用于确定工业设施中的用户设备的位置的方法与流程

本发明涉及工业自动化环境中的无线通信，且更具体地涉及工业设施中的移动无线通信设备。随着工业物联网和其他工业4.0概念在工厂、厂房和其他工业设施中的越来越多的实现，这些设施中的多个资产将被无线地连接。诸如蜂窝网络、局域网、诸如蓝牙的短程通信技术、近场通信等的多种无线网络和技术可被用于实现无线通信。

背景技术：

1、本发明涉及工业设施中的无线设备的定位，更具体地，涉及与蜂窝网络相关联的无线设备的定位和位置确定。

2、由于工业设施中室内传播条件困难，传统的定位技术可能导致不精确或甚至错误的位置估计。通常，这由于诸如软件或硬件故障，空中接口上的干扰等其它因素而进一步复杂化。此外，定位参考信号的调度的错误配置可导致错误定位。

3、这样的定位误差在工业设施的环境中可能具有显著的安全问题。特别地，在工人在自动机器附近操作而没有保护围栏的工业环境中，关于这种机器的定位误差会导致伤害工人。因此，需要一种解决上述问题的方法和设备。

技术实现思路

1、因此，本发明描述了根据权利要求1和7的方法、根据权利要求10的用户设备和根据权利要求11的位置控制器，其解决了上述方面。

2、因此，本发明公开了一种用于确定用户设备在工业设施中的位置的方法。用户设备可连接到两个或更多个基站。方法包括：经由两个或更多个基站的第一基站向位置控制器发送用于定位用户设备的定位请求；在第二时间点从第一基站接收响应消息，向第一基站发送定时消息，向两个或更多个基站的第二基站发送轮询消息，在第五时间点从第二基站接收第二响应消息，以及向第二基站发送第二定时消息。来自第一基站的响应消息包括由位置控制器生成的第一奇偶校验数据。第一奇偶校验数据用于确保用户设备和基站之间的后续消息与定位请求有关。定时消息包括基于第一奇偶校验数据的第二奇偶校验数据，其中第二奇偶校验数据用于验证定时消息。轮询消息包括基于第一奇偶校验数据的第三奇偶校验数据，其中第三奇偶校验数据用于验证轮询消息。第二定时消息包括基于第一奇偶校验数据的第四奇偶校验数据，其中第四奇偶校验数据用于验证第二定时消息。位置控制器被配置为基于与定位请求、轮询消息、第一和第二响应消息以及第一和第二定时消息相关联的发送时间点和接收时间点来确定用户设备的位置。

3、因此，本发明教导了一种用于确定用户设备在工业设备中的位置的方法。通过使用第一奇偶校验数据，位置控制器确保来自用户设备的所有后续消息属于与初始定位请求相同的会话。这是特别有用的，因为用户设备连接到两个或更多基站以确定用户设备的位置。因此，该方法允许确保来自用户设备的消息属于同一会话，并且因此提高了定位技术的有效性。因此，通过使用来自位置控制器的奇偶校验数据来减轻由定位消息(或信号)的调度的错误配置引起的变化。

4、在一个示例中，定时消息还包括与第二时间点相关联的时间戳，并且其中第二定时消息还包括与第五时间点相关联的时间戳。在一个示例中，定时消息包括定位参考信号，该定位参考信号包括多个符号，其中来自多个符号的第一组符号与第二时间点的时间戳相关联。

5、在一个示例中，在物理随机接入信道和物理上行共享信道之一上发送定位请求。

6、在一个示例中，方法还包括在发送定位请求之前从定位消息控制器接收定位初始化消息。在一个示例中，第一基站和第二基站包括为用户设备分配的第一时隙。

7、在另一方面，本发明描述了一种用于确定工业设施中的用户设备的位置的方法，用户设备可连接到两个或更多个基站。定位控制器的方法包括：经由两个或更多个基站的第一基站接收来自用户设备的定位请求；针对与用户设备相关的两个或更多个定位通信序列，生成第一基站的第一标识符和第二基站的第二标识符；经由第一基站向用户设备发送第一和第二标识符，其中，用户设备使用第一和第二标识符来生成被包括在两个或更多个定位通信序列的一个或多个消息中的一个或多个奇偶校验数据；基于与用户设备和第一基站相关联的第一定位通信序列来确定第一时间差和第二时间差；基于与用户设备和第二基站相关联的第二定位通信序列来确定第三时间差和第四时间差；以及基于所确定的第一、第二、第三和第四时间差来确定用户设备的位置。

8、在一个实施例中，第一通信序列包括从用户设备到第一基站的定位请求、从第一基站到用户设备的响应消息以及从用户设备到第一基站的定时消息，其中响应消息包括与第一基站相关联的第一标识符，并且其中定时消息包括与用户设备接收到响应消息的时间点相关联的时间戳，以及基于第一标识符的第一奇偶校验数据，其中第一奇偶校验数据用于验证定时消息。

9、在一个实施例中，第二通信序列包括从用户设备到第二基站的轮询消息、从第二基站到用户设备的第二响应消息以及从用户设备到第二基站的第二定时消息，其中第二定时消息包括与用户设备接收第二响应消息的时间点相关联的时间戳，以及基于与第二基站相关联的第二标识符的第二奇偶校验数据，其中第二奇偶校验数据用于验证第二定时消息。

10、在又一方面，本发明描述了一种用于确定用户设备在工业设施中的位置的用户设备，该用户设备可连接到两个或更多个基站。该用户设备包括可连接到第一基站和第二基站用于接收和发送数据的网络接口，以及连接到存储器模块的一个或多个处理器。一个或多个处理器被配置为经由两个或更多个基站中的第一基站向位置控制器发送用于定位用户设备的定位请求；在第二时间点从第一基站接收响应消息，其中响应消息包括由位置控制器生成的第一奇偶校验数据，向第一基站发送定时消息，其中定时消息包括基于第一奇偶校验数据的第二奇偶校验数据，其中第二奇偶校验数据用于验证定时消息；向两个或更多个基站的第二基站发送轮询消息，其中轮询消息包括基于第一奇偶校验数据的第三奇偶校验数据，其中第三奇偶校验数据用于验证轮询消息；在第五时间点从第二基站接收第二响应消息；向第二基站发送第二定时消息，其中第二定时消息包括基于第一奇偶校验数据的第四奇偶校验数据，其中第四奇偶校验数据用于验证第二定时消息；其中位置控制器被配置为基于与定位请求、轮询消息、第一和第二响应消息以及第一和第二定时消息相关联的发送时间点和接收时间点来确定用户设备的位置。

11、在又一方面，本发明描述了一种用于确定工业设施中的用户设备的位置的位置控制器，用户设备可连接到两个或更多个基站。位置控制器包括连接到存储器模块的一个或多个处理器。一个或多个处理器被配置为经由两个或更多个基站的第一基站接收来自用户设备的定位请求；针对与用户设备相关的两个或更多个定位通信序列，生成第一基站的第一标识符和第二基站的第二标识符；经由第一基站向用户设备发送第一和第二标识符，其中，用户设备使用第一和第二标识符来生成被包括在两个或更多个定位通信序列的一个或多个消息中的一个或多个奇偶校验数据；基于与用户设备和第一基站相关联的第一定位通信序列来确定第一时间差和第二时间差；基于与用户设备和第二基站相关联的第二定位通信序列来确定第三时间差和第四时间差；以及基于所确定的第一、第二、第三和第四时间差来确定用户设备的位置。方法的优点适用于本发明描述的设备。这些方面在图1-图6中进一步描述。