用于确定和使用无线通信链路的所预测未来服务质量的方法、计算机程序和装置

摘要

实施例涉及用于确定和使用收发器(诸如基站或移动收发器)与移动收发器之间的无线通信链路的所预测未来服务质量的方法、计算机程序和装置。用于预测收发器(100)与移动收发器(200)之间的无线通信链路的未来服务质量的方法包括获得(110)关于移动收发器的位置的信息和关于移动收发器的移动的信息。该方法包括基于移动收发器的位置来确定(120)移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率。该方法包括基于移动收发器的位置和移动来确定(130)理想时间‑频率网格配置与用于无线通信链路的时间‑频率网格配置之间的所预测失配。该方法包括基于所预测接收功率并且基于理想时间‑频率网格配置与用于无线通信链路的时间‑频率网格配置之间的所预测失配来确定(160)无线通信链路的所预测吞吐量。该方法包括基于无线通信链路的所预测吞吐量来确定(170)无线通信链路的所预测未来服务质量。

说明书

本发明涉及用于确定和使用基站与移动收发器之间的无线通信链路的所预测未来服务质量的方法、计算机程序和装置。

未来的载具通信系统可能在各种移动性条件下需要高可靠性和高效率。另一方面，通信系统在它们的性能方面常常是变化的，但是通信质量可以被预测。

然而，用于预测服务质量(PQoS)的许多方法主要基于无线电地图(覆盖地图)。这些方法通常不考虑用户的移动性。

欧洲专利EP 2 995 127 B1涉及一种用于基于辅助信息来估计可达到的链路吞吐量的方法和装置。该专利使用辅助信息(诸如信道质量指示符(CQI)或导频能量与噪声加干扰的比率)来估计可用带宽。然而，用户装备(UE)的移动性仅在非常宽泛的级别上被考虑，即关于当UE在不同小区之间移动时发生的切换过程。

美国专利申请US 2011/027397 A1涉及无线电通信系统、调度方法、无线电基站设备和无线电终端。美国专利申请US 2016/0285683 A1涉及一种用于无线电网络扫描操作的终端设备和方法。在所述应用中，预测了服务质量，然而，没有考虑无线电终端的移动。

可能期望提供一种用于预测基站与移动收发器之间的无线通信链路的服务质量的改进方法。

该期望由独立权利要求的主题来解决。

本公开的各种方面基于如下发现：即，移动收发器(诸如，载具)的移动可能导致移动收发器与基站之间的无线通信链路的性能降级，这是由于用于无线通信链路的时间-频率网格与适配于移动收发器的移动的理想时间-频率网格之间的所得到的失配(mismatch)所致。这种失配可能会影响无线通信链路的频谱效率，并因此影响无线通信链路上可能的吞吐量。吞吐量可以进而用于预测无线通信链路的服务质量，从而提供更精确的服务质量预测。

实施例提供了一种用于预测收发器(诸如基站或移动收发器)与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的方法。该方法包括获得关于移动收发器的位置的信息和关于移动收发器的移动的信息。该方法包括基于移动收发器的位置来确定移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率。该方法包括基于移动收发器的位置和移动来确定理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配。该方法包括基于所预测接收功率并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配来确定无线通信链路的所预测吞吐量。该方法包括基于无线通信链路的所预测吞吐量来确定无线通信链路的所预测未来服务质量。通过考虑理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配，可以增加针对快速移动的移动收发器(诸如载具)的无线通信链路的吞吐量预测的准确性，从而导致用于预测收发器与移动收发器之间的无线通信链路的服务质量的改进方法。

一般而言，哪种网格配置对于收发器与移动收发器之间的无线通信链路是最优的取决于移动收发器的移动和无线电环境，并且特别地取决于无线通信链路的延迟-多普勒扩展。例如，理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配可以基于无线通信链路的所预测延迟-多普勒扩展。

特别地，所预测延迟-多普勒扩展的多普勒分量可以基于移动收发器的移动的速度。所预测延迟-多普勒扩展的延迟分量可以基于移动收发器的位置。这两个分量可以基于关于移动收发器的位置和移动的信息来确定。

例如，延迟-多普勒扩展的多普勒分量和延迟分量中的至少一个可以通过基于移动收发器的移动和/或位置从数据库中检索相应信息来确定。例如，多普勒分量的预测可以基于收发器与移动收发器之间的相对速度从数据库中检索。附加地或替代地，延迟分量的预测可以基于移动收发器的位置从数据库中检索。

在一些情况下，覆盖地图可以用于确定所预测接收功率，因为接收功率可以与移动收发器在覆盖地图上的位置有关。例如，移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率可以基于收发器的无线电环境的覆盖地图来确定。

在一些示例中，当确定吞吐量时，可以考虑一个或多个进一步的因素。例如，该方法可以包括确定无线通信链路上的所预测干扰。无线通信链路的所预测吞吐量可以进一步基于无线通信链路上的所预测干扰来确定。附加地或替代地，该方法可以包括确定移动收发器处的所预测接收器噪声功率。无线通信链路的所预测吞吐量可以进一步基于移动收发器处的所预测接收器噪声功率来确定。可以考虑所预测干扰和所预测接收器噪声功率两者来增加吞吐量的预测的准确性。

例如，无线通信链路的所预测吞吐量可以基于所预测信干噪比(SINR)来确定，所预测信干噪比(SINR)基于所预测接收功率、基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配、基于无线通信链路上的所预测干扰、以及基于移动收发器处的所预测接收器噪声功率。SINR可以基于上述因素的全部或子集来确定。

在一些情况下，可以考虑频谱效率，该频谱效率一般而言基于SINR以及在相应SINR处使用的调制/编码方案。换句话说，无线通信链路的所预测吞吐量可以基于调制方案来确定，该调制方案是基于所预测信干噪比来选择的。

另一潜在因素是收发器处的无线资源的可用性，例如如果收发器是基站，则是基站处的无线资源的可用性，同时与基站通信的移动收发器越多，可用于移动收发器的无线资源就越少。因此，收发器可以是基站。无线通信链路的所预测吞吐量可以进一步基于基站处的无线资源的可用性来确定。

一般而言，所提出的概念可以用于多个场景中。例如，无线通信链路可以基于基于多载波传输的无线通信系统。无线通信链路可以基于以下各项中的一个：基于正交频分复用(OFDM)的无线通信系统、基于正交时频空(OTFS)的无线通信系统、以及基于滤波器组多载波(FBMC)的无线通信系统。这些无线通信系统是基于多载波传输的无线通信系统。无线通信链路的所预测吞吐量可以基于用于无线通信链路的基于多载波传输的无线通信系统来确定。例如，用于无线通信链路的基于多载波传输的无线通信系统关于正在使用的信号形状和正在使用的调制/编码具有影响，这可能对吞吐量具有影响。

在各种示例中，该方法包括向移动收发器提供关于无线通信链路的所预测未来服务质量的信息。例如，移动收发器可以使用关于无线通信链路的所预测未来服务质量的信息来适配无线通信链路上的通信。

本公开的各种方面涉及一种具有程序代码的计算机程序，该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该计算机程序时实行上述方法。

本公开的各种方面涉及一种装置，该装置包括用于在移动通信系统中进行通信的一个或多个接口、以及被配置成实行上述方法的控制模块。

本公开的各种方面涉及一种用于移动收发器的方法。该方法包括从收发器(诸如另一移动收发器或基站)接收关于移动收发器与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的信息。关于无线通信链路的未来服务质量的信息基于移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率，并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配。例如，移动收发器可以使用关于无线通信链路的所预测未来服务质量的信息来适配无线通信链路上的通信。

本公开的各种方面涉及一种具有程序代码的计算机程序，该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该计算机程序时实行上述方法。

本公开的各种方面涉及一种装置，该装置包括用于在移动通信系统中进行通信的一个或多个接口、以及被配置成实行上述方法的控制模块。

将仅通过示例的方式并且参考附图、使用装置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他特征或方面，在附图中：

图1a和1b示出了用于预测收发器与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的方法的示例的流程图；

图1c示出了用于预测收发器与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的装置的示例的框图；

图2a示出了用于移动收发器的方法的示例的流程图；

图2b示出了用于移动收发器的装置的示例的框图；

图2c示出了包括用于移动收发器的装置的载具的示意图；

图3a示出了用于5G NR的配置的示例；

图3b图示了依赖于信道延迟和多普勒偏移的通信的多载波Gabor脉冲设计规则；

图3c示出了图示在不同SINR下的频谱效率的图表；以及

图3d示出了用于所提出的吞吐量预测的可能输入。

现在将参考其中图示了一些示例实施例的附图来更充分地描述各种示例实施例。在附图中，为了清楚，可以扩大线、层或区域的厚度。可以使用断线、短划线或虚线来图示可选的组件。

因此，虽然示例性实施例能够有各种修改和替代形式，但是其实施例通过示例的方式在图中被示出并且将在本文中被详细地描述。然而，应当理解的是，不存在使示例性实施例限于所公开的特定形式的意图，而相反，示例性实施例要涵盖落入本发明的范围内的所有修改、等同方案和替代方案。相同的附图标记贯穿对图的描述指代相同或类似的元件。

如本文所使用的，术语“或”指代非排他性的“或”，除非以其他方式指示(例如，“要不然是”，或者“或可替代地”)。此外，如在本文中使用的那样，用来描述元件之间的关系的词应当被宽泛地解释成包括直接关系或中间元件的存在，除非以其他方式指示。例如，当元件被称为“连接”或“耦合”到其他元件时，该元件可以直接连接或耦合到其他元件或者可能存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接地连接”或“直接地耦合”到另一元件时，则不存在中间元件。类似地，诸如“之间”、“相邻”等词语应当以类似的方式来解释。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制示例性实施例。如本文所使用的，单数形式“一(a、an)”和“该”还意图包括复数形式，除非上下文以其他方式清楚地指示。将进一步理解的是，术语“包括”、“包括有”、“包含”或“包含有”当在本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其群组的存在或添加。

除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，术语(例如，在常用词典中定义的术语)应当被解释为具有与其在相关领域的情境中的含义一致的含义，并且将不会以理想化或过于正式的含义来解释，除非在本文中明确地这样定义。

图1a和1b示出了用于预测收发器100与移动收发器200(图1C中所示)之间的无线通信链路的未来服务质量的方法的示例的流程图。在下文中，收发器100被描述为基站100。然而，收发器100替代地可以是另一移动收发器100。该方法包括获得110关于移动收发器的位置的信息和关于移动收发器的移动的信息。该方法包括基于移动收发器的位置来确定120移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率。该方法包括基于移动收发器的位置和移动来确定130理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配。该方法包括基于所预测接收功率并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配来确定160无线通信链路的所预测吞吐量。该方法包括基于无线通信链路的所预测吞吐量来确定170无线通信链路的所预测未来服务质量。

图1c示出了用于预测收发器与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的对应装置10的示例的框图。装置10包括用于在移动通信系统中进行通信的一个或多个接口12。该装置包括控制模块14，该控制模块14被配置成执行结合图1a和/或1b所介绍的方法。例如，一个或多个接口可用于与移动收发器100通信，并且控制模块可用于执行计算。一般而言，装置10的功能性由控制模块14结合关于通信的一个或多个接口12来提供。一个或多个接口12与控制模块14耦合。图1c进一步示出了包括装置10的收发器/基站100。图1c进一步示出了包括收发器/基站100(其具有装置10)和移动收发器200的系统。

以下描述涉及图1a和/或1b的方法、图1c的对应装置10和基站100、以及对应的计算机程序。

本公开的实施例涉及无线通信设备，诸如收发器/基站和移动通信设备，以及对应的方法、装置和计算机程序。在下文中，可以假定彼此通信的两个无线通信设备，基站和移动收发器。这种通信通常使用在两个无线通信设备之间通过(无线)信道交换的无线传输来执行。在至少一些实施例中，可以假定信道是双弥散信道(doubly-dispersive channel)。这种通信可以被细分成越来越小的单元。一般而言，在无线通信中，帧或数据帧被认为是包括或表示多个符号的相干单元。例如，帧可以被定义为包括一个或多个时隙(或由一个或多个时隙组成)的循环重复的数据块。在这些时隙中，数据可以经由多个不同的载波频率来传输。例如，在实施例中，每个帧包括多个时隙，这些时隙经由多个载波频率来传输。相应地，数据帧可以被认为是在时间-频率平面中传输的，其中时隙横跨(span across)时间-频率平面的时间维度，并且其中载波频率横跨时间-频率平面的频率维度。该时间-频率平面可用于对经由时间维度和频率维度而跨越的(逻辑)网格进行建模。这是逻辑构造，在数据帧的传输期间，该逻辑构造被映射到时隙和载波频率。一般而言，时间-频率平面中的该网格由用于传输数据帧的带宽范围和用于传输该帧的时间(该时间被细分成一个或多个时隙)来界定。因此，在实施例中，每个数据帧基于具有时间维度分辨率和频率维度分辨率的时间-频率平面中的二维网格。

网格(在时间-频率平面中以及在延迟-多普勒平面中)可用于表示信号。在基于多载波传输的无线通信系统中，计算上可行的均衡器可能遭受失配的时间-频率网格。可以利用Gabor合成和分析脉冲与信道的延迟和多普勒扩展的完美网格匹配来实现奇偶校验。然而，由于用户的变化的移动性和相应地改变的信道，这在实践中可能无法实现。这可能会导致性能降级(较高错误率)。在许多情况下，这可能是由网格的失配引起的，因为在对基于多载波传输的无线通信系统(诸如OTFS、OFDM和FBMC)的理论研究中假定了完美的网格匹配。例如，可以基于用于无线通信链路的基于多载波传输的无线通信系统来确定无线通信链路的所预测吞吐量。例如，无线通信链路可以基于基于多载波传输的无线通信系统。例如，无线通信链路可以基于以下各项中的一个：基于OFDM的无线通信系统、基于OTFS的无线通信系统、以及基于FBMC的无线通信系统。不幸的是，网格失配可能会引起显著的性能降级。

本公开的各种实施例基于如下发现：即，该网格、或者更确切地说是网格失配(例如，由于所使用的网格不同于用于无线通信链路的理想时间-频率网格所致的性能降级)对无线通信链路的吞吐量具有重大影响，并且因此也对无线通信链路的所预测未来服务质量具有影响。

为了获得改进的性能，可以选择与用于无线通信设备之间的通信的信道相匹配的时间-频率平面中的网格的时间分辨率和频率分辨率。与用于无线通信设备(诸如收发器/基站与移动收发器)之间的通信的信道相匹配的时间-频率平面中的网格的这种时间分辨率和频率分辨率可以被表示为用于无线通信链路上的通信的理想时间-频率网格配置。换句话说，理想时间-频率网格配置是与用于无线通信设备之间的通信的信道相匹配的配置。例如，在不同的场景中，经由信道传输的信号可能经历不同量的延迟扩展和多普勒扩展。为了考虑这种不同的信道，可以选择网格，使得信道的相应属性被考虑。对于较低的相对速度，可能需要较低的时域分辨率，并且如果出现较高的延迟，则可能期望较高的频域分辨率。例如，在较高的相对速度下，在时间维度上具有较高分辨率(即，更多点)的网格可能是有利的(以允许较高的多普勒扩展)，而在较低的相对速度下，在频率维度上具有较高分辨率(即，更多点)的网格可能是有利的。

在理论上，针对每次通信选择“该”完美网格可以是可能的。然而，在实践中，可能更有用的是限制网格配置(或通信模式)的数量，以便降低无线通信设备的实现复杂性。网格配置定义了时间-频率平面中的二维网格的频率维度分辨率和时间维度分辨率的组合。

一般而言，移动收发器的位置和移动可用于确定网格失配。因此，该方法包括获得110(例如，接收)关于移动收发器的位置的信息和关于移动收发器的移动的信息。这种信息可以在收发器/基站处获得，例如当收发器/基站出于波束形成和/或切换的目的跟踪移动收发器时，或者关于移动收发器的位置的信息和/或关于移动收发器的移动的信息可以从移动收发器来接收。例如，关于移动收发器的位置的信息可以包括移动收发器的坐标、或移动收发器在收发器/基站周围的覆盖地图上的位置。该信息可用于预测无线通信链路的延迟扩展，并且因此预测时间-频率网格的时间分量的“理想”配置。关于移动收发器的移动的信息可以包括关于移动收发器相对于收发器/基站的速度的信息、关于移动收发器的移动矢量的信息、和/或关于移动收发器的过去和/或未来路径的信息。该信息可以足以确定移动收发器相对于收发器/基站的速度，基于该速度来预测无线通信链路的多普勒扩展，并且因此确定时间-频率网格的频率分量的“理想”配置。

该方法包括基于移动收发器的位置和移动来确定130理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配。在该情境中，术语“理想时间-频率网格配置”不能在字面上理解，因为理想时间-频率网格配置也是随时间和位置变化的，并且因此取决于移动收发器的前进(progress)而改变。取而代之，“理想时间-频率网格配置”可以是多个预定义网格配置当中的例如在给定时间处与无线通信链路的所预测延迟-多普勒扩展最接近匹配的配置。换句话说，“理想时间-频率网格配置”可能并不是在移动收发器的前进的任何点处都被认为是理想的，但是它在多个预定义网格配置当中在无线通信链路的所预测延迟-多普勒扩展方面是最好的。例如，理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配可以基于无线通信链路的所预测延迟-多普勒扩展。如上所指出，所预测延迟-多普勒扩展的多普勒分量可以基于移动收发器的移动的速度。所预测延迟-多普勒扩展的延迟分量可以基于移动收发器的位置。为了简化计算，所预测延迟-多普勒扩展可以基于收发器/基站周围的各种位置和移动收发器的各种速度的预先计算的值来确定。例如，数据库可用于存储关于移动收发器的给定位置和/或移动的延迟扩展和/或多普勒扩展的值。例如，关于延迟扩展和/或多普勒扩展的值可以基于或者包括收发器的无线信道的二阶统计。例如，延迟-多普勒扩展的多普勒分量和延迟分量中的至少一个可以通过基于移动收发器的移动和/或位置从数据库中检索相应信息、和/或使用基于机器学习的数据驱动算法来确定。例如，机器学习模型可以被训练成基于移动收发器的位置和/或移动来输出延迟-多普勒扩展的多普勒分量和延迟分量中的至少一个。例如，可以使用关于延迟分量和/或多普勒分量的历史数据以及对应的位置和/或移动作为训练数据来训练机器学习模型。例如，可以使用监督学习算法来训练机器学习模型。

除了所预测网格失配之外，无线通信链路的所预测接收功率也用于吞吐量的预测。因此，该方法包括基于移动收发器的位置来确定120移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率。同样，无线通信链路的所预测接收功率可以基于移动收发器的位置从数据库中获得，例如从覆盖地图中获得。换句话说，可以基于收发器/基站的无线电环境的覆盖地图来确定移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率。例如，针对收发器/基站的覆盖区域，数据库和/或覆盖地图可以包括所预测接收功率的预先计算的值，该值可以基于移动收发器的位置来获得。例如，收发器/基站和/或用于收发器/基站的装置10可以包括基站和/或覆盖地图。

该方法包括基于所预测接收功率并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配来确定160(例如，计算)无线通信链路的所预测吞吐量。例如，所预测接收功率可以除以理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的失配的影响的功率。该比率可以随后用于确定在这些条件下可行的调制/编码方案，该方案可以进而用于预测吞吐量。

存在当预测吞吐量时还可以考虑的若干个其他因素。例如，上述比率是表达收发器/基站在无线通信链路上的无线传输能够在多大程度上被移动收发器接收(或者反之亦然)的比率。除了接收功率以及由于网格失配所致的功率损失之外，无线通信链路上的干扰和/或接收器处的噪声也可以被考虑，例如以计算信干噪比。因此，该方法可以包括确定140无线通信链路上的所预测干扰(例如，由一个或多个其他移动收发器来确定)。该方法可以包括确定150移动收发器处的所预测接收器噪声功率(其可以基于带宽)。这两个因素通常都在移动通信系统内计算，例如，移动收发器向收发器/基站的信道质量报告。基于这三个或四个分量，可以预测吞吐量。例如，可以进一步基于无线通信链路上的所预测干扰和/或进一步基于移动收发器处的所预测接收器噪声功率来确定无线通信链路的所预测吞吐量。

例如，可以基于所预测信干噪比来确定无线通信链路的所预测吞吐量。例如，SINR可以基于所预测接收功率(P)、基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配(P

所预测吞吐量可以从SINR中导出。例如，如图3c中所示，取决于SINR，收发器/基站可以使用不同的调制方案/编码方案，这些方案定义或限制了可以达到的吞吐量。例如，吞吐量可以基于正在使用的调制方案(例如，QPSK、16QAM、64QAM)和正在使用的编码速率的组合。此外，吞吐量可以基于MIMO(多输入多输出)的使用。例如，无线通信链路的所预测吞吐量可以基于调制方案(和编码速率)来确定，该调制方案(和编码速率)是基于所预测信干噪比来选择的。例如，SINR越高，正在使用的调制方案和/或编码方案可能就越复杂，从而导致更高的频谱效率，并且因此导致更高的吞吐量。

在所预测吞吐量的确定中的另一因素是收发器/基站有多繁忙。取决于由其他收发器引起的业务量，之前确定的(理论)吞吐量的仅一部分可用于移动收发器，例如，这是由于移动收发器可能必须与其他移动收发器共享对于收发器/基站可用的无线资源。例如，可以进一步基于收发器/基站处的无线资源的可用性来确定无线通信链路的所预测吞吐量。例如，基于SINR而被预测的理论吞吐量可以是理论最大值，该理论最大值可以基于收发器/基站处的无线资源的可用性而减小。例如，可用无线资源可以基于收发器/基站处可用的时间资源、频率资源、编码资源和空间资源中的一个或多个。

该方法包括基于无线通信链路的所预测吞吐量来确定170无线通信链路的所预测未来服务质量。所预测未来服务质量可以被传送到移动收发器，或者适配由收发器/基站在无线链路上传输的内容的质量。换句话说，该方法可以包括基于无线通信链路的所预测未来服务质量来适配收发器/基站在无线通信链路上的当前或未来通信。附加地或替代地，该方法可以包括向移动收发器200提供180关于无线通信链路的所预测未来服务质量的信息。

例如，所预测未来服务质量可以定义针对未来某个时间点或时间间隔的无线通信链路的所预测的最小、平均或最大吞吐量。换句话说，关于无线通信链路的所预测未来服务质量的信息可以包括关于无线链路的所预测吞吐量的信息，例如，关于无线链路的所预测的最小、平均和/或最大吞吐量的信息。附加地，所预测未来服务质量可以定义针对未来某个时间点或时间间隔的无线通信链路的所预测的最小、平均或最大等待时间。换句话说，关于无线通信链路的所预测未来服务质量的信息可以包括关于无线链路的所预测等待时间的信息，例如，关于无线链路的所预测的最小、平均和/或最大等待时间的信息。

收发器/基站100和移动收发器200、或者图1c的装置10和图2b的装置20可以通过移动通信系统进行通信。移动通信系统可以例如对应于第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化移动通信网络之一，其中术语“移动通信系统”与“移动通信网络”同义地使用。因此可以通过多个网络节点(例如，互联网、路由器、交换机等)以及移动通信系统来传送消息(输入数据、测量数据、控制信息)，这产生了实施例中所考虑的延迟或等待时间。

移动或无线通信系统可以对应于第五代(5G或新型无线电)移动通信系统，并且可以使用毫米波技术。移动通信系统可以对应于或者包括例如长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速分组接入(HSPA)、通用移动电信系统(UMTS)或UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)、演进的UTRAN(e-UTRAN)、全球移动通信系统(GSM)或增强型数据速率GSM演进(EDGE)网络、GSM/EDGE无线电接入网络(GERAN)、或者具有不同标准的移动通信网络，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 802.11，一般是正交频分多址(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)网络等等。

可以由诸如基站100之类的网络组件来执行服务提供。基站可以可操作或被配置成与一个或多个活动的移动收发器/载具通信，并且基站可以位于另一基站(例如，宏小区基站或小小区基站)的覆盖区域中或邻近于该覆盖区域。因此，实施例可以提供包括移动收发器/载具200和基站100的移动通信系统，其中基站可以建立宏小区或小小区，如例如微微小区、城域小区或毫微微小区。移动收发器或UE可以对应于智能电话、蜂窝电话、膝上型电脑、笔记本电脑、个人计算机、个人数字助理(PDA)、通用串行总线(USB)棒、汽车、载具、道路参与者、交通实体、交通基础设施等等。根据3GPP术语，移动收发器也可以被称为用户装备(UE)或移动设备。

基站可以位于网络或系统的固定或静止部分中。基站可以是或者对应于远程无线电头、传输点、接入点、宏小区、小小区、微小区、毫微微小区、城域小区等。基站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。这种无线电信号可以遵从如例如由3GPP标准化或一般地符合上面列出的系统中的一个或多个的无线电信号。因此，基站可以对应于NodeB、eNodeB、gNodeB、基站收发信台(BTS)、接入点、远程无线电头、中继站、传输点等等，它们可以进一步被细分成远程单元和中央单元。

移动收发器或载具200可以与基站或小区(诸如基站100)相关联。术语“小区”指代由基站(例如，NodeB(NB)、eNodeB(eNB)、gNodeB、远程无线电头、传输点等)提供的无线电服务的覆盖区域。基站可以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，小区可以对应于扇区。例如，扇区可以使用扇区天线来实现，该扇区天线提供用于覆盖远程单元或基站周围的角度部分的特性。在一些实施例中，基站可以例如操作分别覆盖120°扇区(在三个小区的情况下)、60°扇区(在六个小区的情况下)的三个或六个小区。基站可以操作多个扇区化的天线。在下文中，小区可以表示生成该小区的相应基站，或者同样地，基站可以表示该基站生成的小区。

在实施例中，装置10可以被包括在服务器、基站、NodeB、中继站、移动收发器或任何服务协调网络实体中。要注意的是，术语“网络组件”可以包括多个子组件，诸如基站、服务器等。

在实施例中，一个或多个接口12可以对应于用于获得、接收、传输或提供模拟或数字信号或信息的任何部件，例如允许提供或获得信号或信息的任何连接器、触点、引脚、寄存器、输入端口、输出端口、导体、通道等。接口可以是无线的或有线的，并且它可以被配置成与另外的内部或外部组件进行通信，即传输或接收信号、信息。一个或多个接口12可以包括另外的组件，以实现移动通信系统中的相应通信，这种组件可以包括收发器(发射器和/或接收器)组件，诸如一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个双工器(duplexer)、一个或多个天线共用器(diplexer)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个转换器、一个或多个混频器、相应适配的射频组件等。一个或多个接口12可以耦合到一个或多个天线，这些天线可以对应于任何发射和/或接收天线，诸如喇叭天线、偶极天线、贴片天线、扇区天线等。天线可以以所定义的几何设置来布置，该几何设置诸如均匀阵列、线性阵列、圆形阵列、三角形阵列、均匀场天线、场阵列、其组合等。在一些示例中，一个或多个接口12可以用于传输或接收信息(诸如，信息、输入数据、控制信息、进一步的信息消息等)或者既传输又接收信息的目的。

如图1c中所示，相应的一个或多个接口12在装置10处耦合到相应的控制模块14。在实施例中，控制模块14可以使用一个或多个处理单元、一个或多个处理设备、用于处理的任何部件(诸如，处理器、计算机、或利用相应适配的软件而可操作的可编程硬件组件)来实现。换句话说，控制模块14的所描述的功能也可以用软件来实现，该软件然后在一个或多个可编程硬件组件上执行。这种硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等等。

在实施例中，一个或多个接口12可以被配置成在移动通信系统中进行无线通信。为了做到这一点，使用无线资源，例如频率资源、时间资源、码资源和/或空间资源，这些资源可用于与移动收发器的无线通信。可以由基站来控制无线资源的分配。在这里和下文中，相应组件的无线资源可以对应于无线电载波上可想到的任何无线资源，并且它们可以在相应载波上使用相同或不同的粒度。无线资源可以对应于资源块(如LTE/LTE-A/非许可的LTE(LTE-U)中的RB)、一个或多个载波、子载波、一个或多个无线电帧、无线电子帧、无线电时隙、潜在地具有相应扩展(spreading)因子的一个或多个码序列、一个或多个空间资源(诸如，空间子信道、空间预编码向量)、其任何组合等等。

收发器/基站100、装置10和对应方法的更多细节和方面将结合所提出的概念或者上面或下面描述的一个或多个示例(例如，图2a至3d)来提及。收发器/基站100、装置10和对应的方法可以包括对应于所提出的概念或者上面或下面描述的一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个附加可选特征。

图2a示出了用于移动收发器200的方法的示例的流程图。该方法包括从收发器100(诸如基站100或另外的移动收发器100)接收210关于移动收发器与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的信息。如结合图1a至1c所指出的，收发器100作为基站100而被引入。然而，替代地，收发器100可以是另外的移动收发器100。关于无线通信链路的未来服务质量的信息基于移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率，并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配。

图2b示出了用于移动收发器的对应装置20的示例的框图。装置20包括用于在移动通信系统中进行通信的一个或多个接口22。该装置包括控制模块24，控制模块24被配置成执行结合图2a介绍的方法。例如，一个或多个接口可用于与收发器/基站100通信，并且控制模块可用于执行计算。一般而言，装置20的功能性由控制模块24结合关于通信的一个或多个接口22来提供。一个或多个接口22与控制模块24耦合。图2b进一步示出了包括装置20的移动收发器。例如，移动收发器可以是移动设备(诸如智能电话)或载具。图2c示出了包括装置20的载具200。图2b进一步示出了包括收发器/基站100和移动收发器200(具有装置20)的系统。

以下描述涉及图2a的方法、图2b的对应装置20和移动收发器200以及对应的计算机程序。

该方法包括从收发器/基站100接收210关于移动收发器与移动收发器之间的无线通信链路的未来服务质量的信息。例如，关于无线通信链路的未来服务质量的信息可以如结合图1a至1c所介绍的那样来实现。特别地，关于无线通信链路的未来服务质量的信息基于移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率，并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配。例如，关于无线通信链路的未来服务质量的信息可以基于无线链路的所预测吞吐量，该所预测吞吐量是基于移动收发器处的无线通信链路的所预测接收功率并且基于理想时间-频率网格配置与用于无线通信链路的时间-频率网格配置之间的所预测失配来预测的。例如，所预测吞吐量以及因此所预测未来服务质量可以进一步基于以下各项中的一个或多个：无线通信链路上的所预测干扰、移动收发器处的所预测接收器噪声功率、基于所预测信干噪比而选择的调制方案、以及收发器/基站处的无线资源的可用性。

基于所预测未来服务质量，该结果可用于调整在无线通信链路上执行的通信。换句话说，该方法可以包括根据所预测未来服务质量在无线通信链路上进行通信220，例如通过基于无线通信链路的所预测未来服务质量来调整在无线通信链路上传输的内容的一个或多个参数。例如，该方法可以包括调整内容的数据传输速率、在内容内提供的冗余的量、所执行的缓冲的量、内容分组的大小等中的至少一个。替代地或附加地，该结果可用于适配载具应用，例如通过当估计未来服务质量会下降时增加排(platoon)中的载具间距离。

在实施例中，一个或多个接口22可以对应于用于获得、接收、传输或提供模拟或数字信号或信息的任何部件，例如允许提供或获得信号或信息的任何连接器、触点、引脚、寄存器、输入端口、输出端口、导体、通道等。接口可以是无线的或有线的，并且它可以被配置成与另外的内部或外部组件进行通信，即传输或接收信号、信息。一个或多个接口22可以包括另外的组件，以实现移动通信系统中的相应通信，这种组件可以包括收发器(发射器和/或接收器)组件，诸如一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个双工器(duplexer)、一个或多个天线共用器(diplexer)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个转换器、一个或多个混频器、相应适配的射频组件等。一个或多个接口22可以耦合到一个或多个天线，这些天线可以对应于任何发射和/或接收天线，诸如喇叭天线、偶极天线、贴片天线、扇区天线等。天线可以以所定义的几何设置来布置，该几何设置诸如均匀阵列、线性阵列、圆形阵列、三角形阵列、均匀场天线、场阵列、其组合等。在一些示例中，一个或多个接口22可以用于传输或接收信息(诸如，信息、输入数据、控制信息、进一步的信息消息等)或者既传输又接收信息的目的。

如图1c中所示，相应的一个或多个接口22在装置20处耦合到相应的控制模块24。在实施例中，控制模块24可以使用一个或多个处理单元、一个或多个处理设备、用于处理的任何部件(诸如，处理器、计算机、或利用相应适配的软件而可操作的可编程硬件组件)来实现。换句话说，控制模块24的所描述的功能也可以用软件来实现，该软件然后在一个或多个可编程硬件组件上执行。这种硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等等。在实施例中，一个或多个接口22可以被配置成在移动通信系统中进行无线通信。

移动收发器/载具200、装置20和对应方法的更多细节和方面将结合所提出的概念或者上面或下面描述的一个或多个示例(例如，图1a至1c至3a至3d)来提及。移动收发器/载具200、装置20和对应的方法可以包括对应于所提出的概念或者上面或下面描述的一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个附加可选特征。

本公开的各种方面涉及一种用于多载波传输系统中的高级性能预测的方法。

未来的载具通信系统在各种移动性条件下需要高可靠性和高效率。通信系统在它们的性能方面是变化的，但是通信质量可以被预测。公知的方法是基于无线电地图来预测吞吐量。这种无线电地图也被称为覆盖地图。吞吐量是基于所估计的接收功率来预测的。然而，由于网格失配所致的性能降级没有被考虑。

除了接收功率之外，脉冲和网格的配置对误码率(BER)也具有显著影响。多载波系统的网格由时间偏移T和频率偏移F的长度来定义；换句话说，T和F分别是一个时间符号的长度以及子载波间隔。在5G NR(第五代移动通信系统新型无线电)的情况下，使用矩形脉冲以在时域中从时-频域获得波形。这种变换可以通过简单傅立叶变换或Gabor滤波器组来实现。

然而，到目前为止，该方面尚未被考虑用于吞吐量预测。5G NR提供了多个配置选项，诸如迷你时隙(mini slot)和可扩展子载波间隔(SCS)。图3a示出了用于5G NR的(不同)配置的示例。例如，一个子帧可以具有1ms的持续时间。在15kHz处，子帧可以包括一个时隙，该时隙具有14个符号。在30kHz处，子帧可以包括两个时隙，每个时隙具有14个符号。在60kHz处，子帧可以包括四个时隙，每个时隙具有14个符号。在120kHz处，子帧可以包括八个时隙，每个时隙具有14个符号。

配置网格以使得其匹配于信道特性(即，延迟和多普勒扩展)是合期望的。以下公式和图3b——其取自P.Jung和G.Wunder的“WSSUS pulse design probleminmulticarrier transmission”——从理论视角描述了网格和脉冲应当如何匹配于信道实现，以获得高性能。该公式和图3b——其图示了

可以在收发器/基站处执行以下方法的一个或多个动作：

可以使用覆盖地图来估计接收功率(P)。

取决于用户装备(UE，也是移动收发器)的速度以及基于UE的位置和路径的延迟数据库，可以预测由延迟和多普勒扩展引起的所经历的网格失配，以确定P

可以预测由其他BS和UE引起的干扰(P

取决于带宽B，可以预测接收器噪声功率σ

先前预测中的一个或多个的结果可用于预测信干噪比(SINR)，例如使用以下公式：

此外，可以考虑使用哪种波形，即OFDM(正交频分复用)、OTFS(正交时频空)等，这可能导致不同的BER性能。

可以利用SINR来预测与频谱效率有关的可能吞吐量，SINR基于移动通信系统(MCS)的配置。图3c示出了图示在不同SINR下的频谱效率的图表，其具有x轴上的以dB为单位的SINR、以及以bits/s/Hz为单位的频谱效率。如从图3c中可以看出的，SINR越高，调制方案/编码就可能变得越复杂，从而导致更高的频谱效率。图3c示出了针对调制QPSK(正交相移键控)310、16QAM(正交幅度调制)320和64QAM、以及理论香农极限340的子图表。

此外，可以考虑对应小区的资源分配，即有多少资源可用于一个UE？。

图3d示出了用于所提出的吞吐量预测的可能输入。例如，吞吐量350可以基于以下各项中的一个或多个来预测：UE的信息351(速度、位置、未来路径)、无线电地图352、调制和编码353、网格失配预测354、资源分配355和干扰预测356。

如已经提及的，在实施例中，相应的方法可以被实现为计算机程序或代码，它们可以在相应的硬件上执行。因此，另一个实施例是具有程序代码的计算机程序，该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实行上面的方法中的至少一个。进一步的实施例是存储指令的计算机可读存储介质，该指令在被计算机、处理器或可编程硬件组件执行时使得计算机实现本文中描述的方法之一。

本领域技术人员将容易地认识到，各种上面描述的方法的步骤可以通过经编程的计算机来执行，例如可以确定或计算时隙的位置。在本文中，一些实施例也意图涵盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，该程序存储设备是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行的指令程序进行编码，其中所述指令实行在本文中描述的方法的步骤中的一些或全部。程序存储设备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、或光学可读数字数据存储介质。实施例也意图涵盖被编程成执行在本文中描述的方法的所述步骤的计算机，或者涵盖被编程成执行上面描述的方法的所述步骤的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。

说明书和附图仅说明了本发明的原理。因此将领会的是，本领域技术人员将能够设想尽管未在本文中明确地描述或示出但是体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围内的各种布置。此外，本文中记载的所有示例原则上明确地意图仅用于教学目的以协助读者理解本发明的原理、以及由(一个或多个)发明人推动本领域所贡献的概念，并且应被解释为不限于这种具体记载的示例和条件。此外，在本文中记载本发明的原理、方面和实施例以及其特定示例的所有陈述都意图涵盖它们的等同方案。

当由处理器提供功能时，这些功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由多个单独的处理器(它们中的一些可以是共享的)来提供。此外，不应当将术语“处理器”或“控制器”的明确使用解释成排外性地指代能够执行软件的硬件，并且可以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)和非易失性存储装置。还可以包括常规的或定制的其他硬件。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，特定技术可由实现者来选择，如根据上下文更具体地理解的那样。

本领域技术人员应当领会的是，本文中的任何框图都表示体现本发明的原理的说明性电路的概念上的视图。类似地，将领会的是，任何流程图、流程图解、状态转移图解、伪随机代码等等表示如下各种过程：该各种过程基本上可以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这种计算机或处理器是否被明确示出。

此外，将以下权利要求在此结合到具体实施方式中，其中每个权利要求都可以独立作为单独的实施例。虽然每个权利要求都可以独立作为单独的实施例，但是要注意的是：尽管从属权利要求在权利要求书中指代与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他实施例也可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合。本文中提出了这种组合，除非声明了特定组合不是所意图的。此外，意图将权利要求的特征也包括到任何其他独立权利要求中，即使不直接使该权利要求从属于该独立权利要求。

要进一步注意的是，在说明书中或在权利要求书中所公开的方法可以由一设备来实现，该设备具有用于实行这些方法的相应步骤中的每一个的部件。

参考列表

10  装置

12  接口

14  控制模块

20  装置

22  接口

24  控制模块

100 收发器/基站

110 获得关于位置和移动的信息

120 确定所预测接收功率

130 确定所预测网格失配

140 确定所预测干扰

150 确定所预测接收器噪声功率

160 确定所预测吞吐量

170 确定未来服务质量

180 向移动收发器提供关于未来服务质量的信息

200 移动收发器、载具

210 从收发器/基站获得关于未来服务质量的信息

220 通信

310 QPSK

320 16QAM

330 64QAM

340 香农极限

350 所预测吞吐量

351 UE的信息

352 无线电地图

353 调制和编码

354 网格失配预测

355 资源分配

356 干扰预测