JP5526237B2 - Ｏｆｄｍａシステム中、ネットワーク基盤の位置決め機構と基準信号設計 - Google Patents

Description

この出願は、２００９年１１月１７日に出願された「Enhanced Network-Based Positioning Mechanism and Reference Signal Design for Location-Based Service in OFDMA Systems and Resource Mapping for A-MAP-IE in Advanced Wireless OFDMA systems.」と題された米国特許仮出願番号第６１／２６１８２６号と、２０１０年２月９日に出願された「Non-Dedicated Schemes for Network-Based Positioning in OFDMA Systems」と題された米国特許仮出願番号第６１／３０２６１８号と、２０１０年６月１８日に出願された「Candidates of Reference Signals and Some Designs for Network-Based Positioning」と題された米国特許仮出願番号第６１／３５６０９５号とから、合衆国法典第３５編第１１９条の下、優先権を主張するものであり、その内容は引用によって本願に援用される。

本発明は、無線通信システムに関するものであって、特に、直交周波数分割多元接続（orthogonal frequency division multiple access、OFDMA)システム中のネットワーク基盤の位置決め機構と基準信号設計に関するものである。

無線または移動通信ネットワークにおいて、位置決めサービス（positioning service）は、ユーザー装置(UE)の地理的位置の計算をサポートまたは補助する機能である。米国の連邦通信委員会(FCC)は、無線または携帯電話に提供される位置決めサービスに応用可能な幾つかの要求を制定している。基本の911サービスでは、携帯電話の使用者が、使用されるネットワークの顧客であるかどうかにかかわらず、全911は、コールセンターに中継されなければならない。増強された911(E-911)段階1サービスにおいて、無線ネットワークオペレータは、緊急応答機関（public safety answering point、PSAP)により要求後、6分以内で、呼び出し者の電話番号と携帯電話の中継塔を識別しなければならない。E-911段階2サービスは、2005年12月31日の前、95%のサービス中（in-service phones）のネットワークオペレータは、E911コンプライアント（“location capable”）でなければならない。このほか、無線ネットワークオペレータは、300メートル内の呼び出し者の経緯度を提供しなければならない。

図1(従来の技術)は、IEEE 802.16e 無線通信システム10により採用されるネットワーク基盤の位置決め機構を示す図である。ネットワーク基盤の位置決めにおいて、UE位置の計算は、ネットワーク、つまり、例えば、基地局またはモバイルロケーションセンター等のネットワーク側のノードにより完成される。ネットワークノードにより、位置決め計算を実行するため、ある測定により、位置情報を推定する必要があり、例えば、基準信号により測定される基準信号の到達時間(TOA)を推定後、基準信号のTOAに基づいて、電波到着時刻差(time difference of arrival、TDOA)を計算する。図1の例では、ターゲットUE11(つまり、移動局)は、順次、測距(ranging)信号をそのサービングBS12と隣接BS13に伝送する。つまり、ターゲットUE11は、まず、タイミングアドバンス(timing advance)T1を有する与えられたスロット#1を利用して、ULバースト#1で、測距信号をサービングBS12に伝送し、その後、同一タイミングアドバンスT1を有する与えられたスロット#2を利用して、ULバースト#2中で、別の測距信号を隣接BS13に伝送する。タイミングアドバンスT1は、ターゲットUE11とそのサービングBS12間の推定伝搬遅延（propagation delay）である。タイミングアドバンスT1の推定誤りのため、受信されたULバースト#1は、与えられたスロット#1に対して、タイミング調整T2を有し、受信されたULバースト#2は、与えられたスロット#2に対し、タイミング調整T3を有する。受信されたULバースト#1と#2に基づくと、BS12とBS13は、ネットワーク基盤の位置決めのため、TOA測定を実行する。理想的には、一サービングBSおよび少なくとも二つの隣接BSが、ネットワーク基盤の位置決めに参加し、これにより、一個の位置決め結果に対し、少なくとも3個の測距信号伝送を有する。さらに多くのBSが位置決めに参加する場合、一位置決め結果に、さらに多くの測距信号伝送が必要である。

次世代4G通信システムにおいて、アップリンクTDOA/TOA位置情報サービス(LBS)の上述のメカニズムは幾つかの問題がある。まず、上述の方法は、各TOA測定中、複数の測距信号伝送が必要である。これは、移動局の電力とシステムバンド幅を消耗し、推定パフォーマンスを改善しない。次に、各測距信号を一基地局に伝送する時、基地局は、TOA測定の測距信号を受信時に、その隣接基地局から干渉を受ける。その結果、干渉管理がない状況下で、位置決め精度はE-911要求に符合しない。三つ目に、与えられた位置決め精度要求において、ネットワーク基盤の位置決めサービスに消耗される無線リソースは、少なければ少ないほどよい。よって、E-911要求に符合させるため、4Gシステムに、強化されたネットワーク基盤の位置決めスキームが必要である。このほか、選択された位置決定基準信号(PRS)を配置して、消耗される無線リソースと干渉レベルをできるだけ小さくする必要がある。

ネットワーク基盤の位置決め機構が提供される。無線通信システム中、ターゲットUEは、サービングBSに服務される位置決めサービングセル中に位置する。サービングBSは一組の協調BSを選択し、それぞれ、一個の位置決め隣接セルを服務する。位置決めサービングセルと位置決め隣接セルは、ターゲットUEの位置決めゾーンを形成する。サービングBSは、まず、無線リソースをターゲットUEに割り当て、ネットワーク基盤の位置決めを行う。その後、ターゲットUEは、同一の時間に、割り当てられた無線リソースにより、位置決定基準信号(PRS)をサービングBSと全協調BSに伝送する。続いて、協調BSはPRS検出とTOA測定を実行して、TOA測定結果をサービングBSに報告する。最後に、TOA測定結果に基づいて、サービングBSが位置決め推定を実行する。一新規態様中、一位置決め結果にとって、一個の位置決め機会中に、たった1回のPRS伝送が必要である。複数の位置決め機会を用いて、位置決め精度を改善する。

ある明示的な位置決めスキーム中、サービングBSは、ターゲットUEに、PRS伝送が位置決め目的であることを通知する。例えば、非同期測距、同期化測距、測深(sounding)、復調、ランダムアクセスチャネル等の既存のうまく設計された信号または別の位置決め特異的信号がTOA測定に用いられる。一方、潜在の位置決めスキーム中、サービングBSは、ターゲットUEにPRS伝送が位置決め目的であることを通知しない。サービングBSは、ただ、例えば、非同期測距、同期化測距、測深、復調およびランダムアクセスチャネル等の既存の基準信号の割り当てメッセージを利用して、TOA測定する。

異なる条件に基づいて、候補PRSが選択され、PRSリソース領域に割り当てられる。PRSリソース領域中、複数の位置決め機会が、時間、周波数またはコードドメイン上で多重化される。このほか、各PRSは、PRSリソース領域中に、一つまたは複数の基本単位を含む。各基本単位は一基準信号を搭載する。PRSリソース領域中、複数の基本単位も、時間、周波数またはコードドメイン上で多重化学される。たとえば、多重化された位置決め機会または基本単位は、時間または周波数ドメインに沿って、連続するまたは分散した物理無線リソースに配列される。

専用の位置決めスキーム中、専用の無線リソースは、ターゲットUEのネットワーク基盤の位置決めに参加する全協調BSで保留される。一方、非専用位置決めスキーム中、専用の無線リソースに、BS間の調整が必要とされない。よって、PRS伝送の非専用の無線リソースは、セル内とセル間両方の干渉を受け、位置決め精度を低下させる。一例では、PRSが配置されて、無線リソース消耗と干渉を最小化する。

他の実施の形態及び利点が以下の詳細な説明に述べられる。この概要は、本発明を定めるものではない。本発明は、請求項によって定義される。

添付の図面は、本発明の実施の形態を説明しており、同様の番号は同様の構成要素を示している。
(従来の技術)IEEE 802.16e 無線通信システムに採用されるネットワーク基盤の位置決め方法を示す図である。 一新規態様によるセルラーOFDM/OFDMAシステムを示す図である。 一新規態様によるネットワーク基盤の位置決め方法を示す図である。 図3のユーザー装置(UE)、サービング基地局および隣接基地局の簡略化したブロック図である。 セルラーOFDM/OFDMAシステム中、新規のネットワーク基盤の位置決めサービスで定義される位置決めゾーンを示す図である。 一新規態様によるネットワーク基盤の位置決め工程シーケンスチャートを示す図である。 無線ネットワーク中、非同期測距チャネルを用いた位置決定基準信号設計を示す図である。 無線ネットワーク中、測深チャネルを用いた位置決定基準信号設計の例を示す図である。 干渉が低減した新規のネットワーク基盤の位置決めサービスで定義される位置決めゾーンを示す図である。

リファレンスは今、本発明のいくつかの実施の形態を詳説でき、その例が添付の図面に図示されている。

図2は、一新規態様によるセルラーOFDM/OFDMAシステム20を示す図である。セルラーOFDM/OFDMAシステム20は、移動局(ユーザー装置 UE)24、第一協調基地局eNB22および第二協調基地局eNB23を服務するサービング基地局(3GPP LTE システム中のeNBとも称される)21を有する複数の基地局を含む。ターゲットUE24の地理的な位置を計算するため、ネットワーク基盤の位置決めサービスが、ネットワークまたはターゲットUE24自身により初期化される。ネットワーク基盤の位置決めにおいて、サービングeNB21は、一般に、ある測定に基づいて、ターゲットUE24の位置決め計算を実行する。たとえば、サービングeNB21は、ターゲットUE24により伝送される基準信号により測定される基準信号の到達時間(TOA)を推定することにより、ターゲットUE24の位置情報を推定する。測定は、ターゲットUE(US補助)またはネットワーク(ネットワーク支援)により完成される。一例では、eNB21は、まず、eNB22とeNB23をその協調eNBとして選択した後、無線リソースをUE24に割り当て、アップリンク位置決定基準信号(PRS)伝送する。UE24は、割り当てられた無線リソースを用いて、PRSを、一度で、全eNBsに伝送する。その後、全eNBは、PRS検出とPRSのTOA測定を実行する。最後に、サービングeNBは、収集されたTOA測定結果を用いて、位置決め推定を実行する。あるいは、サービングeNBは、TOA測定結果に基づいて計算された基準信号電波到着時刻差(TDOA)を用いて、位置決め推定を実行する。図1に示される順次的な複数の基準信号伝送と異なり、一新規態様によると、１個のTDOA/TOA位置決め結果に対し、ただ一つのPRS伝送が必要とされる。

図3は、一新規態様によるネットワーク基盤の位置決め方法を示す図である。図3の例では、網掛け領域(例えば、与えられたスロット)は、サービングeNB32が、ターゲットUE31から位置決定基準信号(PRS)を受信するのを予期する時間分である。予期される時間分(例えば、遅延した与えられたスロット)に基づいて、その後、ターゲットUE31は、PRS(例えば、伝送されたPRS)を、サービングeNB32と隣接eNB33両方に同時に伝送する。PRSは、ターゲットUE31により、タイミングアドバンスT1で伝送され、T1は、ターゲットUE31とそのサービングeNB32間の推定伝搬遅延である。伝送されたPRSがeNB32とeNB33(例えば、受信されたPRS#1と#2)により受信される時、両eNBは、受信されたPRSを検出すると共に、検出されたPRSの対応するTOAを測定する。図3に示されるように、タイミングアドバンスT1の推定誤りのため、受信されたPRS#1は、与えられたスロットに関して、タイミング調整T2を有する。一般に、ターゲットUE31はすでに、そのサービングeNB32とアップリンクタイミング同期を実行しているので、タイミング調整T2は相対して低い。一方、隣接eNB33は、サービングeNB32より、ターゲットUE31からさらに遠いので、得られたタイミング調整T3は相対して大きい。

図4は、図3のターゲットUE31、サービングeNB32および隣接eNB33の簡略化したブロック図である。UE31は、メモリ34、プロセッサ35、位置決めモジュール36およびアンテナ38に結合される伝送器/受信器37を含む。同様に、各基地局(例えば、サービングeNB32)は、メモリ41、プロセッサ42、測定エンティティ43およびスケジューリングエンティティ44、アンテナ46に結合される伝送器/受信器45を含む位置決めモジュール48を含む。位置決めモジュール48は、位置決め関連タスク、例えば、PRS伝送の割り当て無線リソース、PRSを検出、測定し、位置決め結果を推定する。

図5は、セルラーOFDM/OFDMAシステム50中、新規のネットワーク基盤の位置決めサービスで定義される位置決めゾーンを示す図である。セルラーOFDM/OFDMAシステム50は、複数の基地局BS51-BS53を含む。各基地局は、複数のアンテナを用いて、複数のセルを服務する。たとえば、BS51サービングセル54-56、BS52サービングセル57-59およびBS53サービングセル61-63である。図5の例では、ターゲットUE60はセル54に位置し、濃い部分で示されるセル54は、位置決めサービングセルと称される。UE60のサービング基地局となるBS51は、位置決めサービングセル54周囲の一組の位置決め隣接セルを決定する。それぞれ、点線の斜線部分で示される各位置決め隣接セルは、ターゲットUE60の位置決めに参加するセルである。位置決め隣接セルとなる基地局は、協調基地局と称される。位置決め隣接セルとなる協調基地局のアンテナは、常に、位置決めサービングセルに向いている。位置決めサービングセルと位置決め隣接セルの結合は、位置決めゾーンを形成し、ターゲットUE60のネットワーク基盤の位置決めを実行する。

ターゲットUEのネットワーク基盤の位置決め機構により、システムオーバーヘッドを減少させ、位置決め精度を改善することが望まれる。この目的を達成するため、ネットワーク基盤の位置決め工程が提出され、各TDOA/TOA位置決め結果に対し、一PRS伝送を利用して、システムバンド幅を節約する。その後、UEのターゲットの位置決めゾーンのPRS伝送に、干渉管理が応用されて、干渉レベルを減少させて、位置決め精度を改善する。このほか、適切な基準信号がPRSとして適用され、PRSが配置されて、最少の無線リソースを消耗し、干渉レベルを減少させる。以下で、異なる具体例と例により詳細を説明する。

［ネットワーク基盤の位置決め工程］

図6は、一新規態様によるネットワーク基盤の位置決め工程の詳細なシーケンスチャートである。二個の異なる位置決めスキームが図6に示される。明示的な位置決めスキーム中、協調BSとターゲットUE共に、基準信号伝送の実際の目的を明示的に知っている。例えば、非同期測距、同期化測距、測深、復調、ランダムアクセスチャネル等の既存のうまく設計された信号または別の位置決め特異的信号が、TOA測定に用いられる。一方、潜在の位置決めスキーム中、追加の基準信号伝送が必要とされない。協調BSは、基準信号伝送の実際の目的を明示的に知っているが、ターゲットUEは、基準信号伝送の実際の目的を知らない。既存の基準信号、例えば、初期/ハンドオーバ測距、周期的測距および測深信号がTOA測定に用いられる。

図6の工程1で、ネットワーク基盤の位置決め工程は、ターゲットUE(MS)またはサービングeNB(BS)により初期化される。UE初期化位置決め(明示的なスキームだけに適用可能)に対し、ターゲットMSは、ネットワーク基盤の位置決め要求を、そのサービングBSに伝送する。ネットワーク初期化位置決め(明示的および陰的スキーム両方に応用可能)に対し、サービングBSは、簡単に、位置決め工程を開始する。工程2で、サービングBSは、一部の隣接BSをその協調BSとし、バックボーン（backbone）により、メッセージを全協調BSに伝送し、ネットワーク基盤の位置決めを行う。メッセージは、例えば、時間/周波数位置および基準信号のコードシーケンス組等の位置情報サービス(LBS)構造に必要な情報を含む。工程3で、サービングBSは、無線リソースをMSに割り当て、アップリンク基準信号伝送に用いる。工程4で、MSは、割り当て無線リソースにより、同一時間に、アップリンク基準信号を全協調BSに伝送する。工程5で、サービングBSと協調BSは、ネットワーク基盤の位置決めのために、基準信号検出とTOA測定を実行する。工程6で、協調BSは、TOA測定結果と別の必要なメッセージを、サービングBSに報告する。必要なメッセージは、検出成功または失敗および/またはその他の情報から構成される。工程7中、上述の工程3〜6は、複数回繰り返されて、位置決めパフォーマンスをさらに改善する。1個のPRS伝送とTOA測定は、1個の位置決め機会と称される。一般に、複数の位置決め機会は、干渉を平均（average out）し、位置決め精度を改善する。工程8で、サービングBSは、収集されたTOA測定結果に基づいて、TDOAと位置決め推定を実行する。最後に、工程9で、サービングBSは、位置決め結果をターゲットUE(つまり、明示的なスキームだけに適用できる)にフィードバックし、特に、UE初期化位置決め中である。E-911要求に符合させるため、位置決め工程全体は30秒以内に完成されるべきである。

明示的な位置決めスキーム中、サービングBSは、MSに、伝送が位置決め目的であることを通知する。図6の工程3で、サービングBSは、無線リソース割り当てメッセージをMSに伝送する。メッセージは、ネットワーク基盤の位置決めに割り当てられた無線リソースユニットの情報を含み、例えば、位置決め機会の数量と割り当てられた無線リソースの時間−周波数位置等である。メッセージは、ネットワーク基盤の位置決めに用いられる基準信号の情報を含み、例えば、ターゲットUEのID、基準信号伝送に用いられる初期コードシーケンスインデックス、一ネットワーク基盤の位置決めの期間内の基準信号伝送の数量、および、二個の連続した基準信号伝送間の時間間隔である。

しかし、潜在の位置決めスキーム中、サービングBSは、MSに、伝送が位置決め目的であることを告知しない。図6の工程3中、サービングBSは、ただ、既存の基準信号の割り当てメッセージを用いて、アップリンクTOA測定を実行する。よって、陰的スキーム下で、二個またはそれ以上のUEが、同一の無線リソースを用いて、基準信号伝送を行うので、基準信号伝送の無線リソースは、セル内とセル間干渉を受ける。潜在の位置決めスキーム中、測深基準信号(SRS)がしばしば、PRSとして用いられる。位置決めSRSのトリガーは各種方式で実行される。第一に、SRSは、ダウンリンク制御情報(DCI)(例えば、DCIフォーマット 0 または 1A または別のDCIフォーマット)中の一個のビットによりトリガーされる。SRSリソースの全パラメータは高層により表示される。第二に、SRSは、DCIフォーマット 3/3A (group indication)中の1ビットによりトリガーされ、つまり、DCIフォーマット 3/3A中の一部の送信電力制御(TPC)領域が、位置決めSRSトリガービットに再定義される。第三に、SRSは、位置決めSRSリソース指示と一緒にトリガーされる。ペイロードサイズはDCIフォーマット 0と並べられる。各トリガーされる位置決めSRSの数量も、異なる方法で定義される。一例中、各SRS伝送の所定回数が定義される。所定回数は一回で、SRSリソースをさらに効果的に利用する。別の例では、SRS伝送は、無効になるまで半永久的(semi-persistent)である。

［PRS設計と伝送］

ネットワーク基盤の位置決め中、位置決定基準信号(PRS)は、PRSリソース領域と呼ばれる割り当てられた無線リソースにより伝送される。PRSリソース領域中、既存または新設計の基準信号が一基本単位にマップされる。一個のネットワーク基盤の位置決め機会において、一個のPRSは、PRSリソース領域内の一つまたは複数の基本単位から構成される。PRSリソース領域中、複数の基本単位は、周波数、時間またはコードドメイン上で多重化される。第一例中、複数の基本単位は、時間または周波数ドメイン上の連続する物理無線リソース内に配列される。第二例中、複数の基本単位は、時間または周波数ドメイン上の分散された物理無線リソースに配列される。第三例中、複数の基本単位は、コードドメイン上の物理無線リソース中で、多重化される。

ネットワーク基盤の位置決め中、PRSリソース領域の複数の位置決め機会は、複数のPRSを経て、複数のUEにより用いられる。複数の基本単位と同様に、PRSリソース領域中、複数の位置決め機会も、周波数、時間またはコードドメイン上で多重化される。一例中、一ターゲットUEは、複数の位置決め機会を用いて、ネットワーク基盤の位置決め精度を改善するが、複数の位置決め機会は、時間および/または周波数ドメイン上で多重化されなければならない。別の例では、複数のUEは、ネットワーク基盤の位置決めを同時に実行する。異なるUEは、周波数および/またはコードドメイン上で多重化された異なる位置決め機会を用いる。

図7は、無線ネットワーク70中、非同期測距チャネルを用いた位置決定基準信号設計の例を示す図である。横軸は、時間ドメインに沿ったOFDM符号を示し、縦軸は、周波数ドメインに沿った副搬送波を示す。二個のサブフレームは、図7の上部に示される。各サブフレームは、測距サイクリックプレフィックス（測距 cyclic prefix、RCP)長さT_RCPおよび測距信号波形長さT_RPを含む。図7に示されるように、非同期測距チャネルは二次元無線リソース領域上に渡って、一基本単位となる。各基本単位は、複数のOFDM符号と複数の副搬送波を占有する。無線リソース領域中、長い測距コードシーケンスは、複数の部分に分割され、各部分がOFDM符号にマップされる。図7の左側に示される周波数ドメイン多重化71中、一UE位置決め機会に対し(つまり、1個のPRSに対する)、複数の基本単位は、周波数ドメイン上で、連続割り当て72または分散割り当て73により多重化される。同様に、図7の右側に示される時間ドメイン多重化74中、一UE位置決め機会に対し(つまり、1個のPRSに対する)、複数の基本単位は、時間ドメイン上で、連続割り当て75または分散割り当て76により多重化される。

図8は、無線ネットワーク80中の測深チャネルを用いた位置決定基準信号設計を示す図である。横軸は、時間ドメインに沿ったOFDM符号を示し、縦軸は、周波数ドメインに沿った副搬送波である。3個のフレームは、図8の上部に示される。各フレームは、幾つかのサブフレームを有し、且つ、各フレーム中の1サブフレームは、測深チャネルおよびデータチャネルを含む。図8に示されるように、測深チャネルは、二次元無線リソース領域上に渡り、一基本単位となる。各基本単位は、時間ドメインに沿ったサブフレーム中、第一OFDM符号を占有し、周波数ドメインに沿った全副搬送波を占有する。無線リソース領域中、測深コードシーケンスがOFDM符号にマップされる。二個のUEが測深チャネルに対し、同一の時間−周波数領域を用いる場合、二個の基本単位が、コードドメイン上で多重化される。たとえば、第一UEは、コードシーケンス#1を有する第一測深チャネル81を用いて、第二UEは、コードシーケンス#2を有する第二測深チャネル82を用いて、コードシーケンスコリジョン（collision）を回避する。

ネットワーク支援ネットワーク基盤の位置決めにおいて、PRS候補は、UEにより伝送される信号を含み、且つ、伝送信号のあるパラメータは、PRS測定エンティティに事前に告知されるかまたは推定方式で知らせる。第一例中、PRSを、UEとeNB間の距離を測定する信号として選択し、例えば、3GPP LTE システムの物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)またはIEEE 802.16m中の同期/非同期測距チャネルである。第二例中、PRSを、eNBによりアップリンクチャネル推定が可能な信号として選択し、例えば、LTE中のSRSまたは復調基準信号(DM-RS)またはIEEE 802.16m中の測深チャネルである。LTEのDM-RSに対し、物理アップリンク制御チャネル（physical uplink control channel、PUCCH)と物理アップリンク共有チャネル（physical uplink shared channel、PUSCH)中のDM-RSがPRSとして用いられる。第三例中、PRSを半永続スケジューリング（Semi-Persistent scheduled、SPS)データ信号として選択し、位置決めサービングeNBで受信されたSPSデータ信号が通信路復号器（channel decoder）に伝送され、その後、再度符号化される。再構成信号は、X2により、位置決め隣接セルに伝送する。よって、チャネル条件があまり厳しくない時、伝送されるSPSデータ信号は、既知の位置決めサービングeNBと位置決め隣接eNBと見なされる。

特定のネットワーク状況に基づいて、上述のPRS候補から、PRSが決定される。たとえば、ターゲットUEがSRSまたはSPSデータを伝送する場合、SRSまたはSPSデータはPRSとして用いられる。ターゲットUEが動的にスケジュールされるがSRSを伝送しない場合、ターゲットUEのPUSCH中のDM-RSはPRSとして適用することができる。上述の工程を実行するため、eNBの測定エンティティは、ターゲットUEのスケジュール情報を得ることができるべきである。あるいは、ターゲットUEのPUCCH中のDM-RSはPRSとして用いることができる。PUCCHの時間/周波数位置は、高層により設定されるパラメータから計算される。ターゲットUEが動的にスケジュールされ、SRSを定期的に伝送する場合、ターゲットUEのPUSCHまたはPUCCH中のDM-RSを除いて、SRSもPRSとして適用することができる。

UE-補助のネットワーク基盤の位置決めにおいて、PRS候補は、全地球的航法衛星システム(GNSS)の信号と3GPP LTE システムで定義されるRel-8/9 DL 位置決定基準信号を含む。GNSSは、GPSおよびその調整（modernization）、Galileo、GLONASS、静止衛星型衛星航法補強システム(WAAS、EGNOS、MSASおよびGAGANを含む)および準天頂衛星システムを含む。GNSSは、単独で、または、別の信号と組み合わせて使用できる。

［干渉管理と減少］

図9は、無線ネットワーク90中、新規のネットワーク基盤の位置決めサービスで定義される位置決めゾーン91を示す図である。位置決めゾーン91は、サービングBS99により服務される位置決めサービングセル92(濃い部分)、および、それぞれ、協調BS101-106により服務される複数の位置決め隣接セル93-98(in dot-shaded area)を含む。ネットワーク基盤の位置決め期間中、各PRSが一基地局に伝送されるので、基地局は、TOA測定に用いられるPRSを受信時、その隣接セルから干渉される。たとえば、サービングBS99がターゲットUE107からPRS伝送を受信する時、サービングBS99は、隣接セル中のUEによるデータ伝送の干渉を受ける。同様に、各協調基地局も、サービングセルと別の隣接セルのUEによるデータ伝送の干渉を受ける。よって、このようなセル間干渉は、TOA測定品質と位置決め結果の精度を低下させる。

ここで、ネットワーク基盤の位置決め中の異なる位置決めパフォーマンスに対し、二個の異なるスキームが提案される。専用スキーム中、専用の無線リソースは、ターゲットUEのネットワーク基盤の位置決めに参加する全協調eNB中で保留される。全協調eNBにとって、専用の無線リソースは同一の時間−周波数位置に位置する。位置決めゾーン91中、同一の無線リソースをターゲットUEとする別のUEがない。よって、PRS伝送の専用の無線リソースは干渉を受けず、位置決め精度がよくなる。非専用スキーム中、eNB間に対し、専用の無線リソースの調整を実行する必要がない。位置決めゾーン91中、あるUEは、同一の無線リソースをターゲットUEとする。よって、PRS伝送の非専用の無線リソースは、セル内とセル間干渉を受けて、位置決め精度を低下させる。

よって、非専用スキームにおいて、位置決め精度は、干渉低減(IR)の有効性に比例する。一新規態様中、非専用スキームのPRSのTOA測定品質は、位置決め隣接セル中のIR実行により改善される。SupposeターゲットUE107が、k^th OFDM符号でPRSを伝送し、且つ、PRSは、S = {s₀, s₁, … , s_N-1}により示される一組の副搬送波を占有する。PRSに対応するコードシーケンスは(a₀, a₁, … , a_N-1)で表示される。各位置決め隣接セル中、第二シーケンスが、k^th OFDM符号中の集合S中の副搬送波により構成される場合、第二シーケンスは、PRSコードシーケンス(a₀, a₁, … , a_N-1)と出来る限り直交して、無線リソース消耗とセル間干渉両方を最小化する必要がある。ある特定の例では、位置決め隣接セルに対し、k^th OFDM符号中の集合Sの全副搬送波を減弱させるのは、全シーケンスと(a₀, a₁, … , a_N-1)を直交させる一種の特殊な方式である。副搬送波を減弱させることにより、非専用スキームが専用スキームに戻る。

図9を参照すると、特定数量のセルと位置決めサービングセルは非常に近接するが、位置決めゾーン91に属しない。破線陰影領域で示されるこれらのセル(例えば、セル109-122)は、非位置決め隣接セルと称される。非位置決め隣接セルは位置決めに参加しないが、実質上、位置決めサービングセルに接近するので、PRS伝送に対し、深刻なセル間干渉を生じる。一新規態様中、K^th OFDM符号中の集合S中の全副搬送波は、全非位置決め隣接セル中で減弱して、セル間干渉を更に減少させ、位置決め精度を改善する。

3GPP LTE システム中、SRSがPRSとして適用される。PRSのコードシーケンスが、k^th OFDM符号の副搬送波 S = {s₀, s₁, … , s_N-1} により伝送される(a₀, a₁, … , a_N-1)で示されるとする。通常、SRSのシーケンス A = (a₀, a₁, … , a_N-1) は、基本シーケンスr_u,v(n), n = 0, 1, …, N-1の周期的にシフトされたバージョン、0 <= u <= 29 はグループ番号、v はグループ内の基本シーケンス番号である。基本シーケンス順序は、Zadoff-Chu シーケンスの主要長さ（prime-length）の巡回拡大（cyclic extension）である。LTE システム中、u = (f_gh(n_s) + f_ss) mod 30に基づいて、スロットns中のグループ番号uは、グループホッピングパターンf_gh(n_s)とシーケンスシフトパターンf_ssにより定義され、f_gh(n_s)およびf_ssは細胞特異的である。図9の例中、UE017とUE108は、両方とも、同一セル92に位置する。両UEは、同一の時間−周波数無線リソースを用いて、同時に、位置決めを実行し、位置決めリソース消耗を効果的にする。UE107は、第一コードシーケンスA1を有する第一PRSを用い、UE108は、第二コードシーケンスA2を有する第二PRSを用いる。f_gh(n_s)とf_ssは両方とも細胞特異的なので、UE107とUE108は、ずっと、同一のグループ番号uを有し、よって、それらのPRSコードシーケンスA1とA2は、同一の基本シーケンスを有して、位置決めに用いる。二個のPRSコードシーケンスA1とA2の差異は、グループホッピングが有効またはシーケンスホッピングが無効の時だけ、それらの循環シフトが異なることである。グループホッピングが無効で、且つ、シーケンスホッピングが有効であっても、A1とA2の基本シーケンスはほぼ同じである。

しかし、PRSコードシーケンス(周波数ドメイン中)の循環シフトは、フーリエ変換（Fourier-transformed）PRS(時間ドメイン中)の時間遅延に等しい。TOA測定は、PRSの時間遅延の推定に基づくので、二個のPRSは循環シフトでだけ異なり、よって、二個の異なるターゲットUEのTOAの推定に用いることができない。一新規態様中、f_gh(n_s)またはf_ss、またはf_gh(n_s)とf_ss両方が、細胞特異的パラメータではなく、UE特定パラメータに設定される。たとえば、f_ss = ((cell_ID) mod 30 + Δss) mod 30、0 <= Δss <= 29 はUE特定、且つ、高層により配置される。同一セルのUE107とUE108が、同一の時間−周波数リソースを用いて、同時に位置決めが実行される時、それらの値Δssは異なり、信頼性のあるTOA測定中の異なるf_ss値、異なるグループ番号、異なる基本シーケンスと異なるPRSになる。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではない。たとえば、ある図式中で、セルラーOFDM/OFDMAネットワークが示されているが、その他のタイプの無線通信ネットワークも適用できる。よって、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

Claims (22)

1. 方法であって、
   ターゲットユーザー装置(UE)により、無線通信システム中、ネットワーク基盤の位置決めに用いられる割り当てられた無線リソースの情報を受信する工程と、
   前記割り当てられた無線リソースにより、位置決定基準信号を位置決めサービングセルに伝送し、前記位置決定基準信号も、同一時間に、一つまたはそれ以上の位置決め隣接セルに伝送され、前記位置決めサービングセルと前記位置決め隣接セルが位置決めゾーンを形成する工程と、
   を含み、
   前記位置決めゾーンの全セルにおいて、前記割り当てられた無線リソースは、同一の時間−周波数リソース領域に位置し、
   前記同一の時間−周波数リソース領域は、前記位置決めサービングセルと物理的に近接する複数の非位置決め隣接セルのデータ伝送に割り当てられないことを特徴とする方法。
2. 前記割り当てられた無線リソースは、前記位置決めゾーン中の全セルに対し、前記ターゲットUEのために保留することを特徴とする請求項1に記載の方法。
3. 前記割り当てられた無線リソースは、前記位置決めゾーン中の別のUEにより用いられ、
   前記割り当てられた無線リソースにより、前記別のUEにより伝送されるデータシーケンスは、前記位置決定基準信号のデータシーケンスに直交することを特徴とする請求項1に記載の方法。
4. 特定基準信号は、前記ターゲットUEにより、前記位置決定基準信号として明示的に伝送されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
5. 既存の基準信号は、前記ターゲットUEにより、前記位置決定基準信号として黙示的に伝送されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
6. 前記既存の基準信号は、物理的ランダムアクセスチャネル、測距チャネル、測深基準信号、復調基準信号および半永久スケジュールデータ信号からなる群から選択されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
7. 前記ターゲットUEは、所定回数の前記位置決定基準信号を伝送し、位置決め精度を増加させることを特徴とする請求項1に記載の方法。
8. さらに、
   位置決め要求を、前記位置決めサービング基地局に伝送する工程および
   前記位置決めサービング基地局から、位置決め結果を受信する工程を含むことを特徴と
   する請求項1に記載の方法。
9. 方法であって、
   無線通信システム中、位置決め情報を、サービング基地局(BS)から、ターゲットユーザー装置(UE)の位置決めゾーンに位置する一つまたはそれ以上の協調BSに伝送する工程と、
   前記ターゲットUEのネットワーク基盤の位置決めに、無線リソースを割り当て、前記割り当てられた無線リソースが、位置決定基準信号を、前記サービングBSと前記協調BSに、同一時間に伝送するのに用いられる工程と
   前記位置決定基準信号を受信し、位置決め測定を実行する工程および
   前記サービングBSと前記協調BSからの位置決め測定結果に基づいて、位置決め結果を推定する工程と、
   を含み、
   前記割り当てられた無線リソースは、前記位置決めゾーン中の全BSにおいて、同一の時間−周波数リソース領域に位置し、
   前記同一の時間−周波数リソース領域は、前記サービングBSと物理的に近接する複数の非協調BSのデータ伝送に割り当てられないことを特徴とする方法。
10. 前記割り当てられた無線リソースは、前記位置決めゾーン中の全BSにおいて、前記ターゲットUEのために保留されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
11. 前記割り当てられた無線リソースは、前記位置決めゾーンの別のUEにより用いられ、
    前記割り当てられた無線リソースにより、前記別のUEにより伝送されたデータシーケンスは、前記位置決定基準信号のデータシーケンスに対し直角であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
12. 前記サービングBSは、前記ターゲットUEに、前記位置決定基準信号がネットワーク基盤の位置決めに明示的に用いられることを告知することを特徴とする請求項9に記載の方法。
13. 前記サービングBSは、前記ターゲットUEに、前記位置決定基準信号がネットワーク基盤の位置決めに黙示的に用いられることを告知しないことを特徴とする請求項9に記載の方法。
14. 方法であって、
    無線通信システム中、サービング基地局(BS)により、ネットワーク基盤の位置決めに用いる位置決定基準信号(PRS)リソース領域を割り当て、前記PRSリソース領域が、一つまたは複数の位置決め機会に割り当てられる無線リソースを含む工程と、
    前記割り当てられたPRSリソース領域により、一つまたは複数のターゲットユーザー装置(UEs)から、一つまたは複数のPRSを受信する工程と、
    を含み、各PRSは、一位置決め機会に用いられ、
    前記一つまたは複数の位置決め機会に割り当てられる無線リソースは、ターゲットUEの位置決めゾーン中の全BSにおいて、同一の時間−周波数リソース領域に位置し、
    前記同一の時間−周波数リソース領域は、前記サービングBSと物理的に近接する複数の非協調BSのデータ伝送に割り当てられないことを特徴とする方法。
15. 前記PRSリソース領域中、前記複数の位置決め機会は、周波数、時間またはコードドメイン上で多重化されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
16. 各PRSは、前記PRSリソース領域中の一つまたは複数の基本単位から構成され、各基本単位は一基準信号を運ぶことを特徴とする請求項14に記載の方法。
17. 前記複数の基本単位は、周波数、時間またはコードドメイン上で多重化されることを特徴とする請求項16に記載の方法。
18. 前記複数の位置決め機会が同一ターゲットUEにより用いられて、位置決め精度を改善し、前記用いられた複数の位置決め機会は、周波数または時間ドメイン上で多重化されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
19. 第一位置決め機会は第一ターゲットUEにより用いられ、同一時間に、第二位置決め機会が第二ターゲットUEにより用いられ、前記第一および第二位置決め機会は、周波数またはコードドメイン上で多重化されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
20. 前記PRSの一つは、元は非位置決め目的に定義された基準信号であることを特徴とする請求項14に記載の方法。
21. 前記PRSの一つは、物理的ランダムアクセスチャネル、測距チャネル、測深基準信号、復調基準信号および半永久スケジュールデータ信号からなる群から選択されることを特徴とする請求項20に記載の方法。
22. 前記PRSリソース領域中の同一の時間−周波数リソースは同一セルに位置する二個のターゲットUEにより用いられ、異なる測深コードシーケンスは前記二個のターゲットUEにより用いられ、位置決め測深基準信号を伝送することを特徴とする請求項14に記載の方法。

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