CN111226492B - 用于基于毫米波的v2x通信系统的连接设立的技术 - Google Patents

用于基于毫米波的v2x通信系统的连接设立的技术 Download PDF

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Abstract

本文描述的各个方面涉及用于无线通信系统(例如，毫米波中的车联网(V2X)通信系统)中的连接设立规程的技术。在一方面，该方法包括：标识用于V2X通信的信息，以及基于所标识的信息来发起随机接入规程。该方法进一步包括：基于该信息来标识一个或多个随机接入信道(RACH)资源，基于该一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源，以及使用至少该一个或多个RACH资源或该一个或多个RACH响应资源来执行定向通信。

Description

用于基于毫米波的V2X通信系统的连接设立的技术
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2018年10月16日提交的题为“TECHNIQUES FOR CONNECTIONSETUP OF MMWAVE-BASED V2X COMMUNICATION SYSTEM(用于基于毫米波的V2X通信系统的连接设立的技术)”的美国非临时申请No.16/161,397、以及于2017年10月19日提交的题为“TECHNIQUES FOR CONNECTION SETUP OF MMWAVE-BASED V2X COMMUNICATION SYSTEMS(用于基于毫米波的V2X通信系统的连接设立的技术)”的美国临时申请S/N.62/574,600的优先权，这两件申请全部明确纳入于此。
背景
本公开的各方面一般涉及无线通信系统，并且尤其涉及用于毫米波(mmWave或即mmW)中的车联网(vehicle-to-everything，即V2X)通信系统的技术。
无线通信系统被广泛部署以提供诸如电话、视频、数据、消息接发、和广播等各种电信服务。典型的无线通信系统可采用能够通过共享可用系统资源来支持与多个用户通信的多址技术。这些多址技术已经在各种电信标准中被采纳以提供使不同的无线设备能够在城市、国家、地区、以及甚至全球级别上进行通信的共同协议。示例电信标准是第四代(4G)，其包括长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)。另外，用于宽范围频谱中的第五代(5G)新无线电(NR)通信技术被设计成相对于当前移动网络代系而言扩展和支持多样化的使用场景和应用。
当车辆与可能影响该车辆的一个或多个实体或设备通信时可以使用V2X通信，反之亦然。在一示例中，V2X通信可以纳入特定类型的通信，诸如车辆到车辆(V2V)通信。在一些示例中，与常规通信系统相比，V2X通信系统中的毫米波通信可具有不同的特征和要求。例如，由于路径损耗，全向链路在毫米波频带(例如，10GHz至100GHz)中可能不可用。在全向传输中，路径损耗可以随着λ2缩放，其中λ是载波波长。在此情形中，当无线通信系统从2.4GHz移至60GHz时，路径损耗将非常高。在一些情形中，路径损耗可能达到28dB或更大。如此，毫米波链路可以固有地是定向的，并且毫米波通信的范围或覆盖可取决于所使用的透视波束的波束宽度或方向性。例如，与使用较少的天线元件相比，通过使用较多的天线元件，波束可以较窄并且可以到达更远距离或覆盖更多区域。
相应地，由于对于增大的数据率、更高的吞吐量和更高的系统可靠性的要求，可能需要新的办法或规程来改善连接设立和随机接入规程(例如，在基于毫米波的V2X通信系统中)并且增强介质接入，以满足消费者需求并改善无线通信中的用户体验。
概述
以下给出了一个或多个方面的简要概述以提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更详细描述之序言。
在一方面，提供了一种与无线通信系统(例如，车联网(V2X)通信系统)中的连接设立和随机接入规程有关的方法。该方法可包括：标识用于V2X通信的信息。该方法可以进一步包括基于所标识的信息来发起随机接入规程。该方法可以进一步包括基于该信息来标识一个或多个随机接入信道(RACH)资源。该方法可以进一步包括基于该一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源。该方法可以进一步包括使用至少该一个或多个RACH资源或该一个或多个RACH响应资源来执行定向通信。
在另一方面，提供了一种用于无线通信的装置。该装置可包括收发机、被配置成存储指令的存储器、以及与该收发机和该存储器通信地耦合的一个或多个处理器。该装置可包括能由该一个或多个处理器执行以标识用于V2X通信的信息的指令。该装置可进一步包括能由该一个或多个处理器执行以基于所标识的信息来发起随机接入规程的指令。该装置可进一步包括能由该一个或多个处理器执行以基于该信息来标识一个或多个随机接入信道(RACH)资源的指令。该装置可进一步包括能由该一个或多个处理器执行以基于该一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源的指令。该装置可进一步包括能由该一个或多个处理器执行以使用至少该一个或多个RACH资源或该一个或多个RACH响应资源来执行定向通信的指令。
在另一方面，提供了一种用于无线通信的装备。该装备包括：用于标识用于V2X通信的信息的装置。该装备可进一步包括：用于基于所标识的信息来发起随机接入规程的装置。该装备可进一步包括：用于基于该信息来标识一个或多个随机接入信道(RACH)资源的装置。该装备可进一步包括：用于基于该一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源的装置。该装备可进一步包括：用于使用至少该一个或多个RACH资源或该一个或多个RACH响应资源来执行定向通信的装置。
在另一方面，一种存储能由处理器执行以用于无线通信的计算机代码的计算机可读介质。该计算机可读介质可包括：用于标识用于V2X通信的信息的代码。该计算机可读介质可进一步包括用于基于所标识的信息来发起随机接入规程的代码。该计算机可读介质可进一步包括用于基于该信息来标识一个或多个随机接入信道(RACH)资源的代码。该计算机可读介质可进一步包括用于基于该一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源的代码。该计算机可读介质可进一步包括用于使用至少该一个或多个RACH资源或该一个或多个RACH响应资源来执行定向通信的代码。
为了达成前述及相关目的，这一个或多个方面包括在下文充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方面的某些解说性特征。然而，这些特征仅仅是指示了可采用各个方面的原理的各种方式中的若干种，并且本描述旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图简述
为了促成对本文所描述的各方面更全面的理解，现在参考附图，其中相似的元件用相似的标号来引述。这些附图不应当被解读为限制本公开，而仅旨在是解说性的。
图1是解说根据本文所描述的各方面中的一个或多个方面的包括一个或多个用户装备(UE)与至少目标UE进行通信以执行连接设立和随机接入规程的无线通信系统(例如，车联网(V2X)通信系统)的示例的框图；
图2包括根据本文所描述的各方面中的一个或多个方面的在毫米波(mmWave)通信中所使用的波束图案的两个示例；
图3是解说根据本文所描述的各方面中的一个或多个方面的基于毫米波的V2X通信规程的示例的流程图；
图4是根据本文所描述的各方面中的一个或多个方面的用于V2X通信中的资源分配和使用的帧结构的示例；
图5是根据本文所描述的各方面中的一个或多个方面的在V2X通信中具有资源映射的随机接入资源分配的示例；以及
图6是根据本文所描述的各方面中的一个或多个方面的用于V2X通信中的连接设立规程的示例方法的流程图。
详细描述
在一些无线通信系统中，主要设计组成部分可以包括例如广播设计、连接设立规程和/或单播话务调度。在一示例中，广播设计可被用于发现规程，该发现规程可被重用于数据话务。在一些实现中，当执行系统级设计时，可能需要考虑将适当的技术用于亚6GHz操作以及将适当方案用于在非自立(NSA)模式中工作(例如，与亚6GHz共存)。
对于V2X或V2V通信，尤其在毫米波频段(例如，10GHz–100GHz)中，连接设立规程可能是在定向发现步骤之后建立V2X或V2V通信链路的关键步骤。在一些方面，在定向发现步骤之后，感兴趣车辆(例如，第一用户装备(UE))可以发起随机接入过程以与目标车辆(例如，第二UE)通信。在一些示例中，发现可能是单向发现，并且目标车辆可能不知道发起随机接入的感兴趣车辆的确切位置。如此，目标车辆可能不知晓该目标车辆可以从哪个方向接收来自感兴趣车辆的请求。在此情形中，存在一些考量：如何确保被用于连接设立的通信资源(例如，时间和频率)对于感兴趣车辆和目标车辆两者而言都是已知的，或者当存在多个车辆或UE均从相同方向进行传送以到达目标车辆或UE时如何解决多重性问题。
如此，可能期望用于基于毫米波的V2X或V2V通信的连接设立的新办法或改进办法，以增强物理层和介质接入规程以及系统可靠性。
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可以实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的组件以便避免淡化此类概念。
现在将参照各种装置和方法给出电信系统的若干方面。这些装置和方法将在以下详细描述中进行描述并在附图中由各种框、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(统称为“元素”)来解说。这些元素可使用电子硬件、计算机软件、或其任何组合来实现。此类元素是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸于整体系统上的设计约束。
作为示例，元素、或元素的任何部分、或者元素的任何组合可用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路、以及被配置成执行本公开通篇描述的各种功能性的其他合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等，无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。
相应地，在一个或多个方面，所描述的功能可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者可用来携带或者存储指令或数据结构形式的期望程序代码且可由计算机访问的任何其它介质。如本文中所使用的，盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)和软盘，其中盘往往以磁的方式再现数据，而碟用激光以光学方式再现数据。以上的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。在一些方面，计算机可读介质可以是非瞬态的或者包括非瞬态计算机可读存储介质。
本文所描述的是与V2X通信系统(例如，V2V通信系统)有关的各个方面。具体而言，各个方面与用于基于毫米波的V2X通信的连接设立的技术或规程有关。在一些示例中，可以在车辆(例如，汽车)之间建立或利用非常高吞吐量的链路以供传输大数据量(例如，相机馈送)。这些高吞吐量链路(例如，车辆之间的连续视频流送)可能需要或使用高数据率毫米波链路。在一些示例中，车辆的视野可能被例如该车辆前方或后方的另一车辆阻挡。在一些方面，第五代(5G)新无线电(NR)中的毫米波设计可能不被重用或应用于V2X通信，这是因为例如V2X场景可能需要在其中蜂窝小区或gNB可能不参与或不可用的覆盖外情形中工作。例如，V2X或V2V通信可被视为设备到设备(D2D)或自组织(ad-hoc)通信。在一些示例中，发现可被用作用于D2D通信(诸如LTE直连)的设计的一部分。在一些情形中，高速车辆可能难以用常规蜂窝小区切换规程来管理。如此，可能期望用于基于毫米波的V2X通信的连接设立的新办法或改进办法。
在一些实现中，可以在V2X通信中使用两种不同的操作模式。一种操作模式是预应(proactive)模式。在一些示例中，预应模式可以在车辆与一个或多个邻居车辆之间维持高度定向的链路，以使得数据传输可以迅速开始并且具有高数据率。在一方面，预应模式可以被用来在车辆移动时保持跟踪并细化波束。在一示例中，预应模式可以在不存在活跃数据会话时使用。在一些示例中，在预应模式中，车辆可以活跃地使用发现来检测或定位邻近于该车辆的其他车辆。在一些情形中，在预应模式中，车辆可主要使用单播通信。
在一些方面，可以在V2X通信中使用另一操作模式，即反应(reactive)模式。在一些示例中，车辆可能不维护相关联的拓扑。对于按需话务，车辆可以选择建立一个或多个链路(例如，一次广播)并且使用定向链路(例如，已建立的链路之一)来传输。在一些实现中，取决于射程要求和/或话务量或数据量，车辆可以使用具有宽波束或窄波束的链路。在一示例中，车辆可以在话务停止之后释放链路。在一些方面，可以利用单播和广播话务两者。在一些情形中，车辆可以使用按需发现来检测有兴趣(例如，传感器感兴趣)的位置。
在一些方面，在发现步骤之后，发起方UE可以执行与目标UE的(一次或多次)握手。例如，发起方UE可以从发送自目标UE的广播信号或波束中发现或找到该目标UE，并且随后该发起方UE可以尝试联系该目标UE。在另一示例中，发起方UE可以基于预定信息(例如，存储在发起方UE处的信息或方案)来标识目标UE。在一示例中，在发现之后，发起方UE或感兴趣节点可以发起对目标UE的随机接入(例如，经由随机接入信道(RACH))。在一些方面，一个或多个定向天线可以在V2X通信中使用，例如以用于发现和/或RACH规程。在单向发现的实现中，目标UE可能不知晓发起方UE在哪里。结果，目标UE可能不知晓该目标UE应当期望在哪个方向接收来自发起方UE的请求。在此情形中，在RACH资源中，目标UE可以在发现阶段宣告或传送一些信息，并且依次监听所有方向(例如，在多个时隙中)以检查是否存在任何RACH消息。在一些情形中，可能需要考虑发起方UE与目标UE之间的资源定时。例如，发起方UE可能需要知晓目标UE接收到发送自该发起方UE的连接请求的时间。
在一些示例中，发起方UE可以使用发现和/或RACH规程来获取或标识用于定向V2X通信的信息。例如，该信息可以包括目标UE或车辆的属性、特性和/或标识符、广播或发现信号的方向性、和/或到达目标UE或车辆的方向。
在一些示例中，可能需要考虑多个发起方UE与目标UE之间的多重性。例如，可能存在多个UE从相同方向进行传送以尝试到达相同的目标UE。在此情形中，可应用多个RACH资源分配而RACH资源可能是有限的，并且可能需要考虑多个UE之间的干扰。在一些示例中，相应的传输(TX)标识(ID)可被用于每个发起方UE，并且可被包括在所传送的码元中。在一些情形中，目标UE可以提取TX ID，以从正从相同方向进行传送和/或同时进行传送的多个发起方UE中标识相应的发起方UE。在一些示例中，目标UE可以邻近于一个或多个发起方UE。
在一些方面，RACH资源分配和规程可以基于或关联于以上所讨论的发现。在一示例中，可以基于目标UE所广播的发现消息或信号(例如，Discovery Msg(发现消息))的内容，用一个或多个UE或者所有UE已知的算法来推导出一个或多个RACH资源位置。在一方面，可以使用发现资源与RACH资源之间的多对一映射。在另一方面，可以利用RACH资源与RACH响应资源之间的一对一映射。资源映射的一个示例在图5中示出。在一些情形中，发现资源的数目可以大于RACH资源的数目，并且RACH资源的数目可以等于或大于RACH响应资源的数目。
在一些示例中，当已设立RACH规程或连接时，在RACH通信中可能发生冲突。例如，单个RACH资源可被多个发起方UE使用。在此情形中，为了减少或避免冲突，每个传送方(TX)车辆可在发射码元中使用正交序列(例如，LTE中所使用的Zadoff-Chu(ZC)序列)和/或不同代码，并且接收方(RX)车辆可检测一个或多个TX车辆的存在。在一示例中，TX车辆所选择的序列可被索引，并且可以将索引链接到不同的“集合点(rendezvous)”资源以进行基于消息的握手。
在一些方面，可以在发起方UE(或车辆)与目标UE(或车辆)之间应用进一步的消息交换。例如，可以在初始发现之后使用波束对准。在一方面，发起方UE和目标UE可以交换位置信息和/或轨迹估计。在一些示例中，RACH响应可包含ZC-ID和/或发起方UE的ID。在一些情形中，对于每个方向，发起方UE和/或目标UE可以使用不同的ZC序列和/或最佳波束(1，2，...M)，其中M是UE天线将要支持的波束方向数目。在一些示例中，RACH消息可包含一个或多个附加比特(例如，除了ZC序列或前置码之外)，以示出可由发起方UE用来到达目标UE的最佳波束。在一方面，发起方UE可以支持来自目标UE的一个或多个波束扫掠模式。例如，目标UE可以在发现阶段中在8个不同方向上传送和/或接收波束。在一方面，发起方UE可以在8个不同方向中的一个方向(例如，8个不同方向中具有最大信号强度的一个方向)上检测到目标UE。在一些情形中，发起方UE可支持至多达12个波束方向，并且发起方UE所感知的最佳波束可能不是目标UE当前正在监听或监视以寻找RACH请求的8个方向之一。
在另一示例中，由于发送方与接收方(或发起方UE与目标UE)之间的潜在移动性，RACH消息的发送方(例如，发起方UE或目标UE)可被配置成使用相对较宽的波束来增大接收方(例如，目标UE或发起方UE)捕获波束的机会。在一方面，与使用较窄的波束相比较而言，使用较宽的波束可以减小信号在相同距离处的信号与干扰和噪声比(SINR)。在一示例中，发送方可知道消息或信号自身能在低SINR环境中被解码(例如，在消息或信号中包含较少的信息比特)，并且在一些情形中，最佳波束仍然可被包括在消息中，并且接收方可能知道对该发送方想要用来到达该接收方的恰当窄波束的感知。
在一些方面，在传送码元时，发起方UE和/或目标UE可以编码数个比特。例如，发起方UE和/或目标UE可以使用和/或传送单个序列、或序列及数个比特。在一些示例中，序列可以是ZC序列，并且可能不具有任何数据信息。在一些示例中，在执行多用户检测时，可以考虑绝对正交性和信息携带能力。在一方面，接收方(在发起方UE或目标UE处)可以检测到ZC序列的存在并且获取对应的ZC ID。例如，接收方可以标识出该ZC序列为多个预先配置的ZC序列中的一者。在一些情形中，如果同时接收到两个或更多个不同的ZC序列，则接收方可以解码这些ZC序列中的每一者，其中不同的ZC序列可以是正交的。在一实现中，如果多用户存在的机会为低(例如，单用户情形)，则仅发送ZC序列可能浪费资源。在此情形中，发送方(在发起方UE或目标UE处)可以将几个比特编码为附加信息(例如，除了ZC序列之外)，以提高信息携带能力。
以上描述的每个方面可结合以下更详细地描述的图1-6来执行或实现。
参照图1，在一方面，无线通信系统100包括至少处于UE 20的通信覆盖中的至少UE12或UE 14。在一些示例中，UE 12或UE 14可被称为车辆中(或附连到车辆、或与车辆相关联)的发起方UE，并且UE 20可以被称为另一车辆中(或附连到另一车辆、或与该车辆相关联)的目标UE。在一方面，发起方UE 12或UE 14可以直接使用波束成形来与目标UE 20通信。例如，发起方UE 12或UE 14可以经由设备到设备或自组织通信来与目标UE 20通信。在一些方面，包括UE 12和/或UE 14的多个发起方UE可以处于一个或多个目标UE(包括UE 20)的通信覆盖中。在一示例中，发起方UE 12或UE 14可向目标UE 20传送无线通信和/或从目标UE20接收无线通信(例如，用于发现或RACH规程的波束)。例如，发起方UE 12或UE 14可能正在与目标UE 20活跃地通信例如以执行连接设立或RACH规程。
在一些方面，UE 12、14或20也可被本领域技术人员(并且在本文中可互换地)称为车辆(或者在车辆内)、移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、终端、用户代理、移动客户端、客户端、或某个其他合适的术语。UE 12、14或20可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持式设备、平板计算机、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、全球定位系统(GPS)设备、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏控制台、可穿戴计算设备(例如，智能手表、智能眼镜、健康或健身跟踪器等)、电器、传感器、车辆通信系统、医疗设备、自动售货机、物联网(IoT)的设备、或者任何其他类似功能的设备。
根据本公开的诸方面，UE 12、14或20可以包括一个或多个处理器103和存储器130，它们可以与通信管理组件40相结合地操作。通信管理组件40可以包括发现组件42、RACH管理组件44、资源映射组件46、和/或序列管理组件48。
在一些示例中，通信管理组件40可被配置成执行如本文所讨论的一个或多个连接设立或RACH规程。在一方面，发现组件42可被配置成广播或接收一个或多个发现消息。在一方面，RACH管理组件44可被配置成执行RACH资源分配和相关规程，例如，RACH请求或RACH响应。在另一方面，资源映射组件46可被配置成在发现资源、RACH资源和RACH响应资源之间映射资源。序列管理组件48可被配置成确定或标识这些资源中所使用的序列。
在一些方面，通信管理组件40可与收发机106通信地耦合，该收发机106可包括用于接收并处理射频(RF)信号(例如，广播信号、定向波束信号、或RACH信号)的接收机32和用于处理并传送RF信号(例如，广播信号、定向波束信号、或RACH信号)的发射机34。处理器103可以经由至少一条总线110与收发机106和存储器130通信地耦合。
接收机32可包括用于接收数据的硬件、固件、和/或可由处理器执行的软件代码，该代码包括指令且被存储在存储器(例如，计算机可读介质)中。接收机32可以例如是RF接收机。在一方面，接收机32可接收由UE 12、UE 14和/或UE 20所传送的信号。接收机32可以获取发现信号和/或对信号的测量。例如，接收机32可以获取信号测量，以及可以与处理器103通信地耦合并且辅助处理器103确定信噪比(SNR)、参考信号收到功率(RSRP)、参考信号收到质量(RSRQ)、收到信号强度指示符(RSSI)等。
发射机34可包括用于传送数据的硬件、固件、和/或可由处理器执行的软件代码，该代码包括指令且被存储在存储器(例如，计算机可读介质)中。发射机34可以例如是RF发射机。
在一方面，该一个或多个处理器103可包括使用一个或多个调制解调器处理器的调制解调器108。与通信管理组件40相关的各种功能可被包括在调制解调器108和/或处理器103中，并且在一方面可由单个处理器执行，而在其他方面，不同功能可由两个或更多个不同处理器的组合来执行。例如，在一方面，该一个或多个处理器103可包括调制解调器处理器、或基带处理器、或数字信号处理器、或发射处理器、或与收发机106相关联的收发机处理器中的任何一者或任何组合。具体而言，该一个或多个处理器103可实现通信管理组件40中所包括的各组件，包括发现组件42、RACH管理组件44、资源映射组件46、和/或序列管理组件48。
通信管理组件40、发现组件42、RACH管理组件44、资源映射组件46、和/或序列管理组件48可包括用于执行V2X或V2V通信中的连接设立、RACH规程和相关操作的硬件、固件、和/或可由处理器执行的软件代码。例如，硬件可包括例如硬件加速器或专用处理器。在一方面，本文中所使用的术语“组件”可以是构成系统的诸部分之一，可以是硬件、固件和/或软件，并且可以被划分成其他组件。
此外，在一方面，UE 12可包括RF前端(未示出)和收发机106以用于接收和传送无线电传输(例如，无线通信26)。例如，收发机106可传送或接收一个或多个信号。收发机106可以测量所接收到的导频信号，以便确定信号质量(例如，基于RSRP、RSRQ或RSSI)并用于提供反馈。例如，收发机106可与调制解调器108进行通信以传送由通信管理组件40所生成的消息以及接收消息并将它们转发给通信管理组件40。
RF前端可与一个或多个天线102通信地耦合并且可包括用于传送和接收RF信号(例如，波束信号)的一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个开关、一个或多个功率放大器(PA)、以及一个或多个滤波器。在一方面，RF前端的组件可以与收发机106通信地耦合(例如，经由一个或多个通信链路或总线110)。收发机106可与一个或多个调制解调器108和/或处理器103通信地耦合。
在一方面，LNA可以将所接收到的信号放大至期望输出电平。在一方面，每个LNA可具有指定的最小和最大增益值。在一方面，RF前端可基于针对特定应用的期望增益值使用一个或多个开关来选择特定LNA及指定增益值。在一方面，RF前端可以向通信管理组件40提供测量(例如，Ec/Io)和/或所应用的增益值。
一个或多个PA可由RF前端用来放大信号以获得期望输出功率电平的RF输出。在一方面，每个PA可具有指定的最小和最大增益值。在一方面，RF前端可基于针对特定应用的期望增益值使用一个或多个开关来选择特定PA及该PA的指定增益值。
一个或多个滤波器可由RF前端用来对所接收到的信号进行滤波以获得输入RF信号。类似地，在一方面，例如，相应的滤波器可被用来对来自相应PA的输出进行滤波以产生输出信号以供传输。在一方面，每个滤波器可与特定的LNA和/或PA通信地耦合。在一方面，RF前端可基于如由收发机106和/或处理器103所指定的配置使用一个或多个开关来选择使用指定滤波器、LNA、和/或PA的传送或接收路径。
收发机106可被配置成经由RF前端通过天线102来传送和接收无线信号。在一方面，收发机106可被调谐以在指定频率下操作，以使得UE 12和UE 14可以例如与UE 20通信。在一方面，例如，调制解调器108可基于UE 12、UE 14和/或UE 20的UE配置以及调制解调器108所使用的通信协议来将收发机106配置成在指定频率和功率电平下操作。
在一方面，调制解调器108可以是多频带-多模式调制解调器，其可以处理数字数据并与收发机106通信，以使得使用该收发机106来发送和接收数字数据。在一方面，调制解调器108可以是多频带的且被配置成支持用于特定通信协议的多个频带。在一方面，调制解调器108可以是多模式的且被配置成支持多个运营网络和通信协议。在一方面，调制解调器108可控制UE 12、UE 14或UE 20的一个或多个组件(例如，RF前端、收发机106)以基于所指定的调制解调器配置来执行V2X或V2V通信中的连接设立和RACH规程或实现信号的传输和/或接收。在一方面，调制解调器配置可以基于调制解调器的模式和使用中的频带。在另一方面，调制解调器配置可以基于与UE 12、UE 14或UE 20相关联的UE配置信息。
在一些方面，UE 12、UE 14、或UE 20可进一步包括存储器130，诸如用于存储本文中所使用的数据、和/或应用的本地版本或通信管理组件40、和/或正由处理器103执行的通信管理组件40的一个或多个子组件。存储器130可以包括计算机或处理器103能使用的任何类型的计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、带、磁盘、光盘、易失性存储器、非易失性存储器、以及其任何组合。在一方面，例如，存储器130可以是计算机可读存储介质，其在UE 12、UE 14或UE 20正在操作处理器103以执行通信管理组件40和/或通信管理组件40的一个或多个子组件时，存储定义通信管理组件40和/或通信管理组件40的一个或多个子组件的一个或多个计算机可执行代码和/或与其相关联的数据。在另一方面，例如，存储器130可以是非瞬态计算机可读存储介质。
参照图2，给出了根据本文描述的诸方面的毫米波通信中所使用的波束图案的两个示例。在一些方面，毫米波通信(诸如图1中的无线通信26)可以在从10GHz至100GHz的频带处操作。在某些示例中，毫米波链路可以固有地是定向的。如波束图案200和波束图案220所示出的，毫米波通信(例如，无线通信系统100中的无线通信26)的范围可取决于波束宽度或方向性。例如，波束图案200具有粗波束或宽波束(例如，波束方向的数目＝4)，通过使用少量天线元件，波束可以变宽但是距离是有限的。在另一示例中，波束图案220具有细波束或窄波束(例如，波束方向的数目＝12)，并且通过使用较多的天线元件，波束可以变窄但是与波束图案200相比较而言能够到达更远的距离。在一些情形中，能量消耗或功率预算与可被使用的波束宽度有关。
在一些方面，只要发射和接收天线的有效孔径不变，发射机与接收机之间的路径损耗就不会因频率而变化。在一些示例中，天线孔径确实与频率的平方成比例地减小，并且该减小可以通过使用较高的天线方向性来补偿。
参照图3，流程图解说了可以在例如无线通信系统100中使用的毫米波V2X规程300的示例。在一方面，毫米波V2X规程300可以开始于例如经由全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS)的定时同步。如果上层确定存在潜在或现有V2X通信(例如，传感器共享)，则UE 12或UE 14可以使用发射或接收波束扫掠(或两者)来检测邻近于UE 12或UE 14的邻居V2X UE。在一方面，当(由发起方UE 12或UE 14)执行发现某个方向上的邻居车辆(例如，目标UE或UE 20)作为目标时，发起方UE 12或UE 14可以计算邻居车辆用于定向波束的RACH资源，并且随后将具有初始接入请求(例如，类似RACH)的宽波束发送到目标车辆(例如，UE20)。在发送初始接入请求之后，发起方UE 12或UE 14可以在指定时隙中监听或监视RX波束以寻找响应。在一些示例中，发起方UE 12或UE 14可以从目标车辆(例如，UE 20)接收RACH响应，以至少用物理层的PC5(一对多通信接口)或侧链路上的无线电资源控制(RRC)消息来建立单播链路，并用此新的单播链路来更新媒体接入控制(MAC)调度。在一些示例中，发起方UE 12或UE 14可以标识用于波束跟踪或细化的主角色或从角色，保持链路活跃，以及测量和/或细化用于(诸)链路的波束。当需要传达话务数据时，UE 12和/或UE 14(或UE 20)可以基于MAC调度来进行或执行传输或接收。在一些情形中，当UE 12(或UE 14、UE 20)检测到冲突和/或干扰时，该UE 12(或UE 14，UE 20)可以相应地更新MAC调度。
参照图4，在一方面，UE(例如，图1中的UE 12、14或20)可以基于预定帧结构来分配或使用资源。例如，如图4中所示出的，UE可以将帧结构400用于资源分配或使用。在一些实现中，UE可以将5G帧结构用作基础，例如具有灵活的参数设计和/或灵活的传输时间区间(TTI)。在一些示例中，大约10％的资源可被共享或被用于发现、RACH规程、广播和慢环控制，而90％的资源可被用于单播话务和相关联的话务管理信令。在一些情形中，资源可被重复(例如，在帧循环中)，如图4中所示。在一示例中，循环历时可以是十毫秒到十秒(10ms–10s)，并且可以包括共用控制资源以及专用于话务和/或关联数据面控制的资源。在一示例中，共用控制资源可以包括发现和/或RACH资源，而专用于话务的资源可以包括单播话务和/或广播话务。
参照图5，在一方面，解说了具有资源映射的RACH资源分配方案500的示例。在一示例中，可以基于目标UE所广播的发现消息或信号(例如，Discovery Msg)的内容，用一个或多个UE或者所有UE已知的算法来推导出(例如，经由箭头510和/或520)一个或多个RACH资源位置。在一方面，可以使用发现资源与RACH资源之间的多对一映射。例如，经由箭头510，资源映射组件46可被配置成将发现消息中的一个或多个发现资源映射到RACH资源之一。在另一方面，可以利用RACH资源与RACH响应资源之间的一对一映射。例如，经由箭头520，资源映射组件46可被配置成将每个RACH资源映射到RACH响应资源之一。在一些情形中，发现资源的数目可以大于RACH资源的数目，并且RACH资源的数目可以等于或大于RACH响应资源的数目。
参照图6，在操作方面，UE(诸如图1中的UE 12、UE 14或UE 20)可以执行用于管理无线通信系统(例如，基于毫米波的V2X通信系统)中的连接设立的方法600的一个或多个方面。例如，处理器103、存储器130、调制解调器108、收发机106、通信管理组件40、发现组件42、RACH管理组件44、资源映射组件46、和/或序列管理组件48中的一者或多者可被配置成执行方法600的各方面。
在一方面，在框602，方法600可包括标识用于V2X通信的信息。在一方面，例如，通信管理组件40，例如结合处理器103、存储器130、调制解调器108和/或收发机106中的一者或多者，可以被配置成标识用于V2X通信的信息。例如，该信息可以包括一个或多个发现资源、RACH资源映射信息、目标UE的属性、特性和/或标识符、广播或发现信号的方向性、和/或到达该目标UE的方向。在一些情形中，该信息可以在广播或发现消息中被接收(例如，经由收发机106)，或者由发起方UE来预定(例如，经由UE 12处的一个或多个处理器103)。
在一方面，在框604，方法600可包括基于所标识的信息来发起随机接入规程。在一方面，例如，通信管理组件40、发现组件42、RACH管理组件44，例如结合处理器103、存储器130、调制解调器108和/或收发机106中的一者或多者，可以被配置成基于所标识的信息来发起RACH规程。在一示例中，RACH规程是响应于接收到发现消息而发起的。
在另一方面，在框606，方法600可包括基于该信息来标识一个或多个RACH资源。在一方面，例如，通信管理组件40、发现组件42、RACH管理组件44、资源映射组件46，例如结合处理器103、存储器130、调制解调器108和/或收发机106中的一者或多者，可以被配置成基于(例如，在所接收到的发现消息中的)所标识的信息来标识RACH资源。在一些示例中，资源映射组件46可被配置成将发现消息中的发现资源映射到RACH资源。在一方面，RACH管理组件44和/或资源映射组件46可被配置成基于(例如，在所接收到的发现消息中的)所标识的信息来标识每个RACH资源的位置。
在一方面，在框608，方法600可包括基于该一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源。在一方面，例如，通信管理组件40、RACH管理组件44、资源映射组件46，例如结合处理器103、存储器130、调制解调器108和/或收发机106中的一者或多者，可以被配置成基于框606处所标识的RACH资源来标识RACH响应资源。在一些示例中，资源映射组件46可被配置成将每个RACH资源映射到RACH响应资源之一。
在另一方面，在框610，方法600可包括使用至少该一个或多个RACH资源或一个或多个RACH响应资源来执行定向通信。在一方面，例如，通信管理组件40、序列管理组件48，例如结合处理器103、存储器130、调制解调器108和/或收发机106中的一者或多者，可以被配置成使用框606处所标识的RACH资源和/或框608处所标识的RACH响应资源来执行定向通信。在一些示例中，通信管理组件40和/或序列管理组件48可被配置成使用至少一个RACH响应资源来接收RACH响应，并且该RACH响应包括至少Zadoff-Chu(ZC)序列标识(ID)和发起方UE ID。
为使解释简单化将本文所讨论的方法图示并描述为一系列动作，应当理解并领会该方法(以及与其相关的其它方法)不受动作的次序所限，因为根据一个或多个方面，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述的其他动作并发地发生。例如，将领会，方法可被替换地表示为诸如状态图中的一系列相互关联的状态或事件。此外，并非所有解说的动作皆为实现根据本文所描述的一个或多个特征的方法所必要的。
已参照V2X或V2V系统给出了无线通信系统的若干方面。如本领域技术人员将容易领会的，贯穿本公开描述的各个方面可扩展到其他通信系统(例如，5G新无线电(NR))、网络架构和通信标准。
作为示例，各个方面可扩展到其它通信系统，诸如高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、高速分组接入+(HSPA+)和TD-CDMA。各个方面还可扩展到采用长期演进(LTE)(在FDD、TDD或这两种模式下)、高级LTE(LTE-A)(在FDD、TDD或这两种模式下)、CDMA2000、演进数据最优化(EV-DO)、超移动宽带(UMB)、IEEE 602.11(Wi-Fi)、IEEE 602.16(WiMAX)、IEEE 602.20、超宽带(UWB)、蓝牙的系统和/或其它合适系统。所采用的实际的电信标准、网络架构和/或通信标准将取决于具体应用和加诸于系统的总体设计约束。
应理解，所公开的方法中各步骤的具体次序或阶层是示例性过程的解说。基于设计偏好，应理解，可以重新编排这些方法中各步骤的具体次序或阶层。所附方法权利要求以样本次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或阶层，除非在本文中有特别叙述。
提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。由此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示出的诸方面，而是应被授予与权利要求的语言相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述并非旨在表示“有且仅有一个”(除非特别如此声明)，而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些/某个”指的是一个或多个。引述一列项目“中的至少一者”的短语指代这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。此外，本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众，无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。

Claims (26)

1.一种无线通信的方法，包括：
标识用于车联网（V2X）通信的包括一个或多个发现资源的信息；
基于所标识的信息来发起随机接入规程；
基于所述信息来标识一个或多个随机接入信道（RACH）资源；
基于所述一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源；以及
使用至少所述一个或多个RACH资源或所述一个或多个RACH响应资源来执行定向通信。
2.如权利要求1所述的方法，其中，标识所述一个或多个RACH资源包括：将所述一个或多个发现资源映射到所述一个或多个RACH资源。
3. 如权利要求1所述的方法，
其中所述一个或多个发现资源的数目至少为2且大于所述一个或多个RACH资源的数目，并且
其中所述一个或多个RACH资源的数目等于或大于所述一个或多个RACH响应资源的数目。
4.如权利要求1所述的方法，其中，标识所述一个或多个RACH响应资源包括：将所述一个或多个RACH资源中的每一者映射到所述一个或多个RACH响应资源中的一者。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所标识的信息来标识所述一个或多个RACH资源中的每一者的位置。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述标识信息包括在所接收到的广播消息中标识所述信息。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息是由发起方用户装备（UE）预定的。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个RACH资源至少包括由多个发起方用户装备（UE）使用的RACH资源。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用所述一个或多个RACH响应资源中的一者来接收RACH响应，其中所述RACH响应至少包括Zadoff-Chu（ZC）序列标识（ID）和发起方UE ID。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法是在毫米波中使用的。
11.如权利要求1所述的方法，其中，执行定向通信包括在一个或多个方向上在至少两个UE之间进行通信，其中对所述一个或多个方向中的每一者使用相应的Zadoff-Chu（ZC）序列。
12.如权利要求1所述的方法，其中，执行定向通信包括：
传送具有Zadoff-Chu（ZC）序列的码元，或
传送具有ZC序列及一个或多个比特的码元。
13.一种用于无线通信的装置，包括：
收发机；
存储器，其被配置成存储指令；以及
与所述收发机和所述存储器通信地耦合的一个或多个处理器，其中所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以用于：
标识用于车联网（V2X）通信的包括一个或多个发现资源的信息；
基于所标识的信息来发起随机接入规程；
基于所述信息来标识一个或多个随机接入信道（RACH）资源；
基于所述一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源；以及
使用至少所述一个或多个RACH资源或所述一个或多个RACH响应资源来执行定向通信。
14.如权利要求13所述的装置，其中，为了标识所述一个或多个RACH资源，所述一个或多个处理器被进一步配置成执行指令以用于将所述一个或多个发现资源映射到所述一个或多个RACH资源。
15.如权利要求13所述的装置，其中，
所述一个或多个发现资源的数目至少为2且大于所述一个或多个RACH资源的数目，并且
其中所述一个或多个RACH资源的数目等于或大于所述一个或多个RACH响应资源的数目。
16.如权利要求13所述的装置，其中，为了标识所述一个或多个RACH响应资源，所述一个或多个处理器被进一步配置成执行指令以用于：将所述一个或多个RACH资源中的每一者映射到所述一个或多个RACH响应资源中的一者。
17.如权利要求13所述的装置，其中，所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以用于：
基于所标识的信息来标识所述一个或多个RACH资源中的每一者的位置。
18.如权利要求13所述的装置，其中，为了标识信息，所述一个或多个处理器被进一步配置成执行指令以用于在所接收到的广播消息中标识所述信息。
19.如权利要求13所述的装置，其中，所述信息是由发起方用户装备（UE）预定的。
20.如权利要求13所述的装置，其中，所述一个或多个RACH资源至少包括由多个发起方用户装备（UE）使用的RACH资源。
21.如权利要求13所述的装置，其中，所述一个或多个处理器被配置成执行所述指令以用于：
使用所述一个或多个RACH响应资源中的一者来接收RACH响应，其中所述RACH响应至少包括Zadoff-Chu（ZC）序列标识（ID）和发起方UE ID。
22.如权利要求13所述的装置，其中，所述装置是在毫米波中使用的。
23.如权利要求13所述的装置，其中，为了执行定向通信，所述一个或多个处理器执行指令以用于在一个或多个方向上在至少两个UE之间进行通信，其中对所述一个或多个方向中的每一者使用相应的Zadoff-Chu（ZC）序列。
24.如权利要求13所述的装置，其中，为了执行定向通信，所述一个或多个处理器执行指令以用于：
传送具有Zadoff-Chu（ZC）序列的码元，或
传送具有ZC序列及一个或多个比特的码元。
25.一种用于无线通信的装备，包括：
用于标识用于车联网（V2X）通信的包括一个或多个发现资源的信息的装置；
用于基于所标识的信息来发起随机接入规程的装置；
用于基于所述信息来标识一个或多个随机接入信道（RACH）资源的装置；
用于基于所述一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源的装置；以及
用于使用至少所述一个或多个RACH资源或所述一个或多个RACH响应资源来执行定向通信的装置。
26.一种存储能由一个或多个处理器执行以用于无线通信的计算机代码的计算机可读介质，包括用于以下操作的计算机可执行代码：
标识用于车联网（V2X）通信的包括一个或多个发现资源的信息；
基于所标识的信息来发起随机接入规程；
基于所述信息来标识一个或多个随机接入信道（RACH）资源；
基于所述一个或多个RACH资源来标识一个或多个RACH响应资源；以及
使用至少所述一个或多个RACH资源或所述一个或多个RACH响应资源来执行定向通信。
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