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距离测量

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


距离测量

技术领域

本公开的实施例涉及对距离的精确测量。一些实施例涉及改进的定位精度。

背景技术

定位服务可以使用无线电信号在发送点和接收点之间的传输时间(行进时间)与发送点和行进点之间的距离的等效性,因为它们与光速有关。例如,1cm(厘米)等效于33ps(皮秒)的传输时间。

可以使用各种不同的方法将发送点和接收点之间的距离转换为精确位置。距离可以例如与传输方向组合以提供位置。此外,距多个发送点的距离(或距离差)可以经由多点定位提供接收装置的位置。此外,到多个接收点的距离(或距离差)可以经由多点定位提供接收装置的方位。

由于33ps的精度等效于1cm的距离精度,发送点和接收点之间的传输时间的精确测量因此是重要的。

信号被加时间戳的时间与信号作为电磁波被发送/作为电磁波被接收的时间不同。

从信号接收的角度,从无线电信号到达天线的时间到经由天线接收到的信号的‘接收时间’(例如无线电信号在数字化之后加时间戳的时间)之间会存在接收时间延迟。接收时间延迟可能引起误差。用于减少该误差的一些选项包括对同一接收点中的不同射频链之间的相对时间延迟的校准/补偿,并且还可考虑天线相位中心到物理天线中心的偏移。在校准/补偿之后剩余的误差(如果有的话)是接收定时误差。

从信号发送的角度,从经由天线发送的信号的‘发送时间’(例如无线电信号被加时间戳的时间)到其在天线处被发送的时间之间会存在发送时间延迟。发送时间延迟可能引起误差。用于减少该误差的一些选项包括对同一发送点中的不同射频链的时间戳和天线馈线之间的相对时间延迟的校准/补偿,并且还可考虑天线相位中心到物理天线中心的偏移。在校准/补偿之后剩余的误差(如果有的话)是发送定时误差。

发明人已经认识到可以做出进一步的改进。例如,可以对所述误差做额外的或替代的减少。例如,可以减少接收定时误差和/或接收定时误差。

上述对射频链的校准是在天线馈电点进行的,从而整个射频链在延迟(从时间戳到天线馈电点)方面得到有效的考虑。在发送时,由信号从天线馈电点通过天线辐射器向前传播所引起的延迟不是精确已知的。在接收时,由信号通过天线辐射器向前传播到天线馈电点所引起的延迟不是精确已知的。

本发明应用于传输时间测量、基于传输时间测量的距离测量、涉及传输时间测量的定位方法(位置和/或方位)。

本发明的一个特定应用是在第三代合作伙伴计划(3GPP)规范中的厘米精度定位。在3GPP中,可以使用参考信号来测量传输时间。定位参考信号(PRS)在下行链路中被使用并由用户设备接收。探测参考信号(SRS)在上行链路中被使用并且是用户设备发送的。

发明内容

根据各种但不必是所有实施例,提供了一种装置,包括:

用于获得总延迟误差的部件,当该总延迟误差被加上与第一天线和第二天线之间的参考距离等效的参考时间时,该总延迟误差等于经由第一天线发送的信号的发送时间与经由第二天线接收的信号的接收时间之间的差;

用于测量频率可变第一延迟的部件,频率可变第一延迟与第一天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

用于测量频率可变第二延迟的部件,频率可变第二延迟与第二天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

用于至少根据第一延迟来估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分的部件;以及

用于至少根据第二延迟来估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分的部件。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括:用于使用总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分以使得能够至少减少针对经由第一天线进行的发送的发送定时误差的部件。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括:用于使用总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分以使得能够至少减少针对经由第二天线进行的接收的接收定时误差的部件。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括用于进行以下项的部件:使用总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分,以使得能够减少针对经由第一天线进行的接收的接收定时误差,以及使用总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分,以使得能够减少针对经由第二天线进行的发送的发送定时误差。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括:第一天线和第二天线。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括:

用于将频率可变第一延迟测量为表示经由第一天线发送的信号的发送时间的时间与表示由第一天线反射的该信号的接收时间的时间之间的第一延迟的部件;

用于将频率可变第二延迟测量为表示经由第二天线发送的信号的发送时间的时间与表示由第二天线反射的该信号的接收时间的时间之间的第二延迟的部件。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括用于进行以下项的部件:

估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分,该估计包括将第一缩放因子应用于总延迟误差,其中该缩放因子取决于与第一天线相关联的第一延迟、以及与第二天线相关联的第二延迟;

估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分,该估计包括将第二缩放因子应用于总延迟误差,其中该缩放因子取决于与第一天线相关联的第一延迟、以及与第二天线相关联的第二延迟。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括:

用于通过将第一延迟乘以缩放因子来估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分的部件;以及

用于通过将第二延迟乘以该缩放因子来估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分的部件。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括用于进行以下项的部件:

通过将总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分和总延迟误差的第二部分之和限制为等于总延迟误差,估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分和总延迟误差的第二部分。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括:

将总延迟误差的第一部分估计为总延迟误差乘以第一延迟、再除以第一延迟与第二延迟之和;

将总延迟误差的第二部分估计为总延迟误差乘以第二延迟、再除以第一延迟与第二延迟之和。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括用于进行以下项的部件:

将第一天线和第二天线之间的总延迟误差的第一部分和/或第二部分发送到另一网络实体,或者将使用第一天线和第二天线之间的总延迟误差的第一部分和/或第二部分确定的一个或多个值发送到另一网络实体的部件。

在一些但不必是所有示例中,该装置包括用于进行以下项的部件:

针对装置中的多个不同天线对的集合,测量第一时间与第二时间之间的总延迟误差,第一时间表示经由天线对中的第一天线发送的信号的发送时间,第二时间表示该信号在该天线对中的第二天线处的接收时间,该测量包括从第一时间与第二时间之间的时间差减去表示该天线对中的第一天线与第二天线之间的参考距离的时间;

测量频率可变第一延迟,频率可变第一延迟与该天线对中的第一天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

测量频率可变第二延迟,频率可变第二延迟与该天线对中的第二天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

至少根据第一延迟来估计总延迟误差的、与该天线对中的第一天线相关联的第一部分;

至少根据第二延迟来估计总延迟误差的、与该天线对中的第二天线相关联的第二部分,

其中,装置中的多个不同天线对的所述集合是装置中的所有可能的不同天线对的子集,其中,测量指示在所述集合中的天线对之间存在直接传输路径并且在不在所述集合中的天线对之间不存在直接传输路径。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种方法,包括:

获得总延迟误差,当该总延迟误差被加上与第一天线和第二天线之间的参考距离等效的参考时间时,该总延迟误差等于经由第一天线发送的信号的发送时间与经由第二天线接收的该信号的接收时间之间的差;

测量频率可变第一延迟,频率可变第一延迟与第一天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

测量频率可变第二延迟,频率可变第二延迟与第二天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

至少根据第一延迟,估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分;

至少根据第二延迟,估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分。

在一些但不必是所有示例中,该方法包括:

针对第一天线和第二天线的不同组合、并且/或者在不同频率处,重复上述方法以获得样本,并使用该样本来估计总延迟误差的、预期与天线相关联的部分,该样本包括对总延迟误差的、与所述天线相关联的部分的多个估计。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种计算机程序,包括指令,当所述指令在一个或多个处理器上运行使得能够:

获得总延迟误差,当该总延迟误差被加上与第一天线和第二天线之间的参考距离等效的参考时间时,该总延迟误差等于经由第一天线发送的信号的发送时间与经由第二天线接收的该信号的接收时间之间的差;

测量频率可变第一延迟,频率可变第一延迟与第一天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

测量频率可变第二延迟,频率可变第二延迟与第二天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

至少根据第一延迟,估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分;

至少根据第二延迟,估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种用户设备(UE),包括:

用于接收另一用户设备(UE)的第一天线的天线谐振感应延迟(ARID)的部件;

用于使用另一UE的第一天线的ARID和该UE的第一天线的ARID来补偿该UE中的第一天线与另一UE中的第一天线之间的传输时间或距离的部件,

其中,所述传输时间是在该UE的第一天线与另一UE的第一天线之间发送的信号的发送时间和接收时间之间的差,并且其中天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于使用该UE中的第一天线与另一UE中的第一天线之间经补偿的传输时间或距离,相对于另一UE对该UE定位的部件。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于接收另一UE的第二天线的ARID的部件;

用于使用所接收到的另一UE的第二天线的ARID和该UE的第一天线的ARID,对该UE中的第一天线与另一UE中的第二天线之间的传输时间或距离进行补偿的部件;

和/或

用于使用所接收到的另一UE的第一天线的ARID和该UE的第二天线的ARID,对该UE中的第二天线与另一UE中的第一天线之间的传输时间或距离进行补偿的部件;

和/或

用于使用所接收到的另一UE的第二天线的ARID和该UE的第二天线的ARID,对该UE中的第二天线与另一UE中的第二天线之间的传输时间或距离进行补偿的部件。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括用于进行以下项的部件:使用该UE中的一个或多个天线与另一UE中的一个或多个天线之间经补偿的传输时间或距离,来估计另一UE中相应的一个或多个天线与该UE中相应的一个或多个天线之间的距离,以相对于另一UE对该UE进行定位和/或定向。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备被配置为计算在另一UE处相对于该UE的相位设置,以使得能够同时使用该UE的一个或多个天线和另一UE的一个或多个天线进行波束成形。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备被配置为与另一UE通信以确定另一UE处的天线的数量,并且该用户设备被配置为:针对另一个UE处的每一个天线,从该UE的第一天线向另一UE的天线发送定位信号,并且从另一UE接收另一UE的天线的ARID和距离相关值,该距离相关值取决于定位信号从该UE中的第一天线到另一UE的天线的传输时间。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备被配置为与另一UE通信以确定另一UE处的天线的数量,并且该用户设备被配置为:针对该UE的天线之一(被称为该UE的组合天线)和另一UE处的天线之一(被称为另一UE的组合天线)的每种不同组合:

从该UE的组合天线向另一UE的组合天线发送定位信号,以及

从另一UE接收另一UE的组合天线的ARID和距离相关值,该距离相关值取决于定位信号从该UE的组合天线到另一UE的组合天线的传输时间。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备被配置为与另一UE通信以确定另一UE处的天线数量,并向另一UE通知该UE处的天线数量。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种计算机程序,包括指令,当所述指令在用户设备(UE)的一个或多个处理器上运行时使得能够:

使用所接收到的另一UE的第一天线的天线谐振感应延迟(ARID)和计算出的该UE的第一天线的ARID对该UE中的第一天线与另一UE中的第一天线之间的传输时间或距离进行补偿,

其中,所述传输时间是在该UE的第一天线与另一UE的第一天线之间发送的信号的发送时间和接收时间之间的差,并且其中天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种用户设备(UE)处的方法,包括:

接收另一用户设备(UE)的第一天线的天线谐振感应延迟(ARID);

使用所接收到的另一UE的第一天线的ARID和该UE的第一天线的ARID对该UE中的第一天线与另一UE中的第一天线之间的传输时间或距离进行补偿,

其中,所述传输时间是在该UE的第一天线和另一UE的第一天线之间发送的信号的发送时间和接收时间之间的差,并且其中天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种用户设备(UE),包括:

用于获得距离相关值的部件,该距离相关值取决于从另一用户设备(UE)中的第一天线到该UE中的第一天线的传输时间;

用于估计该UE的第一天线的ARID的部件;

用于使用所测量的该UE的第一天线的ARID对距离相关值进行补偿,并将经补偿的距离相关值或指示经补偿的距离相关值的参数从该UE发送到另一UE的部件,该距离相关值取决于从另一UE中的第一天线到该UE中的第一天线的传输时间。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种用户设备(UE),包括:

用于获得距离相关值的部件,该距离相关值取决于从另一用户设备(UE)中的第一天线到该UE中的第一天线的传输时间;

用于估计该UE的第一天线的ARID的部件;

用于将所确定的距离相关值从该UE中的第一天线发送到另一UE,并发送所测量的该UE的第一天线的ARID以使得能够使用所测量的该UE的第一天线的ARID来对距离相关值进行补偿的部件。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种用户设备(UE),包括:

用于接收对提供针对一个天线或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的请求的部件;

用于作为对请求的应答,提供该UE的至少一个天线的ARID或根据该UE的至少一个天线的ARID确定的信息的部件,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于计算该UE的至少一个天线的ARID的部件。

在一些但不必是所有示例中,作为对请求的应答,提供该UE的至少一个天线的ARID或从该UE的至少一个天线的ARID所确定的信息,包括:作为对请求的应答,针对该UE的多个天线中的每一个天线,提供天线的ARID或从天线的ARID所确定的信息。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于计算该UE的多个天线中的每一个天线的ARID的部件。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于作为对请求的应答,除该UE的至少一个天线的ARID之外还提供距离相关值的部件,该距离相关值取决于该UE的至少一个天线与参考天线之间的传输时间,其中参考天线可选地是该请求的来源的天线。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于作为对请求的应答,提供距离相关值的部件,该距离相关值取决于该UE的至少一个天线与参考天线之间的传输时间,该距离相关值已经使用该UE的至少一个天线的ARID被补偿。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:用于作为对请求的应答,提供距离相关值的部件,该距离相关值取决于该UE的天线与一个或多个参考天线(可选地,所述请求的来源的天线)的不同组合之间的传输时间。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:

第一天线和第二天线;以及

用于获得总延迟误差的部件,当该总延迟误差被加上与第一天线和第二天线之间的参考距离等效的参考时间时,该总延迟误差等于经由第一天线发送的信号的发送时间与经由第二天线接收的该信号的接收时间之间的差;

用于测量频率可变第一延迟的部件,频率可变第一延迟与第一天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

用于测量频率可变第二延迟的部件,频率可变第二延迟与第二天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

用于至少根据第一延迟来估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分,以计算第一天线的ARID或取决于第一天线的ARID的信息的部件;以及

用于至少根据第二延迟来估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分,以计算第二天线的ARID或取决于第二天线的ARID的信息的部件。

在一些但不必是所有示例中,该用户设备包括:

用于接收另一用户设备(UE)的第一天线的天线谐振感应延迟(ARID)的部件;

用于使用另一UE的第一天线的ARID和该UE的第一天线的ARID,对该UE中的第一天线与另一UE中的第一天线之间的传输时间或距离进行补偿的部件,

其中,传输时间是在该UE的第一天线和另一UE的第一天线之间发送的信号的发送时间和接收时间之间的差,并且其中天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种计算机程序,包括指令,当所述指令在一个或多个处理器上运行时使得能够:

接收对提供针对一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的请求;

作为对请求的应答,提供该UE的至少一个天线的ARID,或提供从该UE的至少一个天线的ARID所确定的信息,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种方法,包括:

接收对提供针对一个天线或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的请求;以及

作为对请求的应答,提供该UE的至少一个天线的ARID,或提供从该UE的至少一个天线的ARID所确定的信息,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种无线电通信装置,包括:

用于直接或间接请求用户设备提供针对该UE的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的部件;

用于接收作为应答的以下项的部件:该UE的至少一个天线的ARID或从该UE的至少一个天线的ARID所确定的信息,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置被配置为基站。在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置被配置为用户设备。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置包括:用于请求用户设备(UE)提供针对该UE的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的部件,该部件包括用于使该UE计算该UE的至少一个天线的ARID的部件。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置包括:用于接收作为对请求的应答的以下项的部件:针对该UE的多个天线中的每一个,天线的ARID或从天线的ARID所确定的信息。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置包括:用于接收作为对请求的应答的以下项的部件:除了该UE的至少一个天线的ARID之外还有距离相关值,该距离相关值取决于该UE的至少一个天线与参考天线(可选地,所述请求的来源的天线)之间的传输时间。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置包括:用于接收作为对请求的应答的距离相关值的部件,该距离相关值取决于该UE的至少一个天线与参考天线(可选地,所述请求的来源的天线)之间的传输时间,该距离相关值已经使用UE的至少一个天线的ARID被补偿。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置包括:第一天线和第二天线;以及

用于获得总延迟误差的部件,当该总延迟误差被加上与第一天线和第二天线之间的参考距离等效的参考时间时,该总延迟误差等于经由第一天线发送的信号的发送时间与经由第二天线接收的该信号的接收时间之间的差;

用于测量频率可变第一延迟的部件,频率可变第一延迟与第一天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

用于测量频率可变第二延迟的部件,频率可变第二延迟与第二天线的频率可变复阻抗对发送的信号的反射相关联;

用于至少根据第一延迟来估计总延迟误差的、与第一天线相关联的第一部分,以计算第一天线的ARID或取决于第一天线的ARID的信息的部件;以及

用于至少根据第二延迟来估计总延迟误差的、与第二天线相关联的第二部分,以计算第二天线的ARID或取决于第二天线的ARID的信息的部件。

在一些但不必是所有示例中,该无线电通信装置被配置为用户设备(UE),包括:

用于接收另一用户设备(UE)的第一天线的天线谐振感应延迟(ARID)的部件;

用于使用另一UE的第一天线的ARID和该UE的第一天线的ARID来对该UE中的第一天线与另一UE中的第一天线之间的传输时间或距离进行补偿的部件,

其中,所述传输时间是在该UE的第一天线和另一UE的第一天线之间发送的信号的发送时间和接收时间之间的差,并且其中天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种用户设备(UE),包括:

用于请求另一用户设备提供针对另一UE的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的部件;

用于接收作为应答的以下项:所计算的另一UE的至少一个天线的ARID,或从所计算的另一UE的至少一个天线的ARID所确定的信息。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种计算机程序,包括指令,当所述指令在一个或多个处理器上运行时使得能够:

直接或间接请求用户设备提供针对该UE的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息;

接收作为应答的以下项:该UE的至少一个天线的ARID或从该UE的至少一个天线的ARID所确定的信息,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了一种方法,包括:

直接或间接请求用户设备提供针对该UE的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息;

接收作为应答的以下项:该UE的至少一个天线的ARID或从该UE的至少一个天线的ARID所确定的信息,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

根据各种但不必是所有的实施例,提供了如所附权利要求中所要求的示例。

附图说明

现在将参照附图描述一些示例,其中:

图1示出本文所述的主题的示例;

图2示出本文所述的主题的另一示例;

图3示出本文所述的主题的另一示例;

图4示出本文所述的主题的另一示例;

图5A示出本文所述的主题的另一示例;

图5B示出本文所述的主题的另一示例;

图6A示出本文所述的主题的另一示例;

图6B示出本文所述的主题的另一示例;

图7示出本文所述的主题的另一示例;

图8A示出本文所述的主题的另一示例;

图8B示出本文所述的主题的另一示例;

图8C示出本文所述的主题的另一示例;

图8D示出本文所述的主题的另一示例;

图9A示出本文所述的主题的另一示例;

图9B示出本文所述的主题的另一示例;

图10示出本文所述的主题的另一示例;

图11示出本文所述的主题的另一示例;

图12示出本文所述的主题的另一示例;

图13示出本文所述的主题的另一示例;

图14示出本文所述的主题的另一示例。

具体实施方式

图1示出装置100的示例,装置100包括:用于获得总延迟误差τ

在至少一些示例中,装置100被配置为确定所检测到的经由第一天线12_1发送的信号20的发送时间t1与所检测到的经由第二天线12_2接收的信号20的接收时间t2之间的总延迟误差τ

接收时间t2和发送时间t1之间的时间差Δ是传输时间或飞行时间。

因此:

T

如图2所示,装置100还包括:

用于测量频率可变第一延迟(R

用于测量频率可变第二延迟(R

频率可变意味着参数关于频率变化,使得参数的不同值出现在不同频率处。通过设计,天线的阻抗是频率可变的,从而其作为频率选择性滤波器工作。阻抗是复数,并且因此频率可变阻抗导致频率可变延迟。该延迟关于频率变化,使得不同的延迟值出现在不同频率处。

如图3所示,装置100还包括:

用于至少根据第一延迟R

用于至少根据第二延迟R

装置100例如可以是固定无线电通信设备或移动通信设备。装置100例如可以是诸如基站的网络接入节点(例如,gNB)。装置100例如可以是网络终端。装置100例如可以是用户设备。

天线12_1、12_2可以是能够以操作频率有效地进行发送/接收的任何事物,并且可以是例如单个天线元件或者可以是例如天线元件阵列。

总延迟误差τ

第一延迟R

总延迟误差的、与第一天线12_1相关联的第一部分τ

图4示出可以由装置100执行的方法200的示例。

在框202处,方法200包括:获得总延迟误差τ

在框204处,方法200包括:测量频率可变第一延迟R

在框206处,方法200包括:测量频率可变第二延迟R

在框208处,方法200包括:至少根据第一延迟来估计总延迟误差τ

在框210处,方法200包括:至少根据第二延迟来估计总延迟误差τ

在一些示例中,方法200可以针对第一天线和第二天线的不同组合并且/或者在不同频率处被重复以获得样本,并且使用该样本来估计总延迟误差τ

在一些示例中,总延迟误差τ

在一些示例中,使用具有相同或相似频率的信号20、22A、22B来测量总延迟误差τ

在至少一些示例中,例如当重新校准事件发生或被检测到时,动态地执行方法200。重新校准事件可以例如是:

包括第一天线12_1和第二天线12_2的装置100的移动(例如,定位的改变、方位和/或位置的改变);和/或

可能影响天线的复阻抗的接近检测,和/或

用于定位的信号的频率改变,和/或

天线的阻抗相关值的测量改变。

在至少一些示例中,例如如图5A所示,装置100被配置为使用总延迟误差τ

在至少一些示例中,例如如图5B所示,装置100被配置为使用总延迟误差τ

在至少一些示例中,例如如图5A和图5B所示,装置100被配置为使用总延迟误差τ

图6A示出第一天线12_1和第二天线12_2处于不同的、分开的装置(例如用户设备10_1、10_2)中的示例。在这个远场示例中,与第一天线12_1和第二天线12_2之间的参考距离等效的参考时间T

图6B示出第一天线12_1和第二天线12_2处于同一装置100中的示例。在该示例中,第一天线12_1和第二天线12_2之间的物理距离使得与第一天线12_1和第二天线12_2之间的参考距离等效的参考时间T

装置100例如可以是固定无线电通信设备或移动通信设备。装置100例如可以是诸如基站的网络接入节点(例如,gNB)。装置100例如可以是网络终端。装置100例如可以是用户设备10。

装置100包括第一天线12_1和第二天线12_2。

在至少一些但不必是所有的示例中,第一天线12_1和第二天线12_2位于固定间隔距离处。在其他示例中,用户设备10是灵活的,并且第一天线12_1和第二天线12_2位于可变间隔距离处。在该示例中,当用户设备10处于第一天线12_1和第二天线12_2之间具有已知物理间隔距离的已知配置中时,可以进行校准。

返回参考图2,装置100包括:

部件14_1,用于将频率可变第一延迟R

部件14_2,用于将频率可变第二延迟R

第一天线延迟表示被第一天线12_1内部反射的信号的发送和接收之间的时间。第二天线延迟表示被第二天线12_2内部反射的信号的发送和接收之间的时间。

在下面的工作中,时间差Δ是接收时间t2和发送时间t1之间的时间。它是传输时间或飞行时间。τ

如前面描述的,装置100包括:

用于获得总延迟误差τ

用于测量频率可变第一延迟R

用于测量频率可变第二延迟R

用于至少根据第一延迟R

用于至少根据第二延迟R

至少根据与第一天线12_1相关联的第一延迟R

在一些示例中,第一部分τ

在一些示例中,通过将第一缩放因子应用于总延迟误差τ

在一些示例中,通过将第一延迟R

T

T

在至少一些示例中,缩放因子是相同的:

T

在一些示例中,通过将总延迟误差τ

T

从[1]和[2]得出:T

a R

a=T

T

因此,在一些示例中,通过将总延迟误差T

通过从传输时间中减去参考时间T

T

T

可以从参考距离R

图7示出包括多个天线12的布置的装置100(例如,用户设备10)的示例。在该示例中,天线12_1、12_2、12_3、12_4是分离的。

每对天线12_i、12_j(组合(i,j))具有天线间参考时间T

每个天线12具有相关联的延迟。因此,天线的组合(i,j)具有第一延迟R

对天线12_i、12_j的每个组合(i,j),估计总延迟误差T

如前面所描述,在一些示例中,(在相同或不同频率处)针对装置100的天线12_i、12_j的不同组合(i,j)执行方法200。

在一些示例中,针对装置100的天线12_i、12_j的所有不同组合(i,j)执行方法200。

在一些示例中,针对装置100的天线12_i、12_j的所有不同组合(i,j)的子集执行方法200。

例如,在至少一些示例中,装置100包括:

a)用于针对装置中多个不同的天线对的集合来测量第一时间与第二时间之间的总延迟误差τ

b)用于测量频率可变第一延迟R

c)用于测量频率可变第二延迟R

d)用于至少根据第一延迟来估计总延迟误差τ

用于至少根据第二延迟来估计总延迟误差τ

其中,装置中的多个不同天线对的集合是装置中所有可能的不同天线对的子集,其中,测量指示在集合中的天线对之间存在直接传输路径,而在不在集合中的天线对之间不存在直接传输路径。

在一些示例中,当针对集合中的天线对之间的传输的第一时间与第二时间之间的时间差Δ在表示该天线对之间的参考距离的时间T

在一些示例中,当针对集合中的天线对之间的传输的第一时间与第二时间之间的时间差Δ在表示该天线对之间的参考距离的时间T

在一些示例中,当集合中的天线对之间的耦合功率高于第一阈值时,测量指示在该天线对之间存在直接传输路径。在一些示例中,当集合中的天线对之间的耦合功率低于第二阈值时,测量指示在该天线对之间不存在直接传输路径,在一些示例中,该第二阈值可以是第一阈值。

在其他示例中,基于耦合信号的耦合强度和/或功率延迟分布来选择具有直接传输路径的天线对。

可针对天线12_i和其他天线(其中存在直接传输路径)的每个配对来估计总延迟误差的、与天线12_i相关联的部分τ

在一些示例中,装置100被配置为不仅确定第一天线12_1与第二天线12_2之间的总延迟误差τ

在一些示例中,所述通信是用户设备(UE)到UE或者UE到基站或发送接收点(TRP)。

第一天线12_1与第二天线12_2之间的总延迟误差τ

总延迟误差的、与第一天线12_1相关联的第一部分τ

在下文中,ARID信息30的传输由此是指第一天线12_1与第二天线12_2之间的总延迟误差τ

ARID信息30是能够补偿ARID的信息。

因此,在一些示例中,装置100包括用于进行以下项的部件:向另一网络实体发送第一天线12_1与第二天线12_2之间的总延迟误差τ

在一些示例中,在UE、基站或在网络功能(诸如位置管理功能)处进行位置估计计算。可以重新设计现有消息以包括ARID信息30(诸如用于将信息从UE传输到LMF的消息和/或用于将信息从gNB传输到LMF的消息)。例如,由UE上报的UE定位辅助信息可以被增广以包括附加的ARID信息。

图8A至8D示出各种示例。在这些示例中,用户设备10_1执行方法200以产生ARID信息30。

在图8A、图8B、图8C中,ARID信息30被发送到另一网络实体80。另一网络实体80例如可以是另一UE或基站。

在图8C中,ARID信息在被传输到另一网络实体80_2之前被发送到一个网络实体80_1。

在一些示例中,ARID信息30可以用于在定位UE10_1时提高精度。

可以在UE 10_1(图8A、图8D)处或在网络实体80、80_2(图8B、图8C)处执行定位220。

当在UE 10_1(图8A,8D)处执行定位220时,网络传输时间T或经补偿的网络传输时间T-τ

另一网络实体80、80_1例如可以是另一UE或基站。

应当注意的是,网络传输时间T是不同网络实体(例如UE10_1和参考网络实体80、80_1)之间的传输时间。它是装置间的传输时间。这与装置内的传输时间Δ不同。在下文中,组合(i,j)因此表示不同网络实体中的天线。在下文中,索引i将表示UE10_1,而索引j将表示网络实体80、80_1。

在一个示例(图8A)中,网络实体80是UE。UE 10_1包括:用于向第二UE 80发送所确定的距离相关值32(例如,第一UE 10_1中的第一天线12_1与参考天线(在该示例中为第二UE 80中的第二天线12_2)之间的网络传输时间T)的部件;以及用于发送所测量的UE 10_1的第一天线12_1的ARID信息30,以使得能够使用所测量的UE 10_1的第一天线12_1的ARID来补偿距离相关值(传输时间)的部件。

第二UE 80确定第二UE 80的第二天线12的ARID信息,并使用所接收的UE 10_1的第一天线12_1的ARID 30和所确定的第二UE 80的第二天线12的ARID来补偿距离相关值(网络传输时间)。

在其他示例(图8B、图8C)中,UE 10_1包括用于发送所测量的UE 10_1的第一天线12_1的ARID信息30,以使得能够使用所测量的UE 10_1的第一天线12_1的ARID信息30来补偿距离相关值(例如,第一UE 10_1中的第一天线12_1与参考天线(在该示例中为网络实体80、80_1中的第二天线12_2)之间的传输时间)的部件。网络实体80、80_2包括用于获得或确定参考天线第二天线12(在该示例中为网络实体80、80_1中的第二天线12_2)的ARID信息的部件。

网络实体80、80_1使用所接收的UE 10_1的第一天线12_1的ARID 30和所确定的参考天线(在该示例中为网络实体80、80_1的第二天线12)的ARID来补偿距离相关值(网络传输时间)。在一些示例中,网络实体80是UE。在一些示例中,网络实体80_1是基站,在其他示例中,网络实体80_1是用户设备。

在图8A中,第二UE 80包括部件220,部件220用于确定距离相关值32(例如第一UE10_1中的第一天线12_1和第二UE 80中的第二天线12_2之间的网络传输时间),并使用所接收的UE 10_1的第一天线12_1的ARID 30和所确定的第二UE 80的第二天线12的ARID来补偿距离相关值(网络传输时间)。

在图8C中,网络实体80_2包括部件220,部件220用于确定距离相关值32(例如第一UE 10_1中的第一天线12_1与网络实体80中的第二天线12_2之间的网络传输时间),并使用所接收的UE 10_1的第一天线12_1的ARID 30和所接收的第二UE 80的第二天线12的ARID30来补偿距离相关值(网络传输时间)。

参考图8B,在一些示例中,网络实体80是用户设备(UE)。在一些示例中,用户设备(UE)80包括:

用于接收另一用户设备(UE)10_1的第一天线12_1的天线谐振感应延迟(ARID)30的部件;

用于使用另一UE 10_1的天线12_1的ARID 30和UE 80的天线12的ARID来补偿UE80中的天线12与另一UE 10_1中的天线12之间的(网络)传输时间或距离的部件,

其中,(网络)传输时间是在UE 80的天线12和另一UE 10_1的天线12之间发送的信号的发送时间和接收时间之间的差,并且其中天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

在至少一些示例中,UE 80被配置为使用UE 80中的天线与另一UE 10_1中的天线12之间的经补偿的(网络)传输时间或距离,以相对于另一UE 10_1对UE 80定位,反之亦然。

在图8D所示的示例中,UE 10_1包括:

用于根据从另一用户设备(UE)80中的天线12到UE 10_1中的第一天线12_1的(网络)传输时间来确定距离相关值的部件;

用于估计UE 10_1的第一天线12_1的ARID的部件;

用于使用所测量的UE的第一天线12_1的ARID来补偿距离相关值的部件,该距离相关值取决于从另一UE 80中的天线12到UE 10_1中的第一天线12_1的传输时间。

可选地,UE 10_1包括用于将经补偿的距离相关值32或指示经补偿的距离相关值的参数从UE 10_1发送到网络实体80、80_2的部件。

在以上示例中,网络实体80、80_1、80_2在一些示例中可以接收UE 10_1的一个或多个其他天线的ARID 30。

在一些示例中,网络实体80、80_2被配置为使用所接收的UE10_1的天线12_1的ARID和网络实体80、80_1的天线12_1的ARID来补偿网络实体80、80_1中的天线12_1与UE10_1中的天线12_1之间的网络传输时间或距离。

在一些示例中,网络实体80、80_2被配置为使用所接收的UE10_1的天线12_1的ARID 30和网络实体80、80_1的另一天线12_2的ARID来补偿网络实体80,80_1中的另一天线12_2与UE 10_1中的天线12_1之间的网络传输时间或距离。

在一些示例中,网络实体80、80_2被配置为使用所接收的UE 10_1的另一天线12_2的ARID 30和网络实体80、80_1的天线12_1的ARID来补偿网络实体80、80_1中的天线12_1与UE 10_1中的另一天线12_2之间的网络传输时间或距离。

在一些示例中,网络实体80、80_2被配置为使用所接收的UE 10_1的另一天线12_2的ARID 30和网络实体80、80_1的另一天线12_2的ARID来补偿网络实体80中的另一天线12_2与UE 10_1中的另一天线12_2之间的网络传输时间或距离。

通常,网络实体10_1、80、80_2被配置为使用UE 10_1的天线12_i的ARID和参考天线12_j的ARID来补偿(例如网络实体80中的)网络参考天线12_j与UE 10_1中的天线12_i之间的网络传输时间或距离。

网络实体10_1、80、80_1例如可以被配置为使用一个或多个网络参考天线与UE10_1中的一个或多个天线之间的经补偿的传输时间或距离来估计相应的参考天线与UE10_1中相应的一个或多个天线之间的距离,以相对于参考天线12_j对UE 10_1定位,反之亦然。

应当理解的是,单个实体可以执行关于图8A、图8B、图8C、图8D所描述的任何角色或角色的任何组合。

图9A、图9B、图10示出用于至少两个UE 10_1、10_2之间的通信的不同布置。

在这些示例中,中心UE(UEc)与一个或多个外围UE(UE)通信。术语“中心”用于指示中心UE(UEc)是与一个或多个从设备或被查询设备通信的主设备或查询设备。它并不意味着特定的物理布置。术语“外围”用于指示外围设备是从设备或被查询设备。它并不意味着特定的物理布置。在不添加任何信息的情况下,术语“中心”可以由“查询”代替,而术语“外围”可以由“被查询”代替。

在图9A中,中心UE(UEc)与一个或多个外围UE(UE)通信。

在图9B中,网络实体80(gNB)经由中心UE(UEc)10_2与一个或多个外围UE(UE)10_1通信。在图10中,中心UE(UEc)10_2与多个外围UE(UE)10_1A、10_1B、10_1C通信,或者与外围UE 10_1的多个天线通信。

图10所示的对多个外围UE(多个天线)的扩展也可以在UE 10_1处对图9A和9B进行。对多个天线的扩展还可以在UE 10_2处对图9A和9B进行。

图9A、图9B、图10所示的示例可以与图8A、图8B、图8C、图8D所示的方法相结合。在一些示例中,从UEc到外围UE的通信触发外围UE执行图8A、图8B、图8C、图8D所示的方法之一。在一些示例中,从UEc到外围UE的通信选择图8A、图8B、图8C、图8D所示的哪一个方法是由外围UE执行的。

在图9A、图9B、图10的示例中,无线电通信装置10_2、80(例如UE或gNB)包括:

用于直接或间接请求32用户设备10_1提供针对UE 10_1的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息30的部件;

用于接收作为应答的以下项的部件:UE 10_1的至少一个天线的ARID 30,或取决于UE10_1的至少一个天线的ARID的信息30,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开天线12所花费的时间,并且取决于天线12的复阻抗。

在图9A中,UE 10_2包括:

用于直接请求用户设备10_1提供针对UE10_1的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息30的部件;

用于接收作为应答的以下项的部件:UE 10_1的至少一个天线的ARID 30,或取决于UE10_1的至少一个天线的ARID的信息30,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

在图9B中,网络实体80(例如,gNB)包括:

用于经由UE 10_2(UEc)间接地请求用户设备10_1提供针对UE10_1的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息30的部件;

用于(直接或间接)接收作为应答的以下项的部件:UE 10_1的至少一个天线的ARID 30,或取决于UE10_1的至少一个天线的ARID的信息30,

其中,天线的ARID是所施加的信号离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

外围UE 10_1包括:

用于接收对提供一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息30的请求32的部件;

用于提供作为对请求32的应答的以下项的部件:UE的至少一个天线的ARID 30或取决于UE的至少一个天线的ARID的信息30,其中天线12的ARID是所施加的信号20离开该天线所花费的时间,并且取决于该天线的复阻抗。

该应答可以包括针对多个不同天线的ARID中的针对单个天线的ARID。

如前面描述,在至少一些示例中,UE 10_1包括用于计算UE的至少一个天线的ARID的部件。

例如,用户设备10_1可以包括第一天线12_1和第二天线12_2;以及用于获得总延迟误差τ

用于测量频率可变第一延迟R

用于测量频率可变第二延迟R

用于至少根据第一延迟R

用于至少根据第二延迟R

根据环境,用户设备可以被配置作为中心UE或外围UE来操作。

在图10中,标签10_1A、10_1B、10_C可以指不同的用户设备10_1或者可以指用户设备10_1的不同天线。

在一些示例中,中心用户设备UEc 10_2被配置为与外围UE 10_1通信以确定外围UE 10_1处的天线数量,并且被配置为针对外围UE 10_1处的天线A、B、C中的每一个,从中心UE 10_2的天线向外围UE 10_1的天线发送定位信号,并从外围UE 10_1接收外围UE 10_1的相应天线的ARID 30以及距离相关值,该距离相关值取决于定位信号从中心UE 10_2中的天线12到外围UE 10_1的相应天线的传输时间。

在一些示例中,中心用户设备UEc 10_2被配置为与外围UE 10_2通信,以确定外围UE 10_2处的天线数量,并且被配置为针对中心UE 10_2的天线之一(称为中心UE的组合天线)和外围UE 10_1的天线之一(称为外围UE的组合天线)的每种不同组合进行以下项:

从中心UE 10_2的组合天线向外围UE 10_1的组合天线发送定位信号,以及

从外围UE 10_1接收外围UE 10_1的组合天线的ARID 30以及距离相关值,该距离相关值取决于定位信号从中心UE 10_2的组合天线到外围UE 10_1的组合天线的传输时间。

在一些示例中,中心UE 10_2被配置为与外围UE进行通信,以确定外围UE 10_1处的天线数量,并将第一UE处的天线数量通知给外围UE 10_1。

中心UE 10_2与一个或多个外围UE 10_1之间的通信使得实现了相应的UE 10_1、10_2的天线的精确相对定位。这又使得实现了UE相对于彼此的精确相对定位。

在一些示例中,UE的天线的精确相对定位可用于创建波束成形阵列,该波束成形阵列使用不同UE的天线。例如,中心UE 10_2可以被配置为计算外围UE处的相对相位设置,以使得能够同时使用中心UE 10_2的一个或多个天线和外围UE 10_1的一个或多个天线进行波束成形。这可以用于提高有效天线增益。

作为对从外围UE 10_1接收外围UE 10_1的组合天线的ARID 30和取决于定位信号从中心UE 10_2中的组合天线到外围UE 10_1的组合天线的传输时间的距离相关值的代替,中心UE 10_2可以接收取决于第一UE的天线和第二UE的天线的不同组合之间的传输时间且取决于计算出的第一UE的天线的ARID和所传送的第二UE的天线的ARID的距离相关值。

因此,用户设备UE可以包括:

用于请求另一用户设备提供针对另一UE的一个或多个天线的天线谐振感应延迟(ARID)信息的部件;

用于接收作为应答的以下项的部件:计算出的另一UE的至少一个天线的ARID,或取决于计算出的另一UE的至少一个天线的ARID的信息。

下面描述了导出用于增强覆盖的阵列配置中所使用的装置的装置间间隔的过程。

新无线电(NR)版本15(及以上版本)中的随机接入过程已被规定为遵从5G网络中的基于波束架构的底层物理层(PHY)操作。存在两种随机接入信道(RACH)过程,即无竞争(CFRA)和基于竞争(CBRA)。后者可以是2个步骤和4个步骤,其中在每个步骤中在UE和gNB之间发生消息交换。4步骤版本包括Msg1(上行链路)、Msg2(下行链路)、Msg3(上行链路)、Msg4(下行链路)。

随机接入失败的一个原因是gNB不能接收和成功解码从连接的UE发送的上行链路消息(例如,msg3)。该问题直接影响小区大小,或者等同地,影响UE能够连接到给定gNB的物理限制。

可以通过使用高增益定向波束来提高增益,然而,并非所有的UE都具有能够进行高增益波束转向的天线阵列。然而,若干UE可被配置为通过一起形成波束成形阵列来协作以增加发送功率。这可以在需要增加天线增益性能时使用,例如,在蜂窝覆盖差的远程位置的E911呼叫。

建立若干单独UE的天线阵列配置需要UE的天线的精确定位。对于元件之间的不同波长,两个天线阵列元件之间在给定角度方向上形成波束所需的相移取决于它们之间的间隔。

当使用单独UE来形成天线阵列时,它们可以由用户以ad hoc方式放置。如此,可知天线阵列配置中UE之间的单独和非均匀间隔对于确保最佳波束是重要的。

当设备间间隔未知时,SRS扫描过程将需要更多配置的波束来以确保覆盖整个角空间,但当设备间距离已知时,需要的波束较少。

与设备间间隔未知的配置相比,当例如高达50%的设备间距离已知时,所获得的天线增益也更高。

形成天线阵列的UE将自动确定设备(元件)间距离,并根据可用的天线增益和所需的码本条目来优化波束扫描过程。

对于用于厘米定位精度的设备上的每个天线,或需要估计两个设备之间的距离的任何其他应用,可以为其定义天线谐振感应延迟(ARID),例如τ

遵从3GPP的手持设备将必须支持用于低于1GHz的频带的2×2下行链路MiMo和用于高于1GHz的频带的4×4下行链路MiMo。如此,多个设备形成类似设备阵列的配置以在FR1内的低频带频率增强覆盖的过程将很可能在低频带(例如,725MHz)上发送和接收数据信号,但是可以使用更高的频率(例如,3.5GHz)来估计设备间距离。使用更高频率用于设备间距离估计的优点是更短的波长和两倍数量的天线(4而不是2)。

辐射图的相位中心偏移(PCO)变化取决于各个天线之间的传播路径的角方向,并且对于一些角方向,可以影响大于±波长的延迟结果。如此,在一些情况下,为了精确的设备间距离估计,该附加延迟误差贡献(τ

设备之间的误差延迟补偿值τ

可以通过在设备上的所有高频带天线之间执行设备间延迟测量来使PCO变化误差最小化。通过利用两个设备间的所有可用天线对来实现τ

在图11中示出了消除来自τ

步骤501:在主导UE 10_2和第一连接UE10_1之间建立传统连接。这可以是侧链路、蓝牙、WiFi等。

步骤502:在所涉及的UE之间建立传统设备阵列配置。

步骤503:主导UE 10_2询问第一支持UE 10_1是否支持τ

步骤504:第一支持UE 10_1通知主导UE 10_2关于其针对τ

步骤505:主导UE 10_2基于所支持的天线的数量来分配所需数量的定位参考信号。

步骤506:主导UE 10_2通知第一支持UE 10_1对于所分配的定位参考信号使用哪个天线。

步骤507:用于第一支持UE上的第一天线的PCO延迟误差补偿过程。

步骤508:主导UE 10_2利用第一天线发送第一定位参考信号。

步骤509:第一支持UE1 0_1利用第一天线接收第一定位参考信号。

步骤510:第一支持UE 10_1利用第一天线应答第一定位参考信号,第一天线包括传统RTT信息。

步骤511:第一支持UE 10_1向主导UE 10_2通知用于第一天线的τ

步骤512:主导UE10_2针对两个天线(主导UE 10_2处的第一天线和第一支持UE10_1处的第一天线)计算RTT值,该RTT值包括τ

步骤513:主导UE 10_2使用第n个天线发送第n个定位参考信号。

步骤514:第一支持UE用第一天线接收第n个定位参考信号。

步骤515:第一支持UE10_1利用第一天线应答第n个定位参考信号,第一天线包括传统RTT信息。

步骤516:主导UE 10_2针对两个天线(主导UE 10_2处的第n个天线和第一支持UE10_1处的第一天线)计算RTT值,该RTT值包括τ

步骤517:用于第一支持UE 10_1上的第二天线的PCO延迟误差补偿过程。

步骤518:用于第一支持UE 10_1上的第p个天线的PCO延迟误差补偿过程。

步骤519:主导UE10_2现在可以估计两个UE 10_1、10_2之间的距离,包括针对τ

在主导UE和所有支持UE之间执行上述过程。

下面描述对具有高级定时精度的设备的天线谐振感应延迟偏移进行自适应设备校准的过程。

当需要高定时精度(例如厘米定位精度)时,设备被配置为估计并校正天线谐振感应延迟值。这些误差值将随着设备及其天线周围的环境改变而动态改变。如此,设备处的自适应过程用于补偿这些误差值。

该过程的第一步是测量设备上的各个天线之间的延迟,并将其与设备上的各个天线之间已知的物理距离进行比较。

第二步是测量每个天线处反射的信号的延迟,以导出两个天线之间的有效比率(称为反射延迟比(RDr))。然后可以使用与从第一步得到的值组合的RDr来导出由设备上每个天线的谐振引起的延迟误差。

对于需要厘米定位精度的任何设备,都需要高定时精度,这是因为1cm等于33ps的传输时间。3GPP中的定时误差组(TEG)参数旨在包含将对厘米定位精度引入相关定时误差的所有相关分量。

发送(Tx)定时误差:从信号发送的角度,从数字信号在基带中产生的时间到射频(RF)信号从Tx天线被发送的时间之间将存在时间延迟。为了支持定位,UE/TRP可以为下行链路(DL)PRS/上行链路(UL)SRS信号的传输实现对Tx时间延迟的内部校准/补偿,其还可以包括对相同TRP/UE中的不同RF链之间的相对时间延迟的校准/补偿。该补偿还可考虑Tx天线相位中心相对于物理天线中心的偏移。然而,校准可能不是完美的。校准后剩余的Tx时间延迟或未校准的Tx时间延迟被定义为Tx定时误差。

接收(Rx)定时误差:从信号接收的角度,从RF信号到达Rx天线的时间到信号在基带被数字化和加时间戳的时间之间将存在时间延迟。为了支持定位,UE/TRP可在其报告从DL PRS/UL SRS信号获得的测量之前实现对Rx时间延迟的内部校准/补偿,其还可包括对同一TRP/UE中的不同RF链之间的相对时间延迟的校准/补偿。该补偿还可考虑Rx天线相位中心相对于物理天线中心的偏移。然而,校准可能不是完美的。校准后剩余的Rx时间延迟或未校准的Rx时间延迟被定义为Rx定时误差。

到目前为止,所讨论的TEG分量中没有一个处理来自天线本身的谐振的附加延迟。该延迟不是静态的,并且将取决于天线的当前复阻抗和Q因子,复阻抗和Q因子将随着天线周围的环境条件改变而改变。这可能是由于动态用户交互或者甚至是半静态的情况(如设备在不同类型的材料(例如在口袋中、在背包中、在桌子上等)上的物理放置)引起的。由于天线的谐振而增加的误差可以是1ns量级,其转换为33cm的位置精度,在需要厘米范围的精度的情况下,这显然是需要处理的因素。

以下段落将集中于设备上的自适应内部校准过程,以补偿由天线的谐振所增加的延迟。可以将经补偿的延迟值添加到3GPP中定义的TEG参数中以用于厘米定位精度。

迄今为止,3GPP中讨论的TEG分量中没有一个提到将天线的谐振作为定时误差源。

用于估计每个天线的附加天线谐振延迟的该自适应内部校准过程的基本构思是执行天线之间的内部耦合测量。

可以导出每个耦合测量的延迟,并将其与所使用的参考设备上的各个天线之间的已知物理距离进行比较。

重要的是,两个天线之间的耦合足够高,以确保导出的延迟是直接耦合路径,而不是随机反射路径的组合。

在相互耦合非常低的情况下,不使用它们。这也可以通过对所测量的相互耦合信号执行功率延迟分布(PDP)转换来验证。例如:天线之间的低耦合导致绝对延迟值相比与作为物理距离的函数的期望值过高。

存在来自天线自身的谐振的延迟贡献(天线的谐振可以与并联谐振器等效)。如此,该延迟贡献将取决于天线在给定频率下的复阻抗值,由此,这些值将动态地改变并且必须被自适应地更新。

估计单个天线谐振感应延迟(ARID)补偿值的步骤为:

可以导出以下四个等式:

物理距离T

对于天线对12_i和12_j,即组合(i,j):T

其中T

在具有4个天线的UE中,可能的天线对组合是(1,2)、(1,3)、(1,4)、(2,3)、(2,4)、(3,4)。如果由于耦合差而忽略(1,3)和(2,4),则剩余的组合是(1,2)、(1,4)、(2,3)、(3,4)。这导致产生四个方程,但没有唯一解,因此执行估计。

该估计过程中的第一步是测量反射信号的延迟。

在每个天线10_i、10_j处的反射信号的模拟或测量延迟R

对于组合(i,j),RDr(i)=R

τ

τ

可以为所有已知的天线组合计算RDr,并且可以为每个天线导出近似的平均误差延迟,例如,通过对天线谐振感应延迟值求平均。

这个构思对于仅两个天线是有效/有用的,但对更多天线是更精确的。天线数量少的设备可以使用不同的频率范围以提高精度。

延迟校正因子对于手持设备是动态的,并且延迟误差贡献对于厘米精度是显著的。

天线的Q和天线的复阻抗匹配都将影响误差贡献,由此,特别是对于手持设备而言,自适应地校正误差贡献。

图12示出当需要厘米精度时可以自适应地激活的方法600。

步骤601:获得天线之间的物理距离。这可以是存储在设备上的一次性测量。物理距离可以例如通过测量、通过接收数据或通过从存储器中读取数据来获得。

步骤602:在设备的当前条件下测量设备的天线之间的相互耦合。

步骤603:确定哪些耦合对于天线误差延迟估计是有效的。

步骤604:在设备的当前条件下测量有效天线集合的反射耦合延迟。

步骤605:计算每个天线集合的缩放因子RDr。

步骤606:估计每个天线的误差延迟。

因此,在具有多个天线的设备上测量的天线端口反射延迟被用于校正所测量的天线之间的延迟。

这使得对于手持设备能够实现厘米定位精度。

图13示出适用于在装置100中使用的控制器400的示例。控制器400的实现方式可以是控制器电路。控制器400可以单独以硬件实现,具有某些软件(单包括固件)方面,或者可以是硬件和软件(包括固件)的组合。

如图13所示,控制器400可以使用实现硬件功能的指令来实现,例如,通过使用通用或专用处理器402中的计算机程序406的可执行指令来实现,该可执行指令可以存储在计算机可读存储介质(盘、存储器等)上以由该处理器402执行。

处理器402被配置为从存储器404进行读取并向存储器404进行写入。处理器402还可以包括输出接口和输入接口,数据和/或命令经由输出接口被处理器402输出,数据和/或命令经由输入接口被输入到处理器402。

存储器404存储计算机程序406,计算机程序406包括计算机程序指令(计算机程序代码),该计算机程序指令在被加载到处理器402中时控制装置100的操作。计算机程序406的计算机程序指令提供逻辑和例程,该逻辑和例程使装置能够执行附图中所示的方法。通过读取存储器404,处理器402能够加载和执行计算机程序406。

因此,装置100包括:

至少一个处理器402;以及

包括计算机程序代码的至少一个存储器404

至少一个存储器404和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器402一起,使装置100至少执行:

获得总延迟误差τ

测量频率可变第一延迟R

测量频率可变第二延迟R

至少根据第一延迟来估计总延迟误差τ

至少根据第二延迟来估计总延迟误差τ

如图14所示,计算机程序406可以经由任何适当的递送机构408到达装置100。递送机构408可以是例如机器可读介质、计算机可读介质、非瞬态计算机可读存储介质、计算机程序产品、存储器设备、记录介质(诸如光盘只读存储器(CD-ROM)或数字多功能盘(DVD)或固态存储器)、包括或有形地实现计算机程序406的制品。该递送机构可以是被配置为可靠地传输计算机程序406的信号。装置100可以将计算机程序406作为计算机数据信号传播或发送。

计算机程序指令,用于使得装置执行至少以下各项,或用于执行至少以下各项:

获得总延迟误差τ

测量频率可变第一延迟R

测量频率可变第二延迟R

至少根据第一延迟来估计总延迟误差τ

至少根据第二延迟来估计总延迟误差τ

计算机程序指令可以被包括在计算机程序,非瞬态计算机可读介质、计算机程序产品、机器可读介质中。在一些但不必是所有示例中,计算机程序指令可以分布在多于一个计算机程序上。

尽管存储器404被示出为单个组件/电路,但是它可以被实现为一个或多个分离的组件/电路,其中的一些或全部可以是集成的/可移除的并且/或者可以提供永久的/半永久的/动态的/高速缓存的存储。

尽管处理器402被示出为单个组件/电路,但是它可以被实现为一个或多个分离的组件/电路,其中的一些或全部可以是集成的/可移除的。处理器402可以是单核或多核处理器。

对‘计算机可读存储介质’、‘计算机程序产品’、‘有形实现的计算机程序’等,或‘控制器’、‘计算机’、‘处理器’等的引用应被理解为不仅涵盖具有不同架构(诸如单/多处理器架构和串行(冯·诺伊曼)/并行架构之类)的计算机,而且还涵盖诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用电路(ASIC)、信号处理设备和其他处理电路之类的专用电路。对计算机程序、指令、代码等的引用应被理解为涵盖用于可编程处理器的软件或固件,例如硬件设备的可编程内容,无论是用于处理器的指令,还是用于固定功能的设备、门阵列或可编程逻辑设备等的配置设置。

如本申请中所使用,术语‘电路’可指以下各项中的一项或多项或全部:

(a)仅硬件电路的实现(诸如仅模拟和/或数字电路的实现),以及

(b)硬件电路和软件的组合,诸如(如适用):

(i)(多个)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合,以及

(ii)具有软件的(多个)硬件处理器(包括(多个)数字信号处理器)、软件以及(多个)存储器的任何部分,它们一起工作以使得诸如移动电话或服务器的装置执行各种功能,以及

(c)需要软件(例如,固件)进行操作的(多个)硬件电路和/或(多个)处理器,诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分,但是当不需要该软件进行操作时,该软件可以不存在。

电路的该定义适用于该术语在本申请中的所有使用,包括在任何权利要求中的使用。作为另一示例,如本申请中所使用,术语电路还涵盖仅硬件电路或处理器及其伴随软件和/或固件的实现方式。术语电路还涵盖(例如且如果适用于特定权利要求元素)用于移动设备的基带集成电路、或者服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路、。

附图中所示的框可以表示方法中的步骤和/或计算机程序406中的代码部分。对框的特定顺序的说明不必暗示针对框所需或优选的顺序,并且框的顺序和布置可以变化。此外,可以省略一些框。

在已经描述了结构特征的情况下,可以以用于执行该结构特征的一个或多个功能的部件来替换该结构特征,无论该功能或这些功能是否被明确地或隐含地描述。

这里使用的‘模块’指的是不包括将由终端制造商或用户添加的某些部件/组件的单元或装置。UE可以是模块。

上面描述的示例可应用于实现以下组件:

汽车系统;电信系统;包括消费电子产品的电子系统;分布式计算系统;用于生成或渲染媒体内容(包括音频、视频和视听内容以及混合、中介、虚拟和/或增强现实)的媒体系统;个人系统,包括个人健康系统或个人健身系统;导航系统;用户接口,也称为人机接口;网络,包括蜂窝、非蜂窝和光网络;ad-hoc网络;因特网;物联网;虚拟化网络;以及相关的软件和服务。

术语“包括”在本文中以包含性而非排他性的含义使用。即,对包括Y的X的任何引用表示X可以仅包括一个Y或可以包括多于一个Y。如果旨在使用具有排他性含义的‘包括’,则在上下文中通过提及“仅包括一个”或通过使用“组成”使其变得清楚。

在本说明书中,参考了各示例。关于示例对特征或功能的描述指示那些特征或功能已存在于该示例中。无论是否明确陈述,术语‘示例’或‘例如’或‘可能’或‘可以’在文中的使用表示这样的特征或功能至少存在于所描述的示例中,而无论是否被描述为示例,并且它们可以但不必存在于一些或所有其他示例中。因此,示例’、‘例如’、‘可能’或‘可以’是指一类示例中的特定实例。实例的属性可以是仅该实例的属性,或所述一类的属性,或所述一类的包括所述一类中的一些但不是所有实例的子类的属性。因此,隐含公开了参考一个示例而未参考另一示例描述的特征可以在可能的情况下作为工作组合的一部分用于该另一示例中,但并不是必须用于该另一示例中。

尽管在前面的段落中已经参考各示例描述了示例,但是应当理解的是,在不脱离权利要求的范围的情况下,可以对给出的示例进行修改。

在前面的描述中所描述的特征可以在除了上面明确描述的组合之外的组合中使用。

尽管已经参考某些特征描述了功能,但是这些功能都可以由其他特征来执行,无论是否被描述。

尽管已经参考某些示例描述了特征,但是这些特征也可以存在于其他示例中,无论是否被描述。

术语‘一’或‘该’在本文中以包含性而非排他性的含义使用。即,除非上下文明确指出相反情况,否则对包括一个/该Y的X的任何引用表示X可仅包括一个Y或可包括多于一个Y。如果旨在使用具有排他性含义的‘一’或‘该’,则将在上下文中使其变得清楚。在一些情况下,‘至少一个’或‘一个或多个’的使用可用于强调包含性含义,但这些术语的缺失不应被理解为对任何排他性含义的暗示。

权利要求中特征(或特征组合)的存在是对该特征(或特征组合)本身以及实现基本相同技术效果的特征(等同特征)的引用。等同特征包括例如作为变体且以基本相同的方式实现基本相同的结果的特征。等同特征包括例如以基本相同的方式执行基本相同的功能以实现基本相同的结果的特征。

在本说明书中,已经参考使用形容词或形容词短语的各种示例来描述示例的特性。与示例相关的对特性的这种描述指示该特性在一些示例中完全如所描述的那样存在,且在其他示例中基本上如所描述的那样存在。

尽管在前述说明书中尽力引起对那些被认为是重要的特征的注意,但是应当理解的是,无论是否对其进行了强调,申请人都可以经由权利要求书来寻求对在上文中提及和/或在附图中示出的任何可专利特征或特征组合的保护。

相关技术
  • 用于测量距离的设备和用于测量所述距离的方法
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技术分类

06120116513810