TWI770793B - 用於無線通訊的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

一種無線通訊方法，包括：由裝置的處理器接收網路節點發送的參考時間；由該處理器測量來自該網路節點的下行鏈路訊息的接收時間；由該處理器根據該參考時間和該接收時間估計傳播延遲；以及由該處理器根據該傳播延遲執行時序預補償。

Description

用於無線通訊的方法及裝置
本發明係相關於行動通訊，尤指非陸地網路（Non-Terrestrial Network，NTN）通訊中與使用者設備（User Equipment，UE）和網路節點有關的時序（timing）和頻率同步。
除非另有指示，否則本部分描述的方法並非申請專利範圍的先前技術，且不因包含在本部分中而被承認是先前技術。
NTN指使用衛星或無人飛機系統（Unmanned Aircraft System，UAS）平臺上的射頻（Radio Frequency，RF）資源的網路或網路段（network segment）。NTN為UE提供存取的典型場景（scenario）包括：NTN透明有效載荷（transparent payload），其中衛星或者UAS平臺作為中繼（relay）；或者NTN再生有效載荷（regenerative payload），其中可利用搭載在衛星或者UAS平臺上的基地台（比如下一代節點B（next Generation Node B，gNB）。
在長期演進（Long-Term Evolution，LTE）或新無線電（New Radio，NR）中，引入隨機存取通道（Random Access Channel，RACH）進程來建立與我網路節點的連接，並且從網路節點獲得資源。在RACH進程的第一步中，UE可以向網路節點傳送RACH前導碼（preamble）訊號（比如訊息1（Message 1））。在NTN通信中，也引入RACH進程來建立與衛星的連接。然而，對於NTN部署來說，由於傳送距離較長，波束中可能會發生較大的差分延遲（differential delay）和殘留頻偏（residual frequency offset）。NTN通訊中的RACH進程仍有一些問題需要解決。
在衛星NTN部署中，時間和頻率同步是非常具有挑戰性的。舉例來講，對於地球同步軌道（Geosynchronous Equatorial Orbit，GEO）衛星來說，10˚高程（elevation）時，衛星到UE的延遲大約為135毫秒（ms），差分延遲為16 ms。在600 km高度時，低地球軌道（Low Earth Orbit，LEO）衛星的最大都卜勒頻移（Doppler shift）在2 GHz載波頻率上可以達到+/- 48 kHz。對於UE同步來說，特別是對於初始存取進程來說，差分延遲和都卜勒頻移的這些極值是非常具有挑戰性的。
提出的一種解決同步問題的方法是通過全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）能力將衛星位置/參考（reference）全球定位系統（Global Positioning System，GPS）時間或其他參考時間相結合。可以根據NTN網路廣播的衛星星曆表（ephemeris）導出（derive）衛星位置。基於以上資訊，UE可以計算出傳播延遲（propagation delay）和都卜勒頻移，因此可以在初始存取進程中對其進行預補償（pre-compensate）。
然而，儘管有可能將GNSS能力和衛星星曆表用於時序/頻率同步，但是仍然存在一些問題使得這些方法不可靠或者不總是可行。舉例來講，UE可能並不總是會被足夠的GNSS衛星所覆蓋以導出準確的UE位置/時間。衛星星曆表/位置可能無法準確地預測。在空對地（Air to Ground，ATG）通訊或高空平臺站（High Altitude Platform Station，HAPS）的情況下，可能不會發送基地台/傳送器的星曆表或位置。UE有時可能會在保持或能夠獲得準確GPS/參考時序的同時失去GNSS的覆蓋。對於UE可用的具有+/- 0.5 ppm精度的時鐘（+/- 1 KHz @ 2 GHz），時序漂移約0.5毫秒需要花費1000秒（約17分鐘）。GNSS/GPS停滯時間（dead time）可以通過關閉GPS接收器來節省電量。
有必要提供適當的方案來在沒有位置資訊的情況下估計都卜勒頻移和傳播延遲和進行時序/頻率補償/預補償以在NTN通訊中實現自動同步。
下述發明內容僅僅是說明性的，並不旨在以任何方式對本發明進行限制。也就是說，提供本發明內容是用來介紹本發明所描述的新穎且非顯而易見的技術的概念、亮點、益處和優點。優選的實施方式將會在實施方式部分做進一步描述。因此，以下發明內容既不旨在標識所要求保護主題的本質特徵，也不旨在確定所要求保護主題的範圍。
本發明的目的之一是為解決上述的NTN通訊中與UE和網路節點有關的時序和頻率同步有關的問題提出解決辦法或方案。
一種無線通訊方法，包括：由一裝置的一處理器接收一網路節點發送的一參考時間；由所述處理器測量來自所述網路節點的一下行鏈路訊息的一接收時間；由所述處理器根據所述參考時間和所述接收時間估計一傳播延遲；以及由所述處理器根據所述傳播延遲執行一時序預補償。
一種用於無線通訊的裝置，包括一收發器，與一無線網路的一網路節點進行無線通訊。該裝置還可以包括一處理器，與所述收發器通訊地耦接，並執行以下操作：經由所述收發器接收網路節點發送的一參考時間；測量來自所述網路節點的一下行鏈路訊息的一接收時間；根據所述參考時間和所述接收時間估計一傳播延遲；以及根據所述傳播延遲執行一時序預補償。
本發明的目的之一是為NTN通訊中與UE和網路節點有關的與基於NTN的UE定位有關的問題提供解決辦法和方案。
一種無線通訊方法，包括：由一裝置的一處理器在一系統資訊區塊訊息中從一網路節點接收衛星資訊；由所述處理器根據所述衛星資訊估計所述裝置的一位置；以及由所述處理器在缺少全球導航衛星系統覆蓋的情況下，根據所估計的位置進行定位，其中，所述衛星資訊包括一衛星的一參考時間以及與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊。
一種用於無線通訊的裝置，可以包括收發器，與無線網路的網路節點進行無線通訊。該裝置還可以包括處理器，與所述收發器通訊地耦接，並執行以下操作：經由所述收發器在系統資訊區塊訊息中從所述網路節點接收衛星資訊；根據所述衛星資訊估計所述裝置的位置；以及在缺少全球導航衛星系統覆蓋的情況下，根據所估計的位置進行定位，其中，所述衛星資訊包括衛星的參考時間以及與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊。
值得注意的是，雖然本發明的描述可以是在特定的無線電存取技術、網路和網路拓撲（諸如長期演進（Long-Term Evolution，LTE）、高級LTE（LTE-Advanced）、高級LTE加強版（LTE-Advanced Pro）、第5代（5th Generation，5G）、新無線電（New Radio，NR）、物聯網（Internet of Things，IoT）、窄帶物聯網（Narrow Band-IoT，NB-IoT）、工業物聯網（Industrial Internet of Things，IIoT）和NTN）的上下文中提供的，但是本發明提出的概念、方案及其任何變形或衍生可以在、用於或由其他類型的無線電存取技術、網路和網路拓撲來實施。因此，本發明的範圍不限於本發明所描述的示例。
本發明公開了所要求保護主題的詳細實施例和實施方式。然而應該理解，本發明公開的實施例和實施方式僅僅是對要求保護的主題的說明，要求保護的主題可以以各種形式實施。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，並且不應該被解釋為限於本發明所描述的示範性實施例和實施方式。相反，提供這些示範性實施例和實施方式，使得對本發明的描述是徹底的和完整的，以及可以把本發明的範圍充分傳達給所屬領域具有通常知識者。在下面的描述中，公知的特徵和技術細節可能會省略，以避免不必要地模糊本發明的實施例和實施方式。 概述
根據本發明的實施方式與行動通訊中與UE和網路節點有關的NTN通訊中的時序和頻率同步相關的各種技術、方法、方案和/或解決辦法有關。根據本發明，多種可能的解決辦法可以單獨實施或共同實施。也就是說，雖然這些可能的解決辦法可以在下面單獨描述，但是這些解決辦法中的兩種或多種可以以一種組合來實施，也可以以另一種組合來實施。
第1圖是在根據本發明實施方式的方案下的示範性衛星通訊場景110和一般通訊場景120的示意圖。衛星通訊場景110可包含UE 111、衛星112和基地台113，其中UE 111、衛星112和基地台113可以是無線通訊網路（比如LTE網路、5G網路、NR網路、IoT網路、NB-IoT網路、IIoT網路或者NTN網路）的一部分。UE 111可能距離基地台113較遠（比如不在基地台113的通訊範圍內），因此無法與基地台113直接進行通訊。UE 111可以經由NTN向衛星112傳送訊號和/或從衛星112接收訊號。衛星112可以向基地台113中繼或轉移（transfer）來自UE 111的訊號/資料。因此，基地台113可以經由衛星112與UE 111進行通訊。因為衛星112距離UE 111較遠，時域中的傳播延遲（比如Td）和頻域中的都卜勒頻移（比如fd）可能是顯著的。
相反，一般通訊場景120可包含UE 121和基地台122，其中UE 121和基地台122可以是無線通訊網絡（比如LTE網路、5G網路、NR網路、IoT網路、NB-IoT網路、IIoT網路或者NTN網路）的一部分。UE 121可位於基地台122的通訊範圍內，因此可以與基地台122直接進行通訊。場景120可例示不包含衛星的一般蜂窩網路。UE 121可以直接向基地台122傳送訊號和/或從基地台122接收訊號。基地台122和UE 121之間也可存在時域中的傳播延遲（比如Td）和頻域中的都卜勒頻移（比如fd）。因為UE 121距離基地台122不遠，所以UE 121和基地台122之間的傳播延遲和都卜勒頻移相對較小。
在衛星NTN部署中，時間和頻率同步是非常具有挑戰性的。舉例來講，對於GEO衛星來說，10˚高程時，衛星到UE的延遲大約為135 ms，差分延遲為16 ms。在600 km高度時，LEO衛星的最大都卜勒頻移在2 GHz載波頻率上可以達到+/- 48 kHz。對於UE同步來說，特別是對於初始存取進程來說，差分延遲和都卜勒頻移的這些極值是非常具有挑戰性的。
提出的一種解決同步問題的方法是通過GNSS能力將衛星位置/參考GPS時間或其他參考時間相結合。可以根據NTN網路廣播的衛星星曆表導出衛星位置。基於以上資訊，UE可以計算出傳播延遲和都卜勒頻移，因此可以在初始存取進程中對其進行預補償。
然而，儘管有可能將GNSS能力和衛星星曆表用於時序/頻率同步，但是仍然存在一些問題使得這些方法不可靠或者不總是可行。舉例來講，UE可能並不總是會被足夠的GNSS衛星所覆蓋以導出準確的UE位置/時間。衛星星曆表/位置可能無法準確地預測。在ATG通訊或HAPS的情況下，可能不會發送（signal）基地台/傳送器的星曆表或位置。UE有時可能會在保持或能夠獲得準確GPS/參考時序的同時失去GNSS的覆蓋。對於UE可用的具有+/- 0.5 ppm精度的時鐘（+/- 1 KHz @ 2 GHz），時序漂移約0.5毫秒需要花費1000秒（約17分鐘）。GNSS/GPS停滯時間可以通過關閉GPS接收器來節省電量。相應地，雖然UE位置可能是未知的或者不夠準確，UE仍然可以使用相對準確的時鐘或者參考時間來在初始存取中進行足夠好的時序/頻率同步。
有鑑於此，本發明提出了一些與UE和網路節點在NTN通訊中進行時序和頻率同步有關的方案。根據本發明的方案，UE可以用其他的方式進行自動同步和預補償，而無需使用衛星星曆表和GNSS能力或其他方式。UE可以獲得參考時間或時鐘，該參考時間或時鐘是足夠精確的。然後，UE可以足夠精確地估計都卜勒頻移，並且對其進行預補償。UE還可以估計傳播延遲，該傳播延遲可以包含電路延遲（circuitry delay）和/或衛星通訊中從閘道器到衛星的延遲（gateway-to-sat delay），並且對其進行預補償。相應地，通過使用精確的參考時間或時鐘，UE仍然可以通過測量和預補償UE和衛星之間的傳播延遲和都卜勒頻移來實現自動同步，而無需位置資訊。UE可以成功進行初始存取進程，並且避免接收器端的同步問題和傳送失敗。
第2圖是在根據本發明實施方式的方案下的示範性衛星通訊場景210和一般通訊場景220的示意圖。衛星通訊場景210可包含UE 211、衛星212和基地台213，其中UE 211、衛星212和基地台213可以是無線通訊網路（比如LTE網路、5G網路、NR網路、IoT網路、NB-IoT網路、IIoT網路或者NTN網路）的一部分。UE 211可以被配置有/配備（equip）有UE自動同步能力。UE能夠接收由網路節點（比如衛星212或者基地台213）發送的參考時間。UE可以測量來自網路節點的下行鏈路（Downlink，DL）訊息的接收時間。該下行鏈路訊息可以是網路節點廣播或傳送的任何訊息。UE可以根據參考時間和接收時間來估計傳播延遲。然後，UE可以根據傳播延遲執行時序預補償。
舉例來講，T0 可以是網路節點（比如衛星212或者基地台213）發送的參考時間。該參考時間可以對應於與特定訊息的傳送（比如系統資訊區塊（System Information Block，SIB）訊息）或者用於NTN的新信令/訊息的傳送相關聯的時序。該參考時間可以包括以下至少一項：絕對時間（absolute time）、GPS時間和公共參考時間。UE還可以測量與T0 相對應的傳送訊號/訊息的接收時間Tmeasured 。然後，UE可以通過Td = Tmeasured – T0 來計算傳播延遲Td 。在確定傳播延遲Td 之後，UE能夠補償或預補償該傳播延遲，並且與網路節點同步時序。
在頻域中，UE可以被配置為接收由網路節點（比如衛星212或者基地台213）發送的參考載波頻率。UE可以測量來自網路節點的接收載波頻率。UE可以根據參考載波頻率和接收載波頻率來估計都卜勒頻移。然後，UE可以根據都卜勒頻移進行頻率預補償。
舉例來講，參考載波頻率f0,ref （比如2 GHz）可以是由網路節點（比如衛星212或者基地台213）所發送的。UE可以根據網路節點發送的參考時間生成同步時鐘（synchronized clock）。舉例來講，該同步時鐘（比如f0 ）可以是由具有自動同步能力的UE生成的載波頻率。可以根據設備中非常精確的晶體（crystal）和GNSS接收器時鐘中的至少一個來生成該載波頻率f0 。UE還可以測量UE處的接收載波頻率fmeasured 。然後，UE可以通過fDoppler = fmeasured – f0 來計算都卜勒頻移fDoppler 。在確定都卜勒頻移fDoppler 之後，UE能夠補償或預補償都卜勒頻移，並且與網路節點同步頻率。
一般通訊場景220可包含UE 221和基地台222，其中UE 221和基地台222可以是無線通訊網路（比如LTE網路、5G網路、NR網路、IoT網路、NB-IoT網路、IIoT網路或者NTN網路）的一部分。類似地，以上描述的自動同步機制也可以應用於一般通訊場景220。UE可以被配置為接收由網路節點（比如基地台222）發送的參考時間。UE可以根據由網路節點發送的參考時間來確定T0 和f0 。UE可以被配置為通過Td = Tmeasured – T0 來計算傳播延遲Td ，以及通過fDoppler = fmeasured – f0 來計算都卜勒頻移fDoppler 。然後，UE能夠補償或預補償傳播延遲Td 和都卜勒頻移fDoppler ，並且與網路節點同步時序和頻率。
在一些實施方式中，在GNSS接收時間期間，UE使用的時序和/或時鐘可以校準（calibrate）為網路節點發送的參考時間（比如GPS時間或者與衛星的其他公共參考時間）。GNSS停滯時間可以是由於GNSS接收的中斷，GNSS接收的中斷可以是由於缺少GNSS覆蓋或者是作為省電措施，或者是當UE僅可以用單模式（比如NTN模式或者GPS模式）操作時。在GNSS停滯時間內，可以通過從星曆表計算衛星都卜勒效應並且將其與估計的都卜勒進行比較來相應地校正UE的時鐘，從而使該時鐘保持校準。舉例來講，UE可以被配置為生成同步時鐘，並且通過使用衛星星曆表和近似位置（approximate position）來使該同步時鐘保持精確。
在一些實施方式中，UE使用的參考時間可以包括UE內的或者由本地網路提供的本地精確時鐘（比如本地參考時間）。對於UE可用的具有+/- 0.5 ppm精度的時鐘（+/- 1 KHz @ 2 GHz），時序漂移約0.5毫秒需要花費1000秒（約17分鐘）。在典型的非連續接收（Discontinuous Reception，DRX）時間小於10秒時，時序漂移可能約為小於5微秒（即，在循環字首（cyclic prefix）的一部分內）。UE可以基於一方面估計的接收頻率和另一方面通過衛星星曆表預測的中心載波頻率加上衛星都卜勒之間的差來更精確地校正時鐘。這種方法可以允許UE維持非常精確和校準的時鐘，但是可能需要對UE位置有大概瞭解。
在一些實施方式中，到衛星或者其他網路的鏈路可以提供精確的時鐘，而不一定是位置。舉例來講，可以在衛星SIB中包含時間戳（timestamp）來允許UE估計傳播延遲，並將其從衛星時鐘參考中減去（remove）或補償。UE可以使用來自衛星或基地台的精確時鐘和參考時間來估計都卜勒頻移和傳播延遲。
在一些實施方式中，就補償而言，自動同步能力可以與GNSS能力類似。然而，UE可能不具有定位能力。在進行衛星通訊的情況下，缺少定位能力可能會限制預測相鄰衛星或下一波束軌跡（beam trajectory）的能力，或者會限制UE向核心網路報告準確位置的能力。因此，有必要發信通知（signal）將參考時間而不是GNSS/定位能力用於自動同步。因此，UE可以向網路節點傳送能力報告來指示預補償能力。舉例來講，就同步能力（沒有同時的精確定位能力）和/或定位能力而言，UE可以發信通知其能力。以上能力也可以稱為預補償能力。使用自動同步能力或者預補償能力可能不需要發送基地台位置或者衛星星曆表。預補償能力可以獨立於GNSS或定位能力而生成，而且可以獨立發送。
在一些實施方式中，NTN網路可能需要向UE發送訊號，或者在第三代合作夥伴計畫（3rd Generation Partnership Project，3GPP）規範中闡明（clarify），在衛星通訊中，參考時間和載波頻率對應於傳送鏈（transmission chain）中的哪個節點或者在傳送鏈中的哪個節點生成。
第3圖是在根據本發明實施方式的方案下的示範性衛星通訊場景310、320和330的示意圖。衛星通訊場景310、320和330可以包含UE、衛星和基地台/閘道器（gateway），其中UE、衛星和基地台/閘道器可以是無線通訊網路（比如LTE網路、5G網路、NR網路、IoT網路、NB-IoT網路、IIoT網路或者NTN網路）的一部分。閘道器可以是核心網路中的網路節點，並且可以與基地台位於相同的位置。在場景310中，時間或頻率參考點可位於閘道器（比如，可在衛星處校正閘道器到衛星的都卜勒）。都卜勒頻率和傳播延遲變化率不一定直接成正比。傳播延遲變化率還可以取決於閘道器/地面站（ground station）的位置以及閘道器到衛星頻率（比如fc1）。
在場景320中，時間參考點可位於閘道器（比如，可在衛星處校正閘道器到衛星的都卜勒）。都卜勒頻率和傳播延遲變化率不一定直接成正比。傳播延遲變化率還可以取決於閘道器/地面站的位置以及閘道器到衛星頻率。
在場景330中，時間/頻率參考點可位於衛星/天線埠（比如，可在衛星處校正閘道器到衛星的都卜勒和傳播延遲）。都卜勒頻率和傳播延遲變化率可以成正比。
在一些實施方式中，在衛星通訊中，NTN網路可能需要闡明或指示訊框參考時間和/或頻率點對應於哪裡。舉例來講，時間和頻率參考點可以是閘道器。在另一示例中，時間和頻率參考點可以是衛星。在另一示例中，時間參考點可以是閘道器，而頻率參考點可以是衛星。
在一些實施方式中，UE可以被配置為從網路節點接收用以指示時間和頻率參考點的信令。時間和頻率參考點可以包括衛星或者閘道器。
在一些實施方式中，UE可以被配置為從網路節點接收用以指示距離的信令，在該距離處需要執行時序預補償和頻率預補償。該距離可以包括裝置和衛星之間的第一距離，以及裝置和閘道器之間的第二距離。
在一些實施方式中，為了改進時序和頻率補償估計，特別是在閘道器處生成時間或頻率中的一者或兩者的情況下，可能需要以下附加資訊中的一些或全部。舉例來講，附加資訊可以包括以下至少一項：地面站或閘道器的位置、由換手導致的附加的時間延遲、衛星星曆表以及閘道器到衛星的載波頻率。UE可以被配置為從網路節點接收附加資訊，並根據附加資訊執行時序預補償和頻率預補償。
在一些實施方式中，為了改進UE的定位，一種方法可以是由UE使用衛星資訊來估計或改進對其位置的估計。在不存在或GNSS覆蓋較弱的情況下，這種方法可以改進UE位置估計，或者在滿足所需精度的情況下允許較短的GNSS位置測量/收斂（convergence）時間。為了實現這種方法，除了衛星星曆表（比如在衛星通訊的情況下）之外，可以在SIB訊息中向UE發送以下資訊中的部分或全部。舉例來講，可以向UE發送參考時間（比如GPS時間和衛星時間）以改進UE定位。在另一示例中，UE可以使用與波束在地面上的位置有關的資訊來改進UE定位。對於衛星通訊來說，可以根據波束佈局（beam layout）、波束中心的座標（coordinate）及波束尺寸、天線波束角度、天線孔徑（antenna aperture）、地面站或閘道器的位置以及由換手導致的附加時間延遲中的至少一項來確定與波束在地面上的位置有關的資訊。在未補償閘道器到衛星的傳播延遲和換手時間（比如由於射頻（Radio Frequency，RF）前端和電路帶來的換手時間）的事件（event）中，可能尤其需要發送地面站的位置和由換手導致的附加時間延遲。對於ATG/HAPS通訊來說，可以根據小區/波束中心的座標、小區/波束的尺寸、天線波束角度和天線孔徑中的至少一項來確定與波束在地面上的位置有關的資訊。
相應地，為了改進基於NTN的UE定位，UE可以被配置為在SIB訊息中接收來自網路節點（比如衛星）的衛星資訊。UE可以根據衛星資訊來估計其位置。在缺少GNSS覆蓋的情況下，UE可以根據所估計的位置執行定位功能。上述衛星資訊可以包括衛星的參考時間以及與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊。 例示性實施方式
第4圖例示根據本發明實施方式的示範性通訊裝置410和示範性網路裝置420的框圖400。通訊裝置410和網路裝置420可以執行各種功能，來實施本發明描述的NTN通訊中與UE和網路裝置有關的時序和頻率同步有關的方案、技術、處理和方法，包括上述的場景/方案以及下述的處理500和600。
通訊裝置410可以是電子裝置的一部分，其中電子裝置可以是UE，諸如可擕式或行動裝置、可穿戴裝置、無線通訊裝置或計算裝置。例如，通訊裝置410可以在智慧手機、智慧手錶、個人數位助理、數位相機或計算設備（諸如平板電腦、手提電腦或筆記型電腦）中實施。通訊裝置410也可以是機器型裝置的一部分，其中機器型裝置可以是IoT、NB-IoT或IIoT或NTN裝置，諸如固定或靜態裝置、家庭裝置、有線通訊裝置或計算裝置。舉例來講，通訊裝置410可以在智慧恒溫器（thermostat）、智慧冰箱、智慧門鎖、無線揚聲器或者家庭控制中心中實施。或者，通訊裝置410可以以一個或複數個積體電路（Integrated-Circuit，IC）晶片的形式實施，諸如包括但不限於一個或複數個單核處理器、一個或複數個多核處理器、一個或複數個精簡指令集計算（Reduced-Instruction Set Computing，RISC）處理器或者一個或複數個複雜指令集計算（Complex-Instruction-Set-Computing，CISC）處理器。通訊裝置410可以包含第4圖所示組件的至少一些，諸如處理器412。通訊裝置410還可以包含一個或複數個與本發明提出的方案不相關的其他組件（比如外部電源、顯示裝置和/或使用者介面設備），因此為了簡潔起見，通訊裝置410的這類組件既不在第4圖中示出，也不在下面進行描述。
網路裝置420可以是電子裝置的一部分，其中電子裝置可以是網路節點，諸如基地台、小小區（small cell）、路由器、閘道器（gateway）或者衛星。例如，網路裝置420可以在LTE、高級LTE或者高級LTE加強版網路中的演進型節點B（evolved Node B，eNB）或者5G、NR、IoT、NB-IoT、IIoT或NTN網路中的衛星中的下一代節點B（next generation Node B，gNB）中實施。或者，網路裝置420可以以一個或複數個IC晶片的形式實施，諸如包括但不限於一個或複數個單核處理器、一個或複數個多核處理器、一個或複數個RISC處理器或者CISC處理器。網路裝置420可以包含第4圖所示組件的至少一些，諸如處理器422。網路裝置420還可以包含一個或複數個與本發明提出的方案不相關的其他組件（比如外部電源、顯示裝置和/或使用者介面設備），因此為了簡潔起見，網路裝置420的這類組件既不在第4圖中示出，也不在下面進行描述。
一方面，各處理器412和處理器422可以以一個或複數個單核處理器、一個或複數個多核處理器或一個或複數個CISC處理器的形式實施。也就是說，雖然本發明使用單數術語「處理器」來表示處理器412和處理器422，但是根據本發明，各處理器412和處理器422可以在一些實施方式中包含複數個處理器，而在其他實施方式中包含單個處理器。另一方面，各處理器412和處理器422可以以具有電子組件的硬體（和韌體，可選）的形式實施，其中電子組件包括但不限於一個或複數個電晶體、一個或複數個二極體、一個或複數個電容、一個或複數個電阻、一個或複數個電感、一個或複數個憶阻器（memristor）和/或一個或複數個變容二極體（varactor），上述電子組件可以經過配置和佈置來實現根據本發明的特定目的。換句話講，在至少一些實施方式中，各處理器412和處理器422可以是專門設計、佈置和配置來在設備（比如，以通訊裝置410為代表）和網路（比如，以網路裝置420為代表）中執行根據本發明各種實施方式的特定任務的專用機器。
在一些實施方式中，通訊裝置410也可以包含收發器416，收發器416可與處理器412耦接（couple），並且能夠無線傳送和接收資料。在一些實施方式中，通訊裝置410還可以包含存儲介質414，存儲介質414可與處理器412耦接，並且能夠由處理器412訪問並在其中存儲資料。在一些實施方式中，網路裝置420也可以包含收發器426，收發器426可與處理器422耦接，並且能夠無線傳送和接收資料。在一些實施方式中，網路裝置420還可以包含存儲介質424，存儲介質424可與處理器422耦接，並且能夠由處理器422訪問並在其中存儲資料。相應地，通訊裝置410和網路裝置420可以分別經由收發器416和收發器426互相進行無線通訊。為了説明更好地理解，下面對各通訊裝置410和網路裝置420的操作、功能和能力的描述是在行動通訊環境的上下文中提供的，在行動通訊環境中，通訊裝置410可以在通訊裝置或UE中實施或者作為通訊裝置或UE實施，網路裝置420可以在通訊網路的網路節點中實施或者作為通訊網路的網路節點實施。
在一些實施方式中，存儲介質可以存儲程式指令，該程式指令在由通訊裝置執行時，可以使得通訊裝置執行本發明中用於同步的方法的步驟。
在一些實施方式中，通訊裝置410可以被配置有/配備有自動同步能力。處理器412能夠接收由網路裝置420發送的參考時間。處理器412可以測量來自網路裝置420的下行鏈路（Downlink，DL）訊息的接收時間。處理器412可以根據參考時間和接收時間來估計傳播延遲。然後，處理器412可以根據傳播延遲執行時序預補償。該參考時間可以包括以下至少一項：絕對時間（absolute time）、GPS時間和公共參考時間。
在一些實施方式中，處理器412可以被配置為接收由網路裝置420發送的參考載波頻率。處理器412可以測量來自網路裝置420的接收載波頻率。處理器412可以根據參考載波頻率和接收載波頻率來估計都卜勒頻移。然後，處理器412可以根據都卜勒頻移進行頻率預補償。
在一些實施方式中，處理器412可以根據網路裝置420發送的參考時間生成同步時鐘。處理器412可以通過使用衛星星曆表和近似位置來使該同步時鐘保持精確。
在一些實施方式中，處理器412可以被配置為從網路裝置420接收用以指示時間和頻率參考點的信令。時間和頻率參考點可以包括衛星或者閘道器。
在一些實施方式中，處理器412可以向網路裝置420傳送能力報告來指示預補償能力。舉例來講，就同步能力（沒有同時的精確定位能力）和/或定位能力而言，處理器412可以發信通知其能力。以上能力也可以稱為預補償能力。
在一些實施方式中，網路裝置420可能需要向通訊裝置410發送訊號來通知在衛星通訊中，參考時間和載波頻率對應於傳送鏈中的哪個節點或者在傳送鏈中的哪個節點生成。處理器412可以被配置為從網路裝置420接收用以指示時間和頻率參考點的信令。時間和頻率參考點可以包括衛星或者閘道器。
在一些實施方式中，處理器412可以被配置為從網路裝置420接收用以指示距離的信令，在該距離處需要執行時序預補償和頻率預補償。該距離可以包括裝置和衛星之間的第一距離，以及裝置和閘道器之間的第二距離。
在一些實施方式中，為了改進時序和頻率補償估計，特別是在閘道器處生成時間或頻率中的一者或兩者的情況下，可能需要以下附加資訊中的一些或全部。舉例來講，附加資訊可以包括以下至少一項：地面站或閘道器的位置、由換手導致的附加的時間延遲、衛星星曆表以及閘道器到衛星的載波頻率。處理器412可以被配置為從網路裝置420接收附加資訊，並根據附加資訊執行時序預補償和頻率預補償。
在一些實施方式中，處理器412可以被配置為在SIB訊息中接收來自網路裝置420的衛星資訊。處理器412可以根據衛星資訊來估計其位置。在缺少GNSS覆蓋的情況下，處理器412可以根據所估計的位置執行定位功能。上述衛星資訊可以包括衛星的參考時間以及與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊。與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊可以包括以下至少一項：波束佈局、波束或小區中心的座標、波束或小區的尺寸、天線波束角度、天線孔徑、地面站的位置以及由換手導致的附加時間延遲。 例示性處理
第5圖例示根據本發明實施方式的示範性處理500。處理500可以是上述場景/方案的示範性實施方式，其部分或全部與本發明在NTN通訊中的時序和頻率同步有關。處理500可以代表通訊裝置410的特徵的一方面實施方式。處理500可以包含由一個或複數個方框510、520、530和540所例示的一個或複數個操作、動作或功能。雖然例示為分離方框，但是根據所需要的實施方式，處理500的各種方框可以劃分成額外的方框、組合成更少的方框或者消除。而且，處理500的方框可以按照第5圖所示的循序執行，或者也可以按照不同的循序執行。處理500可以由通訊裝置410、任何合適的UE或機器型設備實施。下面在通訊裝置410的上下文中對處理500進行描述，但這僅僅是例示性的，並非是限制性的。處理500可以從方框510開始。
在510，處理500可以包含：裝置410的處理器412接收網路節點發送的參考時間。處理500可以從510進行到520。
在520，處理500可以包含：處理器412測量來自該網路節點的下行鏈路訊息的接收時間。處理500可以從520進行到530。
在530，處理500可以包含：處理器412根據該參考時間和該接收時間估計傳播延遲。處理500可以從530進行到540。
在540，處理500可以包含：處理器412根據該傳播延遲執行時序預補償。
在一些實施方式中，處理器412可以接收該網路節點發送的參考載波頻率。處理器412可以測量來自該網路節點的接收載波頻率。處理器412可以根據該參考載波頻率和該接收載波頻率估計都卜勒頻移。然後，處理器412可以根據該都卜勒頻移執行頻率預補償。
在一些實施方式中，該參考時間包括以下至少一項：絕對時間、全球定位系統時間以及公共參考時間。
在一些實施方式中，處理器412可以根據該網路節點發送的該參考時間生成同步時鐘。
在一些實施方式中，處理器412可以使用衛星星曆表和近似位置來使該同步時鐘保持精確。
在一些實施方式中，處理器412可以向該網路節點傳送能力報告來指示預補償能力。
在一些實施方式中，處理器412可以從該網路節點接收用以指示時間和頻率參考點的信令，其中該時間和頻率參考點可以包括衛星或者閘道器。
在一些實施方式中，處理器412可以從該網路節點接收用以指示距離的信令，其中在該距離處需要執行該時序預補償和該頻率預補償，其中，該距離可以包括該裝置和衛星之間的第一距離或者該裝置和閘道器之間的第二距離。
在一些實施方式中，處理器412可以從該網路節點接收附加資訊。處理器412可以根據該附加資訊執行該時序預補償和該頻率預補償，其中，該附加資訊可以包括地面站的位置、衛星星曆表以及閘道器到衛星的載波頻率中的至少一項。
第6圖例示根據本發明實施方式的示範性處理600。處理600可以是上述場景/方案的示範性實施方式，其部分或全部與本發明在NTN通訊中基於NTN的UE定位有關。處理600可以代表通訊裝置410的特徵的一方面實施方式。處理600可以包含由一個或複數個方框610、620和630所例示的一個或複數個操作、動作或功能。雖然例示為分離方框，但是根據所需要的實施方式，處理600的各種方框可以劃分成額外的方框、組合成更少的方框或者消除。而且，處理600的方框可以按照第6圖所示的循序執行，或者也可以按照不同的循序執行。處理600可以由通訊裝置410、任何合適的UE或機器型設備實施。下面在通訊裝置410的上下文中對處理600進行描述，但這僅僅是例示性的，並非是限制性的。處理600可以從方框610開始。
在610，處理600可以包含：裝置410的處理器412在系統資訊區塊訊息中從網路節點接收衛星資訊。處理600可以從610進行到620。
在620，處理600可以包含：處理器412可以根據該衛星資訊估計該裝置的位置。處理600可以從620進行到630。
在630，處理600可以包含：處理器412可以在缺少全球導航衛星系統覆蓋的情況下，根據所估計的位置進行定位。其中，該衛星資訊可以包括衛星的參考時間以及與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊。
在一些實施方式中，與波束或小區在地面上的位置和覆蓋範圍有關的資訊可以包括以下至少一項：波束佈局、波束或小區中心的座標、波束或小區的尺寸、天線波束角度、天線孔徑、地面站的位置以及由換手導致的附加時間延遲。 附加說明
本發明描述的主題有時例示了不同的組件包含於或連接至不同的其他組件。需要理解的是，這樣描述的架構僅僅是示範性的，實際上也可以實施能夠實現相同功能的其它架構。從概念上講，實現相同功能的任何組件的佈置被有效地「關聯」起來，以實現期望的功能。因此，無論架構或中間組件如何，任何兩個在此被組合以實現特定功能的組件可以視為彼此「關聯」，以實現期望的功能。同樣，任何兩個如此關聯的組件也可以被視為彼此「可操作地連接」或「可操作地耦接」以實現期望的功能，並且任何兩個能夠如此關聯的組件也可以被視為彼此「可操作可耦接地」以實現期望的功能。可操作可耦接的具體示例包括但不限於物理上可匹配的和/或物理上交互的組件和/或無線可交互的和/或無線交互的組件和/或邏輯交互的和/或邏輯可交互的組件。
而且，關於本發明中基本上任何複數和/或單數術語的使用，所屬領域具有通常知識者可以根據上下文和/或應用，適當地將複數變換為單數和/或將單數變換為複數。為了清楚起見，本發明可明確地闡述各種單數/複數的置換。
此外，所屬領域具有通常知識者應該理解，一般來說，本發明所使用的術語，尤其是請求項（比如請求項的主體）中所使用的術語，通常旨在作為「開放式」術語，比如術語「包含」應當解釋為「包含但不限於」，術語「具有」應當解釋為「至少具有」，術語「包括」應當解釋為「包括但不限於」等。所屬領域具有通常知識者還應該理解，如果意圖引用具體數量的請求項陳述，則該意圖將明確地記述在請求項中，並且在不存在這種陳述的情況下，則不存在這樣的意圖。例如，為輔助理解，請求項可能包含了引導性短語「至少一個」和「一個或複數個」的使用以引入請求項陳述。然而，這種短語的使用不應解釋為暗指通過不定冠詞「一」或「一個」引入請求項陳述將包含該所引入的請求項陳述的任何特定請求項局限於僅包含一個該陳述的實施方式，即使當同一請求項包括了引入性短語「一個或複數個」或「至少一個」以及諸如不定冠詞「一」或「一個」時（比如「一」和/或「一個」應當解釋為表示「至少一個」或「一個或複數個」）；這同樣適用於引導請求項記述項的定冠詞的使用。另外，即使明確地記述了被引入的請求項陳述的具體數量，所屬領域具有通常知識者應該認識到這些陳述應當解釋為至少表示所陳述的數量（比如沒有其它修飾語的陳述「兩個陳述物」表示至少兩個陳述物或兩個或複數個的陳述物）。此外，在使用類似於「A、B和C等中的至少一個」的習慣用法的實例中，通常這樣的構造旨在表達所屬領域具有通常知識者理解的該習慣用法的含義，比如「具有A、B和C中的至少一個的系統」將包括但不限於僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系統。在使用類似於「A、B或C等中的至少一個」的習慣用法的實例中，通常這樣的構造旨在表達所屬領域具有通常知識者理解的該習慣用法的含義，比如「具有A、B或C中的至少一個的系統」將包括但不限於僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系統。所屬領域具有通常知識者還應理解，無論是在說明書、請求項或附圖中，呈現兩個或複數個可選項的幾乎任何轉折詞和/或短語都應當理解為包括一項、任一項或兩項的可能性。例如，術語「A或B」應當理解為包括「A」或「B」或「A和B」的可能性。
通過前面的陳述應當理解，本發明為了例示的目的描述了本發明的各種實施方式，並且可以在不偏離本發明的範圍和實質的情況下進行各種修改。相應地，本發明所公開的各種實施方式不旨在限制，真正的保護範圍和實質由請求項指示。
110, 120, 210, 220, 310~330:場景 111, 121, 211, 221:UE 112, 212:衛星 113, 122, 213, 222:基地台 400:框圖 410, 420:裝置 412, 422:處理器 414, 424:存儲介質 416, 426:收發器 500, 600:處理 510~540, 610~630:方框
附圖被包括在內以提供對本發明的進一步理解，附圖被併入且構成本發明的一部分。附圖可例示本發明的實施方式，且和描述一起用來解釋本發明的原理。可以理解的是，附圖不一定是按比例的，因為為了清楚地例示本發明的概念，一些組件顯示的尺寸可能會與實際實施中的尺寸不成比例。 第1圖是在根據本發明實施方式的方案下的示範性衛星通訊場景和示範性一般通訊場景（general communication scenario）的示意圖。 第2圖是在根據本發明實施方式的方案下的示範性衛星通訊場景和示範性一般通訊場景的示意圖。 第3圖是在根據本發明實施方式的方案下的示範性衛星通訊場景的示意圖。 第4圖是根據本發明實施方式的示範性通訊裝置和示範性網路裝置的框圖。 第5圖是根據本發明實施方式的示範性處理的流程圖。 第6圖是根據本發明實施方式的示範性處理的流程圖。
500:處理
510~540:方框

Claims (10)

  1. 一種無線通訊方法，包括：由一裝置的一處理器接收一網路節點發送的一參考時間；由所述處理器測量來自所述網路節點的一下行鏈路訊息的一接收時間；由所述處理器根據所述參考時間和所述接收時間估計一傳播延遲；由所述處理器根據所述傳播延遲執行一時序預補償；由所述處理器接收所述網路節點發送的一參考載波頻率；由所述處理器測量來自所述網路節點的一接收載波頻率；由所述處理器根據所述參考載波頻率和所述接收載波頻率估計一都卜勒頻移；以及由所述處理器根據所述都卜勒頻移執行一頻率預補償。
  2. 一種無線通訊方法，包括：由一裝置的一處理器接收一網路節點發送的一參考載波頻率；由所述處理器測量來自所述網路節點的一接收載波頻率；由所述處理器根據所述參考載波頻率和所述接收載波頻率估計一都卜勒頻移；以及由所述處理器根據所述都卜勒頻移執行一頻率預補償。
  3. 如請求項1所述之無線通訊方法，其中，所述參考時間包括以下至少一項：一絕對時間、一全球定位系統時間以及一公共參考時間。
  4. 如請求項1所述之無線通訊方法，其中，還包括：由所述處理器根據所述網路節點發送的所述參考時間生成一同步時鐘。
  5. 如請求項4所述之無線通訊方法，其中，還包括：由所述處理器使用一衛星星曆表和一近似位置來使所述同步時鐘保持精 確。
  6. 如請求項1或2所述之無線通訊方法，其中，還包括：由所述處理器向所述網路節點傳送一能力報告來指示一預補償能力。
  7. 如請求項1或2所述之無線通訊方法，其中，還包括：由所述處理器從所述網路節點接收用以指示時間和頻率參考點的一信令，其中所述時間和頻率參考點包括一衛星或者一閘道器。
  8. 如請求項1或2所述之無線通訊方法，其中，還包括：由所述處理器從所述網路節點接收用以指示一距離的一信令，其中在所述距離處需要執行所述時序預補償和所述頻率預補償，其中，所述距離包括所述裝置和一衛星之間的一第一距離或者所述裝置和一閘道器之間的一第二距離。
  9. 如請求項1或2所述之無線通訊方法，其中，還包括：由所述處理器從所述網路節點接收附加資訊；以及由所述處理器根據所述附加資訊執行所述時序預補償和所述頻率預補償，其中，所述附加資訊包括一地面站的位置、一衛星星曆表以及閘道器到衛星的一載波頻率中的至少一項。
  10. 一種用於無線通訊的裝置，包括：一收發器，與一無線網路的一網路節點進行無線通訊；以及一處理器，與所述收發器通訊地耦接，並執行以下操作：經由所述收發器接收所述網路節點發送的一參考時間；測量來自所述網路節點的一下行鏈路訊息的一接收時間；根據所述參考時間和所述接收時間估計一傳播延遲；根據所述傳播延遲執行一時序預補償；由所述處理器接收所述網路節點發送的一參考載波頻率； 由所述處理器測量來自所述網路節點的一接收載波頻率；由所述處理器根據所述參考載波頻率和所述接收載波頻率估計一都卜勒頻移；以及由所述處理器根據所述都卜勒頻移執行一頻率預補償。
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