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用于移动收发器和用于基站收发器的设备、方法和计算机程序

摘要

本方面涉及用于移动收发器和用于基站收发器的设备、方法和计算机程序。移动收发器的方法包括经由下行链路数据信道从移动通信系统的基站收发器接收下行链路信号。下行链路信号包括一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于时域中将由基站收发器传送的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列和在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。该方法包括基于一个或多个零值样本序列标识下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量。该方法包括基于在第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定与移动收发器的位置有关的信息。在一些实施例中,基于在第一定位符号之后连续传送的第二定位符号的零值循环前缀期间传送的本地校准信号校准下行链路信号的接收。

著录项

  • 公开/公告号CN112955769A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-11

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 大众汽车股份公司;

    申请/专利号CN201980074292.4

  • 发明设计人 A·埃尔阿萨德;

    申请日2019-08-29

  • 分类号G01S1/04(20060101);G01S3/02(20060101);G01S3/04(20060101);G01S5/12(20060101);G01S5/02(20060101);

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人叶晓勇;刘春元

  • 地址 德国沃尔夫斯堡

  • 入库时间 2023-06-19 11:21:00

说明书

技术领域

本发明涉及用于移动收发器和用于基站收发器的设备、方法和计算机程序,更特定地但非排除地,涉及用于基于嵌入在下行链路信号中的一个或多个定位符号确定与移动收发器的位置有关的信息的方法。

背景技术

移动通信系统是有研究和开发的领域。例如,蜂窝移动通信系统可包括一个或多个基站,其可为多个移动装置提供无线服务。由于这些装置是移动的,所以它们相对于基站的位置可能会改变。

在许多情况下,移动装置可以是智能电话、平板、可穿戴计算机等。在一些情况下,移动装置可以是例如车辆之类的更大实体的一部分。例如,车辆可以是移动装置,并且可配置成与基站收发器通信。涉及车辆的一个研究领域是车辆的自动或协调驾驶领域。特别是在协同驾驶领域中,可能重要的是以例如优于30 cm并且在一些情况下优于10 cm的绝对精度知道各个车辆的确切位置。在至少一些情况下,卫星导航系统可能不提供此类确切位置,因为在例如具有密集住房模式的城市中,它们的分辨率和/或它们的精度可能对于协同驾驶操作不够好。

在美国专利申请US 2009/0117916 A1中,使用嵌入在正交频分复用(OFDM)符号中的脉冲来确定移动装置和基站之间的距离。提出的方法可达到的精度可能对于协调驾驶操作不够好。

在美国专利申请US 2012/0040694 A1中,使用到达时间差(TDOA)算法来确定移动装置的位置,这基于使用来自至少三个基站的信号。这可能要求在基站之间的额外的通信开销,并且一般可能要求在移动装置附近存在较大数量的基站。

在美国专利申请US 2015/019869 A1中,除了小区特定的参考信号之外,还利用定位参考信号来在子帧内增加可用于定位的一定数量的参考信号符号。在该专利申请中,小区特定的参考信号和定位参考信号相互关联,以确定移动装置的位置。因此,要求多个参考信号。

可能存在期望改进的方法以便确定与移动装置的位置有关的信息,这增加定位的精度而无需中断数据传输。

发明内容

实施例基于以下发现:如果可基于下行链路信号内在时域中隔离的样本在下行链路信号内标识信号的视线分量,则可促进确定移动装置(例如,移动收发器)的位置。在移动通信系统中,通常的情况是,利用多路径传播的效果,例如利用由基站和移动装置附近的障碍物和物体造成的信号回波(echoes)从基站(例如,基站收发器)接收由移动收发器接收的信号。如果已知下行链路信号中包含视线(LOS)分量,则可通过在基站上构造该信号使得之前传输的回波已经放弃并且因此在预定义时间在下行链路信号中只有背景噪声和视线分量可见,而在下行链路内隔离该分量。然后,可在下行链路信号中隔离该分量,并且用于基于例如到达角算法进行定位,在没有隔离视线分量的情况下,所述到达角算法将要求接收器侧上的大量天线以在空间上分离视线分量。为了实现此类信号,可在调制过程中在每个样本基础上在时域中操纵下行链路信号内的符号。在嵌入在下行链路信号内的定位符号内,可包括零值样本序列中的一个或多个,以便有效地使基站收发器暂时静默。这些序列的长度可基于基站附近的多路径传播特性,并且可选择使得在零样本序列之后的非零样本不受最后一个非零样本的多路径传播分量的影响。可通过一个或多个零值样本序列来隔离一个或多个非零值样本,使得在移动收发器处启用下行链路信号的视线分量的标识。可在下行链路信号中以隔离的方式传送样本。符号可包括零值样本和之后的非零样本的此类组合中的一个或多个,使得能够高精度地确定移动装置的位置。

实施例提供一种移动通信系统的移动收发器的方法。该方法包括经由下行链路数据信道从移动通信系统的基站收发器接收下行链路信号。下行链路信号包括一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于将由基站收发器传送的时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。该方法包括基于一个或多个零值样本序列标识下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量。该方法包括基于在至少第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定与移动收发器的位置有关的信息。包括一个或多个零值样本序列的定位符号可使得能够标识至少第一定位符号的视线分量。标识视线分量可使得能够改进地确定与移动收发器的位置有关的信息,这可使得即使在密集多路径环境中仍能够实现更加准确地确定与位置有关的信息。

在至少一些实施例中,确定与移动收发器的位置有关的信息包括:基于一个或多个非零值样本确定下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量的到达角;以及基于视线分量的到达角确定移动收发器的位置。基于到达角确定移动收发器的位置可得益于标识的视线分量,并且与在下行链路信号的视线样本与接收器侧上的多路径样本重叠时的版本相比,可以利用更高的精度来执行。

例如,一个或多个定位符号可形成定位切片。定位切片可适合于移动通信系统的物理层。定位切片可基于将由基站收发器传送的时域中的多个样本,所述多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。包括定位切片的接收的下行链路信号可适合于同步通信和高精度定位。这可使得能够在下行链路信号中无缝地集成定位符号。

该方法可还包括基于在至少第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定与移动收发器和基站收发器之间的时间和/或相位同步有关的信息。确定与移动收发器的位置有关的信息可包括基于与时间和/或相位同步有关的信息确定移动收发器和基站收发器之间的距离。取代使用基于到达角的位置确定方法(或除此之外),也可利用视线分量来确定基站收发器和移动收发器之间的距离。

一个或多个定位符号可包括第二定位符号。第一定位符号和第二定位符号可以是下行链路信号中的连续符号。第二定位符号可与零值循环前缀相关联。可经由移动收发器的第一天线模块接收下行链路信号。该方法可还包括在第二定位符号的零值循环前缀的持续时间内经由移动收发器的第二天线模块传送本地校准信号。该方法可还包括经由第一天线模块接收本地校准信号。该方法可还包括基于传送的本地校准信号经由第一天线模块校准下行链路信号的接收。在第一定位符号和第二定位符号之间插入零值循环前缀可提供某一时间,其中可执行下行链路信号的接收的本地原位(in-situ)校准,而无需中断下行链路信号(的有效负载内容)的接收。可利用本地校准信号来减少由移动收发器(例如,包括或作为移动收发器的车辆)的温度变化和振动引起的相位和幅度漂移。

例如,第二定位符号可基于将由基站收发器传送的时域中的另外多个样本。另外多个样本可包括位于另外多个样本的末端的另外零值样本序列,使得与第二定位符号相关联的循环前缀是零值循环前缀。

另外地或备选地,另外多个样本可包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。与移动收发器的位置有关的信息可进一步基于在第二定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本。另外零值样本序列可嵌入在第二定位符号内,因此循环前缀为零值循环前缀。此外,可与第一定位符号类似地实现第二定位符号,例如包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本,因此也可在确定与移动收发器的位置有关的信息时使用第二定位符号。

在一些实施例中,该方法还包括确定本地校准信号的传输功率,使得本地校准信号的传输功率比与本地校准信号的频段内的基站收发器的下行链路系统的最小部署带宽对应的接收器噪声功率大至少15 dB并且最多大20 dB。这可使得能够在第一天线模块处可靠地接收本地校准信号,而不会干扰由其它移动收发器接收的信号。

可在下行链路数据信道的频段内在零值循环前缀的持续时间期间传送和接收本地校准信号,使得下行链路信号的其它符号的解调不受本地校准信号的影响。这可使得能够原位校准下行链路信号的接收,而无需包括在其它频段中接收的其它信号或下行链路信号的其它分量的接收。

一个或多个非零样本的样本之间的持续时间可基于基站收发器和移动收发器之间的下行链路数据信道的延迟扩展。

一个或多个零值样本序列的各个序列的长度可基于下行链路信号的最大超额延迟、符号持续时间和包含在多个样本内的一定数量的样本的群组中的至少一个元素。通过考虑由多路径传播引起的延迟扩展,可选择一个或多个零值样本序列的长度和一个或多个非零样本的样本之间的持续时间,使得一个或多个非零样本的当前非零样本的接收不会与一个或多个非零样本的之前的非零样本的回波冲突。

在至少一些实施例中,一个或多个定位符号集成在下行链路信号内作为定位切片。下行链路信号可以是基于正交频分复用的下行链路信号。下行链路数据信道可以是移动通信系统的物理下行链路共享信道PDSCH。第一天线模块可以是均匀圆形阵列(UCA)天线模块。提出的方法在经由PDSCH传送并且经由UCA天线模块接收的基于OFDM的信号中可以是特别合适的。

例如,移动收发器可以是车辆的移动收发器。确定移动收发器的位置可基于移动收发器的高于地面的第一高度,并基于基站收发器的高于地面的第二高度。由于基站收发器和车辆的高度已知,所以可使得能够精确地计算移动收发器的位置。

在一些实施例中,移动收发器和基站收发器之间的时间同步可具有最多0.5μs的精度。例如,时间同步可基于以卫星为基础的时间同步方法。用于确定与移动收发器的位置有关的信息的方法可甚至与基站收发器和移动收发器之间的粗粒度的时间同步一起使用。

实施例进一步提供一种用于移动通信系统的基站收发器的方法。该方法包括为下行链路信号生成一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。该方法还包括经由移动通信系统的下行链路数据信道将包括一个或多个定位符号的下行链路信号传送到移动收发器。包括一个或多个零值样本序列的定位符号可使得能够在移动收发器处标识至少第一定位符号的视线分量。

在一些实施例中,一个或多个定位符号包括第二定位符号。第一定位符号和第二定位符号可以是下行链路信号中的连续符号。第二定位符号可与零值循环前缀相关联,其中下行链路信号包括具有零值循环前缀的第二定位符号。可在移动收发器处使用零值循环前缀的持续时间以用于本地校准下行链路信号的接收。

在一些实施例中,该方法还包括定期重复下行链路信号内的一个或多个定位符号的传输,使得每秒重复第二定位符号至少一次。这可使得能够在常规间隔校准下行链路信号的接收,这可避免相位和/或时间漂移得比确定与移动收发器的位置有关的信息所需的相位和/或时间更多。下行链路信号可以是基于正交频分复用的下行链路信号。可在基于正交频分复用的调制之后以及在为下行链路信号的符号生成循环前缀之前在下行链路信号内构建一个或多个定位符号。这可使得能够包含一个或多个定位符号,而无需在基站收发器的符号生成架构中做出更复杂的改变。

例如,第二定位符号可基于时域中的另外多个样本。另外多个样本可包括位于另外多个样本的末端的另外零值样本序列。该方法可还包括为第二定位符号生成循环前缀,使得与第二定位符号相关联的循环前缀为零值循环前缀。包含在生成下行链路信号的符号的循环前缀时另外多个样本可导致零值循环前缀。

在至少一些实施例中,一个或多个定位符号适合用于确定与移动收发器的位置有关的信息,而不会影响下行链路信号内的其它符号的解调。这可使得能够在对下行链路信号的下行链路数据传输容量只具有少数限制的情况下在移动收发器处精确地确定与移动收发器的位置有关的信息。

实施例进一步提供一种具有程序代码的计算机程序,所述程序代码用于当在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行计算机程序时,执行这些方法中的至少一种方法。

实施例进一步提供一种用于移动通信系统的移动收发器的设备。该设备包括用于与移动收发器的收发器模块通信的接口。该设备包括控制模块,所述控制模块配置成经由收发器模块和接口经由下行链路数据信道从移动通信系统的基站收发器接收下行链路信号。下行链路信号包括一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于将由基站收发器传送的时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。控制模块配置成基于一个或多个零值样本序列标识下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量。控制模块可配置成以高至足以通过至少一个样本区分非零值样本的视线分量与非零值样本的最快回波分量的采样频率来操作。控制模块配置成基于在至少第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定与移动收发器的位置有关的信息。包括一个或多个零值样本序列的定位符号可使得能够标识至少第一定位符号的视线分量。标识视线分量可使得能够改进地确定与移动收发器的位置有关的信息,这可使得与在下行链路信号的视线样本与接收器侧上的多路径样本重叠时的版本相比能够以更高的精度更加准确地确定与位置有关的信息。

实施例进一步提供一种用于移动通信系统的基站收发器的设备。该设备包括用于与移动收发器的收发器模块通信的接口。该设备包括配置成为下行链路信号生成一个或多个定位符号的控制模块。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。控制模块配置成经由接口和收发器模块经由移动通信系统的下行链路数据信道将包括一个或多个定位符号的下行链路信号传送到移动收发器。包括一个或多个零值样本序列的定位符号可使得能够在移动收发器处标识至少第一定位符号的视线分量。

附图说明

仅通过示例并参考附图,使用设备或方法或计算机程序或计算机程序产品的以下非限制性实施例来描述一些其它特征或方面,其中:

图1a和图1b示出移动收发器的方法的实施例的流程图;

图1c示出移动收发器的设备的实施例的框图;

图2a示出基站收发器的方法的实施例的流程图;

图2b示出基站收发器的设备的实施例的框图;

图3示出交叉口处的交通状况的示意图;

图4示出移动收发器的基于三维到达角的位置确定的示意图;

图5示出基于正交频分复用的下行链路信号的时隙的示意图;

图6示出在生成下行链路信号时所涉及的块的框图;

图7示出包括一个或多个定位符号的接收的下行链路信号的示意图;以及

图8示出均匀圆形阵列天线和校准天线的示意图。

具体实施方式

现在将参考其中示出一些示例实施例的附图更全面地描述各种示例实施例。在图中,为了清楚起见,线条、层或区域的厚度可能会有所夸大。可使用断线、虚线或点划线来说明可选组件。

因此,尽管示例实施例能够有各种修改和备选形式,但是其实施例通过附图中的示例示出并将在本文中详细描述。然而,应了解,不存在意图要将示例实施例局限于所公开的特定形式,而是相反,示例实施例将覆盖落在本发明的范围内的所有修改、等效物和备选方案。贯穿附图的描述,类似数字指类似或相似的元素。

如本文中所使用,除非另外指示(例如,“或其它”或“或在备选方案中”),否则术语“或”指非排他性“或”。此外,如本文中所使用,除非另外指示,否则用于描述元件之间的关系的词语应广义地解释为包括直接关系或存在中介元件。例如,当将某个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时,该元件可直接连接或耦合到另一个元件,或者可存在中介元件。相比之下,当将某个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时,不存在任何中介元件。类似地,应当以类似的方式解释诸如“在...之间”、“相邻”等的词语。

本文中所使用的术语只出于描述特定实施例的目的,并非旨在限制示例实施例。如本文中所使用,除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在还包括复数形式。将进一步了解,术语“包括(comprise、comprising)”或“包含(include、including)”在本文中使用时规定叙述的特征、整数、步骤、操作、元件或组件的存在,但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其群组。

除非另外定义,否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例实施例所属领域的技术人员普遍理解的含义相同的含义。将进一步了解,例如在常用字典中定义的那些术语的术语应解译为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义,并且将不以理想化或过度正式的含义来解译它们,除非它们本文中如此被明确定义。

图1a和图1b示出移动通信系统300/用于移动通信系统300的移动收发器100的方法的实施例的流程图。该方法包括经由下行链路数据信道从移动通信系统300的基站收发器200接收110下行链路信号。下行链路信号包括一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于将由基站收发器200传送的时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。该方法包括基于一个或多个零值样本序列标识120下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量。该方法包括基于(至少)第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定130与移动收发器100的位置有关的信息。

图1c示出移动通信系统300/用于移动通信系统300的移动收发器100的(对应)设备10的实施例的框图。设备10包括用于与移动收发器100的收发器模块16通信的接口12。设备10包括配置成经由收发器模块16和接口12经由下行链路数据信道从移动通信系统300的基站收发器200接收下行链路信号的控制模块14。下行链路信号包括一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号基于将由基站收发器200传送的时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。控制模块14配置成基于一个或多个零值样本序列标识下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量。控制模块14配置成基于在(至少)第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定与移动收发器100的位置有关的信息。控制模块14耦合到接口12。接口12进一步耦合到收发器模块16。控制模块14可进一步配置成执行结合图1a和图1b介绍的方法的额外方法步骤。图1c进一步示出包括设备10的移动收发器200。图1c进一步示出包括基站收发器200和移动收发器100的移动通信系统300。

以下描述涉及图1a和图1b的方法以及图1c的设备10两者。

至少一些实施例可涉及确定移动收发器100的位置/定位。例如,移动收发器可以是在协调驾驶配置中行进的车辆的移动收发器。在许多情况下,诸如例如车辆编队(platooning)的协调驾驶可能要求涉及车辆的高精度地位置确定。基于以卫星导航为基础的系统,特别是在其中高建筑物可能会使卫星导航信号的信号接收恶化的密集城市区域中,此类高精度的确定可能不可行。

因此,实施例可提供一种基于基站收发器200和移动收发器100之间的信号的高精度的位置确定。为了使得能够进行此类位置确定,基站收发器200可定位在包括移动收发器的车辆正在使用的道路附近,例如定位在道路的交叉口。由于道路的路线通常是直的,所以位于交叉口处的基站收发器可具有在道路上行进的许多车辆的视线。例如,移动收发器可以是车辆,或者移动收发器可以是车辆的或用于车辆的移动收发器。移动收发器可以是车辆的无线调制解调器。

该方法包括经由下行链路数据信道从基站收发器100接收110下行链路信号。在至少一些实施例中,下行链路信号可以是用于将下行链路有效负载数据从基站收发器200传送到移动收发器100的下行链路信号。下行链路数据信道可以是共享数据信道。例如,如果移动通信系统300是基于3GPP的移动通信系统,则下行链路信号可以是经由移动通信系统300的物理下行链路共享信道(PDSCH)接收的下行链路数据信号。下行链路数据信道可以是移动通信系统300的PDSCH。一个或多个定位符号可集成在下行链路信号内作为定位切片。定位切片可集成在下行链路信号中。在至少一些实施例中,下行链路信号是基于正交频分复用(基于OFDM)的下行链路信号。例如,下行链路信号可以是OFDM信号,例如CP-OFDM(循环前缀-OFDM)信号。

下行链路信号包括一个或多个定位符号。例如,可使用下行链路数据信道的多个时隙来接收/传送下行链路信号。下行链路数据信道可包括多个时隙。在多个时隙中的每个时隙内,可接收/传送多个符号。例如,在多个时隙中的时隙中的至少一些内,可传送一个或多个定位符号。多个符号可包括一个或多个定位符号。例如,可在多个时隙中的相同(单个)时隙中传送一个或多个定位符号。可在例如多个时隙的每个时隙中或在多个时隙的时隙的子集中重复一个或多个定位符号。例如,一个或多个定位符号可以是例如将在基于3GPP的移动通信系统的时隙内传送的OFDM符号。可将一个或多个定位符号布置在下行链路数据信道的子帧的时隙(例如,相同时隙)内。一个或多个定位符号可适合用于确定与移动收发器的位置有关的信息,而不会影响下行链路信号内的其它符号的解调。

一个或多个定位符号包括第一定位符号。在一些实施例中,一个或多个定位符号可还包括第二定位符号。例如,一个或多个定位符号可包括多于两个定位符号。在至少一些实施例中,一个或多个定位符号可(直接)连续布置在下行链路信号内。

至少第一定位符号基于将由基站收发器200传送的时域中的多个样本。例如,对于30.72 MHz采样率的LTE OFDM符号的循环前缀,LTE OFDM符号可基于2048个样本加上160(第一样本)/144(后续)样本。多个样本可排除循环前缀的样本。例如,第二定位符号也可基于时域中的多个样本。在至少一些实施例中,第一定位符号和第二定位符号可相同,例如基于相同的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。例如,一个或多个零值样本序列中的每个零值样本序列可跟随有一个或多个非零值样本的非零值样本。例如,零值样本可以是某一样本:在该样本处,基站收发器的收发器模块被静默(在用于一个或多个定位符号的频段处)。非零值样本可以是某一样本:在该样本处,由基站收发器传送一些东西(在用于一个或多个定位符号的频段)。零值样本可以是表示逻辑零值的样本,并且非零样本可以是表示逻辑非零(例如,一)值的样本。例如,零值样本可基于样本的“低”值,并且非零值样本可基于样本的“高”值。

一个或多个非零样本的样本之间的持续时间可基于基站收发器200和移动收发器100之间的下行链路数据信道的延迟扩展。例如,一个或多个非零样本的样本之间的持续时间可使得一个或多个非零值样本的之前的非零值样本的非视线分量(例如,反射分量)的接收功率低于一个或多个非零值样本的非零值样本的视线分量的接收功率10%(或低于5%、低于2%、低于1%)。在至少一些实施例中,一个或多个非零样本的样本之间的持续时间可使得在移动收发器处,在接收的下行链路信号内,隔离地看到至少第一定位符号的视线分量(例如,没有同时看到之前非零样本的非视线分量)。一个或多个零值样本序列的各个序列的长度可基于下行链路信号的最大超额延迟、符号持续时间和包含在多个样本内的一定数量的样本的群组中的至少一个元素。例如,可基于基站收发器200和移动收发器100之间的下行链路数据信道的延迟扩展选择一个或多个零值样本序列的各个序列的长度。一个或多个零值样本序列的各个序列的长度可基于或对应于一个或多个非零样本的样本之间的持续时间。在至少一些实施例中,第一(和第二)定位符号的至少一部分可在一个或多个零值样本序列的序列和一个或多个非零值样本的非零值样本之间交替。在一些示例中,一个或多个零值样本序列可以是多个零值样本序列,并且在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本可以是在多个零值样本序列之后的多个非零值样本。

在至少一些实施例中,一个或多个定位符号形成定位切片。定位切片可适合于移动通信系统300的物理层。例如,可在移动通信系统的物理下行链路共享信道上传送定位切片。由于定位切片包括一个或多个定位符号,所以定位切片基于将由基站收发器200传送的时域中的多个样本,所述多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。包含定位切片的接收的下行链路信号可适合于同步通信和高精度定位。

该方法包括基于一个或多个零值样本序列标识120下行链路信号的至少第一定位符号的视线分量。标识120视线分量可基于处理一个或多个非零值样本以用于视线检测。例如,标识120视线分量可包括基于例如信号分量的幅度和/或基于缺少由下行链路信号的多路径传播引起的其它信号分量而确定下行链路信号的信号分量是否是第一(和/或第二)定位符号的非零样本的视线分量。例如,由于一个或多个零值样本序列,所以下行链路信号的信号分量可区分为是第一(和/或第二)定位符号的非零样本的视线信号分量。例如,如果由于一个或多个零值样本序列的零值样本序列,所以非零值样本的信号分量在没有来自之前的非零样本的多路径分量的重叠的情况下到达移动收发器,则可确定下行链路信号的信号分量是第一(和/或第二)定位符号的非零样本的视线分量。在至少一些实施例中,标识120视线分量可对应于在例如非零样本的多路径分量到达移动收发器之前隔离地对第一(和/或第二)定位符号的非零样本的视线分量进行采样。例如,移动收发器(例如,接口12、控制模块14和/或收发器模块16)处的采样率可足够高使得能够标识视线分量。

该方法还包括基于在第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定130与移动收发器100的位置有关的信息。

在至少一些实施例中,如图1b所示,确定130与移动收发器100的位置有关的信息包括:基于一个或多个非零值样本确定132下行链路信号的至少第一定位符号(例如,第一定位符号和第二定位符号)的视线分量的到达角;以及基于视线分量的到达角确定134移动收发器100的位置。例如,确定132到达角可包括确定到达角的方位分量和到达角的海拔分量。到达角可以是三维到达角。在至少一些实施例中,可基于隔离采样的第一(和/或第二)定位符号的非零样本的视线分量确定到达角。在一些实施例中,可基于一个或多个非零值样本(中的所有)确定到达角。备选地,可利用一个或多个非零值样本的单个非零值样本来确定到达角。在至少一些实施例中,可只利用至少第一定位符号(例如,第一定位符号和第二定位符号)的视线分量来确定到达角。例如,可在确定到达角时丢弃至少第一定位符号(例如,第一定位符号和第二定位符号)的视线分量的多路径分量。在至少一些实施例中,确定132到达角基于发射器位置确定算法,例如基于MUSIC(多信号分类)算法。

例如,移动收发器100可以是车辆的移动收发器。确定130移动收发器的位置可基于移动收发器100的高于地面的第一高度,并基于基站收发器200的高于地面的第二高度。例如,确定移动收发器的位置可基于下行链路信号的视线分量的到达角、基于移动收发器的高于地面的第一高度并基于基站收发器的高于地面的第二高度。例如,可相对于基站收发器确定移动收发器的位置。备选地或另外地,可在绝对(三维)坐标系中确定移动收发器的位置。与移动收发器的位置有关的信息可以是或者可包括移动收发器的位置(例如,以相对或绝对坐标)。

在一些实施例中,移动收发器100和基站收发器200之间的时间同步具有最多0.5μs的精度。时间同步可基于以卫星为基础的时间同步方法。如果确定与移动收发器的位置有关的信息基于确定视线分量的到达角,则可利用移动收发器100和基站收发器200之间的(粗粒度的)时间同步。在至少一些实施例中,到达角的确定可独立于移动收发器100和基站收发器200之间的时间同步。

备选地或另外地,可基于移动收发器和基站收发器之间的距离来确定与移动收发器的位置有关的信息。如图1b所示,该方法可还包括基于在至少第一定位符号(例如,第一和第二定位符号)的视线分量内接收的一个或多个非零值样本确定140与移动收发器100和基站收发器200之间的时间和/或相位同步有关的信息。例如,确定140与移动收发器100和基站收发器200之间的时间和/或相位同步有关的信息可包括基于在至少第一定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本精炼(refining)移动收发器和基站收发器之间的基于卫星的时间同步。确定130与移动收发器100的位置有关的信息可包括基于与时间和/或相位同步有关的信息确定136移动收发器100和基站收发器200之间的距离。例如,确定136移动收发器100和基站收发器200之间的距离可基于至少第一定位符号的视线分量的传播时间和基于与时间和/或相位同步有关的信息。

在一些实施例中,一个或多个定位符号包括第二定位符号。可与第一定位符号类似地实现第二定位符号。第一定位符号和第二定位符号可以是下行链路信号中的连续符号。第二定位符号可与零值循环前缀相关联。例如,第二定位符号的循环前缀可以是零值循环前缀。例如,当由基站收发器传送下行链路信号时,可在第二定位符号的循环前缀的传输期间(例如,在用于传输第二定位符号的频段)使所述下行链路信号静默。在至少一些实施例中,第一定位符号也可与零值循环前缀相关联。

可经由移动收发器100的第一天线模块接收下行链路信号。例如,移动收发器100可包括第一天线模块和第二天线模块。在一些实施例中,设备10可包括收发器模块16、第一天线模块和第二天线模块的群组中的一个或多个元件。例如,第一天线模块可以是可连接到相干多信道接收器模块的均匀圆形阵列天线模块。第二天线模块可以是棒状天线。在至少一些实施例中,第二天线模块可布置在由第一天线模块的天线形成的圆的中心。例如,第二天线模块的(例如,唯一的)天线可布置在与第一天线模块的每个天线(大体上)等距的位置。第一天线模块和第二天线模块可耦合或连接到收发器模块16。

如图1b中进一步所示,该方法可还包括在第二定位符号(例如,和第一定位符号)的零值循环前缀的持续时间内经由移动收发器100的第二天线模块(例如,并且经由接口和收发器模块)传送150本地校准信号。该方法可还包括经由第一天线模块(例如,并且经由接口和收发器模块)接收160本地校准信号。可在用于下行链路信号的(例如,相同)频段处传送和接收本地校准信号。可在下行链路数据信道的频段内在零值循环前缀的持续时间期间传送150和接收160本地校准信号,使得下行链路信号的其它符号的解调不受本地校准信号的影响。该方法可还包括基于传送的本地校准信号经由第一天线模块校准170下行链路信号的接收。在至少一些实施例中,校准170下行链路信号的接收可对应于校准经由第一天线模块的信号的接收。校准170下行链路信号的接收可基于匹配的滤波器算法。校准170下行链路信号的接收可包括使用(已知的)本地校准信号来估计第一天线模块的漂移系数。校准170下行链路信号的接收可还包括基于漂移系数补偿第一天线模块的漂移。在至少一些实施例中,校准170是原位(或“在线”)校准。

在至少一些实施例中,第二定位符号基于将由基站收发器200传送的时域中的另外多个样本。在一些实施例中,另外多个样本可对应于多个样本。备选地,另外多个样本可不同于多个样本。另外多个样本可包括位于另外多个样本的末端的另外零值样本序列,使得与第二定位符号相关联的循环前缀为零值循环前缀。另外多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本(例如,类似于第一定位符号)。与移动收发器100的位置有关的信息可进一步基于在第二定位符号的视线分量内接收的一个或多个非零值样本。

在一些实施例中,如图1b所示,该方法还包括确定152本地校准信号的传输功率。可确定传输功率,使得本地校准信号的传输功率比与本地校准信号的频段内的基站收发器200的下行链路系统的最小部署带宽对应的接收器噪声功率大至少15 dB并且最多大20dB。例如,可确定传输功率,使得本地校准信号的传输功率比与本地校准信号的频段内的基站收发器200的下行链路系统的最小部署带宽对应的接收器噪声功率大(大体上)20 dB。

一般来说,移动通信系统300可例如对应于第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化移动通信网络中的一个,其中术语移动通信系统与移动通信网络同义地使用。移动或无线通信系统可对应于例如第五代系统(5G)、长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速分组接入(HSPA)、通用移动电信系统(UMTS)或UMTS地面无线电接入网络(UTRAN)、演进型UTRAM(e-UTRAN)、全球移动通信系统(GSM)或GSM演进的增强数据速率(EDGE)网络、GSM/EDGE无线电接入网络(GERAN)或具有不同标准(例如,全球微波接入互操作性(WIMAX)网络IEEE 802.16或无线局域网(WLAN)IEEE 802.11)的移动通信网络,一般为正交频分多址(OFDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、码分多址(CDMA)网络、宽带-CDMA(WCDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、空分多址(SDMA)网络等。

基站收发器(例如,基站收发器200)可操作以与一个或多个活动移动收发器通信,并且基站收发器可位于另一个基站收发器(例如,宏小区基站收发器或小型小区基站收发器)的覆盖区域中或与其相邻。因此,实施例可提供包括一个或多个移动收发器和一个或多个基站收发器的移动通信系统,其中基站收发器可建立宏小区或小型小区,如例如微微、城市或毫微微小区。移动收发器(例如,移动收发器100)可对应于智能电话、蜂窝电话、用户设备、无线电设备、移动电话、移动站、膝上型计算机、笔记本计算机、个人计算机、个人数字助理(PDA)、通用串行总线(USB)-棒、汽车、用于D2D通信的移动中继收发器等。移动收发器又可称为用户设备(UE)或与3GPP术语一致的移动电话。

基站收发器(例如,基站收发器200)可位于网络或系统的固定或静止部分中。基站收发器可对应于远程无线电头端、传输点、接入点、无线电设备、宏小区、小型小区、微小区、毫微微小区、城市小区等。基站收发器可对应于理解为是终止终端/移动收发器和无线电接入网络之间通过空中接口的无线电承载或连接性的节点/实体的逻辑概念的基站。基站收发器可以是有线网络的无线接口,其使得能够将无线电信号传输到UE或移动收发器。此类无线电信号可遵从由例如3GPP标准化或一般符合上文所列的系统中的一个或多个的无线电信号。因此,基站收发器可对应于NodeB、eNodeB、基站收发器(BTS)、接入点、远程无线电头端、传输点、中继收发器等,它们可在远程单元和中央单元中被进一步细分。

移动收发器(例如,移动收发器100)可关联到基站收发器或小区、驻留在基站收发器或小区上或向基站收发器或小区注册。术语小区是指由诸如NodeB(NB)、eNodeB(eNB)、远程无线电头端、传输点等的基站收发器提供的无线电服务的覆盖区域。基站收发器可在一个或多个频率层上操作一个或多个小区,在一些实施例中,小区可对应于扇区。例如,可使用扇区天线来实现扇区,所述扇区天线提供用于覆盖远程单元或基站收发器周围的角度区段的特性。在一些实施例中,基站收发器可例如操作分别覆盖120°(在三个小区的情况下)、60°(在六个小区的情况下)的扇区的三个或六个小区。基站收发器可操作多个扇区化的天线。在下文中,小区可表示生成小区的相应的基站收发器,或者同样地,基站收发器可表示基站收发器生成的小区。

接口12(或结合图2b介绍的接口22)可对应于用于在模块内、在模块之间或者在不同实体的模块之间接收和/或传送信息的一个或多个输入端和/或输出端,所述信息可以是根据指定代码的数字(位)值。

在实施例中,控制模块14(或结合图2b介绍的控制模块24)可使用一个或多个处理单元、一个或多个处理装置、诸如处理器之类的用于处理的任何部件、可与相应调适的软件一起操作的计算机或可编程硬件组件来实现。换句话说,控制模块14的描述的功能也可用软件实现,其然后在一个或多个可编程硬件组件上执行软件。此类硬件组件可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等。

收发器模块16(和/或结合图2b介绍的收发器模块26)可实现为用于收发(即,接收和/或传送等)的任何部件、一个或多个收发器单元、一个或多个收发器装置,并且它可包括典型的接收器和/或传送器组件,诸如一个或多个低噪声放大器(LAN)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个天线共用器、一个或多个双工器、一个或多个模拟-数字转换器(A/D)、一个或多个数字-模拟转换器(D/A)、一个或多个调制器或解调器、一个或多个混合器、一个或多个天线等中的群组中的一个或多个元件。

结合提出的概念或在上文或下文(例如,图2a至图8)描述的一个或多个示例提及方法和/或设备10的更多细节和方面。方法和/或设备10可包括与提出的概念或在上文或下文描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个额外的可选特征。

图2a示出移动通信系统300的基站收发器200的方法的实施例的流程图。该方法包括为下行链路信号生成210一个或多个定位符号。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号(例如,第一定位符号和第二定位符号)基于时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。该方法包括经由移动通信系统300的下行链路数据信道将包括一个或多个定位符号的下行链路信号传送220到移动收发器100。

图2b示出移动通信系统300(或用于移动通信系统300)的基站收发器的(对应)设备20的实施例的框图。设备20包括用于与移动收发器100的收发器模块26通信的接口22。设备20包括配置成为下行链路信号生成一个或多个定位符号的控制模块24。一个或多个定位符号包括第一定位符号。至少第一定位符号(例如,第一定位符号和第二定位符号)基于时域中的多个样本。多个样本包括一个或多个零值样本序列以及在一个或多个零值样本序列之后的一个或多个非零值样本。控制模块24配置成经由接口20和收发器模块26经由移动通信系统300的下行链路数据信道将包括一个或多个定位符号的下行链路信号传送到移动收发器100。控制模块24耦合到接口22。接口22耦合到收发器模块26。控制模块24可配置成执行结合图2b介绍的方法的进一步方法步骤。图2b进一步示出包括设备20的基站收发器200。图2b进一步示出包括基站收发器200和移动收发器100的移动通信系统300。

以下描述涉及图2a的方法和图2b的设备20两者。

方法包括为下行链路信号生成210一个或多个定位符号。例如,生成210一个或多个定位符号可包括确定一个或多个非零值样本的样本之间的持续时间。生成210一个或多个定位符号可包括基于例如一个或多个非零值样本的样本之间的持续时间确定一个或多个零值样本序列的零值样本序列的长度。一个或多个非零值样本的样本之间的持续时间可基于基站收发器200和移动收发器100之间的下行链路数据信道的延迟扩展。例如,一个或多个非零样本的样本之间的持续时间可使得一个或多个非零值样本的之前的非零值样本的非视线分量(例如,反射分量)的接收功率比一个或多个非零值样本的非零值样本的视线分量的接收功率低10%(或低于5%、低于2%、低于1%)。在至少一些实施例中,一个或多个非零样本的样本之间的持续时间可使得在移动收发器处,在接收的下行链路信号内,隔离地看到至少第一定位符号的视线分量(例如,没有同时看到之前的非零样本的非视线分量)。一个或多个零值样本序列的各个序列的长度可基于下行链路信号的最大超额延迟、符号持续时间和包含在多个样本内的一定数量的样本的群组中的至少一个元素。例如,可基于基站收发器200和移动收发器100之间的下行链路数据信道的延迟扩展选择一个或多个零值样本序列的各个序列的长度。一个或多个零值样本序列的各个序列的长度可基于或对应于一个或多个非零样本的样本之间的持续时间。在至少一些实施例中,生成一个或多个定位符号可包括使一个或多个零值样本序列的序列和一个或多个非零值样本的非零值样本交替。在一些实施例中,一个或多个非零值样本的样本之间的持续时间和/或一个或多个零值样本序列的各个序列的长度可基于基站收发器和移动收发器之间的距离,在该距离处,期望有增加的精度来确定与移动收发器的位置有关的信息。

在至少一些实施例中,一个或多个定位符号包括第二定位符号。第一定位符号和第二定位符号可以是下行链路信号中的连续符号。第二定位符号可与零值循环前缀相关联,其中下行链路信号包括具有零值循环前缀的第二定位符号。例如,第二定位符号可基于时域中的另外多个样本。另外多个样本可包括位于另外多个样本的末端的另外零值样本序列。该方法可还包括为第二定位符号生成230循环前缀,使得与第二定位符号相关联的循环前缀为零值循环前缀。在一些实施例中,生成210一个或多个定位符号可包括生成第二定位符号,使得第二定位符号包括位于形成第二定位符号的另外多个样本的末端的另外零值样本序列。

在至少一些实施例中,该方法还包括定期重复240下行链路信号内的一个或多个定位符号的传输,使得每秒(或至少每500 ms、至少每200 ms、至少每100 ms)重复第二定位符号至少一次。例如,可生成210一个或多个定位符号,使得对于下行链路数据信道的多个时隙,一个或多个定位符号在多个时隙的第一时隙子集中(仅)包括第一定位符号,并且使得一个或多个定位符号在多个时隙中的时隙的第二子集中包括第一定位符号和第二定位符号。

在至少一些实施例中,下行链路信号是基于正交频分复用的下行链路信号。可在基于正交频分复用的调制之后以及在为下行链路信号的符号生成循环前缀之前在下行链路信号内构建一个或多个定位符号。该方法可包括生成下行链路信号。该方法可包括基于以正交频分复用为基础的调制为下行链路信号生成符号并为下行链路信号的符号生成循环前缀。该方法可包括在生成符号之间以及在生成循环前缀之前将一个或多个定位符号提供(例如,插入)到下行链路信号中。

结合提出的概念或在上文或下文(例如,图1a至1c、图3至图8)描述的一个或多个示例提及基站方法和/或基站设备20的更多细节和方面。基站方法和/或基站设备20可包括与提出的概念或在上文或下文描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个额外的可选特征。

至少一些实施例涉及用于同步通信和准确移动定位的定位切片。

使用当前的移动无线电网络可能对于获得可用于安全汽车应用的移动定位精度是不可行的。例如,在卡车编队、自动超车和交叉口处的碰撞避免中,可能要求优于30 cm的移动定位精度。移动无线电通信系统的当前设计不虑及获得这种精度。

在一些系统中,由于相位和幅度漂移可能必须不断地校准具有相干接收器的阵列天线,所述相位和幅度漂移是由于汽车中的温度变化而造成的。通常利用阵列天线来确定诸如RF信号的到达角(AOA)之类的移动定位特征。特别地,优选部署均匀圆形阵列(UCA)天线模块,因为它们具有360°能力。当接收器信道彼此漂移时,AOA的估计可能会变得不可靠。

对于移动定位,可使用不同的方法,诸如三边测量法、测角法、基于指纹识别的定位、利用3D-到达角(3D-AOA)和距离估计的相对于参考基站的定位、出于定位目的在通信帧结构中使用集成导频的观测的到达时间差(OTDOA)(LTE下行链路帧中的定位参考信号PRS)。

许多移动定位方案的缺点是:在城市区域中,由于小的信号带宽,所以它们无法克服多路径传播的问题。因此,此类通信系统要在城市区域中实现高精度移动定位可能是不可行的。

为了校准UCA天线,可离线使用使用具有已知AOA的固定已知源的经校准的多信道接收器的方法。在一些情况下,可使用联合的在线校准和AOA检测。其它方法可利用位于UCA的中心的校准天线,其向UCA中的接收天线发送相位对称的校准信号。然后,可基于已知发送的校准信号利用匹配的滤波器校准所连接的多信道接收器。

这些校准方案的缺点是:要么它们离线,这对于汽车不实际,因为UCA和它的对应的多信道接收器固定部署在汽车中。要么,它们没有考虑在在线校准方案中将这些接收系统与进行中的通信(原位)集成。

网络condensifaction是作为5G定位方法已经提出的一种方法。它可能要求在基站和小型区域中的更大数量的基站之间高度准确的同步。相关硬件成本可能太高而无法达到高精度定位。

至少一些实施例涉及用于高精度移动定位的定位切片(例如,一个或多个定位符号)。

当涉及城市区域中的高精度定位时,使用移动无线电网络的移动定位可能会有挑战。图3示出交叉口处的示例性交通状况的示意图。车辆330可接收第一基站310(例如,宏基站)和第二基站320(例如,交叉口处的较小型基站)的信号。

不同的原因使得城市区域中的准确移动定位变得非常困难:

多路径传播

小的信号带宽

即使视线信号可用,由于可用移动无线电网络的小带宽,要在时间维度上将第一到达路径与多路径信号进行恰当地分离仍然可能不可行。在LTE(长期演进)下行链路信号中,最大可用带宽为20 MHz,这虑及大约3.2568e-08 s的时间分辨率。该值意味着,最快的多路径必须比LOS信号飞行长10 m,以便解析第一到达路径。因此,从移动站到eNodeB的距离精度可能没有优于10 m。

可在定位方法中使用天线阵列和相干多信道接收器上的阵列信号处理来应用第一到达信号的空间分离。由于具有360°覆盖和在接收信号的方位和海拔平面中估计到达角(AOA)的能力,所以可使用均匀圆形阵列(UCA)天线。然而,空间分离会在多路径相干信道中强烈降级,这在城市区域中通常如此。

为了克服信号带宽限制,可使用海拔AOA

图4示出基于三维到达角的移动收发器的位置确定的示意图。图4 410示出用于将视线信号传送到点420的LTE基站(例如,基站收发器100),在所述点420处将确定到达角。到达角包括点420的z-轴和视线分量之间的仰角

基于OFDM的PHY系统中的RAN中的定位切片方法包括将传输帧(例如,LTE下行链路帧)中的OFDM符号(例如,一个或多个定位符号)仅仅专用于定位目的。定位切片可由物理共享数据信道的至少两个连续OFDM符号(例如,一个或多个定位符号)组成或包括物理共享数据信道的至少两个连续OFDM符号(例如,一个或多个定位符号),其中分配和传送用户数据。图5示出基于正交频分复用的下行链路信号的时隙的示意图。图5 502示出长度为10 ms的LTE帧502。帧502包括各自长度为1 ms的10个子帧504(#0至#9)。每个子帧包括各自具有七个符号的两个时隙。在图5中,示出第一个子帧(#0)506和第六个子帧(#5)508。对于布置的定位切片516(例如,一个或多个定位符号),使用第一个子帧的第一时隙的符号2和3。对于主512(PSS)和辅514(CSS)同步信号,使用子帧的第一时隙的符号6和7。小区特定的参考信号510(CRS)散布在子帧内。一个或多个定位符号可在用于子帧的资源块的整个带宽520上伸展。

想法可以是,在添加循环前缀之前在传输链中操纵切片OFDM符号。操纵包括以对称的方式将这些符号的样本设置为零,以便在传输过程中生成传输暂停。图6示出在生成下行链路信号时所涉及的块的框图。在图6中,位源块602将用于数据操纵的数据位提供给数据调制块604。将调制后的数据提供给OFDM调制块606。OFDM调制块606将经OFDM调制的数据作为OFDM符号提供给切片配置块610。切片控制器608(例如,设备20)将与定位切片(例如,一个或多个定位符号)对应的OFDM符号的配置方案和顺序提供给切片配置块610。在块612中,对OFDM调制块606的OFDM符号和一个或多个定位符号添加循环前缀。RF(射频)块614(例如,收发器模块26)将符号和循环前缀提供给天线模块616以用于传输到移动收发器。

第一个样本(例如,多个样本的第一个样本)可能始终为非零。定位切片(例如,零值样本序列)中的两个非零样本之间的一定数量的样本可考虑符号持续时间、FFT(快速傅立叶变换)长度和其中汽车/车辆所在的城市信道中的最大超额延迟。切片控制器可包括定位切片的OFDM符号的定时信息,并且可在定位切片中的两个非零样本之间生成多个零样本(例如,零值样本序列)。切片配置模块可在OFDM符号中设置零。

可将这些OFDM符号的最后样本(例如,另外零值样本序列)设置为零,以便生成零CP(循环前缀)区,其中可在线校准UCA(均匀圆形阵列)天线,这将在下文更详细地解释。否则,切片OFDM符号开始非零样本,并在两个连续的非零样本之间设置

基于该方法,可避免:如果ADC采样率足够高以将LOS信号与最快的多路径信号分离至少一个样本,则LOS信号与接收器处的多路径信号重叠。因此,将较大数量的LOS样本与多路径样本分离并仅仅基于LOS样本估计AOA是可行的。

图7示出包括一个或多个定位符号的接收的下行链路信号的示意图。y-轴702示出接收的IQ(同相/正交)样本的幅度,并且x-轴704示出样本的数量。实线部分714示出接收器噪声。标记部分722、724示出第一和第二定位符号的非零样本的视线向量。第一和第二定位符号的非零样本的视线向量之间的间隙形成由第二定位符号的循环前缀引起的校准区712。在上图中,第一和第二定位符号分别布置在LTE帧的子帧的OFDM符号3和4处。图7示出LTE帧的第一个子帧,其中OFDM符号3和4专用于定位目的。使用的信号带宽为

假设车辆上的UCA和eNodeB的高度已知,则可容易地计算到eNodeB的距离。调研表明,在城市交通交叉口周围的50 m半径内,高达20 cm的定位精度是可行的。

至少一些实施例涉及多信道接收系统的基于切片的原位校准。

可在幅度和相位方面原位校准基于UCA天线的多信道接收系统中的接收信道。原位意味着当通信正在进行中时,例如LTE下行链路通信。相位和幅度漂移可导致AOA估计中的较大误差,这可进而对如前所述基于海拔AOA的距离估计造成不利影响。

至少一些实施例可基于使用具有N个接收天线的UCA天线(例如,第一天线模块)和位于UCA的中心的一个传输天线(例如,第二天线模块)。图8示出均匀圆形阵列天线和校准天线的示意图。在图8中,天线802是校准天线,并且天线804形成UCA。可将校准信号(例如,本地校准信号)从位于UCA的中心的校准天线发送到UCA的所有接收天线。可在多信道接收系统和eNodeB之间的通信的相同的下行链路频率上发送校准信号。

方法可以是在(例如,一个或多个定位符号的定位符号之间的)定位切片中创建的校准时段中发送校准信号(例如,本地校准信号)。校准时段可表示接收器上其中只有热噪声可用的基带区。这可以是定位切片的两个连续OFDM符号之间的区。可在多信道接收器上使用匹配滤波器算法,它可使用已知的校准信号来估计漂移系数并补偿它们。发送比LTE下行链路LTE系统中的1.4 MHz的信号带宽的热噪声高20 dB的校准信号可虑及完美地校准多信道接收系统,并使得能够进行高度准确的AOA估计并且因此基于AOA海拔进行高度准确的距离估计。

结合提出的概念或在上文(例如,图1a至图2b)描述的一个或多个示例提及方法和概念的更多细节和方面。方法/概念可包括与提出的概念或在上文或下文描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个额外的可选特征。

如前所述,在实施例中,相应方法可实现为可在相应硬件上执行的计算机程序或代码。因此,另一个实施例是一种具有程序代码的计算机程序,所述程序代码用于当在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行计算机程序时,执行以上方法中的至少一种方法。另外的实施例是存储指令的计算机可读存储介质,所述指令在由计算机、处理器或可编程硬件组件执行时,使计算机实现本文中描述的方法中的一个。

本领域技术人员将容易地意识到,上述各种方法的步骤可由编程的计算机执行,例如可确定或计算时隙的位置。本文中,一些实施例还旨在涵盖诸如数字数据存储介质的程序存储装置,它们可由机器或计算机读取并编码机器可执行或计算机可执行指令程序,其中所述指令执行本文中描述的方法的一些或所有步骤。程序存储装置可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬盘驱动器或可选地可读的数字数据存储介质。实施例还旨在涵盖经编程以执行本文中描述的方法的所述步骤的计算机、或经编程以执行上述方法的所述步骤的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。

本描述和附图仅仅说明本发明的原理。因此,将明白,本领域技术人员将能够设想各种布置,尽管这些布置没有在本文中明确描述或示出,但是它们体现本发明的原理并包含在它的精神和范围内。此外,本文中叙述的所有示例主要旨在明确地仅仅用于教学的目的,以帮助读者理解本发明的原理以及由本发明者为推进本领域所贡献的概念,并将解释为不限于此类特别叙述的示例和状况。此外,本文中叙述本发明的原理、方面和实施例及其特定示例的所有叙述旨在涵盖其等效物。当由处理器提供时,这些功能可由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由多个个别处理器(其中一些处理器可共享)提供。此外,明确使用术语“处理器”或“控制器”不应理解为排他性地指能够执行软件的硬件,并可隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储设备。也可包含其它常规或定制的硬件。它们的功能可通过操作程序逻辑、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互作用或甚至手动地执行,特定的技术可由实现者根据对上下文的特别理解来选择。

本领域技术人员应明白,本文中的任何框图表示体现本发明的原理的说明性电路的概念视图。类似地,将明白,任何流程图表、流程图、状态转变图、伪代码等表示可大体上在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行(而不管是否明确示出此类计算机或处理器)的各种过程。

此外,以下权利要求书由此并入到详细描述中,其中每个权利要求可独自代表独立的实施例。尽管每个权利要求可独自代表独立的实施例,但是应注意,尽管从属权利要求可在权利要求书中指与一个或多个其它权利要求的特定组合,但是其它实施例也可包括从属权利要求与每个其它从属权利要求的主题的组合。除非叙述了不希望特定组合,否则本文中提议此类组合。此外,即使没有直接使某个权利要求从属于任何其它独立权利要求,也要预期包含任何其它独立权利要求的权利要求的特征。

将进一步注意,说明书或权利要求书中公开的方法可由具有用于执行这些方法的每个相应步骤的部件的装置实现。

参考符号列表

10设备

12接口

14控制模块

16收发器模块

20设备

22接口

24控制模块

26收发器模块

100移动收发器

110接收下行链路信号

120标识视线分量

130确定与位置有关的信息

132确定到达角

134确定位置

136确定距离

140确定与时间/相位同步有关的信息

150传送本地校准信号

152确定传输功率

160接收本地校准信号

170校准下行链路信号的接收

200基站收发器

210生成一个或多个定位符号

220传送下行链路信号

230生成循环前缀

240重复传输

310第一基站

320第二基站

330车辆

410 LTE基站

420点,在所述点处将确定到达角

430车辆

502 LTE帧

504子帧

506第一子帧

508第六子帧

510小区特定的参考信号

512主同步信号

514辅同步信号

516定位切片

602位源块

604数据调制块

606 OFDM调制块

608切片控制器块

610切片配置块

612添加循环前缀的块

614 RF块

616天线模块

702 y-轴

704 x-轴

712校准区

714接收器噪声

722第一定位符号

724第二定位符号

802校准天线

804均匀圆形阵列天线。

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