无线电通信网络中的到达角估计制造技术

提供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。由接收无线电收发机设备执行一种方法。所述方法包括：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述方法包括：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。

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
在此提出的实施例涉及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、无线电收发机设备、计算机程序、以及计算机程序产品。
技术介绍
在通信网络中，对于给定通信协议、其参数和其中部署通信网络的物理环境，获得良好的性能和容量可能具有挑战。例如，对于未来几代移动通信系统，可能需要许多不同载波频率下的频带。例如，可能需要低的这些频带以针对无线设备实现足够的网络覆盖，以及可能需要更高频带(例如在毫米波长(mmW)下，即接近和高于30GHz)以达到所需的网络容量。一般地说，在高频率下，无线电信道的传播特性更具挑战性，并且可能需要在网络的网络节点和无线设备两者处进行波束成形以达到足够的链路预算。无线设备和/或网络节点的发送和接收点(TRP)可以借助于模拟波束成形、数字波束成形、或者混合波束成形来实现波束成形。每种实现具有其优势和劣势。数字波束成形实现是三者中最灵活的实现但成本也最高，因为需要大量无线电链和基带链。与数字波束成形实现相比，模拟波束成形实现的灵活性最低但制造成本更低，因为无线电链和基带链的数量减少。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。如技术人员理解的，取决于不同无线设备的成本和性能要求，将需要不同的实现。在其中网络侧的TRP使用窄波束以进行传输的通信网络中，假设在用户侧针对每个被服务无线设备发现和监视至少一个窄发送波束。这种发现和监视过程被称为波束管理。为了执行波束管理，网络节点使用针对下行链路参考信号(例如信道状态信息参考信号(CSI-RS))的由被服务无线设备获得和报告的测量(例如接收参考信号功率)。然后，将针对其获得最高接收参考信号功率的波束对用作活动波束对链路。一般地说，由发送端(例如TRP处)的发送波束和接收端(例如无线设备处)的对应接收波束来定义波束对，其中从多组可用候选波束中选择发送波束和接收波束，以便最大化从发送端到接收端的传输的质量标准(例如最高接收参考信号功率)。如果被服务无线设备例如由于阻挡而丢失与TRP的波束连接，则可以发起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以包括扫描TRP波束与无线设备波束的所有不同组合。当在TRP和无线设备两者处具有许多候选波束时，这种波束扫描过程可能在时间消耗和开销信令方面成本高昂。此外，在某些场景中，无线设备可以在操作上连接到下行链路和上行链路中的不同TRP，因此针对下行链路和上行链路可能需要单独的波束管理过程。因此，仍然需要改进的波束管理。
技术实现思路
本专利技术的实施例的一个目标是实现有效的波束管理。根据第一方面，提出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。所述方法由接收无线电收发机设备执行。所述方法包括：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述方法包括：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。有利的是，该方法实现有效的波束管理。有利的是，该方法避免在接收无线电收发机设备处使用顺序波束扫描。以这种方式估计到达角减少了寻找最佳模拟波束对的时间以及与寻找参考信号的波束的传输相关联的开销。根据第二方面，提出一种无线电收发机设备，其充当接收无线电收发机设备并且用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角。所述无线电收发机设备包括处理电路。所述处理电路被配置为使得所述无线电收发机设备：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述处理电路被配置为使得所述无线电收发机设备：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。根据第三方面，提出一种无线电收发机设备，其充当接收无线电收发机设备并且用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角。所述无线电收发机设备包括处理电路和存储介质。所述存储介质存储指令，所述指令当由所述处理电路执行时使得所述无线电收发机设备执行操作或者步骤。所述操作或者步骤使得所述无线电收发机设备：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述操作或者步骤使得所述无线电收发机设备：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。根据第四方面，提出一种无线电收发机设备，其充当接收无线电收发机设备并且用于估计无线电通信网络中的无线电信号的到达角。所述无线电收发机设备包括获得模块，被配置为：获得在覆盖给定角扇区的两个接收波束中接收的所述无线电信号的测量。所述两个接收波束通过天线阵列中的模拟波束成形产生。所述接收波束具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益。所述无线电收发机设备包括估计模块，被配置为：通过将所述两个接收波束中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，估计所述无线电信号的所述到达角。根据一个实施例，根据第二、第三或者第四方面中任一项所述的无线电收发机设备是无线电接入网络节点。根据一个实施例，根据第二、第三或者第四方面中任一项所述的无线电收发机设备是无线设备。根据第五方面，提出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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在充当接收无线电收发机设备的无线电收发机设备上运行时使得所述无线电收发机设备执行根据第一方面所述的方法。根据第六方面，提出一种计算机程序产品，其包括根据第五方面所述的计算机程序和在其上存储所述计算机程序的计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质可以是非瞬时性计算机可读存储介质。要注意，在适当的情况下，第一、第二、第三、第四、第五和第六方面的任何特性可以适用于任何其它方面。同样，第一方面的任何优势可以分别同样适用于第二、第三、第四、第五和/或第六方面，并且反之亦然。即，针对所述方法列出的优势同样适用于所述无线电收发机设备、所述计算机程序、以及所述计算机程序产品。从以下具体实施方式、所附从属权利要求以及附图，所附实施例的其它目标、特性和优势将显而易见。通常，在权利要求中使用的所有术语根据其在
中的普通含义来解释，除非在此另外明确定义。对“一/一个/该元件、装置、组件、构件、模块、步骤等”的所有引用将被公开解释为指元件、装置、组件、构件、模块、步骤等的至少一个实例，除非另外明确说明。在此公开的任何方法的步骤不必以公开的确切顺序本文档来自技高网...

【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，所述方法由接收无线电收发机设备(200)执行，所述方法包括：/n获得(S102)在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及/n通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，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，所述方法由接收无线电收发机设备(200)执行，所述方法包括：
获得(S102)在覆盖给定角扇区(150)的两个接收波束(140a，140b)中接收的所述无线电信号的测量，所述两个接收波束(140a，140b)通过天线阵列(190a，190b)中的模拟波束成形产生，其中，所述接收波束(140a，140b)具有不同的复波束模式，并且在所述给定角扇区(150)内的任何角度处，最多一个所述复波束模式具有低于阈值的增益；以及
通过将所述两个接收波束(140a，140b)中的所述测量的复振幅与判别函数进行比较，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，所述判别函数基于所述复波束模式并且在所述给定角扇区(150)内是所述到达角(α)的一对一函数。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述判别函数被定义为所述两个接收波束(140a，140b)的所述复波束模式之间的比率。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，估计所述到达角(α)进一步包括：
通过将在每个接收波束中接收的所述无线电信号与所发送的已知波束参考信号相关，针对所述两个接收波束(140a，140b)中的每一个估计(S104a)一个复信道；
确定(S104b)所估计的复信道的比率的大小和相位值；以及
通过将所述大小和相位值与所述判别函数的大小和相位值相关，将所述大小和相位值映射(S104c)到所述到达角(α)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线电信号是从发送无线电收发机设备(300)接收的，所述方法进一步包括：
在波束中与所述发送无线电收发机设备(300)通信(S106)，所述波束指向根据所述到达角(α)选择的方向。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)通过所述模拟波束成形仅使用相移来产生。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)通过所述模拟波束成形使用相移和振幅锥度的组合来产生。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)是通过所述模拟波束成形一次一个地产生的。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线电信号的至少一个测量是在所述两个接收波束(140a，140b)的每一个中一次一个地获得的。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述无线电信号的至少一个测量中的每一个在所述无线电信号的两个正交极化的每一个中给出。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述到达角(α)的一个中间值针对所述两个正交极化中的每一个来估计，其中，所述到达角(α)使用所述中间值的组合来估计。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线电信号的每个测量对应于整个或半个正交频分复用OFDM符号，以使得所述测量中的相应测量所基于的整个或半个OFDM符号是在所述两个接收波束(140a，140b)的每一个中接收的。


13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述到达角(α)是在方位角域和仰角域两者中估计的，其中，所述方位角域和所述仰角域中的每一个具有它自己的给定角扇区(150)。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述两个接收波束(140a，140b)中的每一个具有相应的波束宽度，其中，所述波束宽度适于覆盖所述给定角扇区(150)。


15.一种无线电收发机设备(200)，其充当接收无线电收发机设备(200)并且用于估...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿特莱，A·尼尔松，S·彼得松，
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