用于定位的多径估计和多视线检测制造技术

提供了装置、方法和计算机程序产品。根据一个实施例，公开了一种方法，包括：从定位信号发射机接收定位参考信号；从接收到的定位参考信号中形成延迟搜索空间以获得多个信道抽头；估计信道抽头的噪声精度；估计信道抽头的信道增益；以及估计信道抽头的视线信号的概率。以及估计信道抽头的视线信号的概率。以及估计信道抽头的视线信号的概率。

【技术实现步骤摘要】
用于定位的多径估计和多视线检测


[0001]本专利技术涉及一种用于定位的多径估计和多视线检测的方法和装置。

技术介绍

[0002]本节旨在为权利要求中所叙述的本专利技术提供背景或上下文。此处的描述可以包括可以追求的概念，但是不一定是先前已经设想或追求的概念。因此，除非此处另外指出，否则在本节中所描述的内容不是本申请中的说明书和权利要求的现有技术，并且不因被包括在本节中而被承认是现有技术。
[0003]5G
‑
NR(第五代新无线电)是由第三代合作计划(3GPP)为第五代移动网络所开发的新无线电接入技术。5G
‑
NR已经在3GPP内被规定为能够与4G
‑
LTE(长期演进)在同一频谱内共存。5G支持5G NR定位，特别是基于网络的定位，其中移动通信设备(也可以被称为用户设备(UE))的位置估计的计算在网络处、在位置管理功能(LMF)处被执行。
[0004]在多径传播环境中进行定位的一个特殊方面是，在估计UE的位置时可以使用多个信号路径。然而，使用多个路径并不简单，因为它们与具有未知位置的地标所生成的反射相关联。如果获得这种地标的位置，那么网络可能能够成功地采用多径测量报告来改进UE的位置，超过标准到达时间/到达角度(TOA/AOA)方法所能产生的。
[0005]出于定位的目的，用户设备非专有地测量一种被称为到达时间(TOA)的指标。TOA是信号在发射机和接收机之间传播距离所花费的最短时间。如果TOA被正确测量，那么距离就可以准确地被获得为d＝TOA
×
c，其中c＝真空中的光速。为了计算TOA，许多用户设备估计无线传播信道的功率延迟分布(PDP)，并选择PDP示出峰值的延迟作为TOA，如图7a中所描绘的。然而，这种方法的一个问题是，最强的分量并不总是对应于视线LOS路径(即直接路径)，如图7b的示例中所描绘的，在该示例中，树木衰减了直接的视线信号，从而由周围建筑物所反射的信号在接收用户设备的位置处更强。观察到这种情形的用户设备可能会选择到达时间作为非视线(NLOS)分量的延迟，因为在这个示例中它的功率是最高的。这种选择将使整体位置估计出现偏差，因为该分量没有反映gNB和UE之间的最短距离。
[0006]此外，无线电环境是非常动态的，特别是在厘米波和毫米波频带中，并且UE的任何移动和/或环境中的无线电障碍物都会导致从LOS到NLOS条件的转变。因此，在实践中，UE将很少经历纯LOS或纯NLOS传播条件，并且确定在接收的信号中这些条件中的哪一个是主导的以及主导多长时间可能成为计算密集型的任务。
[0007]一种方法是在接收和发射信号之间进行交叉相关，并搜索所得到的信号包络的第一能量峰值。然而，这种检测方法在分辨率(resolution)上受到信号带宽和噪声水平的限制。此外，第一抽头可能不具有最强的能量，并且取决于信道/系统条件，可能会被混入到其他抽头中。通过评估信道指标(诸如：平均过量延迟、RMS延迟扩散、振幅峰度、总接收功率、上升时间、第一多径分量的TOA、最大信号振幅)，用于LOS检测的其他解决方案类别使用假设测试或机器学习方法。这些特征是在估计信道脉冲响应之后被提取的，并且需要广泛的领域知识才能进行有意义的选择。
[0008]从频带受限的测量中获得的嘈杂信道脉冲响应(CIR)估计中提取输入特征集合可能是次优的，因为所选择的特征是固有的嘈杂的，并且因此它们表现出误导性的依赖性，并且将输入集合限制为只有几十个观察值，不能确保信道特性被完全捕获。
[0009]因此，需要一种机制来提高定位应用的可靠性和准确性。

技术实现思路

[0010]一些实施例提供了一种用于定位的方法和装置。
[0011]一些实施例提供了一种多径重建和多LOS检测的与定位相关的方法，该方法基于应用来自平均场理论(MFT)的工具。该方法将信道重建问题提出为：使用下行链路定位参考信号，针对表征每个重建的多径分量的集合(延迟、相位、振幅、LOS指示符)中的每个变量，估计近似概率密度函数(pdf)。
[0012]为了实现该方法，已经做出了若干选择以提出一个估计模型，其中信道被近似为位于精细延迟网格上的分量之和，其中每个信道抽头被指派一个LOS概率。延迟网格具有灵活的分辨率，即不局限于系统的采样时间，并允许灵活的实现，用复杂性换取性能。采样时间例如可以是NR的基本时间单位(Tc)；或者是LTE的基本时间单位(Ts)。
[0013]根据本公开的实施例，每个抽头的特征在于视线概率、复合增益和延迟，每个抽头被建模为随机变量，其特征在于所选择的先验概率密度函数。抽头被认为是独立和相同的分布(i.i.d.)。假设不恰当的噪声先验，噪声精度和/或噪声方差pdf也被估计。
[0014]还得出了一种方法，该方法将来自平均场理论(MFT)的工具应用于上述模型上，以估计1)信道脉冲响应，并且随后返回最可能的LOS分量的延迟和相位，以及其他相关分量的延迟和相位；2)每个检测到的信道分量的LOS概率；以及3)信噪比(SNR)的水平。然而，也可以使用除了平均场理论之外的其他理论。
[0015]根据本公开的实施例，该方法对每个检测到的分量的LOS概率/指示符进行建模和估计，应用平均场理论工具来联合估计多个LOS指示符、噪声水平、并且检测多径分量，随后可以从中提取延迟和相位。此外，该方法使得能够基于估计问题的结果来选择LOS TOA。
[0016]根据第一方面，提供了一种装置，包括：
[0017]用于从定位信号发射机接收定位参考信号的部件；
[0018]用于从接收到的定位参考信号中形成延迟搜索空间以获得表示信道的估计模型的多个信道抽头的部件；
[0019]用于估计破坏信号的噪声过程的信道抽头的噪声精度的部件；
[0020]用于估计信道抽头的信道增益的部件；以及
[0021]用于估计每个信道抽头的视线信号的概率的部件。
[0022]根据第二方面，提供了一种方法，包括：
[0023]从定位信号发射机接收定位参考信号；
[0024]从接收到的定位参考信号中形成延迟搜索空间，以获得表示信道的估计模型的多个信道抽头；
[0025]估计破坏信号的噪声过程的信道抽头的噪声精度；
[0026]估计信道抽头的信道增益；以及
[0027]估计每个信道抽头的视线信号的概率。
[0028]根据第三方面，提供了一种装置，包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与该至少一个处理器一起使该装置至少执行以下操作：
[0029]从定位信号发射机接收定位参考信号；
[0030]从接收到的定位参考信号中形成延迟搜索空间，以获得表示信道的估计模型的多个信道抽头；
[0031]估计破坏信号的噪声过程的信道抽头的噪声精度；
[0032]估计信道抽头的信道增益；以及
[0033]估计每个信道抽头的视线信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位装置，包括：用于从定位信号发射机接收定位参考信号的部件；用于从所接收的定位参考信号中形成延迟搜索空间以获得表示所述信道的估计模型的多个信道抽头的部件；用于估计破坏所述信号的噪声过程的所述信道抽头的噪声精度的部件；用于估计所述信道抽头的信道增益的部件；以及用于估计每个信道抽头的视线信号的概率的部件。2.根据权利要求1所述的装置，用于形成延迟搜索空间的所述部件被配置为选择所述延迟搜索空间的可变分辨率和长度。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中位于所述延迟搜索空间上的所述信道抽头被定义为由复合增益部分和视线标识符部分组成的随机变量。4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述装置被配置为对噪声精度、信道增益、以及视线信号的概率执行平行或串行的估计，直到已经达到预定条件。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述预定条件是：所述估计中的一个或多个已经朝向一个值收敛或已经收敛到一个值，所述值在进一步的重复过程中没有发生变化，或者变化小于阈值。6.根据权利要求1或2所述的装置，被配置为将所接收的所述定位参考信号的样本映射到包括信道脉冲响应向量的尾部的所述信道表示的所述估计模型。7.根据权利要求1或2所述的装置，被配置为：基于所述估计模型来检测多径分量；以及确定所检测到的多径分量的延迟和相位。8.根据权利要求1或2所述的装置，被配置为：使用每个信道抽头的视线信号的所估计的概率来确定所述视线信号。9.根据权利要求1或2所述的装置，包括：用于基于所估计...

【专利技术属性】
技术研发人员：OE，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：