CN110603795A - 用于实现同步的无线通信设备、网络节点、方法以及计算机程序 - Google Patents

用于实现同步的无线通信设备、网络节点、方法以及计算机程序 Download PDF

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Abstract

一种由无线通信网络中的无线节点执行的用于接收参考信号的方法，所述方法包括：在时域中收集接收信号的第一样本集合；将所述第一样本集合变换到频域；形成多个假设，所述多个假设包括用于所述接收信号的时间偏移的假设集合和/或用于所述接收信号的频率偏移的假设集合；将所述接收信号的频域样本与所述多个假设的至少一个子集相关；以及基于所述相关来选择假设，其中，所选择的假设对应于所述接收信号的同步以使得实现所述同步。还描述了一种用于实现所述方法的无线通信设备、网络节点以及计算机程序。

Description

用于实现同步的无线通信设备、网络节点、方法以及计算机 程序
技术领域
本发明总体上涉及一种用于实现同步的无线通信设备、网络节点、方法以及计算机程序。特别地，本发明涉及形成用于所接收的采样和变换后的信号的时间偏移和/或频率偏移集合的假设(hypothesis)，将其在频域中相关以及由此找到假设以使得实现同步。
背景技术
为了连接到无线通信网络或者为了检测或测量来自网络节点的信号，设备需要获得网络同步。这需要调整设备相对于网络节点的频率，以及找到来自网络节点的接收信号的正确定时。类似的问题可以适用于从无线通信设备正确接收的网络节点，否则频率漂移和/或不正确的定时可能会危害上行链路通信。
在诸如长期演进(LTE)的传统蜂窝通信系统中，当被称为用户设备(UE)的无线通信设备想要接入系统或驻留在小区时，小区同步是第一步。由此，UE获得物理小区标识(PCI)、时隙和帧同步，这将使UE能够从特定网络读取系统信息块。UE将通过根据它支持的频段转到不同的频道来调谐其无线电。假定UE首先找到主同步信号(PSS)，其在传统系统中位于无线电帧的第一子帧(子帧0)的第一时隙的最后OFDM符号中。这使得UE能够在子帧级别上同步。PSS在传统系统中在子帧5中重复，这意味着UE在5毫秒基础上被同步，因为每个子帧为1毫秒。UE还能够从PSS中获得物理层标识(0到2)。在下一步骤，UE找到辅同步信号(SSS)。SSS符号在传统系统中也位于与PSS相同的子帧中，但是在PSS之前的符号中。UE能够从SSS中获得物理层小区标识组号(0到167)。使用物理层标识和小区标识组号，UE现在能够知道该小区的PCI。在LTE中，允许504个物理层小区标识并将它们划分成唯一的168个小区层标识组，其中每个组包括三个物理层标识。如前所述，UE从PSS检测物理层标识，以及从SSS检测物理层小区标识组。一旦UE知道给定小区的PCI，它也就知道了小区参考信号的位置，这些小区参考信号用于信道估计、小区选择/重选和切换过程。
因此，该传统系统(即，在LTE中)利用三个主同步信号(PSS)序列，这些序列与随后的辅同步信号(SSS)一起使UE能够正确和有效地确定发射小区的物理小区标识(PCI)。特别地，从PSS的时域检测中获得的时间/频率(T/F)同步允许在频域中有效地检测SSS。这在许多单一目的网络(例如LTE)中是可行的解决方案。LTE主要设计用于向数据密集型智能手机、平板电脑和笔记本电脑提供移动宽带(MBB)服务。因此，对网络可配置性的需求(在某种程度上被简化)限于网络带宽和PCI，以便UE区分不同的小区。例如，大多数广播信令被标准化为位于中央6个资源块中。
在即将到来的蜂窝通信系统中，需要更大的灵活性，并且对于上面的传统系统所展示的相当简单的规则可能是不可行的。对于针对更多样化的使用场景的无线电接入技术(RAT)，例如作为第三代合作伙伴计划(3GPP)当前正在标准化的第五代(5G)系统的一部分的新无线电(NR)，可能希望支持更灵活的网络配置。例如，NR将在比LTE广泛得多的应用范围中使用。举例来说，专门的NR网络(例如本地的低延迟工厂网络或车辆支持网络)也可以与提供移动宽带覆盖的广域网(WAN)共存。但是，不同的网络可能需要截然不同的初始访问配置特征才能按预期执行。
主同步信号(PSS)允许在存在高达数十ppm的高频偏移以及未知的符号和帧定时的情况下检测从网络节点发送的信号。PSS因此提供了网络定时参考和粗略的频率参考。通常将时间/频率(T/F)估计实现为与不同的参考序列和频率偏移假设相关的时域滑动匹配滤波操作。匹配的滤波器输出处的峰值指示存在PSS，并且相关的时间和频率偏移产生所需的对准参数。3GPP已选择Zadoff-Chu序列作为LTE中的PSS信号，以及也可以在其他系统中选择这些序列。
NR RAT中的许多可能的网络配置可以意味着并非所有发送数据的节点都将发送唯一的PSS和SSS信号，或者这些信号没有被UE足够准确地接收到。在某些情况下，可以使用单频网络(SFN)方法来发送同步信号，由此，对于SFN发送集中包含的某些节点，所估计的T/F偏移可能不准确。在其他情况下，特定节点可能根本不被配置为发送同步信号。在其他情况下，所发送的PSS和SSS信号可能受到强波束成形的信号传输的干扰。
给定以上所展示的可能问题，期望有效地提供至少粗略同步以正确地进行至少进一步的信号测量。
发明内容
本发明基于发明人的以下理解，即，通过观察已经存在的参考信号，并在可以利用可用处理能力有效地执行信号处理的频域中进行此操作，至少可以使用不是为同步目的而专门设计的信号来实现粗略同步而不会给接收机和处理装置带来过多的负担。
根据第一方面，提供了一种由无线通信网络中的无线节点执行的用于接收参考信号的方法，所述方法包括：在时域中收集接收信号的第一样本集合；将所述第一样本集合变换到频域；形成多个假设，所述多个假设包括用于所述接收信号的时间偏移的假设集合和/或用于所述接收信号的频率偏移的假设集合；将所述接收信号的频域样本与所述多个假设的至少一个子集相关；以及基于所述相关来选择假设，其中，所选择的假设对应于所述接收信号的同步以使得实现所述同步。
所述无线节点可以是无线通信设备和网络节点中的任何一个。
所述方法可以包括在变换所收集的样本之前对所述样本进行零填充。
收集和变换样本可以基于初步的时间和/或频率同步假定(assumption)来进行。所述初步的时间和/或频率同步假定可以基于通过所获得的同步信号块信息来实现的粗略同步。所述假设的子集可以形成搜索范围。所述搜索范围可以基于所述初步的时间和/或频率同步假定。所述搜索范围可以基于从所述蜂窝通信系统的网络节点接收的信息。备选地，所述搜索范围可以基于针对蜂窝通信系统预定义的信息。所述初步的时间同步假定可以在任何替代方案中基于时间搜索范围所基于的定时提前量信息。
所述方法可以包括：在时域中收集所述接收信号的第二样本集合，所述第二样本集合具有相对于所述第一样本集合的与符号时间的片段相对应的偏移；以及对所述第二样本集合执行与所述第一样本集合相类似的处理，其中，选择所述假设可以是在针对两个样本集合做出的相关之间进行，以使得所述同步针对更宽的时间搜索范围来实现。所述符号时间的所述片段可以对应于一半的符号时间或更短。
可以进行样本的收集，以使得所述接收信号的信道状态信息参考信号CSI-RS包括在所述样本中。
可以进行样本的收集，以使得所述接收信号的探测参考信号SRS包括在所述样本中。
根据第二方面，提供了一种无线通信设备，所述无线通信设备包括收发机和处理器，其中，所述无线通信设备被布置为执行根据第一方面的方法。
根据第三方面，提供了一种蜂窝通信网络的网络节点，所述网络节点包括收发机和处理器，其中，所述网络节点被布置为执行根据第一方面的方法。
根据第四方面，提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，这些指令当在无线通信设备的处理器上执行时使所述无线通信设备执行根据第一方面的方法。
根据第五方面，提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，这些指令当在网络节点的处理器上执行时使所述网络节点执行根据第一方面的方法。
附图说明
通过以下参考附图对本发明的优选实施例的说明性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及附加目的、特征和优点。这些附图是：
图1示意性地示出了同步信号块；
图2示意性地示出了同步信号块的供应的周期；
图3示意性地示出了同步信号块的整体供应；
图4是示出根据实施例的方法的流程图；
图5示意性地示出了物理资源块中的参考信号的示例；
图6示意性地示出了用于不同端口参考信号资源的单符号资源元素映射模式的示例；
图7是示意性地示出根据实施例的无线通信设备的框图；
图8示意性地示出了计算机可读介质和处理设备；
图9示意性地示出了计算机可读介质和处理设备；
图10示出了包括网络节点和无线设备的蜂窝通信网络的部分。
具体实施方式
在新无线电(NR)(目前由3GPP标准化的5G系统的一部分)中，将使用若干信号执行同步过程：
主同步信号(PSS)，其允许以最多数十ppm的高频误差进行网络检测。此外，PSS提供了网络定时参考。3GPP选择了Zadoff-Chu(ZC)序列作为PSS信号。其中一个有趣的特性是，通过仔细选择两个ZC序列，可以将相同的相关序列用于检测，从而增加的复杂性可忽略不计。
自相关性较低的其他序列(例如，伪随机序列)也可以在本公开中建议的方法中使用。例如，多相序列或具有低的自相关性的其他序列(例如Barker序列、最大长度序列(m序列)等)以及ZC序列以外的其他恒定幅度零自相关性(CAZAC)序列。
辅同步信号(SSS)，其允许更准确的频率调整和信道估计，同时以本地唯一的小区标识(也称为物理小区标识(PCI))的形式提供基本的网络信息。
物理广播信道(PBCH)，其提供用于随机访问的最小系统信息的子集(有时称为主信息块(MIB))。
同步信号块(SSB)包括以上信号。图1示意性地示出了SSB的一种可能的结构。图2是示出了SSB的重复传输的示例的时间/频率图。在图2中，示出了SSB周期可以是20ms，但是可以以另一个周期例如10ms、40ms、80ms等来发送。在此，可以注意到，SSB的周期可以是由如下所示的网络访问信令配置信息所指示的一个参数。简而言之，网络访问信令配置是指用于用于提供对网络的访问的信号的时间、频率、波束、格式、编码等。
在此，由初始同步信号的序列选择所提供的关于网络访问信令配置的信息可能未提供关于网络访问信令配置的所有信息，但是可以提供足够的信息以使得无线通信设备不需要进行完全盲目搜索，并且有助于发现其他信令(例如其他同步信号，其中可以给出有关网络访问信令配置的更多信息)以及其他网络配置参数。因此，可以从网络访问信令配置的参数的子集进行以下所示的序列选择。从下面给出的示例中将更容易理解这一点。
还应注意，所图示的SSB具有一定的带宽覆盖，如沿频率轴的扩展所图示的。SSB带宽可以对于各个使用的频段是固定的，例如低于6GHz的载波频率为4.32MHz，高于6GHz的载波频率为更高的带宽。这样的配置也可以由下面说明的网络访问信令配置信息来指示。
物理下行链路共享信道(PDSCH)可以提供系统信息(PDSCHSIB)的其余部分。PDSCHSIB可以在PBCH所指示的资源中发送，也可以在PDCCHSIB指示的资源中发送，PDCCHSIB又由PBCH指示。
取决于部署，波束成形可用于在网络(NW)覆盖区域上分布SSB。然后聚合多个SSB以形成一个SSB突发，其中每个SSB实例都沿特定方向进行波束成形，以确保覆盖或为后续的链路建立提供波束发现支持。
如上所述，出于改善覆盖(或波束发现)的目的，可以使用形式为波束扫描(其包括共同覆盖期望区域的多个波束)的波束成形来发送SSB。改善覆盖的另一种方法是重复宽(甚至全向)波束发送。波束扫描和重复都涉及多个发送。多个SSB发送可以集中在一起，即以紧密的序列发送，这标示为同步信号突发(SS突发)。还可以形成“SS突发集”，其中SS突发集是一组SS突发，通常在如图3所示的连续SS突发发送之间具有一些非零间隔。SS突发可以例如包括全波束扫描的波束发送。但是，也可以有一些原因，例如如果扫描中的波束数量相当高并且全波束扫描将花费比SS突发允许或期望的时间更长的时间，则在SS突发中不包括全波束扫描。在这种情况下，可以将束扫描分成多个SS突发，例如形成SS突发集。在任何情况下，无论SS突发集是包括多个SS突发还是由单个SS突发，一次扫描中相同波束的重现间隔都是固定的。该固定的重现间隔可以例如是10ms或20ms。
网络访问信令配置选择可以例如受到载波带宽、超可靠低延迟通信(URLLC)和物联网(IoT)支持、例如延迟的服务质量(QoS)、要求等的影响。
在LTE中，信道状态信息参考信号(CSI-RS)主要用于评估朝向UE的不同波束成形和多层发送替代方案的质量。CSI-RS资源通过在一个时隙内聚合一个或多个OFDM符号中的一个或多个CSI-RS单元而形成。CSI-RS单元包括资源元素(RE)或同一OFDM符号内的一对相邻RE(或相邻的子采样的RE)。端口数量可以小于或等于聚合资源中RE的数量。CSI-RS资源是UE特定配置的以及可以具有1、2、4、8、12、16、20、24、28或32个端口。其周期为{5、10、20、40、80}ms。CSI-RS跨越整个系统带宽。对于1端口和2端口测量，使用2个相邻OFDM符号(CDM-T)中的2个RE，其中两个端口使用正交覆盖码(OCC)来分隔。支持任意CSI-RS子帧网格偏移。CSI-RS由服务小区配置给UE，从而提供T/F参考。CSI-RS符号序列取决于时隙索引(0-19)和时隙中的符号索引。序列生成器使用小区ID(默认值)或虚拟小区ID(如果由RRC配置)来初始化，从而可以与其他小区或用户的CSI-RS区分开。
在本文中，对T/F的引用应被解释为平均时间、频率或时间和频率。
NR中的CSI-RS将具有从根本上类似于LTE的设计。图5示意性地示出了LTE物理资源块中的参考信号的示例。与迄今为止达成共识的LTE相比，一些差异包括灵活的BW、1、2或4符号发送、每时隙多达12个CSI-RS资源。CSI-RS符号仅包含CSI-RS，并且CSI-RS可以以非周期性、半永久性或周期性方式配置。NR的一种可能的CSI-RS设计如图6所示，由爱立信对3GPP的贡献(参考RAN1#88：R1-1702690)进行了描述。在NR中，期望最小化由CSI-RS资源占用的OFDM符号的数量。这是因为NR支持的时隙只有7个符号，这是LTE传输时间间隔(TTI)中符号数量的一半，并且这些符号中的几个符号已经被时分双工(TDD)情况下的下行链路控制、上行链路控制、解调参考信号(DMRS)和保护符号所占用。这为CSI-RS留下了相对较少的符号。另一个设计目标是NR支持至少与LTE中使用的D＝1资源元素(RE)/端口/无线电承载(RB)的默认密度D一样大的密度，从而实现与LTE相同的信道估计性能。为了满足这些设计目标，用于1、2、4、8和12端口CSI-RS资源的RE映射模式可以包括至少一个OFDM符号。图6示出了当每个PRB内的所有12个RE都被CSI-RS符号占用时的情况的这种单符号RE映射模式。当物理资源块(PRB)包括12个子载波时，对于12端口CSI-RS资源的情况，支持密度D＝1RE/端口/RB的目标已得到满足。图6中使用的端口号分配方案将端口号保持为对应于在频率上相邻的RE中相同双极化天线元件的两个不同极化(例如对于12端口情况的(1,7)、(2,8)、...)。当涉及例如用于16、24和32端口的多符号CSI-RS资源时，这种分配方案可以是期望的。其他端口号分配方案当然也是可能的，并且应该进一步研究此问题。如图6所示，端口号分配给完全占用的PRB会导致少于12个端口的CSI-RS资源的密度D>1。这对于子载波间隔可以变得非常大(最高480kHz)的NR可以是有益的。对于高频选择性信道，可能需要更大的密度，以确保每个端口的信道在信道相干带宽内被足够频繁地采样，以确保良好的信道估计性能。
如在LTE中一样，基于种子值(seed value)生成CSI-RS序列。可能的是，种子可以基于物理小区标识(PCI)或虚拟ID。虚拟ID在序列生成中的使用将是CSI-RS针对主动模式移动性的使用的中心。NR中的CSI-RS将被设计为有效地支持模拟波束扫描。与LTE相比，一些附加使用可以用于精细的T/F跟踪以及用于无线电链路监视(RLM)。
在主动模式下，当UE跨网络中的不同小区覆盖区域移动时，必须无缝切换移动UE的连接。切换是将UE正在进行的连接从一个节点(服务节点)转移到另一个节点(目标节点)或从一个小区转移到同一节点内的另一个小区的过程。这样做是为了在更大区域内实现透明服务或服务连续性。切换应该在没有任何数据丢失的情况下进行并且最好没有间断。
在传统的基于小区的系统(例如LTE)中，小区特定参考信号(CRS)已用于移动性测量。这些CRS在整个带宽上以始终在线(always-on)的方式在所有相邻小区中广播，而不管系统中UE的存在与否或位置。CRS易于测量并产生一致结果，但是静态CRS信令导致高资源使用率、功耗以及下行链路中不断产生的小区间干扰。所有基站连续发送UE在自己和相邻小区中用于估计目标小区质量的导频信号。在GSM(BCCH)、WCDMA(CPICH)和Wi-Fi(信标)中也是如此。每个UE执行定期测量，并在满足特定报告条件(定期或基于事件)时将测量结果报告给网络。如果检测到服务小区质量正在接近另一候选小区功率，则可以发起更详细的测量过程或切换过程。
在某些配置中，如果以足够的速率发送，则初始访问信号(SSB和如PSS/SSS的关联信号)也可以用于主动模式移动性测量。它们允许估计有关候选小区的链路质量并报告给网络。
现代蜂窝系统(例如5G NR系统)将使用包含大型天线阵列的先进天线系统进行数据发送。使用这种天线阵列，数据信号将以窄波束发送，以增加某些方向上的信号强度，和/或减少其他方向上的干扰。在这样的系统中，服务和目标节点或小区标识通常不再足以在节点间切换期间维持无缝连接。相邻基站中窄波束之间的切换管理成为必要，服务基站还需要确定自身小区内是否需要进行波束切换或波束更新。因此，服务链路可以有效地是基站当前正通过其与UE进行通信的波束，以及它将切换或转换到的波束变为目标链路。
在像NR的基于波束的系统中，希望避免过多的静态DL RS信令，因此网络可以仅在需要时(或者在给定网络区域中发现UE时，或者以UE特定方式仅在相关候选波束中)才开启特殊移动性参考信号(MRS)。这可以周期性地进行或在网络确定例如可能需要针对UE的波束更新时(例如当检测到服务波束质量下降时)进行。每个激活的波束都发送携带波束标识的MRS。
在这样的系统中，可以采用各种MRS测量和报告策略。在类似LTE的设置中，UE可以连续监视接收到的样本流中是否存在MRS。当满足某个事件标准时，例如如果检测到信号质量超过阈值的任何MRS，则UE将向网络报告接收到的波束ID和信号质量。这些报告将用于移动性决策以及在AN或波束分辨率级别上建立ANR数据库。在如WO 2016/045695A1中所述的备选5G式设置中，网络通过经由控制信令发送测量命令来触发MRS测量，例如当识别到服务链路质量下降或发起移动性测量的另一原因时。测量命令可以包含报告指令，以及在一些实施例中，可以包含要测量的MRS的显式列表。服务和/或其他候选AN保留用于在UL中接收测量报告的UL资源。
传输接收点(TRP)使用不同的预编码/波束成形配置来发送唯一的CSI-RS。在3GPP中，已经商定CSI-RS将用于TRP内波束管理。UE测量接收到的CSI-RS质量，并向网络报告最佳波束的标识和质量。
还已经商定，除了PSS/SSS信号之外，可以将类似于CSI-RS的信号结构用作用于主动模式移动性(AMM)测量的MRS。在一种解决方案中，来自可能T/F失准的候选小区的PSS被用于获得与该小区的足够T/F同步，随后可以使用所获得的T/F同步参数在F域中执行CSI-RS测量。
将CSI-RS用于AMM的动机可以是例如以下之一：
·PSS/SSS作为SFN发送的多TRP小区中的TRP间移动性
·所需的波束移动性分辨率高于PSS/SSS波束扫描分辨率
·需要宽带测量，以在中等散射环境中改善衰落的鲁棒性或提高测量准确性。
·与PSS/SSS相比，网络可以基于UE的存在及其移动性需要，根据合适的参数(周期、带宽、所支持的唯一链路数等)动态地开启和关闭以及配置CSI-RS。
准共址(QCL)关系是指一种网络传输布置，其中以UE可以针对接收信号采取相似的二阶特性(例如多普勒频移和扩展、时延、时延扩展、到达方向等)的方式发送两个或多个信号。复杂的信道表征(信道系数)不必相同。
考虑UE要测量并与UE当前的T/F参考进行T/F对准的候选CSI-RS信号。当前的T/F参考可以依靠来自同一TRP的SSB(PSS/SSS)(通常是与CSI-RS准共址的SSB或任何其他假定)通过紧密的网络同步来实现。在本公开中，表述“初步的时间和/或频率同步假定”表示关于时间同步、频率同步或时间和频率同步的一些信息。当T/F对准相当精确时，UE可以在F域中有效地测量CSI-RS。然而，如果接收的候选CSI-RS具有不可忽略的T/F失准，例如具有超过CP长度的时间偏移，则测量质量开始恶化。在较大的T/F偏移下，可能甚至无法检测到用于波束管理或AMM测量的CSI-RS信号。当候选网络节点未紧密同步和/或不同候选波束信号之间存在较大的传播路径长度差异时，可能会发生这种失准。
AMM测量有问题的情况的一些示例是使用毫秒级或更粗的同步TRP或较大的站点间距离(ISD)进行的部署。如果匹配且适当QCL的SSB不可用于候选波束，例如由于来自高增益数据发送、隐藏节点场景、SSB的单频网络(SFN)发送或其他部署选择或使用场景的干扰，来自此类TRP的CSI-RS可能无法用于由UE进行的波束质量估计。对于TRP内波束管理，常规CSI-SR不支持其中不同的远反射由某些波束而不是同一TRP发送的其他波束捕获的传播场景。
图4是示意性地示出用于本文所说明的方式的方法400的流程图。应当注意，如下文将说明的，图4适用用于无线通信设备的方法和用于网络节点的方法两者。
简而言之，接收实体(例如无线通信设备或网络节点)可以如上所述应用401初步同步假定。还可以例如从为通信网络指定的内容或通过来自通信网络的一个或另一个网络节点的信令提供的内容或通过估计预期的最大失准，确定搜索范围。可以从例如TRP间本地振荡器稳定性、定时对准准确性、站点间距离等确定搜索范围。接收实体收集402接收信号的第一样本集合。可以基于初步的同步假定来收集402样本。然后将样本变换406到频域，以及形成408具有不同T/F偏移的多个假设。形成408假设可以在任何时间进行，并且可以被预先存储。因此，形成408可以包括在所存储的假设中选择在特定时刻要使用的那些假设。可以基于标准中的当前接收模式或通过显式链路标识(ID)(例如网络提供的小区ID或波束ID)，将要使用的假设确定为子集。也可以使用针对所讨论的信号定义的所有假设的完整集合。每个假设可以包括与变换后的样本进行比较的序列和与该假设所关联的T/F偏移相对应的数据。一种合理的实现是不考虑任何搜索范围而将当前服务节点T/F参考用作假设进行数据收集和变换，然后使用任何可用的搜索范围信息来限制假设集。
然后将变换后的样本与假设相关410，其中可以选择412最适合接收信号或至少具有足够好的拟合的假设。从该选择的与T/F偏移相关联的假设中获得同步，并且接收实体可以相应地调整其接收，例如以执行413用于波束管理或AMM的测量。可选地，接收实体还可以收集第二样本集合(和第三样本集合等)，该第二样本集合具有相对于第一样本集合的与符号时间的片段相对应的偏移，以实现更大的时间偏移搜索范围。同样可选地，所收集的样本可以被零填充405，即，将零值添加到样本序列，这将在变换406之后在频域中导致内插或过采样的序列。例如，可以进行零填充405，以使得变换后的序列拟合假设的序列。可以使零填充405对应于期望的频率分辨率，例如子载波间隔。
对于无线通信设备，即在DL中要进行同步之处，对接收到的CSI-RS信号进行采样402，并使用初始T/F参考(例如服务链路T/F参考)经由FFT将其变换406为F域。然后将F域信号与多个F域参考序列相关(410)，该多个F域参考序列建模被应用于一个或多个发送的CSI-RS序列的不同的所假设的T和F偏移。选择412导致最大或足够大的相关值的序列和T/F偏移假设作为所检测的链路标识和T/F偏移估计。
变换后的序列与要检查的假设的多个假设参考序列相关，其中每个序列取决于三个参数：F域中发送的序列、频移(例如F域中过采样的接收信号的相位)和时移(例如与复指数旋转项相乘)。在此，可以根据极坐标计算方法或根据复数值进行处理。可以在所观察到的参考信号(例如CSI-RS)的块、在相干带宽内并在相干块上非相干的频率元素上相干地执行此相关。
下面描述备选的但在数学上等同的实现的一些示例实施例：
·应用T偏移的域：
ο对偏移为0的T域信号执行FFT，然后通过将发送的序列乘以对应的旋转项而将T偏移假设应用于F域，或者
ο在T域信号上执行FFT，每个T域信号对应于一个假设的T偏移。
·测试F偏移假设：
ο填充后对接收信号进行FFT，以实现F域过采样，例如16x，而参考序列未被过采样。通过选择所接收序列的适当F采样相位来测试F偏移假设，或者
ο可以使用1x过采样以及通过对T域参考序列的填充版本进行FFT生成的参考序列来对接收信号进行FFT。通过选择参考序列的适当F采样相位来测试F偏移假设。
·获得N倍(Nx)，其中N是整数的过采样的F域接收或参考信号：
ο长度为(N-1)x的零填充和FFT，或者
ο在没有零填充信号的情况下对原始T域信号进行FFT并进行内插，例如在频率上进行横向滤波。
上面的方法400处理与服务小区定时的定时失准，该定时失准被限制在CSI-RSOFDM符号长度的中等片段(例如25％)。为了处理较大的偏移，可以执行多个FFT实例，其中FFT的定时参考通过收集403更多样本集合以例如1/2OFDM符号步长变化。
假设搜索空间可以受到例如先前估计的T和F偏移范围以及预先配置的要查找的CSI-RS标识(例如小区或虚拟ID)的限制。
方法400使用附加参考信号(例如CSI-RS)实现DL链路质量测量，即使要测量的链路相对于当前接收机参考适度地失准以及当相关联的传统初始T同步信号不可用时也是如此。例如，可以在广泛的部署和传输场景中，以更好的测量质量和波束分辨率、鲁棒的波束管理测量和透明波束切换来启用AMM测量。
对于网络节点，即在UL中要进行同步之处，可以将相同的方法400应用于使用SRS来获得针对特定UE波束的同步。
此外，对于该方法的网络节点角度，该方法可以包括向UE信令发送要查找的候选序列(例如小区或波束ID)列表以减少搜索工作量。网络节点还可以例如基于部署参数(像TRP间本地振荡器(LO)稳定性、定时对准准确性、站点间距离(ISD)等)，信令发送相关的T/F搜索空间。
网络节点可以通过观察用于UE的定时提前量(TA)信息来进一步缩小用于UE的T/F搜索空间。利用TA，网络节点知道UE位于以半径等于TA并且宽度最大等于覆盖天线元件的扇区的半功率波束宽度的服务TRP为中心的弧上的某处。如果网络节点(例如gNB)知道相邻网络节点(即无线电接入节点)的GPS坐标，则它可以为每个邻居计算定时窗口，然后将所有窗口的并集作为T域搜索空间。如果网络节点具有针对UE的窄波束方向的先验知识，则网络节点可以甚至进一步减小搜索窗口，因为网络节点将更准确地知道UE在弧上的位置。然后，网络节点可以以专用方式将该更精确的搜索空间信息信令发送给UE。
为了在实践中说明该方法，考虑4GHz处且具有15kHz子载波间隔(SCS)的特定部署。这样，符号长度为67us，循环前缀(CP)长度为4.7us。然后，假设3km的ISD和使用基于无线电接口的同步的节点间同步，其中仅路径损耗差异对接收的服务链路和候选链路信号之间的T偏移有显著影响；T偏移可高达±10us。假设网络节点的LO准确性为0.5ppm且车辆运动为120km/h，则在任一方向上的最大F偏移可以为2+2·0.88＝3.8kHz。
如果目标F准确性为SCS的7％(即1.05kHz)，而T准确性为CP的50％(2.4us)，则T偏移搜索范围包括9个位置，F偏移搜索范围包括8个位置。因此，对于每个候选序列，应执行72个试探性的检测操作。假设UE尝试检测全BW CSI-RS和K个候选序列，这可以例如通过以下步骤来实现：
·收集具有2048个样本的初始样本序列
·零填充至长度16·2048并FFT，以获得16倍的频率过采样
·对于九个T偏移位置中的每一个
·生成频率上的T移位表示
·对于K个候选序列中的每一个
·将长度为2048的候选序列与T移位序列相乘
·对于八个F偏移假设中的每一个
·在适当的相位对16倍过采样的接收信号进行子采样
·将子采样后的接收信号与参考相关
备选地，当然可以制定数学上等效的实现，其等效于遍历搜索维度的不同顺序和执行序列乘法，这从以上步骤的说明中变得显而易见。
该方法旨在支持T偏移与CP长度相当或超过CP长度的情况。它在最大T偏移是OFDM符号长度(Tsym)的中等片段时作用良好。可容忍的偏移受到几个方面的限制：期望的信号能量减小、干扰(即来自相邻符号)信号能量增大、以及F域中的旋转项可以开始限制相干带宽。对T-偏移不确定性范围的估计实际极限(以使本发明的过程稳健地工作)可以约为Tsym的25％。
如果定时不确定性超过上述限制，例如由于部署具有较宽松的节点间定时对准，则可以通过重复从收集402样本到针对附加的可以例如以0.5Tsym步长选择的初始T偏移进行相关412的步骤来扩展该过程，其中考虑所假设的上述鲁棒过程的25％T偏移不确定性范围。这样，至少一个测试的初始偏移将落在实际偏移的0.25Tsym之内。在每个初始偏移值处，可以测试-0.25Tsym…0.25Tsym的T-偏移范围以确定实际的T-偏移。
通过使用不类似PSS的信号(例如没有结合初始同步相关特征的信号)，优选地对于检测T域中的少量序列，使用例如CRS经由F域假设测试来获得同步。这不同于传统上使用的初始同步和跟踪操作，并且在F域中执行有效的信号处理，即在时域中进行有限的采样、滤波、平均等以找到同步，从而可以进行进一步的测量。
对于所支持的F偏移范围，实际上没有限制条件，特别是在UE已经具有朝向服务链路的F同步的情况下。
该方法能够用于波束管理，以克服由于经由某些波束而不是其他波束捕获长反射而导致的波束之间的T偏移变化。因此，UE可以使用所发送的常规CSI-RS结构来成功地测量和报告利用环境中的不同传播路径的波束。
该方法还能够用于使用例如CSI-RS而没有附加同步特征的AMM测量，以用于在来自该小区的SSB不可用、不能被检测或不匹配QCL意义上的CSI-RS时测量失准的相邻小区的链路质量。
该方法特别适合于其中网络已经用有限的可能发送序列集合来预配置UE的情况。如果序列集合较大但是测量报告的延迟不关键，则UE可以记录接收到的样本并执行背景计算，以在计算资源可用时测试所有合理的序列到T偏移和F偏移假设组合，并一旦计算完成就向网络报告。
到目前为止，已经使用UE的DL检测和测量示例讨论了方法400。相似地，在UL中，当不同的UE波束可以捕获例如具有不同路径长度的传播路径时，方法400实现UE波束质量的测量。它还能够在与UE的服务节点未严格时间对准的附加候选节点处使用SRS进行基于UL的AMM测量。
因此，方法400同样适用于UL，在UL中，例如由UE发送的SRS可以在相关情况下用于定时估计。例如，不同的UE发射(TX)波束可以捕获不同的传播路径，并且从使用各向同性或宽波束波束形状发送的物理随机接入信道(PRACH)或从跟踪先前的服务波束中获得的定时可能未与新的UE波束充分准共址。然后，TRP可能未正确检测和测量新波束中的SRS。该方法可用于从新的非时间对准波束的SRS导出该新的非时间对准波束的更新T/F参考，而无需发送专门为粗同步采集而设计的类PRACH信号。类似地，仅使用SRS作为测量信号，能够支持用于其中ISD与CP长度相当或超过对应CP长度的部署的基于UL测量的AMM。
图7是示意性地示出根据实施例的无线通信设备700的框图。无线通信设备700包括天线装置702、连接到天线装置702的接收机704、连接到天线装置702的发射机706以及可以包括一个或多个电路的处理元件708。可选地，无线通信设备700包括一个或多个输入接口710和一个或多个输出接口712。接口710、712可以是例如电气或光学的用户接口和/或信号接口。无线通信设备700被布置为在蜂窝通信网络中工作。特别地，通过将处理元件708布置为执行参考图4所说明的实施例，无线通信设备700能够建立同步，该同步使无线通信设备700能够例如执行如上所述的进一步的测量。处理元件708还能够完成多种任务，范围从信号处理到能够进行接收和发送(因为它连接到接收机704和发射机706)、执行应用程序、控制接口710、712等。
根据本发明的方法适合于借助于诸如计算机和/或处理器的处理装置的实现，特别是对于以上说明的处理元件708包括处理同步的处理器的情况。因此，提供了包括指令的计算机程序，所述指令被布置为使处理装置、处理器或计算机执行根据参考图4描述的任何实施例的任何方法的步骤。计算机程序优选地包括如图5所示存储在计算机可读介质800上的程序代码，该程序代码可以由处理装置、处理器或计算机802加载并执行以使其执行分别根据本发明的实施例的方法，优选地作为参考图4描述的实施例中的任何一个。计算机802和计算机程序产品800可以被布置为顺序地执行程序代码(其中任何一种方法的动作是逐步执行的)，或者根据实时方案执行动作。处理装置、处理器或计算机802优选地通常是嵌入式系统。因此，图8中所描绘的计算机可读介质800和计算机802应被解释为仅出于说明性目的以提供对原理的理解，而不应被解释为元件的任何直接图示。
图10示出了根据实施例的包括用作无线电接入网络节点的网络(NW)节点1000和1000a和无线通信设备1010的无线网络，该无线网络具有对网络节点1000和通信设备1010的更详细视图。为了简单起见，图10仅描绘了核心网络1020、网络节点1000和1000a以及通信设备1010。网络节点1000包括处理器1002、存储设备1003、接口1001和天线1001a。类似地，通信设备1010包括处理器1012、存储设备1013、接口1011和天线1011a。这些组件可以一起工作以提供如上所述的网络节点和/或无线通信设备功能。在不同的实施例中，无线网络可以包括任何数量的有线或无线网络、网络节点、基站、控制器、无线通信设备、中继站、和/或可以促进或参与数据和/或信号的通信的任何其他组件，无论是通过有线还是无线连接。
网络1020可以包括一个或多个IP网络、公共交换电话网络(PSTN)、分组数据网络、光网络、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、公共陆地移动网络(PLMN)、有线网络、无线网络、城域网和其他网络，以实现设备之间的通信。可以布置网络节点1000、1000a以用于执行参考图4所示的方法。
网络节点1000包括处理器1002、存储设备1003、接口1001和天线1001a。这些组件被描述为位于单个较大盒内的单个盒。然而，在实践中，网络节点可以包括构成单个示出的组件的多个不同的物理组件(例如接口1001可以包括用于耦合用于有线连接的电线的端子和用于无线连接的无线电收发机)。类似地，网络节点1000可以包括多个物理上分离的组件(例如NodeB组件和无线电网络控制器(RNC)组件、基站收发台(BTS)组件和基站控制器(BSC)组件等)，每个组件都可以具有各自的处理器、存储设备和接口组件。在网络节点1000包括多个单独的组件(例如BTS和BSC组件)的特定情况下，一个或多个单独的组件可以在数个网络节点之间共享。例如，单个RNC可以控制多个NodeB。在这种情况下，每个唯一的NodeB和BSC对可以是一个单独的网络节点。在一些实施例中，网络节点1000可以被配置为支持多种无线电接入技术(RAT)。在这样的实施例中，一些组件可以重复(例如用于不同RAT的单独的存储设备1003)，以及一些组件可以被重用(例如同一天线1001a可以被RAT共享)。
处理器1002可以是微处理器、控制器、微控制器、中央处理单元、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列中的一个或多个的组合或任何其他合适的计算设备、资源，或可操作以单独地或与其他网络节点1000组件(例如存储设备1003)结合地提供网络节点1000功能的硬件、软件和/或编码逻辑的组合。例如，处理器1002可以执行存储在存储设备1003中的指令。这样的功能可以包括向无线通信设备(例如无线通信设备1010)提供本文所讨论的各种无线特征，包括本文所公开的任何特征或优点。
存储设备1003可以包括任何形式的易失性或非易失性计算机可读存储器，包括但不限于持久性存储设备、固态存储器、远程安装的存储器、磁性介质、光学介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可移动介质或任何其他合适的本地或远程存储组件。存储设备1003可以存储网络节点1000所利用的任何合适的指令、数据或信息，包括软件和编码逻辑。存储设备1003可以用于存储处理器1002进行的任何计算和/或经由接口1001接收的任何数据。
网络节点1000还包括接口1001，其可以用于网络节点1000、网络1020和/或无线通信设备1010之间的信令和/或数据的有线或无线通信。例如，接口1001可以执行允许网络节点1000通过有线连接从网络1020发送和接收数据所需的任何格式化、编码或转换。接口1001还可以包括可以耦合到天线1001a或天线1001a的一部分的无线电发射机和/或接收机。无线电可以接收将通过无线连接发送到其他网络节点或无线通信设备的数字数据。无线电可以将数字数据转换为具有适当的信道和带宽参数的无线电信号。无线电信号然后可以经由天线1001a发送到适当的接收者(例如无线通信设备1010)。
天线1001a可以是能够无线发送和接收数据和/或信号的任何类型的天线。在一些实施例中，天线1001a可以包括可操作以在例如2GHz和66GHz之间发送/接收无线电信号的一个或多个全向、扇形或平板天线。全向天线可用于在任何方向上发送/接收无线电信号，扇形天线可用于从特定区域内的设备发送/接收无线电信号，而平板天线可以是视线天线，用于以相对的直线来发送/接收无线电信号。天线1001a可以包括一个或多个用于实现不同等级的SIMO、MISO或MIMO操作或波束成形操作的元件。
无线通信设备1010可以是任何类型的通信设备、无线通信设备、UE、D2D设备或ProSe UE，但是通常可以是能够无线地向和从诸如网络节点1000的网络节点和/或其他无线通信设备发送和接收数据和/或信号的任何设备、传感器、智能电话、调制解调器、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、移动终端、智能电话、嵌入式笔记本电脑(LEE)、笔记本电脑安装设备(LME)、通用串行总线(USB)加密狗、机器型UE、能够进行机器对机器(M2M)通信的UE等。无线通信设备1010包括处理器1012、存储设备1013、接口1011和天线1011a。像网络节点1000一样，无线通信设备1010的组件被描绘为位于单个较大盒内的单个盒，但是在实践中，无线通信设备可以包括组成单个所示组件的多个不同物理组件(例如存储设备1013可以包括多个分立的微芯片，每个微芯片代表总存储容量的一部分)。
处理器1012可以是微处理器、控制器、微控制器、中央处理单元、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列中的一个或多个的组合或任何其他合适的计算设备、资源，或可操作以单独地或与其他无线通信设备1010组件(例如存储设备器1013)组合地提供无线通信设备1010功能的硬件、软件和/或编码逻辑的组合。这样的功能可以包括提供本文讨论的各种无线特征，包括本文公开的任何特征或益处。
存储设备1013可以是任何形式的易失性或非易失性存储器，包括但不限于持久性存储设备、固态存储器、远程安装的存储器、磁性介质、光学介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可移动介质或任何其他合适的本地或远程存储组件。存储设备1013可以存储无线通信设备1010所利用的任何合适的数据、指令或信息，包括软件和编码逻辑。存储设备1013可以用于存储处理器1012进行的任何计算和/或经由接口1011接收的任何数据。
接口1011可以用于无线通信设备1010与网络节点1000、1000a之间的信令和/或数据的无线通信。例如，接口1011可以执行允许无线通信设备1010通过无线连接向网络节点1000、1000a发送数据或从网络节点1000、1000a接收数据所需的任何格式化、编码或转换。接口1011还可以包括可以耦合到天线1011a或天线1011a的一部分的无线电发射机和/或接收机。无线电可以接收将要通过无线连接发送到例如无线网络1001的数字数据。无线电可以将数字数据转换为具有适当的信道和带宽参数的无线电信号。无线电信号然后可以经由天线1011a发射到例如网络节点1000。
天线1011a可以是能够无线发送和接收数据和/或信号的任何类型的天线。在一些实施例中，天线1011a可以包括可操作以在例如2GHz和66GHz之间发送/接收无线电信号的一个或多个全向、扇形或平板天线。为了简单起见，就使用无线信号的程度而言，天线1011a可以被认为是接口1011的一部分。天线1011a可以包括一个或多个用于实现不同等级的SIMO、MISO或MIMO操作或波束成形操作的元件。
在一些实施例中，如上所述的组件可以用于实现一个或多个用于实现如上所述的测量的功能模块。功能模块可以包括由例如处理器运行的软件、计算机程序、子例程、库、源代码或任何其他形式的可执行指令。一般而言，每个功能模块可以以硬件和/或软件来实现。优选地，处理器1012和/或1002可以与存储设备1013和/或1003协作来实现一个或多个或所有功能模块。处理器1012和/或1002以及存储设备1013和/或1003因此可以被布置为允许处理器1012和/或1002从存储设备1013和/或1003取回指令并执行所取回的指令以允许各个功能模块执行本文公开的任何特征或功能。所述模块可以进一步被配置为执行本文中未显式描述但在本领域技术人员的知识范围内的其他功能或步骤。
参考图4所展示的网络节点的方法适合于借助于诸如计算机和/或处理器的处理装置来实现，特别是对于上面所展示的处理元件1002包括被布置用于执行或促进同步的网络节点的处理器的情况。因此，提供了包括指令的计算机程序，所述指令被布置为使处理装置、处理器或计算机执行根据上述任何实施例的任何方法的步骤。如图9所示，计算机程序优选地包括存储在计算机可读介质900上的程序代码，该程序代码可以由处理装置、处理器或计算机902加载并执行，以使所述处理装置、处理器或计算机902执行分别根据本发明的实施例的方法，优选地如上所述的任何实施例。计算机902和计算机程序产品900可以被布置为顺序地(其中任何方法的动作被逐步地执行)执行程序代码，或者根据实时方案进行操作。优选地，处理装置、处理器或计算机902通常是嵌入式系统。因此，图9中所描绘的计算机可读介质900和计算机902应被解释为仅出于说明性目的以提供对原理的理解，而不应被解释为元件的任何直接图示。
上面主要参考一些实施例描述了本发明构思的特定方面。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了以上公开的那些实施例之外的其他实施例同样是可能的并且在本发明构思的范围内。类似地，尽管已经讨论了许多不同的组合，但是并未公开所有可能的组合。本领域技术人员将理解，存在其他组合并且在本发明构思的范围内。此外，如本领域技术人员所理解的，本文公开的实施例同样适用于其他标准和通信系统，并且结合其他特征公开的来自特定附图的任何特征可以适用于任何其他附图和/或与不同特征相组合。

Claims (17)

1.一种由无线通信网络中的无线节点执行的用于接收参考信号的方法，所述方法包括：
在时域中收集接收信号的第一样本集合；
将所述第一样本集合变换到频域；
形成多个假设，所述多个假设包括用于所述接收信号的时间偏移的假设集合和/或用于所述接收信号的频率偏移的假设集合；
将所述接收信号的频域样本与所述多个假设的至少一个子集相关；以及
基于所述相关来选择假设，其中，所选择的假设对应于所述接收信号的同步以使得实现所述同步。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在变换所收集的样本之前对所述样本进行零填充。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，收集和变换样本基于初步的时间和/或频率同步假定来进行。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述初步的时间和/或频率同步假定基于通过所获得的同步信号块信息来实现的粗略同步。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述假设的子集形成搜索范围。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述搜索范围基于所述初步的时间和/或频率同步假定。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述搜索范围基于从蜂窝通信系统的网络节点接收的信息。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述搜索范围基于针对蜂窝通信系统预定义的信息。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，所述初步的时间同步假定是基于时间搜索范围所基于的定时提前量信息。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：在时域中收集所述接收信号的第二样本集合，所述第二样本集合具有相对于所述第一样本集合的与符号时间的片段相对应的偏移；以及对所述第二样本集合执行与所述第一样本集合相类似的处理，其中，选择所述假设是在针对两个样本集合做出的相关之间进行，以使得所述同步针对更宽的时间搜索范围来实现。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述符号时间的所述片段对应于一半的符号时间或更短。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，进行样本的收集，以使得所述接收信号的信道状态信息参考信号CSI-RS包括在所述样本中。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，进行样本的收集，以使得所述接收信号的探测参考信号SRS包括在所述样本中。
14.一种无线通信设备，包括收发机和处理器并且被布置为执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
15.一种蜂窝通信网络的网络节点，包括收发机和处理器并且被布置为执行根据权利要求1至11和13中任一项所述的方法。
16.一种包括指令的计算机程序，所述指令在无线通信设备的处理器上执行时使所述无线通信设备执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
17.一种包括指令的计算机程序，所述指令在网络节点的处理器上执行时使所述网络节点执行根据权利要求1至11和13中任一项所述的方法。
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