Оценка угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи
Заявленная группа изобретений относится к механизмам для оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи. Техническим результатом является обеспечение эффективного способа оценки угла прихода, который может использоваться для эффективного управления лучом. Способ выполняют устройством приемопередатчика радиосигнала. Устройство приемопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку, которая посредством аналогового формирования диаграммы направленности выполнена с возможностью переключаться между по меньшей мере двумя местоположениями фазового центра. При этом радиосигнал принимают антенной решеткой с использованием первого из двух взаимно различных местоположений фазового центра в первом временном слоте и второго из двух взаимно различных местоположений фазового центра во втором временном слоте. Способ содержит этап, на котором получают результаты измерений радиосигнала, принимаемого антенной решеткой с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра. Способ содержит этап, на котором оценивают угол прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления, представленные в настоящем документе, относятся к способу, устройству приемопередатчика радиосигнала, компьютерной программе и компьютерному программному продукту для оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи.
Уровень техники
В сетях связи необходимо иметь высокую производительность и пропускную способность данного протокола связи, параметры и физическую среду, в которой развернута сеть связи.
Например, для мобильных систем связи будущих поколений могут потребоваться полосы частот на разных несущих частотах. Например, такие полосы низких частот могут быть необходимы для достижения достаточного покрытия сети для устройств беспроводной связи и полосы более высоких частот (например, миллиметровые длины волн (mmW), т.е. около и выше 30 ГГц) могут быть необходимы для достижения требуемой пропускной способности сети. В общих чертах, на высоких частотах свойства распространения канала радиосвязи являются более сложными и для достижения достаточного бюджета линии связи может потребоваться формирование луча, как на сетевом узле на стороне сети, так и на устройствах беспроводной связи на стороне пользователя.
Устройства беспроводной связи и/или точка передача и прием (TRP) сетевого узла могут реализовать формирование луча с помощью аналогового способа формирования луча, цифрового способа формирования луча или гибридного способа формирования луча. Каждая реализация имеет свои преимущества и недостатки. Цифровая реализация формирования луча является наиболее гибкой реализацией из трех возможных, но и является самой дорогостоящей из-за большого количества необходимый радио цепей и схем основной полосы частот. Аналоговая реализация формирования луча является наименее гибкой, но самой дешевой в производстве, за счет уменьшения числа радио цепей и схем основной полосы частот по сравнению с цифровой реализацией формирования луча. Гибридная реализация формирования луча представляет собой компромисс между аналоговой и цифровой реализациями формирования луча. Как понятно специалисту, в зависимости от требований к стоимости и производительности различных устройств беспроводной связи, будут необходимы различные реализации.
Одна из целей так называемого управления лучом для сетевого узла является отслеживание его обслуживаемых устройств беспроводной связи узконаправленными лучами (как использовано в TRP и/или устройстве беспроводной связи) с целью увеличения покрытия и пропускной способности. Из-за вращения, перемещения и/или блокировки обслуживаемых устройств беспроводной связи (в TRP и/или устройствах беспроводной связи) луч должен быть динамически обновлен для поддержания хорошего качества канала между сетевым узлом и обслуживаемыми устройствами беспроводной связи. В случае, если оперативное соединение между обслуживаемым устройством беспроводной связи и сетевым узлом потеряно, например, из-за блокировки, процедура восстановления луча может быть инициирована для повторного установления соединения луча. Такая процедура восстановления луча может, например, включать в себя развертку через все различные комбинации лучей, как на TRP, ТАК и в устройстве беспроводной связи. При наличии множества кандидатов лучей, такая процедура развертки луча может быть дорогостоящей с точки зрения затрат времени и служебной сигнализации. Подстройка луча может потребовать большого времени и значительного объема служебной сигнализации, особенно для аналоговых и гибридных реализаций антенных решеток, где лучи должны быть развернуты в последовательном порядке. В случае использования антенных решеток с аналоговой реализацией формирования луча, как в TRP, так и устройстве беспроводной связи необходимо решить сложную техническую задачу, заключающуюся в необходимости выполнения исчерпывающего широкого поиска для каждого TRP луча всех кандидатов луча устройства беспроводной связи.
Следовательно, необходимо усовершенствовать способ управления лучом.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей вариантов осуществления настоящего изобретения является обеспечение эффективного способа оценки угла прихода, который может использоваться для эффективного управления лучом.
В соответствии с первым аспектом представлен способ оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи. Способ выполняют устройством приемопередатчика радиосигнала. Устройство радиопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку, которая, с помощью аналоговой реализации формирования луча, выполнена с возможностью сдвигать между, по меньшей мере, двумя местоположениями фазового центра. Способ содержит получение результатов измерений радиосигнала, принимаемого антенной решеткой с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра (то есть, два взаимно различные местоположения фазового центра, по меньшей мере, двух местоположений фазового центра). Способ содержит оценку угла прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра.
В соответствии со вторым аспектом представлено устройство приемопередатчика радиосигнала для оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи. Устройство приемопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку, которая, с помощью аналоговой реализации формирования луча, выполнена с возможностью сдвигать между, по меньшей мере, двумя местоположениями фазового центра. Устройство приемопередатчика радиосигнала дополнительно содержит схему обработки. Схема обработки выполнена с возможностью побуждать устройство приемопередатчика радиосигнала получать результаты измерения радиосигнала, принимаемого антенной решеткой с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра (т.е. два взаимно различные местоположения фазового центра, по меньшей мере, двух местоположений фазового центра). Схема обработки выполнена с возможностью побуждать устройство приемопередатчика радиосигнала оценивать угол прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра.
В соответствии с третьим аспектом представлено устройство приемопередатчика радиосигнала для оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи. Устройство приемопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку, которая, с помощью аналоговой реализации формирования луча, выполнена с возможностью сдвигать между, по меньшей мере, двумя местоположениями фазового центра. Устройство приемопередатчика радиосигнала дополнительно содержит схему обработки и носитель данных. На носителе данных хранят инструкции, которые при выполнении схемой обработки, побуждают устройство приемопередатчика радиосигнала выполнять операции или этапы. Операции или этапы побуждают устройство приемопередатчика радиосигнала получать результаты измерения радиосигнала, принимаемого антенной решеткой с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра (т.е. два взаимно различные местоположения фазового центра, по меньшей мере, двух местоположений фазового центра). Операции или этапы побуждают устройство приемопередатчика радиосигнала оценивать угол прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра.
В соответствии с четвертым аспектом представлено устройство приемопередатчика радиосигнала для оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи. Устройство приемопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку, которая, с помощью аналоговой реализации формирования луча, выполнена с возможностью сдвигать между, по меньшей мере, двумя местоположениями фазового центра. Устройство приемопередатчика радиосигнала дополнительно содержит модуль получения, выполненный с возможностью получать результаты измерений радиосигнала, принимаемого антенной решеткой с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра (т.е. два взаимно различные местоположения фазового центра, по меньшей мере, двух местоположений фазового центра). Устройство радиопередатчика радиосигнала дополнительно содержит модуль оценки, выполненный с возможностью оценивать угол прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений фазового центра.
В соответствии с пятым аспектом представлена компьютерная программа для оценки угла прихода радиосигнала в сети радиосвязи, причем компьютерная программа, содержит компьютерный программный код, который, при запуске на устройстве приемопередатчика радиосигнала, побуждает устройство приемопередатчика радиосигнала выполнять способ в соответствии с первым аспектом. Устройство приемопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку, которая, с помощью аналогового формирования луча, выполнена с возможностью сдвигать между, по меньшей мере, двух местоположений фазового центра.
В соответствии с шестым аспектом представлен компьютерный программный продукт, содержащий компьютерную программу, в соответствии с пятым аспектом, и машиночитаемый носитель информации, на котором хранят компьютерную программу. Машиночитаемый носитель информации может быть постоянным машиночитаемым носителем информации.
Предпочтительно данный способ, упомянутые устройства приемопередатчика радиосигнала, данная компьютерная программа и упомянутый компьютерный программный продукт обеспечивают эффективную оценку угла прихода радиосигнала, что, в свою очередь, обеспечивает эффективный способ управления лучом.
Предпочтительно данный способ, упомянутые устройства приемопередатчика радиосигнала, данная компьютерная программа и упомянутый компьютерный программный продукт позволяют избежать использование последовательной развертки луча на устройстве приемопередатчика радиосигнала, принимающего радиосигнал. Это сокращает время поиска наилучшей аналоговой пары луча и объем служебной информации, ассоциированной с передачей опорных сигналов для поиска луча.
Следует отметить, что любой признак первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого аспектов может быть применен к любому другому аспекту, где это уместно. Кроме того, любое преимущество первого аспекта может в равной степени относится ко второму, третьему, четвертому, пятому и/или шестому аспекту, соответственно, и vice versa. Другие задачи, признаки и преимущества прилагаемых вариантов осуществления будут очевидны из следующего подробного описания, из прилагаемых зависимых пунктов формулы изобретения, а также из чертежей.
Как правило, все термины, используемые в формуле изобретения, должны быть интерпретированы в соответствии с их обычным значением в области техники, если явно не определено иначе. Все ссылки на «а/an/the элемент, устройство, компонент, средство, модуль, этап и т.д.» должны интерпретироваться открыто как относящееся к, по меньшей мере, одному экземпляру элемента, устройства, компонента, средства, модуля, этапа и т.д., если явно не указано иное. Этапы любого способа, раскрытые в данном документе, не должны быть выполнены в точном указанном порядке, если явно не указано иное.
Краткое описание чертежей
Далее приведено описание концепции изобретения в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой схему, иллюстрирующую сеть связи в соответствии с вариантами осуществления;
Фиг.2 схематически иллюстрирует антенные решетки, как содержащиеся в TRP или интерфейсе связи устройства приемопередатчика радиосигнала, согласно варианту осуществления;
Фиг.3 схематически иллюстрирует антенную решетку согласно одному варианту осуществления изобретения;
Фиг. 4, 8 и 9 представляют собой блок-схемы алгоритма способов согласно вариантам осуществления;
Фиг.5 схематично показывает антенную решетку, работающей в двух временных слотах в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг.6 схематически иллюстрирует генерирование половины OFDM символов согласно варианту осуществления;
Фиг.7 схематически иллюстрирует антенную решетку, работающую в четырех временных слотах в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг.10 представляет собой схему, показывающую функциональные блоки устройства приемопередатчика радиосигнала, согласно варианту осуществления;
Фиг.11 представляет собой схему, показывающую функциональные модули устройства приемопередатчика радиосигнала, согласно варианту осуществления; и
Фиг.12 показывает один пример компьютерного программного продукта, содержащего машиночитаемый носитель данных в соответствии с вариантом осуществления.
Осуществление изобретения
Далее будет приведено подробное описание концепции изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны некоторые варианты осуществления концепции изобретения. Эта концепция изобретения может, однако, быть реализована во многих различных формах и не должна толковаться как ограниченные варианты осуществления, изложенные в данном документе; скорее эти варианты осуществления приведены в качестве примера, чтобы изложение настоящего изобретения было полным и завершенным и полностью раскрывало объем концепции изобретения специалистам в данной области техники. Одинаковые ссылочные позиции относятся к подобным элементам по всему описанию. Любой этап или признак, проиллюстрированный пунктирными линиями, следует рассматривать как возможный.
Фиг.1 представляет собой схему, иллюстрирующую сеть 100 связи, где могут быть применены варианты осуществления, представленные в настоящем документе. Сеть 100 связи может быть телекоммуникационной сетью третьего поколения (3G), телекоммуникационной сетью четвертого поколения (4G) или телекоммуникационной сетью пятого поколения (5G) и поддерживать любой 3GPP стандарт связи. Сеть 100 связи содержит, по меньшей мере, одно устройство 200 приемопередатчика радиосигнала, выполненное с возможностью обеспечивать доступ к устройству 300 приемопередатчика радиосигнала в сети 110 радиодоступа. Сеть 110 радиодоступа функционально соединена с базовой сетью 120. Базовая сеть 120, в свою очередь, функционально соединена с сетью 130 услуг, таких, как интернет. Устройство 300 приемопередатчика радиосигнала, таким образом, посредством устройства 200 приемопередатчика сигнала, получает доступ к услугам, а также к обмену данными в сети 130 услуг. Сетевой узел 200 обеспечивает доступ к сети в сети 110 радиодоступа путем передачи сигналов в и приема сигналов из устройства 300 приемопередатчика радиосигналов. Сигналы могут быть переданы из и приняты посредством TRP 205 устройства 200 приемопередатчика радиосигнала. TRP 205 может составлять неотъемлемую часть устройства 200 приемопередатчика радиосигнала или быть физически отделенной от устройства 200 приемопередатчика радиосигнала.
Для простоты описания, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала представляет собой приемное устройство приемопередатчика радиосигнала и устройство 300 приемопередатчика радиосигнала представляет собой передающее устройство приемопередатчика радиосигнала, хотя, как понятно специалисту в данной области, оба устройства 200, 300 приемопередатчика радиосигнала, как правило, выполнены с возможностью как передавать, так и принимать радиосигнал. В частности, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала с помощью TRP 205, выполнено с возможностью принимать радиосигналы, переданные устройством 300 приемопередатчика радиосигнала.
Раскрытые к данном документе варианты осуществления могут быть применены к устройству приемопередатчика радиосигнала, реализованному как в качестве сетевого узла сети радиодоступа, так и устройства беспроводной связи, или даже в качестве устройства приемопередатчика радиосигнала, реализованного в виде транзитного узла или узла прямой линии связи. Таким образом, хотя устройство 200 приемопередатчика радиосигнала, по меньшей мере, некоторые из описанных в настоящем документе вариантов осуществления изобретения, предусмотрено как узел сети радиодоступа, и устройство 300 приемопередатчика радиосигнала предусмотрено как устройство беспроводной связи, функциональность описанного в настоящем документе устройства 200 приемопередатчика радиосигнала может быть в равной степени реализована в устройстве беспроводной связи.
Примерами сетевых узлов радиодоступа являются базовые радиостанции, базовые приемопередающие станции, узлы В, усовершенствованные узлы В, гигабитные узлы В, точки доступа и узлы доступа. Примерами устройств беспроводной связи являются мобильные станции, мобильные телефоны, телефоны, беспроводные телефоны локальной связи, устройства пользователя (UE), смартфоны, портативные компьютеры, планшетные компьютеры, сетевые датчики, сетевые устройства, установленные на транспортных средствах и так называемые устройства интернета вещей.
Радиосигнал, переданный устройством 300 приемопередатчика радиосигнала, принимает устройство 200 приемопередатчика радиосигнала под углом прихода α. Как правило, угол прихода α определяется относительно узла, на котором физически принят радиосигнал через интерфейс радиосвязи. В иллюстративном примере на фиг.1 этот узел, для радиосигналов, принимаемых устройством 200 приемопередатчика радиосигнала, представлен TRP 205. Угол прихода α, как правило, будет зависеть от местоположения фазового центра антенной решетки, используемой для приема сигналов. Фиг.1 схематично иллюстрирует три различных местоположения p0, p1, p2 фазового центра. Тем не менее, для большинства практических антенных решеток изменения местоположения фазового центра будет настолько мало, что угол прихода будет, по существу, таким же (например, разница в угле прихода составляет порядка доли градуса или даже меньше). Таким образом, разница в угле прихода для различных местоположений p0, p1 и p2 фазового центра находится на фиг.1 преувеличена в иллюстративных целях. Что означает изменение электрической фазы как функции угла прихода (просто, так как длина тракта становится различной). Соотношение представляет собой φ = 2∙π/dr ∙ sin (α), где φ является электрической фазой, dr является изменением местоположения фазового центра (например, между p0 и p1 или между р0 и р2), выраженным в длинах волн и α является углом прихода (относительно нормали к антенной решетки TRP). Ниже будет приведено описание операции перемещения фазового центра от р0 к p1 и от р0 к р2.
Фиг. 2 иллюстрирует две антенные решетки 190a, 190b, содержащиеся в TRP 205 или интерфейсе 220 связи устройства 200 приемопередатчика радиосигнала. В иллюстративном примере на фиг. 2 показаны две антенные решетки 190a, 190b, каждая из которых имеет М одно-поляризованных антенных элементов 160а, 160b, функционально соединенных с его собственной аналоговой распределительной сетью 180а, 180b (сконфигурирована для аналогового формирования луча) с одним фазовращателем 186а, 186b и/или элементом 182а, 182b управления усиления, например, усилитель мощности (PA) или малошумящий усилитель (LNA) и, возможно, переключатель 184а, 184b на антенный элемент. Альтернативные конфигурации PAs/LNAs будут раскрыты со ссылкой на фиг.3. В свою очередь, каждая аналоговая распределительная сеть 180a, 180b функционально соединена с его собственной одной схемой 170а, 170b основной полосы. Одно-поляризованные антенные элементы 160a, 160b имеют взаимно ортогональные поляризации. Описанные в данном документе варианты осуществления изобретения не ограничены с точки зрения числа антенных решеток 190a, 190b. В общих чертах, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала или TRP 205 устройства 200 приемопередатчика радиосигнала содержит, по меньшей мере, одну антенную решетку 190a, 190b.
Фиг.3 схематически иллюстрирует два примера реализации Pas и LNAs, представляющие элемент 182а, 182b управления усилением в антенной решетке 190a, 190b. Фиг.3 (а) иллюстрирует общую конфигурацию (т.е. с одним общим PA/LNA 182а, 182b для всех антенных элементов). Фиг.3 (b) иллюстрирует распределенную конфигурацию РА/LNA (т.е. с отдельными PAs/LNAs 182а, 182b на антенный элемент).
Устройства 200, 300 приемопередатчика радиосигнала, как предполагается, выполнены с возможностью использовать формирование луча установлении связи друг с другом. Следовательно, управление лучом может быть необходимо для определения устройством 200, 300 приемопередатчика радиосигнала, какие лучи использовать устройствами 200, 300 приемопередатчика радиосигнала для установления связи друг с другом. Как описано выше, при наличии множества кандидатов луча как на устройстве 200 приемопередатчика радиосигнала, так и на устройстве 300 приемопередатчика радиосигнала, использование процедуры развертки луча может быть дорогостоящей операцией с точки зрения затрат времени и служебной сигнализации.
Описанные в настоящем документе варианты осуществления, следовательно, относятся к механизмам оценки угла прихода α радиосигнала в сети 100 радиосвязи. Для получения таких механизмов предусмотрено устройство 200 приемопередатчика радиосигнала, способ, выполняемый устройством 200 приемопередатчика радиосвязи, компьютерный программный продукт, содержащий код, например, в виде компьютерной программы, которая при запуске на устройстве 200 приемопередатчика радиосигнала, побуждает устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнять способ.
Фиг.4 и фиг.8 представляют собой блок-схемы алгоритма, иллюстрирующие варианты осуществления способов оценки угла прихода α радиосигнала в сети 100 радиосвязи. Способы выполняют устройством 200 приемопередатчика радиосигнала. Эти способы предпочтительно предусмотрены в виде компьютерных программ 1220.
Обратимся теперь к фиг. 4, иллюстрирующий способ оценки угла прихода α радиосигнала в сети 100 радиосвязи, как выполняется устройством 200 приемопередатчика радиосигнала в соответствии с вариантом осуществления.
Устройство 200 приемопередатчика радиосигнала содержит антенную решетку 190a, 190b (как на фиг. 2), которая, посредством аналогового формирования луча, выполнена с возможностью сдвигать, по меньшей мере, между двумя местоположениями p1, p2 фазового центра. По меньшей мере, одно из двух местоположений р1, р2 фазового центра смещено от начального местоположения р0 центра антенной решетки, 190b, 190а.
Предполагают, что устройство 200 приемопередатчика радиосигнала сигнализирует в устройство 300 приемопередатчика радиосигнала какой-то радиосигнал, такой, как опорные сигналы, например, зондирующий опорный сигнал (SRS) восходящей линии связи или опорные сигналы информации состояния канала (CSI-RS), в зависимости от того, реализует ли устройство 200 приемопередатчика радиосигнала функциональные возможности сетевого узла или устройства беспроводной связи, так что устройство 200 приемопередатчика может определять угол прихода (АОА), обозначаемый α, радиосигнала. Далее предполагают, что устройство 300 приемопередатчика радиосигнала передает радиосигналы, которые могут содержать такие опорные сигналы. Следовательно, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнено с возможностью выполнять этап S102:
S102: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала получает результаты измерений радиосигнала, как принимается антенной решеткой 190a, 190b с помощью двух взаимно различных местоположений p1, p2 фазового центра. Эти два взаимно различные местоположения р1, р2 фазового центра таким образом, являются двумя из вышеуказанных, по меньшей мере, двух местоположений фазового центра, в котором антенная решетка 190a, 190b выполнена с возможностью сдвигать между ними.
Результаты измерения радиосигнала затем используют для оценки угла прихода α радиосигнала. Следовательно, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнено с возможностью выполнять этап S104:
S104: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала оценивает угол прихода α радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений p1, p2 фазового центра.
В некоторых аспектах угол прихода α представлен фазой φ электрического тока (например, в соответствии с вышеприведенным соотношением). Следовательно, что устройство 200 приемопередатчика радиосигнала оценивание угол прихода α радиосигнала с использованием результатов измерений, полученными с использованием двух взаимно различных местоположений p1, р2 фазового центра, можно интерпретировать как устройство 200 приемопередатчика радиосигнала оценивает радиосигнал, используя результат измерения сдвига фазы электрического тока, вызванный радиосигналом, принимаемым антенной решеткой 190a, 190b с помощью двух взаимно различных местоположений p1, p2 фазового центра.
Электрический фазовый сдвиг аналогичен электрической фазе, как определенно выше, но представляет собой изменение местоположения p1 и p2 фазового центра (т.е. не между p0 и p1 или между р0 и р2). Таким образом, сдвиг фазы электрического тока имеет соотношение φs = 2 ∙ π/dr, p1-p2 ∙ sin (α), где φs является сдвигом фазы электрического тока, где dr, p1-p2 представляет собой расстояние между p1 и p2, и где α является углом прихода. Возможно, что p1 и p2 друг отделены от р0 на dr, p1-p2 в противоположном направлении таким образом, что dr, p1-p2 = 2dr.
Далее будут описаны варианты осуществления, относящиеся к дополнительной информации о оценке угла прихода α радиосигнала в сети 100 радиосвязи, выполненные устройством 200 приемопередатчика радиосигнала.
В некоторых аспектах радиосигнал из которых получены результаты измерения содержат опорные сигналы, такие как SRS восходящей линии связи или CSI-RS нисходящей линии связи, и измерения производятся на опорных сигналах.
Как было отмечено выше, в некоторых аспектах угол прихода α оценивают с использованием разности фаз между измерениями для разных фазовых центров р1, р2. Эта разность фаз равна сдвигу φs фазы электрического тока. В частности, в соответствии с вариантом осуществления, угол прихода α радиосигнала оценивают с использованием разности фаз между измерениями, полученными с использованием одного из двух взаимно различных местоположений (скажем, p1) фазового центра и измерениями, полученными с использованием другого одного из двух взаимно различных местоположений (скажем, р2) фазового центра. Для решения данной задачи могут быть использована стандартная технология оценки угла прихода, такая как классификация групповых сигналов (MUSIC, алгоритм, используемый для оценки частоты и местоположения излучателя), оценка параметров сигнала с помощью вращательных технологий инвариантности (ESPRIT), обычного формирования луча, пространственных спектров и т.д.
В некоторых аспектах различные фазовые центры получают чередованием с использованием частично перекрывающиеся наборов антенных элементов при приеме радиосигналов. Более подробно, как описано выше, антенная решетка 190а, 190b содержит антенные элементы 160a, 160b. Первый набор антенных элементов может быть использован при приеме радиосигнала антенной решеткой 190a, 190b с использованием одного (скажем, p1) из двух взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра. Второй набор из антенных элементов может быть использован, когда радиосигнал принимается антенной решеткой 190A, 190, используя другой (скажем, p2) из двух взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра. Второй набор частично, но не полностью, перекрывается с первым набором. Так, например, первый набор и второй набор могут иметь все, но два или даже один из антенных элементов являются общими, но не все антенные элементы являются общими.
Могут использовать различные способы сдвига между, по меньшей мере, двумя местоположениями р1, р2 фазового центра. В некоторых аспектах отдельные антенные элементы фактически выключены во время приема радиосигналов с использованием антенной решетки 190а, 190b. В частности, в соответствии с одним из вариантов осуществления антенная решетка 190a, 190b содержит антенные элементы 160a, 160b, и антенная решетка 190a, 190b выполнена с возможностью переключения между, по меньшей мере, двумя местоположениями р1, р2 фазового центра путем избирательного включения и выключением, по меньшей мере, одного из антенных элементов 160а, 160b. Отключив различные антенные элементы в разное время, луч приема будет иметь различные фазовые центры в разное время.
Могут быть использованы различные способы для фактического отключения отдельных антенных элементов во время приема радиосигналов. В некоторых аспектах конкретные антенные элементы выключают либо выключением LNA 182а, 182b для конкретных антенных элементов (применимо только для распределенных LNA конфигураций, например, на фиг.3 (b)), с использованием аттенюаторов или с помощью переключателей (применимо как для общих LNA конфигураций, например, на фиг.3 (а), так и для распределенных LNA конфигураций, таких как на фиг. 3 (b)). Следовательно, в соответствии с вариантом осуществления, по меньшей мере один из антенных элементов 160а, 160b выполнен с возможностью выборочно включать и выключать посредством избирательного включения и выключения LNA 182a, 182b, аттенюатора или переключателя 184a, 184b, по меньшей мере, одного из антенных элементов 160а, 160b.
В других аспектах антенные элементы не полностью выключены, но вместо этого используют LNA 182а, 182b для снижения мощности приема конкретных антенных элементов (применимо только для распределенных LNA конфигураций, например, на фиг. 3 (b)). Следовательно, в соответствии с одним из вариантов осуществления антенная решетка 190a, 190b содержит антенные элементы 160a, 160b, и антенная решетка 190а, 190b выполнена с возможностью переключения между, по меньшей мере, двумя местоположениями р1, р2 фазового центра путем селективного повышения и снижения коэффициента усиления LNA 182a, 182b, по меньшей мере, одного из антенных элементов 160а, 160b. Это обеспечивает гибкое размещение фазового центра антенной решетки 190a, 190b, что означает, что возможно иметь разницу между местоположениями фазового центра 0,5 длин волн между лучами приема антенной решетки 190а, 190b, даже если разделение антенного элемента в антенной решетке 190а, 190b больше, чем 0,5 длин волн.
Для активных антенных элементов антенной решетки 190a, 190b может быть использована технология двойной поляризации формирования луча, чтобы свести к минимуму потери в мощности принимаемого сигнала из-за выключения или уменьшения усиления некоторых из антенных элементов 160а, 160b. В частности, в соответствии с одним из вариантов осуществления антенная решетка 190a, 190b содержит антенные элементы 160a, 160b, и принимают радиосигнал для каждого из двух взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра, по меньшей мере, по одному лучу приема, сформированного по аналоговой технологии формирования луча в антенной решетке 190а, 190b, только с помощью фазовых сдвигов (как это реализовано с помощью фазовращателей 186A, 186B) тех из антенных элементов 160а, 160b, которые используют для формирования, по меньшей мере, одного луча приема.
Способ формирования широких лучей, а также узконаправленных лучей с фазовыми сдвигами, применяют только на антенной решетке 190а, 190b посредством технологии расширения решетки, описанного в WO2016141961 A1. WO2016141961 А1 относится к технологии формирования луча с использованием антенной решетки, содержащей антенные элементы с двойной поляризацией. Генерируют один или два порта луча, в котором один или два порта луча определяют путем объединения, по меньшей мере, двух неперекрывающихся подрешеток антенных элементов. Каждая подрешетка имеет два порта подрешетки, причем два порта подрешеток имеют идентичные характеристики мощности и взаимно ортогональную поляризацию. По меньшей мере, две неперекрывающиеся подрешетки объединяют с помощью весов расширения. Веса расширений отображают один или два порта луча на порты подрешетки так, что один или два порта луча имеет ту же диаграмму направленности по мощности, что подрешетки. По меньшей мере, некоторые из весов расширения имеют одинаковую ненулевую величину и относятся к фазе для формирования лепестка передачи.
Кроме того, путем применения принципов, раскрытых в документе WO2011/050866A1, например, генерирования так же широко направленной антенной решетки, так и ширины элемента луча, независимо от количества антенных элементов в антенной решетке, что приводит к формированию луча с двойной поляризацией. Таким образом, может быть использована технология формирования луча с двойной поляризацией для селективного расширения или сужения лучей по мере необходимости. Таким образом, для формирования лучей могут быть использованы принципы, описанные в документе WO2011/050866A1, которые могут быть применены к сети аналогового формирования луча.
Другие примеры принципов, которые могут быть использованы для формирования широких лучей, а также узконаправленных лучей, по мере необходимости, основаны на оптимизации многосложных весов антенной решетки 190a, 190b или отключения некоторых антенных элементов антенной решетки 190a, 190b. В частности, в соответствии с одним из вариантов осуществления антенная решетка 190a, 190b содержит антенные элементы 160a, 160b, и принимают радиосигнал для каждого из двух взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра, по меньшей мере, по одному лучу приема, сформированного с помощью аналоговой технологии формирования луча в антенной решетке 190a, 190b, используя комбинацию фазовых сдвигов (как это реализовано с помощью фазовращателей 186а, 186b) и плавным изменением амплитуды (как это реализовано с помощью LNA 182а, 182b) тех антенных элементов 160а, 160b, которые используют для формирования, по меньшей мере, одного луча приема.
В некоторых аспектах антенные решетки 190a 190b в совокупности содержат антенные элементы двух поляризаций. Антенные элементы 160а, 160b двух поляризаций могут быть выключены в то же самое время. Таким образом, в соответствии с одним из вариантов осуществления антенные элементы 160а, 160b имеют две взаимно ортогональные поляризации, и обе ортогональные поляризации одновременно включают и выключают как, по меньшей мере, один из антенных элементов 160а, 160b избирательно включается и выключается.
Дополнительно, по меньшей мере, угол прихода некоторых каналов распространения радиоволн, как правило, является тем же, независимо от поляризации и, таким образом, две оценки угла прихода, по одному для каждой поляризации, могут быть объединены в единую оценку. То есть, в соответствии с вариантом осуществления одно промежуточное значение угла прихода α оценивают для каждого из двух взаимно ортогональных поляризаций. Угол приход α затем оценивают с использованием комбинации промежуточных значений.
Дополнительно, в соответствии с одним из вариантов осуществления антенная решетка 190a, 190b выполнена с возможностью одновременного приема радиосигналов в двух взаимно ортогональных поляризациях. Одной из причин этого является то, что поляризация падающей волны радиосигнала, как правило, неизвестна. Для достижения надежных результатов измерений прием радиосигнала может быть выполнен таким образом для обоих поляризаций одновременно. Однако, принят ли радиосигнал в конкретном элементе или нет, зависит, помимо прочего, от поляризации радиосигнала.
В соответствии с вариантом осуществления радиосигнал принимают антенной решеткой 190a, 190b с использованием первого (скажем, p1) из двух взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра в первом временном слоте, и второго (скажем, р2) из два взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра во втором временном слоте. Фиг.5 схематически иллюстрирует одномерную антенную решетку 190а, где переключатели используются для выборочного отключения некоторых из антенных элементов, 160а, 160b. Антенная решетка 190а иллюстрируется, как работающая в двух временных слотах. В первом временном слоте («Временный слот №1»), верхний антенный элемент выключен, и генерируют луч приема с применением двойной поляризации формирования луча оставшимися активными антенными элементами. При повороте верхнего элемента фазовый центр антенной решетки 190a будет перемещен вниз от местоположения р0 по умолчанию на 0,25 длины волны к местоположению р1 фазового центра (учитывая, что все антенные элементы используют с той же амплитудой, т.е. без всякой сужающейся антенной решетки и предполагая, что антенные элементы 160а, 160b отделены друг от 0,5 длины волны). Во втором временном слоте (Временной слот № 2), нижний антенный элемент выключен. Это будет перемещать фазовый центр антенной решетки 190а вверх на 0,25 длины волны относительно р0 к местоположению р2 фазового центра. При проведении измерений на принятых радиосигналах в течение двух временных слотов, оценки угла прихода могут быть получены без однозначности из-за полного разделения фазового центра 0,5 длины волны между двумя лучами приема в соответствующих временных слотах.
С предполагаемой архитектурой аналогового формирования луча антенной решетки 190a, 190b, последовательные измерения являются предпочтительными для радиосигнала для получения измерений для обоих ортогональных поляризаций (как описано выше). Один простой способ достижения этой цели заключается в том, что устройство 300 приемопередатчика радиосигнала передает радиосигнал в двух последовательных символах мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и, следовательно, устройство 200 приемопередатчика измеряет радиосигнал в этих двух последовательных OFDM символов. Кроме того, можно выполнить два измерения в одном OFDM символе с помощью первого измерения радиосигнала с использованием первого местоположения р1 фазового центра в первой половине OFDM символа, и затем измерения радиосигнала во второй половине того же OFDM символа с использованием второго местоположения р2 фазового центра. Таким образом, согласно варианту осуществления, каждое измерение радиосигнала соответствует либо одному целому, либо части OFDM символа так, что принимают один целый или часть OFDM символа, на котором основано соответствующее одно из измерений, с помощью каждого из одного из двух взаимно различных местоположений р1, р2 фазового центра. Часть (OFDM символа) может соответствовать коэффициенту повторения так называемого мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов с перемежением (IOFDM).
Одним из способов для устройства 300 приемопередатчика радиосигнала является передача опорного сигнала луча (определение радиосигнала), который занимает только каждую k поднесущей, где k представляет собой коэффициент повторения. В качестве примера, передача на каждой второй поднесущей означает нулевую вставку между каждой другой выборкой в частотной области. По свойству дискретного преобразования Фурье (DFT), означает двукратное периодическое повторение сигнала во временной области, как показано на фиг.6. На фиг.6 схематически иллюстрируют, как генерировать половину OFDM символов путем передачи на каждый второй поднесущей. Следовательно, передачи на каждой второй поднесущей означает, что результирующий OFDM символ будет состоять из двух идентичных половин и измерения в первом луче приема затем могут быть выполнены в первой половине и во второй луче приема во второй половине (или наоборот).
Передачи опорных сигналов на каждой второй поднесущей является обычной практикой в стандарте «Долгосрочное развитие» (LTE) на основании сетей, где передают SRS восходящей линии связи, используя так называемый шаблон гребня, где каждая вторая или каждая четвертая поднесущая занята опорный символом. Таким образом, выполнение оценки предлагаемого угла прихода в одном OFDM символе может быть использовано с SRS-подобными структурами опорного сигнала. Преимущества выполнения измерений на обоих местоположениях р1, р2 фазового центра в одном OFDM символе заключаются в снижении объема служебной сигнализации опорного сигнала и уменьшении изменений канала между двумя последовательными измерениями.
В одном варианте осуществления с двумя двумерными антенными решетками 190a, 190b, антенные элементы 160а, 160b в одном из двух измерений могут быть использованы для выполнения оценки угла прихода в том измерении (например, по азимуту) и антенные элементы 160а, 160b в другой из двух измерений могут быть использованы для выполнения оценки угла прихода в том измерении (например, по высоте) одновременно, для ускорения оценки угла прихода. То есть, в одном из вариантов осуществления, где антенная решетка 190a, 190b является двумерной антенной решеткой и угол прихода α может одновременно оцениваться в обоих измерениях (например, как в области азимута и области высоты). То есть, угол прихода α может иметь два компонента; по одному в каждом из двух измерений. В данном документе описаны варианты осуществления, которые применимы к двумерным антенным решеткам, которые затем могут быть использованы для оценки направления прихода в обоих областях по азимуту и высоте. Это может потребовать четыре измерения радиосигнала для формирования дискриминатора как по азимуту, так и по высоте. Это может быть выполнено в одном OFDM символе посредством передачи опорного сигнала на каждой четвертой поднесущей. Фиг.7 иллюстрирует один пример, в котором оценку угла прихода α выполняют как в области азимута, так и по высоте для двумерной антенной решетки 190a. Антенная решетка 190a показана, как работающая в четырех временных слотах. В первых двух временных слотах (Временной слот №1 и Временной слот №2) выполняют оценку угла прихода α в области высоты и в двух последних временных слотах (временной слот №3 и Временной слот №4) выполняют оценку угла прихода α в области азимута. Направление прихода как по азимуту, так и по высоте может даже потребовать только три измерения радиосигнала для формирования дискриминатора по азимуту и по высоте с одного фазового центра, который является общим для двух размеров и одного дополнительного фазового центра каждого измерения. Как показано на фиг.7, данный аспект может быть реализован, в частности, путем одновременного переключения антенных элементов в верхнем ряду и левом столбце (т.е. объединением конфигурации антенной решетки, используемой во временных слотах №1 и №3).
Путем правильного выбора, при котором антенные элементы 160a, 160b отключают, может быть достигнуто разделение фазового центра около 0,5 длины волны рабочей частоты принимаемого радиосигнала (до тех пор, как разделение антенных элементов в антенной решетке 190а, 190b составляет около 0,5 длины волн, что, как правило, имеет место) между лучами приема (для данного измерения), что даст возможность оценок однозначного угла прихода (для этого заданного размера). Более подробно, разделение половины длины волны обеспечивает однозначную оценку, но, если оценка в меньшем интервале, чем [-π / 2, π / 2] достаточно, то разделение может быть больше, чем половина длины волны. Например, в области высоты антенные элементы 160а, 160b могут быть разделены на около 0,7-0,8 длины волн, так как угловой интервал часто находится в области высот меньше, чем в области азимута. Если строка (или верхний ряд, или нижний ряд) антенных элементов выключена, например, на фиг.7, то расположение фазового центра будет перемещено путем разделения антенных элементов в антенной решетке. В большинстве практических случаев это расстояние меньше длины волны. В частности, в соответствии с вариантом осуществления два взаимно различные местоположения p1, р2 фазового центра разделены, по меньшей мере, на половину длины волны рабочей частоты принимаемого радиосигнала. В соответствии с еще одним вариантом осуществления, смежные антенные элементы 160а, 160b антенной решетки 190а, 190b разделены, по меньшей мере, на половину длины волны рабочей частоты принимаемого радиосигнала.
В некоторых аспектах может быть необходимо выполнить калибровку антенной решетки 190а, 190b до некоторой степени точности. Это может потребоваться для облегчения аналоговое формирования луча. Калибровка по различным антенным решеткам 190a, 190b не требуется.
Обратимся теперь к фиг. 8, иллюстрирующий способы оценки угла прихода α радиосигнала в сети 100 радиосвязи, как выполняется устройством 200 приемопередатчика радиосигнала в соответствии с другими вариантами осуществления. Предполагают, что выполняют этапы S102, S104, как описано выше со ссылкой на фиг.4, и, таким образом, повторное описание их опущено.
Как описано выше, в некоторых аспектах радиосигнал является опорным сигналом луча, принятым от другого устройства 300 приемопередатчика радиосигнала. Следовательно, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может быть выполнено с возможностью использовать оценочный угол прихода α для определения, какой аналоговый луч (лучи) использовать в последующей передаче данных в так называемое другое устройство 300 приемопередатчика радиосигнала. В частности, в соответствии с вариантом осуществления, где радиосигнал принят от другого устройства 300 приемопередатчика радиосигнала, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнено с возможностью выполнять этап S106:
S106: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала осуществляют связь с так называемым устройством 300 приемопередатчика радиосигнала в луче, где точки луча выбраны в направлении в соответствии с углом прихода α. Луч может быть лучом приема и/или лучом передачи.
То есть, в предположении, что устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнено с возможностью устанавливать связь во множестве узконаправленных лучей, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может, на основании оцененного угла прихода α, выбирать луч, который является самым близким к оцененному углу прихода α для использования в последующей передаче данных в так называемое другое устройство 300 приемопередатчика радиосигнала.
Далее будет приведено описание одного конкретного варианта осуществления для оценки угла прихода α радиосигнала в сети 100 радиосвязи, как выполняется устройством 200 приемопередатчика радиосигнала на основании, по меньшей мере, некоторых из указанных выше раскрытых вариантов осуществления, со ссылкой на фиг. 9.
S201: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала передает в устройство 300 приемопередатчика радиосигнала опорные сигналы, такие как SRS или CSI-RS.
S202: устройство 300 приемопередатчика радиосигнала передает опорные сигналы. Опорные сигналы должны передаваться в ортогональных временных слотах таким образом, что устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может использовать различные местоположения р1, р2 фазового центра для различных опорных сигналов.
S203: во время приема каждого опорного сигнала, один или множество антенных элементов должны быть выключены, чтобы использовать подходящее местоположение фазового центра для приема луча антенной решетки. Остальные активные элементы антенн используются для формирования луча приема с использованием желаемой формы с двойной поляризацией формирования луча. Один из способов реализации этапа S203 должен выполнить этап S102.
S204: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала оценивает угол прихода принятых опорных сигналов с помощью стандартных технологий оценки угла прихода. Один из способов реализации этапа S204 должен выполнить этап S104.
S205: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала использует оцененный угол приход α в качестве входных данных для управления лучом, чтобы найти подходящий луч передачи и/или приема. Один из способов реализации этапа S205 должен выполнить этап S106.
S206: устройство 200 приемопередатчика радиосигнала осуществляет связь с устройством 300 приемопередатчика радиосигнала при помощи луча передачи и/или прием, где точки луча передачи и/или приема находятся в направлении, выбранном в соответствии с углом α прихода. Один из способов реализации этап S206 должен выполнить этап S106.
Фиг.10 схематически иллюстрирует, в терминах количества функциональных блоков, компоненты устройства 200 приемопередатчика радиосигнала в соответствии с вариантом осуществления. Схема 210 обработки обеспечивается с использованием любой комбинации одного или нескольких из соответствующего центрального блока обработки (CPU), мультипроцессора, микроконтроллера процессора цифровых сигналов (DSP) и т.д., выполненные с возможностью выполнять программные инструкции, хранящиеся в компьютерном программном продукте 1210 (как на фиг. 12), например, в виде носителя 230 информации. Схема 210 обработки может быть дополнительно иметь, по меньшей мере, одну специализированную интегральную схему (ASIC) или программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA).
В частности, схема 210 обработки выполнена с возможностью побуждать устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнить набор операций или этапов S102-S106, как описано выше. Например, носитель 230 информации может хранить набор операций, и схема 210 обработки может быть выполнена с возможностью получать набор операций из носителя 230 информации, чтобы побудить устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнить набор операций. Набор операций может быть выполнен в виде набора исполняемых инструкций.
Таким образом, схема 210 обработки, таким образом, выполнена с возможностью выполнять способы, как описано в настоящем документе. Носитель 230 информации может также включать в себя постоянное хранилище, которое, например, может быть какой-либо одной или комбинации магнитной памяти, оптической памяти, твердотельной памяти или даже отдаленно установленной памяти. Устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может дополнительно содержать интерфейс 220 связи, по меньшей мере, выполненный с возможностью устанавливать связь с другими структурами, узлами, функциями и устройствами в сети 100 связи, например, по меньшей мере, с одним другим устройством 300 приемопередатчика радиосигнала. Такой интерфейс 220 связи может содержать один или несколько передатчиков и приемников, содержащих аналоговые и цифровые компоненты. В частности, устройство 200 радиопередатчика содержит, по меньшей мере, одну аналоговую антенную решетку 190a, 190b, которая может быть частью интерфейса 220 связи. Схема 210 обработки управляет общей работой устройства 200 приемопередатчика радиосигнала, например, путем отправки данных и управляющих сигналов в интерфейс 220 связи и носитель 230 информации, посредством приема данных и отчетов из интерфейса 220 связи, а также путем извлечения данных и инструкций с носителя 230 информации. Для простоты изложения концепции, представленной в настоящем документе, другие компоненты, а также соответствующая функциональность устройства 200 приемопередатчика радиосигнала опущены.
Фиг.11 схематически иллюстрирует, в терминах количества функциональных модулей, компоненты устройства 200 приемопередатчика радиосигнала в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 200 приемопередатчика радиосигнала, показанного на фиг.11, содержит, по меньшей мере, одну аналоговую антенную решетку 190a, 190b в дополнении к ряду функциональных модулей; модуль 210a получения, выполненный с возможностью выполнять этап S102, и модуль 210b оценки, выполненный с возможностью выполнять этап S104. Устройство 200 приемопередатчика радиосигнала на фиг. 11 может дополнительно содержать ряд дополнительных функциональных модулей, таких как модуль 210c связи, выполненный с возможностью выполнять этап S106. В общих чертах, каждый функциональный модуль 210a-210c может в одном варианте осуществления быть реализованным только в аппаратных средствах и в другом варианте осуществления с помощью программного обеспечения, то есть, последний вариант осуществления имеет инструкции компьютерной программы, хранящейся на носителе 230 информации, который при запуске на схеме 210 обработки побуждает устройство 200 приемопередатчика радиосигнала выполнять соответствующие действия, описанные выше со ссылкой на фиг 11. Следует также отметить, что, даже если модули соответствуют части компьютерной программы, они не должны представлять отдельные модули, но способ, в котором они реализованы в программном обеспечении, зависит от используемого языка программирования. Предпочтительно, один или несколько, или все функциональные модули 210a-210c может быть реализованы посредством схемы 210 обработки, возможно, совместно с интерфейсом 220 связи и/или носителем 230 информации. Схема 210 обработки, таким образом, может быть выполнена с возможностью извлекать с носителя 230 информации инструкции, как это предусмотрено в функциональных модулях 210а-210с, и выполнить эти инструкции, тем самым, выполняя любые описанные в настоящем документе этапы.
Устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может быть предусмотрено в качестве автономного устройства или в качестве части, по меньшей мере, одного дополнительного устройства. Как описано выше, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может представлять собой узел сети радиодоступа. Например, устройство 200 приемопередатчика радиосигнала может быть предусмотрено в узле сети 110 радиодоступа или в узле базовой сети 120. Альтернативно, функциональные возможности устройства 200 приемопередатчика радиосигнала могут быть распределены между, по меньшей мере, двумя устройствами или узлами. Эти, по меньшей мере, два узла или устройства, могут быть либо частью одной и той же сети (например, как сеть 110 радиодоступа или базовой сети 120), или могут быть распределены между, по меньшей мере, двумя такими частями сети.
Таким образом, первая часть инструкций, выполняемая устройством 200 приемопередатчика радиосигнала, может быть выполнена в первом устройстве, и вторая часть инструкций, выполняемых устройством 200 приемопередатчика, может быть выполнена во втором устройстве; в данном документе раскрыты варианты осуществления изобретения, которые не ограничиваются каким-либо конкретным количеством устройств, на которых могут быть выполнены инструкции, выполняемые устройством 200 приемопередатчика. Следовательно, способы в соответствии с описанными в настоящем документе вариантами осуществления, должны быть выполнены устройством 200 приемопередатчика радиосигнала, в облачной вычислительной среде. Поэтому, несмотря на то, что на фиг.10 показана только одна схема 210 обработки, схема 210 обработки может быть распределена среди множества устройств или узлов. То же самое относится к функциональным модулям 210a-210c на фиг. 11 и компьютерной программе 1220 на фиг. 12 (смотри ниже).
Фиг.12 показывает один пример компьютерного программного продукта 1210, содержащего машиночитаемый носитель 1230 информации. На этом машиночитаемом носителе 1230 информации могут хранить компьютерную программу 1220, так что компьютерная программа 1220 может побудить схему 210 обработки и функционально соединенные с ней объекты и устройства, такие как интерфейс 220 связи и носитель 230 информации, выполнить способы в соответствии с вариантами осуществления, описанные в данном документе. Компьютерная программа 1220 и/или компьютерный программный продукт 1210 может, таким образом, обеспечивают средство для выполнения любых описанных в настоящем документе этапов.
В примере на фиг.12, компьютерный программный продукт 1210 проиллюстрирован как оптический диск, такой как CD (компакт-диск) или DVD (цифровой универсальный диск) или диск Blu-Ray. Компьютерный программный продукт 1210 также может быть выполнен в виде памяти, такой как оперативное запоминающее устройство (RAM), только для чтения памяти (ROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM) или электрически стираемой программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), и более конкретно, в качестве энергонезависимого носителя данных устройства во внешней памяти, такой как USB (универсальная последовательная шина) памяти или флэш-памяти, такой как компакт-флэш-памяти. Таким образом, в то время, как компьютерная программа 1220 в настоящем документе схематически показана в виде дорожки на оптическом диске, компьютерная программа 1220 может храниться любом образом, который является подходящим для компьютерного программного продукта 1210.
Выше в основном была описана концепция изобретения со ссылкой на несколько вариантов осуществления. Однако, как легко понятно специалисту в данной области техники, другие варианты осуществления, чем описанные выше, в равной степени возможны в пределах объема концепции изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.
1. Способ оценки угла прихода 
радиосигнала в сети (100) радиосвязи, причем
способ выполняют устройством (200) приемопередатчика радиосигнала, содержащим антенную решетку (190а, 190b), которая посредством аналогового формирования диаграммы направленности выполнена с возможностью переключения по меньшей мере между двумя местоположениями (р1, р2) фазового центра, при этом способ содержит этапы, на которых:
получают (S102) результаты измерений радиосигнала, принятого антенной решеткой (190a, 190b) с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра; и
оценивают (S104) угол прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, при этом радиосигнал принимают антенной решеткой (190а, 190b) с использованием первого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра в первом временном слоте и второго из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра во втором временном слоте.
2. Способ по п. 1, в котором угол прихода радиосигнала оценивают с использованием разности фаз между измерениями, полученными с использованием одного из двух взаимно различных местоположений (р1) фазового центра, и измерениями, полученными с использованием другого из двух взаимно различных местоположений (р2) фазового центра.
3. Способ по п. 1, в котором два взаимно различных местоположения (р1, р2) фазового центра разделены по меньшей мере половиной длины волны рабочей частоты принимаемого радиосигнала.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором антенная решетка (190a, 190b) содержит антенные элементы (160а, 160b), при этом смежные антенные элементы (160а, 160b) разделены по меньшей мере половиной длины волны рабочей частоты принимаемого радиосигнала.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором антенная решетка (190a, 190b) содержит антенные элементы (160а, 160b), причем первый набор антенных элементов используется, когда радиосигнал принимается антенной решеткой (190a, 190b) с использованием одного из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, а второй набор антенных элементов используется при приеме радиосигнала антенной решеткой (190а, 190b) с использованием другого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, причем второй набор частично, но не полностью перекрывается с первым набором.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором антенная решетка (190a, 190b) содержит антенные элементы (160а, 160b), причем антенная решетка (190a, 190b) выполнена с возможностью переключаться между указанными по меньшей мере двумя местоположениями (p1, p2) фазового центра путем избирательного включения и выключения по меньшей мере одного из антенных элементов (160а, 160b).
7. Способ по п. 6, в котором по меньшей мере один из антенных элементов (160а, 160b) выполнен с возможностью выборочно включаться и выключаться путем избирательного включения и выключения малошумного усилителя (182a, 182b), аттенюатора или переключателя (184а, 184b) упомянутого по меньшей мере одного из антенных элементов (160а, 160b).
8. Способ по п. 6, в котором антенные элементы (160а, 160b) имеют две взаимно ортогональные поляризации, при этом обе ортогональные поляризации одновременно включаются и выключаются при выборочном включении и выключении упомянутого по меньшей мере одного из антенных элементов (160а, 160b).
9. Способ по любому из пп. 1-5, в котором антенная решетка (190a, 190b) содержит антенные элементы (160а, 160b), при этом антенная решетка (190a, 190b) выполнена с возможностью переключаться между упомянутыми по меньшей мере двумя местоположениями (р1, р2) фазового центра путем выборочного повышения и уменьшения коэффициента усиления малошумящего усилителя (182а, 182b) по меньшей мере одного из антенных элементов (160а, 160b).
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором антенная решетка (190a, 190b) выполнена с возможностью одновременно принимать радиосигналы в двух взаимно ортогональных поляризациях.
11. Способ по п. 10, в котором оценивают одно промежуточное значение угла прихода для каждой из двух взаимно ортогональных поляризаций, при этом угол прихода оценивают с использованием комбинации промежуточных значений.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором антенная решетка (190a, 190b) содержит антенные элементы (160а, 160b), при этом радиосигнал для каждого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра принимают по меньшей мере в одном луче приема, сформированном посредством аналогового формирования луча в антенной решетке (190а, 190b) с использованием только фазовых сдвигов тех антенных элементов (160а, 160b), которые используются для формирования упомянутого по меньшей мере одного луча приема.
13. Способ по любому из пп. 1-11, в котором антенная решетка (190a, 190b) содержит антенные элементы (160a, 160b), при этом радиосигнал для каждого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра принимают по меньшей мере в одном луче приема, сформированном посредством аналогового формирования луча в антенной решетке (190а, 190b) с использованием комбинации фазовых сдвигов и плавного изменения амплитуды тех антенных элементов (160а, 160b), которые используются для формирования упомянутого по меньшей мере одного луча приема.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором каждое измерение радиосигнала соответствует либо одному целому, либо части символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) так, что принимают один целый или одну часть символа OFDM, на котором основано соответствующее одно из измерений, с использованием каждого из двух взаимно различных местоположений (p1, p2) фазового центра.
15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором антенная решетка (190a, 190b) является двумерной антенной решеткой, при этом угол прихода одновременно оценивают в обоих измерениях.
16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором радиосигнал принимают из другого устройства (300) приемопередатчика радиосигнала, при этом способ дополнительно содержит этап, на котором:
осуществляют связь (S106) с упомянутым другим устройством (300) приемопередатчика радиосигнала по лучу, причем луч указывает направление, выбранное согласно углу прихода .
17. Устройство (200) приемопередатчика радиосигнала для оценки угла прихода радиосигнала в сети (100) радиосвязи, содержащее антенную решетку (190a, 190b), которая посредством аналогового формирования диаграммы направленности выполнена с возможностью переключаться между по меньшей мере двумя местоположениями (p1, р2) фазового центра, при этом устройство (200) приемопередатчика радиосигнала дополнительно содержит схему (210) обработки, причем схема обработки выполнена с возможностью вызывать выполнение устройством (200) приемопередатчика радиосигнала:
получения результатов измерения радиосигнала, принимаемого антенной решеткой (190а, 190b) с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра; и
оценки угла прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, при этом радиосигнал принимается антенной решеткой (190а, 190b) с использованием первого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра в первом временном слоте и второго из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра во втором временном слоте.
18. Устройство (200) приемопередатчика радиосигнала для оценки угла прихода радиосигнала в сети (100) радиосвязи, содержащее антенную решетку (190a, 190b), которая посредством аналогового формирования диаграммы направленности выполнена с возможностью переключаться по меньшей мере между двумя местоположениями (р1, р2) фазового центра, причем устройство (200) приемопередатчика радиосигнала дополнительно содержит:
схему (210) обработки; и
носитель (230) информации, хранящий инструкции, которые при исполнении схемой (210) обработки вызывают выполнение устройством (200) приемопередатчика радиосигнала:
получения результатов измерений радиосигнала, принимаемого антенной решеткой (190а, 190b) с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра; и
оценки угла прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, при этом радиосигнал принимается антенной решеткой (190а, 190b) с использованием первого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра в первом временном слоте и второго из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра во втором временном слоте.
19. Устройство (200) приемопередатчика радиосигнала для оценки угла прихода радиосигнала в сети (100) радиосвязи, содержащее антенную решетку (190a, 190b), которая посредством аналогового формирования диаграммы направленности выполнена с возможностью переключаться по меньшей мере между двумя местоположениями (р1, р2) фазового центра, при этом устройство (200) приемопередатчика радиосигнала дополнительно содержит:
модуль (210а) получения, выполненный с возможностью получать результаты измерений радиосигнала, принимаемого антенной решеткой (190а, 190b) с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра; и
модуль (210b) оценки, выполненный с возможностью оценивать угол прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, при этом радиосигнал принимается антенной решеткой (190а, 190b) с использованием первого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра в первом временном слоте и второго из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра во втором временном слоте.
20. Устройство (200) приемопередатчика радиосигнала по любому из пп. 17-19, характеризующееся тем, что дополнительно выполнено с возможностью выполнять способ по любому из пп. 2-16.
21. Устройство (200) приемопередатчика радиосигнала по любому из пп. 17-20, представляющее собой узел сети радиодоступа.
22. Машиночитаемый носитель (1230) информации, на котором хранится компьютерная программа, причем компьютерная программа предназначена для оценки угла прихода радиосигнала в сети (100) радиосвязи, причем компьютерная программа содержит компьютерный код, который при исполнении в схеме (210) обработки устройства (200) приемопередатчика радиосигнала, содержащего антенную решетку (190a, 190b), которая посредством аналогового формирования диаграммы направленности выполнена с возможностью переключаться по меньшей мере между двумя местоположениями (р1, р2) фазового центра, вызывает выполнение устройством (200) приемопередатчика радиосигнала:
получения (S102) результатов измерений радиосигнала, принятого антенной решеткой (190а, 190b) с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра; и
оценки (S104) угла прихода радиосигнала с использованием результатов измерений, полученных с использованием двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра, при этом радиосигнал принимается антенной решеткой (190а, 190b) с использованием первого из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра в первом временном слоте и второго из двух взаимно различных местоположений (р1, р2) фазового центра во втором временном слоте.
