CN113826024A - 无线电通信终端中的低功率雷达 - Google Patents

Abstract

被配置为充当雷达设备的无线电通信终端(UE1)包括：无线通信芯片组(313)，其包括发送器(314)和接收器(315)；以及逻辑单元(310)，其被配置为控制所述无线通信芯片组以在无线通信系统中在无线电信道(120)上进行通信；在探测时段期间执行雷达探测(130)，执行雷达探测包括使用所述发送器发送雷达信号(140)和使用所述接收器感测所述雷达信号的反射(150)的接收属性；在所述探测时段期间禁止通信信号从通信终端的传输；以及在所述探测时段期间在无线电信道上接收通信信号。

Description

无线电通信终端中的低功率雷达

技术领域

本公开涉及使用无线电通信终端的概念，该无线电通信终端被配置为在无线电通信系统中进行通信，以用作雷达探测设备。具体地，提供了用于将无线电通信终端配置为使用同一无线通信芯片组进行通信和雷达探测的解决方案。

背景技术

为了实现更高的数据带宽，期望用于无线电信道上的通信的频谱移动到更高的频率，例如移动到超过6GHz或10GHz的频率。在这样的频率下，雷达探测是可行的。这是由于电磁波在相应频谱中的明确的空间传输特性。此外，被配置为在无线电通信系统中以这些频率工作的无线电通信终端可以配备有天线阵列，使得该终端能够在不同方向上进行空间滤波或波束成形。

在使用单一雷达装置的雷达探测中，雷达接收器测量来自由雷达发送器发送的信号或脉冲的射频回波的属性。基于接收到的信号属性和发送信号的属性，可以进行计算以计算到反射物体的相对距离和速度。如果雷达设备知道其位置、速度和方向，则也可以计算反射物体的绝对位置和速度。

与使用无线电通信终端进行雷达探测相关联的一个问题是，无线通信芯片组固有地用于向基站发送和从基站接收与无线通信系统中用于数据信令的信号具有相同特性的信号。结果，由通信信令引起的干扰可能对可靠地执行雷达探测的可能性有害。

在WO2018/222268A1中描述了讨论在用于雷达探测的通信终端中使用无线通信芯片组的一个现有技术文献。该文献讨论了包括同相和正交调制器的无线通信芯片组，该无线通信芯片组被配置为基于线性频率调制来调制雷达信号，以使得能够检测反射经调制的雷达信号的目标。

然而，当考虑在通信终端中使用无线通信芯片组进行雷达探测时，仍然存在发射的雷达信号在终端或其它终端的接收器中引起干扰或饱和，从而在雷达探测期间干扰无线通信能力的风险。

发明内容

因此，需要通信信令和雷达探测共存的技术。特别是，需要改进努力以允许使用用于通信信令的无线通信芯片组进行雷达探测，而雷达探测和通信信令不会相互干扰或打断。

独立权利要求的特征满足了这种需要。从属权利要求的特征限定了实施方式。

根据一个方面，无线电通信终端被配置为充当雷达设备，并且所述无线电通信终端包括：

-无线通信芯片组，其包括发送器和接收器，

-逻辑单元，其被配置为控制所述无线通信芯片组以：

在无线通信系统中以超过阈值功率电平的发送功率在无线电信道上进行通信；

在探测时段(TP)期间执行雷达探测，执行雷达探测包括使用所述发送器发送雷达信号以及使用所述接收器感测所述雷达信号的反射的接收属性；

在所述探测时段期间禁止通信信号从通信终端的传输；以及

在所述探测时段期间在无线电信道上接收通信信号。由此，在不会冒接收器饱和的风险的情况下，可以使用同一芯片组，利用终端执行雷达探测。

根据另一方面，提供了无线通信系统的一个网络中的接入节点，所述接入节点包括：

-无线收发器，其用于与无线电通信终端进行通信，

-逻辑单元，其被配置为控制无线收发器以

将无线电通信终端配置为根据第一方案发送通信信号；

从所述无线电通信终端检测在探测时段期间执行雷达探测的请求；

响应于所述请求，将所述无线电通信终端配置为根据第二方案发送通信信号，其中，所述第二方案用于允许在所述探测时段期间通过所述终端中的发送和接收进行雷达探测；以及

在所述探测时段期间向无线电通信终端发送通信信号。通过将终端配置为在探测时段期间采用不同的传输方案，在所述探测时段期间，没有为终端调度传输或更少的传输，接入节点可以帮助终端使用与通信相同的芯片组来执行雷达探测，而没有冒接收器饱和的风险。

各种实施方式的其它方面和优点在权利要求书和以下说明书中阐述。

附图说明

图1示意性地示出了根据各种实施方式的使用无线电通信网络的无线电通信终端进行雷达探测的场景。

图2示意性地示出了根据各种实施方式的数据通信和雷达探测的共存。

图3A示意性地示出了根据各种实施方式的被配置为充当雷达发送器的无线电通信终端。

图3B示意性地示出了根据各种实施方式的被配置为支持与充当雷达发送器的终端并与该终端进行通信的接入节点。

图4示意性地示出了根据各种实施方式的由无线电收发器的天线阵列接收的雷达探测脉冲的接收属性。

图5示意性地示出了根据各种实施方式的用于数据通信的无线电信道的资源映射。

图6示意性地示出了根据各种实施方式的用于数据通信的无线电信道的资源映射以及分别用于无线电通信信令和雷达探测的功率电平的指示，其中，上行链路资源被映射以允许终端在无线通信系统的时间和频谱内进行雷达探测。

图7示意性地示出了根据各种实施方式的用于数据通信的无线电信道的资源映射，其中，在雷达探测期间上行链路资源被跳过或推迟。

图8示意性地示出了雷达探测时段的开始和结束。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释而非限制的目的，本文阐述了与各种实施方式相关的细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在脱离这些具体细节的其它实施方式中实施。在某些情况下，省略了对公知设备、电路和方法的详细描述，以免不必要的细节模糊了对本发明的描述。可以通过使用诸如电路硬件的硬件和/或能够以存储在计算机可读介质上的编码指令的形式执行软件的硬件来提供包括功能块的各种元件的功能，所述功能块包括但不限于被标记或描述为“计算机”，“处理器”或“控制器”的那些功能块。因此，这些功能和示出的功能块应被理解为是硬件实现的和/或计算机实现的，并且因此是机器实现的。在硬件实现方面，功能块可包括或包含但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、精简指令集处理器、包括但不限于专用集成电路[ASIC]的硬件(例如，数字或模拟)电路以及(适当时)能够执行这些功能的状态机。就计算机实现而言，计算机通常被理解为包括一个或更多个处理器或一个或更多个控制器，并且术语计算机和处理器和控制器在此可以互换使用。当由计算机或处理器或控制器提供时，功能可以由单个专用计算机或处理器或控制器、由单个共享计算机或处理器或控制器或由多个单独的计算机或处理器或控制器提供，多个单独的计算机或处理器或控制器中的一些可以是共享的或分布式的。此外，术语“处理器”或“控制器”的使用也应被解释为指代能够执行这些功能和/或执行软件的其它硬件，诸如，上面所述的示例硬件。

附图被认为是示意性表示，并且附图中示出的元件不必按比例示出。相反，各种元件被表示为使得它们的功能和一般目的对于本领域技术人员变得显而易见。在附图中示出或在此描述的功能块、设备、部件或其它物理或功能单元之间的任何连接或联接也可以通过间接连接或联接来实现。部件之间的联接也可以通过无线连接建立。功能块可以用硬件、固件、软件或其组合来实现。

在下文中，使用无线电通信终端中的无线通信芯片组来描述允许数据通信和雷达探测共存的技术。

雷达探测可用于多种情况，包括例如定位辅助、交通探测、无人驾驶飞机高度探测和着陆辅助、障碍物探测、安全探测、摄影特征、手势跟踪、室内定位等。

为了促进共存，可以采用一个或更多个资源映射来协调和分配数据通信和雷达探测之间的资源使用。一个或更多个资源映射可以相对于以下各项中的一项或更多项来定义资源元素：频率维度；时间维度；空间范围；以及代码维度。有时，资源单元也被称为资源块。资源单元因此可以在时域中具有明确定义的持续时间和/或在频域中具有明确定义的带宽。另选地或另外地，资源单元可以相对于某个编码和/或调制方案来定义。可以相对于某个空间应用区域或小区来定义给定的资源映射。在一些示例中，在无线通信系统中可以以超过阈值功率电平的发送功率在无线电信道上执行通信。此外，可以使用同一无线电收发器来执行雷达探测，包括以低于所述阈值功率电平的发送功率来发送雷达信号以及感测雷达信号的反射的接收属性。换句话说，可以采用同一个硬件来执行数据通信和雷达探测二者。通过在被配置用于数据通信的设备的上下文中使用雷达探测，该设备的功能可以被大大增强。

图1示出了根据本文概述的各种实施方式的无线电通信网络100中的雷达探测的高级透视图。无线电通信网络100可以包括核心网络110和一个或更多个基站，其中，示出了一个基站BS1。基站BS1被配置为与各种终端进行无线通信120，其中，示出了第一无线电通信终端UE1，在本文中也简称为终端。这样的终端可以选自包括以下项的组：手持设备；移动设备；机械人设备；智能电话；笔记本电脑；无人机；平板电脑；可穿戴设备、IoT(物联网)设备、智能仪表、通信调制解调器/接入点、导航设备(GPS单元)、相机、CAM记录器等。

无线通信可以包括关于无线接入技术(RAT)定义的数据通信。虽然关于图1和以下附图，提供了关于蜂窝网络的各种示例，但是在其他示例中，各种技术可以容易地应用于点对点网络。蜂窝网络的示例包括第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的网络，诸如，3G、4G和即将到来的5G。在技术方面，网络可以例如使用WCDMA、LTE或新无线电接入协议。点对点网络的示例包括电气和电子工程师协会(IEEE)定义的网络，诸如，802.11ax Wi-Fi协议或蓝牙协议。可以看出，根据各种示例可以采用各种RAT。

图1的场景基于这样的概念，即，关注的是知道关于物体的物理属性，在本文中也称为目标物体(TO)。应当理解，基本目标不一定必须指向TO，而是指向获得某个位置区域中存在或活动的信息，物体当前可以位于该位置区域中。获得关于TO的物理属性的知识的关注可以源自终端(例如，UE1)，或者源自系统的其他实体(例如，存在检测器、运营商、默认调度等)。

为了获得关于TO的物理属性的知识，执行雷达探测，其中，终端被配置为充当雷达发送器以发送雷达探测脉冲形式的无线电信号，并且充当雷达接收器以感测这种无线电信号的回波的接收属性。接收到的回波随后可以被处理，以便获得关于TO的物理属性(诸如，位置、形状、速度等)。在此上下文中的传输意味着终端被配置为发送可以用于雷达操作的预定义的信号形状(例如，导频或导频的波束扫描)或者字符或者使用可以在接收到的回波中识别的一个或更多个无线电资源。UE1中的接收器被配置为监听所发送的雷达信号以感测回波的接收属性。然后可以分析接收到的信号回波的信号属性，以确定回波所源自的物体(诸如，目标物体TO)的属性物体。信号属性可以包括信号的到达时间、到达方向、功率电平等。

现在参照图2，描绘了雷达探测130和数据通信208(诸如，分组化数据通信)之间共存的示例场景。这里，例如蜂窝网络100的基站BS1经由无线电信道120实现与附着到蜂窝网络100的终端UE1的信号和数据通信208。

传送数据可以包括发送数据和/或接收数据。在图2的示例中，数据通信208被示为双向的，即，包括上行链路(UL)通信和下行链路(DL)通信。数据通信208可以相对于RAT来定义，RAT包括层结构中的传输协议栈。例如，传输协议栈可以包括物理层(第一层)、数据链路层(第二层)等。这里，可以针对促进数据通信的各种层定义一组规则。例如，第一层可以定义数据通信208和导频信号的传输块。数据通信208由基站BS1以及终端UE1二者支持。数据通信208采用在无线电信道120上实现的共享信道205。共享信道206包括UL共享信道和DL共享信道。数据通信208可以用于在基站BS1和终端UE1之间执行应用层用户数据的上行链路和/或下行链路通信。此外，如图2所示，在无线电信道120上实现控制信道206。另外，控制信道206是双向的，并且包括UL控制信道和DL控制信道。控制信道206可用于实现控制消息的传送。例如，控制消息可以允许建立无线电信道120的传输属性。

基于导频信号监视共享信道205的性能以及控制信道206的性能。有时也称为参考信号或探测信号的导频信号可用于确定无线电信道120的传输特性。详细地，可以采用导频信号来执行信道感测和链路适配(link adaptation)中的至少一者。信道感测能够确定无线电信道120的传输特性，诸如，数据丢失的可能性、误比特率、多径误差等。链路适配可以包括设置无线电信道120的传输属性，例如，调制方案、比特负载、编码方案等。导频信号可以是小区特定的。

可以使用雷达探测130来确定终端UE1附近的无源物体的位置和/或速度。可以根据到雷达发送器的距离来确定无源物体TO的位置。另选地或另外地，可以例如相对于参考帧更精确地确定位置。可以确定径向和/或切向速度。为此，雷达探测脉冲的回波的一个或更多个接收属性可以用作雷达探测的一部分。回波通常不沿着直线传输，在下文中为了简单起见称为非视线(LOS)，而是受物体表面处的反射影响。接收属性可以在终端UE1中本地处理。由无线电通信终端UE1的配置实现的雷达发送器被配置为发送雷达探测脉冲。同样，由终端UE1的配置实现的雷达接收器被配置成接收从无源物体反射的雷达探测脉冲的回波。这可以包括使用特定的波束形成器并且可能以诸如不超过功率限制的特定功率电平发送预定义的信号。因此，这可以包括发送和接收与无线系统中的无线电通信信号相似或相同但是其功率电平低于将被认为是无线通信系统中的通信信号的功率电平的无线电信号。另外地或可选地，这可以包括在未被调度用于通过无线通信系统的接入节点从终端传送信令的资源中发送用于雷达探测目的的无线电信号。

图3A示意性地示出了无线电通信终端UE1，其用于如本文所述的无线电通信网络100中，并且用于执行所概述的方法步骤，该无线电通信终端UE1被配置为充当雷达发送器和雷达接收器。该实施方式与图1的场景一致。

终端UE1可以包括无线芯片组313，无线芯片组313包括用于与无线电通信网络100的其他实体(诸如，基站BS1)进行通信的无线电收发器。因此，无线芯片组313可以包括用于通过无线电信道120上的至少一个空中接口进行通信的无线电发送器314和无线电接收器315。

终端UE1还包括逻辑单元310，该逻辑单元310被配置经由无线电收发器在无线电信道120上将数据传送到无线通信网络100，并且可能通过设备到设备(D2D)通信(诸如，在侧链路通信中)直接与其他终端进行通信。在各种实施方式中，逻辑单元310形成芯片组313的一部分。

逻辑单元310可以包括处理设备311，处理设备311包括一个或更多个处理器、微处理器、数据处理器、协同处理器和/或解释和/或执行指令和/或数据的一些其他类型的部件。处理设备311可被实现为硬件(例如，微处理器等)或硬件和软件的组合(例如，片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)等)。处理设备311可以被配置为基于操作系统和/或各种应用或程序来执行一个或多个操作。

逻辑单元310还可以包括存储装置312，存储装置312可以包括一个或多个存储器和/或一个或多个其他类型的存储介质。例如，存储装置312可以包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、闪存和/或一些其他类型的存储器。存储装置312可以包括硬盘(例如，磁盘、光盘、磁光盘、固态盘等)。

存储装置312被配置为保存可以由处理设备311执行的计算机程序代码，其中，逻辑单元310被配置为控制终端UE1执行本文提供的任何方法步骤。由所述计算机程序代码定义的软件可以包括提供功能和/或处理的应用或程序。软件可以包括设备固件、操作系统(OS)或可以在逻辑单元310中执行的各种应用。

终端UE1还可以包括天线316(诸如，天线阵列316)。逻辑单元310还可以被配置为控制无线电收发器以采用天线阵列316的各向异性灵敏度分布来在特定发送方向上发送无线电信号。终端UE1还可以包括除附图中所示或本文所述的元件之外的其他元件或特征(诸如，定位单元、电源、外壳、用户接口等)。

图3B示意性地示出了无线电网络100的接入节点BS1，该接入节点BS1用于与诸如终端UE1的通信终端进行无线通信，并且被配置为执行所概述的相关方法步骤。该实施方式与图1的场景一致。

接入节点BS1可以包括用于与无线电通信网络100的其他实体(诸如，终端UE1)进行通信的无线收发器323。因此，无线收发器323可以包括用于通过无线电信道120上的至少一个空中接口进行通信的无线电发送器324和无线电接收器325。

接入节点BS1还包括逻辑单元320，该逻辑单元320被配置为经由无线收发器323在无线电信道120上向包括UE1的终端传送数据。

逻辑单元320可以包括处理设备321，处理设备321包括一个或多个处理器、微处理器、数据处理器、协同处理器和/或解释和/或执行指令和/或数据的一些其他类型的部件。处理设备321可被实现为硬件(例如，微处理器等)或硬件和软件的组合(例如，片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)等)。处理设备321可以被配置为基于操作系统和/或各种应用或程序来执行一个或多个操作。

逻辑单元320还可以包括存储装置322，该存储装置322可以包括一个或多个存储器和/或一个或多个其他类型的存储介质。例如，存储装置322可以包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、闪存和/或一些其他类型的存储器。存储装置322可以包括硬盘(例如，磁盘、光盘、磁光盘、固态盘等)。

存储装置322被配置为保存可以由处理设备321执行的计算机程序代码，其中，逻辑单元320被配置为控制接入节点BS1执行本文提供的任何方法步骤。由所述计算机程序代码定义的软件可以包括提供功能和/或处理的应用或程序。软件可以包括设备固件、操作系统(OS)或可以在逻辑单元320中执行的各种应用。

接入节点BS1还可以包括或连接到天线326(诸如，天线阵列326)。逻辑单元320还可被配置成控制无线收发器323以采用天线阵列326的各向异性灵敏度分布来在特定发送方向上发送无线电信号。

图4示意性地示出了一个实施方式中的终端UE1的收发器装置3131。可以注意到，在发送终端UE1中可以采用相应的装置。收发器装置3131在所示示例中包括连接到无线芯片组313的天线阵列316。基于天线阵列316，有可能在例如雷达探测脉冲的回波的接收期间采用相应雷达探测脉冲的各向异性定向传输分布和/或各向异性灵敏度分布。在一些示例中，可以通过采用无线电收发器装置3131的天线阵列316的各向异性灵敏度分布来进一步提高雷达探测的精度。图4还示意性地示出了接收属性，诸如，接收功率电平413、到达角412和飞行时间411。

根据本文提出的解决方案，在终端UE1中使用与通信信令和数据传输120相同的无线芯片组313来执行雷达探测130或操作，但以是雷达探测130不干扰通信信令120，并且优选地使得通信信令120不干扰雷达探测130的方式来执行。这可以通过以微小发送功率电平执行雷达探测130来获得。所发送的雷达信号或扫描可以具有与发送功率电平(例如，3GPP规范TS 36.101第6.3.3.1节所定义的发送关闭功率(transmit OFF power)，其可以被称为噪声电平)同等水平或更低的功率。发送功率电平可以取决于信道带宽。在一些实施方式中，发送功率电平可以是-50dBm。

无线电通信终端UE1因此被配置为充当雷达设备，该无线电通信终端UE1包括无线通信芯片组313和逻辑单元310，无线通信芯片组313包括发送器314和接收器315，并且逻辑单元310被配置为控制无线通信芯片组。

在各种实施方式中，逻辑单元310被配置成控制无线通信芯片组313在无线通信系统中以超过阈值功率电平P1的发送功率PC在无线电信道120上(例如，与网络100)进行通信。此外，逻辑单元310被配置为控制无线通信芯片组313在探测时段(TP)期间执行雷达探测130，执行雷达探测包括使用发送器314发送雷达信号140以及使用接收器315感测雷达信号的反射150的接收属性。逻辑单元310还可以被配置为控制无线通信芯片组313以在所述探测时段期间禁止来自通信终端的通信信号的传输，如下面进一步概述的。

在各种实施方式中，以低于所述阈值功率电平P1的功率Pr或频谱密度发送雷达信号140。在一些实施方式中，阈值功率电平P1由诸如FCC(联邦通信委员会)的官方机构设置的用于杂散发射的限制P1A来定义。在一些实施方式中，雷达信号140以功率Pr或频谱密度发送，该功率Pr或频谱密度低于由技术规范中的定义(例如，由3GPP或ETSI)设定的限制P1B，其中，所述限制为网络100中的数据或信号通信(例如，从终端UE1和基站BS1)设定较低水平。在各种实施方式中，如上所述，阈值功率电平P1是用于发送关闭功率的功率电平P1B。作为低发送功率的结果，可以随意发送雷达信号，因为它不违反任何规定或指定的功率电平，从而对网络100产生可忽略的干扰。

低功率电平Pc将操作范围限制到例如大约数十米，并且可以将最大可检测速度限制到几m/s。然而，在多种使用情况下，这些限制不会造成任何问题，例如姿势跟踪、室内定位、无人驾驶飞机高度检测等。这是由于缓慢的过程允许长的观察时间，该观察时间给出足够好的SNR，尽管信号可能低于本底噪声或与本底噪声同等水平。在各种实施方式中，该范围可以高达100m。

以低发送功率电平Pr执行雷达探测具有进一步的有利效果。当在无线芯片组313中使用2端口无线电收发器功能时，一个端口充当发送器314，而一个端口充当接收器315，通常需要先进的方法来提供足够的隔离并避免饱和。使用本文提出的解决方案，这是不需要的，只要确认输出功率Pr低于杂散发射的功率P1或规定的最小传输电平P2即可。低功率电平Pr能够实现全双工，即，同时发送和接收，而不使接收器饱和，因此不需要更复杂且昂贵的双工器系统。由于雷达传输工作在噪声水平或接近噪声水平，所以它们将不会对其他终端造成干扰，并且可以在没有任何网络协调的情况下工作。

在各种实施方式中，以在时间和频率上分布的已知伪随机模式对作为雷达信号140发送的合成信号进行调制。由于接收器315被配置在与发送器314相同的无线芯片组中，所以该模式是已知的，并且无线芯片组具有将所接收的噪声+信号与所发送的相同序列相关的可能性，从而感测无线电信号回波的接收属性。

为了实现能够对接收信号属性进行高质量估计的SNR，可以在雷达探测130期间获得时间和/或频率上的重复。因此，在用于聚集足够的能量使信号可检测的所发送信号的时间和频率资源分配与雷达范围或雷达扫描速率之间可能存在折衷。不同的使用场景可能需要不同的时间/频率分配，因此这可能是灵活的。

取决于功率电平Pr和所接收的雷达回波的幅度，可能需要大量的传输重复，诸如，几十或几百次重复，或多于1000次重复。这些重复可以在时间和频率二者上分布。此外，至少如果想要进行移动物体TO的雷达探测，则这些重复不应该分布在太长的时间段上，否则位置、速度和方向可能在探测时段期间改变并返回错误结果。为此，在各种实施方式中，在连续或接近连续的时隙中执行通过在雷达信号的传输时间上重复的雷达探测。

在一些实施方式中，逻辑单元310被配置为控制无线通信芯片组313在探测时段TP期间执行雷达探测，并在所述探测时段期间禁止无线通信系统中的通信信号的传输。在各种实施方式的上下文中，禁止可以包括终端跳过或推迟例如在终端的缓冲器中提供的任何指定用于传输的数据。这可以包括避免在探测时段期间发送缓冲器报告。在一些实施方式中，禁止可以包括向网络100用信号发送消息以请求在探测时段期间不调度上行链路或侧链路中来自终端的传输。在各种实施方式中，无线通信系统可以是3GPP 2G、3G、4G、5G或其他系统，或者例如IEEE Wifi系统。

图5示意性地示出了可用于网络100的无线系统中的通信的资源的时间/频率图，诸如，用于在终端UE1和基站BS1之间的通信。所示出的资源网格50可以对应于一个定义的调度时间段，诸如，帧、子帧或可以重复的某个其他定义的时间段。在纵轴上，指示了由网络100支持或调度的供无线芯片组313使用的资源的带宽BW(但在图6和7中以其他方式省略了)。在各种实施方式中，终端的芯片组313能够在第一带宽BWcap内发送，而它可以由网络100配置成通过在预定带宽BW内发送和接收通信信号来进行通信。作为示例，终端能够在为4G和5G提供的频带BWcap上进行通信，而终端所连接到的网络100的接入网络仅在与其相关联的频带BW中提供4G通信。在这样的实施方式中，带宽BW可以形成第一带宽BWcap的子集。在这样的实施方式中，逻辑单元仍然可以被配置为控制芯片组313在整个所述第一带宽BWcap上发送雷达信号。由于不结合网络100执行这样的雷达探测，所以即使网络100不支持第一带宽BWcap的全部范围，也可以采用终端的全部能力。

终端UE1可以被配置为根据指定或请求的方式向网络100(诸如，基站BS1)发送数据或控制信号120。在连接模式(诸如，RRC_connected)下，基站SB1可以控制终端UE1在UL中发送数据。对数据的UL传输的需要也可以由终端UE1触发，例如在指示终端UE1想要在UL中传输的数据的缓冲器状态报告中。资源的调度通常仍然由基站BS1执行并被传送到终端UE1。

在图中，用黑色标记的各种资源51被调度用于从终端UE1到基站BS1的UL传输。这些资源可以采用如由基站BS1确定的时间/频谱中的多个模式。在所示的示例中，这些资源51在所示的时间段内分散。由于以低输出功率Pr执行雷达探测130，所以在各种实施方式中利用重复的雷达信号发送140和接收150来执行雷达探测。这可以在所述探测时段TP内执行，所述探测时段TP可以包括多个资源时隙。在该时段期间，无线芯片组313可以被配置为禁止无线通信系统中通信信号的传输。其原因在于，来自终端UE1的UL中的数据或信号传输120将以可能冒使无线芯片组313中的接收器315饱和的风险的功率电平Pc来执行。

图6示意性地示出了用于允许终端UE1在延长的未受干扰的探测时段TP期间执行雷达探测的场景中的实施方式的时间/频率图。逻辑单元310可以被配置为控制无线通信芯片组313向无线通信系统的网络100(诸如，向基站BS1)发送雷达探测的请求。终端UE1所连接到的基站BS1可以确定上行链路调度，该上行链路调度用于允许在所述探测时段TP期间在不进行上行链路传输的情况下进行雷达探测。在图6的示例中，在时间/频率网格60中由终端UE1调度用于UL传输的资源61被配置在第一时间段T1中，而第二时间段T2不包括用于上行链路传输的任何调度资源。这样，用于UL传输的整个循环周期的部分T2适于由终端UE1在连续时隙中用于雷达探测。应当理解，可以在网格60的任何部分中配置无UL时间段T2，这不一定是所示的示例。

可以注意到，图6仅示出了由终端用于在UL或侧链路SL中的传输的资源调度。然而，在各种实施方式中，终端可以被配置为也在探测时段TP中获得用于接收通信信号的调度。由此可以控制芯片组313在探测时段TP期间在无线电信道上接收下行链路DL或SL中的通信信号。如果例如DL数据和雷达回波同时到达接收器，则逻辑单元310控制芯片组313分离基带中的信号，并且充当雷达接收器的接收器315被配置为滤除并忽略DL数据作为非相关信号。然而，接收到的通信数据和雷达回波都可以被完全恢复。因此，DL通信不是问题，并且可以同时执行雷达操作。

在例如在DL中在终端中接收到通信信号的情况下，该通信信号将触发终端作为回报发送诸如UL中的ACK，在一些实施方式中，逻辑单元310可以将这种传输跳过或推迟到探测时段TP之后。在其他实施方式中，芯片组313将在触发时执行任何所需传输，但在与使用芯片组313的通信信号传输所使用的资源相同的时隙中跳过雷达探测。在图6的下部，UL发送功率被表示为时间的函数。应当理解，曲线表示终端UE1进行信号传输时的功率电平或为终端UE1进行的信号传输配置的功率电平的示例，其中，清楚地示出了UL传输和雷达信号传输之间的相对差。对于UL传输，在部分T1中，终端UE1的输出功率Pc是基于终端UE1为功率管理所做的指定标准和计算来配置的。UL传输期间的发送功率应当超过功率电平或限制P1和/或P2，所述功率电平或限制P1和/或P2满足或超过(例如，对于杂散发射来说)规定需求，并且还应当不超过基于规定和指定的功率要求确定的第二功率电平或限制P3。在附图中，电平P1和P2被表示为不同的，但是不必是这种情况，P1也不需要超过P2。

对于探测期间的雷达信号传输140，在小于或等于时段T2并且出现在周期T2内的探测时段TP中，终端UE1的输出功率Pr可以被配置为不超过功率电平或限制P1，诸如，示例性功率电平P1A或P1B中的一者或两者。因此，功率为Pr的雷达传输将不被认为是与无线通信系统及其指定规定和相关规定相冲突的无线电信号。

图7示意性地示出了用于允许终端UE1在延长的未受干扰探测时段TP期间执行雷达探测的场景中的另选实施方式的时间/频率图。逻辑单元310可以被配置为控制无线通信芯片组313向无线通信系统的网络100(诸如，向基站BS1)发送雷达探测的指示。终端UE1所连接到的基站BS1可以确定上行链路调度，该上行链路调度用于允许在所述探测时段TP期间在不进行上行链路传输的情况下进行雷达探测。在图7的示例中，基站BS1被配置成在第一时段T1中调度UL资源71，但在时段T3中免除来自终端UE1的UL要求，而不是如图6中那样重新调度UL资源。与图5的调度(其中，不执行或规划雷达探测)相比，时段T3中的相应资源72因此不被终端UE1用于UL传输(标记为×)。终端UE1由此被配置为在所述探测时段TP期间推迟上行链路信令。因此，在T3期间，没有用于上行链路传输的调度资源。这样，整个循环周期中的用于UL传输的部分T3适于由终端UE1在连续时隙中用于雷达探测。应当理解，可以在网格60的任何部分中配置无UL时间段T3，这不一定是所示的示例。

在图7的实施方式的变型中，可以允许终端UE1在探测时段期间推迟或跳过UL业务。该允许可以通过规范或通过基站BS1来控制，因为它发生在时段T3中。在这样的实施方式中，资源72也可以被调度用于网络100中的UL传输，但是终端UE1可以确定在探测时段TP期间推迟UL信令。

参照图6和图7，在这些实施方式中的任何一个的变型中，第二时间段T2、T3内的一个或几个时隙可以被调度用于UL传输，使得第二时间段T2、T3中至少仅有短时间量被UL传输中断。在这样的实施方式中，终端UE1可以在那个或那些UL资源期间进行雷达探测中的短暂中断，然后可以仅利用非常短的中断来恢复重复的雷达信号的传输。

在一些实施方式中，雷达探测的指示作为终端的无线电能力的一部分被发送。这用信号通知网络100终端UE1能够以低于P1功率进行雷达探测。在一些实施方式中，基站BS1可以被配置为基于从终端接收到的雷达探测请求将上行链路调度应用于终端UE1。然后，例如在发送UE能力时的附着过程中，可以从网络100向终端UE1用信号通知在时间段T2、T3的整个调度时间段的一个时间段(诸如，帧或子帧)中的存在。另选地，当终端UE1连接到基站BS1时，基站BS1可以用信号通知该信息，从而允许每个基站确定其自己的UL业务的调度。

在一些实施方式中，UE1可以被配置为响应于终端中的触发事件来发送对雷达探测的请求。基站BS1由此可以响应于接收到对雷达探测的请求而应用UL调度，该UL调度用于允许未被UL调度禁止的探测时段，如图6和图7所示。因此，该请求可以作为消息由处于连接模式的终端UE1发送，或者在请求连接模式时的RRC信令期间作为对雷达探测的请求发送。该请求可以包括探测时段的标识，例如，包括探测时段的请求长度和/或探测时段的开始点。请求的传输可以例如在终端想要执行雷达探测时执行。该触发事件可以例如是检测物体TO的存在、或终端UE1中的用户选择输入的存在、或通过远程激活的接近传感器或光传感器信号。因此，根据图6或图7的UL调度的设置可以是临时的，由基站BS1仅在如图5至图7所示的调度时间段的一个时段，或标识或指定数量的连续时段(诸如，帧或子帧)中应用。

在一些实施方式中，第二时间段T2、T3与雷达探测时段TP相同或比雷达探测时段TP更长，在第二时间段T2、T3期间终端传输没有被网络调度。在另一实施方式中，探测时段TP由基站BS1定义为时段T2或T3，或者作为T2、T3的函数，定义没有调度UL传输的最长连续资源时隙时段。在各种实施方式中，探测时段可以取决于所使用的带宽。

图8示意性地示出了终端UE1的探测时段TP。雷达信号的传输在时间点Tp0开始，并且重复执行直到时间点Tp1，这些时间点标记了探测时段TP的开始和结束。

在一些实施方式中，探测时段TP由探测时段TP的开始TP0的标识来定义，或者包括探测时段TP的开始TP0的标识。在一个实施方式中，开始时间Tp0和时段时间TP或结束时间Tp1可以作为被允许无UL时间段的请求的一部分或与被允许无UL时间段的请求相关联地从终端UE1用信号通知给基站BS1。另选地，在基站BS1的调度确定调度周期中无UL时段T2、T3的大小和/或位置的实施方式中，开始时间Tp0和时段时间TP或结束时间Tp1可以从基站BS1用信号通知给终端UE1。这样，基站BS1可以更自由地选择无UL时段T2、T3将被放置在调度周期中的何处，并且还可以更自由地选择允许无UL时段T2、T3有多长时间。

在各种实施方式中，探测时段TP因此可以具有预定长度，由终端UE1请求来设置，或者根据基站BS1的调度来确定。

在另选实施方式中，探测时段可以基于雷达信号的反射的感测接收属性的质量水平来确定。探测时段的结束Tp1以及因此探测时段TP的长度(或传输重复次数)因此可以基于雷达探测的结果来确定。终端UE1可以被配置为响应于质量水平满足阈值而终止雷达信号的传输，例如，根据一些质量评估，已经从接收到的回波150检测到足够的能量以进行令人满意的雷达测量，或者以足够的质量确定目标物体TO的计算出的位置或速度。在这样的实施方式中，探测时段TP的结束TP2因此可以是浮动的，尽管被约束为使得探测时段落在无UL时段T2或T3内的限制。

在一些实施方式中，探测时段TP的持续时间可以通过标准计算直接估计，诸如：

(BW*(Power/Hz)*TP/Path_loss/Noise_power＝常数)。

如上所述，无线通信芯片组被配置成在预定带宽BW内进行通信。在各种实施方式中，逻辑单元310被配置为控制无线通信芯片组313在所述预定带宽内发送雷达信号140，所述预定带宽被共享用于与网络100的通信信令。在一些实施方式中，无线通信芯片组被配置成跨芯片组的整个带宽发送雷达信号。终端UE1例如可以是具有例如180kHz的小带宽BW的IoT设备。这样，可以在探测时段TP的受约束的时间内充分利用无线通信芯片组。

在各种实施方式中，逻辑单元310被配置成使用无线通信芯片组313使用正交频分复用OFDM并且可能经由空间滤波器将雷达信号作为伪随机符号来发送。

本文已经概述了各种实施方式，旨在提供使用无线电通信终端UE1的雷达探测的改进。通过采用以与噪声电平或允许的背景发射电平相对应的低电平的雷达信号传输，该方法使得能够同时接收RF通信信号120，这在连接模式中是必要的。在一些实施方式中，在雷达探测期间还避免了UL传输，这允许在延长的探测时段TP期间进行雷达探测，以适应低输出功率，从而能够从检测到的雷达回波收集足够的能量，以正确地确定目标物体TO的存在、位置、形状、速度。雷达信号本身可以被选择为使用OFDM发送的伪随机符号。所发送的雷达信号140可以在时间上分布以避免与UL中的RF通信发送时机120冲突。在给出的实施方式中，无线通信芯片组313中的收发器的双端口解决方案可以用于全双工。在各种实施方式中，所提出的解决方案在没有从网络授予的专用资源的情况下提供带内UE1雷达能力的益处。所提出的各种实施方式的解决方案可通过施行正常UL业务与雷达信号之间的零时间冲突来实施。

根据一些方面，还提供了用于无线通信系统的网络100中的(如图1和图3B所示的)接入节点BS1的解决方案。在这些方面中，接入节点BS1可以被配置为如本文所述地操作并与终端UE1进行通信，以用于辅助终端UE1中的雷达探测。

包括无线收发器323和逻辑单元320的接入节点BS1可以将终端UE1配置为根据第一方案发送通信信号。在该第一方案中，终端UE1可以被配置为在无线通信系统中在所述无线电信道120上进行通信。

逻辑单元320还可以被配置成在探测时段TP期间检测来自终端UE1的执行雷达探测130的请求。响应于所述请求，逻辑单元320可以将终端UE1配置为根据第二方案发送通信信号，其中，所述第二方案用于允许在所述探测时段期间通过终端中的发送和接收进行雷达探测。参照针对终端UE1概述的实施方式，由此可以在带宽BW或BWcap上允许雷达探测。

在一些实施方式中，所述第二方案规定了在所述探测时段期间没有通信信号的调度传输的时段，或者在UL或SL中针对无线电通信终端通信信号的传输速率比所述第一方案低。

在一些实施方式中，接入节点BS1的逻辑单元320向终端UE1发送所述探测时段的调度开始的标识，其中，接入节点BS1控制探测时段的调度。

尽管已经参照某些优选示例示出和描述了本发明，但是在阅读和理解本说明书后，本领域技术人员将想到等同物和修改。本发明包括所有这些等同物和修改，并且仅受所附权利要求的范围限制。

Claims (21)

1.一种无线电通信终端(UE1)，所述无线电通信终端(UE1)被配置为充当雷达设备，所述无线电通信终端(UE1)包括：

-无线通信芯片组(313)，所述无线通信芯片组(313)包括发送器(314)和接收器(315)；

-逻辑单元(310)，所述逻辑单元(310)被配置成控制所述无线通信芯片组：

在无线通信系统中在无线电信道(120)上进行通信；

在探测时段(TP)期间执行雷达探测(130)，执行雷达探测包括使用所述发送器发送雷达信号(140)以及使用所述接收器感测所述雷达信号的反射(150)的接收属性；

在所述探测时段期间禁止通信信号从所述通信终端的传输；以及

在所述探测时段期间在所述无线电信道上接收通信信号。

2.根据权利要求1所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置成控制所述无线通信芯片组：

以超过阈值功率电平(P1A、P1B)的发送功率(Pc)在无线通信系统中进行通信；以及

以低于所述阈值功率电平(P1A、PB)的发送功率(Pr)发送所述雷达信号(140)。

3.根据权利要求1或2所述的无线电通信终端，其中，所述无线通信芯片组能够在第一带宽内进行发送，并且由所述无线通信系统的网络配置为在预定带宽(BW)内发送通信信号，所述预定带宽至少是所述第一带宽的子集，并且其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线通信芯片组在整个所述第一带宽内发送所述雷达信号。

4.根据权利要求3所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线通信芯片组以跨整个预定带宽的多个频率发送所述雷达信号。

5.根据前述权利要求中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置为使用正交频分复用OFDM将所述雷达信号作为伪随机符号发送。

6.根据权利要求2所述的无线电通信终端，其中，所述阈值功率电平(P1A)不超过杂散发射的限制。

7.根据权利要求2或6所述的无线电通信终端，其中，所述阈值功率电平(P1B)不超过指定的发送关闭功率电平。

8.根据前述权利要求中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述无线通信芯片组包括2端口无线电收发器，其中，第一端口(314)充当所述发送器，而第二端口(315)充当所述接收器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线通信芯片组：

向所述无线通信系统的网络发送对雷达探测的请求；

从所述网络接收上行链路调度，所述上行链路调度用于允许在所述探测时段期间在不进行上行链路传输的情况下进行雷达探测。

10.根据权利要求9所述的无线电通信终端，其中，雷达探测能力的指示是作为所述终端的无线电能力的一部分被发送的。

11.根据权利要求9所述的无线电通信终端，其中，响应于所述终端中的触发事件而发送对所述雷达探测的请求。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述请求包括所述探测时段的标识。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述请求包括所述探测时段的开始的标识。

14.根据权利要求9至12中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线通信芯片组：

从所述网络接收所述探测时段的调度开始(Tp0)的标识。

15.根据前述权利要求中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线通信芯片组：

在所述探测时段内检测上行链路通信的传输的触发；

在所述探测时段期间推迟上行链路传输。

16.根据前述权利要求中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述探测时段具有预定长度。

17.根据前述权利要求中任一项所述的无线电通信终端，其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线通信芯片组：

在所述探测时段开始时开始雷达探测；

确定所述雷达信号的反射的接收属性的质量水平；

响应于所述质量水平满足阈值而终止雷达信号的传输。

18.一种无线通信系统的网络中的接入节点(BS1)，所述接入节点(BS1)包括：

-用于与无线电通信终端进行通信的无线收发器(323)，

-逻辑单元(320)，所述逻辑单元(320)被配置为控制所述无线收发器：

将所述无线电通信终端配置为根据第一方案发送通信信号；

检测来自所述无线电通信终端的、在探测时段(TP)期间执行雷达探测(130)的请求；

响应于所述请求，将所述无线电通信终端配置为根据第二方案发送通信信号，其中，所述第二方案用于在所述探测时段期间使用所述无线电通信终端发送雷达信号(140)并感测所述雷达信号的反射(150)的接收属性来允许雷达探测；以及

在所述探测时段期间向所述无线电通信终端发送通信信号。

19.根据权利要求18所述的接入节点，其中，所述第二方案规定了在所述探测时段期间没有来自所述终端的通信信号的调度传输的时段。

20.根据权利要求18所述的接入节点，其中，所述第二方案规定了所述无线电通信终端的传输速率比所述第一方案低。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的接入节点，其中，所述逻辑单元被配置为控制所述无线收发器：

向所述无线电通信终端发送所述探测时段的调度开始的标识。

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