CN117099022A - 用于在包括非地面组件的网络中实现位置确定的测量和信令 - Google Patents

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Abstract

描述了用于确定无线通信网络的用户设备(UE)的位置的装置。无线通信网络包括无线电接入网络(RAN)和以弯管原理操作用于在UE和RAN之间进行传输的多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器。其中，装置接收(1)对于UE和RAN之间的经由至少两个不同的NTN组件的弯管传输，指示UE和RAN之间的距离的相应的值，或(2)UE和至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值。装置用于获取至少两个NTN组件的位置，并使用获得的至少两个NTN组件的位置和值或一个或多个多普勒值来确定UE的位置。

Description

用于在包括非地面组件的网络中实现位置确定的测量和信令
技术领域
本发明涉及无线通信系统或网络，更特别地涉及包括非地面网络NTN组件的无线通信网络。实施例涉及确定用户设备UE在这种无线通信网络中的位置并经由NTN组件发送或接收。
背景技术
图1是无线网络100的示例的示意性表示，如图1(a)所示，包括核心网络102和一个或多个无线电接入网络RAN1，RAN2，…RANN。图1(b)是可包括一个或多个基站gNB1到gNB5的无线电接入网络RANn的示例的示意性表示，每个基站服务于由相应的小区1061到1065示意性表示的基站周围的特定区域。基站为小区内的用户提供服务。一个或多个基站可以为授权和/或非授权频段的用户提供服务。术语基站(BS)指的是在5G网络中的gNB，在UMTS/LTE/LTE-A/LTE-A Pro中的eNB，或者仅仅是在其他移动通信标准中的BS。用户可以是固定设备或者移动设备。无线通信系统还可以通过连接到基站或者用户的移动或者固定IoT设备来接入。移动设备或者IoT设备可以包括物理设备、地面车辆(例如机器人或者汽车)、飞行器(例如有人驾驶或者无人驾驶飞行器(UAV)，后者也称为无人机)、建筑物和其他物品或者设备，它们具有嵌入其中的电子设备、软件、传感器、致动器等，以及使这些设备能够在现有网络基础结构上收集和交换数据的网络连接性。
图1(b)示出了五个小区的示例性视图，然而，RANn可以包括更多或更少的这样的小区，并且RANn也可以包括只一个基站。图1(b)示出了位于小区1062中并且由基站gNB2服务的两个用户UE1和UE2，也称为用户设备UE。在由基站gNB4服务的小区1064中示出了另一个用户UE3。箭头1081、1082和1083示意性地表示用于从用户UE1、UE2和UE3向基站gNB2，、gNB4传输数据或者用于从基站gNB2、gNB4向用户UE1、UE2、UE3传输数据的上行链路/下行链路连接。这可以在授权波段或非授权波段上实现。此外，图1(b)示出了小区1064中的两个IoT设备1101和1102，它们可以是固定的或者移动的设备。IoT设备1101经由基站gNB4接入无线通信系统以接收和发送数据，如箭头1121示意性表示。IoT设备1102经由用户UE3接入无线通信系统，如箭头1122示意性表示。各个基站gNB1至gNB5可以连接到核心网络102，例如经由S1接口，经由相应的回程链路1141至1145，如图1(b)中指向“核心”的箭头所示。核心网络102可以连接到一个或多个外部网络。外部网络可以是互联网，或者私人网络，诸如内部网络或任何其他类型的校园网络，如私人WiFi或4G或5G移动通信系统。此外，相应的基站gNB1到gNB5中的一些或全部可以例如经由S1或X2接口或NR中的Xn接口，经由相应的回程链路1161到1165相互连接，如图1(b)中指向“gNB”的箭头示意性所示。直连链路信道允许UE之间的直接通信，也称为设备到设备D2D通信。3GPP中的直连链路接口命名为PC5。
对于数据传输，可以使用物理资源网格。物理资源网格可包括各种物理信道和物理信号映射到的一组资源元素。例如，物理信道可以包括承载用户特定数据(也称为下行链路、上行链路和直连链路有效载荷数据)的物理下行链路、上行链路和直连链路共享信道PDSCH、PUSCH、PSSCH，承载例如主信息块MIB和系统信息块SIB，一个或多个直连链路信息块SLIB(如果支持)中的一个或多个的物理广播信道PBCH，承载例如下行链路控制信息DCI，上行链路控制信息UCI，和直连链路控制信息SCI的物理下行链路、上行链路和直连链路控制信道PDCCH，PUCCH，PSSCH，和承载PC5反馈响应的物理直连链路反馈信道PSFCH。注意，直连链路接口可以支持2级SCI。这指的是包含SCI的某些部分的第一控制区域，以及可选的包含控制信息的第二部分的第二控制区域。
对于上行链路，物理信道还可包括物理随机接入信道PRACH或RACH，当UE同步并获得MIB和SIB时，UE使用该信道接入网络。物理信号可以包括参考信号或符号RS、同步信号等。资源网格可包括在时域具有一定持续时间并在频域具有给定带宽的帧或无线电帧。帧可以有一定数量的预定义长度的子帧，例如1ms。每个子帧可以包括取决于循环前缀CP长度的12或14个OFDM符号的一个或多个时隙。帧也可以由更少数量的OFDM符号组成，例如，当利用缩短的传输时间间隔sTTI或包括仅几个OFDM符号的基于小时隙/非时隙的帧结构时。
无线通信系统可以是使用频分复用的任何单音或者多载波系统，例如正交频分复用(OFDM)系统、正交频分多址(OFDMA)系统或者任何其他有或者没有CP的基于IFFT的信号，例如DFT-s-OFDM。可以其他波形，例如用于多址接入的非正交波形，例如滤波器组多载波(FBMC)、广义频分复用(GFDM)或者通用滤波多载波(UFMC)。无线通信系统可以例如根据LTE-Advanced pro标准或者5G或者NR(新空口)标准或NR-U(新空口-免许可)标准进行操作。
图1中描绘的无线网络或通信系统可以是具有不同重叠网络的异构网络，例如宏小区网络(每个宏小区包括如基站gNB1至gNB5的宏基站)、和如毫微微基站或者微微基站的小小区基站的网络(图1中未示出)。
上述无线网络还可包括非地面网络NTN组件。包括地面组件和非地面组件的无线通信网络是指使用机载或太空飞行器进行传输的网络或网络段，即在机载或太空飞行器中提供与用户和核心网络通信的网络的收发器。太空飞行器可以包括不同高度或轨道周期的卫星，如近地轨道(LEO)，中地球轨道(MEO)，地球同步轨道(GSO)，地球静止轨道(GEO)，或高地球轨道(HEO)，而机载飞行器可以包括无人机系统(UAS)，诸如系留UAS，轻于空气(LTA)UAS，重于空气(HTA)UAS，和高空UAS平台(HAP)。
图2是无线通信网络150示例的示意图，其中包括核心网络152、具有相应基站/NTN网关1541和1542的无线电接入网络154，以及多个星载收发器156如卫星、和/或机载收发器158如无人机系统。相应的星载或机载收发器156，158可以在相应的星载或机载飞行器中实施，如上述卫星或无人驾驶飞机系统。收发器156和158被提供为一个或多个用户服务，如图2所示的UE或IoT设备110，UE或IoT设备110被提供在地面160上或上方。UE和IoT设备可以是上文参照图1描述的设备。箭头1581到1584示意性地表示上行链路/下行链路连接，用于在用户UE，110和相应的收发器156，158之间通信数据，也称为服务链路。收发器156、158经由RAN实体1541、1542，经由相应的链路1621、1622(也称为馈线链路)连接到核心网络152。
NTN组件可以根据所谓的弯管或u型弯原理操作，将进入管道的东西送回地球，只需在NTN组件进行放大和从上行链路频率到下行链路频率的转换。使用此原理传输的有效载荷也称为弯管有效载荷或透明有效载荷。根据其他示例，NTN组件可以使用板载处理，以便信号在NTN组件上被解调、解码、重新编码和调制。使用此原理传输的有效载荷也称为再生有效载荷。
需要注意的是，以上部分中的信息只是为了增强对本发明的背景的理解，因此它可能包含并不构成本领域普通技术人员已经知道的现有技术的信息。
在上文所述的无线通信网络中，可能需要改进UE的位置的确定/验证。
附图说明
现在参照附图进一步详细描述本发明的实施例，其中：
图1示出地面无线通信网络的示例的示意性表示；
图2是非地面无线通信网络的示例的示意性表示；
图3示出包括NTN组件的无线通信网络的示例；
图4示出根据TS 38.305版本16通过NG-RAN在5G核心5GC中支持定位服务LCS所涉及的各个步骤；
图5示出根据本发明的第一方面的实施例的用于确定用户设备的位置的装置；
图6示出根据本发明的第一方面的用于确定用户设备的位置的装置的第一实施例；
图7示出根据本发明的实施例的信息元素(IE)TRP information item的实施例；
图8示出根据本发明的第一方面使用多普勒值的装置的第二实施例；
图9示出根据本发明第二方面的实施例的用于确定用户设备的位置的装置；
图10示出根据本发明的第二方面的用于验证用户设备的位置的装置的第一实施例；
图11描绘了在UE将自身注册到网络时，UE和网络之间的信令交换；
图12描绘了包括从UE发送到AMF的专用NAS消息的RRCSetupComplete消息；
图13(a)示出了用于UE确定TAC和PLMN的辅助数据的使用；
图13(b)示出了用于图13(a)中的映射网格的构建的示例；
图14示出向网络报告UE位置的可能方式；
图15示出了根据本发明的第二方面使用多普勒值的装置的第二实施例；以及
图16示出计算机系统的示例，在该计算机系统上可执行根据本发明方法描述的单元或模块以及方法的步骤。
具体实施方式
现在参照附图更详细地描述本发明的实施例，其中相同或相似的元素具有指定的相同的附图标记。
在上面参照图1和图2描述的无线通信系统或网络中，由于各种原因，可能需要在由网络覆盖的一定地理区域内确定UE的位置。根据传统方法，地面网络可以使用无线通信网络信号进行UE位置确定，例如版本15以下的LTE信号，如观测到达时间差(OTDOA)，或增强小区ID(E-CID)，或版本16的NR信号，如下行链路到达时间差(DL-TDOA)，下行链路离开角(DL-AoD)，上行链路到达时间差(UL-TDOA)，上行链路到达角(UL-AoA)，多往返时间(多RTT)，或新无线电增强小区ID(NR R-CID)。可替代地或另外地，也可以应用使用外部系统的定位方法，如使用辅助全球导航卫星系统(A-GNSS)，或地面信标系统(TBS)，或由其他网络如无线本地接入网络，WLAN或蓝牙支持的系统。
然而，当涉及到包括至少一些NTN组件(UE通过它们与RAN进行通信)的无线通信网络时，不存在利用如上述LTE或NR信号的无线通信网络信号的定位方法。换句话说，在地面网络中，传输和接收点(TRP)构成了锚点。在NTN网络中，锚点是移动的卫星。在弯管结构的情况下，没有机制用于直接确定卫星和UE之间的延迟或衰减，因为这需要在卫星处产生信号或在卫星本身处理信号。
图3示出包括卫星1561和1562作为NTN组件的无线通信网络的示例。此外，两个基站gNB1和gNB2作为无线网络的无线电接入网络RAN的连接到核心网络152的接入点或接入节点示出。在图3所示的示例中，gNB1和gNB2中的每个包括NTN网关1701和1702。此外，gNB1和gNB2可以经由回程链路114连接，例如使用Xn协议。图3进一步描绘了经由卫星1561和1562连接到RAN，更具体地说，分别连接到gNB1和gNB2的具有NTN能力的UE。UE经由第一链路1741,a也称为以fs频率操作的服务链路连接到卫星1561，并经由链路1742,a也称为以fs频率操作的服务链路连接到卫星1562。而卫星1561及1562又由链路1741,b及链路1742,b连接至相应NTN网关1701及1702，链路1741,b及链路1742,b也称为以频率ff操作的馈线链路。
卫星如图3中的卫星1561和1562在某一时刻位于相应坐标给定的位置，如S1(x1,y1,z1),S2(x2,y2,z2),…Sn(xn,yn,zn)。UE的位置，即UE(x，y，z)，可以基于UE连接到的卫星的位置以及基于UE和相应卫星之间的距离以已知的方式确定。距离可以基于UE与卫星之间的相应服务链路1721,a和1722,a上的延迟t1,a和t2,a得到。如果卫星1561、1562使用机载处理，即发送再生有效载荷，则在下行链路传输的情况下，在UE处，或在上行链路传输的情况下，在相应的卫星处，可以基于参考信号的相应测量确定延迟t1,a,t2,a…tn,a的测量，因为参考信号是由卫星在车载处理的，因此在接收时，它们是相关联的，例如，使用来自卫星的时间戳，允许UE确定信号到达UE所花费的时间或延迟，从而允许确定UE和卫星之间的距离。
但是，在处理所谓的透明有效载荷时(根据该透明有效载荷，参考信号被包括在仅由相应卫星重复的基带信号中)，不可能测量服务链路上的延迟或衰减，因为它被包含在位于地面站的gNB处理的基带信号中。因此，在如图3所描绘的场景中，卫星1561和1562根据弯管原理操作以传输透明有效载荷，参考信号是经由馈线链路传输到卫星的有效载荷的一部分，在馈线链路中，有效载荷被放大和/或频率转换，并通过服务链路发送到UE。通过将接收到的信号与发送的参考信号相关联，UE可以仅通过NTN组件1561和1562来确定NG-RAN节点如地面上的gNB1或gNB2与UE之间的链路上的延迟或衰减。因此，在通过卫星将数据作为透明有效载荷数据中继的情况下，UE只能确定服务和馈线链路1721,a和1741,b上的总延迟t1＝t1,a+t1,b，以及服务和馈线链路1742,a和1742,b上的延迟t2＝t2,a+t2,b。可考虑服务和馈线链路上的额外延迟，如由于卫星上的中继器操作造成的延迟，以及由于基带处理单元与相应NTN网关中的天线之间的连接造成的延迟。
因此，在这种场景中，不可能使用实际无线电信号如NR信号中传输的参考信号来确定UE的位置。例如，使用3GPP规范的版本16中定义的信令和测量是不可能的。根据惯例，在这种情况下，UE需要被配备能够独立于参考信号确定其位置的额外的收发器电路，如GNSS实体。
根据本发明的第一方面，本发明解决了使用无线通信网络位置参考信号无法确定UE在包括NTN组件的无线通信网络中的位置的问题。
根据其他场景，UE(如图3所示的UE)可能希望经由相应的卫星与无线通信网络建立连接。与请求一起，UE可以信号通知其地理位置。例如，地理位置可以由UE确定，但具有一定的不确定性，例如，取决于所涉及的锚点的数量和/或取决于例如由UE所进行的测量的质量或可靠性。如果测量质量下降，位置精度也会下降。因此，可能存在这样的情况，其中由请求接入网络的UE指示的位置不具有足够的准确性，并且因此需要进行验证，例如，以确保在建立连接时可以采取适当措施，例如，当卫星波束跨越多于一个国家时或当卫星波束的跨度发生变化时，选择正确的公共陆地移动网络(PLMN)。到目前为止，还没有用于实现对请求接入包括NTN组件的无线通信网络的UE的UE位置的验证的过程。
根据本发明的第二方面，提供了一种方法，允许在UE请求接入包括NTN组件的无线通信网络的连接时验证UE的位置。
装置-1.方面
本发明提供(参见例如权利要求1)用于确定无线通信网络的用户设备UE的位置的装置，无线通信网络包括无线电接入网络RAN和和以弯管原理操作用于在UE和RAN之间进行传输的多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，，其中装置用于
·接收
ο对于经由至少两个不同的NTN组件的UE和RAN之间的弯管传输，指示UE和RAN之间的距离的相应的值，或
οUE和至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
·获取至少两个NTN组件的位置，以及
·使用获得的至少两个NTN组件的位置和值或一个或多个多普勒值确定UE的位置。根据实施例(参见例如权利要求2)，装置用于
·对于经由至少两个不同的NTN组件的UE和RAN之间的弯管传输，接收指示UE和RAN之间的距离的相应的第一值，
·获得至少两个NTN组件的位置，
·对于至少两个NTN组件中的每一个，使用一个或多个第一值以及RAN和NTN组件之间的距离确定指示UE和NTN组件之间的距离的一个或多个第二值，以及
·使用获得的至少两个NTN组件的位置以及确定的UE与至少两个NTN组件之间的距离来确定UE的位置。
根据实施例(参见例如权利要求3)，装置用于
·对于经由至少两个不同的NTN组件的UE和RAN之间的弯管传输，接收UE和至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
·获得至少两个NTN组件的位置，
·对于至少两个NTN组件中的每一个，使用一个或多个多普勒值确定UE与NTN组件之间的距离，以及
·使用获得的至少两个NTN组件的位置以及确定的UE与至少两个NTN组件之间的距离来确定UE的位置。
根据实施例(参见例如权利要求4)，第一值和第二值包括以下中的一个或多个：
·定时值，例如在UE或RAN的天线处，天线连接器处或天线参考点处测量的到达时间ToA，到达时间差TDoA，往返时间RTT，多RTT，
·信号强度值，例如，在UE或RAN的天线处、天线连接器处或天线参考点处测量的参考信号接收功率(RSRP)或接收信号强度指示(RSSI)。
根据实施例(参见例如权利要求5)，第一值和第二值包括定时值，
除了至少两个NTN组件的位置外，装置还获得以下中的一个或多个：
·连接到UE或RAN或NTN组件的基带处理单元的天线、天线连接器或天线参考点的位置，
·在至少两个NTN组件中的每一个处的处理延迟，
·NTN组件和RAN之间的馈线链路延迟，
·NTN组件和UE之间的服务链路延迟，
·UE或RAN或NTN组件的基带处理单元与天线、天线连接器或天线参考点之间的连接的连接延迟，以及
装置用于进一步使用位置、处理延迟、馈线链路延迟、服务链路延迟和连接延迟中的一个或多个来确定指示UE和NTN组件之间的距离的第二值。
根据实施例(参见例如权利要求6)，装置从下列中的一个或多个获得位置：
·无线通信网络的运维O&M机制，
·向NTN网关提供基带信号的RAN节点，
·卫星运营商，经由卫星运营商与NG-RAN节点、CN或其他通信接口和数据库之间的任何接口。
根据实施例(参见例如权利要求7)，第一值和第二值包括信号强度值，
除了至少两个NTN组件的位置外，装置还获得下列中的一个或多个：
·连接到UE或RAN的基带处理单元的天线、天线连接器或天线参考点的位置，
·NTN组件和RAN之间的馈线链路上的信号衰减，
·NTN组件与UE之间的服务链路上的信号衰减，
·UE或RAN的基带处理单元与天线、天线连接器或天线参考点之间的连接上的信号衰减，以及
装置用于进一步使用位置、馈线链路上的信号衰减、服务链路上的信号衰减和连接上的信号衰减中的一个或多个来确定UE与NTN组件之间的距离。
根据实施例(参见例如权利要求8)，下列中的一个或多个例如由装置或者由RAN节点提供给UE或者RAN节点的实体，所述实体测量指示UE和RAN之间的距离的一个或多个第一值，以便实体在接收到辅助数据时，能够使用辅助数据来调整一个或多个第一值的测量：
·处理延迟，
·馈线链路延迟，
·服务链路延迟，
·连接延迟，
·馈线链路上的信号衰减，
·服务链路上的信号衰减，
·连接上的信号衰减。
根据实施例(参见例如权利要求9)，信号衰减由路径损耗参数指出，如路径损耗指数，校正，对数正态阴影衰落，适用的信道模型等。
根据实施例(参见例如权利要求10)，多普勒值由UE或由相应的NTN组件测量。
根据实施例(参见例如权利要求11)，装置向UE或向相应的NTN组件发送测量请求以测量多普勒。
根据实施例(参见例如权利要求12)，测量请求包括下列中的一项或多项：
·NR-ARFCN或要进行测量的载波频率，
·至少包括PRS-ID的PRS配置
·PRS信号的时间/频率位置。
根据实施例(参见例如权利要求13)，装置用于除了多普勒值之外，还从UE或相应的NTN组件接收NR-ARFCN或进行多普勒值的测量的频率。
根据实施例(参见例如权利要求14)，装置用于通过下列中的一种或多种获得至少两个NTN组件的位置：
·使用无线通信网络的运维O&M机制，
·与提供NTN组件的轨道参数的数据的外部服务器交互，
·向NTN组件的运营商请求NTN组件的位置，
·向RAN的运营商请求NTN组件的位置。
根据实施例(参见例如权利要求15)，装置用于响应于例如从RAN或从无线通信网络的运维O&M机制接收到RAN通过非地面组件为UE服务的信息，获得至少两个NTN组件的位置。
根据实施例(参见例如权利要求16)，装置被定位或实现
·在UE处，
·在RAN处，
·在无线通信网络的核心网络CN处，例如通过位置管理功能LMF。
本发明提供(参见例如权利要求17)用于验证用户设备UE在无线通信网络中的位置的装置，无线通信网络包括无线电接入网络RAN和多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，其中，装置位于RAN中，例如，在RAN节点处，以及
其中装置用于
·从UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到无线通信网络的请求的传输，请求包括：
ο由UE确定的UE的UE报告位置，或
ο指示UE的逻辑粗略位置(例如映射小区、selectedPLMNIdentity、TAC、TAI)的UE报告信息，或
ο指示UE与至少两个不同的NTN组件之间的距离的一个或多个值的UE测量结果，以及
·使用指示相应的NTN组件和UE之间的距离的网络NW测量值验证UE的位置。根据实施例(参见例如权利要求18)，装置用于
·从UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到无线通信网络的请求的传输，请求包括由UE确定的UE的UE报告位置，
·对于每个传输，获取指示UE和RAN之间的距离的一个或多个第一值，·获得至少两个NTN组件的位置，
·对于至少两个NTN组件中的每一个，使用一个或多个第一值以及RAN和NTN组件之间的距离确定指示UE和NTN组件之间距离的第二值，
·使用获得的至少两个NTN组件的位置以及确定的UE与至少两个NTN组件之间的距离，获得UE的网络NW计算位置，以及
·当UE报告位置与NW计算位置偏差小于一定量时，验证UE报告位置，或将UE报告位置与NW计算位置发送到无线通信网络的核心网络CN进行验证。
装置-2.方面
根据实施例(参见例如权利要求19)，装置用于
·从UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到无线通信网络的请求的传输，请求包括指示UE与至少两个不同的NTN组件之间的距离的一个或多个第一值的UE报告测量，
·针对每个传输，获取指示UE和NTN组件之间的距离的一个或多个第二值的网络NW测量，
·如果UE报告测量与NW测量偏差小于一定量，验证UE报告测量，或将UE报告测量和NW测量发送到无线通信网络的核心网络CN进行验证。
根据实施例(参见例如权利要求20)，装置用于
·从UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到无线通信网络的请求的传输，请求包括由UE确定的UE的UE报告位置，
·对于每个传输，获得UE与至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
·获得至少两个NTN组件的位置，
·对于至少两个NTN组件中的每一个，使用一个或多个多普勒值确定UE与NTN组件之间的距离，
·使用获得的至少两个NTN组件的位置以及确定的UE与至少两个NTN组件之间的距离，获得UE的网络NW计算位置，以及
·如果UE报告位置与NW计算位置偏差小于一定量，验证UE报告位置，或将UE报告位置与NW计算位置发送到无线通信网络的核心网络CN进行验证。
根据实施例(参见例如权利要求21)，装置或CN仅在验证了UE报告位置时才允许UE连接到无线通信网络。
根据实施例(参见例如权利要求22)，装置向无线通信网络的核心网络CN发信号通知下列中的一个或多个：
·指示CN中的实体是否信任UE报告位置的标志，
·指示UE报告位置已被装置验证的标志，
·描述UE报告位置与NW计算位置的偏差的一个或多个参数，
·描述确定UE报告位置和/或NW计算位置的过程的可靠性的一个或多个参数，
·描述在确定UE报告位置和/或NW计算位置的过程中使用的测量的可靠性的一个或多个参数。
根据实施例(参见例如权利要求23)，装置向UE和/或RAN节点发信号，以使用特定完整性方法并报告结果。
根据实施例(参见例如权利要求24)，装置从CN接收阈值，阈值是UE报告位置被允许与NW计算位置偏离的阈值。
根据实施例(参见例如权利要求25)，NTN组件包括以下中的一个或多个：
·太空飞行器，如在特定高度和轨道周期或平面处的卫星或航天器，例如近地轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球同步轨道(GSO)、地球静止轨道(GEO)或高地球轨道(HEO)，以及
·机载飞行器，如无人驾驶飞机系统(UAS)，例如，系留UAS，轻于空气的UAS(LTA)，重于空气的UAS(HTA)和高空UAS平台(HAP)。
本发明提供(参见例如权利要求26)用于无线通信网络的用户设备UE，无线通信网络包括无线电接入网络RAN和多个非陆地网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，并提供多个参考点，每个参考点表示地理位置并被映射到一个或多个网络参数，如至少一个PLMN和/或至少一个TAC和/或至少一个NR-CGI和/或至少一个映射的NR-CGI，
其中为了确定适用于UE的当前位置的UE的一个或多个网络参数，例如PLMN和/或跟踪区域码TAC和/或NR-CGI，UE用于
-接收指示多个参考点中的部分或全部的位置的辅助数据，
-从多个参考点中确定最接近UE的当前位置的参考点，以及
-得出映射到最接近参考点的网络参数，以及
其中UE用于
-使用得出的网络参数发起一个或多个信令过程，例如UE注册、TAC更新等，或
-报告最接近参考点的标识符，和/或从提供给UE的标识符对应的辅助数据得出的信息，例如，在发起连接时或在执行TAC更新时或在发起向网络的任何其他信令过程时，以便允许通过无线通信网络验证由UE报告的位置。
根据实施例(参见例如权利要求27)，UE通过发送注册请求来发起UE注册程序以接入特定的PLMN。
根据实施例(参见例如权利要求28)，响应于注册请求，取决于是否允许UE接入PLMN，UE接收注册接受或注册拒绝，。
根据实施例(参见例如权利要求29)，
如果确定UE的当前位置在某个PLMN被允许操作的国家中，则UE接收注册接受，以及
-如果确定UE的当前位置在某个PLMN不允许操作的国家中，则UE接收注册拒绝。
根据实施例(参见例如权利要求30)，UE使用A-GNSS确定UE的当前位置，并使用LPP信令中的消息ProvideLocationInformation来报告A-GNSS位置，以便允许无线通信网络使用报告的A-GNSS位置，而不是基于网络的定位方法，诸如多RTT或UL-TDOA。
方法-1.方面
本发明提供(参见例如权利要求31)用于操作用于确定无线通信网络的用户设备UE的位置的装置的方法，无线通信网络包括无线电接入网络RAN以及以弯管原理操作用于UE和RAN之间的传输的多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，方法包括：
接收
·对于经由至少两个不同的NTN组件的UE和RAN之间的弯管传输，指示UE和RAN之间的距离的相应值，或
·UE和至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
获取至少两个NTN组件的位置，以及
使用获得的至少两个NTN组件的位置和值或一个或多个多普勒值来确定UE的位置。
方法-2方面
本发明提供(参见例如权利要求32)用于操作用于验证用户设备UE在无线通信网络中的位置的装置的方法，无线通信网络包括无线电接入网络RAN以及多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，其中装置位于RAN中，例如位于RAN节点处，方法包括：
从UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到无线通信网络的请求的传输，请求包括：
·由UE确定的UE的UE报告位置，或
·指示UE与至少两个不同的NTN组件之间的距离的一个或多个值的UE报告测量，以及
使用指示相应的NTN组件和UE之间的距离的网络NW测量值验证UE的位置。
本发明提供(参见例如权利要求33)用于操作无线通信网络的用户设备UE的方法，无线通信网络包括无线电接入网络RAN和多个非陆地网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，并提供多个参考点，每个参考点表示地理位置并被映射到一个或多个网络参数，如至少一个PLMN和/或至少一个TAC和/或至少一个NR-CGI和/或至少一个映射的NR-CGI，方法包括：
通过以下，由UE确定适用于在UE的当前位置的UE的一个或多个网络参数，例如，PLMN和/或跟踪区域代码TAC和/或跟踪区域标识符(TAI)和/或NR-CGI：
-接收指示多个参考点的部分或全部的位置的辅助数据，
-从多个参考点中确定最接近UE的当前位置的参考点，以及
-得出映射到最接近参考点的网络参数，
其中，方法进一步包括：
-使用得出的网络参数发起一个或多个信令过程，例如UE注册、TAC更新等，
-报告最接近参考点的标识符，例如，在发起连接时或在执行TAC更新时或在向网络发起任何其他信令过程时，以便通过无线通信网络验证由UE报告的位置。
计算机程序产品
实施例提供计算机程序产品，包括指令，当程序被计算机执行时，指令使计算机执行根据本发明的一个或多个方法。
第一方面
根据本发明的第一方面，提供了允许在位置参考信号作为透明载荷数据经由相应的NTN组件在NTN无线通信网络内传输的情况下确定UE位置的方法，以便UE或RAN节点可以仅基于接收的定位参考信号确定经由卫星在无线电接入网络与UE之间传输信号的总时间或延迟，或经由卫星在无线电接入网络与UE之间传输信号时的总衰减。
图4示出了根据TS 38.305版本16的NG-RAN在5G核心(5GC)中支持定位服务LCS所涉及的相应步骤。TS 38.305中描述的步骤如下：
1.请求定位服务，例如：
1a.5GC中的实体，例如网关移动定位中心(GMLC)，向服务访问和移动功能(AMF)请求定位服务，如目标UE的定位，或
1b.目标UE的服务AMF确定对某些定位服务的需要，例如，为紧急呼叫定位UE，或
1c.UE向非接入层(NAS)级别的服务AMF请求一些定位服务，例如定位或传递辅助数据。
2.AMF将定位服务请求传送给位置管理功能LMF。
3a.LMF发起与NG-RAN中的服务和可能邻近的NG-eNB或gNB的定位过程，例如以获取定位测量或辅助数据。
3b.除了步骤3a之外或代替步骤3a，LMF发起与UE的定位过程，例如以获取位置估计或定位测量或向UE传送位置辅助数据。
4.LMF向AMF提供定位服务响应，并包括任何需要的结果——例如，成功或失败指示，以及如果请求并获得，UE的位置估计。
5.如果执行了步骤1a，AMF向5GC实体返回定位服务响应，并包括任何需要的结果——例如，UE的位置估计。
5b.如果执行了步骤1b，则AMF使用在步骤4中接收到的定位服务响应来辅助在步骤1b中触发此响应的服务，例如，AMF可以向GMLC提供与紧急呼叫相关联的位置估计。
5c.如果执行了步骤1c，AMF向UE返回定位服务响应，并包括任何需要的结果——例如，UE的位置估计。
上述步骤与地面网络相关联，通过使用这种基于RAT的定位技术，可以相当准确地估计UE的位置。如前所述，在NTN组件的情况下，UE可能无法依赖通过基带信号获得的相应的定位信号，相反，需要采用外部系统如A-GNSS来确定UE的位置。原因是，在NTN组件根据弯管原理工作，即发送透明有效载荷的情况下，包括定位参考信号的基带信号是在位于地面的基带信号处理单元处，即UE处或RAN处，更特别地，在RAN的一个基站处，产生或测量的。当接收器，例如下行链路情况下的UE，或上行链路情况下的NR-RAN，将接收到的定位参考信号与定位参考信号的副本相关联时，可能会由接收器测量到延迟，即经由非地面组件如图3中的卫星1561接收到的信号上观测到的总延迟。因此，总延迟t1＝t1,a+t1,b+Δ1，其中t1,a和t1,b分别是服务和馈线链路1721,a和1741,b上的延迟，并且其中Δ1是由于卫星1561上的中继器操作造成的延迟，以及由于相应NTN网关1701中的基带处理单元和天线之间的连接造成的延迟。同样，经由卫星1562接收到的信号上观测到的总延迟为t2＝t2,a+t2,b+Δ2，其中t2,a和t2,b分别是服务和馈线链路1722,a和1742,b上的延迟，并且其中Δ2是由于卫星1562上的中继器操作造成的延迟，以及由于相应NTN网关1702中基带处理单元和天线之间的连接造成的延迟。
因此，基于测量的延迟，核心网络中的定位确定装置，如位置管理功能LMF，或UE处提供的位置计算实体或在RAN处提供的位置计算和/或协调实体不知道卫星和UE之间的实际距离，因此即使已知卫星位置，也无法从经由不同卫星的PRS的两次或更多次传输中获得UE的位置的确定。
本发明解决了此问题，并且根据第一方面的实施例，提供了用于确定用户设备的位置的改进的装置。图6示出用于根据本发明第一方面的用于确定用户设备的位置的装置200的实施例。根据实施例，本发明方法可以根据上面参照图4描述的根据TS 38.305的定位过程进行操作，基本上影响步骤3和步骤4，其中LMF与NG-RAN节点和UE交互以获得所需的测量。
图5示出了根据本发明的第一方面的实施例的用于确定用户设备的位置的装置。装置200，如LMF或位置计算实体，被提供用于确定无线通信网络的用户设备UE的位置，无线通信网络如上面参照图3描述的网络，包括无线电接入网络和两个或更多个非地面网络组件。根据实施例，装置200包括输入210、输出212和信号处理器214。装置200接收216对于UE和RAN之间的经由至少两个不同的NTN组件的弯管传输的指示至少UE和RAN之间的距离的相应的第一值，或UE和至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值。此外，装置200获得218NTN组件的位置，并使用获得的至少两个NTN组件的位置和第一值或一个或多个多普勒值确定222UE的位置。
图6示出装置200的第一实施例。例如，装置200经由输入210接收216，指示UE和无线电接入网络之间距离的一个或多个第一值，例如图3中UE与两个基站gNB1、gNB2或相关联的NTN网关1701、1702之间的距离。这些值是通过测量经由至少两个不同的NTN组件(如卫星1561和1562)的UE和RAN之间的弯管传输获得的，即传输仅由NTN组件接收和转发。此外，装置200获得218接收到测量的NTN组件的位置，例如图3中卫星1561和1562的位置。位置可以经由输入210从外部实体获得，如卫星运营商或无线通信网络的运维O&M机制，或从保持无线通信网络所使用的卫星的位置的装置的存储器获得。
装置200可以例如基于NTN网关的位置和基于为相应卫星获得的位置，知道RAN例如相应的gNB和相应的NTN组件之间的距离，例如卫星1561和第一NTN网关1701之间的距离，以及第二NTN网关1702和第二卫星1562号之间的距离。基于RAN和NTN组件之间的此已知距离，以及UE和RAN之间经由不同的NTN组件之间的总距离，装置为每个NTN组件确定220指示UE和NTN组件之间的距离的一个或多个第二值，例如，在ToA值的情况下，通过从测量的延迟t1中减去NTN网关1701和卫星1561之间的信号传播的已知延迟t1,b，产生在UE和卫星1561之间的链路上的传播延迟t1,a。这允许确定UE和卫星1561之间的距离。基于确定的UE与NTN组件之间的距离，以及基于获得的NTN组件的位置，装置200确定222UE的位置。UE的位置可以经由装置200的输出212输出到网络的其他实体。
值得注意的是，本发明不限于用于获得延迟并在此基础上确定相应距离的ToA测量，而是根据进一步的实施例，用于获得参考信号时间差RSTD的TDoA测量可以用于确定相应的距离。因此，除了使用多普勒值的ToA或伪距测量之外，也可以使用依赖UL/DL-RSTD测量的UL-TDOA、DL-TDOA。例如：可以在UE和两个卫星之间计算RSTD。
在UE针对定位机制评估下行链路定位参考信号的传输的情况下，装置200可以从UE获得接收到的测量值，或者在UE经由不同的卫星发送定位参考信号如上行链路定位参考信号的情况下，可以从NG-RAN节点如图3中的gNB1和gNB2接收测量值。
因此，根据本发明的实施例，装置，如LMF或位置计算和/或实体，根据所使用的定位方法从NG-RAN节点和/或从UE获得测量值。NG-RAN节点或UE简单地报告计算所需的时间值或信号强度值，例如ToA,TDoA,RTT,RSRP,RSSI或多RTT，例如在版本16中指定的。这些值可以在天线连接器或接收器的天线参考点，即UE或RAN节点处测量。装置进一步获得卫星的位置，例如使用来自网络的运维O&M机制或通过与提供卫星的轨道参数的数据的外部服务器交互。此外，卫星的运营商可以向装置提供从其控制系统或经由卫星获得的位置。
如果装置不位于NTN-网关或NTN网关的位置是未知的，则根据进一步实施例，可以通过运维O&M机制或通过从与相应的NTN-网关相关联的NG-RAN节点获取信息并向NTN-网关提供包括定位参考信号的基带信号，将NTN-网关的位置提供给LMF或位置计算实体的。NTN网关的位置可以是地面站上的参考点。例如，这可以是天线的物理中心、天线连接器在NTN网关处的位置、天线的相位中心或NTN网关的天线阵列的相位中心、天线的物理中心等。
根据进一步实施例，可以在将时间或延迟值或强度值提供给装置之前对它们进行校准，或者可以在装置处进行校准。测量可由装置、UE或NG-RAN进行校准，其中考虑卫星的位置和网关的位置，并根据进一步实施例，还考虑其他可用的延迟值，如连接基带处理单元到NTN网关的电缆上的延迟。
如上所述，装置基于卫星和NTN网关的位置估计NTN网关1701和卫星1561之间的延迟t1,b(见图3)，并从接收器报告的测量延迟t1中减去该估计，从而产生接收器和卫星之间的链路上的延迟t1,a，以便允许估计最终用于确定UE位置的距离。对于UE与卫星1561之间的链路执行同样的操作，以获取延迟t2,a。
根据其他实施例，还可以确定包括定位参考信号的信号的衰减，而不是信号的延迟。估计NTN网关和卫星之间的链路上的衰减，以便当从总衰减中减去该衰减时，获得UE和卫星之间的服务链路上的衰减，从而允许估计距离。
针对两个或更多个卫星进行上述步骤，以获得至少两个距离值，并基于该距离值结合卫星的已知位置，可以确定UE的位置，如其地理位置。
就第一实施例而言，应注意，经由至少两个卫星或NTN组件的定位信号的传输可源自经由至少两个不同的NTN网关将基带信号传输到不同的卫星的单一gNB，定位参考信号优选地被识别为通过第一卫星或第二卫星传输，以便可以确定链路上的不同延迟/衰减。根据其他实施例，如图3所示的实施例，定位参考信号可以由不同的基站提供，并被标记为源自不同的基站，以便在经由不同的NTN网关和不同的卫星传输时可以在UE处对其进行区分。因此，根据实施例，一个gNB可以经由一个NTN网关提供连接，该NTN网关具有与一个或多个卫星的馈线链路，并且服务于不同馈线链路的gNB可以具有Xn接口。根据实施例，一个gNB可经由一个或多个NTN网关提供连接，每个NTN网关可具有到一个或多个卫星的馈线链路。
本发明装置200可以位于整个网络的一个或多个部分，例如，在核心网络152中、在RAN 154中、在卫星156中或在UE中，如图3所示。根据装置的位置，可能需要或有必要提供额外的信息，如NTN网关的天线的位置，NTN网关连接到执行物理层处理的基带单元，如RAN节点gNB1或gNB2。此外，当信号从馈线链路传输到服务链路或从服务链路传输到馈线链路时在卫星处的处理延迟，馈线链路和服务链路上的传播延迟或衰减，以及连接基带处理单元到NTN网关的电缆上的延迟可以用信号通知，以便在估计从RAN节点到卫星的衰减或延迟时将其考虑在内，从RAN节点到卫星的衰减或延迟从总延迟中减去，以确定UE和卫星之间的服务链路上的延迟或衰减。
例如，当装置位于UE或核心网络时，装置还接收有关连接RAN到两个或更多个卫星的相应天线或NTN网关的位置的信息，以便也可以基于发信号通知给装置的卫星和NTN网关位置估计相应馈线链路上的延迟或衰减。当装置位于RAN时，例如位于某一gNB时，与该gNB相关联的NTN网关的位置可能已经已知，因此，如果确实需要，可以在装置处只接收来自其他gNB的NTN网关位置信息。
因此，为了解决在包括NTN组件的网络中的传统定位方法中遇到的问题和经由NTN组件将参考信号作为透明有效载荷进行传输，本发明的第一方面的实施例提供以下中的一个或多个：
1)用于确定和/或向LMF或位置计算实体传递卫星的位置的额外信令，
2)确定和/或传递NTN网关的位置的额外信令，
3)给UE的托管发送下行链路定位参考信号或接收上行链路定位参考信号的TRP的gNB是否使用透明或再生架构的信息，
4)给LMF或位置计算实体的gNB是否基于地面以及卫星是否是透明中继或gNB是否在卫星上的信息，
a.这可能需要确保LMF或位置计算实体向UE提供适当的辅助数据以测量定位信号，例如同步信号块SSB、下行链路定位参考信号DL-PRS、信道状态信息参考信号CSI-RS或相位跟踪参考信号PTRS，和/或发送定位参考信号，例如探测参考信号SRS。
b.这也可能需要去除或考虑由于馈线链路、处理延迟、电缆延迟等引起的额外延迟。
如上所述，根据实施例，每个NG-RAN节点，如gNB1或gNB2，在向NTN-网关提供包括位置参考信号的基带信号时，还可以使用如TS 38.455中定义的IE TRP information item中的例如用于提供NG-RAN节点的粗略位置的信息元素IE,NG-RAN Access Point Position，或者用于提供NG-RAN节点的高精度位置的IE,NG-RAN High Accuracy Access PointPosition，向装置200提供天线的位置和/或网关的天线阵列的相位中心。根据本发明的实施例，IE TRP information item包括TRP不是地面部分，而是连接到网络的NTN组件的信息，例如，通过向TRP information item添加字段NTN网关来指示TRP是否为NTN网关。图7示出了根据本发明实施例的TRP information item的实施例，除了常规条目外，还在最后一行中包括条目NTN网关，其是布尔值，指示TRP(即gNB1或gNB2)是否是包括NTN组件的无线通信网络的一部分，即是NTN网关(1)或非NTN网关(0)。
根据本发明第一方面的实施例，装置200可以接收NG-RAN通过一个或多个NTN组件服务于UE的信息。例如，可以经由上述IE TRP information item最后一行(见图7)指示gNB1和gNB2是NTN网关，或者经由网络的运维O&M机制来接收该信息。响应于NG-RAN通过NTN组件服务于UE的信息，装置200可以向NG-RAN节点发信号通知，以提供轨道参数，如星历表或NTN组件的位置。根据其他实施例，装置200可以基于从O&M机制或从外部服务器可获得的轨道参数计算位置，例如使用两行元素TLE。响应于来自装置的请求，NG-RAN可以提供星历表，通常以TLE格式表示，如2019年11月18日至22日美国里诺举行的R2-1916391 3GPP TSG-RAN WG2会议#108所述。NG-RAN节点可从卫星运营商获取信息或可具有已存储的信息。典型的轨道参数需要包括以下中的至少一项或多项：
·纪元
·平均运动的一阶导数，又名弹道系数
·平均运动的二阶导数
·阻力项，也称为辐射压力系数或BSTAR(假设为小数点)
·倾向
·升交点赤经
·离心
·近地点辐角(度数)
·平均异常(度)
·平均运动(每日转数)
·发射以来飞行的圈数(旋转)
信息可以在RRC和/或LPP和/或NRPPa消息或任何其他系统消息中以TLE或IE中字段的形式提供。
根据进一步实施例，装置可以向确定测量的值(如定时值或信号强度值)的实体提供辅助数据。例如，装置200可以根据是否使用下行链路或上行链路定位参考信号确定定位，提供校准参数作为辅助数据给UE或NG-RAN节点。校准参数可以包括用于非地面链路中的至少一个的以下参数中的一个或多个：
·馈线链路上卫星与网关之间的信号延迟。
·网关和基带处理单元之间的延迟。
·卫星的处理延迟。
·链路上的信号衰减，例如，确定信号衰减的参数，如路径损耗参数，诸如路径损耗指数、校正、对数正态阴影衰落、适用的信道模型等。
当装置被提供在核心网络处时，它可以向NG-RAN节点或UE或两者发信号通知校准参数或辅助信息，并且两者可以报告校准的测量值，包括实体已应用校准的信令。实体，即RAN节点和UE，在接收辅助数据时可以使用数据来调整测量，并且UE可以将测量报告回装置。报告还可以包括指示UE或NG-RAN节点已经对弯管模型进行了补偿的标志。
在应用多RTT的情况下，未经校准的每个链路的估计RTT可能包含业务链路上的延迟加上反馈链路上的延迟加上额外的延迟，使得，根据本发明的第一方面的实施例，通过估计馈线链路的RTT，将其从整个链路的总RTT中减去，可以获得业务链路上的RTT，从而获得UE与卫星之间的距离。
根据进一步的实施例，如果卫星在定位确定过程中移动，则卫星与地面站之间的馈线链路也可能发生变化，而UE仍然测量来自卫星的信号。有关所述卫星的运动的信息也被传送给装置并在确定位置时被考虑。此外，可以向定位实体提供路径切换发生的时间和路径切换之前和/或之后NTN网关的位置作为辅助数据。
根据本发明的第一方面的其他实施例，对包括非地面组件的网络中UE的位置的估计可以基于多普勒值，而不是测量的定时或信号强度值。根据这种实施例，UE能够进行多普勒测量并向RAN节点提供关于多普勒测量的报告。例如，UE可以在连接到网络时或响应于能力请求时发信号通知该能力。UE具有测量卫星用于发送弯管或透明有效载荷的载波频率中的多普勒频移的能力。基于多普勒频移测量，可以获得伪距，从而获得UE与卫星之间的距离。利用多普勒值确定伪距在卫星技术领域是一种众所周知的方法，这里不作更详细的描述。
图8示出了根据本发明的第一方面使用多普勒值的装置的第二实施例。图8的实施例与图6类似，不同之处在于装置200接收226多普勒值。装置基于接收到的多普勒值，确定228UE与NTN组件之间的距离，以便以与第一实施例相同的方式(参见图6)，基于关于NTN组件的位置的进一步信息，可以确定222UE的位置。在使用经由卫星传输到UE的下行链路定位参考信号的情况下进行多普勒测量。在上行链路情况下，当UE经由卫星发送上行链路定位参考信号时，在卫星处确定多普勒值并转发给装置。
如果在UE处实现装置200，则可将确定的位置输出到UE，UE将确定的位置传输到无线通信网络的RAN。
根据实施例，装置200可以向UE或向卫星发送测量请求，要求进行多普勒测量，并且请求可以包括以下中的一个或多个：
·新无线电绝对射频信道数NR-ARFCN，或要进行测量的载波频率，
·至少包括PRS-ID的PRS配置
·PRS信号的时间/频率位置。
UE或卫星可以报告回实际测量，即多普勒值，并且根据实施例，还可以报告NR-ARFCN或进行测量的频率。
因此，本发明的第一方面通过基于无线通信系统的定位信号来确定包括NTN组件的无线通信网络中的UE的位置来解决上述问题，定位信号是作为透明有效载荷经由卫星或NTN组件发送的基带信号的一部分。
第二方面
根据本发明的第二方面，处理其中用户设备要接入包括NTN组件的无线通信网络的场景。因为可能需要知道UE的位置，所以UE可以连同对连接的请求一起发送它的位置信息。为了确保位置信息足够准确，可能希望验证位置，以确保当连接UE时例如将UE连接到期望的网络时采取所需的措施，或者确保为UE提供特定位置的适当参数。换句话说，本发明的第二方面为无线通信网络提供了用于验证UE位置的替代手段，并且网络实体，如驻留在NG-RAN节点或NTN网关处的位置计算实体，可以计算UE的网络侧位置并基于此NW计算位置验证UE报告位置。
图9示出了根据本发明第二方面的实施例的用于验证用户设备UE的位置的装置。提供了允许验证用户设备UE在无线通信网络中的位置的装置300，无线通信网络包括RAN和多个NTN组件。装置200位于RAN中，例如在RAN节点处，如图3中的gNB1处。在考虑例如图3的场景时，可以假设UE希望连接到包括卫星1561和1562作为NTN组件以及包括基站gNB1和gNB2的RAN的无线通信网络。装置300包括输入310、输出312和信号处理器314。装置可从UE接收316传输，传输包括连接到无线通信网络的请求。传输可以经由至少两个不同的NTN组件(如图3中的两个卫星1561和1562)被发送，并包括由UE所确定的UE的UE报告位置，或指示UE与至少两个不同NTN组件之间的距离的一个或多个值的UE报告测量，并使用指示相应的NTN组件和UE之间的距离的网络NW测量值验证326UE的位置。
图10示出用于验证用户设备UE的位置的装置300的第一实施例。装置可从UE接收316传输，传输包括连接到无线通信网络的请求。传输可以经由至少两个不同的NTN组件(如图3中的两个卫星1561和1562)被发送，并包括由UE确定的位置，也称为UE报告位置。此外，装置300为包括请求的每个传输获得318指示UE和RAN之间的距离的一个或多个第一值。例如，装置可请求RAN节点测量包括在请求中的预定义信号的传播延迟或信号衰减，以获得指示RAN与请求接入的UE之间的距离的测量。测量值和请求可以经由其输入302在装置300处接收，并转发到信号处理器314以根据本发明方法进行进一步处理。此外，装置300从外部源如网络的O&M机制或从卫星运营商经由输入302获得320卫星的位置。根据其他实施例，位置可从装置300的存储器中获得。基于指示UE和RAN之间的距离的测量值，以及基于RAN到相应NTN组件的距离的信息，确定322UE和相应NTN组件之间的实际距离。可以以如上参考本发明的第一方面所述的方式进行确定322，即通过例如基于卫星和gNB的已知位置，确定RAN和相应卫星之间的馈线链路上的延迟或衰减，从测量的总体延迟或衰减中减去该延迟或衰减，从而获得基于其确定距离的相应服务链路上的延迟或衰减。使用UE与卫星之间的距离和卫星的位置，获得324UE的网络计算位置。经由输出312输出UE报告位置和NW计算位置，以便例如由核心网络进行进一步处理，从而允许验证UE报告位置，或者基于NW计算位置验证UE报告位置326，并将验证的结果例如经由输出312输出到核心网络。值得注意的是，如上所述，代替ToA测量，还可以使用用于获得参考信号时间差(RSTD)的TDoA测量。
例如，交叉检查在UE处计算的位置的一个用例可以是帮助PLMN选择，因为卫星波束可能跨越多于一个国家或地区，和/或卫星波束的跨度发生变化从而可能需要根据UE的实际位置调整实现某些监管方面，诸如PLMN选择或频率分配。在这种用例中，到定位实体如装置300的连接尚未建立，使得NG-RAN节点或NTN网关本身在实际建立UE的连接如N2连接之前计算UE的位置。实现本发明的第二方面的另一个用例是在紧急情况期间验证UE位置，例如在紧急呼叫场景中，而UE移动本身尚未在PLMN中注册。
UE可以通过经由卫星请求NR连通性来报告其在网络中的位置，并且网络基于在网络中可用的测量值再次以上述方式计算UE位置。将UE报告位置与NW计算位置相互比较，以验证UE报告位置。
在上述实施例中，验证是基于UE连同请求一起传输的实际位置，然而，根据其他实施例，不是发送UE所确定的实际位置，而是UE可以向装置300报告UE的测量，例如，指示UE和相应卫星之间距离的测量，装置基于该测量确定UE报告位置。装置300，见图10，不连同连接请求接收316UE位置，而是连同连接请求接收328测量。根据实施例，使用指示UE与相应NTN组件之间距离的UE处的测量，并使用卫星位置，可以在网络侧计算UE报告位置328，然后根据NW计算位置来验证326，如上文所述。指示UE与相应NTN组件之间距离的UE处的测量可包括定时值、信号强度值或多普勒值。
根据其他实施例，不在网络侧计算NW计算的和UE报告的位置，可以使用如由UE报告的和如由装置300确定的指示UE和NTN组件之间的距离的测量来验证UE位置。
现在描述第二方面的进一步实施例，根据该实施例，对于NG-RAN节点侧的验证，在UE尚未向CN注册时预计将计算UE位置。图11描绘了在UE向网络注册自己时，UE与网络之间的信令交换。特别地，使用RRCSetupRequest消息，UE向网络请求进入RRC_CONNECTED状态，在接收到RRCSetup消息后，UE进入RRC_CONNECTED状态。下一个任务是将UE注册到核心网络(CN)，这是通过将专用NAS消息从UE传送到位于CN中的AMF来触发的。此专用NAS消息包含在RRC消息RRCSetupComplet(也称为“Msg5”)中。
RRCSetupComplet消息包括从UE发送到AMF的专用NAS消息，如图12所示。
在接收到RRCSetupComplet消息后，NG-RAN节点选择AMF，选择RAN UE NGAP ID，然后发送初始UE消息。初始UE消息由NG-RAN节点发送以通过NG接口将初始层3消息传送给AMF，并且定义如下：
特别有益的是UserlocationInformation字段，它描述了CN角度所需的UE的位置。相关部分是NR用户位置信息，其告诉在注册期间向网络发送关于UE的什么信息。
/>
从NG-RAN和AMF之间的信令中，CN只知道跟踪区域标识符TAI内的小区中UE的位置。
注意，由于具有NTN小区的覆盖区域跨越多个国家边界，因此仅使用TAI或NG CGI(小区全球标识符)内的UE位置可能导致UE试图连接到与UE实际所在国家的PLMN不对应的PLMN。
这可以通过以下步骤解决。
1)UE将UE位置报告给RAN网络，其中UE已经使用A-GNSS，GNSS或其他基于UE的方法计算出其位置。位置报告可以包含以下内容中的至少一项：时间戳、在任何一个坐标系统中的位置估计(本地、ECEF等)、估计速度、估计误差、用于计算位置的测量的来源。报告的UE位置也可以是逻辑位置信息，诸如NTN小区、NTN小区的逻辑部分、映射的小区，从而在NTN小区中有更小的区域，或故意隐藏真实UE位置的UE位置的替代表示。报告的位置可以是使用纬度、经度和可选的高度和/或速度报告的位置。此信息可以被发送到NTN NG-RAN网络或AMF。当安全模式被激活时，可以使用从系统可获得的加密密钥加密发送此信息。此外，如果UE需要在激活安全模式之前发送信息，则可能存在一个或多个默认密钥，这些密钥可以可选地存储在UE中(例如，在用户身份识别模块(USIM，eSIM等)中或在UE内的其他地方)，在5G系统启用AS和/或NAS加密之前，UE可以使用这些密钥对其位置进行加密。默认加密可以基于默认密钥。可选地，可以在UE中存储多于一组默认密钥，从中选择一组默认密钥。可以基于时间戳进行选择。时间戳可以是GNSS时间或UTC时间，并且在得出用于选择密钥的时间戳时，可以丢弃来自该时间的一定数量的LSB。当UE在网络中注册时，该组默认密钥和/或用于选择默认密钥的算法可以可选地由5G系统更新。
可替代地，网络可以基于UE选择的参数得出粗略的位置信息。UE选择的参数可以包括selectedPLMNIdentity，作为RRCSetupComplete消息中包含的RRCSetupCompleteIEs的一部分。UE可以使用一种可用的定位方法(诸如A-GNSS)确定其位置。此信息可进一步被UE用于隐式和/或显式地向网络发信号通知其位置信息。由UE提供的隐式位置信息可包括selectedPLMNIdentity和/或映射小区ID和/或指示NTN小区内覆盖区域的一部分的标识符。
selectedPLMNIdentity和/或映射小区可以基于以下中的至少一个：
1.基于最接近的参考点选择映射小区和/或PLMN和/或跟踪区域代码TAC：
UE被提供辅助数据，其中辅助数据告诉UE参考点的位置，并且参考点被映射到至少一个PLMN和/或至少一个TAC和/或至少一个NR-CGI和/或至少一个映射的NR-CGI。指示参考点位置的一种方式是使用地心地固(ECEF)坐标来指示参考点的位置。
网络可以选择沿覆盖区域提供具有变化密度的参考点。这样做的一种方式可以是指定矩形区域的起点和终点以及网格之间的位移，以获得参考点和参考点之间的线性映射。矩形区域可以级联(可以重叠或不重叠)以覆盖卫星覆盖区的部分或全部。
现在参照图13(a)和图13(b)更详细地描述基于最接近参考点选择映射小区和/或PLMN和/或跟踪区域代码TAC的实施例。
图13(a)示出用于UE确定TAC和PLMN的辅助数据的使用，图13(b)示出用于构建图13(a)中的映射网格的示例。在描述的实施例中，示出国家边界，并且国家内部的参考点显示为实心圆，国家外部的参考点显示为空圆。为了更好地跟踪PLMN和TAC，映射网格在靠近国家边界的地方更小、更密集，而在远离边界的地方更大、更稀疏。
NTN卫星的覆盖区用一个或多个平面(图13(a)中的映射网格)平铺。每个映射网格由网格点组成，每个点对应于坐标系上的虚拟位置(地心地固坐标系)。每个点具有属性，诸如PLMN ID、TAC等。
UE使用一种可用的定位方法确定其位置(例如基于UE的A-GNSS)。然后确定UE位于哪个映射网格中。然后找到映射网格内的点，确定此网格对应的适用参数。然后，UE使用此信息发起与网络的进一步过程。
如果新网格中的TAC与原始网格中的不同，则得出的TAC可用于执行TAC更新。如果注册区域发生更改，得出的注册区域可用于注册区域更新。与网格点相关联的得出的PLMN可用于在RRCSetupComplete消息中选择PLMN(selectedPLMNIdentifier)。
NTN网络可以广播一个或多个网格平面(映射网格)的列表，每个网格平面包含网格点(虚拟参考点)。网格平面可以表示为矩形，然后通过指示对角对点的坐标(例如：左上和右下，或左下和右上)将网格平面指示给UE。图13(b)示出了映射网格的示例。
可选地提供第一网格点相对于其中一个角的位置。如果不存在这种情况，则假设第一参考点位于顶角(或等效地，其中一个角)，或位于第一网格点和第二网格点之间位移的一半，以便在网格内均匀放置网格点。剩余点的位置可以使用与第一网格点的差值来生成。平面内两点之间的位移可以按行和列指示，或者可以基于第一位移得出第二位移。此外，不同的映射网格可以具有不同的网格点密度，以便能够快速搜索到适用的网格点。
每个网格点(虚拟参考点)可以与至少一个信息相关联。信息可以是PLMN、TAC、虚拟NG-RAN小区ID和其他可能与位置相关的信息。映射网格中的每个网格点可以与索引相关联。每个点的索引可以按行优先或列优先的方式从左上角到右下角递增。
在映射网格内，每个网格点(虚拟参考点)的信息可以是相同的，或者可以基于与第一虚拟参考点相关联的信息和虚拟参考点的差分信息和索引来获得信息。可替代地，在网格中可能存在一些不同的属性。这些信息需要单独提供。例如：在映射网格1中的每个点可能具有相同的适用PLMN列表(PLMN1和PLMN2)和相同的适用TAC，然而在映射网格2中，一些网格点可能使用第一TACID(填充点)，一些网格点可能使用第二TAC ID(未填充点)。至于得出的信息，信息可能是映射的小区ID，并且可能存在从左上角到左下角的递增顺序，其中映射的小区ID随着移动增加一个固定的值。网格的公共参数可以指示为“映射网格”的属性，并且网格内变化的参数可以指示为网格点的属性。例如，如果UE在映射网格1内，并且由于映射网格在国家1内，因此它具有相同的TAC和PLMN。这可以作为网格级的IE来发信号通知。然而，“映射网格2”部分位于国家1，部分位于国家2。在这种情况下，参数被定义/生成为适用于网格点。可替代地，参数可以为“映射网格”定义，并可适用于所有网格点，除非针对特定网格点重写了该参数。例如，“映射网格2”可以具有在“映射网格”级别定义的参数PLMN，并可能适用于在网格点级别没有额外提供信息的所有点。如果在网格点级别上单独提供了信息，则在“映射网格”级别上提供的信息被网格级别上提供的信息覆盖。这对于减少信令开销是适用的，例如，如果在网格中，大量的点具有TAC作为TAC1，少量的点具有TAC作为TAC2，那么如果映射网格具有TAC1作为TAC的值，并且只有那些具有TAC作为TAC2的点在网格点级别发信号通知此值，则会导致较少的开销。网格也可以由同一国家的两个运营商(或虚拟运营商)使用，他们可以共享TAC，但不共享PLMN，和/或网格可以由该国以外的一个或多个运营商使用，其中TAC和PLMN代码相对于第一国家都不同。
UE执行以下中的一项或多项：
1)UE基于可用的一种定位方法确定其位置或从LMF接收其位置。
2)UE从提供的映射网格的列表中确定与其位置对应的适用映射网格。UE可能已经被简单地提供了一个映射网格。
3)UE从映射网格中确定适用的网格点(虚拟参考点)，并确定或获取与此点对应的信息。例如，UE可以确定允许在与此网格对应的位置处运行的PLMN。作为第二示例，UE可以确定(并可选地报告)与此参考点相对应的TAC-跟踪区域代码(或跟踪区域标识符-TAI)。
4)UE使用这些过程来基于信息发起UE过程。
举个示例：如果UE确定最接近的网格具有不同的TAC信息，则它可以执行TAC更新。UE可以选择某个PLMN来发起UE注册。UE可以报告网格点的标识符，以便网络准备切换或提供切换辅助数据。此外，标识符还可以可选地用作指导，以确定可选择哪一个公共安全应答点终端。
5)可选地，当发起连接时或当执行TAC更新时或当向网络发起任何其他信令过程时，UE可以指示其位置或网格点的标识符，以便网络可以验证UE报告的位置。例如，对于诸如紧急呼叫、适用国家特定规则等监管服务，可能需要这样做。
网络实体执行下列中的一项或多项：
1.基于要传输的信息和映射网格内网格点的物理密度，准备网格点及其间距、参数，并将网格点分组到不同的映射中。
2.向UE发信号通知信息，使UE能够确定靠近UE的网格点(虚拟参考点)，信息由网格平面列表(映射网格)组成，每个网格的特征为：
a.由定义映射网格的矩形的两个对角的坐标描述的矩形区域。位置可以在任何坐标系中。然而，地心地固(ECEF)坐标系是优选的，以保持TAC和PLMN的边界在坐标系中固定，即使小区移动时亦是如此。
b.用于确定网格点及其位置的信息，诸如指示一个网格点相对于初始网格点的位移的位移向量。
c.对于网格公共的信息。
d.每个网格点的信息，或第一网格点的信息和补充信息，以便可以基于第一网格点生成每个网格点的信息。
辅助数据可以以广播模式(例如，在系统信息消息中)提供，或者经由单播提供。提供给UE的辅助信息可以是运营商特定的。在这种情况下，参考点可以由特定的PLMN运营商生成，并经由单播发信号通知给UE。UE提供的位置也可能适用于PLMN运营商的网络操作(切换管理、TAC、寻呼目的等)。向运营商报告位置信息也可以可选地作为非信令数据传输来完成(即使用专用无线电承载代替信令无线电承载，或除信令无线电通信员外还使用专用无线电承载)。
2.基于包含关于国家边界的信息的配置数据选择映射小区和/或PLMN：
将UE确定的位置映射到映射的小区和/或PLMN和/或TAC代码和/或TAI和/或标识符可以基于在初始化期间由网络传输和/或存储在UE的关于国家边界的信息(例如，通过在部署前存储到UE的数据)来完成。此数据也可以作为软件更新的一部分提供。
3.基于先前选择的地面网络组件进行选择：
在NTN和地面网络之间的双连接性的情况下，UE可以基于地面RAN网络确定PLMN以选择NTN接入。可替代地，在地面网络TN和NTN之间的移动性的情况下，选择的逻辑信息可以基于从UE最后连接的TN得出的参数。例如，在连接到TN期间使用的selectedPLMNIdentity可以指示UE所在的国家，并且UE可能能够在NTN接入期间使用此信息尝试连接到合适的PLMN。
图14示出了向网络报告UE位置的一种可能手段。可替代地，UE选择到网络的UE消息中的一个中的参数，其中至少一个UE参数是位置相关参数(诸如PLMN、跟踪区域代码(TAC)、跟踪区域标识符(TAI)、系统信息区域标识符、网格点的标识符)。这样的信息可以可选地作为IE被携带，例如，RRC协议或LPP协议中下列消息中的一个的IE——RRC中的RRCSetupComplete,CommonLocationInfo和/或LPP中，ProvideLocationInformation(LPP协议)，或者在NAS消息中，如NAS消息中之一(服务请求、注册请求、注册完成、服务请求、认证请求、标识请求)。
2)NG-RAN节点可以使用此UE位置来确定与UE位置相对应的跟踪区域指示(TAI)。跟踪区域指示由PLMN和跟踪区域代码组成。NG-RAN可以基于UE位置或UE本身基于UE位置选择的参数(例如，selectedPLMNIdentity)选择AMF。一个特定的示例是，使用UE报告的网格点信息作为其最接近的网格点和/或UE报告的UE位置来生成TAI。网格点到TAI的映射可以作为NG-RAN节点处的供应的一部分而可用。因此，可以基于UE报告的网格点(或基于网格点的信息)来得出TAI。NG-RAN节点可以将注册请求发送到对应于所确定的UE位置所选择的AMF。
a.NG-RAN节点可以对于给定的卫星位置，报告的UE位置和地面站(NTN网关)的位置，使用以下测量中的任何一个交叉检查UE报告位置的正确性——RSTD，ToA，接收的RSRP，定时提前，TA。可替代地，NG-RAN节点可以独立地计算位置并与UE计算的位置进行比较。
i.NG-RAN节点可以提供描述交叉检查机制的质量的数值。质量值可以是[minVal，maxVal]范围内的数值，其中minVal是验证结果的最低置信度，maxVal是值的最大置信度，或者它们可以是置信区间、均方根错误率、概率或任何其他描述交叉检查质量的统计指标。它还可以报告用于交叉验证所使用位置的方法或测量。
ⅱ.NG-RAN节点可以向AMF提供NG-RAN节点计算的位置和/或UE报告的位置。它还可以可选地报告用于在NG-RAN节点处计算位置的方法。
b.可替代地，NG-RAN节点可以简单地将UE报告的位置(或依赖于UE位置的逻辑信息)转发到网络。
3)AMF可继续处理“注册请求”，并以“注册接受”或“注册拒绝”回应。
a.AMF启动一种基于LMF的定位方法来确定和/或交叉检查UE位置，或者它可以利用在基于UE模式下使用A-GNSS确定的UE位置来确定是否允许UE接入PLMN。
b.如果AMF确定UE位于PLMN不允许操作的国家，则向UE发信号通知“注册拒绝”。
i.可以为UE选择与UE位置相对应的合适PLMN提供进一步的辅助数据。
c.如果AMF确定UE位于PLMN允许操作的国家，则向UE发信号通知“注册接受”。
根据实施例，可以禁止UE使用5G系统5GS提供的至少一个服务，知道LMF已经确定和/或验证了UE的位置。根据本实施例，由LMF确定和/或验证了的位置可由AMF用于确定是否拒绝UE的注册和/或使UE能够在验证位置之前接入限于UE的来自5GS的至少一个服务。位置验证步骤可以随时由AMF和注册拒绝触发，跟随有辅助数据或与辅助数据一起，以帮助UE发起与正确的PLMN的注册。
根据实施例，如果试图经由NTN连接到PLMN的UE选择与UE中用户订阅(例如USIM(用户身份模块))中指示的归属PLMN(即PLMN)不同的国家的PLMN，并且注册被所述PLMN拒绝，则如果归属PLMN是由NTN小区广播的PLMN的一部分，则UE试图连接到归属PLMN。根据本实施例，对应于UE的PLMN中的注册尝试被被访问的PLMN拒绝后，UE可以向主PLMN指示UE正试图附接到归属PLMN。
可以在NG-RAN节点处获得以下测量值，并且可以将测量值与期望值进行比较，以确定位置的有效性。
1)UL-RSTD测量
在可以由单个NTN网关或两个不同的NTN网关服务的两个卫星之间测量的UL参考信号(例如UL SRS)的RSTD测量。在两个不同的NTN网关的情况下，需要通过XN接口交换测量，前提是两个网关连接到两个不同的gNB。
2)多RTT测量
UE可以报告接收DL信号的时间和发出UL信号的时间之间的时间差。(UE测量)
NG-RAN节点报告接收UL信号的时间和发送DL信号的时间之间的时间差。(NG-RAN测量)
NG-RAN测量与UE测量之间的差异给出往返时间。
由于卫星位置不断变化，可以额外使用不同时间的多RTT瞬间和卫星轨道参数的知识来确定多RTT瞬间的变化是否与UE报告的位置一致。
3)DL-RSTD测量
由UE测量并报告给NG-RAN节点的两个不同卫星发送的DL参考信号(例如DLPRS)的RSTD测量可以用于验证。
4)TA测量
TA测量可用于确定卫星小区内的区域，并且此区域可映射到TAI，从而允许NG-RAN节点为UE确定正确的TAI。同样，TA测量也可以输入到E-CID测量中。
根据这些实施例，可以由NG-RAN节点获得的TA可以由公共部分和特定于UE的部分组成。公共部分可以由网络侧确定和/或向UE发信号通知，和/或UE独立地确定其TA，并且可以将UE应用的TA报告给网络。
TA的公共部分被定义为考虑从卫星到参考点(RP)的TA，TA的UE特定部分覆盖从UE到卫星的TA。参考点可以被选择在卫星上(导致TA_common＝0)。这实际上补偿了由于馈线链路造成的延迟。可替代地，这种参考点可以位于馈线链路的某个点(TA_common>)，或者可以被选择在网关或gNB(导致捕获整个馈线链路和服务链路TA的TA_common)。本质上，RP被定义为DL/UL帧相对于其对齐的一个点。对于地面场景的，此RP可能位于基站处。对于NTN网络，RP的位置可能处于网络的控制之下。
可替代地，参考点可以是地面上的位置。在这种变体中，设备和/或虚拟设备和/或虚拟网络元件使用的TA可以用作参考。可以将UE使用的TA与至少一个NW元件使用的TA进行比较(或者如果网络元件放置在那里，则可能已被网络元件使用)，以推断哪个参考点最接近UE。
5)RSRP测量
在上行链路信号上确定的RSRP测量或由UE提供的用于小区选择的测量可用于交叉检查RSRP测量是否与对应位置相符。
6)ToF测量
信号离开卫星的时间与到达UE天线的时间之差(DL)或相反(对于UL)
7)多普勒测量
UE或NG-RAN节点报告的多普勒测量可用于交叉检查UE位置。
为了交叉验证，期望值和测量值可以相互比较。如果差值小于阈值或在一定范围内，则可以认为UE位置被验证。
UE位置和/或测量信息可以附加到NAS或NG应用协议(NGAP)消息，如注册请求或控制面服务请求。
根据其他实施例，无线通信网络可以单独地请求此信息，即，响应于对连接的请求，网络可以请求UE也传输UE报告位置或在UE处获得的相关联测量值。
根据本发明的第二方面的进一步实施例，响应于接收到连接到PLMN的请求和对UE位置的验证，NG-RAN网络可以向核心网络CN发信号通知以下中的一个或多个：
·可以输出标志，例如值为0或1，以指示UE报告的位置可被核心网络中的实体信任(标志＝1)还是不信任(标志＝0)。
·可以输出标志，例如值为0或1，仅指示UE报告的位置已由NG-RAN节点验证或交叉检查(标志＝1)或未验证(标志＝0)。
·装置300可以确定描述UE报告位置或UE报告测量相对于NW计算位置的偏差的参数。参数可以
ο包括某个区间内的值，例如从0到10的数字，以便区间中的值映射到一定的误差特征，例如，较低的值表示较高的偏差，而较低的值指示UE报告和NW计算位置之间的偏差较低，或
ο为置信区间，或
ο是将UE报告值与网络计算值或真实测量相关联的质量参数或统计测量。
·描述测量可靠性的参数或用于确定位置的可靠性的方法。UE和/或NG-RAN节点用于确定可靠性的方法及其描述可靠性的相关数值可以发信号通知给NG-RAN节点和/或CN。示例是：接收器自主完整性监测(RAIM)，高级RAIM(ARAIM)，天基增强系统(SBAS)，地基增强系统(GBAS)。CN和/或NG-RAN网络可以使用报告的方法和/或参数来确定UE报告位置是否可信。
在UE能够从CN接收信息的情况下，CN可以向UE和/或RAN节点发信号通知使用特定完整性方法并报告结果。例如，UE可以报告它有能力执行完整性方法，诸如RAIM，ARAIM，SBAS，GBAS等，NW(CN或NG-RAN)可以要求接收器使用这些方法并将结果报告给CN。例如，在RAIM的情况下，UE可以使用来自卫星子集(GNSS或NTN卫星)的测量计算位置，并报告由各种子集获得的位置，或将计算的位置与描述位置计算中的质量或置信度的第二值相结合，以形成单一位置值。
根据实施例，CN可以向NG-RAN网络发信号通知用于定义偏差的参数，例如，CN可以将NG-RAN配置为只有当UE报告的位置和/或测量与网络实体如NG-RAN节点计算的位置和/或测量偏离某个阈值时才发起连接。在这样的实施例中，一旦UE报告的位置已经被NG-RAN验证，CN就信任该位置。
如上所述，根据其他实施例，CN可以要求UE和/或RAN网络用信号通知位置连同可以对测量进行信任的数字测量。
为了帮助NG-RAN节点验证UE位置，NG-RAN节点可以从核心网络内的实体诸如LMF、AMF、统一数据管理UDM接收辅助数据和/或配置数据，这些数据源自外部服务器或者运维O&M机制。辅助数据可以是下列中的一项或多项：
·下行链路定位参考信号的配置，其可包括以下中的一个或多个：
ο描述参考信号的参数，例如序列长度，
ο信号的时频位置，
ο发送功率
·卫星的位置，如星历。
·修正，例如GNSS修正辅助数据。
·为不同NTN网关服务的gNB之间的Xn连接。
gNB可以使用回程网络在彼此之间交换用于确定位置的测量，如Xn协议。例如，UE可能在天空中看到四个卫星，但其中只有两个可能与托管UE的服务单元的gNB有馈线链路。对于来自另一个卫星的上行链路测量，托管服务小区的gNB可以向在UE看来托管另一个卫星的gNB提供UL或DL参考信号配置，并要求卫星进行测量并报告回测量结果。然后，NG-RAN节点可以使用来自自身服务的卫星的测量以及来自另一个NG-RAN网关服务的卫星的测量来计算位置。在LMF请求报告的情况下，LMF可直接与向相应卫星馈送的gNB交互并请求测量。
根据本发明的第二方面的其他实施例，可以基于多普勒值而不是测量的定时或信号强度值来计算NW计算的UE位置。根据这样的实施例，卫星能够进行多普勒测量并向RAN节点提供关于多普勒测量的报告。基于多普勒频移测量，可以获得伪距，从而获得UE与卫星之间的距离。使用多普勒值确定伪距在卫星技术领域是一种众所周知的方法，这里不作更详细的描述。
图15示出根据本发明的第二方面使用多普勒值的装置的第二实施例。图15的实施例类似于图10，不同之处在于装置300接收330多普勒值。基于接收到的多普勒值，装置确定332UE与NTN组件之间的距离，以便以与第一实施例相同(见图10)的方式，基于关于NTN组件的位置的进一步信息，可以确定324NW计算的UE位置，然后用于验证UE报告的UE位置，后者如上文参照图10所述获得。
值得注意的是，本发明的第二方面可针对使用透明有效载荷或再生有效载荷的NTN组件来实现。
一般性
尽管已经分别描述了本发明方法的各个方面和实施例，但值得注意的是，每个方面/实施例可以独立于其他方面实现，或者可以组合部分或全部方面/实施例。
根据本发明的实施例，用户设备包括下列中的一个或多个：功率受限的UE；或手持UE，如行人使用的UE，并被称为易受伤害的道路用户VRU；或行人UE，P-UE；或公共安全人员和应急人员使用的随身或手持UE，并被称为公共安全UE，PS-UE；或IoT UE，例如，传感器，致动器或在校园网络中提供的进行重复的任务和以周期性间隔要求来自网关节点输入的UE；移动终端；或静止终端；或小区IoT-UE；或车辆UE；或车辆组长(GL)UE；或直连链路中继；或IoT或窄带IoT，NB-IoT，设备；或可穿戴设备，如智能手表，或健身追踪器，或智能眼镜；或基于地面的车辆；或飞行器；或无人驾驶飞机；或基站，如gNB；或移动基站；或路边单元(RSU)；或建筑物；或提供有网络连接性使物品/设备能够使用无线通信网络通信的任何其他物品或设备，例如，传感器或致动器；或提供有网络连接性使物品/设备能够使用无线通信网络的直连链路进行通信的任何其他物品或设备，例如，传感器或致动器，或收发器，或任何具有直连链路能力的网络实体。
根据本发明的实施例，RAN网络实体，如gNB，包括下列中的一个或多个：宏小区基站，或小小区基站，或基站的中央单元，或基站的分布式单元，或路边单元(RSU)，或远程无线电头，或AMF，或MME，或SMF，或核心网络实体，或移动边缘计算(MEC)实体，或如在NR或5G核心上下文中的网络切片，或使物品或设备能够使用无线通信网络进行通信的任何发送/接收点TRP，物品或设备被提供网络连接性以使用无线通信网络进行通信。
尽管所描述的概念的某些方面已经在装置的上下文中进行了描述，但很明显，这些方面也代表了对相应方法的描述，其中块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤上下文中描述的方面也表示对相应装置的相应块或项目或特征的描述。
本发明的各种元件和特征可以在硬件中使用模拟和/或数字电路实现，在软件中通过由一个或多个通用或专用处理器执行指令实现，或者作为硬件和软件的组合实现。例如，本发明的实施例可以在计算机系统或另一处理系统的环境中实现。图16示出计算机系统600的示例。单元或模块以及由这些单元执行的方法的步骤可在一个或多个计算机系统600上执行。计算机系统600包括一个或多个处理器602，类似于专用或通用数字信号处理器。处理器602连接到通信基础设施604，如总线或网络。计算机系统600包括主存储器606，例如随机存取存储器RAM和辅助存储器608，例如硬盘驱动器和/或可移动存储驱动器。辅助存储器608可允许将计算机程序或其它指令加载到计算机系统600中。计算机系统600可进一步包括通信接口610，以允许在计算机系统600和外部设备之间传送软件和数据。通信可以是来自电子、电磁、光学或其他能够由通信接口处理的信号。通信可以使用电线或电缆、光纤、电话线、蜂窝式电话链路、RF链路和其他通信信道612。
术语“计算机程序介质”和“计算机可读介质”通常用于指有形存储介质，例如可移动存储单元或安装在硬盘驱动器中的硬盘。这些计算机程序产品是为计算机系统600提供软件的手段。计算机程序，也称为计算机控制逻辑，存储在主存储器606和/或辅助存储器608中。计算机程序也可以经由通信接口610接收。计算机程序在执行时，使计算机系统600能够实施本发明。特别是，计算机程序在执行时，使处理器602能够实现本发明的过程，诸如本文所述的任何方法。因此，这样的计算机程序可以表示计算机系统600的控制器。在使用软件实现本发明的情况下，该软件可以存储在计算机程序产品中，并使用可移动存储驱动器、接口，如通信接口610加载到计算机系统600中。
硬件或软件中的实现可以使用数字存储介质来执行，例如云存储、软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存，这些介质具有存储在其上的电子可读控制信号，这些信号与可编程计算机系统协作或能够与可编程计算机系统协作，从而执行相应的方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，其能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文所述的方法之一。
通常，本发明的实施例可以实现为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，该程序代码可用于执行方法之一。程序代码可以例如存储在机器可读的载体上。
其他实施例包括存储在机器可读载体上的用于执行本文所述方法之一的计算机程序。换句话说，因此，本发明方法的实施例是，当计算机程序在计算机上运行时，具有用于执行本文所述方法之一的程序代码的计算机程序。
因此，本发明方法的进一步实施例是数据载体或数字存储介质，或计算机可读介质，包括记录在其上的用于执行本文所述方法之一的计算机程序。因此，本发明方法的进一步实施例是表示用于执行本文所述方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列可以例如被配置为经由数据通信连接传送，例如经由互联网。进一步的实施例包括处理手段，例如计算机或可编程逻辑器件，其被配置为或适应于执行本文所述的方法之一。进一步实施例包括在其上安装了用于执行本文所述方法之一的计算机程序的计算机。
在一些实施例中，可编程逻辑器件，例如现场可编程门阵列，可用于执行本文所述方法的部分或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行本文所述的方法之一。通常，优选由任何硬件装置执行方法。
上述所描述的实施例仅是对本发明的原理进行说明。应当理解，本文所描述的布置和细节的修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，其意图仅受即将到来的专利权利要求的范围的限制，而不受通过本文的实施例的描述和解释方式所提供的具体细节的限制。

Claims (34)

1.一种用于确定无线通信网络的用户设备UE的位置的装置，所述无线通信网络包括无线电接入网络RAN和以弯管原理操作用于在UE和RAN之间进行传输的多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，
其中所述装置用于
·接收
o对于所述UE和所述RAN之间的经由至少两个不同的NTN组件的弯管传输，指示所述UE和所述RAN之间的距离的相应的值，或
o所述UE和所述至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
·获取至少两个NTN组件的位置，以及
·使用获得的所述至少两个NTN组件的位置和所述值或所述一个或多个多普勒值确定所述UE的位置。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置用于
·对于所述UE和所述RAN之间的经由至少两个不同的NTN组件的弯管传输，接收指示所述UE和所述RAN之间的距离的相应的第一值，
·获得所述至少两个NTN组件的位置，
·对于所述至少两个NTN组件中的每一个，使用一个或多个第一值以及所述RAN和所述NTN组件之间的距离确定指示所述UE和所述NTN组件之间的距离的一个或多个第二值，以及
·使用获得的所述至少两个NTN组件的位置以及确定的所述UE与所述至少两个NTN组件之间的距离来确定所述UE的位置。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述装置用于
·对于所述UE和所述RAN之间的经由至少两个不同的NTN组件的弯管传输，接收所述UE和所述至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
·获得所述至少两个NTN组件的位置，
·对于所述至少两个NTN组件中的每一个，使用所述一个或多个多普勒值确定所述UE与所述NTN组件之间的距离，以及
·使用获得的所述至少两个NTN组件的位置以及确定的所述UE与所述至少两个NTN组件之间的距离来确定所述UE的位置。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述第一值和第二值包括以下中的一个或多个：
·定时值，例如，在所述UE或所述RAN的天线处，天线连接器处或天线参考点处测量的到达时间ToA，到达时间差TDoA，往返时间RTT，或多RTT，
·信号强度值，例如，在所述UE或所述RAN的天线处、天线连接器处或天线参考点处测量的参考信号接收功率RSRP或接收信号强度指示RSSI。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述第一值和第二值包括定时值，
所述装置用于，除了所述至少两个NTN组件的位置外，还获得以下中的一个或多个：
·连接到所述UE或所述RAN或所述NTN组件的基带处理单元的天线、天线连接器或天线参考点的位置，
·所述至少两个NTN组件中的每一个处的处理延迟，
·所述NTN组件和所述RAN之间的馈线链路延迟，
·所述NTN组件和所述UE之间的服务链路延迟，
·所述UE或所述RAN或所述NTN组件的基带处理单元与天线、天线连接器或天线参考点之间的连接的连接延迟，以及
所述装置用于进一步使用所述位置、所述处理延迟、所述馈线链路延迟、所述服务链路延迟和所述连接延迟中的一个或多个来确定指示所述UE和所述NTN组件之间的距离的所述第二值。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述装置用于从以下中的一个或多个获得所述位置：
·所述无线通信网络的运维O&M机制，
·向NTN网关提供基带信号的RAN节点，
·卫星运营商，经由卫星运营商与NG-RAN节点、CN或其他通信接口和数据库之间的任何接口。
7.如权利要求4所述的装置，其中所述第一值和第二值包括信号强度值，
所述装置用于，除了所述至少两个NTN组件的位置外，还获得以下中的一个或多个：
·连接到所述UE或所述RAN的基带处理单元的天线、天线连接器或天线参考点的位置，
·所述NTN组件和所述RAN之间的馈线链路上的信号衰减，
·所述NTN组件与所述UE之间的服务链路上的信号衰减，
·所述UE或所述RAN的基带处理单元与天线、天线连接器或天线参考点之间的连接上的信号衰减，以及
所述装置用于进一步使用所述位置、所述馈线链路上的信号衰减、所述服务链路上的信号衰减和所述连接上的信号衰减中的一个或多个来确定所述UE与所述NTN组件之间的距离。
8.如权利要求5至7中任何一个所述的装置，其中以下中的一个或多个例如由所述装置或者由RAN节点提供给UE或者RAN节点的实体，所述实体测量指示所述UE和所述RAN之间的距离的一个或多个第一值，以便所述实体在接收到辅助数据时，能够使用所述辅助数据来调整所述一个或多个第一值的测量：
·所述处理延迟，
·所述馈线链路延迟，
·所述服务链路延迟，
·所述连接延迟，
·所述馈线链路上的信号衰减，
·所述服务链路上的信号衰减，
·所述连接上的信号衰减。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述信号衰减由路径损耗参数指示，如路径损耗指数，校正，对数正态阴影衰落，适用的信道模型等。
10.如权利要求3所述的装置，其中所述多普勒值由所述UE或由相应的NTN组件测量。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述装置用于向所述UE或向相应的NTN组件发送测量请求以测量多普勒。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述测量请求包括以下中的一个或多个：
·NR-ARFCN或要进行测量的载波频率，
·至少包括PRS-ID的PRS配置
·所述PRS信号的时间/频率位置。
13.如权利要求10至12中任何一个所述的装置，其中所述装置用于，除了所述多普勒值之外，还从所述UE或者从相应的NTN组件接收所述NR-ARFCN或进行所述多普勒值的测量的频率。
14.如上述权利要求中任何一个所述的装置，其中所述装置用于通过以下中的一种或多种获得所述至少两个NTN组件的位置：
·使用所述无线通信网络的运维O&M机制，
·与提供NTN组件的轨道参数的数据的外部服务器交互，
·向NTN组件的运营商请求所述NTN组件的位置，
·向所述RAN的运营商请求所述NTN组件的位置。
15.如上述权利要求中任何一个所述的装置，其中所述装置用于响应于例如从所述RAN或从所述无线通信网络的运维O&M机制接收到所述RAN通过非地面组件为所述UE服务的信息，获得所述至少两个TNT组件的位置。
16.如上述权利要求中任何一个所述的装置，其中所述装置被定位或实现
·在所述UE处，
·在所述RAN处，
·在所述无线通信网络的核心网络CN处，例如通过位置管理功能LMF。
17.一种用于验证用户设备UE在无线通信网络中的位置的装置，所述无线通信网络包括无线电接入网络RAN和多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，
其中，所述装置位于所述RAN中，例如，在RAN节点处，以及
其中所述装置用于
·从所述UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到所述无线通信网络的请求的传输，所述请求包括：
o由所述UE确定的所述UE的UE报告位置，或
o指示UE的逻辑粗略位置(例如映射小区、selectedPLMNIdentity、TAC、TAI)的UE报告信息，或
o指示所述UE与至少两个不同的NTN组件之间的距离的一个或多个值的UE报告测量结果，以及
·使用指示相应的NTN组件和所述UE之间的距离的网络NW测量值验证所述UE的位置。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述装置用于
·从所述UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到所述无线通信网络的请求的传输，所述请求包括由所述UE确定的所述UE的UE报告位置，
·对于每个传输，获取指示所述UE和所述RAN之间的距离的一个或多个第一值，
·获得所述至少两个NTN组件的位置，
·对于所述至少两个NTN组件中的每一个，使用所述一个或多个第一值以及所述RAN和所述NTN组件之间的距离确定指示所述UE和所述NTN组件之间的距离的第二值，
·使用获得的所述至少两个NTN组件的位置以及确定的所述UE与所述至少两个NTN组件之间的距离，获得所述UE的网络NW计算位置，以及
·当UE报告位置与NW计算位置偏差小于一定量时，验证所述UE报告位置，或将所述UE报告位置与所述NW计算位置发送到所述无线通信网络的核心网络CN进行验证。
19.如权利要求17所述的装置，其中所述装置用于
·从所述UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到所述无线通信网络的请求的传输，所述请求包括指示所述UE与所述至少两个不同的NTN组件之间的距离的一个或多个第一值的UE报告测量；
·针对每个传输，获取指示所述UE和所述NTN组件之间的距离的一个或多个第二值的网络NW测量，
·如果UE报告测量与NW测量偏差小于一定量，验证所述UE报告测量，或将所述UE报告测量和所述NW测量发送到所述无线通信网络的核心网络CN进行验证。
20.如权利要求17所述的装置，其中所述装置用于
·从所述UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到所述无线通信网络的请求的传输，所述请求包括由所述UE确定的所述UE的UE报告位置，
·对于每个传输，获得所述UE与所述至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
·获得所述至少两个NTN组件的位置，
·对于所述至少两个NTN组件中的每一个，使用所述一个或多个多普勒值确定所述UE与所述NTN组件之间的距离，
·使用获得的所述至少两个NTN组件的位置以及确定的所述UE与所述至少两个NTN组件之间的距离，获得所述UE的网络NW计算位置，以及
·如果所述UE报告位置与所述NW计算位置偏差小于一定量，验证所述UE报告位置，或者将所述UE报告位置与所述NW计算位置发送到所述无线通信网络的核心网络CN进行验证。
21.如权利要求17至20中任何一个所述的装置，其中所述装置或所述CN仅在验证了所述UE报告位置时才允许所述UE连接到所述无线通信网络。
22.如权利要求17至21中任何一个所述的装置，其中所述装置向所述无线通信网络的核心网络CN发信号通知以下中的一个或多个：
·指示所述CN中的实体是否信任所述UE报告位置的标志，
·指示所述UE报告位置已被所述装置验证的标志，
·描述所述UE报告位置与所述NW计算位置的偏差的一个或多个参数，
·描述确定所述UE报告位置和/或所述NW计算位置的过程的可靠性的一个或多个参数，
·描述在确定所述UE报告位置和/或所述NW计算位置的过程中使用的测量的可靠性的一个或多个参数。
23.如权利要求22所述的装置，其中所述装置向所述UE和/或向所述RAN节点发信号，以使用特定完整性方法并报告结果。
24.如权利要求17至23中任何一个所述的装置，其中所述装置从所述CN接收阈值，所述阈值是所述UE报告位置被允许与所述NW计算位置偏离的阈值。
25.如上述权利要求中任何一个所述的装置，其中所述NTN组件包括以下中的一个或多个：
·太空飞行器，如在特定高度和轨道周期或平面处的卫星或航天器，例如近地轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球同步轨道(GSO)、地球静止轨道(GEO)或高地球轨道(HEO)，以及
·机载飞行器，如无人驾驶飞机系统(UAS)，例如，系留UAS，轻于空气的UAS(LTA)，重于空气的UAS(HTA)和高空UAS平台(HAP)，或。
26.一种用于无线通信网络的用户设备UE，所述无线通信网络包括无线电接入网络RAN和多个非陆地网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，并提供多个参考点，每个参考点表示地理位置并被映射到一个或多个网络参数，如至少一个PLMN和/或至少一个TAC和/或至少一个NR-CGI和/或至少一个映射的NR-CGI，
其中为了确定适用于UE的当前位置的UE的一个或多个网络参数，例如PLMN和/或跟踪区域码TAC和/或NR-CGI，UE用于
-接收指示多个参考点中的部分或全部的位置的辅助数据，
-从所述多个参考点中确定最接近所述UE的当前位置的参考点，以及
-得出映射到最接近参考点的网络参数，以及
其中所述UE用于
-使用得出的网络参数发起一个或多个信令过程，例如UE注册、TAC更新等，或
-报告最接近参考点的标识符，和/或从提供给所述UE的所述标识符对应的辅助数据得出的信息，例如，在发起连接时或在执行TAC更新时或在发起向所述网络的任何其他信令过程时，以便允许通过所述无线通信网络验证由所述UE报告的位置。
27.如权利要求26所述的用户设备UE，其中所述UE通过发送注册请求来发起UE注册程序以接入特定的PLMN。
28.如权利要求27所述的用户设备UE，其中，响应于所述注册请求，取决于是否允许所述UE接入所述PLMN，UE接收注册接受或注册拒绝。
29.如权利要求28所述的用户设备UE，其中
-如果确定所述UE的当前位置在所述特定PLMN被允许操作的国家中，所述UE接收注册接受，以及
-如果确定所述UE的当前位置在所述特定PLMN不允许操作的国家中，所述UE接收注册拒绝。
30.如权利要求26至29中任何一个所述的用户设备UE，其中所述UE使用A-GNSS确定所述UE的当前位置，并使用LPP信令中的消息ProvideLocationInformation来报告A-GNSS位置，以便允许所述无线通信网络使用报告的A-GNSS位置，而不是基于网络的定位方法，诸如多RTT或UL-TDOA。
31.一种用于操作用于确定无线通信网络的用户设备UE的位置的装置的方法，所述无线通信网络包括无线电接入网络RAN以及以弯管原理操作用于所述UE和所述RAN之间的传输的多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，所述方法包括：
接收
·对于经由至少两个不同的NTN组件的所述UE和所述RAN之间的弯管传输，指示所述UE和所述RAN之间的距离的相应值，或
·所述UE和所述至少两个NTN组件之间的每个链路的一个或多个多普勒值，
获取所述至少两个NTN组件的位置，以及
使用获得的所述至少两个NTN组件的位置和所述值或所述一个或多个多普勒值确定所述UE的位置。
32.一种用于操作用于验证用户设备UE在无线通信网络中的位置的装置的方法，所述无线通信网络包括无线电接入网络RAN以及多个非地面网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，其中所述装置位于所述RAN中，例如位于RAN节点处，所述方法包括：
从UE接收经由至少两个不同的NTN组件连接到所述无线通信网络的请求的传输，所述请求包括：
·由所述UE确定的所述UE的UE报告位置，或
·指示所述UE与所述至少两个不同的NTN组件之间的距离的一个或多个值的UE报告测量，以及
使用指示相应的NTN组件和所述UE之间的距离的网络NW测量值验证所述UE的位置。
33.一种用于操作无线通信网络的用户设备UE的方法，所述无线通信网络包括无线电接入网络RAN和多个非陆地网络NTN组件，如机载飞行器或太空飞行器，并提供多个参考点，每个参考点表示地理位置并被映射到一个或多个网络参数，如至少一个PLMN和/或至少一个TAC和/或至少一个NR-CGI和/或至少一个映射的NR-CGI，所述方法包括：
通过以下，由所述UE确定适用于在所述UE的当前位置的所述UE的一个或多个网络参数，例如，PLMN和/或跟踪区域代码TAC和/或跟踪区域标识符(TAI)和/或NR-CGI：
-接收指示所述多个参考点的部分或全部的位置的辅助数据，
-从所述多个参考点中确定最接近所述UE的当前位置的参考点，以及
-得出映射到最接近参考点的网络参数，
其中，所述方法进一步包括：
-使用得出的网络参数发起一个或多个信令过程，例如UE注册、TAC更新等，
-报告所述最接近参考点的标识符，例如，在发起连接时或在执行TAC更新时或在向所述网络发起任何其他信令过程时，以便通过所述无线通信网络验证由所述UE报告的位置。
34.一种非暂时性计算机程序产品，包括存储指令的计算机可读介质，所述指令在计算机上执行时，执行如权利要求31至33中任何一个所述的方法。
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