专利名称：对天线波束打水印以用于位置确定的制作方法
对天线波束打水印以用于位置确定背景发明领域本公开一般涉及通信，尤其涉及用于支持定位的技术。相关技术描述无线通信网络被广泛部署以提供诸如语音、视频、分组数据、消息接发、广播等各种通信服务。这些无线网络可以是能够通过共享可用的网络资源来支持多个用户的通信的多址网络。此类多址网络的示例包括码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、以及正交FDMA(OFDMA)网络。常常期望且在有时必须知晓无线网络中的终端的位置。术语“定位”和“位置”在本文中是同义的且被可互换地使用。例如，用户可利用终端来浏览web网站并可在位置敏感性内容上进行点击。终端的位置可在随后被确定并被用于向用户提供恰适的内容。存在许多其中关于终端的位置的知识是有用或必要的其他场合。可使用各种定位方法来确定终端的位置。每种定位方法可使用某些信息并可需要终端和/或位置服务器上的某些能力以便计算终端的位置估计。希望以高效方式支持定位以便节约资源和降低延迟。概述本文描述了用于支持对终端的定位的技术。定位是指测量/计算目标设备的地理位置估计的过程。位置估计也可被称为方位估计、位置锁定等。定位可通过各种定位架构 /解决方案来支持。在一方面，天线阵可交错单个基站扇区内的一个或更多个波束的信号。经时间延迟的波束可在它们所携带的信号内带有水印。接收单元随后可将该波束标识为经时间延迟的波束并对该延迟进行补偿。以下更加详细地描述本公开的各种方面和特征。附图简述
图1示出了不同无线电接入网的部署。图2解说了具有来自天线阵的多个波束的基站。图3解说了具有来自天线阵的覆盖波束的基站。图4是用于使用带水印的信号执行定位任务的流程图。图5示出了用以实施本公开的各方面的通信环境。详细描述如上所述，确定移动设备的位置的能力会是有益、或者甚至是必要的。当前有多种定位技术可用。然而，在一些情形中，获得具有足够准确度的位置会是有挑战的。多种定位技术包括基于来自诸如无线接入点、基站等网络基础设施的信号的测量。示例包括高级前向链路三边测量(AFLT)、增强型观测时间差(E-OTD)、以及观测抵达时间差(OTDOA)，且可更笼统地称为基于地面距离的技术。另外，可使用包括一些地面测量的混合定位技术(例如，GPS和AFLT的混合组合)。一些网络基础设施可包括智能天线架构，其中信号在网络基础设施设备的不同天线上被广播，且其中网络基础设施设备在广播信号当中的一个或更多个信号中引入预定的延迟。引入的延迟往移动设备处的抵达时间测量添加了延迟，若在没有该延迟的知识的情况下使用该抵达时间测量这可能导致不准确的位置数据。在一些实现中，基站的多个波束可各自具有不同的预定延迟，这会使情形进一步复杂化。本文的系统和技术提供了更为准确和可靠的位置估计，即使在实现智能天线系统时也是如此。图1示出了可在其中可实现本系统和技术的环境。图1示出了不同无线电接入网 (RAN)的示例部署，无线电接入网包括全球移动通信系统(GSM)网络110a、宽带码分多址 (W⑶MA)网络110b、码分多址(CDMA)网络110c、以及无线局域网(WLAN) 110d。无线电接入网支持终端的无线电通信，并且可以是无线广域网(WWAN)、无线城域网(WMAN)、或WLAN的全部或部分。例如，WWAN可包括无线电接入网、核心网、和/或其他网络，并且为了简单起见在图1中仅示出了无线电接入网部分。无线电接入网也可被称为无线电网络、接入网等。 GSM网络110a、W⑶MA网络110b、以及⑶MA网络IlOc可各自包括支持其覆盖区内的终端的无线电通信的任何数目的基站。WLAN IlOd可包括任何数目的接入点(WLAN AP)，这些接入点支持与它们相关联的终端的无线电通信。诸如移动设备120等终端可在任意给定时刻与GSM网络110a、W⑶MA网络110b、 CDMA网络IlOc和/或WLAN IlOd通信以获得通信服务、数据服务、和/或其他服务。移动设备120还可以只是从这些网络接收信号从而进行测量或获得有助于计算其位置的信息(例如，移动设备120可使用WCDMA网络IlOb通信但使用来自WLAN IlOd的信号进行定位)。 移动设备120可被称为移动站、用户装备、订户站、站等。终端可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持式设备、无线设备、膝上型计算机、无线调制解调器、无绳电话、遥测设备、跟踪设备等。在SUPL中，移动设备120还可被称为启用SUPL的终端(SET)。移动设备120可接收和测量来自卫星190的信号以获得关于这些卫星的伪距测量。卫星190可以是美国全球定位系统(GPS)、欧洲Galileo(伽利略)系统、俄罗斯GL0NASS 系统、或其他某种卫星定位系统(SPS)的一部分。移动设备120还可接收和测量来自诸如 WLAN IlOd中的接入点和/或无线电接入网110a、IlOb和/或IlOc中的基站等网络基础设施的信号，以获得关于该网络基础设施的时基和/或信号强度测量。移动设备120可与一个无线电接入网通信，并且可在同时或早先时候接收和测量来自其他无线电接入网中的接入点和/或基站的信号以获得关于这些其他接入点和/或基站的测量。关于卫星190的测量和/或关于接入点和/或基站的测量可被用于确定移动设备120的位置。基站130可与移动设备120通信以支持对移动设备的位置服务和/或定位。基站 130与移动设备120之间的通信可以经由无线电接入网IlOa到IlOd中的任何一个和/或经由其他网络。移动设备120可以支持一种或更多种定位方法。例如，移动设备120可包括用以接收和处理卫星信号的接收机电路系统，可包括用以接收和处理地面信号的电路系统，等等。一个或更多个网络设备140可提供对定位技术的辅助。例如，一个或更多个网络设备140可接收与移动设备120的粗略位置估计相关联的信息(诸如服务蜂窝小区/蜂窝小区扇区的标识)，并向移动设备120提供辅助信息以改善定位。另外，一个或更多个网络设备140可从移动设备120接收伪距信息、地面定位信息、或其他信息，并使用该信息执行定位演算。图2解说了其中使用天线阵的基站200从三个不同的天线以波束播送三个信号 201、202、203的示例。在此示例中，这三个信号201、202、203在地理覆盖上略有交叠。这三个信号201、202、203中的一个或更多个信号可以是被时间延迟的(时间颤动)。这么做可能是因为与天线阵的更佳的机能有关，或者是由于硬件限制，或者是出于其他原因。在一些方面，这三个信号可在相位、频率、或其他参数上有所不同。图3解说了基站220，基站220发射在地理覆盖上基本交叠的第一信号221和第二信号222。基站220中的电路系统可在这两个信号221、222中的一个或两个中引入预定的时间延迟。预定时间延迟的量对于信号221和222可以不同。如上所述，引入延迟可能是因为与天线阵的更佳的机能有关，或者是由于硬件限制，或者是出于其他原因。在一些方面，信号221和222可在相位、频率、或其他参数中的一个或更多个参数上有所不同。在一个或更多个信号被时间延迟的天线阵的情形中，延迟可能对定位测量的准确度有影响。然而，此不准确性可通过标识个体信号源并访问与该特定信号源相关联的延迟信息来解决。水印标识符可被用来解决给定信号中的延迟对定位测量准确度的影响。在一些实施例中，水印可被实现为由网络基础设施的特定天线(在前向链路上)向移动设备发射的信号上的调频签名。在一个方面，水印标识符可以包含可促进对移动设备所接收到的信号的处理的任何类型的数据。例如，水印标识符可包括关键信息片，诸如自天线阵中的特定天线以波束播送的信号中所引入的延迟时间。或者，水印标识符可只是简单地标识信号，进而标识该信号是自哪个天线以波束播送的。该信号的接收机可随后检索与该信号相关联的数据以对该信号执行延迟补偿。数据中的至少一些可存储在移动设备的存储器中、网络基础设施设备处、 或其组合中。在一个方面，水印标识符标识波束式信号的至少一个属性或参数。移动设备可解码该信号以计算该信号引入的效应。例如，水印可标识与波束式信号相关联的延迟时间从而移动设备可对该延迟时间进行补偿。图4解说了利用水印来标识波束式信号的过程300的设计。在310，移动设备从基站接收波束式信号。移动设备可获得正与移动设备通信的无线电接入网的蜂窝小区或其他信息。在320，移动设备随后处理收到信号以从收到信号提取标识该波束式信号的属性的水印标识符。该标识符标识从哪个波束接收到该信号。在一些方面，所标识出的波束将是来自同一基站的许多波束中的一个波束，如具有天线阵的基站的情形。该过程中的另一步骤是如有需要则在330检索与该特定波束有关的信息。在一些方面，移动设备将搜索接收自该信号的数据以确定是否有指示存在波束相关信息的水印标识符。在一些方面，信号可包含数据，该数据含有关于波束的信息，诸如时间延迟、相移、或其他信息。在一些方面，移动设备将在诸如历书等数据库中包含该波束信息，并将能够基于对波束的标识来检索该波束信息。在一些方面，移动设备将标识波束，并随后与网络通信以从网络检索波束信息。在移动设备已检索到波束颤动相关信息之后，在340移动设备可执行用于计算颤动波束的效应的任务。一般而言，地面定位测量确定特定信号的发射时间与该信号在移动设备处被接收的时间之间的差异。该差异指示发射机与接收机之间的距离。然而，当信号在发射之前被延迟时，其表面上的发射时间在其实际发射时间之前，这将预示着发射机与移动设备之间的距离大于真实距离。为了校正此不准确性，该延迟可被表征并在随后被减去以改善位置估计。校正的实现取决于具体通信系统。在其中信号发射与抵达基站时间之间的时间是使用导频相位来确定的实现中，可从所确定的相位减去该延迟以虑及该延迟的引入。许多不同实现是可能的；指示接收时间、发射时间、差异、或其组合的信息可被修改以虑及信号中的延迟。在一些方面，在执行计算颤动波束的效应的任务时移动设备可交互式地利用网络。在一些方面，任务执行发生在移动设备内。随后在350可使用虑及了颤动波束的效应的信息来演算位置测量。在一些方面， 在作出位置测量时移动设备可交互式地利用网络。在一些方面，位置测量发生在移动设备内。一旦完成，该位置测量将比在不考虑颤动效应的情况下确定的位置测量更加准确。在示例MS辅助定位实现中，移动设备可将收到的信号信息(诸如所提取的标识基站处的天线阵中的特定发射天线的水印标识符、基站标识信息、和/或抵达时间信息)传送给诸如位置确定实体(PDE)等网络资源。该网络资源可例如通过访问基站历书(BSA)中的信息来确定与该特定水印相关联的天线所对应的延迟量。该网络资源可使用关于该天线的延迟量来执行进一步的位置演算。例如，该网络资源可通过使用延迟信息修改抵达时间信息并随后将结果与其他测量(例如，指示该移动设备与其他网络基础设施设备和/或卫星之间的距离的测量)相组合来使用三边测量技术确定该移动设备的位置信息。在其他实现中，移动设备自身可以做该处理的更多部分。例如，移动设备可向网络资源询问关于与特定天线相关联的延迟的信息，随后使用该延迟信息确定该天线与该设备之间的伪距，或者甚至可确定其位置(通常使用多个测量)。用于实现以上技术的装置可包括多个特征。例如，诸如图1的终端120的移动设备可包括用以实现以上技术的存储器和处理器�？�。例如，该移动设备可被配置成存储波束信息。波束信息可包括(例如)具有相关联波束指示的服务蜂窝小区身份、诸如频率、码、 和/或时基等信道信息、收到信号强度或服务质量以及邻蜂窝小区测量。移动设备还可包括用以实现上述技术的硬件、软件、固件、或组合。例如，该移动设备可被配置成格式化并传送波束标识信息。类似地，一个或多个网络设备可使用该波束标识信息来提供移动设备的更准确的近似位置信息。例如，网络系统(其可包括一个或更多个服务器)可接收波束标识信息并从其确定更为准确的近似位置信息。图5示出了可在其中使用本技术的示例通信环境500。移动设备120包括用以接收信号的一个或更多个天线121。在一些实施例中，移动设备120可包括用以接收卫星信号、来自蜂窝基站的信号、来自无线接入点(可以是WLAN接入点、蓝牙设备、或配置成与其他设备通信的其他无线设备)的信号的天线。移动设备120包括用以实现本公开的技术的处理器122和存储器123 ；然而，移动设备120还可包括许多其他类型的电路系统，诸如用于通信、数据处理、定位技术等的信号处理及调理电路。为了简单起见未在此示出额外的电路系统。环境500包括诸如具有多个天线振子131A和131B的基站130之类的设备，其中天线振子指代配置成发射特定信号的天线或天线部分。振子131A、振子131B、或者这两者发射的信号包括标识该天线振子的信息。基站130可以处于与网络设备140的通信中，网络设备140可提供用于所公开技术的信息和/或处理资源。如先前章节中所提的，网络设备可包括将特定水印与使用该水印的天线的特性相关联的历书信息。使用该水印的天线的特性随后可被用于定位过程。环境500还包括接入点135，后者包括第一天线136A和第二天线136B，其中第一天线136A、第二天线136B、或者两者发射的信号包括标识该天线的信息。如上关于基站130 所述的，接入点135可以处于与网络设备140的通信中。注意，可使用许多配置；例如，与基站130和接入点135两者进行通信的移动设备120可从与基站130相关联的网络设备140 接收信息和/或处理辅助，并且可以不从与接入点135相关联的任何网络资源接收信息和 /或处理辅助。在另一示例中，从基站130和接入点135两者皆有网络辅助可用，但网络设备140在一些情形中可能是完全分开的。对于其中移动设备120与具有天线振子131A和131B的基站130处于通信中的示例，移动设备120可(或者并发或者在不同时间)接收来自天线振子131A和131B两者的信号。可使用处理器122处理这些信号以确定与天线振子131A、131B、或者两者相关联的水印标识信息。移动设备120可提供指示移动设备120的位置的位置信息，该位置信息是使用第一信号或第二信号或者这两者来确定的。例如，收到信号可被处理并且第一信号由其水印所标识。一旦已探知了发射天线振子的身份，该天线的特性(诸如颤动信息)就可被用于定位技术中。关于移动设备120的设备上处理可使用处理器122 (其可被实现为单个元件，或者可包括来自多个元件的处理资源，这多个元件可包括通用处理电路系统和/ 或针对所实现技术的特定处理要求设计的电路系统)来完成。存储器123可存储软件指令 (例如，用以确定随收到信号所包括的水印信息的指令)和/或数据(诸如将水印信息与具有该水印的特定天线的特性相关联的历书数据)。以上定位技术可在多种网络环境中使用。本文描述了用于支持无线网络中的定位的技术。这些技术可被用于诸如无线广域网(WWAN)、无线城域网(WMAN)、无线局域网 (WLAN)、广播网等各种无线网络。术语“网络”和“系统”常被可互换地使用。WffAN是为诸如举例而言城市、州、或者整个国家等较大地理区域提供通信覆盖的无线网络。WWAN可以是诸如CDMA网络、TDMA网络、FDMA网络、OFDMA网络等蜂窝网络。 ⑶MA网络可实现诸如宽带⑶MA (W⑶MA)、cdma2000、时分同步码分多址(TD-SCDMA)等无线电技术。cdma2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA网络可实现诸如全球移动通信系统(GSM)等无线电技术。OFDMA网络可实现诸如超移动宽带(UMB)、长期演进(LTE)、 Flash-OFDM 等无线电技术。这些各色无线电技术和标准是本领域公知的。WCDMA、GSM和 LTE在来自名为“第三代伙伴项目”(3GPP)的组织的文献中进行了描述。CDMA和UMB在来自名为“第三代伙伴项目2”(3GPP2)的组织的文献中描述。3GPP和3GPP2文献是公众可获取的。WLAN是为诸如举例而言建筑物、商店、商场、住宅等较小或中等地理区域提供通信覆盖的无线网络。WLAN可实现诸如任何由IEEE 802. 11、Hiperlan等所定义的无线电技术。WMAN可实现诸如任何由IEEE 802. 16所定义的无线电技术。IEEE 802. 11和802. 16是来自电气电子工程师协会(IEEE)的两个标准族。IEEE 802. 11族包括802. lla、802. lib、 802. Ilg 和 802. Iln 标准且通常称为 Wi-Fi。IEEE 802. 16 族包括 802. 16e 和 802. 16m标准且通常称为WiMAX。对于固件和/或软件实现，这些技术可以用执行本文中所述功能的代码(例如， 程序、函数、�？�、指令等)来实现。一般而言，有形地体现固件和/或软件代码的任何计算机/处理器可读介质可用于实现本文中所描述的技术。例如，固件和/或软件代码可被存储在存储器中且由处理器来执行。存储器可以实现在处理器内部或处理器外部。固件和/或软件代码也可存储在计算机/处理器可读介质中，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除 PROM(EEPROM)、闪存、软盘、压缩盘(⑶)、数字多用盘(DVD)、磁或光数据存储设备等。代码可由一个或多个计算机/处理器执行，并且可致使计算机/处理器执行本文中描述的功能性的某些方面。提供前面对本公开的描述是为了使本领域任何技术人员皆能制作或使用本公开。 对本公开的各种改动对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖特征一致的最广义的范围。
权利要求
1.一种用于确定移动设备的位置的方法，所述方法包括在移动设备中接收来自特定网络基础设施的第一天线振子的第一信号和来自所述特定网络基础设施的第二天线振子的第二信号；处理所述第一信号以确定指示所述第一天线振子的第一水印标识信息；以及提供指示所述移动设备的位置的位置信息，其中所述位置信息是使用所述第一信号或所述第二信号或者这两者来确定的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一水印标识信息标识所述第一天线振子的所述第一信号的至少一种属性。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供指示所述移动设备的位置的位置信息包括通过网络接口接收位置信息并存储所述位置信息。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括访问所述第一信号的至少一种属性。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，访问所述第一信号的至少一种属性包括访问接收自网络资源的关于所述第一信号的时间延迟信息。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一水印包括关于所述第一信号的时间延迟信息。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述位置信息是使用关于所述第一信号的所述时间延迟信息来确定的。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括处理所述第二信号以确定指示所述第二天线振子的不同的第二水印标识信息。
9.一种方法，包括在网络设备处接收关于在移动设备上从基站的第一天线振子接收的第一信号的第一信号标识信息和指示所述第一信号抵达所述移动设备的时间的抵达时间信息；在所述网络设备处接收关于在所述移动设备上从所述基站的第二天线振子接收的第二信号的第二信号标识信息、指示所述第二信号抵达所述移动设备的时间的抵达时间信息；以及使用所述第一信号抵达所述移动设备的时间、所述第二信号抵达所述移动设备的时间、或者这两者来确定所述移动设备的位置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括将所述移动设备的所确定位置传送给所述移动设备的步骤。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括确定与所述第一信号相关联的第一延迟时间、与所述第二信号相关联的第二延迟时间、或者这两者；并且其中确定所述移动设备的位置包括使用所述第一延迟时间、所述第二延迟时间、或者这两者来确定所述移动设备的位置。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括确定所述第一信号是关于所述第二信号被延迟的信号，并且其中确定所述移动设备的位置包括使用所述第二信号而非所述第一信号来确定所述移动设备的位置。
13.—种移动设备，包括用于接收来自特定网络基础设施的第一天线振子的第一信号和来自所述特定网络基础设施的第二天线振子的第二信号的装置；用于处理所述第一信号以确定指示所述第一天线振子的第一水印标识信息的装置；以及用于提供指示所述移动设备的位置的位置信息的装置，其中所述位置信息是使用所述第一信号或所述第二信号或者这两者来确定的。
14.如权利要求13所述的移动设备，其特征在于，所述第一水印标识信息标识所述第一天线振子的所述第一信号的至少一种属性。
15.如权利要求13所述的移动设备，其特征在于，所述用于生成指示所述移动设备的位置的位置信息的装置包括用于通过网络接口接收位置信息并存储所述位置信息的装置。
16.如权利要求14所述的移动设备，其特征在于，还包括用于访问所述第一信号的至少一种属性的装置。
17.如权利要求16所述的移动设备，其特征在于，所述用于访问所述第一波束式信号的至少一种属性的装置包括用于访问关于所述第一信号的时间延迟信息的装置。
18.如权利要求13所述的移动设备，其特征在于，所述第一水印标识信息包括关于所述第一信号的时间延迟信息。
19.如权利要求17所述的移动设备，其特征在于，所述位置信息是使用关于所述第一信号的所述时间延迟信息来确定的。
20.如权利要求13所述的移动设备，其特征在于，还包括用于处理所述第二信号以确定指示所述第二天线振子的不同的第二水印标识信息的装置。
21.—种网络设备，包括用于接收关于在移动设备上从基站的第一天线振子接收的第一信号的第一信号标识信息和指示所述第一信号抵达所述移动设备的时间的抵达时间信息的装置；用于接收关于在所述移动设备上从所述基站的第二天线振子接收的第二信号的第二信号标识信息、指示所述第二信号抵达所述移动设备的时间的抵达时间信息的装置；以及用于使用所述第一信号抵达所述移动设备的时间、所述第二信号抵达所述移动设备的时间、或者这两者来确定所述移动设备的位置的装置。
22.如权利要求21所述的网络设备，其特征在于，还包括用于将所述移动设备的所确定位置传送给所述移动设备的装置。
23.如权利要求21所述的网络设备，其特征在于，还包括用于确定与所述第一信号相关联的第一延迟时间、与所述第二信号相关联的第二延迟时间、或者这两者的装置；并且其中确定所述移动设备的位置包括使用所述第一延迟时间、 所述第二延迟时间、或者这两者来确定所述移动设备的位置。
24.如权利要求21所述的网络设备，其特征在于，还包括用于确定所述第一信号是关于所述第二信号被延迟的信号的装置，并且其中用于确定所述移动设备的位置的装置包括用于使用所述第二信号而非所述第一信号来确定所述移动设备的位置的装置。
25.—种移动设备，包括天线，用以从具有第一天线和第二天线的特定发射机接收信号，其中所述特定发射机被配置成在所述第一天线、所述第二天线、或者两者发射的信号中包括指示天线身份的水印信息；处理器电路系统，配置成处理收到信号以确定水印信息；以及基于所确定的水印信息来提供指示所述移动设备的位置的位置信息。
26.如权利要求25所述的移动设备，其特征在于，所述移动设备还包括用以存储指示多个天线的特性的信息的存储器，所述多个天线的特性与所述多个天线中每个天线的水印信息相关联，并且其中所述处理器电路系统进一步配置成使用与所述第一天线相关联的所确定水印信息访问指示所述第一天线的一个或更多个特性的信息；使用指示所述第一天线的所述一个或更多个特性的所述信息确定指示从所述第一天线到所述移动设备的距离的伪距信息；并且其中所述处理器被配置成使用所述伪距信息来提供所述位置信息。
27.如权利要求26所述的移动设备，其特征在于，所述移动设备被配置成在通信中接收指示所述第一天线的所述一个或更多个特性的所述信息并将所述信息存储在所述存储器中。
全文摘要
天线阵可交错单个基站扇区内的一个或更多个波束的信号。经时间延迟的波束可在它们所携带的信号内带有水印。接收单元随后可将该波束标识为经时间延迟的波束并使用所存储数据对该延迟进行补偿。接收单元可将波束标识信息传送给基站并接收时间延迟数据。
文档编号G01S5/02GK102472811SQ201080033705
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月22日 优先权日2009年7月24日
发明者L·希恩布拉特 申请人:高通股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
