CN117941303A - 一种信号处理方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种信号处理方法、装置及系统,涉及通信领域。在频谱资源有限的情况下,能够提高定位精度。具体方案为:首先,确定第一带宽,第一带宽为配置的带宽。第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部或一部分。然后,根据第二带宽确定第一参考信号。最后,在第二带宽向接收设备发送第一参考信号。
Description
本申请实施例涉及通信领域,尤其涉及一种信号处理方法、装置及系统。
目前,数据传输时延估计是一种常用的定位技术,该定位技术通过测量参考信号在基站和终端之间的数据传输时延,并将该数据传输时延转换为基站与终端之间的距离,从而实现定位。数据传输时延的估计精度决定了定位精度的高低,数据传输时延的估计精度与参考信号的带宽有关,参考信号的带宽越宽,数据传输时延的估计精度越高,定位越准确。
为了提高定位精度以满足室内定位业务的需求,《第三代伙伴计划协议》(3rd Generation Partnership Project,3GPP)中的到达时间差(time difference of arrival,TDOA)定位技术可以通过载波聚合(carrier aggregation,CA)等技术增大定位参考信号的带宽以提高定位精度。其中,CA的两个载波间存在相位误差,会降低定位精度。
此外,由于频谱资源有限,参考信号的有效带宽不可能无限制增加,导致定位精度提升受限。因此如何在频谱资源有限的情况下提升定位精度成了亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种信号处理方法、装置及系统,能够在频谱资源有限的情况下提升定位精度。
本申请实施例采用如下技术方案:
本申请实施例的第一方面,提供一种信号处理方法,该方法包括:发送设备首先确定第一带宽,第一带宽为配置的带宽。第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部或一部分。然后,发送设备根据该第二带宽确定第一参考信号。最后,发送设备在第二带宽向接收设备发送该第一参考信号。
可选的,发送设备可以是一个,也可以是多个。当发送设备为基站时,发送设备可以为至少三个。当发送设备为终端时,发送设备可以为一个。本申请实施例对于发送设备的具体数量并不限定。
可选的,第一带宽为基站配置的带宽,比如第一带宽为终端与基站之间通信的带宽。第二带宽也可以为基站配置的带宽,第二带宽为基站根据第一带宽配置的带宽。第二带宽占第一带宽的具体比例也可以由基站配置,接收设备与发送设备配置的第二带宽相同。
基于本方案,利用信号频谱的对称性,发送设备基于配置带宽(第一带宽)中的部分带宽(第二带宽)生成第一参考信号,并发送该第一参考信号,即本方案发送的第一参考信号的带宽为第二带宽。接收设备根据信号频谱的对称性能够将带宽提升至少两倍,由于频域带宽越大,定位精度越高,本方案在发送端仅占用第二带宽的频谱 资源的情况下,可以达到发送端占用第一带宽时能够达到的定位精度。故本方案能够在频谱资源有限的情况下提高定位精度。
结合第一方面,在一种实现方式中,该方法还包括:发送设备首先确定参考信号序列。然后,将参考信号序列映射到第二带宽的子载波。最后,根据第二带宽的子载波,生成第一参考信号。
基于本方案,通过将参考信号序列映射到第二带宽的子载波,并根据第二带宽的子载波生成第一参考信号。即第一参考信号的带宽为第二带宽,由于第二带宽为第一带宽的部分带宽,第二带宽小于第一带宽。所以本方案可以减少对频谱资源的占用。
结合第一方面,在一种实现方式中,上述第一带宽还包括第三带宽,第三带宽为第一带宽中除第二带宽以外的带宽,该方法还包括:在第三带宽向接收设备发送预设值的信号。
基于本方案,通过在第三带宽发送预设值的信号,由于在部分带宽上发送预设值为零的信号相当于在该部分带宽上不发送,发送参考信号时不占用该部分的频谱资源,或者可以在该部分带宽发送其他信号,发送参考信号时也不占用该部分的频谱资源,所以本方案可以减少对频谱资源的占用。
结合第一方面,在一种实现方式中,该方法还包括:发送设备将预设值映射到第三带宽的子载波。发送设备根据第三带宽的子载波,生成预设值的信号。
可选的,上述将预设值映射到第三带宽,该预设值可以是零,也可以是随机数,本申请实施例对于预设值的具体数值并不限定。
可选的,第三带宽可以为第一带宽的正半频谱的一部分。或者,第三带宽可以为第一带宽的正半频谱的全部。或者,第三带宽可以为第一带宽的负半频谱的一部分。或者,第三带宽可以为第一带宽的负半频谱的全部。或者,第三带宽可以为第一带宽负半频谱的一部分与第一带宽正半频谱的一部分之和。第三带宽可以为第一带宽中连续的带宽,也可以为第一带宽中不连续的带宽。本申请实施例对于第三带宽具体属于第一带宽的正半频谱还是负半频谱并不限定,对于第三带宽是否为连续的带宽并不限定。
基于本方案,通过在第三带宽发送预设值的信号,由于在部分带宽上发送预设值为零的信号相当于在该部分带宽上不发送,发送参考信号时不占用该部分的频谱资源,或者可以在该部分带宽发送其他信号,发送参考信号时也不占用该部分的频谱资源,所以本方案可以减少对频谱资源的占用。
结合第一方面,在一种实现方式中,该方法还包括:上述预设值的信号为零功率信号。
基于本方案,通过在第三带宽发送零功率信号,由于在部分带宽上发送预设值为零的信号相当于在该部分带宽上不发送,发送参考信号时不占用该部分的频谱资源,或者可以在该部分带宽发送其他信号,发送参考信号时也不占用该部分的频谱资源,所以本方案可以减少对频谱资源的占用。
结合第一方面,在一种实现方式中,该方法还包括:第一参考信号用于使接收设备获取定位信息,第一参考信号为探测参考信号SRS信号或者定位参考信号PRS信号中的任意一种。
可选的,随着通信协议的发展,第一参考信号也可以是其他参考信号。
基于本方案,通过第一参考信号可以使接收设备获取定位信息,可以用于上行定位也可以用于下行定位,而且本方案发送的第一参考信号的带宽为第二带宽,可以减少对频谱资源的占用。
本申请实施例的第二方面,提供一种信号处理方法,该方法包括:接收设备首先接收来自发送设备的第一参考信号。然后,接收设备根据第一参考信号,生成第二参考信号。第二参考信号的带宽大于或等于第一参考信号的带宽的两倍。最后,接收设备根据第二参考信号,确定第一参考信号的数据传输时延。第一参考信号的数据传输时延用于确定定位设备的位置,定位设备为发送设备或接收设备。
可选的,上述定位设备可以为发送设备,也可以为接收设备。本申请实施例对于定位设备具体为发送设备还是接收设备并不限定。例如,当定位设备为发送设备(比如,终端设备)时,接收设备为基站,此时可以由位置服务设备根据第一参考信号的数据传输时延确定定位设备的位置。再例如,当定位设备为接收设备(比如,终端设备)时,发送设备为基站,此时可以由定位设备根据第一参考信号的数据传输时延确定该定位设备的位置。
基于本方案,利用信号频谱的对称性,通过根据第一参考信号生成第二参考信号,能够将带宽提升至少两倍,由于频域带宽越大,定位精度越高,因此根据第二参考信号确定定位设备的位置时,能够提升定位精度。而且本方案接收的第一参考信号的带宽小于配置带宽,故本方案在发送端仅占用第二带宽的频谱资源的情况下,就可以达到发送端占用第一带宽时能够达到的定位精度,因此能够在频谱资源有限的情况下提高定位精度。
结合第二方面,在一种实现方式中,该方法还包括:上述接收设备接收来自发送设备的第一参考信号,包括:接收设备在第一带宽接收第一参考信号,该第一带宽为配置的带宽,第一参考信号的带宽为第二带宽,第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二参考信号频谱为第一带宽的负半频谱的全部或一部分。
基于本方案,由于第一参考信号的带宽为配置带宽(第一带宽)的部分带宽(第二带宽),因此可以减少对频谱资源的占用。而且接收端通过将带宽提升至少两倍,使得发送端仅占用第二带宽的频谱资源的情况下,就可以达到发送端占用第一带宽时能够达到的定位精度,能够在频谱资源有限的情况下提高定位精度。另外,本方案通过在配置带宽(第一带宽)接收第一参考信号,确保无论第一参考信号的带宽无论属于第一带宽的正半频谱还是负半频谱,接收设备都可以接收到第一参考信号。
结合第二方面,在一种实现方式中,该方法还包括:获取第三参考信号,其中,第三参考信号为第一参考信号在第一带宽内基于零频子载波对称的镜像频谱信号。基于第三参考信号与第一参考信号,得到第二参考信号。
基于本方案,通过将第二参考信号的带宽扩展为第一参考信号的带宽的两倍或大于两倍,使得接收设备根据第二参考信号确定第一参考信号的数据传输时延的精度更高,能够提高定位精度。
结合第二方面,在一种实现方式中,该方法还包括:对第一参考信号进行时域共 轭运算,得到第三参考信号。
基于本方案,通过第一参考信号进行时域共轭运算得到第三参考信号,基于第一参考信号与第三参考信号得到第二参考信号,能够将第二参考信号的带宽扩展为第一参考信号的带宽的两倍或大于两倍,使得接收设备根据第二参考信号确定第一参考信号的数据传输时延的精度更高,能够提高定位精度。
结合第二方面,在一种实现方式中,该方法还包括:将第一参考信号的实部确定为第二参考信号,或者,将第一参考信号的虚部确定为第二参考信号。
基于本方案,通过第一参考信号的实部确定为第二参考信号,或者,将第一参考信号的虚部确定为第二参考信号,能够将第二参考信号的带宽扩展为第一参考信号的带宽的两倍或大于两倍,使得接收设备根据第二参考信号确定第一参考信号的数据传输时延的精度更高,能够提高定位精度。
结合第二方面,在一种实现方式中,该方法还包括:上述定位设备为接收设备时,该方法包括:接收设备根据第一参考信号的数据传输时延,确定定位设备的位置。
基于本方案,当定位设备为接收设备时,定位设备可以通过第一参考信号的数据传输时延确定定位设备的位置,由于第二参考信号的带宽为第一参考信号的带宽的至少两倍,因此根据第二参考信号确定的第一参考信号的数据传输时延的精度更高,定位设备确定的位置精度更高。
结合第二方面,在一种实现方式中,该方法还包括:上述定位设备为发送设备时,该方法包括:接收设备向定位服务设备发送第一参考信号的数据传输时延。
基于本方案,当定位设备为发送设备时,接收设备向定位服务设备发送第一参考信号的数据传输时延。定位服务设备根据三个以上第一参考信号的数据传输时延确定定位设备的位置。由于第二参考信号的带宽为第一参考信号的带宽的至少两倍,因此根据第二参考信号确定的第一参考信号的数据传输时延的精度更高,定位设备确定的位置精度更高。
本申请实施例的第三方面,提供一种信号处理装置,该信号处理装置包括:处理模块和收发模块。处理模块用于确定第一带宽,第一带宽为配置的带宽。第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部或一部分。处理模块还用于根据第二带宽确定第一参考信号。收发模块用于在第二带宽向接收设备发送第一参考信号。
结合第三方面,在一种可能的实现方式中,处理模块具体用于:
确定参考信号序列;
将所述参考信号序列映射到所述第二带宽的子载波;
根据所述第二带宽的子载波,生成所述第一参考信号。
结合第三方面,在一种可能的实现方式中,第一带宽还包括第三带宽,第三带宽为第一带宽中除第二带宽以外的带宽,收发模块具体用于:在第三带宽向接收设备发送预设值的信号。
结合第三方面,在一种可能的实现方式中,处理模块还用于将预设值映射到第三带宽的子载波,根据第三带宽的子载波,生成预设值的信号。
结合第三方面,在一种可能的实现方式中,上述预设值的信号为零功率信号。
结合第三方面,在一种可能的实现方式中,上述第一参考信号用于使接收设备获取定位信息,第一参考信号为探测参考信号SRS信号或者定位参考信号PRS信号中的任意一种。
本申请实施例的第四方面,提供一种信号处理装置,该信号处理装置包括:收发模块和处理模块。收发模块用于接收来自发送设备的第一参考信号。处理模块用于根据第一参考信号,生成第二参考信号。第二参考信号的带宽大于或等于第一参考信号的带宽的两倍。处理模块还用于根据第二参考信号,确定第一参考信号的数据传输时延。第一参考信号的数据传输时延用于确定定位设备的位置,定位设备为发送设备或接收设备。
结合第四方面,在一种可能的实现方式中,收发模块具体用于:在第一带宽接收第一参考信号,该第一带宽为配置的带宽。第一参考信号的带宽为第二带宽,第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二参考信号频谱为第一带宽的负半频谱的全部或一部分。
结合第四方面,在一种可能的实现方式中,处理模块具体用于:获取第三参考信号。其中,第三参考信号为第一参考信号在第一带宽内基于零频子载波对称的镜像频谱信号。基于第三参考信号与第一参考信号,得到第二参考信号。
结合第四方面,在一种可能的实现方式中,处理模块具体用于对第一参考信号进行时域共轭运算,得到第三参考信号。
结合第四方面,在一种可能的实现方式中,处理模块具体用于将第一参考信号的实部确定为第二参考信号,或者,将第一参考信号的虚部确定为第二参考信号。
结合第四方面,在一种可能的实现方式中,处理模块还用于根据第一参考信号的数据传输时延,确定定位设备的位置。
结合第四方面,在一种可能的实现方式中,处理模块还用于向定位服务设备发送第一参考信号的数据传输时延。
本申请实施例的第五方面,提供一种信号处理设备,包括存储器和处理器。存储器和处理器耦合。存储器用于存储计算机程序代码,计算机程序代码包括计算机指令。当处理器执行计算机指令时,信号处理设备执行如上述第一方面与第二方面提供的方法。
本申请实施例的第六方面,提供一种计算机可读存储介质,包括指令。当指令在计算机上运行时,使得计算机执行如上述第一方面与第二方面提供的方法。
本申请实施例的第七方面,提供一种计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如上述第一方面与第二方面提供的方法。
本申请实施例的第八方面,提供一种信号处理系统,该信号处理系统包括上述第三方面任一所述的信号处理装置与第四方面任一所述的信号处理装置。可选的,该信号处理系统还可以包括定位服务设备,所述定位服务设备用于接收第一参考信号的数据传输时延,并根据第一参考信号的数据传输时延,确定定位设备的位置。
本申请中第三方面、第四方面、第五方面、第六方面、第七方面和第八方面的描述,可以参考第一方面与第二方面的详细描述;并且,第三方面、第四方面、第五方面、第六方面、第七方面和第八方面的有益效果,可以参考第一方面与第二方面的有 益效果分析,此处不再赘述。
图1为本申请实施例提供的一种定位方法的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种无线通信系统的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种无线通信系统中数据传输的示意图;
图4为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种信号频谱示意图;
图7为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种信号频谱的示意图;
图9为本申请实施例提供的一种生成第一参考信号的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的又一种信号频谱的示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种信号处理方法的流程示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种信号频谱的示意图;
图13为本申请实施例提供的一种信号移动相关的示意图;
图14为本申请实施例提供的一种信号移动相关结果的示意图;
图15为本申请实施例提供的一种计算信号传输时延的流程示意图;
图16为本申请实施例提供的再一种信号处理方法的流程示意图;
图17为本申请实施例提供的再一种信号处理方法的流程示意图;
图18为本申请实施例提供的一种信号处理装置的组成示意图;
图19为本申请实施例提供的又一种信号处理装置的组成示意图。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c,或,a和b和c,其中a、b和c可以是单个,也可以是多个。另外,为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。比如,本申请实施例中的第一带宽的“第一”和第二带宽中的“第二”仅用于区分不同的带宽。本申请实施例中出现的第一、第二等描述,仅作示意与区分描述对象之用,没有次序之分,也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定,不能构成对本申请实施例的任何限制。
需要说明的是,本申请中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如” 等词旨在以具体方式呈现相关概念。
图1为一种定位方法的结构示意图。如图1所示,发送设备生成带宽为第一带宽的参考信号,该参考信号经过数模转换(digital to analog converter,DAC)变换到模拟域,再经过射频模块调制到载波频率,通过天线向接收设备发送。接收设备首先接收来自发送设备的信号,对该信号进行下变频、滤波、模数转换(analog to digital converter,ADC)等处理后获得带宽为第一带宽的参考信号R。然后,信号R与接收设备生成的参考信号进行时域复相关,根据时域复相关后的信号确定信道频域响应。其次,空间谱估计算法(multiple signal classification,MUSIC)算法模块根据信道频域响应估计到达时间(time of arrival,TOA)。最后,定位服务设备根据至少3个TOA估计值,通过解双曲线的方式,获得发送设备的位置信息。为了实现高定位精度以满足室内定位业务的需求,现有的TDOA定位技术通过载波聚合(carrier aggregation,CA)等技术,增大定位参考信号的带宽实现高定位经度,但是由于频谱资源有限,带宽无法无限制的增加,导致定位精度提升受限。
为了解决由于频谱资源有限,参考信号的有效带宽不可能无限制增加,导致定位精度提升受限的问题,本申请实施例提供一种信号处理方法,在频谱资源有限的情况下可以提高定位精度。
本申请实施例提供的信号处理方法适用于无线通信系统,该无线通信系统可以符合3GPP的无线通信标准,也可以符合其他无线通信标准,本申请实施例对此并不限定。例如,该无线通信系统可以为电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)的802系列(如802.11,802.15,或者802.20)的无线通信标准。
图2为本申请实施例提供的一种无线通信系统的示意图,本申请实施例提供的信号处理方法可以应用于该无线通信系统。如图2所示,该无线通信系统包括三个基站(分别为基站301至基站303)和终端。本申请实施例提供的无线通信系统中基站的数量可以等于三个,也可以大于三个,申请实施例对于无线通信系统中基站的具体数量并不限定,图2仅为示例性的示意。可选的,无线通信系统也可以包括多个终端,多个终端之间交互进行定位,图2和图3以终端和基站之间交互定位终端的位置为例进行示例性示意。
结合图2,如图3所示,按照信号传输方向的不同,将信号从终端到基站的传输链路可以记为上行链路(uplink,UL),从基站到终端的传输链路可以记为下行链路(downlink,DL),上行链路中的数据传输可以称为上行数据传输或上行传输,下行链路中的数据传输可以称为下行数据传输或下行传输。
当采用TDOA对终端进行定位时,可以通过上行定位确定终端的位置,也可以通过下行定位确定终端的位置。当通过上行定位确定终端的位置时,终端向三个及以上已知位置的基站发送探测参考信号(sounding reference signal,SRS),定位服务设备(例如,定位服务器)通过定位信号到达三个不同基站的绝对时间差,计算得到终端的位置信息。当通过下行定位确定终端的位置时,三个及以上已知位置的基站向终端发送定位参考信号(positioning reference signal,PRS),终端通过三个定位信号到达的绝对时间差,计算得到终端的位置信息。可以理解的,SRS为上行定位时的参考信号, PRS为下行定位时的参考信号。
图2所示的无线通信系统中,基站可通过集成或外接的天线设备为特定地理区域提供通信覆盖。位于基站的通信覆盖范围内的一个或多个终端,均可以接入基站。一个基站可以管理一个或多个小区cell。每个小区具有一个身份证明identification,该身份证明也被称为小区标识(cell identity,cell ID)。从无线资源的角度看,一个小区是下行无线资源,以及与其配对的上行无线资源(非必需)的组合。
终端和基站应知晓该无线通信系统预定义的配置,包括系统支持的无线电接入技术(radio access technology,RAT)以及系统规定的无线资源配置等,比如无线电的频段和载波的基本配置,载波是符合系统规定的一段频率范围,这段频率范围可由载波的中心频率(记为载频)和载波的带宽共同确定。这些系统预定义的配置可作为无线通信系统的标准协议的一部分,或者通过终端和基站间的交互确定。相关标准协议的内容,可能会预先存储在终端和基站的存储器中,或者体现为终端和基站的硬件电路或软件代码。
该无线通信系统中,终端和基站支持一种或多种相同的RAT,例如5G新空口(new radio,NR),4G长期演进(long term evolution,LTE),或未来演进系统的无线电接入技术(radio access technology,RAT)。具体地,终端和基站采用相同的空口参数、编码方案和调制方案等,并基于系统规定的无线资源相互通信。
图4为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图,该通信设备可以为下述实施例中的发送设备,也可以为下述实施例中的接收设备。如图4所示,该通信设备可包括多个组件,例如:应用子系统,内存(memory),大容量存储器(massive storge),基带子系统,射频集成电路(radio frequency intergreted circuit,RFIC),射频前端(radio frequency front end,RFFE)器件,以及天线(antenna,ANT),这些组件可以通过各种互联总线或其他电连接方式耦合。
如图4所示,ANT_1表示第一天线,ANT_N表示第N天线,其中N为大于1的正整数。Tx表示发送路径,Rx表示接收路径,不同的数字表示不同的路径,每条路径均可以表示一个信号处理通道。FBRx表示反馈接收路径,PRx表示主接收路径,DRx表示分集接收路径。HB表示高频,LB表示低频,两者是指频率的相对高低,BB表示基带。应理解,图4中的标记和组件仅为示意目的,仅作为一种可能的实现方式,本申请实施例还包括其他的实现方式。例如,无线通信设备可以包括更多或更少的路径,包括更多或更少的组件。
其中,应用子系统可以包括一个或多个处理器。多个处理器可以为多个相同类型的处理器,也可以包括多种类型的处理器组合。本申请中,处理器可以是通用用途的处理器,也可以是为特定领域设计的处理器。例如,处理器可以是中央处理单元(center processing unit,CPU),数字信号处理器(digital signal processor,DSP),或微控制器(micro control unit,MCU)。处理器也可以是图形处理器(graphics processing unit,GPU)、图像信号处理器(image signal processing,ISP),音频信号处理器(audio signal processor,ASP),以及为人工智能(artificial intelligence,AI)应用专门设计的AI处理器。AI处理器包括但不限于神经网络处理器(neural network processing unit,NPU),张量处理器(tensor processing unit,TPU)以及被称为AI引擎的处理器。
射频集成电路(包括RFIC 1,以及一个或多个可选的RFIC 2)和射频前端器件可以共同组成射频子系统。根据信号的接收或发送路径的不同,射频子系统也可以分为射频接收通道(RF receive path)和射频发射通道(RF transmit path)。其中,射频接收通道可通过天线接收射频信号,对该射频信号进行处理(如放大、滤波和下变频)以得到基带信号,并传递给基带子系统。射频发送通道可接收来自基带子系统的基带信号,对基带信号进行处理(如上变频、放大和滤波)以得到射频信号,并最终通过天线将该射频信号辐射到空间中。射频集成电路可以被称为射频处理芯片或射频芯片。
与射频子系统主要完成射频信号处理类似,基带子系统主要完成对基带信号的处理。基带子系统可以从基带信号中提取有用的信息或数据比特,或者将信息或数据比特转换为待发送的基带信号。这些信息或数据比特可以是表示语音、文本、视频等用户数据或控制信息的数据。例如,基带子系统可以实现诸如调制和解调,编码和解码等信号处理操作。对于不同的无线接入技术,例如5G NR和4G LTE,基带信号处理操作也不完全相同。
与应用子系统类似,基带子系统也可包括一个或多个处理器。此外,基带子系统还可以包括一种或多种硬件加速器(hardware accelerator,HAC)。硬件加速器可用于专门完成一些处理开销较大的子功能,如数据包(data packet)的组装和解析,数据包的加解密等。这些子功能采用通用功能的处理器也可以实现,但是因为性能或成本的考量,采用硬件加速器可能更加合适。在具体的实现中,硬件加速器主要是用专用集成电路(application specified intergated circuit,ASIC)来实现。当然,硬件加速器中也可以包括一个或多个相对简单的处理器,如MCU。
基带子系统可以集成为一个或多个芯片,该芯片可称为基带处理芯片或基带芯片。基带子系统可以作为独立的芯片,该芯片可被称调制解调器modem或modem芯片。基带子系统可以按照modem芯片为单位来制造和销售。modem芯片有时也被称为基带处理器或移动处理器。此外,基带子系统也可以进一步集成在更大的芯片中,以更大的芯片为单位来制造和销售。这个更大的芯片可以称为系统芯片,芯片系统或片上系统(system on a chip,SOC),或简称为SOC芯片。基带子系统的软件组件可以在芯片出厂前内置在芯片的硬件组件中,也可以在芯片出厂后从其他非易失性存储器中导入到芯片的硬件组件中,或者还可以通过网络以在线方式下载和更新这些软件组件。
此外,该无线通信设备中还可包括存储器,例如图4中的内存和大容量存储器。此外,在应用子系统和基带子系统中,还可以分别包括一个或多个缓存。具体实现中,存储器可分为易失性存储器(volatile memory)和非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)。易失性存储器是指当电源供应中断后,内部存放的数据便会丢失的存储器。目前,易失性存储器主要是随机存取存储器(random access memory,RAM),包括静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)和动态随机存取存储器(dynamic RAM,DRAM)。非易失性存储器是指即使电源供应中断,内部存放的数据也不会因此丢失的存储器。常见的非易失性存储器包括只读存储器(read only memory,ROM)、光盘、磁盘以及基于闪存(flash memory)技术的各种存储器等。通常来说,内存和缓存可以选用易失性存储器,大容量存储器可以选用非易失性存储器,例如闪存。
图5为本申请实施例提供的一种信号处理系统的结构示意图,本申请实施例提供 的信号处理方法可以应用于该信号处理系统。如图5所示,该信号处理系统包括发送设备和接收设备。可选的,该信号处理系统还包括位置计算设备。
示例性的,以发送设备配置的带宽为第一带宽,第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部或一部分为例。发送设备根据第二带宽生成第一参考信号,对该第一参考信号进行DAC处理,然后通过射频模块调制,最后经天线向接收设备发送该信号。接收设备首先通过天线接收该第一参考信号后,进行变频、滤波、ADC处理获得第二参考信号,该第二参考信号的带宽大于或等于第二带宽的两倍。然后接收设备根据第二参考信号与预设参考信号确定信道频域响应,采用MUSIC算法得到估计的TOA值。位置计算设备根据定位参考信号接收设备估计的TOA值和其他定位参考信号接收设备估计的TOA值,计算得到定位设备的位置信息。
结合图5,如图6所示,上述第一参考信号的信号频谱如图6中的(a)所示。接收设备通过对该第一参考信号进行频谱扩展,可以得到如图6中的(b)所示的第二参考信号。图6中的(b)所示的第二参考信号的带宽大于图6中的(a)所示的第一参考信号的带宽的两倍。
可选的,当图5所示的定位系统用于上行定位时,图5中的发送设备为终端,接收设备为基站,位置计算设备为定位服务设备(例如,服务器),第一定位参考信号为SRS信号。当图5所示的定位系统用于下行定位时,图5中的发送设备为基站,接收设备为终端,位置计算设备为终端,第一定位参考信号为PRS信号。图5中的发送设备为终端时,接收设备也可以为终端,终端与终端之间交互进行定位。
结合图5和图6,如图7所示,图7为本申请实施例提供的一种信号处理方法,如图7所示,该方法包括以下步骤S701~S703。
S701、发送设备确定第一带宽。第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部或一部分。
正半频谱是指子载波的频率为正数,负半频谱是指子载波的频率为负数。
可选的,第一带宽为基站配置的带宽,比如第一带宽为终端与基站之间通信的带宽。第二带宽也可以为基站配置的带宽,第二带宽为基站根据第一带宽配置的带宽。第二带宽占第一带宽的具体比例也可以由基站配置,接收设备与发送设备配置的第二带宽相同。
可选的,发送设备可以是一个,也可以是多个。当发送设备为基站时,发送设备可以为至少三个。当发送设备为终端时,发送设备可以为一个。本申请实施例对于发送设备的具体数量并不限定。
示例性的,上述发送设备可以是终端,也可以是基站。当发送设备为终端时,接收设备可以为基站,也可以为终端。当发送设备为基站时,接收设备为终端。本申请实施例对于发送设备、接收设备的具体类型并不限定。
示例性的,第二带宽可以为第一带宽的正半频谱的一部分。或者,第二带宽可以为第一带宽的正半频谱的全部。或者,第二带宽可以为第一带宽的负半频谱的一部分。或者,第二带宽可以为第一带宽的负半频谱的全部。本申请实施例对于第二带宽具体属于第一带宽的正半频谱还是负半频谱并不限定。
例如,如图8所示,以第一带宽为200Mhz为例。如图8中的(a)所示,第二带宽可以为第一带宽的负半频谱的全部,比如第二带宽可以为图8中的(a)所示的100Mhz的带宽。如图8中的(b)所示,第二带宽可以为第一带宽的正半频谱的一部分,比如第二带宽可以为图8中的(b)所示的80Mhz的带宽。如图8中的(c)所示,第二带宽可以为第一带宽的负半频谱的一部分,比如第二带宽可以为图8中的(c)所示的80Mhz的带宽。如图8(d)所示,第二带宽可以为第一带宽的负半频谱的部分带宽,比如第二带宽可以图8中的(d)所示的80Mhz的带宽。本申请实施例对于第二带宽占第一带宽的具体比例并不限定,第二带宽占第一带宽的具体比例可以由基站配置,图8仅是示例性的示意。下述实施例以第二带宽为第一带宽的负半频谱的部分带宽为例进行示例性说明。
S702、发送设备根据第二带宽确定第一参考信号。
示例性的,发送设备可以根据第二带宽和参考信号序列确定第一参考信号。该参考信号序列用于信道估计、相干检测和解调,以便于正确解调出终端的数据。第一参考信号可以用于确定定位设备的位置,也可以用于信道估计或同步,本申请实施例对于第一参考信号的用途并不限定。
可选的,第一参考信号可以为探测参考SRS信号或者定位参考PRS信号。本申请实施例对于第一参考信号具体为SRS还是PRS并不限定,当发送设备为终端时,第一参考信号为SRS信号。当发送设备为基站时,第一参考信号为PRS信号。
可选的,随着通信协议的发展,第一参考信号也可以是其他参考信号。
上述发送设备根据第二带宽确定第一参考信号,包括:发送设备首先确定参考信号序列,然后将参考信号序列映射到第二带宽的子载波,再根据第二带宽的子载波,生成第一参考信号。该第一参考信号的带宽为第二带宽。
可选的,当采用正交频分复用技术(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术将信号调制到多个OFDM符号上时,上述根据第二带宽的子载波,生成第一参考信号,可以包括:根据第二带宽的子载波,通过快速傅里叶逆变换(inverse fast fourier transform,IFFT)生成第一参考信号。
例如,如图9所示,以第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部为例,发送设备首先确定参考信号序列为ZC(zadoff-chu)序列,然后将ZC序列映射到第二带宽的子载波,通过IFFT生成第一参考信号,此时第一参考信号的带宽为第一带宽的负半频谱的全部带宽。
可选的,上述步骤S702之后还可以包括:发送设备将预设值映射到第三带宽的子载波,并根据第三带宽的子载波,生成预设值的信号。上述第一带宽还包括该第三带宽,该第三带宽为第一带宽中除第二带宽以外的带宽。
发送设备将预设值映射到第三带宽时,该预设值可以是零,也可以是随机数,本申请实施例对于预设值的具体数值并不限定。
可选的,该预设值的信号还可以是其他信号。
可选的,第三带宽可以为第一带宽的正半频谱的一部分。或者,第三带宽可以为第一带宽的正半频谱的全部。或者,第三带宽可以为第一带宽的负半频谱的一部分。或者,第三带宽可以为第一带宽的负半频谱的全部。或者,第三带宽可以为第一带宽 负半频谱的一部分与第一带宽正半频谱的一部分之和。第三带宽可以为第一带宽中连续的带宽,也可以为第一带宽中不连续的带宽。本申请实施例对于第三带宽具体属于第一带宽的正半频谱还是负半频谱并不限定,对于第三带宽是否为连续的带宽并不限定。
例如,如图10所示,以第一带宽为200Mhz为例。如图10中的(a)所示,当第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部带宽100Mhz时,第三带宽为第一带宽的正半频谱的全部带宽100Mhz。如图10中的(b)所示,当第二带宽为第一带宽的正半频谱的一部分带宽80Mhz时,第三带宽为第一带宽的正半频谱的另一部分带宽以及负半频谱的全部带宽共120Mhz,该第三带宽为第一带宽中连续的带宽。如图10中的(c)所示,当第二带宽为第一带宽的负半频谱的一部分带宽80Mhz时,第三带宽为第一带宽的负半频谱的另一部分带宽以及正半频谱的全部带宽共120Mhz,该第三带宽为第一带宽中连续的带宽。如图10中的(d)所示,当第二带宽为第一带宽的负半频谱的一部分带宽80Mhz时,第三带宽为第一带宽的负半频谱的另一部分带宽以及正半频谱的全部带宽共120Mhz,该第三带宽为第一带宽中不连续的带宽。
例如,如图9所示,以第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部为例,第三带宽为第一带宽的正半频的全部,发送设备将预设值映射到第三带宽的子载波,通过IFFT生成预设值的信号,此时预设值的信号带宽为第一带宽的正半频谱的全部带宽。
S703、发送设备向接收设备发送第一参考信号。
示例性的,发送设备向接收设备发送第一参考信号可以包括两种实现方式,下面对这两种实现方式分别进行介绍。
第一种实现方式,上述步骤S703可以包括:发送设备在第二带宽向接收设备发送第一参考信号。
可选的,发送设备在第二带宽可以通过外置天线或内置天线向接收设备发送第一参考信号。
例如,如图9所示,根据上述步骤S702确定的第一参考信号的带宽为第二带宽,比如第一参考信号的带宽为第一带宽的负半频谱的全部带宽,发送设备在该第二带宽通过外置天线或内置天线向接收设备发送第一参考信号。
第二种实现方式中,上述步骤S703可以包括:发送设备在第二带宽向接收设备发送第一参考信号,在第三带宽向接收设备发送预设值的信号。
可选的,发送设备在第二带宽可以通过外置天线或内置天线向接收设备发送第一参考信号,在第三带宽可以通过外置天线或内置天线向接收设备发送预设值的信号。
例如,如图9所示,根据上述步骤S702确定的第一参考信号的带宽为第二带宽,预设值的信号的带宽为第三带宽,发送设备在第二带宽通过外置天线或内置天线向接收设备发送第一参考信号,在第三带宽通过外置天线或内置天线向接收设备发送预设值的信号。
本申请实施例提供的信号处理方法,发送设备通过根据配置带宽中的部分带宽(第二带宽)生成第一参考信号,并向接收设备发送该第一参考信号,可以减少对频谱资源的占用。
可以理解的,利用信号频谱的对称性,发送设备在发送第一参考信号时,可以在 部分带宽(第二带宽)发送第一参考信号,以降低发送参考信号对频谱资源的占用。或者,发送设备也可以在一部分带宽(第二带宽)发送第一参考信号,在另一部分带宽(第三带宽)发送预设值信号,由于在部分带宽上发送预设值为零的信号相当于在该部分带宽上不发送,发送参考信号时不占用该部分的频谱资源,或者可以在该部分带宽发送其他信号,发送参考信号时也不占用该部分的频谱资源,因此本申请实施例提供的信号处理方法能够降低发送参考信号对频谱资源的占用。
图11为本申请实施例提供的一种信号处理方法,如图11所示,该方法除包括上述步骤S701-S703以外,还可以包括以下步骤S1101~S1103。
S1101、接收设备接收来自发送设备的第一参考信号。
接收设备在第一带宽接收第一参考信号,第一带宽包括第二带宽,第二带宽为第一参考信号的带宽。
可选的,接收设备可以是一个,也可以是多个。当接收设备为基站时,接收设备可以为至少三个。当接收设备为终端时,接收设备可以为一个。本申请实施例对于接收设备的具体数量并不限定。
示例性的,上述接收设备可以是终端,也可以是基站。当发送设备为终端时,接收设备可以为基站,也可以为终端。当发送设备为基站时,接收设备为终端。本申请实施例对于发送设备、接收设备的具体类型并不限定。
示例性的,第二带宽为第一带宽的正半频谱的全部。或者,第二带宽为第一带宽的正半频谱的一部分。或者,第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部。或者,第二参考信号频谱为第一带宽的负半频谱的一部分。本申请实施例对于第二带宽具体属于第一带宽的正半频谱还是负半频谱并不限定,对于第二带宽占第一带宽的比例并不限定。
例如,如图8所示,以第一带宽为200Mhz为例。如图8(a)所示,第二带宽为100Mhz时,第一参考信号的带宽也为100Mhz。如图8(b)所示,第二带宽为80Mhz时,第一参考信号的带宽也为80Mhz。如图8(c)所示,第二带宽为80Mhz时,第一参考信号的带宽也为80Mhz。如图8(d)所示,第二带宽为80Mhz时,第一参考信号的带宽也为80Mhz。
可选的,如果步骤S1101之前包括上述步骤S704,那么接收设备在执行步骤S1102之前还可以接收预设值的信号,并对接收到的信号进行滤波处理,滤除预设值的信号,得到第一参考信号。
S1102、接收设备根据第一参考信号,生成第二参考信号。该第二参考信号的带宽大于或等于第一参考信号的带宽的两倍。
本申请实施例对于具体如何根据第一参考信号生成第二参考信号并不限定。下面分别对生成第二参考信号的两种实现方式进行介绍。
第一种实现方式中,上述步骤S1102包括:获取第三参考信号,第三参考信号为第一参考信号在第一带宽内基于零频子载波对称的镜像频谱信号。接收设备基于第一参考信号与第三参考信号得到第二参考信号。
可选的,接收设备获取第三参考信号,包括:接收设备对第一参考信号进行时域共轭运算,得到第三参考信号。
例如,以第二带宽为第一带宽的负半频谱的全部带宽为例,则第一参考信号的带 宽为第一带宽的负半频谱的全部带宽,第一参考信号可以用e
jωt表示,将该第一参考信号进行时域共轭运算,可以得到第三参考信号,该第三参考信号可以用e
-jωt表示。
可选的,接收设备基于第一参考信号与第三参考信号得到第二参考信号,包括:将第一参考信号与第三参考信号相加得到第二参考信号,或者,将第一参考信号与第三参考信号相减得到第二参考信号。
示例性的,以第一参考信号为e
jωt,第三参考信号为e
-jωt为例,将第一参考信号与第三参考信号相加可以得到第二参考信号为e
jωt+e
-jωt,或者将第一参考信号与第三参考信号相减可以得到第二参考信号为e
jωt-e
-jωt。
例如,如图12所示,以第一带宽为200Mhz为例。如图12中的(a)所示,第一参考信号的带宽为100Mhz时,第三参考信号的带宽为100Mhz,此时第二参考信号的带宽为200Mhz。如图12中的(b)所示,第一参考信号的带宽为80Mhz的带宽时,第三参考信号的带宽为80Mhz的带宽,此时第二参考信号的带宽也为200Mhz。如图12中的(c)所示,第一参考信号的带宽为80Mhz的带宽时,第三参考信号的带宽为80Mhz的带宽,此时第二参考信号的带宽也为200Mhz。如图12中的(d)所示,第一参考信号的带宽最高频为80Mhz的带宽时,第三参考信号的带宽为80Mhz,此时第二参考信号的带宽为160Mhz。
可以理解的,当第一参考信号的带宽与第三参考信号的带宽连续时,根据第一参考信号,生成第二参考信号,该第二参考信号的带宽等于第一参考信号的带宽的两倍。当上述第一参考信号的带宽与第三参考信号的带宽不连续时,根据第一参考信号,生成第二参考信号,该第二参考信号的带宽大于第一参考信号的带宽的两倍。
第二种实现方式中,上述步骤S1102包括:将第一参考信号的实部确定为第二参考信号,或者,将第一参考信号的虚部确定为第二参考信号。本申请实施例对于具体将第一参考信号的实部信号还是虚部信号确定为第二参考信号并不限定。
示例性的,以第一参考信号为信号T,第二参考信号为信号M为例。取第一参考信号的实部信号生成第二参考信号,即M=Re(T)。取第一参考信号的虚部信号生成第二参考信号,即M=Im(T)。其中,Re()表示求实部,Im()表示求虚部。具体实现中,上述求信号T的实部相当于只取复值信号的I路,求信号T的虚部相当于只取复值信号的Q路。
S1103、接收设备根据第二参考信号,确定第一参考信号的数据传输时延。第一参考信号的数据传输时延用于确定定位设备的位置。
可选的,上述定位设备可以为发送设备,也可以为接收设备。本申请实施例对于定位设备具体为发送设备还是接收设备并不限定。例如,当定位设备为发送设备(比如,终端设备)时,接收设备为基站,此时可以由位置服务设备根据第一参考信号的数据传输时延确定定位设备的位置。再例如,当定位设备为接收设备(比如,终端设备)时,发送设备为基站,此时可以由定位设备根据第一参考信号的数据传输时延确定该定位设备的位置。
上述步骤S1103中接收设备根据第二参考信号,确定第一参考信号的数据传输时延,可以包括粗时延估计和精时延估计两种实现方式,下面对这两种实现方式进行详细介绍。
第一种实现方式粗时延估计,上述步骤S1103中接收设备根据第二参考信号,确 定第一参考信号的数据传输时延,包括:接收设备将第二参考信号与预设参考信号进行移动相关,确定第一参考信号的数据传输时延。其中,预设参考信号为接收设备基于参考信号序列生成的,该预设参考信号的带宽为第一带宽。
例如,如图13所示,接收设备将第二参考信号与预设参考信号进行移动相关,当两个信号的相位对齐时,出现如图14所示的首径对应尖峰和多径对应尖峰,其中首径对应尖峰为两个信号相位对齐时首个出现的幅度最高的尖峰。
示例性的,可以用如下公式表示对第二参考信号进行移动相关:
R(τ)=∑
kx(t)RS(t+τ)
*
其中R(τ)表示两个参考序列相乘的结果,x(t)表示第二参考信号,RS(t+τ)表示预设参考信号,*表示取共轭。可选的,由于ZC序列具有较好的自相关性和低互相关性,SRS信号或PRS信号可以采用ZC序列,当x(t)与RS(t+τ)两个序列对齐时会出现尖峰,通过搜索尖峰对应的时刻可以获得接收信号的TOA。
可选的,在对参考信号进行TOA估计的过程中,还可以使用如下公式,设置阈值,将大于该阈值的第一个峰值点对应时延确定为发送设备和接收设备的路径时延。
TOA
cor=arg(|R(τ)
peak|
first>threshold×R
max)
其中,R(τ)
peak表示相关序列R(τ)的峰值点,TOA
cor表示发送设备和接收设备之间信号的数据传输时延,R(τ)
peak|
first表示相关序列的第一个峰值点,threshold×R
max表示设置的阈值,R
max表示公式(3)中的相关序列的最高峰值点,arg表示对函数求参数的函数。上述公式表示第一个大于阈值的峰值点对应的时延为发送设备和接收设备之间信号的数据传输时延,即TOA
cor=τ
cor。
示例性的,以R
max幅度为100为例,可以设定threshold×R
max幅度为50,以第一个大于50的峰值点对应的时延为发送设备和接收设备之间信号的数据传输时延。
第二种实现方式精时延估计,上述步骤S1103中接收设备根据第二参考信号,确定第一参考信号的数据传输时延,包括:首先,接收设备将第二参考信号与预设参考信号进行移动相关,得到第二参考信号与预设参考信号的相关值,并将大于某一个门限的值作为首径。其中预设参考信号为接收设备基于参考信号序列生成的,该预设参考信号的带宽为第一带宽。然后以首径为中心,取首径附近的[-w,w]范围内的相关值,将该范围之外的相关值替换为零。再将首径附近的[-w,w]范围内的相关值做N点快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT),得到信道的频域响应,在频域中进一步采用MUSIC算法进行精时延估计,以得到高精度的TOA。
示例性的,如图15所示,接收设备将第二参考信号与预设参考信号进行移动相关时,将第一个大于某一个门限的值作为首径,然后以首径为中心,取首径附近的[-W,W]范围内的相关值,在该范围之外的相关值替换为零,然后做N点FFT,得到信道的频域响应,在频域中进一步采用MUSIC算法进行精时延估计,以得到高精度的TOA。
可选的,本申请实施例还提供一种信号处理方法,如图16所示,当定位设备(例如,终端)为发送设备时,该信号处理方法除包括上述步骤S701-S703,以及步骤S1101-S1103以外,还可以包括步骤S1104-S1106。
S1104、接收设备向定位服务设备发送第一参考信号的数据传输时延。
当定位设备(例如,终端)为发送设备时,接收设备可以为基站,基站向定位服务设备发送第一参考信号的数据传输时延。
S1105、定位服务设备接收第一参考信号的数据传输时延。
定位服务设备可以为定位服务器,定位服务器接收来自三个或三个以上基站的第一参考信号的数据传输时延。
S1106、定位服务设备根据第一参考信号的数据传输时延确定定位设备的位置。
定位服务设备根据三个或三个以上基站的第一参考信号的数据传输时延,通过TDOA确定定位设备的位置。本申请实施例对于定位服务设备确定定位设备位置的具体方法并不限定,在此以TDOA为例进行示例性说明。
可选的,本申请实施例还提供一种信号处理方法,如图17所示,当定位设备为接收设备时,该信号处理方法除包括上述步骤S701-S703,以及步骤S1101-S1103以外,还可以包括步骤S1107。
S1107、接收设备根据第一参考信号的数据传输时延确定定位设备的位置。
当定位设备为接收设备时,例如当定位设备为终端时,此时终端为接收设备,终端可以接收三个以上基站发送的第一参考信号的数据传输时延,然后可以根据第一参考信号的数据传输时延,通过TDOA确定终端的位置。本申请实施例对于接收设备确定定位设备位置的具体方法并不限定,在此以TDOA为例进行示例性说明。
本申请实施例提供的信号处理方法,通过使用第二参考信号进行定位,相当于在发送带宽为第二带宽的基础上,使用两倍或大于两倍的第二带宽来进行定位,可以提高定位精度。
示例性的,如表1所示,在上行定位过程中,在配置带宽为40MHz时,采用现有技术的方案,90%的概率定位精度可以达到0.97米。采用本申请实施例提供的方案,由于接收设备可以使用两倍或大于两倍的第二带宽来进行定位,因此90%的概率定位精度可以达到0.324米。
如表1所示,在上行定位过程中,在配置带宽为100MHz时,采用现有技术的方案,90%的概率定位精度可以达到0.261米。采用本申请实施例提供的方案,由于接收设备可以使用两倍或大于两倍的第二带宽来进行定位,因此90%的概率定位精度可以达到0.069米。与现有技术相比,本申请实施例的方案可以将定位精度提高3-4倍。
表1
可以理解的,由于定位信号的频域带宽大,时域脉冲窄,同时定位的带宽较高,接收设备可以采用较高的采样率对接收到的信号进行采样,做序列相关检测时,更容易检测到信号的首径,因此得到的TOA越精确,进而定位精度越高。因此采用本申请实施例提供的信号处理方法,通过使用两倍或大于两倍的第二带宽来进行定位,与现有技术相比,可以将定位精度提高3-4倍。
本申请实施例提供的信号处理方法,通过接收来自发送设备的第一参考信号,并根据该第一参考信号生成第二参考信号,该第二参考信号的带宽大于或等于第一参考 信号的带宽的两倍。由于带宽越大定位精度越高,因此接收设备通过使用两倍或大于两倍的第二带宽来进行定位,能够提升定位精度。
图18示出了一种信号处理装置1800的结构示意图,该数据传输装置可以为上述实施例中的发送设备,还可以为发送设备内的芯片,信号处理装置1800可以用于实现上述任一实施例的信号处理方法。
该信号处理装置1800包括:处理模块1801和收发模块1802。示例性的,收发模块1802用于支持信号处理装置1800收发信号,或者用于与其它设备之间通信。处理模块1801用于对上述信号处理装置1800的动作进行控制管理,用于执行上述实施例中由信号处理装置1800进行的处理,可选的,若信号处理装置1800包括存储单元,则处理模块1801还可以执行存储在存储器中的程序或指令,以使得信号处理装置1800实现上述任一实施例所涉及的方法和功能。
示例性的,上述处理模块1801可以用于执行例如图7中的步骤S701-S702,和/或用于本文所描述的技术的其它过程。收发模块1802可以用于执行例如图7中的步骤S703,和/或用于本文所描述的技术的其它过程。其中,上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述,在此不再赘述。
示例性的,在硬件实现上,可以由处理器执行处理模块1801的功能,可以由收发器(发送器/接收器)和/或通信接口执行收发模块1802的功能,其中,处理模块1801可以以硬件形式内嵌于或独立于信号处理装置1800的处理器中,也可以以软件形式存储于信号处理装置1800的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个功能单元对应的操作。
图19示出了一种信号处理装置1900的结构示意图,该数据传输装置可以为上述实施例中的接收设备,还可以为接收设备内的芯片,信号处理装置1900可以用于实现上述任一实施例的信号处理方法。
该信号处理装置1900包括:收发模块1901和处理模块1902。示例性的,收发模块1901用于支持信号处理装置1900收发信号,或者用于与其它设备之间通信。处理模块1902用于对上述信号处理装置1900的动作进行控制管理,用于执行上述实施例中由信号处理装置1900进行的处理,可选的,若信号处理装置1900包括存储单元,则处理模块1902还可以执行存储在存储器中的程序或指令,以使得信号处理装置1900实现上述任一实施例所涉及的方法和功能。
示例性的,上述收发模块1901可以用于执行例如图11中的步骤S1101,或,图16中的步骤S1104,和/或用于本文所描述的技术的其它过程。处理模块1902可以用于执行例如图11中的步骤S1102-S1103,和/或用于本文所描述的技术的其它过程。其中,上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述,在此不再赘述。
示例性的,在硬件实现上,可以由处理器执行处理模块1901的功能,可以由收发器(发送器/接收器)和/或通信接口执行收发模块1902的功能,其中,处理模块1901可以以硬件形式内嵌于或独立于信号处理装置1900的处理器中,也可以以软件形式存储于信号处理装置1900的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个功能单元对应的操作。
本申请实施例还提供一种信号处理设备,该信号处理设备包括存储器和处理器;存储器和处理器耦合;存储器用于存储计算机程序代码,计算机程序代码包括计算机指令;当处理器执行计算机指令时,信号处理设备执行图7、图11、图16、或图17所示的信号处理方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序代码,当上述处理器执行该计算机程序代码时,信号处理设备执行图7、图11、图16、或图17所示的信号处理方法。
本申请实施例还提供一种信号处理系统,该信号处理系统包括发送设备和接收设备,该发送设备和接收设备用于实现如图7、图11、图16、或图17中任一所示的信号处理方法。
可选的,该信号处理系统还可以包括定位服务设备,该定位服务设备用于接收第一参考信号的数据传输时延,并根据第一参考信号的数据传输时延,确定定位设备的位置。该定位服务设备可以为定位服务器。
结合本申请公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现,也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成,软件模块可以被存放于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、闪存、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM,EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该存储介质读取信息,且可向该存储介质写入信息。当然,存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外,该ASIC可以位于核心网接口设备中。当然,处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。
本领域技术人员应该可以意识到,在上述一个或多个示例中,本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时,可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的技术方案的基础之上,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (30)
- 一种信号处理方法,其特征在于,所述方法包括:确定第一带宽,所述第一带宽为配置的带宽;所述第一带宽包括第二带宽,所述第二带宽为所述第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,所述第二带宽为所述第一带宽的负半频谱的全部或一部分;根据所述第二带宽确定第一参考信号;在所述第二带宽向接收设备发送所述第一参考信号。
- 根据权利要求1所述的方法,所述根据所述第二带宽确定第一参考信号,包括:确定参考信号序列;将所述参考信号序列映射到所述第二带宽的子载波;根据所述第二带宽的子载波,生成所述第一参考信号。
- 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一带宽还包括第三带宽,所述第三带宽为所述第一带宽中除所述第二带宽以外的带宽,所述在所述第二带宽向接收设备发送所述第一参考信号,还包括:在所述第三带宽向所述接收设备发送所述预设值的信号。
- 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:所述发送设备将预设值映射到所述第三带宽的子载波;所述发送设备根据所述第三带宽的子载波,生成预设值的信号。
- 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述预设值的信号为零功率信号。
- 根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一参考信号用于使所述接收设备获取定位信息,所述第一参考信号为探测参考信号SRS信号或者定位参考信号PRS信号中的任意一种。
- 一种信号处理方法,其特征在于,所述方法包括:接收设备接收来自发送设备的第一参考信号;所述接收设备根据所述第一参考信号,生成第二参考信号;所述第二参考信号的带宽大于或等于所述第一参考信号的带宽的两倍;所述接收设备根据所述第二参考信号,确定所述第一参考信号的数据传输时延;所述第一参考信号的数据传输时延用于确定定位设备的位置,所述定位设备为所述发送设备或所述接收设备。
- 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述接收设备接收来自发送设备的第一参考信号,包括:所述接收设备在第一带宽接收所述第一参考信号,所述第一带宽为配置的带宽,所述第一参考信号的带宽为第二带宽,所述第一带宽包括所述第二带宽,所述第二带宽为所述第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,所述第二参考信号频谱为所述第一带宽的负半频谱的全部或一部分。
- 根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述接收设备根据所述第一参考信号,生成第二参考信号,包括:获取第三参考信号,其中,所述第三参考信号为所述第一参考信号在所述第一带宽内基于零频子载波对称的镜像频谱信号;基于所述第三参考信号与所述第一参考信号,得到所述第二参考信号。
- 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述获取第三参考信号,包括:对所述第一参考信号进行时域共轭运算,得到所述第三参考信号。
- 根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述接收设备根据所述第一参考信号,生成第二参考信号,包括:将所述第一参考信号的实部确定为所述第二参考信号,或者,将所述第一参考信号的虚部确定为所述第二参考信号。
- 根据权利要求7-11中任一项所述的方法,其特征在于,所述定位设备为所述接收设备时,所述方法还包括,所述接收设备根据所述第一参考信号的数据传输时延,确定所述定位设备的位置。
- 根据权利要求7-11中任一项所述的方法,其特征在于,所述定位设备为所述发送设备时,所述方法还包括:所述接收设备向定位服务设备发送所述第一参考信号的数据传输时延。
- 一种信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置包括处理模块和收发模块;所述处理模块,用于确定第一带宽,所述第一带宽为配置的带宽;所述第一带宽包括第二带宽,所述第二带宽为所述第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,所述第二带宽为所述第一带宽的负半频谱的全部或一部分;所述处理模块,还用于根据所述第二带宽确定第一参考信号;所述收发模块,用于在所述第二带宽向接收设备发送所述第一参考信号。
- 根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:确定参考信号序列;将所述参考信号序列映射到所述第二带宽的子载波;根据所述第二带宽的子载波,生成所述第一参考信号。
- 根据权利要求14或15所述的装置,其特征在于,所述第一带宽还包括第三带宽,所述第三带宽为所述第一带宽中除所述第二带宽以外的带宽,所述收发模块,具体用于在所述第三带宽向所述接收设备发送所述预设值的信号。
- 根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理模块还用于:将预设值映射到所述第三带宽的子载波;根据所述第三带宽的子载波,生成预设值的信号。
- 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述预设值的信号为零功率信号。
- 根据权利要求14-18中任一项所述的装置,其特征在于,所述第一参考信号用于使所述接收设备获取定位信息,所述第一参考信号为探测参考信号SRS信号或者定位参考信号PRS信号中的任意一种。
- 一种信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置包括收发模块和处理模块;所述收发模块,用于接收来自发送设备的第一参考信号;所述处理模块,用于根据所述第一参考信号,生成第二参考信号;所述第二参考信号的带宽大于或等于所述第一参考信号的带宽的两倍;所述处理模块,还用于根据所述第二参考信号,确定所述第一参考信号的数据传输时延;所述第一参考信号的数据传输时延用于确定定位设备的位置,所述定位设备为所述发送设备或所述接收设备。
- 根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述收发模块具体用于:在第一带宽接收所述第一参考信号,所述第一带宽为配置的带宽,所述第一参考信号的带宽为第二带宽,所述第一带宽包括所述第二带宽,所述第二带宽为所述第一带宽的正半频谱的全部或一部分,或者,所述第二参考信号频谱为所述第一带宽的负半频谱的全部或一部分。
- 根据权利要求20或21所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:获取第三参考信号,其中,所述第三参考信号为所述第一参考信号在所述第一带宽内基于零频子载波对称的镜像频谱信号;基于所述第三参考信号与所述第一参考信号,得到所述第二参考信号。
- 根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于对所述第一参考信号进行时域共轭运算,得到所述第三参考信号。
- 根据权利要求20或21所述的装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于将所述第一参考信号的实部确定为所述第二参考信号,或者,将所述第一参考信号的虚部确定为所述第二参考信号。
- 根据权利要求20-24中任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块,还用于根据所述第一参考信号的数据传输时延,确定所述定位设备的位置。
- 根据权利要求20-25中任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块,还用于向定位服务设备发送所述第一参考信号的数据传输时延。
- 一种信号处理设备,其特征在于,所述信号处理设备包括存储器和处理器;所述存储器和所述处理器耦合;所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令;当所述处理器执行所述计算机指令时,所述信号处理设备执行如权利要求1-13中任意一项所述的信号处理方法。
- 一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序在信号处理设备上运行时,使得所述信号处理设备执行如权利要求1-13中任意一项所述的信号处理方法。
- 一种信号处理系统,其特征在于,所述信号处理系统包括如权利要求14-19中任意一项所述的信号处理装置,以及如权利要求20-26中任意一项所述的信号处理装置。
- 根据权利要求29所述的信号处理系统,其特征在于,所述信号处理系统还包括定位服务设备,所述定位服务设备用于根据第一参考信号的数据传输时延,确定定位设备的位置。
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