CN113316244A - 用于无线通信的方法及装置 - Google Patents

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CN113316244A CN202110134619.1A CN202110134619A CN113316244A CN 113316244 A CN113316244 A CN 113316244A CN 202110134619 A CN202110134619 A CN 202110134619A CN 113316244 A CN113316244 A CN 113316244A
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Abstract

本发明提供无线通信方法及装置，该方法可以包括：由装置的处理器接收网络节点发送的参考时间；由该处理器测量来自该网络节点的下行链路消息的接收时间；由该处理器根据该参考时间和该接收时间估计传播延迟；以及由该处理器根据该传播延迟执行时序预补偿。通过利用本发明，可以更好地进行无线通信。

Description

用于无线通信的方法及装置
技术领域
本发明有关于移动通信，且尤其有关于非陆地网络(Non-Terrestrial Network，NTN)通信中与用户设备(User Equipment，UE)和网络节点有关的时序(timing)和频率同步。
背景技术
除非另有指示，否则本部分描述的方法并非权利要求的现有技术，且不因包含在本部分中而被承认是现有技术。
NTN指使用卫星或无人飞机系统(Unmanned Aircraft System，UAS)平台上的射频(Radio Frequency，RF)资源的网络或网络段(network segment)。NTN为UE提供接入的典型场景(scenario)包括：NTN透明有效载荷(transparent payload)，其中卫星或者UAS平台作为中继(relay)；或者NTN再生有效载荷(regenerative payload)，其中可利用搭载在卫星或者UAS平台上的基站(比如下一代节点B(next Generation Node B，gNB)。
在长期演进(Long-Term Evolution，LTE)或新无线电(New Radio，NR)中，引入随机接入信道(Random Access Channel，RACH)进程来建立与我网络节点的连接，并且从网络节点获得资源。在RACH进程的第一步中，UE可以向网络节点传送RACH前导码(preamble)信号(比如消息1(Message 1))。在NTN通信中，也引入RACH进程来建立与卫星的连接。然而，对于NTN部署来说，由于传送距离较长，波束中可能会发生较大的差分延迟(differentialdelay)和残留频偏(residual frequency offset)。NTN通信中的RACH进程仍有一些问题需要解决。
在卫星NTN部署中，时间和频率同步是非常具有挑战性的。举例来讲，对于地球同步轨道(Geosynchronous Equatorial Orbit，GEO)卫星来说，10°高程(elevation)时，卫星到UE的延迟大约为135毫秒(ms)，差分延迟为16ms。在600km高度时，低地球轨道(Low EarthOrbit，LEO)卫星的最大多普勒频移(Doppler shift)在2GHz载波频率上可以达到+/-48kHz。对于UE同步来说，特别是对于初始接入进程来说，差分延迟和多普勒频移的这些极值是非常具有挑战性的。
提出的一种解决同步问题的方法是通过全球导航卫星系统(Global NavigationSatellite System，GNSS)能力将卫星位置/参考(reference)全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)时间或其他参考时间相结合。可以根据NTN网络广播的卫星星历表(ephemeris)导出(derive)卫星位置。基于以上信息，UE可以计算出传播延迟(propagation delay)和多普勒频移，因此可以在初始接入进程中对其进行预补偿(pre-compensate)。
然而，尽管有可能将GNSS能力和卫星星历表用于时序/频率同步，但是仍然存在一些问题使得这些方法不可靠或者不总是可行。举例来讲，UE可能并不总是会被足够的GNSS卫星所覆盖以导出准确的UE位置/时间。卫星星历表/位置可能无法准确地预测。在空对地(Air to Ground，ATG)通信或高空平台站(High Altitude Platform Station，HAPS)的情况下，可能不会发送基站/传送器的星历表或位置。UE有时可能会在保持或能够获得准确GPS/参考时序的同时失去GNSS的覆盖。对于UE可用的具有+/-0.5ppm精度的时钟(+/-1KHz@2GHz)，时序漂移约0.5毫秒需要花费1000秒(约17分钟)。GNSS/GPS停滞时间(dead time)可以通过关闭GPS接收器来节省电量。
有必要提供适当的方案来在没有位置信息的情况下估计多普勒频移和传播延迟和进行时序/频率补偿/预补偿以在NTN通信中实现自动同步。
发明内容
下述发明内容仅仅是说明性的，并不旨在以任何方式对本发明进行限制。也就是说，提供本发明内容是用来介绍本发明所描述的新颖且非显而易见的技术的概念、亮点、益处和优点。优选的实施方式将会在具体实施方式部分做进一步描述。因此，以下发明内容既不旨在标识所要求保护主题的本质特征，也不旨在确定所要求保护主题的范围。
本发明的目的之一是为解决上述的NTN通信中与UE和网络节点有关的时序和频率同步有关的问题提出解决办法或方案。
一方面，一种方法可以包括：由装置的处理器接收网络节点发送的参考时间；由所述处理器测量来自所述网络节点的下行链路消息的接收时间；由所述处理器根据所述参考时间和所述接收时间估计传播延迟；以及由所述处理器根据所述传播延迟执行时序预补偿。
另一方面，一种装置可以包括收发器，与无线网络的网络节点进行无线通信。该装置还可以包括处理器，与所述收发器通信地耦接，并执行以下操作：经由所述收发器接收网络节点发送的参考时间；测量来自所述网络节点的下行链路消息的接收时间；根据所述参考时间和所述接收时间估计传播延迟；以及根据所述传播延迟执行时序预补偿。
本发明的目的之一是为NTN通信中与UE和网络节点有关的与基于NTN的UE定位有关的问题提供解决办法和方案。
一方面，一种方法可以包括：由装置的处理器在系统信息块消息中从网络节点接收卫星信息；由所述处理器根据所述卫星信息估计所述装置的位置；以及由所述处理器在缺少全球导航卫星系统覆盖的情况下，根据所估计的位置进行定位，其中，所述卫星信息包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。
另一方面，一种装置可以包括收发器，与无线网络的网络节点进行无线通信。该装置还可以包括处理器，与所述收发器通信地耦接，并执行以下操作：经由所述收发器在系统信息块消息中从所述网络节点接收卫星信息；根据所述卫星信息估计所述装置的位置；以及在缺少全球导航卫星系统覆盖的情况下，根据所估计的位置进行定位，其中，所述卫星信息包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。
通过利用本发明，可以更好地进行无线通信。
值得注意的是，虽然本发明的描述可以是在特定的无线电接入技术、网络和网络拓扑(诸如长期演进(Long-Term Evolution，LTE)、高级LTE(LTE-Advanced)、高级LTE加强版(LTE-Advanced Pro)、第5代(5th Generation，5G)、新无线电(New Radio，NR)、物联网(Internet of Things，IoT)、窄带物联网(Narrow Band-IoT，NB-IoT)、工业物联网(Industrial Internet of Things，IIoT)和NTN)的上下文中提供的，但是本发明提出的概念、方案及其任何变形或衍生可以在、用于或由其他类型的无线电接入技术、网络和网络拓扑来实施。因此，本发明的范围不限于本发明所描述的示例。
附图说明
附图被包括在内以提供对本发明的进一步理解，附图被并入且构成本发明的一部分。附图可例示本发明的实施方式，且和描述一起用来解释本发明的原理。可以理解的是，附图不一定是按比例的，因为为了清楚地例示本发明的概念，一些组件显示的尺寸可能会与实际实施中的尺寸不成比例。
图1是在根据本发明实施方式的方案下的示范性卫星通信场景和示范性一般通信场景(general communication scenario)的示意图。
图2是在根据本发明实施方式的方案下的示范性卫星通信场景和示范性一般通信场景的示意图。
图3是在根据本发明实施方式的方案下的示范性卫星通信场景的示意图。
图4是根据本发明实施方式的示范性通信装置和示范性网络装置的框图。
图5是根据本发明实施方式的示范性处理的流程图。
图6是根据本发明实施方式的示范性处理的流程图。
具体实施方式
本发明公开了所要求保护主题的详细实施例和实施方式。然而应该理解，本发明公开的实施例和实施方式仅仅是对要求保护的主题的说明，要求保护的主题可以以各种形式实施。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本发明所描述的示范性实施例和实施方式。相反，提供这些示范性实施例和实施方式，使得对本发明的描述是彻底的和完整的，以及可以把本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。在下面的描述中，公知的特征和技术细节可能会省略，以避免不必要地模糊本发明的实施例和实施方式。
概述
根据本发明的实施方式与移动通信中与UE和网络节点有关的NTN通信中的时序和频率同步相关的各种技术、方法、方案和/或解决办法有关。根据本发明，多种可能的解决办法可以单独实施或共同实施。也就是说，虽然这些可能的解决办法可以在下面单独描述，但是这些解决办法中的两种或多种可以以一种组合来实施，也可以以另一种组合来实施。
图1是在根据本发明实施方式的方案下的示范性卫星通信场景110和一般通信场景120的示意图。卫星通信场景110可包含UE 111、卫星112和基站113，其中UE 111、卫星112和基站113可以是无线通信网络(比如LTE网络、5G网络、NR网络、IoT网络、NB-IoT网络、IIoT网络或者NTN网络)的一部分。UE 111可能距离基站113较远(比如不在基站113的通信范围内)，因此无法与基站113直接进行通信。UE 111可以经由NTN向卫星112传送信号和/或从卫星112接收信号。卫星112可以向基站113中继或转移(transfer)来自UE 111的信号/数据。因此，基站113可以经由卫星112与UE 111进行通信。因为卫星112距离UE 111较远，时域中的传播延迟(比如Td)和频域中的多普勒频移(比如fd)可能是显著的。
相反，一般通信场景120可包含UE 121和基站122，其中UE 121和基站122可以是无线通信网络(比如LTE网络、5G网络、NR网络、IoT网络、NB-IoT网络、IIoT网络或者NTN网络)的一部分。UE 121可位于基站122的通信范围内，因此可以与基站122直接进行通信。场景120可例示不包含卫星的一般蜂窝网路。UE 121可以直接向基站122传送信号和/或从基站122接收信号。基站122和UE 121之间也可存在时域中的传播延迟(比如Td)和频域中的多普勒频移(比如fd)。因为UE 121距离基站122不远，所以UE 121和基站122之间的传播延迟和多普勒频移相对较小。
在卫星NTN部署中，时间和频率同步是非常具有挑战性的。举例来讲，对于GEO卫星来说，10°高程时，卫星到UE的延迟大约为135ms，差分延迟为16ms。在600km高度时，LEO卫星的最大多普勒频移在2GHz载波频率上可以达到+/-48kHz。对于UE同步来说，特别是对于初始接入进程来说，差分延迟和多普勒频移的这些极值是非常具有挑战性的。
提出的一种解决同步问题的方法是通过GNSS能力将卫星位置/参考GPS时间或其他参考时间相结合。可以根据NTN网络广播的卫星星历表导出卫星位置。基于以上信息，UE可以计算出传播延迟和多普勒频移，因此可以在初始接入进程中对其进行预补偿。
然而，尽管有可能将GNSS能力和卫星星历表用于时序/频率同步，但是仍然存在一些问题使得这些方法不可靠或者不总是可行。举例来讲，UE可能并不总是会被足够的GNSS卫星所覆盖以导出准确的UE位置/时间。卫星星历表/位置可能无法准确地预测。在ATG通信或HAPS的情况下，可能不会发送(signal)基站/传送器的星历表或位置。UE有时可能会在保持或能够获得准确GPS/参考时序的同时失去GNSS的覆盖。对于UE可用的具有+/-0.5ppm精度的时钟(+/-1KHz@2GHz)，时序漂移约0.5毫秒需要花费1000秒(约17分钟)。GNSS/GPS停滞时间可以通过关闭GPS接收器来节省电量。相应地，虽然UE位置可能是未知的或者不够准确，UE仍然可以使用相对准确的时钟或者参考时间来在初始接入中进行足够好的时序/频率同步。
有鉴于此，本发明提出了一些与UE和网络节点在NTN通信中进行时序和频率同步有关的方案。根据本发明的方案，UE可以用其他的方式进行自动同步和预补偿，而无需使用卫星星历表和GNSS能力或其他方式。UE可以获得参考时间或时钟，该参考时间或时钟是足够精确的。然后，UE可以足够精确地估计多普勒频移，并且对其进行预补偿。UE还可以估计传播延迟，该传播延迟可以包含电路延迟(circuitry delay)和/或卫星通信中从网关到卫星的延迟(gateway-to-sat delay)，并且对其进行预补偿。相应地，通过使用精确的参考时间或时钟，UE仍然可以通过测量和预补偿UE和卫星之间的传播延迟和多普勒频移来实现自动同步，而无需位置信息。UE可以成功进行初始接入进程，并且避免接收器端的同步问题和传送失败。
图2是在根据本发明实施方式的方案下的示范性卫星通信场景210和一般通信场景220的示意图。卫星通信场景210可包含UE 211、卫星212和基站213，其中UE 211、卫星212和基站213可以是无线通信网络(比如LTE网络、5G网络、NR网络、IoT网络、NB-IoT网络、IIoT网络或者NTN网络)的一部分。UE 211可以被配置有/配备(equip)有UE自动同步能力。UE能够接收由网络节点(比如卫星212或者基站213)发送的参考时间。UE可以测量来自网络节点的下行链路(Downlink，DL)消息的接收时间。该下行链路消息可以是网络节点广播或传送的任何消息。UE可以根据参考时间和接收时间来估计传播延迟。然后，UE可以根据传播延迟执行时序预补偿。
举例来讲，T0可以是网络节点(比如卫星212或者基站213)发送的参考时间。该参考时间可以对应于与特定消息的传送(比如系统信息块(System Information Block，SIB)消息)或者用于NTN的新信令/消息的传送相关联的时序。该参考时间可以包括以下至少一项：绝对时间(absolute time)、GPS时间和公共参考时间。UE还可以测量与T0相对应的传送信号/消息的接收时间Tmeasured。然后，UE可以通过Td＝Tmeasured–T0来计算传播延迟Td。在确定传播延迟Td之后，UE能够补偿或预补偿该传播延迟，并且与网络节点同步时序。
在频域中，UE可以被配置为接收由网络节点(比如卫星212或者基站213)发送的参考载波频率。UE可以测量来自网络节点的接收载波频率。UE可以根据参考载波频率和接收载波频率来估计多普勒频移。然后，UE可以根据多普勒频移进行频率预补偿。
举例来讲，参考载波频率f0,ref(比如2GHz)可以是由网络节点(比如卫星212或者基站213)所发送的。UE可以根据网络节点发送的参考时间生成同步时钟(synchronizedclock)。举例来讲，该同步时钟(比如f0)可以是由具有自动同步能力的UE生成的载波频率。可以根据设备中非常精确的晶体(crystal)和GNSS接收器时钟中的至少一个来生成该载波频率f0。UE还可以测量UE处的接收载波频率fmeasured。然后，UE可以通过fDoppler＝fmeasured–f0来计算多普勒频移fDoppler。在确定多普勒频移fDoppler之后，UE能够补偿或预补偿多普勒频移，并且与网络节点同步频率。
一般通信场景220可包含UE 221和基站222，其中UE 221和基站222可以是无线通信网络(比如LTE网络、5G网络、NR网络、IoT网络、NB-IoT网络、IIoT网络或者NTN网络)的一部分。类似地，以上描述的自动同步机制也可以应用于一般通信场景220。UE可以被配置为接收由网络节点(比如基站222)发送的参考时间。UE可以根据由网络节点发送的参考时间来确定T0和f0。UE可以被配置为通过Td＝Tmeasured–T0来计算传播延迟Td，以及通过fDoppler＝fmeasured–f0来计算多普勒频移fDoppler。然后，UE能够补偿或预补偿传播延迟Td和多普勒频移fDoppler，并且与网路节点同步时序和频率。
在一些实施方式中，在GNSS接收时间期间，UE使用的时序和/或时钟可以校准(calibrate)为网络节点发送的参考时间(比如GPS时间或者与卫星的其他公共参考时间)。GNSS停滞时间可以是由于GNSS接收的中断，GNSS接收的中断可以是由于缺少GNSS覆盖或者是作为省电措施，或者是当UE仅可以用单模式(比如NTN模式或者GPS模式)操作时。在GNSS停滞时间内，可以通过从星历表计算卫星多普勒效应并且将其与估计的多普勒进行比较来相应地校正UE的时钟，从而使该时钟保持校准。举例来讲，UE可以被配置为生成同步时钟，并且通过使用卫星星历表和近似位置(approximate position)来使该同步时钟保持精确。
在一些实施方式中，UE使用的参考时间可以包括UE内的或者由本地网络提供的本地精确时钟(比如本地参考时间)。对于UE可用的具有+/-0.5ppm精度的时钟(+/-1KHz@2GHz)，时序漂移约0.5毫秒需要花费1000秒(约17分钟)。在典型的非连续接收(Discontinuous Reception，DRX)时间小于10秒时，时序漂移可能约为小于5微秒(即，在循环前缀(cyclic prefix)的一部分内)。UE可以基于一方面估计的接收频率和另一方面通过卫星星历表预测的中心载波频率加上卫星多普勒之间的差来更精确地校正时钟。这种方法可以允许UE维持非常精确和校准的时钟，但是可能需要对UE位置有大概了解。
在一些实施方式中，到卫星或者其他网络的链路可以提供精确的时钟，而不一定是位置。举例来讲，可以在卫星SIB中包含时间戳(timestamp)来允许UE估计传播延迟，并将其从卫星时钟参考中减去(remove)或补偿。UE可以使用来自卫星或基站的精确时钟和参考时间来估计多普勒频移和传播延迟。
在一些实施方式中，就补偿而言，自动同步能力可以与GNSS能力类似。然而，UE可能不具有定位能力。在进行卫星通信的情况下，缺少定位能力可能会限制预测相邻卫星或下一波束轨迹(beam trajectory)的能力，或者会限制UE向核心网络报告准确位置的能力。因此，有必要发信通知(signal)将参考时间而不是GNSS/定位能力用于自动同步。因此，UE可以向网络节点传送能力报告来指示预补偿能力。举例来讲，就同步能力(没有同时的精确定位能力)和/或定位能力而言，UE可以发信通知其能力。以上能力也可以称为预补偿能力。使用自动同步能力或者预补偿能力可能不需要发送基站位置或者卫星星历表。预补偿能力可以独立于GNSS或定位能力而生成，而且可以独立发送。
在一些实施方式中，NTN网络可能需要向UE发送信号，或者在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)规范中阐明(clarify)，在卫星通信中，参考时间和载波频率对应于传送链(transmission chain)中的哪个节点或者在传送链中的哪个节点生成。
图3是在根据本发明实施方式的方案下的示范性卫星通信场景310、320和330的示意图。卫星通信场景310、320和330可以包含UE、卫星和基站/网关(gateway)，其中UE、卫星和基站/网关可以是无线通信网络(比如LTE网络、5G网络、NR网络、IoT网络、NB-IoT网络、IIoT网络或者NTN网络)的一部分。网关可以是核心网络中的网络节点，并且可以与基站位于相同的位置。在场景310中，时间或频率参考点可位于网关(比如，可在卫星处校正网关到卫星的多普勒)。多普勒频率和传播延迟变化率不一定直接成正比。传播延迟变化率还可以取决于网关/地面站(ground station)的位置以及网关到卫星频率(比如fc1)。
在场景320中，时间参考点可位于网关(比如，可在卫星处校正网关到卫星的多普勒)。多普勒频率和传播延迟变化率不一定直接成正比。传播延迟变化率还可以取决于网关/地面站的位置以及网关到卫星频率。
在场景330中，时间/频率参考点可位于卫星/天线端口(比如，可在卫星处校正网关到卫星的多普勒和传播延迟)。多普勒频率和传播延迟变化率可以成正比。
在一些实施方式中，在卫星通信中，NTN网络可能需要阐明或指示帧参考时间和/或频率点对应于哪里。举例来讲，时间和频率参考点可以是网关。在另一示例中，时间和频率参考点可以是卫星。在另一示例中，时间参考点可以是网关，而频率参考点可以是卫星。
在一些实施方式中，UE可以被配置为从网络节点接收用以指示时间和频率参考点的信令。时间和频率参考点可以包括卫星或者网关。
在一些实施方式中，UE可以被配置为从网络节点接收用以指示距离的信令，在该距离处需要执行时序预补偿和频率预补偿。该距离可以包括装置和卫星之间的第一距离，以及装置和网关之间的第二距离。
在一些实施方式中，为了改进时序和频率补偿估计，特别是在网关处生成时间或频率中的一者或两者的情况下，可能需要以下附加信息中的一些或全部。举例来讲，附加信息可以包括以下至少一项：地面站或网关的位置、由切换导致的附加的时间延迟、卫星星历表以及网关到卫星的载波频率。UE可以被配置为从网络节点接收附加信息，并根据附加信息执行时序预补偿和频率预补偿。
在一些实施方式中，为了改进UE的定位，一种方法可以是由UE使用卫星信息来估计或改进对其位置的估计。在不存在或GNSS覆盖较弱的情况下，这种方法可以改进UE位置估计，或者在满足所需精度的情况下允许较短的GNSS位置测量/收敛(convergence)时间。为了实现这种方法，除了卫星星历表(比如在卫星通信的情况下)之外，可以在SIB消息中向UE发送以下信息中的部分或全部。举例来讲，可以向UE发送参考时间(比如GPS时间和卫星时间)以改进UE定位。在另一示例中，UE可以使用与波束在地面上的位置有关的信息来改进UE定位。对于卫星通信来说，可以根据波束布局(beam layout)、波束中心的坐标(coordinate)及波束尺寸、天线波束角度、天线孔径(antenna aperture)、地面站或网关的位置以及由切换导致的附加时间延迟中的至少一项来确定与波束在地面上的位置有关的信息。在未补偿网关到卫星的传播延迟和切换时间(比如由于射频(Radio Frequency，RF)前端和电路带来的切换时间)的事件(event)中，可能尤其需要发送地面站的位置和由切换导致的附加时间延迟。对于ATG/HAPS通信来说，可以根据小区/波束中心的坐标、小区/波束的尺寸、天线波束角度和天线孔径中的至少一项来确定与波束在地面上的位置有关的信息。
相应地，为了改进基于NTN的UE定位，UE可以被配置为在SIB消息中接收来自网络节点(比如卫星)的卫星信息。UE可以根据卫星信息来估计其位置。在缺少GNSS覆盖的情况下，UE可以根据所估计的位置执行定位功能。上述卫星信息可以包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。
例示性实施方式
图4例示根据本发明实施方式的示范性通信装置410和示范性网络装置420的框图400。通信装置410和网络装置420可以执行各种功能，来实施本发明描述的NTN通信中与UE和网络装置有关的时序和频率同步有关的方案、技术、处理和方法，包括上述的场景/方案以及下述的处理500和600。
通信装置410可以是电子装置的一部分，其中电子装置可以是UE，诸如便携式或移动装置、可穿戴装置、无线通信装置或计算装置。例如，通信装置410可以在智能手机、智能手表、个人数字助理、数码相机或计算设备(诸如平板电脑、手提电脑或笔记本电脑)中实施。通信装置410也可以是机器型装置的一部分，其中机器型装置可以是IoT、NB-IoT或IIoT或NTN装置，诸如固定或静态装置、家庭装置、有线通信装置或计算装置。举例来讲，通信装置410可以在智能恒温器(thermostat)、智能冰箱、智能门锁、无线扬声器或者家庭控制中心中实施。或者，通信装置410可以以一个或多个集成电路(Integrated-Circuit，IC)芯片的形式实施，诸如包括但不限于一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器、一个或多个精简指令集计算(Reduced-Instruction Set Computing，RISC)处理器或者一个或多个复杂指令集计算(Complex-Instruction-Set-Computing，CISC)处理器。通信装置410可以包含图4所示组件的至少一些，诸如处理器412。通信装置410还可以包含一个或多个与本发明提出的方案不相关的其他组件(比如外部电源、显示设备和/或用户界面设备)，因此为了简洁起见，通信装置410的这类组件既不在图4中示出，也不在下面进行描述。
网络装置420可以是电子装置的一部分，其中电子装置可以是网络节点，诸如基站、小小区(small cell)、路由器、网关(gateway)或者卫星。例如，网络装置420可以在LTE、高级LTE或者高级LTE加强版网络中的演进型节点B(evolved Node B，eNB)或者5G、NR、IoT、NB-IoT、IIoT或NTN网络中的卫星中的下一代节点B(next generation Node B，gNB)中实施。或者，网络装置420可以以一个或多个IC芯片的形式实施，诸如包括但不限于一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器、一个或多个RISC处理器或者CISC处理器。网络装置420可以包含图4所示组件的至少一些，诸如处理器422。网络装置420还可以包含一个或多个与本发明提出的方案不相关的其他组件(比如外部电源、显示设备和/或用户界面设备)，因此为了简洁起见，网络装置420的这类组件既不在图4中示出，也不在下面进行描述。
一方面，各处理器412和处理器422可以以一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器或一个或多个CISC处理器的形式实施。也就是说，虽然本发明使用单数术语“处理器”来表示处理器412和处理器422，但是根据本发明，各处理器412和处理器422可以在一些实施方式中包含多个处理器，而在其他实施方式中包含单个处理器。另一方面，各处理器412和处理器422可以以具有电子组件的硬件(和固件，可选)的形式实施，其中电子组件包括但不限于一个或多个晶体管、一个或多个二极管、一个或多个电容、一个或多个电阻、一个或多个电感、一个或多个忆阻器(memristor)和/或一个或多个变容二极管(varactor)，上述电子组件可以经过配置和布置来实现根据本发明的特定目的。换句话讲，在至少一些实施方式中，各处理器412和处理器422可以是专门设计、布置和配置来在设备(比如，以通信装置410为代表)和网络(比如，以网络装置420为代表)中执行根据本发明各种实施方式的特定任务的专用机器。
在一些实施方式中，通信装置410也可以包含收发器416，收发器416可与处理器412耦接(couple)，并且能够无线传送和接收数据。在一些实施方式中，通信装置410还可以包含存储介质414，存储介质414可与处理器412耦接，并且能够由处理器412访问并在其中存储数据。在一些实施方式中，网络装置420也可以包含收发器426，收发器426可与处理器422耦接，并且能够无线传送和接收数据。在一些实施方式中，网络装置420还可以包含存储介质424，存储介质424可与处理器422耦接，并且能够由处理器422访问并在其中存储数据。相应地，通信装置410和网络装置420可以分别经由收发器416和收发器426互相进行无线通信。为了帮助更好地理解，下面对各通信装置410和网络装置420的操作、功能和能力的描述是在移动通信环境的上下文中提供的，在移动通信环境中，通信装置410可以在通信装置或UE中实施或者作为通信装置或UE实施，网络装置420可以在通信网络的网络节点中实施或者作为通信网络的网络节点实施。
在一些实施方式中，存储介质可以存储程序指令，该程序指令在由通信装置执行时，可以使得通信装置执行本发明中用于同步的方法的步骤。
在一些实施方式中，通信装置410可以被配置有/配备有自动同步能力。处理器412能够接收由网络装置420发送的参考时间。处理器412可以测量来自网络装置420的下行链路(Downlink，DL)消息的接收时间。处理器412可以根据参考时间和接收时间来估计传播延迟。然后，处理器412可以根据传播延迟执行时序预补偿。该参考时间可以包括以下至少一项：绝对时间(absolute time)、GPS时间和公共参考时间。
在一些实施方式中，处理器412可以被配置为接收由网络装置420发送的参考载波频率。处理器412可以测量来自网络装置420的接收载波频率。处理器412可以根据参考载波频率和接收载波频率来估计多普勒频移。然后，处理器412可以根据多普勒频移进行频率预补偿。
在一些实施方式中，处理器412可以根据网络装置420发送的参考时间生成同步时钟。处理器412可以通过使用卫星星历表和近似位置来使该同步时钟保持精确。
在一些实施方式中，处理器412可以被配置为从网络装置420接收用以指示时间和频率参考点的信令。时间和频率参考点可以包括卫星或者网关。
在一些实施方式中，处理器412可以向网络装置420传送能力报告来指示预补偿能力。举例来讲，就同步能力(没有同时的精确定位能力)和/或定位能力而言，处理器412可以发信通知其能力。以上能力也可以称为预补偿能力。
在一些实施方式中，网络装置420可能需要向通信装置410发送信号来通知在卫星通信中，参考时间和载波频率对应于传送链中的哪个节点或者在传送链中的哪个节点生成。处理器412可以被配置为从网络装置420接收用以指示时间和频率参考点的信令。时间和频率参考点可以包括卫星或者网关。
在一些实施方式中，处理器412可以被配置为从网络装置420接收用以指示距离的信令，在该距离处需要执行时序预补偿和频率预补偿。该距离可以包括装置和卫星之间的第一距离，以及装置和网关之间的第二距离。
在一些实施方式中，为了改进时序和频率补偿估计，特别是在网关处生成时间或频率中的一者或两者的情况下，可能需要以下附加信息中的一些或全部。举例来讲，附加信息可以包括以下至少一项：地面站或网关的位置、由切换导致的附加的时间延迟、卫星星历表以及网关到卫星的载波频率。处理器412可以被配置为从网络装置420接收附加信息，并根据附加信息执行时序预补偿和频率预补偿。
在一些实施方式中，处理器412可以被配置为在SIB消息中接收来自网络装置420的卫星信息。处理器412可以根据卫星信息来估计其位置。在缺少GNSS覆盖的情况下，处理器412可以根据所估计的位置执行定位功能。上述卫星信息可以包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息可以包括以下至少一项：波束布局、波束或小区中心的坐标、波束或小区的尺寸、天线波束角度、天线孔径、地面站的位置以及由切换导致的附加时间延迟。
例示性处理
图5例示根据本发明实施方式的示范性处理500。处理500可以是上述场景/方案的示范性实施方式，其部分或全部与本发明在NTN通信中的时序和频率同步有关。处理500可以代表通信装置410的特征的一方面实施方式。处理500可以包含由一个或多个方框510、520、530和540所例示的一个或多个操作、动作或功能。虽然例示为分离方框，但是根据所需要的实施方式，处理500的各种方框可以划分成额外的方框、组合成更少的方框或者消除。而且，处理500的方框可以按照图5所示的顺序执行，或者也可以按照不同的顺序执行。处理500可以由通信装置410、任何合适的UE或机器型设备实施。下面在通信装置410的上下文中对处理500进行描述，但这仅仅是例示性的，并非是限制性的。处理500可以从方框510开始。
在510，处理500可以包含：装置410的处理器412接收网络节点发送的参考时间。处理500可以从510进行到520。
在520，处理500可以包含：处理器412测量来自该网络节点的下行链路消息的接收时间。处理500可以从520进行到530。
在530，处理500可以包含：处理器412根据该参考时间和该接收时间估计传播延迟。处理500可以从530进行到540。
在540，处理500可以包含：处理器412根据该传播延迟执行时序预补偿。
在一些实施方式中，处理器412可以接收该网络节点发送的参考载波频率。处理器412可以测量来自该网络节点的接收载波频率。处理器412可以根据该参考载波频率和该接收载波频率估计多普勒频移。然后，处理器412可以根据该多普勒频移执行频率预补偿。
在一些实施方式中，该参考时间包括以下至少一项：绝对时间、全球定位系统时间以及公共参考时间。
在一些实施方式中，处理器412可以根据该网络节点发送的该参考时间生成同步时钟。
在一些实施方式中，处理器412可以使用卫星星历表和近似位置来使该同步时钟保持精确。
在一些实施方式中，处理器412可以向该网络节点传送能力报告来指示预补偿能力。
在一些实施方式中，处理器412可以从该网络节点接收用以指示时间和频率参考点的信令，其中该时间和频率参考点可以包括卫星或者网关。
在一些实施方式中，处理器412可以从该网络节点接收用以指示距离的信令，其中在该距离处需要执行该时序预补偿和该频率预补偿，其中，该距离可以包括该装置和卫星之间的第一距离或者该装置和网关之间的第二距离。
在一些实施方式中，处理器412可以从该网络节点接收附加信息。处理器412可以根据该附加信息执行该时序预补偿和该频率预补偿，其中，该附加信息可以包括地面站的位置、卫星星历表以及网关到卫星的载波频率中的至少一项。
图6例示根据本发明实施方式的示范性处理600。处理600可以是上述场景/方案的示范性实施方式，其部分或全部与本发明在NTN通信中基于NTN的UE定位有关。处理600可以代表通信装置410的特征的一方面实施方式。处理600可以包含由一个或多个方框610、620和630所例示的一个或多个操作、动作或功能。虽然例示为分离方框，但是根据所需要的实施方式，处理600的各种方框可以划分成额外的方框、组合成更少的方框或者消除。而且，处理600的方框可以按照图6所示的顺序执行，或者也可以按照不同的顺序执行。处理600可以由通信装置410、任何合适的UE或机器型设备实施。下面在通信装置410的上下文中对处理600进行描述，但这仅仅是例示性的，并非是限制性的。处理600可以从方框610开始。
在610，处理600可以包含：装置410的处理器412在系统信息块消息中从网络节点接收卫星信息。处理600可以从610进行到620。
在620，处理600可以包含：处理器412可以根据该卫星信息估计该装置的位置。处理600可以从620进行到630。
在630，处理600可以包含：处理器412可以在缺少全球导航卫星系统覆盖的情况下，根据所估计的位置进行定位。其中，该卫星信息可以包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。
在一些实施方式中，与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息可以包括以下至少一项：波束布局、波束或小区中心的坐标、波束或小区的尺寸、天线波束角度、天线孔径、地面站的位置以及由切换导致的附加时间延迟。
附加说明
本发明描述的主题有时例示了不同的组件包含于或连接至不同的其他组件。需要理解的是，这样描述的架构仅仅是示范性的，实际上也可以实施能够实现相同功能的其它架构。从概念上讲，实现相同功能的任何组件的布置被有效地“关联”起来，以实现期望的功能。因此，无论架构或中间组件如何，任何两个在此被组合以实现特定功能的组件可以视为彼此“关联”，以实现期望的功能。同样，任何两个如此关联的组件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦接”以实现期望的功能，并且任何两个能够如此关联的组件也可以被视为彼此“可操作可耦接地”以实现期望的功能。可操作可耦接的具体示例包括但不限于物理上可匹配的和/或物理上交互的组件和/或无线可交互的和/或无线交互的组件和/或逻辑交互的和/或逻辑可交互的组件。
而且，关于本发明中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用，适当地将复数变换为单数和/或将单数变换为复数。为了清楚起见，本发明可明确地阐述各种单数/复数的置换。
此外，本领域技术人员应该理解，一般来说，本发明所使用的术语，尤其是权利要求(比如权利要求的主体)中所使用的术语，通常旨在作为“开放式”术语，比如术语“包含”应当解释为“包含但不限于”，术语“具有”应当解释为“至少具有”，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”等。本领域技术人员还应该理解，如果意图引用具体数量的权利要求陈述，则该意图将明确地记述在权利要求中，并且在不存在这种陈述的情况下，则不存在这样的意图。例如，为辅助理解，权利要求可能包含了引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求陈述。然而，这种短语的使用不应解释为暗指通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求陈述将包含该所引入的权利要求陈述的任何特定权利要求局限于仅包含一个该陈述的实施方式，即使当同一权利要求包括了引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如不定冠词“一”或“一个”时(比如“一”和/或“一个”应当解释为表示“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于引导权利要求记述项的定冠词的使用。另外，即使明确地记述了被引入的权利要求陈述的具体数量，本领域技术人员应该认识到这些陈述应当解释为至少表示所陈述的数量(比如没有其它修饰语的陈述“两个陈述物”表示至少两个陈述物或两个或多个的陈述物)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的习惯用法的实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解的该习惯用法的含义，比如“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的习惯用法的实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解的该习惯用法的含义，比如“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统。本领域技术人员还应理解，无论是在说明书、权利要求或附图中，呈现两个或多个可选项的几乎任何转折词和/或短语都应当理解为包括一项、任一项或两项的可能性。例如，术语“A或B”应当理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
通过前面的陈述应当理解，本发明为了例示的目的描述了本发明的各种实施方式，并且可以在不偏离本发明的范围和实质的情况下进行各种修改。相应地，本发明所公开的各种实施方式不旨在限制，真正的保护范围和实质由权利要求指示。

Claims (22)

1.一种无线通信方法，包括：
由装置的处理器接收网络节点发送的参考时间；
由所述处理器测量来自所述网络节点的下行链路消息的接收时间；
由所述处理器根据所述参考时间和所述接收时间估计传播延迟；以及
由所述处理器根据所述传播延迟执行时序预补偿。
2.如权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器接收所述网络节点发送的参考载波频率；
由所述处理器测量来自所述网络节点的接收载波频率；
由所述处理器根据所述参考载波频率和所述接收载波频率估计多普勒频移；以及
由所述处理器根据所述多普勒频移执行频率预补偿。
3.如权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述参考时间包括以下至少一项：
绝对时间、全球定位系统时间以及公共参考时间。
4.如权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器根据所述网络节点发送的所述参考时间生成同步时钟。
5.如权利要求4所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器使用卫星星历表和近似位置来使所述同步时钟保持精确。
6.如权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器向所述网络节点传送能力报告来指示预补偿能力。
7.如权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器从所述网络节点接收用以指示时间和频率参考点的信令，其中所述时间和频率参考点包括卫星或者网关。
8.如权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器从所述网络节点接收用以指示距离的信令，其中在所述距离处需要执行所述时序预补偿和所述频率预补偿，
其中，所述距离包括所述装置和卫星之间的第一距离或者所述装置和网关之间的第二距离。
9.如权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，还包括：
由所述处理器从所述网络节点接收附加信息；以及
由所述处理器根据所述附加信息执行所述时序预补偿和所述频率预补偿，
其中，所述附加信息包括地面站的位置、卫星星历表以及网关到卫星的载波频率中的至少一项。
10.一种用于无线通信的装置，包括：
收发器，与无线网络的网络节点进行无线通信；以及
处理器，与所述收发器通信地耦接，并执行以下操作：
经由所述收发器接收网络节点发送的参考时间；
测量来自所述网络节点的下行链路消息的接收时间；
根据所述参考时间和所述接收时间估计传播延迟；以及
根据所述传播延迟执行时序预补偿。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
经由所述收发器接收所述网络节点发送的参考载波频率；
测量来自所述网络节点的接收载波频率；
根据所述参考载波频率和所述接收载波频率估计多普勒频移；以及
根据所述多普勒频移执行频率预补偿。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述参考时间包括以下至少一项：
绝对时间、全球定位系统时间以及公共参考时间。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
根据所述网络节点发送的所述参考时间生成同步时钟。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
使用卫星星历表和近似位置来使所述同步时钟保持精确。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
经由所述收发器向所述网络节点传送能力报告来指示预补偿能力。
16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
经由所述收发器从所述网络节点接收用以指示时间和频率参考点的信令，其中所述时间和频率参考点包括卫星或者网关。
17.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
经由所述收发器从所述网络节点接收用以指示距离的信令，其中在所述距离处需要执行所述时序预补偿和所述频率预补偿，
其中，所述距离包括所述装置和卫星之间的第一距离或者所述装置和网关之间的第二距离。
18.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器还执行以下操作：
经由所述收发器从所述网络节点接收附加信息；以及
根据所述附加信息执行所述时序预补偿和所述频率预补偿，
其中，所述附加信息包括地面站的位置、卫星星历表以及网关到卫星的载波频率中的至少一项。
19.一种无线通信方法，包括：
由装置的处理器在系统信息块消息中从网络节点接收卫星信息；
由所述处理器根据所述卫星信息估计所述装置的位置；以及
由所述处理器在缺少全球导航卫星系统覆盖的情况下，根据所估计的位置进行定位，
其中，所述卫星信息包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。
20.如权利要求19所述的无线通信方法，其特征在于，所述与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息包括以下至少一项：
波束布局、波束或小区中心的坐标、波束或小区的尺寸、天线波束角度、天线孔径、地面站的位置以及由切换导致的附加时间延迟。
21.一种用于无线通信的装置，包括：
收发器，与无线网络的网络节点进行无线通信；以及
处理器，与所述收发器通信地耦接，并执行以下操作：
经由所述收发器在系统信息块消息中从所述网络节点接收卫星信息；
根据所述卫星信息估计所述装置的位置；以及
在缺少全球导航卫星系统覆盖的情况下，根据所估计的位置进行定位，
其中，所述卫星信息包括卫星的参考时间以及与波束或小区在地面上的位置和覆盖范围有关的信息。
22.一种存储介质，存储程序指令，所述程序指令在由通信装置执行时，使得所述通信装置执行权利要求1-9及19-20中任一项所述的无线通信方法的步骤。
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