用于实现定位相关信令交换的通信节点和方法与流程
本发明涉及用于在通信系统中交换定位相关信令的通信设备和方法。
背景技术：
未来的通信系统很可能对设备定位的准确度、可用性和时延提出严格的要求。这部分地是因为被预测需要定位信息的多种多样的用例和应用。当今的基于蜂窝的定位方案无法满足这些预期的要求中的许多要求。例如，根据具体用例(arrb项目组，“vehiclepositioningforc-itsinaustralia”(背景技术文档)，austroads研究报告，2013年4月)，预期到智能交通运输系统(intelligenttransportationsystem，its)在95％的情况下要求在0.7m至5m的范围内的定位准确度。相比之下，对于95％的情况而言，lte中的现有的正交到达时间差(orthogonaltimedifferenceofarrival，otdoa)定位仅提供63m的准确度(“evaluationoftheltepositioningcapabilitiesinrealisticnavigationchannels”，rosadoj.(2014)，未公开的博士论文，巴塞罗那自治大学)。
在未来的通信系统中可能具有更为严格的要求的另一度量是可用性。诸如协作驾驶、紧急呼叫系统和完全自主驾驶之类的应用要求持续的可定位性，而不管用户设备是在覆盖范围内还是在覆盖范围外。如果在设备附近不存在足够的基站或者如果来自周围基站的信号质量差(例如，由于来自单频网络中的相邻基站的干扰)，则极大地影响基于蜂窝的otdoa方案的定位性能。
除了准确度和可定位性之外，时延也很可能是蜂窝otdoa定位中的另一问题。用于以要求的准确度实现定位的收敛时间由于具有低信干噪比(signal-to-interferenceandnoiseratio，sinr)的定位参考信号和/或由于具有不充足数量的定位参考信号而增加。这两种因素降低了定位准确度，并且在极端情况下导致中断。一些用例无法容忍定位服务的这种时延增加。这尤其适用于v2x通信的用例(例如，车道合并或者紧急制动)。
技术实现要素：
本发明的目的是提供用于改善通信系统中的远程节点的定位的发明构思。
前述和其它目的是通过独立权利要求的特征来实现的。根据从属权利要求、说明书和附图，另外的实现形式是显而易见的。
根据第一方面，提供了一种用于在通信系统中进行操作的节点，所述通信系统包括其位置是已知的多个锚定节点。所述节点包括：位置单元，用于：确定所述节点需要来自所述锚定节点的定位支持。其还包括：发射器，用于：发送针对来自所述锚定节点的定位支持的请求。所述节点包括：选择单元，用于：选择包括用于提供定位支持的所述多个锚定节点的集合。所述选择单元在发送所述请求之后进行该选择。其还用于：使得所述发射器向所述集合中的每个锚定节点发送指令，所述指令指示该锚定节点经由该相应的锚定节点与所述节点之间的侧链路向所述节点提供定位支持。所述发射器使得所述节点能够根据其自身的情况和其可能在运行的任何应用的要求，在适合所述节点的时间发送针对定位支持的请求。所述选择单元使得所述节点能够在所述节点需要定位支持时进行对最合适的锚定节点的动态选择，这有助于其中针对目标节点的更合适的锚定节点可以不断地改变的通信系统中的更佳的定位准确度。
所述发射器可以用于：在其针对定位支持的请求中指定其需要的定位支持的类型。其还可以用于：在取决于所指定的定位支持的类型的一种类型的链路上发送其针对定位支持的请求。因此，所述发射器能够在不同类型的定位支持之间进行选择，这使得所述节点能够在各种定位场景(包括在覆盖范围内、在覆盖范围外以及部分或重叠的覆盖范围)中执行定位。
所述发射器可以用于：经由所述节点与所述多个锚定节点中的每个锚定节点之间的侧链路，向所述多个锚定节点广播其针对定位支持的请求。所述侧链路提供了用于在所述节点与所述锚定节点之前的直接通信的方式，这通常在接收设备处提供更高的snr。
所述发射器可以用于：经由所述目标节点与网络节点之间的上行链路，发送其针对定位支持的请求。因此，所述发射器能够访问可从集中式网络节点获取的可用锚定节点的概览。
所述选择单元可以用于：根据关于所述多个锚定节点的信息，选择所述锚定节点集合，所述关于所述多个锚定节点的信息是其从那些锚定节点和/或从网络节点接收的。因此，所述选择单元基于关于锚定节点的当前信息，进行关于要选择哪些锚定节点的知情决策，这有助于改进动态改变的通信系统中的定位准确度。
所述发射器可以用于：一旦所述节点的位置已经被确定且达到预定的可接受的准确度，就发送终止指令，所述终止指令将使得所述锚定节点停止向所述节点提供定位支持。所述节点还可能在决定终止来自所选择的锚定节点中的一个或多个锚定节点的定位支持(由于它们的差信号质量或者由于检测到存在更佳的替代锚定节点(其在本文中被称为“锚定重选”))之后，发送终止指令。这有助于节省侧链路上的资源。
根据第二方面，提供了一种用于在通信系统中进行操作的节点，所述通信系统包括其位置是已知的多个锚定节点以及其位置要被确定的目标节点。所述节点包括：输入，用于：从所述目标节点接收针对来自所述锚定节点的定位支持的请求。其还包括：选择单元，用于：在接收所述目标节点的所述请求之后，选择包括要向所述目标节点提供定位支持的所述多个锚定节点的集合。所述选择单元还用于：使得向所述集合中的锚定节点发送指令，所述指令指示那些锚定节点经由那些相应的锚定节点中的每个锚定节点与所述目标节点之间的侧链路，向所述目标节点提供定位支持。所述选择单元使得所述节点能够在所述目标节点实际需要定位支持时，进行对那些最合适的锚定节点的动态选择，这有助于在针对目标节点的最合适的锚定节点可以不断地改变的通信系统中的更佳的定位准确度。锚定选择的其它益处包括能量效率以及通过仅激活“良好的”锚定节点来优化资源使用。
所述选择单元可以用于：从全部位于单个基站所服务的小区内的多个锚定节点中选择所述锚定节点集合。在许多情况下，与所述目标节点位于相同小区中的锚定节点将是最接近所述目标节点的锚定节点，并且因此向其提供在该时间可用的最准确的定位支持。在其它场景中，在一个小区中没有足够的锚定节点可用，或者邻小区中的锚定节点实际上可能比其自己的小区中的锚定节点更接近所述目标节点。所述选择单元还可以用于：从位于两个或多个小区中的多个锚定节点中选择所述锚定节点集合，那些小区中的每个小区由不同的基站服务。这可以增加所选择的集合中的锚定节点的数量，这可以有助于通过确保足够数量的高质量锚定节点来降低定位时延，足够数量的高质量锚定节点导致以预定准确度的更快定位。所述选择单元可以在网络层次中的不同级别处的节点中实现：在无线接入网和核心网中。这有助于系统的灵活性，因为选择单元可以仅在一个小区中或在多个小区中识别锚定节点，这取决于在目标节点需要定位支持时哪种情况是合适的。
根据第三方面，提供了一种用于在通信系统中进行操作的节点，所述通信系统包括其位置要被确定的目标节点。所述节点包括：发射器，用于：经由所述节点与所述目标节点之间的侧链路，向所述目标节点提供定位支持。所述节点还包括：决策单元，用于：监测一个或多个定位因素，所述一个或多个定位因素确定所述节点向所述目标节点提供定位支持的期望度。所述决策单元用于：通过将所监测到的定位因素与预定决策准则进行比较，评估其是否应当向所述目标节点提供定位支持。其还可以用于：如果所监测到的定位因素满足所述决策准则，则控制所述发射器不向所述目标节点提供定位支持。在许多场景中，所述决策单元将比网络更知道所述节点的当前情况。理想地，其被置为决定不向目标节点提供定位支持，如果该支持可能对于所述目标节点而言是误导性的或无用的。这可以有助于目标节点处的更佳的定位准确度和更低的延时，同时还优化可用的侧链路资源使用。
所述决策单元可以用于：根据所述通信系统中的网络节点向所述节点提供的预定决策准则，评估其是否应当向所述目标节点提供定位支持。因此，所述决策单元使得网络能够具有对其何时提供定位支持以及何时不提供定位支持的间接影响，这是合适的，因为网络具有通信网络的全局视角，该全局视角不可用于单个远程节点。
所述节点可以包括：位置单元，用于：监测所述节点的位置的一个或多个指示，以估计所述节点的估计的位置的误差。所述决策单元可以用于：如果所述位置单元估计所述节点的所述估计的位置的误差低于预定阈值，则使得所述节点在锚定模式下操作，其中，所述发射器将向所述目标节点提供定位支持。所述决策单元还可以用于：如果所述位置单元估计所述节点的所述估计的位置的误差高于所述预定阈值，则使得所述节点不在锚定模式下操作，以便所述发射器将不向所述目标节点提供定位支持。在监测所述节点的估计的位置的误差时，所述位置单元监测影响所述节点的定位支持很可能对于另一节点的有用程度的关键因素。通过使所述节点离开锚定模式，所述决策单元还将其从另一节点处的未来锚定选择过程中移除，从而允许更合适的节点取代其。
所述发射器可以用于：通过经由所述侧链路周期性地广播定位信息，向所述目标节点提供定位支持。所述决策单元可以用于：如果满足所述决策准则，则控制所述发射器不广播该定位信息。这有助于保存侧链路的资源以及所述节点的电池寿命。其还防止在所述节点的估计的位置实际上不在可接受的准确度阈值内的场景中所述节点通过广播可能不正确的信息而误导所述目标节点。
所述节点可以包括：接收器，用于：从所述目标节点或所述通信系统中的网络节点接收指令，所述指令用于所述节点向所述目标节点提供定位支持。所述决策单元可以用于：如果满足所述决策准则，则控制所述发射器不提供所指示的定位支持。所述节点从另一锚定节点接收信号，所述信号送入所述决策单元中并且还影响所述决策。因此，即使所述节点已经被预先选择为向所述目标节点提供定位支持，所述决策单元也能够避免将潜在误导的数据提供到所述目标节点的定位计算中。
根据第四方面，提供了一种用于确定通信系统中的目标节点的位置的方法，所述通信系统包括所述目标节点以及其位置是已知的多个锚定节点。所述方法包括：在所述目标节点发送针对来自所述锚定节点的定位支持的请求之后，选择包括要向所述目标节点提供定位支持的所述多个锚定节点的集合。所述方法还包括：使得向所述集合中的每个锚定节点发送指令，所述指令指示该锚定节点经由该相应的锚定节点与所述目标节点之间的侧链路，向所述目标节点提供定位支持。
附图说明
现在将参照附图，通过实施例来描述本发明。在附图中：
图1示出通信系统的示例；
图2示出不同的通信系统的示例；
图3是示出用于交换定位相关信号的信令框架的总体基础的流程图；
图4示出用于定位场景的通信节点的布置，在该定位场景中，远程节点在覆盖范围内并且在同一小区中；
图5示出根据集中式cp方案在通信节点之间的信令交换，在该集中式cp方案中，远程节点都在同一小区中；
图6示出用于定位场景的通信节点的布置，在该定位场景中，远程节点在覆盖范围内并且在邻小区中；
图7示出根据集中式cp方案在通信节点之间的信令交换，在该集中式cp方案中，远程节点在邻小区中；
图8示出用于定位场景的通信节点的布置，在该定位场景中，远程节点在覆盖范围外；
图9(a)和(b)示出根据分布式cp方案在通信节点之间的信令交换；
图10示出用于定位场景的通信节点的布置，在该定位场景中，一些远程节点在覆盖范围内，而一些远程节点在覆盖范围外；
图11示出根据混合cp方案在通信节点之间的信令交换；
图12示出远程节点的状态转换图，该状态转换图示出了其锚定和目标定位状态；
图13示出用于同步和d2d定位子帧的资源映射；
图14示出在d2d定位子帧中对来自若干锚定节点的d2d-prs信号的时频复用；
图15示出d2d-prs传输调度；以及
图16示出在d2d辅助定位背后的各种动机。
具体实施方式
在图1中，在101处示出了通信系统的示例。该通信系统包括网络节点103和多个节点101、102，多个节点101、102远离网络并且用于与其进行无线通信。这些远程节点中的一些节点被指定为“锚定(anchor)”节点102。这些是如下的远程节点：这些远程节点位于经由协作定位来辅助其它远程节点对它们的位置进行定位的位置上。通常，节点被视为在该位置上是因为其位置是“已知的(known)”，即，已经估计其在可接受的准确度阈值内。一些锚定节点可能具有固定位置。其它锚定节点可能是移动的，以便它们的位置是可改变的。其它远程节点被指定为“目标(target)”节点101。通常，这些是其位置是未知的或者仅已知超出可接受的准确度阈值的节点。
在图1的示例中，网络节点103被示为形成通信系统的无线接入网的一部分。该网络节点用于与远程节点102、102直接通信。本文中也使用术语“网络节点(networknode)”来指代仅间接地与远程节点进行通信的节点。这些网络节点可以形成核心网的一部分。在网络层次中，它们位于无线网络接入网之上，并且经由作为无线接入网的一部分的网络节点(例如，诸如网络节点103之类的网络节点)与远程节点进行通信。核心网中的网络节点通常将分别与无线接入网中的多个网络节点进行通信。
例如，远程节点可以是通用用户设备、移动电话、智能电话、平板设备、通用iot设备或具有无线通信能力的任何其它设备。网络节点可以是基站或形成无线接入网的一部分的任何其它设备。其也可以是服务器或形成核心网的一部分的任何其它设备。
远程节点能够经由上行链路/下行链路连接104与网络节点进行通信。它们还能够经由侧链路105、106与其它远程节点进行通信。侧链路是远程节点之间的直接通信链路。其使得远程节点能够直接地交换数据，而无需经由网络来对数据进行路由。目前在3gpp标准中使用术语“侧链路(sidelink)”，但是应当理解的是，其在本文中的使用旨在涵盖远程节点之间的任何直接通信连接(或“直接链路(directlink)”)，而并不限于根据3gpp标准来配置的直接链路。
侧链路可以用于远程节点之间的协作。用于这种协作的一种应用是定位：锚定节点可以经由侧链路向目标节点提供定位支持。在图2中示出了用于参与这样的定位系统的设备的更详细的示例。它们包括网络节点201、目标节点204和锚定节点208。
目标节点204包括发射器205、选择单元206和位置单元207。位置单元用于确定目标节点何时需要定位支持。对于这种确定的触发可以是位置单元证实目标节点的估计的位置超出可接受的准确度阈值。发射器用于发送针对来自锚定节点的定位支持的请求。根据目标节点希望哪种定位支持，可能向多个不同的目的地发送该请求(将从以下详细解释中变得显而易见)。在大多数实现方式中，发射器很可能被实现为能够既发送无线数据也接收无线数据的收发器单元的一部分。最后，目标节点包括选择单元，其用于：选择用于提供定位支持的可用锚定节点集合，并且使得发射器向那些锚定节点发送定位指令。
网络节点201包括输入/输出202和选择单元203。输入用于从目标节点(204)接收针对定位支持的请求。在网络节点是无线接入网的一部分(例如，基站)的实施例中，输入/输出202很可能通过无线收发器来实现。在网络节点是核心网的一部分的实施例中，输入/输出202可以是无线收发器，但是其也可以是实现网络节点与无线接入网之间的有线连接的输入/输出端口。选择单元203与选择单元206本质上相同，这是因为其也用于选择用于向目标节点提供定位支持的可用锚定节点集合。其还使得向那些锚定节点发送定位指令，但是在网络节点的情况下，该指令可能是由网络节点触发的，而不是由其直接发送的(将从以下详细解释中变得显而易见)。
锚定节点208包括发射器209和决策单元210。如前所述，发射器很可能被实现为能够既发送无线数据也接收无线数据的收发器单元的一部分。发射器用于经由锚定节点与目标节点之间的侧链路，向目标节点(204)提供定位支持。决策单元通常用于监测影响锚定节点向其它节点提供定位支持的期望程度的一个或多个定位因素。这些因素可以是该节点特有的(例如，其当前对其位置的估计的准确程度)，或者可以是适用于更广的通信系统的因素(例如，正在发送定位信标的周围锚定节点的数量)。决策单元通过将所监测到的因素与一个或多个决策准则进行比较，评估其是否应当向其它节点提供定位支持。如果满足这些准则中的一个或多个准则，则决策单元用于阻止发射器向目标节点提供定位支持。在一些实施例中，决策单元甚至可能触发锚定节点将其操作状态从“锚定”改变为“目标”(以下给出关于此的更多信息)。
如由关于一个节点能够既作为锚定也作为目标进行操作并且在这二者之间互换的事实所指出的，在大多数实现方式中，目标节点204和锚定节点208很可能是相同的。因此，目标节点204和锚定节点208二者都可能具有发射器(205、209)、选择单元(206)、位置单元(207)和决策单元(210)。图2仅将这些节点示为是不同的，因为其集中在远程节点在根据特定操作状态进行操作时将使用的功能块上。
图2中示出的结构(以及本文包括的所有装置框图)旨在与多个功能块相对应。这仅是为了说明目的。图2并非旨在限定在芯片上的硬件的不同部分之间或者在软件中的不同程序、过程或功能之间的严格划分。在一些实施例中，本文描述的信令技术中的一些或全部将全部或部分地由在软件控制之下作出动作的处理器来协调。该软件可以体现在非暂时性机器可读存储介质中，非暂时性机器可读存储介质具有存储在其上的处理器可执行指令，其用于实现本文描述的信令过程中的一些或全部。
例如，对于远程节点而言，处理器可以是移动电话、智能电话、平板设备、通用iot设备或具有无线通信能力的任何其它设备的中央处理器。对于网络节点而言，处理器可以是基站或形成无线接入网的一部分的其它设备的中央处理器，或者其可以是核心网中的服务器的处理器能力的一部分。
本文描述的信号处理操作中的一些或全部也可能全部或部分地用硬件来执行。这尤其适用于包含重复操作(例如，标准消息的形成)的技术。其还适用于发送和接收技术；本文描述的任何发射器和接收器很可能包括专用硬件，以执行诸如混频、码覆盖混合、符号解映射、频率变换、子载波解映射等功能。
在任何发射器和接收器中存在的具体组件将取决于接收器用于实现的精确波形和电信协议。下文参照其中接收机用于根据3gppts36.211标准(尤其是从版本12开始)进行操作的应用，描述了本发明的一种或多种实现方式。那些标准定义了pc5接口(通常被称为侧链路)。这仅是为了举例的目的；应当理解的是，本发明的范围并不限于任何特定的波形或电信协议，而可以使用任何合适的波形或电信协议。
图3的流程图提供了关于可以适应于不同的定位场景的总体信令框架中的关键步骤的概述。概括而言，图3的流程图包括：目标节点发送针对定位支持的请求(步骤s301)，之后是选择满足该请求的锚定节点集合(步骤s302)。这触发了向所选择的集合中的锚定节点发送定位指令(步骤s303)。在一些实施例中，锚定节点可以选择是否遵守该指令(步骤s304)。锚定节点然后经由侧链路向目标节点提供定位支持(步骤s305)。
就实践的意义而言，为了实现图3的信令框架，定义了多个不同的消息和逻辑功能：
·“cp请求”：目标节点(204)发送该消息，以请求协作定位(cooperativepositioning，cp)支持。其包含目标节点的标识符并且指定“cp模式”。“cp模式”允许目标节点根据目标节点所要求的，指定多种不同类型的协作定位支持中的一种。
·“cp响应”：目标节点(204)使用该消息来获取关于锚定节点(208)的信息。锚定节点在侧链路上广播cp响应。cp响应包括锚定节点标识、锚定节点位置坐标(绝对或者相对于相互已知地标的位置)、锚定节点位置精度、以及针对定位参考信号的cp无线资源配置和传输配置。目标节点可以使用该信息进行锚定节点选择和/或接收定位参考信号。
·“cp确认”：该消息用于触发所选择的锚定节点(208)发送定位参考信号。其通常是由目标节点(204)在侧链路上广播的，并且标识所选择的锚定节点(或者在一些情况下，所重新选择的锚定节点)。
·“cp终止”：目标节点(204)经由侧链路或上行链路来广播该消息。其包含目标节点的定位状态，并且其目的是指示目标节点不再具有针对cp指示的需求。该消息是可选的，并且在目标节点仅需要一次性定位时尤其有用。如果在上行链路上发送cp终止，则无线接入网适当地在下行链路上将该消息中继给相关锚定节点，和/或经由回程中继给核心网，以便终止锚定节点对定位参考信号的发送。
·“cp分配”：无线接入网中的相关节点(例如，服务基站)在下行链路上广播该消息，以便配置和发起所选择的锚定节点(208)对定位参考信号的发送。目标节点(204)和锚定节点都对该消息进行解码，因为其携带用于传送定位参考信号的信息。cp分配包括所选择的锚定节点的标识符、针对每个选择的锚定节点的定位参考信号的资源分配、以及每个选择的锚定节点的定位参考信号的发送的调度和持续时间。
·“锚定决策”：这是一种逻辑功能，其选择候选锚定节点(208)集合以支持目标节点(204)针对协作定位的请求。该功能由网络节点(201)或由锚定节点执行。针对候选锚定节点选择的决策准则包括以下各项中的一项或多项：资源可用性、锚定节点的功耗或电池状态、请求cp支持的目标节点的数量、基于对周围锚定节点的在先发现的其它锚定节点的可用性等。
·“锚定选择”：该逻辑功能从候选锚定节点集合中选择锚定节点(208)集合，并且根据场景，该逻辑功能是在网络节点(201)或目标节点(204)处执行的。锚定选择准则包括以下各项中的一项或多项：锚定节点的几何分布、锚定节点的精度、链路质量等(例如，链路质量可能是通过从锚定节点接收的传输的sinr来确定的，该传输可能是基于目标节点对cp响应的接收)。
·“定位参考信号”：专用于设备到设备定位的参考信号。锚定节点(208)使用指定的资源在侧链路上广播该信号。目标节点(204)使用所接收的信号来执行针对每个锚定节点传输的到达时间测量。
根据特定的定位场景，图3中示出的具体步骤可以由通信系统中的不同设备并且以不同的方式来执行。以下给出了每个步骤以及在实际中可能如何实现其的更详细的解释。这之后是图3所体现的信令框架可以如何适应于多个具体定位场景的具体示例。
图3的方法以如下步骤开始：发送针对定位支持的请求(步骤s301)。该请求是由目标节点204的发射器205发送的。在一些实施例中，该请求将通过以下操作触发：目标节点中的位置单元(207)确定该节点需要来自锚定节点的定位支持，例如，因为目标节点中的应用要求该节点的位置达到与位置单元当前可以提供的准确度相比更大的准确度。
该请求是“cp请求”消息。其包含目标节点的标识符并且指定“cp模式”。“cp模式”允许目标节点根据目标节点所要求的，指定多种不同类型的协作定位支持中的一种。可能的选项包括：
·分布式cp：仅涉及目标节点和其周围的锚定节点的cp
·集中式cp：主要由网络控制的cp，以及
·混合cp：由网络和目标节点二者控制的cp。
发射器(205)适当地在取决于所请求的cp支持的类型的一种类型的链路上发送cp请求。例如，cp请求可以是在侧链路上发送的(分布式cp)、在上行链路接口上发送的(集中式cp)或者在两个接口上发送的(混合cp)。收发器也适当地以同样取决于目标节点(204)希望的cp支持的类型的方式来发送cp请求。例如，可以单播或广播cp请求。如果该节点希望集中式cp或混合cp，则发射器很可能以单播方式发送cp请求(即，其中，cp请求是经由上行链路发送的)。如果该节点希望分布式cp或混合cp，则发射器很可能广播cp请求(即，其中，cp请求是经由侧链路发送的)。
在发送针对定位支持的请求之后，选择满足该请求的锚定节点集合(步骤s302)。根据已经请求了哪种类型的定位支持，该选择可以发生在目标节点(204)中或发生在网络节点(201)中。网络节点和目标节点二者都包括用于执行该步骤的选择单元(203、206)。
在目标节点中，对执行选择步骤的触发是从锚定节点或网络节点接收到cp响应。在网络节点中，对执行选择步骤的触发是经由输入/输出202从目标节点接收到请求。在网络节点是无线接入网的一部分的实现方式中，网络节点可能不接收与目标节点发送的cp请求相同的cp请求，因为无线接入网可能以与该请求最初被接收的形式不同的形式将该请求传递给核心网。
用于选择锚定节点集合的一种选项是选择单元执行锚定选择逻辑功能(如上所定义的)。在这种功能中，从初始的候选锚定节点集合中进行该选择。存在可能选择该候选锚定节点集合的多种方式。在一个实施例中，可以使用相对非具体的准则集合来选择候选锚定节点。例如，候选锚定节点集合可能是具有锚定状态并且位于目标节点的传输范围内的任何远程节点。候选锚定节点可能在与目标节点相同的小区中或者在不同的小区中(将从以下描述的特定场景中的一些场景中变得显而易见)。在一些实施例中，可以使用锚定决策逻辑功能来确定候选的锚定节点集合(将从以下描述的定位场景中变得显而易见)。例如，网络节点201的选择单元203可以在执行锚定选择之前实现锚定决策功能。
也存在可能选择用于向目标节点提供定位支持的该锚定节点集合的多种方式。选择单元(203、206)优选地用于：对可用锚定节点应用一个或多个选择准则，以选择被认为是最能够向目标节点提供定位支持的那些节点的子集。那些准则中的至少一些准则通常将比确定候选的锚定节点集合的准则更有选择性。锚定选择准则可能包括以下各项中的一项或多项：锚定节点的几何分布、锚定节点的精度、与锚定节点的链路质量等。在一个实施例中，选择单元(203、206)通过实现锚定选择逻辑功能，选择用于向目标节点提供定位支持的锚定节点集合。
选择单元可以为所选择的集合挑选固定数量的锚定节点，在这种情况下，选择单元(203、206)可以按照候选锚定节点的感知的期望度来将它们排序，并且选择与所要求的数量对应的排名在前面的锚定节点。
在目标节点已经发送其针对定位支持的请求之后选择潜在的锚定节点的集合的一个益处在于这使得能够动态地选择锚定节点。这有助于改进定位准确度，因为可以将锚定节点选择调整为适应目标节点和锚定节点的相对情况，并且适应它们在该时间所存在的信道状况。
在步骤s303中，向所选择的锚定节点发送指令，该指令请求它们向目标节点提供定位支持。在一些场景中，该指令将由目标节点(204)的发射器(205)发送。发射器将发送“cp确认”消息。该消息用于触发所选择的锚定节点发送定位参考信号。其通常是由目标节点在侧链路上广播的，并且标识所选择的锚定节点。
在其它场景中，网络节点(201)将使得发出指令。在一些实施例中，网络节点直接发送指令。例如，在网络节点是无线接入网的一部分的场景中，其经由输入/输出202向所选择的锚定节点发送指令。在其它实施例中，网络节点可以触发目标节点或另一网络节点发送指令。例如，在网络节点是核心网的一部分、所以其本身不在空中接口上发送消息的场景中，或者在网络节点向目标节点通知所选择的锚定节点并且留待其直接指示那些锚定节点的场景中。
网络节点(201)发出以使得发送锚定节点指令的消息被称为“cp分配”。无线接入网中的相关节点(例如，服务基站)在下行链路上广播该消息，以便配置和发起所选择的锚定节点对定位参考信号的发送。目标节点(204)和锚定节点(208)都对该消息进行解码，因为其携带用于传送定位参考信号的信息。cp分配包括所选择的锚定节点的标识符、针对每个选择的锚定节点的定位参考信号的资源分配、以及每个选择的锚定节点的定位参考信号的发送的调度和持续时间。
在步骤s304中，锚定节点(208)的决策单元(210)可选地决定是否向目标节点(204)提供定位支持。因此，锚定节点可以有权力拒绝对于提供定位支持的指令。一种选项是决策单元执行锚定决策功能。这是一种逻辑功能，其选择候选锚定节点集合以支持目标节点针对协作定位的请求。针对锚定决策功能的决策准则包括以下各项中的一项或多项：资源可用性、锚定节点的功耗或电池状态、请求cp的目标节点的数量、基于对周围锚定节点的在先发现的其它锚定节点的可用性等。
锚定节点有权力选择是否同意定位请求的一个益处在于锚定节点比网络或另一远程节点更知道其自己当前的情况。因此，为锚定节点赋予这种能力可以有助于改进定位准确度以及改善锚定节点处的电池消耗。
最后，在步骤s305中，锚定节点的发射器(209)向目标节点(204)提供定位支持。在一些实施例中，这种定位支持采用定位参考信号的形式。在其它实施例中，定位参考信号之前可以是：发射器(209)发送目标节点可以用来获取关于锚定节点的信息的定位信息，其需要该定位信息来接收定位参考信号。该定位信息也可以被视为锚定节点向目标节点提供的定位支持。
锚定节点(208)可以通过发送“cp响应”消息来向目标节点(204)提供定位信息：该消息由目标节点用来获取关于锚定节点的信息，其需要该信息来接收定位参考信号并且确定其位置。锚定节点在侧链路上广播cp响应。cp响应包括锚定节点标识、锚定节点位置坐标(绝对或者相对于相互已知地标的位置)、锚定节点位置精度、以及针对定位参考信号的cp无线资源配置和传输配置。目标节点使用该信息来接收定位参考信号。(在以下描述的定位场景中的一些场景中，cp响应可能是在过程中较早时候发送的，并且目标节点可能将其用作其锚定节点选择的一部分)。
已经参照作为信令框架的一部分、可以在目标节点、锚定节点和网络节点之间发送的各个消息，并且也参照可以由目标节点、锚定节点或网络节点执行的各种逻辑功能描述了图3。应当理解的是，这些消息和逻辑功能并不限于上文在该过程中它们与之相关联的具体步骤。如将从以下描述的场景中的一些场景中显而易见的，根据场景，它们也可以是在该过程的其它阶段中发送/执行的。
图3中示出的信令框架现在将被展开，并且适于示出该总体框架可以如何应用于不同的定位场景中。
集中式协作定位
在该方案中，对用于cp的锚定节点的选择是在网络(基站或者核心网中的节点)的完全控制之下。在目标节点和所有选择的/候选锚定节点在网络的覆盖范围内的情况下，可以使用该方案。以下描述该方案的两种子情况。根据所有协作的远程节点是在同一小区中还是在不同小区中，它们需要稍微不同的信令过程。
在图4中示出了所有协作的远程节点在同一小区中的场景。目标节点e和锚定节点a、b和c属于同一服务基站(basestation，bs)d。bsd通过选择并且分配锚定节点a、b和c来协调用于请求的目标节点e的cp过程，锚定节点a、b和c然后在d2d接口d1、d2、d3上与e直接通信(经由广播)以支持对e的定位。
图5示出了用于定位场景的信令交换的示例，在该定位场景中，目标节点和候选锚定节点都在同一服务bs的覆盖范围内。
·需要cp支持的目标节点在上行链路上(经由单播)发送cp请求，其将cp模式指示为“集中式cp”。
·bs接收cp请求并且执行锚定选择功能。
·bs在下行链路上广播cp分配，其包含所选择的锚定节点的id、它们各自的定位参考信号传输配置以及(可选的)它们各自的传输持续时间。
·在接收并且解码cp分配消息之后，所选择的锚定节点将根据bs在cp分配消息中指示的配置，在同一消息中可选地指示的持续时间内，开始或继续经由侧链路广播定位参考信号。目标节点解码相同的cp分配消息，以接收侧链路中的定位参考信号。
·当目标节点的位置被定位在可接受的准确度阈值内时，其可选地在上行链路上(单播)发送cp终止消息。服务bs将该消息中继给所选择的锚定节点中的子集或全部，其进而停止发送定位参考信号。目标节点还可以将其状态改变为“锚定”。
在图6中示出了协作的远程节点中的一些远程节点在邻小区中的场景。bsc为目标节点f和锚定节点a和e服务，而邻小区d中的bsd为经锚定选择的锚定节点b服务。目标节点f经由蜂窝上行链路(e2)接口从其服务小区请求cp。然后bsc结合其它网络节点(例如，e-smlc)执行联合锚定选择和分配，其中，锚定节点集合{a,b,e}被分配用于目标节点f的协作定位过程。一旦分配和激活，锚定节点和目标节点就在d2d接口(d1、d2、d3)上直接通信。在蜂窝上行链路和下行链路接口(e1-4)上交换辅助信息以实现cp过程。
图7示出了用于定位场景的信令交换的示例，在该定位场景中，目标节点和候选锚定节点中的一些节点在邻小区的覆盖范围内：
·需要cp支持的目标节点在上行链路上(经由单播)发送cp请求，其将cp模式指示为“集中式cp”。
·当服务bs接收到cp请求时，将该请求转发给网络节点(networknode，nn)，因为服务bs不总是具有对邻小区中的候选锚定节点的最新的全局视角，尤其是在与集中式nn具有的概览相比时。
·如果在服务小区中存在不充足的锚定ue，或者如果服务bs或nn在cp过程中决定分配邻小区锚定节点，则来自邻小区的锚定节点可以参与针对位于服务小区中的目标节点的协作定位过程。这还可以适用于目标节点要求比通常更高的定位准确度和/或更低的时延的场景，因为这可能需要更多数量的锚定节点。
·nn执行联合锚定选择，其中，其从邻小区选择候选锚定节点，在cp分配消息中分配定位参考信号传输配置，并且向相关bs发送该消息。
·相应的bs然后在下行链路上广播cp分配，其包含所选择的锚定节点的id、它们各自的定位参考信号传输配置以及(可选地)它们各自的传输持续时间。
·在接收并且解码cp分配消息之后，所选择的锚定节点将根据bs在它们各自的cp分配消息中指示的配置，在那些消息中可选地指示的持续时间内，开始或继续在侧链路中广播定位参考信号。目标节点解码相同的cp分配消息，以经由侧链路接收定位参考信号。
·当目标节点的位置被定位在可接受的准确度阈值内时，其可选地在上行链路上(单播)发送cp终止消息。服务bs将该消息中继给nn，并且也中继给所选择的锚定节点的子集或全部。nn也将该cp终止消息中继给相邻bs，以便其可以被中继给邻小区中的任何锚定节点。目标节点还可以将其状态改变为“锚定”。
分布式协作定位
该方案是目标节点控制的协作定位方案，其没有主动地涉及网络。以下基于锚定节点行为，描述了两种不同的变型。第一种是基于请求的反应性cp方法。第二种是基于信标的主动性cp方法。
图8示出了目标节点a周围是四个锚定节点b-e的场景的示例。节点之间的所有通信发生在d2d链路d1-4上，而无需主动的网络参与。网络可能通过间接地影响节点行为(既针对锚定节点也针对目标节点)来起作用。这样的网络影响的示例是将特定锚定节点预先配置为主动广播指示它们对于支持协作定位的可用性的信标。
图9(a)示出了在分布式协作定位方案的第一种基于请求的变型中的信令交换的示例：
·需要cp支持的目标节点经由侧链路(广播)发送cp请求，其将cp模式指示为“分布式cp”。该请求发起或继续协作定位过程。
·接收到侧链路cp请求的锚定节点执行锚定决策功能并且决定是否参与cp。
·如果接收到cp请求的锚定节点决定辅助目标节点的协作定位，则它们在侧链路上广播cp响应。
·目标节点借助于cp响应消息获取用于周围锚定节点的定位信息，并且通过选择候选锚定节点的子集来执行锚定选择。
·在动态环境中，目标节点具有通过重新发送cp请求并且重复该过程来重新选择锚定节点(被称为“锚定重选”)的选择权。
·在选择锚定节点之后，目标节点广播cp确认消息，其包括所选择的锚定节点的锚定id。
·锚定节点开始或继续经由侧链路广播它们的定位参考信号，如果它们在cp确认消息中解码出它们的id的话。如果已经正在发送定位参考信号的锚定节点观察到其id没有被包括在来自目标节点的最近的cp确认消息中(例如，在锚定重选期间)，则其可以停止发送定位参考信号。锚定节点可以对该决策应用各种决策准则，以下描述了各种决策准则的一些示例。
·锚定节点继续发送定位参考信号，直到在cp响应中所指定的时段到期或者满足用于停止传输的决策准则为止(以先发生者为准)。
·如果在锚定节点完成广播定位参考信号之前目标节点的位置被定位到可接受的准确度阈值内，则目标节点可以广播(可选的)cp终止消息，以停止定位参考信号的锚定传输，并且节省侧链路资源。
图9(b)示出了在分布式协作定位方案的第二种基于信标的变型中的信令交换的示例。这种信令交换不同于本文描述的其它信令交换，因为其不是由目标节点发送cp请求来触发的。包括这种信令交换是为了完整性并且因为其也说明锚定节点可以决定停止向目标节点提供定位支持的另一场景。
·锚定节点周期性地广播cp响应，以指示它们作为针对潜在目标节点的cp锚定的可用性。这种主动地用信号通知它们对于cp的可用性的决策可以是由网络预先配置的(例如，基于节点的定位能力)或者通过锚定节点自己对它们定位准确度的估计来决定的。
·目标节点借助于cp响应消息获取用于周围锚定节点的定位信息，并且通过选择候选锚定节点的子集来执行锚定选择。
·在动态环境中，目标节点具有通过重复选择过程来重新选择锚定节点(被称为“锚定重选”)的选择权。
·在选择锚定节点之后，目标节点广播cp确认消息，其包括所选择的锚定节点的锚定id。
·锚定节点开始或继续经由侧链路广播它们的定位参考信号，如果它们在cp确认消息中解码出它们的id的话。如果已经正在发送定位参考信号的锚定节点观察到其id没有被包括在来自目标节点的最近的cp确认消息中(例如，在锚定重选期间)，则其可以停止发送其定位参考信号。锚定节点可以对该决策应用各种准则，以下描述各种准则的一些示例。
·锚定节点继续发送定位参考信号，直到在cp响应中所指定的时段到期或者满足用于停止传输的决策准则为止(以先发生者为准)。
·如果在锚定节点完成广播定位参考信号之前目标节点的位置被定位到可接受的准确度阈值内，则其可以广播(可选的)cp终止消息，以停止定位参考信号的锚定传输，并且节省侧链路资源。
图9(b)示出的这种方法排除了对于目标节点请求cp以及锚定节点中的后续锚定决策过程的需求，减少了信令开销、定位时延和节点处理。
混合协作定位
该方案涉及集中式cp(在覆盖范围内并且是网络控制的)和分布式cp(其可以在覆盖范围外并且是由锚定节点控制的)二者的元素。该方案通常适用于小区边缘的目标节点，其在覆盖范围内，但是其定位可以通过将锚定节点的数量扩展到超出网络节点可能单独建议的数量来改善。在网络节点与锚定节点之间针对锚定选择的控制机制的划分为这种协作定位方案赋予了其混合性质。
在图10中，目标节点a和候选的在覆盖范围内的锚定节点e和d是在同一小区f中，而候选锚定节点b和c在覆盖范围外。目标节点从可用的锚定节点集合{b,c,d,e}中进行锚定选择，并且继续进行协作定位过程。
图11示出了用于混合定位场景的信令交换的示例，例如在图10中示出的：
·需要cp支持的目标节点既在上行链路上发送cp请求(单播至bs)也在侧链路上发送cp请求(广播至周围远程节点)，cp请求将cp模式指示为混合。
·bs接收并且解码cp请求，并且基于在cp请求中指示的混合cp模式来执行锚定决策功能(而不是通常的锚定选择)。
·接收到侧链路cp请求的在覆盖范围外的锚定节点也执行锚定决策功能并且决定是否参与cp。
·在bs和在覆盖范围外的锚定节点二者进行锚定决策之后，它们分别在下行链路和侧链路上向目标节点发送它们的cp响应消息。
·目标节点解码cp响应消息，并且进行针对在覆盖范围内和在覆盖范围外的锚定节点的锚定选择。锚定节点在进行该选择时，优选地将两个候选锚定节点集合之间的潜在资源冲突考虑在内。
·目标节点在cp确认消息中发送锚定选择功能的结果，其分别在上行链路(单播)和侧链路(广播)上向bs和在覆盖范围外的锚定节点发送cp确认消息。
·bs基于来自目标节点的cp确认，在下行链路中向在覆盖范围内的锚定节点发送cp分配。
·接收到cp分配的锚定节点开始使用在cp分配中给定的定位参考配置(例如，资源分配、调度和时段)经由侧链路来发送定位参考信号。
·在覆盖范围外的锚定节点在它们解码出来自目标节点的cp确认时也开始经由侧链路发送定位参考信号。
·当目标节点的位置被定位在可接受的准确度阈值内时，其可选地在上行链路上(单播)并且在侧链路上(广播)发送cp终止消息。目标节点还可以将其状态改变为“锚定”。
锚定节点处的决策准则
锚定节点包括决策单元，其通常用于监测影响锚定节点向其它节点提供定位支持的期望程度的一个或多个定位因素(如上所述)。以下描述了两种具体实施例，其中，决策单元根据如下所述的一个或多个决策准则来评估其是否应当向目标节点提供定位支持。
停止cp响应的周期性传输
周期性地广播cp响应的锚定节点可以基于不同决策准则的组合来停止这样做。优选地，这些准则涉及节点中的因素或者在节点之外的节点在预先配置的时间段内观察到的因素。示例包括锚定节点正在服务的目标节点的数量、锚定节点自己的定位误差的估计、也在发送cp响应信标的周围锚定节点的数量等。
可能由锚定节点的决策单元采用的具体算法的示例如下：
准则1：
对于cp响应感测时段tsens：
如果检测到的活动锚定节点(广播它们的cp响应的那些锚定节点)的数量nactivedetected>检测到的活动锚定节点的nmax,activedetected
并且
如果被服务的目标ue(所讨论的已经选择锚定ue的ue)的数量nserved<nminserved，
则停止发送周期性cp响应广播。
准则2：
如果在持续时间tpos-errorduration内估计的自身的定位误差εestimated>εmax，
则停止发送周期性cp响应广播。
tsens、nmax,activedetected,、nminserved、εmax、tpos-errorduration是由网络配置的并且被提供给锚定节点的合适的阈值。
如果决策单元确定满足准则1或准则2中任一者，则其可以确定其应当停止通过周期性地发送cp响应消息向目标节点提供定位支持。
节点定位状态
每个远程节点的“锚定”和“目标”名称可以是固定的或可改变的。在一个优选示例中，“锚定”和“目标”名称表示远程节点的可选状态，并且该节点可以用于根据其要充当锚定节点的合适程度，在那些状态之间改变。远程节点可以单独地或者结合来自网络的输入来进行关于切换状态的决策。来自网络的输入可以不限于间接输入，例如，定义在哪些情况下其应当改变状态的参数集合。
在一个实施例中，节点用于基于该节点自己对其当前位置估计中的误差的估计来改变其状态。决策单元可以通过将来自各种蜂窝的测量结果融合并且使用基于非蜂窝的定位技术(例如，gnss、传感器、lidar等)来获取误差的估计。
定位状态“锚定”和“目标”优选地独立于传统蜂窝用户设备状态(例如，属于rrc、nas、epc等的那些状态)。从锚定到目标的状态转换(反之亦然)适当地基于网络所设置的阈值。该阈值可以是特定于用户的或者特定于服务/应用的。例如，可能针对以下各项中的每一项设置不同的阈值：v2x辅助驾驶、远程车队管理、紧急呼叫等。在图12中示出了节点根据其估计的定位误差来在锚定和目标状态之间转换的示例。图12还将新的目标和锚定状态与传统rrc状态“空闲”和“连接”进行比较。
可以可选地向网络传送节点的定位状态。这可以经由专用信令(例如，使用lpp/lppa)或者通过将对节点的定位状态的通知嵌入在被调度的上行链路传输中(例如，作为mac上行链路控制元素的一部分)来实现。其还可以经由物理层隐式地用信号通知(例如，经由复用的上行链路控制信息(比如cqi、harq反馈等))。
定位参考信号
如上所述，本文描述的信令框架可以有益地在用于根据3gppts36.211标准进行操作的通信系统中实现。在该标准中并且在其它相关标准(例如，3gppts36.213、36.212、36.331等)中定义了关于pc5(侧链路)的进一步的细节。以下描述了可以由根据3gppts36.211标准进行操作的锚定节点发送的定位参考信号的示例。
根据3gppts36.211标准的术语，目标节点将被表示为“目标ue”，而锚定节点将被表示为“锚定ue”。
定位参考信号可以被表示为d2d定位参考信号(d2dpositioningreferencesignal，d2d-prs)。这是侧链路物理信号，其是特定于ue的，并且由锚定ue在侧链路上发送以有助于针对周围目标ue的协作定位。d2d-prs的目的与lte中的传统prs的目的相同：为了提供针对非定位ue的另外的otdoa测量。与传统prs的若干不同在于d2d-prs是特定于ue的参考信号，其通过锚定ue的网络标识来进行参数化，并且其是在被保留用于d2d通信的频带上发送的。仅在被配置用于定位的侧链路子帧中发送d2d-prs。
d2d-prs序列生成
d2d-prs是伪随机序列(例如：zadoff-chu、pn序列等)，其通过锚定ue的唯一标识来参数化，并且是由锚定ue在d2d(侧链路)上发送的。
d2d定位参考信号序列
其中，ns是无线帧内的时隙数量，l是该时隙内的ofdm符号数量，以及
其中，
d2d-prs资源映射
所生成的d2d-prs序列被映射到侧链路资源网格，并且在被配置用于d2d定位的子帧上发送，如图13中所示。
根据以下等式，在时隙ns中将参考信号序列
其中，k,l∈ai是针对锚定uei的时频资源分配ai，其是由网络或由锚定节点本身根据场景来分配的。图14示出了用于示例d2d定位子帧的这种分配。
d2d-prs传输配置
d2d-prs传输调度通过d2d-prs传输周期td2d-prs来指定，其指定(在帧或子帧中)连续的d2d定位子帧的数量(nd2d-prs)、以及对于d2d-prs传输的开始而言相对于sfn0的帧或子帧偏移(δd2d-prs)。这在图15中示出。
对于在覆盖范围内的锚定ue而言，d2d-prs传输配置是由网络以每个“锚定ue”为基础来指定的并且是(由网络或由锚定节点)预先配置的，或者对于在覆盖范围外的锚定ue而言，d2d-prs传输配置是由锚定ue自主地决定的。d2d-prs传输配置包括d2d-prs传输调度和时频资源分配，并且完全指定用于特定锚定ue的d2d-prs的调度和资源位置。
定位
目标节点借助于定位计算来确定其位置。适当地，这种计算采用在目标节点处来自各个锚定节点的定位参考信号的正交到达时间差(orthogonaltimedifferenceofarrival，otdoa)作为其输入。另一输入适当地是那些锚定节点的已知位置。然后可以经由多边技术来确定目标节点的位置。
以上描述的发明构思可以有益地实现在要求高定位准确度以及高定位可用性和低定位时延的场景中。通常，这些场景属于协作智能交通运输系统(intelligenttransportsystem，its)应用的一部分，包括高度自动驾驶(highlyautomateddriving，had)、协作操控等。所提出的定位方案还可以有效地应用在自然地利用大密度设备来提高系统级定位性能的超密集网络(ultradensenetworks，udn)中。另一关键的应用领域是低成本/低功率设备的定位，这些设备没有被配备高质量gnss接收器但是仍然具有适度的定位要求。这样的设备的一些经典的示例是低成本智能电话、摩托车/自行车上的小型调制解调器和小型无人机。
以上描述的发明构思实现了高效且实用的信令方案，以在otdoa框架内实现d2d辅助的协作定位。与现有技术的蜂窝otdoa定位相比，这种信令框架提供了以下益处：
·更高的定位准确度
与传统的基于蜂窝的otdoa相比，协作节点的更高密度、由于设备之间的接近度而导致的d2d链路的更高的信干噪比(signal-to-interferenceandnoiseratio，sinr)、视线通信的更高的概率(以及相应地，更低的非视线偏差)以及动态的锚定选择都有助于更佳的定位准确度。
·更大的定位可用性
，以上描述的发明构思利用了与基站相比更高密度的远程节点。这种更高密度的远程节点以及将它们用作锚定的能力增大了非定位节点找到足够数量的锚定节点来对其本身进行定位的概率。此外，以上描述的所提出的非集中式和混合定位方案确保了定位服务是可用的，即使在覆盖范围外的情况(例如，覆盖漏洞、网络中断等)下。
·更低的定位时延
定位时延与以下各项相关：其参考信号可以被目标解码(“可测性(hearability)”)的锚定节点的数量以及那些接收的信号的解码snr。在受干扰限制的蜂窝下行链路中，严重损害了锚定节点的可测性，导致更长的定位时延。本文描述的发明构思提供了一种全面的方案来利用另外的自由度(即d2d接口)以有效地增大锚定节点的可测性以及它们的参考信号在目标节点处的解码质量。与蜂窝otdoa定位相比，这些因素有助于减小定位时延。
图16中也概括了这些优点中的一些优点。
据此，申请人孤立地公开了本文描述的每个单独的特征以及两个或多个这样的特征的任意组合，以便达到根据本领域技术人员的公知常识，基于作为整体的本说明书，能够实施这样的特征或组合的程度，而不管这样的特征或特征的组合是否解决了本文公开的任何问题，并且不对权利要求的范围进行限制。申请人指出本发明的各方面可以由任何这样单独的特征或特征的组合组成。鉴于上文描述，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在本发明的范围内进行各种修改。
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