CN112237034A - 交换与多个不同传输点位置相关联的基站的位置信息 - Google Patents
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Abstract
在一个实施例中,网络实体(例如,基站、位置服务器等等)向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息,该至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,该传输点位置集合包括基站的基于与该基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到该至少一个传输点位置的映射。UE接收所发送的至少一个BSA消息。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请根据35 U.S.C.§119要求享有于2018年6月5日向希腊专利商标局提交的题为“EXCHANGING LOCATION INFORMATION OF A BASE STATION THAT IS ASSOCIATEDWITH A PLURALITY OF DIFFERENT TRANSMISSION POINT LOCATIONS”的希腊专利申请No.20180100242、以及于2019年5月14日向美国专利商标局提交的题为“EXCHANGINGLOCATION INFORMATION OF A BASE STATION THAT IS ASSOCIATED WITH A PLURALITY OFDIFFERENT TRANSMISSION POINT LOCATIONS”的美国非临时专利申请No.16/412,110的优先权,上述两件申请均被转让给被申请人的受让人,并且由此通过引用的方式全部明确并入本文。
技术领域
概括地说,本文所描述的各个方面涉及无线通信系统,并且更具体地说,涉及交换与多个不同传输点位置相关联的基站的位置信息。
背景技术
无线通信系统已经经历了几个代系的发展,包括第一代模拟无线电话服务(1G)、第二代(2G)数字无线电话服务(包括临时2.5G和2.75G网络)、第三代(3G)高速数据、具有互联网能力的无线服务以及第四代(4G)服务(例如,长期演进(LTE)或WiMax)。当前正在使用许多不同类型的无线通信系统,包括蜂窝和个人通信服务(PCS)系统。已知蜂窝系统的示例包括蜂窝模拟高级移动电话系统(AMPS),以及基于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、TDMA的全球移动系统接入(GSM)变型的数字蜂窝系统。
第五代(5G)移动标准要求更高的数据传输速度、更多的连接数量和更好的覆盖以及其它改进。根据下一代移动网络联盟,5G标准被设计为向数以万计的用户中每个用户提供每秒数十兆比特的数据速率,向办公楼层中的数十名员工提供每秒1吉比特的数据速率。应该支持数十万个同时连接,以便支持大型传感器部署。因此,与当前的4G标准相比,应该显着提高5G移动通信的频谱效率。此外,与当前标准相比,应该提高信令效率并且应该显著减少延时。
一些无线通信网络(例如5G)支持在甚高以及甚至极高频(EHF)频带(例如毫米波(mmW)频带)(通常为1mm至10mm的波长,或30至300GHz)处操作。这些极高的频率可以支持非常高的吞吐量,例如高达每秒6吉比特(Gbps)。然而,在甚高或极高频率处无线通信的挑战之一是由于高频而可能发生显著的传播损耗。随着频率增加,波长可能减小,并且传播损耗也可能增加。在mmW频带处,传播损耗可能会严重。例如,传播损耗可能相对于在2.4GHz或5GHz频带中观察到的传播损耗处于22至27dB的量级。
在任何频带中的多输入多输出(MIMO)和大规模MIMO系统中,传播损耗也是问题。如本文所使用的术语MIMO通常将指代MIMO和大规模MIMO两者。MIMO是一种通过使用多个发射和接收天线来利用多径传播从而使无线链路的容量倍增的方法。发生多路径传播的原因在于,射频(RF)信号不仅沿发射机与接收机之间的最短路径(其可以是视线(LOS)路径)传播,而且在RF信号从发射机发散并在去往接收机的途中被其它物体(例如山、建筑物、水等等)反射时沿多条其它路径传播。MIMO系统中的发射机包括多个天线,并且通过将这些天线定向为每个在相同的无线信道上向接收机发送相同的RF信号来利用多径传播。接收机也装备有多个天线,这些天线被调谐到能够检测到由发射机发送的RF信号的无线信道。当RF信号抵达接收机时(由于多径传播,一些RF信号可能会延迟),接收机可以将它们组合为单个RF信号。由于发射机以比发送单个RF信号更低的功率电平发送每个RF信号,因此传播损耗也是MIMO系统中的问题。
为了解决mmW频带系统和MIMO系统中的传播损耗问题,发射机可以使用波束成形来扩展RF信号覆盖。具体而言,发射波束成形是用于沿特定方向发射RF信号的技术,而接收波束成形是用于提高沿特定方向抵达接收机的RF信号的接收灵敏度的技术。发射波束成形和接收波束成形可以彼此结合或分开使用,并且在下文对“波束成形”的引用可以指代发射波束成形、接收波束成形或两者。通常,当发射机广播RF信号时,它在由固定天线模式或天线的辐射模式所确定的几乎所有方向上广播该RF信号。利用波束成形,发射机确定给定接收机相对于该发射机所处的位置,并在该特定方向上投射更强的下行链路RF信号,从而为该接收机提供更快(在数据速率方面)和更强的RF信号。为了在进行发送时改变RF信号的方向性,发射机可以控制由每个天线广播的RF信号的相位和相对幅度。例如,发射机可以使用天线的阵列(也被称为“相控阵列”或“天线阵列”),该阵列产生能够被“转向”以指向不同方向而无需实际移动天线的RF波束。具体而言,RF电流以正确的相位关系被馈送到各个天线,以使得来自单独天线的无线电波加在一起以增加期望方向上的辐射,同时消除来自单独天线的无线电波以抑制不期望方向上的辐射。
为了支持地面无线网络中的位置估计,移动设备可以被配置为:测量和报告从两个或更多个网络节点(例如,不同基站或属于相同基站的不同传输点(例如天线))接收的参考RF信号之间观察到的抵达时间差(OTDOA)或参考信号定时差(RSTD)。
如果发射机使用波束成形来发送RF信号,则发射机与接收机之间的数据通信的感兴趣波束将是携带具有最高接收信号强度(或最高接收信噪干扰比(SINR),例如在存在定向干扰信号的情况下)的RF信号的波束。然而,当接收机依赖于具有最高接收信号强度的波束时,接收机执行某些任务的能力可能会受到影响。例如,在具有最高接收信号强度的波束在比最短路径(即,LOS路径或最短NLOS路径)长的非LOS(NLOS)路径上行进的场景中,RF信号可能由于传播延迟而晚于在最短路径上接收到的RF信号抵达。因此,如果接收机正在执行需要精确定时测量的任务,并且具有最高接收信号强度的波束受到较长传播延迟的影响,则具有最高接收信号强度的波束对于手头的任务而言可能不是最佳的。
发明内容
一个实施例涉及一种对用户设备(UE)进行操作的方法,包括:从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种对网络实体进行操作的方法,包括:向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种用户设备(UE),包括存储器;以及用于从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息的单元,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种网络实体,包括存储器;以及用于向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息的单元,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种用户设备(UE),包括:存储器,至少一个收发机,以及耦合到所述存储器和所述至少一个收发机的至少一个处理器,并且所述至少一个处理器被配置为:从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种网络实体,包括:存储器,至少一个通信接口,以及耦合到所述存储器和所述至少一个通信接口的至少一个处理器,并且所述至少一个处理器被配置为:向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种包含存储在其上的指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在由用户设备(UE)执行时使得所述UE执行操作,所述指令包括使得所述UE进行以下操作的至少一个指令:从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
另一实施例涉及一种包含存储在其上的指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在由网络实体执行时使得所述网络实体执行操作,所述指令包括使得所述网络实体进行以下操作的至少一个指令:向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参考以下具体实施可以更好地完全理解本文所描述的各个方面及其许多附带优点,附图仅是为了说明而非限制,并且
其中:
图1示出了根据各个方面的示例性无线通信系统。
图2A和图2B示出了根据各个方面的示例性无线网络结构。
图3A示出了根据各个方面的接入网中的示例性基站和示例性UE。
图3B示出了根据本公开内容的各个方面的示例性服务器。
图4示出了根据本公开内容的各个方面的示例性无线通信系统。
图5示出了根据本公开内容的各个方面的示例性无线通信系统。
图6A是示出了根据本公开内容的各方面的在UE处随时间的RF信道响应的图形。
图6B示出了根据本公开内容的各方面的离开角度(AoD)的集群的示例性分离。
图7-图8和图10-图12示出了根据各个方面的示例性方法。
图9示出了根据本公开内容的实施例的由基站发送的波束的布置。
具体实施方式
本文所描述的各个方面通常涉及交换与多个不同的传输点位置相关联的基站的位置信息。在一个实施例中,用户设备(UE)从网络实体(例如,基站、服务器等等)接收至少一个基站历书(BSA)消息,该BSA消息指示(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,该传输点位置集合包括基站的基于与该基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到该至少一个传输点位置的映射。UE根据该映射从基站接收该多个波束。UE随后至少部分地基于以下各项来估计该UE的位置:(i)由UE对该多个波束中的一个或多个波束执行的一个或多个测量,以及(ii)该一个或多个波束被映射到的该至少一个传输点位置。
在以下描述和相关附图中公开了这些和其它方面,以示出与示例性方面相关的特定示例。替代方面对于相关领域技术人员而言在阅读本公开内容后将是显而易见的,并且可以在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下构造和实践。另外,将不详细描述或者可以省略公知的元件,以免混淆本文所公开的各方面的相关细节。
词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不一定解释为比其它方面优选或有利。同样,术语“方面”并不要求所有方面都包括所讨论的特征、优点、或操作模式。
本文所使用的术语仅描述特定方面,并且不应该解释为限制本文所公开的任何方面。如本文所使用的,单数形式的“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另外明确指出。本领域技术人员还将理解,如本文中所使用的术语“包括”、“包含”和/或“含有”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在性,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组。
此外,可以围绕例如由计算设备的元件执行的动作序列来描述各个方面。本领域技术人员将认识到,本文所描述的各种动作可以由特定电路(例如,专用集成电路(ASIC))、由一个或多个处理器所执行的程序指令、或由两者的组合来执行。另外,可以认为本文所描述的这些动作序列完全体现在其上存储有相应的计算机指令集的任何形式的非暂时性计算机可读介质内,该计算机指令集在执行时将使得相关联的处理器执行本文所描述的功能。因此,本文所描述的各个方面可以以多种不同的形式来体现,所有这些形式已被构想在所要求保护的主题内容的范围内。另外,对于本文所描述的每个方面,任何此类方面的对应形式可以在本文中描述为例如“被配置为执行所描述动作的逻辑”和/或其它结构组件。
如本文所使用的,术语“用户设备”(或“UE”)、“用户装备”、“用户终端”、“客户端设备”、“通信设备”、“无线设备”、“无线通信设备”、“手持设备”、“移动设备”、“移动终端”、“移动站”、“手持装置”、“接入终端”、“订户设备”、“订户终端”、“订户站”、“终端”及其变型可互换地指代能够接收无线通信和/或导航信号的任何合适的移动或固定设备。这些术语还旨在包括例如通过短程无线、红外、有线连接或其它连接来与能够接收无线通信和/或导航信号的另一设备进行通信的设备,而不管卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关处理发生在该设备处还是该另一设备处。另外,这些术语旨在包括能够经由无线接入网(RAN)与核心网进行通信的所有设备(包括无线和有线通信设备),并且通过核心网,UE能够与外部网络(例如互联网)并与其它UE连接。当然,连接到核心网和/或互联网的其它机制对于UE而言也是可能的,例如通过有线接入网、无线局域网(WLAN)(例如,基于IEEE 802.11等)等等。UE可以通过多种类型的设备中的任何一种来体现,包括但不限于印刷电路(PC)卡、紧凑型闪存设备、外部或内部调制解调器、无线或有线电话、智能电话、平板设备、跟踪设备、资产标签等等。UE可以通过其向RAN发送信号的通信链路被称为上行链路信道(例如,反向业务信道、反向控制信道、接入信道等等)。RAN可以通过其向UE发送信号的通信链路被称为下行链路或前向链路信道(例如,寻呼信道、控制信道、广播信道、前向业务信道等等)。如本文所使用的,术语业务信道(TCH)可以指代上行链路/反向或者下行链路/前向业务信道。
根据各个方面,图1示出了示例性无线通信系统100。无线通信系统100(也可以称为无线广域网(WWAN))可以包括各种基站102和各种UE104。基站102可以包括宏小区(高功率蜂窝基站)和/或小型小区(低功率蜂窝基站),其中宏小区可以包括演进型节点B(eNB)(其中无线通信系统100对应于LTE网络)或者下一代节点B(gNB)(其中无线通信系统100对应于5G网络)或两者的组合,并且小型小区可以包括毫微微小区、微微小区、微小区等等。
基站102可以共同形成无线接入网(RAN)并且通过回程链路与演进型分组核心(EPC)或下一代核心(NGC)对接。除了其它功能之外,基站102还可以执行与以下一项或多项相关的功能:传输用户数据、无线信道加密和解密、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如,切换、双连接性)、小区间干扰协调、连接建立和释放、负载平衡、非接入层(NAS)消息的分发、NAS节点选择、同步、RAN共享、多媒体广播多播服务(MBMS)、用户和设备跟踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、定位、以及警告消息的传递。基站102可以在回程链路134上直接或间接地(例如,通过EPC/NGC)彼此通信,该回程链路134可以是有线的或无线的。
基站102可以与UE 104进行无线通信。每个基站102可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。在一个方面中,虽然图1中未示出,但地理覆盖区域110可以细分为多个小区(例如,三个)或扇区,每个小区对应于基站102的单个天线或天线阵列。如本文所使用的,取决于上下文,术语“小区”或“扇区”可以对应于基站102的多个小区之一、或者对应于基站102本身。
尽管相邻宏小区的地理覆盖区域110可以部分地重叠(例如,在切换区域中),但是一些地理覆盖区域110可以被较大的地理覆盖区域110基本上重叠。例如,小型小区基站102'可以具有与一个或多个宏小区基站102的地理覆盖区域110基本上重叠的地理覆盖区域110'。包括小型小区和宏小区两者的网络可以被称为异构网络。异构网络还可以包括家庭eNB(HeNB),其可以向被称为封闭用户组(CSG)的受限组提供服务。基站102与UE 104之间的通信链路120可以包括从UE 104到基站102的上行链路(UL)(也被称为反向链路)传输和/或从基站102到UE 104的下行链路(DL)(也被称为前向链路)传输。通信链路120可以使用MIMO天线技术,包括空间复用、波束成形和/或发射分集。通信链路120可以通过一个或多个载波。载波的分配相对于DL和UL可以是不对称的(例如,与UL相比,可以为DL分配更多或更少的载波)。
无线通信系统100还可以包括无线局域网(WLAN)接入点(AP)150,该AP 150在未许可频谱(例如,5GHz)中经由通信链路154与WLAN站(STA)152通信。当在未许可频谱中进行通信时,WLAN STA 152和/或WLAN AP 150可以在进行通信之前执行空闲信道评估(CCA),以便确定信道是否可用。
小型小区基站102'可以在许可和/或许可频谱中操作。当在未许可频谱中进行操作时,小型小区基站102'可以采用LTE或5G技术并且使用与WLAN AP 150所使用的相同的5GHz未许可频谱。在未许可频谱中采用LTE/5G的小型小区基站102'可以提高接入网的覆盖和/或增大接入网的容量。未许可频谱中的LTE可以被称为LTE未许可(LTE-U)、许可辅助接入(LAA)或MulteFire。
无线通信系统100还可以包括mmW基站180,该mmW基站180可以在mmW频率和/或近mmW频率中操作以与UE 182通信。极高频(EHF)是电磁频谱中RF的一部分。EHF具有30GHz至300GHz的范围和1毫米至10毫米之间的波长。该频带中的无线电波可以被称为毫米波。近mmW可以向下延伸到波长为100毫米的3GHz的频率。超高频(SHF)频带在3GHz与30GHz之间延伸,也被称为厘米波。使用mmW/近mmW射频频带的通信具有高路径损耗和相对较短的范围。mmW基站180可以利用与UE 182的波束成形184来补偿极高的路径损耗和短范围。此外,将意识到,在替代配置中,一个或多个基站102也可以使用mmW或近mmW波束成形184来进行发送。因此,将意识到,前述说明仅是示例,并且不应解释为限制本文所公开的各个方面。
无线通信系统100还可以包括一个或多个UE(例如UE 190),这些UE经由一个或多个设备到设备(D2D)对等(P2P)链路间接地连接到一个或多个通信网络。在图1的实施例中,UE 190与连接到一个基站102的一个UE 104具有D2D P2P链路192(例如,通过该链路UE 190可以间接获得蜂窝连接性),并与连接到WLAN AP 150的WLAN STA 152具有D2D P2P链路194(通过该链路UE 190可以间接获得基于WLAN的互联网连接性)。在一个示例中,可以利用任何众所周知的D2D无线接入技术(RAT)(例如LTE直连(LTE-D)、WiFi直连(WiFi-D)、蓝牙等等)来支持D2D P2P链路192-194。
根据各个方面,图2A示出了示例性无线网络结构200。例如,下一代核心(NGC)210可以在功能上被视为控制面功能214(例如,UE注册、认证、网络接入、网关选择等等)和用户面功能212(例如,UE网关功能、对数据网络的接入、IP路由等等),控制面功能214和用户面功能212协同操作以形成核心网。用户面接口(NG-U)213和控制面接口(NG-C)215将gNB 222连接到NGC 210,并且具体而言连接到控制面功能214和用户面功能212。在另外的配置中,eNB 224也可以经由NG-C 215连接到NGC 210的控制面功能214,并经由NG-U 213连接到用户面功能212。此外,eNB 224可以经由回程连接223与gNB 222直接通信。因此,在一些配置中,新RAN 220可以仅具有一个或多个gNB 222,而其它配置包括一个或多个eNB 224和gNB222两者。gNB 222或eNB 224可以与UE 240(例如,图1中所描绘的任何UE,例如UE 104、UE182、UE 190等等)进行通信。另一可选方面可以包括位置服务器230,其可以与NGC 210通信以便为UE 240提供位置辅助。位置服务器230可以被实现为多个结构上分离的服务器,或者替代地可以均对应于单个服务器。位置服务器230可以被配置为:支持针对可以经由核心网、NGC和/或经由互联网(未示出)连接到该位置服务器230的UE 240的一个或多个位置服务。此外,位置服务器230可以集成到核心网的组件中,或者替代地可以在核心网外部。
根据各个方面,图2B示出了另一示例性无线网络结构250。例如,演进型分组核心(EPC)260可以在功能上被视为控制面功能(移动性管理实体(MME)264)和用户面功能(分组数据网络网关/服务网关(P/SGW)262),它们协同操作以形成核心网。S1用户面接口(S1-U)263和S1控制面接口(S1-MME)265将eNB 224连接到EPC 260,具体而言连接到MME 264和P/SGW262。在另外的配置中,gNB 222也可以经由S1-MME 265连接到EPC 260的MME 264并经由S1-U 263连接到P/SGW 262。此外,eNB 224可以经由回程连接223与gNB 222直接通信,无论是否具有gNB 222至EPC 260的直接连接。因此,在一些配置中,新RAN 220可以仅具有一个或多个gNB 222,而其它配置包括一个或多个eNB 224和gNB 222两者。gNB 222或eNB 224可以与UE 240(例如,图1中所描绘的任何UE,例如UE 104、UE 182、UE 190等等)进行通信。另一可选方面可以包括位置服务器230,其可以与EPC 260通信以便为UE 240提供位置辅助。位置服务器230可以被实现为多个结构上分离的服务器,或者替代地可以均对应于单个服务器。位置服务器230可以被配置为:支持针对可以经由核心网、EPC 260和/或经由互联网(未示出)连接到该位置服务器230的UE 240的一个或多个位置服务。
根据各个方面,图3A示出了在无线网络中示例性基站310(例如,eNB、gNB、小型小区AP、WLAN AP等等)与示例性UE 350相通信。在DL中,可以将来自核心网(NGC 210/EPC260)的IP分组提供给控制器/处理器375。控制器/处理器375实现用于无线资源控制(RRC)层、分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线链路控制(RLC)层和介质访问控制(MAC)层的功能。控制器/处理器375提供与系统信息(例如,MIB、SIB)的广播、RRC连接控制(例如,RRC连接寻呼、RRC连接建立、RRC连接修改和RRC连接释放)、RAT间移动性和针对UE测量报告的测量配置相关联的RRC层功能;与报头压缩/解压缩、安全性(加密、解密、完整性保护、完整性验证)和切换支持功能相关联的PDCP层功能;与上层分组数据单元(PDU)的传输、通过ARQ的纠错、RLC服务数据单元(SDU)的级联、分段和重组装、RLC数据PDU的重分段以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、调度信息报告、纠错、优先级处理和逻辑信道优先化相关联的MAC层功能。
发射(TX)处理器316和接收(RX)处理器370实现与各种信号处理功能相关联的层-1功能。包括物理(PHY)层的层-1可以包括传输信道上的检错、传输信道的前向纠错(FEC)编码/解码、交织、速率匹配、到物理信道的映射、物理信道的调制/解调以及MIMO天线处理。TX处理器316基于各种调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交幅度调制(M-QAM))处理到信号星座的映射。随后可以将经编码和经调制的符号拆分为并行流。随后可以将每个流映射到OFDM子载波,在时域和/或频域中与参考信号(例如,导频)复用,并且随后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)组合在一起,以产生携带时域OFDM符号流的物理信道。对OFDM流进行空间预编码以产生多个空间流。可以使用来自信道估计器374的信道估计来确定编码和调制方案以及用于空间处理。可以从由UE 350发送的参考信号和/或信道条件反馈来推导出信道估计。随后可以经由单独的发射机318TX将每个空间流提供给一个或多个不同的天线320。每个发射机318TX可以利用相应的空间流来调制RF载波以用于传输。
在UE 350处,每个接收机354RX通过其相应的天线352接收信号。每个接收机354RX恢复被调制到RF载波上的信息,并将该信息提供给RX处理器356。TX处理器368和RX处理器356实现与各种信号处理功能相关联的层-1功能。RX处理器356可以对信息执行空间处理以恢复去往UE350的任何空间流。如果多个空间流去往UE 350,则它们可以由RX处理器356组合成单个OFDM符号流。RX处理器356随后使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDM符号流从时域转换到频域。频域信号包括用于OFDM信号的每个子载波的单独的OFDM符号流。每个子载波上的符号和参考信号通过确定由基站310发送的最可能的信号星座点来恢复和解调。这些软判决可以基于由信道估计器358计算的信道估计。随后将软判决解码和解交织以恢复由基站310在物理信道上原始发送的数据和控制信号。随后将数据和控制信号提供给实现层-3和层-2功能的控制器/处理器359。
控制器/处理器359可以与存储程序代码和数据的存储器360相关联。存储器360可以被称为计算机可读介质。在UL中,控制器/处理器359提供传输信道和逻辑信道之间的解复用、分组重组装、解密、报头解压缩和控制信号处理以恢复来自核心网的IP分组。控制器/处理器359还负责检错。
与结合基站310进行的DL传输所描述的功能类似,控制器/处理器359提供与系统信息(例如,MIB、SIB)获取、RRC连接和测量报告相关联的RRC层功能;与报头压缩/解压缩和安全性(加密、解密、完整性保护、完整性验证)相关联的PDCP层功能;与上层PDU的传输、通过ARQ的纠错、RLC SDU的级联、分段和重组装、RLC数据PDU的重分段以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、MAC SDU在TB上的复用、MAC SDU与TB的解复用、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处理和逻辑信道优先化相关联的MAC层功能。
由信道估计器358从由基站310发送的参考信号或反馈推导出的信道估计可以由TX处理器368用于选择适当的编码和调制方案,并促进空间处理。可以将由TX处理器368生成的空间流经由单独的发射机354TX提供给不同的天线352。每个发射机354TX可以利用相应的空间流来调制RF载波以用于传输。
在基站310处以类似于结合UE 350处的接收机功能所描述的方式来处理UL传输。每个接收机318RX通过其相应的天线320接收信号。每个接收机318RX恢复被调制到RF载波上的信息,并将该信息提供给RX处理器370。
控制器/处理器375可以与存储程序代码和数据的存储器376相关联。存储器376可以被称为计算机可读介质。在UL中,控制器/处理器375提供传输信道和逻辑信道之间的解复用、分组重组装、解密、报头解压缩和控制信号处理以恢复来自UE 350的IP分组。可以将来自控制器/处理器375的IP分组提供给核心网。控制器/处理器375还负责检错。
图3B示出了示例性服务器300B。在一个示例中,服务器300B可以对应于上述位置服务器230的一个示例性配置。在图3B中,服务器300B包括处理器301B,该处理器301B耦合到易失性存储器302B和大容量非易失性存储器(例如磁盘驱动器303B)。服务器300B还可以包括耦合到处理器301B的软盘驱动器、压缩光盘(CD)或DVD光盘驱动器306B。服务器300B还可以包括耦合到处理器301B的网络接入端口304B以用于与网络307B(例如耦合到其它广播系统计算机和服务器或耦合到互联网的局域网)建立数据连接。
图4示出了根据本公开内容的各个方面的示例性无线通信系统400。在图4的示例中,UE 404(其可以对应于上面针对图1所描述的任何UE(例如,UE 104、UE 182、UE 190等等))尝试计算其位置的估计,或辅助另一实体(例如,基站或核心网组件、另一UE、位置服务器、第三方应用等等)计算其位置的估计。UE 404可以使用RF信号和用于调制RF信号和交换信息分组的标准化协议来与多个基站402a-d(统称为基站402)进行无线通信,这些基站402a-d可以对应于图1中的基站102或180和/或WLAN AP150的任何组合。通过从交换的RF信号中提取不同类型的信息并利用无线通信系统400的布局(即,基站位置、几何形状等等),UE 404可以确定或辅助确定其在预先定义的参考坐标系中的位置。在一方面中,UE 404可以使用二维坐标系来指定其位置;然而,本文所公开的方面不限于此,并且如果期望额外的维度,则还可适用于使用三维坐标系来确定位置。另外,虽然图4示出了一个UE 404和四个基站402,但如将意识到的,可以存在更多的UE 404和更多或更少的基站402。
为了支持位置估计,基站402可以被配置为:向其覆盖区域中的UE 404广播参考RF信号(例如,定位参考信号(PRS)、特定于小区的参考信号(CRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、同步信号等等),以使得UE 404能够测量网络节点对之间的参考RF信号定时差(例如,OTDOA或RSTD)和/或标识最能激发UE 404与发送基站402之间的LOS或最短无线路径的波束。标识LOS/最短路径波束是感兴趣的,这不仅因为这些波束随后可以用于一对基站402之间的OTDOA测量,而且还因为标识这些波束可以基于波束方向来直接提供某种定位信息。此外,这些波束随后可以用于需要精确ToA的其它位置估计方法,例如基于往返时间估计的方法。
如本文所使用的,“网络节点”可以是基站402、基站402的小区、远程无线电头端、基站402的天线,其中基站402的天线的位置不同于基站402本身或能够发送参考信号的任何其它网络实体的位置。此外,如本文所使用的,“节点”可以指网络节点或UE。
位置服务器(例如,位置服务器230)可以向UE 404发送辅助数据,该辅助数据包括对基站402的一个或多个相邻小区的标识以及由每个相邻小区发送的参考RF信号的配置信息。替代地,辅助数据可以直接源自基站402本身(例如,在周期性广播的开销消息等等中)。替代地,UE 404可以在不使用辅助数据的情况下自己检测基站402的相邻小区。UE 404(例如,部分地基于辅助数据,如果提供的话)可以测量和(可选地)报告来自各个网络节点的OTDOA和/或从网络节点对接收的参考RF信号之间的RSTD。使用这些测量和所测量网络节点(即,发送UE 404所测量的参考RF信号的基站402或天线)的已知位置,UE 404或位置服务器可以确定UE 404与所测量网络节点之间的距离,从而计算UE 404的位置。
本文使用术语“位置估计”来指代对UE 404的位置的估计,其可以是地理的(例如,可以包括纬度、经度,并且可能包括海拔)或城市的(例如,可以包括街道地址、建筑物名称、或者建筑物或街道地址之内或附近的精确点或区域,例如建筑物的特定入口、建筑物中的特定房间或套房、或地标(例如城市广场))。位置估计也可以被称为“位置”、“定位”、“锁定”、“定位锁定”、“位置锁定”、“位置估计”、“锁定估计”或其它术语。获得位置估计的手段可以统称为“定位”、“寻位”或“位置锁定”。用于获得位置估计的特定解决方案可以被称为“位置解决方案”。用于获得作为位置决绝方案的一部分的位置估计的特定方法可以被称为“定位方法”或“寻位方法”。
术语“基站”可以指代单个物理传输点或者指可以共置或可以不共置的多个物理传输点。例如,在术语“基站”指代单个物理传输点的情况下,物理传输点可以是基站(例如,基站402)的与该基站的小区相对应的天线。在术语“基站”指代多个共置的物理传输点的情况下,物理传输点可以是基站的天线阵列(例如,如在MIMO系统中或在基站采用波束成形的情况下)。在术语“基站”指代多个非共置的物理传输点的情况下,物理传输点可以是分布式天线系统(DAS)(经由传输介质连接到公共源的空间上分离的天线网络)或远程无线电头端(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。替代地,非共置的物理传输点可以是从UE(例如,UE404)接收测量报告的服务基站和UE正在测量其参考RF信号的相邻基站。因此,图4示出了其中基站402a和402b形成DAS/RRH 420的方面。例如,基站402a可以是UE 404的服务基站,并且基站402b可以是UE 404的相邻基站。因此,基站402b可以是基站402a的RRH。基站402a和402b可以通过有线或无线链路422彼此通信。
为了使用从网络节点对接收的RF信号之间的OTDOA和/或RSTD来准确地确定UE404的位置,UE 404需要测量在UE 404与网络节点(例如,基站402、天线)之间的LOS路径(或在LOS路径不可用的情况下最短NLOS路径)上接收到的参考RF信号。然而,RF信号不仅在发射机与接收机之间的LOS/最短路径上行进,而且当RF信号从发射机散发并在去往接收机的途中被其它物体(例如山、建筑物、水等等)反射时还在多条其它路径上行进。因此,图4示出了基站402与UE 404之间的多条LOS路径410和多条NLOS路径412。具体而言,图4示出了基站402a在LOS路径410a和NLOS路径412a上进行发送,基站402b在LOS路径410b和两条NLOS路径412b上进行发送,基站402c在LOS路径410c和NLOS路径412c上进行发送,并且基站402d在两条NLOS路径412d上进行发送。如图4中所示,每条NLOS路径412从某个物体430(例如,建筑物)反射。如将意识到的,由基站402发送的每条LOS路径410和NLOS路径412可以由基站402的不同天线发送(例如,如在MIMO系统中),或者可以由基站402的相同天线发送(从而示出了RF信号的传播)。此外,如本文所使用的,术语“LOS路径”是指发射机与接收机之间的最短路径,并且可能不是实际的LOS路径,而是最短的NLOS路径。
在一方面中,一个或多个基站402可以被配置为使用波束成形来发送RF信号。在该情况下,一些可用波束可以沿LOS路径410聚焦所发送的RF信号(例如,这些波束沿LOS路径产生最高的天线增益),而其它可用波束可以沿NLOS路径412聚焦所发送的RF信号。沿某条路径具有高增益并且因此沿该路径聚焦RF信号的波束仍然可以使某个RF信号沿其它路径传播;该RF信号的强度自然取决于沿这些其它路径的波束增益。“RF信号”包括电磁波,该电磁波通过发射机与接收机之间的空间传输信息。如本文所使用的,发射机可以向接收机发送单个“RF信号”或多个“RF信号”。然而,如下文进一步描述的,由于RF信号通过多径信道的传播特性,接收机可以接收与每个所发送的RF信号相对应的多个“RF信号”。
在基站402使用波束成形来发送RF信号的情况下,用于基站402与UE 404之间的数据通信的感兴趣波束将是携带以最高信号强度(例如,如由接收信号接收功率(RSRP)或在存在定向干扰信号的情况下由SINR所指示)抵达UE 404的RF信号的波束,而用于位置估计的感兴趣波束将是携带激发最短路径或LOS路径(例如,LOS 410)的RF信号的波束。在一些频带中并且对于通常使用的天线系统,这些波束将是相同的波束。然而,在通常可以使用大量天线元件来创建窄发射波束的其它频带(例如mmW)中,它们可能不是相同的波束。如下面参考图5所描述的,在一些情况下,LOS路径410上的RF信号的信号强度(例如,由于障碍物)可能比NLOS路径412上的RF信号的信号强度弱,其中在NLOS路径412上RF信号由于传播延迟而稍晚抵达。
图5示出了根据本公开内容的各个方面的示例性无线通信系统500。在图5的示例中,UE 504(其可以对应于图4中的UE 404)正在尝试计算其位置的估计,或协助另一实体(例如,基站或核心网组件、另一UE、位置服务器、第三方应用等等)计算其位置的估计。UE504可以使用RF信号和用于调制RF信号并交换信息分组的标准化协议来与基站502(其可以对应于图4中的一个基站402)进行无线通信。
如图5中所示,基站502正在利用波束成形来发送RF信号的多个波束511-515。每个波束511-515可以由基站502的天线阵列来形成和发送。尽管图5示出了基站502发送五个波束511-515,但如将意识到的,可以存在多于或少于五个波束,波束形状(例如峰值增益、宽度和旁瓣增益)在所发送的波束之间可以不同,并且一些波束可以由不同的基站发送。
可以向该多个波束511-515中的每个波束分配波束索引,以用于将关联于一个波束的RF信号与关联于另一波束的RF信号相区别。此外,与该多个波束511-515中的特定波束相关联的RF信号可以携带波束索引指示符。也可以从RF信号的传输时间(例如,帧、时隙和/或OFDM符号号)推导波束索引。例如,波束索引指示符可以是三比特字段以用于唯一地区分最多八个波束。如果接收到具有不同波束索引的两个不同RF信号,则这将指示这些RF信号是使用不同波束发送的。如果两个不同RF信号共享共同的波束索引,则这将指示这些不同的RF信号是使用相同波束发送的。描述两个RF信号是使用相同波束来发送的另一种方式是:用于传输第一RF信号的天线端口与用于传输第二RF信号的天线端口在空间上准共置。
在图5的示例中,UE 504接收在波束513上发送的RF信号的NLOS数据流523和在波束514上发送的RF信号的LOS数据流524。尽管图5将NLOS数据流523和LOS数据流524示为单条线(分别为虚线和实线),但如将意识到的,例如由于RF信号通过多径信道的传播特征,因此NLOS数据流523和LOS数据流524在到达UE 504时均可以包括多条射线(即,“集群”)。例如,当电磁波从物体的多个表面反射时,形成RF信号集群,并且反射从大致相同的角度到达接收机(例如,UE 504),每个反射行进得比其它反射多或少几个波长(例如,厘米)。所接收到的RF信号的“集群”通常对应于单个所发送的RF信号。
在图5的示例中,NLOS数据流523最初不指向UE 504,但如将意识到的,它可以指向UE 504,如图4中的NLOS路径412上的RF信号一样。然而,它被反射体540(例如,建筑物)反射并且无障碍地到达UE 504,并且因此可能仍然是相对强的RF信号。相比之下,LOS数据流524指向UE 504,但穿过障碍物530(例如,植被、建筑物、山、诸如云或烟之类的破坏性环境等等),这可能使RF信号显著变差。如将意识到的,尽管LOS数据流524比NLOS数据流523弱,但是LOS数据流524将在NLOS数据流523之前抵达UE 504,因为它沿着从基站502到UE 504的较短路径。
如上面提到的,用于基站(例如,基站502)与UE(例如,UE 504)之间的数据通信的感兴趣波束是携带以最高信号强度(例如,最高RSRP或SINR)抵达UE的RF信号的波束,而用于位置估计的感兴趣波束是携带激发LOS路径的RF信号并且在所有其它波束之中沿LOS路径具有最高增益的波束(例如,波束514)。即,即使波束513(NLOS波束)弱激发LOS路径(由于RF信号的传播特性,即使没有沿LOS路径聚焦),波束513的LOS路径的该弱信号(如果有的话)也可能无法可靠地检测到(相比于来自波束514的信号),从而导致执行定位测量时的更大误差。
尽管用于数据通信的感兴趣波束和用于位置估计的感兴趣波束对于一些频带可以是相同的波束,但是对于其它频带(例如mmW),它们可以不是相同的波束。因此,参考图5,其中UE 504参与和基站502的数据通信会话(例如,其中基站502是UE 504的服务基站),而不是简单地尝试测量由基站502发送的参考RF信号,用于数据通信会话的感兴趣波束可以是波束513,因为它携带不受阻碍的NLOS数据流523。然而,用于位置估计的感兴趣波束将是波束514,因为它携带最强的LOS数据流524,尽管受到阻碍。
图6A是示出了根据本公开内容的各方面的随时间在接收机(例如,UE 504)处的RF信道响应的图形600A。在图6中所示的信道下,接收机在时间T1处接收在信道抽头上的两个RF信号的第一集群,在时间T2处接收在信道抽头上的五个RF信号的第二集群,在时间T3处接收在信道抽头上的五个RF信号的第三集群,并且在时间T4处接收在信道抽头上的四个RF信号的第四集群。在图6A的示例中,由于时间T1处的RF信号的第一集群首先抵达,因此假定它是LOS数据流(即,在LOS或最短路径上抵达的数据流),并且可以对应于LOS数据流524。在时间T3处的第三集群包括最强的RF信号,并且可以对应于NLOS数据流523。从发射机侧来看,所接收到的RF信号的每个集群可以包括以不同角度发送的一部分RF信号,并且因此,每个集群可以被视为具有从发射机的不同离开角度(AoD)。图6B是示出了集群在AoD方面的这种分离的示图600B。在AoD范围602a中发送的RF信号可以对应于图6A中的一个集群(例如,“集群1”),而在AoD范围602b中发送的RF信号可以对应于图6A中的不同集群(例如,“集群3”)。要注意,尽管在图6B中描绘的这两个集群的AoD范围在空间上是隔离的,但一些集群的AoD范围也可以部分地重叠,即使这些集群在时间上分离。例如,当与发射机处于相同AoD的两个单独建筑物将信号朝向接收机反射时,可能会出现这种情况。要注意,尽管图6A示出了两个到五个信道抽头的集群,但如将意识到的,集群可以具有比所示出的信道抽头数量更多或更少的信道抽头。
如在图5的示例中,基站可以利用波束成形来发送多个RF信号波束,以使得其中一个波束(例如,波束514)指向RF信号的第一集群的AoD范围602a,而不同的波束(例如,波束513)指向RF信号的第三集群的AoD范围602b。波束形成后信道响应(即,当所发送的RF信号被波束成形而不是全向时的信道响应)中的集群的信号强度将通过沿着集群的AoD的波束增益来缩放。在该情况下,用于定位的感兴趣波束将是指向RF信号的第一集群的AoD的波束,因为这些RF信号首先抵达,而用于数据通信的感兴趣波束可以是指向RF信号的第三集群的AoD的波束,这是因为这些RF信号是最强的。
通常,当发送RF信号时,发射机不知道它将沿哪条路径到达接收机(例如,UE504),或者将何时抵达接收机,并且因此以等量的能量在不同天线端口上发送RF信号。替代地,发射机可以在多个传输机会上在不同方向上对RF信号进行波束成形,并从接收机获得测量反馈以显式地或隐式地确定无线路径。
要注意,尽管已经大体上围绕从基站到UE的传输描述了本文所公开的技术,但是如将意识到的,这些技术同样适用于从UE到基站的传输,其中该UE能够进行MIMO操作和/或波束成形。此外,虽然上文大体上在发射波束成形的上下文中描述了波束成形,但在某些实施例中,接收波束成形也可以与上述发射波束成形相结合使用。
如上面讨论的,在一些频带中,最短路径(如上面提到的,其可以是LOS路径或最短NLOS路径)可以比替代的较长(NLOS)路径(在该路径上RF信号由于传播延迟而稍晚抵达)弱。因此,在发射机使用波束成形来发送RF信号的情况下,用于数据通信的感兴趣波束(携带最强RF信号的波束)可以不同于用于位置估计的感兴趣波束(携带激发最短可检测路径的RF信号的波束)。因此,使接收机标识用于位置估计的感兴趣波束并向发射机报告以使得发射机后续能够修改所发送的波束集合以辅助接收机执行位置估计将是有益的。
图7示出了根据本公开内容的一方面的示例性方法。在702处,第二节点703(被称为“发射机”)向第一节点701(被称为“接收机”)发送波束集合705、707和709。在一个方面中,第一节点701可以是UE,例如UE 350/404/504,并且第二节点703可以是基站,例如基站310/402/502。然而,在一个方面中,第一节点701可以是基站,并且第二节点703可以是UE,或者第一节点701和第二节点703两者都都可以是UE或基站。举又一个替代方案,第二节点703可以是能够进行波束成形的基站或UE的单个天线或天线阵列。
在图7的示例中,第二节点703发送一组三个波束705、707和709。这些波束可以同时发送,但在频域和/或码域上是可区分的。替代地,这些波束可以顺序地发送。第二节点703可以以不同的AoD发送波束705、707和709,如以上在图5和图6B中所示的。在图7的示例中,波束707(被示为直线)可以沿着从第二节点703到第一节点701的最短路径(例如,LOS路径,或者在LOS路径由于障碍物而不可检测的情况下最短NLOS路径),并且波束705和709可以沿着从第二节点703到第一节点701的较长路径(例如,NLOS)。如将意识到的,可以存在多于或少于三个波束,如以上在图4和图5的示例中所示的。在一个方面中,波束705、707和709可以携带同步信号,例如同步信号(SS)或PBCH块、CSI参考信号、定位参考信号、小区参考信号、探测参考信号、随机接入前导码等等。
在704处,第一节点701接收波束705、707和709。在706处,第一节点701确定每个波束705、707和709的抵达时间。在一个方面中,第一节点701将波束的抵达时间确定为第一节点701检测到节点之间无线信道的第一(或最早)信道抽头的时间,其中从接收到的波束705、707或709的RF信号中估计信道。例如,第一节点701可以将接收到的波束的信号与已知的所发送RF信号(的共轭)进行相关,并从相关的峰值确定信道抽头。第一节点701还可以估计噪声并消除对于与本底噪声相比不那么可靠的信道抽头。第一节点701还可以采用消除强信道抽头周围的虚假侧峰的技术,其中众所周知虚假侧峰是由第一节点701处的频带受限接收引起的。为简单起见,波束的RF信号的第一信道抽头也可以被称为波束的第一信道抽头。
在708处,第一节点701基于在706处确定的抵达时间来从该波束集合705、707和709中标识一个或多个感兴趣波束。如上面提到的,在一些频带中,在通常部署的天线系统不创建足够窄的波束的情况下,感兴趣的波束将是在第一节点701处携带具有最高接收信号强度(例如,RSRP或SINR)的RF信号的波束705、707和/或709,因为这些波束也将是沿着最短路径到达第一节点701的波束。然而,如上面讨论的,在一些频带(例如mmW)中,携带具有最高接收信号强度的RF信号的波束可能不是用于定位操作的最佳波束,因为它可能不沿着到达第一节点701的最短可检测路径。因此,并非选择携带具有最高接收信号强度的RF信号的波束,而是第一节点701将波束7-5、505和709中最早抵达的波束标识为一个或多个感兴趣波束。例如,一个或多个感兴趣波束可以是具有第一检测到的信道抽头的波束705、707或709。或者一个或多个感兴趣波束可以是具有最早检测到的信道抽头的N个(大于1个,例如2个)波束。或者一个或多个感兴趣波束可以是其第一检测到的信道抽头在离具有最早检测到的第一抽头的波束的第一检测到的抽头的预先确定的延迟(例如,10纳秒)内的波束或N个波束。在大约0.3米/纳秒(ns)的光速下,抵达时间的10ns的误差或模糊度对应于大约3米的定位/距离误差。因此,在存在其它限制因素(例如信号脉冲宽度(与信号带宽相关))的情况下,可以由期望精度或可达精度来确定延迟。延迟参数可以由第一节点701提供给第二节点703,或者由第一节点701本身确定并报告给第二节点703。在一个方面中,在第一节点701是UE的情况下,第二节点703(基站)可以命令第一节点701报告用于位置估计的感兴趣波束(而不是如常规地那样具有最高接收信号强度的波束)、要报告的波束数量N和/或用于选择N个波束的“延迟”参数。
在710处,第一节点701生成报告,该报告包含在708处标识的一个或多个感兴趣波束的标识符(例如,波束索引)。在712处,第一节点701将报告发送给第二节点703。
在714处,第二节点703接收报告。第一节点701可以在712处通过无线接口(例如,图1中的通信链路120)发送、并且第二节点703可以在714处通过该无线接口接收报告。第二节点703接收报告的接收点可以或者可以不与第二节点703的从其发送波束705、707、709的传输点共置。例如,可以向第二节点703接收报告的接收点分配与该节点发送波束的传输点不同的小区身份。接收点可以是服务小区,而传输点可以是非服务小区,例如相邻小区。
在716处,第二节点703可以基于接收到的报告来选择用于传输的第二波束集合。例如,在第一节点701尝试执行位置估计并且所标识的波束是小区同步波束的情况下,第二节点703可以对报告中所标识的波束进行更新以发送定位RF信号,例如PRS或CSI-RS。通常,发送同步信号的波束比发送参考RF信号(例如,CSI-RS)的波束更宽(更不聚焦)。因此,在一个方面中,在报告中所标识的波束已被修改为发送参考RF信号之后,第二节点703还可以围绕这些波束发送一个或更多个更精细(更聚焦)的波束。更具体而言,第二节点703可以使所标识的波束的焦点变窄并在所标识的波束的方向上发送一个或多个另外的窄聚焦波束。
举另一示例,再次在第一节点701尝试执行位置估计并且所标识的波束是小区同步波束的情况下,第二节点703可以在报告中所标识的波束的方向上发送携带定位RF信号的一个或多个波束,而无需修改报告中所标识的波束。因此,在一个方面中,在702处波束705、707和709的传输可以是周期性的(例如,为了第二节点所服务的所有UE的利益而进行的广播,其中第二节点是基站),并且在716处的波束选择可以用于传输仅为了第一节点的利益的特定定位信标,并且可以以不同的周期性或非周期性地发送。
在一个方面中,在第一节点701是基站的情况下,则在710和712处报告波束索引意味着第一节点701基于该报告请求第二节点703(UE)发送另外的参考波束。例如,该请求可以是再次发送所报告的波束,或者在所报告的波束周围发送更精细的波束。因此,在708处的操作是使感兴趣波束的名单缩短并且随后将经缩短的波束用于正在进行的位置估计而同时丢弃“不感兴趣”波束的方式。
在718处,第二节点703传输第二波束集合,此处为波束711和713。如上面讨论的,波束711和713可以对应于波束705、707和709中的两个波束(其中在714处接收的报告标识波束705、707和709中的两个波束),但这两个波束被修改为发送参考RF信号(例如,PRS,CRS)。替代地,波束711和713可以对应于波束705、707和709中被修改为发送参考RF信号的的一个波束,以及在714处接收的报告中所标识的波束的方向上发送参考RF信号的另外波束。在又一方面中,波束711和713可以是沿在714处接收的报告中所标识的波束的方向上发送参考RF信号的两个新波束。在一个方面中,尽管未示出,但在发送波束711和713之前,第二节点703发送对该节点已选择哪些波束用于718处的传输的指示。
在图7的示例中,在718处发送两个波束(711和713)。然而,如将意识到的,这仅是示例,并且在718处可以发送更多或更少的波束。另外,在图7中,波束711被示为沿着LOS路径,并且波束713被示为沿着NLOS路径(即,被物体反射)。然而,如将意识到的,波束711和713两者都可以遵循LOS路径,或者两者都可以被反射。
在720处,第一节点701接收波束711和713。第一节点701可以与多个第二节点(包括第二节点703)执行图7的过程,以便接收足够数量的最短路径波束,可以精确地测量这些最短路径波束以计算或辅助计算位置估计。例如,为了执行单个OTDOA测量,第一节点701需要测量来自至少两个第二节点的参考RF信号。第一节点701可以作出多个OTDOA测量以提高第一节点701的位置估计的准确性。
图8示出了根据本公开内容的实施例的用于确定UE的位置估计的示例性方法800。方法800可以由UE 805执行,该UE 805可以对应于如上面针对图1-图3A所描述的UE 104、240或350中的任何一个UE。
参考图8,在802处,UE 805(例如,天线352、接收机354和/或RX处理器356)从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息,该至少一个BSA消息指示(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,该传输点位置集合包括基站的基于与该基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,(ii)多个波束中的每个波束到该至少一个传输点位置的映射。在一个示例中,从其接收该至少一个BSA消息的网络组件对应于基站本身。在替代示例中,该至少一个BSA消息可以从服务器(例如位置服务器230)接收,但即使基站不充当该至少一个BSA消息的始发源,该基站也可以促进该至少一个BSA消息的无线传输。
图9示出了根据本公开内容的各方面的由基站(BS1)发送的波束的布置900。在图9中,为基站供应被表示为A、B和C的三个不同传输点位置,这些传输点位置经由回程链路彼此连接。具体而言,传输点位置A、B和C对应于不同的天线(或天线阵列),基站可以通过这些天线(或天线阵列)来发送RF信号的波束。这些相应的天线可以被称为远程无线电头端(RRH)或远程无线电单元(RRU)。在图9的实施例中,基站从传输点位置A、B和C共同发送总共八(8)个波束,这些波束以波束索引1…8来索引,如下所示:
表1:波束到基站的不同传输点位置的映射
可以提前确定上面表1中提到的信息并将其存储在BSA数据库中(更具体而言,存储在基站的BSA记录中),网络实体可以经由查找操作来访问该BSA数据库。
返回到图8的802,在一个示例中,该至少一个BSA消息可以传达表1中所包含的一些或全部信息。在第一示例中,该至少一个BSA消息可以指示传输点位置A、B和C中的每个传输点位置的特定位置,以及在每个传输点位置处发送的相关联波束。在第二示例中,代替将每个波束分别映射到特定的传输点位置,而是可以将各波束映射到基于传输点位置A、B和C的代表性的单个代表性传输点位置。这种代表性的单个代表性传输点位置可以被表示为传输点位置A+B+C。例如,传输点位置A+B+C可以以某种方式从不同的传输点位置A、B和C进行平均(例如,加权平均等等)。在替代示例中,传输点位置A+B+C可以对应于不同的传输点位置A、B和C中的一个。图9中的波束1…8至传输点位置A、B和C的示例性映射如下:
<u>波束索引</u> | <u>传输点位置</u> |
1 | A+B+C |
2 | A+B+C |
3 | A+B+C |
4 | A+B+C |
5 | A+B+C |
6 | A+B+C |
7 | A+B+C |
8 | A+B+C |
表2:波束到基站的代表性传输点位置的映射
可以提前确定上面表2中提到的信息并将其存储在BSA数据库中(更具体耳炎,存储在基站的BSA记录中),网络实体可以经由查找操作来访问该BSA数据库。
在第三示例中,代替将单个代表性传输点位置用于由特定基站发送的所有波束,可以将代表性传输点位置用于特定的波束子集。例如,可以从不同的传输点位置发送具有相同波束索引的某些波束。就波束映射而言,可以向UE通知该波束被映射到的每个传输点位置,或基于各传输点位置的代表传输点位置。考虑如上面表1中所示的场景,除了从A和B两者发送具有波束索引1的波束之外,还从B和C两者发送具有波束索引8的波束,并且如表3中所示:
<u>波束索引</u> | <u>传输点位置</u> |
1 | A+B |
2 | A |
3 | B |
4 | B |
5 | A |
6 | C |
7 | C |
8 | B+C |
表3:波束到基站的不同传输点位置的映射
在这种情况下,BSA消息可以被配置为:通过指示两个传输点位置A和B来通知UE波束索引1是从A和B两者发送的,或者替代地可以标识近似(例如,平均)传输点位置A和B的位置。类似地,BSA消息可以被配置为:通过指示两个传输点位置B和C来通知UE波束索引8是从B和C两者发送的,或者替代地可以标识近似(例如,平均)传输点位置B和C的位置。可以提前确上面表3中提到的信息并将其存储在BSA数据库中(更具体而言,存储在基站的BSA记录中),网络实体可以经由查找操作来访问该BSA数据库。
参考图8,在804处,在UE 805处(例如,天线352、接收机354和/或RX处理器356)可选地根据映射从基站接收该多个波束。在806处,UE805(例如,控制器/处理器359)可选地至少部分地基于以下各项来估计该UE的位置:(i)由UE对该多个波束中的一个或多个波束执行的一个或多个测量,以及(ii)该一个或多个波束被映射到的该至少一个传输点位置。
参考图8的802,在一个示例中,在UE 805处接收的该多个波束可以携带同步信号块(SSB)。在特定于5G NR的示例中,可以使用最多64个不同的传输波束或传输预编码器来发送SSB,因此多个不同的小区和/或传输点位置可以将SSB用作定位信标而不会发生冲突。可以用作定位信号的其它波束扫描信号可以包括参考信号(RS),例如PRS、特定于U定或特定于小区的CSI-RS等等。
在一个示例中,在806处用于估计UE位置的该一个或多个测量可以对应于抵达时间(ToA)测量。ToA测量可以用于计算从不同的传输位置发送的波束的ToA之间的OTDOA,其中OTDOA测量随后用于推导UE位置估计。类似地,ToA测量可以用作UE 805与基站的传输位置点之间的往返传播时间(RTT)估计过程的一部分,之后,所计算的RTT用于推导UE位置估计(例如,经由多边测量,例如三边测量)。例如,如果在806处使用的该至少一个传输位置点是该多个不同的传输位置点,则UE基于该至少一个BSA消息来确定每个波束至各自的传输位置点的映射,并且随后基于每个传输位置点的所映射波束的相关联ToA测量来推导至该传输位置点的不同RTT。对于UE没有从其检测到波束(或没有足够可靠地检测到波束)以用于估计ToA的传输位置点,UE可能不会计算ToA。在另一示例中,如果在806处使用的该至少一个传输位置点是单个代表性传输位置点,则UE基于针对该多个波束的相关联ToA测量来推导至该单个代表性传输位置点的单个RTT(例如,就好像每个波束是从该单个代表性传输位置点发送的,而不管波束实际上是从哪个传输位置点发送的)。
参考图8的806,在另外的示例中,假设UE 805不能确定特定波束或波束组被映射到的传输点位置。在这种情况下,UE 805可以确定该一个或多个波束中的至少一个波束被映射到的多个候选传输点位置。例如,如上面针对表3提到的,可以经由BSA消息向UE 805通知正从多个传输点位置发送特定波束。UE 805随后可以在806处基于该多个候选传输点位置来估计UE 805的多个候选位置估计。例如,UE 805可以从该多个候选传输点位置中选择一个传输点位置,并且假设检测到的ToA基于从所选择的传输点位置接收到的信号。即,在多边测量过程中,所选择的传输点位置被用作信号的唯一传输位置,并且在该假设下估计UE 805的候选位置。以此方式,UE 805可以计算与每个候选传输点位置相对应的候选位置估计。UE 805随后可以基于该多个候选位置估计来推导针对UE的位置估计。例如,位置估计推导可以包括(i)对该多个候选位置估计进行平均,或者(ii)选择与一个或多个其它定位测量(例如来自其它已知传输位置的ToA测量和针对UE的先前估计的位置估计)最一致的候选位置估计。例如,最一致的候选位置估计可以对应于在地理上最接近针对UE的一个或多个先前位置估计的位置估计、跟踪与UE已经被记录为移动的轨迹最接近的位置估计、等等。类似地,当从多个传输点位置发送波束时,UE 805可以采用用于异常值消除的统计技术(例如RANSAC算法),以消除关于候选传输点位置的错误假设。
图10示出了根据本公开内容的实施例的用于发送与关联于基站的多个不同传输点位置有关的位置信息的示例性方法1000。方法1000可以由网络实体1005执行,该网络实体1005可以对应于基站(例如基站102、222、224、31、402a-402d、502中的任何基站)或者替代地对应于服务器(例如230或300B)。
参考图10,在1002处,网络实体1005(例如,天线320、发射机318和/或TX处理器316、网络接入端口304B)向UE发送至少一个BSA消息,该至少BSA消息指示(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,该传输点位置集合包括基站的基于与该基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,(ii)多个波束中的每个波束至该至少一个传输点位置的映射。在一个示例中,在1002处发送的该至少一个BSA消息对应于在图8的802处由UE805接收的至少一个BSA消息。
参考图10,在1004处,网络实体1005(例如,天线320、发射机318和/或TX处理器316)可选地根据映射从基站的该至少一个传输点位置发送该多个波束。如果网络实体1005对应于基站,则可以由网络实体1005执行1004处的传输。然而,如上面提到的,网络实体1005也可以对应于与发送波束的基站分离的服务器,在这种情况下,网络实体1005不执行1004。在一个示例中,可选地由网络实体1005在1004处发送的波束对应于由UE805在图8的804处接收到的波束。
图11-图12示出了根据本公开内容的实施例的图8和图10的过程的示例性实现方式。
参考图11,假设图7的702-708被执行。在图7的708之后,在1102处,UE 805向网络实体1005发送针对与基站相关的位置信息的请求以及对来自708的所标识的感兴趣波束的指示。网络实体1005在1104处接收该请求。在1106处,网络实体1005发送至少一个BSA消息,该至少一个BSA消息包括被映射到所标识的感兴趣波束的传输点位置以及相关联的映射信息。在1108处,UE 805接收该至少一个BSA消息。在1106-1108处交换的BSA消息可以对应于在图8的802或图10的1002处交换的BSA消息。因此,图11的过程展示了可以响应于来自UE805的请求(具体而言是特定于基站且特定于波束的请求)而交换BSA消息。
在其它实施例中,UE 805不需要如图11中那样指定任何特定的感兴趣波束。相反,UE 805仅需要标识需要其位置信息的基站,并且网络实体1005可以发送BSA消息,该BSA消息传达被映射到由该基站发送的任何波束的所有传输点位置以及相关联的映射信息。此外,网络实体1005也可以在相同的BSA消息或不同的BSA消息中发送针对一个或多个其它基站的传输点位置信息。
参考图12,假设图11的1102-1108被执行。在图11的1108之后,在1202处,基站(在图12中被表示为基站1203)根据由来自1106-1108的BSA消息传达的映射来向UE 805发送包括波束1205、1207和1209的波束集合。由UE 805在1204处接收该波束集合。在1202-1204处交换的波束可以对应于在图8的804或图10的1004处交换的波束。在1212处,UE 805基于由UE 805对来自波束集合的一个或多个波束执行的测量以及该至少一个传输点位置(例如,多个不同的波束映射的传输点位置或者针对基站的单个代表性传输点位置,如上面提到的)来估计其位置。
本领域技术人员将意识到,信息和信号可以使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如,贯穿上面的描述可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
此外,本领域技术人员将意识到,结合本文所公开的各方面描述的各种说明性逻辑框、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的这一可互换性,各种说明性组件、框、模块、电路和步骤在上面已大体围绕其功能性进行了描述。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同方式实现所描述的功能,但此类实现决策不应该被解释为脱离本文所描述的各个方面的范围。
可以利用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合,来实现或执行结合本文所公开的各方面所描述的各种说明性的逻辑框、模块和电路。通用处理器可以是微处理器,但在替代方案中,该处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合(例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器、或者任何其它此种配置)。
结合本文公开的各方面描述的方法、序列和/或算法可以直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可以驻留在RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域中所知的任何其它形式的非暂时性计算机可读介质中。示例性非暂时性计算机可读介质可以耦合到处理器,以使得处理器可以从该非暂时性计算机可读介质读取信息并向该非暂时性计算机可读介质写入信息。在替代方案中,非暂时性计算机可读介质可以整合到处理器。处理器和非暂时性计算机可读介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户设备(例如,UE)或基站中。在替代方案中,处理器和非暂时性计算机可读介质可以是用户设备或基站中的分立组件。
在一个或多个示例性方面中,可以在硬件、软件、固件、或者其任何组合中实现本文所描述的功能。如果在软件中实现,则各功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读介质上或者通过非暂时性计算机可读介质发送。计算机可读介质可以包括存储介质和/或通信介质,通信介质包括可以促进将计算机程序从一地转移到另一地的任何非暂时性介质。存储介质可以是能由计算机访问的任何可用介质。举例而言而非限制,这种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、或可以用于携带或存储具有指令或数据结构形式并且可以由计算机访问的期望程序代码的任何其它介质。此外,任何连接适当地称为计算机可读介质。例如,如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其它远程源传输软件,则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在介质的定义中。术语磁盘和光盘(其可以在本文中互换地使用)包括压缩CD、激光光盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘,这些磁盘和光盘通常磁性地复制数据和/或利用激光来光学地复制数据。上面各项的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
虽然前述公开内容示出了说明性方面,但本领域技术人员将意识到,可以对这些方面作出各种改变和修改而不会脱离如由所附权利要求限定的本公开内容的范围。此外,根据本文所描述的各个说明性方面,本领域技术人员将意识到,不需要以任何特定的顺序来执行上述任何方法和/或所附的任何方法权利要求中叙述的功能、步骤和/或动作。此外,就以单数形式在上面描述或在所附权利要求中叙述任何要素而言,本领域技术人员将意识到,单数形式也涵盖复数,除非显式地声明限于单数形式。
Claims (30)
1.一种对用户设备(UE)进行操作的方法,包括:
从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
根据所述映射从所述基站接收所述多个波束;以及
至少部分地基于以下各项来估计所述UE的位置:(i)由所述UE对所述多个波束中的一个或多个波束执行的一个或多个测量,以及(ii)所述一个或多个波束被映射到的所述至少一个传输点位置。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述至少一个传输点位置是所述多个不同传输点位置。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括:
确定所述多个不同传输点位置中所述多个波束中的一个或多个波束被映射到的一个或多个传输点位置,
其中,所述估计所使用的所述至少一个传输点位置对应于所确定的一个或多个传输点位置。
5.根据权利要求4所述的方法,
其中,所述确定确定所述一个或多个波束中的至少一个波束被映射到的多个候选传输点位置,
其中,所述估计基于所述多个候选传输点位置来估计所述UE的多个候选位置估计,并基于所述多个候选位置估计来推导所述UE的位置估计。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述推导通过以下操作基于所述多个候选位置估计来推导所述位置估计:
(i)对所述多个候选位置估计进行平均,或者
(ii)选择与所述UE的一个或多个先前估计的位置估计最一致的候选位置估计。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个传输点位置是所述多个不同传输点位置。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个传输点位置是基于所述多个不同传输点位置的单个代表性传输点位置。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述单个代表性传输点位置不同于所述多个不同传输点位置中的任何传输点位置。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述单个代表性传输点位置在所述多个不同传输点位置之间被平均。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,所述单个代表性传输点位置是所述多个不同传输点位置中的一个传输点位置。
12.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述网络实体对应于位置服务器,或者
其中,所述网络实体对应于所述基站。
13.根据权利要求12所述的方法,还包括:
向所述网络实体发送针对与所述至少一个基站有关的位置信息的请求,
其中,所述至少一个BSA消息是响应于所述请求而接收的。
14.根据权利要求13所述的方法,
其中,所述请求还标识由所述基站发送的对于所述UE感兴趣的波束,并且
其中,所标识的感兴趣波束对应于所述多个波束。
15.一种对网络实体进行操作的方法,包括:
向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
从所述UE接收针对与一个或多个基站有关的位置信息的请求,
其中,所述发送是响应于所述请求而执行的。
17.根据权利要求16所述的方法,
其中,所述请求还标识由所述基站发送的对于所述UE感兴趣的波束,所述方法还包括:
将所述至少一个BSA消息配置为仅包括针对所述基站的被映射到所标识的感兴趣波束的传输点位置信息,以使得所标识的感兴趣波束对应于所述多个波束。
18.根据权利要求15所述的方法,其中,所述网络实体对应于位置服务器。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述网络实体对应于所述基站。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括:
根据所述映射从所述基站的所述至少一个传输点位置发送所述多个波束。
21.根据权利要求15所述的方法,其中,所述至少一个传输点位置是所述多个不同传输点位置。
22.根据权利要求15所述的方法,其中,所述至少一个传输点位置是基于所述多个不同传输点位置的单个代表性传输点位置。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述单个代表性传输点位置不同于所述多个不同传输点位置中的任何传输点位置。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述单个代表性传输点位置在所述多个不同传输点位置之间被平均。
25.根据权利要求22所述的方法,其中,所述单个代表性传输点位置是所述多个不同传输点位置中的一个传输点位置。
26.一种用户设备(UE),包括:
存储器;
至少一个收发机;以及,
耦合到所述存储器和所述至少一个收发机的至少一个处理器,所述至少一个处理器被配置为:
从网络实体接收至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
27.根据权利要求26所述的UE,其中,所述至少一个处理器还被配置为:
根据所述映射从所述基站接收所述多个波束;以及
至少部分地基于以下各项来估计所述UE的位置:(i)由所述UE对所述多个波束中的一个或多个波束执行的一个或多个测量,以及(ii)所述一个或多个波束被映射到的所述至少一个传输点位置。
28.根据权利要求26所述的UE,
其中,所述至少一个传输点位置是所述多个不同传输点位置,或者
其中,所述至少一个传输点位置是基于所述多个不同传输点位置的单个代表性传输点位置。
29.一种网络实体,包括:
存储器;
至少一个通信接口;以及
耦合到所述存储器和所述至少一个通信接口的至少一个处理器,所述至少一个处理器被配置为:
向用户设备(UE)发送至少一个基站历书(BSA)消息,所述至少一个BSA消息指示:(i)与至少一个基站相关联的传输点位置集合,所述传输点位置集合包括基站的基于与所述基站相关联的多个不同传输点位置的至少一个传输点位置,以及(ii)多个波束中的每个波束到所述至少一个传输点位置的映射。
30.根据权利要求29所述的网络实体,
其中,所述至少一个传输点位置是所述多个不同传输点位置,或者
其中,所述至少一个传输点位置是基于所述多个不同传输点位置的单个代表性传输点位置。
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