包含PRS信号的子帧专用于PRS传输以避免干扰(即，子帧不包含其它信号)。应该注意的是，PRS信号的传输是可重新配置的。在这方面，可以跨整个LTE系统带宽发送PRS信号。另外，可以在具有一定持续时间的PRS周期的N个连续子帧中发送PRS信号，其中N从1到6毫秒(ms)变化，并且PRS周期从160到1280ms变化。

响应于接收到PRS信号，UE执行到达时间(TOA)测量。根据本发明的特定实施方式，通过对所接收到的PRS信号和本地产生的参考信号执行互相关来计算TOA测量值。为了获得示例性的互相关峰值，累积来自不同传输天线、接收器天线和子帧的互相关。随后根据互相关峰的相位信息确定所测量的时间延迟。重复前述过程以从几个不同的基站(例如，参考基站和相邻基站)获得时间延迟。通过从参考(即，服务)基站的到达时间(TOA)减去相邻基站的TOA来计算OTDOA或参考信号时间差(RSTD)测量值。响应于确定RSTD测量值，装置/UE执行RSTD测量质量评估，诸如对RSTD测量值进行分类等。UE随后经由参考基站使用LTE定位协议(LPP)将所有RSTD测量值、RSTD测量质量信息、以及(在一些实施方式中)UE装置类型(例如，MTC装置)发送到位置服务器。响应于接收到RSTD测量值和质量信息，LS执行定位估计。

LTE蜂窝系统通常部署有10MHz或20MHz范围内的带宽。在这样的系统中，PRS信号由基站在整个带宽中广播，但信号功率谱密度(PSD)较低。根据3GPP LTE规范，对于小于或等于MHz的LTE带宽，基站最大发送功率为43dBm，对于大于5MHz的LTE带宽，基站最大发送功率为46dBm。在图1C中示出了具有各种LTE带宽的LTE信号的归一化功率谱密度(dB/Hz)的图形表示。如图1C所示，较宽的带宽(诸如LTE 10MHz、LTE 20MHz等)在整个带宽上遍布了更多的PRS信号，但是信号PSD相对较低。相反，窄带宽(诸如LTE 1.4MHz)具有更少的PRS信号，但信号PSD相对较高。

由于为了降低功耗并降低实现成本，MTC装置旨在以窄的1.4MHz带宽操作，这样的装置仅能够接收通常在较宽的带宽中发送的全部PRS信号的一部分。由于较宽带宽内发送的信号具有相对较低的PSD，因此例如在LTE 10MHz系统中操作的MTC装置相比在LTE1.4MHz系统中操作的MTC装置的情况下接收到较弱的信号。较弱的信号结果是较差的RSTD测量质量(即，较差的定位测量)，并因此是不可接受的定位精度。

虽然许多MTC装置可以被配置为不易于移动的固定装置，但是还有其它情况，其中知道MTC装置的位置是重要的。例如，MTC装置可以在商业/公司内用于库存控制；其中及时知道设备位于任何点是重要的。此外，MTC装置可以充当附着到医院或护理机构处的患者、日托机构处的儿童等的跟踪装置(例如，可穿戴装置、手镯等)。此外，即使在MTC被配置为固定装置(例如，固定到建筑物、固定设备等)的情况下也应当注意，由于与MTC装置相关联的低成本约束，可能不可行，在大多数情况下，为MTC装置配备其它位置确定装置，诸如全球定位系统(GPS)等。在这种情况下，对于MTC装置的位置确定，在许多情况下可以限于依赖于定位信号的方法(即，三角测量方法等)。

现在参考图2，示出了在根据本发明的实施方式的环境中操作的用户设备(UE)，诸如机器类型通信(MTC)设备。示出了根据本发明的一个实施方式的网络环境200。如图2所示，网络系统208经由包括基站/eNode-B的网络201可操作地耦接到用户设备204和/或206。在该配置中，网络系统208可以经由网络201向用户设备204和/或206发送信息以及从其接收信息。根据本发明，用户设备204和/或206与基站/e-NodeB 201网络通信，并且基站/e-NodeB与网络系统208通信，该网络系统208包括位置服务器，该位置服务器被可操作地配置为基于从用户设备204和206经由基站/e-NodeB 201发送的数据来确定定位估计。

图2仅示出了网络环境200的实施方式的一个示例，并且应当理解，在其它实施方式中，系统、装置或服务器中的一个或更多个可以组合成单个系统、装置或服务器，或者由多个系统、装置或服务器制成。

网络201可以是电信网络、全球区域网络(GAN)(诸如因特网)、广域网(WAN)、局域网(LAN)或任何其它类型的网络或网络的组合。网络201可以在网络201上的装置之间提供有线通信、无线通信或组合有线和无线的通信。在一些实施方式中，用户202是持有具有一个或更多个供应商的蜂窝产品的个人。

如图2所示，网络系统208可以是或者包括一个或更多个基站和/或接入点，并且在一些实施方式中，通常包括通信装置246、处理装置248和存储器装置250。如本文所使用的，术语“处理装置”通常包括用于实现特定系统的通信和/或逻辑功能的电路。例如，处理装置可以包括数字信号处理器装置、微处理器装置，以及各种模数转换器、数模转换器和其它支持电路和/或前述这些的组合。根据各自的能力，在这些处理装置之间分配系统的控制和信号处理功能。处理装置可以包括基于其可以存储在存储器装置中的计算机可读指令来操作一个或更多个软件程序的功能。

处理装置248可操作地耦接到通信装置246和存储器装置250。处理装置248使用通信装置246与网络201以及网络201上的其它装置进行通信。因此，通信装置246通常包括用于与网络201上的其它装置通信(这可以包括例如向LTE装置发送参考信号)的调制解调器、服务器或其它装置。

如图2中进一步示出的，网络系统208包括存储在存储器装置250中的计算机可读指令254，该存储器装置在一个实施方式中包括应用258的计算机可读指令254。在一些实施方式中，存储器装置250包括用于存储与应用258相关和/或应用258所使用的数据的数据存储区252。

如图2所示，用户设备206(例如，MTC装置)通常包括通信装置236、处理装置238和存储器装置240。处理装置238可操作地耦接到通信装置236和存储器装置240。在一些实施方式中，处理装置238可以通过网络201经由通信装置236从用户设备204和/或网络系统208发送或接收数据。因此，通信装置236通常包括用于与网络201上的其它装置通信的调制解调器、服务器或其它装置。

如图2中进一步示出的，用户设备206包括存储在存储器装置240中的计算机可读指令242，该存储器装置在一个实施方式中包括应用244的计算机可读指令242。在图2所示的实施方式中，应用244使得用户设备206能够被链接到网络系统208以经由网络201进行通信。应用244还可以使得用户设备206能够直接(即，本地或装置到装置)与用户设备204连接。用户设备204(例如，移动通信装置、MTC装置等)可以包括与参照用户设备206描述的那些组件类似的一个或更多个组件。

应当理解，本文所描述的服务器、系统和/或装置示出了本发明的一个实施方式。还应当理解，在其它实施方式中可以组合所述服务器、系统和装置中的一个或更多个，并且仍然以与本文所描述的实施方式相同或相似的方式起作用。

本发明的实施方式提供了在基站(也通常称为eNode-B、基站收发台等)处的局部功率提升，使得功率提升增加在特定量的资源块(RB)(例如，6个RB等)内或者在DC(直流)子载波(即，不包含数据的子载波)周围的窄带宽(例如，1.4MHz等)内的信号PSD。通过提升基站处的发送功率来增加窄带宽(诸如1.4MHz)内的信号PSD，正如所讨论的，被定义为以1.4MHz的最大带宽操作的MTC装置将会接收到更强的信号。因此，虽然MTC装置将接收到的PRS信号的量将保持相对较低，但是MTC装置接收的信号的强度将更强，并因此，在基于OTDOA的定位技术中使用的信号导致相比在基站处缺少发送功率提升的情况下更准确的定位估计。

图3提供了具有10MHz(例如，LTE 10MHz等)的带宽的系统中的功率提升的图示，其中在DC子载波周围的1.4MHz内功率已经提升。在图3示出的示例中，y轴表示以dB/Hz为单位的归一化PSD，因此，如果我们假设在1.4MHz带宽内，功率已经提升到1.0的归一化PSD值，则在10MHz系统带宽的其余部分中的归一化PSD为约0.5(或1.4MHz带宽中PSD的50％)。

在本发明的特定实施方式中，基站被配置为支持多级功率提升。在本发明的特定实施方式中，基站处的局部功率提升被预配置并保持恒定。在本发明的这样的实施方式中，通信标准等可以限定(即，预配置)在系统中的每个基站处实现的功率提升级别。

而在本发明的其它实施方式中，基于所确定的定位估计的精度，局部功率提升是动态的和/或自适应的。在某些实施方式中，位置服务器(LS)将UE装置类型分类(例如，MTC装置类型、其它装置类型等)，并且LS被配置为收集和分析从许多UE(例如，指定装置类型(诸如MTC装置)的许多UE)报告的RSTD(参考信号时间差)测量值和RSTD质量信息，这些UE在确定其RSTD测量值时使用指定的基站。LS可以使用RSTD质量信息来确定针对给定基站的总体精度。在本发明的特定实施方式中，可以计算与特定基站相关联的定位精度值，并将该定位精度值与预定阈值进行比较。在定位精度值未达到(或根据配置超过和/或等于)预定阈值(取决于阈值是否与可接受的精度或不可接受的精度相关联)的情况下，LS被配置为向与指示基站增加功率提升级别的定位精度值相关联的特定基站发送功率提升信号/命令。例如，RSTD质量信息可以指示接收到用于特定基站的定位信号的65％的UE(例如，MTC装置)报告或被确定为具有较差的定位精度。预定阈值可以被设置为60％，使得如果60％或更多的装置正经历较差的定位精度，则准许增加功率提升级别。在所提供的示例中，由于65％的UE指示较差的定位精度，所以从LS到特定基站传送具有增加特定基站的功率提升级别的效果的信号/命令。

在本发明的特定实施方式中，基站可以被配置用于功率提升级别的逐阶/逐级增加(例如，从低(即，第一)功率提升级别增加到高(即，第二)功率提升级别)。在本发明的其它特定实施方式中，基站可以被配置为允许多阶/多级。在基站被配置用于多阶/多级的这样的实施方式中，可以基于重复/持续的指示不可接受的定位精度的定位精度实例来准许功率提升级别的增加，在该示例中，如上所述，大于60％的从特定基站接收定位信号的UE继续呈现较差的定位精度，并因此基站处的功率提升级别将进一步增加(即，基站A的功率提升级别初始从第一功率提升级别增加到第二功率提升级别，并且基于在基站A处的持续较差的定位精度，功率提升级别从第二功率提升级别进一步增加到第三功率提升级别，等等)。在本发明的其它实施方式中，可存在一个以上的定位精度阈值，使得每个阈值与不同的功率提升级别相关联(或者换句话说，基站的定位精度值未达到/或超过定位精度阈值的程度可以确定适用哪个级别的功率提升，例如，90％的UE呈现出较差的定位精度，则适用功率提升的较高级别的增加，相比而言，65％的UE呈现出较差的定位精度，则将导致适用功率提升的较低级别的增加)。

还应当注意，定位精度阈值可以用于确定功率提升级别的降低。定位精度阈值可以是用于确定是否需要增加功率提升级别的相同阈值，或者在其它实施方式中，可以建立不同的定位精度阈值以确定何时需要降低功率提升级别。例如，如果功率提升精度阈值被设置为60％，并且UE当前正经历50％(并且在一些实施方式中，功率提升的级别先前由于较差精度而被增加)，则可以降低基站处的功率提升级别。而在另一个示例中，其中，如果较差的精度大于65％，则需要增加功率提升级别，另一不同的功率提升精度阈值可以设置为20％，使得必须少于20％的UE呈现出较差的定位精度，才能降低基站处的功率提升级别。另外，确定降低功率提升级别是否适用可以考虑基站先前是否已经增加了功率提升级别。

此外，在本发明的其它特定实施方式中，由于在大多数情况下要求基站保持相同的发送功率，所以基站可以被配置为实现功率提升和功率降低二者，所述功率降低作为用于补偿由于功率提升而在某些资源块中出现的较高功率的手段。在特定实施方式中，功率降低可以平均地分布在尚未被指定用于增加PSD的所有资源块上。在其它特定实施方式中，如图4所示，功率降低被分配至在带宽边缘处的局部资源块。如图4所示，在LTE 10MHz系统中，降低被分配至在8-10MHz带宽范围内的边缘处的那些局部资源块。

在本发明的其它实施方式中，除了通过局部功率提升或代替局部功率提升来增加PSD之外，基站可以被配置为通过在传统PRS信号子帧的时间帧之后发送装置特定PRS信号(诸如MTC-PRS信号)的子帧的指定的时间帧来增加PRS信号的量。例如参见图5，其示出了基站数据传输的传统PRS子帧内的机器类型通信(MTC)-PRS子帧。在所示示例中，在窄的1.4MHz带宽中广播的两个MTC-PRS子帧紧随在系统带宽上广播的常规PRS子帧，所述系统带宽在所示示例中为10MHz。在本发明的这样的实施方式中，基站使用现有协议(诸如LTE定位协议(LPP)等)通知UE在数据传输中存在指定数量的子帧。此外，在本发明的这样的实施方式中，应当注意，PSS/SSS(主同步信号/次同步信号)子帧和MBSFN(组播广播单频网络)子帧不包括定位参考信号(PRS)。

在本发明的这样的实施方式中，为了维持电池寿命，UE和特别是MTC装置可以被配置为间歇地监听和处理所接收到的MTC-PRS信号。在这样的实施方式中，UE可以被配置为响应于互相关输出(其在OTDOA定位技术中用于确定RSTD测量值)低于预定阈值来监听和处理所接收到的MTC-PRS信号。例如，如果互相关输出高于预定的互相关阈值，则UE/MTC装置可以停止RSTD测量过程，并且在稍后的时间点使用LPP协议经由基站将OTDOA结果(例如，RSTD测量值和质量信息)报告给位置服务器。

因此，上述系统、设备、方法和计算机程序产品等通过在基站处提供局部功率提升来提供从基站到用户设备(UE)的修改的定位参考信号(PRS)传输，目的是提高UE定位精度，特别是机器类型通信(MTC)装置的定位精度。特别是，基站处的发送功率被提升，使得其增加DC子载波周围的几个资源块或小带宽(即，MTC带宽)内的信号功率谱密度。可以预先配置功率提升的级别，或者基于网络中的条件，该级别可以是动态的/自适应的，使得如果确定与指定基站相关联的UE定位精度较差，则该特定基站可以增加功率提升级别。另外，为了保持相同的总发送功率，本发明可以包括降低以补偿在某些资源块中的较高功率。可以在所有其它资源块上分配降低或者对系统带宽边缘处的局部资源块降低分配。在本发明的另外的实施方式中，除了功率提升之外或代替功率提升，可以重新配置PRS传输以允许具有有限带宽(即，MTC带宽)的UE特定(例如，MTC装置)-PRS信号的M个子帧，从而增加由UE接收的PRS信号的数量。

本发明不限于任何特定类型的装置(不论机器类型通信(MTC)装置还是非MTC装置)。如本文所使用的，装置还可以被称为UE、系统或设备。装置的示例包括移动电话或其它移动计算装置、移动电视、膝上型计算机、智能屏幕、平板计算机或平板电脑、便携式台式计算机、电子阅读器、扫描仪、便携式媒体装置、游戏装置、相机或其它图像捕获装置、头饰、眼镜、手表、带(例如，腕带)或其它可佩戴装置，或其它便携式计算或非计算装置。

本文所描述的每个处理器一般都包括用于实现音频、视觉和/或逻辑功能的电路。例如，处理器可以包括数字信号处理器装置、微处理器装置以及各种模数转换器、数模转换器及其它支持电路。处理器驻留的系统的控制和信号处理功能可以根据它们各自的能力在这些装置之间分配。处理器还可以包括用于至少部分地基于其可以例如存储在存储器中的计算机可执行程序代码部分来操作一个或更多个软件程序的功能。

每个存储器都可以包括任何计算机可读介质。例如，存储器可以包括易失性存储器，诸如具有用于数据的临时存储的高速缓存区域的易失性随机存取存储器(“RAM”)。存储器还可以包括非易失性存储器，其可以是嵌入式的和/或可以是可移除的。非易失性存储器可以附加地或替代地包括EEPROM、闪存等。存储器可以存储其所驻留的系统所使用的信息和数据片段中的任何一个或更多个，以实现该系统的功能。

相对于本文所描述的任何实施方式描述的各种特征适用于本文所描述的任何其它实施方式。如本文所使用的，术语数据和信息可以互换使用。虽然上面已经描述了本发明的许多实施方式，但是本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将满足适用的法律要求。此外，应当理解，在可能的情况下，本文描述和/或预期的本发明的任何实施方式的任何优点、特征、功能、装置和/或操作方面可以包括在任何其它本文描述和/或预期的本发明的实施方式，和/或反之亦然。此外，除非另有明确说明，否则在可能的情况下，本文以单数形式表达的任何术语意在也包括复数形式和/或反之亦然。如本文所使用的，“至少一个”将意味着“一个或更多个”，并且这些短语旨在是可互换的。因此，即使短语“一个或更多个”或“至少一个”也在本文中使用，术语“一个”也将意味着“至少一个”或“一个或更多个”。通篇中，相同的数字指代相同的元件。

如本领域的普通技术人员鉴于本公开将理解的，本发明可以包括和/或实现为设备(包括例如系统、机器、装置、计算机程序产品和/或诸如此类)、方法(包括例如商业方法、计算机实现的过程等)或者前述的任何组合。因此，本发明的实施方式可以采取完全商业方法实施方式、完全软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码、存储过程等)、完全硬件实施方式或组合商业方法、软件和硬件方面的(这里通常可以称为“系统”)实施方式。此外，本发明的实施方式可以采取包括其中存储有一个或更多个计算机可执行程序代码部分的计算机可读存储介质的计算机程序产品的形式。如本文所使用的，可以包括一个或更多个处理器的处理器可以被“配置为”以各种方式执行某个功能，包括例如通过使一个或更多个通用电路通过执行嵌入在计算机可读介质中的一个或更多个计算机可执行程序代码部分执行所述功能，和/或通过使一个或更多个专用电路执行所述功能。

应当理解，可以使用任何合适的计算机可读介质。计算机可读介质可以包括但不限于诸如有形电子、磁、光、电磁、红外和/或半导体系统、装置和/或其它设备的非暂时性计算机可读介质。例如，在一些实施方式中，非暂时性计算机可读介质包括有形介质，诸如便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光盘只读存储器(CD-ROM)和/或一些其它有形的光和/或磁存储装置。然而，在本发明的其它实施方式中，计算机可读介质可以是暂时的，诸如例如包括嵌入其中的计算机可执行程序代码部分的传播信号。

用于执行本发明的操作的一个或更多个计算机可执行程序代码部分可以包括面向对象、脚本化和/或无脚本的编程语言，诸如例如Java、Perl、Smalltalk、C++、SAS、SQL、Python、Objective C、JavaScript和/或类似物。在一些实施方式中，用于执行本发明的实施方式的操作的一个或更多个计算机可执行程序代码部分以诸如“C”编程语言和/或类似的编程语言的常规过程编程语言编写。计算机程序代码可以替代地或附加地以一个或更多个多范例编程语言(诸如例如F#)编写。

本文参照设备和/或方法的流程图和/或框图描述了本发明的一些实施方式。应当理解，包括在流程图和/或框图中的每个块，和/或包括在流程图和/或框图中的块的组合可以由一个或更多个计算机可执行程序代码部分实现。这些一个或更多个计算机可执行程序代码部分可以被提供给通用计算机、专用计算机和/或一些其它可编程信息处理设备的处理器，以便产生特定机器，使得一个或更多个计算机经由计算机和/或其它可编程信息处理设备的处理器执行的可执行程序代码部分创建用于实现由流程图和/或框图框表示的步骤和/或功能的机制。

一个或更多个计算机可执行程序代码部分可以存储在暂时性和/或非暂时性计算机可读介质(例如，存储器等)中，其可以指导、指示和/或使得计算机和/或其它可编程信息处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的计算机可执行程序代码部分产生包括实现流程图和/或框图块中所指定的步骤和/或功能的指令机制的一件制造品。

一个或更多个计算机可执行程序代码部分还可以被加载到计算机和/或其它可编程信息处理设备上，以使得在计算机和/或其它可编程设备上执行一系列操作步骤。在一些实施方式中，这产生计算机实现的过程，使得在计算机和/或其它可编程设备上执行的一个或更多个计算机可执行程序代码部分提供操作步骤以实现流程图中所指定的步骤和/或框图块中所指定的功能。替代地，计算机实现的步骤可以与操作者和/或人工实现的步骤组合和/或替换，以便执行本发明的实施方式。

虽然已经在附图中描述和示出了某些示例性实施方式，但是应当理解，这些实施方式仅仅是对宽泛发明的说明而不是限制，并且本发明不限于所示出和描述的具体结构和布置，因为除了上述段落中阐述的那些之外的各种其它改变、组合、省略、修改和替换都是可能的。本领域技术人员应理解，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下配置刚刚描述的实施方式的各种改编、修改和组合。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以不同于本文具体描述的方式实施。

Claims (22)

1.一种用于增加移动通信系统(200)中的UE定位精度的系统；该系统包括：

多个基站(201)，所述多个基站(201)被配置为提供发送功率的提升，以增加预定数量的资源块内的信号功率谱密度(PSD)或直流(DC)子载波周围的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)，并发送包括定位参考信号(PRS)的PRS传输；

用户设备(UE)(204、206)，所述用户设备(UE)(204、206)被配置为监听直流(DC)子载波周围的工作带宽内的所述PRS传输，基于所接收到的PRS传输中的PRS针对多个基站(201)执行到达时间(TOA)测量，通过从参考基站的TOA减去来自所述多个基站(201)的TOA测量值获得观察到达时间差(OTDOA)测量值，并且发送所述OTDOA测量值；以及

位置服务器(208)，所述位置服务器(208)被配置为经由基站接收所述OTDOA测量值，并且基于所述OTDOA测量值执行所述UE的定位估计。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为提供所述发送功率的提升，以增加六个资源块内的所述信号PSD或约1.4MHz的工作带宽内的所述信号PSD。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为提供将所述发送功率提升到预定的功率提升级别。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为通过基于所述定位估计的精度未达到预定的定位精度阈值动态地增加功率提升级别来提供提升所述发送功率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为通过响应于确定所述定位估计的精度未达到预定的定位精度阈值的每个实例迭代地且递增地增加功率提升级别来提供提升所述发送功率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为响应于确定所述定位估计的精度超过预定的定位精度阈值预定的量来提供减小功率提升级别，其中，超过所述预定的定位精度阈值被定义为具有比网络所要求的精度更高的精度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为提供降低所述发送功率，以减小除所述预定数量的资源块之外的所有资源块内或在DC子载波周围的所述工作带宽外部的所述信号PSD。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为提供降低所述发送功率，以对于系统带宽边缘处的局部资源块减小所述信号PSD。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述多个基站(201)还被配置为在第一预定数量的子帧之后发送PRS传输，所述第一预定数量的子帧发送包括PRS信号的第一子帧，所述PRS传输包括第二预定数量的子帧，所述第二预定数量的子帧发送包括机器类型通信(MTC)-PRS信号的第二子帧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述UE(204、206)还被配置为间歇地监听PRS传输，其中，基于互相关输出动态地确定用于监听所述PRS传输的间歇性周期，发出所述互相关输出以确定OTDOA定位技术中的RSTD测量值未达到预定的互相关阈值。

11.一种用于增加移动通信系统(200)中的用户设备(UE)定位精度的方法；所述方法包括：

在所述移动通信系统(200)内的基站(201)处提升发送功率，以增加预定数量的资源块内的信号功率谱密度(PSD)或直流(DC)子载波周围的工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)；以及

从所述基站(201)发送由UE(204、206)接收的定位参考信号(PRS)传输，所述UE(204、206)监听子载波周围的工作带宽内的PRS传输，

其中，所述UE(204、206)针对从其接收PRS传输的所述多个基站(201)中的每一个执行到达时间(TOA)测量，其中，所述TOA测量基于所述PRS传输中的定位参考信号来确定，其中，所述UE(204、206)通过从参考基站的TOA减去来自所述多个基站(201)的TOA来获得观察到达时间差(OTDOA)测量值，并且其中，所述UE(204、206)将所述OTDOA测量值发送到位置服务器(208)，所述位置服务器(208)被配置用于基于所述OTDOA测量值来执行所述UE(204、206)的定位估计。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，提升所述发送功率还包括在所述移动通信系统(200)内的所述基站(201)处提升发送功率，以增加六个资源块内的所述信号PSD或约1.4MHz的所述工作带宽内的所述信号PSD。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中，提升所述发送功率还包括将所述发送功率提升到预定的功率提升级别。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，提升所述发送功率还包括基于所述定位估计的精度未达到所确定的定位精度阈值来动态地增加功率提升级别。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，提升所述发送功率还包括响应于确定所述定位估计的精度未达到所确定的定位精度阈值的每个实例来动态地且递增地增加功率提升级别。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，该方法还包括响应于确定所述定位估计的精度超过预定的定位精度阈值预定的量来减小功率提升级别，其中，超过所述预定的定位精度阈值被定义为具有比网络所要求的精度更高的精度。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，该方法还包括在所述移动通信系统(200)内的所述基站(201)处降低所述发送功率，以减小(a)除了所述预定数量的资源块之外的所有资源块内或DC子载波周围的所述工作带宽外部的所述信号PSD，或者(b)系统带宽边缘处的局部资源块内的所述信号PSD。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其中，发送PRS传输还包括在第一预定数量的子帧之后发送PRS传输，所述第一预定数量的子帧发送包括PRS信号的第一子帧，所述PRS传输包括第二预定数量的子帧，所述第二预定数量的子帧发送包括机器类型通信(MTC)-PRS信号的第二子帧。

19.一种用于增加移动通信系统(200)中的用户设备(UE)定位精度的方法，所述方法包括：

提供UE(204、206)，所述UE(204、206)被配置为监听直流(DC)子载波周围的工作带宽内的定位参考信号(PRS)传输；

在所述UE(204、206)处接收PRS传输，其中，所述PRS传输从基站(201)被发送，所述基站(201)具有局部提升功率以增加预定数量的资源块内的信号功率谱密度(PSD)或DC子载波周围的所述工作带宽内的信号功率谱密度(PSD)；

在所述UE(204、206)处针对所述多个基站(201)中的每一个执行到达时间(TOA)测量，其中，所述TOA测量基于所述PRS传输中的定位参考信号来确定；通过从参考基站的TOA减去来自所述多个基站的TOA来获得观察到达时间差(OTDOA)测量值；以及

从所述UE(204、206)向位置服务器(208)发送所述OTDOA测量值，其中，所述位置服务器(208)基于所述OTDOA测量值来执行所述UE(204、206)的定位估计。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，提供所述UE(204、206)还包括提供机器类型通信(MTC)UE(206)，所述机器类型通信(MTC)UE(206)配置为监听MTC工作带宽内的PRS传输。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，其中，接收所述PRS传输还包括在所述UE(204、206)处接收所述PRS传输，其中，所述PRS传输从基站(201)被发送，所述基站(201)具有局部提升功率以增加六个资源块内的所述信号PSD或约1.4MHz的所述工作带宽内的所述信号PSD。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中，提供所述UE(204、206)还包括提供间歇地监听所述PRS传输的UE(204、206)，其中，基于互相关输出动态地确定用于监听所述PRS传输的间歇性周期，发出所述互相关输出以确定OTDOA定位技术中的RSTD测量值未达到预定的互相关阈值。