无线电通信网络中的到达角估计制造技术

提供了用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的机制。方法由无线电收发器装置执行。该无线电收发器装置包括天线阵列，该天线阵列被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置之间移位。该方法包括使用两个相互不同的相位中心位置获得如由天线阵列接收的无线电信号的测量。该方法包括使用如利用两个相互不同的相位中心位置获得的测量来估计无线电信号的到达角。

DOA estimation in radio communication network

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电通信网络中的到达角估计
本文呈现的实施例涉及用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的方法、无线电收发器装置、计算机程序和计算机程序产品。
技术介绍
在通信网络中，对于给定的通信协议、其参数和其中部署通信网络的物理环境，可能存在获得良好的性能和容量的挑战。例如，对于未来几代的移动通信系统，可能需要处于许多不同载波频率的频带。例如，可能需要这种低频带来为无线装置实现足够的网络覆盖，并且可能需要（例如，以毫米波长（mmW），即，接近和高于30GHz的）较高频带来达到所需的网络容量。一般而言，在高频处，无线电信道的传播特性更具挑战性，并且可能需要在网络侧的网络节点处和在用户侧的无线装置处两者进行波束成形以达到足够的链路预算。无线装置和/或网络节点的传输和接收点（TRP）可以通过模拟波束成形、数字波束成形或混合波束成形来实现波束成形。每种实现都具有它的优点和缺点。数字波束成形实现是这三种实现中最灵活的实现，但由于需要大量的无线电链和基带链，所以也是最昂贵的实现。模拟波束成形实现是最不灵活的，但是由于与数字波束成形实现相比减少了无线电链和基带链的数量，所以制造起来更便宜。混合波束成形实现是模拟与数字波束成形实现之间的折衷。如本领域技术人员所理解的，取决于不同无线装置的成本和性能要求，将需要不同的实现。所谓的波束管理的一个目的是使网络节点利用（如在TRP和/或无线装置处使用的）窄波束保持跟踪它所服务的无线装置，以便增加覆盖和吞吐量。由于被服务的无线装置的旋转、移动和/或阻塞，（在TRP和/或无线装置处的）波束需要动态地更新，以便在网络节点和被服务的无线装置之间保持良好的信道质量。在被服务的无线装置和网络节点之间的操作连接（例如由于阻塞）丢失的情况下，可以启动波束恢复过程以重新建立波束连接。这种波束恢复过程例如可能涉及在TRP和无线装置处两者扫过所有不同的波束组合。当存在许多候选波束时，这种波束扫描（sweeping）过程在时间消耗和开销信令方面可能是昂贵的。尤其是对于必须以顺序方式扫描波束的模拟和混合天线阵列实现，波束训练可能需要大的开销信令和时间消耗。如果在TRP和无线装置处都使用具有模拟波束成形的天线阵列，则这变得甚至更有挑战性，这是因为在穷举波束搜索中，对于每个TRP波束，需要测试无线装置处的所有候选波束。因此，仍然需要改进的波束管理。
技术实现思路
本文中的实施例的目的是提供可用于高效波束管理的高效到达角估计。根据第一方面，提供了一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的方法。该方法由无线电收发器装置执行。该无线电收发器装置包括天线阵列，该天线阵列被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置之间移位。该方法包括使用两个相互不同的相位中心位置（即，至少两个相位中心位置的两个相互不同的相位中心位置）获得如由天线阵列接收的无线电信号的测量。该方法包括使用如利用两个相互不同的相位中心位置获得的测量来估计无线电信号的到达角。根据第二方面，提供了一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的无线电收发器装置。该无线电收发器装置包括天线阵列，该天线阵列被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置之间移位。该无线电收发器装置还包括处理电路。处理电路被配置成使得无线电收发器装置使用两个相互不同的相位中心位置（即，至少两个相位中心位置的两个相互不同的相位中心位置）来获得如由天线阵列接收的无线电信号的测量。处理电路被配置成使得无线电收发器装置使用如利用两个相互不同的相位中心位置获得的测量来估计无线电信号的到达角。根据第三方面，提供了一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的无线电收发器装置。该无线电收发器装置包括天线阵列，该天线阵列被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置之间移位。该无线电收发器装置还包括处理电路和存储介质。存储介质存储指令，所述指令当由处理电路执行时使无线电收发器装置执行操作或步骤。所述操作或步骤使得无线电收发器装置使用两个相互不同的相位中心位置（即，至少两个相位中心位置的两个相互不同的相位中心位置）来获得如由天线阵列接收的无线电信号的测量。所述操作或步骤使得无线电收发器装置使用如利用两个相互不同的相位中心位置获得的测量来估计无线电信号的到达角。根据第四方面，提供了一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的无线电收发器装置。该无线电收发器装置包括天线阵列，该天线阵列被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置之间移位。该无线电收发器装置还包括获得模块，其被配置成使用两个相互不同的相位中心位置（即，至少两个相位中心位置的两个相互不同的相位中心位置）来获得如由天线阵列接收的无线电信号的测量。该无线电收发器装置还包括估计模块，该估计模块被配置成使用如利用两个相互不同的相位中心位置获得的测量来估计无线电信号的到达角。根据第五方面，提供了一种用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码当在无线电收发器装置上运行时使得无线电收发器装置执行根据第一方面的方法。该无线电收发器装置包括天线阵列，该天线阵列被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置之间移位。根据第六方面，提供了一种计算机程序产品，包括根据第五方面的计算机程序和其上存储该计算机程序的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是非暂时性计算机可读存储介质。有利地，该方法、这些无线电收发器装置、该计算机程序和该计算机程序产品提供高效的到达角估计，进而实现高效的波束管理。有利地，该方法、这些无线电收发器装置、该计算机程序和该计算机程序产品避免了在接收无线电信号的无线电收发器装置处使用顺序波束扫描。这减少了找到最佳模拟波束对的时间以及与波束寻找参考信号的传输相关联的开销。要注意，第一、第二、第三、第四、第五和第六方面的任何特征可在任何适当的情况下应用于任何其它方面。同样，第一方面的任何优点可以分别等同地应用于第二、第三、第四、第五和/或第六方面，反之亦然。从以下详细公开、从所附从属权利要求以及从附图中，所包含的实施例的其它目的、特征和优点将是显而易见的。通常，除非本文另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语将根据它们在
中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/该元件、设备、组件、部件、模块、步骤等”的所有引用都要开放地解释为指代该元件、设备、组件、部件、模块、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切次序执行。附图说明现在通过示例的方式，参考附图来描述本专利技术概念，其中：图1是示出根据实施例的通信网络的示意图；图2示意性地示出了根据实施例的如包括在TRP或无线电收发器装置的通信接口中的天线阵列；图3示意性地示出了根据实施例的天线阵列；图4、8和9是根据实施例的方法的流程图；图5示意性地示出了根据实施例的在两个时隙中工作的天线阵列；图6示意性地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计无线电通信网络（100）中的无线电信号的到达角（α）的方法，所述方法由无线电收发器装置（200）执行，所述无线电收发器装置（200）包括天线阵列（190a，190b），所述天线阵列（190a，190b）被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置（p1，p2）之间移位，所述方法包括：/n使用两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）获得（S102）如由所述天线阵列（190 a，190b）接收的所述无线电信号的测量；以及/n使用如利用所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）获得的所述测量来估计（S104）所述无线电信号的所述到达角（α）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于估计无线电通信网络（100）中的无线电信号的到达角（α）的方法，所述方法由无线电收发器装置（200）执行，所述无线电收发器装置（200）包括天线阵列（190a，190b），所述天线阵列（190a，190b）被配置成通过模拟波束成形在至少两个相位中心位置（p1，p2）之间移位，所述方法包括：
使用两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）获得（S102）如由所述天线阵列（190a，190b）接收的所述无线电信号的测量；以及
使用如利用所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）获得的所述测量来估计（S104）所述无线电信号的所述到达角（α）。


2.根据权利要求1所述的方法，其中使用如利用所述两个相互不同的相位中心位置之一（p1）获得的所述测量和利用所述两个相互不同的相位中心位置中的另一个（p2）获得的所述测量之间的相位差来估计无线电信号的所述到达角（α）。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）至少被分开所接收的无线电信号的工作频率的半波长。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）包括天线元件（160a，160b），并且其中相邻天线元件（160a，160b）至少被分开所接收的无线电信号的工作频率的半波长。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）包括天线元件（160a，160b），其中当由所述天线阵列（190a，190b）使用所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）之一来接收所述无线电信号时使用第一组所述天线元件，其中当由所述天线阵列（190a，190b）使用所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）中的另一个接收所述无线电信号时使用第二组所述天线元件，并且其中所述第二组与所述第一组部分地但不是完全地重叠。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）包括天线元件（160a，160b），并且其中所述天线阵列（190a，190b）被配置成通过选择性地接通和断开所述天线元件（160a，160b）中的至少一个，在所述至少两个相位中心位置（p1，p2）之间移位。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述天线元件（160a，160b）中的至少一个被配置成通过选择性地接通和断开所述天线元件（160a，160b）中的所述至少一个的低噪声放大器（182a，182b）、衰减器或开关（184a，184b）来选择性地接通和断开。


8.根据权利要求6所述的方法，其中所述天线元件（160a，160b）具有两个相互正交的极化，并且其中当所述天线元件（160a，160b）中的所述至少一个被选择性地接通和断开时，两个正交的极化被同时接通和断开。


9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）包括天线元件（160a，160b），并且其中所述天线阵列（190a，190b）被配置成通过选择性地增加和减小所述天线元件（160a，160b）中的至少一个的低噪声放大器（182a，182b）的增益，在所述至少两个相位中心位置（p1，p2）之间移位。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）被配置成在两个相互正交的极化中同时接收所述无线电信号。


11.根据权利要求10所述的方法，其中对于所述两个相互正交的极化中的每一个，估计所述到达角（α）的一个中间值，并且其中使用所述中间值的组合来估计所述到达角（α）。


12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）包括天线元件（160a，160b），并且其中仅使用所述天线元件（160a，160b）中的用于产生至少一个接收波束的那些天线元件的相移，在所述天线阵列（190a，190b）中通过所述模拟波束成形产生的所述至少一个接收波束中，接收所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）中的每一个的所述无线电信号。


13.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中所述天线阵列（190a，190b）包括天线元件（160a，160b），并且其中使用所述天线元件（160a，160b）中的用于产生至少一个接收波束的那些天线元件的相移和振幅渐变的组合，在所述天线阵列（190a，190b）中通过所述模拟波束成形产生的所述至少一个接收波束中，接收所述两个相互不同的相位中心位置（p1，p2）中的每一个的所述无线电信号。


14.根据权利要求1所述的方法，其中由所述天线阵列（190a，190b）...

【专利技术属性】
技术研发人员：S彼得森，A尼尔森，F阿斯利，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE