CN118159866A - 确定用于组合不同带宽下的测距测量的权重 - Google Patents
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Abstract
公开了用于定位的技术。在一方面,一种定位实体基于在多个带宽上交换的多对测距消息来获得多对定时测量;基于该多对定时测量确定多个距离测量,该多个距离测量中的每个距离测量基于该多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定该多个距离测量中的每个距离测量的该多对定时测量中的一对定时测量的该多个带宽中的一个带宽来确定该距离测量的权重;以及至少基于该多个距离测量和该多个距离测量的权重来确定该多个距离测量的加权平均值。
Description
背景技术
技术领域
本公开的各方面整体涉及无线通信。
2.相关技术描述
无线通信系统已经发展了许多代,包括第一代模拟无线电话服务(1G)、第二代(2G)数字无线电话服务(包括过渡的2.5G和2.75G网络)、第三代(3G)高速数据、具有互联网能力的无线服务和第四代(4G)服务(例如,长期演进(LTE)或WiMax)。目前有许多不同类型的无线通信系统在使用,包括蜂窝和个人通信服务(PCS)系统。已知的蜂窝系统的示例包括蜂窝模拟高级移动电话系统(AMPS),以及基于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)等的数字蜂窝系统。
被称为新无线电(NR)的第五代(5G)无线标准实现更高的数据传送速度、更多数量的连接和更好的覆盖以及其他改善。根据下一代移动网络联盟,与先前标准相比,5G标准被设计成提供更高的数据率、更准确的定位(例如,基于用于定位的参考信号(RS-P),诸如下行链路、上行链路、或侧链路定位参考信号(PRS))以及其他技术增强。这些增强以及对较高频带的使用、PRS过程和技术的进步、以及5G的高密度部署实现了基于5G的高精度定位。
发明内容
以下呈现与本文所公开的一个或多个方面相关的简化发明内容。由此,以下发明内容既不应被认为是与所有构想的方面相关的详尽纵览,也不应被认为标识与所有构想的方面相关的关键性或决定性元素或描绘与任何特定方面相关联的范围。因此,以下发明内容的唯一目的是在以下呈现的具体实施方式之前以简要形式呈现与涉及本文所公开的机制的一个或多个方面有关的某些概念。
在一方面,一种由定位实体执行的定位方法包括:从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,该多对定时测量是基于在多个带宽上在该发起方无线设备与该响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;基于该多对定时测量确定多个距离测量,该多个距离测量中的每个距离测量基于该多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定该多个距离测量中的每个距离测量的该多对定时测量中的一对定时测量的该多个带宽中的一个带宽来确定该距离测量的权重;以及至少基于该多个距离测量和该多个距离测量的权重来确定该多个距离测量的加权平均值。
在一方面,一种定位实体包括:存储器;至少一个收发器;和至少一个处理器,该至少一个处理器通信地耦合到该存储器和该至少一个收发器,该至少一个处理器被配置为:从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,该多对定时测量是基于在多个带宽上在该发起方无线设备与该响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;基于该多对定时测量确定多个距离测量,该多个距离测量中的每个距离测量基于该多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定该多个距离测量中的每个距离测量的该多对定时测量中的一对定时测量的该多个带宽中的一个带宽来确定该距离测量的权重;以及至少基于该多个距离测量和该多个距离测量的权重来确定该多个距离测量的加权平均值。
在一方面,一种定位实体包括:用于从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量的部件,该多对定时测量是基于在多个带宽上在该发起方无线设备与该响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;用于基于该多对定时测量确定多个距离测量的部件,该多个距离测量中的每个距离测量基于该多对定时测量中的一对定时测量;用于至少基于用于确定该多个距离测量中的每个距离测量的该多对定时测量中的一对定时测量的该多个带宽中的一个带宽来确定该距离测量的权重的部件;和用于至少基于该多个距离测量和该多个距离测量的权重来确定该多个距离测量的加权平均值的部件。
在一方面,一种非暂态计算机可读介质存储计算机可执行指令,该计算机可执行指令当由定位实体执行时致使该定位实体:从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,该多对定时测量是基于在多个带宽上在该发起方无线设备与该响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;基于该多对定时测量确定多个距离测量,该多个距离测量中的每个距离测量基于该多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定该多个距离测量中的每个距离测量的该多对定时测量中的一对定时测量的该多个带宽中的一个带宽来确定该距离测量的权重;以及至少基于该多个距离测量和该多个距离测量的权重来确定该多个距离测量的加权平均值。
基于附图和具体实施方式,与本文所公开的各方面相关联的其他目的和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
呈现附图以帮助描述本公开的各个方面,并且提供附图仅用于例示而非限制各方面。
图1例示了根据本公开的各方面的示例无线通信系统。
图2A和图2B例示了根据本公开的各方面的示例无线网络结构。
图3A、图3B和图3C是可以分别在用户装备(UE)、基站和网络实体中采用的、并且被配置为支持如本文所教导的通信的组件的若干样本方面的简化框图。
图4例示了根据本公开的各方面的在新无线电(NR)中支持的各种定位方法的示例。
图5A和图5B例示了根据本公开的各方面的仅侧链路或联合Uu和侧链路定位的各种感兴趣的场景。
图6是例示根据本公开的各方面的示例侧链路测距和定位过程的示图。
图7例示了根据本公开的各方面的精细定时测量(FTM)定位过程中的示例消息交换。
图8例示了根据本公开的各方面的下一代定位(NGP)定位过程中的示例消息交换。
图9例示了根据本公开的各方面的示例定位方法。
具体实施方式
本公开的各方面在以下针对出于例示目的提供的各种示例的描述和相关附图中提供。在不脱离本公开的范围的情况下,可以设计另选方面。另外,将不详细描述或将省略本公开的众所周知的元件,以免使本公开的相关细节难以理解。
词语“示例性”和/或“示例”在本文中用于表示“用作示例、实例或例示”。本文中描述为“示例性”和/或“示例”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。同样,术语“本公开的各方面”不要求本公开的所有方面都包括所讨论的特征、优势或操作模式。
本领域技术人员应当理解,可以使用各种不同的技术和方法中的任何一者来表示下面描述的信息和信号。例如,可在以下整个描述中可能提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或者它们的任何组合来表示,这部分地取决于特定应用、部分地取决于期望的设计、部分地取决于对应的技术,等等。
此外,许多方面根据要由例如计算设备的元件执行的动作的序列进行描述。将认识到的是,本文描述的各种动作可以由特定电路(例如,专用集成电路(ASIC))、由通过一个或多个处理器执行的程序指令、或者由两者的组合来执行。另外,本文描述的动作序列可被视为完全体现在任何形式的非暂态计算机可读存储介质内,该非暂态计算机可读存储介质中存储有对应计算机指令集,该对应计算机指令集在执行时将使或指示设备的相关联处理器执行本文描述的功能性。因此,本公开的各个方面可以以多种不同的形式来体现,所有这些形式已经被预期在所要求保护的主题的范围内。另外,对于本文描述的各方面中的每个方面,任何此类方面的对应形式在本文中可以被描述为例如“被配置为执行所描述的动作的逻辑”。
如本文所用,除非另有说明,否则术语“用户装备”(UE)和“基站”不旨在是特定的或以其他方式限于任何特定的无线电接入技术(RAT)。总体而言,UE可以是由用户用于通过无线通信网络进行通信的任何无线通信设备(例如,移动电话、路由器、平板计算机、膝上型计算机、消费者资产定位设备、可穿戴设备(例如,智能手表、眼镜、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)头戴式设备等)、交通工具(例如,汽车、摩托车、自行车等)、物联网(IoT)设备等)。UE可以是移动的或者可以(例如,在某些时间)是固定的,并且可以与无线电接入网络(RAN)进行通信。如本文所用,术语“UE”可以可互换地称为“接入终端”或“AT”、“客户端设备”、“无线设备”、“订户设备”、“订户终端”、“订户站”、“用户终端”或“UT”、“移动设备”、“移动终端”、“移动站”或它们的变型。总体而言,UE可以经由RAN与核心网络通信,并且通过核心网络,UE可以与诸如互联网的外部网络以及与其他UE连接。当然,对于UE而言,连接到核心网络和/或互联网的其他机制也是可能的,诸如通过有线接入网、无线局域网(WLAN)网络(例如,基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.11规范等)等。
基站可取决于该基站被部署在其中的网络而根据若干RAT中的一个RAT进行操作来与UE通信,并且另选地可被称为接入点(AP)、网络节点、节点B、演进型节点B(eNB)、下一代eNB(ng-eNB)、新无线电(NR)节点B(也被称为gNB或gNodeB)等等。基站可主要用于支持UE的无线接入,包括支持针对所支持的UE的数据、语音和/或信令连接。在一些系统中,基站可以仅仅提供边缘节点信令功能,而在其他系统中,其可以提供附加的控制和/或网络管理功能。UE可以借以向基站发送信号的通信链路被称为上行链路(UL)信道(例如,反向业务信道、反向控制信道、接入信道等)。基站可以借以向UE发送信号的通信链路被称为下行链路(DL)或前向链路信道(例如,寻呼信道、控制信道、广播信道、前向业务信道等)。如本文所用,术语“业务信道(TCH)”可以指上行链路/反向或下行链路/前向业务信道。
术语“基站”可以指单个物理传输接收点(TRP)或者可以共址或可以不共址的多个物理TRP。例如,在术语“基站”指单个物理TRP的情况下,物理TRP可以是与基站的小区(或若干小区扇区)相对应的基站的天线。在术语“基站”指多个共址的物理TRP的情况下,该物理TRP可以是基站的天线阵列(例如,如在多输入多输出(MIMO)系统中或在基站采用波束成形的情况下)。在术语“基站”指多个非共址的物理TRP的情况下,物理TRP可以是分布式天线系统(DAS)(经由传输介质连接到共用源的空间上分离的天线的网络)或远程无线电头端(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。另选地,非共址的物理TRP可以是从UE接收测量报告的服务基站以及UE正在测量其参考射频(RF)信号的相邻基站。因为如本文所用,TRP是基站借以传输和接收无线信号的点,所以对从基站进行传输或在基站处进行接收的提及应当被理解为是指基站的特定TRP。
在支持UE定位的一些具体实施中,基站可能不支持UE的无线接入(例如,可能不支持针对UE的数据、语音、和/或信令连接),但是可以替代地向UE传输要被UE测量的参考信号、和/或可以接收和测量由UE传输的信号。此类基站可被称为定位塔台(例如,在向UE传输信号的情况下)和/或被称为位置测量单元(例如,在接收和测量来自UE的信号的情况下)。
“RF信号”包括通过发射器与接收器之间的空间来传输信息的给定频率的电磁波。如本文所用,发射器可以向接收器传输单个“RF信号”或多个“RF信号”。然而,由于RF信号通过多径信道的传播特性,接收器可接收对应于每个被传输RF信号的多个“RF信号”。在发射器与接收器之间的不同路径上的相同被传输RF信号可以被称为“多径”RF信号。如本文所用,在根据上下文清楚术语“信号”是指无线信号或RF信号的情况下,RF信号也可以被称为“无线信号”或简称为“信号”。
图1例示了根据本公开的各方面的示例无线通信系统100。无线通信系统100(其也可以被称为无线广域网(WWAN))可以包括各种基站102(标记为“BS”)和各种UE 104。基站102可以包括宏小区基站(高功率蜂窝基站)和/或小型小区基站(低功率蜂窝基站)。在一方面,宏小区基站可包括eNB和/或ng-eNB(其中无线通信系统100对应于LTE网络)、或者gNB(其中无线通信系统100对应于NR网络)、或两者的组合,并且小型小区基站可包括毫微微小区、微微小区、微小区等等。
基站102可以共同形成RAN,并且通过回程链路122与核心网络170(例如,演进分组核心(EPC)或5G核心(5GC))对接,并且通过核心网络170与一个或多个位置服务器172(例如,位置管理功能(LMF)或安全用户平面位置(SUPL)位置平台(SLP))对接。位置服务器172可以是核心网络170的一部分或可在核心网络170外部。位置服务器172可以与基站102集成。UE 104可直接或间接地与位置服务器172通信。例如,UE 104可以经由当前服务于该UE104的基站102与位置服务器172进行通信。UE 104还可以通过另一路径与位置服务器172通信,诸如经由应用服务器(未示出),经由另一网络,诸如经由无线局域网(WLAN)接入点(AP)(例如,下面描述的AP 150),等等。出于信令目的,UE 104与位置服务器172之间的通信可以表示为间接连接(例如,通过核心网络170等)或直接连接(例如,如经由直接连接128所示),其中为清楚起见,从信令图中省略了中间节点(如果存在)。
除了其他功能之外,基站102可以执行与以下各项中的一项或多项相关的功能:传送用户数据、无线电信道加密和解密、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如,移交、双连接性)、小区间干扰协调、连接建立和释放、负载平衡、非接入层(NAS)消息的分发、NAS节点选择、同步、RAN共享、多媒体广播多播服务(MBMS)、订户和装备跟踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、定位、以及警告消息的递送。基站102可以在回程链路134上直接或间接(例如,通过EPC/5GC)彼此通信,该回程链路可以是有线的或无线的。
基站102可以与UE 104进行无线地通信。基站102中的每个基站可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。在一方面,一个或多个小区可由每个地理覆盖区域110中的基站102支持。“小区”是用于与基站通信(例如,在某个频率资源上,该频率资源被称为载波频率、分量载波、载波、频带等)的逻辑通信实体,并且可以与用于区分经由相同或不同载波频率操作的小区的标识符(例如,物理小区标识符(PCI)、增强型小区标识符(ECI)、虚拟小区标识符(VCI)、小区全局标识符(CGI)等)相关联。在一些情况下,可以根据可以为不同类型的UE提供接入的不同协议类型(例如,机器类型通信(MTC)、窄带IoT(NB-IoT)、增强型移动宽带(eMBB)或其他协议类型)来配置不同的小区。因为小区由特定基站支持,所以术语“小区”可以取决于上下文而指代逻辑通信实体和支持它的基站中的任一者或两者。此外,因为TRP通常是小区的物理传输点,所以术语“小区”和“TRP”可以可互换地使用。在一些情况下,术语“小区”还可以指基站(例如,扇区)的地理覆盖区域,只要可以检测到载波频率并且将其用于地理覆盖区域110的某个部分内的通信即可。
虽然相邻宏小区基站102的地理覆盖区域110可以部分重叠(例如,在移交区域中),但是地理覆盖区域110中的一些区域可以基本上与较大的地理覆盖区域110重叠。例如,小型小区基站102'(对于“小型小区”标记为“SC”)可以具有与一个或多个宏小区基站102的地理覆盖区域110基本重叠的地理覆盖区域110'。包括小型小区基站和宏小区基站两者的网络可以被称为异构网络。异构网络还可以包括家庭eNB(HeNB),该HeNB可以向被称为封闭订户组(CSG)的受限组提供服务。
基站102和UE 104之间的通信链路120可以包括从UE 104到基站102的上行链路(也称为反向链路)传输和/或从基站102到UE 104的下行链路(DL)(也称为前向链路)传输。通信链路120可以使用MIMO天线技术,包括空间复用、波束成形和/或传输分集。通信链路120可以通过一个或多个载波频率。载波的分配可以对于下行链路和上行链路是非对称的(例如,与上行链路相比可将更多或更少载波分配给下行链路)。
无线通信系统100还可包括在未许可频谱(例如,5GHz)中经由通信链路154与无线局域网(WLAN)站(STA)152进行通信的WLAN接入点(AP)150。当在未许可频谱中进行通信时,WLAN STA 152和/或WLAN AP 150可以在通信之前执行空闲信道评估(CCA)或先听后说(LBT)过程,以便确定信道是否可用。
小型小区基站102'可以在已许可和/或未许可频谱中操作。当在未许可频谱中操作时,小型小区基站102'可以采用LTE或NR技术,并且使用与WLAN AP 150所使用的相同的5GHz未许可频谱。在未许可频谱中采用LTE/5G的小型小区基站102'可以提升接入网络的覆盖范围和/或增加接入网络的容量。未许可频谱中的NR可被称为NR-U。未许可频谱中的LTE可被称为LTE-U、许可辅助接入(LAA)或MulteFire。
无线通信系统100还可以包括毫米波(mmW)基站180,其可以在mmW频率和/或近mmW频率下操作以与UE 182进行通信。极高频(EHF)是电磁频谱中RF的一部分。EHF具有30GHz至300GHz的范围,波长在1毫米和10毫米之间。该频带中的无线电波可被称为毫米波。近mmW可以向下扩展到3GHz的频率,波长为100毫米。超高频(SHF)频带扩展在3GHz和30GHz之间,其还被称为厘米波。使用mmW/近mmW射频频带的通信具有高路径损耗和相对短的距离。mmW基站180和UE 182可以在mmW通信链路184上利用波束成形(传输和/或接收)来补偿极高的路径损耗和短距离。此外,应当理解,在另选的配置中,一个或多个基站102也可使用mmW或近mmW和波束成形来进行传输。因此,应当理解,前述例示仅是示例并且不应当被解释为限制本文所公开的各个方面。
传输波束成形是一种用于将RF信号聚焦在特定方向上的技术。传统上,当网络节点(例如,基站)广播RF信号时,它在所有方向上(全向地)广播信号。利用传输波束成形,网络节点确定给定目标设备(例如,UE)位于何处(相对于传输网络节点),并且在该特定方向上投射更强的下行链路RF信号,从而为接收设备提供更快(在数据率方面)和更强的RF信号。为了在传输时改变RF信号的方向性,网络节点可以控制广播RF信号的一个或多个发射器中的每个发射器处的RF信号的相位和相对幅度。例如,网络节点可以使用天线的阵列(称为“相控阵列”或“天线阵列”),其创建可以被“操纵”以指向不同方向的RF波束,而实际上不移动天线。具体而言,将来自发射器的RF电流以正确的相位关系馈送到各个天线,使得来自分离的天线的无线电波加在一起以增加期望方向上的辐射,同时抵消以抑制不期望方向上的辐射。
传输波束可以是准共址的,这意味着它们在接收器(例如,UE)看来具有相同的参数,而不管网络节点自身的传输天线是否在物理上共址。在NR中,存在四种类型的准共址(QCL)关系。具体而言,给定类型的QCL关系意味着可以根据关于源波束上的源参考RF信号的信息来导出关于第二波束上的第二参考RF信号的某些参数。因此,如果源参考RF信号是QCL类型A,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在相同信道上传输的第二参考RF信号的多普勒频移、多普勒扩展、平均延迟和延迟扩展。如果源参考RF信号是QCL类型B,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在相同信道上传输的第二参考RF信号的多普勒频移和多普勒扩展。如果源参考RF信号是QCL类型C,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在相同信道上传输的第二参考RF信号的多普勒频移和平均延迟。如果源参考RF信号是QCL类型D,则接收器可以使用源参考RF信号来估计在相同信道上传输的第二参考RF信号的空间接收参数。
在接收波束成形中,接收器使用接收波束来放大在给定信道上检测到的RF信号。例如,接收器可以增加天线阵列在特定方向上的增益设置和/或调整天线阵列在特定方向上的相位设置,以放大从该方向接收的RF信号(例如,增加其增益水平)。因此,当接收器被表述为在某个方向上波束成形时,这意味着该方向上的波束增益相对于沿其他方向的波束增益是高的,或者该方向上的波束增益与接收器可用的所有其他接收波束的在该方向的波束增益相比是最高的。这导致从该方向接收的RF信号的更强的接收信号强度(例如,参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)、信号与干扰加噪声比(SINR)等)。
传输波束和接收波束可以是空间相关的。空间关系意味着可以根据关于第一参考信号的第一波束(例如,接收波束或传输波束)的信息来导出用于第二参考信号的第二波束(例如,传输波束或接收波束)的参数。例如,UE可以使用特定接收波束来从基站接收参考下行链路参考信号(例如,同步信号块(SSB))。然后,UE可以基于接收波束的参数来形成用于向该基站发送上行链路参考信号(例如,探通参考信号(SRS))的传输波束。
需注意,取决于形成“下行链路”波束的实体,该波束可以是传输波束或接收波束。例如,如果基站正在形成下行链路波束以向UE传输参考信号,则下行链路波束是传输波束。然而,如果UE正在形成下行链路波束,则它是接收下行链路参考信号的接收波束。类似地,取决于形成“上行链路”波束的实体,该波束可以是传输波束或接收波束。例如,如果基站正在形成上行链路波束,则它是上行链路接收波束,而如果UE正在形成上行链路波束,则它是上行链路传输波束。
电磁频谱通常基于频率/波长被细分为各种类别、频带、信道等。在5GNR中,两个初始操作频带已经被标识为频率范围名称FR1(410MHz-7.125GHz)和FR2(24.25GHz-52.6GHz)。应当理解的是,尽管FR1的一部分大于6GHz,但是在各种文档和文章中,FR1经常(可互换地)被称为“6GHz以下”频带。关于FR2,有时发生类似的命名问题,其在文档和文章中通常(可互换地)称为“毫米波”频带,尽管不同于被国际电信联盟(ITU)标识为“毫米波”频带的极高频(EHF)频带(30GHz-300GHz)。
FR1与FR2之间的频率通常被称为中频带频率。最近的5G NR研究已将用于这些中频带频率的操作频带标识为频率范围名称FR3(7.125GHz-24.25GHz)。落在FR3内的频带可以继承FR1特性和/或FR2特性,因此可以有效地将FR1和/或FR2的特征扩展到中频带频率。此外,当前正在探索更高频带以将5G NR操作扩展到超过52.6GHz。例如,三个更高的操作频带已经被标识为频率范围名称FR4a或FR4-1(52.6GHz-71GHz)、FR4(52.6GHz-114.25GHz)和FR5(114.25GHz-300GHz)。这些较高频带中的每一者都落在EHF频带内。
考虑到以上各方面,除非特别另外声明,否则应理解,如果在本文中使用,术语“6GHz以下”等可广义地表示可小于6GHz、可在FR1内、或可包括中频带频率的频率。此外,除非另有具体说明,否则应当理解的是,如果在本文中使用术语“毫米波”等,则其可以广义地表示可以包括中频带频率、可以在FR2、FR4、FR4-a或FR4-1和/或FR5内、或可以在EHF频带内的频率。
在多载波系统(诸如5G)中,载波频率中的一者被称为“主载波”或“锚定载波”或“主服务小区”或“PCell”,并且剩余的载波频率被称为“辅载波”或“辅服务小区”或“SCell”。在载波聚合中,锚定载波是在由UE 104/182和小区所使用的主频率(例如,FR1)上操作的载波,其中,UE 104/182在该小区中执行初始无线电资源控制(RRC)连接建立过程或者发起RRC连接重建过程。主载波携带所有共用和UE特定的控制信道,并且可以是已许可频率中的载波(然而,情况并不总是这样)。辅载波是在第二频率(例如,FR2)上操作的载波,其中,一旦在UE 104和锚定载波之间建立了RRC连接,该载波就可以被配置并且可以被用于提供附加的无线电资源。在一些情况下,辅载波可以是未许可频率中的载波。辅载波可以仅包含必要的信令信息和信号,例如,由于主上行链路和下行链路载波通常都是UE特定的,因此,UE特定的那些信令信息和信号可以不存在于辅载波中。这意味着小区中的不同UE 104/182可以具有不同的下行链路主载波。这对于上行链路主载波而言同样成立。网络能够在任何时间改变任何UE 104/182的主载波。这样做例如是为了平衡不同载波上的负载。因为“服务小区”(无论PCell还是SCell)对应于某一基站在该“服务小区”上通信的载波频率/分量载波,所以术语“小区”、“服务小区”、“分量载波”、“载波频率”等可以可互换地使用。
例如,仍然参考图1,宏小区基站102所使用的频率之一可以是锚定载波(或“PCell”),并且宏小区基站102和/或mmW基站180所使用的其他频率可以是辅载波(“SCell”)。多个载波的同时传输和/或接收使得UE 104/182能够显著地增加其数据传输和/或接收速率。例如,与单个20MHz载波所获得的数据率相比,多载波系统中的两个20MHz聚合载波理论上将导致数据率增加一倍(即,40MHz)。
无线通信系统100还可以包括UE 164,其可以通过通信链路120与宏小区基站102通信和/或通过mmW通信链路184与mmW基站180通信。例如,宏小区基站102可以支持用于UE164的PCell和一个或多个SCell,并且mmW基站180可以支持用于UE 164的一个或多个SCell。
在一些情况下,UE 164和UE 182可以能够进行侧链路通信。具有侧链路能力的UE(SL-UE)可以使用Uu接口(即,UE和基站之间的空中接口)通过通信链路120与基站102进行通信。SL-UE(例如,UE 164、UE 182)还可使用PC5接口(即,具有侧链路能力的UE之间的空中接口)通过无线侧链路160彼此直接通信。无线侧链路(或仅称为“侧链路”)是核心蜂窝网(例如,LTE、NR)标准的适配,其允许两个或更多个UE之间的直接通信,而无需通过基站进行通信。侧链路通信可以是单播或多播,并且可被用于设备到设备(D2D)媒体共享、交通工具到交通工具(V2V)通信、车联网(V2X)通信(例如,蜂窝V2X(cV2X)通信、增强型V2X(eV2X)通信等)、紧急救援应用等。利用侧链路通信的一组SL-UE中的一个或多个SL-UE可以位于基站102的地理覆盖区域110内。这样的组中的其他SL-UE可以在基站102的地理覆盖区域110之外,或者由于其他原因不能从基站102接收传输。在一些情况下,经由侧链路通信进行通信的各组SL-UE可利用一对多(1:M)系统,其中每个SL-UE向该组中的每一个其他SL-UE进行传输。在一些情况下,基站102促进对用于侧链路通信的资源的调度。在其他情况下,侧链路通信在各SL-UE之间执行而不涉及基站102。
在一方面,侧链路160可在感兴趣无线通信介质上操作,该无线通信介质可与其他交通工具和/或基础设施接入点以及其他RAT之间的其他无线通信共享。“介质”可包括与一个或多个发射器/接收器对之间的无线通信相关联的一个或多个时间、频率和/或空间通信资源(例如,涵盖跨一个或多个载波的一个或多个信道)。在一方面,感兴趣介质可对应于在各种RAT之间共享的未许可频带的至少一部分。尽管已经为某些通信系统保留了不同的已许可频带(例如,由诸如美国联邦通信委员会(FCC)的政府实体),但是这些系统(特别是采用小型小区接入点的那些系统)最近已经将操作扩展到诸如由无线局域网(WLAN)技术(最显著地是通常被称为“Wi-Fi”的IEEE 802.11x WLAN技术)使用的未许可国家信息基础设施(U-NII)频带的未许可频带中。这种类型的示例系统包括CDMA系统、TDMA系统、FDMA系统、正交FDMA(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)系统等的不同变型。
需注意,虽然图1仅将这些UE中的两者例示为SL-UE(即,UE 164和182),但是任何所例示的UE均可是SL-UE。此外,尽管仅UE 182被描述为能够进行波束成形,但任何所例示的UE(包括UE 164)都可以能够进行波束成形。在SL-UE能够进行波束成形的情况下,它们可朝向彼此(即,朝向其他SL-UE)、朝向其他UE(例如,UE 104)、朝向基站(例如,基站102、180、小型小区102'、接入点150)等进行波束成形。因此,在一些情况下,UE 164和UE 182可在侧链路160上利用波束成形。
在图1的示例中,所例示的UE中的任何一个UE(为了简单起见,在图1中被示为单个UE 104)可以从一个或多个地球轨道空间飞行器(SV)112(例如,卫星)接收信号124。在一方面,SV 112可以是UE 104可用作位置信息的独立源的卫星定位系统的一部分。卫星定位系统通常包括发射器系统(例如,SV 112),该发射器系统被定位成使得接收器(例如,UE 104)能够至少部分地基于从发射器接收的定位信号(例如,信号124)来确定其在地球上或地球上方的位置。这种发射器通常传输被标记有设定数量码片的重复伪随机噪声(PN)码的信号。虽然通常位于SV 112中,但是发射器有时可以位于基于地面的控制站、基站102和/或其他UE 104上。UE 104可以包括一个或多个专用接收器,这些专用接收器被专门设计用于接收信号124,以便从SV 112导出地理位置信息。
在卫星定位系统中,信号124的使用可以由各种基于卫星的增强系统(SBAS)来增强,该SBAS可以与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统相关联或者以其他方式使其能够与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统一起使用。例如,SBAS可以包括提供完整性信息、差分校正等的增强系统,诸如广域增强系统(WAAS)、欧洲地球静止导航重叠服务(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)、全球定位系统(GPS)辅助的地理增强导航或GPS和地理增强的导航系统(GAGAN)等。因此,如本文所用,卫星定位系统可以包括与此类一个或多个卫星定位系统相关联的一个或多个全球和/或区域导航卫星的任何组合。
在一方面,SV 112可以附加地或另选地是一个或多个非地面网络(NTN)的一部分。在NTN中,SV 112连接到地球站(也称为地面站、NTN网关或网关),该地球站继而连接到5G网络中的元件,诸如改进的基站102(没有地面天线)或5GC中的网络节点。该元件进而将提供对5G网络中其他元件的接入,并且最终提供对5G网络外部实体(诸如互联网web服务器和其他用户设备)的接入。这样,代替来自地面基站102的通信信号或除了来自地面基站的通信信号之外,UE 104可以从SV 112接收通信信号(例如,信号124)。
无线通信系统100还可以包括一个或多个UE,诸如UE 190,其经由一个或多个设备到设备(D2D)对等(P2P)链路(称为“侧链路”)间接连接到一个或多个通信网络。在图1的示例中,UE 190具有与连接到基站102中的一个基站的UE 104中的一个UE的D2D P2P链路192(例如,UE 190可以通过该D2D P2P链路间接获得蜂窝连接性),并且具有与连接到WLAN AP150的WLAN STA 152的D2D P2P链路194(UE 190可以通过该D2D P2P链路间接获得基于WLAN的互联网连接性)。在一个示例中,D2D P2P链路192和194可以用任何众所周知的D2D RAT来支持,诸如LTE直连(LTE-D)、WiFi直连(WiFi-D)、等等。
图2A例示了示例无线网络结构200。例如,5GC 210(也称为下一代核心(NGC))在功能上可以被视为控制平面(C-平面)功能214(例如,UE注册、认证、网络接入、网关选择等)和用户平面(U-平面)功能212(例如,UE网关功能、对数据网络的接入、IP路由等),它们协同操作以形成核心网络。用户平面接口(NG-U)213和控制平面接口(NG-C)215将gNB 222连接到5GC 210,并且具体地分别连接到用户平面功能212和控制平面功能214。在附加的配置中,ng-eNB 224还可以经由到控制平面功能214的NG-C 215和到用户平面功能212的NG-U 213连接到5GC 210。此外,ng-eNB 224可以经由回程连接223与gNB 222直接通信。在一些配置中,下一代RAN(NG-RAN)220可以具有一个或多个gNB 222,而其他配置包括ng-eNB 224和gNB 222两者中的一者或多者。gNB 222或ng-eNB 224中的任一者(或这两者)可以与一个或多个UE 204(例如,本文描述的UE中的任何一者)通信。
另一可选方面可以包括位置服务器230,该位置服务器可以与5GC 210进行通信以便为UE 204提供位置辅助。位置服务器230可以被实现为多个单独的服务器(例如,物理上单独的服务器、单个服务器上的不同软件模块、跨多个物理服务器分布的不同软件模块等),或者另选地可各自对应于单个服务器。位置服务器230可以被配置为支持针对可经由核心网络5GC 210和/或经由互联网(未例示)连接到位置服务器230的UE 204的一个或多个位置服务。此外,位置服务器230可以集成到核心网络的组件中,或另选地可以在核心网络外部(例如,第三方服务器,诸如原始装备制造商(OEM)服务器或服务服务器)。
图2B例示了另一示例无线网络结构250。5GC 260(其可以对应于图2A中的5GC210)可以在功能上被视为由接入和移动性管理功能(AMF)264提供的控制平面功能,以及由用户平面功能(UPF)262提供的用户平面功能,它们协同操作以形成核心网络(即,5GC260)。AMF 264的功能包括:注册管理、连接管理、可达性管理、移动性管理、合法侦听、一个或多个UE 204(例如,本文描述的任何UE)与会话管理功能(SMF)266之间的会话管理(SM)消息的传送、用于路由SM消息的透明代理服务、接入认证和接入授权、UE 204和短消息服务功能(SMSF)(未示出)之间的短消息服务(SMS)消息的传送、以及安全锚定功能性(SEAF)。AMF264还与认证服务器功能(AUSF)(未示出)和UE 204交互,并且接收作为UE 204认证过程的结果而建立的中间密钥。在基于UMTS(通用移动电信系统)订户身份模块(USIM)的认证的情况下,AMF 264从AUSF提取安全材料。AMF 264的功能还包括安全上下文管理(SCM)。SCM从SEAF接收密钥,其使用该密钥来导出接入网络特定的密钥。AMF 264的功能性还包括用于监管服务的位置服务管理、用于UE 204与位置管理功能(LMF)270(其充当位置服务器230)之间的位置服务消息的传送、用于NG-RAN 220和LMF 270之间的位置服务消息的传送、用于与EPS互操作的演进分组系统(EPS)承载标识符分配、以及UE 204移动性事件通知。此外,AMF264还支持用于非3GPP(第三代合作伙伴计划)接入网络的功能性。
UPF 262的功能包括:充当用于RAT内/RAT间移动性的锚点(当适用时),充当到数据网络(未示出)的互连的外部协议数据单元(PDU)会话点,提供分组路由和转发、分组检查、用户平面策略规则实施(例如,选通、重定向、业务导向)、合法侦听(用户平面收集)、业务使用报告、用户平面的服务质量(QoS)处理(例如,上行链路/下行链路速率实施、下行链路中的反射QoS标记)、上行链路业务验证(服务数据流(SDF)到QoS流映射)、上行链路和下行链路中的传输级分组标记、下行链路分组缓冲和下行链路数据通知触发,以及向源RAN节点发送和转发一个或多个“结束标记”。UPF 262还可以支持在用户平面上在UE 204与位置服务器(诸如SLP 272)之间传送位置服务消息。
SMF 266的功能包括会话管理、UE互联网协议(IP)地址分配和管理、用户平面功能的选择和控制、在UPF 262处用于将业务路由到正确目的地的业务导向配置、对策略实施和QoS的部分控制以及下行链路数据通知。SMF 266与AMF 264进行通信所使用的接口被称为N11接口。
另一可选的方面可包括LMF 270,该LMF可与5GC 260处于通信以为UE 204提供位置辅助。LMF 270可被实现为多个单独的服务器(例如,物理上单独的服务器、单个服务器上的不同软件模块、跨多个物理服务器分布的不同软件模块等),或者另选地可各自对应于单个服务器。LMF 270可以被配置为支持UE 204的一个或多个位置服务,该UE可以经由核心网络5GC 260和/或经由互联网(未例示)连接到LMF 270。SLP 272可支持与LMF 270类似的功能,但是LMF 270可在控制平面上(例如,使用旨在传达信令消息而非语音或数据的接口和协议)与AMF 264、NG-RAN 220、以及UE 204进行通信,SLP 272可在用户平面上(例如,使用旨在携带语音和/或数据的协议,如传输控制协议(TCP)和/或IP)与UE 204和外部客户端(例如,第三方服务器274)进行通信。
又一可选方面可包括第三方服务器274,其可与LMF 270、SLP 272、5GC 260(例如,经由AMF 264和/或UPF 262)、NG-RAN 220和/或UE 204通信以获得UE 204的位置信息(例如,位置估计)。因此,在一些情况下,第三方服务器274可被称为位置服务(LCS)客户端或外部客户端。第三方服务器274可被实现为多个单独的服务器(例如,物理上单独的服务器、单个服务器上的不同软件模块、跨多个物理服务器分布的不同软件模块等等),或者另选地可各自对应于单个服务器。
用户平面接口263和控制平面接口265将5GC 260,并且具体地将UPF 262和AMF264分别连接到NG-RAN 220中的一个或多个gNB 222和/或ng-eNB 224。gNB 222和/或ng-eNB 224与AMF 264之间的接口被称为“N2”接口,而gNB 222和/或ng-eNB 224与UPF 262之间的接口被称为“N3”接口。NG-RAN 220的gNB 222和/或ng-eNB 224可以经由被称为“Xn-C”接口的回程连接223彼此直接通信。gNB 222和/或ng-eNB 224中的一者或多者可以通过被称为“Uu”接口的无线接口与一个或多个UE 204进行通信。
gNB 222的功能性在gNB中央单元(gNB-CU)226、一个或多个gNB分布式单元(gNB-DU)228与一个或多个gNB无线电单元(gNB-RU)229之间划分。gNB-CU 226是逻辑节点,其包括除了专门分配给gNB-DU 228的那些功能以外的、传送用户数据、移动性控制、无线电接入网络共享、定位、会话管理等等的基站功能。更具体而言,gNB-CU 226一般托管gNB 222的无线电资源控制(RRC)、服务数据适配协议(SDAP)和分组数据汇聚协议(PDCP)协议。gNB-DU228是一般托管gNB 222的无线电链路控制(RLC)和介质访问控制(MAC)层的逻辑节点。其操作由gNB-CU 226控制。一个gNB-DU 228可以支持一个或多个小区,并且一个小区仅由一个gNB-DU 228支持。gNB-CU 226和一个或多个gNB-DU 228之间的接口232被称为“F1”接口。gNB 222的物理(PHY)层功能性通常由一个或多个独立gNB-RU 229托管,该一个或多个独立gNB-RU执行诸如功率放大和信号传输/接收之类的功能。gNB-DU 228和gNB-RU 229之间的接口称为“Fx”接口。因此,UE 204经由RRC、SDAP和PDCP层与gNB-CU 226通信,经由RLC和MAC层与gNB-DU 228通信,并经由PHY层与gNB-RU 229通信。
图3A、图3B和图3C例示了可被并入UE 302(其可对应于本文所述的任何UE)、基站304(其可对应于本文所述的任何基站)和网络实体306(其可对应于或体现本文所述的任何网络功能,包括位置服务器230和LMF 270,或另选地可独立于图2A和图2B中描绘的NG-RAN220和/或5GC 210/260基础设施,诸如专用网络)中的若干示例组件(由对应的框来表示)以支持如本文所述的操作。将理解,这些组件可以在不同类型的装置中以不同的具体实施来实现(例如,在ASIC中、在片上系统(SoC)中等)。所例示的组件还可以被并入通信系统中的其他装置中。例如,系统中的其他装置可以包括与被描述为提供类似功能性的那些组件类似的组件。此外,给定装置可包含这些组件中的一个或多个组件。例如,装置可以包括多个收发器组件,这些收发器组件使得装置能够在多个载波上操作和/或经由不同的技术进行通信。
UE 302和基站304各自分别包括一个或多个无线广域网(WWAN)收发器310和350,这些无线广域网(WWAN)收发器提供用于经由诸如NR网络、LTE网络、GSM网络等的一个或多个无线通信网络(未示出)进行通信的部件(例如,用于传输的部件、用于接收的部件、用于测量的部件、用于调谐的部件、用于阻止传输的部件等)。WWAN收发器310和350可各自分别连接到一个或多个天线316和356,以用于在感兴趣无线通信介质(例如,特定频谱中的某个时间/频率资源集)上经由至少一个指定的RAT(例如,NR、LTE、GSM等)与其他网络节点(诸如其他UE、接入点、基站(例如,eNB、gNB)等)进行通信。WWAN收发器310和350可以不同方式被配置用于根据指定的RAT分别对信号318和358(例如,消息、指示、信息等)进行传输和编码,以及相反地分别对信号318和358(例如,消息、指示、信息、导频等)进行接收和解码。具体而言,WWAN收发器310和350分别包括:分别用于传输和编码信号318和358的一个或多个发射器314和354,以及分别用于接收和解码信号318和358一个或多个接收器312和352。
至少在一些情况下,UE 302和基站304各自还分别包括一个或多个短距离无线收发器320和360。短距离无线收发器320和360可分别连接到一个或多个天线326和366,并且提供用于在感兴趣无线通信介质上经由至少一个指定的RAT(例如,WiFi、LTE-D、PC5、专用短距离通信(DSRC)、用于车辆环境的无线接入(WAVE)、近场通信(NFC)等)与其他网络节点(诸如其他UE、接入点、基站等)进行通信的部件(例如,用于传输的部件、用于接收的部件、用于测量的部件、用于调谐的部件、用于阻止传输的部件等)。短距离无线收发器320和360可以不同方式被配置用于根据指定的RAT分别对信号328和368(例如,消息、指示、信息等)进行传输和编码,以及相反地分别对信号328和368(例如,消息、指示、信息、导频等)进行接收和解码。具体而言,短距离无线收发器320和360分别包括:分别用于传输和编码信号328和368的一个或多个发射器324和364,以及分别用于接收和解码信号328和368的一个或多个接收器322和362。作为具体示例,短距离无线收发器320和360可以是WiFi收发器、/>收发器、/>和/或/>收发器、NFC收发器或交通工具到交通工具(V2V)和/或车联网(V2X)收发器。
至少在一些情况下,UE 302和基站304还包括卫星信号接收器330和370。卫星信号接收器330和370可分别连接到一个或多个天线336和376,并且可提供用于分别接收和/或测量卫星定位/通信信号338和378的部件。在卫星信号接收器330和370是卫星定位系统接收器的情况下,卫星定位/通信信号338和378可以是全球定位系统(GPS)信号、全球导航卫星系统(GLONASS)信号、伽利略信号、北斗信号、印度区域导航卫星系统(NAVIC)、准天顶卫星系统(QZSS)等。在卫星信号接收器330和370是非地面网络(NTN)接收器的情况下,卫星定位/通信信号338和378可以是源自5G网络的通信信号(例如,携带控制和/或用户数据)。卫星信号接收器330和370可包括分别用于接收和处理卫星定位/通信信号338和378的任何合适的硬件和/或软件。卫星信号接收器330和370可向其他系统请求适当的信息和操作,并且至少在一些情况下,使用由任何合适的卫星定位系统算法获得的测量来执行计算以分别确定UE 302和基站304的位置。
基站304和网络实体306各自分别包括一个或多个网络收发器380和390,这些网络收发器提供用于与其他网络实体(例如,其他基站304、其他网络实体306)进行通信的部件(例如,用于传输的部件、用于接收的部件等)。例如,基站304可采用一个或多个网络收发器380以通过一个或多个有线或无线回程链路与其他基站304或网络实体306进行通信。作为另一示例,网络实体306可采用一个或多个网络收发器390以通过一个或多个有线或无线回程链路与一个或多个基站304进行通信,或者通过一个或多个有线或无线核心网络接口与其他网络实体306进行通信。
收发器可被配置为在有线或无线链路上进行通信。收发器(无论是有线收发器还是无线收发器)包括发射器电路(例如,发射器314、324、354、364)和接收器电路(例如,接收器312、322、352、362)。在一些具体实施中,收发器可以是集成设备(例如,在单个设备中实现发射器电路和接收器电路),在一些具体实施中可以包括单独的发射器电路和单独的接收器电路,或者在其他具体实施中可以以其他方式实现。有线收发器(例如,在一些具体实施中的网络收发器380和390)的发射器电路和接收器电路可耦合到一个或多个有线网络接口端口。无线发射器电路(例如,发射器314、324、354、364)可包括或耦合到多个天线(例如,天线316、326、356、366),诸如天线阵列,其允许相应的装置(例如,UE 302、基站304)执行传输“波束成形”,如本文所描述的。类似地,无线接收器电路(例如,接收器312、322、352、362)可包括或耦合到多个天线(例如,天线316、326、356、366),诸如天线阵列,其允许相应的装置(例如,UE 302、基站304)执行接收波束成形,如本文所描述的。在一方面,发射器电路和接收器电路可以共享相同的多个天线(例如,天线316、326、356、366),使得相应的装置可以在给定时间仅进行接收或仅进行传输,而不是在同一时间进行接收和传输。无线收发器(例如,WWAN收发器310和350、短距离无线收发器320和360)还可包括用于执行各种测量的网络监听模块(NLM)等。
如本文所用,各种无线收发器(例如,在一些具体实施中的收发器310、320、350和360,以及网络收发器380和390)和有线收发器(例如,在一些具体实施中的网络收发器380和390)通常可被表征为“收发器”、“至少一个收发器”或“一个或多个收发器”。因此,可以从所执行的通信类型推断出特定收发器是有线收发器还是无线收发器。例如,网络设备或服务器之间的回程通信通常涉及经由有线收发器的信令,而UE(例如,UE 302)与基站(例如,基站304)之间的无线通信通常涉及经由无线收发器的信令。
UE 302、基站304和网络实体306还包括可结合本文所公开的操作使用的其他组件。UE 302、基站304和网络实体306分别包括一个或多个处理器332、384和394,用于提供与例如无线通信有关的功能性,以及用于提供其他处理功能性。因此,处理器332、384和394可提供用于处理的部件,诸如用于确定的部件、用于计算的部件、用于接收的部件、用于传输的部件、用于指示的部件等。在一方面,处理器332、384和394可包括例如一个或多个通用处理器、多核处理器、中央处理单元(CPU)、ASIC、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、其他可编程逻辑设备或处理电路、或它们的各种组合。
UE 302、基站304和网络实体306包括分别实现存储器340、386和396(例如,各自包括存储器设备)的存储器电路,该存储器电路用于维护信息(例如,指示预留资源、阈值、参数等的信息)。因此,存储器340、386和396可提供用于存储的部件、用于检索的部件、用于维护的部件等。在一些情况下,UE 302、基站304和网络实体306可分别包括定位组件342、388和398。定位组件342、388和398分别可以是作为处理器332、384和394的一部分或与其耦合的硬件电路,这些硬件电路在被执行时使UE 302、基站304和网络实体306执行本文中所描述的功能性。在其他方面,定位组件342、388和398可在处理器332、384和394的外部(例如,调制解调器处理系统的一部分、与另一处理系统集成等等)。另选地,定位组件342、388和398分别可以是存储在存储器340、386和396中的存储器模块,这些存储器模块在由处理器332、384和394(或调制解调器处理系统、另一处理系统等)执行时使UE 302、基站304和网络实体306执行本文中所描述的功能性。图3A例示了定位组件342的可能位置,该定位组件可以是例如一个或多个WWAN收发器310、存储器340、一个或多个处理器332或它们的任何组合的一部分,或者可以是独立组件。图3B例示了定位组件388的可能位置,该定位组件可以是例如一个或多个WWAN收发器350、存储器386、一个或多个处理器384或它们的任何组合的一部分,或者可以是独立组件。图3C例示了定位组件398的可能位置,该定位组件可以是例如一个或多个网络收发器390、存储器396、一个或多个处理器394或它们的任何组合的一部分,或者可以是独立组件。
UE 302可包括耦合到一个或多个处理器332的一个或多个传感器344,以提供用于感测或检测与从由一个或多个WWAN收发器310、一个或多个短距离无线收发器320和/或卫星信号接收器330接收的信号导出的运动数据无关的移动和/或定向信息的部件。作为示例,传感器344可包括加速度计(例如,微机电系统(MEMS)设备)、陀螺仪、地磁传感器(例如,罗盘)、测高仪(例如,气压测高仪)和/或任何其他类型的移动检测传感器。此外,传感器344可包括多个不同类型的设备并且将它们的输出进行组合以便提供运动信息。例如,传感器344可以使用多轴加速度计和定向传感器的组合,以提供在二维(2D)和/或三维(3D)坐标系中计算定位的能力。
此外,UE 302包括用户接口346,该用户接口提供用于向用户提供指示(例如,可听和/或可视指示)和/或用于接收用户输入(例如,在用户对感测设备(诸如小键盘、触摸屏、麦克风等)进行致动时)的部件。尽管未示出,但基站304和网络实体306还可包括用户接口。
更详细地参考一个或多个处理器384,在下行链路中,可以将来自网络实体306的IP分组提供给处理器384。一个或多个处理器384可以实现用于RRC层、分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层和介质访问控制(MAC)层的功能性。一个或多个处理器384可提供:与系统信息(例如,主信息块(MIB)、系统信息块(SIB))的广播、RRC连接控制(例如,RRC连接寻呼、RRC连接建立、RRC连接修改和RRC连接释放)、RAT间移动性以及用于UE测量报告的测量配置相关联的RRC层功能性;与报头压缩/解压缩、安全性(加密、解密、完整性保护、完整性验证)和移交支持功能相关联的PDCP层功能性;与上层PDU的传送,通过自动重传请求(ARQ)的纠错,RLC服务数据单元(SDU)的级联、分段和重组,RLC数据PDU的重新分段和RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、调度信息报告、纠错、优先级处置和逻辑信道优先级排序相关联的MAC层功能性。
发射器354和接收器352可实现与各种信号处理功能相关联的层1(L1)功能性。包括物理(PHY)层的层1可以包括:传输信道上的错误检测、传输信道的前向纠错(FEC)译码/解码、交织、速率匹配、到物理信道的映射、物理信道的调制/解调以及MIMO天线处理。发射器354基于各种调制方案(例如,二元相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交幅度调制(M-QAM))来处置到信号星座的映射。然后可以将译码和调制的码元分成并行流。然后,可以将每个流映射到正交频分复用(OFDM)子载波,在时域和/或频域中与参考信号(例如,导频)进行复用,然后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)将其组合在一起,以产生携带时域OFDM码元流的物理信道。对OFDM码元流进行空间预译码以产生多个空间流。来自信道估计器的信道估计可被用来确定译码和调制方案以及用于空间处理。可从UE 302传输的参考信号和/或信道状态反馈中导出信道估计。然后,可将每个空间流提供给一个或多个不同的天线356。发射器354可用相应的空间流来调制RF载波以用于传输。
在UE 302处,接收器312通过其相应的天线316接收信号。接收器312恢复被调制到RF载波上的信息,并将该信息提供给一个或多个处理器332。发射器314和接收器312实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。接收器312可对该信息执行空间处理,以恢复目的地是UE 302的任何空间流。如果多个空间流的目的地是UE 302,则它们可由接收器312组合成单个OFDM码元流。然后,接收器312使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDM码元流从时域转换到频域。频域信号包括针对该OFDM信号的每个子载波的单独的OFDM码元流。通过确定最有可能由基站304传输的信号星座点来恢复和解调每个子载波上的码元、以及参考信号。这些软判决可以基于由信道估计器计算的信道估计。然后,对软判决进行解码和去交织,以恢复基站304最初在物理信道上传输的数据和控制信号。然后,将数据和控制信号提供给一个或多个处理器332,这些处理器实现层3(L3)和层2(L2)功能性。
在上行链路中,一个或多个处理器332提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩和控制信号处理以恢复来自核心网络的IP分组。一个或多个处理器332还负责错误检测。
类似于结合由基站304进行的下行链路传输所描述的功能性,一个或多个处理器332提供:与系统信息(例如,MIB、SIB)获取、RRC连接和测量报告相关联的RRC层功能性;与报头压缩/解压缩和安全性(加密、解密、完整性保护、完整性验证)相关联的PDCP层功能性;与上层PDU的传送,通过ARQ的纠错,RLC SDU的级联、分段和重组,RLC数据PDU的重新分段和RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性;以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、MAC SDU到传输块(TB)上的复用、MAC SDU从TB的解复用、调度信息报告、通过混合自动重传请求(HARQ)的纠错、优先级处置和逻辑信道优先级排序相关联的MAC层功能性。
由信道估计器从由基站304传输的参考信号或反馈中导出的信道估计可由发射器314用来选择适当的译码和调制方案,并且有助于空间处理。可将由发射器314生成的空间流提供给不同的天线316。发射器314可用相应的空间流来调制RF载波以用于传输。
在基站304处以与结合UE 302处的接收器功能所描述的方式类似的方式来处理上行链路传输。接收器352通过其相应的天线356接收信号。接收器352恢复被调制到RF载波上的信息,并将该信息提供给一个或多个处理器384。
在上行链路中,一个或多个处理器384提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理以恢复来自UE 302的IP分组。可将来自一个或多个处理器384的IP分组提供给核心网络。一个或多个处理器384还负责错误检测。
为了方便,UE 302、基站304和/或网络实体306在图3A、图3B和图3C中被示为包括可根据本文描述的各种示例来配置的各种组件。然而,将理解,所例示的组件在不同设计中可具有不同功能性。特别地,图3A至图3C中的各种组件在另选的配置中是可选的,并且各个方面包括可以由于设计选择、成本、设备的使用或其他考虑而变化的配置。例如,在图3A的情况下,UE 302的特定具体实施可省略WWAN收发器310(例如,可穿戴设备或平板计算机或PC或膝上型计算机可以具有Wi-Fi和/或蓝牙能力而没有蜂窝能力),或者可省略短距离无线收发器320(例如,仅蜂窝等),或者可省略卫星信号接收器330,或者可省略传感器344,等等。在另一示例中,在图3B的情况下,基站304的特定具体实施可省略WWAN收发器350(例如,不具有蜂窝能力的Wi-Fi“热点”接入点),或者可省略短距离无线收发器360(例如,仅蜂窝等),或者可省略卫星接收器370,等等。为简洁起见,各种另选的配置的例示未在本文中提供,但对于本领域技术人员而言将是容易理解的。
UE 302、基站304和网络实体306的各种组件可分别通过数据总线334、382和392彼此可通信地耦合。在一方面,数据总线334、382和392可分别形成UE 302、基站304和网络实体306的通信接口或作为其一部分。例如,在不同的逻辑实体体现在同一设备(例如,被结合到同一基站304中的gNB和位置服务器功能性)中的情况下,数据总线334、382和392可提供它们之间的通信。
图3A、图3B和图3C的组件可以以各种方式实现。在一些具体实施中,图3A、图3B和图3C的组件可以在一个或多个电路中实现,诸如例如一个或多个处理器和/或一个或多个ASIC(其可以包括一个或多个处理器)。此处,每个电路可以使用和/或结合至少一个存储器组件,用于存储由电路用于提供该功能性的信息或可执行代码。例如,由框310至346表示的功能性中的一些或全部功能性可由UE 302的处理器和存储器组件(例如,通过执行适当的代码和/或通过处理器组件的适当配置)实现。类似地,由框350至388表示的功能性中的一些或全部功能性可由基站304的处理器和存储器组件(例如,通过执行适当的代码和/或通过处理器组件的适当配置)实现。此外,由框390至398表示的功能性中的一些或全部功能性可由网络实体306的处理器和存储器组件(例如,通过执行适当的代码和/或通过处理器组件的适当配置)实现。为了简单起见,本文将各种操作、动作和/或功能描述为“由UE”、“由基站”、“由网络实体”等执行。然而,应当理解,此类操作、动作和/或功能实际上可由UE 302、基站304、网络实体306等的具体组件或组件组合(诸如处理器332、384、394、收发器310、320、350和360、存储器340、386和396、定位组件342、388和398等)来执行。
在一些设计中,可将网络实体306实现为核心网络组件。在其他设计中,网络实体306可与网络运营商或蜂窝网络基础设施(例如,NG RAN 220和/或5GC 210/260)的操作不同。例如,网络实体306可以是专用网络的组件,其可被配置为经由基站304或独立于基站304(例如,通过诸如WiFi的非蜂窝通信链路)与UE 302通信。
NR支持多种基于蜂窝网络的定位技术,包括基于下行链路的定位方法、基于上行链路的定位方法、以及基于下行链路和上行链路的定位方法。基于下行链路的定位方法包括:LTE中的观察到达时间差(OTDOA)、NR中的下行链路到达时间差(DL-TDOA)、以及NR中的下行链路出发角(DL-AoD)。图4例示了根据本公开的各方面的各种定位方法的示例。在OTDOA或DL-TDOA定位过程中,如场景410所例示,UE测量从成对基站接收的参考信号(例如,定位参考信号(PRS))的到达时间(ToA)之间的差(被称为参考信号时间差(RSTD)或到达时间差(TDOA)测量),并且将这些差报告给定位实体。更具体地,UE在辅助数据中接收参考基站(例如,服务基站)和多个非参考基站的标识符(ID)。UE随后测量参考基站与每个非参考基站之间的RSTD。基于所涉及的基站的已知位置和RSTD测量,定位实体(例如,用于基于UE的定位的UE或用于UE辅助式定位的位置服务器)可估计UE的位置。
对于DL-AoD定位,如场景420所例示,定位实体使用来自UE的关于多个下行链路传输波束的接收信号强度测量的测量报告来确定UE与传输基站之间的角度。定位实体随后可基于所确定的角度和传输基站的已知位置来估计UE的位置。
基于上行链路的定位方法包括上行链路到达时间差(UL-TDOA)和上行链路到达角(UL-AoA)。UL-TDOA类似于DL-TDOA,但是UL-TDOA基于由UE传输给多个基站的上行链路参考信号(例如,探通参考信号(SRS))。具体而言,UE传输一个或多个上行链路参考信号,其由参考基站和多个非参考基站测量。每个基站随后向知晓所涉及的基站的位置和相对定时的定位实体(例如,位置服务器)报告参考信号的接收时间(被称为相对到达时间(RTOA))。基于参考基站的所报告的RTOA与每个非参考基站的所报告的RTOA之间的接收到接收(Rx-Rx)时间差、基站的已知位置以及它们的已知定时偏移,定位实体可使用TDOA来估计UE的位置。
对于UL-AoA定位,一个或多个基站测量在一个或多个上行链路接收波束上从UE接收到的一个或多个上行链路参考信号(例如,SRS)的接收信号强度。定位实体使用信号强度测量和接收波束的角度来确定UE与基站之间的角度。基于所确定的角度和基站的已知位置,定位实体可以随后估计UE的位置。
基于下行链路和上行链路的定位方法包括:增强型小区ID(E-CID)定位和多往返时间(RTT)定位(也被称为“多小区RTT”和“多RTT”)。在RTT过程中,第一实体(例如,基站或UE)向第二实体(例如,UE或基站)传输第一RTT相关信号(例如,PRS或SRS),第二实体将第二RTT相关信号(例如,SRS或PRS)传输回到第一实体。每个实体测量所接收的RTT相关信号的到达时间(ToA)与所传输的RTT相关信号的传输时间之间的时间差。该时间差被称为接收到传输(Rx-Tx)时间差。可进行、或可调整Rx-Tx时间差测量以仅包括所接收的信号与所传输的信号的最近时隙边界之间的时间差。两个实体随后可将其Rx-Tx时间差测量结果发送给位置服务器(例如,LMF 270),该位置服务器根据这两个Rx-Tx时间差测量结果来计算这两个实体之间的往返传播时间(即,RTT)(例如,计算为这两个Rx-Tx时间差测量结果的总和)。另选地,一个实体可将其Rx-Tx时间差测量结果发送给另一实体,该另一实体随后计算RTT。可根据RTT和已知信号速度(例如,光速)来确定这两个实体之间的差距。对于多RTT定位,如场景430所例示,第一实体(例如,UE或基站)与多个第二实体(例如,多个基站或UE)执行RTT定位过程,以使得能够基于到第二实体的差距和第二实体的已知位置来确定(例如,使用多边测量)第一实体的位置。RTT和多RTT方法可与其他定位技术(诸如,UL-AoA和DL-AoD)组合以提高位置准确性,如场景440所例示。
E-CID定位方法基于无线电资源管理(RRM)测量。在E-CID中,UE报告服务小区ID、定时提前(TA)、以及所检测到的相邻基站的标识符、估计定时和信号强度。随后,基于该信息和基站的已知位置来估计UE的位置。
为了辅助定位操作,位置服务器(例如,位置服务器230、LMF 270、SLP 272)可向UE提供辅助数据。例如,辅助数据可包括:从其测量参考信号的基站(或基站的小区/TRP)的标识符、参考信号配置参数(例如,包括PRS的连续时隙的数量、包括PRS的连续时隙的周期性、静默序列、跳频序列、参考信号标识符、参考信号带宽等)、和/或适用于特定定位方法的其他参数。另选地,辅助数据可直接源自基站自身(例如,在周期性地广播的开销消息中等等)。在一些情形中,UE自身可以能够检测相邻网络节点而无需使用辅助数据。
在OTDOA或DL-TDOA定位过程的情况下,辅助数据可进一步包括预期RSTD值和相关联的不确定性、或围绕预期RSTD的搜索窗口。在一些情况下,预期RSTD的值范围可以是+/-500微秒(μs)。在一些情况下,当被用于定位测量的任何资源处于FR1中时,预期RSTD的不确定性的值范围可以是+/-32μs。在其他情况下,当被用于定位测量的所有资源处于FR2中时,预期RSTD的不确定性的值范围可以是+/-8μs。
NR支持或实现各种侧链路定位技术。图5A例示了根据本公开的各方面的仅侧链路或联合Uu和侧链路定位的各种感兴趣的场景。在场景510中,具有已知位置的至少一个对等UE可通过提供附加锚点(例如,使用侧链路RTT(SL-RTT))来改善目标UE的基于Uu的定位(例如,多小区往返时间(RTT)、下行链路到达时间差(DL-TDOA)等)。在场景520中,低端(例如,低容量或“RedCap”)目标UE可获得高级UE的帮助以使用例如与高级UE的侧链路定位和测距过程来确定其位置。与低端UE相比,高级UE可具有更多的能力,诸如更多的传感器、更快的处理器、更多的存储器、更多的天线元件、更高的传输功率能力、对附加频带的接入或它们的任何组合。在场景530中,中继UE(例如,具有已知位置)参与远程UE的定位估计,而不通过Uu接口执行上行链路定位参考信号(PRS)传输。场景540例示了多个UE的联合定位。具体地,在场景540中,通过利用来自附近UE的约束,可在非视距(NLOS)条件下联合定位具有未知定位的两个UE。
图5B例示了根据本公开的各方面的仅侧链路或联合Uu和侧链路定位的附加感兴趣的场景。在场景550中,用于公共安全(例如,由警察、消防员等使用)的UE可执行对等(P2P)定位和测距以用于公共安全和其他用途。例如,在场景550中,公共安全UE可在网络的覆盖范围之外,并且使用侧链路定位技术来确定公共安全UE之间的位置或相对差距和相对定位。类似地,场景560示出了在覆盖范围之外的多个UE,并且使用侧链路定位技术(诸如SL-RTT)来确定位置或相对差距和相对定位。
位置估计可通过其他名称来称呼,诸如定位估计、位置、定位、定位锁定、锁定等等。位置估计可以是大地式的并且包括坐标(例如,纬度、经度和可能的海拔),或者可以是市政式的并且包括街道地址、邮政地址、或某个其他口头上的位置描述。位置估计可进一步相对于某个其他已知位置来定义或以绝对项来定义(例如,使用纬度、经度和可能的海拔)。位置估计可包括预期误差或不确定性(例如,通过包括位置预期将以某个指定或默认的置信度被包含在其内的面积或体积)。
上述不同类型的定位过程可用于各种类型的无线通信系统中,诸如LTE、5G NR、Wi-Fi等,例如,NR能够支持各种侧链路测距和定位技术,这些技术是一种基于RTT的定位过程。基于侧链路的测距使得能够确定UE之间的相对差距并且任选地确定它们的绝对定位,其中至少一个所涉及的UE的绝对定位是已知的。此技术在全球导航卫星系统(GNSS)定位降级或不可用(例如,隧道、城市峡谷等)的情况下是有价值的,并且还可在GNSS可用时增强测距和定位准确性。基于侧链路的测距可使用用于会话建立的三向握手,随后交换定位参考信号(PRS),最后基于PRS传输和从对等UE的接收进行消息接发来交换测量而实现。
侧链路测距基于计算UE间往返时间(RTT)测量,如根据PRS(在LTE和NR中定义的宽带定位信号)的传输和接收时间确定的。每个UE将RTT测量连同其位置(如果已知的话)一起报告给所有其他参与UE。对于完全不知道或并不准确知道其位置的UE,RTT过程产生所涉及的UE之间的UE间距离。对于准确知道其位置的UE,该距离产生绝对定位。UE参与、PRS传输和后续RTT计算由初始三向消息接发握手(PRS请求、PRS响应和PRS确认)以及用于在接收到对等UE的PRS之后共享测量的在PRS传输之后的消息交换(后PRS消息)协调。
图6是例示根据本公开的各方面的示例侧链路测距和定位过程的示图600。该过程(或会话)从在由所涉及的对等UE广播能力信息之后的初始三向消息接发握手开始。在阶段605处,发起方UE 604-1(例如,本文所述的UE中的任何UE)向目标UE 604-2(例如,本文所述的UE中的任何其他UE)传输PRS请求(“PRSrequest”)。在阶段610处,目标UE 604-2向发起方UE 604-1传输PRS响应(“PRSresponse”)。在阶段615处,发起方UE 604-1向目标UE 604-2传输PRS确认。此时,初始三向消息接发握手完成。
在阶段620和625处,所涉及的对等UE 604向彼此传输PRS。在其上传输PRS的资源可由网络(例如,这些UE 604中的一者的服务基站)配置/分配,或者由这些UE 604在初始三向消息接发握手期间协商。发起方UE 604-1测量阶段625处的PRS的接收时间和阶段620处的PRS的传输时间之间的接收到传输(Rx-Tx)时间差。类似地,目标UE 604-2测量阶段620处的PRS的接收时间和阶段625处的PRS的传输时间之间的Rx-Tx时间差。
在阶段630和635处,UE 604交换它们相应的时间差测量。然后,每个UE 604能够基于Rx-Tx时间差测量(具体地,发起方UE 604-1的Rx-Tx时间差测量和目标UE 604-2的Rx-Tx时间差测量之间的差)来确定每个UE 604之间的RTT。然后,基于RTT测量和光速,每个UE604可估计两个UE 604之间的差距(具体地,RTT测量的一半乘以光速)。
注意,虽然图6例示了两个UE 604,但UE可与多个UE执行或尝试执行图6所例示的侧链路测距和定位过程。
作为另一示例,在Wi-Fi通信系统(例如,利用IEEE 802.11mc)中,精细定时测量(FTM)定位过程是一种通常用于室内定位的基于RTT的定位过程。图7例示了根据本公开的各方面的FTM定位过程中的示例消息交换700。图7所示的示例消息交换700是在“发起方”STA(ISTA)与“响应方”STA(RSTA)之间进行的。ISTA(或其他定位实体)可至少部分地基于在ISTA与RSTA之间传输的测距消息或帧的定时来获得或计算一个或多个RTT测量。
为了开始FTM定位过程,ISTA向RSTA传输FTM请求。RSTA可任选地以FTM确认(ACK)进行响应。FTM请求的内容在IEEE 802.11中进行描述,IEEE 802.11是公开可用的并以引用方式全文并入本文。
所测量的测距消息的交换从RSTA传输FTM帧开始。RSTA记录与传输FTM帧的指定部分(例如,前导码)的时间(称为出发时间(ToD))相对应的时间戳t1。ISTA接收FTM帧并记录与接收到FTM帧的指定部分(例如,前导码)的时间(称为到达时间(ToA))相对应的时间戳t2。响应于FTM帧的接收,ISTA传输ACK帧并记录与传输ACK帧的指定部分的时间相对应的时间戳t3。存在两种情况,ISTA以旧式重复ACK进行响应,或者以高吞吐量(HT)、甚高吞吐量(VHT)、高效率(HE)或极高吞吐量(EHT)ACK帧进行响应。RSTA接收ACK帧并记录与接收到ACK帧的指定部分的时间相对应的时间戳t4。
在某些方面,RSTA向ISTA发送包括时间戳值t1和t4的FTM报告(标记为“FTM_R”)帧。使用时间戳值t1、t2、t3和t4,ISTA可确定其自身与RSTA之间的RTT测量(例如,RTT=(t4-t1)-(t3-t2)或(t2-t1+t4-t3))。ISTA与RSTA之间的飞行时间(ToF)测量或测距测量是RTT测量的一半。
在一些情况下,FTM帧交换(FTM帧、ACK帧和任选地FTM_R帧)可重复多次(例如,n次),以获得每个RTT K(其中K从1迭代到n)的附加时间戳值(t1、t2、t3和t4)。FTM帧交换的多次重复可改善测量准确度,其中最终RTT由n个RTT的平均值来确定。
ISTA可基于RTT测量(具体地,ToF、或RTT的一半)和光速来确定其自身与RSTA之间的距离或差距。具体地,差距可被计算为d=c·RTT/2,其中d为差距并且c为光速。注意,ISTA和RSTA的时钟不需要彼此同步,因为在计算中假设由同一时钟取得的读数之间存在时间差。
注意,虽然图7将发起方和响应方都例示为STA,但其中一个可以是AP。为了确定其位置,STA可与具有已知位置的多个网络节点(例如,AP或其他STA)执行FTM定位过程(类似于场景430中的多小区RTT定位过程,或场景520中的侧链路RTT定位过程)。基于网络节点的已知位置和所确定的到网络节点的距离,STA可使用例如多点定位来确定其位置。
作为另一示例,同样在Wi-Fi通信系统(例如,利用IEEE 802.11az)中,下一代定位(NGP)定位过程是一种基于RTT的定位过程。NGP使得STA能够使用以下两种高效(HE)测距物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)格式来标识其相对于多个AP的定位:(1)HE测距空数据分组(NDP)和(2)HE基于触发的(TB)测距NDP。HE测距NDP和HE TB测距NDP是如在IEEE 802.11ax标准中定义的HE探测NDP和HE TB反馈NDP PPDU格式的相应类似物。NGP定位过程通过使用例如多信号分类(MUSIC)超分辨率方法来估计这些测距消息的ToA,然后通过使用例如三边测量来估计STA的二维定位。
图8例示了根据本公开的各方面的NGP定位过程中的示例消息交换800。图8所示的示例消息交换800是在STA与AP之间进行的,并且例示了STA与单个AP之间的测量探测阶段。STA(或其他定位实体)可至少部分地基于在STA与AP之间传输的测距消息或帧的定时来获得或计算一个或多个RTT测量。
如图8所示,STA通过传输上行链路NDP(UL NDP)帧(也称为“发起方到响应方(I2R)NDP”)并记录其传输UL NDP的时间t1(UL ToD)而开始。AP记录其接收UL NDP的时间t2(ULToA),并记录其作为响应传输下行链路NDP(DL NDP)帧(也称为“响应方到发起方(R2I)NDP”)的时间t3(DL ToD)。然后STA记录器接收DL NDP的时间t4(DL ToA)。
尽管未示出,但AP可向STA报告定时测量t2和t3,以使得STA(或其他定位实体)能够确定STA与AP之间的RTT。另选地,AP可向STA报告t2和t3之间的差。基于所确定的RTT,STA(或其他定位实体)可确定其自身与AP之间的差距或距离,如以上参考图7所讨论的。使用STA与三个或更多个AP之间的范围,加上AP的已知位置,STA可确定其位置(例如,经由多点定位)。
注意,IEEE 802.11az标准为STA提供协议支持,以向AP报告定时测量t1和t4,以使得AP能够确定STA与AP之间的RTT。时间戳t1和t4可经由发起方到响应方位置测量报告(I2RLMR)来报告。时间戳t2和t3可经由R2I LMR从AP报告给STA。进一步注意,虽然图8例示了执行NGP定位过程的STA和AP,但NGP定位过程也可在两个STA或两个AP之间执行。
测距测量(也称为定时测量,诸如FTM定位过程中的FTM帧和ACK帧的ToA和ToD测量或侧链路测距过程中的PRS)通常以突发方式收集(例如,如在FTM协议中一样)和/或随时间组合以改善测距和/或位置跟踪性能。也可根据不同时间的信道可用性在不同带宽下收集测距测量(即,可在不同带宽上传输和测量测距消息)。例如,Wi-Fi FTM帧可以160MHz、80MHz、40MHz或20MHz带宽传输,其中更宽的带宽提供更好的定时准确度。响应于FTM帧的ACK帧可以与FTM帧相同的物理层协议数据单元(PPDU)格式发送,这导致ACK帧的定时准确度与FTM帧的定时准确度相同。另选地,ACK帧可以旧式重复格式发送,这导致ACK帧的定时准确度低于FTM帧的定时准确度。
当组合在不同带宽处进行的测距测量时,可为测量指派权重以增加或减少它们对最终测量的影响。因此,需要确定每个带宽的最佳权重以优化测距性能。一些具体实施使用零权重来进行较低带宽测距测量,这导致较低带宽处的测量被丢弃。然而,这已被证明不是最佳的,并且还降低了成功测量率。其他具体实施对所有带宽使用相等的权重,但这也被证明不是最佳的,并且会降低测距准确度。
如上所述,定时测量的准确度取决于带宽。因此,对于不同的带宽,定时测量应被不同地加权。例如,对于Wi-Fi通信,在6GHz信道处存在高达320MHz的带宽,在5GHz信道处存在高达160MHz的带宽,并且在2.4GHz信道处存在高达40MHz的带宽。对于mmW通信,带宽在60GHz信道处大约为1.76GHz。对于超宽带(UWB)通信,带宽大约为500MHz。5G支持高达400MHz带宽。
定时测量的准确度还取决于信噪比(SNR)。因此,最佳权重还应考虑SNR。
定时测量的准确度还取决于空间流(例如,传输波束)的数量。IEEE 802.11az下一代定位(NGP)标准支持MIMO测距,从而提供更准确的定时估计。因此,权重还需考虑空间分集。
当测距与RF感测组合时,除了测量带宽、SNR和空间分集之外,还可了解RF信道和环境的情况。例如,RF感测可用于区分视距(LOS)路径与非视距(NLOS)路径、周围环境是光线反射畅通的还是挤满了多路径、环境是静态的还是传输设备被移动对象包围等。可通过使用从RF感测获知的内容来进一步优化权重。
运动传感器还可用于进一步增强权重的优化。当测量设备静态/静止时,定时测量更准确,而当设备(快速)运动时,定时测量不太准确。
本公开提供了具有混合带宽的测距测量的加权平均值(或均值)。更具体地,本公开提供了一组权重来优化在不同带宽处进行的测量的测距准确度。所提出的权重不仅考虑测距消息(例如,FTM帧)的带宽,还考虑响应的PPDU类型(例如,ACK帧)。与为较低带宽测量指派零权重或为所有带宽指派相等权重相比,所提出的权重提供了性能增益。
如上所述,RTT测量被计算为(t2-t1+t4-t3),并且距离测量R=(t2-t1+t4-t3)/2,其中t1和t3为ToD测量并且t2和t4为ToA测量。R的方差 其中/>和/>为时间戳t2和t4中的误差的方差。这假设时间戳t1和t3不具有误差,这通常为真,因为ToD是确定性的。
作为一个示例,假设在20MHz、40MHz、80MHz和160MHz的带宽处存在RTT测量。这些测量可能已利用HT、VHT、HE或EHT ACK或旧式重复ACK来执行。这些测量可表示为Ri,其中i=1,2,...N,各自具有其假设的误差标准偏差σRi。加权平均值中的最佳权重因子αi应是逆相对误差方差。根据上述内容,这些测量的加权平均值如下:
下表列出不同带宽和不同类型的ACK的权重因子。权重因子是基于上述方程来确定的。
表1
上述权重仅仅是如何单独针对带宽来优化权重的示例。尽管表1中的示例覆盖高达160MHz的带宽,但该设计可扩展到其他带宽,诸如在6GHz信道处高达320MHz的Wi-Fi带宽、在5GHz信道处高达160MHz的Wi-Fi带宽、在2.4GHz信道处高达40MHz的Wi-Fi带宽、在60GHz信道处1.76GHz的mmW带宽、500MHz的UWB带宽以及高达400MHz的5G带宽。
如上所述,权重优化还应考虑SNR、空间分集、RF感测结果和运动状态。例如,参考SNR,较高的SNR(例如,高于某个SNR阈值)应具有较高的权重。参考空间分集,较高的空间分集(例如,高于某个阈值)应具有较高的权重。参考RF感测结果,LOS路径的测距测量应具有比NLOS路径的测距测量更高的权重,在具有光反射的畅通环境中的测距测量应具有比在具有大量多路径的拥挤环境中的测距测量更高的权重,在静态环境中进行的测距测量应具有比当设备被移动对象包围时进行的测距测量的权重更高的权重等。参考运动状态(从运动传感器确定),当设备静态/静止时,测距测量应具有较高的权重,而当设备快速运动时(例如,高于某个阈值速度、加速度等),测距测量应具有较低的权重。运动量可基于加速度、速度和旋转来量化。
加权方案可由发起方和/或响应方来实现。例如,对于Wi-Fi,加权方案可由ISTA或RSTA来实现,因为IEEE 802.11az协议使得ISTA和RSTA都能够收集所有时间戳来估计范围,如图7和图8所示。对于蜂窝(例如,LTE、5G),加权方案可由UE(例如,或侧链路定位会话中的两个UE)、基站、或位置服务器(例如,LMF 270)来实现。
图9例示了根据本公开的各方面的示例定位方法900。在一方面,方法900可由定位实体(例如,UE(包括ISTA或RSTA)、基站、位置服务器或其他网络实体)来执行。
在910处,定位实体从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于RTT的定位过程获得多对定时测量,该多对定时测量是基于在多个带宽上在发起方无线设备与响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的。在一方面,在定位实体为UE的情况下,操作910可由一个或多个WWAN收发器310、一个或多个短距离无线收发器320、一个或多个处理器332、存储器340和/或定位组件342来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为基站的情况下,操作910可由一个或多个WWAN收发器350、一个或多个短距离无线收发器360、一个或多个网络收发器380、一个或多个处理器384、存储器386和/或定位组件388来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为位置服务器或其他网络实体的情况下,操作910可由一个或多个网络收发器390、一个或多个处理器394、存储器396和/或定位组件398来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。
在920处,定位实体基于该多对定时测量确定多个距离测量,该多个距离测量中的每个距离测量基于该多对定时测量中的一对定时测量。在一方面,在定位实体为UE的情况下,操作920可由一个或多个WWAN收发器310、一个或多个短距离无线收发器320、一个或多个处理器332、存储器340和/或定位组件342来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为基站的情况下,操作920可由一个或多个WWAN收发器350、一个或多个短距离无线收发器360、一个或多个网络收发器380、一个或多个处理器384、存储器386和/或定位组件388来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为位置服务器或其他网络实体的情况下,操作920可由一个或多个网络收发器390、一个或多个处理器394、存储器396和/或定位组件398来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。
在930处,定位实体至少基于用于确定该多个距离测量中的每个距离测量的该多对定时测量中的一对定时测量的该多个带宽中的一个带宽来确定该距离测量的权重。在一方面,在定位实体为UE的情况下,操作930可由一个或多个WWAN收发器310、一个或多个短距离无线收发器320、一个或多个处理器332、存储器340和/或定位组件342来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为基站的情况下,操作930可由一个或多个WWAN收发器350、一个或多个短距离无线收发器360、一个或多个网络收发器380、一个或多个处理器384、存储器386和/或定位组件388来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为位置服务器或其他网络实体的情况下,操作930可由一个或多个网络收发器390、一个或多个处理器394、存储器396和/或定位组件398来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。
在940处,定位实体至少基于该多个距离测量和该多个距离测量的权重来确定该多个距离测量的加权平均值。在一方面,在定位实体为UE的情况下,操作940可由一个或多个WWAN收发器310、一个或多个短距离无线收发器320、一个或多个处理器332、存储器340和/或定位组件342来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为基站的情况下,操作940可由一个或多个WWAN收发器350、一个或多个短距离无线收发器360、一个或多个网络收发器380、一个或多个处理器384、存储器386和/或定位组件388来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。在一方面,在定位实体为位置服务器或其他网络实体的情况下,操作940可由一个或多个网络收发器390、一个或多个处理器394、存储器396和/或定位组件398来执行,这些组件中的任一者或全部可被认为是用于执行该操作的部件。
如将理解的,方法900的技术优点是由于基于带宽的测距测量的改进的加权而改进的定位性能。
在上文的详细描述中,可以看出,不同的特征在各示例中被分组在一起。这种公开方式不应被理解为示例条款具有比每个条款中明确提及的特征更多的特征的意图。相反,本公开的各个方面可以包括少于所公开的单独示例条款的所有特征。因此,以下条款应当据此被视为包含在说明书中,其中,每个条款可以单独地作为分开的示例。尽管每个从属条款可以在条款中指代与其他条款中的一个条款的特定组合,但是该从属条款的方面不限于该特定组合。应当理解,其他示例条款还可以包括从属条款方面与任何其他从属条款或独立条款的主题的组合、或者任何特征与其他从属和独立条款的组合。本文所公开的各个方面明确包括这些组合,除非显式地表达或可以容易地推断出并不旨在特定的组合(例如,矛盾的方面,诸如将元件定义为电绝缘体和电导体两者)。此外,还预期条款的各方面可以被包括在任何其他独立条款中,即使该条款不直接依赖于独立条款。
在以下经编号条款中描述了具体实施示例:
条款1.一种由定位实体执行的定位方法,所述方法包括:从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;基于所述多对定时测量确定多个距离测量,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重;以及至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值。
条款2.根据条款1所述的方法,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的函数。
条款3.根据条款1至2中任一项所述的方法,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的方差的逆。
条款4.根据条款1至3中任一项所述的方法,其中所述多个距离测量的所述加权平均值被计算为:
其中为所述加权平均值,N为所述多个距离测量的数量,Ri为所述多个距离测量中的一个距离测量,/>为所述距离测量Ri的误差的方差,并且αi为所述距离测量Ri的权重。
条款5.根据条款1至4中任一项所述的方法,其中还基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述一对定时测量的响应消息的类型来确定所述距离测量的所述权重。
条款6.根据条款5所述的方法,其中响应消息的所述类型为确认。
条款7.根据条款6所述的方法,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款8.根据条款1至7中任一项所述的方法,其中所述多个带宽包括:在6千兆赫(GHz)信道处高达320兆赫(MHz)的Wi-Fi带宽、在5GHz信道处高达160MHz的Wi-Fi带宽、在2.4GHz信道处高达40MHz的Wi-Fi带宽、在60GHz信道处1.76GHz的毫米波(mmW)带宽、500MHz的超宽带(UWB)带宽、高达400MHz的第五代(5G)新无线电(NR)带宽、或者它们的任何组合。
条款9.根据条款1至8中任一项所述的方法,其中:所述多对定时测量为多对到达时间(ToA)测量,所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第一ToA测量由所述发起方无线设备测量,并且所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第二ToA测量由所述响应方无线设备测量。
条款10.根据条款1至9中任一项所述的方法,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为精细定时测量(FTM)帧,并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为所述FTM帧的确认。
条款11.根据条款10所述的方法,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款12.根据条款1至9中任一项所述的方法,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为发起方到响应方(I2R)空数据分组(NDP),并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为响应方到发起方(R2I)NDP。
条款13.根据条款1至12中任一项所述的方法,其中还基于以下项确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重:与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的信噪比(SNR)、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的空间分集、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的射频(RF)感测环境、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的运动状态、或者它们的任何组合。
条款14.根据条款13所述的方法,其中所述RF感测环境指示:用于确定所述距离测量的所述一对定时测量是视距(LOS)定时测量还是非视距(NLOS)定时测量、周围环境是畅通的还是挤满了多路径、所述周围环境是静态的还是包括移动对象、或者它们的任何组合。
条款15.根据条款13至14中任一项所述的方法,其中所述运动状态为静止或运动中的一种。
条款16.根据条款1至15中任一项所述的方法,其中所述定位实体为:所述发起方无线设备、所述响应方无线设备、基站、或位置服务器。
条款17.根据条款1至16中任一项所述的方法,其中:所述定位实体为所述发起方无线设备或所述响应方无线设备,并且获得所述多对定时测量包括:测量所述多对定时测量中的每对定时测量中的第一定时测量;以及接收所述多对定时测量中的每对定时测量中的第二定时测量。
条款18.根据条款1至17中任一项所述的方法,其中:所述定位实体为位置服务器或基站,并且获得所述多对定时测量包括从所述发起方无线设备、所述响应方无线设备或两者接收所述多对定时测量。
条款19.根据条款1至18中任一项所述的方法,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备,并且所述基于RTT的定位过程为802.11mc精细定时测量(FTM)定位过程、IEEE 802.11az下一代定位(NGP)过程或侧链路测距定位过程。
条款20.根据条款1至18中任一项所述的方法,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备和基站,并且所述基于RTT的定位过程为基于下行链路和上行链路的RTT定位过程。
条款21.根据条款1至20中任一项所述的方法,所述方法还包括:基于所述多个距离测量的所述加权平均值确定所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间的差距。
条款22.一种定位实体,包括:存储器;至少一个收发器;和至少一个处理器,所述至少一个处理器通信地耦合到所述存储器和所述至少一个收发器,所述至少一个处理器被配置为:从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;基于所述多对定时测量确定多个距离测量,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重;以及至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值。
条款23.根据条款22所述的定位实体,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的函数。
条款24.根据条款22至23中任一项所述的定位实体,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的方差的逆。
条款25.根据条款22至24中任一项所述的定位实体,其中所述多个距离测量的所述加权平均值被计算为:
其中为所述加权平均值,N为所述多个距离测量的数量,Ri为所述多个距离测量中的一个距离测量,/>为所述距离测量Ri的误差的方差,并且αi为所述距离测量Ri的权重。
条款26.根据条款22至25中任一项所述的定位实体,其中还基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述一对定时测量的响应消息的类型来确定所述距离测量的所述权重。
条款27.根据条款26所述的定位实体,其中响应消息的所述类型为确认。
条款28.根据条款27所述的定位实体,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款29.根据条款22至28中任一项所述的定位实体,其中所述多个带宽包括:在6千兆赫(GHz)信道处高达320兆赫(MHz)的Wi-Fi带宽、在5GHz信道处高达160MHz的Wi-Fi带宽、在2.4GHz信道处高达40MHz的Wi-Fi带宽、在60GHz信道处1.76GHz的毫米波(mmW)带宽、500MHz的超宽带(UWB)带宽、高达400MHz的第五代(5G)新无线电(NR)带宽、或者它们的任何组合。
条款30.根据条款22至29中任一项所述的定位实体,其中:所述多对定时测量为多对到达时间(ToA)测量,所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第一ToA测量由所述发起方无线设备测量,并且所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第二ToA测量由所述响应方无线设备测量。
条款31.根据条款22至30中任一项所述的定位实体,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为精细定时测量(FTM)帧,并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为所述FTM帧的确认。
条款32.根据条款31所述的定位实体,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款33.根据条款22至30中任一项所述的定位实体,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为发起方到响应方(I2R)空数据分组(NDP),并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为响应方到发起方(R2I)NDP。
条款34.根据条款22至33中任一项所述的定位实体,其中还基于以下项确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重:与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的信噪比(SNR)、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的空间分集、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的射频(RF)感测环境、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的运动状态、或者它们的任何组合。
条款35.根据条款34所述的定位实体,其中所述RF感测环境指示:用于确定所述距离测量的所述一对定时测量是视距(LOS)定时测量还是非视距(NLOS)定时测量、周围环境是畅通的还是挤满了多路径、所述周围环境是静态的还是包括移动对象、或者它们的任何组合。
条款36.根据条款34至35中任一项所述的定位实体,其中所述运动状态为静止或运动中的一种。
条款37.根据条款22至36中任一项所述的定位实体,其中所述定位实体为:所述发起方无线设备、所述响应方无线设备、基站、或位置服务器。
条款38.根据条款22至37中任一项所述的定位实体,其中:所述定位实体为所述发起方无线设备或所述响应方无线设备,并且被配置为获得所述多对定时测量的所述至少一个处理器包括被配置为进行以下操作的所述至少一个处理器:测量所述多对定时测量中的每对定时测量中的第一定时测量;以及经由所述至少一个收发器接收所述多对定时测量中的每对定时测量中的第二定时测量。
条款39.根据条款22至38中任一项所述的定位实体,其中:所述定位实体为位置服务器或基站,并且被配置为获得所述多对定时测量的所述至少一个处理器包括被配置为经由所述至少一个收发器从所述发起方无线设备、所述响应方无线设备或两者接收所述多对定时测量的所述至少一个处理器。
条款40.根据条款22至39中任一项所述的定位实体,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备,并且所述基于RTT的定位过程为802.11mc精细定时测量(FTM)定位过程、IEEE 802.11az下一代定位(NGP)过程或侧链路测距定位过程。
条款41.根据条款22至39中任一项所述的定位实体,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备和基站,并且所述基于RTT的定位过程为基于下行链路和上行链路的RTT定位过程。
条款42.根据条款22至41中任一项所述的定位实体,其中所述至少一个处理器还被配置为:基于所述多个距离测量的所述加权平均值确定所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间的差距。
条款43.一种定位实体,所述定位实体包括:用于从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量的部件,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;用于基于所述多对定时测量确定多个距离测量的部件,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;用于至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重的部件;和用于至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值的部件。
条款44.根据条款43所述的定位实体,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的函数。
条款45.根据条款43至44中任一项所述的定位实体,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的方差的逆。
条款46.根据条款43至45中任一项所述的定位实体,其中所述多个距离测量的所述加权平均值被计算为:
其中为所述加权平均值,N为所述多个距离测量的数量,Ri为所述多个距离测量中的一个距离测量,/>为所述距离测量Ri的误差的方差,并且αi为所述距离测量Ri的权重。
条款47.根据条款43至46中任一项所述的定位实体,其中还基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述一对定时测量的响应消息的类型来确定所述距离测量的所述权重。
条款48.根据条款47所述的定位实体,其中响应消息的所述类型为确认。
条款49.根据条款48所述的定位实体,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款50.根据条款43至49中任一项所述的定位实体,其中所述多个带宽包括:在6千兆赫(GHz)信道处高达320兆赫(MHz)的Wi-Fi带宽、在5GHz信道处高达160MHz的Wi-Fi带宽、在2.4GHz信道处高达40MHz的Wi-Fi带宽、在60GHz信道处1.76GHz的毫米波(mmW)带宽、500MHz的超宽带(UWB)带宽、高达400MHz的第五代(5G)新无线电(NR)带宽、或者它们的任何组合。
条款51.根据条款43至50中任一项所述的定位实体,其中:所述多对定时测量为多对到达时间(ToA)测量,所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第一ToA测量由所述发起方无线设备测量,并且所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第二ToA测量由所述响应方无线设备测量。
条款52.根据条款43至51中任一项所述的定位实体,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为精细定时测量(FTM)帧,并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为所述FTM帧的确认。
条款53.根据条款52所述的定位实体,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款54.根据条款43至51中任一项所述的定位实体,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为发起方到响应方(I2R)空数据分组(NDP),并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为响应方到发起方(R2I)NDP。
条款55.根据条款43至54中任一项所述的定位实体,其中还基于以下项确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重:用于与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的信噪比(SNR)、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的空间分集、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的射频(RF)感测环境、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的运动状态、或者它们的任何组合的部件。
条款56.根据条款55所述的定位实体,其中所述RF感测环境指示:用于确定所述距离测量的所述一对定时测量是视距(LOS)定时测量还是非视距(NLOS)定时测量、周围环境是畅通的还是挤满了多路径、所述周围环境是静态的还是包括移动对象、或者它们的任何组合。
条款57.根据条款55至56中任一项所述的定位实体,其中所述运动状态为静止或运动中的一种。
条款58.根据条款43至57中任一项所述的定位实体,其中所述定位实体为:所述发起方无线设备、所述响应方无线设备、基站、或位置服务器。
条款59.根据条款43至58中任一项所述的定位实体,其中:所述定位实体为所述发起方无线设备或所述响应方无线设备,并且用于获得所述多对定时测量的所述部件包括:用于测量所述多对定时测量中的每对定时测量中的第一定时测量的部件;和用于接收所述多对定时测量中的每对定时测量中的第二定时测量的部件。
条款60.根据条款43至59中任一项所述的定位实体,其中:所述定位实体为位置服务器或基站,并且用于获得所述多对定时测量的所述部件包括用于从所述发起方无线设备、所述响应方无线设备或两者接收所述多对定时测量的部件。
条款61.根据条款43至60中任一项所述的定位实体,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备,并且所述基于RTT的定位过程为802.11mc精细定时测量(FTM)定位过程、IEEE 802.11az下一代定位(NGP)过程或侧链路测距定位过程。
条款62.根据条款43至60中任一项所述的定位实体,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备和基站,并且所述基于RTT的定位过程为基于下行链路和上行链路的RTT定位过程。
条款63.根据条款43至62中任一项所述的定位实体,所述定位实体还包括:用于基于所述多个距离测量的所述加权平均值确定所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间的差距的部件。
条款64.一种存储计算机可执行指令的非暂态计算机可读介质,所述计算机可执行指令当由定位实体执行时致使所述定位实体:从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;基于所述多对定时测量确定多个距离测量,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重;以及至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值。
条款65.根据条款64所述的非暂态计算机可读介质,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的函数。
条款66.根据条款64至65中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的方差的逆。
条款67.根据条款64至66中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中所述多个距离测量的所述加权平均值被计算为:
其中为所述加权平均值,N为所述多个距离测量的数量,Ri为所述多个距离测量中的一个距离测量,/>为所述距离测量Ri的误差的方差,并且αi为所述距离测量Ri的权重。
条款68.根据条款64至67中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中还基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述一对定时测量的响应消息的类型来确定所述距离测量的所述权重。
条款69.根据条款68所述的非暂态计算机可读介质,其中响应消息的所述类型为确认。
条款70.根据条款69所述的非暂态计算机可读介质,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款71.根据条款64至70中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中所述多个带宽包括:在6千兆赫(GHz)信道处高达320兆赫(MHz)的Wi-Fi带宽、在5GHz信道处高达160MHz的Wi-Fi带宽、在2.4GHz信道处高达40MHz的Wi-Fi带宽、在60GHz信道处1.76GHz的毫米波(mmW)带宽、500MHz的超宽带(UWB)带宽、高达400MHz的第五代(5G)新无线电(NR)带宽、或者它们的任何组合。
条款72.根据条款64至71中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述多对定时测量为多对到达时间(ToA)测量,所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第一ToA测量由所述发起方无线设备测量,并且所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第二ToA测量由所述响应方无线设备测量。
条款73.根据条款64至72中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为精细定时测量(FTM)帧,并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为所述FTM帧的确认。
条款74.根据条款73所述的非暂态计算机可读介质,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
条款75.根据条款64至72中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为发起方到响应方(I2R)空数据分组(NDP),并且所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为响应方到发起方(R2I)NDP。
条款76.根据条款64至75中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中还基于以下项确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重:与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的信噪比(SNR)、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的空间分集、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的射频(RF)感测环境、与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的运动状态、或者它们的任何组合。
条款77.根据条款76所述的非暂态计算机可读介质,其中所述RF感测环境指示:用于确定所述距离测量的所述一对定时测量是视距(LOS)定时测量还是非视距(NLOS)定时测量、周围环境是畅通的还是挤满了多路径、所述周围环境是静态的还是包括移动对象、或者它们的任何组合。
条款78.根据条款76至77中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中所述运动状态为静止或运动中的一种。
条款79.根据条款64至78中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中所述定位实体为:所述发起方无线设备、所述响应方无线设备、基站、或位置服务器。
条款80.根据条款64至79中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述定位实体为所述发起方无线设备或所述响应方无线设备,并且当由所述定位实体执行时致使所述定位实体获得所述多对定时测量的所述计算机可执行指令包括当由所述定位实体执行时致使所述定位实体进行以下操作的计算机可执行指令:测量所述多对定时测量中的每对定时测量中的第一定时测量;以及接收所述多对定时测量中的每对定时测量中的第二定时测量。
条款81.根据条款64至80中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述定位实体为位置服务器或基站,并且当由所述定位实体执行时致使所述定位实体获得所述多对定时测量的所述计算机可执行指令包括当由所述定位实体执行时致使所述定位实体从所述发起方无线设备、所述响应方无线设备或两者接收所述多对定时测量的计算机可执行指令。
条款82.根据条款64至81中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备,并且所述基于RTT的定位过程为802.11mc精细定时测量(FTM)定位过程、IEEE 802.11az下一代定位(NGP)过程或侧链路测距定位过程。
条款83.根据条款64至81中任一项所述的非暂态计算机可读介质,其中:所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备和基站,并且所述基于RTT的定位过程为基于下行链路和上行链路的RTT定位过程。
条款84.根据条款64至83中任一项所述的非暂态计算机可读介质,所述非暂态计算机可读介质还包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令当由所述定位实体执行时致使所述定位实体:基于所述多个距离测量的所述加权平均值确定所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间的差距。
本领域技术人员应当理解,信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何技术和方法来表示。例如,可以在遍及上文的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或者它们的任何组合来表示。
此外,本领域技术人员应当理解,结合本文所公开的方面描述的各种例示性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地例示硬件和软件的这种可互换性,上文已经在其功能性方面大致描述了各种例示性组件、方框、模块、电路和步骤。将这种功能性实现为硬件还是软件取决于具体的应用和对整个系统提出的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实施所描述的功能性,但是此类具体实施决策不应被解释为导致背离本公开的范围。
结合本文所公开的各方面而描述的各种例示性逻辑框、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件或它们的被设计为执行本文所描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在另选方案中,处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合,例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核心的结合、或者任何其他此类配置。
结合本文公开的各方面描述的方法、序列和/或算法可以直接地体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中、或者二者的组合中。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。示例存储介质耦合到处理器,使得处理器可以从存储介质读取信息,并且向存储介质写入信息。在另选方案中,存储介质可与处理器成一整体。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端(例如,UE)中。在另选方案中,处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例方面,所述功能可以以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实现。如果以软件实施,则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或者通过计算机可读介质传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,该通信介质包括促进计算机程序从一个地方到另一个地方的传送的任何介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。示例性地而非限制性地,此类计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储设备、或者可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望程序代码并且可由计算机访问的任何其他介质。而且,任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其他远程源传输的,则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术被包括在介质的定义内。如本文所用的磁盘和光盘包括:压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常以磁性方式再现数据,而光盘以光学方式利用激光来再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
虽然前面的公开示出本公开的例示性方面,但是应当注意的是,在不脱离如由所附的权利要求所定义的本公开的范围的情况下,可以在本文中进行各种改变和修改。此外,根据本文描述的本公开的各方面的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需要以任何特定次序来执行。此外,尽管本公开的元素可能是以单数来描述或主张权利的,但是也设想了复数形式,除非明确声明了限定于单数。
Claims (30)
1.一种由定位实体执行的定位方法,所述方法包括:
从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;
基于所述多对定时测量确定多个距离测量,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;
至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重;以及
至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的函数。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的方差的逆。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述多个距离测量的所述加权平均值被计算为:
其中为所述加权平均值,N为所述多个距离测量的数量,Ri为所述多个距离测量中的一个距离测量,/>为所述距离测量Ri的误差的方差,并且αi为所述距离测量Ri的权重。
5.根据权利要求1所述的方法,其中还基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述一对定时测量的响应消息的类型来确定所述距离测量的所述权重。
6.根据权利要求5所述的方法,其中响应消息的所述类型为确认。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述多个带宽包括:
在6千兆赫(GHz)信道处高达320兆赫(MHz)的Wi-Fi带宽,在5GHz信道处高达160MHz的Wi-Fi带宽,
在2.4GHz信道处高达40MHz的Wi-Fi带宽,
在60GHz信道处1.76GHz的毫米波(mmW)带宽,
500MHz的超宽带(UWB)带宽,
高达400MHz的第五代(5G)新无线电(NR)带宽,或者
它们的任何组合。
9.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述多对定时测量为多对到达时间(ToA)测量,
所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第一ToA测量由所述发起方无线设备测量,并且
所述多对ToA测量中的每对ToA测量中的第二ToA测量由所述响应方无线设备测量。
10.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为精细定时测量(FTM)帧,并且
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为所述FTM帧的确认。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述确认是旧式重复确认、高吞吐量(HT)确认、甚高吞吐量(VHT)确认、高效率(HE)确认或极高吞吐量(EHT)确认。
12.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为发起方到响应方(I2R)空数据分组(NDP),并且
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为响应方到发起方(R2I)NDP。
13.根据权利要求1所述的方法,其中还基于以下项确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重:
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的信噪比(SNR),
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的空间分集,
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的射频(RF)感测环境,
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的运动状态,或者
它们的任何组合。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述RF感测环境指示:
用于确定所述距离测量的所述一对定时测量是视距(LOS)定时测量还是非视距(NLOS)定时测量,
周围环境是畅通的还是挤满了多路径,
所述周围环境是静态的还是包括移动对象,或者
它们的任何组合。
15.根据权利要求13所述的方法,其中所述运动状态为静止或运动中的一种。
16.根据权利要求1所述的方法,其中所述定位实体为:
所述发起方无线设备,
所述响应方无线设备,
基站,或者
位置服务器。
17.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述定位实体为所述发起方无线设备或所述响应方无线设备,并且
获得所述多对定时测量包括:
测量所述多对定时测量中的每对定时测量中的第一定时测量;以及
接收所述多对定时测量中的每对定时测量中的第二定时测量。
18.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述定位实体为位置服务器或基站,并且
获得所述多对定时测量包括从所述发起方无线设备、所述响应方无线设备或两者接收所述多对定时测量。
19.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备,并且所述基于RTT的定位过程为802.11mc精细定时测量(FTM)定位过程、IEEE 802.11az下一代定位(NGP)过程或侧链路测距定位过程。
20.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述发起方无线设备和所述响应方无线设备为用户装备和基站,并且
所述基于RTT的定位过程为基于下行链路和上行链路的RTT定位过程。
21.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括:
基于所述多个距离测量的所述加权平均值确定所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间的差距。
22.一种定位实体,包括:
存储器;
至少一个收发器;和
至少一个处理器,所述至少一个处理器通信地耦合到所述存储器和所述至少一个收发器,所述至少一个处理器被配置为:
从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;
基于所述多对定时测量确定多个距离测量,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;
至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重;以及
至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值。
23.根据权利要求22所述的定位实体,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的函数。
24.根据权利要求22所述的定位实体,其中所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重是用于确定所述距离测量的所述一对定时测量中的每个定时测量的误差的方差的逆。
25.根据权利要求22所述的定位实体,其中所述多个距离测量的所述加权平均值被计算为:
其中为所述加权平均值,N为所述多个距离测量的数量,Ri为所述多个距离测量中的一个距离测量,/>为所述距离测量Ri的误差的方差,并且αi为所述距离测量Ri的权重。
26.根据权利要求22所述的定位实体,其中:
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为精细定时测量(FTM)帧,并且
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为所述FTM帧的确认。
27.根据权利要求22所述的定位实体,其中:
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第一测距消息为发起方到响应方(I2R)空数据分组(NDP),并且
所述多对测距消息中的每对测距消息中的第二测距消息为响应方到发起方(R2I)NDP。
28.根据权利要求22所述的定位实体,其中还基于以下项确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述权重:
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的信噪比(SNR),
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的空间分集,
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的射频(RF)感测环境,
与用于确定所述距离测量的所述一对定时测量相关联的运动状态,或者
它们的任何组合。
29.一种定位实体,包括:
用于从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量的部件,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;
用于基于所述多对定时测量确定多个距离测量的部件,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;
用于至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重的部件;和
用于至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值的部件。
30.一种存储计算机可执行指令的非暂态计算机可读介质,所述计算机可执行指令当由定位实体执行时致使所述定位实体:
从发起方无线设备与响应方无线设备之间的基于往返时间(RTT)的定位过程获得多对定时测量,所述多对定时测量是基于在多个带宽上在所述发起方无线设备与所述响应方无线设备之间交换的多对测距消息而获得的;
基于所述多对定时测量确定多个距离测量,所述多个距离测量中的每个距离测量基于所述多对定时测量中的一对定时测量;
至少基于用于确定所述多个距离测量中的每个距离测量的所述多对定时测量中的一对定时测量的所述多个带宽中的一个带宽来确定所述距离测量的权重;以及
至少基于所述多个距离测量和所述多个距离测量的权重来确定所述多个距离测量的加权平均值。
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