CN113508541A - 车辆、用于移动通信系统中的车辆的装置、方法和计算机程序 - Google Patents

Abstract

实施例涉及车辆、用于移动通信系统中的车辆的装置、方法和计算机程序。用于移动通信系统（400）中的第一车辆（100）的用于控制到第二车辆（200）的无线电链路方法（10），包括设立（12）到第二车辆（200）的无线电链路，基于第一车辆（100）的传感器数据确定（14）与第一车辆（100）的天线和第二车辆（200）的天线之间的相对移动相关的信息，以及基于与相对移动相关的信息调整（16）第一车辆（100）的天线的波束图案以控制无线电链路。

Description

车辆、用于移动通信系统中的车辆的装置、方法和计算机程序

本发明涉及一种车辆、用于移动通信系统中的车辆的装置、方法和计算机程序，更特别但不排他地涉及一种用于通过车辆之间的波束图案（beam pattern）调整来控制无线电链路的概念。

WO 2015/171248 A1公开了一种使用低频和高频信道在用户设备和连接点之间建立通信链路的概念。低频信道用于提供信息，基于该信息可以接收高频信道。ClaytonShepard等人的“Control Channel Design for Many-Antenna MU-MIMO”（莱斯大学，2015年）公开了用于多用户波束成形场景的控制信道设计。文献EP 3 089 513 A1描述了一种概念，其中基于移动收发器的移动性来预测无线电信道状况。未来的无线电信道状况作为用于规划未来基站收发器分配的基础。

常规概念考虑多种接入技术或接入频率的共存。移动通信系统的基础设施可以用于传送关于其他无线电接入技术或接入频率的可用性的信息。

需要一种用于控制车辆之间的直接通信的改进概念。

实施例基于如下发现：在较高频率下车辆之间的直接通信可能需要在通信的两侧——在发射机和接收机处——进行天线适配。在车辆中，可以基于其确定不同车辆的天线之间的相对移动的进一步的信息是可用的或者可以使得所述进一步的信息可用。一旦与所述天线之间的相对移动相关的信息可用，就可以执行在天线处的波束图案调整，并且可以控制或维护车辆之间的无线电链路。例如，可以在车辆中检测与驾驶操纵相关的移动，并且可以调整天线波束图案以补偿所述移动。

实施例提供了一种用于移动通信系统中的第一车辆的用于控制到第二车辆的无线电链路方法。该方法包括：设立到第二车辆的无线电链路；以及基于第一车辆的传感器数据确定与第一车辆的天线和第二车辆的天线之间的相对移动相关的信息。该方法进一步包括基于与相对移动相关的信息来调整第一车辆的天线的波束图案，以控制无线电链路。实施例可以使能实现在较高频率处的车辆间无线电通信，因为无线电链路的两侧上的波束图案可以被朝向彼此定向，使得可以通过使能实现较高的天线增益来克服较高的路径损耗。无线电链路可以保持更加鲁棒。

例如，传感器数据可以包括雷达、光检测和测距、光学、相机、超声波、飞行时间和加速度数据的组中的一个或多个元素。车辆可以具有多个传感器，例如雷达、激光雷达（光检测和测距）、光学、相机、超声波、飞行时间、惯性传感器等。该数据可以用于监控第一车辆的位置和定位/定向，并且潜在地还监控第二车辆的位置和定位。基于该信息，还可以确定、估计或预测两个车辆（它们的天线）之间的相对位置和定位，并且可以相应地调整天线图案。

在一些实施例中，所述确定可以进一步基于从第二车辆接收的数据。例如，第二车辆可以分别提供与其瞬时或未来位置和定位、其天线相关的信息。基于此，可以确定相对定位、位置或移动，并且可以相应地调整波束图案。

与相对移动相关的信息可以与未来移动相关。实施例可以使用预测来预期波束图案的未来修改。这样的预测可以进一步改进无线电链路质量。

所述确定可以进一步基于与所述第一和/或第二车辆的驾驶操纵、道路纵断面、路线或地图数据相关的信息。在一些实施例中，可以使用关于环境的信息来预测或预期两个车辆的天线相对于彼此的相对位置的改变的移动。此外，如果可以预测不稳定性，则波束图案可以被适配为抵消这些不稳定性，例如当车辆之一面对路面中的波纹或其他路面不规则时。

波束图案的调整可以包括调整波束图案的主瓣的方向。如果两个车辆的天线的角度改变，则实施例可以进行补偿。此外，调整波束图案可以包括调整波束图案的主瓣的最大增益和/或宽度。因此，如果在无线电信道中预见到角度变化（弯曲的道路、路面不规则），则可以降低波束增益，并且可以加宽波束宽度。在这样的情况下，这可以导致分别以降低的信号质量、更高的发射功率为代价的更高的鲁棒性。在一些实施例中，调整波束图案可以包括调整波束图案的形状。在该情况下，可以通过将波束图的空间零点指向干扰源的方向上来抑制另外的干扰源。

例如，无线电链路使用6GHz以上的射频。在实施例中，对于使用视距无线电波传播的直接车辆对车辆通信，可考虑毫米波频带。

在一些进一步的实施例中，所述确定可以进一步基于在所述移动通信系统内接收的信息。网络可以具有关于交通情况、干扰状况、网络负载等的概况。在用于波束图案调整的实施例中可以进一步考虑这样的信息。

所述方法可以进一步包括将与所述第一车辆或所述第一车辆的天线的未来定位相关的信息传输到所述第二车辆或传输在移动通信系统内。然后，该信息可以在第二车辆中可用，相互的波束图案调整可以进一步贡献于无线电链路的质量。

在一些进一步的实施例中，在该方法中可以包括与第二车辆交换控制信息以控制相互的天线配置。这样的控制信息可以使得闭环波束调整机制能够以连续和稳定的方式调整波束图案。

实施例进一步提供了一种用于移动通信系统中的车辆的装置。该装置包括一个或多个接口，所述一个或多个接口被配置为在移动通信系统中通信。该装置进一步包括被配置为控制所述一个或多个接口的控制模块。控制模块进一步被配置为执行本文描述的方法之一。进一步的实施例是包括该装置的车辆。

实施例进一步提供了一种具有程序代码的计算机程序，所述程序代码用于当计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行时，执行一个或多个上述方法。另外的实施例是存储指令的计算机可读存储介质，所述指令当被计算机、处理器或可编程硬件组件执行时，使得计算机实现本文描述的方法之一。

将仅通过示例的方式使用以下装置或方法或计算机程序或计算机程序产品的非限制性实施例，并参考随附附图，来描述一些其他特征或方面，其中：

图1图示了用于车辆的方法的实施例的框图；

图2图示了装置的实施例和车辆的实施例的框图；

图3图示了车辆间通信场景；和

图4示出了实施例中笔形波束（pencil beam）角度的确定。

现在将参考随附附图更全面地描述各种示例实施例，在附图中图示了一些示例实施例。在各图中，为了清楚起见，线、层或区域的厚度可能被夸大。可选组件可以使用断线、虚线或点划线来图示。

因此，虽然示例实施例能够具有各种修改和替代形式，但是其实施例在各图中以示例的方式示出，并将在本文详细描述。然而，应当理解，不旨在将示例实施例限制于所公开的特定形式，而是相反，示例实施例将覆盖落入本发明范围内的所有修改、等同物和替代物。贯穿各图的描述，相同的数字指代相同或相似的元件。

如本文使用的，术语“或”指代非排他性的或，除非另有指示（例如，“或否则”或“或在替代方案中”）。此外，如本文使用的，除非另有指示，否则用于描述元件之间关系的词语应被广义地解释为包括直接关系或中间元件的存在。例如，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，该元件可以直接连接或耦合到其他元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在中间元件。类似地，诸如“之间”、“相邻”等词语应该以类似的方式来解释。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制示例实施例。如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。应当进一步理解，当被本文使用时，术语“包括”、“包括有”、“包含”或“包含有”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在或添加。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与示例实施例所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。应当进一步理解，术语、例如那些在常用词典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文如此明确定义。

图1示出了用于移动通信系统中的第一车辆的用于控制到第二车辆的无线电链路的方法10的实施例的框图。该方法包括设立12到第二车辆的无线电链路，以及基于第一车辆的传感器数据确定14与第一车辆的天线和第二车辆的天线之间的相对移动相关的信息。该方法进一步包括基于与相对移动相关的信息调整16第一车辆的天线的波束图案以控制所述无线电链路。

图2图示了装置20的实施例和车辆100、200的实施例的框图。用于第一车辆100的装置20包括一个或多个接口22，所述一个或多个接口22被配置为在移动通信系统400中通信。装置20进一步包括控制模块24，控制模块24耦合到一个或多个接口22，并被配置为控制一个或多个接口22。控制模块24进一步被配置为执行如本文描述的方法10之一。图2进一步图示了第二车辆的实施例，其也包括装置20的实施例。如下文中所述，车辆100可以实行方法10。图2进一步图示了移动通信系统400的实施例。

在实施例中，所述一个或多个接口22可以对应于用于获得、接收、传输或提供模拟或数字信号或信息的任何部件，例如允许提供或获得信号或信息的任何连接器、触点、引脚、寄存器、输入端口、输出端口、导体、通道等。接口可以是无线的或有线的，并且它可以被配置为与另外的内部或外部组件通信，即传输或接收信号、信息。所述一个或多个接口22可以包括使能实现在移动通信系统400中进行相应通信的另外的组件，这样的组件可以包括收发器（发射机和/或接收机）组件，诸如一个或多个低噪声放大器（LNA）、一个或多个功率放大器（PA）、一个或多个双工器、一个或多个同向双工器、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个转换器、一个或多个混频器、相应地适配的射频组件等。所述一个或多个接口22可以耦合到一个或多个天线，所述一个或多个天线可以对应于任何发射和/或接收天线，诸如喇叭天线、偶极天线、贴片天线、扇形天线等。天线可以以定义的几何设置布置，诸如均匀阵列、线形阵列、圆形阵列、三角形阵列、均匀场天线、场阵列、它们的组合等。在一些示例中，所述一个或多个接口22可以用于传输或接收或者既传输又接收信息的目的，所述信息诸如与能力、应用要求、触发指示、请求、消息、数据分组、确认分组/消息等相关的信息。

如图2中所示，所述一个或多个接口22耦合到装置20处的控制模块24。在实施例中，控制模块24可以使用一个或多个处理单元、一个或多个处理设备、诸如处理器、计算机或利用相应地适配的软件可操作的可编程硬件组件之类的任何用于处理的部件来实现。换句话说，控制模块24的所述功能也可以在软件中实现，软件然后在一个或多个可编程硬件组件上执行。这样的硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器（DSP）、微控制器等。

图2还示出了包括车辆100、200的实施例的系统400的实施例。在实施例中，通信、即传输、接收或这两者可以直接发生在车辆100、200之间和/或在移动收发器/车辆100、200和网络组件（基础设施或移动收发器，例如基站、网络服务器、后端服务器等）之间。这样的通信可以利用移动通信系统400。这样的通信可以例如借助于设备对设备（D2D）通信直接实行，在车辆100、200的情况下，这也可以包括车辆对车辆（V2V）或汽车对汽车的通信。这样的通信可以使用移动通信系统400的规范来实行。

在实施例中，所述一个或多个接口22可以被配置为在移动通信系统400中无线通信。为了这样做，使用例如频率、时间、编码的无线电资源，和/或使用空间资源，其可以用于与基站收发器的无线通信以及用于直接通信。无线电资源的分配可以由基站收发器控制，即确定哪些资源用于D2D以及哪些不用于D2D。在这里和下文中，相应组件的无线电资源可以对应于无线电载波上可想到的任何无线电资源，并且它们可以在相应载波上使用相同或不同的粒度。无线电资源可以对应于资源块（如在LTE/LTE-A/LTE-未授权（LTE-U）中的RB）、一个或多个载波、子载波、一个或多个无线电帧、无线电子帧、无线电时隙、潜在地具有相应扩频因子的一个或多个码序列、一个或多个空间资源，诸如空间子信道、空间预编码向量、它们的任何组合等。

例如，在直接蜂窝车辆对一切（C-V2X）中，其中V2X至少包括V2V、V2-基础设施（V2I）等，根据3GPP版本14向前的传输可以由基础设施（所谓的模式3）管理或者在UE中运行。

图2还图示了用于控制第一车辆100和第二车辆200之间的无线电链路的方法10。车辆100设立与第二车辆200的无线电链路。例如，设立过程可以遵循根据移动通信系统400的规范的标准过程。然后，车辆100基于第一车辆100的传感器数据确定16与第一车辆100的天线和第二车辆200的天线之间的相对移动相关的信息。如由虚线箭头所指示的，在一些实施例中，这可以由第二车辆200提供的附加信息来辅助。然后，车辆100基于与相对移动相关的信息来调整16第一车辆100的天线的波束图案，以控制无线电链路。

如图2中所示，移动通信系统400可以例如对应于第三代合作伙伴计划（3GPP）标准化移动通信网络之一，其中术语移动通信系统被用作移动通信网络的同义词。移动或无线通信系统400可以对应于第五代（5G或新无线电（NR））的移动通信系统，并且可以使用毫米波技术。移动通信系统可以对应于或包括例如长期演进（LTE）、高级LTE（LTE-A）、高速分组接入（HSPA）、通用移动电信系统（UMTS）或UMTS陆地无线电接入网（UTRAN）、演进UTRAN（e-UTRAN）、全球移动通信系统（GSM）或增强型数据速率GSM演进（EDGE）网络、GSM/EDGE无线接入网（GERAN）或具有不同标准的移动通信网络，例如，微波接入全球互可操作性网络IEEE802.16或无线局域网（WLAN）IEEE 802.11，通常是正交频分多址（OFDMA）网络、时分多址（TDMA）网络、码分多址（CDMA）网络、宽带CDMA（WCDMA）网络、频分多址（FDMA）网络、空分多址（SDMA）网络等。

服务提供可以由诸如基站收发器、中继站或UE之类的网络组件来实行，例如在多个UE的集群或组中协调服务提供。基站收发器可以可操作或配置为与一个或多个活动的移动收发器/车辆100、200通信，并且基站收发器可以位于另一个基站收发器的覆盖区域中或与其相邻，例如宏小区基站收发器或小小区基站收发器。因此，实施例可以提供包括两个或更多个移动收发器/车辆100、200以及一个或多个基站收发器的移动通信系统400，其中基站收发器可以建立宏小区或小小区，如例如微微小区（pico-cell）、城域小区（metro-cell）或毫微微小区（femto-cell）。移动收发器或UE可以对应于智能电话、蜂窝电话、膝上型计算机、笔记本计算机、个人计算机、个人数字助理（PDA）、通用串行总线（USB）棒、汽车、车辆等。根据3GPP术语，移动收发器也可以被称为用户设备（UE）或移动设备。车辆可以对应于任何可想到的运输工具，例如汽车、自行车、摩托车、货车、卡车、公共汽车、轮船、船、飞机、火车、电车等。

基站收发器可以位于网络或系统的固定或静止部分中。基站收发器可以是或对应于远程无线电头端、传输点、接入点、宏小区、小小区、微小区、毫微微小区、城域小区等。基站收发器可以是有线网络的无线接口，其使能向UE或移动收发器传输无线电信号。这样的无线电信号可以符合如例如由3GPP标准化的无线电信号，或者通常符合以上列出的系统中的一个或多个。因此，基站收发器可以对应于可以进一步细分为远程单元和中央单元的NodeB、eNodeB、基站收发器（BTS）、接入点、远程无线电头端、中继站、传输点等。

移动收发器/车辆100可以与基站收发器或小区相关联。术语小区是指由基站收发器提供的无线电服务的覆盖区域，例如NodeB（NB）、eNodeB（eNB）、远程无线电头端、传输点等。基站收发器可以在一个或多个频率层上操作一个或多个小区，在一些实施例中，小区可以对应于扇区。例如，可以使用扇形天线来实现扇区，扇形天线提供了覆盖远程单元或基站收发器周围的角度区段的特性。在一些实施例中，基站收发器可以例如分别操作覆盖120°（在三个小区的情况下）、60°（在六个小区的情况下）的扇区的三个或六个小区。基站收发器可以操作多个扇区化天线。在下文中，小区可以表示生成该小区的相应基站收发器，或者类似地，基站收发器可以表示基站收发器生成的小区。

车辆100、200可以彼此直接通信，即不涉及任何基站收发器，这也被称为设备对设备（D2D）通信。D2D的示例是车辆之间的直接通信，也分别称为车辆对车辆通信（V2V）、汽车对汽车通信、DSRC。使能实现这样的D2D通信的技术包括802.11p、3GPP系统（4G、5G、NR和更高版本）等。

在实施例中，所述确定14是基于第一车辆100的传感器数据的。传感器数据可以包括雷达、光检测和测距、光学、相机、超声波、飞行时间和加速度数据的组中的一个或多个元素。车辆100可以操作多个传感器系统来捕获车辆环境的数据。这样的数据可以包括视频数据、成像数据、雷达数据、激光雷达数据（光检测和测距）、温度数据、气压数据、无线电环境数据、惯性传感器数据、加速度数据、从其他车辆接收的信息等。该数据可以用于确定第二车辆200的天线（相对于第一车辆的天线）——例如借助于其定位——位于何处的信息。在进一步的实施例中，该数据可以用作用于确定车辆100的环境模型的基础。该模型可以是车辆100的环境的数字表示，可能包括其他车辆、对象、路边基础设施、交通标志、行人等。第二车辆200可以是环境模型的一部分，并且因此可以从该模型导出定向信息，以便将波束图案指向第二车辆200的天线。

在一些实施例中，第二车辆200可以向第一车辆100提供与其天线位置或定位相关的信息。然后，所述确定14可以进一步基于从第二车辆200接收的数据。例如，共享信息可以是合作感知消息（CAM）。该消息可以作为汽车对汽车或者车辆对车辆通信的一部分来传输。例如，可以使用该消息来交换交通和状态信息。该消息可以使用广播或多播/群播通信。该消息可以携带关于第二车辆的位置和定向的信息以及类型或型号信息，这允许推断出第二车辆的天线的位置和定向。

与相对移动相关的信息可以与未来移动相关。例如，第一车辆100和第二车辆200的轨迹可以被预测并且它们的天线的未来相对角度基于所述轨迹。同样，除了路线信息之外，这样的预测还可以基于第一车辆的传感器数据。第二车辆可以通过相应地提供的信息来辅助这样的预测。所述确定14可以进一步基于与第一车辆100和/或第二车辆200的驾驶操纵、道路纵断面、路线或地图数据相关的信息。这样的数据可以用作预测车辆100、200之间所经历的无线电信道的某些特征的基础。例如，如果预见到道路颠簸或表面不规则，则可以相应地调整或准备天线或波束图案。

例如，车辆100、200以第二射频设立通信/无线电链路，该第二射频在毫米波频带中，例如在6GHz以上的频率处，诸如30-300 GHz、ITS频带（智能交通系统）、27-28 GHz、3GPPFR1和FR2（频率范围）等。

在该频率范围中，自由空间路径损耗至关重要（自由空间路径损耗相对于频率以二次方式增长）。同时，天线尺寸可以随着波长的减小而减小，并且可以在有限的区域内装配更多的天线元件。可以使用更高数量的天线元件来用于更高阶的波束成形，以生成更高的天线/波束成形增益。例如，可以生成所谓的笔形波束，这是具有高增益的窄天线波束。这样的波束形成可以使用以定义的几何图案的天线元件来实现，其中每个单独的天线元件信号的信号相位以这样的方式变化，即对于某些方向，实现天线元件信号的相长叠加，并且对于其他方向，实现相消叠加。使用模拟或数字信号处理，可以在基带中或传输频带中应用相位变化。一般而言，定向（高增益）天线可以用于实施例中，其中波束成形是实现高增益天线的一种选项，无论它是数字的、模拟的还是两者都有。取决于操作频率，可能需要视距无线电信道（发射和接收天线之间的直接传播路径）来建立通信/无线链路。相应的天线波束然后可以直接指向彼此。

可选地，万向节可以用于在车辆100、200上安装一个或多个定向天线。然后，可以使用致动器基于与车辆100、200的相对移动相关的信息来使天线指向转向，以调整万向节中的天线。

注意，在一些实施例中，最佳波束可能不是笔形波束，并且它们可能不直接指向彼此。为了在通信/无线电链路上提供最佳质量，来自期望发射机的接收功率可能不是唯一的准则。来自他人的干扰可能同样重要。例如，信号干扰噪声比可以是优化准则。在这种情况下，衰减干扰源可能比使来自期望发射机的接收功率最大化更合期望。在这样的场景中，通过对所述干扰源的方向使用破坏性信号叠加，甚至可以在空间上消除所述干扰源（也称为空间归零）。在这样的场景中形成的波束可能不是笔形波束（一个方向上的最大天线增益），而是可以具有任意形状，特别是如果使用多个空间零点来抑制多个干扰源的话。

如以上提及的，实施例可以利用波束成形，波束成形被理解为信号处理部件，以实现由各个发射/接收天线元件发射/接收的信号的定义的或受控的叠加。例如，多个发射/接收天线元件的几何形状可以对应于线形天线阵列、圆形天线阵列、三角形天线阵列、任何二维天线阵列或场，或者甚至任意天线阵列，只要天线元件之间的几何关系是已知的或受控的。在一些实施例中，多个天线元件或发射/接收天线元件可以对应于均匀的线形天线阵列，其中发射/接收天线均匀地间隔，并且天线元件之间的距离可以对应于例如使用这些天线元件发射/接收的信号的载波频率的一半波长。如对于波束成形已知的那样，通过向不同的天线元件提供相同信号的相移版本，对于相对于这些天线的不同角度方向，可以实现发射信号的相长和相消叠加。使用的天线越多，总体波束成形增益就越高，并且可以形成的波束就越窄。在实施例中，发射/接收天线或发射/接收天线元件可以使用单独的波束图案。例如，车辆可以操作多个天线阵列，例如一个在车辆的前部，并且一个在车辆的后部/背部。阵列中使用的各个天线元件可能已经具有定向波束图案。这样的元件的典型半功率波束宽度可以是150°、120°、90°、60°等。各个元件可以远离车辆指向，即前方的元件可以指向前方，并且后方的元件可以指向后部。

例如，控制模块24可以控制波束切换矩阵，从波束切换矩阵中可以选择几个预定义的波束。巴特勒矩阵或其他硬件实现的解决方案可以用于形成波束。这样的硬件波束形成器可以允许控制模块24从多个预定义波束中选择一个。例如，可以预定义为可以从32、64、128、256、512或1024中选择。

由于在较高频率处的路径损耗也很高，因此没有增强的天线增益的通信可能是不可能的，特别是在移动的发射机和移动的接收机的情况下。发现在一些实施例中可以使用较低频率的车辆间通信来交换关于发射机和接收机处的天线位置的信息。然后，可以基于所述信息来配置定向天线，并且可以将通信链路维持在较高频率。

例如，波束图案的调整16包括调整波束图案的主瓣的方向。例如当车辆之一沿着曲线移动时，车辆100、200的天线彼此之间的相对定位改变。然后可以相应地调整波束图案的方向。波束图案的调整16可以进一步包括调整波束图案的最大增益和/或主瓣宽度。例如，如果预期不稳定的无线电信道（例如由于崎岖的路面），则可以使波束图案更宽，使得其可以容忍比非常窄的波束更高的角度不匹配。所述加宽可能花费/降低天线增益，其可以通过使用较高发射功率、更高级的信号处理或通过接受较低质量（例如，较高误比特率）来补偿。此外，波束图案的调整16可以包括调整波束图案的形状。例如，如果业务变得更密集，并且存在更多的干扰车辆，则波束图案可以用于空间干扰消除。可以调整波束图案的形状，以便例如借助于将空间零点指向干扰源的方向上，来更好地抑制干扰源。

如前面已经提到的，所述确定14可以进一步基于在移动通信系统400内接收的信息。移动通信系统400可以是能够收集概览信息的，例如从网络角度来看的环境模型，其可以有助于预测车辆的相对定位和网络中的干扰情况。在一些实施例中，方法10可以进一步包括将与第一车辆100或第一车辆100的天线的未来定位相关的信息传输到第二车辆200或移动通信系统400内。

在进一步的实施例中，车辆100、200可以建立控制回路。然后，第一车辆100的方法10可以进一步包括交换控制信息以控制与第二车辆200的相互天线配置。例如，可以在较低频率上交换控制信息，所述控制信息用于确定和控制波束图案的方向。这样的控制信息可以旨在优化车辆100、200的天线处的特定信号质量（例如，接收功率、信噪比、信号干扰噪声比等）。一些实施例可以将第一车辆100的第一天线配置为基于两个天线位置和定位在第二车辆200的天线的位置处唤起高的信号质量。

图3图示了实施例中的车辆间通信场景。图3示出了在中央从左向右行驶的车辆200（例如汽车）。在前方存在另一车辆300（例如卡车），并且后方还存在又一车辆100（另一车辆）。假设车辆在高射频下操作定向天线。这样的定向天线可以由天线阵列实现，所述天线阵列例如多个天线元件的所定义的几何布置。

车辆200具有多个天线，在前方存在一个波束成形天线，并且后方存在另一个波束成形天线，相同的假设适用于其他车辆100、300。在车辆200的车顶上存在另一个全向天线。在图3中描绘的实施例中，车辆200的目标是在前方形成波束（具有一定宽度的可转向前波束），其指向在车辆300后方的另一个波束成形天线，以建立与车辆300的通信链路。同样，车辆200的目的是在后方形成指向车辆100的前天线的波束（具有一定宽度的可转向后波束）。

此外，在本实施例中，假设第一射频低于第二射频，例如，第一射频在大约2.1 GHz的LTE频带中（侧链路、PC5通信），并且第二射频在5G 30GHz频带中。在该实施例中，使用不同的无线电接入技术，LTE和5G。在其他实施例中，相同的接入技术可以例如在使用载波聚合的场景中在不同的频率下使用。

在图3中所示的实施例中，假设第二频率上的通信链路被配置为传输和接收数据分组。车辆100、200、300可以使用第二射频来传输和接收数据分组。为此，通信车辆100、200、300使用波束成形天线。波束成形天线随车辆移动所沿着的路线而相应地调整。

车辆100、200、300知道它们的未来道路（道路纵断面、地图数据）。它们可以预测未来街道状况对于朝向彼此转向的两个相互波束的影响。取决于预测的街道状况，可以改变天线阵列的波束宽度和/或天线权重（例如，当驱动曲线时将波束指向彼此）。例如，两个车辆100、200经由毫米波频带通过它们的朝向彼此聚焦的两个天线阵列彼此通信。他们知道在接下来的10秒内。街道将是弯曲的和/或地面呈波浪形。因此，他们决定将波束宽度从15°增加到20°；因此，以降低的天线增益/方向性为代价，它们的通信链路变得更加鲁棒。

例如，车辆可以附加地使用第一或第二频率交换关于它们的位置的信息，由此使得能够确定它们的天线之间的相对角度。例如，在第一车辆100处从第二车辆200接收消息。所述消息包括与第二车辆200的天线相关的信息，例如分别与天线的位置相关的信息、与第二车辆200的位置相关的信息以及与第二车辆200上的天线的位置或定位相关的信息。在一些实施例中，车辆100、200、300配备有高进动定位GPS（全球定位系统）。因此，车辆100可以经由全向CCH天线接收车辆200的后阵列的x、y、z定位，并且车辆200可以接收车辆100的前阵列定位。

车辆100进一步使用其自身的GPS接收器来确定与其自身位置相关的信息。然后，车辆100的前波束成形天线的配置可以进一步基于与其自身位置相关的信息。例如，车辆100基于与其位置相关的信息来确定与其前波束成形天线的位置相关的信息。然后，调整16可以基于第一车辆100上的波束成形前天线相对于第二车辆200的后或后部波束成形天线的位置。调整16可以包括将定向天线的主瓣指向第二车辆200的天线。在一些实施例中，这可以通过设置波束成形天线的波束成形权重来完成，以便形成指向对应天线的波束，如图3中指示。

为了在两侧上设立两个波束成形天线，车辆100可以使用第一或第二射频向第二车辆200传输相应的消息。该消息包括与第一车辆100的天线相关的信息。例如，提供与第一车辆100的天线位置相关的信息，以使得第二车辆200能够将其天线波束指向第一车辆100的天线。

此外，在实施例中，车辆可以补偿它们的驾驶行为。与相对移动相关的信息还可以包括由驾驶操纵或行为引起的移动。驱动行为可能需要被补偿，因为中止正在引入机械theta偏移，这将使用图4进一步解释。

图4示出了实施例中笔形波束角度的确定。在图4中，假设形成了具有高天线增益的窄波束。图4示出了基于坐标方向x、y和z的笛卡尔坐标系。举例说明了波束500，其可以由其仰角theta和其方位角phi来限定。例如，如果发射和接收天线的两个坐标是已知的，则角度theta和phi可以由这些定位/位置之间的空间矢量差来确定。

实施例可以实现theta控制。假设波束在车辆100的后部生成。如果车辆100加速，则theta减小（theta-），波束向上偏移。如果车辆减速，则theta增大（theta+），光束向下偏移。如果车辆100中止，则theta增大得更强（强theta偏移++）。因此，

加速度（theta-）。波束向上偏移；

减速度（theta+）；波束向下偏移；和

中止（强theta偏移++）。

也可以控制phi。弯曲的街道可能导致phi的偏移，其在实施例中也被控制/补偿。

实施例可以提供一种概念，该概念允许维持两个车辆的前波束（跟随车辆的）和后波束（向前驾驶的车辆）并且反之亦然。这可以通过确定与天线相对于彼此的相对移动相关的信息来实现。

可以使得车辆能够确定另一车辆的天线的定位，然后将它自己的波束转向该方向。车辆可以在较低频率下使用更全向的CAM消息来找到相应通信伙伴的天线阵列的定位，并且反之亦然。例如，较低频率可以用于建立用于第二较高频率处的波束成形的控制信道。

如已经提到的，在实施例中，相应的方法可以实现为计算机程序或代码，其可以在相应的硬件上执行。因此，另一个实施例是具有程序代码的计算机程序，所述程序代码用于当该计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行时，来执行上述方法中的至少一个。另外的实施例是存储指令的（非暂时性）计算机可读存储介质，所述指令当被计算机、处理器或可编程硬件组件执行时，使得计算机实现本文描述的方法之一。

本领域技术人员应当容易认识到，上述各种方法的步骤可以由编程的计算机来执行，例如，可以确定或计算槽的定位。本文中，一些实施例还旨在覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的，并且编码机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中所述指令执行本文描述的方法的一些或所有步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。实施例还旨在覆盖被编程为执行本文描述的方法的所述步骤的计算机或被编程为执行上述方法的所述步骤的（现场）可编程逻辑阵列（（F）PLA）或（现场）可编程门阵列（（F）PGA）。

描述和附图仅仅说明了本发明的原理。因此，应当领会，本领域技术人员将能够设计各种布置，所述布置尽管本文没有被明确描述或示出，但是体现了本发明的原理，并且被包括在其精神和范围内。此外，本文记载的所有示例明确地主要仅旨在用于教学目的，以帮助读者理解本发明的原理以及由（一个或多个）发明人为推进本领域所贡献的概念，并且应被解释为不限于这样的具体记载的示例和条件。此外，本文的记载本发明的原理、方面和实施例及其具体示例的所有陈述都旨在包含其等同物。

当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器提供，其中一些可以共享。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专门指代能够执行软件的硬件，并且可以在没有限制的情况下隐含地包括数字信号处理器（DSP）硬件、网络处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、用于存储软件的只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和非易失性存储装置。也可以包括其他常规或定制的硬件。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动来实行，特定技术通过实现者如根据上下文更具体地理解的那样而可选择。

本领域技术人员应当领会，本文的任何框图都表示体现本发明原理的说明性电路的概念视图。类似地，应当领会，任何流程图、流程示图、状态转移示图和伪代码等表示各种过程，所述过程可以基本上在计算机可读介质中表示，并且因此由计算机或处理器执行，无论是否明确示出了这样的计算机或处理器。

此外，以下权利要求书由此被并入详细描述，其中每个权利要求可以作为单独的实施例独立存在。虽然每个权利要求可以作为单独的实施例独立存在，但是应当注意，尽管从属权利要求在权利要求书中可以指代与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他实施例也可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合。这样的组合在本文被提出，除非声明不旨在具有特定组合。此外，还旨在将权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求，即使不直接使该权利要求从属于所述独立权利要求。

进一步注意，说明书中或权利要求书中公开的方法可以由具有用于执行这些方法的每个相应步骤的部件的设备来实现。

参考符号列表

10用于车辆的方法

12设立到第二辆车的无线电链路

14基于第一车辆的传感器数据确定与第一车辆的天线和第二车辆的天线之间的相对移动相关的信息

16基于与相对移动相关的信息来调整第一车辆的天线的波束图案，以控制所述无线电链路

20用于车辆的装置

22一个或多个接口

24控制模块

100车辆

200车辆

300车辆

400移动通信系统

500波束。

Claims (15)

1.一种用于移动通信系统（400）中的第一车辆（100）的用于控制到第二车辆（200）的无线电链路的方法（10），所述方法（10）包括

设立（12）到第二车辆（200）的无线电链路；

基于第一车辆（100）的传感器数据确定（14）与第一车辆（100）的天线和第二车辆（200）的天线之间的相对移动相关的信息；和

基于与相对移动相关的信息调整（16）第一车辆（100）的天线的波束图案以控制无线电链路。

2.根据权利要求1所述的方法（10），其中，所述传感器数据包括雷达、光检测和测距、光学、相机、超声波、飞行时间和加速度数据的组中的一个或多个元素。

3.根据权利要求1至2中的一项所述的方法（10），其中，所述确定（14）进一步基于从所述第二车辆接收的数据。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法（10），其中，与相对移动相关的信息与未来移动相关。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法（10），其中，所述确定（14）进一步基于与所述第一和/或第二车辆的驾驶操纵、道路纵断面、路线或地图数据相关的信息。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法（10），其中，所述波束图案的调整（16）包括调整所述波束图案的主瓣的方向。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法（10），其中，所述波束图案的调整（16）包括调整所述波束图案的主瓣的最大增益和/或宽度。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法（10），其中，所述无线电链路使用6 GHz以上的射频。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法（10），其中所述波束图案的所述调整（16）包括调整所述波束图案的形状。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法（10），其中，所述确定（14）进一步基于在所述移动通信系统内接收的信息。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的方法（10），进一步包括将与所述第一车辆或所述第一车辆的天线的未来定位相关的信息传输到所述第二车辆或所述移动通信系统内。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的方法（10），进一步包括交换控制信息以控制与所述第二车辆的相互天线配置。

13.一种用于移动通信系统中的车辆（100；200）的装置（20），所述装置（20）包括

一个或多个接口（22），被配置为在移动通信系统（400）中通信；和

控制模块（24），被配置为控制所述一个或多个接口（22），其中所述控制模块（24）被进一步配置为执行权利要求1至12的方法（10）之一。

14.一种车辆（100；200）,包括权利要求13的装置（20）。

15.一种具有程序代码的计算机程序，所述程序代码用于当计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行时，执行权利要求1至12的方法（10）中的至少一个。

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