CN110692204A - 无线电通信网络中的到达角估计 - Google Patents

无线电通信网络中的到达角估计 Download PDF

Info

Publication number
CN110692204A
CN110692204A CN201780091373.6A CN201780091373A CN110692204A CN 110692204 A CN110692204 A CN 110692204A CN 201780091373 A CN201780091373 A CN 201780091373A CN 110692204 A CN110692204 A CN 110692204A
Authority
CN
China
Prior art keywords
receive beams
angle
radio
transceiver device
arrival
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780091373.6A
Other languages
English (en)
Inventor
F·阿特莱
A·尼尔松
S·彼得松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication of CN110692204A publication Critical patent/CN110692204A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/28—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics
    • G01S3/32—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics derived from different combinations of signals from separate antennas, e.g. comparing sum with difference
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/28—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics
    • G01S3/32—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics derived from different combinations of signals from separate antennas, e.g. comparing sum with difference
    • G01S3/325—Automatic tracking systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/04—Details
    • G01S3/043—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/16—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived sequentially from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics or from an antenna system having periodically-varied orientation of directivity characteristic
    • G01S3/20—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived sequentially from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics or from an antenna system having periodically-varied orientation of directivity characteristic derived by sampling signal received by an antenna system having periodically-varied orientation of directivity characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/28—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

提供用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的机制。由接收无线电收发机设备执行一种方法。所述方法包括：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述方法包括：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。

Description

无线电通信网络中的到达角估计
技术领域
在此提出的实施例涉及一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的方法、无线电收发机设备、计算机程序、以及计算机程序产品。
背景技术
在通信网络中，对于给定通信协议、其参数和其中部署通信网络的物理环境，获得良好的性能和容量可能具有挑战。
例如，对于未来几代移动通信系统，可能需要许多不同载波频率下的频带。例如，可能需要低的这些频带以针对无线设备实现足够的网络覆盖，以及可能需要更高频带(例如在毫米波长(mmW)下，即接近和高于30GHz)以达到所需的网络容量。一般地说，在高频率下，无线电信道的传播特性更具挑战性，并且可能需要在网络的网络节点和无线设备两者处进行波束成形以达到足够的链路预算。
无线设备和/或网络节点的发送和接收点(TRP)可以借助于模拟波束成形、数字波束成形、或者混合波束成形来实现波束成形。每种实现具有其优势和劣势。数字波束成形实现是三者中最灵活的实现但成本也最高，因为需要大量无线电链和基带链。与数字波束成形实现相比，模拟波束成形实现的灵活性最低但制造成本更低，因为无线电链和基带链的数量减少。混合波束成形实现是模拟与数字波束成形实现之间的折衷。如技术人员理解的，取决于不同无线设备的成本和性能要求，将需要不同的实现。
在其中网络侧的TRP使用窄波束以进行传输的通信网络中，假设在用户侧针对每个被服务无线设备发现和监视至少一个窄发送波束。这种发现和监视过程被称为波束管理。为了执行波束管理，网络节点使用针对下行链路参考信号(例如信道状态信息参考信号(CSI-RS))的由被服务无线设备获得和报告的测量(例如接收参考信号功率)。然后，将针对其获得最高接收参考信号功率的波束对用作活动波束对链路。一般地说，由发送端(例如TRP处)的发送波束和接收端(例如无线设备处)的对应接收波束来定义波束对，其中从多组可用候选波束中选择发送波束和接收波束，以便最大化从发送端到接收端的传输的质量标准(例如最高接收参考信号功率)。
如果被服务无线设备例如由于阻挡而丢失与TRP的波束连接，则可以发起波束恢复过程以重新建立波束连接。这种波束恢复过程例如可以包括扫描TRP波束与无线设备波束的所有不同组合。当在TRP和无线设备两者处具有许多候选波束时，这种波束扫描过程可能在时间消耗和开销信令方面成本高昂。此外，在某些场景中，无线设备可以在操作上连接到下行链路和上行链路中的不同TRP，因此针对下行链路和上行链路可能需要单独的波束管理过程。
因此，仍然需要改进的波束管理。
发明内容
本发明的实施例的一个目标是实现有效的波束管理。
根据第一方面，提出一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的方法。所述方法由接收无线电收发机设备执行。所述方法包括：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述方法包括：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。
有利的是，该方法实现有效的波束管理。
有利的是，该方法避免在接收无线电收发机设备处使用顺序波束扫描。以这种方式估计到达角减少了寻找最佳模拟波束对的时间以及与寻找参考信号的波束的传输相关联的开销。
根据第二方面，提出一种无线电收发机设备，其充当接收无线电收发机设备并且用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角。所述无线电收发机设备包括处理电路。所述处理电路被配置为使得所述无线电收发机设备：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述处理电路被配置为使得所述无线电收发机设备：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。
根据第三方面，提出一种无线电收发机设备，其充当接收无线电收发机设备并且用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角。所述无线电收发机设备包括处理电路和存储介质。所述存储介质存储指令，所述指令当由所述处理电路执行时使得所述无线电收发机设备执行操作或者步骤。所述操作或者步骤使得所述无线电收发机设备：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述操作或者步骤使得所述无线电收发机设备：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。
根据第四方面，提出一种无线电收发机设备，其充当接收无线电收发机设备并且用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角。所述无线电收发机设备包括获得模块，被配置为：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述无线电收发机设备包括估计模块，被配置为：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。
根据一个实施例，根据第二、第三或者第四方面中任一项所述的无线电收发机设备是无线电接入网络节点。
根据一个实施例，根据第二、第三或者第四方面中任一项所述的无线电收发机设备是无线设备。
根据第五方面，提出一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在充当接收无线电收发机设备的无线电收发机设备上运行时使得所述无线电收发机设备执行根据第一方面所述的方法。
根据第六方面，提出一种计算机程序产品，其包括根据第五方面所述的计算机程序和在其上存储所述计算机程序的计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质可以是非瞬时性计算机可读存储介质。
要注意，在适当的情况下，第一、第二、第三、第四、第五和第六方面的任何特性可以适用于任何其它方面。同样，第一方面的任何优势可以分别同样适用于第二、第三、第四、第五和/或第六方面，并且反之亦然。即，针对所述方法列出的优势同样适用于所述无线电收发机设备、所述计算机程序、以及所述计算机程序产品。从以下具体实施方式、所附从属权利要求以及附图，所附实施例的其它目标、特性和优势将显而易见。
通常，在权利要求中使用的所有术语根据其在技术领域中的普通含义来解释，除非在此另外明确定义。对“一/一个/该元件、装置、组件、构件、模块、步骤等”的所有引用将被公开解释为指元件、装置、组件、构件、模块、步骤等的至少一个实例，除非另外明确说明。在此公开的任何方法的步骤不必以公开的确切顺序执行，除非明确说明。
附图说明
现在通过示例的方式参考附图描述本发明概念，这些附图是：
图1是示出根据实施例的通信网络的示意图；
图2示意性地示出根据实施例的无线电收发机设备的通信接口和/或发送和接收点；
图3和4是根据实施例的方法的流程图；
图5、9、11示出根据实施例的判别函数的大小和相位；
图6、7、8、10示出根据实施例的复波束模式；
图12示意性地示出根据一个实施例的频域中的子载波间隔在时域中的影响；
图13是示出根据一个实施例的无线电收发机设备的功能单元的示意图；
图14是示出根据一个实施例的无线电收发机设备的功能模块的示意图；以及
图15示出根据一个实施例的包括计算机可读存储介质的计算机程序产品的一个示例。
具体实施方式
现在将在以下参考附图更全面地描述本发明的概念，在附图中示出本发明概念的特定实施例。但是，本发明的概念可以以多种不同的形式体现，并且不应被解释为限于在此给出的实施例；相反，通过示例的方式提供这些实施例以使得本公开详尽并完整，并且将本发明概念的范围完全传达给本领域的技术人员。在说明书中，相同的编号指相同的元件。由虚线示出的任何步骤或特性应该被视为可选的。
图1是示出其中可以应用在此提出的实施例的通信网络100的示意图。通信网络100可以是第三代(3G)电信网络、第四代(4G)电信网络、或者第五代(5G)电信网络并且支持任何3GPP电信标准。
通信网络100至少包括无线电收发机设备200，其被配置为经由TRP205向无线电接入网络110中的无线电收发机设备300提供网络接入。在某些实施例中，无线电收发机设备300是终端设备的一部分、与终端设备集成、或者与终端设备共存，无线电收发机设备200是网络节点或TRP 205的一部分、与网络节点或TRP 205集成、或者与网络节点或TRP 205共存。
无线电接入网络110在操作上连接到核心网络120。核心网络120又在操作上连接到服务网络130，例如因特网。从而，无线电收发机设备300能够经由TRP 205和无线电收发机设备200接入服务网络130的服务并且与服务网络130交换数据。
网络节点的示例是无线电接入网络节点、无线电基站、基站收发台、节点B、演进型节点B、千兆比特节点B、接入点、以及接入节点。终端设备的示例是无线设备、移动站、移动电话、手机、无线本地回路电话、用户设备(UE)、智能电话、膝上型计算机、平板计算机、配备网络的传感器、配备网络的车辆、以及所谓的物联网设备。
在此公开的实施例可以应用在被实现为无线电接入网络节点和终端设备两者的接收无线电收发机设备处，或者甚至应用在被实现为回程节点或副链路节点的接收无线电收发机设备处。因此，尽管在此公开的至少某些实施例中的无线电收发机设备200被描述为是网络节点并且无线电收发机设备300被描述为是终端设备，但在此公开的无线电收发机设备200的功能同样可以在终端设备中实现。
为了便于描述，无线电收发机设备200因此表示接收无线电收发机设备，无线电收发机设备300表示发送无线电收发机设备，然而无线电收发机设备200、300两者可以被配置用于发送和接收两者。具体地说，接收无线电收发机设备200经由TRP 205被配置为在两个接收波束140a、140b中接收由发送无线电收发机设备300发送的无线电信号。两个接收波束140a、140b共同覆盖给定角扇区150。尽管在图1中仅示出两个接收波束140a、140b，但接收无线电收发机设备200可以被配置为使用具有不同形状和宽度(在此通常被称为具有不同的复波束模式)的各种波束通信。
以到达角α接收由发送无线电收发机设备300发送的无线电信号。通常，相对于在该处通过无线电接口物理地接收无线电信号的节点来确定到达角α。在图1的说明性示例中，该节点由TRP 205表示。
在图2的说明性示例中，存在两个天线阵列190a、190b，每个天线阵列具有M个单极化天线单元160a、160b，其在操作上连接到它自己的模拟分配网络180a、180b(每个单极化天线单元定义模拟分配网络并且被配置用于模拟波束成形)，每个天线单元具有一个移相器和/或增益控件(以及可选地具有开关)。转而，每个模拟分配网络180a、180b在操作上连接到它自己的单基带(BB)链170a、170b。单极化天线单元160a、160b具有相互正交的极化。在此公开的实施例在天线阵列190a、190b的数量方面不受限制。一般地说，无线电收发机设备200或无线电收发机设备200的TRP 205包括至少一个天线阵列190a、190b。例如，两个天线阵列190a、190b可以是无线电收发机设备200的通信接口220的一部分。
假设无线电收发机设备200、300被配置为当彼此通信时使用波束成形。因此，可能需要波束管理以便无线电收发机设备200、300确定哪些波束要用于彼此通信。如上所述，当在接收无线电收发机设备200和发送无线电收发机设备300两者处存在许多候选波束时，使用波束扫描过程可能在时间消耗和开销信令方面成本高昂。
因此，在此公开的实施例涉及用于估计无线电通信网络100中的无线电信号的到达角α的机制。为了获得此类机制，提供了无线电收发机设备200、由无线电收发机设备200执行的方法、计算机程序产品，该计算机程序产品包括例如计算机程序形式的代码，该代码当在无线电收发机设备200上运行时使得无线电收发机设备200执行该方法。
图3和4是示出用于估计无线电通信网络100中的无线电信号的到达角α的方法的实施例的流程图。这些方法由无线电收发机设备200执行。这些方法有利地提供为计算机程序1520。
现在参考图3，其示出根据一个实施例的由无线电收发机设备200执行的用于估计无线电通信网络100中的无线电信号的到达角α的方法。
该方法基于无线电收发机设备200测量两个不同波束140a、140b中的接收无线电信号，以便直接确定要用于与发送无线电收发机设备300的后续通信的最佳发送和/或接收波束，而不需要执行任何顺序波束扫描。具体地说，无线电收发机设备200被配置为执行步骤S102：
S102：无线电收发机设备200获得在两个接收波束140a、140b中接收的无线电信号的测量。
如上所述，两个波束覆盖给定角扇区150。进一步如上所述，两个接收波束140a、140b通过天线阵列190a、190b中的模拟波束成形来产生。
接收波束140a、140b的复波束模式在给定角扇区150内具有足够的增益，在给定角扇区150内，波束寻找过程应该标识哪个波束要用于与发送无线电收发机设备300的后续通信。具体地说，接收波束140a、140b具有不同的复波束模式，并且在给定角扇区150内的任何角度处，最多一个复波束模式具有低于阈值的增益。将在下面给出如何确定阈值的示例。
通常，两个复波束模式的增益应该满足两个复波束模式在相同方向上没有低增益(相对于各向同性模式)的条件。例如，允许一个复波束模式在给定角扇区150内的某个方向上为零，前提是另一个复波束模式在该相同方向上具有相对高的增益。两个接收波束140a、140b的复波束模式以这样的方式不同：使得能够基于接收无线电信号和两个复波束模式的特定来确定唯一的到达角α。
通过测量两个接收波束140a、140b中的接收无线电信号并且将测量与预计算的判别函数相关，估计到达角α。因此，无线电收发机设备200被配置为执行步骤S104：
S104：无线电收发机设备200通过将两个接收波束140a、140b中的测量的复振幅与判别函数进行比较，估计信号的到达角α。将在下面给出判别函数的示例。
因此，代替执行成本高昂的顺序波束扫描过程，无线电收发机设备200能够仅使用两个接收波束140a、140b来直接估计接收无线电信号的到达角α。
现在将公开涉及由无线电收发机设备200执行的估计无线电通信网络100中的无线电信号的到达角α的进一步细节的实施例。
现在将公开阈值的各方面。
在某些方面，以这样的方式设置阈值：使得在两个接收波束140a、140b中的无线电信号的接收不会导致太低以致不能由判别函数使用的测量。在某些方面，根据实现因素和/或复波束模式的形状来设置阈值。
现在将公开判别函数的各方面。在某些方面，判别函数是从两个复波束模式中计算的将复振幅值唯一地映射到到达角α值的复函数。根据一个实施例，判别函数基于复波束模式，并且在给定角扇区150内是到达角α的一对一函数。在某些方面，判别函数由曲线表示。
通过测量在两个接收波束140a、140b中接收的无线电信号并且将其与基于两个接收波束140a、140b的复波束模式的所计算的判别函数进行比较，能够估计无线电信号的唯一到达角α。判别函数的一个示例是两个复波束模式之间的比率。因此，根据一个实施例，判别函数被定义为两个接收波束140a、140b的复波束模式之间的比率。
因此，用于从两个接收波束140a、140b估计到达角α的一种方式是形成判别函数Δ/Σ，其中Δ和Σ分别由两个接收波束140a、140b的复波束模式来定义。图5在(a)和(b)处示出该判别函数的大小和相位(相位取决于方位角)。例如，如果Δ/Σ的大小是2并且相位是π/2，则在图5的说明性示例中到达角α可以被估计为40度。
现在将公开两个接收波束140a、140b的各方面。
在某些方面，两个接收波束的波束宽度适应角扇区150的宽度。因此，根据一个实施例，两个接收波束140a、140b中的每一个具有相应的波束宽度，并且波束宽度适于覆盖给定角扇区150。
在某些方面，一次一个地产生两个接收波束140a、140b。因此，根据一个实施例，通过模拟波束成形一次一个产生两个接收波束140a、140b。如果不能同时产生两个接收波束140a、140b，则这可能需要两个顺序测量(即，非同时测量)。因此，根据一个实施例，在两个接收波束140a、140b的每一个中，一次一个地获得无线电信号的至少一个测量。
可以存在不同的方式来产生两个接收波束140a、140b。在某些方面，通过模拟波束成形仅使用相移来产生两个接收波束140a、140b。因此，根据一个实施例，通过模拟波束成形仅使用相移来产生两个接收波束140a、140b。
可以用于到达角估计的两个接收波束140a、140b的一个示例是所谓的总和(sum)波束和增量(delta)波束。可以在天线阵列190a、190b中通过模拟波束成形仅使用相移来产生总和波束和增量波束。可以通过对每个天线阵列维度的所有同极化天线单元上的无线电信号进行求和来产生总和波束。可以通过在求和之前将π弧度的相移应用于一半的天线阵列来产生增量波束。
但是，通过对天线阵列中的所有同极化天线单元进行求和来产生总和波束将产生窄波束(并且对于增量波束同样如此)，这导致有限的角覆盖150。图6示意性地示出天线阵列(其是具有8个天线单元的均匀线性阵列(ULA))的总和波束和增量波束的复波束模式的一个示例。这将使得难以估计总和波束的主波瓣之外的到达方向，并且因此不太用于波束管理目的。
因此，提出产生具有大波束宽度的两个接收波束140a、140b。更准确地说，产生复波束模式以适应假设在其中将要接收无线电信号的角扇区150的宽度。例如，每当需要时，可以产生具有更小覆盖并且因此具有更高增益的更窄的接收波束140a、140b。波束宽度还能够适应假设覆盖与发送无线电收发机设备300的后续通信的给定角扇区150的宽度。
用于实现这一点的一种方式是仅使用阵列中的两个天线单元来产生两个接收波束140a、140b。即，在某些方面，通过模拟波束成形使用相移和振幅锥度来产生两个接收波束140a、140b。因此，根据一个实施例，通过模拟波束成形使用相移和振幅锥度的组合来产生两个接收波束140a、140b。在图7中示出产生的复波束模式的示例。但是，使用相移和振幅锥度的组合对于缺少针对某些天线单元将振幅增益设置为零的支持的天线阵列是不可能的，例如在没有增益控件并且因此仅使用移相器来控制每个天线单元的天线阵列中是不可能的。
用于仅使用相移来产生宽接收波束140a、140b的一种方法是借助于在WO2016141961 A1中描述的阵列扩展技术。WO2016141961 A1涉及使用包括双极化单元的天线阵列的波束成形。生成一个或两个波束端口，其中通过组合至少两个非重叠子阵列来定义一个或两个波束端口。每个子阵列具有两个子阵列端口，两个子阵列端口具有相同的功率模式和相互正交的极化。经由扩展权重来组合至少两个非重叠子阵列。扩展权重将一个或两个波束端口映射到子阵列端口，以使得一个或两个波束端口具有与子阵列相同的功率模式。至少某些扩展权重具有相同的非零大小并且在相位上相关以形成传输波瓣。
此外，通过应用在文档WO2011/050866A1中公开的原理，例如无论天线阵列中具有多少个天线单元，都可以生成与单元波束宽度一样宽的阵列波束宽度(对于接收波束140a、140b)，由此导致双极化波束成形。因此，双极化波束成形可以用于根据需要选择性地加宽或缩窄两个接收波束140a、140b。因此，可以将在文档WO2011/050866A1中公开的原理应用于模拟波束成形网络以便产生接收波束140a、140b。可以用于根据需要生成宽接收波束140a、140b的原理的其它示例是基于优化模拟波束成形网络的天线阵列的复值权重或者通过使天线阵列的某些天线单元静音。
现在将公开关于两个接收波束140a、140b的极化的各方面。
因为传入波的极化通常未知，所以可以针对每个极化估计到达角α，因此给出两个不同的估计(每个极化一个)。因此，在某些方面，针对每个极化执行到达角估计，其中每个测量因此涉及在两个正交极化中测量波束。因此，根据一个实施例，在无线电信号的两个正交极化的每一个中给出无线电信号的至少一个测量中的每一个测量。
对于典型的无线电信道，无论极化如何，到达角α都相同，并且因此可以将两个估计组合成单个估计。因此，可以组合来自两个极化的到达角α的估计以便获得到达角α的最终估计。因此，根据一个实施例，针对两个正交极化中的每一个，估计到达角α的一个中间值，并且在步骤S104中使用中间值的组合来估计到达角α。当组合中间值时，可以对中间值进行加权以便反映估计的准确性。可以通过分析两个接收波束140a、140b的每一个中的无线电信号的接收功率来获得这种准确性；接收功率更高的估计的权重可以高于接收功率更低的估计。
现在将公开两个接收波束140a、140b的进一步方面以及极化的进一步方面。
应用WO2016141961 A1中的扩展技术，可以针对每个极化创建判别函数，该判别函数与总和波束和增量波束的判别函数Δ/Σ相同，这些总和波束和增量波束的波束宽度对应于在扩展中使用的原型天线阵列(即，定义所需波束宽度并且扩展到整个天线阵列大小的天线阵列)的波束宽度。应用WO2016141961 A1中的扩展技术并不意味着单独极化的复波束模式具有总和模式和增量模式形状，而是仅意味着两个极化的总的复功率模式具有这些形状。这在图8中示出，其中示出单独极化的在应用WO2016141961 A1中的扩展技术之后的复功率模式以及总和模式(a)和增量模式(b)的来自两个极化的总功率。因此，对于两个极化，判别函数相同。例如，在Φ＝0度时，极化A的曲线表示与总功率曲线相同的功率关系。
这在图9中进一步示出，其在(a)和(b)处示出单独极化的判别函数以及原型阵列的判别函数Δ/Σ的大小和相位，该原型阵列具有权重分别为[1 1]T和[1 -1]T的两个天线单元，并且天线单元间隔等于波长的一半，即λ/2。显然，尽管构成的复波束模式完全不同于总和波束和增量波束，但单独极化的判别函数与从两个天线单元产生的总和波束和增量波束的对应判别函数相同。这是成立的，除了判别函数具有中断的几个点之外。这些点对应于极化中的一个极化的复波束模式具有零增益的角度。这些中断将对到达角估计没有影响，因为可以在这些点处仅使用另一个极化的测量。
无论使用小的天线阵列来产生两个接收波束140a、140b还是使用WO2016141961A1中的扩展技术来产生两个接收波束140a、140b，判别函数都可以相同。对于WO2016141961A1中的扩展技术的正常使用，通过将单个天线端口连接到天线阵列中的两个正交极化来定义该天线端口。在此公开的实施例中，使用如在WO2016141961 A1中公开的扩展权重，但不执行到单个天线端口中的任何组合。相反，针对每个极化应用判别函数，从而再次给出两个估计。这些估计共享相同的判别函数，并且因此可以如上所述组合为单个估计。
如上所述，可以根据需要调整两个接收波束140a、140b的波束宽度。图10和图11针对具有权重[1 1 1 1]T和[1 1 -1 -1]T的4天线单元原型天线阵列的情况分别示出了复波束模式和判别函数。这对应于是前一个示例中的波束宽度的一半的波束宽度。这可以用于覆盖更窄的给定角扇区150，并且因此在给定角扇区150内提供更高增益。图11示出判别函数的曲线彼此相同。判别函数具有模糊性，但这些模糊性在给定角扇区150之外，并且因此将不影响作为波束寻找过程的一部分的到达角α的估计。
现在将公开给定角扇区150的各方面。
在此公开的实施例同样适用于平面天线阵列，使得能够在方位角域和仰角域两者中估计到达角α。具体地说，根据在方位角域和仰角域两者中估计到达角α的实施例，方位角域和仰角域中的每一者可以具有它自己的给定角扇区150。方位角域中的给定角扇区150和仰角域中的给定角扇区150通常取决于场景，并且可以具有相同或不同的值，这例如取决于TRP205的放置和方向。
现在将公开无线电信号的各方面。
如上所述，使用模拟波束成形，当不能同时产生两个接收波束140a、140b时，可能需要两个顺序测量。然后，每个测量可以涉及在两个正交极化中的波束中测量。用于获得两个波束中的测量的一种方式是使发送无线电收发机设备300发送参考信号，并且使无线电收发机设备200在两个连续正交频分复用(OFDM)符号中测量这些参考信号。还可以在单个OFDM符号中执行两个测量，方式是首先在OFDM符号的前一半中在一个接收波束中测量，然后改变模拟移相器以产生另一个接收波束，并且然后在另一个接收波束中在OFDM符号的后一半中测量。因此，在某些方面，无线电收发机设备200获得两个连续(整个或半个)OFDM符号中的测量，并且针对第一(整个或半个)OFDM符号使用第一接收波束，针对第二(整个或半个)OFDM符号使用第二接收波束。具体地说，根据一个实施例，无线电信号的每个测量对应于整个或半个OFDM符号，以使得测量中的相应测量所基于的整个或半个OFDM符号是在两个接收波束140a，140b的每一个中接收的。
用于实现这一点的一种方式是使发送无线电收发机设备300发送仅占用每第二个子载波的波束参考信号(定义无线电信号)。在每隔一个子载波上发送意味着在频域中的每隔一个样本之间的零插入。通过离散傅里叶变换(DFT)的特性，这意味着时域信号的两倍周期性重复，如图12中所示。图12示意性地示出如何通过在每第二个子载波上发送来产生半个OFDM符号。因此，在每第二个子载波上发送意味着产生的OFDM符号将由两个相同的一半组成，并且然后可以在前一半中执行第一接收波束中的测量，在后一半中执行第二接收波束中的测量(或者反之亦然)。
在基于长期演进(LTE)的通信网络中，在每第二个子载波上发送参考信号是一种常见做法，其中使用所谓的梳模式来发送上行链路探测参考信号(SRS)，其中每第二个或每第四个子载波被参考符号所占用。因此，在单个OFDM符号中执行所提出的到达角估计可以与SRS之类的参考信号结构一起使用。在单个OFDM符号中针对两个接收波束140a、140b执行测量的优势是减少参考信号开销并且减少两个连续测量之间的信道变化。
现在参考图4，其示出根据其他实施例的由无线电收发机设备200执行的用于估计无线电通信网络100中的无线电信号的到达角α的方法。假设如上面参考图3所述来执行步骤S102、S104，并且因此省略其重复描述。
无线电收发机设备200可以具有不同的方式来估计到达角α。
在某些方面，对每个接收波束140a、140b中的接收无线电信号执行与所发送的已知波束参考信号的相关操作，以便无线电收发机设备200针对两个接收波束140a、140b估计复信道。因此，根据一个实施例，无线电收发机设备200被配置为执行步骤S104a作为在步骤S104中估计到达角α的一部分：
S104a：无线电收发机设备200通过将在两个接收波束140a、140b的每一个中接收的无线电信号与所发送的已知波束参考信号相关，针对两个接收波束140a、140b中的每一个估计一个复信道。
在某些方面，确定来自两个接收波束140a、14b的复信道估计的比率的大小和相位。因此，根据一个实施例，无线电收发机设备200被配置为执行步骤S104b作为在步骤S104中估计到达角α的一部分：
S104b：无线电收发机设备200确定所估计的复信道的比率的大小和相位值。
在某些方面，通过将该大小和相位与判别函数的大小和相位相关，将该大小和相位映射到到达角α。考虑到两个极化中的估计的质量，可以将来自两个不同极化的两个到达角估计组合成最终到达角估计。因此，根据一个实施例，无线电收发机设备200被配置为执行步骤S104c作为在步骤S104中估计到达角α的一部分：
S104c：无线电收发机设备200通过将该大小和相位值与判别函数的大小和相位值相关，将该大小和相位值映射到到达角α。
如上所述，在某些方面，无线电信号是从发送无线电收发机设备300接收的波束参考信号。因此，无线电收发机设备200可以被配置为使用所估计的到达角α来确定哪个(哪些)模拟波束要用于与发送无线电收发机设备300的后续数据通信。具体地说，根据从发送无线电收发机设备300接收无线电信号的实施例，无线电收发机设备200被配置为执行步骤S106：
S106：无线电收发机设备200在波束中与发送无线电收发机设备300通信，其中该波束指向根据到达角α选择的方向。该波束可以是接收波束和/或发送波束。
假设无线电收发机设备200被配置为在多个窄波束中通信，则无线电收发机设备200可以基于所估计的到达角α来选择最接近所估计的到达角α的波束以用于与发送无线电收发机设备300的后续数据通信。
总之，在此公开的至少某些实施例基于通过调整相位(并且还可能调整大小)，使用模拟波束成形在天线阵列190a、190b中产生两个接收波束140a、140b，以使得两个接收波束140a、140b具有不同的复波束模式，并且在给定角扇区150内的任何角度处，两个复波束模式都没有低增益。可以基于两个复波束模式来确定一对一复判别函数，其中判别函数将判别函数的复振幅唯一地映射到给定角扇区150内的到达角α。基于两个接收波束140a、140b中的测量，通过将测量与判别函数相关来确定到达角α。然后，可以使用所估计的到达角α来确定哪个(哪些)波束要用于后续数据通信。
图13按照多个功能单元示意性地示出根据一个实施例的无线电收发机设备200的组件。使用以下一项或多项的任何组合来提供处理电路210：合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)等，处理电路210能够执行存储在例如采取存储介质230的形式的计算机程序产品1510(如在图15中)中的软件指令。处理电路210还可以被提供为至少一个专用集成电路(ASIC)、或者现场可编程门阵列(FPGA)。
具体地说，处理电路210被配置为使得无线电收发机设备200执行一组操作或者步骤S102-S106，如上所述。例如，存储介质230可以存储该组操作，并且处理电路210可以被配置为从存储介质230中取得该组操作，以使得无线电收发机设备200执行该组操作。该组操作可以被提供为一组可执行指令。
因此，处理电路210从而被布置为执行如在此公开的方法。存储介质230还可以包括持久存储装置，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或者甚至远程安装的存储器中的任何一个或它们的组合。无线电收发机设备200还可以包括通信接口220，其至少被配置用于与通信网络100中的其它实体、节点、以及设备(例如发送无线电收发机设备300)通信。因此，通信接口220可以包括一个或多个发射机和接收机，它们包括模拟和数字组件。例如，通信接口220可以包括TRP 205或者在操作上连接到TRP 205。上面已参考图2给出通信接口220的其他方面。
处理电路210例如通过以下方式控制无线电收发机设备200的一般操作：将数据和控制信号发送到通信接口220和存储介质230，从通信接口220接收数据和报告，以及从存储介质230中取得数据和指令。无线电收发机设备200的其它组件以及相关功能被省略，以便不使在此提出的概念模糊不清。
图14按照多个功能模块示意性地示出根据一个实施例的无线电收发机设备200的组件。图14的无线电收发机设备200包括多个功能模块；被配置为执行步骤S102的获得模块210a、以及被配置为执行步骤S104的估计模块210b。图14的无线电收发机设备200可以进一步包括多个可选的功能模块，例如以下任何一项：被配置为执行步骤S104a的估计模块210c、被配置为执行步骤S104b的确定模块210d、被配置为执行步骤S104c的映射模块210e、以及被配置为执行步骤S106的通信模块210f。一般地说，每个功能模块210a-210f可以在一个实施例中仅以硬件实现，以及在另一个实施例中借助于软件实现，即后一个实施例具有存储在存储介质230上的计算机程序指令，这些计算机程序指令当在处理电路上运行时使无线电收发机设备200执行上面结合图13提到的对应步骤。还应该提到的是，尽管模块对应于计算机程序的各部分，它们不需要是计算机程序中的单独模块，但它们以软件实现的方式取决于使用的编程语言。优选地，一个或多个或全部功能模块210a-210f可以由处理电路210(可能与通信接口220和/或存储介质230协作)实现。因此，处理电路210可以被配置为从存储介质230中取回由功能模块210a-210f提供的指令并执行这些指令，从而执行如在此公开的任何步骤。
无线电收发机设备200可以被提供为独立设备或者至少一个其它设备的一部分。例如，可以在无线电接入网络的节点或核心网络的节点中提供无线电收发机设备200。备选地，无线电收发机设备200的功能可以在至少两个设备或者节点之间分布。这至少两个节点或者设备可以是同一网络部分(例如无线电接入网络或核心网络)的一部分或者可以分散在至少两个这种网络部分之间。
因此，由无线电收发机设备200执行的指令的第一部分可以在第一设备中执行，由无线电收发机设备200执行的指令的第二部分可以在第二设备中执行；在此公开的实施例并不限于任何特定数量的由无线电收发机设备200执行的指令可以在其上执行的设备。因此，根据在此公开的实施例的方法适合于由位于云计算环境中的无线电收发机设备200执行。因此，尽管在图13中示出单个处理电路210，但处理电路210可以在多个设备或者节点之间分布。这同样适用于图14的功能模块210a-210f和图15的计算机程序1520(参见下文)。
如上所述，无线电收发机设备200可以是无线电接入网络节点。
图15示出包括计算机可读存储介质1530的计算机程序产品1510的一个示例。在该计算机可读存储介质1530上可以存储计算机程序1520，该计算机程序1520可以使得处理电路210以及在操作上与其耦合的实体和设备(例如通信接口220和存储介质230)执行根据在此描述的实施例所述的方法。因此，计算机程序1520和/或计算机程序产品1510可以提供用于执行如在此公开的任何步骤的装置。
在图15的示例中，计算机程序产品1510被示出为光盘，例如CD(光盘)或DVD(数字通用光盘)或蓝光光盘。计算机程序产品1510还可以被体现为存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM)、或者电可擦式可编程只读存储器(EEPROM)，更具体地说被实现为诸如USB(通用串行总线)存储器或闪存(例如紧凑型闪存)之类的外部存储器中的设备的非易失性存储介质。因此，尽管计算机程序1520在此被示意性地示出为所示光盘上的轨道，但计算机程序1520可以以适合于计算机程序产品1510的任何方式被存储。
上面主要参考几个实施例描述了本发明的概念。但是，如本领域的技术人员很容易理解的，上面公开的实施例之外的其它实施例同样可在由所附专利权利要求限定的本发明概念的范围内。

Claims (20)

1.一种用于估计无线电通信网络(100)中的无线电信号的到达角(α)的方法，所述方法由接收无线电收发机设备(200)执行，所述方法包括：
获得(S102)在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及
通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计(S104)所述无线电信号的所述到达角(α)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述判别函数基于所述复波束模式并且在所述给定角扇区(150)内是所述到达角(α)的一对一函数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述判别函数被定义为所述两个接收波束(140a，140b)的所述复波束模式之间的比率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，估计所述到达角(α)进一步包括：
通过将在每个接收波束中接收的所述无线电信号与所发送的已知波束参考信号相关，针对所述两个接收波束(140a，140b)中的每一个估计(S104a)一个复信道；
确定(S104b)所估计的复信道的比率的大小和相位值；以及
通过将所述大小和相位值与所述判别函数的大小和相位值相关，将所述大小和相位值映射(S104c)到所述到达角(α)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线电信号是从发送无线电收发机设备(300)接收的，所述方法进一步包括：
在波束中与所述发送无线电收发机设备(300)通信(S106)，所述波束指向根据所述到达角(α)选择的方向。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)通过所述模拟波束成形仅使用相移来产生。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)通过所述模拟波束成形使用相移和振幅锥度的组合来产生。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)是通过所述模拟波束成形一次一个地产生的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线电信号的至少一个测量是在所述两个接收波束(140a，140b)的每一个中一次一个地获得的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述无线电信号的至少一个测量中的每一个在所述无线电信号的两个正交极化的每一个中给出。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述到达角(α)的一个中间值针对所述两个正交极化中的每一个来估计，其中，所述到达角(α)使用所述中间值的组合来估计。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线电信号的每个测量对应于整个或半个正交频分复用OFDM符号，以使得所述测量中的相应测量所基于的整个或半个OFDM符号是在所述两个接收波束(140a，140b)的每一个中接收的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述到达角(α)是在方位角域和仰角域两者中估计的，其中，所述方位角域和所述仰角域中的每一个具有它自己的给定角扇区(150)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)中的每一个具有相应的波束宽度，其中，所述波束宽度适于覆盖所述给定角扇区(150)。
15.一种无线电收发机设备(200)，其充当接收无线电收发机设备(200)并且用于估计无线电通信网络(100)中的无线电信号的到达角(α)，所述无线电收发机设备(200)包括处理电路(210)，所述处理电路被配置为使得所述无线电收发机设备(200)：
获得在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及
通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角(α)。
16.一种无线电收发机设备(200)，其充当接收无线电收发机设备(200)并且用于估计无线电通信网络(100)中的无线电信号的到达角(α)，所述无线电收发机设备(200)包括：
处理电路(210)；以及
存储介质(230)，其存储指令，所述指令当由所述处理电路(210)执行时使得所述无线电收发机设备(200)：
获得在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及
通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角(α)。
17.一种无线电收发机设备(200)，其充当接收无线电收发机设备(200)并且用于估计无线电通信网络(100)中的无线电信号的到达角(α)，所述无线电收发机设备(200)包括：
获得模块(210a)，被配置为：获得在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及
估计模块(210b)，被配置为：通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角(α)。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的无线电收发机设备(200)，其中，所述无线电收发机设备(200)是无线电接入网络节点。
19.一种计算机程序(1520)，用于估计无线电通信网络(100)中的无线电信号的到达角(α)，所述计算机程序包括计算机代码，所述计算机代码当在充当接收无线电收发机设备(200)的无线电收发机设备(200)的处理电路(210)上运行时使得所述无线电收发机设备(200)：
获得(S102)在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及
通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计(S104)所述无线电信号的所述到达角(α)。
20.一种计算机程序产品(1510)，包括根据权利要求19所述的计算机程序(1520)以及在其上存储所述计算机程序的计算机可读存储介质(1530)。
CN201780091373.6A 2017-06-02 2017-06-02 无线电通信网络中的到达角估计 Pending CN110692204A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2017/063428 WO2018219471A1 (en) 2017-06-02 2017-06-02 Angle of arrival estimation in a radio communications network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110692204A true CN110692204A (zh) 2020-01-14

Family

ID=58992871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780091373.6A Pending CN110692204A (zh) 2017-06-02 2017-06-02 无线电通信网络中的到达角估计

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11550017B2 (zh)
EP (1) EP3631998A1 (zh)
CN (1) CN110692204A (zh)
AR (1) AR111991A1 (zh)
WO (1) WO2018219471A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017088896A1 (en) * 2015-11-23 2017-06-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Antenna system configuration
US20220069475A1 (en) * 2018-12-18 2022-03-03 Unm Rainforest Innovations The Achievement of Close to Pure Wideband Circular Polarization in Printed Antenna Arrays
US11616563B2 (en) 2020-04-06 2023-03-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Systems and methods for updating beamforming codebooks for angle-of-arrival estimation using compressive sensing in wireless communications
US11470444B2 (en) * 2020-06-18 2022-10-11 Apple Inc. Communication techniques using passive beacons
WO2023191674A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and wireless device for beamforming using doppler shift to estimate angles of departure or arrival of signals.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860929A (en) * 1973-05-07 1975-01-14 Texas Instruments Inc Conformal array antenna/receiver processor system
CN102484310A (zh) * 2009-07-06 2012-05-30 索科波技术有限公司 用于天线阵控制的无线网络元件和方法
CN106464332A (zh) * 2014-05-08 2017-02-22 瑞典爱立信有限公司 使用天线布置的波束形成
US20170102445A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-13 Northrop Grumman Systems Corporation Signal direction processing for an antenna array

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3176297A (en) * 1962-11-08 1965-03-30 Sperry Rand Corp Antenna systems
GB1270806A (en) * 1968-05-31 1972-04-19 Emi Ltd Improvements relating to aerial arrangements
US3824595A (en) * 1971-06-04 1974-07-16 Bunker Ramo High accuracy direction finding system
US4170774A (en) * 1972-01-24 1979-10-09 United Technologies Corporation Amplitude selected phase interferometer angle measuring radar
US3969726A (en) * 1975-02-27 1976-07-13 Texas Instruments Incorporated Two channel monopulse receiver
DE2929254C2 (de) * 1979-07-19 1982-05-06 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle
FI85427C (fi) * 1989-06-14 1992-04-10 Vaisala Oy Foerfarande och anordning foer ett objekts azimut- och elevationsmaetning.
DE69431584T2 (de) 1993-08-12 2003-03-06 Nortel Networks Ltd Antenneneinrichtung für Basisstation
US5541608A (en) * 1995-03-29 1996-07-30 Itt Corporation Hybrid amplitude/phase comparison direction finding system
US5786791A (en) 1997-02-24 1998-07-28 Motorola, Inc. Method for determining an angle of arrival of a signal transmitted by a remote unit in a communication system
US6061022A (en) * 1999-06-04 2000-05-09 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Azimuth and elevation direction finding system based on hybrid amplitude/phase comparison
CN100409486C (zh) 2000-07-10 2008-08-06 安德鲁公司 蜂窝天线
JP2002151937A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Nec Corp 適応アレーアンテナ受信装置
EP1344276B1 (en) * 2000-12-23 2018-01-24 Nokia Technologies Oy Base station, base station module and method for direction of arrival estimation
US6812889B2 (en) * 2002-01-24 2004-11-02 Motorola, Inc. Methods and apparatus for determining a direction of arrival in a wireless communication system
US7042394B2 (en) * 2002-08-14 2006-05-09 Skipper Wireless Inc. Method and system for determining direction of transmission using multi-facet antenna
US7148845B2 (en) * 2002-08-21 2006-12-12 Broadcom Corporation Antenna array including virtual antenna elements
US6950064B2 (en) * 2002-12-16 2005-09-27 Next-Rf, Inc. System and method for ascertaining angle of arrival of an electromagnetic signal
GB0316402D0 (en) * 2003-07-12 2003-08-13 Qinetiq Ltd Direction finding
US7313403B2 (en) * 2003-08-06 2007-12-25 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Location positioning in wireless networks
US7453946B2 (en) * 2003-09-03 2008-11-18 Intel Corporation Communication system and method for channel estimation and beamforming using a multi-element array antenna
US6992622B1 (en) 2004-10-15 2006-01-31 Interdigital Technology Corporation Wireless communication method and antenna system for determining direction of arrival information to form a three-dimensional beam used by a transceiver
US7242350B1 (en) * 2004-10-20 2007-07-10 Raytheon Company Estimating an angle-of-arrival of a signal by determining polarization
US7342535B2 (en) 2005-04-08 2008-03-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Beam-forming apparatus and method using a spatial interpolation based on regular spatial sampling
CA2542445A1 (en) 2006-04-07 2007-10-07 Tenxc Wireless Inc. Adaptive multi-beam system
US8305265B2 (en) 2007-05-29 2012-11-06 Toyon Research Corporation Radio-based direction-finding navigation system using small antenna
US20080303714A1 (en) 2007-05-29 2008-12-11 Ezal Kenan O Compact single-aperture antenna and navigation system
US8254487B2 (en) * 2007-08-09 2012-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus of codebook-based single-user closed-loop transmit beamforming (SU-CLTB) for OFDM wireless systems
FR2938345B1 (fr) * 2008-11-07 2010-12-31 Thales Sa Procede de determination de la direction d'arrivee d'une onde electromagnetique
EP2438699A4 (en) 2009-06-03 2015-01-21 Elektrobit System Test Oy OVER-THE-AIR TEST
US8994588B2 (en) * 2009-10-28 2015-03-31 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method of designing weight vectors for a dual beam antenna with orthogonal polarizations
US8558735B2 (en) 2010-08-20 2013-10-15 Lockheed Martin Corporation High-resolution radar map for multi-function phased array radar
US9645222B2 (en) * 2011-08-08 2017-05-09 Trimble Navigation Limited Apparatus for direction finding of wireless signals
US20130286960A1 (en) 2012-04-30 2013-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for control channel beam management in a wireless system with a large number of antennas
EP2883397B1 (en) 2012-08-13 2019-07-31 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Enhancing uplink measurements for positioning by adaptively using multi-antenna systems
TWI457585B (zh) * 2012-12-11 2014-10-21 Univ Nat Chiao Tung 角度偵測方法及其裝置
CN104010361B (zh) * 2013-02-22 2018-04-10 中兴通讯股份有限公司 定位系统和方法
US10794984B2 (en) 2013-05-22 2020-10-06 New York University System, method and computer-readable medium for estimating direction of arrival of a signal incident on at least one antenna array
US9680234B2 (en) 2013-08-28 2017-06-13 Harris Corporation Dual polarization ground-based phased array antenna system for aircraft communications and associated methods
US9819081B2 (en) 2014-07-07 2017-11-14 Qatar Foundation For Education, Science And Comminity Development Reconfigurable radio direction finder system and method
US10320461B2 (en) 2014-07-08 2019-06-11 New York University System, method and computer-readable medium for estimating direction of arrival of a signal incident on at least one antenna array
US9398468B1 (en) 2014-12-29 2016-07-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Cellular array with steerable spotlight beams
CA2978489C (en) 2015-03-06 2021-08-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Beam forming using an antenna arrangement
US20160268681A1 (en) 2015-03-10 2016-09-15 Board Of Trustees Of Michigan State University Three-Element Antenna Array for Wireless Handsets
EP3292639A4 (en) 2015-05-20 2018-09-26 MediaTek Inc. Methods for efficient beam training and communications apparatus and network control device utilizing the same
WO2017146759A1 (en) 2016-02-25 2017-08-31 Intel IP Corporation Device and method for synchronous beam switching
US20180038934A1 (en) * 2016-08-03 2018-02-08 Sr Technologies, Inc. Discrimination of signal angle of arrival using at least two antennas
CN110622436A (zh) 2017-05-24 2019-12-27 瑞典爱立信有限公司 波束宽度调整

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860929A (en) * 1973-05-07 1975-01-14 Texas Instruments Inc Conformal array antenna/receiver processor system
US20120196591A1 (en) * 2008-07-06 2012-08-02 O'keeffe Conor Wireless network element and method for antenna array control
CN102484310A (zh) * 2009-07-06 2012-05-30 索科波技术有限公司 用于天线阵控制的无线网络元件和方法
CN106464332A (zh) * 2014-05-08 2017-02-22 瑞典爱立信有限公司 使用天线布置的波束形成
US20170102445A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-13 Northrop Grumman Systems Corporation Signal direction processing for an antenna array

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NADEJDA SOKOLOVA: "《Tracking Antenna System for the nCube Project Ground Station》", 《HIN-HOVEDOPPGAVE》 *

Also Published As

Publication number Publication date
AR111991A1 (es) 2019-09-11
US11550017B2 (en) 2023-01-10
US20180348328A1 (en) 2018-12-06
EP3631998A1 (en) 2020-04-08
WO2018219471A1 (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110582949B (zh) 无线电通信网络中的到达角估计
US10951272B2 (en) Systems, methods and devices for beam selection in a wireless communication system
US11550017B2 (en) Angle of arrival estimation in a radio communications network
US10673587B2 (en) Beam management for a radio transceiver device
EP3732797B1 (en) Beam training of a radio transceiver device
US11271696B2 (en) Beam management of a radio transceiver device
EP3381133A1 (en) Antenna system configuration
EP3759835A1 (en) Beam management procedure in a communications network
US10382110B2 (en) Adaptive user-specific beam forming
EP3732796B1 (en) Beam management of a radio transceiver device
CN110663198B (zh) 用于确定通信网络中的电相位关系的方法、装置和介质
CN110832788A (zh) 用于模拟波束寻找的方法和设备
CN116349144A (zh) 使用双极化天线阵列的通信
WO2021043399A1 (en) Beamformed transmission towards a radio transceiver device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200114