CN112534294A - 到达相位差和偏离角估计的天线相干性指示 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用以确定从与发送器(例如，基站、用户设备(UE))相关联的传输点集合发送的信号的偏离角(AoD)的技术。在一方面，传输点集合是共位的并且发送相干信号。接收器(例如，UE、网络实体)确定信号的到达相位差(PDoA)。基于PDoA和传输点集合的定位，可以计算AoD。当UE是接收器时，网络实体可以向UE传送指示传输点集合及其定位的基站历书(BSA)消息。

Description

到达相位差和偏离角估计的天线相干性指示
相关申请的交叉引用
本专利申请根据35 U.S.C.§119要求2018年8月8日提交的题为“INDICATION OFANTENNA COHERENCE FOR PHASE DIFFERENCE OF ARRIVAL AND ANGLE OF DEPARTUREESTIMATION”的希腊专利申请号20180100373以及2019年8月7日提交的题为“INDICATIONOF ANTENNA COHERENCE FOR PHASE DIFFERENCE OF ARRIVAL AND ANGLE OF DEPARTUREESTIMATION”的美国非临时专利申请号16/534,830的优先权，该两个专利都转让给本发明的受让人，并通过引用的方式将其全部内容明确并入本文中。
技术领域
本文描述的各方面大体上涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及到达相位差(PDoA)和偏离角(AoD)估计的天线相干性的指示。
背景技术
无线通信系统已经发展了几代，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(包括临时的2.5G和2.75G网络)、第三代(3G)高速数据、支持因特网的无线服务和第四代(4G)服务(例如，长期演进(LTE)或WiMax)。目前有许多不同类型的无线通信系统在使用，包括蜂窝式和个人通信服务(PCS)系统。已知蜂窝式系统的示例包括蜂窝式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的全球移动接入系统(GSM)变体等的数字蜂窝式系统。
第五代(5G)移动标准要求更高的数据传递速度、更多的连接数量和更好的覆盖范围，以及其他改进。根据下一代移动网络联盟，5G标准被设计成为数万名用户中的每一者提供每秒几十兆比特的数据速率，为办公室楼层的数十名员工提供每秒1千兆比特的数据速率。为了支持大型传感器部署，应支持几十万个同时连接。因此，与当前的4G标准相比，5G移动通信的频谱效率应显著增强。此外，与当前标准相比，应增强信令效率并大幅降低延时。
一些无线通信网络(诸如5G)支持在甚高频且甚至极高频(EHF)频带下操作，诸如毫米波(mmW)频带(通常，波长为1mm至10mm，或30至300GHz)。这些极高频可以支持非常高的吞吐量，诸如高达每秒6千兆比特(Gbps)。然而，在甚高频或极高频率下进行无线通信的挑战之一是，可能会由于高频率而出现显著的传播损耗。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，传播损耗可能很严重。例如，相对于在2.4GHz或5GHz频带中观测到的，传播损耗可能在大约22至27dB。
传播损耗也是任何频带中的多输入多输出(MIMO)和大规模MIMO系统中的一个问题。如本文所使用的术语MIMO通常指代MIMO和大规模MIMO两者。MIMO是一种通过使用多个发送和接收天线来利用多径传播来增加无线电链路容量的方法。多径传播的发生是因为射频(RF)信号不仅通过发送器和接收器之间的最短路径(这可能是视线(LOS)路径)传播，而且还通过许多其他路径传播，因为它们从发送器散布出去，并在到达接收器的途中被其他物体反射，诸如山、建筑物、水等。MIMO系统中的发送器包括多个天线，并通过引导这些天线在相同的无线电信道上各自向接收器发送相同的RF信号来利用多径传播。接收器还配备有多个调谐到无线电信道的天线，该无线电信道可以检测发送器发送的RF信号。当RF信号到达接收器时(一些RF信号可能由于多径传播而延迟)，接收器可以将它们组合成单个RF信号。因为发送器以比传送单个RF信号更低的功率级别发送每一RF信号，所以传播损耗也是MIMO系统中的一个问题。
为了解决mmW频带系统和MIMO系统中的传播损耗问题，发送器可以使用波束成形来扩展RF信号覆盖范围。特别地，发送波束形成是一种用于在特定方向发射RF信号的技术，而接收波束形成是一种用于增加沿特定方向到达接收器的RF信号的接收灵敏度的技术。发送波束成形和接收波束成形可以彼此结合或分开使用，并且下文中对“波束成形”的引用可以指发送波束成形、接收波束成形或两者。传统上，当发送器广播RF信号时，它在由固定天线方向图案或天线辐射方向图案确定的几乎所有方向上广播RF信号。通过波束成形，发送器确定给定接收器相对于发送器而定位，并在该特定方向上投射较强的下行链路RF信号，从而为接收器提供较快(就数据速率而言)和较强的RF信号。为了在发送时改变RF信号的方向性，发送器可以控制每一天线所广播的RF信号的相位和相对幅度。例如，发送器可以使用天线的阵列(也称为“相控阵列”或“天线阵列”)，该阵列创建可以“被导向(steered)”以指向不同方向的RF波束，而无需实际移动天线。具体地，RF电流以正确的相位关系被馈送到各个天线，使得来自单独天线的无线电波相加在一起以增加期望方向上的辐射，同时抵消来自单独天线的无线电波以抑制不期望方向上的辐射。
为了支持陆地无线网络中的位置估计，移动设备可以被配置为测量并报告从两个或更多个网络节点(例如，不同的基站或属于同一基站的不同传输点(例如，天线))接收的参考RF信号之间的观测的到达时间差(OTDOA)或参考信号定时差(RSTD)。
在发送器使用波束成形来发送RF信号的情况下，发送器和接收器之间的数据通信所关注的波束将是携带具有最高接收信号强度(或最高接收信噪加干扰比(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，当接收器依赖于具有最高接收信号强度的波束时，接收器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路径或最短非LOS(NLOS)路径)更长的NLOS路径上传播的场景下，由于传播延迟，RF信号可能比在最短路径上接收的RF信号更晚到达。因此，如果接收器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可能不是最佳的。
发明内容
以下内容呈现与本文公开的一个或多个方面相关的简要发明内容。如此以来，以下发明内容不应被视为与所有预期方面相关的广泛概述，也不应被视为识别与所有预期方面相关的关键或重要元素或描绘与任何特定方面相关联的范围。因此，以下发明内容的唯一目的是在下文呈现的详细描述之前，以简化的形式呈现与本文公开的机制的一个或多个方面相关的某些概念。
一个方面涉及第一节点，其包括存储器、接收器以及耦合到存储器和接收器的处理器。处理器可以被配置为通过接收器从网络实体接收指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息。所述传输点集合可以是共位(collocated)的，并且被配置为发送相干信号。处理器还可以被配置为通过接收器接收从第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号。处理器可以还被配置为确定所接收的相干信号之间的一个或多个到达相位差(PDoA)。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及网络实体，其包括存储器、通信接口以及耦合到存储器和通信接口的处理器。处理器可以被配置为通过通信接口向第一节点提供指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及一种操作第一节点的方法。该方法可以包括从网络实体接收指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。该方法还可以包括接收从第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的所述相干信号。该方法可以还包括确定所接收的相干信号之间的一个或多个到达相位差(PDoA)。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及一种操作网络实体的方法。该方法可以包括向第一节点提供指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及第一节点。第一节点可以包括用于从网络实体接收指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息的部件(means)。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。第一节点还可以包括用于接收从第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号的部件。第一节点可以还包括用于确定所接收的相干信号之间的一个或多个到达相位差(PDoA)的部件。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及网络实体。网络实体可以包括用于向第一节点提供指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息的部件。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及一种包含存储在其上的由第一节点可执行的指令的非暂时性计算机可读介质。该指令使得第一节点从网络实体接收指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。该指令还可以使得第一节点接收从第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号。该指令可以还使得第一节点确定所接收的相干信号之间的一个或多个到达相位差(PDoA)。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
一个方面涉及一种包含存储在其上的由网络实体可执行的指令的非暂时性计算机可读介质。该指令可以使得网络实体向第一节点提供指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息。传输点集合可以是共位位的，并且被配置为发送相干信号。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
基于附图和详细描述，与本文公开的方面相关联的其他目的和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
当通过参考结合附图考虑的以下详细描述而变得较好理解时，将容易获得对本文描述的各方面及其许多伴随的优点的更完整的理解，所述附图仅用于说明而非限制，并且其中：
图1示出根据各方面的示例性无线通信系统；
图2A和图2B示出根据各方面的示例性无线网络结构；
图3A示出根据各方面的在接入网络中的示例性基站和示例性UE；
图3B示出根据各方面的示例性服务器；
图4示出根据各方面的示例性无线通信系统；
图5示出根据各方面的示例性无线通信系统；
图6A是示出根据各方面的UE处的RF信道响应随时间变化的图表；
图6B示出根据各方面的偏离角(AoD)中集群的示例性分离；
图7A示出根据各方面的用于估计AoD的共位传输端口的示例性布置；
图7B示出根据各方面的可以从中导出AoD的观测到达相位差(OPDoA)测量值之间的图形关系；以及
图8-图12示出根据各方面的示例性方法。
具体实施方式
本文描述的各方面大体上涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及到达相位差(PDoA)和偏离角(AoD)估计。在一方面，网络实体(例如，定位服务器、基站)可以向第一节点(例如，UE)提供历书消息(例如，基站历书(BSA))。历书消息可以指示与第二节点(例如，基站)相关联的传输点集合，并且第一节点可以对从传输点集合发送的信号执行测量。特别地，第一节点可以确定信号的PDoA。第一节点还可以基于PDoA来确定或估计信号的AoD，和/或可以向网络实体提供PDoA。
在以下描述和相关附图中公开这些和其他方面以展示与示例性方面相关的具体示例。在阅读本公开时，替代方面对于相关领域的技术人员来说将是显而易见的，并且可以在不偏离本公开的范围或精神的情况下被构造和实践。另外，众所周知的元件将不被详细描述或者可以被省略，以便不模糊本文公开的方面的相关细节。
本文使用单词“示例性”意味着充当示例、实例或说明。本文中描述为“示例性”的任何方面不一定被解释为优于或有利于其他方面。同样地，术语“方面”并不要求所有方面包括所论述的特征、优点或操作模式。
本文使用的术语仅描述了特定方面，并且不应被解释为限制本文公开的任何方面。如本文所使用，单数形式“一”、“一个”和“所述”意图还包括复数形式，除非上下文另外明确指示。本领域技术人员将进一步理解，如本文所使用的术语“包含”和/或“包括”指定存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
此外，各方面可以根据将由例如计算设备的元件执行的动作序列来描述。本领域技术人员将认识到，本文描述的各种动作可以通过特定电路(例如，专用集成电路(ASIC))、通过由一个或多个处理器执行的程序指令或者通过两者的组合来执行。另外，本文描述的这些动作序列可以被认为全部体现在任何形式的非暂时性计算机可读介质内，在非暂时性计算机可读介质上存储有相应的计算机指令集，该计算机指令集在执行时将使得相关联处理器执行本文描述的功能。因此，本文描述的各方面可以以许多不同的形式体现，所有形式都被认为在所要求保护的主题的范围内。另外，对于本文描述的每一方面，任何此类方面的对应形式在此可以被描述为例如“被配置为……的逻辑”和/或被配置为执行所描述的动作的其他结构组件。
如本文所使用，术语“用户设备”(或“UE”)、“用户设备”、“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”、“手机”、“接入终端”、“订户设备”、“订户终端”、“订户站”、“终端”及其变体可以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。这些术语还意图包括与另一设备通信的设备，该另一设备可以诸如通过短程无线、红外线、有线连接或其他连接来接收无线通信和/或导航信号，而不管卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关处理是发生在该设备处还是发生在另一设备处。另外，这些术语意图包括所有设备，包括无线和有线通信设备，其可以经由无线电接入网络(RAN)与核心网络通信，并且UE可以通过核心网络与诸如因特网等外部网络以及与其他UE连接。当然，对于UE来说，连接到核心网络和/或因特网的其他机制也是可能的，诸如通过有线接入网络、无线局域网(WLAN)(例如，基于IEEE 802.11等)等等。UE可以由多种类型的设备中的任一者体现，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、平板型计算机、跟踪设备、资产标签等等。UE可以通过其向RAN传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)。RAN可以通过其向UE传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)。如本文所使用，术语业务信道(TCH)可以指代上行链路/反向或下行链路/前向业务信道。
根据各方面，图1示出示例性无线通信系统100。无线通信系统100(其还可以称作无线广域网(WWAN))可以包括各种基站102和各种UE 104。基站102可以包括宏小区(高功率蜂窝式基站)和/或小小区(低功率蜂窝式基站)，其中宏小区可以包括演进型NodeB(eNB)，其中无线通信系统100对应于LTE网络或gNodeB(gNB)，其中无线通信系统100对应于5G网络或两者的组合，并且小小区可以包括毫微微小区、微微小区、微小区等。
基站102可以共同形成无线电接入网络(RAN)，并且通过回程链路与演进分组核心(EPC)或下一代核心(NGC)相接口。除了其他功能之外，基站102可以执行有关以下各项中的一者或多者的功能：用户数据的传递、无线电信道加密和解密、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如，切换、双重连接性)、小区间干扰协调、连接设立和释放、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)、订户和装备跟踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、位置测定(positioning)和警告消息的递送。基站102可以通过回程链路134(其可以是有线或无线的)直接地或间接地(例如，通过EPC/NGC)彼此通信。
基站102可以与UE 104无线地通信。基站102中的每一者可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。在一方面，尽管图1中未示出，但地理覆盖区域110可以被细分为多个小区(例如，三个)或扇区，每一小区对应于基站102的单个天线或天线阵列。如本文所使用，术语“小区”或“扇区”可以对应于基站102的多个小区中的一者，或者对应于基站102本身，这取决于上下文。
虽然相邻宏小区地理覆盖区域110可以部分重叠(例如，在切换区域中)，但是一些地理覆盖区域110可以被更大的地理覆盖区域110基本上重叠。例如，小小区基站102’可以具有地理覆盖区域110’，其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。包括小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订户组(CSG)的受限组提供服务。基站102和UE 104之间的通信链路120可以包括从UE 104传输到基站102的上行链路(UL)(还称作反向链路)和/或从基站102传输到UE 104的下行链路(DL)(还称作前向链路)。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/或发送分集。通信链路可以通过一个或多个载波。载波的分配可以相对于DL和UL不对称(例如，可以为DL分配比UL更多或更少的载波)。
无线通信系统100可以还包括无线局域网(WLAN)接入点(AP)150，其经由通信链路154在未授权频谱(例如，5GHz)中与WLAN站(STA)152通信。当在未授权频谱中进行通信时，WLAN STA 152和/或WLAN AP150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。
小小区基站102’可以在授权和/或未授权的频谱中操作。当在未授权频谱中操作时，小小区基站102’可以采用LTE或5G技术并使用与WLAN AP 150所使用的相同5GHz未授权频谱。在未授权频谱中采用LTE/5G的小小区基站102’可以提高接入网络的覆盖范围和/或增加接入网络的容量。未授权频谱中的LTE可以称作LTE-未授权(LTE-U)、授权辅助接入(LAA)或MulteFire。
无线通信系统100可以还包括mmW基站180，其可以在mmW频率和/或接近mmW频率中操作，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毫米与10毫米之间的波长。此频带中的无线电波可以称作毫米波。接近mmW可以向下扩展到3GHz的频率且波长为100毫米。超高频(SHF)频带在3GHz和30GHz之间扩展，也称为厘米波。使用mmW/接近mmW无线电频带的通信具有高的路径损耗和相对短的距离。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距离。此外，将认识到，在替代配置中，一个或多个基站102还可以使用mmW或接近mmW和波束成形来进行发送。因此，将认识到，前述说明仅仅是示例，并且不应被解释为限制本文公开的各方面。
无线通信系统100可以还包括一个或多个UE(诸如UE 190)，其经由一个或多个设备到设备(D2D)对等型(P2P)链路间接连接到一个或多个通信网络。在图1的实施例中，UE190具有与连接到基站102之一的UE 104之一的D2D P2P链路192(例如，UE 190可以通过该链路间接获得蜂窝式连接性)，以及与连接到WLAN AP150的WLAN STA152的D2D P2P链路194(UE 190可以通过该链路间接获得基于WLAN的因特网连接性)。在示例中，D2D P2P链路192-194可以由任何众所周知的D2D无线电接入技术(RAT)支持，诸如LTE直接(LTE-D)、WiFi直接(WiFi-D)、蓝牙等等。
根据各方面，图2A示出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平面功能214(例如，UE注册、认证、网络接入、网关选择等)和用户平面功能212(例如，UE网关功能、对数据网络的接入、IP路由等)，它们协同操作以形成核心网络。用户平面接口(NG-U)213和控制平面接口(NG-C)215将gNB 222连接到NGC 210，并且具体地连接到控制平面功能214和用户平面功能212。在附加配置中，eNB 224也可以经由NG-C215连接到控制平面功能214和经由NG-U 213连接到用户平面功能212而连接到NGC 210。此外，eNB 224可以经由回程连接223直接地与gNB 222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，而其他配置包括eNB 224和gNB 222中的一者或多者。gNB222或eNB 224可以与UE 240通信(例如，图1中描绘的UE中的任一者，诸如UE 104、UE 182、UE 190等)。另一可选方面可以包括定位服务器230，其可以与NGC 210通信以为UE 240提供定位辅助。定位服务器230可以被实施为多个结构上分离的服务器，或者可替代地可以各自对应于单个服务器。定位服务器230可以被配置为支持UE 240的一个或多个定位服务，该UE可以经由核心网络、NGC 210和/或经由因特网(未示出)连接到定位服务器230。此外，定位服务器230可以集成到核心网络的组件中，或者可替代地可以在核心网络的外部。
根据各方面，图2B示出另一示例性无线网络结构250。例如，NGC 260可以在功能上被视为控制平面功能、接入和移动性管理功能(AMF)264和用户平面功能、以及会话管理功能(SMF)262，它们协同操作以形成核心网络。用户平面接口263和控制平面接口265将eNB224连接到NGC 260，并且具体地连接到AMF 264和SMF 262。在附加配置中，gNB 222还可以经由控制平面接口265连接到AMF 264和经由用户平面接口263连接到SMF 262而连接到NGC260。此外，eNB 224可以经由回程连接223直接地与gNB 222通信，无论gNB是否直接连接到NGC 260。因此，在一些配置中，新RAN 220可以仅具有一个或多个gNB 222，而其他配置包括eNB 224和gNB 222中的一者或多者。gNB 222或eNB 224可以与UE 204通信(例如，图1中描绘的UE中的任一者，诸如UE 104、UE 182、UE 190等)。另一可选方面可以包括定位管理功能(LMF)270，其可以与NGC 260通信以为UE 240提供定位辅助。LMF 270可以被实施为多个分离服务器(例如，物理上分离的服务器、单个服务器上的不同软件模块、跨越多个物理服务器散布的不同软件模块等)，或者可替代地可以各自对应于单个服务器。LMF 270可以被配置为支持UE 204的一个或多个定位服务，该UE可以经由核心网络、NGC 260和/或经由因特网(未示出)连接到LMF 270。
根据各方面，图3A示出在无线网络中与示例性UE 350通信的示例性基站310(例如，eNB、gNB、小小区AP、WLAN AP等)。在DL中，可以将来自核心网络(NGC 210/EPC 260)的IP分组提供给控制器/处理器375。控制器/处理器375实施无线电资源控制(RRC)层、分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层和介质访问控制(MAC)层的功能性。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间移动性和用于UE测量报告的测量配置相关联的RRC层功能性；与报头压缩/解压、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层功能性；与上层分组数据单元(PDU)的传递、通过ARQ的错误校正、RLC服务数据单元(SDU)的连结(concatenation)、分段和重组、RLC数据PDU的重新分段以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性；以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、调度信息报告、错误校正、优先级处置和逻辑信道优先化相关联的MAC层功能性。
发送(TX)处理器316和接收(RX)处理器370实施与各种信号处理功能相关联的层1功能性。包括物理(PHY)层的层1可以包括传输信道上的错误检测、传输信道的前向错误校正(FEC)编码/解码、交错、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-正交调幅(M-QAM))来处置到信号星座的映射。编码和经调制的符号然后可以分离为并行流。然后，每个流可以被映射到OFDM子载波，在时域和/或频域中与参考信号(例如，导频)多路复用，并且然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。OFDM流被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。信道估计可以从由UE 350发送的参考信号和/或信道条件反馈中导出。然后可以经由单独的发送器318a将每个空间流提供给一个或多个不同的天线320。每个发送器318a可以用相应的空间流来调制RF载波以进行传输。
在UE 350，每个接收器354a通过其相应的天线352接收信号。每个接收器354a恢复调制到RF载波上的信息，并将信息提供给RX处理器356。TX处理器368和RX处理器356实施与各种信号处理功能相关联的层1功能性。RX处理器356可以对信息执行空间处理，以恢复去往UE 350的任何空间流。如果多个空间流是去往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然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OFDM符号流。通过确定由基站310发送的最可能的信号星座点，每个子载波上的符号和参考信号被恢复和解调。这些软决策可以基于信道估计器358所计算的信道估计。然后，软决策被解码和解交错，以恢复最初由基站310在物理信道上发送的数据和控制信号。然后将数据和控制信号提供给实施实现层3和层2功能性的控制器/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可以称作计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器375提供传输和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压和控制信号处理，以从核心网络恢复IP分组。控制器/处理器359还负责错误检测。
类似于结合基站310的DL传输所描述的功能性，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层功能性；与报头压缩/解压和安全性(加密、解密、完整性保护、完整性验证)相关联的PDCP层功能性；与上层PDU的传递、通过ARQ的错误校正、RLC SDU的连结、分段和重组、RLC数据PDU的重新分段以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性；以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU多路复用到TB、从TB中解复用MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的错误校正、优先权处置和逻辑信道优先化相关联的MAC层功能性。
由信道估计器358从由基站310发送的参考信号或反馈中导出的信道估计可以被TX处理器368用来选择适当的编码和调制方案，并且有助于空间处理。可以经由单独的发送器354b将TX处理器368所生成的空间流提供给不同的天线352。每个发送器354b可以用相应的空间流来调制RF载波以进行传输。
UL传输在基站310处以类似于结合UE 350处的接收器功能描述的方式进行处理。每个接收器318b通过其相应的天线320接收信号。每个接收器318b恢复调制到RF载波上的信息，并将信息提供给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可以称作计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器375提供传输和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压、控制信号处理，以从UE 350恢复IP分组。可以将来自控制器/处理器375的IP分组提供给核心网络。控制器/处理器375还负责错误检测。
图3B示出示例性服务器300B。在示例中，服务器300B可以对应于上述定位服务器230的示例性配置。服务器300B包括耦合到易失性存储器302B和大容量非易失性存储器(诸如磁盘驱动器303B)的处理器301B。服务器300B还可以包括耦合到处理器301B的软盘驱动器、紧凑光盘(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，以用于建立与网络307B的数据连接，诸如耦合到其他广播系统计算机和服务器或耦合到因特网的局域网。
图4示出根据本公开的各方面的示例性无线通信系统400。在图4的示例中，UE 404可以对应于上文关于图1描述的UE中的任一者(例如，UE104、UE 182、UE 190等)，正试图计算其位置的估计，或辅助另一实体(例如，基站或核心网络组件、另一UE、定位服务器、第三方应用等)来计算其位置的估计。UE 404可以使用RF信号和用于RF信号调制和信息分组交换的标准化协议与多个基站402a-d(统称为基站402)无线通信，该基站可以对应于图1中的基站102或180和/或WLAN AP 150的任何组合。通过从交换RF信号中提取不同类型的信息，并利用无线通信系统400(即，基站定位、几何形状等)的布局，UE 102可以在预定义的参考坐标系中确定其位置，或者辅助确定其位置。在一方面，UE 404可以使用二维坐标系来指定其位置；然而，本文公开的方面不限于此，并且如果需要额外的维度，也可以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，但将认识到，可以有更多的UE 404和更多或更少的基站402。
为了支持位置估计，基站402可以被配置为在其覆盖区域中向UE 404广播参考RF信号(例如，位置测定参考信号(PRS)、小区特定参考信号(CRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、同步信号等)，以使UE 404能够测量网络节点对(pair)之间的参考RF信号定时差(例如，OTDOA或RSTD)，和/或识别最能激发UE 404和发送基站402之间的LOS或最短无线电路径的波束。识别LOS/最短路径波束是令人感兴趣的，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，而且因为识别这些波束可以基于波束方向直接提供一些位置测定信息。此外，这些波束随后可以用于需要精确ToA的其他位置估计方法，诸如基于往返时间估计的方法。
如本文所使用，“网络节点”可以是基站402、基站402的小区、远程无线电头、基站402的天线，其中基站402的天线的定位不同于基站402本身的定位，或者能够发送参考信号的任何其他网络实体。此外，如本文所使用，“节点”可以指代网络节点或UE。
定位服务器(例如，定位服务器230)可以向UE 404发送辅助数据，该辅助数据包括基站402的一个或多个相邻小区的识别和由每个相邻小区发送的参考RF信号的配置信息。可替代地，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中等)。可替代地，UE 404可以在不使用辅助数据的情况下检测基站402自身的相邻小区。UE 404(例如，部分基于辅助数据，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。使用这些测量值和所测量网络节点(即，基站402或发送UE 404测量的参考RF信号的天线)的已知定位，UE 404或定位服务器可以确定UE 404和所测量网络节点之间的距离，并且从而计算UE 404的定位。
术语“位置估计”在本文中用于指代对UE 404的位置的估计，该位置可以是地理的(例如，可以包含纬度、经度和可能的高度)或城市的(例如，可以包含街道地址、建筑物名称、或建筑物或街道地址内或附近的精确点或区域，诸如建筑物的特定入口、建筑物中的特定房间或套房、或诸如城镇广场的地标)。位置估计还可以称作“定位(location)”、“位置(position)”、“定点(fix)”、“位置定点”、“定位定点”、“定位估计”、“定点估计”或某一其他术语。获得定位估计的方式可以统称为“位置测定(positioning)”、“定位(locating)”或“位置固定”。用于获得位置估计的特定解决方案可以称作“位置解决方案”。作为位置解决方案的一部分，用于获得位置估计的特定方法可以称作“位置方法”或“位置测定方法”。
术语“基站”可以指代单个物理传输点，或指代多个物理传输点，物理传输点可以或可以不是同定位的(co-located)。例如，在术语“基站”指代单个物理传输点的情况下，物理传输点可以是对应于基站的小区的基站(例如，基站402)的天线。在术语“基站”指代多个同定位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系统中或基站采用波束成形的情况下)。在术语“基站”指代多个非同定位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分离天线网络)或远程无线电头(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。可替代地，非同定位的物理传输点可以是从UE(例如，UE 404)接收测量报告的服务基站以及UE正在测量其参考RF信号的相邻基站。因此，图4示出基站402a和402b形成DAS/RRH 420的一方面。例如，基站402a可以是UE404的服务基站，并且基站402b可以是UE 404的相邻基站。如此以来，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和网络节点(例如，基站402、天线)之间的LOS路径(或者在LOS路径不可用的情况下的最短NLOS路径)上接收的参考RF信号。然而，RF信号不仅通过发送器和接收器之间的LOS/最短路径传播，而且还通过许多其他路径传播，因为RF信号从发送器散布出去，并在到达接收器的途中被其他物体反射，诸如山、建筑物、水等。因此，图4示出在基站402和UE 404之间的许多LOS路径410和许多NLOS路径412。具体地，图4示出基站402a通过LOS路径410a和NLOS路径412a进行发送，基站402b通过LOS路径410b和两个NLOS路径412b进行发送，基站402c通过LOS路径410c和NLOS路径412c进行发送，以及基站402d通过两个NLOS路径412d进行发送。如图4所示，每个NLOS路径412被某一物体430(例如，建筑物)反射。如将认识到，由基站402发送的每个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的同一天线发送(从而示出RF信号的传播)。此外，如本文所使用的，术语“LOS路径”指代发送器和接收器之间的最短路径，并且可能不是实际的LOS路径，而是最短的NLOS路径。
每个LOS路径410和NLOS路径412表示RF信号遵循的路径。“RF信号”包括通过发送器和接收器之间的空间传输信息的电磁波。如图4所示并且如下文进一步描述，由于RF信号通过多径信道的传播特性，接收器(例如，UE 404)可以接收对应于每个发送的RF信号的多个“RF信号”。更具体地，当发送器(例如，基站402)发送RF信号时，在接收器(例如，UE 404)接收的RF信号是通过多个路径接收的RF信号的总和或累积。例如，UE 404可以将通过LOS路径410c和NLOS路径412c接收的RF信号组合成单个RF信号。由于信号路径可能具有不同的长度并且从不同的方向到达接收器，如图4所示，因此来自每个路径的RF信号被延迟并且以特定的角度到达。这种方向性效应在较高频率下更显著，诸如mmW。
在接收波束成形时，接收器使用接收波束来放大在给定信道上检测到的RF信号。例如，接收器可以增加增益设置和/或调整特定方向上的天线阵列(例如，图3中的天线352)的相位设置，以放大从该方向接收的RF信号(例如，增加其增益电平)。因此，当接收器被称为在某个方向上波束成形时，这意味着该方向上的波束增益相对于沿其他方向的波束增益是高的，或者该方向上的波束增益与对接收器可用的所有其他接收波束在该方向上的波束增益相比是最高的。这导致从该方向接收到的RF信号的较强接收信号强度(例如，RSRP、SINR等)。
图5示出根据本公开的各方面的示例性无线通信系统500。在图5的示例中，UE 504可以对应于图4中的UE 404，正试图计算其位置的估计，或辅助另一实体(例如，基站或核心网络组件、另一UE、定位服务器、第三方应用等)来计算其位置的估计。UE 504可以使用RF信号和用于RF信号调制和信息分组交换的标准化协议来与基站502无线通信，该基站可以对应于图4中的基站402中的一者。
如图5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的天线阵列形成和发送。虽然图5示出了发送五个波束的基站502，但将认识到，可以有多于或少于五个波束，在发送的波束之间，诸如峰值增益、宽度和旁瓣增益的波束形状可以不同，并且一些波束可以由不同的基站发送。
为了区分与一个波束相关联的RF信号和与另一波束相关联的RF信号，可以为多个波束511-515中的每一个指派波束索引。此外，与多个波束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。波束索引还可以从RF信号的传输时间(例如，帧、时隙和/或OFDM符号数)中导出。波束索引指示符可以是例如三比特字段，用于唯一区分多达八个波束。如果接收到具有不同波束索引的两个不同的RF信号，这将指示RF信号是使用不同的波束发送的。如果两个不同的RF信号共享共同的波束索引，这将指示不同的RF信号是使同一波束发送的。描述两个RF信号使用同一波束发送的另一方式是说：用于传输第一RF信号的(多个)天线端口在空间上与用于传输第二RF信号的天线端口准同定位。
在图5的示例中，UE 504接收在波束513上发送的RF信号的NLOS流523以及在波束514上发送的RF信号的LOS流524。尽管图5将NLOS流523和LOS流524示出为单线(分别为虚线和实线)，如将认识到，由于例如RF信号通过多径信道的传播特性，NLOS流523和LOS流524在到达UE504时可以各自包括多个射线(即，“集群”)。例如，当电磁波从物体的多个表面反射时，形成RF信号的集群，并且反射从大致相同的角度到达接收器(例如，UE 504)，每个反射比其他反射多或少传播几个波长(例如，厘米)。所接收的RF信号的“集群”通常对应于单个发送的RF信号。
在图5的示例中，尽管NLOS流523最初不是指向UE 504，如将认识到，它可以是如图4中NLOS路径412上的RF信号那样。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，并且因此仍然可以是相对强的RF信号。相反，LOS流524指向UE 504，但是穿过障碍物530(例如，植物、建筑物、山、诸如云或烟等破坏性环境等)，这可能会使RF信号显著降级。如将认识到，尽管LOS流524比NLOS流523更弱，但是LOS流524将在NLOS流523之前到达UE 504，因为它遵循从基站502到UE 504的较短路径。
如上所述，基站(例如，基站502)和UE(例如，UE 504)之间的数据通信的感兴趣波束是携带RF信号的波束，该RF信号以最高信号强度(例如，最高RSRP或SINR)到达UE，而用于位置估计的感兴趣波束是携带RF信号的波束，该RF信号激励LOS路径并且在所有其他波束(例如，波束514)当中具有沿着LOS路径的最高增益。也就是说，即使波束513(NLOS波束)微弱地激励LOS路径(由于RF信号的传播特性，即使没有沿着LOS路径聚焦)，波束513的LOS路径的弱信号(如果有的话)也可能不被可靠地检测到(与来自波束514的信号相比)，从而导致在执行位置测定测量时更大的误差。
虽然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，但是对于其他频带，诸如mmW，它们可能不是相同的波束。如此以来，参看图5，当UE 504正在与基站502进行数据通信会话时(例如，其中基站502是UE 504的服务基站)，并不是简单地试图测量由基站502发送的参考RF信号时，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流524，尽管受到阻碍。
图6A是示出根据本公开各方面的接收器(例如，UE 504)处的RF信道响应随时间变化的图表600A。在图6A所示的信道下，接收器在时间T1在信道抽头(channel tap)上接收两个RF信号的第一集群，在时间T2在信道抽头上接收五个RF信号的第二集群，在时间T3在信道抽头上接收五个RF信号的第三集群，以及在时间T4在信道抽头上接收四个RF信号的第四集群。在图6A的示例中，因为在时间T1的RF信号的第一集群首先到达，所以推测它是LOS流(即，通过LOS或最短路径到达的流)，并且可以对应于LOS流524。在时间T3的第三集群包括最强RF信号，并且可以对应于NLOS流523。从发送器侧来看，所接收RF信号的每个集群可以包括以不同角度发送的RF信号的部分，并且因此可以说每个集群具有与发送器不同的偏离角(AoD)。图6B是示出AoD中集群的这种分离的图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”)，并且在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”)。注意，尽管图6B中描绘的两个集群的AoD范围在空间上是隔离的，但是一些集群的AoD范围也可以部分重叠，即使集群在时间上是分离的。例如，当两个独立的建筑物以相同AoD上从发送器向接收器反射信号时，可能会出现这种情况。应注意，虽然图6A示出了两个到五个信道抽头的集群，如将认识到，集群可以具有比所示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，使得波束之一(例如，波束514)指向RF信号的第一集群的AoD范围602a，并且不同的波束(例如，波束513)指向RF信号的第三集群的AoD范围602b。波束成形后信道响应(即，当发送的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沿着集群的AoD由波束增益来缩放。在该情况下，用于位置测定的感兴趣波束将是指向RF信号的第一集群的AoD的波束，因为它们首先到达，并且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，因为它们是最强的。
通常，当发送RF信号时，发送器不知道它将遵循什么路径到达接收器(例如，UE504)或它将在什么时间到达接收器，并且因此以相等的能量在不同的天线端口上发送RF信号。可替代地，发送器可以在多个传输场合在不同方向上对RF信号进行波束成形，并从接收器获得测量反馈，以显式或隐式地确定无线电路径。
应注意，虽然本文公开的技术通常是根据从基站到UE的传输来描述的，如将认识到，它们同样适用于从UE到基站的传输，其中UE能够进行MIMO操作和/或波束成形。此外，虽然波束成形在上文中通常是结合发送波束成形来描述的，但是在特定实施例中，接收波束成形也可以结合上述发送波束成形来使用。
如上所述，在一些频带中，最短路径(如上所述，其可以是LOS路径或最短NLOS路径)可能弱于替代的较长(NLOS)路径(由于传播延迟，RF信号通过其稍后到达)。因此，在发送器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)可能不同于用于位置估计的感兴趣波束(携带激励最短可检测路径的RF信号的波束)。如此以来，对于接收器来说，识别并向发送器报告用于位置估计的感兴趣波束以使发送器能够随后修改发送波束集合来辅助接收器执行位置估计将是有益的。
到目前为止，已经讨论了基于OTDOA的位置估计技术。但是当发送器天线共位时，即天线之间的距离与载波波长相当(例如，在10个波长或更小的范围内)，基于OTDOA的三角测量/多边测量可能变得不切实际，例如，因为来自共位传输点的到达时间差可能太小而不能被接收器准确地测量。然而，通过观测的到达相位差(OPDoA)测量，共位天线端口仍然可以用于AoD估计，并且因此进行位置测定。但是为了进行AoD估计，发送器天线应该是相干的，这并不总是这样，尤其是在mmW载波频率下。因此，应该向接收器(例如，UE)通知发送器的哪些天线端口可以被视为相干的。
图7A示出当发送器(TX)向接收器(RX)发送多个信号时，根据OPDoA测量来估计AoD的示例性布置。TX可以配备有多个天线(例如，四个天线)来发送信号。天线也可以称作“传输端口”(TP)。在图7A中，假设TX(例如，基站)配备有四个传输点，将信号发送到与传输点成θ的角度(即AoD)的RX。假设如下：
·传输点是共位的(传输点最多分隔几个波长λ)；
·发送的信号是相干的(相同频率，固定的相位关系)；以及
·发送的信号都是彼此可区分的(在时域、频域和/或码域上)。
在图7A，假设四个传输点位于位置a1、a2、a3和a4。由于传输点是共位的，这意味着位置之间(例如，a1和a2之间)的间隔至多为载波的几个波长λ。实际上，该间隔甚至可能小于单个λ。由于传输点的物理间隔，从不同传输点发送到RX的信号行进的距离将会不同，这将在RX处显现为相对于彼此的相位变化。换句话说，所接收的相位关系将与发送的相位关系不同。然后，通过观测接收器RX处信号的PDoA，可以估计AoDθ。
过程通常可以描述如下：首先，设dij≡ai-aj(以波长λ为单位)，并且ω≡2πsinθ。然后假设相干传输点，来自传输点ai-aj的信号之间的PDoA Δij可以表示为
Figure BDA0002933486120000201
RX可以测量从传输点(例如，天线端口)i和j接收的信号之间的相位差Δij。
图7B示出了可以从中导出AoD的OPDoA之间的图形关系。应注意，当
Figure BDA0002933486120000202
时，可以存在多个AoD解
Figure BDA0002933486120000203
为了得出唯一的AoD解，可以指定三个或更多个传输点，从这些传输点可以进行PDoA测量。此外，对于所有(i,j)≠(k,l)或至少对于一些(i,j)≠(k,l))，传输点可以被非均匀地放置用于冗余，例如，dij≠dkl。前者类似于科斯塔斯(Costas)阵列，其可以描述为网格中的点分布，其中网格的每一行或每一列仅包含一个点，并且每对点之间的所有位移向量是不同的。由于传输点如此分布，所以可以提供冗余，以便通过PDoA测量可以得到唯一的AoD解。
图8-图12示出根据本公开的各方面的示例性方法。应注意，并非图8-图12的所有示出的方框都需要被执行，即，一些方框可能是可选的。此外，图8-图12中方框的附图标记不应被视为要求这些方框应该以特定顺序执行。实际上，一些方框可以同时执行。
图8示出根据本公开的一方面的用于确定AoD的示例性方法800。方法800涉及第一和第二节点(分别称作“接收器”和“发送器”)。在一方面，第一和第二节点分别是网络的UE和基站。在另一方面，第一和第二节点分别是基站和UE。也就是说，UE和基站两者都可以扮演发送器和接收器的角色。在805，第二节点从传输点集合发送信号。如果第二节点是基站，则传输点集合与基站相关联。如果第二节点是UE，则传输点集合与UE相关联。
在一方面，传输点集合是共位的，并且被配置位发送相干信号。由传输点发送的信号可以是参考RF信号(例如，导频、PRS、CRS、CSI-RS)、同步信号(例如，SS、PBCH块)、随机存取前导码等等。此外，从传输点集合发送的信号在时域、频域和码域中的一者或多者中都是彼此可区分的。
在810，第一节点接收从第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号。在820，第一节点测量或以其他方式确定所接收相干信号的PDoA。在一个方面，在830，第一节点向网络实体(例如，基站、定位服务器等)报告PDoA。例如，第一节点可以是向第二节点(例如，基站)报告回PDoA的UE。在此方面，在835，第二节点从UE接收PDoA。然后在845，第二节点或某一其他网络实体(例如，定位服务器)根据所报告PDoA估计或以其他方式确定所发送的信号的AoD。
应注意，为了确定AoD，还应知道传输节点集合的定位。据推测，网络实体了解该知识。当从UE接收到PDoA时，网络实体可以基于所接收的PDoA和传输定位集合的定位来计算AoD。
可替代地或另外地，在840，第一节点根据所确定的PDoA来估计或以其他方式确定AoD。例如，当UE是第一节点时，UE确定从第二节点的传输点发送的信号的AoD。在另一示例中，当基站是第一节点时，网络实体(例如，基站、定位服务器)确定从UE的传输点发送的信号的AoD。在850，第一节点可以报告AoD，并且在855，第二节点可以接收AoD报告。
以上讨论表明，UE可以测量信号之间的PDoA。然而，通常情况下，UE不知道测量哪些传输点信号来确定PDoA。在本公开的一方面，提出诸如定位服务器或基站的网络实体向UE提供发送相干信号的传输点的列表或集合。得知该知识，UE可以测量从传输点集合发送的信号，并确定它们的PDoA。如图8中可见，UE可以基于所测量PDoA来估计信号的AoD。可替代地或另外地，UE可以将所测量PDoA报告回网络，并且网络实体可以估计AoD。
图9示出了用于向UE提供基站历书(BSA)信息的示例性方法900。方法900涉及UE和具有关于传输点集合的知识的网络实体(例如，基站、定位服务器等)。在910，UE向网络实体请求BSA消息。在915，网络实体接收BSA消息请求。在925，网络实体发送BSA消息。网络实体然后可以进行到图8的805。在930，UE接收BSA消息。UE然后可以进行到图8的810。图9表明，在910，UE可以通过请求BSA信息而起始。可替代地，在925，网络实体可以通过向UE提供BSA信息而起始。
在一方面，BSA消息指示与基站相关联的传输点集合。BSA消息可以是一个消息或多个消息。传输点集合是共位的。也就是说，传输点之间的间隔与从传输点集合发送的载波信号的波长λ相当。例如，传输点可以分隔不超过十个波长。一些传输点可能分隔甚至小于单个波长λ。
传输点集合发送全部彼此可区分的信号。也就是说，该信号在时域、频域和码域中的任何一个或多个中彼此正交(或几乎正交)。换句话说，在传输点集合中的任何两个传输点之间，从这两个传输点发送的信号在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
由传输点集合发送的信号也是相干的，即信号全部以相同的频率和已知或确定的相位关系发送。已知或确定的相位关系的示例是固定相位关系，并且固定相位关系的示例是零相位关系，即所有信号的相位在传输时对齐。在另一示例中，相邻传输点之间的相位关系可以偏移固定的量，例如，30度。
来自网络实体的BSA消息指示发送相干信号的基站的传输点集合。得知该知识，UE可以测量所发送的信号，并确定从传输点集合接收的信号之间的PDoA，因为信号全部是彼此可区分的(例如，参见图8的810和820)。
BSA消息还可以指示所发送的信号之间的相位关系。例如，可以指示发送信号之间的固定相位关系。如果相位关系在BSA消息中指示，则UE可以在确定真实PDoA时进行补偿。例如，如果UE测量(分别从第一和第二传输点发送的)第一和第二信号之间的PDoA为45度，但BSA消息指示第一和第二信号以30度偏移来发送，则UE可以确定实际的PDoA为15度。如果相位关系未在BSA消息中指示，则UE可以假设零固定相位关系。
UE自身可以根据PDoA来确定信号的AoD。为了实现AoD确定，BSA消息还指示传输点集合的定位。基于所测量的PDoA和所指示的传输点集合的定位，UE可以确定AoD(例如，参见图8的840)。UE可以将AoD报告回网络实体(例如，参见图8的850和855)。
如果BSA消息没有指示传输点集合的定位和/或网络实体请求PDoA测量，则UE可以向网络实体报告回PDoA(例如，参见图8的830)。据推测，网络实体知道传输点集合的定位。得知该知识并基于所报告的PDoA，网络实体可以确定AoD(例如，参见图8的835和845)。
当传输点集合的定位被更精确地知道时，所计算的AoD的准确度增加。在一个实施例中，BSA消息以比相干信号的波长更好的精度指示传输点集合的定位。可选地，传输点的位置不确定性可以包括在BSA消息中。这可以允许UE或任何位置测定实体确定传输点的定位是否以期望的精度已知。在另一实施例中，除了传输点集合的定位之外，BSA消息可以包括关于定位的精度的信息。例如，BSA消息可以包括指示“精度比相干信号的波长更好”的标志。
优选地，BSA消息指示传输点集合在至少两个维度上的定位。如果定位在两个维度中指示，则可以计算AoD的方位(azimuth)。如果定位在三个维度中指示，则可以计算AoD的方位和高度。
从上文回顾，在任何两个传输点之间，当它们之间的间隔超过半个波长时，即当
Figure BDA0002933486120000231
时，可以有多个AoD解
Figure BDA0002933486120000232
为了解决这个问题并得出唯一的AoD解，传输点集合可以包括三个或更多个传输点。此外，传输点集合的分布优选是非均匀的。也就是说，传输点集合的定位使得传输点集合之间的间隔是非均匀的。这可以提供冗余，以便有对计算唯一的AoD的更好的可能性。
网络实体可以从传输点的超级集合中选择传输点集合。以此方式，即使超级集合内的传输点是均匀分布的，也可以选择集合，使得所选择的集合内的传输点是非均匀分布的。
可以选择传输点集合，使得从传输点集合发送的相干信号都是相同波束的信号。当UE的大体定位已知时，这可能是有用的。如果大体定位在波束的路径内，则可以相应地选择所述集合的传输点。以此方式，可以进行更精确的AoD确定。
另一方面，如果UE不在波束的路径中，则UE可能不能够检测到波束的一个或多个信号。因此，如果不知道UE是否在任何波束的路径中，则可以为传输点集合选择发送更宽广(不太聚焦)信号的传输点。换句话说，从传输点集合发送的至少一个相干信号不与至少一个其他相干信号形成波束。
在图9中，UE是接收器或第一节点，并且网络实体(例如，基站、定位服务器)是发送器。然而，这些角色可以颠倒，如图10可见，其示出了用于使UE发送相干信号的示例性方法1000。在1005，网络实体向UE传送命令以发送相干信号。网络实体然后可以进行到图8的810。在1010，UE从网络实体接收命令。UE然后可以响应于命令而进行到图8的805。可以确定信号的AoD。
图11示出通常由第一节点执行的方法1100。在方框1110，第一节点可以从网络实体(例如，基站、定位服务器等)接收历书消息。在一方面，如果第一节点是UE，则用于执行方框1110的部件可以包括图3所示的UE 350的控制器/处理器339和/或RX处理器356。如果第一节点是基站，则用于执行方框810的部件可以包括图3所示的基站310的控制器/处理器375和/或RX处理器370。历书消息可以指示与第二节点(例如，基站、UE)相关联的传输点集合。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。BSA可以是历书消息的示例。
在方框1120，第一节点可以接收从第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号。在一方面，如果第一节点是UE，则用于执行方框1120的部件可以包括图3所示的UE 350的控制器/处理器339和/或RX处理器356。如果第一节点是基站，则用于执行方框1120的部件可以包括图3所示的基站310的控制器/处理器375和/或RX处理器370。
在方框1130，第一节点可以确定所接收的相干信号之间的一个或多个到达相位差(PDoA)。在一方面，如果第一节点是UE，则用于执行方框1120的部件可以包括图3所示的UE350的控制器/处理器339。如果第一节点是基站，则用于执行方框1120的部件可以包括图3所示的基站310的控制器/处理器375。在传输点集合中的任何两个传输点之间，从这两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
图12示出了通常由网络实体(例如，定位服务器、基站)执行的方法1200。在方框1210，网络节点可以向第一节点(例如，UE、基站)提供历书消息。在一方面，如果网络实体是定位服务器，则用于执行方框1210的部件可以包括处理器301B和/或网络接入端口304B，其还可以称作通信接口。如果网络实体是基站，则用于执行方框1210的部件可以包括图3所示的基站310的控制器/处理器375和/或TX处理器316。应注意，TX处理器316、RX处理器370、发送器318a和接收器318b的任何组合都可以称作通信接口。
历书消息可以指示与第二节点(例如，基站、UE)相关联的传输点集合。传输点集合可以是共位的，并且被配置为发送相干信号。BSA可以是历书消息的示例。此外，在传输点集合中的任何两个传输点之间，从这两个传输点发送的信号可以在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
本领域技术人员将认识到，可以使用多种不同技艺和技术中的任一者来表示信息和信号。例如，在整个以上描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片(chip)可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示。
此外，本领域技术人员将认识到，结合本文公开的方面所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此互换性，上文已大体关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此类功能性被实施为硬件还是软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可以针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但此类实施方式决策不应被解释为偏离本文描述的各方面的范围。
结合本文公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件、或被设计成执行本文描述的功能的其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合(例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核心、或其他此类配置)。
结合本文公开的方面描述的方法、序列和/或算法可以直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合中。软件模块可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或此项技术中已知的任何其他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，使得处理器可以从非暂时性计算机可读介质读取信息以及将信息写入到非暂时性计算机可读介质。在替代方案中，非暂时性计算机可读介质可以与处理器成一体。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，本文描述的功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件来实施，则该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通过其发送。计算机可读介质可以包括存储介质和/或通信介质，包括可以有助于将计算机程序从一处传递到另一处的任何非暂时性介质。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用介质。举例来说(且非限制)，此类计算机可读介质可以包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储体、磁盘存储体、或其他磁性存储设备、或可以用以携带或存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码且可以由计算机访问的任何其他介质。而且，任何连接都被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其他远程源发送软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术包括在介质的定义中。本文可以互换地使用的术语磁盘和光盘包括紧密光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字视频光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，它们通常磁性地和/或使用激光光学地再现数据。上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。
虽然前述公开内容展示了说明性的方面，但本领域技术人员将认识到，在不偏离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可以在此进行各种改变和修改。此外，根据本文描述的各种说明性方面，本领域技术人员将理解，以上描述的和/或所附的任何方法权利要求中引用的任何方法中的功能、步骤和/或动作不需要以任何特定顺序来执行。此外，就以单数形式在上文描述或所附权利要求中引用的任何元素而言，本领域技术人员将了解单数形式也涵盖复数形式，除非明确说明对单数形式的限制。

Claims (30)

1.一种第一节点，包括：
存储器；
接收器；以及
处理器，耦合到所述存储器和收发器，
其中，所述处理器被配置为：
通过所述接收器从网络实体接收指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息，所述传输点集合是共位的并且被配置为发送相干信号，
通过所述接收器接收从所述第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号，以及
确定所述相干信号之间的一个或多个到达相位差PDoA，
其中，在传输点集合中的任何两个传输点之间，从所述两个传输点发送的信号在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
2.根据权利要求1所述的第一节点，
其中，所述历书消息还指示所述传输点集合的定位，并且
其中，所述处理器还被配置为基于所述一个或多个PDoA和所述传输点集合的定位来确定所接收的相干信号的偏离角AoD。
3.根据权利要求2所述的第一节点，
其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位，并且
其中，定位精度比所述相干信号的波长更好。
4.根据权利要求2所述的第一节点，其中，所述历书消息中指示的所述传输点集合的定位是以至少两个维度的。
5.根据权利要求2所述的第一节点，其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位是使得所述传输点集合是非均匀分布的。
6.根据权利要求1所述的第一节点，其中，所述相干信号全部是相同波束的信号。
7.根据权利要求1所述的第一节点，其中，至少一个相干信号不与至少一个其他相干信号形成波束。
8.根据权利要求1所述的第一节点，还包括发送器，
其中，所述处理器还被配置为通过所述发送器向所述网络实体报告所述一个或多个PDoA。
9.一种网络实体，包括：
存储器；
通信接口；以及
处理器，耦合到所述存储器和所述通信接口，
其中，所述处理器被配置为通过所述通信接口向第一节点提供指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息，所述传输点集合是共位的并且被配置为发送相干信号，并且
其中，在所述传输点集合中的任何两个传输点之间，从所述两个传输点发送的信号在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
10.根据权利要求9所述的网络实体，
其中，所述历书消息还指示所述传输点集合的定位，
其中，所述处理器还被配置为通过所述通信接口从所述第一节点接收在所述第一节点处接收的相干信号中的两个或更多个相干信号的偏离角AoD，并且
其中，所述第一节点基于一个或多个到达相位差PDoA和所述传输点集合的定位来确定所接收的相干信号的AoD。
11.根据权利要求10所述的网络实体，
其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位，并且
其中，定位精度比所述相干信号的波长更好。
12.根据权利要求10所述的网络实体，其中，在所述历书消息中指示的所述传输点集合的定位是以至少两个维度的。
13.根据权利要求10所述的网络实体，其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位是使得所述传输点集合是非均匀分布的。
14.根据权利要求9所述的网络实体，其中，所述相干信号全部是相同波束的信号。
15.根据权利要求9所述的网络实体，其中，至少一个相干信号不与至少一个其他相干信号形成波束。
16.根据权利要求9所述的网络实体，其中，所述处理器还被配置为：
通过所述通信接口从所述第一节点接收由所述第一节点确定的相干信号之间的一个或多个到达相位差PDoA；以及
基于所述一个或多个PDoA和所述传输点集合的定位来确定来自所述传输点集合的相干信号的偏离角AoD。
17.一种操作第一节点的方法，包括：
从网络实体接收指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息，所述传输点集合是共位的并且被配置为发送相干信号；
接收从所述第二节点的传输点集合的至少两个传输点发送的相干信号；以及
确定所述相干信号之间的一个或多个到达相位差PDoA，其中，在所述传输点集合中的任何两个传输点之间，从所述两个传输点发送的信号在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
18.根据权利要求17所述的方法，
其中，所述历书消息还指示所述传输点集合的定位，并且
其中，所述方法还包括基于所述一个或多个PDoA和所述传输点集合的定位来确定所接收的相干信号的偏离角AoD。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位，并且
其中，定位精度比所述相干信号的波长更好。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述历书消息中指示的所述传输点集合的定位是以至少两个维度的。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位是使得所述传输点集合是非均匀分布的。
22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述相干信号全部是相同波束的信号。
23.根据权利要求17所述的方法，还包括：
向所述网络实体报告所述一个或多个PDoA。
24.一种操作网络实体的方法，包括：
向第一节点提供指示与第二节点相关联的传输点集合的历书消息，所述传输点集合是共位的并且被配置为发送相干信号，
其中，在所述传输点集合中的任何两个传输点之间，从所述两个传输点发送的信号在时域、频域、码域或其任何组合中是彼此可区分的。
25.根据权利要求24所述的方法，
其中，所述历书消息还指示所述传输点集合的定位，
其中，所述方法还包括从所述第一节点接收在所述第一节点处接收的相干信号中的两个或更多个相干信号的偏离角AoD，
其中，所述第一节点基于一个或多个到达相位差PDoA和所述传输点集合的定位来确定所接收的相干信号的AoD。
26.根据权利要求25所述的方法，
其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位，并且
其中，定位精度比所述相干信号的波长更好。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述历书消息中指示的所述传输点集合的定位是以至少两个维度的。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述历书消息指示所述传输点集合的定位是使得所述传输点集合是非均匀分布的。
29.根据权利要求24所述的方法，其中，所述相干信号全部是相同波束的信号。
30.根据权利要求24所述的方法，还包括：
从所述第一节点接收由所述第一节点确定的相干信号之间的一个或多个到达相位差PDoA；以及
基于所述一个或多个PDoA和所述传输点集合的定位来确定来自所述传输点集合的相干信号的偏离角AoD。
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