CN111837353A - 用于在无线通信系统中发送和接收定位参考信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

由第一基站在无线通信系统中发送定位参考信号(PRS)。使用第一子载波间隔(SCS)发送具有第一PRS图案的第一PRS。用户设备(UE)接收与该UE的定位相关联的信息，包括来自第一基站的第一PRS和来自第二基站的第二PRS。第一SCS不同于应用于具有第二PRS图案的第二PRS的第二SCS。

Description

用于在无线通信系统中发送和接收定位参考信号的方法和 装置
技术领域
本公开涉及用于在无线通信系统中发送和接收定位参考信号的方法、装置。
背景技术
其中移动终端(诸如移动手机的用户设备，UE)经由无线电链路与基站或其他无线接入点或节点的网络进行通信的无线或移动(蜂窝)通信网络已经经历了几代的快速发展。第三代合作伙伴计划(3GPP)设计、指定和标准化了移动无线通信网络的技术。第四代(4G)系统现已广泛部署。
4G系统的3GPP标准包括演进分组核心(Evolved Packet Core，EPC)和增强型UTRAN(E-UTRAN：增强型通用地面无线电接入网)。E-UTRAN使用长期演进(Long TermEvolution，LTE)无线电技术。LTE通常用于指代包括EPC和E-UTRAN两者的整个系统，并且在本文档的其余部分中，LTE在这种意义上被使用。LTE还应该被视为包括LTE增强，诸如LTEAdvanced和LTE Pro，其提供了与LTE相比的增强数据速率。
随着3GPP目前致力于对第五代(5G)网络技术进行标准化，更大的数据吞吐量的趋势仍在继续。作为其中的一部分，一种新的空中接口正在开发中，它可以被称为5G新无线电(5G New Radio，5G NR)或简称NR。NR被设计为支持针对5G网络设想的各种各样的服务和用例场景，尽管它是在已建立的LTE技术之上创建的。5G NR的一个方面是提供用于确定用户设备(UE)和5G NR基站(下一代Node B(gNB))两者的位置的增强型定位技术，其中，对于有效的波束形成以及提供位置相关服务，至少需要UE和gNB的位置。虽然在LTE和LTEAdvanced中利用了定位参考信号(Positioning Reference Signal，PRS)，但是如果要实现5G NR中位置相关功能的优点，则需要增强这些PRS的配置或定义新的定位信号。具体而言，由于5G NR网络的自适应/可变/可扩展的参数集(numerology)，现有的发送和/或接收PRS的方法可能不适用于5G NR网络的所有配置。
发明内容
技术问题
本公开的实施例提供了一种用于将用于支持超越第四代(4G)系统的更高数据速率的第五代(5G)通信系统与物联网(Internet of Things，IoT)的技术融合的通信方法和系统。本公开可以被应用于基于5G通信技术和IoT相关技术的智能服务，诸如智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车、联网汽车、医疗保健、数字教育、智能零售、安全性和安全服务。为了满足自4G通信系统的部署以来已经增加的对无线数据业务的需求，已经在努力开发改进的5G或预5G通信系统。因此，5G或预5G通信系统也被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。考虑在更高频率(mm波)频带(例如，60GHz频带)中实施5G通信系统，以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)、全维MIMO(FullDimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，正在基于先进小型小区、云无线电接入网络(Radio Access Network，RAN)、超密集网络、设备对设备(Device-to-Device，D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(Coordinated Multi-Point，CoMP)、接收端干扰消除等进行系统网络改进的开发。在5G系统中，已经开发了作为先进编码调制(Advanced Coding Modulation，ACM)的混合FSK和QAM调制(FSK and QAM Modulation，FQAM)和滑动窗口叠加编码(Sliding WindowSuperposition Coding，SWSC)、以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(Filter BankMulti Carrier，FBMC)、非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)和稀疏码多址(Sparse Code Multiple Access，SCMA)。
作为人类在其中生成和消费信息的、以人为中心的连接网络的互联网现在正在向物联网(IoT)演进，其中在该IoT中，分布式实体(诸如事物)在没有人类干预的情况下交换和处理信息。作为通过与云服务器的连接的、IoT技术和大数据处理技术的组合的万物互联网(Internet of Everything，IoE)已经出现。由于IoT实施方式需要诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全性技术”等的技术元素，因此最近对传感器网络、机器对机器(Machine-to-Machine，M2M)通信、机器类型通信(Machine TypeCommunication，MTC)等进行了研究。这种IoT环境可以提供通过收集和分析在所连接的事物当中生成的数据为人类生活创造新的价值的智能互联网技术服务。通过现有信息技术(Information Technology，IT)和各种工业应用之间的融合和组合，IoT可以被应用于各种领域，包括智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能电器和先进医疗服务。
与此相一致，已经进行了各种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器对机器(M2M)通信的技术可以通过波束形成、MIMO和阵列天线来实施。作为上述大数据处理技术的云无线电接入网络(RAN)的应用也可以被视为5G技术和IoT技术之间的融合的示例。
本公开致力于实现跨5G新无线电(NR)系统中的不同的可能网络配置，并且具体而言，跨可以从5G NR网络的可扩展参数集产生的不同配置，有效地发送和接收定位参考信号。
问题的解决方案
根据本公开的第一示例方面，提供了一种用于在5G新无线电NR通信网络中发送定位参考信号PRS的方法，该网络包括被配置为用第一OFDM子载波间隔SCS来操作第一小区的第一基站、以及被配置为用第二OFDM SCS来操作第二小区的第二基站，第二SCS高于第一SCS，并且其中，每个小区的时间资源被划分为具有相同预定持续时间的子帧，并且第一小区和第二小区的子帧基于它们各自的SCS而在时间上划分为一个或多个时隙，该方法包括由第一基站在第一小区的子帧内发送具有第一重复频率的第一PRS图案，并且由第二基站在第一小区的对应子帧内发送具有第二重复频率的第二PRS图案，其中，第一重复频率基于第一小区的子帧中的时隙数量，并且第二重复频率基于第二小区的子帧中的时隙数量。并且第二PRS图案基于第一PRS图案。
在一个示例中，可以在子帧的每个时隙中重复PRS图案，并且重复的图案可以是精确重复、循环交换重复(其周期基于每一子帧的时隙数量)、或者块对角图案的延续。
在本公开的示例中，第一PRS图案在第一小区的每个时隙中被发送，并且第二PRS图案在第二小区的每个时隙中被发送，使得第一重复频率等于第一小区的子帧中的时隙数量，并且第二重复频率等于第二小区的子帧中的时隙数量。
在本公开的示例中，第一PRS图案和第二PRS图案是相对于第一小区和第二小区的时隙的对角图案。
在本公开的示例中，第一PRS图案与第二PRS图案相同。
在本公开的示例中，第一小区和第二小区的每个时隙在时间上被划分为预定数量的符号，并且其中，发送第一PRS图案和第二PRS图案包括在它们各自小区的子帧的第一时隙的第一符号中发送第一PRS图案和第二PRS图案的至少一部分。
在本公开的示例中，第二小区中第二PRS图案的发送相对于第一小区中第一PRS图案的发送被移位至少一个子载波。
在本公开的示例中，第二PRS图案是第一PRS图案的块对角形式，并且第二PRS图案的每个块相对于第一PRS图案的对应部分被移位至少一个子载波。
根据本公开的第二示例方面，提供了一种用于由基站在5G新无线电NR通信网络中发送定位参考信号PRS的方法，该基站被配置为以OFDM子载波间隔SCS来操作第一小区，并且该小区的时间资源被划分为子帧，并且每个子帧基于SCS而在时间上划分为一个或多个时隙，该方法包括由基站在小区的子帧内发送具有重复频率的PRS图案，其中，重复频率基于子帧中的时隙数量。
在本公开的示例中，PRS图案在子帧的每个时隙中被发送，使得重复频率等于子帧中的时隙数量。
在本公开的示例中，PRS图案是相对于时隙的对角图案。
在本公开的示例中，小区的每个时隙被划分为预定数量的符号，并且其中，发送PRS图案包括在子帧的第一时隙的第一符号中发送PRS图案的至少一部分。
在本公开的示例中，PRS图案的至少一部分在每个时隙的每个符号中被发送。
根据本公开的第三示例方面，提供了一种5G新无线电NR通信网络，该网络包括第一基站，其被配置为用第一OFDM子载波间隔SCS来操作第一小区，以及第二基站，其被配置为用第二OFDM SCS来操作第二小区，第二SCS高于第一SCS，并且每个小区的时间资源被划分为具有相同预定持续时间的子帧，其中，该通信网络被配置为执行根据第一方面和相关示例中的任何一个所述的方法。
根据本公开的第四示例方面，提供了一种用于由UE在5G新无线电NR通信网络中接收定位参考信号的方法，该网络包括用第一OFDM子载波间隔SCS来操作第一小区的第一基站、以及用第二OFDM SCS来操作第二小区的第二基站，第二SCS高于第一SCS，并且其中，每个小区的时间资源被划分为具有相同预定持续时间的子帧，该方法包括在第一小区的子帧内从第一基站接收第一PRS图案，并且在第二小区的子帧内从第二基站接收第二PRS图案，其中第二PRS图案基于第一PRS图案。
在本公开的示例中，接收第一PRS和第二PRS包括以与第一SCS或第二SCS之一相对应的采样频率对第一PRS信号和第二PRS信号进行采样。
在本公开的示例中，第一小区和第二小区的子帧基于它们各自的SCS而在时间上划分为时隙，并且其中，当采样频率与第一SCS相对应时，接收第二PRS包括在第一时隙中接收第二PRS的第一部分并且在第二时隙中接收第二PRS的第二部分。在本公开的示例中，第一小区和第二小区的子帧基于它们各自的SCS而在时间上划分为时隙，并且小区的每个时隙被划分为多个符号，并且其中，接收第一PRS图案包括在第一小区的子帧的第一时隙的第一符号中接收第一PRS图案的至少一部分，并且接收第二PRS图案包括在第二小区的子帧的第一时隙的第一符号中接收第二PRS图案的至少一部分。
根据本公开的第五示例方面，提供了一种被配置为执行根据第四示例方面和相关示例所述的任何一种方法的UE。根据本公开的一方面，提供了一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储介质，该计算机可执行指令在由计算机执行时使得计算机执行以上方法。
本公开的另一示例方面提供了一种包括指令的计算机程序，该指令被布置为在被执行时实施根据上述方面中的任何一个方面所述的方法和/或装置。又一方面提供了存储这种程序的机器可读储存器。
根据本公开的示例方面，提供了一种用于由第一基站在无线通信系统中发送定位参考信号PRS的方法，该方法包括用第一子载波间隔SCS发送具有第一PRS图案的第一PRS，基于第一PRS和第二PRS来接收与用户设备UE的定位相关联的信息，其中，第二PRS用不同于第一SCS的第二SCS来自具有第二PRS图案的第二基站。
根据本公开的示例方面，提供了一种用于由用户设备UE在无线通信系统中接收定位参考信号PRS的方法，该方法包括用第一子载波间隔SCS从第一基站接收具有第一PRS图案的第一PRS，用不同于第一SCS的第二SCS从第二基站接收具有第二PRS图案的第二PRS，以及基于第一PRS和第二PRS来获得与UE的定位相关联的定位信息，向第一基站发送定位信息。
在本公开的示例中，其中，第一PRS图案具有第一重复频率，并且第二PRS图案具有第二重复频率，其中，第一重复频率和第二重复频率中的每一个由子帧中的时隙数量确定。其中，第一PRS图案是相对于时隙的对角图案。其中，发送第一PRS包括在子帧的第一时隙的第一符号中发送具有第一PRS图案的至少一部分的第一PRS。其中，第一PRS图案和第二PRS图案的至少一部分被放置在子帧中的时隙的每个符号中。
在本公开的示例中，其中，接收第一PRS包括以与第一SCS或第二SCS之一相对应的采样频率对第一PRS进行采样，并且其中，接收第二PRS包括以该采样频率对第二PRS进行采样。其中，当采样频率与第一SCS相对应时，接收第二PRS包括在第一时隙中接收第二PRS的第一部分并且在第二时隙中接收第二PRS的第二部分。其中，第一基站和第二基站分别用第一SCS在第一小区中以及用第二SCS在第二小区中进行操作。其中，第一小区的每个子帧基于第一SCS而划分为一个或多个时隙，并且第一小区的每个时隙被划分为多个符号，并且其中，第二小区的每个子帧基于第二SCS而划分为一个或多个时隙，并且第二小区的每个时隙被划分为多个符号。其中，第一PRS图案和第二PRS图案的至少一部分被放置在子帧中的时隙的每个符号中。
根据本公开的示例方面，提供了一种用于在通信系统中发送定位参考信号(PRS)的第一基站，该第一基站包括：收发器；以及控制器，该控制器与收发器耦合并且被配置为控制收发器以：使用第一子载波间隔SCS发送具有第一PRS图案的第一PRS，以及基于来自第一基站的第一PRS和来自第二基站的第二PRS来接收与用户设备(UE)的定位相关联的信息，其中，第一SCS不同于应用于具有第二PRS图案的第二PRS的第二SCS。
根据本公开的示例方面，一种用于在无线通信系统中接收定位参考信号(PRS)的用户设备(UE)，该UE包括：收发器；以及控制器，该控制器与收发器耦合并且被配置为控制收发器以：使用第一子载波间隔(SCS)从第一基站接收具有第一PRS图案的第一PRS，使用不同于第一SCS的第二SCS从第二基站接收具有第二PRS图案的第二PRS，基于第一PRS和第二PRS来获得与UE的定位相关联的定位信息，以及向第一基站发送定位信息。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，本公开的特定实施例的以上以及其他方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是示出根据实施例的在15kHz子载波间隔(SCS)的情况下使用子帧中的LTE定位参考信号(PRS)、以及在5G NR中如果应用于30kHz SCS则相同的图案会如何出现的示图；
图2是示出根据实施例的在15kHz SCS和30kHz SCS的情况下在5G NR中使用子帧中的PRS的所提出配置的示图；
图3是示出根据实施例的在15kHz SCS和30kHz SCS的情况下在5G NR中使用子帧中的PRS的所提出配置的示图；
图4是示出根据实施例的在15kHz SCS和30kHz SCS的情况下在5G NR中使用子帧中的PRS的所提出配置的示图；
图5是示出根据实施例的5G NR gNB的示例结构的示图；
图6是示出根据实施例的5G NR UE的示例结构的示图；
图7是示出根据实施例的关于正在发送PRS信号的服务基站方面的示例方法的流程图；并且
图8是示出根据实施例的关于正在从一个或多个基站接收PRS信号的UE方面的示例方法的流程图。
具体实施方式
现在将在5G无线通信网络的背景下，并且具体在形成5G无线通信网络的一部分的NR无线电接入网络的背景下描述根据本公开的示例。将理解，本公开不限于任何特定的无线电接入技术。也就是说，定位参考信号(PRS)或在UE(即，移动终端/终端设备)侧或网络侧用于位置确定的其他信号的使用和配置同样适用于其他无线通信系统，其中期望提供跨网络配置的范围进行操作的定位技术，并确定UE和/或基站的准确定位信息，使得可以提供系统性能的改进和新的位置相关功能。特定示例中对特定3GPP构造的应用不应被理解为限制本公开的示例应用于其他无线通信网络的能力。
在5G NR中，更一般地，在LTE和LTE Advanced系统中，位置确定的方法可以分为三个不同的类别：依赖于无线电接入网络(RAN)的技术、独立于RAN的技术、以及利用前两种技术的组合来补充它们的操作的混合技术。依赖于RAN的技术是利用由RAN的信号提供的信息或从RAN的信号推导出的信息的那些技术，例如，定位信息可以基于Cell-ID、E-Cell ID、观察到达时间差(Observed Time Difference of Arrival，OTDOA)、上行链路到达时间差(Uplink Time Difference of Arrival，UTDOA)、离开角度(Angle of Departure，AoD)、到达角度(Angle of Arrival，AoA)而确定；并且独立于RAN的技术是利用RAN外部的信息和信号(例如，GNSS、蓝牙、WLAN、地面信标系统(Terrestrial Beacon System，TBS))的那些技术。从这些方法中，人们致力于改进依赖于RAN的技术的能力和兼容性，以便提供改进的位置确定。具体而言，寻求使用基于信号检测和分析的技术的改进方法，换句话说，诸如OTDOA、UTDOA、AoD和AoA的技术。因此，在5G NR系统中，需要增强用于依赖于RAN的定位功能的参考信号的可配置性。
在LTE和LTE Advanced中，使用诸如OTDOA、UTDOA、AoD和AoA的技术的依赖于RAN的位置确定取决于参考信号的接收，或者更准确地说，取决于下行链路中的(多个)定位参考信号(PRS)和上行链路中的(多个)探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)的接收。这些参考信号采用伪随机序列QPSK信号的形式，该信号是基于包括物理层小区标识、时隙号、OFDM符号号、循环前缀等中的一个或多个的参数而生成的。PRS是在3GPP LTERelease 9中引入的，因此关于PRS的更多细节可以在3GPP TS 36.211Release 9的版本9.1.0(2010年3月30日)中找到。基于上行链路的定位是在3GPP LTE Release 11中引入的，这种定位基于探测参考信号(SRS)，其更多细节可以在3GPP TS 36.211 Release 11的版本11.7.0(2017年3月23日)中找到。
在5G NR中，设想定位功能可以基于PRS/SRS的演进形式或参考信令的新形式。在下面的描述中，虽然下行链路PRS(DL PRS)是主要参考的，但是5G NR位置确定配置的各个方面的特性、配置和实施方式细节不仅限于PRS，而是同样适用于用于位置确定的其他形式的信号(诸如上行链路PRS/SRS)或其他形式的定位参考信令。
观察到达时间差定位
如上面列出的，可以使用许多不同的方法在5G系统中确定UE的定位。然而，观察到达时间差(OTDOA)可能通常与下行链路PRS结合使用。在5G NR将是gNB的情况下，到达的OTDOA通过测量从多个传输点接收的参考信号(例如，下行链路PRS)之间的到达时间的差异进行操作。例如，将测量来自三个gNB的参考信号的到达时间，然后将计算相对于gNB之一(诸如例如服务gNB)的相对到达时间(即，观察时间差)。相对到达时间然后被发送到服务gNB，该服务gNB然后可以使用双曲多边算法基于接收到的测量及其自身的位置信息来计算UE的定位。更准确地说，将t1作为来自gNB1的PRS信号的到达时间，将t2作为来自gNB2的PRS信号的到达时间，并且将t3作为来自gNB3的PRS信号的到达时间，UE计算观察到达时间差(t2,1＝t2-t1和t3,1＝t3-t1)，并将它们发送到服务gNB(例如，gNB1)。这些计算值定义了两条双曲线，两条双曲线的交点提供了UE的定位。基于由UE向服务gNB和至少两个相邻gNB发送的上行链路参考信号，也可以在上行链路中执行等效过程(即，UTDOA)。
5G NR定位
与LTE和LTE Advanced相比，除了增加5G NR中位置确定的准确性之外，还有许多其他方面需要考虑。例如，定位技术应该优选地能够在FR1(450至6000MHz)和FR2(>6GHz/24250至52600MHz)的两个5G NR频率范围内工作，并且是可配置的，使得它们可以在5G NR系统中设想的许多不同的网络配置上进行操作。具体而言，需要定位技术与5G NR系统的自适应参数集兼容，其中除了别的还包括变化的OFDM子载波间隔(SCS)和子帧中变化的时隙数量。此外，定位技术应在5MHz的最小5G NR带宽下进行操作，但可扩展到更高的带宽；它们应该适用于物联网(IoT)设备，并且还支持语音和数据设备；对于不同的用例，它们应该是高效的和低复杂度的，同时在可能的情况下优选使用共同架构。给定这些期望的要求，5GNR需要具有高度可配置性和/或兼容性的定位技术。
关于5G NR中的OFDM SCS，指定了六个不同的SCS，如下表1所列出的。
【表1】
Figure BDA0002451734710000091
Figure BDA0002451734710000101
如上面所列出的，当使用OTDOA执行位置确定时，需要UE从至少三个不同的gNB接收PRS。因此，UE需要从其接收PRS的两个或更多个gNB可能正在用不同的SCS操作小区。例如，取决于在由gNB操作的每个小区中进行操作的设备，可以选择不同的SCS。然而，如下面更详细地解释的，当根据现有的LTE PRS图案进行操作时，由用不同的SCS进行操作的gNB发送的PRS可能在时域中不对齐，并且在由gNB操作的每个小区中分配有PRS的子载波中也可能有重叠，因此当UE试图从不同小区接收PRS时会造成问题。
参考表1，相对于15kHz的基本SCS(LTE中唯一支持的SCS)，SCS可以按2μ的因子进行扩展。增加SCS的结果是符号持续时间缩短了(多个)相同的2μ因子。在5G NR中，一个时隙被定义为14个符号，并且对于更高的SCS，时隙的持续时间将被缩短。然而，子帧继续被定义为1ms时段，合入15kHz SCS中的一个时隙。然而，对于更高的SCS，更多的时隙(即2μ的因子)合入子帧。
LTE子帧(1ms持续时间)将总是包含2个时隙，并且图1(a)中示出了LTE的PRS图案，其中在资源元素(Resource Element，RE)级别(即，一个OFDM符号上一个子载波)上示出了时间/频率资源，并且示出了两个LTE时隙，即单个物理资源块(Physical Resource Block，PRB)。PRS图案跨子帧的2个时隙为大致对角，并且不在时隙0中的物理下行链路控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)分配符号0、1和2的中被发送。对角图案中也存在间隙，以容纳在LTE中发送的小区特定参考信号(Cell specific ReferenceSignal，CRS)。此外，包括PRS图案的子帧不包含任何数据(没有物理下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)比特)，因此当从UE的DL中的邻近eNB接收PRS图案时，不会有来自PDSCH的干扰。
在LTE中，当使用正常循环前缀时，基于以下等式生成PRS图案。
【数学等式1】
Figure BDA0002451734710000111
Figure BDA0002451734710000112
Figure BDA0002451734710000113
Figure BDA0002451734710000114
参数Vshift考虑了不同的eNB，并且至多可以容纳6个eNB，生成不同的PRS对角图案，使得来自相邻eNB的PRS不会相互干扰。
还应该注意的是，观察到的定时差精度将取决于采样率，在LTE中，采样率与15kHzSCS成比例。用于定时检测的常见方法是在OFDM接收器链中的循环前缀(Cyclic Prefix，CP)移除之前获得接收到的信号，然后在时域中与以接收器时钟速率采样的本地生成的PRS信号进行相关。虽然接收到的信号可能会被来自相同符号中的其他子载波和CP的干扰所破坏，但是将会有嵌入的PRS的Gold序列，并且该相关将会生成峰值，以使得能够确定定时偏移。
返回到5G NR，当相邻的gNB在相同的频率范围(FR1或FR2)中操作多个SCS时，UE仍然可以采用以上(预快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT级))相关技术来检测定时差异。然而，UE将不得不尝试不同的PRS符号持续时间和图案，以找到将生成相关峰值的实际序列。因此，由于这种使用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)的重复相关过程是复杂的并因此具有相对高的功耗，如果UE是功率受限的设备(像传感器设备)，该技术可能不适合保持其电池寿命。
在可替换的方法中，首先移除CP，执行FFT，然后使用频域中的本地PRS副本对检测到的PRS信号进行相关处理。当检测到PRS图案时，可以识别相关的本地副本，并且可以通过单次尝试生成正确的相关。此外，由于检测到的信号被清除了CP和其他子载波(相同的符号中的非PRS)干扰，这种方法可能更稳健，并且可以用于检测来自远程小区的PRS，具有低的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)。
在其中这种方法会有用的实际场景是，当传感器设备连接到利用15kHz SCS并且在附近有毫微微小区(femto)的宏小区，以更高的SCS(例如，30kHz或60kHz)进行操作时。传感器设备可以利用第二种相关方法(频域中的后FFT)来估计定时偏移。下面提出的PRS设计解决方案在这种场景下是有用的，但不限于这种场景。
图1(b)示出了当使用30kHz的SCS时在5G NR中使用精确的LTE PRS图案，从而图1(a)和图1(b)示出了当在5G NR中使用现有LTE PRS时，在对应的(即，对齐/同步的)子帧中用不同SCS的相邻gNB的PRS图案。现有的PRS图案相对于12个子载波和前14个符号以相同的方式分布，然而，由于增加的SCS，该14个符号被包含在15kHz SCS的1个时隙的时间段中。
从图1(a)和图(b)中可以看出，利用15kHz SCS和30kHz SCS的子帧/小区之间的PRS没有对齐。例如，当PRS在30kHz SCS小区的时隙0的符号3上开始时(图1(b))，PDCCH符号仍然在15kHz SCS小区中被发送，因此可能导致从30kHz SCS小区接收PRS时的干扰。此外，在LTE中为CRS RE留下的间隙也可能对两个小区中的PRS图案的对齐产生不利影响。最后，应该注意的是，图1中的每个符号在开始处将具有CP(未示出)，并且具有不同的参数集可以使CP的移除复杂。
因此，需要一种在5G NR系统中提供PRS的方法，该方法缓解了当相邻的gNB用不同的SCS操作它们的小区并且PRS在对应的(即，对齐的)子帧中被发送时可能出现的问题。根据本公开的示例，解决前述问题的第一步是利用适合于5G NR 15kHz SCS参数集的PRS图案，然后以基于SCS的重复频率来重复该图案，使得对于2μx15kHz SCS的更高5G NR参数集，在PRS的(多个)所选子帧内的2μ时隙中重复图案2μ次。
凭借这种方法，感知不同SCS的UE将能够跟踪PRS，并且读取/接收出于接收完整的PRS图案并因此在适用的子帧内定位的目的所需的足够的PRS。尽管在更低的SCS小区和更高的SCS小区中的每一个中的UE将运行不同的采样时钟/频率，该采样时钟/频率与它们的服务小区的SCS相对应，但是两个小区中的UE将能够读取相邻小区的PRS图案。
图2(a)和图2(b)分别示出了根据本公开的该示例的15kHz SCS和30kHz SCS的示例PRS图案。可以看出，5G NR参数集将在15kHz SCS小区中强制每一子帧1个时隙，并且在30kHz SCS小区中强制每一子帧2个时隙。
可以看出，作为这种第一方法的一部分，可以包括以下内容中一个或多个：对PDCCH进行穿孔以便容纳PRS，使得PRS图案可以从时隙0、符号0开始；先前用于在LTE中发送CRS的符号间隙已经被移除，并且在它们的位置中发送PRS；在子帧的所有时隙中重复相同的PRS图案；并且最后，使用块对角布置来避免由相邻gNB发送的PRS的冲突。此外，从图2(a)和图2(b)中可以看出，由于PDCCH的穿孔和CRS的移除，每个SCS的PRS图案的一部分在每个时隙内的每个符号中被发送。
作为所提出的关于PRS图案的方法的结果，PRS图案填充每一时隙的所有14个符号(在给定的子载波位置)，并且将在30kHz SCS的2个时隙中重复(每一小区具有给定的偏移)。此外，减少了与在用不同的SCS进行操作的相邻小区中使用现有的LTE PRS图案相关联的问题。例如，考虑将频率参考点作为图2(a)和图1(b)中的每一个的顶部的子载波，即使在图2(a)中未描绘针对12个子载波以下的子载波中的第二PRB上的15kHz SCS小区重复相同的PRS图案，PRS图案也将是正交的并且不会冲突。
尽管图2(a)和图2(b)与具有用不同的SCS进行操作的两个gNB的场景相关，但是参考这些附图描述的方法可以通过以类似于上面描述的针对LTE PRS列出的方式改变gNB之间的PRS图案中的频率(即，子载波)移位而应用于3个或更多个gNB。
除了缓解前述问题之外，所提出的方法使得UE能够有效地从相邻小区接收已经使用不同的SCS发送的PRS。例如，参考图2(a)和图2(b)，连接到15kHZ参数集gNB并且具有30kHZ参数集的gNB作为邻居的UE将运行基于15kHZ SCS的采样时钟/频率(fs)，并且因此可以使用例如上述任一方法容易地接收由15kHZ gNB发送的PRS。
关于接收由用30kHZ的SCS进行操作的gNB发送的PRS，UE可以首先接收相邻gNBPRS的第一时隙中的偶数符号(在图2(b)的子帧描绘中)，具有来自每一符号的采样实例的第一半的读数(如针对15kHz SCS所定义的)，然后接收第二时隙的奇数符号，最后相应地组合它们以生成PRS序列。为了读取30kHz SCS PRS的奇数符号，UE将切换到向前从(其服务小区时间网格的)符号7从采样实例的第二半得到读数。因此，对于30kHz SCS小区，该时间段对应于其时隙1，并且由于在这里重复相同的PRS图案，所以UE将捕获丢失的奇数编号的符号。该方法可以被应用于一个或多个相邻小区/gNB，其中该相邻小区/gNB以比UE更高的SCS进行操作并且UE需要来自它们的PRS以便执行位置确定，其中，特定小区的选择和它们各自PRS的接收的顺序可以基于UE特定的参数而确定。
假设提出在连续的子帧中重复PRS图案若干次，则UE可以执行读取服务小区和邻近子帧中的相邻小区的PRS图案。此外，当相邻小区之间存在SCS中的更大差异时，以与更低SCS相对应的采样频率进行操作的UE可以在相邻小区的PRS重复发送的每一次中(即，在每个时隙中)接收其相邻小区的PRS的不同部分，并从这些不同部分形成PRS图案。
作为该接收技术的替代方案，30kHz SCS小区的第二个时隙(时隙(1))的PRS图案可以交换偶数和奇数PRS符号，如图3(b)通过每个PRS RE的阴影所示。这将使得以更低的SCS(15kHz)进行操作的UE能够通过只对其符号持续时间的第一半进行采样来读取30kHzSCS小区PRS符号，并读取PRS图案。这可能是有利的，因为必须移除CP，并且第一符号的CP通常比时隙中的剩余符号稍长，因此简化了CP检测和移除过程。
在SCS间隔高于30kHz的示例中，通过在可能的情况下循环移位2μ大小的PRS符号组的符号，使得每个组的不同符号与用更低的SCS(例如，15kHz)进行操作的小区的符号的开头相一致，可以获得在UE接收方面的一些优点。在一些示例中，PRS的长度可以变化，例如(12或16个符号)，因此，例如，PRS符号的特定重新布置也可以取决于PRS的长度。
在相反的场景下，其中UE连接到30kHz gNB，并且需要接收由用15kHz SCS进行操作的相邻gNB发送的PRS，由于更短的符号持续时间，UE将以更高的采样速度进行操作。在这种情况下，当接收到15kHz gNB的PRS时，UE将可以读取相同PRS值的两个实例(在UE的两个符号定时中)。因此，UE可以丢弃两个符号块中的每一个的第二读数。尽管UE将以更高的采样频率进行操作，但它将只能在子帧时段的结束处获得完整的PRS图案，而对于它自己的PRS，完整的图案将在该时间的一半处被检测到，即，无论接收UE以哪个SCS进行操作，都可以在发送PRS的gNB的1个时隙的最小时间内读取gNB的PRS。
应该注意的是，所示出的PRS图案仅仅是示例，并且提供相同优点的其他设计也是可能的，例如，在相反方向上具有对角图案的那些设计，或者其中使用奇数符号和偶数符号的不同重新布置以便简化接收过程的那些设计。
具体而言，为了实现用不同的SCS进行操作的gNB之间的PRS的互操作性，时隙应该用从符号0至符号13的PRS图案填充且没有符号间隙，并且应该在子帧的每个时隙中重复相同的图案。例如，虽然所描述的示例仅覆盖SCS的2倍(2μ，μ＝1)的增加(即，15kHz和30kHz)，但是所提出的方法可以扩展到5G NR中任何定义的SCS(对于FR1和FR2两者)，其中PRS图案的重复率将由每一子帧的时隙数量(2μ)给定。
在这种更一般的情况下，UE可以使用类似于上面参考图2(a)和图2(b)描述的方法，来接收用不同的SCS进行操作的相邻小区的完整PRS。例如，如果UE用15kHz的SCS进行操作，并且相邻小区用60kHz的SCS进行操作，并且PRS图案类似于图2(a)和图2(b)的图案，则UE可以通过基于每个时隙中起始符号偏移时隙数量在每4(2μ，μ＝2)个符号中读取一个符号，然后在子帧末尾处组合读取的符号以形成完整的PRS图案，来接收60kHz小区的PRS。
根据本公开的另一示例，在使得能够在用不同的SCS进行操作的gNB之间提供对齐和/或无冲突的PRS的第二种方法中，PRS图案可以在更高的SCS gNB中具有块对角图案。图4(a)和图(b)示出了该方法。
从图4(a)和图4(b)中可以看出，这种图案确保了在频域中的子载波位置中没有冲突，即使当更低的SCS PRS图案在当前描绘的PRB下方的另一个PRB中重复时也是如此。
例如，在图4(b)的PRS图案中，15kHz SCS对角图案的前4个符号被提供作为30kHzSCS小区中的水平图案，并且避开第一30kHz子载波(即，15kHz SCS的2个子载波)，以便不与在前两个符号中发送的15kHz小区的PRS冲突。更一般地，块对角图案通过在更高的SCS中、在低于或高于更低SCS图案的占用频率的子载波上提供水平图案，避开由在特定符号处的PRS占用的、更低SCS小区的子载波(即，可能发生冲突的情况)。
至于图2(a)和图2(b)中所示的图案，在利用更低SCS的小区中进行操作的UE可以并且因此具有更低采样频率的UE可以通过利用关于图2(a)和图2(b)列出的其他方法，在时隙0中接收偶数符号以及在时隙0中接收奇数符号来接收更高SCS小区的完整PRS。
根据本公开的另一示例，使得能够在用不同的SCS进行操作的gNB之间提供无冲突PRS的第三种方法可以维持现有的LTE PRS图案，但是当两个图案由于不同的PRS密度/图案和/或参数集和/或帧结构设置而冲突时，图案之一可以在时域/频域中被穿孔或移位K个符号/子载波以避免冲突。这可以经由相邻gNB之间的协作而实现。
根据本公开的另一示例，第一种方法和第二种方法可以根据需求联合或分开地实施。例如，如果执行了PRS静默(即，周期性地不发送应该正常发送的PRS符号/图案)，其也是LTE中的特征，则当更低的SCS服务小区PRS激活时，更高的SCS相邻小区PRS可以被静默(反之亦然)，并且这将消除频域中的任何冲突。
对于所有前面的方法，尽管PRS图案已经被示出为在PRB的另一个方向上具有对角图案，例如，它们也可以具有反对角图案。
此外，尽管已经针对下行链路PRS列出了前述方法，但是它们也可以被应用于上行链路PRS，以便降低在单个小区和相邻小区两者中由UE发送的上行链路PRS冲突的可能性。在正在发送上行链路PRS的一些示例中，可能需要gNB来执行对不同UE的PRS的检测，其中UE用不同的SCS进行操作。
UE和gNB操作
以下描述的图5和图6示出了基于任何上述配置实施定位功能的UE和gNB的一般操作。
图5提供了被布置为根据上述示例进行操作的gNB 500的结构的示意图。gNB 500包括：发送器502，布置为向UE发送信号；接收器504，布置为从UE接收信号；以及控制器506，布置为控制发送器和接收器，并执行诸如根据上述方法的处理，并且还与核心网络进行通信。
图6提供了被布置为根据上述本公开的示例进行操作的UE 600的结构的示意图。UE 600包括：发送器602，布置为向一个或多个gNB发送信号；接收器604，布置为从一个或多个gNB接收信号；以及控制器606，布置为控制发送器和接收器，并根据上述方法执行处理。
尽管在图5和图6中，发送器、接收器和控制器已经被示出为分开的元件，但是提供等效功能的任何单个元件或多个元件都可以用于实施上述本公开的示例。
图7示出了由服务基站发送和接收PRS的方法。服务基站可以被称为第一基站。并且该服务基站的相邻基站可以被称为第二基站，该第二基站用与第一基站不同的SCS进行操作。在步骤701中，第一基站使用第一SCS发送具有第一PRS图案的第一PRS。UE与服务基站进行通信，并且可以接收由相邻基站发送的第二PRS。在步骤702中，第一基站从接收第一PRS和第二PRS的UE接收与UE的定位相关联的信息。与UE的定位相关联的信息可以包括第一PRS和第二PRS之间的到达时间的差异或者关于到达时间的信息。
图8示出了由UE接收PRS的方法。服务基站可以被称为第一基站。并且相邻基站可以被称为第二基站，该第二基站用与第一基站不同的SCS进行操作。UE与服务基站进行通信，并且可以接收由相邻基站发送的PRS。参考图8，在步骤801中，UE使用第一SCS从第一基站接收具有第一PRS图案的第一PRS。在步骤802中，UE使用不同于第一SCS的第二SCS从第二基站接收具有第二PRS图案的第二PRS。在步骤803中，UE基于第一PRS和第二PRS来获得与UE的定位相关联的信息。第一基站可以从接收第一PRS和第二PRS的UE接收与UE的定位相关联的信息。
在本说明书的整个说明书和权利要求中，词语“包括”和“包含”以及它们的变体可以指代例如“包括但不限于”，并且它们不意图(并且不)排除其他组件、整体或步骤。在本说明书的整个说明书和权利要求中，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词的情况下，说明书应被理解为考虑了复数以及单数，除非上下文另有要求。
结合本公开的特定方面、实施例或示例描述的特征、整体或特性应被理解为适用于本文描述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。本说明书中公开的所有特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)，和/或所公开的任何方法或过程的所有步骤，可以以任何组合方式进行组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤相互排斥的组合。本公开不限于任何前述实施例的细节。本公开的示例扩展到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一项或任何新颖的组合，或者扩展到所公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一项或任何新颖的组合。
读者的注意力集中在与本申请相关的与本说明书同时提交或之前提交的所有论文和文档，且这些论文和文档与本说明书一起公开供公众查阅，并且所有这些论文和文档的内容通过引用合并于此。
本公开的各种实施例也可以经由计算机可执行指令而实施，其中该计算机可执行指令存储在计算机可读存储介质上使得在被执行时使得计算机根据任何其他前述实施例来进行操作。
以上实施例应被理解为本公开的说明性示例。设想进一步的实施例。应当理解，关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与描述的其他特征结合使用，并且也可以与任何其他实施例的一个或多个特征结合使用，或者与任何其他实施例的任何组合结合使用。此外，在不脱离本公开的保护范围(包括如所附权利要求中所定义的)的情况下，还可以使用以上未描述的等同物和修改。

Claims (14)

1.一种用于由第一基站在无线通信系统中发送定位参考信号(PRS)的方法，所述方法包括：
使用第一子载波间隔(SCS)发送具有第一PRS图案的第一PRS，以及
从用户设备(UE)接收与所述UE的定位相关联的信息，其中所述UE从所述第一基站接收所述第一PRS并从第二基站接收第二PRS，
其中，所述第一SCS不同于应用于具有第二PRS图案的所述第二PRS的第二SCS。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一PRS图案具有第一重复频率，并且所述第二PRS图案具有第二重复频率，并且其中，所述第一重复频率和所述第二重复频率中的每一个由子帧中的时隙数量确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一PRS图案是相对于时隙的对角图案。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一PRS图案和所述第二PRS图案的至少一部分被放置在子帧中的时隙的每个符号中。
5.一种用于由用户设备(UE)在无线通信系统中接收定位参考信号(PRS)的方法，所述方法包括：
使用第一子载波间隔(SCS)从第一基站接收具有第一PRS图案的第一PRS，
使用不同于所述第一SCS的第二SCS从第二基站接收具有第二PRS图案的第二PRS，
基于所述第一PRS和所述第二PRS来获得与所述UE的定位相关联的定位信息，以及
向所述第一基站发送所述定位信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，接收所述第一PRS包括以与所述第一SCS或所述第二SCS之一相对应的采样频率对所述第一PRS进行采样，并且其中，接收所述第二PRS包括以所述采样频率对所述第二PRS进行采样。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述采样频率与所述第一SCS相对应时，接收所述第二PRS包括在第一时隙中接收所述第二PRS的第一部分并且在第二时隙中接收所述第二PRS的第二部分。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一基站和所述第二基站分别用所述第一SCS在第一小区中以及用所述第二SCS在第二小区中进行操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一小区的每个子帧基于所述第一SCS而划分为一个或多个时隙，并且所述第一小区的每个时隙被划分为多个符号，并且
其中，所述第二小区的每个子帧基于所述第二SCS而划分为一个或多个时隙，并且所述第二小区的每个时隙被划分为多个符号。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一PRS图案和所述第二PRS图案的至少一部分被放置在子帧中的时隙的每个符号中。
11.一种用于在通信系统中发送定位参考信号(PRS)的第一基站，所述第一基站包括：
收发器；以及
控制器，被配置为控制所述收发器以：
使用第一子载波间隔(SCS)发送具有第一PRS图案的第一PRS，以及
基于来自所述第一基站的所述第一PRS和来自第二基站的第二PRS来接收与用户设备(UE)的定位相关联的信息，
其中，所述第一SCS不同于应用于具有第二PRS图案的所述第二PRS的第二SCS。
12.根据权利要求11所述的第一基站，适于根据权利要求2至权利要求4中的一项进行操作。
13.一种用于在无线通信系统中接收定位参考信号(PRS)的用户设备(UE)，所述UE包括：
收发器；以及
控制器，被配置为控制所述收发器以：
通过所述收发器，使用第一子载波间隔(SCS)从第一基站接收具有第一PRS图案的第一PRS，
通过所述收发器，使用不同于所述第一SCS的第二SCS从第二基站接收具有第二PRS图案的第二PRS，
基于所述第一PRS和所述第二PRS来获得与所述UE的定位相关联的定位信息，以及
通过所述收发器向所述第一基站发送所述定位信息。
14.根据权利要求13所述的UE，适于根据权利要求6至权利要求9中的一项进行操作。
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