CN112235757B - 用于定位的方法、设备、装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例涉及用于定位的方法、设备、装置和计算机可读存储介质。在第一设备处，确定由所述第一设备服务的第二设备的位置的初始值；基于所述初始值，确定用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；利用所述一组第三设备中的至少三个第三设备执行所述信号传输时间的测量；以及将所述测量的结果发送至第四设备，用于由所述第四设备确定所述第二设备的所述位置的最终值。根据本公开实施例的方案，可以提高基于蜂窝移动通信系统的定位的精度。

Description

用于定位的方法、设备、装置和计算机可读存储介质
技术领域
本公开的实施例涉及通信领域，更具体地涉及用于定位的方法、设备、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
如所知，室内定位可以基于蜂窝移动通信系统来实现。在基于蜂窝移动通信系统的室内定位技术中，通常采用增强的蜂窝小区标识(E-CID)、RF模式匹配、诸如观测到达时间差(OTDoA)和上行链路到达时间差(UTDoA)之类的基于信号传输时间的测量的方法等。
在这些方案中，性能最优的方案是OTDoA方案。目前在基于第四代(4G)增强的长期演进(LTE)的OTDoA方案中，在水平面的典型的定位精度为“<50m”，在垂直面的定位精度为“<10m～50m”。然而，基于第三代合作伙伴计划(3GPP)22.862协议，对于第五代(5G)新无线电(NR)系统，在80％的情况下(包括室内、室外和城市环境)，基于蜂窝移动通信系统的定位精度需达到“<1m～10m”。因此，期望一种改进方案来提高基于蜂窝移动通信系统的定位的精度。
发明内容
总体上，本公开的实施例提供用于定位的方法、设备、装置和计算机可读存储介质。
在本公开实施例的第一方面，提供一种用于定位的方法。该方法包括：在第一设备处，确定由所述第一设备服务的第二设备的位置的初始值；基于所述初始值，确定用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；利用所述一组第三设备中的至少三个第三设备执行所述信号传输时间的测量；以及将所述测量的结果发送至第四设备，用于由所述第四设备确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在本公开实施例的第二方面，提供一种用于定位的方法。该方法包括：在第四设备处，接收来自第一设备的关于由所述第一设备服务的第二设备与至少三个第三设备之间的信号传输时间的测量的结果，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第一设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及基于所述结果，确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在本公开实施例的第三方面，提供一种用于定位的方法。该方法包括：在由第一设备所服务的第二设备处，响应于接收到来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令，向至少三个第三设备发送宽带定位参考信号，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；从所述至少三个第三设备接收响应于所述宽带定位参考信号而发送的第一窄带定位参考信号；基于所述第一窄带定位参考信号，确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果；以及将所述测量结果发送给所述第一设备，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在本公开实施例的第四方面，提供一种用于定位的方法。该方法包括：在第三设备处，在由第一设备为其分配的窄带上接收来自由所述第一设备服务的第二设备的宽带定位参考信号，所述第三设备是至少三个第三设备中的一个设备，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及响应于接收到所述宽带定位参考信号，在所述窄带上向所述第二设备发送第一窄带定位参考信号，以便所述第二设备基于所述第一窄带定位参考信号来确定与至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果；以及将所述测量结果发送给所述第一设备，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在本公开实施例的第五方面，提供一种第一设备。该第一设备包括：处理器；以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第一设备执行上述根据本公开实施例的第一方面的方法。
在本公开实施例的第六方面，提供一种第四设备。该第四设备包括：处理器；以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第四设备执行上述根据本公开实施例的第二方面的方法。
在本公开实施例的第七方面，提供一种第二设备。该第二设备包括：处理器；以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第二设备执行上述根据本公开实施例的第三方面的方法。
在本公开实施例的第八方面，提供一种第三设备。该第三设备包括：处理器；以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第三设备执行上述根据本公开实施例的第四方面的方法。
在本公开实施例的第九方面，提供一种用于定位的装置。该装置包括：用于在第一设备处确定由所述第一设备服务的第二设备的位置的初始值的部件；用于基于所述初始值来确定用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备的部件，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；用于利用所述一组第三设备中的至少三个第三设备执行所述信号传输时间的测量的部件；以及用于将所述测量的结果发送至第四设备以用于由所述第四设备确定所述第二设备的所述位置的最终值的部件。
在本公开实施例的第十方面，提供一种用于定位的装置。该装置包括：用于在第四设备处接收来自第一设备的关于由所述第一设备服务的第二设备与至少三个第三设备之间的信号传输时间的测量的结果的部件，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及用于基于所述结果来确定所述第二设备的所述位置的最终值的部件。
在本公开实施例的第十一方面，提供一种用于定位的装置。该装置包括：用于在由第一设备所服务的第二设备处响应于接收到来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令向至少三个第三设备发送宽带定位参考信号的部件，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；用于从所述至少三个第三设备接收响应于所述宽带定位参考信号而发送的第一窄带定位参考信号的部件；用于基于所述第一窄带定位参考信号来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果的部件；以及用于将所述测量结果发送给所述第一设备的部件，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在本公开实施例的第十二方面，提供一种用于定位的装置。该装置包括：用于在第三设备处在由第一设备为其分配的窄带上接收来自由所述第一设备服务的第二设备的宽带定位参考信号的部件，所述第三设备是至少三个第三设备中的一个设备，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及用于响应于接收到所述宽带定位参考信号来在所述窄带上向所述第二设备发送第一窄带定位参考信号的部件，以便所述第二设备基于所述第一窄带定位参考信号来确定与至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在本公开实施例的第十三方面，提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行上述根据本公开实施例的第一方面的方法。
在本公开实施例的第十四方面，提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行上述根据本公开实施例的第二方面的方法。
在本公开实施例的第十五方面，提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行上述根据本公开实施例的第三方面的方法。
在本公开实施例的第十六方面，提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行上述根据本公开实施例的第四方面的方法。
根据本公开实施例的方案，可以借助于5G通信系统中部署在待定位设备周围的机器类型通信(MTC)设备，来对待定位设备进行信号传输时间的测量，从而获得大量更可靠的测量值用于待定位设备的定位。由此，可以大大提高基于蜂窝移动通信系统的定位的精度。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了本公开实施例可在其中实施的示例通信系统的示意图；
图2示出了根据本公开实施例的用于定位的在设备之间的示例性交互的示意图；
图3示出了根据本公开实施例的在第一设备处实施的用于定位的方法的流程图；
图4示出了根据本公开实施例的在第四设备处实施的用于定位的方法的流程图；
图5示出了根据本公开实施例的在第二设备处实施的用于定位的方法的流程图；
图6示出了根据本公开实施例的在第三设备处实施的用于定位的方法的流程图；
图7示出了根据本公开实施例的电子设备的示意结构框图；以及
图8示出了根据本公开实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中示出了本公开的一些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
应理解，尽管本文可以使用术语“第一”和“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一元件可以称为第二元件，同样，第二元件可以称为第一元件，而不脱离实施例的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个所列术语的任何和所有组合。
在此使用的术语“电路”是指以下的一项或多项：
(a)仅硬件电路实现方式(诸如仅模拟和/或数字电路的实现方式)；以及
(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)硬件处理器的任意部分与软件(包括一起工作以使得诸如光线路终端(OLT)或其他计算设备等装置执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)；以及(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或者微处理器的一部分，其要求软件(例如固件)用于操作，但是在不需要软件用于操作时可以没有软件。
电路的定义适用于此术语在本申请中(包括任意权利要求中)的所有使用场景。作为另一示例，在此使用的术语“电路”也覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或者硬件电路或处理器的一部分、或者其随附软件或固件的实现方式。例如，如果适用于特定权利要求元素，术语“电路”还覆盖基带集成电路或处理器集成电路或者OLT或其他计算设备中的类似的集成电路。
如本文所用，术语“通信网络”是指遵循任何适当通信标准的网络，例如LTE、LTE高级(LTE-A)、宽带码分多址(WCDMA)、高速分组访问(HSPA)、窄带物联网(NB-IoT)等等。此外，终端设备和通信网络中的网络设备之间的通信可以根据任何合适的一代通信协议执行，包括但不限于第一代(1G)、第二代(2G)、2.5G、2.75G、第三代(3G)、第四代(4G)、4.5G、未来第五代(5G)通信协议和/或目前已知或将来开发的任何其他协议。本发明的实施例可应用于各种通信系统。考虑到通信技术的快速发展，当然也会有未来类型的通信技术和系统，本发明可能会与之结合。不应将其视为将本公开的范围仅限于上述系统。
如本文所用，术语“网络设备”是指通信网络中的节点，终端设备通过该节点访问网络并从中接收服务。取决于应用的术语和技术，网络设备可以指基站(BS)或接入点(AP)，例如，节点B(NodeB或NB)、演进NodeB(eNodeB或eNB)、NR NB(也称为gNB)、远程无线单元(RRU)、无线报头(RH)、远程无线报头(RRH)、中继、诸如微微基站或毫微微基站的低功率节点等等。
术语“终端设备”是指任何能够进行无线通信的终端设备。通过示例而非限制，终端设备也可以称为通信设备、用户设备(UE)、用户站(SS)、便携式用户站、移动站(MS)或访问终端(AT)。终端设备可以包括但不限于移动电话、移动电话、智能电话、IP语音(VoIP)电话、无线本地环路电话、平板电脑、可穿戴终端设备、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、台式机、例如数码相机的图像采集终端设备、游戏终端设备、音乐存储和播放设备、车载无线终端设备、无线端点、移动台、笔记本嵌入式设备(LEE)、笔记本电脑设备(LME)、USB加密狗、智能设备、无线客户驻地设备(CPE)、物联网(LOT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴式显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用程序(如远程手术)、工业设备和应用程序(如机器人和/或其他无线设备在工业和/或自动化处理链上下文)、消费电子设备、在商业和/或工业无线网络上运行的设备等。在下面的描述中，术语“终端设备”、“通信设备”、“终端”、“用户设备”和“UE”可以互换使用。
目前，随着5G系统的发展，基于蜂窝移动通信系统的室内定位的主要研究方向可以分为：
1)利用基于大规模天线阵列(massive MIMO,mMIMO)的无线信道指纹识别：大规模天线阵列会对无线信道的空间域完成密集采样，因此将其利用来增强定位是合理的。对于基于“指纹识别(fingerprinting)”的定位方法，是通过将在线测量结果与对某些已知位置的一组训练样本进行比较来估计位置。
但这种方式存在明显的缺点。例如，每个地理位置的模式特征都必须在进行实时定位操作之前去通过训练性的测量将其变成先验的知识，并且具有相似模式特征的地理位置将很难被区分。此外，在动态环境中，以前收集的、各个地理位置的模式特征很难会保持准确。还有，对于紧急情况下的定位，假设相应的地理环境已经进行过训练性的测量，在很多时候是不现实的。
2)利用在大规模天线阵列帮助下获得更高分辨率的角度估计：由于大数量的天线会形成更窄的波束，因此角度估计将获得更高的可分辨率，比如对到达角(angle ofarrival,AoA)或离开角(angle of departure,AoD)的估计。在这一研究方向上最流行的方法是：利用对波束的参考信号接收功率(beam-RSRP,BRSRP)的测量和增强卡尔曼滤波，来进行角度估计。
然而，为了确保角度估计的良好性能，现有的所有研究工作都理想化地假设：基站与被定位的目标终端之间存在视距传播(line of sight,LoS)路径。
3)网络密集化：为了建造超密集的5G网络，业界提出显著增加对所谓的小微基站(微微基站和毫微微基站)的部署。这将在定位服务中发挥重要作用，因为增加更多的发射机将大大提高定位精度，和减少同步误差的影响。此外，在超密集的5G网络中进行终端与终端间(device-to-device,D2D)的通信，将有望进一步协助超密集的小微基站去实现无缝或无所不在的、精度低于一米的位置估计。
然而，由于资本支出和运营成本(CAPEX和OPEX)的显著增加，让每个移动网络运营商去独立部署和维护一套如此密集的网络基础设施，其所需的成本将会是不可负担的。一个可能的解决方案是让多个移动网络运营商合作，一起来部署和维护这种超密集的网络基础设施；但是显然，针对网络基础设施共享，如何合理和让各方都接受地去完成对每个移动网络运营商的计费收益核算和维护成本分担，又将成为另一个难以解决的问题。
海量机器类型通信(mMTC)是5G网络中三种应用场景之一。作为最终目标，预计MTC设备(下面也称为物联网终端)的部署密度应为每平方公里100万个连接(即106个物联网终端/平方公里)。
一般来说，5G NR系统中的MTC设备将具有比较低的成本和比较窄的信号带宽。虽然针对5G NR系统中MTC部署的3GPP标准化工作还没有全面展开，但是以4G LTE系统中的物联网终端(包括LTE机器至机器(LTE-M)终端和NB-IoT终端)为参考，一个5G MTC设备的信号带宽可以在180kHz～5MHz之间。
通常，对于每个具有固定不变的位置的MTC设备来说，它的准确地理坐标都会作为先验知识被为它服务的网络设备(例如gNB)所知。
鉴于此，根据本公开的实施例，提出了借助于5G通信系统中大量部署的MTC设备来辅助增强基于蜂窝移动通信系统的室内定位的方案。由于MTC设备的密集部署，可以帮助增强定位性能，使得可以大大提高基于蜂窝移动通信系统的定位的精度。下面结合附图对此进行更详细说明。
图1示出了本公开实施例可在其中实施的示例通信系统100的示意图。如图1所示，通信系统100可以包括用于提供通信服务的第一设备110以及由第一设备110服务的第二设备120和N个(N为大于等于3的整数)第三设备130-1、……、130-N(方便起见，在下文中也可以统称为第三设备130)。
在本公开的实施例中，第一设备110还可以提供对第二设备120的辅助定位服务。第二设备120是待定位的设备，并且第三设备130是用于对第二设备120进行信号传输时间的测量的设备。在本公开的实施例中，第一设备110可以是网络设备，例如gNB。第二设备120可以是终端设备，例如移动终端。第三设备130可以是在通信网络中大量部署的MTC设备。
在本公开的实施例中，通信系统100还可以包括第四设备140，用于向第一设备110请求辅助定位服务，以便从第一设备110获得信号传输时间的测量结果并基于该测量结果确定第二设备120的位置。在本公开的实施例中，第四设备140可以是部署在核心网内或移动边缘计算(MEC)平台内的定位服务器设备。
应理解到，第一设备110、第二设备120、第三设备130和第四设备140的数目并不限于图1所示的示例，而是可以包括更多或更少的数目。此外，它们的实施也不限于上述具体示例，而是可以以任意合适的方式实施，只要实现上述功能即可。
图2示出了根据本公开实施例的用于定位的在设备之间的示例性交互的示意图200。为了方便起见，这里结合图1的示例进行描述。如图2所示，第四设备140可以响应于来自应用的对第二设备120执行定位的请求，向第一设备110发送220辅助定位服务请求。
响应于接收到该辅助定位服务请求，第一设备110与至少两个其它第一设备(未示出)同时地向第二设备120发送201定位参考信号(PRS)。第一设备110和至少两个其它第一设备构成一组第一设备。相应地，第二设备120可以接收来自这一组第一设备中的每个第一设备的PRS，并且基于PRS执行202去获得第二设备120与每个第一设备之间的信号传输时间的测量。
在本公开的示例性实施例中，第二设备120可以基于PRS确定每个第一设备的PRS的到达时间，作为信号传输时间的测量结果。在本公开的示例性实施例中，第二设备120可以将为第二设备120服务的第一设备110的PRS的到达时间作为参考值，进一步确定其它第一设备的PRS相对于该参考值的参考信号传输时间差(RSTD)，作为信号传输时间的测量结果。
继而，第二设备120可以将信号传输时间的测量的结果发送203给第一设备110。第一设备110可以将接收到的信号传输时间的测量结果发送205给第四设备140。在本公开的示例性实施例中，第一设备110可以在对信号传输时间的测量结果进行处理204后发送205给第四设备140。例如，在接收到来自第二设备120的PRS的到达时间的信息时，第一设备110可以将第一设备110的PRS的到达时间作为参考值，确定其它第一设备的PRS相对于该参考值的RSTD，作为信号传输时间的测量的结果，并且将该结果发送205给第四设备140。
在接收到信号传输时间的测量结果后，第四设备140基于该测量结果来确定206第二设备120的位置的初始值。在本公开的实施例中，第四设备140可以通过本领域已知或未来开发的任意合适的估计算法来估计第二设备120的位置的三维坐标，作为上述初始值。
上述初始值的确定是以201至206所示的传统OTDoA方案为例进行的描述。但应理解到，本公开的实施例并不限于此，而是可以通过本领域已知或未来开发的任意合适方式来实现该初始值的确定。
在确定了初始值后，第四设备140将初始值发送207给第一设备110。相应地，第一设备110接收该初始值。基于该初始值，第一设备110可以确定208用于与第二设备120之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备130。在本公开的示例性实施例中，可以以初始值为中心确定第一区域。根据本公开的一些实施例，可以以初始值为中心在三维空间上构造第一区域。例如，在水平面上以50m为圆的半径、并以10ms为高度的一半，来构造一个圆柱体作为第一区域。例如，以50米为半径来构造一个球体作为第一区域。应理解到，本公开实施例并不限于此，而是可以采用任何其他合适方式确定第一区域。例如在一些备选实施例中，也可以以初始值为中心在二维空间上构造第一区域。
在本公开的示例性实施例中，在确定第一区域后，第一设备110可以标识处于所述第一区域中的第三设备130，由此确定一组第三设备130。根据本公开的实施例，第一设备110标识位置固定的第三设备130。例如，第一设备110可以基于对自己所服务的每一个位置固定的第三设备130的三维坐标的先验知识，标识位于第一区域中的位置固定的第三设备130。
根据本公开的一些实施例，第一设备110可以定期(例如每周或每个月)获取第三设备130的三维坐标。根据本公开的一些实施例，第一设备110可以通过人工的方式获取第三设备130的三维坐标。根据一些备选实施例，第一设备110可以通过自动的方式获取第三设备130的三维坐标。
如所知，“106个物联网终端/平方公里”是5G系统中MTC设备部署密度的最终目标，而在MTC设备的部署初期，部署密度将至少为“104个物联网终端/平方公里”。在这种情况下，平均而言，在上述第一区域中将可以存在数十个位置固定的第三设备130。并且，这些第三设备130都在第二设备120附近。在这种情况下，利用第三设备130对第二设备120的信号传输时间的测量相比传统OTDoA而言，测量误差将会显著减小。
在确定了一组第三设备130后，第一设备110可以使第二设备120与这一组第三设备130中的至少三个第三设备130执行信号传输时间的测量。在一些实施例中，第一设备110可以使第二设备120与这一组第三设备130中的所有第三设备130执行信号传输时间的测量。通过这种方式，可以提供更大量的测量值用于定位估计，从而增强定位的精度。应理解到，至少三个第三设备130的选择可以以任意合适方式来实施，这里不做任何限制。
在本公开的示例性实施例中，第一设备110可以确定209该至少三个第三设备130在时域上的同步误差。如果该同步误差大于预定阈值(例如若干毫秒)，第一设备110可以向第二设备120发送210用于信号传输时间的测量的指令。在本公开的一些实施例中，预定阈值可以根据经验预先确定。在本公开的一些实施例中，预定阈值可以根据需要来设置。应理解到，本公开实施例对此并不做任何限制。
第二设备120响应于来自第一设备110的指令，可以向至少三个第三设备130发送211宽带PRS。第三设备130在第一设备110为其分配的窄带(也可以称为子带)上接收来自第二设备120的宽带PRS，并且作为响应，向所述第二设备120可以发送212窄带PRS(本文也称为第一窄带PRS)。第二设备120接收来自该至少三个第三设备130中的每个第三设备130的第一窄带PRS，并可以确定213与每个第三设备130之间的信号往返时间(RTT)，作为信号传输时间的测量结果。
在本公开的示例性实施例中，第一设备110为每个第三设备130配置的子带在频域上是相互正交的。对于每个第三设备130的比较窄的信号带宽所带来的潜在的性能损失，用数目较多的第三设备130与待定位的第二设备120进行PRS通信，已经可以给予极大的性能补偿。为了实现进一步的性能补偿，在本公开的一些实施例中，可以在保持各子带的相互正交性的前提下，对接收PRS信号的这些子带进行频谱上的跳变操作，由此可以获取频率分集增益。
假设在每个PRS传输周期(包括宽带PRS和窄带PRS的一次来回传输)中，PRS信号可以有Noccasion(Noccasion>＝1)个发送时刻，每一个发送时刻包括NPRS slot(NPRS slot>＝1)个连续的时隙。在本公开的一些实施例中，可以通过适当增加Noccasion、增加NPRS slot或缩短PRS传输周期中的至少一项来支持在时域上更频繁的PRS传输。在一些实施例中，第一设备110可以为PRS传输配置一个时隙偏置，以定义PRS传输的起始时隙相对于系统信息起始时隙的偏移量。
如果第一设备110确定209同步误差小于或等于预定阈值，则第一设备110可以向至少三个第三设备130发送210’用于信号传输时间的测量的指令。响应于该指令，至少三个第三设备130可以同时地向第二设备120发送211’窄带PRS(本文也称为第二窄带PRS)。第二设备120接收来自该至少三个第三设备130中的每个第三设备130的该第二窄带PRS，并且可以确定212’与每个第三设备130之间的信号到达时间(ToA)，作为信号传输时间的测量结果。在本公开的示例性实施例中，第一设备110为每个第三设备130配置的子带在频域上是相互正交的。在本公开的一些实施例中，可以在保持各子带的相互正交性的前提下，对发送第二窄带PRS的这些子带进行频谱上的跳变操作，由此可以获取频率分集增益。
在确定了信号传输时间的测量的结果后，第二设备120可以将该结果发送214给第一设备110。在一些实施例中，第二设备120可以对该结果进行处理并将处理后的结果发送给第一设备110。例如，第二设备120可以基于确定的RTT或ToA测量值以及预先确定为参考的第三设备130来确定RSTD测量值。在一些实施例中，第二设备120可以将确定的RTT或ToA直接发送给第一设备110。
第一设备110可以将接收到的该结果发送215给第四设备140。在一些实施例中，第一设备110可以对该结果进行处理并将处理后的结果发送给第四设备140。例如，第一设备110可以基于接收到的RTT或ToA测量值以及预先确定为参考点的第三设备130来确定RSTD测量值。在一些实施例中，第一设备110可以将接收到的RTT或ToA测量值直接转发给第四设备140。
在接收到信号传输时间的测量的结果后，第四设备140基于该结果确定216第二设备120的位置的最终值。在下面的描述中，假设第四设备140接收到来自第一设备110的针对K个第三设备130的K个RTT或ToA测量值(K为大于等于3的整数)。
根据本公开的一些实施例，第四设备140可以从K个第三设备130中选择一个第三设备130作为参考点，并且基于该参考点，确定K-1个RSTD测量值，用于第二设备120的三维坐标的估计。
在本公开的一些实施例中，基于每个第三设备130的ToA测量值与光速的乘积，可以得到该第三设备130与第二设备120之间的距离。在本公开的一些实施例中，基于每个第三设备130的RTT测量值的1/2与光速的乘积，可以得到该第三设备130与第二设备120之间的距离。根据本公开的示例性实施例，第四设备140可以选择K个第三设备130中与第二设备120距离最近的第三设备130作为参考点。由此可以增强测量值的可靠性，进而增强定位精度。但应理解到，该选择可以通过其它任意合适方式来实施，本公开实施例对此不作限制。
在本公开的备选实施例中，第四设备140可以将K个第三设备130划分成至少一个组，并且在每个组中选择一个第三设备130作为参考点。针对每个组，基于相应的参考点确定一组RSTD测量值，用于第二设备120的三维坐标的估计。
例如，将K个第三设备130划分成L组，并且每个组中包含n个第三设备130，其中其中n为3或4。n的具体取值取决于所使用的基于OTDoA方法进行三维定位的具体方法。根据本公开的一些示例性实施例，如果使用由至少四个通信节点生成的三个RSTD来估计待定位设备的三维坐标的方法，则将n设置为4。根据本公开的一些示例性实施例，如果使用由至少三个通信节点生成的两个RSTD来估计待定位设备的三维坐标的方法，则将n设置为3。
继而，在所划分的每个组中确定一个第三设备130作为该组的参考点，由此针对每个组可以计算出n-1个RSTD测量值，并且总共得到L*(n-1)个RSTD测量值。
根据本公开的实施例，所获得的RSTD测量值的数目远远大于传统OTDoA方案中的数目，这将可以被用来有效地对抗由非视距传播(non-LoS,NLoS)路径引起的RTT或ToA测量误差，从而显著提高定位精度。
基于获得的大量RSTD测量值，第四设备140可以估计第二设备120的三维坐标，作为第二设备120的位置的最终值。在本公开的一些实施例中，可以基于最大似然(ML)估计来估计第二设备120的三维坐标。例如，假设[xk,yk,zk]T为K个第三设备130中索引为k的第三设备的已知三维坐标，第二设备120的索引为i，并且[xi,yi,zi]T为第二设备120的未知三维坐标。通过使所有RSTD测量值分别乘以光速，可以得到距离差的测量值。
在下文中将会使用以下的数学标识：小写或大写字母表示标量，粗体小写字母和粗体大写字母分别表示向量和矩阵，||·||3表示三维空间的距离，diag{a}表示一个对角方阵(其中主对角线上为向量a的元素而其他地方为0)。
例如，在选择K个第三设备130中与第二设备120距离最近的第三设备130作为参考点的实施例中，将排除掉作为参考点的那个第三设备130后的、所有K-1个第三设备130的索引的集合记为S，并且将作为参考点的第三设备130的索引记为m，则所获得的全部的距离差的测量值可以表示为：
rik＝dik+nik,k∈S (式1)
其中，dik＝||[xi,yi,zi]T-[xk,yk,zk]T||3-||[xi,yi,zi]T-[xm,ym,zm]T||3；nik表示测量误差，其通常被建模为方差为σ2 ik的高斯随机变量。
例如，在选择个第三设备130作为参考点的实施例中，将排除掉作为参考点的L个第三设备130后的、所有K-L个第三设备130的索引的集合记为Z，将作为参考点的L个第三设备130的索引的集合记为F，索引为k(k∈Z)的第三设备130会与L个作为参考点的第三设备130中的某一个计算出它们到第二设备120的RSTD测量值，将所述某一个作为参考点的第三设备的索引记为m(k)(m(k)∈F)，则所获得的全部的距离差的测量值可以表示为：
rik＝dik+nik,k∈Z (式2)
其中dik＝||[xi,yi,zi]T-[xk,yk,zk]T||3-||[xi,yi,zi]T-[xm(k),ym(k),zm(k)]T||3；nik表示测量误差，其通常被建模为方差为σ2 ik的高斯随机变量。
将[xi,yi,zi]T记为β。由于所考虑的测量模型的概率统计分布为高斯分布，相应ML估计可以由下述的最小化问题来表征：
其中，ri为下述测量向量：
ri＝[...,rik,...]T,k∈S(或Z)
di为下述不考虑测量误差的距离差向量：
di＝[...,dik,...]T,k∈S(或Z)
Ωi为下述协方差矩阵：
Ωi＝diag{...,σ2 ik,...},k∈S(或Z)。
上述最小化问题是非线性的，是无法得到闭式解的。但是，它可以通过利用迭代数值技术如高斯-牛顿算法来获得近似解。在高斯-牛顿算法中，利用优化目标函数的全局最小值附近的一阶泰勒级数来对非线性目标函数进行线性化。由于全局最小值是未知的，因此高斯-牛顿算法会从一个初始点开始，迭代地去尝试发现最小值。
在本公开的一些备选实施例中，第四设备140可以基于加权平均估计来估计第二设备120的三维坐标。例如，在选择 个第三设备130作为参考点的实施例中，可以针对每个组，基于所确定的一组RSTD测量值来生成相应的第二设备的三维坐标的估计值。用ul(l＝1,…,L)表示上述对第二设备120的未知坐标(即[xi,yi,zi]T)的L个估计值。在一些实施例中，可以利用传统的复杂度较低的OTDoA三维定位方法来生成ul(l＝1,…,L)。在一些备选实施例中，可以使用复杂度较高的ML估计方法来生成ul(l＝1,…,L)。
继而，第四设备140可以确定与每个组的估计值对应的权重。在一些实施例中，第四设备140可以获取L个第三设备130向第二设备120发送窄带PRS时由第二设备120测量得到的PRS接收功率，并且基于该接收功率来确定相应的权重。例如，将上述PRS接收功率记为Xl(l＝1,…,L)，则权重可以为应理解到，也可以使用其它任意合适方式来确定上述权重，而不限于上述示例。
第四设备140可以基于所确定的权重，对针对每个组的估计值进行加权平均，以确定第二设备120的位置的最终值。例如，加权平均计算可以表示如下：
应理解到，本公开的实施例并不限于此，而是可以通过本领域已知或未来开发的任意合适估计算法来估计第二设备120的三维坐标作为第二设备120的位置的最终值。在确定了最终值后，第四设备140可以将最终值返回至应用。
与传统OTDoA方案相比，在本公开实施例的方案中，每个RSTD测量值都是通过第二设备120与离它很近的多个第三设备之间测得的RTT或ToA计算出来的，这意味着测量误差可以被显著地减小。同时，在本公开实施例的方案中，所获得的RSTD测量值的数目远远大于传统OTDoA方案中的数目，这将可以被用来有效地对抗由NLoS路径引起的RTT或ToA测量误差，从而能够显著提高定位精度。
相应地，本公开实施例还提供了在第一设备、第二设备、第三设备和第四设备处实施的方法和装置。下面结合图3至图6进行详细描述。
图3示出了根据本公开实施例的在第一设备处实施的用于定位的方法300的流程图。该方法300例如可以在图1的第一设备110处实施。方便起见，下面结合图1的场景进行描述。
如图3所示，在框310，第一设备110确定由第一设备110服务的第二设备120的位置的初始值。根据本公开的一些实施例，第一设备110可以与至少两个其它第一设备同时地向第二设备120发送PRS第一设备110与至少两个其它第一设备(未示出)构成一组第一设备。由此使得第二设备120可以执行与该组第一设备中的每个第一设备之间的信号传输时间的测量。第一设备110可以从第二设备120接收测量的结果，并将结果发送至第四设备140，以便由第四设备140基于结果来确定第二设备120的位置的初始值。继而，第一设备110可以从第四设备140接收第二设备120的位置的初始值。
根据本公开的一些实施例，第一设备110可以为网络设备，第二设备120可以为终端设备，第三设备130可以为MTC设备，并且第四设备140可以为定位服务器设备。该框310的处理类似于前面结合图2的201-207所述的处理，这里不再赘述。
在框320，第一设备110基于初始值来确定用于与第二设备120之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备130。根据本公开的一些实施例，该组第三设备130中的每个第三设备的位置是固定且已知的。在一些实施例中，第一设备110可以以初始值为中心确定第一区域，并且标识处于第一区域中的第三设备130，以确定该组第三设备。该框320的处理类似于前面结合图2的208所述的处理，这里不再赘述。
在框330，第一设备110利用一组第三设备130中的至少三个第三设备来执行信号传输时间的测量。在一些实施例中，第一设备110可以使至少三个第三设备130与第二设备120之间的信号传输时间的测量被执行，并且从第二设备120接收所述测量的结果。
在一些实施例中，第一设备110可以响应于至少三个第三设备130在时域上的同步误差大于预定阈值，指示第二设备120向至少三个第三设备130发送宽带PRS，以便至少三个第三设备130在被第一设备110分配的相应窄带上接收宽带PRS并向第二设备120发送第一窄带PRS，从而使得第二设备120可以基于第一PRS来确定与至少三个第三设备130中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果。
根据本公开的一些实施例，第一设备110为至少三个第三设备130分配的相应窄带可以是相互正交的。根据本公开的一些实施例，在包括宽带PRS和第一窄带PRS的传输的每个传输周期中，在为至少三个第三设备分配的窄带是相互正交的情况下，针对窄带可以在频谱上执行跳频操作。
在一些实施例中，第一设备110可以响应于至少三个第三设备130在时域上的同步误差小于或等于预定阈值，指示至少三个第三设备130在被第一设备110分配的相应窄带上同时地向第二设备120发送第二窄带PRS，以便第二设备120可以基于第二窄带PRS来确定与至少三个第三设备130中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果。
根据本公开的一些实施例，第一设备110为至少三个第三设备130分配的相应窄带可以是相互正交的。根据本公开的一些实施例，在第二窄带PRS的每个传输周期中，在为至少三个第三设备分配的窄带是相互正交的情况下，针对窄带可以在频谱上执行跳频操作。该框330的处理类似于前面结合图2的209-210以及210’所述的处理，这里不再赘述。
在框340，第一设备110将测量的结果发送至第四设备140，用于由第四设备140确定第二设备120的位置的最终值。该框340的处理类似于前面结合图2的215所述的处理，这里不再赘述。
图4示出了根据本公开实施例的在第四设备处实施的用于定位的方法400的流程图。该方法400例如可以在图1的第四设备140处实施。方便起见，下面结合图1的场景进行描述。
如图4所示，在框410，第四设备140接收来自第一设备110的关于由第一设备110服务的第二设备120与至少三个第三设备130之间的信号传输时间的测量的结果。根据本公开的一些实施例，至少三个第三设备选自由第一设备110基于第二设备120的位置的初始值而确定的用于与第二设备120之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备130。根据本公开的一些实施例，该组第三设备130中的每个第三设备的位置是固定且已知的。
在框420，第四设备140基于接收到的结果来确定第二设备120的位置的最终值。在一些实施例中，第四设备140可以从至少三个第三设备130中选择一个第三设备作为参考点，基于参考点和接收到的结果来确定一组RSTD测量值，并且基于多个RSTD测量值来第二设备120的三维坐标。
在一些备选实施例中，第四设备140可以将至少三个第三设备130划分成至少一个组，在至少一个组中的每个组中选择一个第三设备作为参考点，针对每个组、基于相应的参考点和结果来确定一组RSTD测量值，并且基于针对各个组得到的所有RSTD测量值来估计第二设备120的三维坐标。
根据本公开的一些实施例，第四设备140可以针对每个组，基于所确定的一组RSTD测量值来生成相应的第二设备120的三维坐标的估计值，确定与每个组的估计值对应的权重，并且基于所述权重，对针对每个组的所述估计值进行加权平均，以确定所述三维坐标。
在一些实施例中，第四设备140可以获取由第二设备120测量的、每个组的参考点向第二设备120发送窄带PRS的参考信号接收功率，并且基于所述参考信号接收功率来确定所述权重。
根据本公开的一些实施例，第一设备110可以为网络设备，第二设备120可以为终端设备，第三设备130可以为MTC设备，并且第四设备140可以为定位服务器设备。该框420的处理类似于前面结合图2的216所述的处理，这里不再赘述。
图5示出了根据本公开实施例的在第二设备处实施的用于定位的方法500的流程图。该方法500例如可以在图1的第二设备120处实施。方便起见，下面结合图1的场景进行描述。
如图5所示，在框510，第二设备120确定是否接收到来自第一设备110的执行信号传输时间的测量的指令。如果确定接收到该指令，则在框520，第二设备120向至少三个第三设备130发送宽带PRS。根据本公开的实施例，至少三个第三设备130选自由第一设备110基于第二设备120的位置的初始值而确定的用于与第二设备120之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备。根据本公开的实施例，该组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的。
在框530，第二设备120从至少三个第三设备130接收响应于宽带PRS而发送的第一窄带PRS。在框540，第二设备120基于第一窄带PRS，确定与至少三个第三设备130中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果。在框550，第二设备120将测量结果发送给第一设备110，以便第一设备110将测量结果发送给第四设备140用于确定第二设备120的位置的最终值。
在一些实施例中，第二设备120可以接收由至少三个第三设备130响应于来自第一设备110的执行信号传输时间的测量的指令而同时发送的第二窄带PRS，基于第二窄带PRS来确定与至少三个第三设备130中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果，并且将测量结果发送给第一设备110，以便第一设备110将测量结果发送给第四设备140用于确定第二设备120的位置的最终值。
根据本公开的一些实施例，第一设备110可以为网络设备，第二设备120可以为终端设备，第三设备130可以为MTC设备，并且第四设备140可以为定位服务器设备。该框520至550的处理类似于前面结合图2的211-214所述的处理，这里不再赘述。
图6示出了根据本公开实施例的在第三设备处实施的用于定位的方法600的流程图。该方法600例如可以在图1的第三设备130处实施。方便起见，下面结合图1的场景进行描述。
如图6所示，在框610，第三设备130在由第一设备110为其分配的窄带上接收来自由第一设备110服务的第二设备120的宽带PRS。根据本公开的一些实施例，该第三设备130是至少三个第三设备中的一个设备，所述至少三个第三设备选自由第一设备110基于第二设备120的位置的初始值而确定的用于与第二设备120之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备130。根据本公开的一些实施例，一组第三设备130中的每个第三设备的位置是固定且已知的。
在框620，第三设备130响应于接收到宽带PRS，在所述窄带上向第二设备120发送第一窄带PRS，以便第二设备120基于第一窄带PRS来确定与至少三个第三设备130中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果并发送给第一设备110，以便第一设备110将测量结果发送给第四设备140用于确定第二设备120的位置的最终值。
在一些实施例中，第三设备130可以从第一设备110接收执行信号传输时间的测量的指令，并且响应于所述指令，与至少三个第三设备130中的其它第三设备同时地在所述窄带上向第二设备120发送第二窄带PRS。从而使得第二设备120可以确定与至少三个第三设备130中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果并发送给第一设备110，以便第一设备110将测量结果发送给第四设备140用于确定第二设备120的位置的最终值。
根据本公开的一些实施例，第一设备110可以为网络设备，第二设备120可以为终端设备，第三设备130可以为MTC设备，并且第四设备140可以为定位服务器设备。该框610至620的处理类似于前面结合图2的210’-211’所述的处理，这里不再赘述。
与方法相对应，本公开的实施例还提供相应的装置。能够执行方法300的装置可以包括用于执行方法300各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。在一些实施例中，该装置可以在诸如网络设备的第一设备上实施。
在一些实施例中，该装置可以包括用于在第一设备处确定由所述第一设备服务的第二设备的位置的初始值的部件；用于基于所述初始值来确定用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备的部件，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；用于利用所述一组第三设备中的至少三个第三设备执行所述信号传输时间的测量的部件；以及用于将所述测量的结果发送至第四设备以用于由所述第四设备确定所述第二设备的所述位置的最终值的部件。
能够执行方法400的装置可以包括用于执行方法400各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。该装置可以在诸如定位服务器设备的第四设备处实施。
在一些实施例中，该装置可以包括：用于在第四设备处接收来自第一设备的关于由所述第一设备服务的第二设备与至少三个第三设备之间的信号传输时间的测量的结果的部件，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及用于基于所述结果来确定所述第二设备的所述位置的最终值的部件。
能够执行方法500的装置可以包括用于执行方法500各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。该装置可以在诸如终端设备的第二设备处实施。
在一些实施例中，该装置可以包括：用于在由第一设备所服务的第二设备处响应于接收到来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令向至少三个第三设备发送宽带PRS的部件，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；用于从所述至少三个第三设备接收响应于所述宽带PRS而发送的第一窄带PRS的部件；用于基于所述第一窄带PRS来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果的部件；以及用于将所述测量结果发送给所述第一设备的部件，以便由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在一些实施例中，该装置还可以包括：用于接收由所述至少三个第三设备响应于来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令而同时发送的第二窄带PRS的部件；用于基于所述第二窄带PRS来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果的部件；以及用于将所述测量结果发送给所述第一设备的部件，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
能够执行方法600的装置可以包括用于执行方法600各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。该装置可以在诸如MTC设备的第三设备处实施。
在一些实施例中，该装置可以包括：用于在第三设备处在由第一设备为其分配的窄带上接收来自由所述第一设备服务的第二设备的宽带PRS的部件，所述第三设备是至少三个第三设备中的一个设备，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及用于响应于接收到所述宽带PRS来在所述窄带上向所述第二设备发送第一窄带PRS的部件，以便所述第二设备基于所述第一窄带PRS来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
在一些实施例中，该装置还可以包括：用于从所述第一设备接收执行信号传输时间的测量的指令的部件；以及用于响应于所述指令来与所述至少三个第三设备中的其它第三设备同时地在所述窄带上向所述第二设备发送第二窄带PRS的部件，以便所述第二设备基于所述第二窄带PRS确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值。
图7是适合于实现本公开的实施例的设备700的简化框图。可以提供设备700以实现通信设备，例如图1所示的第一设备110、第二设备120、第三设备130或第四设备140。如图所示，设备700包括一个或多个处理器710、耦合到处理器710的一个或多个存储器720以及耦合到处理器710的一个或多个通信模块740。
通信模块740用于双向通信。通信模块740具有至少一个天线以便于通信。通信接口可以表示与其他网络元件通信所必需的任何接口。
处理器710可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且作为限制性示例，可以包括以下中的一个或多个：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器。设备700可以具有多个处理器，例如专用集成电路芯片，其在时间上从属于与主处理器同步的时钟。
存储器720可以包括一个或多个非易失性存储器和一个或多个易失性存储器。非易失性存储器的示例包括但不限于只读存储器(ROM)724、电可编程只读存储器(EPROM)、闪存、硬盘、光盘(CD)、数字视频盘(DVD)和其他磁存储和/或光存储装置。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)722和不会在断电持续时间中持续的其他易失性存储器。
计算机程序730包括由关联的处理器710执行的计算机可执行指令。程序730可以存储在ROM 720中。处理器710可以通过将程序730加载到RAM 720中来执行任何合适的动作和处理。
可以借助于程序730来实现本公开的实施例，使得设备700可以执行如参考图3至图6所讨论的本公开的任何处理。本公开的实施例还可以通过硬件或通过软件和硬件的组合来实现。
在一些实施例中，程序730可以有形地包含在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以包括在设备700中(诸如在存储器720中)或者可以由设备700访问的其他存储设备。可以将程序730从计算机可读介质加载到RAM 722以供执行。计算机可读介质可以包括任何类型的有形非易失性存储器，例如ROM、EPROM、闪存、硬盘、CD、DVD等。图8示出了CD或DVD形式的计算机可读介质800的示例。计算机可读介质上存储有程序730。
一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。可用来实现本公开实施例的硬件器件的示例包括但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，等等。
作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。
用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
在本公开的上下文中，计算机程序代码或者相关数据可以由任意适当载体承载，以使得设备、装置或者处理器能够执行上文描述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质等等。
信号的示例可以包括电、光、无线电、声音或其它形式的传播信号，诸如载波、红外信号等。
机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims (33)

1.一种用于定位的方法，包括：
在第一设备处，确定由所述第一设备服务的第二设备的位置的初始值；
基于所述初始值，确定用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；
利用所述一组第三设备中的至少三个第三设备执行所述信号传输时间的测量；以及
将所述测量的结果发送至第四设备，用于由所述第四设备确定所述第二设备的所述位置的最终值，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述位置的所述初始值包括：
与至少两个其它第一设备同时地向所述第二设备发送定位参考信号，所述第一设备与所述至少两个其它第一设备构成一组第一设备，以便于所述第二设备执行与所述一组第一设备中的每个第一设备之间的信号传输时间的测量；
从所述第二设备接收所述测量的结果；
将所述结果发送给所述第四设备，以便由所述第四设备基于所述结果来确定所述第二设备的所述位置的所述初始值；以及
从所述第四设备接收所述第二设备的所述位置的所述初始值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一组第三设备包括：
以所述初始值为中心确定第一区域；以及
标识处于所述第一区域中的所述第三设备，以确定所述一组第三设备。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中执行所述信号传输时间的测量包括：
使所述至少三个第三设备与所述第二设备之间的所述信号传输时间的测量被执行；以及
从所述第二设备接收所述测量的结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使所述信号传输时间的测量被执行包括：
响应于所述至少三个第三设备在时域上的同步误差大于预定阈值，
指示所述第二设备向所述至少三个第三设备发送宽带定位参考信号，以便所述至少三个第三设备在被所述第一设备分配的相应窄带上接收所述宽带定位参考信号并向所述第二设备发送第一窄带定位参考信号，从而由所述第二设备基于所述第一窄带定位参考信号来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果。
6.根据权利要求5所述的方法，其中为所述至少三个第三设备分配的相应窄带是相互正交的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在包括所述宽带定位参考信号和所述第一窄带定位参考信号的传输的每个传输周期中，针对所述窄带在频谱上执行跳频操作。
8.根据权利要求4所述的方法，其中使所述信号传输时间的测量被执行包括：
响应于所述至少三个第三设备在时域上的同步误差小于或等于预定阈值，
指示所述至少三个第三设备在被所述第一设备分配的相应窄带上同时地向所述第二设备发送第二窄带定位参考信号，以便所述第二设备基于所述第二窄带定位参考信号来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果。
9.根据权利要求8所述的方法，其中为所述至少三个第三设备分配的相应窄带是相互正交的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述第二窄带定位参考信号的每个传输周期中，针对所述窄带在频谱上执行跳频操作。
11. 一种用于定位的方法，包括：
在第四设备处，接收来自第一设备的关于由所述第一设备服务的第二设备与至少三个第三设备之间的信号传输时间的测量的结果，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及
基于所述结果，确定所述第二设备的所述位置的最终值，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
12.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述第二设备的所述位置的所述最终值包括：
从所述至少三个第三设备选择一个第三设备作为参考点；
基于所述参考点和所述结果，确定一组参考信号传输时间差的测量值；以及
基于所述一组参考信号传输时间差的测量值，估计所述第二设备的三维坐标。
13.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述第二设备的所述位置的所述最终值包括：
将所述至少三个第三设备划分成至少一个组；
在所述至少一个组中的每个组中选择一个第三设备作为参考点；
针对每个组，基于相应的参考点和所述结果来确定一组参考信号传输时间差的测量值；以及
基于所述参考信号传输时间差的测量值，估计所述第二设备的三维坐标。
14.根据权利要求13所述的方法，其中估计所述第二设备的三维坐标包括：
针对每个组，基于所确定的一组参考信号传输时间差的测量值来生成相应的所述第二设备的三维坐标的估计值；
确定与每个组的所述估计值对应的权重；以及
基于所述权重，对针对每个组的所述估计值进行加权平均，以确定所述三维坐标。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中确定所述权重包括：
获取由所述第二设备测量的、每个组的参考点向所述第二设备发送窄带定位参考信号的参考信号接收功率；以及
基于所述参考信号接收功率来确定所述权重。
16.一种用于定位的方法，包括：
在由第一设备服务的第二设备处，响应于接收到来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令，向至少三个第三设备发送宽带定位参考信号，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；
从所述至少三个第三设备接收响应于所述宽带定位参考信号而发送的第一窄带定位参考信号；
基于所述第一窄带定位参考信号，确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果；以及
将所述测量结果发送给所述第一设备，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
接收由所述至少三个第三设备响应于来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令而同时发送的第二窄带定位参考信号；
基于所述第二窄带定位参考信号，确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果；以及
将所述测量结果发送给所述第一设备，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的所述最终值。
18. 一种用于定位的方法，包括：
在第三设备处，在由第一设备为其分配的窄带上接收来自由所述第一设备服务的第二设备的宽带定位参考信号，所述第三设备是至少三个第三设备中的一个设备，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及
响应于接收到所述宽带定位参考信号，在所述窄带上向所述第二设备发送第一窄带定位参考信号，以便所述第二设备基于所述第一窄带定位参考信号来确定与至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
19. 根据权利要求18所述的方法，还包括：
从所述第一设备接收执行信号传输时间的测量的指令；以及
响应于所述指令，与所述至少三个第三设备中的其它第三设备同时地在所述窄带上向所述第二设备发送第二窄带定位参考信号，以便所述第二设备基于所述第二窄带定位参考信号确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的所述最终值。
20. 一种第一设备，包括：
处理器；以及
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第一设备执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
21. 一种第四设备，包括：
处理器；以及
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第四设备执行根据权利要求11至15中任一项所述的方法。
22. 一种第二设备，包括：
处理器；以及
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第二设备执行根据权利要求16和17中任一项所述的方法。
23. 一种第三设备，包括：
处理器；以及
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被处理器执行时使所述第三设备执行根据权利要求18和19中任一项所述的方法。
24.一种用于定位的装置，包括：
用于在第一设备处确定由所述第一设备服务的第二设备的位置的初始值的部件；
用于基于所述初始值来确定用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备的部件，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；
用于利用所述一组第三设备中的至少三个第三设备执行所述信号传输时间的测量的部件；以及
用于将所述测量的结果发送至第四设备以用于由所述第四设备确定所述第二设备的所述位置的最终值的部件，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
25. 一种用于定位的装置，包括：
用于在第四设备处接收来自第一设备的关于由所述第一设备服务的第二设备与至少三个第三设备之间的信号传输时间的测量的结果的部件，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及
用于基于所述结果来确定所述第二设备的所述位置的最终值的部件，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
26.一种用于定位的装置，包括：
用于在由第一设备所服务的第二设备处响应于接收到来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令向至少三个第三设备发送宽带定位参考信号的部件，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；
用于从所述至少三个第三设备接收响应于所述宽带定位参考信号而发送的第一窄带定位参考信号的部件；
用于基于所述第一窄带定位参考信号来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果的部件；以及
用于将所述测量结果发送给所述第一设备的部件，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
27.根据权利要求26所述的装置，还包括：
用于接收由所述至少三个第三设备响应于来自所述第一设备的执行信号传输时间的测量的指令而同时发送的第二窄带定位参考信号的部件；
用于基于所述第二窄带定位参考信号来确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果的部件；以及
用于将所述测量结果发送给所述第一设备的部件，以便由所述第一设备将所述测量结果发送至第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的所述最终值。
28. 一种用于定位的装置，包括：
用于在第三设备处在由第一设备为其分配的窄带上接收来自由所述第一设备服务的第二设备的宽带定位参考信号的部件，所述第三设备是至少三个第三设备中的一个设备，所述至少三个第三设备选自由所述第一设备基于所述第二设备的位置的初始值而确定的用于与所述第二设备之间进行信号传输时间的测量的一组第三设备，所述一组第三设备中的每个第三设备的位置是固定且已知的；以及
用于响应于接收到所述宽带定位参考信号来在所述窄带上向所述第二设备发送第一窄带定位参考信号的部件，以便所述第二设备基于所述第一窄带定位参考信号来确定与至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号往返时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的最终值，
其中所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端设备，所述第三设备为机器类型通信设备，并且所述第四设备为定位服务器设备。
29. 根据权利要求28所述的装置，还包括：
用于从所述第一设备接收执行信号传输时间的测量的指令的部件；以及
用于响应于所述指令来与所述至少三个第三设备中的其它第三设备同时地在所述窄带上向所述第二设备发送第二窄带定位参考信号的部件，以便所述第二设备基于所述第二窄带定位参考信号确定与所述至少三个第三设备中的每个第三设备之间的信号到达时间有关的测量结果并发送给所述第一设备，由所述第一设备将所述测量结果发送给第四设备用于确定所述第二设备的所述位置的所述最终值。
30.一种计算机可读存储介质，包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
31.一种计算机可读存储介质，包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求11至15中任一项所述的方法。
32.一种计算机可读存储介质，包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求16和17中任一项所述的方法。
33.一种计算机可读存储介质，包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求18和19中任一项所述的方法。
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