CN107408954A - 收发机、车辆、用于收发机的方法和计算机程序 - Google Patents

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Abstract

个实施例提供一种收发机(10)、一种车辆(100)、一种方法和一种用于收发机(10)的计算机程序。车辆(100)用的用于在移动无线电系统(500)中通信的收发机(10)包括用于多个天线(50)的一个或多个的接口(12)。此外，所述收发机(10)包括收发装置(14)，所述收发装置构造为用于经由所述一个或多个接口(12)并且经由所述多个天线中的至少一部分天线在移动无线电系统(500)中通信。此外，所述收发机(10)包括控制装置(16)，所述控制装置构造为用于控制所述收发装置(14)和所述一个或多个接口(12)，其中，所述控制装置(16)还构造为用于经由所述多个天线(50)的第一子组(50a)确定关于在天线的第一子组(50a)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息并且用于经由所述多个天线(50)的第二子组(50b)与移动无线电系统(500)的基站(20)通信。

Description

收发机、车辆、用于收发机的方法和计算机程序
技术领域
各实施例涉及一种收发机、一种车辆、一种方法和一种用于收发机的计算机程序，特别地、但是不仅仅地涉及在使用多个在车辆上可能分布式的天线的情况下的协作式的信道估计。
背景技术
移动无线电系统、特别是在蜂窝基础上的移动无线电系统已经具有很多代了。目前的网络规划和蜂窝通信系统的进一步发展主要基于固定的基站，所述基站在它们相应的覆盖区域、所谓的蜂窝内提供无线的数据和通信服务。此外，也能直接设想在各终端设备之间的通信(英文为Device-to-Device-Kommunication)。在此，可移动的终端设备用于在用户侧提供无线的服务。这样的可移动的终端设备例如也在车辆中使用。对于天线系统的使用，在车辆的领域中产生与在移动电话领域中、比如像手机、计算机、智能手机(英文为smartphone)等等所不同的可能性。
现今的车辆天线系统是针对可移动地连接到蜂窝移动无线电系统以及无线电广播系统(英文为Broadcasting-Systeme)而设计的。为了确保所需的数据传输率和质量要求，迄今主要使用用于使车辆联网的单独天线系统。在各种车辆衍变的当前这一代中也越来越多地使用多天线系统(也是所谓的多输入多输出(MIMO)系统)。在此，例如涉及在车辆上装配在中央位置处的两个天线(集中的方案)。此外，在现有技术中可发现多天线概念，所述多天线概念例如充分利用经由多个天线接收的信号的分集接收。此外，车辆可以具有用于不同的系统或者服务的多个天线、例如广播无线电接收天线、移动无线电天线、用于导航系统的天线等等。
发明内容
本发明的实施例基于如下核心构思，即，提供一种用于在车辆上使用天线的备选方案(可能是在车辆网络化架构的分区中的范式转移)。车辆经常提供如下可能性，即，例如也在不同的位置处安装并利用多个天线。各实施例的核心构思在于，将车辆的可能分布式的多个天线划分成子组并且分别使用一个子组用于信道估计和通信或者用于实际的数据交换。因此，个实施例可以充分利用较多数量的天线并且因此由天线的空间上分布和必要时的分离(各个传输路径的去相关性)得出优点。
各实施例提供一种车辆用的用于在移动无线电系统中通信的收发机。收发机包括用于多个天线的一个或多个接口。此外，收发机具有收发装置，所述收发装置构造为用于经由所述一个或多个接口并且经由所述多个天线中的至少一部分天线在移动无线电系统中通信。收发机包括控制装置，所述控制装置构造为用于控制所述收发装置和所述一个或多个接口。此外，所述控制装置构造为用于经由所述多个天线的第一子组确定关于在天线的第一子组和移动无线电系统的基站之间的无线电信道的信息并且用于经由所述多个天线的第二子组与移动无线电系统的基站通信。各实施例能这样实现，使得能充分利用多个天线。可以经由天线的不同的子组(英文为cluster)实施信道估计和实际的数据通信。
在一些实施例中，所述多个天线可以包括两个或更多个定向不同、极化不同、在车辆上安装地点不同、天线增益不同或者辐射特性不同的天线。因此，各实施例能使用多种不同的天线，从而能实现相应的分集增益、波束成形增益或者多流增益。所述多个天线例如可以相当于具有分散式的、分布式的天线的天线系统。在所述实施例中，关于无线电信道的信息可以包括关于无线电信号的、例如相对于车辆的至少一个到达方向的信息。
在其它实施例中，控制装置可以构造为用于借助于关于在天线的第一子组和移动无线电系统的基站之间的无线电信道的信息确定关于在天线的第二子组和移动无线电系统的基站之间的无线电信道的信息。因此，至少一些实施例能基于无线电信道或者用于信道估计的第一子组的无线电信道的状态实现对无线电信道或者用于数据通信的第二子组的无线电信道的状态的预测。
此外，控制装置例如可以构造为用于在确定关于在天线的第二子组和移动无线电系统的基站之间的无线电信道的信息时还考虑速度、关于移动无线电系统的可用性信息和/或车辆的行驶方向。就此而言，一些实施例能基于车辆的运动状态或者基于可用性信息可预见的网络变化实现信道预测。控制装置例如可以构造为用于经由所述一个或多个接口确定关于速度、关于移动无线电系统的可用性信息和/或车辆的行驶方向。因此，在一些实施例中可以使用车辆传感器或者车辆传感器的或来自数据存储器的数据，以便于实现经改善的信道预测或者信道估测。
在一些实施例中，控制装置可以构造为用于基于如下假设确定关于在天线的第二子组和移动无线电系统的基站之间的无线电信道的信息，即，天线的第一子组的至少一个天线沿车辆的行驶方向设置在第二子组的至少一个天线之前，或者天线的第二子组的至少一个天线在时间上延迟地获得与第一子组的至少一个天线相同的无线电信道。就此而言，一种协作式的信道估计可以基于如下期望进行，即，第二子组虽然在时间上稍迟但还是获得与第一子组相同的无线电信道情况。这例如可以通过如下方式实现，即，第一子组在空间上这样设置，使得所述第一子组基于车辆的前进运动方向在第二子组之前到达确定的地点。控制装置可以构造为用于适配地调整针对天线的第一和第二子组从所述多个天线中的天线选择。就此而言，可以确定和使用有利的或者有益的天线，或者可以调整对有利的天线的选择。
因此，控制装置也可以构造为用于基于车辆的行驶方向这样选择天线的第一子组，使得第一子组沿车辆的行驶方向设置在第二子组之前。就此而言，在一些实施例中针对所述两个子组的天线的选择可以适配于行驶方向和无线电情况。控制装置例如可以构造为用于，例如基于经由第一子组估计的无线电信道，适配地调整在天线的第一子组中和/或在第二子组中天线的数量。
在其它实施例中，收发装置可以包括两个或更多个收发模块，所述收发模块与多个天线的天线耦合。因此，一些实施例可以配设有信道估计和数据通信，必要时配设有分开的收发模块。控制装置可以构造为用于经由在第二子组中的天线来实施关于无线电系统的基站的波束成形(英文为Beamforming)。因此，一些实施例可以在天线的第二子组内应用信号处理概念，所述信号处理概念与附加的功率增益或者信号增益相关。控制装置例如可以构造为用于适配地调整经由在第二子组中的天线的波束成形，例如以便于根据相应的无线电和干扰情况调整波束成形。
各实施例也提供了一种具有上面描述的收发机的一种实施例的车辆。在此，车辆可以包括多个天线。天线的第一子组例如可以包括与天线的第二子组相同数量的天线。这可以在实施例中简化信道估计，因为将相同多的天线用于信道估计和数据传输。此外，第一子组的天线相互间具有与第二子组的天线相同的几何结构。因此，在一些实施例中可以进一步简化用于第二子组的信道估计，因为基于在各子组中的天线之间的不同的几何结构不需要进行调整。此外，在一些其它实施例中，第一子组的天线可以具有与第二子组的天线相同的天线特性。在这样的实施例中，可以相应地简化用于第二子组的信道的估计。在实施例中，第一子组可以包括与第二子组不同的天线。
此外，各实施例提供一种用于车辆用的在移动无线电系统中通信的收发机的方法。所述方法包括确定关于在多个天线的第一子组和移动无线电系统的基站之间的无线电信道的信息。所述方法还包括经由所述多个天线的第二子组与移动无线电系统的基站通信。
此外，各实施例提供一种计算机程序，当所述计算机程序在计算机、处理器或者可编程的硬件组件上运行时，所述计算机程序用于实施上面描述的方法中的至少一个方法。各实施例也提供一种数字存储介质，所述数字存储介质是机器可读的或者计算机可读的，并且所述数字存储介质具有电子可读的控制信号，所述控制信号可以这样与可编程的硬件组件配合作用，使得实施上面描述的方法中的一种方法。
附图说明
以下参照附图更详细地阐述实施例。其中：
图1示出用于车辆的收发机的一种实施例；
图2示出带有收发机的一种实施例的车辆的一种实施例；
图3示出带有收发机的一种实施例的车辆的另一种实施例；
图4示出带有具有适配的天线选择的收发机的一种实施例的车辆的一种实施例；以及
图5示出用于收发机的方法的一种实施例的框图。
具体实施方式
现在，参照附图更详细地描述不同的实施例，在附图中示出一些实施例。在图中为了清晰可见，可能夸大地示出线、层和/或区域的粗细尺寸。
在对仅示出一些示例性实施例的附图的以下说明中，相同的附图标记可以表示相同的或者可相比拟的组件。此外，对于在实施例或者附图中多次出现、然而在一个或多个特征方面共同描述的组件和对象可以使用概括的附图标记。利用相同的或者概括的附图标记描述的组件或者对象可以在单个的、多个或者所有特征、例如它们的尺寸方面相同地构造，然而必要时也可以不同地构造，只要说明书中没有另外明确地或者隐含地得出。
尽管能够以不同的方式修改和改动各实施例，但是在图中的实施例作为示例示出并且在此详细地描述。然而应阐明，没有意图将所述实施例局限于相应公开的形式，而是更确切地说，所述实施例应覆盖处于本发明的范围内的所有在功能上的和/或结构上的改型、等效情形和备选情形。相同的附图标记在整个附图说明中表示相同的或者类似的元件。
要注意，被称为与另一个元件“连接”或者“耦合”的元件可以与所述另一个元件直接连接或者耦合，或者可能存在处于中间的元件。而当一个元件被称为与另一个元件“直接连接”或者“直接耦合”时，不存在处于中间的元件。用于描述在各元件之间的关系的其它概念应以类似的方式解释(例如“之间”相对于“直接处于其之间”、“邻接地”相对于“直接邻接地”等等)。
在此使用的专业术语仅用于描述确定的实施例并且不应限制实施例。如在此使用地，单数形式“一个”和“所述”也应包含复数形式，只要上下文没有另外明确地给出。此外应阐明，如在此使用的比如像“包含”、“具有”和/或“包括”的表达说明存在所提及的特征、整数、步骤、工作流程、元件和/或组件，但是不排除存在或者添加一个或多个特征、整数、步骤、工作流程、元件、组件和/或组。
只要没有另外定义，所有在此使用的概念(包括技术和科学概念在内)具有与实施例所属的领域内的本领域技术人员所理解的相同的含义。此外应阐明，例如在通常使用的字典中定义的那些表达则应解释为具有与所述表达在相关技术的背景下的含义一致的含义，并且不应以理想化的或过度形式的意义来解释，只要这在此没有明确定义。
各实施例可以使用关于信道估计的概念，所述信道估计使用至少一个估计天线和至少一个接收天线并且针对优化或改善在行驶运行中的消息传输。在这里也可能使用多个、沿行驶方向相继设置的估计天线。在此，各实施例可以使用分散式的或者分布式的天线系统，所述天线系统能实现在空间上分离的天线之间协作式的信道估计。
图1示出用于车辆100的用于在移动无线电系统500中通信的收发机10的一种实施例。在这里和下文中，车辆的概念例如应理解为机动车(KFZ)、汽车、公共汽车、火车、飞机、船、两轮车等等。在此，收发机10可以整体上构造为单元、例如构造为电路或者适合在车辆中使用的模块。在一些实施例中，收发机也可以一起集成在其它组件中、例如集成在连接收发机中，所述连接收发机与基站收发机一起形成用于车辆100的可移动的中继站收发机。如图1借助于虚线示出的那样，所述实施例也提供包括收发机10的车辆100。
在所述实施例中，移动无线电系统500例如可以相当于由相应的标准化委员会、比如像第三代合作伙伴计划(3GPP)小组进行标准化的移动无线电系统中的一种移动无线电系统。所述移动无线电系统例如包括全球移动通信系统(GSM)、增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)、GSM/EDGE无线接入网(GERAN)、通用陆地无线接入网(UTRAN)或者演进的通用陆地无线接入网(E-UTRAN)、比如像通用移动通信系统(UMTS)、长期演进技术(LTE)或者长期演进技术升级版(LTE-A)、亦或其它标准的移动无线电系统、比如像全球微波互联接入(WIMAX)、IEEE802.16或者无线局域网(WLAN)、IEEE802.11以及一般包括如下系统，所述系统基于时分多址方法(英文为“Time Division Multiple Access(TDMA)”)、频分多址方法(英文为“Frequency Division Multiple Access(FDMA)”)、码分多址方法(英文为“CodeDivision Multiple Access(CDMA)”)、正交频分多址方法(英文为“Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access(OFDMA)”)或者另一种技术或多址方法。以下同义地使用移动无线电系统、移动无线电网和移动无线网络的概念。
以下假定：这样的移动无线电系统500包括至少一个按基站20的意义固定的收发机，所述收发机具有与移动无线电网的导线连接部分的连接。在另一方面上由如下情况出发，即，移动无线电网包括至少一个可移动的收发机10(移动无线电终端设备)，其中，可移动的概念在这里应涉及经由空中接口、亦即无缆线地/无导线地与所述收发机通信。这样的可移动的收发机例如可以相当于可携带的电话、智能手机、平板电脑、可携带的电脑或者无线电模块，所述无线电模块不强制按如下意义是可移动的，即所述无线电模块实际上相对于其环境进行运动。收发机也可以是固定的(例如相对于KFZ)，不过可以与移动无线电网无线地通信。就此而言，已经提及的基站可以相当于上面提及的标准之一的基站、例如NodeB、eNodeB等等。
基站收发机或者基站(所述概念可以等效地使用)可以构造为用于与一个或多个主动的移动无线电设备通信并且用于在另一个基站收发机或者基站的覆盖区域中或者相邻于该覆盖区域通信，例如可以构造为宏蜂窝基站或者小蜂窝基站。因此，各实施方式可以包括具有一个或多个移动无线电终端设备和一个或多个基站的移动通信系统，其中，基站收发机可以提供宏蜂窝或者小蜂窝、例如微微蜂窝、城域蜂窝或者飞蜂窝。可移动的收发机或者移动无线电终端设备可以是智能手机(智能的电话)、手机、用户设备、无线电设备、移动装置(Mobilen)、移动站、膝上型电脑、笔记本电脑、个人电脑(PC)、掌上电脑(PDA)、通用串行总线(USB)接口器或者适配器、汽车等等。可移动的收发机也可以称为“用户设备(英文：User Equipment(UE))”或者与3GPP术语一致的移动装置。
至少从移动无线电终端设备的角度看，基站收发机或者基站可以处于网络或者系统的固定的或者至少固定连接的部分中。基站收发机或者基站也可以相当于射频拉远头、中继站、传输点、访问接入点(英文为“Access Point”)、无线电设备、宏蜂窝、小蜂窝、微蜂窝、飞蜂窝、城域蜂窝等等。因此，基站或者基站收发机理解为用于提供无线电载波或者经由空中接口的无线电连接的节点/单元的逻辑概念，经由所述无线电载波或者无线电连接给终端设备/可移动的收发机提供通向移动无线电网的接入。
基站或者基站收发机可以是用于移动无线电终端设备通向布线的网络的无线接口。所使用的无线电信号可以是通过3GPP标准化了的无线电信号或者与一个或多个上面提及的系统相协调的一般无线电信号。因此，基站或者基站收发机可以相当于NodeB、eNodeB、基站收发台(BTS)、接入点、射频拉远头、传输点、中继站等等，所述基站或者基站收发机可以划分成其它功能单元。
移动无线电终端设备或者可移动的收发机可以配设给基站或者蜂窝或者在基站或蜂窝中登记。蜂窝的概念涉及无线电服务的覆盖区域，所述无线电服务由基站提供，例如由NodeB(NB)、eNodeB(eNB)、射频拉远头、传输点、中继站等等提供。基站可以按一个或多个载波频率提供一个或多个蜂窝。在一些实施例中，蜂窝也可以相当于一种扇区。例如所述扇区可以利用扇形天线形成，所述扇形天线构造为用于覆盖围绕天线位置的一个角区段。在一些实施方式中，基站例如可以设计用于运行三个或六个蜂窝或者扇区(例如在三个蜂窝的情况下为120°，而在六个蜂窝的情况下为60°)。基站可以包括多个扇形天线。以下也可以同义地使用蜂窝和基站的概念。
换言之，在所述实施方式中，移动通信系统也可以包括异构蜂窝网络(HetNet)，所述异构蜂窝网络具有不同的蜂窝类型、例如具有封闭用户组(英文为“Close SubscriberGroup CSG”)的蜂窝和开放的蜂窝以及不同大小的蜂窝、比如像宏蜂窝和小蜂窝，其中，小蜂窝的覆盖区域小于宏蜂窝的覆盖区域。小蜂窝可以相当于城域蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、飞蜂窝等等。各个蜂窝的覆盖区域由用于蜂窝的覆盖范围的基站提供并且与基站的发送功率和在相应的区域中的干扰条件有关。在一些实施方式中，一个小蜂窝的覆盖区域可以至少部分地被另一个蜂窝的覆盖区域包围或者部分地与例如一个宏蜂窝的覆盖区域一致或者重叠。可以使用小蜂窝用以扩展网络的容量。因此，可以使用城域蜂窝用以覆盖比宏蜂窝小的面积，例如使用一些城域蜂窝用以覆盖街道或者在人口稠密地区的区段。对于宏蜂窝来说，覆盖区域可以具有千米或者更大数量级的直径，对于微蜂窝来说，覆盖区域可以具有小于一千米的直径，而微微蜂窝可以具有小于100m的直径的覆盖区域。飞蜂窝可以具有最小的覆盖区域并且可以用于例如覆盖家庭区域、KFZ区域或者机场的登机口区域，亦即，所述飞蜂窝的发送范围可以具有低于50m的直径。
此外，图1示出，收发机10具有一个或多个接口12，所述接口构造为用于与多个天线50通信。在图1中，多个天线借助于4个天线标志示出并且在实施例中也可以包括更多或者更少的天线、例如两个或更多个天线。在此，各个天线或者各个天线元件可以具有不同的形状、构造和特性。例如可以使用偶极子天线、贴片天线、面天线组天线、磁性天线等等以及所述天线的元件。
在各实施例中，所述一个或多个接口12可以构造为适用于这样的通信的任意接口。在这里可设想任意的实现方式，这些实现方式能实现数据或者控制内容、无线电信号、高频信号在多个天线和收发装置14(该收发装置以下还要详细阐述)之间的交换。例如可设想任意串行亦或并行的、模拟的以及数字的接口。在一些实施例中，无线电信号仅可以在相应的天线或者天线元件直接紧邻处形成。因此，天线也可以包括相应的放大器、变压器(Wandler)、混频器、变换器、射频拉远头(英文为RRH)等等。就此而言，经由所述一个或多个接口12，基带数据也可以以数字的或者离散的形式通信。在各实施例中，收发装置14可以包括两个或更多个收发模块、例如RRH，所述收发模块与多个天线50和/或子组50a、50b耦合。
如图1示出的那样，收发机10的实施例包括收发装置14，所述收发装置构造为用于经由所述一个或多个接口12并且经由多个天线50的至少一部分天线在移动无线电系统500中通信。收发装置14与所述一个或多个接口12耦合。在各实施例中，收发装置14可以包含典型的发送组件或者接收组件。在其中例如可以包括一个或多个滤波器、一个或多个混频器、一个或多个放大器、一个或多个共用器、一个或多个双工器等等。根据实现方式，先前提及的组件可以构造在收发装置14中亦或构造在天线50中或者在天线50附近。
如图1进一步示出的那样，收发机10还包括控制装置16，所述控制装置构造为用于控制收发装置14和所述一个或多个接口12。控制装置16与收发装置14以及与所述一个或多个接口12耦合。此外，控制装置16构造为用于经由多个天线50的第一子组50a确定关于在第一子组50a和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的信息。此外，控制装置16构造为用于经由多个天线50的第二子组50b与移动无线电系统500的基站20通信。所述第一或第二子组50a、50b可以包括多个天线50中的一个或多个天线。
在各实施例中，控制装置16可以相当于一种任意的控制器或者处理器或者可编程的硬件组件。控制装置16例如也可以作为针对相应的硬件组件编程的软件实现。就此而言，控制装置16可以作为具有相应适配的软件的可编程的硬件实现。在此，可以使用任意处理器、比如数字的信号处理器(DSP)。在此，各实施例不局限于确定类型的处理器。可设想任意的处理器亦或多个处理器以用于实现控制装置16。
尽管在图1中说明的实施例中以相同的标志示出多个天线，但所述多个天线50中的各个天线还是可以相互区别。例如在所述多个天线50中可以包括定向不同的天线、极化不同的天线、在车辆100上安装地点不同的天线、天线增益不同的天线或者辐射特性辐射特性不同的天线。所述多个天线50可以相当于一个具有分散式的和/或分布式的天线的天线系统。在此，可以充分利用车辆100的结构或者形状，以便在车辆100的不同的位置处安装天线并且不同地定向。因此，各实施例例如可以充分利用天线的分集，因为所述天线可以基于不同的安装地点、定向、极化等等提供必要时独立的或者不同的接收特性和/或发送特性。
一些实施例也可以使用波束成形概念，并且在此这样控制多个天线，使得所述天线的无线电信号针对确定的空间方向有目的性地积极地叠加(例如朝向基站)亦或消极地叠加(例如为了干扰源在空间上的衰减)。控制装置16可以构造为用于至少经由在第二子组50b中的天线实施关于移动无线电系统500的基站20的波束成形。必要时也可以在第一子组50a之内在确定关于无线电信道的信息时考虑相应的波束成形概念，例如以便在子组50a和50b内考虑相同的波束成形增益。在一些实施例中，控制装置16构造为用于适配地调整经由在第二子组50b中的天线的波束成形，例如通过所谓的适配的波束成形或者适配的波束转换(Beam-Switching)或者在所谓的“智能天线”领域中的其它概念。在各实施例中，控制装置16可以例如经由收发装置14、例如以开关、开关矩阵亦或多路复用器/共用器形式直接亦或间接地控制所述一个或多个接口12并且因此一个或多个天线相应地配设或者分布给子组50a、50b。在一些实施例中，控制装置16也可以对用于各个天线或者子组50a、50b的信号相应地进行处理、亦即例如在数值和相位方面进行影响、组合、过滤等等。
图2示出带有按照上述说明的收发机10的一种实施例的车辆100的一种实施例。天线50a和50b的所述两个子组在图2中通过各一个天线表征。此外假定，所述两个子组50a和50b相互间具有间距Δd。该间距可以涉及在不同的子组中的两个天线，原则上也可设想具有在一个组内相同数量的天线和几何布置相应相同的组，其中，间距Δd于是分别存在于各组的相互对应的天线之间。图3示出带有收发机10的一种实施例的车辆100的另一种实施例。图3的实施例在子组50a和50b中示出各三个天线，所述天线相互间分别具有相同的几何布置。车辆100的实施例包括多个天线50，其中，天线的第一子组50a包括与天线的第二子组50b相同数量的天线。在该实施例中，第一子组50a的天线相互间具有与第二子组50b的天线相同的几何结构。此外，第一子组50a的天线具有与第二子组50b的天线相同的天线特性。然而在此，第一子组50a相应地包括与第二子组50b不同的天线，并且相互对应的天线相互间分别具有相同的间距。
在图3的实施例中，第一子组50a用于估计空间上的信道特性。关于无线电信道的信息例如相当于关于无线电信号的至少一个到达方向的信息。因此，在假定车辆沿由第二子组50b向第一子组的方向运动的情况下，由关于第一子组50a的到达方向的信息可以得出第二子组50b随后的到达方向。
于是，按照图1的控制装置16构造为用于借助于关于在天线的第一子组50a和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的信息确定关于在天线的第二子组50b和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的估计的信息。控制装置16例如可以构造为用于基于如下假定确定关于在天线的第二子组50b和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的信息，即，天线的第一子组50a的至少一个天线沿车辆100的行驶方向设置在第二子组50b的至少一个天线之前(图3示出第一和第二子组50a、50b的所有天线的几何关系)。当车辆100现在向前运动、亦即沿由第二子组50b向第一子组50a的方向运动时，第二子组50b在时间上延迟地获得与第一子组50a相同的无线电信道。于是，控制装置16例如可以构造为用于基于如下假定确定关于在天线的第二子组50b和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的信息，即，天线的第二子组50b的一个天线在时间上延迟地获得与第一子组50a的一个天线相同的无线电信道。
在图3中示出的实施例中，多个天线50相当于一个具有分散式的和/或分布式的天线的天线系统。原则上，天线可以以任意形式或者布置结构分布在车辆100上。在一些实施例中，用于当前措施的主要出发点是分布式的天线系统，在其中可以使用协作式的信道估计的方法。分布式的天线系统的一个显著特性是由每个位置分别一个或者多个天线组成的任意空间上分离的布置结构。协作式的信道估计能实现，通过使用用于在估计天线上信道估计的已知的和所确立的方法/算法推断出信道参数和所述信道参数对消息传输的影响。协作式的信道估计相对于非协作式的信道估计的核心特性可以是充分利用通过分析处理分布式的天线系统的空间分集而带来的信息收益。
车辆天线系统或者多个天线50可以包括多个分布式的单独天线或者单独天线系统。在图3的实施例中划分为分别具有多个天线的估计簇(第一子组50a)和适配天线簇(第二子组50b)。估计天线簇50a负责协作式的信道估计并且提供一个或多个重要的信道参数、比如信噪比(英文为Signal-to-Noise-Ratio(SNR))、信号干扰比(英文为Signal-to-Interference-Ratio(SIR))、信号相对于噪声加干扰比(英文为Signal-to-Noise-and-Interference-Ratio(SINR))、接收信号强度指示或者接收信号功率(英文为ReceiveSingal Strength Indicator(RSSI)或者Receive Signal Code Power(RSCP))、比特能量Eb与噪声功率密度N0的比、噪声功率(英文为Channel noise)和/或到达角度(英文为angleof arrival)。
在另一种实施例中，控制装置16构造为用于在确定关于在天线的第二子组50b和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的信息时还考虑速度、关于移动无线电系统的可用性信息和/或车辆100的行驶方向。于是，控制装置16还可以构造为用于经由所述一个或多个接口12确定关于速度的信息、关于移动无线电系统的可用性信息和/或车辆100的行驶方向。在此，可用性信息例如可以包括关于当前交通情况的信息(比如实时交通信息(英文为Real Time Traffic Information))、关于移动无线电系统的可用性地图的信息、关于移动无线电系统的网络图的信息(例如蜂窝分布、频率分布、其它系统的蜂窝的分布/可用性)等等。
通过结合并统计分析处理多个传感器数据(英文为Sensor Fusion)、比如像速度和行驶方向以及考虑协作式可用性数据，在信道估计时考虑多个输入参量，以便可以精确地预测信道特性(例如预计信道或者频率、系统可用性等等)。在该实施例中，两个簇50a、50b在空间上的分离产生时间优势，该时间优势可以在信道估计时附加地充分利用。因此，该方法也可以应用于信道参数可能经受快速变化的高移动性的情形。作为控制装置16的实现方式的中央控制单元(CU)解释当前的数据、与独立的射频拉远头交换信息并且必要时能实现在适配天线簇或者第二子组50b中的天线转换。
在另一种实施例中，控制装置16构造为用于适配地调整针对天线的第一和第二子组50a、50b从所述多个天线50中的天线选择。如上面已经阐述的那样，控制装置16可以构造为用于基于车辆100的行驶方向这样选择天线的第一子组50a，使得第一子组50a的至少一个天线沿车辆100的行驶方向设置在第二子组50b的至少一个天线之前。此外，控制装置16可以构造为用于适配地调整在天线的第一子组50a中和/或在第二子组50b中天线的数量。图4示出带有具有适配的天线选择的收发机10的一种实施例的车辆100的一种实施例。图4示出针对车辆100的第二子组50b的天线选择的时间上的顺序。在该实施例中，车辆具有6个天线，其中，针对第一子组50a选择前面的三个天线。此外假定，存在经由第二子组50b进行服务的语音连接。在左边的情形中，针对语音连接选择左后方的天线，反之，在右边的情形中选择右后方的天线。经由第一子组50a的天线的信道估计构成选择的基础。
在各实施例中，可以例如在电话通话的范围内保证用于消息传输的经改善的甚至或者尽可能良好的性能和可靠性(英文为reliability)。必要时甚至可以阻止连接的中断。此外，在适配天线簇50b中可以应用适配的波束成形的方法，以便将主动的天线50b的辐射特性理想地针对于基站20。一些实施例可以在可能的数据传输率和可靠性最大的情况下引起功率提高并且可能改善服务质量或者甚至提供消息传输的最好的服务质量(英文为Quality of Service(QoS))。各实施例也可以在高移动性的情形中应用。
图5示出用于车辆100用的在移动无线电系统500中通信的收发机10的方法的一种实施例的框图。所述方法包括经由多个天线50的第一子组50a确定22关于在收发机10和移动无线电系统500的基站20之间的无线电信道的信息。所述方法还包括经由所述多个天线50的第二子组50b与移动无线电系统500的基站20通信24。
另一种实施例是一种计算机程序，当所述计算机程序在计算机、处理器或者可编程的硬件组件上运行时，所述计算机程序用于实施上面描述的方法中的至少一个方法。另一种实施例也是一种数字存储介质，所述数字存储介质是机器可读的或者计算机可读的，并且所述数字存储介质具有电子可读的控制信号，所述控制信号可以这样与可编程的硬件组件配合作用，使得实施上面描述的方法中的一种方法。
在上述说明书、以下的权利要求书和附图中公开的特征不仅可以单独地而且可以以任意组合的方式对于实施例在不同的设计方案方面的实现来说是重要的并且可以被实现。
尽管一些方面与装置相关联地描述，但是应理解为：这些方面也是相应的方法的说明，从而装置的一个模块或者一个构件也可以理解为相应的一个方法步骤或者方法步骤的一个特征。与此类似地，与一个方法步骤或者作为一个方法步骤相关联地描述的方面也是相应的装置的相应的模块或者细节或者特征的说明。
根据确定的实现需要，本发明的实施例可以以硬件或者以软件实现。在使用数字存储介质、例如软盘、DVD、蓝光光盘、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或者闪存、固态硬盘或者其它磁性的或者光学的存储器的情况下可以实施所述实现方式，在所述数字存储介质上存储有电子可读的控制信号，所述控制信号可以这样或者这样与可编程的硬件组件配合作用，使得实施相应的方法。
可编程的硬件组件可以包括处理器、计算机处理器(CPU＝Central ProcessingUnit)、图形处理器(GPU＝Graphics Processing Unit)、计算机、计算机系统、专用集成电路(ASIC＝Application-Specific Integrated Circuit)、集成电路(IC＝IntegratedCircuit)、片上系统(SOC＝System on Chip)、可编程的逻辑元件或者带有微处理器的现场可编程门阵列(FPGA＝Field Programmable Gate Array)。
因此，数字存储介质可以是机器可读的或者计算机可读的。因此，一些实施例包括数据载体，所述数据载体具有电子可读的控制信号，所述控制信号能够与可编程的计算机系统或者可编程的硬件组件这样配合作用，使得实施在此描述的方法中的一种方法。因此，一种实施例是一种数据载体(或者一种数字存储介质或者计算机可读的介质)，在该数据载体上记录有用于实施在此描述的方法中的一种方法的程序。
本发明的实施例一般可以作为程序、固件、计算机程序或者具有程序代码的计算机程序产品或者作为数据实现，其中，当程序在处理器或者可编程的硬件组件上运行时，所述程序代码或者数据有效地实施所述方法中的一种方法。程序代码或者数据例如也可以存储在机器可读的载体或者数据载体上。程序代码或者数据另外可以作为源代码、机器代码或者字节码以及作为其它中间代码存在。
此外，另一种实施例是数据流、信号顺序或者信号序列，所述数据流、信号顺序或者信号序列是用于实施在此描述的方法中的一种方法的程序。数据流、信号顺序或者信号序列例如可以配置用于经由数据通信连接、例如经由互联网或者其它网络传输。因此，实施例也可以是代表数据的信号序列，所述信号序列适用于经由网络或者数据通信连接的发送，其中，所述数据是程序。
按照一种实施例的程序可以在其实施期间例如通过如下方式实现所述方法中的一种方法，即，读取存储位置或者将一个或多个数据写入到该存储位置中，由此，可能引起切换过程或者在晶体管结构方面、在放大器结构方面或者在其它电学的、光学的、磁性的或者按照其它功能原理工作的构件方面的其它过程。通过读取存储位置可以相应地采集、确定或者测量数据、值、传感器值或者程序的其它信息。因此，程序可以通过读取一个或多个存储位置来采集、确定或者测量参量、值、测量参量和其它信息，以及通过写入到一个或多个存储位置中引起、促使或者实施一种动作以及操控其它仪器、机器和组件。
上面描述的实施例仅是本发明的原理的阐述。不言而喻地，在这里描述的布置结构和细节的改型和变型方案对于其它的本领域技术人员是清楚的。因此，意图在于，本发明仅由以下权利要求书的保护范围限定，而不由借助于说明书和实施例的阐述在此呈现的特定细节限定。
附图标记列表
10 收发机
12 一个或多个接口
14 收发装置
16 控制装置
20 基站
22 确定
24 通信
50 多个天线
50a 天线的第一子组
50b 天线的第二子组
100 车辆
500 移动无线电系统

Claims (20)

1.车辆(100)用的用于在移动无线电系统(500)中通信的收发机(10)，所述收发机具有
用于多个天线(50)的一个或多个接口(12)；
收发装置(14)，所述收发装置构造为用于经由所述一个或多个接口(12)并且经由所述多个天线中的至少一部分天线在移动无线电系统(500)中通信；和
控制装置(16)，所述控制装置构造为用于控制所述收发装置(14)和所述一个或多个接口(12)，其中，所述控制装置(16)还构造为用于经由所述多个天线(50)的第一子组(50a)确定关于在天线的第一子组(50a)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息并且用于经由所述多个天线(50)的第二子组(50b)与移动无线电系统(500)的基站(20)通信。
2.根据权利要求1所述的收发机(10)，其中，所述多个天线(50)包括定向不同的天线、极化不同的天线、在车辆(100)上安装地点不同的天线、天线增益不同的天线或者辐射特性不同的天线，和/或其中，所述多个天线(50)相当于一个具有分散式的和/或分布式的天线的天线系统。
3.根据权利要求1或2所述的收发机(10)，其中，关于无线电信道的信息包括关于无线电信号的至少一个到达方向的信息。
4.根据上述权利要求中任一项所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于借助关于在天线的第一子组(50a)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息确定关于在天线的第二子组(50b)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息。
5.根据权利要求4所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于在确定关于在天线的第二子组(50b)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息时还考虑速度、关于移动无线电系统的可用性信息和/或车辆(100)的行驶方向。
6.根据权利要求5所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于经由所述一个或多个接口确定关于速度的信息、关于移动无线电系统的可用性信息和/或车辆(100)的行驶方向。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于基于如下假设确定关于在天线的第二子组(50b)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息，即，天线的第一子组(50a)的至少一个天线沿车辆(100)的行驶方向设置在第二子组(50b)的至少一个天线之前，和/或天线的第二子组(50b)的一个天线在时间上延迟地获得与第一子组(50a)的一个天线相同的无线电信道。
8.根据上述权利要求中任一项所述的收发机(10)，其中，控制装置(16)构造为用于适配地调整针对天线的第一和第二子组(50a；50b)从多个天线(50)中的天线选择。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于基于车辆(100)的行驶方向这样选择天线的第一子组(50a)，使得第一子组(50)的至少一个天线沿车辆(100)的行驶方向设置在第二子组(50b)的至少一个天线之前。
10.根据上述权利要求中任一项所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于适配地调整在天线的第一子组(50a)中和/或在第二子组(50b)中天线的数量。
11.根据上述权利要求中任一项所述的收发机(10)，其中，所述收发装置(12)包括两个或更多个收发模块，所述收发模块与所述多个天线(50)耦合。
12.根据上述权利要求中任一项所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于经由在第二子组(50b)中的天线实施关于无线电系统(500)的基站(20)的波束成形。
13.根据权利要求12所述的收发机(10)，其中，所述控制装置(16)构造为用于适配地调整经由在第二子组(50b)中的天线的波束成形。
14.车辆(100)，所述车辆具有根据上述权利要求中任一项所述的收发机(10)。
15.根据权利要求14所述的车辆(100)，所述车辆还包括多个天线(50)，其中，天线的第一子组(50a)包括与天线的第二子组(50b)相同数量的天线。
16.根据权利要求15所述的车辆(100)，其中，所述第一子组(50a)的天线相互间具有与第二子组(50b)的天线相同的几何结构。
17.根据权利要求15或16所述的车辆(100)，其中，所述第一子组(50a)的天线具有与第二子组(50b)的天线相同的天线特性。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的车辆(100)，其中，所述第一子组(50a)包括与第二子组(50b)不同的天线。
19.用于车辆(100)用的在移动无线电系统(500)中通信的收发机(10)的方法，所述方法包括
确定(22)关于在多个天线(50)的第一子组(50a)和移动无线电系统(500)的基站(20)之间的无线电信道的信息；
经由所述多个天线(50)的第二子组(50b)与移动无线电系统(500)的基站(20)通信(24)。
20.计算机程序，当所述计算机程序在计算机、处理器或者可编程的硬件组件上运行时，所述计算机程序用于实施根据权利要求19所述的方法。
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