CN112514277B - 用于多径角度估计的接收器和发送器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接收装置和发送装置，能够对从发送装置发送到接收装置的信号的多径的角度估计(AE)进行改善。AE可以与信道估计(CE)集成，并且可以提高CE的质量和发送装置对接收装置的定位能力。接收装置用于基于第一角网格执行第一多径角度估计，获得发送装置的天线特性，获得过采样因子，基于过采样因子和第一角网格确定第二角网格，以及基于第一多径角度估计、天线特性、和第二角网格执行第二多径角度估计。发送装置用于向上述接收装置发送上述发送装置的天线阵列的天线特性，确定第一角网格的过采样因子，以及向上述接收装置发送上述过采样因子。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于信号的多径信息的角度估计(angle estimation，AE)(多径AE)的接收装置(特别是接收器)以及发送装置(特别是发送器)。接收装置和发送装置可以形成一个系统，其中共享例如关于发送装置的天线特性的信息，以便执行多径AE。本发明还涉及一种例如在接收器侧执行的用于多径AE的方法，以及一种例如在发送器侧执行的用于支持多径AE的方法。
背景技术
利用毫米波频率对于5G实现极高的所需数据速率是关键的。对于毫米波通信，当前假设是使用大量天线(以阵列形式)和混合模数波束成形架构。此外，可以部署不规则的天线阵列以改善波束形状并减少控制电路。
除了实现高数据速率之外，毫米波的大带宽和波束成形操作还促进增强的基于无线电的定位，基于无线电的定位需要准确的AE。多径AE特别地使得即使利用单个基站(BaseStation，BS)也能够定位移动站(Mobile Station，MS)。
在毫米波通信中，由于通信信道的稀疏多径分量，AE可以集成到信道估计(Channel Estimation，CE)中，其中AE的精度还影响信道状态信息(Channel StateInformation，CSI)的质量，并且因此影响预编码性能。通过估计多径角度和增益(复数值)，而不是执行传统的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)CE，尽管天线数量很大，也可以减少训练或导频信号的开销。此外，这种CE与混合模数波束成形架构兼容。
然而，传统的解决方案仅提供了有限精度的多径AE，因此定位和CE较差。
作为示例，利用了压缩感知(Compressive Sensing，CS)技术，其中特别地应用了分级波束扫描(Hierarchical Beam Scanning，HBS)或穷举波束扫描(Exhaustive BeamScanning，EBS)。例如，CS是通过正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit，OMP)机制完成的。通过应用这种OMP机制，利用了毫米波信道的稀疏性，并且迭代地搜索强路径。然而，该示例的缺点是训练信号开销高，训练信号开销与MS的数目成线性比例。此外，该示例的AE精度限于波束扫描网格。因此，CE精度也相当有限。
作为另一个示例，提出了一种基于上述HBS方法的增强方法。在每个阶段，为信道的每个(粗略)识别的路径方向发送辅助波束对(auxiliary beam pair，ABP)。这些ABP中的每一个都被设置到原始波束的稍左和稍右，并且包含信道功率。这种ABP用于改进AE精度。然而，这些ABP的缺点是其额外需要传输，这导致额外的开销和延迟。AE所需的精度越高，需要执行的级就越多，并且辅助波束需要越细。开销也变得更高。
发明内容
鉴于上述缺点，本发明的目的在于改进传统的解决方案。本发明的目的是提供一种用于信号的高精度AE多径信息的解决方案。特别地，本发明分别提供用于实现高精度AE的一种接收装置和一种发送装置。因此，本发明寻求增强定位和CE。
本发明的目的通过所附独立权利要求中提供的解决方案来实现。本发明的有利实施方式在从属权利要求中进一步限定。
本发明的目的的解决方案考虑了三个问题：
首先，考虑混合架构(Hybrid Architecture，HA)对AE和CE的约束。这意味着在发送装置处不可能存在用于每个天线的单独导频序列。相反，可能仅每个射频(RadioFrequency，RF)链有单独的导频序列。在接收装置处，不可能对每个接收天线的各个信号进行评估。相反，只有每个RF链的输出处的信号(该信号是接收天线的信号的加权和)可用于评估。
其次，假设具有HA并执行波束扫描的CE(集成AE)的一般方法。
第三，假设在发送装置处可以使用不规则阵列以及规则阵列。利用不规则的阵列，可以实现高增益和较好的波束形状，并减少控制数量。利用规则阵列，可以容易地根据天线几何结构计算波束图，这有助于AE。
本发明的解决方案的主要思想是利用发送装置的天线特性，基于例如下行链路(Downlink，DL)波束扫描，实现高分辨率多径AE。高分辨率多径AE可以例如使用牛顿OMP的多维扩展(Multi-Dimensional extension of the Newtonized OMP，MD-NOMP)完成。
本发明的第一方面提供一种接收装置，用于从发送装置接收的信号的多径信息的角度估计，该接收装置用于基于第一角网格执行第一多径角度估计；获得上述发送装置的天线特性；获得过采样因子；基于上述过采样因子和上述第一角网格确定第二角网格；以及基于第一多径角度估计、天线特性、和第二角网格执行第二多径角度估计。
基于接收的天线特性和确定的第二角网格(该第二角网格特别是关于第一角网格的过采样角网格)，接收装置能够执行改进的AE，特别是具有比常规解决方案中更高的精度。此外，通过执行两阶段AE，可以保持特别比在精细角网格上执行的纯OMP低的计算复杂度。而且，与例如具有相当数值复杂度的纯OMP解决方案相比，AE的性能可以得到改善。另一个优点是，接收器可以对发送装置的规则天线阵列和不规则天线阵列执行高准确度AE。作为另一优点，因为AE可以集成在CE中，所以可以实现较高质量的CSI并因此实现改进的CE，并且还能够实现改进的定位。
“角网格”可以例如包括具有相同相互角距离和相等角宽度的多个角度扇区或间隔。两个角度间隔之间的角度距离可以例如从角宽度的相应中心测量。角网格越精细，相互的角距离越小，并且每个间隔的角宽度越小。角网格越粗，相互的角距离越大，并且每个间隔的角宽度越大。
“过采样因子”是可以应用于(与之计算，例如，与之相乘)角网格以计算更精细或更粗角网格的因子。例如，如果过采样因子的值高于某个阈值，则当应用过采样因子时，角网格可以变成较精细的角网格。如果过采样因子的值低于特定阈值，则当应用过采样因子时，角网格可以变成较粗的角网格，反之亦然。此外，过采样因子的值越大(例如，从某个阈值起)，所计算的角网格可以变得越精细。
“天线特性”包括波束图和/或导向矢量，或者包括允许例如通过计算来导出波束图和/或导向矢量的信息。
在第一方面的实施方式中，接收装置用于通过使用CS技术执行第二多径角度估计。
因此，接收装置执行精确但有效的AE。
“CS技术”是一种已知的信号处理技术，用于通过找到欠定线性系统的解来有效地获取和重构信号。
在第一方面的另一实施方式中，接收装置用于通过使用OMP机制，特别是MD-NOMP机制，来执行第二多径角度估计。
利用这种机制，可以非常精确地执行多径AE，同时保持低数值复杂度。
在第一方面的另一实施方式中，接收装置用于根据天线特性确定第一角网格的角度间隔内的阵列响应，以及基于该阵列响应执行第二多径角度估计。
通过还考虑一个或多个阵列响应(例如，一个或多个阵列响应矢量)，可以进一步改进由接收装置执行的多径AE。
在第一方面的另一实施方式中，接收装置用于执行第一多径角度估计以获得第一角网格的角度间隔的子集；获得上述角度间隔的子集内的天线特性；以及对上述角度间隔的子集执行第二多径角估计。
这样，可以实现高精确度的多径AE，同时实现低数值复杂度。因此，接收装置也可以首先向发送装置发送需求以请求天线特性，然后直接或间接地从发送装置获得天线特性。
在第一方面的另一实施方式中，接收装置用于通过波束扫描过程或基于OMP机制执行第一多径角度估计。
也可以将两种技术结合起来。特别地，OMP机制可以在波束扫描过程之后进行，以执行第一多径AE。
在第一方面的另一实施方式中，接收装置用于向发送装置反馈第二多径角度估计和/或第一多径角度估计。
因此，可以实施将改进的CE反馈到发送装置。
在第一方面的另一实施方式中，接收装置用于向发送装置反馈第二多径角度估计至少作为信号的多个路径中的一个或多个路径的角度和复增益，特别地，其中角度由第二角网格的索引确定。
换句话说，接收装置可以根据每个路径的角度和复增益，反馈所估计的信道。该角度可以特别地根据(过采样的)第二角网格的索引反馈。
本发明的第二方面提供了一种发送装置，用于支持发送到接收装置的信号的多径信息的角度估计，上述发送装置用于向上述接收装置发送上述发送装置的天线阵列的天线特性；确定第一角网格的过采样因子；以及向接收装置发送过采样因子。
通过将天线特性和过采样因子发送到接收装置，发送装置使接收装置能够执行以上关于第一方面描述的较高准确度的AE。因此，发送装置支持上述优点和效果。发送装置可以基于需求、发送装置的能力、和网络状态(例如，信令开销)确定过采样因子，并且因此可以保证精确但有效的AE和CE反馈。
在第二方面的实施方式中，发送装置用于向接收装置发送第一角网格的每个角度间隔的天线特性或第一角网格的角度间隔的子集的天线特性。
这样，支持接收装置处的多径AE的高精度和/或低数值复杂度。
在第二方面的另一实施方式中，如果发送装置的天线阵列是不规则阵列，则天线特性包括在第一角网格的角度间隔内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应。
这种实施方式允许接收装置以低计算复杂度对发送装置的不规则天线阵列执行高准确度的AE。
在第二方面的另一实施方式中，如果发送装置的天线阵列是规则阵列，则天线特性包括发送装置的天线阵列的类型和/或几何形状。
这种实施方式允许接收装置以低计算复杂度对发送装置的规则天线阵列执行高准确度的AE。根据类型和/或几何结构，可以在接收装置处容易地计算波束图。
在第二方面的另一实施方式中，发送装置用于基于发送装置的预编码器量化级别确定过采样因子。
因此，发送装置能够特别地根据精度要求、网络状态等，选择在接收装置处的角网格的最佳细化。
在第二方面的另一实施方式中，发送装置用于基于需求参数和/或信令开销确定过采样因子。
因此，考虑了当前需求和当前开销，从而实现更高效的AE反馈过程。
在第二方面的另一实施方式中，上述发送装置用于在角度间隔的子集中利用特定波束类型，向上述接收装置发送一个或多个导频，其中，上述角度间隔的子集基于从上述接收装置接收的多径角度估计反馈确定。
例如，发送装置可以利用某些预定义的波束类型或与接收装置商定的波束类型发送导频或训练信号。这种波束类型通常不同于在波束扫描中使用的波束类型。
本发明的第三方面提供了一种方法，用于从发送装置发送到接收装置的信号的多径的角度估计，该方法包括：基于第一角网格执行第一多径角度估计；获得发送装置的天线特性；获得过采样因子；基于上述过采样因子和上述第一角网格确定第二角网格；以及基于第一多径角度估计、天线特性、和第二角网格执行第二多径角度估计。
在第三方面的实施方式中，该方法包括通过使用CS技术执行第二多径角度估计。
在第三方面的另一实施方式中，该方法包括通过使用OMP机制，特别是MD-NOMP机制，来执行第二多径角度估计。
在第三方面的另一实施方式中，该方法包括根据天线特性确定第一角网格的角度间隔内的阵列响应，以及基于该阵列响应执行第二多径角度估计。
在第三方面的另一实施方式中，该方法包括执行第一多径角度估计以获得第一角网格的角度间隔的子集；获得上述角度间隔的子集内的天线特性；以及对角度间隔的子集执行第二多径角估计。
在第三方面的另一实施方式中，该方法包括通过波束扫描过程或基于OMP机制执行第一多径角度估计。
在第三方面的另一实施方式中，该方法包括向发送装置反馈第二多径角度估计和/或第一多径角度估计。
在第三方面的另一实施方式中，该方法包括向发送装置反馈第二多径角度估计至少作为信号的多个路径中的一个或多个路径的角度和复增益，特别地，其中角度由第二角网格的索引确定。
第三方面的方法及其实施方式提供了与上述第一方面的接收装置及其相应实施方式相同的优点和效果。也就是说，第三方面的方法及其实施方式支持低数值复杂度的高精确度AE和不同种类的天线阵列的灵活使用。因此，也能够获得较高质量的CSI。
本发明的第四方面提供了一种方法，用于支持从发送装置发送到接收装置的信号的多径的角度估计，该方法包括：向接收装置发送该发送装置的天线阵列的天线特性；确定第一角网格的过采样因子；以及向接收装置发送上述过采样因子。
在第四方面的实施方式中，该方法包括向接收装置发送第一角网格的每个角度间隔的天线特性或第一角网格的角度间隔的子集的天线特性。
在第四方面的另一实施方式中，如果发送装置的天线阵列是不规则阵列，则天线特性包括在第一角网格的角度间隔内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应。
在第四方面的另一实施方式中，如果发送装置的天线阵列是规则阵列，则天线特性包括发送装置的天线阵列的类型和/或几何形状。
在第四方面的另一实施方式中，该方法包括基于上述发送装置的预编码器量化级别确定过采样因子。
在第四方面的另一实施方式中，该方法包括基于需求参数和/或信令开销确定过采样因子。
在第四方面的另一实施方式中，该方法包括在角度间隔的子集中利用特定波束类型，向接收装置发送一个或多个导频，其中，角度间隔的子集基于从接收装置接收的多径角度估计反馈确定。
第四方面的方法及其实施方式提供了与上述第二方面的发送装置及其相应实施方式相同的优点和效果。也就是说，第四方面的方法及其实施方式支持低数值复杂度的高精确度AE和不同种类的天线阵列的灵活使用。因此，也能够获得较高质量的CSI。
须注意，本申请中描述的所有装置、元件、单元、和方法可以以软件元件或硬件元件或其任何类型的组合实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及描述为由各种实体执行的功能表示相应的实体适于或用于执行相应的步骤和功能。
即使在以下对具体实施例的描述中，外部实体要执行的具体功能或步骤没有反映在对执行该具体步骤或功能的实体的具体详细元件的描述中，但本领域技术人员应当清楚，这些方法和功能可以在相应的软件元件或硬件元件或其任何类型的组合中实现。
附图说明
本发明的上述方面和实施方式将在以下关于附图的具体实施例的描述中进行解释，其中
图1示出了根据本发明的实施例的接收装置。
图2示出了根据本发明的实施例的发送装置。
图3示出了波束扫描过程的示例。
图4示出了波束图反馈的格式的示例。
图5示出了MD-NOMP过程的示例图示。
图6示出了根据本发明的实施例的方法。
图7示出了根据本发明的实施例的方法。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的接收装置100。接收装置100特别用于执行从发送装置110接收(即在DL中)的信号101的多径信息的AE。为此，接收装置100可以用于实现例如借助于接收装置100的处理器执行的若干功能或步骤。
特别地，接收装置100用于基于第一角网格103执行第一多径AE 102。第一多径AE102可以例如通过波束扫描过程300(例如，如图3中所示)和/或基于OMP机制执行。第一角网格103可以是包括多个角度间隔的预定义角网格(规则角网格)。例如，如图4所示，对于五个角度间隔400，多个角度间隔400可具有一定的相互角距离401(确定为两个相邻角度间隔400的中心之间的距离)和一定的相等角宽度402。
接收装置100还用于获得发送装置110的天线特性104。例如，可以直接或间接地从发送装置110接收这些天线特性104。然而，接收装置100还可以基于直接或间接从发送装置110接收的信息，或者基于从接收信号101导出的信息，或者基于从另一发送装置获得的信息确定天线特性。
此外，接收装置100用于获得过采样因子105，并且基于过采样因子105和第一角网格103确定第二角网格106。第二角网格106可以特别地是利用过采样因子105从第一角网格103计算的过采样角网格，即是比第一角网格103更精细的角网格。过采样因子可以直接或间接地从发送装置110接收，或者可以以其他方式确定。
此外，接收装置100用于基于第一多径AE 102、天线特性104、和第二角网格106，执行第二多径AE 107。特别地，接收装置100可以通过使用CS技术执行第二多径AE 107，CS技术例如是OMP机制，特别是MD-NOMP机制500(例如，如图5中所示)。
图2示出了根据本发明的实施例的发送装置200。发送装置200特别地用于支持发送到接收装置210的信号201的多径信息的AE。发送装置200可以是图1所示的发送装置110和/或接收装置210可以是图1所示的接收装置100(即，在以下使用附图标记210的所有地方，也可以使用附图标记100，反之亦然)。图1和图2中所示的发送装置200和接收装置100可以相应地形成根据本发明的实施例的系统。
发送装置200用于向接收装置210发送上述发送装置200的天线阵列202的天线特性204。如果发送装置200的天线阵列202是不规则天线阵列，则天线特性可以包括在第一角网格103的角度间隔400内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应(例如，阵列响应矢量)。如果发送装置200的天线阵列202是规则天线阵列，则天线特性204可以包括发送装置200的天线阵列202的类型和/或几何形状。
此外，发送装置200用于确定第一角网格203的过采样因子205。该过采样因子205可以与上述第一角网格103的过采样因子105相同(即，在以下使用附图标记203或附图标记205的所有地方，也可以使用附图标记103或附图标记105，反之亦然)。例如，发送装置200可以基于发送装置200的预编码器量化级别和/或基于需求参数和/或基于信令开销确定过采样因子205。
此外，发送装置200用于至少向接收装置210发送过采样因子205。
对于根据本发明实施例的上述接收装置100和发送装置200，假定AE(集成到CE中)在DL中完成。可以预定义公共波束码本，该公共波束码本可以跨相应的信道子空间。这种公共波束码本的一个示例是离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)波束码本。
下面，将详细描述根据本发明的上述实施例的接收装置100和发送装置200的具体改进。
发送装置200(例如BS)可以向接收装置100(例如MS)具体地发信号通知以下信息：
·发送装置200的天线阵列202是否是不规则阵列。
·在发送装置200的天线阵列202是不规则阵列的情况下，(根据第一角网格103)具有一定的角度采样分辨率的，包含强多径分量的角度间隔400的某些波束的波束图。
·在发送装置200的天线阵列202不是不规则阵列的情况下，给定的规则阵列结构的类型(例如，均匀线性阵列(Uniform Linear Array，ULA)或均匀矩形阵列(UniformRectangular Array，URA))，以及阵列202的几何结构信息(例如，沿阵列202的每个维度的天线单元的数量、天线单元间距等)。
然后，根据具体如下的两阶段过程执行高分辨率多径AE。
·阶段1：在发送装置200指示发送装置200是否具有不规则/规则阵列202之后，发送装置200执行波束扫描300，并且接收装置100执行波束对准过程(例如，如IEEE 802.11ad中的波束对准过程)或执行标准OMP(例如，通过假设在发送装置200处使用的波束图)，以便获得具有实质信道贡献的角度间隔400的子集。
为了执行波束扫描300，例如如图3所示，可以分别在成对的发送器波束和接收器波束上发送和接收导频。然后，所有波束对的接收导频可以存储在接收装置100。根据所接收的导频，接收装置100可以例如通过加权和组合所接收的导频或者仅仅比较每个波束对的接收功率，计算第一多径AE 102。
在该阶段1中，接收装置100特别地使用第一角网格103(第一角网格103与第二角网格106(例如，基于波束码本的角分辨率的规则网格)相比更粗)获得第一多径AE 102(较低分辨率AE)。
·阶段2：如阶段1中所提到的，发送装置200可以在角度间隔400的子集中发送波束图(该波束图在波束扫描300中使用)。在获得这些波束图之后，接收装置100可以例如通过使用MD-NOMP算法500执行较高分辨率AE，即第二多径AE 107。当使用MD-NOMP算法500时，接收装置100可以基于天线几何结构(规则结构)或波束图(不规则结构)具体地计算发送装置200的导向矢量的一阶导数和二阶导数。
换句话说，基于较低分辨率的第一多径AE 102，接收装置100用于应用CS技术(例如，MD-NOMP 500)以实现较高分辨率的第二多径AE，以便增强总体AE和CE准确性。根据OMP，可以估计每个信道路径/簇的复增益和角度。
在该阶段2中，接收装置100特别地使用较精细的第二角网格106获得第二多径AE107。为此，发送装置200还向接收装置100发信号通知过采样因子105/205。“过采样”指第一角网格103/203的细化。过采样因子105/205可由发送装置200基于发送装置200的预编码器量化级别、应用需求(例如，定位准确度、数据速率)、和/或信令开销确定。值得注意的是，发送装置200可为不同的接收装置100确定不同的过采样因子105/205(在发送装置200与多个接收装置100通信的情况下)。因此，发送装置200将所确定的过采样因子105/205分别发信号通知每个接收装置100。
可选地，如果上述子集中的通信的波束图(或与规则阵列结构对应的波束图)与在波束扫描过程300中使用的那些波束图不同，则发送装置200也可以向接收装置100提供与这种波束图对应的发送波束。然后，接收装置100可以例如使用MD-NOMP算法500执行上述高分辨率多径AE 107。
最后，在执行估计之后，一个或多个接收装置100将根据每个路径的角度和复增益向发送装置200反馈估计的信道。该角度特别是根据过采样的角网格的索引反馈。例如，接收装置100可以将根据过采样网格点的估计角度(以及该角度的复增益/脉冲响应)发送到发送装置200。信令格式可以包括规则的第一角网格103的索引，以及根据过采样网格点的数量从规则角网格间隔的中心的偏移。
下面，针对根据本发明的实施例的发送装置200和接收装置100描述关于上述增强的具体实现。
在发送装置200使用不规则天线阵列结构的实施方式中，可以使用天线特性信息的两阶段信令方法以减少开销。发送装置200可以仅向接收装置100发信号通知(规则角网格103的)角度间隔400的子集的详细天线特性信息，其中该子集包含主信道功率。两阶段信令方法可以包括以下步骤：
·步骤1：发送装置200可以经由以下选项之一获得关于该子集的信息(例如，角度/波束索引)：
选项1：接收装置100可以测量每个波束对的接收功率，并且反馈最强的波束标识符(identifier，ID)。
选项2：粗略的离开角(Angle of Departure，AoD)估计可以以较低频率执行。
选项3：这种信息可以从先前的信道估计中提取。
·步骤2：发送装置200可以向接收装置100通知该子集(如果接收装置100不知道该子集)。
·步骤3：接收装置100可以反馈接收装置100确切需要哪些角度间隔400(规则的第一角网格103的索引)的天线特性信息。注意，接收装置100可能已经具有来自先前CE过程的某些角度间隔400的这种信息。
·步骤4：发送装置200可以向接收装置100发送所需信息。这种信息的相应内容将在后面示出。
不规则阵列的波束图的反馈可以具体地有以下示例：
示例1：如图4所示，在第一角网格103的每个角度间隔400中的波束图、导向矢量、或阵列响应(矢量)。可以基于过采样的第二角网格106对波束图进行采样。
示例2：用于在第一角网格103的每个角度间隔400中的角度估计的导向矢量的一阶导数和二阶导数。
·步骤5：接收装置100执行(例如)MD-NOMP算法500以计算信道估计，并反馈改进的角度估计(例如，从规则的第一角网格103的偏移，根据过采样的角网格106的偏移)和复信道增益。
每个角度间隔400具有中心角。所有的角度间隔400可以因此具有相同的长度。然而，间隔400的长度也可以不同。此外，整个角度范围可以被等分为n个间隔400。然而，角度范围的这种均等划分仅是典型示例，也允许角度范围的其他划分。下面示出了角度间隔400的示例
在BS的第一角网格103上
在另一实施方式中，以上描述的并且在图5中示出的MD-NOMP算法500是牛顿OMP(MD-NOMP)的直接MD扩展。首先，在第i次OMP迭代中，接收装置100执行牛顿迭代以最大化边际似然
分别地，对于每个路径l＝1,…,i和每个角度
路径增益为βl，路径l的残差为rl，并且
随后，接收装置100细化在每次OMP迭代中找到的粗的网格上的角度估计。例如，下面说明MD-NOMP算法500的示例性伪代码(其中BS表示发送装置200，MS表示接收装置100)
在另一实施方式中，发送装置200可在上述阶段2中发送附加导频，其中，这些导频特别是在方向的子集中发送的。方向的子集由接收装置100处的初始CE确定。这种导频的一个例子是第二角网格106上的偏心(中心是指规则网格上的间隔的中心角)波束，用于计算波束图的导数。这种变化的优点是为OMP处理改进了残差信号的SNR。
另一实施方式涉及在发送装置200处确定过采样因子205。可以预定义一组可允许的过采样因子205。发送装置200可以基于发送装置200的预编码器量化级别、应用需求(例如，数据传输或定位)、和信令开销来选择过采样因子205。不同的接收装置100可以具有不同的过采样因子205。过采样因子205取决于信令开销(例如，关于波束图)。发送装置200可以将该过采样因子205发信号通知每个接收装置100(过采样因子适用于第一角网格103)。
图6示出了根据本发明的实施例的方法600。方法600可用于从发送装置110发送到接收装置100的信号101的多径的AE。因此，方法600可由根据本发明的实施例的接收装置100(例如，如图1所示)执行。
方法600包括步骤601，基于第一角网格103执行第一多径AE 102。步骤602，获得发送装置110的天线特性104。步骤603，获得过采样因子105。步骤604，基于过采样因子105和第一角网格103确定第二角网格106。步骤605，基于第一多径AE 102、天线特性104、和第二角网格106执行第二多径AE 107。
图7示出了根据本发明的实施例的方法700。方法700可用于支持从发送装置200发送到接收装置210的信号201的多径的AE。因此，方法700可由根据本发明实施例的发送装置200(例如，如图2所示)执行。
方法700包括步骤701，将发送装置200的天线阵列202的天线特性204发送到接收装置210。步骤702，确定第一角网格203的过采样因子205。步骤703，将过采样因子205发送到接收装置210。
综上所述，本发明具有以下优点：
·增强了多径AE，从而提高了定位准确度和CE质量。
·比使用更精细的角网格来改进AE的纯OMP的计算复杂度低。
·与具有相当的数值复杂度的纯OMP解决方案相比，改善了性能。
已经结合作为示例的各种实施例以及实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员在实践所要保护的发明时，通过研究附图、本公开、和独立权利要求，可以理解和实现其他变形形式。在权利要求书以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中所述的若干实体或项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实不表示这些措施的组合不能用于有利的实施。
Claims (15)
1.一种接收装置(100)，用于从发送装置(110)接收的信号(101)的多径信息的角度估计，所述接收装置(100)用于：
-基于第一角网格(103)执行第一多径角度估计(102)，获得所述第一角网格(103)的角度间隔(400)的子集；
-获得所述发送装置(110)的天线特性(104)，所述天线特性(104)包括所述角度间隔(400)的子集的天线特性；在所述发送装置(200)的天线阵列(202)是不规则阵列，则所述天线特性(204)包括所述角度间隔(400)内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应；
-获得所述第一角网格(103)的过采样因子(105)；
-基于所述过采样因子(105)和所述第一角网格(103)确定第二角网格(106)，所述第二角网格(106)是利用所述过采样因子(105)从所述第一角网格(103)计算的过采样角网格；以及
-基于所述第一多径角度估计(102)、所述角度间隔(400)的子集的天线特性、和所述第二角网格(106)，执行第二多径角度估计(107)。
2.根据权利要求1所述的接收装置(100)，用于
-通过使用压缩感知CS技术执行所述第二多径角度估计(107)。
3.根据权利要求1或2所述的接收装置(100)，用于
-通过使用正交匹配追踪OMP机制(500)，执行所述第二多径角度估计(107)，所述OMP机制(500)包括多维牛顿OMP MD-NOMP机制。
4.根据权利要求1至3之一所述的接收装置(100)，用于
-根据所述天线特性(104)确定所述第一角网格(103)的角度间隔(400)内的阵列响应，以及
-基于所述阵列响应执行所述第二多径角度估计(107)。
5.根据权利要求1至4之一所述的接收装置(100)，用于
-通过波束扫描过程(300)或基于OMP机制(500)执行所述第一多径角度估计(102)。
6.根据权利要求1至4之一所述的接收装置(100)，用于
-向所述发送装置(110)反馈所述第二多径角度估计(107)和/或所述第一多径角度估计(102)。
7.根据权利要求1至4之一所述的接收装置(100)，用于
-向所述发送装置(110)反馈所述第二多径角度估计(107)至少作为所述信号(101)的多个路径中的一个或多个路径的角度和复增益，其中，角度由所述第二角网格(106)的索引确定。
8.一种发送装置(200)，用于支持发送到接收装置(210)的信号(201)的多径信息的角度估计，所述发送装置(200)用于
-向所述接收装置(210)发送所述发送装置(200)的天线阵列(202)的天线特性(204)；所述天线特性(204)包括角度间隔(400)的子集的天线特性；所述角度间隔(400)是所述接收装置基于第一角网格(103)执行第一多径角度估计(102)获得的；在所述发送装置(200)的所述天线阵列(202)是不规则阵列，则所述天线特性(204)包括所述角度间隔(400)内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应；
-确定所述第一角网格(203)的过采样因子(205)；以及
-向所述接收装置(210)发送所述过采样因子(205)；所述过采样因子(205)用于所述接收装置(210)基于所述第一角网格(103)和所述过采样因子(205)确定第二角网格(106)，所述第二角网格(106)是利用所述过采样因子(105)从所述第一角网格(103)计算的过采样角网格；第二角网格(106)用于所述接收装置(210)基于所述第一多径角度估计(102)、所述角度间隔(400)的子集的天线特性、和所述第二角网格(106)，执行第二多径角度估计(107)。
9.根据权利要求8所述的发送装置(200)，用于
-向所述接收装置(210)发送所述第一角网格(203)的每个角度间隔(400)的所述天线特性(204)或所述第一角网格(203)的角度间隔(400)的子集的所述天线特性(204)。
10.根据权利要求8或9所述的发送装置(200)，其中，如果所述发送装置(200)的所述天线阵列(202)是规则阵列，则所述天线特性(204)包括所述发送装置(200)的所述天线阵列(202)的类型和/或几何结构。
11.根据权利要求8或9所述的发送装置(200)，用于
-基于所述发送装置(200)的预编码器量化级别确定所述过采样因子(205)。
12.根据权利要求8或9所述的发送装置(200)，用于
-基于需求参数和/或信令开销确定所述过采样因子(205)。
13.根据权利要求8或9所述的发送装置(200)，用于
-在角度间隔(400)的子集中利用特定波束类型，向所述接收装置(210)发送一个或多个导频，其中，所述角度间隔(400)的子集基于从所述接收装置(210)接收的多径角度估计反馈确定。
14.一种多径角度估计方法(600)，用于从发送装置(110)发送到接收装置(100)的信号(101)的多径的角度估计，所述方法(600)包括
基于第一角网格(103)执行(601)第一多径角度估计(102)，获得所述第一角网格(103)的角度间隔(400)的子集；
获得(602)所述发送装置(110)的天线特性(104)，所述天线特性(104)包括所述角度间隔(400)的子集的天线特性；在所述发送装置(200)的天线阵列(202)是不规则阵列，则所述天线特性(204)包括所述角度间隔(400)内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应；
获得(603)所述第一角网格(103)的过采样因子(105)；
基于所述过采样因子(105)和所述第一角网格(103)确定(604)第二角网格(106)，所述第二角网格(106)是利用所述过采样因子(105)从所述第一角网格(103)计算的过采样角网格；以及
基于所述第一多径角度估计(102)、所述角度间隔(400)的子集的天线特性、和所述第二角网格(106)，执行(605)第二多径角度估计(107)。
15.一种多径角度估计方法(700)，用于支持从发送装置(200)发送到接收装置(210)的信号(201)的多径的角度估计，所述方法(700)包括
向所述接收装置(210)发送(701)所述发送装置(200)的天线阵列(202)的天线特性(204)；所述天线特性(204)包括角度间隔(400)的子集的天线特性；所述角度间隔(400)是所述接收装置基于第一角网格(103)执行第一多径角度估计(102)获得的；在所述发送装置(200)的所述天线阵列(202)是不规则阵列，则所述天线特性(204)包括所述角度间隔(400)内的波束图、导向矢量、和/或阵列响应；
确定(702)所述第一角网格(203)的过采样因子(205)；以及
向所述接收装置(210)发送(703)所述过采样因子(205)；所述过采样因子(205)用于所述接收装置(210)基于所述第一角网格(103)和所述过采样因子(205)确定第二角网格(106)，所述第二角网格(106)是利用所述过采样因子(105)从所述第一角网格(103)计算的过采样角网格；第二角网格(106)用于所述接收装置(210)基于所述第一多径角度估计(102)、所述角度间隔(400)的子集的天线特性、和所述第二角网格(106)，执行第二多径角度估计(107)。
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