CN109413705A - 多载波无线通信网络中的定位测量和载波切换 - Google Patents

多载波无线通信网络中的定位测量和载波切换 Download PDF

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Abstract

在多载波无线通信网络(10)中，对于UE(12)的主要载波从第一载波到第二载波的定位感知切换(106、208)受限制，以使一个或更多定位测量(204)能够被执行。第二载波的选择(104)以及从第一到第二载波的切换(106)的定时中的任一个或两者受限制，以使能和增强定位性能。限制可在网络(10)的在服务节点(32)、在UE(12)或者在两者是可操作的。其它限制可应用于网络(10)以增强定位性能。载波切换(106、208)可以跨无线电接入技术RAT(40、50)，定位限制可包括将装置配置或重新配置成在测量间隙中(例如，在主要载波上没有传送定位参考信号时在LTE系统中在辅助载波上)执行定位测量(204)。

Description

多载波无线通信网络中的定位测量和载波切换
相关申请
本申请要求2010年10月1日提交的标题为“Positioning Measurements and CarrierSwitching in Multi-Carrier Wireless Communication Networks”、序列号为61/388845的美国临时专利申请以及2010年10月5日提交的标题为“Positioning Measurements andCarrier Switching in Multi-Carrier Wireless Communication Networks”、序列号为12/897915的美国专利申请的优先权。
技术领域
一般来说，本发明涉及多载波无线通信网络，具体来说，涉及多载波网络中的定位感知主要载波切换。
背景技术
在无线通信网络中识别用户地理位置的可能性实现了种类繁多的商业和非商业服务，例如，导航辅助、社交连网、位置感知广告和紧急呼叫等。不同的服务可具有应用所强加的不同定位精度要求。另外，在一些国家中存在对于基本紧急服务的定位精度的规章要求，即，美国的FCC E911。定位方法包括用于包括GPS接收器电路的用户设备(UE)或其它装置的GPS或辅助GPS(A-GPS)。由于并非所有UE都配备成接收和处理GPS测距信号，所以其它定位方法由3GPP进行了标准化，例如观测到达时间差(OTDOA)，其中UE测量从不同基站传送的参考信号的相对定时。UE(或位置服务网络节点)则能够基于所测量的信号到达定时来估计UE位置。
无线通信技术中承诺改进带宽和更高信号质量的进步是多载波传输，其中将两个或更多信号调制到不同载波频率上并且同时传送。一般来说，将一个载波频率(或者简单地称作“载波”)指定为主要载波(又称作锚载波)，而其它载波被认为是辅助载波(又称作分量载波)。为了负荷平衡和其它网络管理原因，网络可切换各个UE的载波－例如，指配特定载波作为一个或更多UE的主要载波以及其它UE的辅助载波。这个载波切换是动态的，并且可包括在不同无线电接入技术(RAT)之间、例如在LTE与HSPA之间切换主要载波。
在现有技术的多载波无线通信网络中，在主要载波切换判定中没有考虑对定位测量的影响。因此，在切换载波时可能中断或延迟正在进行的定位测量。此外，如OTDOA之类的一些定位方法中使用的参考信号不是在所有载波上传送。因此，UE的主要载波可能从传送定位参考信号(PRS)的载波切换到没有传送PRS的载波，从而迫使UE(或其它装置)在辅助载波上的测量间隙中获得定位测量。在辅助载波上获得的定位测量可能具有不太严格的要求，可能不一致，并且可能花费比从传送PRS的主要载波获得那些测量更长的时间来获取和处理。这能够不利地影响UE定位过程的速度和质量/精度。
发明内容
按照本文所述并且要求保护的一个或更多实施例，在多载波无线通信网络中，对于UE的主要载波从第一载波到第二载波的定位感知切换受限制，以使一个或更多定位测量能够被执行。第二载波的选择以及从第一载波切换到第二载波的定时其中的任一个或这两者受限制，以满足并且进一步增强所请求的定位性能，其中定位性能可通过诸如水平或垂直精度之类的一组定位QoS参数来描述。限制可在网络的在服务节点、在UE或者在两者是可操作的。其它限制可应用于网络以增强定位性能，例如，当载波切换还包括无线电接入技术(RAT)切换时定位过程的选择。
一个实施例涉及一种在多载波无线通信网络中由UE的在服务节点对UE进行的定位感知载波切换的方法。指配第一载波作为UE的主要载波。选择第二载波以作为UE的主要载波。UE的主要载波从第一载波切换到第二载波。选择和切换步骤中的至少一个受限制，以便使一个或更多定位测量能够被执行。
另一个实施例涉及一种由多载波无线通信网络中可操作的UE进行的定位感知载波切换的方法。通信信号在作为主要载波的第一载波上接收。执行一个或更多定位测量。从在服务节点接收关于主要载波将从第一载波切换到第二载波的指示。在保持正在进行的定位测量的同时，将主要载波切换到第二载波。
又一个实施例涉及多载波无线通信网络的在服务节点。该节点包括收发器，该收发器可操作以同时向UE传送调制到两个或更多载波上的通信信号，其中将第一载波指定为特定UE的主要载波。该节点还包括控制器，该控制器可操作以控制收发器，并且还可操作以选择第二载波以作为UE的主要载波，以及控制收发器将UE的主要载波从第一载波切换到第二载波。控制器还可操作以限制选择和切换操作中的至少一个，以便使一个或更多定位测量能够被执行。
又一个实施例涉及多载波无线通信网络中可操作的UE。该UE包括收发器，该收发器可操作以同时从网络节点接收调制到两个或更多载波上的通信信号，其中将第一载波指定为UE的主要载波。UE还包括位置测量功能，该位置测量功能与收发器有数据通信关系，并且可操作以执行用于确定UE的地理位置的定位测量。UE还包括控制器，该控制器可操作以控制收发器和位置测量功能，并且还可操作以响应于从网络节点接收的信号而从第一载波切换到第二载波作为主要载波，同时保持正在进行的定位测量。
附图说明
图1是多载波无线通信网络中的辅助GPS定位系统的原理框图。
图2是多载波无线通信网络中的观测到达时间差定位系统的原理框图。
图3是示出组装到子帧中的定位参考信号的帧图。
图4是定位参考信号的时间－频率图。
图5A和图5B是示出多载波无线通信网络中的聚合谱的频率图表。
图6是多无线电接入技术、多载波无线通信网络的原理框图。
图7是由多载波无线通信网络中的UE的在服务节点对UE进行的定位感知载波切换的方法的流程图。
图8是由多载波无线通信网络中可操作的UE进行的定位感知载波切换的方法的流程图。
具体实施方式
辅助GPS定位
在许多环境中，能够通过使用基于全球定位导航系统(GNSS)(其示例包括全球定位系统(GPS)、Galileo等)的定位方法准确估计无线通信网络中的用户位置。GPS当前是完全可操作的GNSS系统。许多现代用户设备(UE)包括GNSS或者更具体来说包括GPS接收器电路。另外，现代网络可辅助UE，以便改进终端接收器灵敏度和GPS启动性能，称作辅助GPS定位或A-GPS。图1示出一种代表性的A-GPS多载波无线通信网络30。待定位的UE 12和固定网络GPS接收器46都从多个GPS卫星20接收测距信号。包括GPS接口42的位置服务网络节点40经由核心网44和UE的在服务节点32(例如eNode-B)向UE 12提供辅助数据，例如卫星20瞬息数据。但是，GPS或A-GPS接收器可能不一定在所有无线终端中是可用的。此外，已知GPS在室内环境和城市峡谷中常常失效。因此，称作观测到达时间差(OTDOA)的补充陆地定位方法由3GPP进行了标准化。基于增强小区身份(E-CID)的定位方法是也由3GPP进行了标准化的陆地定位方法的另一个示例。
观测到达时间差定位
图2示出UE 12测量从多载波无线通信网络中的多个不同位置接收的下行链路参考信号(示为虚线)的定时差。对于每个(所测量)相邻小区，UE 12测量参考信号时间差(RSTD)，它是各相邻小区与参考小区之间的相对定时差。然后，作为与所测量RSTD对应的双曲线的相交点求出UE 12位置估计。需要来自具有良好几何性质的地理上分散的基站的至少三个测量来求解终端的两个坐标以及接收器时钟偏差。为了求解位置，需要发射器位置和发射定时偏移的准确知识。位置计算能够由UE 12(基于UE的定位模式)或者备选地由诸如长期演进(LTE)3GPP标准中的增强在服务移动位置中心(E-SMLC)或安全用户平面位置(SUPL)位置平台(SLP)之类的位置服务网络节点(UE辅助的定位模式)来执行。
为了实现LTE中的定位以及便于对于足够数量的不同位置的适当质量的定位测量，在3GPP中引入了称作定位参考信号(PRS)的专用于定位的新物理信号，并且指定了低干扰定位子帧。参见技术规范3GPP TS 36.211，“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；物理信道和调制”。
定位参考信号
如本文更详细说明的，在LTE系统中，按照预定义模式从一个天线端口(R6)传送PRS。作为物理小区身份(PCI)的函数的频移能够应用于所指定PRS模式，以便生成正交模式，并且对于六的有效频率再用建模，这使得有可能显著降低对所测量PRS的相邻小区干扰，并且因而改进定位测量。即使PRS专门设计用于定位测量并且一般来说特征在于比其它参考信号更好的信号质量，该标准也没有要求使用PRS。其它参考信号、例如小区特定参考信号(CRS)原则上也可用于定位测量。
在由若干连续子帧(NPRS)编组的、称作一个定位时机的预定义定位子帧中传送PRS。定位时机以N个子帧的特定周期性(即两个定位时机之间的时间间隔)周期性地出现，如图3所示。在LTE中，标准化周期N为160、320、640和1280ms，以及连续子帧的数量为1、2、4和6。
在通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网(UTRAN)频分双工(FDD)网络中，由UE 12执行的系统帧号(SFN)-SFN类型2测量被用于OTDOA定位方法。参见技术规范3GPP TS25.215，“物理层测量(FDD)”。这个测量是基于来自小区j和小区i的主要公共导频信道(CPICH)的小区j与小区i之间的相对定时差。在UTRAN中，UE报告的SFN-SFN类型2测量由网络30用于估计UE 12位置。
OTDOA和如增强小区ID(E-CID)之类的其它定位方法也将用于紧急呼叫。因此，这些测量的响应时间应当尽可能低，以便满足紧急呼叫要求。
如上所述，在LTE中，按照预定义模式从一个天线端口(R6)传送PRS。图4中示出当前所指定的PRS模式，其中标为R6的正方形指示在14个OFDM符号(具有一般循环前缀的1ms子帧)上的12个副载波的块内的PRS资源元素(RE)。一组频移能够应用于预定义PRS模式，以便得到一组正交模式，该组正交模式能够在相邻小区中使用以降低对PRS的干扰，并且因而改进定位测量。六的有效频率再用能够按照这种方式来建模。频移被定义为如下的物理小区ID(PCI)的函数：
。
基于子帧，PRS还能够以零功率来传送或者能够被静音。
为了允许以适当质量检测来自多个站点的PRS，已将定位子帧设计为低干扰子帧(LIS)。一般来说，在定位子帧中抑制数据传输。这意味着物理下行链路共享信道(PDSCH)在PRS子帧期间将不会传送给UE 12。因此，在同步网络30中，PRS理想地仅受到来自具有相同PRS模式指标(即相同垂直偏移vshift)的其它小区的PRS干扰，而没有受到数据传输干扰。
除了LIS的使用之外，还能够在可配置用于移动广播单频率网络(MBSFN)的子帧期间传送PRS。这些子帧不包含用户数据，以及每个MBSFN子帧中只有前两个OFDM符号可包含公共控制信道(例如PDCCH)或物理信号(例如CRS)。在LTE中，帧中多达6个下行链路子帧能够配置用于MBSFN。在MBSFN子帧中，在2GPP TS 36.211中指定PRS模式。由于没有数据传输，在这些MBSFN子帧中也降低了干扰。
由于为了OTDOA定位需要测量来自多个不同位置的PRS信号，所以UE 12接收器可能必须处理比从在服务小区接收的那些信号要弱得多的PRS。此外，在没有适当了解预计所测量信号及时到达的时间或者准确PRS模式的情况下，UE 12需要在大窗口内进行信号搜索，这会影响测量的时间和精度以及UE 12复杂度。为了便于UE 12测量，网络30向UE 12传送辅助数据，其中除其它的之外，还包括参考小区信息、包含相邻小区的PCI的相邻小区列表、连续下行链路子帧的数量、PRS传输带宽、频率等等。
在LTE OTDOA中，UE 12测量在标准、即3GPP TS 36.214中已经定义的参考信号时间差(RSTD)。测量对于频率内和频率间来指定，并且在RRC_CONNECTED状态中进行。
基于增强小区ID的定位
基于E-CID的方法通常依靠不止一个UE和/或基站测量来确定UE位置。LTE中的UE测量的示例是例如小区身份报告、由UE从在服务小区测量的UE Rx-Tx时间差测量、RSRP、RSRQ等。小区身份报告、RSRP和RSRQ测量由UE从在服务小区和相邻小区执行。由基站对UE传送的信号执行的基站(例如eNode B)测量的示例是例如BS Rx-Tx时间差测量、到达角(AoA)、定时提前(TA)等。定位节点(例如LTE中的E-SMLC)使用这些测量的任何组合来确定UE 12的位置。
测量间隙
UE 12在测量间隙中执行频率间和RAT间测量。为了如下的各种目的而进行测量：移动性、定位、自组织网络(SON)、驱动测试的最小化等。此外，相同间隙模式用于所有类型的频率间和RAT间测量。因此，E-UTRAN必须提供具有恒定间隙持续时间的单个测量间隙模式以用于所有频率层和RAT的并发监测(即，小区检测和测量)。E-UTRAN UE 12支持40和80ms的最大间隙重复周期(MGRP)所组成的两个配置；均具有6ms的测量间隙长度。实际上，由于频率切换时间，少于6个子帧但至少5个完整子帧可用于每个这种测量间隙内的测量。
在LTE中，测量间隙由网络30配置(以及根据需要重新配置)，以实现在其它LTE频率和/或其它RAT(例如UTRAN、GSM、CDMA2000等)上的测量。通过无线电资源控制(RRC)协议向UE 12发信号通知作为测量配置的一部分的间隙配置。一次只能够配置一个间隙模式，并且网络必须重新配置UE 12以改变间隙模式。相同模式用于所有类型的所配置测量，例如频率间相邻小区测量、频率间定位测量、RAT间相邻小区测量和RAT间定位测量。
在多载波LTE网络30中，测量间隙仍然可用于执行在其它RAT(例如GSM、UTRAN)或者在非配置LTE载波频率(即，不是由RRC配置的载波)上的测量。LTE中的移动性测量要求UE12对同步信号、即主要同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)以及小区特定参考信号(CRS)执行测量，以便实现频率间切换并且增强系统性能。LTE移动性测量的示例是参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)。
在UTRAN FDD中，在其它UTRAN FDD载波以及在其它RAT(例如LTE、GSM等)上的测量在周期性地出现的压缩模式(CM)间隙中执行。例如，CM间隙模式可由每第2帧(1帧=10ms)出现的10个UTRAN FDD时隙(1时隙=0.67ms)间隙组成。UTRAN FDD与LTE之间的一个主要差别在于，在前者中，对于每个载波使用一个CM模式，例如，2个CM模式用于在两个不同UTRANFDD载波上测量。
在多载波高速分组接入(HSPA)系统中，取决于UE 12能力，对于在其它RAT上以及在其它UTRAN FDD载波上测量，可能仍然要求CM间隙模式。
多载波网络
多载波无线通信网络－又称作载波聚合(CA)或者例如双小区(DC)－允许UE 12通过不止一个载波频率同时接收和/或传送数据。各载波频率常常称作分量载波(CC)或者简单地称作在服务扇区中的在服务小区，更具体来说是主要在服务小区或辅助在服务小区。HSPA和LTE中都使用多载波概念。
在RAT内多载波系统(又称作单RAT多载波系统)中，所有的分量载波属于同一RAT，例如LTE FDD多载波系统、LTE TDD多载波系统、UTRAN FDD多载波系统或者UTRAN TDD多载波系统，在LTE多载波系统中，有可能在上行链路(UL)和下行链路(DL)中聚合不同数量的具有不同带宽以及可能在不同频带中的分量载波，如图5所示。图5A示出90MHz的聚合带宽，其中包括四个20MHz载波和一个10MHz载波。在图5A中，所有载波在频率上是毗连的。图5B示出20MHz的聚合带宽，其中包括各为5MHz的五个非毗连载波。
在多载波系统中，分量载波之一称作主要载波或锚载波，而其余载波称作分量载波或辅助/补充载波。主要和辅助载波在本领域有时分别称作主要在服务小区和辅助在服务小区。主要载波携带所有公共和UE特定控制信道。辅助载波可以仅包含必要信令信息和信号、例如UE特定的那些信号可以不存在于辅助载波中，因为主要上行链路和下行链路载波通常都是UE特定的。这意味着，小区中的不同UE 12可具有不同的下行链路主要载波。对于上行链路主要载波同样如此。例如，在由2个DL载波(F1_DL、F2_DL)和2个UL载波(F1_UL、F2_UL)组成的多载波系统中，可为有些UE 12指配F1_DL作为主要载波，而其余UE 12可具有F2_DL作为其主要载波。网络能够在任何时间改变任何UE 12的主要载波。例如进行这个操作以平衡不同载波上的负荷。
多个载波的同时传送和/或接收使UE 12能够显著增加其数据传送和/或接收速率。例如，与单个20MHz载波所得到的相比，LTE多载波系统中的2×20MHz聚合载波在理论上会引起数据速率增加至两倍。
在先进LTE中，正在考虑若干毗连和非毗连载波聚合情形。例如，在一种情形中，对于LTE TDD正在考虑各为20MHz的五个毗连分量载波(即，5×20MHz)。类似地，对于LTE FDD，正在研究由下行链路中的各为20MHz的四个毗连分量载波(即，4×20MHz)以及上行链路中的两个毗连分量载波所组成的情形。
在RAT间多载波系统(又称作多RAT多载波系统)中，分量载波可在上行链路和下行链路中属于不同RAT。例如，在这类系统中，一个分量载波可属于LTE FDD，而另一个属于LTETDD。作为另一个示例，分量载波可属于UTRAN FDD和E-UTRAN FDD。在这类系统中，RAT之一可被认为是主RAT或主要RAT，而其余的RAT是辅助RAT。锚或主要载波通常可属于主要RAT。
图6示出多RAT多载波无线通信网络10的原理框图。UE 12按照第一RAT 30从第一RAT 30中的在服务节点32(例如LTE中的eNode B)接收和向其传送调制到两个或更多载波频率上的通信和控制信号。在服务节点32包括多载波收发器34和控制器38，控制器38可操作以为UE 12选择主要载波和一个或更多辅助载波，并且还可操作以如最佳多载波网络操作所要求或所期望的，切换主要载波。按照本发明的实施例，控制器38在其主要载波选择和切换判定方面以定位感知方式受限制，如本文进一步所描述，使得例如完成正在进行的定位测量。在服务节点32经由网络接口36连接到位置服务节点40，诸如LTE中的E-SMLC或SLP。位置服务节点40可基于UE 12所执行的定位测量、诸如GPS信号接收或者PRS的OTDOA测量，来执行UE 12的定位过程。
UE 12还按照第二RAT 50从第二RAT 50中的在服务节点52接收和向其传送调制到两个或更多载波频率上的通信和控制信号。在服务节点52还连接到位置服务节点54。
UE 12包括多载波收发器14，收发器14可操作以在控制器18的控制下同时接收和/或传送调制到两个或更多不同载波频率上的通信和控制信号。UE 12还包括可操作以执行定位测量的位置测量功能16。定位测量例如可包括来自卫星20(例如GPS)的导航信号的接收和处理，或者可包括由收发器14从多个基站32、52接收的PRS的定时。定位测量功能16还可计算UE 12位置的估计，或者可经由收发器14将定位测量传送给位置服务节点40、54以用于位置计算。按照本发明的实施例，控制器18以定位感知方式操作，如本文进一步所描述，使得例如完成正在进行的定位测量。
本领域的技术人员将会知道，控制器18、38可包括适当编程的处理器或数字信号处理器(DSP)。此外，在各种实施例中，诸如位置测量功能16之类的功能块可实现为硬件电路(例如ASIC)、实现为具有适当固件的可编程逻辑电路(例如FPGA)、实现为运行于诸如控制器18之类的处理器上的软件模块或者以上所述的任何组合。
如上所述，无论是RAT内还是RAT间的现有技术多载波无线通信网络10在改变UE12的主要载波时都没有考虑对定位测量的影响。因此，可能中断或延迟定位测量。
在切换主要载波时没有考虑定位过程的另一个后果是，例如，如果没有PRS在新的主要载波上是可用的，则UE 12可能必须在间隙中或者压缩模式形式中执行定位测量。与在主要载波上执行相比，可能不得不在辅助载波上进行的间隙中的定位测量导致更长的延迟和更差的精度。此外，网络对于新间隙模式可能需要重新配置UE 12，从而增加信令开销。
此外，在辅助分量载波上执行(无论是否在测量间隙中)的UE测量的测量要求与在主要载波上进行的相比不太严格。例如，当分量载波被去活时，测量数量的测量周期变长。这使性能降级。另外，在辅助载波上执行测量时，测量结果可能不一致，如果分量载波被频繁地激活和去活，情况更是如此。
按照本发明的实施例，多载波无线通信网络10中的载波切换判定受限制，以确保一致且健壮的定位测量性能。这些限制可影响将要指配给UE 12作为主要或辅助载波的载波频率的选择，和/或还可影响载波切换的定时。这些限制可在在服务网络节点32、52(例如eNode-B)和/或UE 12上操作。例如，可施加限制以确保切换主要载波或者在开始定位测量会话之前或者在正在进行的定位测量会话完成之后发生－即，没有主要载波切换在定位会话或测量周期期间发生。作为另一个示例，从分量载波之中的主要载波选择可被限制为选择传送PRS的载波，以便使UE 12能够执行定位测量－即，选择具有能够用于定位测量的PRS的最有利配置的主要载波(例如，时域和/或频域中传送最大密度的PRS的载波)，或者具有最佳可能传播特性的载波。
作为另一示例，限制可响应于如下情况而触发在分量载波上用于定位的PRS的传送：该载波是其主要载波的用户的数量；选择RAT间多载波网络10中的定位方法，以避免对间隙或压缩模式形式的需要；当改变主要载波/RAT时在RAT间多载波网络10中的定位方法之间切换，以避免对间隙或压缩模式形式的需要；或者向其它网络节点40、54(例如，诸如E-SMLC或SLP之类的位置服务节点)发信号通知关于当前向UE 12指配的主要载波/RAT。
一般来说，定位会话并不局限于任何特定方法，而是表示要求UE 12执行定位相关测量的任何相关方法，诸如OTDOA、E-CID等。但是，一些实施例涉及要求在PRS上的定位测量的OTDOA。本发明的实施例对主要载波选择/切换操作的以下方面施加限制：
主要载波切换过程；
主要载波切换时机；
切换主要载波所触发的重新配置测量间隙；
主要载波选择标准；
分量载波上用于定位的参考信号的使能；
使能载波跳转以用于增强定位性能；
RAT间多载波系统中的定位方法选择；
RAT间多载波系统中的定位方法切换；以及
向定位节点发信号通知主要载波信息。
主要载波切换过程
在一个实施例中，主要载波切换操作被看作是一种类型的切换过程。例如，当位置服务(LCS)会话正在进行时，主要载波切换过程遵循适用于切换的规则。在另一个示例中，定位会话在切换时被中断并且重新开始。
其它实施例以定位感知方式来限制主要载波的切换。限制可包括下列的一项或更多项：
激活定位相关通信的监测；
判定主要载波切换时机，如本文进一步论述；
判定主要载波，如本文进一步论述；
配置/重新配置过程优化定位性能，这可通过载波切换来触发，例如配置/重新配置测量间隙；改变载波的定位配置；或者切换定位方法。
为了实现定位感知载波切换，负责主要载波切换的网络节点32、52(例如LTE内多载波中的eNode B)必须知道是否存在特定UE 12的正在进行的定位会话。如果网络节点32、52没有与是否存在某个UE 12的正在进行的定位会话有关的任何显式信息，则切换主要载波的尝试可触发网络节点32、52中的一个或更多动作，以便得到这个信息。这类动作可包括：通过读取信令消息(例如通过探查携带送往/来自特定UE 12的信息并且透明地通过网络节点32、52的其它协议)来提取信息；向另一个节点40、54、例如位置服务网络节点(例如LTE中的E-SMLC或SLP)或者控制移动性过程的网络节点(例如LTE中的MME)请求信息；或者向UE 12请求信息。
在一个实施例中，UE 12向位置服务网络节点40、54(例如E-SMLC)和/或无线电网络节点32、52(例如eNode B)发送指示正在进行的定位会话因主要载波切换而过早中止或终止的消息。在另一个实施例中，UE 12向定位节点40、54(例如E-SMLC)和/或无线电网络节点32、52(例如eNode B)发送指示它在继续正在进行的定位会话的同时已经切换主要载波的消息。是否向UE 12发送已更新辅助数据用于定位测量则由网络10(例如E-SMLC 40、54)负责，或者备选地，网络10能够要求UE 12中止正在进行的定位会话。这个实施例可特别适用于能够在辅助载波上无间隙地执行定位测量的UE 12，或者适用于存在新的主要载波上传送的PRS的情况。UE 12能够从辅助数据获取这个信息(即，新的主要载波是否传送PRS)，所述辅助数据或者是旧的辅助数据，或者是切换主要载波之后发送的新数据。
在这些实施例中，UE 12行为能够按照预定义规则。例如，一个规则可规定，如果主要载波在定位会话期间改变，则UE 12应当中止正在进行的定位过程。另一个规则可规定，即使存在正在进行的定位会话，UE 12也应当执行主要载波切换，并且继续该会话。又一个规则可规定，即使存在正在进行的定位会话，UE 12也应当执行主要载波切换，并且仅当满足某些条件时－例如，如果PRS是可用的和/或UE 12已经更新辅助数据－才继续该会话。
在一个实施例中，UE 12不切换主要载波，直到正在进行的定位会话完成。UE 12还可向网络10(例如E-SMLC、eNode B)发送指示存在正在进行的定位会话并且不能执行主要载波切换的消息。在另一个实施例中，UE 12向网络10发送指示主要载波切换将被延迟直到定位会话完成的消息。在这种情况下，UE 12还可指示主要载波切换被延迟到的时间。能够预定义这些实施例的UE 12行为，例如，UE 12当存在正在进行的定位会话时不应当执行主要载波切换，或者UE 12应当在正在进行的定位会话完成之后执行主要载波切换。在一个实施例中，这可仅适用于特定位置服务，例如，紧急定位或呼叫。
主要载波切换时机
若干类型的定位测量－例如LTE中的OTDOA RSTD或者UTRAN FDD SFN-SFN类型2－是时间关键的，因为它们通常用于紧急呼叫。在一个实施例中，负责切换或者改变主要载波的网络节点32、52(例如eNode B、RNC等)在正在进行定位测量会话期间被限制切换载波。
在一个实施例中，在定位测量会话开始之前、例如在定位会话之前执行载波切换，负责切换的网络节点32、52检查在某个时间(例如定位会话的所估计时间或者某个预先配置的时间)之内是否需要载波切换。在另一个实施例中，在定位测量会话终止之后执行载波切换，即，推迟载波切换。这避免定位测量的中断或延迟。
在主要载波切换判定中－即在判定何时切换主要载波时，还可考虑附加因素。首先，可考虑LCS会话持续时间或者自LCS请求以来所经过的时间。在这个实施例中，如果所经过的时间没有超过某个阈值，则能够中断测量会话。一些特殊情况是：i)无穷大，作为一种特殊情况，即，主要载波切换始终能够中断定位测量会话；以及ii)零，作为另一种特殊情况，即，主要载波切换从不中断定位测量会话，而是始终必须等待，直到会话完成。
另一个因素可以是可通过一个或更多量度来测量的所请求定位性能，诸如水平精度、垂直精度、报告时间等。这些量度中的每个或者它们的组合可与适当的定位性能阈值进行比较，以便确定是否满足所请求定位性能。在这个实施例中，限制根据定位请求或测量的类型应用于主要载波切换判定。例如，主要切换限制可仅适用于时间关键定位请求(例如紧急呼叫)，而对于非时间关键请求(例如位置请求)可放宽。当切换能够提供更高定位精度时，限制可以不应用于精度关键请求。在非关键请求的情况下，则在存在正在进行的定位测量会话的同时主要载波改变的情况下能够例如由UE 12发送中止消息。
切换主要载波触发重新配置测量间隙
当主要载波变化(由于定位或非定位原因)并且辅助载波上的定位测量只能够在测量间隙或压缩间隙模式中执行时，假定对该UE 12已经配置了间隙，则可能需要将测量间隙与新的辅助载波上的PRS的传送对齐。将测量间隙与PRS对齐意味着足够数量的PRS落入测量间隙之内，以便于定位测量(即，通常在间隙中进行的频率间测量)。
另外，如果主要载波变化会引起UE 12在测量间隙中执行定位测量，例如，如果UE12将不得不进行频率间测量，则预定义测量间隙模式可由网络节点32、52来配置。例如，可采用用于进行测量的特定测量间隙模式(例如，LTE中的测量间隙模式#0，在3GPP TS36.133和3GPP TS 36.331中定义为每40ms出现的6ms间隙)来配置UE 12。作为另一个示例，在当前使用不同间隙模式的情况下(即，在主要载波切换之前)，UE 12可采用用于进行测量的特定测量间隙模式(例如，LTE中的测量间隙模式#0)来重新配置。
如果PRS没有在新的主要载波上传送，但它们反而在旧的主要载波上传送，其中旧的主要载波在载波切换之后已经成为新的辅助载波，则UE 12不得不将测量间隙用于测量的情形可能发生。特定测量间隙模式的一个示例是3GPP TS 36.133中定义的间隙模式#0。在切换主要载波时使用特定测量间隙模式的这种规则能够预定义。网络节点32、52(例如eNode B)将不得不配置或者重新配置预定义间隙模式，并且UE 12将不得不把这个预定义间隙模式用于测量。
在另一个实施例中，预定义规则可以是，在多载波系统中的主要载波上没有传送用于执行定位测量的PRS时，具有多载波能力的UE 12将测量间隙或特定测量间隙模式(例如模式#0)用于执行定位测量。备选地，预定义规则可以是，只要在主要载波上传送PRS，则具有多载波能力的UE 12在主要载波上执行定位测量而没有测量间隙。
在另一个实施例中，预定义规则可以是，在下行链路主要载波改变之后，只要在新的主要载波上传送PRS，则具有多载波能力的UE在新的主要载波上继续执行定位测量而没有测量间隙。
在另一个实施例中，预定义规则可以是，在下行链路主要载波切换之后，在主要载波和至少一个辅助载波上传送PRS的情况下，则具有多载波能力的UE 12在新的主要载波上继续执行定位测量而没有测量间隙。
主要载波选择标准
在多载波网络10中，所有分量载波可以不传送用于执行定位测量、特别是OTDOA测量(例如LTE中的OTDOA RSTD)的参考信号。
在现有技术中，在没有针对定位参考信号是否存在的情况下选择新的主要载波，甚至对于已知使用定位参考信号的位置服务也是如此。这具有如下后果：或者，在新的主要载波不包含定位参考信号的情况下，在改变主要载波之后，UE 12不得不在间隙中继续定位测量；或者，UE不得不在其它可用信号或者在任何一般导频信号、例如LTE中的CRS上执行定位测量。CRS用于定位测量是可能的，但是可导致可能的质量降级和更差的定位精度。
在一个实施例中，网络节点32、52在其选择主要载波时被限制为选择包含PRS的新的主要载波。另外，当选择新的主要载波时，网络节点32、52可具有附加限制。
一种这样的限制可以是选择在时域和/或频域中具有最有利参考信号配置(例如，仅存在PRS与CRS、较大PRS带宽、较短PRS周期性、定位时机中更多连续定位子帧、等等)的主要载波。这将提高定位测量质量和/或导致更短的测量时间。
另一个主要载波选择限制可以是在两者均包含定位参考信号的情况下选择具有更好的无线电条件、例如900MHz而不是2GHz的主要载波。这将确保更好的定位测量质量。
又一个主要载波选择限制可以是，如果UE 12使用与定位相关的至少某些特定客户端类型或服务类型，则选择传送PRS(或者在某些参数之内传送PRS)的主要载波。
将LCS客户端定义成为了得到一个或更多UE的位置信息而与LCS服务器交互的软件和/或硬件实体。LCS客户端预订LCS，以便得到位置信息。LCS客户端可以或者可以不与人类用户交互。LCS客户端负责格式化和呈现数据并且管理用户界面(对话)。LCS客户端可驻留在UE 12或SUPL使能终端(SET)中，但是它也可在网络侧(例如网络维护服务或者定位它们本身的基站)。客户端类型信息实际上非常重要，因为它允许以灵活方式来配置LCS QoS区别。以下客户端类型存在于UTRAN和E-UTRAN中：紧急服务、增值服务、PLMN运营商服务、合法截收服务、PLMN运营商广播服务、PLMN运营商操作和维护服务、PLMN运营商匿名统计服务以及PLMN运营商目标MS服务支持。基于客户端类型的选择性载波切换的一个示例是：当客户端类型对应于紧急服务时，仅选择具有足够大(例如>=5MHz)PRS传输带宽的载波作为主要载波，而对于商业服务允许切换到具有1.4MHz带宽的载波。
服务类型是可由LCS客户端提供的特定LCS的属性。LCS客户端还可提供服务身份，服务身份则能够由服务器映射到某个服务类型，服务类型还可对照LCS简档和预订来核实。
分量载波上用于定位的参考信号的使能
网络10中的所有分量载波可以不传送定位参考信号。因此，可发生一种情况－对定位感兴趣的多个UE 12被指配了当前没有传送定位参考信号的同一主要载波。在现有技术中，网络节点或定位节点会不得不配置测量间隙或压缩模式间隙以在传送定位参考信号的辅助载波上执行定位测量。
在一个实施例中，如果多于K个用户具有同一主要载波，并且该载波当前没有传送用于定位的参考信号，则网络节点32、52(例如eNode B)发起用于定位的参考信号的传送。作为一般规则，K个用户可以是任何类型的用户。但是，作为特殊情况，K个用户可属于某个类(例如低、中或高优先级)和/或使用某种服务类型和/或具有某种客户端类型。
在一个实施例中，为了降低参考信号开销，在特定分量载波上的参考信号的传送可在满足某些条件时终止。例如，如果少于L个用户具有同一主要载波，并且该载波当前正传送用于定位的参考信号，则网络节点32、52(例如eNode B)可停止在载波上用于定位的参考信号的传送。作为一般规则，L个用户可以是任何类型的用户。但是，作为特殊情况，L个用户可属于某个类(例如低、中或高优先级)和/或使用某种服务类型和/或具有某种客户端类型。
用于定位的载波跳转
当传送定位参考信号时，定位时机在时间上稀疏地出现(例如3GPP TS 36.211规定最小160ms和最大1280ms的PRS周期性)。但是，不同分量载波可具有不同配置。在多载波网络10在不止一个分量载波上传送PRS的一个实施例中，定位时机在不同载波上经过时间偏移，使得不止一个定位时机在PRS周期内在若干载波上变为可用的，例如160ms PRS周期性中的不止一个定位时机。某个模式能够应用于这类多载波PRS配置，例如，在四载波系统中的载波之中在定位时机之间的40ms步长或时间偏移，其中各载波中具有160ms PRS周期性。进行定位测量而不是在测量间隙中测量的UE 12在载波之间跳转，以便避免使用间隙。也就是说，UE 12在分量载波上测量PRS，这不要求间隙。在一个实施例中，跳转意味着暂时切换主要载波(例如至少对于定位测量)，使得在某个周期之后，UE 12返回到原始的主要载波。
RAT间多载波网络中的定位方法选择
在一个实施例中，定位方法根据主或主要RAT和主要载波来选择，可用定位方法的动态集合与主要RAT和主要载波关联。在多载波网络10中，RAT间定位测量在间隙中或者使用CM模式来执行，在这个实施例中，至少在一个载波上执行定位测量，而无需测量间隙或CM模式。
例如，考虑多载波HSPA/LTE网络10。如果主或主要载波属于LTE，并且OTDOA由网络10来支持和配置，以及OTDOA由UE 12来支持，则OTDOA RSTD测量被配置用于UE 12。另一方面，如果主要载波属于UTRA FDD，则OTDOA SFN-SFN类型2测量被配置用于UE 12。
作为另一个示例，考虑GSM/LTE多载波网络10。在GSM中，基于OTDOA的方法的等效体称作增强观测时间差(E-OTD)。E-OTD依靠由UE 12对GSM基站收发信台(BTS)所传送的信号所执行的参考时间差(RTD)测量。如果主要载波属于GSM，并且E-OTD得到支持，则E-OTDRTD测量被配置用于UE 12。否则(即，当主要载波是LTE时)，则LTE OTDOA RSTD测量被配置用于UE 12。
这些示例可推广到包括三个或更多RAT(例如GSM/HSPA/LTE)的RAT间多载波网络10。作为一般规则，与主要网络30、50中使用的RAT有关的OTDOA测量被配置在UE 12中以用于执行OTDOA定位测量。
RAT间多载波网络中的定位方法切换
在RAT间多载波网络10中，属于不同RAT(例如LTE和HSPA)的主要和辅助载波可在任何时间改变。在一个实施例中，当改变主载波时，也改变定位方法。从与主要载波的RAT对应的可用定位方法的动态集合中选择定位方法，例如，如果主要载波属于LTE而且预期方法是类似TDOA的方法，则选择LTE OTDOA。
向位置服务网络节点发信号通知主要载波信息
为了由网络10和/或位置服务节点40、54执行各种动作，在一个实施例中，RAT内或RAT间多载波网络10中切换主要载波的网络节点32、53向位置服务节点40、54(例如E-SMLC)或者控制移动性的节点(例如MME，它然后又通知E-SMLC)发信号通知关于UE 12使用的主要载波/RAT。网络节点32、52还可发信号通知能够指配给UE 12的主要载波/RAT的可能列表。
在一个实施例中，UE 12还可向位置服务节点40、54(例如E-SMLC)发信号通知关于UE 12所使用的主要载波/RAT。例如，UE 12能够在定位会话开始时、在报告其能力时或者在会话期间通知位置服务节点40、54(例如E-SMLC)。UE 12可在接收到来自任何网络节点32、52、40、54、例如E-SMLC、eNode B等的请求时，向位置服务节点40、54发信号通知这个信息。
图7示出由多载波无线通信网络12中的UE 12的在服务节点32、52对UE 12进行的定位感知载波切换的方法100。在服务节点32、52将第一载波指配为UE 12的主要载波(框102)，并且向UE 12传送调制到第一载波频率上的通信和控制信号。在服务节点32、52选择第二载波以作为UE 12的主要载波(框104)，并且将UE 12的主要载波从第一载波切换到第二载波(框106)。在各种实施例中，新的主要载波的选择(框104)或者主要载波从第一载波到第二载波的切换(框106)或者这两者受限制，以便使一个或更多定位过程能够确定UE 12的地理位置。
以上详细地描述了限制。简言之，新的主要载波的选择(框104)可被限制为选择传送PRS或者具有PRS的更有利配置或者更有利传输特性等的载波。类似地，主要载波切换(框106)可通过被延迟到正在进行的测量过程完成、通过在开始定位过程之前执行切换、通过所请求定位过程的类型或QoS来限制，等等。其它限制包括在UE 12中重新配置测量间隙以适应主要载波切换、允许/禁止一个或更多载波上的PRS传输、配置PRS传输以实现载波跳转、将定位方法与RAT对齐、向网络节点40、54发信号通知载波/RAT信息等等，如上文更详细所述。
图8示出由多载波无线通信网络10中可操作的UE 12进行的定位感知载波切换的方法200。UE 12在作为主要载波的第一载波上接收来自网络10的通信信号(框202)。UE 12执行一个或更多定位测量(框204)，诸如基于PRS的OTDOA测量、GPS信号的接收和处理等。UE12可使用定位测量来执行定位过程，或者备选地，可向位置服务网络节点40、54传送定位测量以用于定位过程。UE 12则从在服务节点32、52接收主要载波将从第一载波切换到第二载波的指示(框206)。UE 12切换到第二载波作为主要载波，同时保持正在进行的定位测量(框208)。在各种实施例中，这可要求将切换到第二载波延迟到定位测量完成、挂起定位测量并且在新的主要载波上重新开始它们、向其它网络节点40、52传送与主要载波切换有关的信息等等，如上文更详细所述。
通过在多载波无线通信网络10的在服务节点32、52和/或UE 12中实现对主要载波切换的定位感知限制，可避免在获得定位测量过程中的中断和延迟。这以更好的精度并且以更短的时间周期(这两个方面对于如紧急呼叫之类的许多应用会是关键的)来实现定位测量。本发明的实施例还实现RAT间多载波网络10中的更快的定位测量和更好的精度。
本发明的实施例可适用于能够为了确定位置而执行相关定位测量的任何类型的UE(例如，蜂窝电话、USB、无线宽带模块、目标装置或无线中继节点等)。
本发明当然可通过不同于本文具体提出的方式的其它方式来执行，而没有背离本发明的本质特征。本实施例在所有方面被认为是说明性而不是限制性的，并且落入所附权利要求的含意和等效范围之内的所有变更意在被涵盖于其中。

Claims (10)

1.一种在多载波无线通信网络(10)中由用户设备UE(12)的在服务节点(32)对所述UE(12)进行定位感知载波切换的方法(100)，包括：
指配(102)第一载波作为所述UE(12)的主要载波；
选择(104)第二载波以作为所述UE(12)的主要载波；以及
将所述UE(12)的主要载波从所述第一载波切换(106)到所述第二载波；
其中，所述选择(104)和切换(106)步骤中的至少一个受限制，以便使一个或更多定位测量能够被执行。
2.如权利要求1所述的方法(100)，其中，将所述UE(12)的主要载波从所述第一载波切换(106)到所述第二载波包括：将所述载波切换(106)当作正在进行的位置服务会话的切换过程来对待。
3.如权利要求1所述的方法(100)，其中，将所述UE(12)的主要载波从所述第一载波切换(106)到所述第二载波包括：
确定所述UE(12)的定位测量(204)是否正在进行；以及
将所述UE(12)的主要载波从所述第一载波到所述第二载波的切换(106)延迟，直到所述定位测量(204)完成。
4.如权利要求3所述的方法(100)，其中，确定所述UE(12)的定位测量(204)是否正在进行包括：监测所述UE(12)与位置服务网络节点(40)之间的信令消息。
5.如权利要求3所述的方法(100)，其中，确定所述UE(12)的定位测量(204)是否正在进行包括：向位置服务网络节点(40)请求定位测量信息。
6.如权利要求3所述的方法(100)，其中，确定所述UE(12)的定位测量(204)是否正在进行包括：向所述UE(12)请求定位测量信息。
7.如权利要求3所述的方法(100)，其中，确定所述UE(12)的定位测量(204)是否正在进行包括：获得定位测量开始的时间的指示，并且其中，将主要载波的切换(106)延迟包括：
如果所述定位测量(204)已进行了少于预定持续时间，则切换(106)主要载波；以及
如果所述定位测量(204)已进行了超过预定持续时间，则将主要载波的切换(106)延迟，直到所述定位测量(204)完成。
8.如权利要求3所述的方法(100)，其中，将主要载波的切换(106)延迟包括：仅当所请求定位性能超过预定性能阈值时，才将主要载波的切换(106)延迟。
9.如权利要求3所述的方法(100)，其中，将主要载波的切换(106)延迟包括：仅当所述UE(12)匹配预定客户端类型时，才将主要载波的切换(106)延迟。
10.如权利要求3所述的方法(100)，其中，将主要载波的切换(106)延迟包括：仅当正为之执行定位测量(204)的位置服务类匹配预定位置服务类时，才将主要载波的切换(106)延迟。
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