使用不同覆盖类型的用户设备位置确定的制作方法

使用不同覆盖类型的用户设备位置确定
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年9月13日提交的美国专利申请第62/900,090号和于2020年9月11日提交的美国专利申请第17/018,631号的权益，其整体公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.信息可以通过有向的点对点网络或点对多点网络(诸如航空航天网络和其他移动网络)来发送。在这样的网络中，可以通过将每个节点对的收发器彼此对准来在节点对之间形成链路。还可以通过操纵网络节点的收发器朝向离散的用户终端或节点或者朝向某个离散点以覆盖大致的地理区域来形成链路。在一些实现方式中，节点可以包括相对于地球运动的非对地静止卫星轨道(ngso，non-geostationary satellite orbit)卫星或其他高空平台(hap，high-altitude platform)。


技术实现要素：

4.本文所描述的技术提供了用于使用非陆地节点(诸如高空平台)来实现5g nr的方法、系统或介质。该方法、系统或介质允许启用5g的节点与提供其他类型的覆盖的其他节点共存。此外，该方法和系统允许网络利用通过5g nr提供的资源以及其他类型的覆盖。
5.本公开的各方面提供了一种确定用户设备的位置的方法。该方法包括：由一个或多个处理器从网络节点在第一区域中发送具有第一频率范围的第一波束并且在第二区域中发送具有第二频率范围的第二波束，第一区域大于第二区域并且包含第二区域；由一个或多个处理器在处于第一频率范围中的第一信号中接收用于确定用户设备的位置的请求；由一个或多个处理器使第二波束在第一区域内扫描；由一个或多个处理器从用户设备接收第二信号，该第二信号指示第二波束在什么时候扫描到用户设备的位置以及与用户设备处对第二波束的信号测量相关的数据；以及基于第二波束相对于网络节点的位置的指向方向和与信号测量相关的数据，确定用户设备的位置。
6.在一个示例中，第一频率范围在4g长期演进(lte)通信信号的范围内，并且第二频率范围在5g新无线电(nr)通信信号的范围内。在另一个示例中，在接收到请求之后，发送第二波束。在另一个示例中，请求包括用户设备检测第一频率范围和第二频率范围的能力的指示。
7.在又一个示例中，使第二波束在第一区域内扫描包括：物理地调整第二波束的指向方向。在又一个示例中，使第二波束在第一区域内扫描包括：使用波束成形技术来电子地调整第二波束的指向方向。在另一个示例中，使第二波束扫描包括：使第二波束以设定模式扫描。在又一个示例中，使第二波束在第一区域内扫描，直到确定用户设备的位置为止。
8.在又一个示例中，该方法还包括：在第三区域中发送具有第三频率范围的第三波束，第三区域小于第一区域并且被包含在第一区域中；使第三波束在第一区域内扫描；以及从用户设备接收第三信号，该第三信号指示第三波束在什么时候扫描到用户设备的位置以及与用户设备处对第三波束的第二信号测量相关的第二数据；并且其中，确定用户设备的
位置还基于第三波束的指向方向和与第二信号测量相关的第二数据。
9.本公开的其他方面提供了一种用于确定用户设备的位置的系统，该系统包括：被配置为发送和接收包括一个或多个信号的通信波束的一个或多个收发器，该通信波束包括具有第一频率范围的第一波束和具有第二频率范围的第二波束；以及被配置为使用一个或多个收发器，在第一区域中发送第一波束和在第二区域中发送第二波束的一个或多个处理器，第一区域大于第二区域并且包含第二区域；经由一个或多个收发器，在处于第一频率范围中的第一信号中接收用于确定用户设备的位置的请求；使第二波束在第一区域内扫描；经由一个或多个收发器从用户设备接收第二信号，该第二信号指示第二波束在什么时候扫描到用户设备的位置以及与用户设备处对第二波束的信号测量相关的数据；以及基于第二波束相对于系统的位置的指向方向和与信号测量相关的数据，确定用户设备的位置。
10.在一个示例中，第一频率范围在4g长期演进(lte)通信信号的范围内，并且第二频率范围在5g新无线电(nr)通信信号的范围内。在另一个示例中，一个或多个处理器被配置为在接收到请求之后，发送第二波束。在又一个示例中，请求包括用户设备检测第一频率范围和第二频率范围的能力的指示。
11.在又一个示例中，该系统还包括万向节(gimbal)，并且一个或多个处理器被配置为使用万向节物理地调整第二波束的指向方向来使第二波束扫描。在又一个示例中，一个或多个处理器被配置为使用波束成形技术来使第二波束在第一区域内扫描。在另一个示例中，一个或多个处理器被配置为使第二波束以设定模式扫描。在又一个示例中，一个或多个处理器被配置为使第二波束在第一区域内扫描，直到确定用户设备的位置为止。
12.在又一个示例中，一个或多个收发器还被配置为发送和接收具有第三频率范围的第三波束，并且一个或多个处理器还被配置为：在第三区域中发送第三波束，第三区域小于第一区域并且被包含在第一区域中；使第三波束在第一区域内扫描；从用户设备接收第三信号，该第三信号指示第三波束在什么时候扫描到用户设备的位置以及与用户设备处对第三波束的第二信号测量相关的第二数据；以及进一步基于第三波束的指向方向和与第二信号测量相关的第二数据，确定用户设备的位置。在又一个示例中，系统还包括高空平台终端。
13.本公开的其他方面提供了一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，其中，该指令在由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行确定用户设备的位置的方法。该方法包括：在第一区域中发送具有第一频率范围的第一波束并且在第二区域中发送具有第二频率范围的第二波束，第一区域大于第二区域并且包含第二区域；在处于第一频率范围中的第一信号中接收用于确定用户设备的位置的请求；使第二波束在第一区域内扫描；从用户设备接收第二信号，该第二信号指示第二波束在什么时候扫描到用户设备的位置以及与用户设备处对第二波束的信号测量相关的数据；以及基于第二波束的指向方向和与信号测量相关的数据，确定用户设备的位置。
附图说明
14.图1是根据本公开的各方面的示例网络的部分的示意图。
15.图2是根据本公开的各方面的示例网络的图。
16.图3是根据本公开的各方面的图1所示的网络的部分的功能图。
17.图4是根据本公开的各方面的网络控制器的功能图。
18.图5a和图5b是根据本公开的各方面的示例场景的示意图。
19.图6是根据本公开的各方面的示例方法的流程图。
20.图7是根据本公开的各方面的另一个示例场景的示意图。
21.图8是根据本公开的各方面的另一个示例方法的流程图。
具体实施方式
22.概述
23.本技术涉及使用非陆地节点(诸如高空平台)来实现5g nr。具体地，可能需要启用5g的非陆地节点与提供其他类型的覆盖(诸如4g lte)的其他节点共存。在存在5g覆盖以及另一种类型的网络覆盖的区域中，需要在不同类型的信号之间进行协调，以向这些区域中的用户设备(ue)提供覆盖。存在多种类型的信号也提供了新的机会，这些信号可以用于增加整个网络的覆盖范围或容量。
24.例如，网络可以包括位于地理区域中的多个陆地节点(诸如塔)。网络可以被配置为向地理区域提供4g lte覆盖。在一些实现方式中，网络可以另外被配置为向地理区域提供5g nr覆盖或另一种类型的覆盖。一个或多个非陆地节点可以临时或永久地包括在网络中。例如，当高空气球在网络的陆地节点之一的范围内时，高空气球可以被添加为网络节点。高空气球可以被配置为向地理区域提供大区域覆盖，使得从高空气球发送的信号波束可以覆盖包括地理区域中的多个陆地节点的区域。高空气球还可以被配置为发送聚焦于比大区域覆盖更小的区域的更窄的信号波束。一个或多个非陆地节点可以被配备为提供5g nr覆盖。在一些示例中，一个或多个非陆地节点还被配备为提供4g lte覆盖和/或另一种类型的覆盖。可替代地，被配备用于5g nr覆盖的网络的一个或多个非陆地节点可以包括与其联网的、包括多个陆地节点的分离的第二网络。
25.在本技术的一个方面中，可以基于已经在区域中实现的频谱来定义在区域中用于5g覆盖的资源分配。在另一个方面中，可以通过策略性地请求或阻挡资源或者通过跟踪在调度中哪些资源变得可用来为5g覆盖动态地分配频谱。在又一个方面中，定位用户设备(ue)可以使用与宽覆盖波束协调的5g波束来实现。在又一个方面中，在第一节点和第二节点之间执行切换可以包括用于在与第二节点(可能与第一节点具有相同的标识符)连接之前将第一节点的物理小区标识符进行更新或解除关联的协议。在另外的方面中，可以通过实现从非陆地节点到网络的多个施主节点(donor node)的分布式回程来为非陆地节点增加回程容量。下面将更详细地讨论这些实现方式。
26.本文公开的特征可以允许启用5g的非陆地节点与提供另一种类型的覆盖(诸如4g lte)的现有陆地节点更无缝地集成。然后，启用5g的非陆地节点可以用于补充、扩展或加强现有网络的覆盖。例如，对于m2m或iot设备或者对于载有乘客的移动平台，可以增强网络的服务可靠性。还可以使用启用5g的非陆地节点来提供(特别是朝向网络边缘或在用户终端处提供)用于数据的多播和广播资源。此外，非陆地节点(诸如高空气球)可以用于将网络覆盖扩展到具有很少甚至没有用于陆地网络的基础设施的区域。使用非陆地节点可以减少规划和安装附加陆地节点所需的时间和成本，特别是在更偏远的区域中。
27.示例系统和网络
28.图1是网络中的网络节点的示例系统100的示意图。网络可以包括安装在各种陆基和空基设备上的节点，其中一些节点可以随时间改变相对于网络中的其他节点的位置。例如，如图1所示，网络包括作为节点的第一陆地塔110和第二陆地塔112。该网络还包括作为节点的高空平台114。如图所示，hap 114是气球。在其他实施例中，hap可以是软式飞艇(blimp)、飞机、无人驾驶飞行器(uav)(诸如无人机)、卫星或能够在近地轨道运行的另外的平台。
29.网络中的节点可以被配备为发送和接收毫米波(mmwave)信号或其他甚高频信号。附加地或可替代地，网络中的节点可以被配备为发送和接收能够穿过自由空间行进的其他射频信号、光信号或其他通信信号。从节点发出的所示箭头表示发送的通信信号的可能的路径120、122a、122b、124、126、128、130。如图1所示，一些可能的路径可能被建筑物(诸如建筑物140、建筑物142)阻挡。例如，来自节点110并沿着路径120的信号可以成低于水平线的角度且被建筑物140阻挡。来自节点110并沿着路径122a的信号可以成高于路径120的角度，从而避开建筑物140，但是随后可能会接触到建筑物142。沿着路径122a的信号可以从建筑物142反射，并且沿着路径122b朝向携带客户端设备152的用户150的地面位置。来自节点110并沿着路径124的信号可以成朝向水平线或高于水平线(几乎平行于地面)的角度，从建筑物140上经过，但是随后可能被建筑物142阻挡。来自节点110并沿着路径126的信号可以成高于水平线的角度并到达节点114。来自节点114并沿着路径128的信号指向用户150的地面位置。来自节点114并沿着路径130的信号可以成低于水平线的角度，从建筑物142上经过，并且到达节点112。
30.图1还示出，可以从用户150的客户端设备152将信号发回网络的一个或多个节点。例如，可以沿着路径122b和路径122a将来自客户端设备152的信号发回节点110。可以沿着路径128将来自客户端设备152的另一个信号发回节点114。此外，除了图1所示的用户150和客户端设备152之外，多个用户或多个客户端设备可以在给定时间点与给定的网络节点形成双向接入链路。
31.如图1所示的网络节点仅是说明性的，并且网络可以包括附加的或不同的节点。例如，在一些实现方式中，网络可以包括附加的hap和/或附加的陆地塔。当网络包括至少一个近地轨道或远地轨道卫星以及一种其他类型的hap时，网络可以被定义为混合hap/卫星网络。
32.例如，如图2所示，包括系统100的网络200还可以包括作为节点的附加陆地塔210、220、230和240。节点对之间所示的箭头表示节点之间的可能的通信路径。除了与图1所示的路径相对应的路径124、126和130之外，在节点之间还示出了路径250至257。如图2所示的网络200仅是说明性的，并且在一些实现方式中，网络200可以包括附加的或不同的节点。从网络节点接收到的状态信息可以包括hap 114的位置信息或陆地塔110、112、210、220、230和640的位置处在当前时间或未来时间的天气状况。hap 114的位置信息可以包括预计轨迹或设定位置，诸如在未来时间处于陆地塔110和112的信号范围内的未来位置。
33.在一些实现方式中，网络可以用作客户端设备(诸如蜂窝电话、膝上型计算机、台式计算机、可穿戴设备或平板计算机)的接入网络。例如，节点110、112、114可以经由无线、光纤或电缆骨干网络链路或由第三方运营的转接网络连接到数据中心。节点110、112、114可以为用户提供无线接入，可以经由骨干网络链路将用户请求转发到数据中心并且将响应
返回给用户。
34.具体地，第一陆地塔110、第二陆地塔112和hap 114可以包括被配置为在蜂窝或其他移动网络(诸如5g nr(新无线电)网络或lte网络)中操作的无线收发器。节点110、112、114可以作为gnodeb站、enodeb站或其他无线接入点(诸如wimax或umts接入点)来操作。网络中的一个或多个陆地塔可以包括将一个或多个陆地塔连接到另一个陆地塔或数据中心的光纤或其他链路。例如，第二陆地塔112可以包括由虚线箭头所示的、连接到另一个陆地塔(未示出)的光纤113。如图1所示，携带客户端设备152的用户150可以被配置为与网络中的一个或多个节点通信。网络还可以连接到更大的网络(诸如互联网)，并且可以被配置为向客户端设备提供对存储在更大的计算机网络上或通过更大的计算机网络提供的资源的访问。
35.如图3所示，每个节点(诸如第一陆地塔110、第二陆地塔112和hap 114)可以包括被配置为发送和接收通信信号并与网络中的另一个节点创建一个或多个通信链路的一个或多个收发器。以hap 114为例，节点中的每一个可以包括一个或多个处理器310、存储器312、一个或多个收发器320和一个或多个天线322。虽然仅示出了陆地塔110、112和hap 114，但是网络中的其他陆地塔和hap可以具有相同或类似的配置。
36.一个或多个处理器310可以是任何常规处理器，诸如市面可售的cpu。可替代地，一个或多个处理器可以是专用设备，诸如专用集成电路(asic)或其他基于硬件的处理器(诸如现场可编程门阵列(fpga))。一个或多个处理器310可以被配置为根据用于移动网络的给定协议架构(诸如5g nr架构或lte无线电协议架构)来操作。尽管图3在功能上将一个或多个处理器310和存储器312示出为在相同的框内，但是应当理解，一个或多个处理器310和存储器312实际上可以包括多个处理器和存储器，其中，该多个处理器和存储器可以存储在相同的物理外壳内或可以不存储在相同的物理外壳内。因此，对处理器或计算机的引用将被理解为包括对可以并行操作或可以不并行操作的处理器或计算机或存储器的集合的引用。
37.存储器312存储可由一个或多个处理器310访问的信息，包括数据314和可以由一个或多个处理器310执行的指令316。存储器可以是能够存储可由处理器访问的信息的任何类型，包括包含计算机可读指令的非暂时性和有形计算机可读介质(诸如硬盘驱动、存储卡、rom、ram、dvd或其他光盘)以及其他可写和只读的存储器。本系统和方法可以包括前述的不同组合，由此数据314和指令316的不同部分被存储在不同类型的介质上。在每个节点的存储器(诸如hap 114的存储器312)中，可以存储指示在每个节点处接收到的信号应该如何被转发或发送的转发信息库或转发表。例如，存储在存储器312中的转发表可以指示从地面站110接收到的信号应该被转发到地面站112。
38.数据314可以由一个或多个处理器310根据指令316来检索、存储或修改。例如，尽管本系统和方法不受任何特定数据结构的限制，但是数据314可以被存储在计算机寄存器中、在关系型数据库中(数据314作为具有多个不同的字段和记录的表)、在xml文档中或在平面文件中。数据314还可以用任何计算机可读格式(诸如但不限于二进制值或unicode)来格式化。仅作为进一步示例，图像数据可以被存储为由像素网格组成的比特图，其中，该像素网格是根据压缩或未压缩、无损(例如，bmp)或有损(例如，jpeg)以及基于比特图或基于矢量(例如，svg)的格式以及用于绘制图形的计算机指令来存储的。数据314可以包括足以标识相关信息的任何信息，诸如数字、描述性文本、专有码、对存储在相同存储器的其他区
域或不同存储器(包括其他网络位置)中的数据的引用、或者由函数用来计算相关数据的信息。
39.指令316可以是要由一个或多个处理器310直接(诸如机器代码)或间接(诸如脚本)执行的任何指令集。例如，指令316可以包括用于节点是其部分的移动网络的给定协议架构。给定协议架构可以包括中央单元和分布式单元之间的拆分架构。此外，给定协议架构可以定义控制面、用户平面或其他协议层。给定协议架构还可以包括定义用于在协议层之间的通信中使用的多个消息的接口。指令316可以作为计算机代码被存储在计算机可读介质上。在这方面上，术语“指令”和“程序”在本文中可以互换使用。指令316可以以目标代码格式来存储，以供一个或多个处理器310直接处理、或者可以以任何其他计算机语言来存储，其中，任何其他计算机语言包括按需解释或预先编译的独立源代码模块的脚本或集合。下面将更详细地描述指令316的功能、方法和例程。
40.一个或多个收发器320可以包括安装到致动器的至少一个无线收发器，其中，致动器可以经由一个或多个天线322来控制或操纵，以指向期望的方向。例如，致动器可以是被配置为围绕一个或多个轴线移动的万向节。为了在两个节点(诸如与hap 114相关联的节点和与第一陆地塔110相关联的节点)之间形成无线链路，可以控制各个节点的无线收发器指向彼此的方向，使得可以在节点之间发送和接收数据。对于具有光纤连接或电缆连接的节点(诸如第二陆地塔112)，一个或多个收发器320还可以包括被配置为经由光纤连接或电缆连接进行通信的至少一个收发器。
41.如图3进一步所示的，与用户150相关联的客户端设备152可以是具有与上面参考一个或多个处理器310、存储器312、数据314和指令316描述的那些类似的一个或多个处理器350、存储器352、数据354和指令356的个人计算设备或服务器。个人计算设备可以包括个人计算机，其中，该个人计算机具有通常与个人计算机结合使用的所有组件，诸如中央处理单元(cpu)、存储数据和指令的存储器(例如，ram和内部硬盘驱动)、电子显示器(例如，具有屏幕的监视器、小型lcd触摸屏、投影仪、电视机或可操作以显示信息的任何其他电子设备)、用户输入(例如，鼠标、键盘、触摸屏或麦克风)、相机、扬声器、网络接口设备、以及用于将这些元件彼此连接的所有组件。个人计算设备还可以包括移动设备(诸如pda、蜂窝电话等)。实际上，客户端设备152可以是能够处理指令并向人类和其他计算机(包括通用计算机、缺乏本地存储能力的网络计算机和用于电视的机顶盒)发送数据(并且从其接收数据)的任何设备。在一些实施例中，客户端设备可以与一个或多个自定义网络(sdn)应用相关联，并且可以具有一个或多个北向接口(nbi)驱动。
42.在一些实现方式中，网络可以是由sdn控制器(诸如图4所描绘的网络控制器400)控制的sdn。网络控制器400可以位于网络节点之一处或位于单独的平台处，诸如例如在数据中心中。网络节点(包括节点110、112、114)可以被配置为使用可操纵收发器(诸如一个或多个收发器320或一个或多个天线322)来彼此通信。当网络中的hap(诸如hap 114)相对于网络中的其他节点(诸如陆地塔110、112)移动时，由于收发器的范围或节点之间障碍物的原因，一些网络链路可能会变得不可行。因此，网络的配置可能需要使用网络控制器400来定期(即，周期性)或不定期地重新配置，以维持连接并满足所确定的网络流。
43.图4是网络控制器400的框图。网络控制器400可以被配置为将控制消息发送到网络节点，以根据更新后的拓扑来提供重新配置，传递路由信息，以及调度重新配置来发送客
户端数据。如图4所示，网络控制器400可以包括一个或多个处理器410、存储器420和通信系统440。一个或多个处理器410可以类似于上述的一个或多个处理器310。存储器420可以存储可由一个或多个处理器410访问的信息，包括数据422和可以由处理器410执行的指令424。存储器420、数据422和指令424可以类似于上述的存储器312、数据314和指令316来配置。数据422可以包括表示网络100中在给定时间或时间帧的所有可用节点和可能链路的表。指令424可以包括用于管理拓扑和路由、确定拓扑、确定网络流、求解网络配置、控制给定hap的飞行或调度未来网络配置的一个或多个模块。
44.通信系统440可以被配置为与网络节点(诸如节点110、112、114)以及一个或多个客户端设备(诸如客户端设备152)进行通信。在一些实施例中，通信系统440包括被配置为与在节点110、112、114中的每一个处的控制到数据面接口(control to data-plane interface，cdpi)代理进行通信的cdpi驱动。此外，网络控制器400的通信系统440可以包括被配置为在与一个或多个sdn应用相关联的每个客户端设备处的nbi驱动进行通信的一个或多个nbi代理。通信系统440可以可选或可替代地被配置为经由射频、光频、光纤、电缆或其他通信装置来向网络中的节点和一个或多个客户端设备发送信号以及从网络中的节点和一个或多个客户端设备接收信号。
45.示例实现方式和方法
46.除了上述和图中所示的操作之外，现在将描述各种实现方式和方法。应该理解，所描述的操作和步骤不必按照下面提供的精确顺序来执行。相反，可以按不同顺序或同时地处理各种操作和步骤，并且还可以添加或省略各操作和步骤。
47.在本技术的一个方面中，可以使用具有不同频率的多个波束来执行对ue的位置确定。多个波束可以包括用于不同覆盖类型的波束。当网络节点彼此远离、由节点提供的覆盖覆盖大的地理区域、和/或节点的覆盖不重叠时，典型的三边测量可能无法用于确定ue的位置。在三边测量中，使用三个不同节点的重叠覆盖区域，基于ue到三个不同节点中的每一个的距离来精确定位ue位置。
48.网络节点可以被配置为发送具有不同频率的多个波束。网络节点可以是陆地节点(诸如陆地塔110)或非陆地节点(诸如高空平台114)。例如，如图5所示，节点可以被配置为发送第一频率范围(诸如例如包括3.5ghz的范围)中的第一波束和包括比第一频率范围更高的频率的第二频率范围(诸如例如包括28ghz的范围)中的第二波束。具体地，第一频率范围可以在由第三代合作伙伴计划(3gpp)标准组织或其他标准组织采用的当前版本或先前版本的标准的规范中定义的4g长期演进(lte)通信信号的范围内。第二频率范围可以在由3gpp标准组织或其他标准组织采用的当前版本或先前版本的标准的规范中定义的5g新无线电(nr)通信信号的范围内。第一波束可以在地面上提供第一大区域覆盖，诸如覆盖数十千米宽的地理区域。具有较高频率的第二波束在地面上可以具有比第一波束的覆盖区域更窄的第二覆盖区域。
49.如图5a和图5b所示的，陆地塔110或高空平台114可以发送提供4g覆盖区域502的4g lte通信波束和提供5g覆盖区域504的5g nr通信波束。5g覆盖区域504是比4g覆盖区域502更小的区域。在图5a和图5b中，5g覆盖区域504被示为在4g覆盖区域502内被投射。在4g覆盖区域502中，客户端设备或ue 152被示出在由“x”标定的位置中。标定的位置不在5g覆盖区域504内。
50.在图6中，示出了根据本技术的一些方面的流程图600，其中，流程图600可以由网络节点的一个或多个处理器(诸如节点110或114或者ue 152的一个或多个处理器)来执行。虽然图6以特定顺序示出了框，但是顺序可以变化，并且可以同时执行多个操作。此外，可以添加或省略操作。
51.当ue能够检测到第一波束和第二波束的频率范围中的每一个时，可以使用从给定网络节点发送的第一波束和第二波束来确定ue的位置。ue可以在第一波束的第一覆盖区域中，并且可以使用第一频率范围与给定节点通信。例如，ue 152在4g覆盖区域502中，并且使用4g lte通信信号与给定节点(诸如陆地节点110或高空平台114)通信。ue 152可以被配置为检测4g lte通信波束和5g nr通信波束的频率范围中的每一个。
52.在框602，处于通信网络的节点(诸如节点110或114)的范围内的ue(诸如ue 152)可以将用于确定其位置的请求发送到网络节点。在网络节点处接收到请求。请求可以包括ue检测第一频率范围和不同于第一频率范围的第二频率范围的能力的指示，并且可以被传送到节点。例如，图5a中示出的ue 152可以使用4g lte频率范围内的信号或ue 152能够用来在其当前位置与网络节点进行通信的不同类型的信号来发送请求。ue 152的请求可以包括ue可以检测到4g lte频率范围和5g nr频率范围的指示。
53.在框604，ue可以在发送请求之后发起对第二频率范围中的信号的检测和测量。例如，ue 152的一个或多个处理器350可以开启和/或主动检查客户端设备的一个或多个传感器，以确定是否已经在一个或多个传感器处接收到了第二频率范围中的信号。对信号的测量可以包括检测接收信号强度、接收信号质量、ue和网络功率的节点之间的定时偏移、接收数据速率或错误率。在一些实现方式中，ue也可以发起对第一频率范围中的信号的检测和测量。
54.在框606，通信网络的节点的一个或多个处理器可以发送第一频率范围中的第一波束和第二频率范围中的第二波束。第一波束和第二波束可以响应于接收到确定ue的位置的请求而被发送、或者可以在接收到请求之前被发送。在另一个示例中，在接收到请求之前发送第一波束，并且在接收到请求之后发送第二波束。如上所述，第一波束比第二波束覆盖更大的地理区域。第二波束可以在第一波束的覆盖区域内被发送。如图5a所示，节点110或114中的一个或多个处理器在包括ue 152的位置的第一覆盖区域502中发送4g lte频率范围中的第一波束，并且在第一覆盖区域内的第二覆盖区域504中发送5g nr频率范围中的第二波束。
55.在框608，网络节点的一个或多个处理器可以使第二波束在接收到确定ue的位置的请求之后，对由第一波束覆盖的区域进行扫描。例如，一个或多个处理器可以物理地或电子地调整被配置为发送第二波束的节点中的一个或多个收发器的发送器的指向方向，以移动第二波束。物理地调整指向方向可以包括移动引导第二波束的万向节。电子地调整指向方向可以包括使用波束成形技术来将第二波束指向所需方向。可以执行波束的扫描，直到接收到ue已经检测到波束的指示为止、直到确定了ue位置为止、或者直到第二波束经过了由第一波束覆盖的区域的每一个部分为止。此外，波束的扫描可以包括在由第一波束覆盖的区域内以设定模式(诸如以螺旋模式“s”模式)移动波束。如图5a所示，从形成5g覆盖区域504的节点110或114发送的第二波束可以在4g覆盖区域502内进行扫描，如箭头506所示。
56.在一些实现方式中，出于与确定ue的位置不同的主要目的，网络节点的一个或多
个处理器可以使第二波束在由第一波束覆盖的区域中进行扫描。确定ue的位置可以是与主要目的并行执行的次要目的。主要目的可以是例如搜索另一个终端、指向另一个终端和/或与另一个终端形成连接。在这种实现方式中，可以执行波束的扫描，直到实现主要目的为止。
57.在框610，当第二波束扫描到ue的位置时，ue的一个或多个处理器可以检测到第二频率范围中的信号。例如，当从节点110或114发送的第二波束扫描到ue 152的位置，使得ue 152的位置落入5g覆盖区域504内时，如图5b所示，ue 152可以使用ue的一个或多个传感器来检测到第二波束中的信号。在框612，ue的一个或多个处理器可以将指示已经在给定时间点检测到第二频率范围中的信号的消息发送到通信网络的节点。在网络节点处接收到该消息。该消息可以经由第一频率范围中的信号、第二频率范围中的信号或ue能够用来在其当前位置处与网络节点进行通信的不同类型的信号来发送。在图5b所示的示例中，ue 152可以使用4g lte频率范围来发送消息。
58.在框614，使用第二波束的指向方向和对检测到的信号的测量，ue的一个或多个处理器或节点的一个或多个处理器可以确定ue的位置。可以选择与当ue检测到信号时的给定时间点相对应的指向方向和测量，以用于确定。可以基于节点上的一个或多个传感器或基于由节点的一个或多个处理器执行的跟踪，来确定相对于节点的位置的指向方向。测量可以包括例如接收信号强度、接收信号质量、ue和网络节点之间的定时偏移、接收数据速率、错误率或其他类型的信号特性。例如，在图5b所示的时间点，形成5g覆盖区域504的第二波束的指向方向可以由节点110或114的一个或多个处理器来确定。此外，在图5b所示的时间点，对来自在ue 152处检测到的第二波束的信号的测量可以由ue 152的一个或多个处理器来确定。当位置将由节点110或114的一个或多个处理器确定时，ue 152可以经由4g lte频率范围中的信号来将一个或多个测量发送到节点110或114。当位置将由ue 152的一个或多个处理器确定时，节点110或114可以经由4g lte频率范围中的信号来将第二波束的指向方向或根据指向方向得出的第二波束的位置发送到ue 152。可替代地，承载指向方向或测量的信号可以经由5g nr频率范围中的信号来发送。
59.位置可以通过下面的方式来确定：确定第二波束在该时间点所指向的区域，并且将在该时间点对信号的测量与预期在ue处被接收到时对第二波束的测量进行比较。附加地或可替代地，位置可以通过下面的方式来确定：将测量与预期以设定模式在给定点对第二波束的测量或以设定模式在给定点对第二波束的测量的改变进行比较。在另一种实现方式中，位置可以基于在第二波束移动时对第二波束的测量和对第一波束的测量之间的关系来确定。
60.ue的确定位置可以用于在ue和通信网络中的节点或其他相邻节点之间建立通信信道。通信信道可以在与第一波束相比宽度更窄且频率范围更高的第二波束的频率范围内。例如，ue 152可以使用在5g nr频率范围内的频率范围来建立与节点110或114的通信信道。附加地或可替代地，ue 152的轨迹可以基于所确定的位置来确定，并且ue 152或者节点110或114的一个或多个处理器可以基于该轨迹来确定应当执行切换，以向ue 152提供连续的覆盖。通过从节点110或114执行切换，可以在ue 152和网络中的另一个节点(诸如陆地塔112)之间建立通信信道。与新节点的通信信道可以使用4g频率范围、5g nr频率范围或在新节点中可用的另外的频率范围。
61.在另一种实现方式中，还可以由具有不同于第一频率范围和第二频率范围的第三频率范围(诸如包括700mhz的范围)的节点来发送第三波束。第三波束可以在地面上形成小于第一覆盖区域(类似于第二覆盖区域)的第三覆盖区域。在一些实现方式中，可以从网络的第二节点发送多个波束中的至少一个。如图7所示，ue 152可以位于通过节点110的一个或多个处理器发送第一频率范围中的第一波束而形成的4g覆盖区域502中。5g覆盖区域可以通过节点110的一个或多个处理器发送第二频率范围中的第二波束而在4g覆盖区域504内被发送。此外，还可以发送具有第三频率范围的第三波束，以在4g覆盖区域504内形成覆盖区域706。该第三波束可以由节点110发送、或者可以可替代地由节点114发送。在4g覆盖区域502中，客户端设备或ue 152被示出在由“x”标定的位置中。所标定的位置不在5g覆盖区域504内。
62.在另一种实现方式中，网络节点能够发送第一波束、第二波束和第三波束，并且ue能够检测第一波束、第二波束和第三波束的频率范围中的每一个。在图8中，示出了根据本实现方式的一些方面的流程图800，流程图800可以由网络节点的一个或多个处理器(诸如节点110或114或者ue 152的一个或多个处理器)来执行。虽然图8按特定顺序示出了框，但是顺序可以变化，并且可以同时执行多个操作。此外，可以添加或省略操作。
63.在本实现方式中，用于定位ue的方法包括下面的步骤：
64.在框802，如上面参考框602所描述的，ue发送用于确定其位置的请求。在框804，ue以上面参考框604所描述的相同或类似的方式发起对第二频率范围和第三频率范围的检测和测量。
65.在框806，节点的一个或多个处理器发送第一波束、第二波束和第三波束。第一波束和第二波束可以用与上面参考框606所描述的相同或类似的方式来发送。第三波束可以使用与用于发送第一波束和第二波束不同的节点的收发器来发送。第三波束也覆盖比第一波束小的地理区域。在一种替代实现方式中，使用其他节点的一个或多个处理器来从网络的另一个节点发送第三波束。第一波束、第二波束和第三波束可以响应于接收到确定ue的位置的请求而被发送、或者可以在接收到请求之前被发送。在另一个示例中，在接收到请求之前发送第一波束，并且在接收到请求之后发送第二波束和第三波束。如图7所示，节点110的一个或多个处理器在包括ue 152的位置的第一覆盖区域502中发送4g lte频率范围中的第一波束。节点110的一个或多个处理器也在处于第一覆盖区域内的第二覆盖区域504中发送5g nr频率范围中的第二波束，并且在处于第一覆盖区域内的第三覆盖区域706中发送与第一波束和第二波束的范围不同的第三频率范围中的第三波束。
66.在框808，网络节点的一个或多个处理器可以使第二波束和第三波束以上面参考框608所描述的相同或类似的方式扫描由第一波束覆盖的区域。第三波束可以用与第二波束的模式相同的模式进行移动。当第二波束和第三波束以相同的模式共同地移动时，第二波束和第三波束的相对位置可以是固定的，使得第二波束和第三波束的覆盖区域部分重叠。例如，如图7所示，5g覆盖区域504被示为与第三频率覆盖区域706部分重叠。5g覆盖区域504和第三频率覆盖区域706的这种重叠配置可以是固定的，使得波束在扫描4g覆盖区域502时一起移动。可替代地，第三波束可以独立于第二波束以与第二波束的模式相同或不同的模式来移动。在一些实现方式中，在第二波束已经在第一覆盖区域中进行发送和扫描之后，第三波束可以在第一覆盖区域中进行发送和扫描。
67.在框810，ue的一个或多个处理器可以在第二波束扫描到ue的位置时检测到第二频率范围中的第一信号，并且在第三波束扫描到ue的位置时检测到第三频率范围中的第二信号。对每个信号的检测可以用与上面参考框610所描述的相同或类似的方式来执行。可以在第一时间点检测到第一信号，并且可以在第二时间点检测到第二信号。第一时间点和第二时间点可以是相同或不同的时间点。在图7所示的示例中，当5g覆盖区域504的边缘在第一时间点到达ue 152的位置时，ue 152可以检测到第一信号。当第三频率覆盖区域706的边缘在第二时间点到达ue 152的位置时，ue 152可以检测到第二信号。如图所示，给定5g覆盖区域504在第一时间点的位置和第三频率覆盖区域706在第二时间点的位置，5g覆盖区域504的边缘和第三频率覆盖区域706的边缘在ue 152的位置处相交。在其他示例中，ue 152的位置可以在5g覆盖区域504和第三频率覆盖区域706的重叠区域中。
68.在框812，ue的一个或多个处理器可以将指示已经在第一时间点检测到第二频率范围中的第一信号并且已经在第二时间点检测到第三频率范围中的第二信号的消息发送到通信网络的节点。在网络节点处接收到该消息。该消息可以经由第一频率范围中的信号、第二频率范围中的信号或ue能够用来在其当前位置处与网络节点进行通信的不同类型的信号来发送。当第三波束由网络中的另一个节点发送时，到节点的消息可能仅具有与在第一时间点检测到的第一信号相关的指示，并且ue的一个或多个处理器可以将指示已经在第二时间点检测到第三频率范围中的第二信号的单独的消息发送到网络的另一个节点。在图7所示的示例中，ue 152可以使用4g lte频率范围来将消息发送到节点110或114。
69.在框814，使用第二波束和第三波束的指向方向以及对第二频率范围和第三频率范围中的信号的测量，ue的一个或多个处理器或节点的一个或多个处理器可以确定ue的位置。指向方向和测量可以用与上面参考框614所描述的相同或类似的方式来确定。指向方向或测量的发送也可以用与上面参考框614所描述的相同或类似的方式来执行。在一些情况下，附加地或可替代地，位置可以基于第二波束和第三波束的设定模式来确定。例如，可以将每个波束的测量与预期以模式在给定点对每个波束的测量或以相应模式在给定点对每个波束的测量的改变进行比较。
70.在另一种实现方式中，第一波束的指向方向和对第一频率范围中的信号的测量也可以用于三边测量方法。在该示例中，在波束以与波束相对应的模式移动了的情况下，位置可以基于对第一波束、第二波束和/或第三波束的测量之间的关系来确定。该确定可以与使用第一波束、第二波束和第三波束的三个不同覆盖区域的交集的三边测量相同或类似。ue的确定位置可以用于在ue和节点之间建立通信信道。
71.另一种实现方式可以包括从网络的第一节点发送第一波束，并且从网络的第二节点发送第二波束(并且在一些情况下还包括第三波束)。在这种实现方式中，ue可以在处于第一节点的范围内时将请求发送到第一节点，并且第一节点可以与第二节点通信，以请求发送第二波束(并且在一些情况下为第三波束)。可替代地，当处于两个节点的范围内时，ue可以将请求发送到第一节点和第二节点两者。
72.本文所公开的特征可以允许启用5g的非陆地节点与提供另一种类型的覆盖(诸如4g lte)的现有陆地节点更无缝地集成。然后，启用5g的非陆地节点可以用于补充、扩展或加强现有网络的覆盖。例如，对于m2m或iot设备或者对于载有乘客的移动平台，可以增强网络的服务可靠性。还可以使用启用5g的非陆地节点来提供(特别是向网络边缘或在用户终
端处提供)用于数据的多播和广播资源。此外，非陆地节点(诸如高空气球)可以用于将网络覆盖扩展到具有很少甚至没有用于陆地网络的基础设施的区域。使用非陆地节点可以减少规划和安装附加陆地节点所需的时间和成本，特别是在更偏远的区域中。
73.除非另有说明，否则上述替代示例并不是相互排斥的，而是可以用各种组合来实现，以达到独特的优点。由于可以在不背离权利要求所限定的主题的情况下利用上面讨论的特征的这些和其他的变体和组合，因此前面对实施例的描述应当通过说明的方式而不是通过限制权利要求所限定的主题的方式来进行解释。此外，提供本文描述的示例以及用短语“诸如”、“包括”等描述的从句不应被解释为将权利要求的主题限制于特定示例；相反，这些示例仅用于说明多个可能的实施例之一。此外，不同附图中的相同附图标记可以标识相同或类似的元素。