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从参考信号的接收时间确定定位信标的发送定时

文献发布时间:2023-06-19 09:24:30


从参考信号的接收时间确定定位信标的发送定时

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2018年5月25日提交的标题为“DETERMING TRANSMISSIONTIMING OF A POSITIONING BEACON FROM A TIME OF RECEPTION OF A REFERENCESIGNAL”的美国临时专利申请第62/676,900号的权益,该专利申请未决并被转让给本受让人,并且在此明确地通过引用整体并入本文。

技术领域

本文描述的各个方面大体上涉及无线通信系统,并且更具体而言,涉及从参考信号的接收时间确定定位信标的发送定时。

背景技术

无线通信系统已经经历了多代发展,包括第一代模拟无线电话服务(1G)、第二代(2G)数字无线电话服务(包括临时2.5G和2.75G网络)、第三代(3G)高速数据、支持互联网的无线服务和第四代(4G)服务(例如,长期演进(LTE)或WiMax)。当前,使用许多不同类型的无线通信系统,包括蜂窝和个人通信服务(PCS)系统。已知的蜂窝系统的示例包括蜂窝模拟先进移动电话系统(AMPS),以及基于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、TDMA的全球移动接入系统(GSM)变体等的数字蜂窝系统。

第五代(5G)移动标准要求更高的数据传送速度、更多数量的连接和更好的覆盖以及其它改进。根据下一代移动网络联盟(Next Generation Mobile Networks Alliance)的5G标准被设计为向数万用户中的每个用户提供每秒数十兆比特的数据速率,向办公楼层上的数十个工作者提供每秒1吉比特的数据速率。为了支持大型传感器部署,应当支持数十万同时连接。因此,与当前的4G标准相比,应当显著提高5G移动通信的频谱效率。此外,与当前标准相比,应当提高信令效率并且应当显著减少时延。

一些无线通信网络(诸如5G)支持在非常高和甚至极高频(EHF)频带下的操作,这些频带诸如毫米波(mmW)频带(一般为1mm至10mm的波长,或30至300GHz)。这些极高的频率可以支持非常高的吞吐量,诸如高达每秒六吉比特(Gbps)。但是,在非常高或极高的频率下进行无线通信的挑战之一是由于高频而可能发生显著的传播损耗。随着频率增加,波长可以减小,并且传播损耗也可以增加。在mmW频带处,传播损耗可以是严重的。例如,相对于在2.4GHz或者5GHz频带中观察到的传播损耗,传播损耗可以约为22至27dB。

在任何频带中的多输入多输出(MIMO)和大规模MIMO系统中,传播损耗也是个问题。如本文所使用的,术语MIMO一般将指代MIMO和大规模MIMO两者。MIMO是通过使用多个发送和接收天线以利用多径传播来使无线电链路的容量倍增的方法。发生多径传播的原因是,射频(RF)信号不仅通过发送器和接收器之间的最短路径行进(该路径可以是视线(LOS)路径),而且还在数条其它路径上行进,因为它们从发送器散布出去并在它们通往接收器的途中从其它物体(诸如丘陵、建筑物、水等)反射。MIMO系统中的发送器包括多个天线,并且通过引导这些天线在去往接收器的同一无线电信道上各自发送相同的RF信号来利用多径传播。接收器还配备有多个天线,这些天线被调谐到可以检测由发送器发出的RF信号的无线电信道。当RF信号到达接收器时(由于多径传播,一些RF信号可能延迟),接收器可以将它们组合为单个RF信号。因为发送器以比发出单个RF信号更低的功率等级发出每个RF信号,所以传播损耗也是MIMO系统中的问题。

为了解决mmW频带系统和MIMO系统中的传播损耗问题,发送器可以使用波束赋形来扩展RF信号覆盖。特别地,发送波束赋形是用于在特定方向上发射RF信号的技术,而接收波束赋形是用于增加沿着特定方向到达接收器的RF信号的接收灵敏度的技术。发送波束赋形和接收波束赋形可以彼此结合或分开使用,并且在下文中对“波束赋形”的引用可以是指发送波束赋形、接收波束赋形或两者。传统上,当发送器广播RF信号时,它在由天线的固定天线模式或辐射模式确定的几乎所有方向上广播RF信号。利用波束赋形,发送器确定给定接收器相对于发送器的位置,并在那个特定方向上投射更强的下行链路RF信号,从而为接收器提供更快的(就数据率而言)和更强的RF信号。为了在发送时改变RF信号的方向性,发送器可以控制由每个天线广播的RF信号的相位和相对幅度。例如,发送器可以使用创建可以被“转向”以指向不同方向的RF波束的天线的阵列(也称为“相控阵列”或“天线阵列”),而无需实际移动天线。具体而言,RF电流以正确的相位关系被馈送到各个天线,以使得来自分开的天线的无线电波加在一起以增加在期望方向上的辐射,同时抵消来自分开的天线的无线电波以抑制不期望方向上的辐射。

为了支持地面无线网络中的位置估计,移动设备可以被配置为测量和报告从两个或更多个网络节点(例如,不同的基站或属于同一基站的不同发送点(例如,天线))接收的参考RF信号之间的观测到的到达时间差(OTDOA)或参考信号定时差(RSTD)。

在发送器使用波束赋形来发送RF信号的情况下,在发送器和接收器之间用于数据通信的感兴趣波束将是携带具有最高接收信号强度(或最高接收信号与噪声加干扰比(SINR),例如在存在定向干扰信号的情况下)的RF信号的波束。但是,当接收器依赖具有最高接收信号强度的波束时,接收器执行某些任务的能力会受到影响。例如,在具有最高接收信号强度的波束在比最短路径(即,LOS路径或最短NLOS路径)长的非LOS(NLOS)路径上行进的场景下,RF信号可能由于传播延迟而比在最短路径上接收到的(一个或多个)RF信号更晚地到达。因而,如果接收器正在执行要求精确定时测量的任务并且具有最高接收信号强度的波束受到更长传播延迟的影响,那么具有最高接收信号强度的波束就手头的任务而言可能并不是最优的。

发明内容

本公开的实施例涉及一种操作第一节点的方法,包括:在第一节点处从第二节点接收多个波束,由第一节点确定多个波束中的每个波束的到达时间,由第一节点基于多个波束的到达时间,从多个波束中识别用于定位过程的一个或多个第一感兴趣波束,基于所识别的一个或多个第一感兴趣波束之中的给定波束的到达时间来确定第一参考定时,并且由第一节点根据第一参考定时向第二节点发出定位信标。

本公开的另一个实施例涉及一种第一节点,包括:用于从第二节点接收多个波束的部件,用于确定多个波束中的每个波束的到达时间的部件,用于基于多个波束的到达时间,从多个波束中识别用于定位过程的一个或多个第一感兴趣波束的部件,用于基于所识别的一个或多个第一感兴趣波束之中的给定波束的到达时间来确定第一参考定时的部件,以及用于根据第一参考定时向第二节点发出定位信标的部件。

本公开的另一个实施例涉及一种第一节点,包括存储器以及耦合到该存储器和通信接口的至少一个处理器,该至少一个处理器被配置为:从第二节点接收多个波束,确定多个波束中的每个波束的到达时间,基于多个波束的到达时间,从多个波束中识别用于定位过程的一个或多个第一感兴趣波束,基于所识别的一个或多个第一感兴趣波束之中的给定波束的到达时间来确定第一参考定时,并且根据第一参考定时向第二节点发出定位信标。

本公开的另一个实施例涉及一种非暂时性计算机可读介质,包含存储在其上的指令,该指令在由第一节点执行时使第一节点执行操作,该指令包括:被配置为使第一节点从第二节点接收多个波束的至少一个指令、被配置为使第一节点确定多个波束中的每个波束的到达时间的至少一个指令,被配置为使第一节点基于多个波束的到达时间,从多个波束中识别用于定位过程的一个或多个第一感兴趣波束的至少一个指令,被配置为使第一节点基于所识别的一个或多个第一感兴趣波束之中的给定波束的到达时间来确定第一参考定时的至少一个指令,以及被配置为使第一节点根据第一参考定时向第二节点发出定位信标的至少一个指令。

附图说明

当结合附图考虑时,将容易获得对本文描述的各个方面的更完整的理解以及其许多附带优点,因为这些通过参考以下详细描述将变得更好理解,所述附图仅出于说明而并非限制的目的被呈现,并且其中:

图1图示了根据各个方面的示例性无线通信系统。

图2A和2B图示了根据各个方面的示例无线网络结构。

图3图示了根据各个方面的接入网中的示例性基站和示例性UE。

图4图示了根据本公开的各个方面的示例性无线通信系统。

图5图示了根据本公开的各个方面的示例性无线通信系统。

图6A是示出根据本公开的方面的随时间在UE处的RF信道响应的曲线图。

图6B图示了根据本公开的方面的集群在离开角度(AoD)中的示例性分离。

图7至图11图示了根据各个方面的示例性方法。

具体实施方式

本文描述的各个方面大体上涉及无线通信系统,并且更具体而言,涉及从参考信号的接收时间确定定位信标(positioning beacon)的发送定时。在一方面,第一节点(例如,用户设备、基站或与基站相关联的(一个或多个)天线)从第二节点接收多个波束。第一节点确定多个波束中的每个波束的到达时间。第一节点基于多个波束的到达时间,从多个波束中识别用于定位过程的一个或多个感兴趣波束。第一节点基于所识别的一个或多个第一感兴趣波束之中的给定波束的到达时间来确定参考定时。第一节点由第一节点根据参考定时向第二节点发出定位信标。具体而言,在一个实施例中,参考定时是定位信标的发送时间,其中参考定时相对于给定波束的到达时间偏移给定的时间量。然后,第二节点使用该定位信标在第二节点处的到达时间来估计往返传播时间(RTT)。该RTT随后被用于估计节点之间的距离,并最终估计第一节点的位置。

在以下描述和相关附图中公开了这些方面和其它方面,以示出与示例性方面相关的具体示例。替代方面对于相关领域的技术人员而言在阅读本公开之后将是显而易见的,并且可以在不脱离本公开的范围或精神的情况下被构造和实践。此外,将不详细描述或可以省略众所周知的元素,以免模糊本文所公开的方面的相关细节。

词语“示例性”在本文中用来表示“用作示例、实例或说明”。在本文中被描述为“示例性”的任何方面不必被解释为相对于其它方面是优选的或有利的。同样,术语“方面”并不要求所有方面都包括所讨论的特征、优点或操作模式。

本文使用的术语仅描述特定方面,并且不应当解释为限制本文公开的任何方面。如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另外明确指出。本领域技术人员将进一步理解的是,如本文所使用的,术语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包含(include)”和/或“包含(including)”指定存在所述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件,但不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。

另外,可以根据例如要由计算设备的元件执行的动作序列来描述各个方面。本领域技术人员将认识到的是,本文描述的各种动作可以由特定的电路(例如,专用集成电路(ASIC))、由一个或多个处理器执行的程序指令或由两者的组合来执行。此外,可以认为本文描述的这些动作序列完全实施在其上存储有对应的计算机指令集的任何形式的非暂时性计算机可读介质中,该计算机指令集在执行时将使得相关联的处理器执行本文描述的功能。因此,本文描述的各个方面可以以数个不同的形式来实施,所有这些形式都被认为在要求保护的主题的范围内。此外,对于本文描述的每个方面,在本文中可以将任何此类方面的对应形式描述为例如“被配置为......的逻辑”和/或被配置为执行所描述的动作的其它结构组件。

如本文所使用的,术语“用户设备(user equipment)”(或“UE”)、“用户设备(userdevice)”、“用户终端”、“客户端设备”、“通信设备”、“无线设备”、“无线通信设备”、“手持设备”、“移动设备”、“移动终端”、“移动台”、“电话”、“接入终端”、“订户设备”、“订户终端”、“订户站”、“终端”及其变体可以可互换地指代可以接收无线通信和/或导航信号的任何合适的移动或固定设备。这些术语也旨在包括诸如通过短距离无线、红外、有线连接或其它连接与可以接收无线通信和/或导航信号的另一个设备进行通信的设备,而无论在所述设备或另一个设备处是否发生卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关的处理。此外,这些术语旨在包括可以经由无线电接入网(RAN)与核心网络通信的所有设备,包括无线和有线通信设备,并且通过核心网络,UE可以与诸如互联网之类的外部网络以及与其它UE连接。当然,对于UE来说,连接到核心网络和/或互联网的其它机制也是可能的,诸如通过有线接入网、无线局域网(WLAN)(例如,基于IEEE 802.11等)。UE可以通过数种类型的设备中的任何一种来实施,包括但不限于印刷电路(PC)卡、紧凑型闪存设备、外部或内部调制解调器、无线或有线电话、智能电话、平板电脑、跟踪设备、资产标签等等。UE可以通过其向RAN发出信号的通信链路被称为上行链路信道(例如,反向业务信道、反向控制信道、接入信道等)。RAN可以通过其向UE发出信号的通信链路被称为下行链路或前向链路信道(例如,寻呼信道、控制信道、广播信道、前向业务信道等)。如本文所使用的,术语业务信道(TCH)可以指代上行链路/反向或下行链路/前向业务信道。

根据各个方面,图1图示了示例性无线通信系统100。无线通信系统100(也可以被称为无线广域网(WWAN))可以包括各种基站102和各种UE 104。基站102可以包括宏小区(高功率蜂窝基站)和/或小小区(低功率蜂窝基站),其中宏小区可以包括演进式NodeB(eNB)(在eNB中无线通信系统100与LTE网络相对应)、gNodeB(gNB)(在gNB中无线通信系统100与5G网络相对应)或两者的组合,并且小小区可以包括毫微微小区、微微小区、微小区等。

基站102可以共同形成无线电接入网(RAN)并且通过回程链路与演进分组核心(EPC)或下一代核心(NGC)接口。除了其它功能之外,基站102还可以执行与以下中的一项或多项相关的功能:传送用户数据、无线电信道加密和解密、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如,切换、双连接)、小区间干扰协调、连接建立和释放、负载平衡、用于非接入层(NAS)消息的分发、NAS节点选择、同步、RAN共享、多媒体广播多播服务(MBMS)、订户和设备追踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、定位以及警告消息的传递。基站102可以在回程链路134上直接或间接地(例如,通过EPC/NGC)彼此通信,该回程链路可以是有线的或无线的。

基站102可以与UE 104无线地通信。基站102中的每一个可以提供用于相应的地理覆盖区域110的通信覆盖。在一方面,虽然未在图1中示出,但是地理覆盖区域110可以被细分为多个小区(例如,三个)或扇区,每个小区与基站102的单个天线或天线阵列相对应。如本文所使用的,取决于上下文,术语“小区”或“扇区”可以与基站102的多个小区之一相对应,或者与基站102本身相对应。

虽然相邻的宏小区地理覆盖区域110可以部分重叠(例如,在切换区域中),但是地理覆盖区域110中的一些可以基本上被更大的地理覆盖区域110重叠。例如,小小区基站102'可以具有基本上与一个或多个宏小区基站102的地理覆盖区域110重叠的地理覆盖区域110'。既包括小小区又包括宏小区的网络可以被称为异构网络。异构网络还可以包括家庭eNB(HeNB),其可以向被称为封闭订户组(CSG)的受限组提供服务。基站102与UE 104之间的通信链路120可以包括从UE 104到基站102的上行链路(UL)(也称为反向链路)发送和/或从基站102到UE 104的下行链路(DL)(也称为前向链路)发送。通信链路120可以使用MIMO天线技术,包括空间复用、波束赋形和/或发送分集。通信链路可以通过一个或多个载波。载波的分配相对于DL和UL可以是不对称的(例如,与UL相比,可以为DL分配更多或更少的载波)。

无线通信系统100还可以包括无线局域网(WLAN)接入点(AP)150,其在未许可频谱(例如,5GHz)中经由通信链路154与WLAN站(STA)152通信。当在未许可频谱中通信时,WLANSTA 152和/或WLAN AP 150可以在通信之前执行空闲信道评估(CCA),以确定该信道是否可用。

小小区基站102'可以在许可和/或未许可频谱中操作。当在未许可频谱中操作时,小小区基站102'可以采用LTE或5G技术,并使用与WLAN AP 150所使用的相同的5GHz未许可频谱。在未许可频谱中采用LTE/5G的小蜂窝基站102'可以提升对接入网的覆盖和/或增加其容量。未许可频谱中的LTE可以被称为LTE未许可(LTE-U)、许可辅助接入(LAA)或MulteFire。

无线通信系统100还可以包括mmW基站180,该mmW基站180可以以mmW频率和/或接近mmW频率与UE 182通信。极高频(EHF)是电磁频谱中RF的一部分。EHF的范围为30GHz至300GHz,并且波长在1毫米和10毫米之间。这个频带中的无线电波可以被称为毫米波。接近mmW可以向下扩展到100毫米波长的3GHz频率。超高频(SHF)频带在3GHz和30GHz之间扩展,其也被称为厘米波。使用mmW/接近mmW无线电频带的通信具有高的路径损耗和相对短的范围。mmW基站180可以利用与UE 182的波束赋形184来补偿极高的路径损耗和短的范围。另外,将认识到的是,在替代配置中,一个或多个基站102还可以使用mmW或接近mmW和波束赋形来进行发送。因而,将认识到的是,前述图示仅仅是示例,并且不应当被解释为限制本文公开的各个方面。

无线通信系统100还可以包括一个或多个UE(诸如UE 190),它们经由一个或多个设备对设备(D2D)对等(P2P)链路间接地连接到一个或多个通信网络。在图1的实施例中,UE190具有与连接到基站102之一的UE 104之一的D2D P2P链路192(例如,UE 190可以通过其间接地获得蜂窝连接)和与连接到WLAN AP 150的WLAN STA 152的D2D P2P链路194(UE 190可以通过其间接地获得基于WLAN的互联网连接)。在示例中,D2D P2P链路192-194可以由诸如LTE Direct(LTE-D)、WiFi Direct(WiFi-D)、蓝牙等之类的任何众所周知的D2D无线电接入技术(RAT)支持。

根据各个方面,图2A图示了示例无线网络结构200。例如,下一代核心(NGC)210可以在功能上被视为控制平面功能214(例如,UE注册、认证、网络接入、网关选择等)和用户平面功能212(例如,UE网关功能、接入数据网络、IP路由等),它们协同地操作以形成核心网络。用户平面接口(NG-U)213和控制平面接口(NG-C)215将gNB 222连接到NGC 210,并且尤其是连接到控制平面功能214和用户平面功能212。在附加的配置中,eNB 224也可以经由到控制平面功能214的NG-C 215和到用户平面功能212的NG-U 213来连接到NGC 210。另外,eNB 224可以经由回程连接223直接与gNB 222通信。相应地,在一些配置中,新RAN 220可以仅具有一个或多个gNB 222,而其它配置包括eNB 224和gNB 222中的一个或多个。gNB 222或者eNB 224可以与UE 240(例如,图1中描绘的任何UE,诸如UE 104、UE 182、UE 190等)通信。另一个可选方面可以包括位置服务器230,其可以与NGC 210通信以便为UE 240提供地点辅助。位置服务器230可以被实现为多个结构上分离的服务器,或者可替代地可以各自与单个服务器相对应。位置服务器230可以被配置为支持用于UE 240的一个或多个地点服务,UE 240可以经由核心网络、NGC 210和/或经由互联网(未示出)连接到位置服务器230。另外,位置服务器230可以集成到核心网络的组件中,或者可替代地可以在核心网络外部。

根据各个方面,图2B图示了另一个示例无线网络结构250。例如,演进式分组核心(EPC)260可以在功能上被视为控制平面功能、移动性管理实体(MME)264和用户平面功能、分组数据网络网关/服务网关(P/SGW)262,它们协同操作以形成核心网络。S1用户平面接口(S1-U)263和S1控制平面接口(S1-MME)265将eNB 224连接到EPC 260,并且具体地连接到MME 264和P/SGW 262。在附加配置中,gNB 222也可以经由到MME 264的S1-MME 265和到P/SGW 262的S1-U 263连接到EPC 260。另外,eNB 224可以在具有或不具有到EPC 260的gNB直接连接的情况下,经由回程连接223直接与gNB 222通信。相应地,在一些配置中,新RAN 220可以仅具有一个或多个gNB 222,而其它配置包括eNB 224和gNB 222两者中的一个或多个。gNB 222或者eNB 224可以与UE 240(例如,图1中描绘的任何UE,诸如UE 104、UE 182、UE190等)通信。另一个可选方面可以包括位置服务器230,其可以与EPC 260通信以便为UE240提供地点辅助。位置服务器230可以被实现为多个结构上分离的服务器,或者可替代地可以各自与单个服务器对应。位置服务器230可以被配置为支持用于UE 240的一个或多个地点服务,UE 240可以经由核心网络、EPC 260和/或经由互联网(未示出)连接到位置服务器230。

根据各个方面,图3图示了在无线网络中与示例性UE 350通信的示例性基站310(例如,eNB、gNB、小小区AP、WLAN AP等)。在DL中,来自核心网络(NGC 210/EPC 260)的IP分组可以被提供给控制器/处理器375。控制器/处理器375实现用于无线电资源控制(RRC)层、分组数据会聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层和介质访问控制(MAC)层的功能。控制器/处理器375提供与系统信息(例如,MIB、SIB)的广播、RRC连接控制(例如,RRC连接寻呼、RRC连接建立、RRC连接修改和RRC连接释放)、RAT间移动性和用于UE测量报告的测量配置相关联的RRC层功能;与报头压缩/解压缩、安全性(加密、解密、完整性保护、完整性校验)和切换支持功能相关联的PDCP层功能;与上层分组数据单元(PDU)的传送、通过ARQ的纠错、RLC服务数据单元(SDU)的级联、分段和重组、RLC数据PDU的重新分段以及RLC数据的重新排序相关联的RLC层功能;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、调度信息报告、纠错、优先级处理和逻辑信道优先化相关联的MAC层功能。

发送(TX)处理器316和接收(RX)处理器370实现与各种信号处理功能相关联的层1功能。包括物理(PHY)层的层1可以包括传输信道上的错误检测、传输信道的前向纠错(FEC)编码/解码、交织、速率匹配、到物理信道上的映射、物理信道的调制/解调以及MIMO天线处理。TX处理器316基于各种调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交幅度调制(M-QAM))来处理到信号星座的映射。然后可以将经编码和调制的符号拆分成并行流。然后,每个流可以被映射到OFDM子载波,在时域和/或频域中与参考信号(例如,导频)复用,并且然后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)组合在一起,以产生携带时域OFDM符号流的物理信道。OFDM流在空间上被预编码以产生多个空间流。来自信道估计器374的信道估计可以被用于确定编码和调制方案,以及用于空间处理。可以从由UE350发送的参考信号和/或信道状况反馈中得出信道估计。然后可以经由分开的发送器318TX将每个空间流提供给一个或多个不同的天线320。每个发送器318TX可以利用相应的空间流来调制RF载波以进行发送。

在UE 350处,每个接收器354RX通过其相应的天线352接收信号。每个接收器354RX恢复调制到RF载波上的信息,并将该信息提供给RX处理器356。TX处理器368和RX处理器356实现与各种信号处理功能相关联的层1功能。RX处理器356可以对该信息执行空间处理以恢复去往UE 350的任何空间流。如果多个空间流去往UE 350,那么它们可以被RX处理器356组合到单个OFDM符号流中。然后,RX处理器356使用快速傅立叶变换(FFT)将OFDM符号流从时域转换到频域。频域信号包括用于OFDM信号的每个子载波的分开的OFDM符号流。通过确定由基站310发送的最可能的信号星座点来恢复和解调每个子载波上的符号以及参考信号。这些软判定可以基于由信道估计器358计算出的信道估计。然后,对软判定进行解码和解交织,以恢复最初由基站310在物理信道上发送的数据和控制信号。然后将数据和控制信号提供给控制器/处理器359,该控制器/处理器359实现层3和层2功能。

控制器/处理器359可以与存储程序代码和数据的存储器360相关联。存储器360可以被称为计算机可读介质。在UL中,控制器/处理器359提供传输和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩和控制信号处理,以恢复来自核心网络的IP分组。控制器/处理器359还负责错误检测。

类似于结合基站310的DL发送所描述的功能,控制器/处理器359提供与系统信息(例如,MIB、SIB)获取、RRC连接和测量报告相关联的RRC层功能;与报头压缩/解压缩和安全性(加密、解密、完整性保护、完整性校验)相关联的PDCP层功能;与上层PDU的传送、通过ARQ的纠错、RLC SDU的级联、分段和重组、RLC数据PDU的重新分段和RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、MAC SDU到TB的复用、MAC SDU从TB的解复用、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处理和逻辑信道优先级相关联的MAC层功能。

TX处理器368可以使用由信道估计器358从基站310所发送的参考信号或反馈中得出的信道估计来选择适当的编码和调制方案,并促进空间处理。可以经由分开的发送器354TX将由TX处理器368生成的空间流提供给不同的天线352。每个发送器354TX可以利用相应的空间流来调制RF载波以进行发送。

以类似于结合UE 350处的接收器功能所描述的方式在基站310处处理UL发送。每个接收器318RX通过其相应的天线320接收信号。每个接收器318RX恢复调制到RF载波上的信息,并将该信息提供给RX处理器370。

控制器/处理器375可以与存储程序代码和数据的存储器376相关联。存储器376可以被称为计算机可读介质。在UL中,控制器/处理器375提供传输和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理,以恢复来自UE 350的IP分组。来自控制器/处理器375的IP分组可以被提供给核心网络。控制器/处理器375还负责错误检测。

图4图示了根据本公开的各个方面的示例性无线通信系统400。在图4的示例中,可以与以上关于图1描述的任何UE(例如,UE 104、UE 182、UE 190等)对应的UE 404正尝试计算其位置的估计,或辅助另一个实体(例如,基站或核心网络组件、另一个UE、位置服务器、第三方应用等)计算其位置的估计。UE 404可以使用RF信号和用于RF信号的调制和信息分组的交换的标准化协议来与多个基站402a-d(统称为基站402)无线地通信,该多个基站可以与图1中的基站102或180和/或WLAN AP 150的任何组合对应。通过从交换后的RF信号中提取不同类型的信息,并利用无线通信系统400的布局(即,基站地点、几何形状等),UE 404可以确定其在预定参考坐标系中的位置,或辅助确定其位置。在一方面,UE 404可以使用二维坐标系来指定其位置;但是,本文所公开的方面不限于此,并且如果期望额外的维度,那么本文所公开的方面还可以应用于使用三维坐标系来确定位置。此外,虽然图4图示了一个UE 404和四个基站402,但是将认识到的是,可以有更多的UE 404和更多或更少的基站402。

为了支持位置估计,基站402可以被配置为在其覆盖区域中向UE 404广播参考RF信号(例如,定位参考信号(PRS)、小区特定的参考信号(CRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、同步信号等),以使UE 404能够测量成对的网络节点之间的参考RF信号定时差异(例如,OTDOA或RSTD)和/或识别最能激发(excite)UE 404与发送基站402之间的LOS或最短无线电路径的波束。识别(一个或多个)LOS/最短路径波束是令人感兴趣的,不仅因为这些波束随后可以被用于一对基站402之间的OTDOA测量,而且因为识别这些波束可以基于波束方向直接提供一些定位信息。而且,这些波束可以随后被用于要求精确ToA的其它位置估计方法,诸如基于往返时间估计的方法。

如本文所使用的,“网络节点”可以是基站402、基站402的小区、远程无线电头、基站402的天线,其中基站的天线的地点402与基站402本身或能够发送参考信号的任何其它网络实体的地点不同。另外,如本文所使用的,“节点”可以指网络节点或者UE。

位置服务器(例如,位置服务器230)可以向UE 404发送辅助数据,该辅助数据包括基站402的一个或多个相邻小区的标识以及用于由每个相邻小区发送的参考RF信号的配置信息。可替代地,辅助数据可以直接源自基站402本身(例如,在周期性广播的开销消息等中)。可替代地,UE 404可以在不使用辅助数据的情况下检测基站402本身的相邻小区。UE404(例如,部分地基于辅助数据,如果提供的话)可以测量和(可选地)报告来自各个网络节点的OTDOA和/或从成对的网络节点接收的参考RF信号之间的RSTD。使用这些测量和被测的网络节点(即,发送UE 404测量的参考RF信号的(一个或多个)基站402或(一个或多个)天线)的已知地点,UE 404或位置服务器可以确定UE 404和被测量的网络节点之间的距离,并且由此计算UE 404的地点。

术语“位置估计”在本文中被用于指代对UE 404的位置的估计,其可以是地理的(例如,可以包括纬度、经度、并且可能是海拔)或城市的(例如,可以包括街道地址、建筑物名称,或建筑物或街道地址内或附近的精确点或区域(诸如建筑物的特定入口、建筑物中的特定房间或套房),或地标(诸如城市广场))。位置估计也可以被称为“地点(location)”、“位置(position)”、“定位(fix)”、“位置定位”、“地点定位”、“地点估计”、“定位估计”,或通过其它术语。获得位置估计的手段可以统称为“定位(positioning)”、“定位(locating)”或“位置定位(position fixing)”。用于获得位置估计的特定解决方案可以被称为“位置解决方案”。用于获得作为位置解决方案的一部分的位置估计的特定方法可以被称为“位置方法”或“定位方法”。

术语“基站”可以指单个物理发送点或者指可以共同定位或可以不共同定位的多个物理发送点。例如,在术语“基站”指单个物理发送点的情况下,物理发送点可以是与基站(例如,基站402)的小区相对应的基站天线。在术语“基站”指多个共同定位的物理发送点的情况下,物理发送点可以是基站天线的阵列(例如,如在MIMO系统中或在基站采用波束赋形的情况下)。在术语“基站”是指多个非共同定位的物理发送点的情况下,物理发送点可以是分布式天线系统(DAS)(经由传输介质连接到公共源的空间上分离的天线的网络)或远程无线电头(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。可替代地,非共同定位的物理发送点可以是服务基站,其从UE(例如,UE 404)和UE正在测量其参考RF信号的相邻基站接收测量报告。因此,图4图示了基站402a和402b形成DAS/RRH 420的方面。例如,基站402a可以是UE 404的服务基站,并且基站402b可以是UE 404的相邻基站。照此,基站402b可以是基站402a的RRH。基站402a和402b可以通过有线或无线链路422彼此通信。

为了使用从成对的网络节点接收到的RF信号之间的OTDOA和/或RSTD来准确地确定UE 404的位置,UE 404需要测量通过UE 404和网络节点(例如,基站402、天线)之间的LOS路径(或最短的NLOS路径,在LOS路径不可用的情况下)接收到的参考RF信号。但是,RF信号不仅通过发送器和接收器之间的LOS/最短路径行进,而且还通过数条其它路径行进,因为RF信号从发送器散布出去并在其通往接收器的途中从其它物体(诸如丘陵、建筑物、水等)反射。因此,图4图示了基站402和UE 404之间的数条LOS路径410和数条NLOS路径412。具体而言,图4图示了基站402a通过LOS路径410a和NLOS路径412a进行发送,基站402b通过LOS路径410b和两条NLOS路径412b进行发送,基站402c通过LOS路径410c和NLOS路径412c进行发送,以及基站402d通过两条NLOS路径412d进行发送。如图4中所示的,每条NLOS路径412从某个物体430(例如,建筑物)反射。应该认识到的是,由基站402发送的每条LOS路径410和NLOS路径412可以由基站402的不同天线发送(例如,如在MIMO系统中),或者可以由基站402的同一天线发送(从而图示RF信号的传播)。另外,如本文所使用的,术语“LOS路径”是指发送器和接收器之间的最短路径,并且可以不是实际的LOS路径,而是最短的NLOS路径。

一方面,基站402中的一个或多个可以被配置为使用波束赋形来发送RF信号。在那种情况下,可用波束中的一些波束可以沿着LOS路径410聚焦(focus)所发送的RF信号(例如,波束沿着LOS路径产生最高的天线增益),而其它可用波束可以沿着NLOS路径412聚焦所发送的RF信号。沿着某条路径具有高增益并因此沿着该路径聚焦RF信号的波束可以仍具有沿着其它路径传播的某个RF信号;该RF信号的强度自然取决于沿着那些其它路径的波束增益。“RF信号”包括电磁波,该电磁波通过发送器和接收器之间的空间传输信息。如本文所使用的,发送器可以向接收器发送单个“RF信号”或多个“RF信号”。但是,如下文进一步所述,由于RF信号通过多径信道的传播特性,接收器可以接收与每个发送的RF信号相对应的多个“RF信号”。

在基站402使用波束赋形来发送RF信号的情况下,用于基站402与UE404之间的数据通信的感兴趣波束将是携带以最高信号强度(如由例如接收信号接收功率(RSRP)或在存在方向性干扰信号的情况下由SINR所指示的)到达UE 404的RF信号的波束,而用于位置估计的感兴趣波束将是携带激发最短路径或LOS路径(例如,LOS路径410)的RF信号的波束。在一些频带中并且对于通常使用的天线系统而言,它们将是相同的波束。但是,在其它频带中(诸如mmW,在mmW中通常可以使用大量天线元件来创建窄的发送波束),它们可以不是相同的波束。如以下参照图5所描述的,在一些情况下,在LOS路径410上的RF信号的信号强度可以比在NLOS路径412上的RF信号的信号强度弱(例如,由于障碍物),其中在NLOS路径412上RF信号由于传播延迟而更晚到达。

图5图示了根据本公开的各个方面的示例性无线通信系统500。在图5的示例中,可以与图4中的UE 404对应的UE 504尝试计算其位置的估计,或辅助另一个实体(例如,基站或核心网络组件、另一个UE、位置服务器、第三方应用等)来计算其位置的估计。UE 504可以使用RF信号以及用于RF信号的调制和信息分组的交换的标准化协议与基站502进行无线通信,该基站502可以与图4中的基站402之一相对应。

如图5中所示,基站502正在利用波束赋形来发送RF信号的多个波束511-515。每个波束511-515可以由基站502的天线的阵列形成并发送。虽然图5图示了基站502发送五个波束,但是可以认识到的是,可以有比五个更多或更少的波束,诸如峰值增益、宽度和旁瓣增益之类的波束形状在所发送的波束之间可以不同,并且波束中的一些可以由不同的基站发送。

为了将与一个波束相关联的RF信号和与另一个波束相关联的RF信号区分开,可以将波束索引指派给多个波束511-515中的每一个。而且,与多个波束511-515中的特定波束相关联的RF信号可以携带波束索引指示符。波束索引也可以从RF信号的发送时间(例如,帧、时隙和/或OFDM符号数)得出。波束索引指示符可以例如是用于唯一地区分多达八个波束的三比特字段。如果接收到具有不同波束索引的两个不同RF信号,这将指示RF信号是使用不同的波束发送的。如果两个不同的RF信号共享共同的波束索引,这将指示不同的RF信号是使用同一个波束发送的。描述使用同一个波束发送两个RF信号的另一种方式指的是用于发送第一RF信号的(一个或多个)天线端口与用于发送第二RF信号的(一个或多个)天线端口在空间上准共址(quasi-collocated)。

在图5的示例中,UE 504接收在波束513上发送的RF信号的NLOS数据流523和在波束514上发送的RF信号的LOS数据流524。虽然图5将NLOS数据流523和LOS数据流524示为单条线(分别为虚线和实线),但是如应该认识到的,例如,由于RF信号通过多径信道的传播特性,NLOS数据流523和LOS数据流524可以各自包括它们到达UE 504时的多条射线(即“,集群”)。例如,当电磁波从物体的多个表面反射时,形成RF信号的集群,并且反射从大致相同的角度到达接收器(例如,UE 504),每个反射比其它反射多行进或少行进几个波长(例如,厘米)。接收到的RF信号的“集群”一般与单个发送的RF信号相对应。

在图5的示例中,NLOS数据流523最初不指向UE 504,但是,如应该认识到的,它也可以是图4中的NLOS路径412上的RF信号。但是,它被反射器540(例如,建筑物)反射并在没有障碍物的情况下到达UE 504,并因此,它可以仍然是相对强的RF信号。相反,LOS数据流524指向UE 504,但是通过障碍物530(例如,植被、建筑物、丘陵、诸如云或烟之类的破坏性环境等),这会显著降级RF信号。如应该认识到的,虽然LOS数据流524比NLOS数据流523弱,但是LOS数据流524将在NLOS数据流523之前到达UE 504,因为它沿着从基站502到UE 504的较短路径。

如上所述,用于基站(例如,基站502)和UE(例如,UE 504)之间的数据通信的感兴趣波束是携带以最高信号强度(例如,最高RSRP或SINR)到达UE的RF信号的波束,而用于位置估计的目标波束是携带激发LOS路径并且在所有其它波束(例如,波束514)之中沿着LOS路径具有最高增益的RF信号的波束。也就是说,即使波束513(NLOS波束)弱激发LOS路径(由于RF信号的传播特性,即使没有沿着LOS路径聚焦),波束513的LOS路径的那个弱信号(如果有的话)可能无法可靠地可检测(与来自波束514的信号相比),因此导致在执行定位测量时的更大误差。

虽然用于数据通信的感兴趣波束和用于位置估计的感兴趣波束对于一些频带而言可以是相同的波束,但是对于其它频带(诸如mmW)而言,它们可以不是相同的波束。照此,参照图5,在UE 504与基站502进行数据通信会话(例如,其中基站502是UE 504的服务基站)而不仅仅是尝试测量由基站502发送的参考RF信号的情况下,用于数据通信会话的感兴趣波束可以是波束513,因为它携带未被阻挡的NLOS数据流523。但是,用于位置估计的感兴趣波束将是波束514,因为虽然它被阻挡,但它携带最强的LOS数据流524。

图6A是示出根据本公开的方面的随时间在接收器(例如,UE 504)处的RF信道响应的曲线图600A。在图6A中所示的信道下,接收器在时间T1处接收在信道抽头(tap)上的两个RF信号的第一集群、在时间T2处接收在信道抽头上的五个RF信号的第二集群、在时间T3处接收在信道抽头上的五个RF信号的第三集群,并且在时间T4处接收在信道抽头上的四个RF信号的第四集群。在图6A的示例中,因为在时间T1处的RF信号的第一集群首先到达,所以假定它是LOS数据流(即,通过LOS或最短路径到达的数据流),并且可以与LOS数据流524相对应。在时间T3处的第三集群由最强的RF信号组成,并且可以与NLOS数据流523相对应。从发送器侧来看,接收到的RF信号的每个集群可以包括以不同的角度发送的RF信号的一部分,并且因此可以说每个集群与发送器具有不同的偏离角(AoD)。图6B是图示集群在AoD中的这种分离的图600B。在AoD范围602a中发送的RF信号可以与图6A中的一个集群(例如,“集群1”)相对应,并且在AoD范围602b中发送的RF信号可以与图6A中的不同集群(例如,“集群3”)相对应。注意的是,虽然图6B中所描绘的两个集群的AoD范围在空间上是隔离的,但即使集群在时间上分离,一些集群的AoD范围也会部分重叠。例如,当与发送器处于同一AoD的两个分开的建筑物将信号朝着接收器反射时,会出现这种情况。注意的是,虽然图6A图示了二至五个信道抽头的集群,但是应该认识到的是,集群可以具有比图示数量的信道抽头更多或更少的信道抽头。

如在图5的示例中,基站可以利用波束赋形来发送多个RF信号波束,使得波束之一(例如,波束514)指向RF信号的第一集群的AoD范围602a,并且不同的波束(例如,波束513)指向RF信号的第三集群的AoD范围602b。波束赋形后信道响应(即,当发送的RF信号被波束赋形而不是全向时的信道响应)中的集群的信号强度将沿着该集群的AoD通过波束增益来缩放。在那种情况下,用于定位的感兴趣波束将是指向RF信号的第一集群的AoD的波束,因为它们首先到达,而用于数据通信的感兴趣波束可以是指向RF信号的第三集群的AoD的波束,因为它们是最强的。

一般而言,当发送RF信号时,发送器不知道它将沿着什么路径到达接收器(例如,UE 504)或它将何时到达接收器,并且因此在不同的天线端口上以等量的能量发送RF信号。可替代地,发送器可以通过多个发送时机在不同方向上对RF信号进行波束赋形,并从接收器获得测量反馈,以显式或隐式地确定无线电路径。

注意的是,虽然已经就从基站到UE的发送方面总体上描述了本文公开的技术,但是如将认识到的,它们同样适用于从UE到基站的发送,其中UE能够进行MIMO操作和/或波束赋形。而且,虽然以上在发送波束赋形的上下文中总体上描述了波束赋形,但是在某些实施例中,接收波束赋形也可以与上述发送波束赋形结合使用。

如上面所公开的,在一些频带中,最短路径(如上所述,它可以是LOS路径或最短NLOS路径)可以比替代的更长(NLOS)路径(在该路径上RF信号由于传播延迟而更晚到达)弱。因此,在发送器使用波束赋形来发送RF信号的情况下,用于数据通信的感兴趣波束(携带最强RF信号的波束)可以与用于位置估计的感兴趣波束(携带激发最短可检测路径的RF信号的波束)不同。照此,对于接收器来说,识别并向发送器报告用于位置估计的感兴趣波束将是有益的,以使发送器随后能够修改所发送的波束的集合以辅助接收器执行位置估计。

图7图示了根据本公开的一方面的示例性方法。在702处,第二节点703(称为“发送器”)将波束705、707和709的集合发送到第一节点701(称为“接收器”)。在一方面,第一节点701可以是UE(诸如UE 350/404/504),而第二节点703可以是基站(诸如基站310/402/502)。但是,在一方面,第一节点701可以是基站,而第二节点703可以是UE,或者第一节点701和第二节点703两者可以是UE或基站。作为又一替代方案,第二节点703可以是基站或UE能够进行波束赋形的单个天线或天线阵列。

在图7的示例中,第二节点703发送三个波束705、707和709的集合。这些波束可以被同时发送,但是在频域和/或码域上是可区分的。可替代地,这些波束可以被顺序地发送。第二节点703可以以不同的AoD发送波束705、707和709,如以上在图5和图6B中所示的。在图7的示例中,波束707(被示为直线)可以沿着从第二节点703到第一节点701的最短路径(例如,LOS路径或者当由于障碍物而无法检测到LOS路径时的最短NLOS路径),而波束701和701可以沿着从第二节点703到第一节点701的更长(例如,NLOS)路径。如将认识到的,可以有多于或少于三个的波束,如以上在图4和图5的示例中所示。在一方面,波束705、707和709可以携带同步信号,诸如同步信号(SS)或PBCH块、CSI参考信号、定位参考信号、小区参考信号、探测参考信号、随机接入前导码等。

在704处,第一节点701接收波束705、707和709。在706处,第一节点701确定每个波束705、707和709的到达时间。在一方面,第一节点701可以将波束的到达时间确定为第一节点701检测到节点之间的无线电信道的第一(或最早)信道抽头的时间,其中信道是从接收到的波束705、707或709的RF信号估计的。例如,第一节点701可以将接收到的波束的信号与已知的发送的RF信号(的共轭)相关联,并且从相关性的峰确定信道抽头。第一节点701还可以估计噪声并且消除与本底噪声(noise floor)相当的不太可靠的信道抽头。第一节点701还可以采用消除强信道抽头周围的虚假侧峰的技术,其中众所周知,虚假侧峰是由第一节点701处的频带受限的接收引起的。为了简单起见,波束的RF信号的第一信道抽头也可以被称为波束的第一信道抽头。

在708处,第一节点701基于在706处确定的到达时间从波束705、707和709的集合中识别一个或多个感兴趣波束。如上所述,在通常部署的天线系统不创建足够窄的波束的一些频带中,(一个或多个)感兴趣波束将是携带在第一节点701处具有最高接收信号强度(例如,RSRP或SINR)的RF信号的(一个或多个)波束705、707和/或709,因为这些波束也将是沿着到第一节点701的最短路径的(一个或多个)波束。但是,如上面所讨论的,在一些频带(诸如mmW)中,携带具有最高接收信号强度的RF信号的波束可能不是用于定位操作的最佳波束,因为它可能不沿着到第一节点701的最短可检测路径。照此,并非选择携带具有最高接收信号强度的RF信号的(一个或多个)波束,而是第一节点701将波束705、707和709中最早到达的波束中的一个或多个识别为一个或多个感兴趣波束。例如,一个或多个感兴趣波束可以是具有第一个检测到的信道抽头的波束705、707或709。或者一个或多个感兴趣波束可以是具有最早检测到的信道抽头的N(大于1,例如2)个波束。或者一个或多个感兴趣波束可以是其第一个检测到的信道抽头在距具有最早检测到的第一抽头的波束的第一个检测到的抽头的预定延迟(例如,10纳秒)内的一个或N个波束。在光速大约为0.3米每纳秒(ns)的情况下,到达时间的10ns误差或模糊度与大约3米的定位/距离误差对应。因此,在存在其它限制因素(诸如信号脉冲宽度(与信号带宽相关))的情况下,可以由期望的准确度或可实现的准确度来确定延迟。延迟参数可以由第一节点701提供给第二节点703,或者由第一节点701本身确定并报告给第二节点703。在一方面,在第一节点701是UE的情况下,第二节点703(基站)可以命令第一节点701报告用于位置估计的感兴趣波束(而不是具有最高接收信号强度的波束,如通常按惯例进行的)、要报告的波束的数量N和/或用于选择N个波束的“延迟”参数。

在710处,第一节点701生成报告,该报告包含在708处所识别的一个或多个感兴趣波束的标识符(例如,波束索引)。在712处,第一节点701向第二节点703发送报告。

在714处,第二节点703接收报告。通过无线接口(诸如图1中的通信链路120),第一节点701可以在712处发送报告,并且第二节点703可以在714处接收报告。第二节点703接收报告的接收点可以与或者可以不与第二节点703发送波束705、707、709的(一个或多个)发送点共位。例如,可以向第二节点接收报告的接收点指派与该节点发送波束的发送点不同的小区标识。接收点可以是服务小区,而发送点可以是非服务小区(诸如相邻小区)。

在716处,第二节点703可以基于接收到的报告来选择第二波束集合以进行发送。例如,在第一节点701尝试执行位置估计并且所识别的(一个或多个)波束是(一个或多个)小区同步波束的情况下,第二节点703可以更新在报告中识别出的(一个或多个)波束以发送定位RF信号(诸如PRS或CSI-RS)。一般而言,发送同步信号的波束比发送参考RF信号(例如,CSI-RS)的波束更宽(更少聚焦)。照此,在一方面,在已经修改波束以发送参考RF信号之后,第二节点703还可以围绕在报告中所识别的(一个或多个)波束发送一个或多个更精细(更多聚焦)的波束。更具体而言,第二节点703可以使所识别的(一个或多个)波束的焦点变窄并且在所识别的(一个或多个)波束的方向上发送一个或多个附加的窄聚焦波束。

作为另一个示例,再次在第一节点701尝试执行位置估计并且所识别的(一个或多个)波束是(一个或多个)小区同步波束的情况下,第二节点703可以在报告中识别出的(一个或多个)波束的方向上发送携带定位RF信号的一个或多个波束,而无需修改在报告中所识别的(一个或多个)波束。因此,在一方面,波束705、707和709在702处的发送可以是周期性的(例如,为了第二节点所服务的所有UE的利益而进行的广播,其中第二节点是基站),并且在716处对波束的选择可以仅出于第一节点的利益而用于特定定位信标的发送,并且可以以不同的周期性或非周期性地进行发送。

在一方面,在第一节点701是基站的情况下,随后在710和712处报告波束索引意味着第一节点701基于该报告请求第二节点703(UE)发送另外的参考波束。例如,请求可以是再次发送报告的波束,或者是围绕报告的波束发送更精细的波束。因此,在708处的操作是最后挑选(shortlist)(一个或多个)感兴趣波束并且随后将最后挑选的(一个或多个)波束用于正在进行的位置估计、同时丢弃“不感兴趣的”波束的方式。

在718处,第二节点703发送第二波束集合,在此为波束711和713。如以上所讨论的,波束711和713可以与波束705、707和709中的两个相对应(其中在714处接收的报告识别出波束705、707和709中的两个),但是经修改以发送参考RF信号(例如,PRS、CRS)。可替代地,波束711和713可以与被修改以发送参考RF信号的波束705、707和709之一对应,并且与在714处接收到的报告中所识别的波束的方向上发送参考RF信号的附加波束相对应。在另一方面,波束711和713可以是在714处接收到的报告中所识别的波束的方向上发送参考RF信号的两个新波束。在一方面,虽然未示出,但是在发送波束711和713之前,第二节点703可以发送其已经选择了哪些波束以在718处进行发送的指示。

在图7的示例中,在718处发送了两个波束(711和713)。但是,如将认识到的,这仅仅是示例,并且可以有更多或更少波束在718处被发送。此外,在图7中,波束711被示为沿着LOS路径,并且波束713被示为沿着NLOS路径(即,从物体反射)。但是,如将认识到的,波束711和713都可以沿着LOS路径,或者两者都可以被反射。

在720处,第一节点701接收波束711和713。第一节点701可以与包括第二节点703在内的多个第二节点一起执行图7的过程,以便接收足够数量的最短路径波束,这些波束可以被准确测量以计算位置估计或辅助位置估计的计算。例如,为了执行单个OTDOA测量,第一节点701需要测量来自至少两个第二节点的参考RF信号。第一节点701可以进行多个OTDOA测量以提高第一节点701的位置估计的准确度。

图8图示了根据本公开的实施例的用于确定用于定位信标的发送的参考定时的示例性方法800。方法800可以由第一节点805(诸如图7中的基站310或UE 350或第一节点701)执行。而且,作为UE定位过程的一部分,可以在UE(例如,UE 350)和多个基站之间执行图8的过程。

参照图8,在802处,第一节点805(例如,(一个或多个)天线320、(一个或多个)接收器318和/或RX处理器370,或(一个或多个)天线352、(一个或多个)接收器354和/或RX处理器356)从第二节点(例如,图7中的基站310或UE 350或第二节点703)接收多个波束(例如,波束511-515)。在804处,第一节点805(例如,RX处理器370和/或控制器/处理器375,或RX处理器356和/或控制器/处理器359)确定多个波束中的每个波束的到达时间。在806处,第一节点805(例如,RX处理器370和/或控制器/处理器375,或RX处理器356和/或控制器/处理器359)基于多个波束的到达时间,从多个波束中识别用于确定定位过程的一个或多个感兴趣波束。

在另一个示例中,除了多个波束的到达时间之外,第一节点805还可以在804和/或806处考虑一个或多个辅助标准。例如,可以在804处考虑一个或多个辅助标准,使得第一节点805不计算不满足一个或多个辅助标准的一个或多个波束的(一个或多个)到达时间。可替代地,可以在806处考虑一个或多个辅助标准,因此不满足一个或多个辅助标准的波束的任何(一个或多个)到达时间都被第一节点805排除在作为所识别的(一个或多个)感兴趣波束的选择之外。在任一情况下,在一个或多个实施例中,不满足一个或多个辅助标准的波束在806处不成为所识别的一个或多个波束的一部分。

在一个或多个辅助标准的一个示例中,可以要求所识别的一个或多个感兴趣波束满足至少一个质量阈值(例如,RSRP高于最小阈值,或至少一个信道抽头具有最小接收信号强度或最小信噪比)。在一示例中,至少一个质量阈值可以由诸如基站之类的网络组件配置(例如,取决于实施方式,该网络组件可以与第一节点805或者第二节点相对应)。以这种方式,网络组件可以提高波束特定的ToA检测的可靠性,并且可以防止不良实现的第一节点检测器(例如,如果第一节点805是UE,那么是UE检测器)将随机噪声尖峰混淆为特定波束的最早信道抽头。在另一个示例中,如果任何检测到的参考波束的信道抽头都不满足质量阈值,那么第一节点805可以忽略质量阈值,并且自由地选择具有最早ToA的波束,而不管针对该波束的检测到的信号的质量(例如,接收信号强度、信噪比等)如何。

参照图8,在808处,第一节点805(例如,RX处理器370和/或控制器/处理器375,或RX处理器356和/或控制器/处理器359)基于所识别的一个或多个感兴趣波束之中的给定波束的到达时间来确定参考定时。在810处,第一节点805(例如,TX处理器316和/或控制器/处理器375,或TX处理器368和/或控制器/处理器359)根据参考定时向第二节点发出定位信标。虽然在图8中没有明确示出,但是可以在第二节点处使用在图8中的810处发送的定位信标来计算定时度量(例如,往返时间或RTT)。

参照图8,在实施例中,参考定时是定位信标的发送时间。然后,第二节点使用这个定位信标在第二节点处的到达时间(ToA)或接收时间来估计往返时间(RTT)。该RTT随后被用于估计节点之间的距离,并最终用于估计第一节点的位置。

更具体而言,在一示例中,参考定时可以基于在第一节点处从第二节点所接收的信息(例如,在执行图8的过程之前),该信息指示用于参考定时的偏移的定时。例如,在808处,定时偏移可以是距给定波束的ToA的恰好N个OFDM符号持续时间。N的值还可以取决于给定波束的索引,在这种情况下,在第一节点处从第二节点所接收的信息中提供波束索引与值N之间的映射。由此,给定波束的ToA是从其确定参考定时的锚点。如上所述,这个锚点不一定与具有最强信道抽头的波束相对应,尽管这是可能的。可以在第一节点和第二节点处都已知参考定时,该参考定时可以经由数字“N”的知识连同每个OFDM符号持续时间的长度的知识来指示。例如,定位信标从指定波束(即,给定波束)偏移的OFDM持续时间的数量(即,N)可以由第二节点向第一节点明确地指定,或者可替代地可以基于由第二节点向第一节点发出的配置(例如,RACH配置)在第一节点处隐式地得出。

下面参照图9-图10描述图8的过程的各种示例实施方式。

参照图9,假设执行了图7的702-708,图8的802-806分别与图7的704-708相对应。在图7的708之后,在902处,第一节点701选择所识别的(一个或多个)波束之一,并且在904处,第一节点701基于所选择的波束的到达时间来确定参考定时(例如,如图8的808中)。在906处,第一节点701根据来自904的参考定时发出定位信标(例如,如图8的810中)。再一次,在实施例中,参考定时可以与定位信标的发送时间相对应,该时间与所选择的波束的到达时间偏移给定量(例如,N个OFDM符号持续时间,其中N是在图7和图9的过程之前由第二节点明确地或隐式传达给第一节点的)。在908处,第二节点703接收定位信标。在910处,第二节点703部分地基于定位信标的到达时间来计算定时度量(例如,RTT)。虽然未在图9中示出,但是可以计算UE与多个基站之间的定时度量(例如,RTT)并与实体(例如,具有基站的位置的知识的位置服务器)共享,然后该实体可以使用定时度量来使用多边测量(例如,三边测量)估计UE的位置。

参照图10,假设执行了图7的702-714,图8的802-806分别与图7的704-708相对应。在图7的714处在第二节点703处接收到波束报告之后,在1002处,第二节点703选择所识别的(一个或多个)波束之一,并且在1004处,第二节点703向第一节点701发出与定位过程相关联地将所选择的波束用于参考时间确定的指令。在1006处,第一节点701从第二节点703接收该指令。在1006之后,如上所述执行图9的904-910。因此,图9表示第一节点701选择针对其计算参考定时的波束的示例,而图10表示第二节点703选择针对其计算参考定时的波束的示例。

将认识到的是,图7和图9-10的位置确定过程可以与第一节点和第二节点之间的数据通信过程并行发生,如下面关于图11所讨论的。可以在数据连接的开始或恢复(例如,从波束故障等恢复)期间(例如,当UE在随机接入信道(RACH)上与基站执行随机接入过程时)执行图11的过程。

参照图11,假设执行了图7的702-704,此后可以执行图7和/或图9-10中的任何一个的过程。在1102处,除了确定每个波束的到达时间(例如,如图7的706处)以外,第一节点701还在1102处确定每个波束的接收信号强度(例如,RSRP)。在1104处,第一节点701基于从1102确定的接收信号强度来识别将与第一节点701和第二节点703之间的数据连接相关联地使用的一个或多个波束。在1104处被识别为支持数据连接的(一个或多个)波束可以与在图7的708处被识别为支持定位过程的(一个或多个)波束不同。在1106处,第一节点701基于来自1104的所识别的(一个或多个)波束的一个或多个到达时间来确定参考定时。例如,为了在1106处确定参考定时,可以使用来自1104的所识别的(一个或多个)波束之中的最强信道抽头的到达时间,或者可以使用多个信道抽头的到达时间的函数。类似于用于定位信标的参考定时,用于数据连接的参考定时可以与相应数据的发送时间相对应,该时间与所选择的波束的到达时间偏移给定量(例如,N个OFDM符号持续时间,其中在图7和图11的过程之前,N由第二节点显式或隐式地传达给第一节点)。与用于定位信标的参考定时相反,用于数据连接的参考定时可以与相应数据的发送时间相对应,该时间与所选择的波束的最强估计信道抽头(而不是ToA)偏移给定量(例如,N个OFDM符号持续时间,其中在图7和图11的过程之前,N由第二节点显式或隐式地传达给第一节点)。在一示例中,如果随后没有将来自数据发送的任何估计的RTT用于位置估计,那么后一种方法(即,使用最强的估计的信道抽头)可能会更有利,而正式方法则可能是不必要的。

参照图11的1106,除了在1102处在第一节点701处测得的接收信号强度之外,还可以基于从第二节点703提供的信息来计算参考定时。例如,第一节点701(例如,UE)可以发送RACH前导码发送,该RACH前导码发送由第二节点703(例如,基站)接收。然后,第二节点703可以计算定时调整(例如,定时提前),并且将这个定时调整发送到第一节点701。然后,第一节点701可以使用定时调整作为计算的一部分以在1106处确定参考定时,即,结合所识别的(一个或多个)波束的(一个或多个)到达时间来确定参考定时。在1108处,第一节点701根据在1110处在第二节点703处接收到的参考定时通过数据连接向第二节点703发送数据。

参照图11,将认识到的是,用于数据连接的所识别的(一个或多个)波束和/或参考定时可以不同于图7至图10中的任何一个中用于定位的所识别的(一个或多个)波束和/或参考定时。而且,虽然将图11描述为图7至图10的过程的并行过程,但是图11的过程也可以被实现为完全分开的过程(例如,使用不被用作定位过程的一部分的与波束705-709不同的波束)。一般而言,图11的过程示出了选择或识别(一个或多个)波束的标准(例如,最高接收信号强度或最短路径)可以取决于将在(一个或多个)相应波束上实现的功能(例如,定位过程或数据传送)。

本领域技术人员将认识到的是,可以使用多种不同技术和技巧中的任何一种来表示信息和信号。例如,在以上整个说明书中可以引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示。

另外,本领域技术人员将认识到的是,结合本文公开的方面描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性,上面已经在其功能方面总体上描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将这种功能性实现为硬件还是软件取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以各种方式来实现所描述的功能,但是这种实现决策不应当被解释为脱离本文描述的各个方面的范围。

结合本文公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在替代方案中,处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合(例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器,或其它这样的配置)。

结合本文公开的方面描述的方法、序列和/或算法可以直接实施在硬件中、在由处理器执行的软件模块中,或在两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它形式的非暂时性计算机可读介质中。示例性非暂时性计算机可读介质可以耦合到处理器,使得处理器可以从非暂时性计算机可读介质读取信息并将信息写入非暂时性计算机可读介质。在替代方案中,非暂时性计算机可读介质可以与处理器集成。处理器和非暂时性计算机可读介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户设备(例如,UE)或基站中。在替代方案中,处理器和非暂时性计算机可读介质可以是用户设备或基站中的分立组件。

在一个或多个示例性方面,本文描述的功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果以软件实现,那么功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读介质上或通过其发送。计算机可读介质可以包括存储介质和/或通信介质,该通信介质包括可以促进将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何非暂时性介质。存储介质可以是计算机可以访问的任何可用介质。作为示例而非限制,此类计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储设备,或者可以被用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质。而且,任何连接都被适当地称为计算机可读介质。例如,如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源发送软件,那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电和微波)都被包括在介质的定义中。在本文中可以可互换地使用的术语盘和碟包括CD、激光碟、光碟、DVD、软盘和蓝光碟,它们通常以磁性方式和/或用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。

虽然前述公开示出了说明性方面,但是本领域技术人员将认识到的是,在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下,可以在本文中进行各种改变和修改。此外,根据本文描述的各种说明性方面,本领域技术人员将认识到的是,在上面描述和/或在所附权利要求中的任何方法权利要求中阐述的任何方法中的功能、步骤和/或动作都无需以任何特定次序执行。更进一步,就以单数形式在上面描述或在所附权利要求中阐述的任何要素而言,本领域技术人员将认识到的是,(一个或多个)单数形式也涵盖复数,除非明确地陈述限于(一个或多个)单数形式。

相关技术
  • 从参考信号的接收时间确定定位信标的发送定时
  • 确定信标信号的接收时间的方法、接收机和系统
技术分类

06120112157929