CN111936879B - 用于导航和定位信号的分离的正交频分复用 - Google Patents

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Abstract

许多移动设备和移动网络利用正交频分复用(OFDM)来计算移动设备在网络内的定位信息。然而,多普勒效应和其它噪声或障碍物可能导致OFDM信号变得纠缠(尤其是在移动设备正在移动时),这使得所计算出的定位信息不准确。本文描述了用于通过计算用于信号的符号长度来分离OFDM信号的系统和方法,该符号长度比在传统OFDM中使用的最小符号长度要长。选择较长的符号长度减小了在信号上的多普勒效应和其它噪声,从而使得定位计算更加准确。

Description

用于导航和定位信号的分离的正交频分复用
技术领域
本文公开的主题涉及电子设备,并且更具体地,本文公开的主题涉及用于使用无线通信网络来支持对移动设备的导航和定位的方法和装置。
背景技术
获得正在接入无线网络的移动设备的位置(location)或定位(position)对于许多应用可能是有用的,包括例如紧急呼叫、个人导航、资产追踪、定位朋友或家庭成员等。现有的定位方法包括基于测量从各种设备发送的无线信号的方法,所述设备包括无线网络中的卫星载具(SV)和地面无线源(例如,基站和接入点)。在一些情况下,从无线源发送的无线信号被布置用于正交频分复用(OFDM),使得可以在多个子载波频率上发送无线信号。在无线网络中,移动设备可能正在移动,这可能对在移动设备处发送的信号造成多普勒效应。多普勒效应可能导致基于所发送的信号进行的位置和导航计算的准确度的大幅降低。本文公开的实施例通过实现减轻对使用OFDM来发送的信号的多普勒效应的技术,来实现在无线通信网络中的移动设备准确的定位和位置,从而解决这些问题。
附图说明
参考以下附图描述了非限制性和非详尽的方面。
图1示出了根据实施例的可以利用5G蜂窝网络来确定针对用户设备(UE)的定位的通信系统的图。
图2示出了OFDM信号的高级信号结构。
图3A示出了根据实施例的用于表示由UE使用正交频分复用(OFDM)接收的定位测量信号的幅度相对于频率段(bin)的图。
图3B示出了根据实施例的用于表示由UE使用OFDM接收的定位测量信号的幅度相对于频率段的另一图。
图4示出了根据实施例的每个子帧的时隙数量与频率间隔值的选项的表。
图5A-5F示出了根据实施例的分别用于表示利用OFDM、使用各种符号长度的定位测量信号的幅度相对于频率的一系列图。
图6A-6F示出了根据实施例的分别用于表示利用OFDM、使用各种符号长度的定位测量信号的功率相对于频率的一系列图。
图7示出了根据实施例的用于选择用于OFDM信号的符号长度的方法的流程图。
图8示出了UE的实施例。
图9示出了计算机系统的实施例。
图10示出了基站的实施例。
图11示出了接收机的功能框图的实施例。
根据某些示例实现方式,各个附图中的相似附图标记和符号指示相似的元素。另外,可以通过在用于元素的第一数字之后跟随连字符和第二数字,来指示该元素的多个实例。例如,可以将元素110的多个实例指示为110-1、110-2、110-3等。当仅使用第一数字来指代这样的元素时,将理解为该元素的任何实例(例如,先前示例中的元素110将指代元素110-1、110-2和110-3)。
具体实施方式
本文介绍了用于确定用户设备(UE)的位置的一些示例技术,其可以在UE(例如,移动设备或移动站)、位置服务器(LS)、基站、和/或其它设备处实现。这些技术可以用在利用各种技术和/或标准的各种应用中,包括第三代合作伙伴计划(3GPP)、开放移动联盟(OMA)长期演进(LTE)定位协议(LPP)和/或LPP扩展(LPPe)、全球导航卫星系统(GNSS)等。
UE可以包括移动设备,诸如移动电话、智能电话、平板设备或其它移动计算机、便携式游戏设备、个人媒体播放器、个人导航设备、可穿戴设备、车载设备、或其它电子设备。在各种场景中,对UE的定位确定对于UE和/或其它实体可能是有用的。存在已经已知的用于确定UE的估计定位的许多方法,包括涉及在UE和LS之间传送测量和/或其它信息的方法。
定位方法可以是基于来自无线源的定位信号的观测到达时间差(OTDOA)、伪距(pseudorange)、到达角(AoA)、离开角(AoD)、接收功率电平和/或往返时间(RTT)的。利用OTDOA,UE测量在由一对或多对基站发送的参考信号之间的时间差,其被称为参考信号时间差(RSTD)。参考信号可以是仅旨在用于定位的信号(例如,LTE定位参考信号(PRS)),或者也可以是旨在用于服务小区定时和频率获取的信号(例如,LTE特定于小区的参考信号(CRS)或5G跟踪参考信号(TRS))。如果UE能够测量在两对或更多对不同的基站(通常在每对中包括公共参考基站以及不同的相邻基站)之间的两个或更多个RSTD,那么,如果基站的天线位置和相对定时是已知的,则可以获得水平UE位置。在一些情况下,使用了OFDM,并且信号(例如,PRS、CRS或TRS)被布置在子载波频率上,以例如简化信道均衡。然而,多普勒效应可能使得来自由第一基站支持的一个小区的一个子载波频率对由第二基站支持的不同小区的子载波频率进行干扰,从而在接收信号(例如,PRS、CRS或TRS)中产生噪声。这样的载波间干扰(ICI)可能影响对UE的位置和/或定位确定的准确度。
预期的是,第五代(5G)标准化将包括对基于OTDOA、功率测量和RTT的定位方法的支持。除了现有的网络基础架构之外,本文描述的技术、方法和系统还可以应用于5G无线通信网络。
本文描述的实施例涉及用于通过分离(disentangle)OFDM信号以减轻对移动网络中的定位确定的多普勒效应,来确定移动设备的定位或位置的技术。
图1示出了根据实施例的通信系统100的图,通信系统100可以利用5G网络以使用基于OTDOA的定位方法来确定UE 105的定位。此处,通信系统100包括UE 105和5G网络(包括下一代(NG)无线接入网(RAN)(NG-RAN)135和5G核心网络(5GC)140),所述5G网络可以向UE105提供数据和语音通信连同基于OTDOA的定位。5G网络还可以被称为新无线电(NR)网络;NG-RAN 135可以被称为5G RAN或NR RAN;并且5GC140可以被称为NG核心网络(NGC)。在3GPP中正在进行NG-RAN和5GC的标准化。相应地,NG-RAN 135和5GC 140可以遵循来自3GPP的用于5G支持的当前或未来标准。通信系统100还可以利用来自GNSS卫星载具(SV)190的信息。下文描述通信系统100的额外组件。将理解的是,通信系统100可以包括额外或替代组件。
应当注意的是,图1仅提供了各种组件的概括图示,其中,这些组件中的任何或所有组件可以酌情利用,并且这些组件中的每个组件可以在必要时重复。具体地,虽然仅示出了一个UE 105,但是将理解的是,许多UE(例如,数百、数千、数百万等等)可以利用通信系统100。类似地,通信系统100可以包括更大(或更小)数量的SV 190、gNB 110、ng-eNB 114、接入和移动性管理功能单元(AMF)95、外部客户端130和/或其它组件。所示出的用于将通信系统100中的各种组件进行连接的连接包括数据和信令连接,其可以包括额外的(中间)组件、直接或间接的物理和/或无线连接、和/或额外网络。此外,根据期望的功能,可以重新排列、组合、分开、替换和/或省略组件。
UE 105可以包括和/或被称为设备、移动设备、无线设备、移动终端、终端、移动站(MS)、启用安全用户平面定位(SUPL)的终端(SET)、或者某种其它名称。此外,如上所提及的,UE 105可以对应于各种设备中的任何一者,包括蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机、平板设备、PDA、跟踪设备、导航设备、物联网(IoT)设备、或者某种其它便携式或可移动设备。通常,虽然不是必要的,但是UE 105可以支持使用诸如以下各项的一种或多种无线接入技术(RAT)的无线通信:全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、长期演进(LTE)、高速分组数据(HRPD)、IEEE 802.11WiFi(其还被称为Wi-Fi)、蓝牙(BT)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、5G新无线电(NR)(例如,使用NG-RAN112和5GC 140)等等。UE 105还可以支持使用无线局域网(WLAN)的无线通信,WLAN可以使用例如数字用户线(DSL)或分组电缆连接到其它网络(例如,互联网)。对这些RAT中的一种或多种RAT的使用可以使得UE105能够与外部客户端130进行通信(例如,经由图1中没有示出的5GC 140的元件,或者可能经由网关移动位置中心(GMLC)125),和/或使得外部客户端130能够(例如,经由GMLC 125)接收关于UE 105的位置信息。
UE 105可以包括单个实体,或者可以包括多个实体(例如,在其中用户可以采用音频、视频、数据I/O设备和/或身体传感器以及单独的有线或无线调制解调器的个域网中)。UE 105的位置的估计可以称为位置、位置估计、位置固定(fix)、固定、定位、定位估计或定位固定,并且可以是地理学上的,由此提供用于UE 105的位置坐标(例如,纬度和经度),其可以包括或不包括高度分量(例如,平均海平面以上的高度,地平面、楼板平面或地下室平面以上的高度或其以下的深度)。替代地,可以将UE 105的位置表示为城市位置(例如,作为邮政地址或建筑物中的某个点或小区域(例如,特定房间或楼层)的名称)。还可以将UE 105的位置表示为预期UE 105以某种概率或置信水平(例如,67%、95%等)位于其内的面积或容积(在地理学上或者以城市形式来定义)。UE 105的位置还可以是相对位置,其包括例如相对于已知位置处的某个原点(其可以在地理学上、以城市术语、或通过参照地图、楼板平面图或建筑物平面图上指示的点、面积或容积来定义)而定义的距离和方向或相对X、Y(以及可选地,Z)坐标。在本文包含的描述中,除非另有指出,否则术语位置的使用可以包括这些变型中的任何变型。
NG-RAN 135中的基站可以包括NR节点B,其更典型地被称为gNB。在图1中,示出了三个gNB:gNB 110-1、110-2和110-3,它们在本文中被统一地并且一般地称为gNB 110。然而,典型的NG RAN 135可以包括数十个、数百个或者甚至数千个gNB 110。NG-RAN 135中的多对的gNB 110可以彼此连接(在图1中未示出)。经由在UE 105与gNB 110中的一者或多者之间的无线通信来向UE 105提供对5G网络的接入,所述gNB 110可以使用5G(也被称为NR)来代表UE 105提供对5GCN 140的无线通信接入。在图1中,假设用于UE 105的服务gNB是gNB110-1,但是如果UE 105移动到另一个位置,则其它gNB(例如,gNB 110-2和/或gNB 110-3)可以充当服务gNB,或者可以充当为辅助gNB来向UE 105提供额外的吞吐量和带宽。
在图1中所示的NG-RAN 135中的基站(BS)还可以或替代地包括下一代演进型节点B,其也被称为ng-eNB 114。Ng-eNB 114可以例如,直接或间接地,经由其它gNB 110和/或经由其它ng-eNB来连接到NG-RAN 135中的一个或多个gNB 110(在图1中未示出)。ng-eNB 114可以向UE 105提供LTE无线接入和/或演进型LTE(eLTE)无线接入。图1中的一些gNB110(例如,gNB 110-2)和/或ng-eNB 114可以被配置为用作仅定位的信标,所述仅定位的信标可以发送信号(例如,如本文描述的定位测量信号)和/或可以广播辅助数据以辅助UE 105的定位,但是可能不从UE 105或从其它UE接收信号。注意的是,尽管在图1中仅示出了一个ng-eNB 114,但是以下描述有时假设存在多个ng-eNB 114。
如所提到的,尽管图1描绘了被配置为根据5G通信协议进行通信的节点,但是可以使用被配置为根据其它通信协议(比如,例如,LPP协议或IEEE 802.11x协议)进行通信的节点。例如,在向UE 105提供LTE无线接入的演进分组系统(EPS)中,RAN可以包括演进型通用移动电信系统(UMTS)地面无线接入网络(E-UTRAN),其可以包括基站,所述基站包括支持LTE无线接入的演进型节点B(eNB)。用于EPS的核心网络可以包括演进分组核心(EPC)。EPS于是可以包括E-UTRAN和EPC,其中,在图1中,E-UTRAN对应于NG-RAN 135,并且EPC对应于5GC 140。本文描述的用于支持UE 105定位的定位测量信号可以适用于这样的其它网络。
gNB 110和ng-eNB 114可以与AMF 115进行通信,对于定位功能而言,所述AMF 115可以与位置管理功能单元(LMF)120进行通信。AMF 115可以支持UE 105的移动性(包括小区改变以及切换),并且可以参与用于支持到UE 105的信令连接以及可能针对UE 105的数据和语音承载。LMF120可以在UE 105接入NG-RAN 135时支持对UE 105的定位,并且可以支持诸如观测到达时间差(OTDOA)(其可以利用本文描述的定位测量信号)之类的定位方法以及其它方法。LMF 120还可以处理(例如,从AMF115或从GMLC 125接收的)针对UE 105的位置服务请求。LMF 120可以连接到AMF 115和/或GMLC 125。注意的是,在一些实施例中,可以在UE105处执行至少部分的定位功能(包括对UE 105位置的推导)(例如,使用由UE 105针对由无线节点(例如,gNB 110和ng-eNB 114)发送的定位测量信号而获得的信号测量、以及例如由LMF 120提供给UE 105的辅助数据)。
网关移动位置中心(GMLC)125可以支持从外部客户端130接收的针对UE 105的位置请求。GMLC 125可以将这样的位置请求转发给AMF 115,以由AMF 115转发给LMF 120。可选地,GMLC 125可以将位置请求直接转发给LMF 120。来自LMF 120的位置响应(例如,包含针对UE 105的位置估计)可以类似地直接或经由AMF 115来返回给GMLC 125,并且GMLC 125然后可以将位置响应(例如,包含位置估计)返回给外部客户端130。在图1中,将GMLC 125示为连接到AMF 115和LMF 120两者,但是在一些实现方式中,5GC 140可能支持这些连接中的仅一个连接。
如所提及的,虽然关于5G技术描述了通信系统100,但是通信系统100可以被实现为支持诸如GSM、WCDMA、LTE等的其它通信技术,这些通信技术用于支持诸如UE 105之类的移动设备以及与其进行交互(例如,以实现语音、数据、定位和其它功能)。在一些这样的实施例中,5GC 140可以被配置为控制不同的空中接口。例如,在一些实施例中,可以使用5GC140中的非3GPP互通功能(N3IWF,在图1中未示出)来将5GC 140连接到WLAN。例如,WLAN可以支持针对UE 105的IEEE 802.11WiFi接入,并且可以包括一个或多个WiFi AP。此处,N3IWF可以连接到WLAN以及5GC140中的其它元件(例如,AMF 115)。在一些其它实施例中,NG-RAN135和5GC 140两者可以被其它RAN和其它核心网络代替。例如,在EPS中,NG-RAN 135可以由包含eNB的E-UTRAN代替,并且5GC 140可以由EPC代替,EPC包含:代替AMF 115的移动性管理实体(MME)、代替LMF 120的演进型服务移动位置中心(E-SMLC)和可能类似于GMLC 125的GMLC。在这样的EPS中,E-SMLC可以向E-UTRAN中的eNB发送和从eNB接收位置信息,并且可以支持对UE 105的定位。在这些其它实施例中,可以以与本文针对5G网络描述的方式类似的方式来支持对UE 105的定位,不同之处在于,在一些情况下,本文针对gNB 110、ng-eNB114、AMF 115和LMF 120描述的功能和过程可以替代地适用于其它网络元素,诸如eNB、WiFiAP、MME和E-SMLC。
通信系统100对UE 105的定位确定通常涉及:确定在UE 105与多个基站110、114中的每个基站之间的距离(例如,分别在UE 105与GNB 110-1、110-2和110-3之间的距离D1、D2和D3),以及使用三边测量法来确定UE的位置。如上所提及的,为了确定这些距离,UE 105可以测量由这些基站110、114发送的定位测量信号(包括下文讨论的参考信号)。例如,基于RSTD测量,使用OTDOA进行的定位确定通常需要基站110、114对这些参考信号的传输的同步、或者在成对的基站110、114之间以RTT的某个其它方面获得的知识。LMF 120通常具有该知识,并且因此,在异步网络中基于UE 105对各个基站110、114进行的测量的定位确定可以例如涉及:LMF 120在从UE 105接收到测量结果之后确定UE 105的定位,或者UE 105在从LMF 120接收到RTT信息之后确定其自身的定位。在LTE网络中,通常使用定位参考信号(PRS)来进行用于OTDOA定位的RSTD测量。
图2示出了OFDM信号的高级信号结构,其示出了用于定义时隙的多个符号、用于定义子帧的一(1)个或多个时隙以及用于定义无线帧的多个子帧。作为示例,下文的描述将使用具有PRS定位时机的LTE子帧序列的示例以供参考。在图2中,水平地(例如,在X轴上)表示时间(其中,时间从左到右增加),而垂直地(例如,在Y轴上)表示频率(其中,频率从下到上增加(或减小))。如图2所示,描绘了下行链路和上行链路无线帧210。作为示例,在LTE网络中,下行链路和上行链路无线帧210分别具有10ms持续时间。以LTE示例继续,对于下行链路频分双工(FDD)模式,无线帧210被组织成分别具有1ms持续时间的十个子帧212。每个子帧212包括分别具有0.5ms持续时间的两个时隙214(即,时隙长度为0.5ms)。在LTE中,这些无线帧210是由类似于图1的基站110、114的基站发送的。PRS可以被该区域中的任何UE检测到,并且因此被视为是由这些基站“广播”的。
在频域中,可用带宽可以被划分为均匀间隔的正交子载波216。例如,对于使用15kHz间隔的普通长度循环前缀,子载波216可以被分组为具有12个子载波或“频率段”的组。尽管未描绘,但是作为另一选项,对于使用15kHz间隔的扩展长度循环前缀,子载波可以被分组为具有14个子载波或频率段的组。包括12个子载波216的每个分组被称为“资源块”(或“物理资源块”(PRB)),并且在该示例中,资源块中的子载波的数量可以被写为对于给定的信道带宽,每个信道222上的可用资源块的数量(也被称为传输带宽配置222)被指示为/>例如,对于上述示例中的3MHz信道带宽,每个信道222上的可用资源块的数量由/>给出。
因此,资源块可以被描述为频率和时间资源的单位。在LTE示例中,资源块包括无线帧210的一个子帧212(两个时隙214)和12个子载波。每个时隙214包括6个(或者在一些情况下,在LTE网络中为7个)周期或“符号”,在此期间,基站(用于下行链路(DL)无线帧)或UE(用于上行链路(UL)无线帧)可以发送RF信号。12x12或14x12网格中的每1个子载波x 1个符号单元表示“资源元素”(RE),所述RE是帧的最小分立部分,并且包含用于表示来自物理信道或信号的数据的单个复数值。
可以在被分组为定位“时机”的特殊定位子帧中发送诸如PRS之类的信号。例如,在LTE中,PRS时机可以包括数量N个连续的定位子帧218,其中数量N可以在1与160之间(例如,可以包括值1、2、4和6以及其它值)。用于由基站支持的小区的PRS时机可以以具有毫秒(或子帧)间隔的间隔220(由数量T表示)周期性地发生,其中,T可以等于5、10、20、40、80、160、320、640或1280。作为示例,图2示出了PRS时机的周期性,其中N等于4并且T大于或等于20。在一些实施例中,可以在连续PRS时机的开始之间的子帧数量方面来测量T。
可以以预定义带宽来部署PRS,该预定义带宽可以是连同其它PRS配置参数(例如,N、T、任何静默和/或跳频序列、PRS ID)和定位确定信息一起,从位置服务器经由服务基站来提供给UE的。一般而言,为PRS分配的带宽越高,定位确定就越准确,因此在性能和开销之间存在权衡。
对于5G标准,预期的是,无线帧将类似于在图2中所示的用于LTE的结构,然而,某些特性(例如,定时、可用带宽等)可以变化。此外,用于代替PRS的新的定位测量信号的特性也可以变化,以使得该新的参考信号能够在PRS的当前特性以上并且超越PRS的当前特性来提供准确的测量,对于多径是稳健的,在小区之间提供高水平的正交性和隔离性,以及消耗相对低的UE功率。
图3A示出了用于表示如UE使用正交频分复用(OFDM)接收的定位测量信号的幅度相对于频率段的图300。图300示出了在X轴上的-4至4的频率段内、在Y轴上的幅度。
如先前所讨论的,定位方法可以是基于来自无线源的定位信号的观测到达时间差(OTDOA)、接收信号功率和往返时间(RTT)的。利用OTDOA,UE测量在由一对或多对无线信号源(例如,基站)发送的参考信号之间的时间差,其被称为参考信号时间差(RSTD)。可以使用正交频分复用(OFDM),使得每个基站可以在特定时间处,在指定子载波频率上进行发送。
图2在描述OFDM时是有用的。在图2中,可用带宽被划分为均匀间隔的正交子载波216。每个均匀间隔的正交子载波216可以被认为是频率段或定义的子载波频率间隔。例如,每个频率段(即,定义的子载波频率间隔)可以是15kHz。在这样的示例中,每个正交子载波216是可用带宽的15kHz频带。每个基站可以具有指定子载波216,使得基站在指定子载波216上发送信号。基站使用快速傅里叶变换算法来对信号进行调制,而接收UE可以使用快速傅里叶变换算法对信号进行解调。
在时域中,基站在指定符号期间发送信号。可以将符号描述为特定时间段,在该特定时间段期间,任何给定的基站可以发送信号,该信号可以例如被UE(例如,UE 105)接收。使用7个符号的示例(例如,在LTE网络中),在每个时隙(例如,时隙214)中存在7个符号。每个时隙具有预定义的符号数量,该符号数量可以由位置服务器或主控制器(例如,5GC140)来确定。因为在LTE示例中,时隙为0.5ms,所以每个符号为0.07ms(71.4μSec)(即0.5除以7)。因此,符号长度为0.07ms(71.4μSec)。对于7个符号的该示例,可以将用于时机中的时隙的符号设想为“符号1”、“符号2”、“符号3”、“符号4”、“符号5”、“符号6”和“符号7”,其中符号1是第一个发送的符号,并且这些符号中的每个符号之后是按照次序的直到符号7的。所使用的特定时间值用于示例解释性目的。时隙可以是任何时间单位,并且时隙可以包含任何数量的符号。
相应地,当基站在指定子载波上在指定符号期间发送信号时,UE可以接收该信号。在一些网络配置中,位置服务器可以向UE提供信息,该信息定义针对每个基站指定的子载波和符号。基于从位置服务器接收的信息,UE可以监听来自给定基站的信号。例如,如果基站被指定为符号2和子载波频带0-15kHz,则UE可以在指定时间处(在指定符号期间)监听该子载波频带上的信号。此外,由于为各个基站分配了不同的子载波和/或符号,所以UE可以识别来自许多基站的信号。
返回图3A,图300描绘了用于表示使用OFDM接收的7个信号的7个sinc形函数305、310、315、320、325、330和335。这些信号是在不同的频率段(例如,子载波216)上接收的。可以在相同的符号(即,相同的时间)期间接收这些信号,但是由于调制和不同的频率段,所以在信号之间的干扰是有限的。然而,如本文中所讨论的,环境因素和UE(例如,移动电话)的移动可能增加一个信号对另一信号的干扰。
在图300中的每个函数的幅度是在Y轴上表示的,并且该函数的频率段是在图300的X轴上表示的。函数305在频率段-3处具有为1的峰值幅度。在理想的OFDM布置中(如图300所描绘的),所有其它的函数310、315、320、325、330和335在频率段-3处具有为0(空值)的幅度。函数310在频率段-2处具有为1的峰值幅度,并且每个其它的函数305、315、320、325、330和335在频率段-2处具有为0(空值)的幅度。该模式在每个频率段处继续。当一个函数达到峰值时每个其它的函数为空值的这种布置允许接收UE接收并且解释由该函数表示的信号。此外,如图300所描绘的,在传统的OFDM中,下一个函数在先前函数的第一空值处达到峰值。例如,函数305在频率段-3处达到峰值,并且在函数305的峰值之后的第一空值在频率段-2处。在频率段-2(函数305的第一空值)处,函数310达到峰值。类似地,在频率段-1(函数310的第一空值)处,函数315达到峰值。此外,函数305表示在频率段-3处发送的信号,并且函数310表示在频率段-2处发送的信号。频率段-3和频率段-2是相邻的子载波(例如,0-15kHz和15-30kHz)。因此,如图300所示,相邻子载波中的信号导致在其它峰值之后(或之前)的第一空值中达到峰值的函数。
函数305、310、315、320、325、330和335是sinc形的。这种sinc形具有峰值(即主瓣),在该示例中具有幅度1,并且此后迅速地消散到为0的幅度,其中具有近似-0.2至0.1的最大值的额外幅度(在该示例中,具有中间空值(0)),直到该函数消散到0(空值)幅度为止。sinc形函数从等式sinc(x)=sin(πx)/(πx)得到。换句话说,sinc形函数是正弦波,其在幅度上衰减为1/x。sinc形函数和矩形脉冲是傅里叶变换对。时域中的矩形脉冲在频域中产生sinc形函数。当x接近零(0)时,sinc的值接近一(1)(即sinc(0)=1)。在完美的sinc函数中(例如,不具有噪声或多普勒效应),特点(trait)是零交叉的位置。零交叉发生在以下频率处:其中整数个正弦曲线循环均匀地适配到矩形脉冲中。在图3A的sinc形函数305、310、315、320、325、330和335中对此进行了描绘。然而,如在实践中所见,多普勒效应和其它噪声可能导致sinc形函数的零交叉相对于由UE接收的其它信号所表示的其它sinc形函数来变化,关于图3B更详细地对此进行了描绘和描述。
如图300所示的每个频率段可以表示一个正交子载波。如关于图2所描述的,可用带宽可以被划分为均匀间隔的正交子载波。例如,每个频率段可以是15kHz。可以使用其它频率段,包括例如30kHz、60kHz 120kHz、240kHz、480kHz等。频率段可以是任何适当的频率,并且在5G网络的情况下,频率段可以比以上示例大得多。
由图300描绘的场景是OFDM的理想示例。实际上,因素可以影响在UE处对来自基站的信号的接收。例如,诸如电磁干扰、距离和阻挡在基站与UE之间的信号的物体之类的环境因素可能影响信号接收。此外,如果UE正在移动,则多普勒效应可能影响信号接收。例如,多普勒效应可以使一个函数移动得远离或更接近另一函数,使得一个函数的峰值没有落在预期频率值上,如图3B所示。
图3B示出了用于表示如UE使用OFDM接收的定位测量信号的幅度相对于频率段的图350。然而,与图3A的图300不同,图350描绘了受多普勒效应影响的信号的示例。图350示出了在X轴上的-4至4的频率段内在Y轴上的幅度。
使用图350作为多普勒效应的影响的示例,函数360可能被偏移,使得函数360在频率段-3处不是空值和/或函数360的峰值没有落到频率段-2处。相反,例如如图所示,函数360可能被向右移动。在那种情况下,由函数360表示的信号可能对由函数365表示的信号引起噪声或干扰,因为在函数365达到峰值的地方,函数360不是空值,因此除了函数365的幅度之外,来自函数360的幅度也可能在UE处显示出来。
在传统的OFDM中,在符号长度与子载波频率间隔之间存在严格的反比关系。另外,存在关于在某个固定时间段(例如,LTE中的固定时段是1个时隙)内针对每个子载波完成整数个循环的要求。这种布置导致由图300和350描绘的信号响应。
图4示出了每个子帧的时隙数量与频率间隔值的选项的示例性表400。如关于图2和图3所讨论的,基于时隙中的符号数量来确定符号长度。在先前讨论的示例中,具有7个符号的具有0.5ms的时隙导致每个符号具有为0.07ms(0.5/7ms)的长度。替代地,可以通过符号长度来确定时隙(其中时隙是定义的时间段)中的符号数量。例如,具有为0.07ms(71.4μSec)的符号长度的0.5ms的时隙具有7个符号(0.5/0.07)。
在用于LTE网络的传统OFDM中,在符号长度与子载波频率间隔之间的反比关系允许在每个时隙内的最大符号数量。例如,当子载波频率间隔为15kHz时,可以使用每个子帧最多14个符号。在1ms时间帧(LTE中的子帧持续时间)中针对15kHz子载波来将符号数量增加到超过14导致太多符号(太短的符号持续时间)。当符号持续时间太短时,在系统内的符号接收是不可行的。当计算出时,在1ms时间帧中针对15kHz子载波的14个符号导致为0.07ms(71.4μSec)的符号长度,这是最小符号长度,因为更短的符号长度是不可行的。
图4描绘了基于LTE网络的示例性表。在表400中,子载波频率间隔选项从左到右增加。每个子帧的时隙数量从上到下量增加。在示例性表400中,时隙包括14个符号。出于该原因,方框402示出了针对15kHz子载波间隔的传统OFDM值。在每个时隙14个符号的场景下,在子帧中仅可以使用1个时隙。对于1ms子帧,符号持续时间为0.07ms(71.4μSec)。针对15kHz子载波间隔,在1ms子帧的情况下,方框404、406、408、410和412不是可用选项,因为如上所述,符号长度将太短以至于不可行。作为示例,每个子帧2个时隙将等于在15kHz子载波中在1ms内发送的28个符号。符号长度将是0.036ms(35.7μSec)。在15kHz子载波上不能支持这种配置。
对于30kHz的子载波频率间隔,每个子帧2个时隙是所支持的最大时隙数量,因为其允许最小符号长度。在30kHz子载波上,支持0.036ms(35.7μSec)的符号长度。因此,如方框416中所示,在每个时隙14个符号和1ms子帧的情况下,每个子帧2个时隙是30kHz子载波所支持的最大值。不支持方框418、420、422和424。在传统的OFDM中,如方框416所示,使用每个子帧2个时隙。可以使用如方框414所示的每个子帧1个时隙的选项。使用这样的配置导致在30kHz子载波上的0.07ms(71.4μSec)的符号长度。
对于60kHz的子载波频率间隔,支持每个子帧最多4个时隙。在60kHz子载波上,支持为0.018ms的符号长度。相应地,如方框430所示,在每个时隙14个符号和1ms子帧的情况下,每个子帧4个时隙是60kHz子载波所支持的最大值。不支持方框432、434和436。在传统的OFDM中,如方框430所示,使用每个子帧4个时隙。可以使用如方框426所示的每个子帧1个时隙的选项、或者如方框428所示的每个子帧2个时隙的选项。使用每个子帧2个时隙导致在60kHz子载波上的0.036ms(35.7μSec)的符号长度,并且使用每个子帧1个时隙导致在60kHz子载波上的0.07ms(71.4μSec)的符号长度。
对于120kHz、240kHz和480kHz的子载波频率间隔,示出了类似的结果。请看480kHz子载波频率间隔,在传统的OFDM中,使用每个子帧32个时隙,如方框472所示。可以使用针对1个时隙(方框462)、2个时隙(方框464)、4个时隙(方框466)、8个时隙(方框468)和16个时隙(方框470)的选项。延长符号长度(减少每个子帧的时隙数量)可以减轻对UE对定位测量信号的测量的多普勒效应,如将关于5A-5F和6A-6F进一步讨论的。
如图3A所示,来自任何信号源的OFDM信号被设计为使得一个子载波的峰值与其它子载波的空值对齐。理想地,这意味着小区内的载波间干扰(ICI)电平为零。然而,如贯穿图3B和5A-5F所讨论的并且参考图3B和5A-5F所解释的,由于例如多普勒效应和/或在小区发射链之间的频率偏移,来自由第一基站支持的一个小区的子载波可能没有与来自由第二基站支持的另一小区的子载波(即小区间)对齐。该小区间的ICI的大小(magnitude)取决于在两个信号之间的频移量、在信号的sinc形子载波之间的标称间隔、以及这些信号的sinc形子载波的标称空值到空值间隔,其中sinc形子载波的空值到空值间隔是由sinc形子载波的持续时间确定的。如关于图3B和5A-5F所示和所讨论的,可以通过用于表示来自一个小区的信号的第一sinc形函数朝向(或远离)用于表示来自另一小区的信号的第二sinc形函数移动,来在图中看出小区内的ICI。随着第一sinc形函数朝向(或远离)第二(相邻)sinc形函数移动,第一sinc形函数在第二sinc形函数的峰值处不是空值。由于多普勒效应导致的频移量ΔF可以从多普勒方程(即,ΔF/Fo=ΔV/c)得到。可选地,小区间的ICI水平可以通过以下方式来确定:随着第一子载波跨越频率范围(所述频率范围基于从-1频率段到1频率段的频率段并且乘以ΔF)来移位,来观察sinc形子载波在相邻子载波位置处的大小。对于具有给定子载波频率间隔的信号,可以使用多普勒效应等式来评估不同的可用符号长度(例如,使用与图4中的表类似的表),并且通过将第一子载波跨越如上所述的频率范围来移位,来识别针对每个可用符号长度的小区间的ICI水平。可选地,可以选择供使用的具有最低小区间的ICI水平的符号长度。
图5A-5F示出了分别表示利用OFDM、使用各种符号长度的定位测量信号的幅度相对于频率的一系列图。从图5A开始,图500描绘了在UE处接收的定位测量信号的幅度相对于频率,其中,子载波频率间隔是15kHz,每个子帧存在1个时隙,每个子帧是1ms,并且每个时隙存在14个符号。该配置被认为是严格的(或传统的)OFDM。如图所示,函数502在-30kHz处达到峰值,并且在-15kHz、0kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数504在-15kHz(函数502的第一空值)处达到峰值,并且在0kHz、15kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数506在0kHz(函数504的第一空值)处达到峰值,并且在15kHz、30kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数508和510表现类似。
用于在图500中表示的信号的符号长度是1ms/14个符号或0.07ms(71.4μSec)。这是可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)。在图4中,这通过方框402来表示。因此,图500描绘了用于15kHz频率间隔和每个时隙14个符号的传统OFDM。
如图500所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数502、504、506、508或510中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起大量噪声。由于峰值是彼此接近的,因此即使相对小的偏移也可能使得信号难以区分。例如,如果存在对于函数504的朝向函数506的峰值的2kHz的小偏移,则图500将在函数506的峰值处显示来自函数504的幅度。相应地,由函数504表示的信号可能干扰由函数506表示的信号。结果可能是UE可能基于对由函数506表示的信号的不准确读数而错误地确定UE的定位。
移至图5B,图512描绘了sinc形函数514、516、518、520和522。每个函数表示在UE处接收的定位测量信号的幅度相对于频率,其中,子载波频率间隔为30kHz,每个子帧存在1个时隙,每个子帧为1ms,并且每个时隙存在14个符号。如图所示,函数514在-60kHz处达到峰值,并且在-45kHz、-30kHz以及之后每15kHz处为空值。函数516在-30kHz(函数514的第二空值)处达到峰值,并且在-15kHz、0kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数518在0kHz(函数516的第二空值)处达到峰值,并且在15kHz、30kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数520和522表现类似。
用于在图512中表示的信号的符号长度为1ms/14符号或0.07ms(71.4μSec)。在图4中,这通过方框414来表示。在每个时隙14个符号以及1ms子帧的情况下,用于30kHz子载波频率间隔的最小符号长度是每个子帧2个时隙(0.036ms(35.7μSec))。这在图4中通过方框416来表示。相应地,该符号长度比可用于该子载波频率间隔的最小符号长度要长。因此,图512描绘了用于30kHz频率间隔和在1ms子帧上的每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图512所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数514、516、518、520或522中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,由于在每个峰值之间存在其中没有函数达到峰值的空值,因此可以极大地减小任何偏移的影响。当峰值在第一空值下降时(如图500(或图3A的图300)所描绘的),由于每个函数的sinc形状,在幅度上快速上升到峰值可能意味着可能发生来自偏移函数的高达1的幅度。虽然这可能不常见,但是导致来自为0.2或0.3的偏移函数的幅度的偏移可能是常见的。然而,如图512所示,当峰值跳过空值时的小偏移将具有小得多的影响。例如,针对函数516的2kHz的小偏移可以显示为来自由函数516表示的信号在函数518的峰值上的幅度。然而,在第二空值处,函数516的峰值幅度可以仅为0.2kHz。因此,小偏移可以导致从函数516到函数518的幅度干扰仅具有幅度0.05。这种较小的干扰不太可能导致UE基于对由函数518表示的信号的不准确读数来错误地确定UE的定位。
移至图5C,图524描绘了sinc形函数526、528、530、532和534。每个函数表示在UE处接收的定位测量信号的幅度相对于频率,其中,子载波频率间隔为60kHz,每个子帧存在1个时隙,每个子帧为1ms,并且每个时隙存在14个符号。如图所示,函数526在-120kHz处达到峰值,并且在-105kHz、-90kHz、-75kHz、-60kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数528在-60kHz(函数526的第四空值)处达到峰值,并且在-45kHz、-30kHz、-15kHz、0kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数530在0kHz(函数528的第四空值)处达到峰值,并且在15kHz、30kHz、45kHz、60kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数520和522表现类似。
用于在图524中表示的信号的符号长度是1ms/14个符号或0.07ms(71.4μSec)。这在图4中通过方框426来表示。在每个时隙14个符号和1ms子帧的情况下,用于60kHz子载波频率间隔的最小符号长度是每个子帧4个时隙(0.018ms)。这在图4中通过方框430来表示。相应地,该符号长度比可用于该子载波频率间隔的最小符号长度要长。因此,图524描绘了用于60kHz频率间隔和在1ms子帧上的每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如在图524中所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数526、528、530、532或534中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,由于在每个峰值之间存在其中没有函数达到峰值的3空值,因此(即使是距离图512的偏移的影响)极大地减小任何偏移的影响。在第四空值处,函数526的峰值幅度可以仅为0.1kHz。因此,小偏移可以导致从函数526到函数528的幅度干扰仅为幅度0.02。这种较小的干扰甚至不太可能导致UE基于对由函数528表示的信号的不准确读数来错误地确定UE的位置。相反,UE很可能基于由函数526、528、530、532和534表示的来自基站的信号来正确地确定UE的位置。
移至图5D,图536描绘了sinc形函数538、540、542、544和546。每个函数表示在UE处接收的定位测量信号的幅度相对于频率,其中,子载波频率间隔为120kHz,每个子帧存在1个时隙,每个子帧为1ms,并且每个时隙存在14个符号。如图所示,函数538在-240kHz处达到峰值,并且在-225kHz、-210kHz、-195kHz、-180kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数540在-120kHz(函数538的第八空值)处达到峰值,并且在-105kHz、-90kHz、-75kHz、60kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数542在0kHz(函数540的第八空值)处达到峰值,并且在15kHz、30kHz、45kHz、60kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数544和546表现类似。
用于在图536中表示的信号的符号长度是1ms/14个符号或0.07ms(71.4μSec)。这在图4中通过方框438来表示。在每个时隙14个符号和1ms子帧的情况下,用于120kHz子载波频率间隔的最小符号长度为每个子帧8个时隙(0.009ms)。这在图4中通过方框444来表示。相应地,该符号长度比可用于该子载波频率间隔的最小符号长度要长。因此,图536描绘了用于120kHz频率间隔和在1ms子帧上的每个时隙14个符号的分离OFDM。
如图536所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数538、540、542、544或546中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,由于在每个峰值之间存在其中没有函数达到峰值的7个空值,因此(即使是距离图524的偏移的影响)极大地减小任何偏移的影响。在第八空值处,函数538的峰值幅度可以仅为0.05kHz。因此,小偏移可以导致从函数538到函数540的幅度干扰仅为幅度0.005。这种较小的干扰甚至不太可能导致UE基于对由函数538表示的信号的不准确读数来错误地确定UE的定位。相反,UE很可能基于由函数538、540、542、544和546表示的来自基站的信号来正确地确定UE的定位。
移至图5E,图548描绘了sinc形函数550、552、554、556和558。每个函数表示在UE处接收的定位测量信号的幅度相对于频率,其中,子载波频率间隔为240kHz,每个子帧存在1个时隙,每个子帧为1ms,并且每个时隙存在14个符号。如图所示,函数550在-480kHz处达到峰值,并且在-465kHz、-450kHz、-435kHz、-420kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数552在-240kHz(函数550的第十六空值)处达到峰值,并且在-225kHz、-210kHz、-95kHz、80kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数554在0kHz(函数552的第十六空值)处达到峰值,并且在15kHz、30kHz、45kHz、60kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数556和558表现类似。
用于在图548中表示的信号的符号长度是1ms/14个符号或0.07ms(71.4μSec)。这在图4中通过方框450来表示。在每个时隙14个符号和1ms子帧的情况下,用于240kHz子载波频率间隔的最小符号长度为每个子帧16个时隙(0.0045ms)。这在图4中通过方框458来表示。相应地,该符号长度比可用于该子载波频率间隔的最小符号长度要长。因此,图548描绘了用于240kHz频率间隔和在1ms子帧上的每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图548所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数550、552、554、556或558中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,由于在每个峰值之间存在其中没有函数达到峰值的15个空值,因此(甚至是距离图536的偏移的影响)极大地减小任何偏移的影响。在第十六空值处,函数550的峰值幅度可以仅为0.005kHz。因此,小偏移可以导致从函数550到函数552的幅度干扰仅为幅度0.0005。这种较小的干扰不太可能导致UE基于对由函数550表示的信号的不准确读数来错误地确定UE的位置。相反,UE很可能基于由函数550、552、554、556和558表示的来自基站的信号来正确地确定UE的位置。
移至图5F,图560描绘了sinc形函数562、564、566、568和570。每个函数表示在UE处接收的定位测量信号的幅度相对于频率,其中,子载波频率间隔为480kHz,每个子帧存在1个时隙,每个子帧为1ms,并且每个时隙存在14个符号。如图所示,函数562在-960kHz处达到峰值,并且在-945kHz、-930kHz、-915kHz、-900kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数564在-480kHz(函数562的第三十二空值)处达到峰值,并且在-465kHz、-450kHz、-435kHz、-420kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数566在0kHz(函数564的第三十二空值)处达到峰值,并且在15kHz、30kHz、45kHz、60kHz以及之后的每15kHz处为空值。函数568和570表现类似。
用于在图548中表示的信号的符号长度为1ms/14个符号或0.07ms(71.4μSec)。这在图4中通过方框462来表示。在每个时隙14个符号和1ms子帧的情况下,用于480kHz子载波频率间隔的最小符号长度是每个子帧32个时隙(0.0022ms)。这在图4中通过方框472来表示。相应地,该符号长度比可用于该子载波频率间隔的最小符号长度要长。因此,图560描绘了用于480kHz频率间隔和在1ms子帧上的每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图560所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数562、564、566、568或570中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)不太可能引起足以影响对信号的读数的噪声。在每个峰值之间的31个空值(其中没有函数达到峰值)将任何偏移的影响减小到几乎为零。UE很可能基于由函数562、564、566、568和570表示的来自基站的信号,来正确地确定UE的定位,而不管某些偏移如何。
注意在图500和图560之间的巨大差异。其中,在图500内,函数514、516、518、520和522有点难以区分(即,纠缠(entangled)),图560的函数562、564、566、568和570被容易区分开(即,分离)。这样,选择比针对指定子载波频率间隔可允许的最小符号长度要长的符号长度导致分离的OFDM信号。换句话说,选择比用于子载波频率间隔的最大可允许时隙更少的每个子帧的时隙,导致更长的符号长度,其导致分离的OFDM信号。纠缠的信号可以被描述为难以区分或以其它方式彼此影响的信号。例如,当UE获得图5A的信号502和信号504时,信号502可能在信号504被接收时具有足以影响信号504的测量值的幅度。尽管信号502在信号504具有峰值时应当为空值(即,零),但是由例如UE移动导致的多普勒效应或者其它信号噪声可能导致信号502在信号504具有峰值时具有不同于零的幅度。分离的信号可以被描述为可区分的信号或对彼此具有很小影响或没有影响的信号。例如,当UE获得图5E的信号550和信号552时,在信号552被接收时,信号550具有为零或非常接近零的幅度,并且因此对信号552的测量值具有很小影响或没有影响。
图6A-6F示出了分别表示在OFDM的情况下使用各种符号长度的定位信号的功率相对于频率的一系列图。从图6A开始,图600描绘了在UE处接收的定位测量信号的功率相对于频率,其中,子载波频率间隔是480kHz,并且符号持续时间是2.2μSec。这在图4中在方框472处表示。如图所示,函数602在-480kHz处达到峰值,并且在每480kHz增量(例如,0kHz和480kHz)处为空值。随着频率增加(或远离-480kHz的峰值而减小),函数602在功率方面逐渐地减小。函数604在0kHz处达到峰值(函数602的第一空值),并且在每480kHz增量处(例如,-480kHz和480kHz)为空值。同样,函数604距0kHz的峰值频率越远,其在功率方面逐渐地降低。函数606在480kHz(函数604的第一空值)处达到峰值,并且在每480kHz间隔处为空值。
用于在图600中表示的信号的符号长度是1ms/具有14个符号的32个时隙或0.0022ms(2.2μSec)。这是可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)。在图4中,这通过方框472来表示。因此,图600描绘了用于480kHz频率间隔和每个时隙14个符号的传统OFDM。
如图600所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数602、604或606中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个480kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起大量噪声。例如,函数602的20kHz的小偏移可能在由函数604表示的信号中引起噪声。结果可能是UE可能基于对由函数604表示的信号的不准确读数来错误地确定UE的定位。
移至图6B,图608描绘了在UE处接收的定位测量信号的功率相对于频率,其中,子载波频率间隔是480kHz,并且符号持续时间是4.5μSec。这在图4中在方框470处表示。如图所示,函数610在-480kHz处达到峰值,并且在每240kHz增量(例如,-240kHz和0kHz)处为空值。随着频率增加(或远离-480kHz的峰值减小),函数610在功率方面逐渐地减小。函数612在0kHz处(函数610的第二空值)达到峰值,并且在每240kHz增量(例如,-240kHz和240kHz)处为空值。同样,函数612距0kHz的峰值频率越远,其在功率方面逐渐地减小。函数614在480kHz(函数612的第二空值和函数610的第四空值)处达到峰值,并且在每240kHz间隔处为空值。
用于在图608中表示的信号的符号长度是1ms/具有14个符号的16个时隙或0.0045ms(4.5μSec)。可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)为2.2μSec,如关于图6A所讨论的。在图4中,这通过方框472来表示。因此,图608描绘了用于480kHz频率间隔和每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图608所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数610、612或614中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个240kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。例如,针对函数610的20kHz的小偏移可能在由函数612表示的信号中产生噪声,但是相比于当使用在图6A中描绘的符号长度时的相同偏移,可以显著地减小该影响。如图6B所示,函数610和614在0kHz附近的峰值超过-20dB。相应地,小偏移可能导致-30dB或更大的噪声。
移至图6C,图616描绘了在UE处接收的定位测量信号的功率相对于频率,其中,子载波频率间隔是480kHz,并且符号持续时间是8.9μSec。这在图4在方框468处表示。如图所示,函数618在-480kHz处达到峰值,并且在每120kHz增量(例如,-360kHz和-240kHz)处为空值。随着频率增加(或远离-480kHz的峰值而减小),函数618在功率方面逐渐地减小。函数620在0kHz(函数618的第四空值)处达到峰值,并且在每120kHz增量(例如,120kHz和240kHz)处为空值。同样,函数620距0kHz的峰值频率越远,其在功率方面逐渐地减小。函数622在480kHz(函数620的第四空值以及函数618的第8空值)处达到峰值,并且在每120kHz间隔处为空值。
用于在图616中表示的信号的符号长度是1ms/具有14个符号的8个时隙或0.009ms(8.9μSec)。可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)为2.2μSec,如关于图6A所讨论的。在图4中,这通过方框472来表示。因此,图616描绘了用于480kHz频率间隔和每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图616所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数618、620或622中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个120kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,函数618和622在0kHz附近的峰值功率大约为-20dB,因此由函数618或622表示的信号偏移的影响可以为-40dB或更小。相比于当使用如图6A中描绘的2.2μSec的符号长度时的相同偏移,可以显著地减小在为8.9μSec的符号长度的情况下偏移的影响。
移至图6D,图624描绘了在UE处接收的定位测量信号的功率相对于频率,其中,子载波频率间隔为480kHz,并且符号持续时间为0.018ms。这在图4中在方框466处表示。如图所示,函数626在-480kHz处达到峰值,并且在每60kHz增量(例如,-420kHz和-360kHz)处为空值。随着频率增加(或远离-480kHz的峰值而减小),函数626在功率方面逐渐地减小。函数628在0kHz(函数626的第八空值)处达到峰值,并且以每60kHz增量(例如,60kHz和120kHz)处为空值。同样,函数628距0kHz的峰值频率越远,其在功率方面逐渐地减小。函数630在480kHz(函数628的第八空值以及函数626的第十六空值)处达到峰值,并且在每60kHz间隔处为空值。
用于在图624中表示的信号的符号长度是1ms/具有14个符号的4个时隙或0.018ms(17.9μSec)。可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)为2.2μSec,如关于图6A所讨论的。在图4中,这通过方框472来表示。因此,图624描绘了用于480kHz频率间隔和每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图624所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数626、628或630中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个60kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,函数626和630在0kHz附近的峰值功率小于-20dB,因此与在图6A、6B和6C中描绘的针对较短符号长度的类似偏移的影响相比,由函数626或630表示的信号的偏移的影响将很可能是较小的。相比于当使用如图6A中描绘的2.2μSec的符号长度时的相同偏移,可以显著地减小在17.9μSec的符号长度的情况下偏移的影响。
移至图6E,图632描绘了在UE处接收的定位测量信号的功率相对于频率,其中,子载波频率间隔为480kHz,并且符号持续时间为0.036ms(35.7μSec)。这在图4中在方框464处表示。如图所示,函数634在-480kHz处达到峰值,并且在每30kHz增量(例如,-450kHz和-420kHz)处为空值。随着频率增加(或远离-480kHz的峰值而减小),函数634在功率方面逐渐地减小。函数636在0kHz(函数634的第十六空值)处达到峰值,并且在每30kHz增量(例如,30kHz和60kHz)处为空值。同样,函数636距0kHz的峰值频率越远,其在功率方面逐渐地减小。函数638在480kHz(函数636的第十六空值和函数638的第三十二空值)处达到峰值,并且在每30kHz间隔处为空值。
用于在图632中表示的信号的符号长度是1ms/具有14个符号的2个时隙或0.036ms(35.7μSec)。可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)为2.2μSec,如关于图6A所讨论的。在图4中,这通过方框472来表示。因此,图632描绘了用于480kHz频率间隔和每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如图632所示,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数634、636或638中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个30kHz增量上)可能对以该增量达到峰值的信号引起噪声。然而,函数634和638在0kHz附近的峰值功率大约为-40dB,因此与在图6A、6B、6C和6D中描绘的针对较短符号长度的类似偏移的影响相比,由函数634或638表示的信号的偏移的影响将很可能是较小的。相比于当使用如图6A中描绘的2.2μSec的符号长度时的相同偏移,可以显著地减小在35.7μSec的符号长度的情况下偏移的影响。
移至图6F,图640描绘了在UE处接收的定位测量信号的功率相比于频率,其中,子载波频率间隔是480kHz,并且符号持续时间是0.07ms(71.4μSec)。这在图4中在方框462处表示。如图所示,函数642在-480kHz处达到峰值,并且在每15kHz增量(例如,-465kHz和-450kHz)处为空值。随着频率增加(或远离-480kHz的峰值而减小),函数642在功率方面逐渐地减小。函数644在0kHz(函数642的第三十二空值)处达到峰值,并且在每15kHz增量(例如,15kHz和30kHz)处为空值。同样,函数644距0kHz的峰值频率越远,其在功率方面逐渐地减小。函数646在480kHz(函数644的第三十二空值和函数642的第三十四空值)处达到峰值,并且在每15kHz间隔处为空值。
用于在图640中表示的信号的符号长度是1ms/具有14个符号的1个时隙或0.07ms(71.4μSec)。可用于该子载波频率间隔的最小符号长度(最大符号数量)为2.2μSec,如关于图6A所讨论的。在图4中,这通过方框472来表示。因此,图640描绘了用于480kHz频率间隔和每个时隙14个符号的分离的OFDM。
如在图640中所见,任何多普勒效应或其它因素(其可能导致函数642、644或644中的任何一者具有偏移,使得空值没有精确地落在每个15kHz增量上)不太可能影响UE对正在经历来自另一信号的噪声的信号的测量。函数642和646在0kHz附近的峰值功率小于-40dB,因此与针对在图6A、6B、6C、6D和6E中描绘的较短符号长度的类似偏移的影响相比,由函数642或646表示的信号的偏移的影响将很可能是较小的。相比于当使用如图6A中描绘的2.2μSec的符号长度时的相同偏移,可以显著地减小在71.4μSec的符号长度的情况下偏移的影响。
注意在图600和图640之间的巨大差异。例如,与图6A相比,如图6F所示,当符号长度增加时,小kHz值的偏移仍然落在相邻信号或任何其它信号的空值上或附近的机会大幅增加。此外,与在符号长度较短时相比,当符号长度增加时,相邻信号的功率在针对每个信号的峰值处是较小的。这样,选择比针对指定子载波频率间隔可允许的最小符号长度更长的符号长度导致分离的OFDM信号。换句话说,选择比针对子载波频率间隔的最大可允许时隙更少的每个子帧的时隙,导致更长的符号长度,其导致分离的OFDM信号。
图7示出了用于选择用于OFDM信号的符号长度的方法700的流程图。方法700可以由能够向无线网络上的组件提供配置信息的位置服务器或其它主控制器来执行。例如,图1的LMF 120可以是位置服务器(或主控制器)。这样的位置服务器可以向网络上的所有组件提供例如要用于使用OFDM的定位测量信号的符号长度。例如,诸如UE(例如,图1的UE 105)或基站(例如,图1的gNB 110)之类的组件可以从位置服务器接收符号长度信息,以供在要发送定位测量信号的定位确定通信中使用。
在框705中,位置服务器可以定义用于将预先确定的频带划分为多个子载波频带的子载波频率间隔。如关于图2所讨论的,可用带宽(预先确定的频带)可以被划分成均匀间隔的正交子载波。均匀间隔可以是定义的子载波频率间隔。对于LTE,如在图2中描述的,子载波可以为15kHz,因此均匀间隔为15kHz,并且每个子载波频带为15kHz宽(例如,0kHz-15kHz)。在图5A-5F和6A-6F中使用的其它示例定义的子载波频率间隔包括30kHz、60kHz、120kHz、240kHz和480kHz。对于5G网络,预期子载波频带大得多,比如,例如60GHz。
用于执行框705处的功能的单元可以包括计算机系统的一个或多个组件,例如,在图9中所示的并且下文更加详细地描述的计算机系统900的总线905、处理单元910、工作存储器935、操作系统940、应用945和/或其它组件。
在框710处,位置服务器可以确定时域中的符号长度,其中,该符号长度大于基于定义的子载波频率间隔而被确定的最小符号长度。例如,如关于图4所描述的,用于15kHz子载波频率间隔的最小符号长度是0.07ms(71.4μSec),其在方框402中示出。随着子载波频率间隔增加,最小符号长度减小。作为示例,如图4的方框472中描绘的,用于480kHz频率间隔的最小符号长度是2.2μSec。作为示例,当子载波频率间隔为480kHz时,最小符号长度为2.2μSec,并且所选择的符号长度可以大于最小符号长度。此外,所选择的符号长度可以是最小符号长度的整数倍。所选择的符号长度可以进一步是最小符号长度的偶数倍。例如,如图4所示,用于480kHz子载波的符号长度选项是最小符号长度的2倍、4倍、8倍、16倍和32倍。因此,所选择的符号长度可以例如是35.6μSec或71.4μSec,如图4的方框464和462分别示出的。对符号长度的选择可以不修改或改变子载波频率间隔。在传统OFDM中,增加符号长度将缩小子载波频率间隔。所描述的解决方案使得符号长度改变,而不改变用于与传统OFDM相关的子载波频率间隔。
用于执行框710处的功能的单元可以包括计算机系统的一个或多个组件,例如,在图9中所示的并且下文更加详细地描述的计算机系统900的总线905、处理单元910、工作存储器935、操作系统940、应用945和/或其它组件。
在框715处,位置服务器可以向第一基站提供用于在多个子载波频带中的第一子载波频带上在具有该符号长度的符号期间发送第一无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,第一无线定位测量信号的至少一部分在频域中具有第一sinc形函数,并且其中,随着频率增加超过主瓣,第一sinc形函数具有多个有序空值点。例如,如图5F所示,函数566可以表示由基站在具有长度71.4μSec的指定符号期间,在具有间隔480kHz的子载波频带上发送的无线定位测量信号(或无线定位测量信号的一部分)。如图560所示,函数566在频域中具有sinc形。函数566在0kHz处具有主瓣,并且在15kHz、30kHz、45kHz、以及以此类推每15kHz处具有空值点。空值点是有序的,其中,第一空值点在15kHz处,第二空值点在30kHz处,第三空值点在45kHz处,以此类推。因为定位测量信号可以是在由资源块定义的多于一个的符号上发送的,所以基站在该符号期间可以仅发送无线定位测量信号的一部分。
用于执行框715处的功能的单元可以包括计算机系统的一个或多个组件,例如,在图9中所示的并且下文更加详细地描述的计算机系统900的总线905、处理单元910、工作存储器935、操作系统940、应用945和/或其它组件。
在框720处,位置服务器可以向第二基站提供用于在多个子载波频带中的第二子载波频带上在该符号期间发送第二无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,第二子载波频带是与第一子载波频带相邻的,并且其中,第二无线定位测量信号的至少一部分在频域中具有第二sinc形函数,并且其中,第二sinc形函数的主瓣位于第一sinc形函数的第一有序空值点之后的、第一sinc形函数的空值点处。再次看图5F,函数568表示由基站(其可以是第二基站)在与函数566的子载波频带相邻的子载波频带上发送的信号。函数568也具有sinc形状,并且函数568的主瓣在480kHz处。由于函数566的第一空值在15kHz处,因此函数568的在480kHz处的主瓣没有在函数566的第一空值处。
用于执行框720处的功能的单元可以包括计算机系统的一个或多个组件,例如,在图9中所示的并且下文更加详细地描述的计算机系统900的总线905、处理单元910、工作存储器935、操作系统940、应用945和/或其它组件。
如关于图7所描述的,位置服务器可以向基站提供用于以指定符号持续时间在指定子载波频率间隔处发送无线定位测量信号的指令。然后,基站负责按照指示在无线网络上发送信号。UE可以从基站接收信号,并且还可以从位置服务器接收指令,使得UE知道要监听哪些符号长度以及要利用哪些子载波频率间隔。在UE接收到信号时,UE可以对由基站发送的经调制的无线定位信号进行解调并且解释有效载荷。图11提供了关于该过程的更多细节。如上所讨论的,有效载荷可以提供时间值和其它信息,UE可以使用所述时间值和其它信息来计算针对基站的RTT,以识别在UE和基站之间的距离。在UE确定了在UE和基站之间的距离时,在知道基站的位置的情况下,UE可以计算UE的定位。UE可以将定位信息提供给网络的其它组件,包括位置服务器、基站、其它UE等。此外,在UE上执行的各种软件应用(例如,地图应用、约会应用、导航应用、社交媒体应用等)可以接收用于在该应用内使用的定位信息。
图8示出UE 105的实施例,其可以如本文以上描述地(例如,与图1-7相关联地)来利用。例如,UE 105可以执行图7的方法700的功能中的一项或多项功能。应当注意的是,图8仅意在提供各个组件的概括说明,其中任何或者全部组件可以酌情来利用。可以注意的是,在一些情况下,由图8示出的组件可以被本地化为单个物理设备,和/或分布在可以设置在不同的物理位置处(例如,位于用户的身体的不同部分处,在这种情况下,组件可以经由个域网(PAN)和/或其它单元来通信地连接)的各个联网设备之中。
UE 105被示为包括硬件元件,其可以经由总线805来电耦合(或者可以酌情以其它方式相通信)。硬件元件可以包括处理单元810,其可以包括而不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(例如,数字信号处理(DSP)芯片、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等等)和/或其它处理结构或者单元。如图8所示,一些实施例可以具有分别的数字信号处理器(DSP)820,这取决于期望的功能。可以在处理单元810和/或(下文讨论的)无线通信接口830中提供基于无线通信的位置确定和/或其它确定。UE 105还可以包括:一个或多个输入设备870,其可以包括而不限于一个或多个键盘、触摸屏幕、触摸板、麦克风、按钮、拨盘、开关等等;以及一个或多个输出设备815,其可以包括而不限于显示器、发光二极管(LED)、扬声器等等。
UE 105还可以包括无线通信接口830,其可以包括而不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片集(例如,蓝牙设备、IEEE 802.11设备、IEEE802.15.4设备、Wi-Fi设备、WiMax设备、蜂窝通信基础设施等)等等。无线通信接口830可以使得UE 105能够经由以上关于图1描述的网络进行通信。无线通信接口830可以允许与网络、eNB、gNB、ng-eNB、其它网络组件、计算机系统和/或本文描述的任何其它电子设备传送数据和信令。可以经由发送和/或接收无线信号834的一个或多个无线通信天线832来实施通信。
取决于期望的功能,无线通信接口830可以包括用于与基站(例如,ng-eNB和gNB)进行通信的单独的收发机、以及其它地面收发机(例如,无线设备和接入点)。UE 105可以与可以包括各种网络类型的不同的数据网络进行通信。例如,无线广域网(WWAN)可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、WiMax(IEEE 802.16)网络等。CDMA网络可以实现一种或多种无线接入技术(RAT),例如,CDMA2000、宽带CDMA(WCDMA)等。CDMA2000包括IS-98、IS-2000和/或IS-856标准。TDMA网络可以实现GSM、数字高级移动电话系统(D-AMPS)或者某种其它RAT。OFDMA网络可以采用LTE、改进的LTE、5G NR等。在来自第三代合作伙伴计划(3GPP)的文档中描述了5G NR、LTE、改进的5G NR、GSM和WCDMA。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的联盟的文档中描述了CDMA2000。3GPP和3GPP2文档是公众可获得的。无线局域网(WLAN)还可以是IEEE 802.11x网络,而无线个域网(WPAN)可以是蓝牙网络、IEEE 802.18x或者某种其它类型的网络。本文描述的技术还可以用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。
UE 105还可以包括传感器840。传感器840可以包括而不限于一个或多个惯性传感器和/或其它传感器(例如,加速计、陀螺仪、相机、磁力计、高度计、麦克风、接近度传感器、光传感器、气压计等),其中一些或者全部可以用于补充和/或促进本文描述的定位确定。
UE 105的实施例还可以包括能够使用天线882(其可以与天线832相同)从一个或多个GNSS卫星(例如,SV 190)接收信号884的GNSS接收机880。基于GNSS信号测量的定位可以用于补充和/或合并有本文描述的技术。GNSS接收机880可以使用传统技术来从诸如以下各项的GNSS系统的GNSS SV中提取UE 105的定位:全球定位系统(GPS)、Galileo、Glonass、在日本之上的准天顶卫星系统(QZSS)、在印度之上的印度区域导航卫星系统(IRNSS)、在中国之上的北斗等等。此外,GNSS接收机880可以与各种增强系统(例如,基于卫星的增强系统(SBAS)一起使用,所述增强系统可以与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统(比如,例如,广域增强系统(WAAS)、欧洲对地静止导航覆盖服务(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)、Geo增强导航系统(GAGAN)等)相关联或者以其它方式被实现用于与其一起使用。
UE 105还可以包括存储器860和/或与存储器860相通信。存储器860可以包括而不限于本地和/或网络可访问存储装置、磁盘驱动、驱动阵列、光学存储设备、固态存储设备(例如,随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)),其任何一者可以是可编程的、可闪速更新的等等。这样的存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,其包括而不限于各种文件系统、数据库结构等等。
UE 105的存储器860还可以包括软件单元(在图8中未示出),其包括操作系统、设备驱动器、可执行库和/或其它代码(例如,一个或多个应用程序,其可以包括由各个实施例提供的计算机程序,和/或可以被设计为实现由如本文描述的其它实施例提供的方法和/或配置由如本文描述的其它实施例提供的系统)。仅通过举例的方式,关于以上讨论的方法所描述的一个或多个过程可以被实现为存储器860中的由UE 105可执行的代码和/或指令(和/或UE 105内的处理单元810或DSP 820)。那么,在一个方面中,这样的代码和/或指令可以用于将通用计算机(或者其它设备)配置和/或适配为执行根据所描述的方法的一个或多个操作。
图9示出计算机系统900的实施例,其可以在通信系统(例如,图1的通信系统100)的一个或多个组件中被利用和/或被并入其中,该通信系统包括5G网络(例如,NG-RAN 135和5GC 140)的各种组件和/或其它网络类型的类似组件。图9提供了计算机系统900的一个实施例的示意性说明,计算机系统900可以执行由各种其它组件提供的方法(例如,关于图5和6描述的方法)。应当注意的是,图9仅意在提供各个组件的概括说明,其中任何或者全部组件可以酌情来利用。因此,图9广义地示出了各个系统元件可以如何以相对分离或者相对更为集成的方式来实现。另外,可以注意的是,由图9中示出的组件可以被本地化为单个设备,和/或分布在可以设置在不同的地理位置处的各个联网设备中。在一些实施例中,计算机系统900可以对应于LMF(例如,图1的LMF 120)、gNB(例如,图1的gNB 110)、ng-eNB(例如,图1的ng-eNB 114)、eNB、位置服务器(例如,E-SMLC、SUPL SLP等)、和/或某种其它类型的具有定位能力的设备。
计算机系统900被示为包括硬件元件,其可以经由总线905电子地耦合(或者可以酌情以其它方式相通信)。硬件元件可以包括处理单元910,其可以包括而不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(例如,数字信号处理芯片、图形加速处理器等等)和/或其它处理结构,其可以被配置为执行本文描述的方法中的一种或多种方法(包括关于图5或6描述的方法)。计算机系统900还可以包括:一个或多个输入设备915,其可以包括而不限于鼠标、键盘、相机、麦克风等等;以及一个或多个输出设备920,其可以包括而不限于显示设备、打印机等等。
计算机系统900还可以包括一个或多个非暂时性存储设备925(和/或与其相通信),非暂时性存储设备925可以包括而不限于本地和/或网络可访问存储装置,和/或可以包括而不限于磁盘驱动、驱动阵列、光学存储设备、固态存储设备(例如,随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)),其任何一者可以是可编程的、可闪速更新的等等。这样的存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,其包括而不限于各种文件系统、数据库结构等等。
计算机系统900还可以包括通信子系统930,其可以包括对由无线通信接口933管理和控制的无线通信技术和/或有线通信技术(在一些实施例中)的支持。通信子系统930可以包括调制解调器、网卡(无线或者有线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片集等等。通信子系统930可以包括一个或多个输入和/或输出通信接口(例如,无线通信接口933),其用于允许与网络、移动设备、其它计算机系统和/或本文描述的任何其它电子设备交换数据和信令。注意的是,术语“移动设备”和“UE”在本文中可互换使用,以指代任何移动通信设备,例如但不限于移动电话、智能电话、可穿戴设备、移动计算设备(例如,膝上型计算机、PDA、平板设备)、嵌入式调制解调器以及汽车和其它车辆计算设备。
在许多实施例中,计算机系统900还将包括工作存储器935,其可以包括RAM和/或ROM设备。被示为位于工作存储器935内的软件元件可以包括操作系统940、设备驱动器、可执行库和/或其它代码(例如,应用945,其可以包括由各个实施例提供的计算机程序,和/或可以被设计为实现由如本文描述的其它实施例提供的方法和/或配置由如本文描述的其它实施例提供的系统)。仅通过举例的方式,关于以上讨论的方法(例如,关于图5和6描述的方法)所描述的一个或多个过程可以被实现为被(例如,暂时地)存储在工作存储器935中并且由计算机可执行的代码和/或指令(和/或计算机内的处理单元,诸如处理单元910);那么,在一个方面中,这样的代码和/或指令可以用于将通用计算机(或者其它设备)配置和/或适配为执行根据所描述的技术的一个或多个操作。
可以将这些指令和/或代码的集合存储在非暂时性计算机可读存储介质(例如,本文描述的存储设备925)上。在一些情况中,存储介质可以被并入计算机系统(例如,计算机系统900)内。在其它实施例中,存储介质可以与计算机系统(例如,可移动介质(例如,光盘))分开,和/或以安装包来提供,以使得存储介质可以用于利用存储在其上的指令/代码来对通用计算机编程、配置和/或适配。这些指令可以采用可以由计算机系统900(例如,由处理单元910)可执行的可执行代码的形式,和/或可以采用源代码和/或可安装代码的形式,源代码和/或可安装代码随后在编译和/或安装到计算机系统900上时(例如,使用各种通常可得到的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中的任何一种)采用可执行代码的形式。
图10示出了基站1000的实施例,其可以如本文以上描述地(例如,与图1-7相关联地)来利用。例如,基站1000可以执行图7的方法700的功能中的一个或多个功能。应当注意的是,图10仅意在提供各个组件的概括说明,其中任何或者全部组件可以酌情来利用。在一些实施例中,基站1000可以对应于如本文以上描述的LMF 120、gNB 110和/或ng-eNB 114。
基站1000被示为包括硬件元件,其可以经由总线1005电耦合(或者可以酌情以其它方式相通信)。硬件元件可以包括处理单元1010,其可以包括而不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(例如,数字信号处理(DSP)芯片、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等等)和/或其它处理结构或者单元。如图10所示,一些实施例可以具有单独的数字信号处理器(DSP)820,这取决于期望的功能。可以在处理单元1010和/或(下文讨论的)无线通信接口1030中提供基于无线通信的位置确定和/或其它确定。基站1000还可以包括:一个或多个输入设备1070,其可以包括而不限于键盘、显示器、鼠标、麦克风、按钮、拨盘、开关等等;以及一个或多个输出设备1015,其可以包括而不限于显示器、发光二极管(LED)、扬声器等等。
基站1000还可以包括无线通信接口1030,其可以包括而不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片集(例如,蓝牙设备、IEEE 802.11设备、IEEE802.15.4设备、Wi-Fi设备、WiMax设备、蜂窝通信基础设施等)等等,其可以使得基站1000能够如本文描述地进行通信。无线通信接口1030可以允许与(例如,发送和接收)UE、其它基站(eNB、gNB和ng-eNB)、和/或其它网络组件、计算机系统和/或本文描述的任何其它电子设备传送数据和信令。可以经由用于发送和/或接收无线信号1034的一个或多个无线通信天线1032来实施通信。
基站1000还可以包括网络接口1080,其可以包括对有线通信技术的支持。网络接口1080可以包括调制解调器、网卡、芯片组等等。网络接口1080可以包括一个或多个输入和/或输出通信接口,以允许与网络、通信网络服务器、计算机系统和/或本文描述的任何其它电子设备交换数据。
在许多实施例中,基站1000还将包括存储器1060。存储器1060可以包括而不限于本地和/或网络可访问存储装置、磁盘驱动、驱动阵列、光学存储设备、固态存储设备(例如,RAM和/或ROM),其可以是可编程的、可闪速更新的等等。这样的存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,其包括而不限于各种文件系统、数据库结构等等。
基站1000的存储器1060还可以包括软件单元(在图10中未示出),其包括操作系统、设备驱动器、可执行库和/或其它代码(例如,一个或多个应用程序,其可以包括由各个实施例提供的计算机程序,和/或可以被设计为实现由如本文描述的其它实施例提供的方法和/或配置由如本文描述的其它实施例提供的系统)。仅通过举例的方式,关于以上讨论的方法所描述的一个或多个过程可以被实现为存储器1060中的由基站1000(和/或基站1000内的处理单元1010或DSP 1020)可执行的代码和/或指令。那么,在一个方面中,这样的代码和/或指令可以用于将通用计算机(或者其它设备)配置和/或适配为执行根据所描述的方法的一个或多个操作。
图11示出了接收机1100的功能框图的实施例。根据本文描述的实施例,接收机1100可以用于处理无线定位测量信号。接收机1100可以例如被并入诸如UE 105之类的UE中。例如,接收机1100可以被包括在如关于图10所描述的无线通信接口1030和/或DSP 1020中。接收机1100示出了通过接收机1100内的各模块的数据流。这些模块指示可以由接收机(例如,DSP)的软件和/或硬件组件执行的处理步骤。最初,接收机1100可以接收时域信号1105。时域信号1105可以例如是无线定位测量信号。快速傅里叶变换模块1110可以对时域信号1105执行快速傅里叶变换,以将时域信号1105变换为频域信号1115。然后,快速傅里叶变换模块1110可以向关联模块1120发送频域信号1115。关联模块1120可以接收频域信号1115以及解扰序列1125。解扰序列1125可以包括通过其从基站发送时域信号1105的子载波频率间隔信息和符号长度信息。关联模块1120可以在频域信号1115上使用解扰序列1125来生成信道脉冲响应1130的频域表示。关联模块1120然后可以向快速傅里叶逆变换模块1135发送信道脉冲响应1130的频域表示。快速傅里叶逆变换模块1135可以对信道脉冲响应1130的频域表示执行快速傅里叶逆变换以生成信道脉冲响应1140的时域表示。快速傅里叶逆变换模块1135然后可以向最早峰值检测模块1145发送信道脉冲响应1140的时域表示。最早峰值检测模块1145可以分析信道脉冲响应1140的时域表示以检测最早峰值,其可以指示到达时间1155。在一个实施例中,最早峰值检测模块1145可以例如通过将信道脉冲响应(CIR)乘以其复共轭来将CIR重新处理为信道能量响应(CER)。当检测到最早峰值时,最早峰值检测模块1145可以对CIR和/或CER进行操作。在检测到最早峰值之后,最早峰值检测模块1145可以与定位引擎共享检测指示1150和到达时间1155。另外,定位引擎可能需要访问特定于小区的信息(例如但不限于发射天线的位置以及其天线波束朝向和天线波束开口)以用于小区操作。此外,在接收到检测指示1150和与来自多个基站的时域信号1105相关联的到达时间1155时,定位引擎可以使用多边法或多角度法来确定接收机1100的定位。定位引擎可以与接收机1100托管在相同的用户装置上,并且这可以被称为基于UE的方法。替代地,在UE辅助的方法中,包含接收机1100的用户装置可以将测量信息发送给托管在网络的不同组件(例如,服务移动位置中心(SMLC)或安全用户平面位置平台(SLP))上的定位引擎。
对于本领域技术人员将显而易见的是,可以根据特定要求来进行实质变化。例如,还可以使用定制的硬件,和/或特定元素可以用硬件、软件(包括可移植软件(例如,小应用程序等))或者这二者来实现。此外,可以采用到其它计算设备(例如,网络输入/输出设备)的连接。
参照附图,可以包括存储器的组件可以包括非暂时性机器可读介质。如本文中使用的术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”、“计算机可读存储设备”和“机器可读介质”指代参与提供使得机器以特定方式操作的数据的任何存储介质。在上文提供的实施例中,各种机器可读介质可以参与向处理单元和/或其它设备提供指令/代码以用于执行。另外或者替代地,机器可读介质可以用于存储和/或携带这样的指令/代码。在许多实现方式中,计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。这样的介质可以采用许多种形式,包括但不限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。常见形式的计算机可读介质包括例如磁性和/或光学介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、EEPROM、闪速EPROM、任何其它存储器芯片或者盒式存储器、如下文中描述的载波、或者计算机可以从其中读取指令和/或代码的任何其它介质。
本文讨论的方法、系统和设备是示例。各个实施例可以酌情忽略、替换或者添加各个过程或者组件。例如,可以在各个其它实施例中组合关于某些实施例所描述的特征。这些实施例的不同方面和元素可以以类似的方式来组合。本文提供的各图中的各个组件可以体现为硬件和/或软件。此外,技术发展,并且因此这些元素中的许多元素是示例,其不将本公开内容的范围限制为那些特定示例。例如,超越第五代(5G)网络的未来网络可以实现本文的实施例。
已经证明,主要是为了共同使用的原因,将这样的信号称为比特、信息、值、元素、符号、字符、变量、术语、数字、数值等,这常常是方便的。然而,应当理解的是,所有这些或者类似术语将与合适的物理量相关联,并且仅是方便的标记。除非另有特别说明,否则所明白的是,如在本文的论述中显而易见的,贯穿本说明书,利用诸如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“查明”、“识别”、“关联”、“测量”、“执行”等的讨论指代特定装置(例如,专用计算机或者类似的专用电子计算设备)的动作或者过程。因此,在本说明书的背景下,专用计算机或者类似的专用电子计算设备能够操纵或者变换信号,信号通常被表示为专用计算机或者类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器或者其它信息存储设备、传输设备或者显示器设备内的物理电子量、电气量或者磁量。应理解的是,通用计算机可以借助于安装和执行软件/代码/可执行指令来成为专用计算机,这些软件/代码/可执行指令执行这种上述动作或过程,比如,例如在图5-7中描述的方法。
如本文中使用的术语“和”和“或者”可以包括可以至少部分地取决于这样的术语被使用的上下文的各种含义。通常,术语“或者”在用于将列表(例如,A、B或者C)进行关联的情况下旨在(并且可以)意指A、B和C(此处,是以包括性意义来使用的)以及A、B或者C(此处,是以排除性意义来使用的)。类似地,术语“和”在用于将列表(例如,A、B和C)进行关联的情况下旨在(并且可以)意指A、B和C(此处,是以包括性意义来使用的)以及A、B或者C(此处,是以排除性意义来使用的)。另外,如本文中使用的术语“一个或多个”可以用于以单数形式描述任何特征、结构或者特性,或者可以用于描述各特征、结构或者特性的某种组合。然而,应当注意的是,这仅是说明性示例,并且所要求保护的主题并不限于该示例。此外,术语“中的至少一个”在用于将列表(例如,A、B或者C)进行关联的情况下可以被解释为意指A、B和/或C的任何组合,例如A、AB、AA、AAB、AABBCCC等。
在已经描述了若干实施例之后,应理解的是,在不脱离本公开内容的精神的情况下,可以使用各种修改、替代构造和等效物。例如,以上元素可以仅是较大系统的组件,其中例如,其它规则可以优先于或者以其它方式修改各个实施例的应用。此外,可以在考虑以上元素之前、期间或者之后进行数个步骤。相应地,以上描述并不限制本公开内容的范围。

Claims (20)

1.一种用于减小移动设备的运动对无线通信网络上的无线定位测量信号的影响的方法,所述方法包括:
定义用于将预先确定的频带划分为多个子载波频带的子载波频率间隔;
确定时域中的符号长度,其中,所述符号长度大于基于所述子载波频率间隔而被确定的最小符号长度;
向第一基站发送用于在所述多个子载波频带中的第一子载波频带上在具有所述符号长度的符号期间发送第一无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,所述第一无线定位测量信号的所述至少一部分在频域中具有第一sinc形函数,并且其中,随着频率增加超过所述第一sinc形函数的主瓣,所述第一sinc形函数具有多个有序空值点;以及
向第二基站发送用于在所述多个子载波频带中的第二子载波频带上在所述符号期间发送第二无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,所述第二子载波频带是与所述第一子载波频带相邻的,并且其中,所述第二无线定位测量信号的所述至少一部分在所述频域中具有第二sinc形函数,并且其中,所述第二sinc形函数的主瓣位于所述第一sinc形函数的第一有序空值点之后的、所述第一sinc形函数的空值点处。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述最小符号长度是通过将时隙长度除以所述子载波频率间隔来计算的。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述符号长度是所述最小符号长度的整数倍。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述整数倍是偶数整数倍。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述时域中的所述符号长度包括:
基于所述子载波频率间隔来计算所述最小符号长度;以及
选择大于所述最小符号长度的所述符号长度。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述符号长度不改变所述子载波频率间隔。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述符号长度包括:选择所述符号长度,使得所述第二sinc形函数至少在所述第一sinc形函数的第四或更大的有序空值点处。
8.一种用于减小移动设备的运动对无线通信网络上的无线定位测量信号的影响的位置服务器,所述位置服务器包括:
存储器;以及
一个或多个处理器,其可通信地耦合到所述存储器并且被配置为:
定义用于将预先确定的频带划分为多个子载波频带的子载波频率间隔;
确定时域中的符号长度,其中,所述符号长度大于基于所述子载波频率间隔而被确定的最小符号长度;
向第一基站发送用于在所述多个子载波频带中的第一子载波频带上在具有所述符号长度的符号期间发送第一无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,所述第一无线定位测量信号的所述至少一部分在频域中具有第一sinc形函数,并且其中,随着频率增加超过所述第一sinc形函数的主瓣,所述第一sinc形函数具有多个有序空值点;以及
向第二基站发送用于在所述多个子载波频带中的第二子载波频带上在所述符号期间发送第二无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,所述第二子载波频带是与所述第一子载波频带相邻的,并且其中,所述第二无线定位测量信号的所述至少一部分在所述频域中具有第二sinc形函数,并且其中,所述第二sinc形函数的主瓣位于所述第一sinc形函数的第一有序空值点之后的、所述第一sinc形函数的空值点处。
9.根据权利要求8所述的位置服务器,其中,所述最小符号长度是通过将时隙长度除以所述子载波频率间隔来计算的。
10.根据权利要求8所述的位置服务器,其中,所述符号长度是所述最小符号长度的整数倍。
11.根据权利要求10所述的位置服务器,其中,所述整数倍是偶数整数倍。
12.根据权利要求8所述的位置服务器,其中,被配置为确定所述时域中的所述符号长度的所述一个或多个处理器还被配置为:
基于所述子载波频率间隔来计算所述最小符号长度;以及
选择大于所述最小符号长度的所述符号长度。
13.根据权利要求8所述的位置服务器,其中,确定所述符号长度不改变所述子载波频率间隔。
14.根据权利要求8所述的位置服务器,其中,确定所述符号长度包括:选择所述符号长度,使得所述第二sinc形函数至少在所述第一sinc形函数的第四或更大的有序空值点处。
15.一种用于向基站发送指令的位置服务器,所述位置服务器包括:
用于定义用于将预先确定的频带划分为多个子载波频带的子载波频率间隔的单元;
用于确定时域中的符号长度的单元,其中,所述符号长度大于基于所述子载波频率间隔而被确定的最小符号长度;
用于向第一基站发送用于在所述多个子载波频带中的第一子载波频带上在具有所述符号长度的符号期间发送第一无线定位测量信号的至少一部分的指令的单元,其中,所述第一无线定位测量信号的所述至少一部分在频域中具有第一sinc形函数,并且其中,随着频率增加超过所述第一sinc形函数的主瓣,所述第一sinc形函数具有多个有序空值点;以及
用于向第二基站发送用于在所述多个子载波频带中的第二子载波频带上在所述符号期间发送第二无线定位测量信号的至少一部分的指令的单元,其中,所述第二子载波频带是与所述第一子载波频带相邻的,并且其中,所述第二无线定位测量信号的所述至少一部分在所述频域中具有第二sinc形函数,并且其中,所述第二sinc形函数的主瓣位于所述第一sinc形函数的第一有序空值点之后的、所述第一sinc形函数的空值点处。
16.根据权利要求15所述的位置服务器,其中,所述最小符号长度是通过将时隙长度除以所述子载波频率间隔来计算的。
17.根据权利要求15所述的位置服务器,其中,所述符号长度是所述最小符号长度的整数倍。
18.根据权利要求15所述的位置服务器,其中,所述用于确定所述时域中的所述符号长度的单元还包括:
用于基于所述子载波频率间隔来计算所述最小符号长度的单元;以及
用于选择大于所述最小符号长度的所述符号长度的单元。
19.根据权利要求15所述的位置服务器,其中,确定所述符号长度不改变所述子载波频率间隔。
20.一种具有存储在其上的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质,所述计算机可读指令被配置为使得位置服务器进行以下操作:
定义用于将预先确定的频带划分为多个子载波频带的子载波频率间隔;
确定时域中的符号长度,其中,所述符号长度大于基于所述子载波频率间隔而被确定的最小符号长度;
向第一基站发送用于在所述多个子载波频带中的第一子载波频带上在具有所述符号长度的符号期间发送第一无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,所述第一无线定位测量信号的所述至少一部分在频域中具有第一sinc形函数,并且其中,随着频率增加超过所述第一sinc形函数的主瓣,所述第一sinc形函数具有多个有序空值点;以及
向第二基站发送用于在所述多个子载波频带中的第二子载波频带上在所述符号期间发送第二无线定位测量信号的至少一部分的指令,其中,所述第二子载波频带是与所述第一子载波频带相邻的,并且其中,所述第二无线定位测量信号的所述至少一部分在所述频域中具有第二sinc形函数,并且其中,所述第二sinc形函数的主瓣位于所述第一sinc形函数的第一有序空值点之后的、所述第一sinc形函数的空值点处。
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