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用于在无线网络中定位用户设备的系统和方法与流程

2022-11-14 15:38:01 来源:中国专利 TAG:
1.本技术大体上涉及无线通信,更具体地,涉及用于在无线网络定位用户设备(userequipment,ue)或其它节点的系统和方法。
背景技术
::2.在无线网络中定位电子设备(electronicdevice,ed)(即确定ed的位置)的当前定位实践是相对于在同一全局坐标系(globalcoordinatesystem,gcs)中具有固定位置的环境的一组参考点定位gcs中的ed。发送点(transmitpoint,tp)的位置,例如基站,可以作为参考点。3.定位问题是通过使用依赖于参考点位置的方程来求解的。如果tp作为参考点,则来自tp的每次传输都是信息源,该信息源可能提供一个独立的方程,用于计算ed的位置。4.在6g中,由于引入了移动tp,例如无人机、无人驾驶飞机(unmannedaerialvehicle,uav)等,所以tp不一定是固定的。这意味着有更多的“未知位置”要求解,因此需要更多的方程。5.目前,定位ed包括ed处的接收、处理和测量,并包括多个tp发送定位参考信号(positioningreferencesignal,prs)。这种方法的一个问题是,tp的同步、振荡器频率或相移中的任何不匹配都会显著影响定位精度。另一方面,由于信息不足,使用单个tp进行主动定位是不可能的。6.例如,由于包括移动tp,所以需要改进的系统和方法来促进在无线网络中(例如在固定位置tp不足的无线网络中)定位ed。技术实现要素:7.提供了方法和装置,即使在所有或许多节点是移动的情况下,所述方法和装置也可以简化和增强网络中节点的定位,所述节点包括ed和移动tp。8.根据本发明的一方面,提供了一种用于定位接收节点(下文称为第一节点)的方法。该方法包括第一节点接收作为第一反射器反射之后的参考信号的第一反射参考信号。第一节点对第一反射参考信号进行测量。第一节点获取第一反射器的位置,并根据第一反射器的位置和对第一反射参考信号的测量确定第一节点的位置。9.第一节点可以是用户设备等电子设备,或发送点等网络设备,或更一般地,是具有用于实现该方法的处理器和存储器的任何装置。10.所提供的方法可以利用具有已知位置的反射器。通过处理信号(可以包括原始发送信号和/或一个或多个反射信号)的组合,可以确定接收节点的位置。在一些实施例中,媒体标记用于支持接收节点检测附近反射器(具有已知位置)的标识,并根据该标识确定反射器的位置。使用该信息,无论是否知道传输源和/或位置,所述接收节点都可以检测其位置。11.可选地,所提供的方法利用为可重构智能表面(reconfigurableintelligentsurface,ris)的反射器。这些可以用于将标签应用于反射信号,然后该标签可用于标识反射器。通过查找表等,标识可以与反射器的位置关联。查找表可以包括每个标签的相应位置。在一种实现方式中,第一节点可以根据应用于参考信号的标签查找第一反射器的位置。这种方法的优点是,接收设备不需要事先知道哪个反射器在反射信号,而是可以通过处理反射信号来确定反射器。12.所提供的方法可以支持通过依靠反射器的位置来确定ed的位置,即使在由移动tp服务时也是如此。13.在所提供的方法中,对第一反射参考信号进行的可能测量可以包括功率和/或延迟测量。或者,第一节点可以将测量发送到另一节点(例如网络设备),并且确定第一节点的位置的是网络设备。14.被定位的接收节点,即第一节点,也可以发送参考信号。在这种情况下,对第一反射参考信号进行测量可以包括确定发送参考信号与接收第一反射参考信号之间的延迟。15.各方面涉及接收节点执行的定位接收节点的方法,其中,接收节点是网络设备或用户设备等电子设备。16.其它方面涉及用于实现本文总结的方法中的一个或多个的装置,例如网络设备或电子设备。17.这些方法可用于实现单个tp定位。对于单个tp定位,来自一个tp的信号用于定位节点。节点利用直接从tp接收的信号,还利用从具有已知位置的反射器反射的相同信号。与依赖独立生成的、从多个tp发送的信号的系统相比,所提供的方法可用于减少或消除同步误差。这是因为,根据定义,用于定位节点的两个信号(即直接接收信号和反射信号)是完全同步的,因为它们来自相同的源。相反,当使用来自不同tp的信号时,可能会存在同步失配、振荡器频率失配等。18.在本发明提供的方法的一些方面,不需要环境的地图。如果地图可用,则与要求发送节点与接收节点之间时间/频率同步的方法相比,可以使用该地图进一步增强所提供的方法的精度。此外,所提供的方法可以更好地应对系统诱导的噪声,该噪声可能导致定位精度的严重恶化。19.在本发明的一些方面中,网络发送信令并且第一节点接收信令,以配置参考信号的一个或多个方面,和/或关于反射器的信息,例如它们的位置和标签。例如,第一节点可以接收信令,以配置或指示以下中的一个或多个:参考信号带宽;参考信号波形;参考信号长度;参考信号序列;标签的签名序列设计和长度;或将标签映射到对应的位置的查找表。20.根据本发明的另一方面,提供了一种装置,包括:非瞬时性存储器,该非瞬时性存储器包括指令;与非瞬时性存储器通信的一个或多个处理器,其中,一个或多个处理器用于执行这些指令以执行所公开的方面中的任一方面的方法。21.根据本发明的另一方面,提供了一种计算机可读介质,其中存储有计算机可执行指令,在计算机可执行指令由处理器执行时,执行所公开的方面中的任一方面的方法。22.根据本发明的另一方面,提供了一种装置,包括用于执行所公开的实施例或方面中的任一实施例或方面的方法的单元或部件。23.根据本发明的另一方面,提供了一种芯片组系统。芯片组系统包括至少一个处理器,用于实现所公开的实施例或方面中的任一实施例或方面的方法。芯片组系统还可以包括用于存储程序指令和数据的存储器。芯片组系统可以由芯片组组成,也可以由芯片组和其它分立设备中的至少一个组成。附图说明24.下面参考所附附图描述本发明实施例。25.图1示出了包括ris的网络的示例。26.图2a是一种示例性电子设备的框图。27.图2b是一种示例性电子设备的框图。28.图3是使用智能反射器来确定接收器的位置的一般方法的流程图。29.图4是使用ris的单静态定位的示例。30.图5是使用ris的单静态定位方法的流程图。31.图6是使用ris的双静态定位的示例。32.图7是使用ris的双静态定位方法的流程图。33.图8是用于使用ris来执行单tp定位的网络的框图,在tp处进行波束成形。34.图9是单tp定位方法的流程图。35.图10是用于使用ris来执行单tp定位的网络的框图,不在tp处进行波束成形。36.图11是用于使用ris来执行单tp定位的网络的框图,其中,来自tp的直接波束被扫描。37.图12示出了用于接收直接波束和反射波束的测量窗口的示例。具体实施方式38.根据本发明的一个方面,为了便于解决在网络中定位节点的问题,使用至少一个反射器来在网络中提供附加的参考点。每个反射器都有一个网络已知的固定位置,包括tp已知的位置和网络中的ed已知的位置。反射器的位置用作确定网络中的节点的位置的参考点。39.网络中具有固定位置并可以反射传入信号的对象的示例很多,包括建筑物立面和墙壁等。这些对象不主动发送射频(radiofrequency,rf)信号。在一些实施例中,使用智能反射器。对于被视为本文所使用的术语“智能反射器”的对象,该对象改变/操作入射rf信号,并在操作之后反射rf信号。40.下面详细描述可由智能反射器执行的操作的示例,包括,例如:41.a.以反射器特定的方式修改反射信号,例如通过根据与智能反射器关联的标签修改反射信号;和/或42.b.修改反射角。43.以反射器特定的方式修改反射信号是反射信号的接收器可检测的。信号被操作的方式充当反射器和对应的参考点的标签,反射器和对应的参考点的位置为网络(tp、ed等)已知。这称为环境标记或媒体标记。44.可重构智能表面(reconfigurableintelligentsurface,ris)用于提高上行通信和下行通信的波束成形增益。ris由特定的材料制成,通过配置其中的元件,ris可以在所需的方向上反射输入信号。从这个意义上讲,ris的行为就像天线阵列,在天线阵列中,可以通过应用一些相移来实现波束转向。ris是一种无源元件,使用输入信号的能量进行反射。45.在一些实施例中,为了实现环境标记,作为一种智能反射器的特定示例,使用了ris。可用于实现环境标记的智能反射器的另一示例是执行后向散射通信的无源组件。在本发明的其余部分中,假设智能反射器是ris。但是,应理解,也可以使用其它智能反射器。46.使用ris进行环境标记47.为了标识信号可能反射的环境中的静态对象,如建筑物立面,这些静态对象中的一些至少部分地被ris覆盖。每个ris以ris特定的方式操作输入信号,这使得接收器能够确定ris的标识。在一个具体的和简化的示例中,所发送的参考信号(基带)可以在时域上表示为:48.s=[s1,…,sn][0049]其中,s表示整个信号序列,si表示信号序列的第i个元素。在这种情况下,第k个智能反射器反射的信号由下式给出(不考虑延迟):[0050]ak⊙s[0051]其中,ak表示为第k个ris配置的标签签名(标签),⊙表示逐元素乘法。标签签名是前面介绍的标签的具体示例。标签签名可以是简单的开/关签名或复杂的签名(如zadoffchu(zc)、伪噪声(pseudo-noise,pn)等)。[0052]例如,发送信号可以是位置参考信号(positionreferencesignal,prs),就本描述的目的而言,该信号是任何适合于位置确定的信号。下面提供了prs配置的示例,其可以取决于正使用的具体位置确定算法。在一些实施例中,例如在单静态感知中,发送信号可以包括针对一些预期接收器的数据。[0053]标签签名ak是唯一的,因此提供了有关ris的标识的信息。因此,处理来自第k个ris的信号的节点可以标识标签签名ak,并使用该标签签名从查找表等获取关联位置。在一些实施例中,标签签名是正交的,这可以进一步简化ris的标识。[0054]对于单静态定位,下面将进一步详细描述,节点向一个或多个ris发送prs,并从每个ris接收反射信号,并处理反射信号以标识ris。[0055]对于双静态定位,下面将进一步详细描述,节点可以通过第一路径直接从prs的发送器接收prs信号,通过第二路径从ris接收prs信号,并且每个路径都有相应的延迟。考虑到延迟,从第k个ris接收的信号在基带连续时域中采取y(t-τ1)的形式,其中:[0056]y(t)=ak(t).s(t-τ2)[0057]其中,ak(t)是连续时域标签签名函数,s(t)表示连续时域基带发送信号,τ2表示发送器与ris之间信号的飞行时间(timeofflight,tof),τ1表示ris与接收器之间信号的飞行时间(timeofflight,tof)。首先,从接收信号中获取标签签名ak,以标识ris。在标识反射ris之后,延迟值τ1和/或τ2可以从接收信号(如雷达)估计,并用于估计发送/接收节点到第k个ris的距离。[0058]节点的位置可以使用与一个或多个参考点的距离来确定,该一个或多个参考点包括与智能反射器关联的至少一个参考点,但该一个或多个参考点也可以包括其它传统参考点,例如不移动发送点的位置。节点的位置可以使用众所周知的三角测量方程来确定。[0059]当使用多个这种ris时,进一步提高了定位精度。在一些实施例中,在正在执行节点的位置确定的阶段期间,ris的信号操作被启用。在一些实施例中,在正常数据传输阶段,信号操作特征被禁用,从而不影响数据传输。在一些实施例中,仅当发送器发送prs时,才执行该信号操作。只有当prs从发送器发送时,才能对ris进行编程/配置以执行该操作。[0060]使用ris进行位置确定[0061]一旦接收器将信号标识为已从ris反射的信号,如上所述,接收器就可以对信号进行测量。接收器还可以对直接接收的信号版本进行测量。可能进行的测量的示例包括信噪比(signaltonoiseratio,snr)、延迟和方向(信号的到达角)以及其它可用于帮助获取接收器位置信息的相关参数。然后,这些测量与有关ris的位置的信息一起可用于确定接收器的位置。[0062]prs的传输有多种选项:[0063]a.prs可以由接收正在确定位置的prs的同一设备发送(下面称为单静态定位);[0064]b.prs可以由另一设备发送,例如静态定位的发送器,如静态定位的tp(该场景在下面称为双静态定位);[0065]c.prs可以由另一移动设备发送,例如移动tp。[0066]反射信号存在对应的选项:[0067]a.反射信号可以是由接收正确定位置的prs的同一设备发送的prs的反射;[0068]b.反射信号可以是由另一设备发送的prs的反射,该设备例如静态定位的发送器,例如静态定位的tp;[0069]c.反射信号可以是由另一移动设备(例如移动tp)发送的prs的反射。[0070]通常,为了确定接收设备的位置,接收设备本身或另一设备使用对至少一个反射信号进行的测量。本文描述了各种详细的示例,包括:[0071]a.使用至少一个反射信号的测量信息和ris位置确定接收器位置;[0072]b.使用至少一个反射信号的测量信息和ris位置以及具有已知位置的至少一个直接接收信号的测量信息来确定接收器位置。[0073]图1示出了本发明的实施例可以在其中实现的示例性通信系统100。通常,通信系统100能够使多个无线或有线元件传输数据和其它内容。通信系统100可以通过广播、窄播、用户设备到用户设备等提供内容(语音、数据、视频、文本)。通信系统100可以通过共享带宽等资源进行操作。[0074]在该示例中,通信系统100包括电子设备(electronicdevice,ed)110a至110c、无线接入网(radioaccessnetwork,ran)120a和120b、核心网130、公共交换电话网(publicswitchedtelephonenetwork,pstn)140、互联网150和其它网络160。尽管图1示出了一定数量的这些组件或元件,但是通信系统100中可以包括任何合理数量的这些组件或元件。[0075]ed110a至110c用于在通信系统100中进行操作和/或通信。例如,ed110a至110c用于通过无线或有线通信信道进行发送和/或接收。ed110a至110c中的每一个表示任何合适的用于无线操作的终端用户设备,并且可以包括如下设备(或可以称为):用户设备(userequipment,ue)、无线发送/接收单元(wirelesstransmit/receiveunit,wtru)、移动站、固定或移动用户单元、蜂窝电话、站点(station,sta)、机器类通信(machinetypecommunication,mtc)设备、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)、智能手机、笔记本电脑、计算机、平板电脑、无线传感器或消费型电子设备。在下面描述的一些详细实施例中,假设要确定ed的位置。更一般地,对于本文所描述的任何实施例,这些方法可用于确定如以上所描述的ed的位置。此外,这些方法可用于确定移动基站(例如移动发送点)的位置。[0076]在图1中,ran120a和ran120b分别包括基站170a和基站170b。基站170a和170b中的每一个用于与ed110a至110c中的一个或多个进行无线连接,以便能够接入任何其它基站170a和170b、核心网130、pstn140、互联网150和/或其它网络160。例如,基站170a和170b可以包括(或可以是)几种已知设备中的一种或多种,例如基站收发台(basetransceiverstation,bts)、node-b(nodeb)、演进型基站(evolvednodeb,enodeb)、家庭基站(homeenodeb)、gnodeb、传输点(transmissionpoint,tp)、站点控制器、接入点(accesspoint,ap)或无线路由器。替代地或附加地,任何ed110a至110c可以用于与任何其它基站170a和170b、互联网150、核心网130、pstn140、其它网络160或上述任何组合进行连接、接入或通信。通信系统100可以包括ran,例如ran120b,其中,对应的基站170b通过互联网150接入核心网130,如图所示。本文所描述的详细实施例参考tp,但更一般地,任何类型的基站都可以用于本文所描述的任何实施例。[0077]ed110a至110c以及基站170a和170b都是通信设备的示例,它们可以用于实现本文描述的部分或全部功能和/或实施例。在图1所示的实施例中,基站170a是ran120a的一部分,ran120a可以包括其它基站、基站控制器(basestationcontroller,bsc)、无线网络控制器(radionetworkcontroller,rnc)、中继节点、元件和/或设备。基站170a和170b中的任一个可以是单个元件,如图所示,也可以是分布在对应ran中的多个元件,等等。此外,基站170b形成ran120b的一部分,ran120b可以包括其它基站、元件和/或设备。基站170a和170b中的每一个在特定地理区域内发送和/或接收无线信号,有时被称为“小区”或“覆盖区域”。例如,小区可以被进一步划分为小区扇区(sector),而基站170a和170b可以采用多个收发器向多个扇区提供服务。在一些实施例中,可以存在无线接入技术支持的已建立的微微小区或毫微微小区。在一些实施例中,每个小区可以通过使用多输入多输出(multiple-inputmultiple-output,mimo)技术而使用多个收发器。示出的ran120a和120b的数量仅是示例性的。设计通信系统100时可以考虑任何数量的ran。[0078]基站170a和170b使用射频(radiofrequency,rf)、微波、红外线(infrared,ir)等无线通信链路,通过一个或多个空口190与ed110a至110c中的一个或多个进行通信。空口190可以使用任何合适的无线接入技术。例如,通信系统100可以在空口190中实现一种或多种信道接入方法,例如码分多址(codedivisionmultipleaccess,cdma)、时分多址(timedivisionmultipleaccess,tdma)、频分多址(frequencydivisionmultipleaccess,fdma)、正交fdma(orthogonalfdma,ofdma)或单载波fdma(single-carrierfdma,sc-fdma)。[0079]基站170a和170b可以实现通用移动通讯系统(universalmobiletelecommunicationsystem,umts)陆地无线接入(universalterrestrialradioaccess,utra)以使用宽带cdma(widebandcdma,wcdma)建立空口190。在这种情况下,基站170a和170b可以实现hspa、hspa 等协议,其中,hspa 可选地包括hsdpa和/或hsupa。或者,基站170a和170b可以使用lte、lte-a、lte-b和/或新空口(newradio,nr),利用演进的utms陆地无线接入(evolvedutmsterrestrialradioaccess,e-utra)建立空口190。可以设想,通信系统100可以使用多信道接入功能,包括如以上所描述的方案。用于实现空口的其它无线技术包括ieee802.11、802.15、802.16、cdma2000、cdma20001x、cdma2000ev-do、is-2000、is-95、is-856、gsm、edge和geran。当然,也可以使用其它多址方案和无线协议。[0080]ran120a和120b与核心网130进行通信,以便向ed110a至110c提供各种服务,例如语音、数据和其它服务。ran120a和120b和/或核心网130可以与一个或多个其它ran(未示出)直接或间接通信,该一个或多个其它ran可以(或可以不)直接由核心网130服务,并且可以(或可以不)采用与ran120a、ran120b或两者相同的无线接入技术。核心网130还可以用作(i)ran120a和120b,或ed110a至110c,或两者与(ii)其它网络(例如pstn140、互联网150和其它网络160)之间的网关接入。此外,ed110a至110c中的部分或全部可以包括使用不同无线技术和/或协议通过不同无线链路与不同无线网络进行通信的功能。代替无线通信(或除无线通信之外),ed还可以通过有线通信信道与服务提供商或交换机(未示出)通信以及与互联网150通信。pstn140可以包括用于提供传统电话业务(plainoldtelephoneservice,pots)的电路交换电话网络。互联网150可以包括计算机网络、子网(内部网)或两者,并结合协议,例如ip、tcp、udp。ed110a至110c可以是能够根据多种无线接入技术进行操作的多模设备,并包括支持这些技术所需的多个收发器。[0081]还示出了安装到基站120a覆盖区域中的建筑物172上的ris171和安装到基站120b覆盖区域中的建筑物182上的ris180。更一般地,在给定网络中,存在一个或多个ris,其被安装和用于协助本文所描述的ed位置确定方法中的一个或多个。需要说明的是,根据ris的位置和网络中基站的位置以及ed的位置,可能有一些基站无法使用ris来帮助确定ed位置。在其它情况下,可能有多个ris可用来帮助确定ed位置。虽然在图1的示例中,ris示出为安装在建筑物上,但更一般地,它们安装在具有固定位置的任何合适的结构上。下面通过示例的方式详细描述ris的操作。[0082]图2a和图2b示出了可以实现根据本发明的方法和指导的示例性设备。具体地,图2a示出了示例性ed110,图2b示出了示例性基站170。这些组件可以用于通信系统100或任何其它合适的系统中。[0083]如图2a所示,ed110包括至少一个处理单元200。处理单元200实现ed110的各种处理操作。例如,处理单元200可以执行信号译码、数据处理、功率控制、输入/输出处理,或使ed110能够在通信系统100中操作的任何其它功能。处理单元200还可以用于实现上面详细描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元200包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如,每个处理单元200可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。[0084]ed110还包括至少一个收发器202。收发器202用于对数据或其它内容进行调制,以便由至少一个天线或网络接口控制器(networkinterfacecontroller,nic)204传输。收发器202还用于对至少一个天线204接收到的数据或其它内容进行解调。每个收发器202包括任何合适的用于生成进行无线或有线传输的信号和/或用于处理通过无线或有线方式接收到的信号的结构。每个天线204包括任何合适的用于发送和/或接收无线或有线信号的结构。ed110中可以使用一个或多个收发器202。ed110中可以使用一个或多个天线204。尽管收发器202被示出为单个功能单元,但收发器202也可以使用至少一个发送器和至少一个单独的接收器来实现。[0085]ed110还包括一个或多个输入/输出设备206或接口(例如到互联网150的有线接口)。输入/输出设备206可以与网络中的用户或其它设备进行交互。每个输入/输出设备206包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构,如扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏,包括网络接口通信。[0086]此外,ed110包括至少一个存储器208。存储器208存储由ed110使用、生成或收集的指令和数据。例如,存储器208可以存储由处理单元200执行的软件指令或模块,该软件指令或模块用于实现本文描述的一些或全部功能和/或实施例。每个存储器208包括任何合适的易失性和/或非易失性存储与检索设备。可以使用任何合适类型的存储器,例如随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、只读存储器(readonlymemory,rom)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriberidentitymodule,sim)卡、记忆棒、安全数字(securedigital,sd)存储卡等。[0087]ed110用于对接收信号进行测量,接收信号包括通过直接从基站接收的波束发送的信号和通过ris接收的反射波束发送的信号。下面详细描述示例性方法。ed可以从网络接收指示ed如何执行这些测量的信令;这可以例如指示要测量的资源和/或测量的定时,和/或要测量的参数。然后,ed根据这些测量计算其位置和/或将测量通过信号发送到网络,以便网络进行计算。[0088]如图2b所示,基站170包括至少一个处理单元250、至少一个发送器252、至少一个接收器254、一个或多个天线256、至少一个存储器258,以及一个或多个输入/输出设备或接口266。可以使用收发器(未示出)代替发送器252和接收器254。调度器253可以与处理单元250耦合。调度器253可以包括在基站170内,也可以与基站170分开操作。处理单元250实现基站170的各种处理操作,例如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它功能。处理单元250还可以用于实现上面详细描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元250包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如,每个处理单元250可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。[0089]每个发送器252包括任何合适的用于生成与一个或多个ed或其它设备进行无线或有线传输的信号的结构。每个接收器254包括任何合适的用于处理从一个或多个ed或其它设备通过无线或有线方式接收到的信号的结构。尽管以单独的组件示出,但至少一个发送器252和至少一个接收器254可以组合成收发器。每个天线256包括任何合适的用于发送和/或接收无线或有线信号的结构。尽管共用天线256在这里示出为与发送器252和接收器254耦合,但一个或多个天线256可以与发送器252耦合,而一个或多个单独的天线256可以与接收器254耦合。每个存储器258包括任何合适的易失性存储器和/或非易失性存储器和检索设备,例如上文结合ed110描述的那些设备。存储器258存储由基站170使用、生成或收集的指令和数据。例如,存储器258可以存储由处理单元250执行的软件指令或模块,该软件指令或模块用于实现本文描述的一些或全部功能和/或实施例。[0090]每个输入/输出设备266可以与网络中的用户或其它设备进行交互。每个输入/输出设备266包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构,包括网络通信接口。[0091]关于ed110和基站170的其它详细内容是本领域技术人员已知的。因此,为了清楚起见,这里省略了这些详细内容。[0092]接收器定位[0093]参考图3,示出了本技术的实施例提供的确定接收节点的位置的一般方法的流程图。在框400中,第一节点接收作为第一反射器反射之后的参考信号的第一反射参考信号。在方框401中,第一节点获取第一反射器的位置。在框402中,第一节点对第一反射信号进行测量。在框404中,第一节点根据第一反射器的位置和对第一反射信号的测量确定第一节点的位置。第一节点可以使用以上所描述的标记方法确定反射器的位置,或者可以以其它方式知道检测器的位置。[0094]虽然图3示出了位置确定由接收节点执行,但在另一实施例中,接收节点可以将测量发送到另一节点(例如基站),并且基站确定接收节点的位置。[0095]下面描述图3的方法的各种详细示例。[0096]单静态定位[0097]在一些实施例中,prs的发送器和prs的接收器位于同一节点。这称为单静态定位。发送和接收prs并且正在确定位置的节点可以是ed或tp。被特定ris反射之后的接收信号将具有应用于发送信号的特定ris的标签签名。由于节点(包括发送器和接收器)与ris之间的距离,信号将被延迟接收。[0098]通过处理所接收的信号并获取标签签名、延迟和到达角度信息(例如通过执行窄波束成形可以获取),可以获取节点相对于ris的距离和方向,并基于此,可以高精度地获取节点的位置。[0099]图4中示出了一个示例,示出了包括发送器和接收器两者的节点500。节点500发送参考信号502(s=s1、s2……sn),该参考信号502从具有分配的标签签名506(a=a1、a2……an)的ris504反射。ris504应用标签签名506,并且已经应用标签签名的反射信号508(a1s1、a2s2……ansn)由节点500接收。节点500处理信号以确定标签和往返延迟。需要说明的是,传播延迟对反射信号的影响未在该简单表示中示出。[0100]图5是单静态定位方法的流程图。该方法从框420开始,第一节点发送参考信号。在框422中,第一节点接收作为第一反射器反射之后的参考信号的第一反射参考信号。在框424中,第一节点对第一反射信号进行测量,包括确定发送参考信号与接收第一反射参考信号之间的延迟。在框425中,第一节点获取第一反射器的位置。在框426中,第一节点根据第一反射器的位置和对第一反射信号的测量确定第一节点的位置。第一节点可以使用以上所描述的标记方法确定反射器的位置,或者可以以其它方式知道检测器的位置。[0101]虽然图5示出了位置确定由接收节点执行,但在另一实施例中,接收节点可以将测量发送到另一节点(例如基站),并且基站确定接收节点的位置。[0102]双静态定位[0103]在另一实施例中,正在发送prs的节点(将确定其位置)和包括prs的接收器的节点(将确定其位置)是两个不同的节点。例如,发送节点可以是静态定位的tp,接收节点可以是ed或移动tp。或者,这两个节点可以都是ed。在另一实施例中,两个节点都是基站。例如,固定基站可以向移动基站发送prs,反之亦然。[0104]在一些实施例中,prs的发送器是具有已知位置的不移动tp;来自已知不移动tp的直接信号和一个反射信号可用于双静态定位。[0105]在另一实施例中,prs的发送器具有未知位置(例如具有未知位置的tp(例如移动tp)),在这种情况下,来自两个已知ris的信号用于双静态定位。[0106]所有这些都是双静态定位的示例。[0107]基于环境地图和要定位的接收器的近似位置,存在一定数量(在此定义为k)的潜在ris,其有可能反射prs信号供接收节点接收,以用于位置确定。k是接收器的特定位置的函数,并且可能因位置而异。[0108]prs信号在k个ris上的反射之和,可以共同视为接收器处的聚合信号。由于prs从一个ris反射而产生的聚合信号的部分在本文被称为聚合信号的分量。聚合信号可以写为:[0109][0110]其中,αk表示指示符变量,如果聚合信号包括由于第k个ris向接收器反射而导致的分量,则指示符变量为非零,否则为0。此外,每个组件具有相应的传播延迟(未在方程中示出)。[0111]为了定位,接收器需要根据接收信号标识变量αk,k=1,..,k,该接收信号给出了节点附近的ris的标识,该ris将信号反射到该节点。然后,使用这些标识,节点可以使用存储的信息来确定每个参考点的位置。接收器还确定来自第k个智能反射器的信号的相应关联延迟。接收器根据位置和延迟信息确定第k个反射器与接收器之间的相对距离。[0112]接收器需要知道所发送的prss和潜在签名集ak;具备了这些信息的情况下,接收器识别聚合信号中存在哪些签名的问题是一个经典的检测问题,并且任何合适的检测方法都可以实现。[0113]例如,可以采用压缩传感、最小均方误差(minimummeansquareerror,mmse)或迫零算法。[0114]为了便于进一步检测,标签签名可以选择为彼此正交的向量(例如walsh-hadamard序列)。[0115]通过处理每个路径(包括直接路径,以及来自接收信号中存在的ris的每个分量的相应路径),包括获取参考信号接收功率(referencesignalreceivedpower,rsrp)、延迟和/或方向(包括到达角),可以获取接收器的精确位置。[0116]图6中示出了一个示例,示出了包括发送器的节点600和包括接收器的另一节点606。节点600发送参考信号,该参考信号从具有分配的标签签名(a=a11、a12……a1n)的ris1602反射。参考信号还从具有分配的标签签名(a=a21、a22……a2n)的另一ris2604反射。节点606处理信号以确定标签和往返延迟。[0117]图7是双静态定位方法的流程图。该方法从框460开始,第一节点接收作为由另一节点发送的在第一反射器反射之后的参考信号的第一反射参考信号。在框462中,第一节点对第一反射信号进行测量。在框464中,第一节点接收作为由另一节点发送的在第二反射器反射之后的参考信号的第二反射参考信号。在框468中,第一节点对第二反射信号进行测量。在框469中,第一节点获取第一反射器的位置和第二反射器的位置。在框470中,第一节点根据第一反射器的位置、对第一反射信号的测量、第二反射器的位置和对第二反射信号的测量确定第一节点的位置。第一节点可以使用以上所描述的标记方法确定反射器和第二反射器的位置,或者可以以其它方式知道检测器的位置。[0118]虽然图7示出了位置确定由接收节点执行,但在另一实施例中,接收节点可以将测量发送到另一节点(例如基站),并且基站确定接收节点的位置。[0119]网络配置[0120]可以在网络侧进行各种配置来支持所公开的方法。prs传输的网络配置的具体示例包括:[0121]prs带宽:这可根据定位精度要求设置;[0122]prs波形:需要说明的是,由于ris信号标记可以在时域实现,因此首选时域粒度较高的波形。例如,单载波波形可以是一个选项;[0123]prs长度(n):这可以根据以下中的一个或其组合来确定:[0124](i)所需定位精度:n越大,处理增益越大,预期精度越高;[0125](ii)prs持续时间;[0126](iii)ris配置速率:prs符号时间(si的持续时间)仅限于ris可以应用ris签名的速度(更一般地,智能反射器可以应用签名的速度);[0127]prs序列:具有良好自相关的序列将支持更好的延迟估计。[0128]ris签名的网络配置的具体示例包括:[0129]签名序列设计和长度;[0130]在查找表(look-up-table,lut)中为每个区域编制和更新签名地图;[0131]在一些实施例中,每个区域具有其自己的查找表;[0132]根据ed的大致位置,向ed发信号通知签名地图信息。[0133]对于ed发送参考信号的实施例,网络配置的具体示例包括:[0134]发送/接收指示,以向ed指示关于参考信号传输的传输。[0135]ed配置[0136]可以在ed侧进行各种配置来支持所公开的方法。用于传输prs的ed配置的具体示例包括上面介绍的prs带宽、prs波形、prs长度(n)或prs序列。[0137]在一些实施例中,ed可以从网络接收ris签名的配置。ed可以接收指示,以通知ed来自网络或其它ed的参考信号传输(通过侧链(sidelink,sl)传输)。在一些实施例中,ed可以接收ed向网络或其它ed(通过sl)发送参考信号的指示。[0138]单tp定位[0139]另一实施例提供了一种用于使用单个有源tp(更一般地,是单个其它节点)执行ed定位的系统和方法,以缓解多个tp的同步、振荡器频率或相移中的失配问题,同时提供足够的方程来准确地获取ed位置。[0140]在本实施例中,在定位中使用ris向指定方向反射输入信号的特性和能力。对于本实施例,假设ed知道该方法中使用的一个或多个ris的位置,并且知道接收信号的哪个分量是直接接收的,而不是在由ris反射之后接收的。在一个具体的示例中,为此目的,可以使用上述标签签名方法,也可以使用其它方法。[0141]一个或多个可重构智能表面用于在相应的时间段内在多个方向上反射入射波束(来自主tp的prs)。因此,从接收节点的角度来看,就像有一个或多个虚拟tp可用于协助主tp定位一样。为了实现这一点,ris在已知的位置实现,例如,在ed和tp都知道位置的建筑物的立面上实现,并且ris的组件由网络配置以在网络指示的一个或多个预定方向上反射入射波束。例如,这可以通过对ris编程以根据网络规定的配置调整其结构来实现。一个示例是在ris中配置p型-本征-n型(p-type-intrinsic-n-type,pin)二极管,以在入射波束上施加一些相位变化,使得整个反射信号在特定方向上反射。[0142]参考图8,示出了一种装置,包括tp300、ed304和具有网络中实体(包括tp和ed)已知的固定位置的ris302。tp300用于发送包括给定覆盖区域中ed(包括所示示例中的ed304)的prs的多个主波束。假设总共有m个主波束,主波束的索引从b1至bm,在图8中照此进行了标记。这些波束中的一个或多个被发送到ris302(更一般地,被发送到具有tp和ed已知的位置的ris)。向ris302发送的波束在本文称为ris波束,除了方向之外,该波束不需要与任何其它波束不同。在所示示例中,入射波束bm被发送到ris302,因此是ris波束。ris302将反射波束引导到一些预定/预先配置的方向。来自ris302的这些波束在本文称为虚拟波束。对于入射波束bm正在向ris302发送的一个或多个时间段中的每一个,ris302的反射方向被配置,并且是接收节点已知的。假设总共有n个可能的波束,虚拟波束的索引为bm1……bmn,在图8中照此进行了标记。从图8可知,从ed的角度来看,反射波束(bm1……bmn)似乎来自306处指示的第二(假想)tp。虽然反射波束有n种可能性,但在入射波束正在向ris302发送的给定时间段内,实际仅产生一种波束,这取决于该时间段内ris的配置。如果prs在多个时间段内被发送到ris,则ris可以在每个时隙期间应用不同的配置(即不同的反射角),从而在每个时间段内产生不同的反射波束,同样,接收节点已知这些配置。[0143]ed的位置是根据直接发送到ed的一个或多个波束以及通过ris发送的波束中的一个或多个来确定的。由于用于定位的所有波束最终来自同一tp,因此定位仅使用一个振荡器执行,从而消除了tp间同步(时间和频率)的需要,这一过程成本高昂且不精确。[0144]参考图9中的流程图进一步详细描述该方法,其中,假设接收节点是ed。该方法从框400开始,tp在主波束集合(b1至bm)上发送prs,其中,主波束中的一个或多个可以指向ris。在一些实施例中,tp同时在这些波束上发送。例如,这可以涉及功率共享、使用多个天线阵列或数字波束成形。在一些实施例中,tp在不同的时隙中在这些波束上发送。在这些时隙中的至少一个期间,prs信号被发送到ris。例如,在m为10的情况下,tp可以在一个时隙期间同时发送主波束b1至b10,或者在多达10个不同的时隙有时间间隔地发送主波束。[0145]在框402中,假设bm被发送到ris,则ris根据在ris中配置的波束转向,将波束反射为集合(bm1……bmn)中的一个波束。[0146]在另一实施例中,ris在集合中的一个以上的波束上反射波束。[0147]由ris执行的波束转向的配置(包括prs被发送到ris时的时隙,本文也称为ris时隙),以及反射波束索引的配置,被预先通过信令发送到ed,因此这是网络与ed之间的公共信息。[0148]在框404中,ed对通过一个或多个主波束直接从tp到达的信号进行测量。在框406中,ed对由ris反射的信号进行测量。框404和框406可以组合成一个步骤。在框408中,ed使用定位算法计算其位置。或者,在框404和框406中获取的测量可以被发送到执行ed位置计算的网络。[0149]根据框408中使用的定位算法,可以在框404和406中采取不同的测量。在一些实施例中,定位基于到达时间(timeofarrival,toa),并且ed测量信号的接收时间与tp为两条路径发送的时间之间的延迟。这些延迟可以转换为tp与ed之间的第一距离,以及第二距离,第二距离是tp与ris之间的距离以及ris与ed之间的距离的总和。由于tp与ris之间的距离是已知的,因此可以从第二距离获取ed与ris之间的第三距离。然后,可以根据第一距离和第三距离,并结合tp和ris位置信息来确定ed位置。当ed与网络同步时,该方案可行,在这种情况下,可以足够精度地知道prs的发送时间。[0150]在参考图9描述的方法的替代方案中,在一些实施例中,适用于tp与ed之间没有直接链路的情况,两个或更多个ris可以使用遵循相同的过程,以获取ris1与ed之间的距离,以及ris2与ed之间的距离(代替图9的步骤404),从而获取ed位置。[0151]在另一实施例中,适用于无法假设ed与网络之间同步的场景,ed使用基于到达时间观测时间差(observeddifferencetimeofarrival,otdoa)的定位算法。在本实施例中,ed测量直接从tp接收的信号(延迟为due-tp)与ris反射的信号(延迟为dris-tp dris-ue)之间的相对延迟。这给出了差值dris-tp dris-ue-due-tp。仅从该值无法确定ed的确切位置。[0152]但是,该值可以用于确定ed所在的双曲线。为了获取更准确的位置,使用了配置反射的ris属性。ris被编程/配置为在ed已知的一个或多个预定波束上反射输出信号。根据ed到ris的方向,一些波束将导致更高的snr/更高的rsrp。因此,反射波束上的rsrp测量提供了关于从ed到ris的方向的信息,并且该信息与距离信息一起可用于确定ed位置。ed还对tp发送的并且未被ris反射的常规波束进行测量。根据这些测量,可以获取精确的ed位置。[0153]在ed向网络反馈测量信息的实施例中,可选地,ed发送与反射波束索引关联的测量信息,以便网络可以将测量与波束索引匹配。[0154]网络行为[0155]网络(例如tp)负责在主波束和ris波束上发送prs,如以上详细描述的。此外,网络还将信令从tp发送到ed,以通知ed波束配置。从tp到ed的信令可以包括以下中的一个或多个,以将波束配置发送到ed:[0156]a.ris标签签名信息(例如作为查找表):通过高层信令。[0157]b.ris波束指示:由于ed的行为取决于tp发送的特定波束是否发送到ris,因此应将该信息通过信令发送到ed。需要说明的是,ris波束是指向ris的波束(tp发送的主波束中的波束)。在一些实施例中,该信令可以是二进制指示符,每个波束有一个比特指示该波束是否为ris波束。在一些实施例中,信令是动态发送的(例如层1信令)。在一些实施例中,信令是半静态的,并通过无线资源控制(radioresourcecontrol,rrc)或媒体接入控制(mediumaccesscontrol,mac)控制元素(maccontrolelement,mac-ce)的高层信令发送到ed。或者,可以使用层1和高层信令的组合。[0158]c.平均延迟信令:对于主波束,反映平均延迟的参数可以由网络通过信令发送到ed。平均延迟可以基于ed的近似定位,ed的近似定位基于网络获取的统计信息。向ed提供平均延迟信息可以缩小并简化ed进行的测量。对于ris波束,可以通过信令发送两个或更多个延迟值,包括一个与从tp到ed的直接路径相关的延迟值和一个与从tp到ris到ed的路径相关的延迟值。该信令可以是动态的(例如层1信令);[0159]d.反射波束索引指示:该指示通知ed在每个时隙和/或每个测量窗口期间存在哪些反射波束(ris反射的预定波束集中的反射波束)。需要说明的是,如本文所使用的,时隙是发送波束的周期,测量窗口是接收器进行测量的周期。反射波束索引指示发送网络配置的、用于从ris反射的波束的索引的标识。如果通过信令发送多个索引,则还应通过信令发送每个波束的顺序和单个测量窗口。该信令可以是半静态的,并通过高层信令(例如rrc和mac-ce)发送到ed。该信令应与ris波束指示对齐。更具体地,ris波束指示指示:由tp发送的哪个波束在哪些时间段内指向ris;反射波束索引指示:对于存在由tp发送的指向ris的波束的每个时间段,可能的波束集合中的哪个反射波束是由ris产生的。[0160]e.测量窗口:如果测量窗口有任何变化,则tp可以通知ed。这包括通过信令发送整个测量窗口(用于处理主波束和反射波束)和/或通过信令发送主波束和反射波束中的每一个的单个测量窗口。在一些实施例中,新测量窗口与常规测量窗口(例如,用于基线定位计算的测量窗口)之间的差异通过信令发送。[0161]f.测量参数:tp可以通知ed为各种波束测量哪些参数。[0162]ris波束的prs信号设计[0163]在一些实施例中,由网络发送的prs信号具体用于增强在ris波束上使用的适用性。例如,在一些实施例中,prs信号被配置/设计成支持ed在ris波束的测量窗口期间测量两个(或更多个)延迟值。在一些实施例中,用于prs传输的资源分配(例如时间/频率资源分配)的目的是在计算接收信号的自相关时避免峰值混叠,因为接收信号是直接信号和反射信号的叠加。这可能会对资源分配施加限制。例如,可应用于普通波束的梳形设计可能不适合于ris波束。[0164]由于上面讨论的ris波束对prs的时间/频率资源分配限制,ris波束可能比常规波束需要更高的带宽。在一些实施例中,适用于ed不能支持更高的带宽的示例,用于prs传输的资源分配可以包括跳频。例如,可用带宽可以被划分为多个子带,并且在每个时隙中,prs的资源分配仅在感兴趣的ed的特定子带上定义。[0165]在为同一测量窗口配置多个ris波束的情况下,由于反射波束的扫描时间和测量窗口可能与原始波束不同,所以在一些实施例中,在波形和/或系统参数方面为ris波束提供不同的信号设计。例如,在测量窗口较短的情况下,单载波波形可用于更准确的延迟估计。在影响系统参数的另一示例中,较短的符号可以用于反射波束。[0166]ue行为[0167]ed用于处理两种不同类型的波束。这些波束包括常规波束(用于传统定位)和来自ris的反射波束。ed对来自tp的信号(直接信号)和从ris反射的信号(反射信号)执行单独的延迟测量(或其它测量)。[0168]ed处理的细节取决于波束成形设计。在一些实施例中,如以上所描述,tp不应用波束成形。在这种情况下,用于正常定位过程的直接信号也从ris反射回来。在这种情况下,ed同时接收宽波束上的直接信号和在窄波束上接收的反射信号。ed对两个信号中的每个信号执行延迟测量。可选地,ris302用于产生窄波束作为可能的波束集合中的一个波束。图10示出了tp300、ris302和ed304被标记的示例。图10示出了由tp300发送的单个宽带波束b,以及反射波束br。[0169]在其它实施例中,如以上所描述,tp执行波束成形,并且ris波束被固定,但直接波束被扫描。图11中描绘了一个示例,其中,tp300、ris302和ed304被标记。当采用较高的传输频率范围(例如mm波范围)时,该示例比图10的方法更合适。在这种情况下,ed在两个不同的波束上(因此是在不同的时隙)接收直接信号和反射信号。同样,ed对两个信号中的每个信号执行延迟测量。图11示出了直接波束、发送到ris302的波束bm,以及反射波束bm,r。[0170]在一些实施例中,ris波束总是激活的,并且直接波束被扫描。在这种情况下,直接波束和ris波束同时存在。在这种情况下,ed在同一时隙通过两个不同的波束接收直接信号和反射信号。同样,ed对两个信号中的每个信号执行延迟测量。[0171]如上所述,在一些实施例中,ed处理直接接收的波束和ris反射的波束。在一些实施例中,这些波束在同一时隙中发送,并且通过ris波束和直接波束接收的信号可以在相同的prs资源集合上。换句话说,ed接收prs信号在直接波束和反射波束上的叠加或聚合。[0172]为了分离或区分这两个信号,考虑到这两个信号是以不同延迟接收的事实,使用信号自相关。这还支持确定每个路径的延迟。在一些实施例中,由于反射引起的附加延迟,该ris波束的测量窗口大于可用于法线波束的测量窗口。图12中示出了一个示例,其中,800处指示用于直接路径的合适的测量窗口,802处指示用于延迟路径的合适的测量窗口,804处指示组合测量窗口。在一些实施例中,测量窗口宽度通过信令发送到ed。[0173]在一些实施例中,存在为单个ris波束配置的多个反射波束。在这种情况下,附加的ed行为包括:处理多个反射和执行附加的测量,对于反射波束,具有合适的测量窗口。[0174]在区分信号之后,ed对每个信号执行单独的处理。该处理可以取决于所使用的定位算法,并且可以包括计算rsrp和延迟,或计算功率延迟分布(powerdelayprofile,pdp)等。[0175]在一些实施例中,ed根据对在直接波束和反射波束上接收的prs信号进行的测量确定其自己的位置。上面已经描述了各种算法,并且可以使用其中的任何一种算法。ed可以通过信令向网络发送其位置信号。[0176]或者,或此外,ed向网络发送包括对prs信号进行的测量的信令,供网络在计算ed的位置时使用。ed反馈直接波束和反射波束的测量。对于直接波束,ed仅反馈一组测量(rsrp、延迟等)。对于反射波束,ed反馈一组或多组测量。[0177]根据上述指导,本发明的许多修改和变型也是可能的。因此,应理解,只要是在所附权利要求书的范围内,就可以用不同于本文具体描述的方式来实践本发明。当前第1页12当前第1页12
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