[發明專利]NB-IoT設備定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201810018095.8
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108391311B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 錢煒;安之平;呂悅川;謝修祥
• 申請（專利權）人: 北京智聯安科技有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04L5/00;H04L27/26
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

本發明提供了一種NB?IoT設備定位方法及裝置。其中，一種NB?IoT設備定位方法：在每個時隙中，將來自NB?IoT設備的定位參考信號PRS分配在該時隙所對應的一個時頻資源塊RB中，以使PRS存在于頻域方向上連續的12個子載波中的10個子載波中，以及時域方向上連續的7個OFDM符號中的5個OFDM符號中；將包含PRS的資源粒子RE合并到一個PRS符號中，則PRS符號在頻域上為12個子載波，在時域上為一個OFDM符號；根據合并后的PRS符號進行時延估計TDE；在保持相干TDE的前提下，在不同的時隙中跳躍分配PRS；將不同跳頻點的包含PRS的資源粒子合并到一個跳頻FH符號中，以使不同跳頻點之間的頻帶變寬，則合并后的FH符號的相干TDE的測距性能相應增強；根據FH符號的相干TDE進行定位。

技術領域

本發明涉及窄帶物理網終端的定位技術領域，具體而言，涉及一種NB-IoT(NarrowBand Internet of Things，NB-IoT)設備定位的方法、一種NB-IoT設備定位裝置。

背景技術

近幾年來，隨著物聯網技術的蓬勃發展，基于不同應用場景的各種技術標準和實施方案陸續出臺并臻于成熟。典型的標準有eMTC、LoRa、NB-IoT、Sigfox等。其中，NB-IoT標準因為具有廣覆蓋、大連接、低成本、低功耗等優點，被認為在各種對時延要求不高，而功耗要求盡可能低，連接終端眾多的場合具有很好的應用前景。

3GPP在現有的NB-IoT標準Release 13中并未指定定位相關的規范。由于位置信息能提高通信性能，相關的部分可能會在Release 14中提出。初步的目標可能是室內室外50米的定位精度。由于NB-IoT的系統帶寬只有240khz，相較于LTE最高20Mhz的帶寬小了很多，這對于密集多徑環境、特別是需要利用計算到達時差(Time-Difference of Arrival，TDoA)的方法來定位時將面臨很大的考驗。

相對于LTE，NB-IoT的可用資源受限，設備的復雜度降低，現階段用于定位的手段限于增強型小區標識E-CID(Enhanced Cell ID)、到達時差觀測OTDoA(Observed TimeDifference of Arrival)和上行到達時差UTDoA(Uplink Time Difference of Arrival)三種方法。利用上行信道進行UTDoA窄帶測量的方案正在研究之中。NB-IoT采用了OTDoA中的傳統定位參考信號PRS(Positioning Reference Signal，PRS)，并指定了分配在一個時頻網格資源塊RB(Resource Block，RB)中的窄帶PRS(NPRS)。

在城市環境中，由于有多徑的存在，多徑反射和基站與設備間的阻礙對使用TDoA定位提出了很大的挑戰。為了減少測距偏差，必須想辦法消除多徑的影響。然而，NB-IoT設備因為極低的功耗要求和很小的信號帶寬，使這些技術的使用受到很大的限制。因此必須降低算法的復雜度。

另外，低成本、高電池效率對于IoT設備來說是至關重要的。通常，NB-IoT設備的電池要具有10年左右的工作年限。這樣一則要求RF側采用較低的信號采樣率(NB-IoT的采樣率為1.92Mbps)，二來為了降低小區間的PRS信號干擾，在物理下行共享信道PDSCH中并不會發送定位子幀。盡管如此，由于時延(time-delays)的存在，各小區來的PRS信號仍會有很強的干擾，造成基于信號到達時間定位算法TOA(Time Of Arrival，TOA)檢測性能下降。當然，PRS靜默可以避免信號沖突，但卻同時線性增加了相關小區定位過程的延遲，因此對于小區密集時并不可行。除了小區間干擾，還有基于同步估計的頻偏FO(Frefency Offset)并不完美，造成殘余的頻偏，這也會引起ToA檢測過程中的相關運算的性能下降。