CN115516936A - 用于使用后向散射的低功率传输的方法和装置 - Google Patents

用于使用后向散射的低功率传输的方法和装置 Download PDF

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CN115516936A
CN115516936A CN202180013658.4A CN202180013658A CN115516936A CN 115516936 A CN115516936 A CN 115516936A CN 202180013658 A CN202180013658 A CN 202180013658A CN 115516936 A CN115516936 A CN 115516936A
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Abstract

本申请的各方面涉及包括有源设备组件和无源设备组件的移动通信设备，更具体地涉及无源设备组件的操作以从接收到的前向信号形成后向散射信号。在接收到该后向散射信号时，接收点可以获取关于包括该无源设备组件的该移动通信设备的信息。这些信息可以与定时、位置和标识有关。

Description

用于使用后向散射的低功率传输的方法和装置
本申请要求于2020年2月10日提交的申请号为16/786,340、发明名称为“用于使用后向散射的低功率传输的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR LOW POWERTRANSMISSION USING BACKSCATTERING)”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本文本中。
技术领域
本申请涉及使用后向散射的低功率传输。
背景技术
移动通信设备越来越普及。移动通信设备的一个特征是可充电电池。人们不遗余力地延长电池寿命是现代生活的一个共同特点。从设备设计者的角度来看，延长电池寿命的一种方法是增大某一移动通信设备的电池容量。另一种方法包括节能方法，其中，以某种方式降低电池可用功率的使用率。对于低成本设备，例如内置通信功能的不同类型的传感器，可以认为节能方法更重要。
发明内容
本申请案的各方面涉及具有与无源设备组件集成的有源设备组件的移动通信设备，更具体地说，涉及无源设备组件的操作以后向散射接收到的前向信号。假设在无源设备组件执行本由有源设备组件执行的各种功能时，无源设备组件消耗的功率将少于有源设备组件。方便的是，在保持甚至增强移动通信设备操作的同时，可以降低整体功耗。
根据本申请的一方面，提供了一种操作电子设备的方法。该方法包括：该电子设备接收第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；该电子设备发送第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。此外，本申请案的各方面提供了一种用于执行本方法的电子设备和包括用于使电子设备中的处理器执行本方法的指令的计算机可读介质。
根据本申请的另一方面，提供了一种获取关于电子设备的信息的方法。该方法包括：发送第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；从电子设备接收第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。该方法可选地包括处理该后向散射信号以获取关于该电子设备的信息。此外，本申请案的各方面提供了一种用于执行本方法的网络设备和包括用于使网络设备中的处理器执行本方法的指令的计算机可读介质。
根据本申请的另一方面，提供了一种网络设备，例如，基站或发送接收点(transmission and reception point，TRP)。该网络设备包括：存储器，存储指令；处理器，通过执行该指令，使得发送第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；从电子设备接收第二RF信号，其中该第二 RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。
根据本申请的又一方面，提供了一种计算机可读介质，存储有用于组合传输点和接收点中的处理器的指令。该处理器在执行该指令时，使得该处理器发送第一射频(radiofrequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；从电子设备接收第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。
根据本申请的再一方面，提供了一种系统。该系统包括基站、发送点和接收点。该发送点发送第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号。该接收点从电子设备接收第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数，并且向该基站发送该第二RF信号。该基站处理该第二RF信号以获取关于该电子设备的信息。
在上述方面中，前向信号可以具有特定的自相关性质。在上述方面中，网络设备可以将互相关值与多个时移值中的每个时移值关联，其中，该互相关值是在后向散射信号和该前向信号之间通过每个时移值偏移获取的。在上述方面中，网络设备可以确定与多个互相关值中的最大互相关值关联的特定时移值。在上述方面中，网络设备可以处理该特定时移值以获取关于该电子设备的信息。处理该特定时移值可以包括：获取相对时间差的值；将相对时间差转换为该电子设备的位置指示。处理该特定时移值可以包括：获取在定义的持续时间内接收的子信号的连续子集的边界的指示；分析该边界以获取该电子设备的定时指示。
附图说明
为了更完整地理解本申请实施例及其优点，现在通过举例参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1为可以实现本申请实施例的通信系统的示意图，该通信系统包括示例性电子设备和示例性基站；
图2为本申请各方面提供的图1的示例性电子设备的框图；
图3为本申请各方面提供的图1的示例性基站的框图；
图4A示出了本申请各方面提供的图1的电子设备的一对操作模式；
图4B为本申请各方面提供的状态图，该状态图包括三个无线资源控制状态和在图4A 的操作模式的上下文中的状态之间的标记转换；
图4C为本申请各方面提供的作为图4B说明的替代方案的状态图，该状态图包括三个无线资源控制状态和在图4A的操作模式的上下文中的状态之间的标记转换；
图5A在流程图中示出了本申请各方面提供的图1的通信系统的简化版本，该流程在电子设备、发送点和接收点之间延伸；
图5B在流程图中示出了本申请各方面提供的图1的通信系统的简化版本，该流程在电子设备、发送点、接收点和基站之间延伸；
图5C在流程图中示出了本申请各方面提供的图1的通信系统的简化版本，该流程在电子设备、发送点、接收点和基站之间延伸；
图6示出了本申请各方面提供的前向信号和对应的后向散射信号；
图7示出了本申请各方面提供的在图5A的接收点侧处理接收到的后向散射信号的方法中的示例性步骤；
图8示出了本申请各方面提供的在图5A的接收点侧处理与最大互相关值关联的时移值以获取关于图5A的电子设备的信息的方法中的示例性步骤；
图9示出了本申请各方面提供的在图5A的接收点侧处理与最大互相关值关联的时移值以获取关于图5A的电子设备的信息的方法中的示例性步骤；
图10示出了本申请各方面提供的图1的多个电子设备对应的多个标识时隙；
图11示出了处理包括数据的后向散射信号的方法中的示例性步骤；
图12示出了本申请各方面提供的处理接收到的用于信道状态信息获取的后向散射信号的方法中的示例性步骤；
图13示出了由图2的电子设备执行的在有源设备组件和无源设备组件之间切换的方法中的示例性步骤；
图14示出了由图2的电子设备执行的在无源设备组件和有源设备组件之间切换的方法中的示例性步骤；
图15示出了本申请各方面提供的实现操作模式之间切换的方法中的示例性步骤；
图16为本申请各方面提供的图2的电子设备的操作的时间视图。
具体实施方式
为了说明目的，下面将结合附图，详细解释具体的示例性实施例。
图1、图2和图3示出了可以实现本申请的任何或所有方面的网络和设备的示例。
图1示出了示例性通信系统100。通常，系统100能够使多个无线或有线元件传输数据和其它内容。系统100的目的可以是通过广播、窄播、用户设备到用户设备等提供内容(语音、数据、视频、文本)。系统100可以通过共享带宽等资源进行高效操作。
在该示例中，通信系统100包括第一电子设备(electronic device，ED)110A、第二ED 110B和第三ED 110C(单独或统称为110)、第一无线接入网(radio access network，RAN) 120A和第二RAN 120B(单独或统称为120)、核心网130、公共交换电话网络(publicswitched telephone network，PSTN)140、互联网150和其它网络160。虽然图1示出了一定数量的这些组件或元件，但是通信系统100中可以包括任何合理数量的这些组件或元件。
ED 110用于在无线系统100中进行操作和/或通信。例如，ED 110用于通过无线通信信道发送和/或接收。每个ED 110表示任何合适的用于无线操作的终端用户设备，并且可以包括(或可以称为)如下设备：用户设备(user equipment/user device，UE)、无线发送/接收单元(wireless transmit/receive unit，WTRU)、移动站、移动用户单元、蜂窝电话、站点 (station，STA)、机器类通信(machine type communication，MTC)设备、物联网(Internet of Things，IoT)设备、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触控板、无线传感器或消费型电子设备。
在图1中，第一RAN 120A包括第一基站170A，第二RAN包括第二基站170B(单独或统称为170)。每个基站170用于与ED 110中的一个或多个ED进行无线连接，以便能够接入任何其它基站170、核心网130、PSTN 140、互联网150和/或其它网络160。例如，基站170可以包括(或可以是)几种熟知设备中的一个或多个设备，例如基站收发台(base transceiverstation，BTS)、Node-B(NodeB)、演进型NodeB(evolved NodeB，eNodeB)、家庭eNodeB、gNodeB、传输接收点(transmission and receive point，TRP)、站点控制器、接入点(access point，AP)或无线路由器。任何ED 110可以可选地或另外用于与任何其它基站170、互联网150、核心网130、PSTN 140、其它网络160或上述任意组合进行连接、接入或通信。通信系统100可以包括RAN，例如RAN 120B，其中，如图所示，对应的基站 170B通过互联网150接入核心网130。
ED 110和基站170是通信设备的示例，可以用于实现本文所述的一些或全部功能和/或实施例。在图1所示的实施例中，第一基站170A构成RAN 120A的一部分，RAN 120A可以包括其它基站(未示出)、一个或多个基站控制器(base station controller，BSC)(未示出)、一个或多个无线网络控制器(radio network controller，RNC)(未示出)、中继节点(未示出)、元件(未示出)和/或设备(未示出)。任何基站170可以是单独的元件，如图所示，也可以是分布在对应RAN 120中的多个元件，等等。同样地，第二基站170B构成第二 RAN120B的一部分，RAN 120B可以包括其它基站、元件和/或设备。每个基站170在特定地理区或区域(有时称为“小区”或“覆盖区域”)内发送和/或接收无线信号。小区可以进一步被划分为小区扇区(sector)，基站170可以，例如，采用多个收发器向多个扇区提供服务。在一些实施例中，可能存在已建立的微微或毫微微小区，其中有相应的无线接入技术支持。在一些实施例中，多个收发器可以使用多输入多输出(multiple-input multiple-output， MIMO)技术等用于每个小区。所示的RAN 120的数量仅是示例性的。设计通信系统100时可以考虑任意数量的RAN。
基站170使用射频(radio frequency，RF)无线通信链路、微波无线通信链路、红外线 (infrared，IR)无线通信链路、可见光(visible light，VL)通信链路等无线通信链路，通过一个或多个空口190与ED 110中的一个或多个ED进行通信。空口190可以利用任何合适的无线接入技术。例如，通信系统100可以在空口190中实现一种或多种正交或非正交信道接入方法，例如码分多址(code division multiple access，CDMA)、时分多址(timedivision multiple access，TDMA)、频分多址(frequency division multiple access，FDMA)、正交 FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)或单载波FDMA(single-carrier FDMA，SC-FDMA)。
基站170可以实现通用移动通讯系统(universal mobile telecommunicationsystem， UMTS)通用陆地无线接入(universal terrestrial radio access，UTRA)，以使用宽带CDMA (wideband CDMA，WCDMA)建立空口190。在这种情况下，基站170可以实现如高速分组接入(high speed packet access，HSPA)、演进的HPSA(evolved HPSA，HSPA+)等协议，可选地包括高速下行链路分组接入(high speed downlink packet access，HSDPA)和/或高速分组上行链路接入(high speed packet uplink Access，HSUPA)。或者，基站170A可以使用LTE、LTE-A、LTE-B和/或5G新空口(new radio，NR)，利用演进的UTMS陆地无线接入(evolved UTMS terrestrial radio access，E-UTRA)建立空口190。可以设想，通信系统100可以使用多信道接入功能，包括如上所述的方案。用于实现空口的其它无线技术包括IEEE 802.11、802.15、802.16、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、IS- 2000、IS-95、IS-856、GSM、EDGE和GERAN。当然，可以使用其它多址接入方案和无线协议。
RAN 120与核心网130通信，以向ED 110提供各种业务，例如语音通信业务、数据通信业务和其它通信业务。RAN 120和/或核心网130可以与一个或多个其它RAN(未示出) 直接或间接通信，该一个或多个其它RAN可以直接由核心网130服务，也可以不直接由核心网130服务，并且可以采用，也可以不采用，与第一RAN 120A和/或第二RAN 120B相同的无线接入技术。核心网130还可以用作(i)RAN 120之间和/或ED 110之间以及(ii) 其它网络(例如，PSTN 140、互联网150和其它网络160)之间的网关接入。
ED 110可以使用射频(radio frequency，RF)无线通信链路、微波无线通信链路、红外 (infrared，IR)无线通信链路、可见光(visible light，VL)通信链路等无线通信链路，通过一个或多个侧行链路(sidelink，SL)空口180相互通信。SL空口180可以使用任何合适的无线接入技术。SL空口180可以基本上类似于ED 110与基站170中的一个或多个进行通信的空口190，也可以基本上不同于空口190。例如，通信系统100可以在SL空口180中实现一个或多个信道接入方法，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA或SC-FDMA。在一些实施例中，SL空口180可以至少部分地在非授权频谱上实现。
ED 110中的部分或全部ED可以包括使用不同无线技术和/或协议通过不同无线链路与不同无线网络进行通信的功能。除无线通信之外(或在无线通信的同时)，ED 110也可通过有线通信信道与服务提供商或交换机(未示出)以及互联网150进行通信。PSTN 140可以包括用于提供传统电话业务(plain old telephone service，POTS)的电路交换电话网络。互联网150可以包括计算机和子网(内部网)或两者的网络，并结合如互联网协议(Internet Protocol，IP)、传输控制协议(transmission control protocol，TCP)以及用户数据报协议 (user datagram protocol，UDP)等协议。ED 110可以是能够根据多种无线接入技术进行操作的多模设备，并包括支持多种无线接入技术所需的多个收发器。
图2示出了可以实现本申请提供的方法和教导的示例性组件。特别地，图2示出了示例性ED 110。这些组件可以用于通信系统100或任何其它合适的系统中。
如图2所示，ED 110包括至少一个处理器或处理单元200。处理单元200实现ED 110的各种处理操作。例如，处理单元200可以执行信号编码、比特加扰、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它使ED 110能够在通信系统100中操作的功能。处理单元200 还可以用于实现本文更详细地描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元200包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如每个处理单元200可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。
ED 110还包括至少一个收发器202。收发器202包括RF电路210，RF电路210用于调制数据或其它内容以通过至少一个天线204进行传输。收发器202还用于解调通过至少一个天线204接收到的数据或其它内容。每个收发器202包括任何合适的用于生成进行无线或有线传输的信号和/或用于处理通过无线或有线方式接收的信号的结构。至少一个天线204中的每个天线包括任何合适的用于发送和/或接收无线或有线信号的结构。一个或多个收发器 202可以用于ED 110中。一个或多个天线204可以用于ED 110中。尽管收发器202以单个功能单元示出，但还可以使用至少一个发送器和至少一个单独的接收器来实现。
RF电路210被示为包括一组连接到天线204之一的有源设备组件211。此外，RF电路210被示为包括一组连接到关联的天线204之一的无源设备组件212。
本文在短语“无源设备组件”中使用的术语“无源”需要说明一下。在对电子组件的典型讨论中，术语“无源”是指那些不能通过另一个电信号控制电流的电子组件。无源电子组件的示例有电容器、电阻器、电感器、变压器和一些二极管。相比之下，术语“有源”是指那些能够通过另一个电信号控制电流流动的电子组件。有源电子组件的一些示例是晶体管、真空管和可控硅整流器(silicon-controlled rectifier)。
在本申请中对电子组件的讨论中，术语“无源”是指在接收或发送信号时不需要转换为基带的电子组件。相反，术语“有源”是指在接收或发送时采用基带转换的电子组件。换句话说，在一些示例中，本申请的“无源”电路可以仅包括那些不能通过另一电信号控制电流的电子组件，并且在一些其它示例中，还是可以包括那些能够通过另一个电信号控制电流流动的电子组件。方便的是，无源设备组件212用于在RF域中执行它们的功能，而有源设备组件211用于在基带域中执行它们的功能。因此，无源设备组件212的功耗水平相对于有源设备组件211的功耗水平非常低。
根据本申请的各方面，电子设备110的处理单元200可以使得无源设备组件212执行已知由有源设备组件211执行的某些功能，从而降低总功耗。事实上，预期降低的总功耗量大致是与执行某些功能的有源设备组件211关联的功耗。
ED 110还包括一个或多个输入/输出设备206或接口(例如，到互联网150的有线接口)。输入/输出设备206可以与网络中的用户或其它设备进行交互。每个输入/输出设备206包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构，例如，扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏，包括网络接口通信。
此外，ED 110包括至少一个存储器208。存储器208存储ED 110使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器208可以存储用于实现本文所述的部分或全部功能和/或实施例并由一个或多个处理单元200执行的软件指令或模块。每个存储器208包括任何合适的一个或多个易失性和/或非易失性存储与检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，例如，随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriber identity module，SIM)卡、记忆棒、安全数码 (securedigital，SD)存储卡等。
如图3所示，基站170包括至少一个处理单元350、至少一个发送器352、至少一个接收器354、一个或多个天线356、至少一个存储器358以及一个或多个输入/输出设备或接口366。可以使用收发器(未示出)代替发送器352和接收器354。调度器353可以与处理单元350耦合。调度器353可以包括在基站170内，也可以与基站170分开操作。处理单元350 实现基站170的各种处理操作，如信号编码、比特加扰、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它功能。处理单元350还可以用于实现本文更详细地描述的部分或全部功能和 /或实施例。每个处理单元350包括任何合适的用于执行一个或多个操作的处理或计算设备。例如，每个处理单元350可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。
每个发送器352包括任何合适的用于生成与一个或多个ED 110或其它设备进行无线或有线传输的信号的结构。每个接收器354包括任何合适的用于处理从一个或多个ED110或其它设备通过无线或有线方式接收的信号的结构。虽然以单独的组件示出，但至少一个发送器352和至少一个接收器354可以组合成收发器。每个天线356包括任何合适的用于传输和/ 或接收无线信号或有线信号的结构。虽然共用天线356在这里示为耦合到发送器352和接收器354，但一个或多个天线356可以耦合到一个或多个发送器352，一个或多个单独的天线 356可以耦合到一个或多个接收器354。每个存储器358包括任何合适的一个或多个易失性和/或非易失性存储与检索设备，例如上文结合ED 110描述的那些设备。存储器358存储由基站170使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器358可以存储用于实现本文描述的部分或全部功能和/或实施例并由处理单元350执行的软件指令或模块。
每个输入/输出设备366可以与网络中的用户或其它设备进行交互。每个输入/输出设备 366包括用于向用户提供信息或从用户接收/提供信息的任何合适的结构，包括网络接口通信。
关于ED 110和基站170的其它详细内容是本领域技术人员已知的。因此，为了清楚起见，这里省略了这些详细内容。
参与已知的第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)的人们已经研究了降低电力使用率的不同机制。这些机制包括旨在减少移动通信设备“活动”时间的策略。
ED 110可以在各种模式下操作，以便在设备功耗和/或网络资源消耗的高低中权衡某些特征。图4A中示出了两个示例性模式以及这两个模式之间的转换的指示。特别地，图4A 示出了正常功耗操作模式402和低功耗操作模式404。
当ED 110处于低功耗操作模式404时，可以使用后向散射通信启用的功能包括：允许网络实体跟踪ED 110的相对位置；允许网络实体维护ED 110的定时参考；允许网络实体识别ED 110；允许网络实体获取关于ED 110的一些其它信息，包括前导码和数据。方便的是，使用后向散射通信以允许网络实体跟踪相对设备位置、维护定时参考和识别设备的方法可以认为特别适合于成本极低的物联网(Internet-of-Things，IoT)设备。
在3GPP新空口(New Radio，NR)中，每个UE可以在称为无线资源控制(RadioResource Control，RRC)状态的几种模式中的一种模式下工作。因此，UE(例如ED 110) 可以在以下三种RRC状态中的一种模式下工作，如图4B所示：RRC_IDLE状态408、 RRC_CONNECTED状态410和RRC_INACTIVE状态406。在其它文档中，这些状态可以称为“模式”，例如“RRC_IDLE模式”。当ED 110处于RRC_CONNECTED状态410时，可以认为ED 110已经通过连接建立过程424连接到网络。当ED 110已经通过释放过程442或释放过程462切换到RRC_IDLE状态408时，ED 110不连接到网络，但网络知道ED 110存在于网络中。通过带挂起的释放(release with suspend)过程446切换到RRC_INACTIVE状态406，ED 110有助于节省网络资源和本机功率(例如，从而延长ED 110的感知电池寿命)。例如，RRC_INACTIVE状态406可以用于ED 110不与网络通信的那些情况。当ED 110处于RRC_INACTIVE状态406时，ED 110也有助于节省网络资源和本机功率。但是，当ED 110处于RRC_INACTIVE状态406时，网络和ED110都存储至少一些配置信息，从而使得ED 110可以通过恢复过程464重新连接到网络，速度比ED 110处于RRC_IDLE状态408时通过连接建立过程424重新连接的速度更快。当ED 110处于RRC_INACTIVE状态 406时，存储至少一些配置信息是区分RRC_INACTIVE状态406与RRC_IDLE状态408的一个方面。需要说明的是，缩略语RRC是对已知无线资源控制协议的引用。
图4B示出了图4A中介绍的正常功耗操作模式402和低功耗操作模式404。在图4B所示的配置中，正常功耗操作模式402包括RRC_CONNECTED状态410，低功耗操作模式 404包括RRC_IDLE状态408和RRC_INACTIVE状态406。因此，在3GPP NR上下文中，减少移动通信设备的“活动”时间的一种方法是减少ED 110在RRC_CONNECTED状态 410中花费的时间。
图4C示出了图4A中介绍的正常功耗操作模式402和低功耗操作模式404。在图4C所示的配置中，正常功耗操作模式402包括RRC_CONNECTED状态410，低功耗操作模式 404包括RRC_CONNECTED状态410、RRC_IDLE状态408和RRC_INACTIVE状态406。因此，在3GPP NR上下文中，减少移动通信设备的“活动”时间的任务比仅减少ED 110在 RRC_CONNECTED状态410中花费的时间更复杂。
为了降低图1的通信系统100中的电子设备110的功耗，本申请的各方面涉及使用电子设备110中的无源设备组件212来执行一般由有源设备组件211执行的任务。无源设备组件 212用于执行一般由有源设备组件211执行的特定功能，从而允许有源设备组件211在更长的时间内保持断电。允许有源设备组件211在更长的时间内保持断电的预期结果是，ED110的功耗将减少。
无源设备组件212可以使后向散射通信执行特定功能。后向散射通信应用的众所周知的示例称为射频识别(radio frequency identification，RFID)。
图5A示出了适合于评估本申请的各方面的流程图500A。流程图500A可以被认为是图 1的通信系统100的简化版本，因为图5A包括图1中的电子设备110之一、发送点502、接收点512(也可以称为“读取器”)和图1中的基站170之一。如图5A所示，接收点512和发送点502是彼此分开放置的单独设备。需要说明的是，接收点512和发送点502可以是单个设备的一部分，例如基站170中的一个。此外，接收点512和发送点502可以共址，但与基站170中的一个不同。在接收点512远离基站170的情况下，接收点512可以保持与基站 170的通信信道。接收点512和基站170之间的通信信道可以是有线或无线的。在本申请的其它方面中，接收点512可以保持与不是基站170的网络节点的通信信道。
综上所述，鉴于图5A中所示的流程图500A，发送点502在前向信道上发送(步骤522)射频信号600FS(“前向信号”)。前向信号600FS可以包括多个子信号(例如，a符号)。ED110接收(步骤526)前向信号600FS，形成(步骤528)射频后向散射信号，并在后向信道上发送(步骤530)后向散射信号600BS。在ED 110侧，后向散射信号600BS的形成(步骤528)可以涉及使用ED 110的无源设备组件212。后向散射信号600BS可以被定义为前向信号600FS中包括的多个子信号中的连续子信号的时间限制集(例如，限制为单个p时隙)。ED 110可以在限定的持续时间(例如，p时隙)内发送(步骤530)后向散射信号600BS。发送(步骤530)射频后向散射信号的操作可以在处理单元200的控制下，通过修改RF域中的前向信号600FS形成(步骤528)后向散射信号600BS的操作之后进行。在一些实施例中，这种修改可通过调节RF电路210的无源设备组件212(参见图2)中的阻抗，在前向信号600FS上施加幅度和/或相位变化来实现。在一些实施例中，这种修改还可以包括在一个p符号或多个p符号上不进行前向信号600FS的反射。在一些实施例中，后向散射信号600BS仅仅是前向信号600FS在一个p符号或多个p符号上的反射。也就是说，无源设备组件212不需要修改前向信号600FS以形成后向散射信号600BS。相反，无源设备组件212可以仅对后向散射信号600BS的发送进行时间限制。
在ED 110发送后向散射信号600BS(步骤530)之后，接收点512在后向信道上接收(步骤534)后向散射信号600BS。接收点512处理(步骤538)后向散射信号600BS以获取信息。
在本申请的其它方面中，鉴于图5B所示的流程图500B，接收点512可以将接收到的后向散射信号600BS在通信信道上发送(步骤536)到基站170，基站170可以执行后向散射信号600BS的至少一部分处理(步骤538BS)。
在一些实施例中，鉴于图5C中所示的流程图500C，接收点512可以对后向散射信号600BS执行一些处理(步骤535)，再在通信信道上向基站170发送(步骤537)经过部分处理的后向散射信号600BSP，从而使得基站170可以执行一些进一步的处理(步骤539)。
在设计前向信号600FS时，要考虑资源分配。可供分配的主要资源是时间资源和频率资源。确定分配这些资源的方式可以被认为取决于应用，即，期望后向散射信号具备的功能。
在一个示例性应用中，期望后向散射信号具备的功能是使得接收点512准确地确定ED 110的位置。对于该应用，优选地将前向信号600FS设计为具有宽的频率带宽。还可以优选的是，时间资源被狭窄地分配，使得时域处理中的粒度更小。
在另一个示例性应用中，ED 110所在的位置具有有限覆盖，优选地将前向信号600FS 设计成具有窄的频率带宽并分配相对较大的时隙。
前向信号设计的一个方面是波形设计。波形的示例包括单载波、多载波、超宽带(ultra-wide band，UWB)脉冲、调频连续波(Frequency-Modulated Continuous Wave，FMCW)等。多载波波形包括循环前缀(cyclic prefix，CP)-OFDM和单载波(single-carrier，SC)-FDMA。
前向信号600FS的波形设计可以取决于所需的性能指标。例如，如果需要非常精确的 ED 110定时采集和定位，则优选具有精细定时粒度和时域自相关良好的波形。示例包括单载波和UWB脉冲波形。良好的自相关是指类Δ(delta-like)的自相关函数R(τ)，在τ＝0处取峰值，在τ的其它值处则取非常小的值。
在一些实施例中，波形设计还可以取决于前向信号600FS是否包含用于某些ED(ED110或前向信号600FS范围内的任何其它ED)的任何数据。在前向信号600FS包括数据的情况下，优选允许更有效地调制和解调数据的波形。允许有效调制和解调数据的波形示例包括CP-OFDM和SC-FDMA。
在一些其它实施例中，在前向信号波形设计中可以考虑发射器的功率效率等其它度量。在这种情况下，具有低峰均功率比(peak-to-average-power ratio，PAPR)特性的波形将是首选。低PAPR波形的示例包括单载波波形和SC-FDMA。
可以称前向信号600FS具有帧结构。因此，前向信号设计可以被称为帧结构设计。本文考虑了帧结构设计的两个“等级”。
帧结构的第一级可以称为“无源时隙”(passive slot)或“p时隙”。无源时隙被配置成具有有助于由无源设备组件执行信号处理和后向散射信号传输的时间粒度。
帧结构的第二级可以称为“有源时隙”(active slot)、“有源符号”(activesymbol)、“a 时隙”或“a符号”。在每个p时隙中，可以有多个a时隙携带常规传输，可能供其它更有源的设备使用。每个a时隙可以包括多个a符号。这样的帧结构设计在3GPP NR中应该已是熟知的。“常规”传输可以是将一个或多个基带信号上变频成RF以便通过空口进行传输。换句话说，首先产生基带信号。接下来，基带信号通过乘以具有载波频率的正弦信号在频域上变频。需要说明的是，本公开中的后向散射操作完全发生在RF域中。也就是说，无源设备组件212不会将接收到的信号转换到基带域。因此，无源设备组件212不能访问在基带域中的信号中编码的信息。
以与其它信号设计一致的方式，前向信号的设计包括考虑一般配置基本参数集，其中可以包括具体配置子载波间隔。事实上，为前向信号600FS适当配置基本参数集允许接收点 512，即后向散射信号的预期接收者，通过处理后向散射信号来获取信息。需要说明的是，即使在p时隙内可以找到携带信息的多个a时隙，ED 110的无源设备组件也不用于获取在a 时隙中发射的任何信息。也就是说，根据本申请的各方面操作的ED 110可以被视为回避了对a时隙的基带处理和模数转换。由此可见，ED 110仅通过对从发送点502接收的信号进行后向散射来向接收点512发送(步骤530)信息。定义p时隙的持续时间、a时隙的持续时间和前向信号600FS的基本参数集的配置参数可以由图1的环境100中的实体提供给发送点502。前向信号600FS的配置参数也可以由图1的环境100中的实体提供给ED 110。
在典型操作中，基站170与在RRC_CONNECTED状态410中操作的ED 110通信。也许响应于从基站170接收的指令，ED 110可以使用有源组件来生成传输，例如探测参考信号传输或前导码传输。在接收到传输后，预计基站170能够获取与ED 110的标识、定时和定位有关的信息。然而，当ED 110不在RRC_CONNECTED状态410时，可以认为很难获取ED 110的这些信息。
本申请涉及增强接收点512，以便在ED 110不在正常功耗操作模式402中操作时，获取与标识、定时和定位有关的信息的能力，在根据该方面的操作中，发送点502发送前向信号600FS，该前向信号600FS被设计成便于接收点512获取这些信息。
根据本申请的各方面，前向信号600FS可以被设计成使用的波形和基本参数集在时域上具有细粒度。图6示出了前向信号600FS和对应的后向散射信号600BS。前向信号600FS包括发送的多个a时隙602A、602B、602C、602D、602E、602F、602G、602H、602I、 602J、602K、602L和602M(单独或统称为602)。后向散射信号600BS包括前向信号 600FS中连续a时隙602的时间限制集。依此，在图6的示例中，后向散射信号600BS仅包括a时隙602C、602D、602E、602F、602G、602H和602I。在一种有益的操作方法中，ED 110在后向散射信号600BS的发送中，并未意识到其中包括a时隙。
当ED 110不在正常功耗操作模式402时，ED 110发送(步骤530，图5A)后向散射传输。后向散射传输基于ED 110特定的p时隙定时。例如，图6示出了从a时隙602C的开始处开始，并在a时隙602I的结束处结束的ED p时隙606。ED p时隙606边界的定义可以是基于当ED110处于RRC_CONNECTED状态410时获取的最后帧同步信息。
根据本申请的各方面，接收点512可以根据在特定前向信号600FS的记录的上下文中接收(步骤534)后向散射信号600BS来获取ED 110的定时和定位信息。
需要说明的是，在图6中，后向散射信号600BS不包括前向信号600FS中的所有a时隙 602。在本申请的各方面中，ED 110不连续发送(步骤530)后向散射信号600BS。相反， ED110遵循有时开和有时关的模式发送(步骤530)后向散射信号600BS。后向散射信号 600BS的ED p时隙606对应于最初由处理单元200控制为关的ED 110的无源设备组件 212，然后被处理单元200控制为开，并发送a时隙602C到602I，然后被处理单元200控制为关。
图7示出了在接收点512处理(步骤538R，图5A)接收到的后向散射信号的方法中的示例步骤。图7的方法从接收点512确定(步骤702)后向散射信号600BS的ED p时隙 606开始。也就是说，接收点512确定(步骤702)ED p时隙606的边界。要确定(步骤 702)ED p时隙606的边界，可以通过检查开和关模式之间的转换时间来执行。在一些实施例中，还可以通过检查定义为
Figure RE-GDA0003944833570000101
的归一化的接收的后向散射信号与所有a符号之间的相变时间来确定(步骤702)ED p时隙606的边界，其中，SBS(t)表示后向散射信号 600BS，SFS(t)表示前向信号600FS。在不考虑确定边界的方式的情况下，可以用tp项表示 ED p时隙606的开始和TP p时隙604的开始之间的时间差。然后，接收点512可以将时移值初始化(步骤704)。该时移值的值由ED 110的定时获取和/或定位所需的时间粒度以及前向信号600FS的带宽确定。图6示出了从a时隙602A的开始处开始并在a时隙602G的结束处结束的初始发送点(transmission point，TP)p时隙604。然后，接收点512可以按照该时移值，对前向信号600FS的初始TP p时隙604进行时移(步骤706)，以产生时移后的TP p 时隙(未示出)。如果初始化的时移值为0，则时移的p时隙从a时隙602A开始。然后，接收点512可以确定(步骤708)在步骤702中确定的时移后的TP p时隙和ED p时隙606之间的互相关值。
确定(步骤708)将针对时移值的预期范围执行。因此，接收点512确定(步骤710)是否已经考虑了时移值的预期范围。在确定(步骤710)尚未考虑完整预期的时移值范围时，接收点512递增(步骤712)时移值，再返回去，按照该递增后的时移值，对前向信号 600FS的初始TP p时隙604进行时移(步骤706)，以产生再时移后的TP p时隙(未示出)。如果该时移值等于每个a符号的持续时间，并且时移值的递增是1，则再时移后的p时隙从a时隙602B开始。通常，时移值的值小于或等于a符号的持续时间。
然后，接收点512可以确定(步骤708)在步骤702中确定的再时移后的TP p时隙和ED p时隙706之间的互相关值。在确定(步骤710)尚未考虑整个预期的时移值范围时，接收点512递增(步骤712)时移值，再返回去，按照该递增后的时移值，对前向信号600FS 的初始TP p时隙604进行时移(步骤706)，以产生再时移后的TP p时隙(未示出)。如果时移值的递增为2，则再时移后的p时隙从a时隙602C开始。
在确定(步骤710)已经考虑了整个预期的时移值范围时，接收点512确定(步骤714)与最大互相关值关联的时移值τ。然后，接收点512可以处理(步骤716)与最大互相关值关联的时移值τ，以获取关于ED 110的信息，包括ED 110的位置和ED 110的定时。
图8示出了接收点512处理(步骤716，图7)与最大互相关值关联的时移值τ以获取关于ED 110的信息的方法中的示例步骤。在图8的示例中，与最大互相关值关联的时移值τ可以用于获得(步骤802)发送点502/接收点512和ED 110之间的距离的值(假设发送点 502和接收点512位于同一位置)。距离d可以通过使用公式
Figure RE-GDA0003944833570000111
获取(步骤802)，其中，τ是在步骤714中确定的时移值，c是光速。在获取(步骤802)距离的值时，接收点512可以记录(步骤804)该距离作为ED 110的位置指示。例如，ED 110的位置指示的记录(步骤 804)可以包括将位置指示存储在存储器中。如果接收点512是图3中所示的基站170，则 ED 110的位置指示可以存储在存储器358中。
图9示出了处理(步骤716，图7)与最大互相关值关联的时移值τ以获取关于ED 110的信息的方法中的示例步骤。在图9的示例中，接收点512确定(步骤902)相对时间差项 t0。相对时间差项t0的确定(步骤902)可能涉及与最大互相关值关联的时移值τ(见步骤 714)和ED p时隙606的开始和TP p时隙604的开始之间的时间差tp(见步骤702)，为
Figure RE-GDA0003944833570000112
确定(步骤902)相对时间差后，接收点512就可以记录(步骤904)该相对时间差，作为ED 110的定时指示。例如，ED 110的定时指示的记录(步骤904)可以包括将该定时指示存储在存储器中。如果接收点512是图3中所示的基站170，则ED 110的定时指示可以存储在存储器358中。
在图1的通信系统100等环境中，存在多个ED 110，优选地，接收点512设置有区分从不同ED 110接收的后向散射信号的方式。
为此，在本申请的一个方面中，每个特定ED 110可以布置与后向散射传输相应的ED 唯一开/关模式，从而向接收点512指示特定ED 110的标识。传输帧可以定义为包括K个p时隙。每个特定的ED 110可以安排在传输帧中仅L个p时隙的子集期间发送(步骤530，图5A)后向散射传输。
图10示出了对应于图1的第一ED 110A的第一传输帧1000A、对应于图1的第二ED110B的第二传输帧1000B和对应于图1的第三ED 110C的第三传输帧1000C。示例性传输帧1000A、1000B、1000C中的每一个(单独或统称称为1000)具有K＝12个p时隙的传输帧长度1202，并且示例性传输帧1200中的每一个指示在各p时隙中的L＝4个中发生后向散射传输。第一传输帧1000A指示第一ED 110A在p时隙1、4、8和12中执行后向散射传输 (开)，并且在p时隙2、3、5、6、7、9、10和11中关。第二传输帧1000B指示第二ED 110B在p时隙2、4、9和11中执行后向散射传输(开)，并且在p时隙1、3、5、6、7、 8、10和12中关。第三传输帧1000C指示第三ED 110C在p时隙3、5、8和11中执行后向散射传输(开)，并且在p时隙1、2、4、6、7、9、10和12中关。
每个特定的开/关模式可以与ED 110的标识关联，ED 110用于根据特定的开/关模式执行后向散射传输。可以看到，这样的关联有助于接收点512标识ED 110。这样的关联可以存储为预定义的字典或查表(look up table，LUT)。该词典或LUT可以仅在图1的通信系统 100的元件中已知。
为了最小化开/关模式的猜测数量，在记录每个开/关模式时，可以关联对应ED110的位置。
在本申请的其它方面中，开/关模式可以充当前导码传输，从而便于跟踪和发现对应的 ED 110。根据开/关模式检测ED 110的标识可以被认为能够实现联合ED标识和检测由ED 110提供的ED数据，这将在下文更全面地公开。
可以看到，配置ED 110特定的开/关模式以通过允许从不同ED 110到达接收点512的 p时隙之间的部分冲突来提高ED检测性能和复杂性。例如，在第四p时隙中，第一ED 110A和第二ED 110B都在执行后向散射传输，第三ED 110C不执行后向散射传输。
如到目前为止公开并在图5A中示出的，ED 110可以在p时隙中发送(开，步骤530)后向散射信号，或者不在p时隙中发送(关)后向散射信号。方便的是，在处理(步骤 538R，图5A)每个传输帧中接收的后向散射信号时，接收点512可以获取关于ED 110的定时、位置和标识等信息。
本文建议帮助接收点512区分由ED 110发送后向散射信号的连续p时隙。也就是说， ED 110在形成后向散射信号时，可以对前向信号应用时域函数，而不是简单地执行后向散射传输(开)或不执行后向散射传输(关)。
在ED 110侧，对前向信号应用时域函数可以涉及使用ED 110的无源组件。例如，处理单元200可以安排连接到天线204的RF电路210中阻抗值的变化(参见图2)。对前向信号应用时域函数的结果可以在数学上表示为将接收到的前向信号乘以复值符号。
在与索引k关联的p时隙中，第i个ED 110可以将p时隙k中接收的前向信号600FS乘以复值符号si(k)。需要说明的是，p时隙k中的符号si(k)可以与p时隙k+1中的符号si(k+1)不同。此外，不可假设接收点512已知符号si(k)的值。已经讨论过，ED 110可以对前向信号应用时域函数。需要说明的是，时域函数可以在传输帧上定义，并且可以认为包括多个符号si(k)。在简单的情况下，符号si(k)可以采用0或1值。在其它情况下，每个符号si(k)都是复值。
在接收(步骤526，图5A)包括多个子信号(例如，a符号)的前向信号600FS后，ED110可以通过将接收到的前向信号600FS乘以符号si(k)来形成(步骤528)后向散射信号600BS。ED 110随后在定义的持续时间(例如，p时隙)内发送(步骤530)射频后向散射信号600BS。
可以认为，通过将接收到的前向信号600FS乘以符号si(k)而形成(步骤528)的后向散射信号600BS的传输(步骤530)，是获取接收到的前向信号600FS中包括的多个子信号(a 时隙)中子信号的时域函数的一个示例。在ED 110一致发送后向散射信号的那些情况下，每个符号si(k)的区别可以有助于接收点512区分接收到的后向散射信号中的连续p时隙。
通过将ED数据添加到p时隙中发送的后向散射信号中，接收点512所能获取的关于ED 110的信息得到了增强。也就是说，ED 110在形成后向散射信号时，可以对前向信号应用时域函数，而非只是简单地执行后向散射传输(开)或不执行后向散射传输(关)。
不仅只是有助于接收点512区分接收到的后向散射信号中的连续p时隙之外，在接收到的前向信号600FS中包括的多个子信号中发送子信号的时域函数还可以有助于ED 110向接收点512发送数据，下文称为“ED数据”。
由特定ED 110发送的每个符号si(k)的基带等效信号可以被限制为在符号的“投影集” {a1,…,aP}中(具有一些可能的相位旋转)，其中，P表示由于处理单元200在RF电路210 (见图2)的无源设备组件212中所可能布置的适当的阻抗变化而可用的多个不同符号(投影)。各ED 110的投影集可以不同。当用符号si(k)传送ED数据时，ED可以用于在每个p时隙中发送m个比特bi＝(b0,b1,…,bm-1)。这对应的调制大小为M＝2m。
可以认为，为后向散射信号设计码本的这种做法类似于为稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access，SCMA)通信系统设计码本的已知做法。SCMA是一种已知的、多维的、基于码本的、非正交多址接入技术。
通过采用对特定ED 110特定的稀疏图案和/或采用对特定ED 110特定的符号投影集 {a1,…,aP}，可以使后向散射信号码本对特定ED 110是特定的。特定的投影集可以通过在 RF电路210(图2)中包括对特定ED 110特定的射频移相器(未示出)来实现。特定的投影集也可以通过实现对特定ED 110特定的扰动(perturbation)函数来实现。
第一示例性投影集可以称为“二进制投影集”。在二进制投影集中，符号可以采用值 {a1,a2}＝{1,-1}。
设计多维码本的一种方式涉及使用二进制生成矩阵(在二进制分组码中使用该矩阵应该是熟悉的)，即
Figure RE-GDA0003944833570000131
其中，⊙表示二进制域中的乘法，Gi称为生成矩阵，
Figure RE-GDA0003944833570000132
是在传输帧期间由ED 110在后向散射信号中发送的符号的矢量。生成矩阵Gi可以特定于实现码本的ED 110。正如将理解的，可以使用码字之间具有良好汉明(Hamming)距离的任何二进制代码。事实上，二进制域中的汉明距离可以被视为直接转换为符号域中的欧几里德距离。
第二示例性投影集可以称为“三元投影集”。在三元投影集中，符号可以采用值{a1,a2,a3}＝{1,0,-1}。
设计多维码本的一种方式涉及使用二进制生成矩阵。2位传输，在m＝2的情况下，可以通过将两个二进制码字与正交序列叠加来实现：
Figure RE-GDA0003944833570000133
其中，
Figure RE-GDA0003944833570000134
L＝2的示例可以表示为：
Figure RE-GDA0003944833570000135
序列fi,1和fi,2可以特定于使用这些序列的ED 110。在一些实施例中，通过在符号的投影集{a1,…,aP}中包括“0”，开/关模式生成与符号序列设计一起进行。在这种情况下，符号序列长度表示p时隙的总数，而不仅仅是开p时隙。
K＝4的示例码本可以表示为：
Figure RE-GDA0003944833570000141
在这种情况下，开/关模式不仅取决于ED 110的标识，而且取决于输入的比特序列。
图11示出了用于在接收点512执行以处理包括ED数据的后向散射信号600BS的方法 (步骤538R，图5A)。虽然图7示出的是处理后向散射信号600BS以从p时隙边界获取位置(图8)和相对时间差(图9)等信息，但图11具体用于使用上文讨论的方法获取ED 110包括在后向散射信号600BS中的数据。
接收点512通过将接收到的后向散射信号除以前向信号，对接收到的后向散射信号进行归一化(步骤1102)，从而获取归一化的后向散射信号。归一化的后向散射信号可以被认为代表si(k)，k＝1,…,K。然后，接收点512可以处理(步骤1104)归一化的后向散射信号，以获取由符号序列si(k)，k＝1,…,K表示的ED数据。然后，接收点512可以记录(步骤1106)ED数据。
前面已经公开了符号si(k)从p时隙k到p时隙k+1可以不同。本文已经讨论过，符号si(k)可以携带ED数据。在本申请的一个方面中，符号si(k)可以在K个p时隙中的L个p时隙中的每个p时隙中相同。数据的这种重复可以被理解为提供所谓的“编码增益”。
前向信号可以被设计成便于接收点512估计聚合信道状态信息(channel stateinformation，CSI)。术语“聚合信道”可以理解为包括从发送点502到ED 110的前向信道和从ED 110到接收点512的后向信道。接收点512对CSI估计的改进可以被认为对于允许接收点512更好地解码p时隙中的ED数据是有用的。
射频前向信号600FS的传输(步骤522，图5A)可以针对CSI获取进行优化。对于 CSI获取，频率粒度可能被认为比时间粒度更重要，因为聚合信道可能被认为在时间上比在频率上更静态。
由此可见，前向信号600FS优选是多载波设计。
除了前向信号设计的资源分配方面之外，还可以考虑前向信号600FS的序列设计。前向信号中的序列可以包括定位参考信号(positioning reference signal，PRS)、解调参考信号 (demodulated reference signal，DMRS)、其它参考信号和数据中的一个或多个。
图12示出了在接收点512处处理(步骤538R，图5A)接收到的用于CSI获取的后向散射信号600BS的方法中的示例步骤。图12的方法从接收点512识别(步骤1202)后向散射信号600BS的ED p时隙开始。也就是说，接收点512确定ED p时隙的边界。然后，接收点512可以通过将接收到的后向散射信号600BS除以前向信号600FS，对接收到的后向散射信号600BS进行归一化(步骤1204)，从而获取归一化的后向散射信号。归一化的后向散射信号可被认为代表聚合通道(H)和si(k)的乘积。因此，如果si(k)已知或可以通过某种方式从后向散射信号600BS得出，则归一化的后向散射信号可以在每个对应的p时隙中进一步除以si(k)，k＝1,…,K，从该p时隙可以估计聚合信道(步骤1206)。
在一些实施例中，当si(k)，k＝1,…,K在接收点512处不可用时，可以指示ED 110发送一些si(k)已知的“参考p时隙”。在一些实施例中，ED 110不在参考p时隙中乘以前向信号600FS，因此在那些p时隙中，si(k)＝1。这有助于估计参考p时隙中的聚合信道，如果信道在不同p时隙中没有太大变化，将有助于确定其它p时隙中的聚合信道，提供更准确的聚合信道估计。在一些实施例中，估计聚合信道和si(k)，k＝1,…,K的过程可以以迭代的方式完成。
在一些实施例中，可以不执行归一化(步骤1204)后向散射信号的步骤。在这种情况下，接收点512基于上述方法，执行从后向散射信号中删除符号si(k)，k＝1,…,K。在从接收到的后向散射信号中删除(步骤1206)符号si(k)，k＝1,..,K之后，所得结果可以被称为“原始”(raw)信号。可以显示，原始信号可以用作CSI估计的参考信号(步骤 1208)。还可以显示，原始信号可以充当用于范围估计的雷达信号(步骤1210)。需要说明的是，CSI估计(步骤1208)和范围估计(步骤1210)可以同时执行。
由于CSI估计(步骤1208)不会从ED 110发送后向散射信号的一个p时隙到ED 110发送后向散射信号的另一个p时隙发送改变，故而CSI估计(步骤1208)可以通过在ED 110发送后向散射信号的所有L个p时隙(在K个p时隙的总数中)上平均来进一步改进。
需要说明的是，根据本申请的各方面，当ED 110发送包括ED数据的后向散射信号时，ED 110仅响应于接收前向信号而执行该发送。由此可见，通过发送点502和接收点512的恶意组合，是有可能通过发送前向信号再读取后向散射信号来获取对ED数据的访问的。
因此，本申请的其它方面涉及环境元素的配置，使得只有适当的接收点512可以访问ED数据。本文建议设置ED 110用扰动模式对每个传输p时隙的后向散射信号进行加扰。在一个示例中，扰动模式可以内建到每个ED 110中。例如，ED 110可以通过安全链路向接收点512提供一次扰动模式。当认为必要时，发送点502可以用新的扰动模式重新配置ED 110。在一些实施例中，扰动模式可以由网络确定和配置，并在ED 110通过安全链路接入网络时提供给ED 110。发送点502还将用新的扰动模式更新接收点512。
扰动可以表示为si(k)＝fi,k(ui(k))，其中，ui(k)表示将由第i个ED 110在第k个p时隙中发送的携带ED数据的符号，fi,k(·)表示扰动函数，它取决于第i个ED 110的标识和p时隙的索引k，si(k)是最终得到发送符号。也就是说，si(k)是ED 110用于改变前向信号以形成 (步骤528，图5A)后向散射信号600BS的符号。
扰动函数的一个示例是相移，可以表示为si(k)＝ui(k)ejφi,k。这个扰动函数可以嵌入到 ED 110特定的星座或码本的定义中，并可以通过阻抗匹配实现。
由于使用了扰动函数，接收点512的恶意版本在访问不了码本的情况下，几乎不可能快速解码接收到的si(k)从而确定ui(k)。应理解，理论上，接收点512的恶意版本最终还是可以通过测试多个假设相移来解码特定p时隙中的后向散射信号的。为此，进一步建议迫使接收点512的恶意版本必须测试非常大量的假设相移，从而可以让这种解码方法的可行性变得相对较低。
除了前向信号设计的资源分配方面之外，还可以考虑前向信号的序列设计。前向信号中的序列可以包括定位参考信号(Positioning Reference Signal，PRS)、解调参考信号 (Demodulation Reference Signal，DMRS)、其它参考信号和数据中的一个或多个。
在前向信号的原点处的发送点502和后向散射信号的接收器处的接收点512属于同一节点的情况下，前向信号可以被设计成包括用于特定ED 110的数据。前向信号中的数据可以用于所有ED 110，在这种情况下，数据可以被认为是广播。前向信号中的数据可以用于ED 110的特定子集，在这种情况下，数据可以被认为是群播。前向信号中的数据可以用于ED 110中的特定一个，在这种情况下，数据可以被认为是单播。
也就是说，正如ED 110可以形成(步骤528，图5)用ED数据调制的后向散射信号600BS以供接收点512收取一样，发送点502可以在发送前向信号600FS之前(步骤522，图5A)形成用指定由特定ED 110收取的数据调制的前向信号。如将理解的，指定用于从发送点502接收数据的特定ED 110可以与用于执行后向散射通信的ED 110不同。
在整个本申请中，已经讨论了用于ED 110作用于后向散射或作用于不后向散射的前向信号的方式的各种配置参数。对于给定的ED 110，配置参数可以包括p时隙持续时间、开/ 关模式、后向散射码本和扰动函数以及其它配置参数。此外，配置参数可以包括前向信号参数，包括带宽、波形、基本参数集和a时隙持续时间。在一些实施例中，a时隙持续时间可以从基本参数集中获取。在一些实施例中，配置参数可以包括p时隙和a时隙的关系，例如每个p时隙中有多少个a时隙。在一些实施例中，配置参数还可以包括用于接收点512处信道估计的“参考p时隙”的索引。定义由ED 110进行的后向散射的配置参数可以由图1的环境100中的实体通过信令的方式提供给ED 110。该信令方法可以包括动态信令，例如，第一层(layer one，L1)信令，或半静态信令，例如使用高于L1的层，如RRC或媒体接入控制(mediaaccess control，MAC)控制单元(MAC control element，MAC-CE)。后向散射的配置参数也可以由图1的环境100中的实体提供给接收点512。如果接收点512是网络实体，则信令方法可以包括X2或Xn信令。如果接收点512是另一个ED 110，则信令方法可以包括L1信令等动态信令，或半静态信令，例如使用RRC或MAC-CE等较高层。或者，鉴于ED 110被配置为具有标识，选择的配置参数可以由ED 110通过运用函数来确定。例如，通过使ED 110的标识服从特定函数，ED 110可以确定开/关模式。在这种情况下，特定函数的参数可以通过动态信令(如L1信令)或半静态信令(如RRC或MAC-CE)的形式的信令提供给ED 110。
可以看到，本申请的各方面在根据5G网络协议操作的传感器节点领域具有优点。这些传感器节点(有时是“标签”)可以被认为包括具有有限电池电量的极低成本设备。尽管电池电量有限，但传感器节点被要求定期与中央网络组件主动通信，以报告某些传感结果。根据本申请的各方面操作的传感器节点可以被视为仅通过对从发射器接收的信号进行散射来向接收点512发送信息。方便的是，传感器节点不需要执行基带处理或模数转换。
图13示出了由电子设备110的处理器200执行的在有源设备组件211和无源设备组件 212之间切换的方法中的示例步骤。图13的方法的上下文可以被认为是从电子设备110在正常功耗操作模式402中操作开始(见图4A、4B和4C)。响应于从基站170接收的指令(步骤1302)时，电子设备110确定要将自己转换到低功耗操作模式404。
响应于检测(步骤1302)启动，处理器200可选地将有源设备组件211去激活(步骤1204)，并使得(步骤1306)无源设备组件212开始后向散射，其中，后向散射有助于执行之前由有源设备组件211执行的某些功能。如上所述，某些功能可以涉及促进跟踪电子设备110、促进定时维护、促进电子设备110的识别、促进前导码传输、促进电子设备110的位置确定以及促进信道测量。
在本申请的一些方面中，当电子设备110检测到释放过程442或带挂起的释放过程446 (见图4B和4C)的启动时，电子设备110隐式接收(步骤1302)指令，使(步骤1306)无源器件组件212开始后向散射。在本申请的一些方面中，电子设备110通过信令显式接收(步骤1302)指令，使(步骤1306)无源设备组件212开始后向散射。
如上文所述和在图13中通过使用虚线所示，有源设备组件211的去激活(步骤1304) 是可选的。也就是说，可以在不关闭有源设备组件211的情况下使(步骤1306)无源设备组件212被激活。还可以在电子设备110本身不转换到RRC_INACTIVE状态406的情况下使(步骤1306)无源设备组件212被激活。在图4B所示的方案中，可以认为，当电子设备 110在RRC_CONNECTED状态410(在正常功耗操作模式402中)中操作时，只有有源设备组件211是被激活的，当电子设备110在RRC_IDLE状态408(在低功耗操作模式404 中)中操作时，只有无源设备组件212是被激活的。
允许网络实体使ED 110进入低功耗操作模式404的信令机制可以是周期性的或非周期性的(按需)。对于信令的周期性传输，可以期望网络实体向电子设备110提供信令的开始时间、周期(各传输之间的持续时间)以及信令的持续时间的指示。对于信令的非周期性传输，可以期望向电子设备110提供开始时间参考(例如，传输帧中的时隙或传输帧中的绝对定时点)和该信令的持续时间的指示。由此可见，网络实体也可以使用信令使电子设备110 进入正常功耗操作模式402。
图14示出了由电子设备110的处理器200执行的在无源设备组件212和有源设备组件 211之间切换的方法中的示例步骤。图14的方法的上下文可以被认为从在低功耗操作模式 404中操作的电子设备110开始(见图4A)。响应于从基站170接收的指令(步骤1402) 时，电子设备110确定要将自己转换到正常功耗操作模式402。也就是说，在图4B的方案的上下文中，电子设备110检测(步骤1402)恢复过程464或建立过程424的启动。响应于检测到(步骤1402)该启动，处理器200可选地将有源设备组件211激活(步骤1404)，并使(步骤1406)无源设备组件212停止后向散射。
已经讨论过，从基站170接收(步骤1302、1402)指令可以包括检测到释放过程442、带挂起的释放过程446、恢复过程464或建立过程424的启动。还应该清楚的是，除图4B 中所示的各种状态到状态的转换过程(424、442、446、462、464)之外，环境100(图1) 的实体(不一定是基站170)可以使用信令机制直接指示ED 110在正常功耗操作模式402 和低功耗操作模式404之间切换，即，使得无源设备组件212开始(步骤1306)或停止(步骤1406)后向散射。信令方法可以包括L1信令等动态信令，或半静态信令，例如使用 RRC或MAC-CE等较高层。
事实上，从图1的环境100中的网络实体到ED 110的这种信令机制可以是许多信令机制之一。例如，信令方法可以包括L1信令等动态信令，或半静态信令，例如使用RRC或MAC-CE等较高层。
有助于网络实体控制ED 110以使无源设备组件212开始(步骤1306)或停止(步骤1406)后向散射的信令机制可以是周期性的或非周期性的(按需)。对于信令的周期性传输，可以期望网络实体向ED 110提供信令的开始时间、周期(各传输之间的持续时间)以及信令的持续时间的指示。对于信令的非周期性传输，可以期望向ED 110提供开始时间参考(例如，传输帧中的时隙或传输帧中的绝对定时点)和该信令的持续时间的指示。
为此，根据RRC信令，ED 110已经被讨论为处于三个不同状态之一： RRC_CONNECTED状态410；RRC_INACTIVE状态406；和RRC_IDLE状态408(参见图 4B)。将来，可以为ED 110定义不同的状态。应该清楚的是，无源设备组件212可以根据本申请的各方面在ED110正在操作的任何状态下操作。
在本申请的其它方面中，正常功耗模式402和低功耗模式404之间的切换可以由电子设备110启动。根据图15所示方法中的示例步骤所代表的本申请的各方面，电子设备110可以用于向网络实体发送(步骤1502)信令，以指示电子设备110将立即执行正常功耗模式402和低功耗模式402之间的切换。在一个实例中，电子设备110在执行(步骤1506)模式切换之前不会等待来自网络实体的许可。在另一个实例中，电子设备110在执行(步骤 1506)模式切换之前会先等待从网络实体接收(步骤1504)许可。
图16示出了电子设备110的操作的时间视图1600，包括电子设备110在正常功耗模式 402中操作的持续时间1602。时间视图1600还包括电子设备110在低功耗模式404中操作的持续时间1604。时间视图1600还包括存在模式切换信令的时刻的指示1606。在一个示例中，指示1606涉及电子设备110向网络实体发送信令，以指示电子设备110将立即执行正常功耗模式402和低功耗模式404之间的切换。在另一个示例中，指示1606涉及电子设备 110从网络实体接收信令，以指示电子设备110执行正常功耗模式402和低功耗模式404之间的切换。
需要说明的是，不论模式切换信令是被接收(步骤1302、1402)还是被发送(步骤1502)，模式切换信令都可以包括指令(步骤1302、1402)或指示(步骤1502)之外的附加信息。该附加信息可以涉及电子设备110在低功耗模式404中执行的功能(或者也可能是单个功能)。
应当理解，此处提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由对应的单元或模块执行。例如，数据可以由发送单元或发送模块发送。数据可以由接收单元或接收模块接收。数据可以由处理单元或处理模块处理。各个单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以是集成电路，例如，现场可编程门阵列(field programmable gatearray， FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。应当理解的是，如果这些模块是软件，则这些模块可以由处理器根据需要全部或部分检索，单独或集体检索用于处理，根据需要在一个或多个实例中检索，并且这些模块本身可以包括用于进一步部署和实例化的指令。
虽然在说明的实施例中示出了特征的组合，但并非所有特征都需要组合以实现本申请各种实施例的优点。换句话说，根据本申请的实施例设计的系统或方法不一定包括各图中任何一个所示的所有特征或图中示意性所示的所有部分。此外，一个示例性实施例的选定特征可以与其它示例性实施例的选定特征组合。
本文阐述的实施例表示了足以实践所要求保护的主题的信息，并示出了实践这种主题的方法。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解所要求保护的主题的概念，并将认识到，这些概念的应用在此没有特别涉及。应当理解，这些概念和应用属于本申请和所附权利要求的范围。
此外，应当理解，本文公开的执行指令的任何模块、组件或设备可以包括或以其它方式访问一个或多个非瞬时性计算机/处理器可读存储介质，该介质用于存储信息，例如计算机/ 处理器可读指令、数据结构、程序模块和/或其它数据。非瞬时性计算机/处理器可读存储介质的示例的非详尽列表包括磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备，只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)、数字视频光盘或数字多功能光盘(digitalvideo disc/digital versatile disc，DVD)、蓝光TM盘等光盘或其它光存储器，在任何方法或技术中实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，随机存取存储器(random-access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、闪存或其它存储技术。任何这类非瞬时性计算机/处理器存储介质可以是一种设备的一部分，也可以访问或连接到一种设备。用于实现本文描述的应用或模块的计算机/处理器可读/可执行指令可以由这种非瞬时性计算机/ 处理器可读存储介质存储或以其它方式保存。
本申请公开了使用后向散射进行低功率传输的方法和装置的各种示例。
示例1：一种操作电子设备的方法，该方法包括：该电子设备接收第一射频(radiofrequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；该电子设备发送第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。
示例2：根据示例1所述的方法，其中，该时域函数对于该电子设备是特定的。
示例3：根据示例1所述的方法，其中，该时域函数包括将该第一RF信号中的子信号的连续子集乘以复值符号。
示例4：根据示例1所述的方法，其中，还包括接收指示定义该第二RF信号的配置参数的信令。
示例5：根据示例4所述的方法，其中，还包括：响应于接收指示与发送该第二RF信号关联的操作模式的信令，在不解码该多个子信号的情况下，从该第一RF信号中生成该第二RF信号。
示例6：一种电子设备，包括：存储器，存储指令；处理器，通过执行该指令，使得接收第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；发送第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF 信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。
示例7：根据示例6所述的电子设备，其中，该时域函数对于该电子设备是特定的。
示例8：根据示例6所述的电子设备，其中，该时域函数包括数据。
示例9：根据示例6所述的电子设备，其中，该时域函数包括将该第一RF信号中的子信号的连续子集乘以复值符号。
示例10：根据示例6所述的电子设备，其中，该指令还使得该处理器接收指示定义该第二RF信号的配置参数的信令。
示例11：根据示例6所述的电子设备，其中，该处理器还通过执行该指令，被使得响应于接收指示与发送该第二RF信号关联的操作模式的信令，在不解码该多个子信号的情况下，从该第一RF信号生成该第二RF信号。
示例12：一种计算机可读介质，其上存储有用于电子设备中的处理器的指令，当该指令被该处理器执行时，使得该处理器：接收第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；发送第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。
示例13：根据示例12所述的计算机可读介质，其中，该时域函数对于该电子设备是特定的。
示例14：根据示例12所述的计算机可读介质，其中，该时域函数包括将该第一RF信号中的子信号的连续子集乘以复值符号。
示例15：根据示例12所述的计算机可读介质，其中，该指令还使得该处理器接收指示定义该第二RF信号的配置参数的信令。
示例16：根据示例12所述的计算机可读介质，其中，该指令还使得该处理器响应于接收指示与发送该第二RF信号关联的操作模式的信令，在不解码该多个子信号的情况下，从该第一RF信号生成该第二RF信号。
示例17：一种获取关于电子设备的信息的方法，其中，该方法包括：发送第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，该第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；从电子设备接收第二RF信号，其中，该第二RF信号是该第一RF信号中的该时域多个子信号的连续子集的时域函数。
示例18：根据示例17所述的方法，其中，还包括处理该第二RF信号以获取关于该电子设备的信息。
示例19：根据示例17所述的方法，其中，该前向信号具有特定的自相关特性。
示例20：根据示例17所述的方法，其中，还包括：将互相关值与多个时移值中的每个时移值关联，其中，该互相关值是在该后向散射信号和该前向信号之间通过每个时移值偏移获取的。
示例21：根据示例20所述的方法，其中，还包括：确定与该多个互相关值中的最大互相关值关联的特定时移值。
示例22：根据示例21所述的方法，其中，还包括：处理该特定时移值以获取关于该电子设备的信息。
示例23：根据示例22所述的方法，其中，该处理特定时移值包括：获取相对时间差的值；将该相对时间差转换为该电子设备的位置指示。
示例24：根据示例22所述的方法，其中，该处理特定时移值包括：获取在限定的持续时间内接收的该子信号的连续子集的边界的指示；分析该边界以获取该电子设备的定时指示。
虽然已参考说明性实施例描述了本申请，但该描述并不意在以限制性的意义理解。参考本说明书后，说明性实施例的各种修改和组合以及本申请的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，所附权利要求书意图涵盖任何此类修改或实施例。

Claims (15)

1.一种操作电子设备的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述电子设备接收第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，所述第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；
所述电子设备发送第二RF信号，其中，所述第二RF信号是所述第一RF信号中的所述时域多个子信号的连续子集的时域函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时域函数对于所述电子设备是特定的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述时域函数包括将所述第一RF信号中的所述子信号的连续子集乘以复值符号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：接收指示定义所述第二RF信号的配置参数的信令。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：响应于接收指示与发送所述第二RF信号关联的操作模式的信令，在不解码所述多个子信号的情况下，从所述第一RF信号中生成所述第二RF信号。
6.一种获取关于电子设备的信息的方法，其特征在于，所述方法包括：
发送第一射频(radio frequency，RF)信号，其中，所述第一RF信号包括时域多个子信号，每个子信号包括RF上变频基带信号；
从电子设备接收第二RF信号，其中，所述第二RF信号是所述第一RF信号中的所述时域多个子信号的连续子集的时域函数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：处理所述第二RF信号以获取关于所述电子设备的信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述前向信号具有特定的自相关特性。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：将互相关值与多个时移值中的每个时移值关联，其中，所述互相关值是在所述后向散射信号和所述前向信号之间通过每个时移值偏移获取的。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：确定与多个互相关值中的最大互相关值关联的特定时移值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：处理所述特定时移值以获取关于所述电子设备的信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述处理所述特定时移值包括：
获取相对时间差的值；
将所述相对时间差转换为所述电子设备的位置指示。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述处理所述特定时移值包括：
获取在限定的持续时间内接收的所述多个子信号的连续子集的多个边界的指示；
分析所述多个边界以获取所述电子设备的定时指示。
14.一种装置，其特征在于，包括：
存储指令的存储器；以及
处理器，通过执行所述指令，执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有用于电子设备中的处理器的指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
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