CN112840578A - 确定信道估计 - Google Patents

确定信道估计 Download PDF

Info

Publication number
CN112840578A
CN112840578A CN201880098503.3A CN201880098503A CN112840578A CN 112840578 A CN112840578 A CN 112840578A CN 201880098503 A CN201880098503 A CN 201880098503A CN 112840578 A CN112840578 A CN 112840578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
light emitting
light receiving
determining
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880098503.3A
Other languages
English (en)
Inventor
A·斯塔夫里迪斯
L·维尔赫姆森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication of CN112840578A publication Critical patent/CN112840578A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/022—Channel estimation of frequency response

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

在一个示例方面中，提供了一种确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的方法，该方法包括：确定至少一个光发射组件的位置；确定该至少一个光发射组件的取向；确定该至少一个光发射组件的传输特性；确定至少一个光接收组件的位置；确定该至少一个光接收组件的取向；确定该至少一个光接收组件的接收特性；以及基于该至少一个光发射组件的位置、该至少一个光发射组件的取向、该至少一个光发射组件的传输特性、该至少一个光接收组件的位置、该至少一个光接收组件的取向和该至少一个光接收组件的接收特性，计算该光通信信道的信道估计。

Description

确定信道估计
技术领域
本公开涉及确定例如光通信信道的信道估计。
背景技术
光通信(VLC)，诸如例如光通信信道上的通信，可以用于无线通信。在光通信(LC)(诸如例如可见光通信(VLC))的一些示例中，使用快速变化水平的光强度传递二进制数据。更详细地，一个或多个发光二极管(LED)可以部署在发射源中以便使用不同水平的发射光强度来调制二进制数据。在一些示例中，部署的LED可以以不可由人眼感知的速率来改变发射光强度的水平。接收端使用一个或多个光电检测器(PD)来检测发射光强度的改变。以这种方式，接收机能够检测被发送的数据。
发明内容
本公开的一个方面提供一种确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的方法。该方法包括：确定至少一个光发射组件的位置；确定所述至少一个光发射组件的取向；确定所述至少一个光发射组件的传输特性；确定至少一个光接收组件的位置；确定所述至少一个光接收组件的取向；以及确定所述至少一个光接收组件的接收特性。该方法还包括：基于所述至少一个光发射组件的位置、所述至少一个光发射组件的取向、所述至少一个光发射组件的传输特性、所述至少一个光接收组件的位置、所述至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算所述光通信信道的信道估计。
本公开的另一方面提供一种用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置。该装置包括处理器和存储器。该存储器包含可由所述处理器执行的指令，使得所述装置可操作以：确定至少一个光发射组件的位置；确定所述至少一个光发射组件的取向；确定所述至少一个光发射组件的传输特性；确定至少一个光接收组件的位置；确定所述至少一个光接收组件的取向；确定所述至少一个光接收组件的接收特性；以及基于所述至少一个光发射组件的位置、所述至少一个光发射组件的取向、所述至少一个光发射组件的传输特性、所述至少一个光接收组件的位置、所述至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算所述光通信信道的信道估计。
本公开的进一步的方面提供一种用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置。该装置被配置为：确定至少一个光发射组件的位置；确定所述至少一个光发射组件的取向；确定所述至少一个光发射组件的传输特性；确定至少一个光接收组件的位置；确定所述至少一个光接收组件的取向；以及确定所述至少一个光接收组件的接收特性。该装置还被配置为：基于所述至少一个光发射组件的位置、所述至少一个光发射组件的取向、所述至少一个光发射组件的传输特性、所述至少一个光接收组件的位置、所述至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算所述光通信信道的信道估计。
本公开的更进一步的方面提供一种用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置。该装置包括：第一确定模块，其被配置为确定至少一个光发射组件的位置；第二确定模块，其被配置为确定所述至少一个光发射组件的取向；第三确定模块，其被配置为确定所述至少一个光发射组件的传输特性；第四确定模块，其被配置为确定至少一个光接收组件的位置；第五确定模块，其被配置为确定所述至少一个光接收组件的取向；以及第六确定模块，其被配置为确定所述至少一个光接收组件的接收特性。该装置还包括计算模块，其被配置为：基于所述至少一个光发射组件的位置、所述至少一个光发射组件的取向、所述至少一个光发射组件的传输特性、所述至少一个光接收组件的位置、所述至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算所述光通信信道的信道估计。
附图说明
为了本公开的示例的更好理解并且示出其可以如何实现，现在将仅通过示例对以下附图进行参考，其中：
图1是确定光通信信道的信道估计的方法的示例的流程图；
图2是用于确定光通信信道的信道估计的装置的示例的示意图；以及
图3是用于确定光通信信道的信道估计的装置的示例的示意图。
具体实施方式
以下阐述特定细节，诸如特定实施例或者示例，以用于解释而非限制的目的。本领域技术人员将理解到，除了这些特定细节之外，可以使用其他示例。在一些实例中，众所周知的方法、节点、接口、电路和设备的详细描述被省略以便不使具有不必要的细节的描述难以理解。本领域技术人员将理解到，所描述的功能可以结合一个或多个数字微处理器或通用计算机使用硬件电路(例如，相互连接以执行专用功能的模拟和/或离散逻辑门、ASIC、PLA等)和/或使用软件程序和数据来被实现在一个或多个节点中。使用空中接口通信的节点还具有适合的无线电通信电路。而且，在适当的情况下，技术可以附加地被认为是完全实现在任何形式的计算机可读存储器内，诸如固态存储器、磁盘、或包含将使得处理器执行本文所描述的技术的适当的计算机指令集。
在一些系统中，LC接收机中的检测过程可以要求通信信道H的知识。针对单载波通信和基于多载波OFDM的通信二者情况可以是这样。类似于RF通信，该知识可以通过使用训练过程而被提供给接收机。例如，在数据传输之前，发射机向接收机发射已知训练序列，从该已知训练序列，信道知识可以在接收机处得到。在一些示例中，诸如在基于块的传输的情况下，训练序列还可以与发射数据混合或复用。然而，时间和频率资源需要被专用于训练序列的传输。而且，在基于OFDM的LC系统中，所获得的对H的估计在发射机中使用快速傅里叶逆变换(IFFT)或离散傅里叶逆变换之后因为基于光OFDM的调制方案的形成需要的必要步骤而进一步失真。示例是在DC偏置光OFDM(DCO-OFDM)系统中的IFFT的使用之后在发射机处的DC偏置的添加。
在本文所公开的一些示例中，光通信信道的信道知识(例如，信道估计)可以通过除了使用训练序列之外的方法获得。例如，信道知识可以从至少一个光发射组件(例如，发光二极管LED)的位置、取向和传输特性，以及至少一个光接收组件(例如，光电检测器PD)的位置、取向和传输特性获得。在一些示例中，发射和接收组件的该信息可以使用除了该光通信信道之外的通信信道确定和/或接收，诸如例如另一光通信信道或RF通信信道。
图1是确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的方法100的示例的流程图。在一些示例中，方法100可以由LC系统中的接收机执行，尽管在其他示例中方法100可以由任何组件执行并且信道估计可以被传达给接收机。方法100包括，在步骤102中，确定至少一个光发射组件的位置，在步骤104中，确定至少一个光发射组件的取向，并且在步骤106中，确定至少一个光发射组件的传输特性。
在一些示例中，传输特性可包括或包含至少一个光发射组件的半角(semi-angle)和/或频率响应。在一些示例中，在存在两个或更多个光发射组件的情况下，光发射组件的传输特性可以是相同或者基本上相同的，并且因此可以例如针对所有光发射组件一次确定。在其他示例中，传输特性可以在光发射组件之间变化，在该情况下，可以确定所有光发射组件的传输特性。
方法100还包括，在步骤108中，确定至少一个光接收组件的位置，在步骤110中，确定至少一个光接收组件的取向，并且在步骤112中，确定至少一个光接收组件的接收特性。在一些示例中，接收特性可包括至少一个光接收组件的视场(FOV)、频率响应和/或响应性。在一些示例中，在存在两个或更多个光接收组件的情况下，光接收组件的接收特性可以是相同或者基本上相同的，并且因此可以例如针对所有光接收组件一次确定。在其他示例中，接收特性可以在光接收组件之间变化，在该情况下，可以确定所有光接收组件的接收特性。
在一些示例中，发射机和/或接收机可包括用于确定光发射和/或接收组件的位置和/或取向的组件。例如，发射机可包括定位系统(例如，GPS或其他定位系统)和/或取向确定系统(例如，取向传感器或加速度计)并且使用发射机的尺寸和/或几何形状和发射机内的(一个或多个)光发射组件的布置来确定(一个或多个)光发射组件的位置和/或取向。附加地或者可替代地，例如，接收机可以以类似的方式确定(一个或多个)光接收组件的位置和/或取向。在一些示例中，发射机和/或接收机可以固定在适当的位置。在这些情况下，发射机和/或接收机和/或相关联的光组件的位置和取向可以是预先确定的(例如，预编程或事先测量的)。
方法100还包括：在步骤114中，基于所述至少一个光发射组件的位置、所述至少一个光发射组件的取向、所述至少一个光发射组件的传输特性、所述至少一个光接收组件的位置、所述至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算所述光通信信道的信道估计。因此，例如，信道估计可以在不使用训练序列的情况下确定，并且在一些示例中可以在不使用光通信信道发射任何信息或信号的情况下确定。
现在将描述支持信道估计的计算的数学的示例，尽管在其他示例中信道估计可以使用任何适合的方法计算。示例点对点LC系统可包括Nt个发射发光二极管(LED)和Nr个接收光电检测器(PD)，其中，Nt≥1并且Nr≥1。LED和PD被用作示例，而在其他示例中，可以使用任何光发射和接收组件。在以下示例中，假定LED具有相同传输特性并且PD具有相同接收特性，尽管在其他示例中特性可以在LED和/或PD之间变化。在时域中，第i个PD(i＝1,…,Nr)与第j个LED(j＝1,…,Nt)之间的光信道可以被给定为：
Figure BDA0003009004200000051
其中，
Figure BDA0003009004200000061
表示视线(LoS)分量，
Figure BDA0003009004200000062
表示漫射分量。在一些示例中，LoS分量
Figure BDA0003009004200000063
还可以被称为直流(DC)分量。漫射分量
Figure BDA0003009004200000064
是来自周围表面的多个光反射的综合结果。在等式(1)中，
Figure BDA0003009004200000065
表示LOS光学增益，其被给定为：
Figure BDA0003009004200000066
其中，A表示每个PD的面积，并且k是表示方向性顺序的朗伯因子。朗伯因子k被给定为：
Figure BDA0003009004200000067
其中，
Figure BDA0003009004200000068
是发射机半角。此外，d是第i个PD与第j个LED之间的距离。角φi,j和ψi,j分别表示第j个LED到第i个PD相对于发射机平面的发射角和在第i个PD处来自第j个LED的光相对于第i个PD的接收机平面的标准正交向量(orthonormal vector)的入射角。每个PD的视场(FOV)半角被表示为
Figure BDA0003009004200000069
考虑到LED和PD被布置在三维空间中，它们的空间位置可以由其笛卡尔坐标描述。因此，角φi,j和ψi,j可被计算为：
Figure BDA00030090042000000610
和：
Figure BDA00030090042000000611
在(4)和(5)中，dot(x,y)＝xTy表示向量x与y之间的内积。而且，
Figure BDA00030090042000000612
和
Figure BDA00030090042000000613
分别是表示第j个LED(j＝1,…,Nt)和第i个PD(i＝1,…,Nr)的笛卡尔坐标的3×1向量。第j个LED(j＝1,…,Nt)的取向从3×1标准正交向量
Figure BDA0003009004200000071
给定，其可以与LED的平面垂直。类似地，可以垂直于第i个PD的平面的标准正交向量
Figure BDA0003009004200000072
表示第i个PD的取向。最后，第i个PD与第j个LED之间的距离di,j可以被计算为：
Figure BDA0003009004200000073
其中，||·||2是欧几里得范数。在示例室内LC场景中，大多数光信号能量(例如，至少95％)可被包括在LOS分量中。因此，在一些示例中，可以忽略漫射分量
Figure BDA0003009004200000074
因此：
Figure BDA0003009004200000075
即使可用光学带宽可以是大的，在一些示例中，LC通信也可以是由于LED的频率选择特性限制的带宽。例如，每个LED可以像具有频率响应HLED(f)的低通滤波器一样表现。在一些示例中，LED的频率响应的特定形式HLED(f)可以至少部分地取决于LED的特定类型(例如，蓝色或白色)。因此，在一些示例中，频率响应可以以来自制造商的规格的形式给出，或经由实验测量获得。注意，在一些示例中，HLED(f)不取决于被部署的LED和PD的特定位置(例如，位置和/或取向)。考虑等式(7)中的光信道的近似和LED的频率响应HLED(f)，包括LED和实际物理光信道两者的复合LC信道可以被表达为(约等于)：
Figure BDA0003009004200000076
注意，此处，不失一般性地，间接假定所有LED具有相同频率响应。如果情况不是这样，则附加索引可以在(8)中用于表示每个LED的不同频率响应。
假如码间串扰(ISI)例如由于所选择的传输速率而被避免或可以被忽视，单载波MIMO LC系统的系统方程可以被表达为：
y＝rHLED(f)Hx+w.(9)
在(9)中，Nr×1接收信号向量被表达为y；在A/W中的PD的响应性由r表示；H是表示光物理MIMO信道的Nr×Nt矩阵；H的(i,j)元素(i＝1,…,Nr并且j＝1,…,Nt)由(2)给出；x是Nt×1发射光信号向量；x的元素取决于被部署的MIMO传输方案和针对光学调制二进制数据所使用的星座(constellation)；最后，w是表示周围散粒噪声和热噪声的复合效应的Nr×1向量。
由于光信道的性质，所以光信道支持实信号和非负信号的传输。用于根据复信号产生实信号的示例技术使用与其频域中的埃尔米特对称组合的快速傅里叶逆变换(IFFT)。这通过牺牲可用子载波的一半来产生实信号，该实信号可以是负或正的。由于产生的信号可以仍然是负或正的(双极的)，所以其需要以正形式(单极的)来表示或近似。这例如在DCO-OFDM中实现，该DCO-OFDM将DC偏置引入到与用于移除大值的限幅组合在一起的最终双极信号。示例方案旨在产生形成平坦信道的多个正交子载波。不管调制方案，例如基于光OFDM的调制方案，k阶子载波可以在应用IFFT和适当的表示处理之后在数学上被描述为：
yk＝rHLED(fk)Hxk+wk, (10)
k＝1…,N。处理取决于特定的基于光OFDM的方案。此处，N是子载波的数量。注意，例如，先前方程保持，只要任何形式的线性和非线性失真(诸如针对DCO-OFDM的限幅)被忽视。
针对单载波传输观察(9)并针对多载波传输观察(10)，可以得出结论，单载波和多载波传输中的发射信号向量x和xk的检测可以分别地使用接收机中的HLED(·)和H的知识。r是(一个或多个)PD的响应性，并且HLED(·)是部署的(一个或多个)LED的频率响应。因此，在一些示例中，这些值仅取决于所使用的组件的规格。因此，在一些示例中，这些可以从收发机已知。相反，在一些示例中可以包含MIMO LC信道的DC分量的H可以是空间相关的并且因此在接收机处是未知的。
考虑示例混合RF和LC网络。例如，多个接入点(AP)被用于向多个站(STA)提供无线覆盖。注意，在其他示例中，AP和STA还可以分别是gNodeB和UE。AP能够发射和接收RF信号，并且包括用于充当LC发射机的一个或多个LED。STA可以接收和发射RF信号，并且包括用于光信号的接收的一个或多个PD。STA可能或可能不能够使用LED来发射光信号。假定网络使用常见笛卡尔坐标系表示。在其他示例中，可以假定每个AP和STA使用它们自己的坐标系。
考虑单个AP-STA链路，AP可以例如使用由RF子网络提供的定位服务来确定它的空间位置(位置)和STA的空间位置。注意，可以附加地或替代地使用用于确定位置(诸如，使用相机的视觉定位)的任何其他技术。因此，AP能够计算其第j个LED的空间位置
Figure BDA0003009004200000091
和STA的第i个PD的空间位置
Figure BDA0003009004200000092
而且，考虑到AP知道其(一个或多个)LED的取向
Figure BDA0003009004200000093
j＝1,…,Nt，以及STA的(一个或多个)PD的取向
Figure BDA0003009004200000094
i＝1,…,Nr，(例如，根据STA的位置、取向和尺寸/几何形状确定的)，其可以使用(4)和(5)计算角φi,j和ψi,j，其中i＝1,…,Nr，并且j＝1,…,Nt。在一些示例中，AP的空间位置和其取向固定并且长时间保持不变。因此，例如，该信息可以被预编程或事先测量。然而，在一些示例中，STA被期望是移动的。因此，它们的位置可以例如根据定位服务确定，诸如例如RF定位服务。此外，在一些示例中，STA的(一个或多个)PD的取向可以使用STA的传感器获得，诸如一个或多个加速度计和/或取向传感器。一旦在STA中获得STA和/或每个PD的位置和/或取向，则这些可以例如使用RF链路被发送到AP。考虑到LED和PD的光学规格A、r、
Figure BDA0003009004200000095
和HLED(·)对于AP是已知的，第i个PD与第j个LED之间的光信道的信道估计可以例如使用以上等式(8)计算。
以类似的方式，第i个PD与第j个LED之间的光信道由STA获得。STA可以使用RF定位系统测量或估计其坐标系中的位置，该RF定位系统使用例如从RF子网络发射的RF信号。可以附加地或替代地使用其他定位系统，诸如例如视觉定位系统。STA可以然后使用STA的位置和其他信息(诸如尺寸/几何形状)来计算其(一个或多个)PD的位置
Figure BDA0003009004200000096
其中i＝1,…,Nr。此外，其(一个或多个)PD的取向
Figure BDA0003009004200000101
可以例如使用来自其传感器的信息获得。(一个或多个)发射机LED的位置
Figure BDA0003009004200000102
(其中，j＝1,…,Nt)和其取向
Figure BDA0003009004200000103
通过由所涉及的AP发射使得STA知道。在STA中，考虑到PD的光学规格和LED的光学规格是已知的，并且基于先前空间信息的知识，第i个PD与第j个LED之间的光信道的计算可以直接完成。先前计算可以使用(8)完成。
在一些示例中，AP可以使用信道估计用于各种目的。例如，AP可以将信道估计发送到STA以供STA使用。附加地或者可替代地，AP可使用与接收信号相关联的信道估计，以例如辅助解调，和/或将某些信号处理技术(诸如预编码)应用到发射到STA的信号。
返回参考图1所示的方法100，在方法100的一些示例中，至少一个光发射组件的位置、至少一个光发射组件的取向、至少一个光发射组件的传输特性、至少一个光接收组件的位置、至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性中的至少一个在除了光通信信道之外的无线通信信道上被接收。因此，用来计算光通信信道的信道估计的信息可以不使用光通信信道来发送。在一些示例中，另一信道包括射频(RF)通信信道或进一步的光通信信道。在一些示例中，用来计算光通信信道的信道估计的信息可以使用相同光通信信道来发送。
在一些示例中，方法100包括：接收至少一个光发射组件的位置、至少一个光发射组件的取向和至少一个光发射组件的传输特性。因此，在一些示例中，方法100可以由包括至少一个光接收组件的接收机执行。方法100可包括计算Nr×1接收信号向量y＝HLED(f)RHx+w，其中，Nt是至少一个光发射组件的数量；Nr是至少一个光接收组件的数量；R是其中第i个对角元素包括至少一个光接收组件中的第i个光接收组件的响应性ri的对角矩阵；HLED(f)包括至少一个光发射组件的传输特性；H是指示光通信信道的信道估计的Nr×Nt矩阵；x包括表示发射信号的Nt×1向量；并且w包括指示干扰和/或噪声的Nr×1向量。在这些示例中，光接收组件可以具有不同的接收特性，例如，响应性。HLED(f)可包括至少一个光发射组件的频率响应。H可以是指示光通信信道的信道估计的Nr×Nt矩阵。
在一些示例中，H的元素(i,j)(i＝1,…,Nr，j＝1,…,Nt)包括：
Figure BDA0003009004200000111
其中，A包括每个光接收组件的面积，并且：
Figure BDA0003009004200000112
其中，
Figure BDA0003009004200000113
包括至少一个光发射组件的半角，d包括第i个光接收组件与第j个光发射组件之间的距离，φi,j包括第j个光发射组件到第i个光接收组件相对于发射机平面的发射角，ψi,j包括在第i个光接收组件处来自第j个光发射组件的光相对于第i个光接收组件的接收机平面的标准正交向量的入射角，并且
Figure BDA0003009004200000114
包括每个光接收组件的视场(FOV)半角。
在一些示例中：
Figure BDA0003009004200000115
以及
Figure BDA0003009004200000116
其中，dot(x,y)＝xTy，
Figure BDA0003009004200000117
包括第j个光发射组件的坐标，
Figure BDA0003009004200000118
包括第i个光接收组件的坐标，
Figure BDA0003009004200000119
包括指示第j个光发射组件的取向的3×1标准正交向量，
Figure BDA00030090042000001110
包括指示第i个光接收组件的取向的3×1标准正交向量。
在一些示例中，方法100包括：接收至少一个光接收组件的位置、至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性。因此，在一些示例中，方法100可以由包括至少一个光发射组件的发射机执行。因此，在一些示例中，发射机可以基于信道估计来调节在光通信信道上发射的信号的传输特性。
在一些示例中，至少一个光发射组件的特性包括至少一个光发射组件的频率响应和/或至少一个光发射组件的半角。附加地或者可替代地，在一些示例中，至少一个光接收组件的特性包括至少一个光接收组件的面积、至少一个光接收组件的响应性、至少一个光接收组件的视场和/或至少一个光接收组件的半角。例如针对所有光发射组件或所有光接收组件，特性可以在光组件之间不同或者可以是相同的。
图2是用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置200的示例的示意图。装置200包括处理器202和存储器204。存储器204包含可由处理器202执行的指令，以使得装置200可操作以：确定至少一个光发射组件的位置；确定至少一个光发射组件的取向；确定至少一个光发射组件的传输特性；确定至少一个光接收组件的位置；确定至少一个光接收组件的取向；确定至少一个光接收组件的接收特性；以及基于至少一个光发射组件的位置、至少一个光发射组件的取向、至少一个光发射组件的传输特性、至少一个光接收组件的位置、至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算光通信信道的信道估计。
图3是用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置300的示例的示意图。装置300包括：第一确定模块302，其被配置为确定至少一个光发射组件的位置；第二确定模块304，其被配置为确定至少一个光发射组件的取向；以及第三确定模块306，其被配置为确定至少一个光发射组件的传输特性。装置还包括：第四确定模块308，其被配置为确定至少一个光接收组件的位置；第五确定模块310，其被配置为确定至少一个光接收组件的取向；以及第六确定模块312，其被配置为确定至少一个光接收组件的接收特性。装置300还包括计算模块314，其被配置为：基于至少一个光发射组件的位置、至少一个光发射组件的取向、至少一个光发射组件的传输特性、至少一个光接收组件的位置、至少一个光接收组件的取向和至少一个光接收组件的接收特性，计算光通信信道的信道估计。
本公开的一些示例具有以下优点：在光通信信道上训练序列从发射机到接收机的传输被避免或至少减少。因此，光通信信道中的资源可以用于通信目的而不是信道估计。这可以在具有高移动性的示例场景中是特别有用的，其中，光通信信道被期望经历例如由于接收机的移动而造成的频繁改变。
此外，在一些示例中，可以用于使用以上等式(8)计算信道的信息中的至少一些可以从已经存在的组件获得，诸如例如发射机或者接收机中的组件或传感器或者作为网络的特征。因此，一些示例可被包含在现有网络或者系统中。
本公开的一些示例具有以下优点：发射机和接收机二者可能能够在不显著地增加所需开销(例如，光通信信道中的通信开销)的情况下确定信道估计。在一些示例中，这可以使得能够使用可改进通信质量的闭环信号处理技术。在使用训练过程的系统中，训练序列可以在两个链路方向上使用。然而，在本公开的示例中，定位(例如，位置和/或取向)和/或规格信息(例如，光组件特性)可以在链路端设备之间交换，例如，使用RF信号。在一些示例中，该信息量可以显著地小于在两个链路方向上发射训练序列所需的通信资源。
此外，在一些示例中，发射机或接收机可确定光通信信道的信道估计，该信道估计没有因为被要求用于基于光OFDM的方案(诸如DCO-OFDM)的形成的处理而失真。例如，在DCO-OFDM的情况下，该失真可以是在将IFFT应用在发射机中和限幅其中偏置信号的值高于支持值(例如，光传输强度的最大值)的偏置信号的值之后的DC偏置的效果。
硬件实现方式可以包括或者涵盖但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、精简指令集处理器、硬件(例如，数字或者模拟)电路，包括但不限于(一个或多个)专用集成电路(ASIC)和/或(一个或多个)现场可编程门阵列(FPGA)，以及(在适当的情况下)能够执行这样的功能的状态机。
应当注意，上文所提到的示例图示而不是限制本发明，并且本领域的技术人员将能够在不脱离权利要求书的范围的情况下设计许多可替代的示例。词语“包括”不排除除了权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个处理器或其他单元可以实现在以下陈述中记载的多个单元的功能。在使用术语“第一”、“第二”等的情况下，其将仅被理解为用于特定特征的方便标识的标签。特别地，除非另外明确说明，否则其将不被解释为描述多个此类特征中的第一个或第二个特征(即，在时间或空间中发生的此类特征中的第一个特征或第二个特征)。除非另外明确说明，否则本文所公开的方法中的步骤可以以任何顺序执行。陈述中的任何附图标记不应当被解释为对其范围的限制。

Claims (22)

1.一种确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的方法，所述方法包括：
确定至少一个光发射组件的位置；
确定所述至少一个光发射组件的取向；
确定所述至少一个光发射组件的传输特性；
确定至少一个光接收组件的位置；
确定所述至少一个光接收组件的取向；
确定所述至少一个光接收组件的接收特性；以及
基于所述至少一个光发射组件的所述位置、所述至少一个光发射组件的所述取向、所述至少一个光发射组件的所述传输特性、所述至少一个光接收组件的所述位置、所述至少一个光接收组件的所述取向、以及所述至少一个光接收组件的所述接收特性，计算所述光通信信道的所述信道估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以下中的至少一个在除了所述光通信信道之外的无线通信信道上被接收：所述至少一个光发射组件的所述位置、所述至少一个光发射组件的所述取向、所述至少一个光发射组件的所述传输特性、所述至少一个光接收组件的所述位置、所述至少一个光接收组件的所述取向、以及所述至少一个光接收组件的所述接收特性。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述无线通信信道包括：射频RF通信信道、所述光通信信道、或者另一光通信信道。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括：接收所述至少一个光发射组件的所述位置、所述至少一个光发射组件的所述取向和所述至少一个光发射组件的所述传输特性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法由包括所述至少一个光接收组件的接收机执行。
6.根据权利要求5所述的方法，包括：计算Nr×1接收信号向量y＝HLED(f)RHx+w，其中，Nt是所述至少一个光发射组件的数量；Nr是所述至少一个光接收组件的数量；歧其中第i个对角元素包括所述至少一个光接收组件中的第i个光接收组件的响应性ri的对角矩阵；HLED(f)包括所述至少一个光发射组件的所述传输特性；H是指示所述光通信信道的所述信道估计的Nr×Nt矩阵；x包括表示发射信号的Nt×1向量；w包括指示干扰和/或噪声的Nr×1向量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，HLED(f)包括所述至少一个光发射组件的频率响应。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，H的元素(i，j)包括：
Figure FDA0003009004190000021
其中，i＝1，...，Nr，j＝1，...，Nt，A包括每个光接收组件的面积，并且：
Figure FDA0003009004190000022
其中，
Figure FDA0003009004190000023
包括所述至少一个光发射组件的半角，d包括第i个光接收组件与第j个光发射组件之间的距离，φi，j包括所述第j个光发射组件到所述第i个光接收组件相对于发射机平面的发射角，ψi，j包括在所述第i个光接收组件处从所述第j个光发射组件接收的信号相对于所述第i个光接收组件的接收机平面的标准正交向量的入射角，并且
Figure FDA0003009004190000024
包括每个光接收组件的视场(FOV)半角。
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
Figure FDA0003009004190000025
以及
Figure FDA0003009004190000026
其中，dot(x，y)＝xTy，
Figure FDA0003009004190000027
包括所述第j个光发射组件的坐标，
Figure FDA0003009004190000028
包括所述第i个光接收组件的坐标，
Figure FDA0003009004190000031
包括指示所述第j个光发射组件的所述取向的3×1标准正交向量，
Figure FDA0003009004190000032
包括指示所述第i个光接收组件的取向的3×1标准正交向量。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括：接收所述至少一个光接收组件的所述位置、所述至少一个光接收组件的所述取向和所述至少一个光接收组件的所述接收特性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法由包括所述至少一个光发射组件的发射机执行。
12.根据权利要求11所述的方法，包括：基于所述信道估计来调节在所述光通信信道上发射的信号的传输特性。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个光发射组件的所述特性包括所述至少一个光发射组件的频率响应和/或所述至少一个光发射组件的半角。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个光接收组件的所述特性包括：所述至少一个光接收组件的面积、所述至少一个光接收组件的响应性、和/或所述至少一个光接收组件的半角。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个光发射组件包括至少一个发光二极管LED，和/或所述至少一个光接收组件包括至少一个光电检测器。
16.一种包括指令的计算机程序，所述指令当在至少一个处理器上被执行时使得所述至少一个处理器执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
17.一种包含根据权利要求16所述的计算机程序的子载波，其中，所述子载波包括以下中的一个：电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质。
18.一种计算机程序产品，包括在其上存储有根据权利要求16所述的计算机程序的非暂态计算机可读介质。
19.一种用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得所述装置可操作以：
确定至少一个光发射组件的位置；
确定所述至少一个光发射组件的取向；
确定所述至少一个光发射组件的传输特性；
确定至少一个光接收组件的位置；
确定所述至少一个光接收组件的取向；
确定所述至少一个光接收组件的接收特性；以及
基于所述至少一个光发射组件的所述位置、所述至少一个光发射组件的所述取向、所述至少一个光发射组件的所述传输特性、所述至少一个光接收组件的所述位置、所述至少一个光接收组件的所述取向、以及所述至少一个光接收组件的所述接收特性，计算所述光通信信道的所述信道估计。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得所述装置可操作以执行恨据权利要求2至15中的任一项所述的方法。
21.一种用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置，所述装置被配置为：
确定至少一个光发射组件的位置；
确定所述至少一个光发射组件的取向；
确定所述至少一个光发射组件的传输特性；
确定至少一个光接收组件的位置；
确定所述至少一个光接收组件的取向；
确定所述至少一个光接收组件的接收特性；以及
基于所述至少一个光发射组件的所述位置、所述至少一个光发射组件的所述取向、所述至少一个光发射组件的所述传输特性、所述至少一个光接收组件的所述位置、所述至少一个光接收组件的所述取向、以及所述至少一个光接收组件的所述接收特性，计算所述光通信信道的所述信道估计。
22.一种用于确定至少一个光发射组件与至少一个光接收组件之间的光通信信道的信道估计的装置，所述装置包括：
第一确定模块，其被配置为确定至少一个光发射组件的位置；
第二确定模块，其被配置为确定所述至少一个光发射组件的取向；
第三确定模块，其被配置为确定所述至少一个光发射组件的传输特性；
第四确定模块，其被配置为确定至少一个光接收组件的位置；
第五确定模块，其被配置为确定所述至少一个光接收组件的取向；
第六确定模块，其被配置为确定所述至少一个光接收组件的接收特性；以及
计算模块，其被配置为：基于所述至少一个光发射组件的所述位置、所述至少一个光发射组件的所述取向、所述至少一个光发射组件的所述传输特性、所述至少一个光接收组件的所述位置、所述至少一个光接收组件的所述取向、以及所述至少一个光接收组件的所述接收特性，计算所述光通信信道的所述信道估计。
CN201880098503.3A 2018-10-08 2018-10-08 确定信道估计 Pending CN112840578A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/077289 WO2020074056A1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Determining a channel estimate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112840578A true CN112840578A (zh) 2021-05-25

Family

ID=63794509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880098503.3A Pending CN112840578A (zh) 2018-10-08 2018-10-08 确定信道估计

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11349562B2 (zh)
EP (1) EP3864774B1 (zh)
JP (1) JP7225385B2 (zh)
KR (1) KR102469937B1 (zh)
CN (1) CN112840578A (zh)
CO (1) CO2021003741A2 (zh)
WO (1) WO2020074056A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001326586A (ja) 2000-05-17 2001-11-22 Nec Corp Ｃｄｍａ通信システム及びそれに用いるチャネル推定方法
JP2002077004A (ja) 2000-08-30 2002-03-15 Matsushita Commun Ind Co Ltd 逆等化用回線推定装置及び回線推定方法
US8126477B2 (en) 2005-07-07 2012-02-28 Qualcomm Incorporated Methods and devices for interworking of wireless wide area networks and wireless local area networks or wireless personal area networks
US8498639B2 (en) 2007-02-09 2013-07-30 Qualcomm Incorporated Flexible channel quality indicator reporting
US9448308B2 (en) 2007-09-11 2016-09-20 Qualcomm Incorporated GPS yield for emergency calls in a mobile radio network
WO2012109248A1 (en) 2011-02-07 2012-08-16 The University Of Tulsa Mobile bi-directional free-space optical network
RU2536769C2 (ru) 2012-10-10 2014-12-27 Дмитрий Владимирович Смирнов Способ и система дальнего оптического обнаружения и определения местоположения летящего в стратосфере или на большой высоте со сверхзвуковой скоростью объекта по критериям конденсационного следа его силовой установки в атмосфере
US10284293B2 (en) * 2016-09-23 2019-05-07 Qualcomm Incorporated Selective pixel activation for light-based communication processing
CN106664168B (zh) 2016-11-14 2019-08-30 北京小米移动软件有限公司 获取、传输harq反馈信息的方法及装置
US10495467B2 (en) * 2017-07-28 2019-12-03 Qualcomm Incorporated Positioning with interleaved VLC signals
US10897680B2 (en) * 2017-10-04 2021-01-19 Google Llc Orientation-based device interface

Also Published As

Publication number Publication date
EP3864774B1 (en) 2023-06-07
US11349562B2 (en) 2022-05-31
KR102469937B1 (ko) 2022-11-22
CO2021003741A2 (es) 2021-04-19
JP7225385B2 (ja) 2023-02-20
EP3864774A1 (en) 2021-08-18
US20210384970A1 (en) 2021-12-09
JP2022504412A (ja) 2022-01-13
WO2020074056A1 (en) 2020-04-16
KR20210064327A (ko) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Berenguer et al. Optical wireless MIMO experiments in an industrial environment
AU2016347156A1 (en) Apparatus and method in wireless communications system
JP2024138297A (ja) 物理アップリンク共有チャネル信頼性向上のための位相追跡基準信号送信
US20230155664A1 (en) Methods, Apparatus and Machine-Readable Mediums Related to Wireless Access in Communication Networks
CN107769851A (zh) 一种基于混合ofdm的led定位方法与系统
TWI785344B (zh) 與通信網路中之無線通信相關之方法、無線通信網路之節點及機器可讀媒體
US10009076B2 (en) Method and apparatus for obtaining downlink data in a massive MIMO system
US11349562B2 (en) Determining a channel estimate
WO2023025133A1 (zh) 传输方法、装置、通信设备及计算机存储介质
US12057899B2 (en) Method and apparatus including error vector magnitude definition and testing for antenna ports and multi-layer transmissions
KR20190048156A (ko) 극좌표 변조방법 및 변조장치, 이를 이용한 무선광통신 시스템
Ndjiongue et al. Visible light communications (VLC) technology
Kowshik et al. ViRSMALNet: A Twin-Tier LSTM-Based Deep Learning Network for Indoor MIMO RSMA VLC Systems
CN115022135B (zh) 基于AmBC的双选信道LMMSE估计及ML检测方法
WO2023281913A1 (ja) 無線装置およびセンシング方法
Srinatha et al. Performance analysis of flip OFDM in spatially modulated MUP MIMO VLC systems
CN115694635A (zh) 基于6g可见光通信的终端位姿与时变信道联合估计方法
CN118786631A (zh) 相干联合传输的srs增强
Kisters et al. Demonstrator for real-time OFDM transmission with bit loading in TDD systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination