CN111034286A - 用于报告定位数据的方法 - Google Patents

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Abstract

用于在无线网络的定位节点中提供定位数据的方法，该定位数据与包括无线单元的移动装置相关联，该方法包括以下步骤：建立用于在该定位节点中从该无线单元接收该定位数据的无线会话；向该无线单元发送报告控制数据，其中，该报告控制数据标识报告在该装置中获得的定位数据的请求，其中，所述定位数据包括惯性测量数据；以及根据该报告控制数据从该无线单元接收该定位数据。

Description

用于报告定位数据的方法
技术领域
本公开涉及用于从移动装置向无线网络报告能够用于对这种移动装置定位的定位数据的方法，以及涉及操作这种方法的装置。各个方面涉及依赖于与移动性、准确性和时延有关的因素自适应地报告不同类型的定位数据。
背景技术
无线系统以及使用无线电进行无线终端的通信或控制是多个不同应用领域的成熟技术领域。在最主要类型的无线电通信系统中，对无线站的网络进行操作以建立与移动无线终端或简称为终端的无线链路，从而允许终端在间歇地或连续地与网络通信的同时四处移动。基于蜂窝的系统被设计成在由相应基站覆盖的不同区域或小区中提供连接可能性，这些基站被配置成支持切换操作并在终端从一个小区移动到另一小区时维持与终端的连接。这种系统的当前示例包括例如，如在第三代合作伙伴计划3GPP中规定的长期演进LTE。其它系统包括无线局域网WLAN，其中，至少一个接入点AP可以提供与该AP的连接范围内存在的终端的连接。作为示例，IEEE在标准802.11(通常称为wifi)下限定了这种系统。另一系统是当前规定的5G新无线电(NR)。然而，基于诸如LTE、NR和wifi的对应设置，存在多种其它公知类型的无线系统，并且在本文中一般将其称为无线通信网络或简称为无线网络。
对于不同应用，装置的定位是期望的特性。在这种背景下，定位旨在涉及获得装置的当前位置的知识。一种公知的技术是使用基于卫星的定位，其中，由装置中的信号接收器接收来自多个卫星的时间编码信号以进行定位。接收到的信号随后被用于计算位置，例如，包括三角测量。全球导航卫星系统GNSS是卫星导航系统的标准通用术语，该卫星导航系统提供具有全球覆盖范围的自主地理空间定位，其中，专用卫星充当远程定位数据发送器。通用术语GNSS包括GPS、GLONASS、Galileo、北斗以及其它区域系统。该装置可以通过自身来执行定位计算，或者将接收到的信号作为定位数据报告给不同单元，在该不同单元中进行定位(即定位或位置计算)。用于在无线网络中操作的无线终端可以包括GNSS信号接收器，以及用于定位的潜在定位计算单元。但是，在各个操作领域中，例如在室内条件和城市区域，这种卫星信号将难以检测。由于这个和其它原因，已经开发了在实际无线网络内的几种类型的定位技术。一种类型的无线网络定位包括测量直接从无线网络的充当远程定位数据发送器的多个基站接收的信号。由3GPP限定的这种系统的示例是观测到达时间差OTDOA，并且涉及三角测量技术，该三角测量技术涉及无线终端的信号检测范围内的基站。各个基站发送专用的定位参考信号PRS。在LTE系统中，在3GPP TS 36.211规范中限定了PRS信号序列生成和资源映射。由无线装置检测来自多个基站的PRS信号，并经由服务基站将建立的定位数据即测量结果报告给定位节点，诸如，定位服务器增强型服务移动定位中心E-SMLC。基于该定位数据的实际定位通常在网络中执行，即在定位服务器中执行。
发明内容
通过不同的现有技术方法，诸如借助于GNSS或OTDOA，可以获得用于获得移动装置的位置的固定点(例如在地理坐标系中的位置)的定位，或者用于确定速度、方向甚至轨迹的一系列固定点的定位。对于某些类型的移动装置，或在某些情形下，可能期望较精确和/或较快速的定位方法。例如，这对于确定移动装置的急速移动，包括加速度以及方向变化或旋转变化，可能是需要的。
有许多类型的移动装置可能需要改进的定位，并且一个例子是无人驾驶载具。在该背景下，无人驾驶车辆是不需要由机载用户控制的移动装置。这种无人驾驶车辆可以包括陆地漫游车辆、轮船和空中载具。这种无人驾驶载具UAV经常也称为无人机。无人驾驶载具可以由远程控制或机载计算机引导，但是也可能潜在地载运机载乘客。
本文概述了针对移动装置的定位的多个解决方案，其中，无人驾驶载具被概述作为一个示例。另外，公开了针对采用这些解决方案的其它类型的装置的用于定位的方法和装置。
根据第一方面，公开了一种用于在无线网络的定位节点中提供定位数据的方法，该定位数据与包括无线单元的移动装置相关联，该方法包括以下步骤：
建立用于在定位节点中从无线单元接收定位数据的无线会话；
向无线单元发送报告控制数据，其中，该报告控制数据标识请求，该请求控制移动装置记录在移动装置中获得的惯性测量数据并报告包括惯性测量数据的定位数据；
根据报告控制数据从无线单元接收定位数据。
所提出的解决方案提供了直接控制移动装置以记录和报告惯性测量数据的机会，该惯性测量数据可以用于在定位节点或控制站中计算移动装置的位置、方向或速度。与否则使用从远程定位数据发送器接收的信号基于固定定位相比，这可以例如提供与所确定的位置(包括速度、航向和所计算的建立的固定位置之间的位置中的任一项)有关的附加的准确性和增强的信息。
在一个实施方式中，所接收的定位数据包括与惯性测量数据相关联的时间戳数据，用于使惯性测量数据与固定定位数据相关。
在一个实施方式中，该方法包括以下步骤：
向与装置相关联的控制中心发送包括或基于所接收的位置数据的位置指示。该位置指示可以包括定位或位置信息，该信息包括固定位置和/或惯性测量原始数据。
在一个实施方式中，所述报告控制数据标识移动装置获得或报告至少惯性测量数据的间隔。
在一个实施方式中，该方法包括以下步骤：
基于所接收的定位数据，确定与移动装置的移动性相关联的参数水平；
其中，所述报告间隔是基于所确定的参数水平来设置的。在多个实施方式中，可能存在对例如准确性和/或时延的某些要求，其依赖于例如移动性。一个参数还可以指示控制中心是仅监测移动装置的位置，还是使用定位数据来操纵移动装置。因此，与时延有关的参数水平可以与在操纵和由该操纵造成的在移动装置中所监测的改变之间检测到的滞后有关。
在一个实施方式中，该方法包括以下步骤：
从所述控制中心接收所述报告间隔的指示。
在一个实施方式中，该方法包括以下步骤：
从控制中心接收针对用户平面连接的请求；
在无线单元与控制中心之间建立用户平面连接。
在一个实施方式中，该方法包括以下步骤：
从控制中心接收控制数据，该控制数据涉及与基于所接收的定位数据计算位置相关联的时延；
响应于接收到所述控制数据，在无线单元与控制中心之间建立用户平面连接。可以在定位节点的控制下建立用户平面连接，但是用户平面连接中的后续数据通信通常在不经过或不涉及定位节点的情况下执行。
在一个实施方式中，所述报告控制数据标识
第一间隔，其用于报告在移动装置中从远程定位数据发送器获得的固定定位数据，以及
第二间隔，其用于报告惯性测量数据。
根据第二方面，公开了一种无线网络中的定位节点，该定位节点被配置成提供与包括无线单元的设备相关联的定位数据，该定位装置包括：
控制单元，该控制单元包括：
处理装置，以及
存储器，其存储计算机程序代码；
其中，该处理装置被配置成执行所述计算机程序代码以执行前述方法步骤的步骤中的任一个。
根据第三方面，公开了一种用于与无线通信网络通信的移动装置，该移动装置包括：
无线单元，
接收器，其用于从远程定位数据发送器接收固定定位数据，
数据收集单元，其连接到用于获得与装置的移动相关联的惯性测量数据的传感器，
控制单元，其包括：
处理装置，以及
存储器，其存储计算机程序代码；
其中，该控制单元被配置成执行计算机程序代码以建立至少一个时间戳，用于将固定定位数据与惯性测量数据相关。
在一个实施方式中，无线单元被配置成将至少包括所述惯性测量数据的定位数据连同所建立的时间戳向网络中的定位单元发送。
在一个实施方式中，无线单元被配置成根据在无线单元中接收的报告控制数据来发送定位数据，该报告控制数据标识针对定位数据的请求。
在一个实施方式中，移动装置是无人驾驶载具。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的多个实施方式，其中
图1示意性地例示了根据实施方式的包括移动装置和具有多个基站的无线网络的系统；
图2示意性地例示了被配置成在图1的系统中可操作的无线移动装置；
图3示意性地例示了被配置成在图1的系统中可操作的定位节点；
图4示意性地例示了用于后向跟踪到先前位置的方法的示例实施方式；以及
图5和图6示意性地例示了公开如本文所提供的各个方法的几个实施方式的信令机制。
具体实施方式
下文阐述的详细描述，其中参照了附图，旨在作为多个配置的描述，而并非旨在表示可以实践本文描述的构思的唯一配置。为了提供对多个概念的透彻理解，详细描述包括特定细节。然而，对于本领域技术人员将明显的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践这些构思。在某些情况下，以框图形式示出了已知的结构和部件，以避免模糊这些构思。
参照多个设备和方法公开了本文所提出的实施方式的方面。在下面的详细描述中描述了这些装置和方法，并在附图中通过多个框、模块、部件、电路、步骤、处理、算法等例示了这些装置和方法。(统称为“要素”)。可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现这些要素。这些要素被实现成硬件还是软件依赖于特定应用和施加在整个系统上的设计约束。举例来说，可以利用包括一个或更多个处理器的“处理系统”来实现一个要素或要素的任何部分或要素的任何组合。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、状态机、门控逻辑、分立硬件电路以及被配置成执行在整个本公开中描述的多个功能的其它合适硬件。处理系统中的一个或更多个处理器可以执行软件。无论被称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其它形式，软件应广义地解释成表示指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、功能等。任何这种形式的软件可以被存储在形成处理系统的部分或连接到处理系统的存储器(诸如非易失性存储器)中。
在3GPP内，Rel-15的工作项涉及“LTE的UE定位准确性增强”，目的是针对普通UE和BL UE二者规定在LTE中在定位准确性、可用性、可靠性和可扩展性方面的定位增强的解决方案。在LTE背景中，UE表示用户设备，在系统中可操作以进行通信的无线装置的术语，并且BL表示带宽降低、低复杂性。这些讨论尤其涉及指定支持惯性测量单元IMU定位的目的。这包括支持通过LTE定位协议LPP的IMU定位以及包括IMU有关估计的混合定位的信令和过程。
IMU是使用加速度计和陀螺仪(有时还有磁力计)的组合来测量并报告主体的比力、角速率，并且有时还测量和报告主体周围的磁场的电子设备。IMU计算可以基于向测量单元供给输入的多个传感器，诸如加速度计、陀螺仪和磁力计等。诸如气压传感器的其它传感器也是可以使用的传感器，但是通常不被视为IMU的一部分。
加速度计通过测量影响加速度计传感器的力来测量移动装置的加速度。返回的测量结果可以以速度每秒(以m/s2为单位)表示。加速度通常涉及装置坐标系的3个轴(x、y、z)。
陀螺仪测量电话绕三个轴的角速度。返回的测量结果可以以度或弧度每秒表示，并指示移动装置如何旋转。在积分时间期间，陀螺仪的积分输出提供角度的总变化。
磁传感器沿三个轴测量影响电话的磁场的强度和方向。该测量结果可以以微特斯拉表示。
惯性导航系统(INS)通过连续跟踪来自附接到移动装置的主体的惯性测量单元(IMU)中的多个传感器的输出，来估计移动中的主体的位置和取向。装备有IMU的INS形成许多商用和军用载具(例如汽车、载人飞机、导弹、轮船、潜艇和卫星)的导航和控制的主干。除了导航目的，IMU还用作许多消费产品中的取向传感器。几乎所有智能手机和平板电脑包含作为取向传感器的IMU。使用IMU的产品的其它示例是Segway个人用运输载具，其中，IMU是平衡技术的核心部分。
为了能够使用IMU进行导航并将传感器输入与地理位置相关联，需要明确定义的坐标系作为参考。这可能包括与行星地球有关的由经度、纬度和指向天空的轴定义的3个轴。另一坐标系也可以基于建筑物走廊的表示。其通常适用于室内定位。
还需要在三个方向(x,y,z)限定移动装置自身的取向，然后使其与所限定的坐标系相关联以确定移动装置的取向和移动。行人航位推算(PDR)是使用来自IMU中的传感器的输入的方法。PDR基于当前位置并识别人行走的步伐来计算人携带的移动装置诸如移动电话的新位置。PDR可以被用作其它导航方法(诸如基于GNSS或基于蜂窝的，例如OTDOA等)的补充。
对于在无线通信网络中可操作以通信的无线移动装置而言，被包括在移动装置中的IMU向网络中的定位节点(诸如E-SMLC)供给良好机会以利用设备辅助的IMU定位估计来与其它定位方法进行混合定位，以增强位置估计的准确性和可靠性，或者在基于蜂窝和GNSS的定位方法受到限制时，仅利用基于设备的IMU定位估计。
在一个实施方式中，IMU有关信息用于对无人驾驶载具的远程控制。这可以用于获取关于无人驾驶载具的移动的详细信息，也可以用于增强定位准确性。这种实施方式可以提供较准确的定位准确性，以能够较详细地跟踪载具的移动。潜在地甚至更重要的是，当使用远程领航时，来自IMU的信息可以在无人驾驶载具(诸如无人驾驶空中载具UAV)的控制机制中使用。远程领航可以是例如载具视线外的控制站中的人在控制UAV的移动。可能还会有载具依靠自动驾驶仪行驶，并且控制中心需要详细的跟踪信息的情况。通常，无人驾驶载具诸如飞行无人机移动得相当快，但是水平和垂直方向的改变甚至更快，转弯和高度改变也非常快。对于基于GNSS或OTDOA的定位系统而言，这种移动可能很难跟随。
根据一个方面，提供了用于从移动装置自适应地报告IMU数据来获得具有依赖于移动性和时延要求的精确性和/或速度的定位的方法。
图1示意性地例示了移动装置10存在于无线通信网络1的通信范围中的情形。该无线通信网络1包括连接到网络主干60的多个基站20-22。装置10是可移动的，并且可以由无线通信网络1的一个小区中的一个基站20服务。移动装置10可以是诸如无人驾驶载具的载具，例如无人机。因此，移动装置10可以与控制中心40相关联。控制中心40可以用于借助于控制发送器41来引导和/或控制移动装置10。控制发送器41可以用于利用控制和/或引导信号来操作移动装置10，该控制和/或引导信号可以通过无线通信网络1或者通过单独的信道(例如，通过射频或光信道，或者通过卫星链路)来发送。控制中心还可以包括监测单元42，其可操作以辅助控制发送器41，其中，监测单元42可以包括用于存储与移动装置10有关的数据(诸如位置、移动、航向(heading)、速度、由移动装置10执行的事件以及由移动装置10捕获并且从移动装置10中继的数据)的存储器和用于显示该数据的监测器。
图2示意性地例示了移动装置10的实施方式。移动装置10可以包括用于与无线通信网络1的基站20-22连接的无线单元11。移动装置10可以可选地还包括单独的收发器12，其用于通过无线通信网络1以外的其它信道与控制中心40的控制发送器41通信。
移动装置10可以包括数据收集单元13，其包括用于获得惯性测量数据的一个或更多个传感器14，例如加速度计、陀螺仪和磁力计等。在这种实施方式中，该数据收集单元13可以实现IMU。该数据收集单元还可以包括用于处理由传感器14获得的原始数据的处理器。数据收集单元13可以连接到无线单元11，以从无线通信网络1的基站20-22获得例如用于OTDOA的PRS信号形式的定位数据，或者从wifi AP或蓝牙发送器(未示出)获得对应的定位信号。移动装置10还可以包括用于从GNSS卫星30接收信号形式的定位数据的卫星接收器单元15。
移动装置10还可以包括马达系统16，其包括用于推动移动装置10和使移动装置10转向的驱动单元，诸如轮、机翼、螺旋桨等。在这种实施方式中，移动装置10可以是无人驾驶载具。移动装置10还可以包括电池17或其它电源。
移动装置10还可以包括控制单元18，其包括用于控制移动装置10的操作的至少一个处理器181，以及用于存储可由处理器执行的计算机程序代码的存储器182。控制单元18可操作以从尤其是数据收集单元13、卫星接收器15和无线单元11中取得并传送定位数据。显然，移动装置10可以包括其它元件，例如用于获得例如图像和音频的另外传感器、工具以及用户接口(诸如显示器和数据输入装置)以及连接器。
在一个实施方式中，移动装置10可操作以将包括GNSS或OTDOA定位信息的定位数据发送到定位节点61，定位节点61被包括在无线网络1的网络主干60中或连接到无线网络1的网络主干60，诸如在LTE网络1的示例中的演进的服务移动定位中心E-SMLC。这种定位数据可以在定位节点61中被使用以计算与移动装置10相关联的一个固定位置或几个固定位置。另外，移动装置10可以被配置成发送借助于数据收集单元13获得的惯性测量数据，诸如IMU原始数据。与用于获得固定位置的定位信息相比，这种惯性测量数据常常以高得多的重复频率来捕获。
在一个实施方式中，定位节点61可以发起用于对移动装置10定位的过程。例如，这可以由来自控制中心40的请求触发。作为一个另选方式，可以由定位单元61直接执行定位发起，例如在紧急事件(e911呼叫)的情况下。对移动装置10的定位的发起可以由来自通信地连接到定位单元61的外部单元50的请求来触发，诸如在移动的移动装置10需要被跟踪例如警察或其它方面的监视情况下。
在一个实施方式中，建立用于在定位节点61中从移动装置10接收定位数据的无线会话。因此，定位功能可以如3GPP技术规范36.355/305中规定的，经由LTE定位协议即LPP协议被从定位节点61被最初命令，其中，无线会话是LPP会话。
根据至少覆盖本文概述的示例并且如图3所举例的一个总体方面，提供了无线网络1中的定位节点61，其被配置成用于提供与包括无线单元11的移动装置10相关联的定位数据，定位节点61包括控制单元610，该控制单元610包括处理装置611以及存储计算机程序代码的存储器612；其中，处理装置被配置成执行所述计算机程序代码以执行本文所示例的任何步骤。这尤其包括以下步骤：建立用于在定位节点61中从无线单元11接收定位数据的无线会话；向无线单元11发送报告控制数据，其中，报告控制数据标识对报告在装置10中获得的定位数据的请求，其中，所述定位数据包括惯性测量数据；以及根据报告控制数据从无线单元接收定位数据。
一般地如上面提供的，并且如将针对多个不同实施方式概述的，定位节点61可以被配置成在无线会话中将报告控制数据发送到移动装置10。总体而言，报告控制数据是向移动装置10传送的控制信号或数据，并且用作针对移动装置10获得和报告至少包括惯性测量数据的定位数据的请求。报告控制数据可以因此标识要获得和报告的惯性测量数据的类型，以及移动装置10要报告经预处理的数据还是原始数据。报告控制数据还可以控制何时、多么频繁以及何时不获得或报告至少包括惯性测量数据的定位数据。如在移动装置10中接收的报告控制数据被配置成标识针对移动装置10报告在移动装置10中获得的定位数据的请求。该请求可以或多或少是明确的，其中，报告控制数据限定例如定位数据的类型和更新频率。在其它实施方式中，该请求可以是隐式的，其中，该报告控制数据例如参照用于报告定位数据的预定方案，该方案如由例如系统信息块(SIB)信息限定或由标准规定。在又一实施方式中，报告控制数据可以是对来自移动装置10的下行信号的确认，其中，该请求是对在下行信号中传送或指示的数据或建议的报告格式的证实。下行信号可以明确地标识要发送的定位数据的特征，诸如类型和频率，或者参照用于报告定位数据的预定方案。在优选实施方式中，报告控制数据标识针对在移动装置10中获得的定位数据的请求，其中，所述定位数据包括惯性测量数据，该惯性测量数据可以由数据收集单元13从连接到其的一个或更多个传感器14收集。
响应于在借助于移动装置10中的无线单元11接收报告控制数据时所标识的请求，移动装置10开始收集和发送定位数据，例如，通过测量流，在单个报告中或按批处理。因此，包括惯性测量数据的定位数据被通过无线会话例如使用LPP协议输出到定位单元61(例如E-SMLC)。定位数据优选地还包括在数据收集单元13中获得的、可用于建立固定位置的数据，例如，借助于GNSS或OTDOA。
在一个实施方式中，惯性测量数据可以是原始数据。作为另选方式，惯性测量数据可以在数据收集单元13中或借助于处理单元18经预处理，其中，经预处理的数据可以包括例如速度和方向。
在一个实施方式中，定位节点61可以向控制中心40转发定位信息，例如，通过LPP。该定位信息可以包括接收到的IMU预处理数据或原始数据，以及基于从移动装置10接收的相关联的定位数据通过例如OTDOA或GNSS在定位节点61中获得的固定位置。对于LTE部署，由此在E-SMLC 61与控制中心40之间提供了新接口，例如，用于提供IMU输出。
在一个实施方式中，针对在移动装置10中获得的定位数据的请求可以至少包括报告间隔的标识，该报告间隔可以被指示为用于无线单元11获得或传送定位数据的测量结果更新频率。依赖于情形，对于惯性测量数据和对于能够用于例如GNSS或OTDOA定位的固定定位数据，可以采用不同的报告间隔。在OTDOA系统中，固定定位数据可以是定位测量结果，例如参考信号时差(RSTD)测量结果。定位节点61可以基于该测量结果来计算固定点位置(例如地理坐标)。在示例实施方式中，与用于获得惯性测量数据相比，较长的间隔被应用于获得固定定位数据。在一个实施方式中，这是在控制中心40中确定的，并且可以通过定位节点61传送到移动装置10。在另一实施方式中，可以在网络1的定位节点61中或在控制中心40中执行设置或改变用于惯性测量数据和/或固定定位数据的报告或获得间隔的确定，并且将其传送给移动装置10。改变惯性测量间隔的决定和报告可以基于所需的定位准确性来执行，并且可以是自动或手动控制的。
在优选实施方式中，从移动装置10接收的定位数据包括与至少惯性测量数据相关联的时间戳。在一个实施方式中，时间戳可以被包括在移动装置10中针对惯性测量数据的各个收集的样本的定位数据中。在另选实施方式中，可以对于惯性测量数据的一批样本请求单个时间戳，该时间戳以某个指定的或预定的更新频率获得。通过获得时间戳，定位节点61或控制中心40可以将获得的惯性测量数据与基于例如OTDOA或GNSS的任何固定定位点相关，其可以与时间戳固有地关联或可以设置有另外的时间戳数据。借助于惯性测量数据的定位仅提供了相对位置，但是通过使用时间戳的相关将以较高更新频率获得的这种相对移动与较少地获得的固定位置相关联，可以减小在基于惯性测量数据的定位中的误差或不准确性。时间戳数据可以例如根据从无线单元11接收到的时钟信号或根据由卫星接收器单元14接收到的卫星信号而在移动装置10中建立。移动装置10还可以或另选地包括被配置成生成用于建立时间戳的时钟信号的本地时钟信号生成器，其例如被包括在处理单元18中。在一个实施方式中，处理单元18可以被配置成基于时钟信号建立时间戳，例如作为延迟值或偏移量。
在一个实施方式中，将获得的定位数据馈送到由控制中心40中的监测单元42操作的跟踪系统中，以提供移动装置10的移动轨迹。在一个实施方式中，获得的定位数据用于在监测单元42中向远程领航供给支持，以控制无人驾驶载具10形式的移动装置。
在一个实施方式中，包括从移动装置10获得的惯性测量数据的定位数据可以在预测移动装置10的方向和/或速度的方法中使用。这可能是可用的，例如当在定位节点61中已经接收包括固定定位数据和惯性测量数据二者的定位数据的一个或更多个样本之后定位数据的接收被丢失时。通过使来自固定定位数据的时间戳数据和惯性测量数据相关，可以确定例如在最后计算的固定位置处的方向和速度。这可以例如用于通过外推来评估在稍后时间点的真实位置或航向。
图4示意性地例示了一个实施方式，其中，来自移动装置10的惯性测量数据的报告可以用于后向跟踪移动装置的移动的方法中。例如，这可以在直到稍后阶段都未确定或无法确定固定位置时用于确定初始位置。该附图示出了在无线网络1中用于后向跟踪移动的移动装置10的方法的示例，该移动装置10包括用于与网络1通信的无线单元11，该方法至少包括以下步骤：
1.在网络1中从移动装置接收连接尝试。该连接尝试可以是呼叫、消息、求救信号或只是任何这种连接的发起。这可以由与移动装置一起存在的用户，或者由远程用户，或者例如由移动装置10自身响应于由移动装置10检测到发生事件(例如丢失固定定位数据的接收)而自动地发起。
2.移动装置由此被配置成编译从移动装置10中的一个或更多个传感器14获得的惯性测量数据。惯性测量数据的编译可以是标准设置，并且始终以某个间隔执行。作为另选方式，这种编译是由某种类型的事件(诸如在第1点所例示的)触发的，或者如图所示例如响应于进行连接尝试(诸如紧急呼叫或信号)。
3.在进行连接尝试时，移动装置可能无法立即访问或不能获得固定位置测量数据，其可能也是编译惯性测量数据的触发。例如，这可能是由于移动装置10存在于室内或者具有不良连接能力而导致的。另一示例可以是，在进行连接尝试时，移动装置10中用于从诸如GNSS卫星30的远程定位数据发送器接收固定定位数据的单元14不起作用或不活动。因此，自进行连接尝试以来，移动装置可以已经从附图中以1)指示的第一位置移动到附图中以3)指示的第二位置，此时，使用例如OTDOA或GNSS可以自连接尝试以来首次获得固定位置。
4.当在包括在网络1中或连接到网络1的定位单元61中接收固定定位数据时，经编译的惯性测量数据也被从移动装置10报告。在确定了第一固定位置时，可以使用接收到的惯性测量数据来执行后向跟踪计算，该惯性测量数据包括与惯性测量数据的获得相关联的时间戳。该后向跟踪提供与进行连接尝试的点或区域有关的位置信息，作为从定位节点61的输出。
参照该示例，在无线网络中提供了通用方法，该方法用于对移动的移动装置进行后向跟踪，该移动的移动装置包括用于与网络通信的无线单元，该方法包括在无线网络中执行以下步骤：
检测来自无线单元的连接尝试；
从移动装置接收定位数据连同相关联的时间戳数据，该定位数据包括：
在移动装置中从远程定位数据发送器获得的与连接尝试有关联的固定定位数据，和
来自无线单元的在连接尝试后从设置在移动装置中的传感器获得的惯性测量数据；
基于固定定位数据确定第一位置；以及
基于所确定的第一位置和惯性测量数据以及相关联的时间戳数据，确定与进行连接尝试的位置对应的第二位置。
在与本文已经描述的实施方式相关联的多个实施方式中，包括选择机制以建立用户平面连接。再次参照图1，可以通过服务基站20在移动装置10中的无线单元11与定位单元61之间建立LPP会话，在LET部署中该定位单元61可以通过移动性管理实体MME(未示出)连接。然而，用户平面连接可以另选地被建立成直接在移动装置10与控制中心40之间的数据连接，诸如通过网关单元62或类似物。在各个实施方式中，这基于与移动装置10的移动性(诸如，移动的程度或速度)有关的各个指示而依赖于来自控制中心40的要求或特定请求来执行，或者例如由定位节点61自身发起。这种用户平面连接因此在移动装置10与控制中心40之间建立直接连接，在该直接连接中，在不经过或不涉及定位单元61的情况下进行通信。
在一个实施方式中，可以通过定位时延要求来控制用于用户平面连接的选择机制。如果在控制中心40中惯性测量数据用于控制或监测装置10的移动，则可使用机制来选择IMU原始数据经由定位节点61传输还是经由用户平面连接直接传输到控制中心40，诸如当存在低时延要求，或者当前时延不被视为能够接受时。其原因可能例如是在控制中心40处发起引导信号或控制信号与移动装置10中的实际移动或动作的其它执行之间，在控制中心40中经历了滞后。这可以例如根据从移动装置10到控制中心40的响应信号(诸如确认(ACK)信号)或例如由移动装置10捕获并向控制中心40发送的视频或音频信号来确定。在正常LPP连接中不能够接受的时延水平的确定可以是用户确定的，或者是基于发送的控制信号与接收的信号之间的比较或在移动装置10中的所监测的动作发生而自动进行的。
在经由直接用户平面连接传输IMU数据(诸如惯性测量数据)的实施方式或情况下，与控制中心40中的控制发送器41和/或监测单元42连接的处理单元的控制机制优选地被配置成在将IMU数据与从定位节点61接收的固定点信息组合时使用时间戳数据，该固定点信息基于从移动装置10报告的固定点定位数据通过例如OTDOA或GNSS来建立。
依赖于时延要求或移动装置10移动的程度，在一个实施方式中，还可以在最合适的无线接入技术(诸如，例如LTE、NR(新无线电))上进行选择。RRC信令中的合适指示可以用于该选择。
图5和图6示意性地例示了根据本文提供的不同实施方式的信令机制的多个实例500。可以结合先前的附图和相关联的描述来阅读和理解在图5和图6的附图中示例的方案。
在图5和图6的附图中，移动装置10(例如，无人驾驶载具10)被例示在左侧。定位节点61位于中部，并且基站20被指示在它们之间。在右侧示出了用于控制和/或监测移动装置10的控制中心40。在LTE部署中，移动装置10可以包括实现UE的无线单元11，并且基站20可以是eNB(演进的NodeB)。在5G NR部署中，基站20可以是gNB。定位节点可以是E-SMLC。图5的实施方式提供了OTDOA作为用于固定定位的示例，但是在另选实施方式中，可以通过例如GNSS、wifi或BT来获得固定定位。
在初始步骤510中，可以从控制中心40向定位节点61发送定位请求，该定位节点61可以对该请求做出响应或确认511。
在附图中，在被指示为501的处理中，执行用于检查移动装置10能力的处理。在一个实施方式中，指示设备能力报告的请求的报告控制数据512可以从定位节点61(例如在RRC中)向移动装置10中的无线单元11发送。该请求可以是显式的或隐式的，诸如表示这种请求的信号位或代码。从移动装置10返回的响应报告513也可以是显式的或隐式的，并且可以例如提供传感器原始数据报告原样支持的指示、可用于提供惯性测量数据的传感器类型的指示，诸如支持或不支持加速度计、陀螺仪、磁力计等。
在一个实施方式中，可以执行在附图中被指示为502的设备移动性检查。这可以通过在定位节点61与移动装置10中的无线单元11之间建立无线会话例如通过LPP，以及请求514移动装置10的移动性的指示来执行。这可以通过使用一个或更多个IMU传感器在移动装置中获得。移动装置10可以向定位节点61提供响应515，该响应可以将移动性指示为是或否选项，或者例如从内置传感器确定的移动程度。
在一个实施方式中，如附图中的503所示，可以得出结论，移动装置10是静止的，例如，响应于参照502讨论的结果，例如根据响应515。定位节点61可以向控制中心查询516对于移动装置10而言仅固定位置还是固定位置连同IMU原始数据要被报告。在从控制中心40接收到响应517之后，定位节点61可以向移动装置10请求518以获得固定定位数据519，诸如针对OTDOA基于PRS信号以及还潜在地基于一批IMU数据。在定位节点61中，计算520固定位置，在适当的情况下计算IMU增强的固定位置，随后可以将其向控制中心40报告521。可以基于例如对准确性的要求而重复522，例如如果获得的准确性不充分。
在一个实施方式中，如附图中的504所示，可以得出结论，移动装置10是移动的，例如，响应于参照502讨论的结果，或在503下重复过程之后。在一个实施方式中，定位节点61因此可以被配置成确定定位数据的更新间隔。依赖于移动性的一定程度或准确性要求，多个间隔可以是通过规范或传递给移动装置10的先前设置预定的。另选地，定位节点61可以基于检测移动性的程度或准确性要求来确定一个或更多个间隔。间隔也可以由控制中心40预配置，并传递到定位节点61，以依赖于移动性的程度或准确性要求而应用。定位节点61可以向控制中心查询523对于移动装置10而言仅固定位置还是固定位置连同IMU原始数据要被报告。在从控制中心40接收到响应524之后或在确定确认之后，定位节点61可以向移动装置10请求525以按第一间隔获得固定定位数据(诸如针对OTDOA的PRS信号)，并向移动装置10请求526以按第二间隔获得惯性测量数据，例如IMU原始数据。对于固定定位数据527和惯性测量数据529二者，时间戳数据可以由移动装置10提供。优选地，为惯性测量数据设置显著更高的采样频率，使得用于获得固定定位数据的间隔是用于获得惯性测量数据的间隔的10至100倍，如图中所举例。由定位节点61设置的间隔可以反映定位数据的获得和/或报告。当在定位节点61中接收固定定位数据时，可以计算528固定位置。通过考虑从移动装置10报告的惯性测量数据529还可以增强固定位置。在这种实施方式中，IMU增强的固定位置可以按照约定的某个限定的周期或在计算位置时向控制中心40报告530。通过将与定位位置数据关联的接收到的时间戳数据与惯性测量数据相关，获得IMU增强的定位位置。在另选实施方式中，或根据请求，在定位节点61中计算固定位置，并将其与接收的惯性测量数据和关联的时间戳数据向控制中心40报告530。控制中心40可以被配置成检查531移动性的程度、时延或准确性要求，并且决定调节针对固定定位数据和/或惯性测量数据的报告间隔，并且将其向定位节点61传递532。定位节点61响应于此然后可以向移动装置10发送报告控制数据533，以更新报告间隔。该数据可以由移动装置10做出确认534。定位节点61然后可以继续以连续的重复方式535按新限定的间隔报告530IMU增强的固定数据，或者例如OTDOA固定加原始IMU数据。
在一个实施方式中，在图6中提供并且在附图中由505指示的，作为控制中心40指令532定位节点更新报告间隔的另选或附加方式，可以在控制中心40中确定需要用户平面连接。这可以基于确定的针对位置报告的时延要求，例如，是否需要更改时延。对用户平面连接的需要或请求的确定505也可以基于控制中心40希望增加轨迹计算的粒度或想要改进用于操纵移动装置10的控制的反馈回路控制。对用户平面连接的请求536可以被发送到定位节点61或经由定位节点61发送。由此通过基站20与移动装置10之间的通信537-540在无线通信网络1中建立用户平面连接。然后，对至少惯性测量数据的报告可以被直接从移动装置10中继541到控制中心40，如上面也参照图1所描述的。
在一个实施方式中，在附图中以506表示，定位节点61潜在地通过来自控制中心40的指令可以确定用于获得固定位置的处理不够准确。定位节点然后可以指令542移动装置10更新其固定定位方法。作为示例，如果OTDOA没有提供充分准确或快速的固定位置，则可以在来自定位节点61的报告控制数据中传送指令542，以切换到报告GNSS固定定位数据。定位方法的改变的该信息也可以向控制中心40发送543，或者如果该改变是否是控制中心40最初请求的则被确认。随后可以继续543报告，类似于针对图5中步骤535所概括的。定位节点61还可以确定544可能需要校准，并且向控制中心40报告545所需要的校准。当不需要进一步报告定位数据时，可以停止546来自定位节点的报告。
上面已经概述了多个实施方式，并且应该理解，可以以不矛盾的任何形式组合这些实施方式。本发明的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (10)

1.一种用于在无线网络的定位节点中提供定位数据的方法，所述定位数据与包括无线单元的移动装置相关联，所述方法包括以下步骤：
建立用于在所述定位节点中从所述无线单元接收定位数据的无线会话；
向所述无线单元发送报告控制数据；
其中，所述报告控制数据标识请求，所述请求控制所述移动装置记录在所述移动装置中获得的惯性测量数据并报告包括所述惯性测量数据的定位数据；
根据所述报告控制数据从所述无线单元接收定位数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所接收的定位数据包括与所述惯性测量数据相关联的时间戳数据，用于将所述惯性测量数据与固定定位数据相关。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括以下步骤：
向与所述装置相关联的控制中心发送包括或基于所接收的位置数据的位置指示。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述报告控制数据标识所述移动装置获得或报告至少所述惯性测量数据的间隔。
5.根据权利要求4所述的方法，所述方法包括以下步骤：
基于所接收的定位数据，确定与所述移动装置的移动性相关联的参数水平；
其中，所述报告间隔是基于所确定的参数水平来设置的。
6.根据权利要求3或5所述的方法，所述方法包括以下步骤：
从所述控制中心接收控制数据，该控制数据涉及与基于所接收的定位数据计算位置相关联的时延；
响应于接收到所述控制数据，在所述无线单元与所述控制中心之间建立用户平面连接。
7.根据权利要求3或5所述的方法，所述方法包括以下步骤：
从所述控制中心接收针对用户平面连接的请求；
在所述无线单元与所述控制中心之间建立用户平面连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述报告控制数据标识
第一间隔，所述第一间隔用于报告在所述移动装置中从远程定位数据发送器获得的固定定位数据，以及
第二间隔，所述第二间隔用于报告惯性测量数据。
9.一种无线网络中的定位节点，所述定位节点被配置成提供与包括无线单元的设备相关联的定位数据，所述定位设备包括：
控制单元，所述控制单元包括：
处理装置，以及
存储器，所述存储器存储计算机程序代码；
其中，所述处理装置被配置成执行所述计算机程序代码以实现前述权利要求1至8所述的步骤中的任一个。
10.一种用于与无线通信网络通信的移动装置，所述移动装置包括
无线单元，
接收器，该接收器用于从远程定位数据发送器接收固定定位数据，
数据收集单元，该数据收集单元连接到用于获得与所述装置的移动相关联的惯性测量数据的传感器，
控制单元，所述控制单元包括：
处理装置，以及
存储器，所述存储器存储计算机程序代码；
其中，所述控制单元被配置成执行所述计算机程序代码以建立至少一个时间戳，用于将所述固定定位数据与所述惯性测量数据相关。
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