本發(fā)明涉及通信設(shè)備和接入節(jié)點(diǎn)。此外，本發(fā)明還涉及對(duì)應(yīng)的方法，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

在無(wú)線通信系統(tǒng)中，由用戶(hù)節(jié)點(diǎn)(und)發(fā)送并由接入節(jié)點(diǎn)(an)接收的上行鏈路(ul)信號(hào)，具有受散射環(huán)境影響，尤其是受諸如建筑物，車(chē)輛，以及用于an的安裝設(shè)備的反射影響的天線陣列。這些傳播效應(yīng)可以包括本領(lǐng)域公知的交叉極化和互耦。對(duì)于多輸入多輸出(mimo)通信目的或?qū)τ诨诘竭_(dá)時(shí)間(toa)的定位，不需要知道這些傳播效應(yīng)或缺陷對(duì)天線陣列的總體影響。und的示例是長(zhǎng)期演進(jìn)(lte)術(shù)語(yǔ)中的用戶(hù)設(shè)備，并且an的示例是基站和接入點(diǎn)。

然而，需要關(guān)于這種缺陷的信息，以便基于到達(dá)角(aoa)實(shí)現(xiàn)und的高精度的定位。這種操作稱(chēng)為天線陣列的校準(zhǔn)或天線校準(zhǔn)。如果不執(zhí)行天線陣列的校準(zhǔn)，則aoa估計(jì)不能用于定位。天線陣列的校準(zhǔn)意味著獲得天線陣列的行為，特別是天線陣列如何對(duì)來(lái)自無(wú)線通信系統(tǒng)的區(qū)域中的不同方向/位置的無(wú)線電信號(hào)做出反應(yīng)。在這方面，天線陣列的校準(zhǔn)是軟件過(guò)程。

以下常規(guī)解決方案可用于校準(zhǔn)天線陣列：

天線陣列的校準(zhǔn)在暗室中進(jìn)行；

傳播信道與天線陣列的校準(zhǔn)一同被估計(jì)，這被稱(chēng)為自動(dòng)校準(zhǔn)；

在部署天線陣列的站點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的測(cè)量活動(dòng)；和

使用用于天線陣列校準(zhǔn)的預(yù)編碼和/或波束成形的ul數(shù)據(jù)傳輸。

然而，上述傳統(tǒng)解決方案具有相當(dāng)多的限制。

在暗室中校準(zhǔn)天線陣列不會(huì)獲得安裝平臺(tái)或其它安裝設(shè)備的影響，所述天線陣列被部署在該安裝平臺(tái)或其它安裝設(shè)備處，例如，燈柱等。

自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)由于大量的缺陷而不實(shí)用，并且通常導(dǎo)致病態(tài)問(wèn)題。

專(zhuān)門(mén)的測(cè)量活動(dòng)昂貴且耗時(shí)。例如，在超密集無(wú)線通信系統(tǒng)中，每平方公里有大約300個(gè)天線陣列(每個(gè)天線陣列安裝在不同的燈柱上)。為了校準(zhǔn)單個(gè)天線陣列，需要在不同位置進(jìn)行許多專(zhuān)門(mén)測(cè)量。每個(gè)天線陣列所需的測(cè)量數(shù)量取決于所期望的角網(wǎng)格密度。對(duì)于1度的角網(wǎng)格，則需要360x180個(gè)測(cè)量。角網(wǎng)格的高密度導(dǎo)致更準(zhǔn)確的位置估計(jì)。

在ul數(shù)據(jù)傳輸中，數(shù)據(jù)符號(hào)通常不被網(wǎng)絡(luò)所知。在天線陣列校準(zhǔn)中，網(wǎng)絡(luò)需要知道ul信號(hào)，以避免增益和相位模糊。此外，在mimo無(wú)線通信中使用的大多數(shù)預(yù)編碼器和波束形成器采用信道的多徑分量來(lái)用于復(fù)用或分集增益。然而，這在天線陣列校準(zhǔn)中是不期望出現(xiàn)的。事實(shí)上，在天線陣列校準(zhǔn)中，多徑分量的功率應(yīng)當(dāng)最小化。理想地，und僅向und和天線陣列之間的los分量分配功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供一種減輕或解決常規(guī)解決方案的缺點(diǎn)和問(wèn)題的解決方案。

本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)目的是提供一種用于改進(jìn)天線陣列的校準(zhǔn)的解決方案。

在本說(shuō)明書(shū)和相應(yīng)權(quán)利要求中的“或”應(yīng)被理解為包括“與”和“或”的數(shù)學(xué)or，并且不被理解為xor(異或)。

上述目的由獨(dú)立權(quán)利要求的主體解決。本發(fā)明的其它有利的實(shí)施形式可以在從屬權(quán)利要求中找到。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，利用用于無(wú)線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述通信設(shè)備包括：

處理器，和

定向天線；

其中所述定向天線被配置為接收指示針對(duì)接入節(jié)點(diǎn)的校準(zhǔn)請(qǐng)求的第一信號(hào)s1；

其中所述處理器被配置為響應(yīng)于所述校準(zhǔn)請(qǐng)求生成定向信標(biāo)信號(hào)sdb；

其中所述定向天線還被配置為向所述接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述定向信標(biāo)信號(hào)sdb。

通信設(shè)備可以是用于無(wú)線通信的用戶(hù)設(shè)備或接入節(jié)點(diǎn)。通信設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有定向天線并且具有在無(wú)線通信系統(tǒng)中向接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送定向信標(biāo)信號(hào)sdb的能力。

被配置為響應(yīng)于從接入節(jié)點(diǎn)接收到校準(zhǔn)請(qǐng)求而朝向接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送定向信標(biāo)信號(hào)sdb的本通信設(shè)備意味著相對(duì)于常規(guī)解決方案的許多優(yōu)點(diǎn)。

本通信設(shè)備使得以快速，魯棒，具有成本效益的方式校準(zhǔn)部署在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的天線陣列并且考慮傳播障礙的影響的解決方案成為了可能。因此不需要或不再要求專(zhuān)門(mén)的測(cè)量活動(dòng)。由于在諸如5g的未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)中預(yù)期的遠(yuǎn)程無(wú)線電單元(rru)的巨大密度，這顯得尤為重要。rru可以被理解為集中式無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點(diǎn)(或基站)。此外，利用根據(jù)第一方面的通信設(shè)備可以提高定位精度。

因此，具有定向天線的每個(gè)通信設(shè)備可以用作校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，而不管通信設(shè)備是靜態(tài)的還是移動(dòng)的。因此，在接入節(jié)點(diǎn)處的校準(zhǔn)操作可以連續(xù)地進(jìn)行，并且同時(shí)無(wú)線通信系統(tǒng)處于正常操作下。這意味著節(jié)省成本并且對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的操作的較少干擾。

在根據(jù)第一方面的通信設(shè)備的第一可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示接入節(jié)點(diǎn)的空間位置。

利用該實(shí)現(xiàn)形式，通信設(shè)備不必計(jì)算接入節(jié)點(diǎn)的空間位置。因此，定向信標(biāo)信號(hào)的更快傳輸是可能實(shí)現(xiàn)的，并且也需要更少的通信設(shè)備的處理資源。

在根據(jù)第一方面的第一可能實(shí)現(xiàn)形式或第一方面本身的通信設(shè)備的第二可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示從通信設(shè)備朝向接入節(jié)點(diǎn)的方向。

利用這種實(shí)現(xiàn)形式，定向信標(biāo)信號(hào)的更快的傳輸是可能實(shí)現(xiàn)的，并且因?yàn)樵诘谝恍盘?hào)s1中給出了方向，因而甚至還需要通信設(shè)備的更少的處理資源。

在根據(jù)第一方面的第一或第二可能實(shí)現(xiàn)形式或第一方面本身的通信設(shè)備的第三可能實(shí)現(xiàn)形式中，

所述定向天線還被配置為從所述接入節(jié)點(diǎn)接收第二信號(hào)s2，所述第二信號(hào)s2指示移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求，以及

所述定向天線還被配置為響應(yīng)于所述移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求向所述接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb。

利用該實(shí)現(xiàn)形式，接入節(jié)點(diǎn)可以計(jì)算通信設(shè)備的定位。通信設(shè)備的定位由接入節(jié)點(diǎn)用于其天線陣列的校準(zhǔn)。利用該實(shí)現(xiàn)形式，還可以估計(jì)通信設(shè)備和接入節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線電信道。

在根據(jù)第一方面的前述可能實(shí)現(xiàn)形式中的任何一個(gè)或者第一方面本身的通信設(shè)備的第四可能實(shí)現(xiàn)形式中，定向信標(biāo)信號(hào)sdb在公共傳輸頻帶中發(fā)送。

公共傳輸頻帶應(yīng)當(dāng)被理解為使得通信設(shè)備的定向天線和接入節(jié)點(diǎn)的天線陣列使用相同的傳輸頻帶用于校準(zhǔn)信令。

利用該實(shí)現(xiàn)形式，可以獲取接入節(jié)點(diǎn)的天線陣列的頻率相關(guān)效應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，利用用于無(wú)線通信系統(tǒng)的接入節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述接入節(jié)點(diǎn)包括：

處理器，和

天線陣列；

其中所述天線陣列被配置為從至少一個(gè)通信設(shè)備接收定向信標(biāo)信號(hào)sdb；

其中所述處理器被配置為基于所述定向信標(biāo)信號(hào)sdb來(lái)校準(zhǔn)所述天線陣列。

被配置為接收定向信標(biāo)信號(hào)sdb并且使用它們用于校準(zhǔn)天線陣列的本接入節(jié)點(diǎn)暗含著相對(duì)于常規(guī)解決方案的許多優(yōu)點(diǎn)。

本接入節(jié)點(diǎn)可以以快速，魯棒，具有成本效益的方式校準(zhǔn)天線陣列，并且考慮傳播障礙的影響。這對(duì)于常規(guī)解決方案是不可能實(shí)現(xiàn)的。

因此在根據(jù)本解決方案的實(shí)施例的包括接入節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信系統(tǒng)中不需要或不要求專(zhuān)門(mén)的測(cè)量活動(dòng)。由于在諸如5g的未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)中預(yù)期的rru的巨大密度，這顯得尤為重要。

具有定向天線的每個(gè)通信設(shè)備可以由接入節(jié)點(diǎn)用作校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。無(wú)論通信設(shè)備是靜態(tài)的還是移動(dòng)的。因此，在接入節(jié)點(diǎn)處的校準(zhǔn)操作可以連續(xù)地進(jìn)行，并且同時(shí)無(wú)線通信系統(tǒng)處于正常操作下。因此，在無(wú)線通信系統(tǒng)中的成本節(jié)約和時(shí)間節(jié)約校準(zhǔn)是可能實(shí)現(xiàn)的。

在根據(jù)第二方面的接入節(jié)點(diǎn)的第一可能實(shí)現(xiàn)形式中，天線陣列還被配置為向通信設(shè)備發(fā)送第一信號(hào)s1，第一信號(hào)s1指示針對(duì)接入節(jié)點(diǎn)的校準(zhǔn)請(qǐng)求。

利用該實(shí)現(xiàn)形式，接入節(jié)點(diǎn)可以控制何時(shí)應(yīng)該進(jìn)行校準(zhǔn)。

在根據(jù)第二方面的第一可能實(shí)現(xiàn)形式或第二方面本身的接入節(jié)點(diǎn)的第二可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示接入節(jié)點(diǎn)的空間位置。

利用該實(shí)現(xiàn)形式，通信設(shè)備不必計(jì)算接入節(jié)點(diǎn)的空間位置。因此，定向信標(biāo)信號(hào)的更快傳輸是可能實(shí)現(xiàn)的，并且也需要更少的通信設(shè)備的處理資源。

在根據(jù)第二方面的第一或第二可能實(shí)現(xiàn)形式或第二方面本身的接入節(jié)點(diǎn)的第三可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示從通信設(shè)備朝向接入節(jié)點(diǎn)的方向。

利用這種實(shí)現(xiàn)形式，定向信標(biāo)信號(hào)的更快的傳輸是可能實(shí)現(xiàn)的，并且因?yàn)樵诘谝恍盘?hào)s1中給出了方向，因而甚至還需要通信設(shè)備的更少的處理資源。

在根據(jù)第二方面的前述可能實(shí)現(xiàn)形式中的任何一個(gè)或者第二方面本身的接入節(jié)點(diǎn)的第四可能實(shí)現(xiàn)形式中，

所述天線陣列還被配置為向所述通信設(shè)備發(fā)送第二信號(hào)s2，所述第二信號(hào)s2指示移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求，以及

所述天線陣列還被配置為從所述通信設(shè)備接收移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb；以及

所述處理器還被配置為基于所述移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb來(lái)估計(jì)所述通信設(shè)備的空間位置，以及

所述處理器還被配置為在校準(zhǔn)所述天線陣列時(shí)使用所述通信設(shè)備的所估計(jì)的空間位置。

利用該實(shí)現(xiàn)形式，接入節(jié)點(diǎn)可以計(jì)算通信設(shè)備的定位。通信設(shè)備的定位由接入節(jié)點(diǎn)用于其天線陣列的校準(zhǔn)。

在根據(jù)第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)形式的接入節(jié)點(diǎn)的第五種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，

所述處理器還被配置為使用到達(dá)時(shí)間方法或觀察的到達(dá)時(shí)間方法來(lái)估計(jì)所述通信設(shè)備的空間位置。

通過(guò)使用所提及的方法，通過(guò)這種實(shí)現(xiàn)形式，非常精確的估計(jì)是可能實(shí)現(xiàn)的，從而進(jìn)一步改進(jìn)天線陣列的校準(zhǔn)。

在根據(jù)第二方面的前述可能實(shí)現(xiàn)形式中的任何一個(gè)或者第二方面本身的接入節(jié)點(diǎn)的第六可能實(shí)現(xiàn)形式中，

所述處理器還被配置為使用校準(zhǔn)算法基于所述天線陣列的有效孔徑分布函數(shù)eadf來(lái)校準(zhǔn)所述天線陣列。

利用該實(shí)施方式，可以更快地進(jìn)行天線陣列的校準(zhǔn)過(guò)程。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，利用用于無(wú)線通信系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述方法包括：

接收指示針對(duì)接入節(jié)點(diǎn)的校準(zhǔn)請(qǐng)求的第一信號(hào)s1，

響應(yīng)于所述校準(zhǔn)請(qǐng)求生成定向信標(biāo)信號(hào)sdb，和

向所述接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述定向信標(biāo)信號(hào)sdb。

在根據(jù)第三方面的方法的第一可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示接入節(jié)點(diǎn)的空間位置。

在根據(jù)第三方面的第一可能實(shí)現(xiàn)形式或第三方面本身的方法的第二可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示從通信設(shè)備朝向接入節(jié)點(diǎn)的方向。

在根據(jù)第三方面的第一或第二可能的實(shí)現(xiàn)形式或第三方面本身的方法的第三可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述方法還包括：

從所述接入節(jié)點(diǎn)接收第二信號(hào)s2，所述第二信號(hào)s2指示移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求，以及

響應(yīng)于所述移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求向所述接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb。

在根據(jù)第三方面的任何前述可能的實(shí)現(xiàn)形式，或第三方面本身的方法的第四可能的實(shí)現(xiàn)形式中，定向信標(biāo)信號(hào)sdb在公共傳輸頻帶傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，利用用于無(wú)線通信系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述方法包括：

從至少一個(gè)通信設(shè)備接收定向信標(biāo)信號(hào)sdb；

基于所述定向信標(biāo)信號(hào)sdb來(lái)校準(zhǔn)所述天線陣列。

在根據(jù)第四方面的方法的第一可能實(shí)現(xiàn)形式中，所述方法還包括：

向所述通信設(shè)備發(fā)送第一信號(hào)s1，所述第一信號(hào)s1指示針對(duì)所述接入節(jié)點(diǎn)的校準(zhǔn)請(qǐng)求。

在根據(jù)第四方面的第一可能實(shí)現(xiàn)形式或第四方面本身的方法的第二可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示接入節(jié)點(diǎn)的空間位置。

在根據(jù)第四方面的第一或第二可能實(shí)現(xiàn)形式或第四方面本身的方法的第三可能實(shí)現(xiàn)形式中，第一信號(hào)s1還指示從通信設(shè)備朝向接入節(jié)點(diǎn)的方向。

在根據(jù)第四方面的前述可能實(shí)施形式中的任一個(gè)或第四方面本身的方法的第四可能實(shí)現(xiàn)形式中，所述方法還包括：

向所述通信設(shè)備發(fā)送第二信號(hào)s2，所述第二信號(hào)s2指示移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求，以及

從所述通信設(shè)備接收移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb；和

基于所述移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb來(lái)估計(jì)所述通信設(shè)備的空間位置，和

在校準(zhǔn)所述天線陣列時(shí)使用所述通信設(shè)備的所估計(jì)的空間位置。

在根據(jù)第四方面的第四可能實(shí)現(xiàn)形式的方法的第五可能實(shí)現(xiàn)形式中，所述方法還包括：

使用到達(dá)時(shí)間方法或觀察的到達(dá)時(shí)間方法來(lái)估計(jì)所述通信設(shè)備的空間位置。

在根據(jù)第四方面的前述可能實(shí)施形式中的任一個(gè)或第四方面本身的方法的第六可能實(shí)現(xiàn)形式中，所述方法還包括：

使用校準(zhǔn)算法基于所述天線陣列的有效孔徑分布函數(shù)eadf來(lái)校準(zhǔn)所述天線陣列。

根據(jù)第三方面或第四方面的方法的優(yōu)點(diǎn)與根據(jù)第一和第二方面的相應(yīng)裝置權(quán)利要求的優(yōu)點(diǎn)相同。

本發(fā)明還涉及具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)由處理器運(yùn)行時(shí)，所述程序使所述處理器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的任何方法。此外，本發(fā)明還涉及包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和所述計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述計(jì)算機(jī)程序包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，并且包括以下組中的一個(gè)或更多個(gè)：rom(只讀存儲(chǔ)器)，prom(可編程rom)，eprom(可擦除prom)，閃存，eeprom(電eprom)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

從下面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。

附圖說(shuō)明

附圖旨在闡明和解釋本發(fā)明的不同實(shí)施例，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信設(shè)備；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接入節(jié)點(diǎn)；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方法；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)中的方法的流程圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)中的信令方面；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)的另一些方面；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)的另一些方面；和

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的校準(zhǔn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信設(shè)備100。通信設(shè)備100包括處理器102和定向天線104。定向天線104被配置為在無(wú)線通信系統(tǒng)500中發(fā)送和接收無(wú)線通信信號(hào)。特別地，定向天線104被配置以向無(wú)線通信系統(tǒng)500的一個(gè)或更多個(gè)接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送無(wú)線通信信號(hào)以及從無(wú)線通信系統(tǒng)500的一個(gè)或更多個(gè)接入節(jié)點(diǎn)接收無(wú)線通信信號(hào)。

在圖1所示的實(shí)施例中，通信設(shè)備100的處理器102通過(guò)可選的收發(fā)器單元106(虛線)而被耦合。定向天線104還被配置為接收包括在由接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送的第一信號(hào)s1中的校準(zhǔn)請(qǐng)求(cr)。cr是來(lái)自接入節(jié)點(diǎn)300(參見(jiàn)例如圖3)的請(qǐng)求，其希望校準(zhǔn)其自己的天線陣列。

cr由收發(fā)器106轉(zhuǎn)發(fā)到通信設(shè)備的處理器102用于進(jìn)一步處理。處理器102的處理包括響應(yīng)于cr的接收而產(chǎn)生定向信標(biāo)信號(hào)sdb。定向信標(biāo)信號(hào)sdb被從處理器102轉(zhuǎn)發(fā)到定向天線104。定向天線104被配置為在無(wú)線通信系統(tǒng)500中向接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送信標(biāo)信號(hào)sdb。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)應(yīng)方法。方法200可以在通信設(shè)備100中執(zhí)行，諸如圖1所示的通信設(shè)備。方法200包括接收202指示用于接入節(jié)點(diǎn)的cr的第一信號(hào)s1的步驟。該方法還包括響應(yīng)于cr生成204定向信標(biāo)信號(hào)sdb的步驟。方法200最后包括向接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送206定向信標(biāo)信號(hào)sdb的步驟。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接入節(jié)點(diǎn)300；接入節(jié)點(diǎn)300包括處理器302和天線陣列304。處理器302和天線陣列304通過(guò)在本示例中的收發(fā)器單元306和通信裝置(用虛線箭頭示出)可通信地彼此耦合。接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列304被配置為從至少一個(gè)通信設(shè)備100接收定向信標(biāo)信號(hào)sdb。然而，天線陣列304還可以從多個(gè)通信設(shè)備接收方向信標(biāo)信號(hào)。定向信標(biāo)信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)到接入節(jié)點(diǎn)300的處理器302。在接收到定向信標(biāo)信號(hào)之后，處理器302被配置為基于定向信標(biāo)信號(hào)來(lái)校準(zhǔn)天線陣列。在這方面，使用了在下文描述中解釋的校準(zhǔn)算法/方法。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)應(yīng)方法400。方法400可以在接入節(jié)點(diǎn)300中執(zhí)行，諸如圖3所示的接入節(jié)點(diǎn)。方法400包括從至少一個(gè)通信設(shè)備100接收402定向信標(biāo)信號(hào)sdb的步驟。方法400還包括基于定向信標(biāo)信號(hào)sdb來(lái)校準(zhǔn)天線陣列304的步驟。

因此，本發(fā)明的實(shí)施例提出使用能夠利用定向信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行定向傳輸?shù)耐ㄐ旁O(shè)備來(lái)輔助校準(zhǔn)無(wú)線通信系統(tǒng)的接入節(jié)點(diǎn)處的天線陣列。這種定向傳輸可以處于與接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列使用的頻帶相同的頻帶中。

通信設(shè)備100可以配備有天線陣列或其他類(lèi)型的定向天線，例如允許在無(wú)線通信系統(tǒng)500中允許定向傳輸?shù)穆┎ㄌ炀€。

接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列304通常是被配置用于定位和/或無(wú)線通信的天線的布置。天線陣列304可以以例如線性或圓形幾何形狀進(jìn)行布置。形成天線陣列304的天線元件(圖中未示出)的數(shù)量可以在接入節(jié)點(diǎn)300之間變化，并且范圍為從單個(gè)元件到數(shù)十個(gè)元件。這些天線陣列304例如用于mimo通信以及用于移動(dòng)(或靜態(tài))通信設(shè)備的高精度定位。

此外，通信設(shè)備300是靜態(tài)的還是移動(dòng)的都沒(méi)有關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信設(shè)備100在本公開(kāi)中也稱(chēng)為校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)(cand)。cand的示例包括車(chē)輛和相鄰接入節(jié)點(diǎn)或者通常具有合適能力的任何用戶(hù)設(shè)備。

由通信設(shè)備100發(fā)送以輔助無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)的天線陣列的校準(zhǔn)的定向信標(biāo)信號(hào)的示例是：

其中表示已知信號(hào)和用于定向傳輸?shù)牟ㄊ纬善鳈?quán)向量。這里，nu表示在通信設(shè)備100處包括天線陣列的元件的數(shù)量，并且角度表示在校準(zhǔn)下相對(duì)于通信設(shè)備100的接入節(jié)點(diǎn)300的位置。這樣的角度可以由無(wú)線通信系統(tǒng)500的無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)提供。波束形成權(quán)向量如下：

其中表示通信設(shè)備100處的天線陣列的響應(yīng)向量。

根據(jù)又一實(shí)施例，第一信號(hào)s1還指示接入節(jié)點(diǎn)300的空間位置?？臻g位置可以例如以笛卡爾坐標(biāo)表示。

根據(jù)實(shí)施例，第一信號(hào)s1還指示從通信設(shè)備100朝向接入節(jié)點(diǎn)300的方向。該方向可以在例如球面坐標(biāo)中表示。

根據(jù)實(shí)施例，接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列304還被配置為向通信設(shè)備100發(fā)送第二信號(hào)s2。第二信號(hào)s2指示移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求(mbr)。通信設(shè)備的定向天線104響應(yīng)于mbr向接入節(jié)點(diǎn)300發(fā)送移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb。接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列304還被配置為從通信設(shè)備100接收移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb。處理器302還被配置為基于移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb來(lái)估計(jì)通信設(shè)備100的空間位置。通信設(shè)備100的估計(jì)的空間位置此后被接入節(jié)點(diǎn)300的處理器302用于校準(zhǔn)天線陣列304。

處理器302可以使用本領(lǐng)域中公知的方法來(lái)估計(jì)通信設(shè)備100的空間位置。兩種這樣的方法是到達(dá)時(shí)間方法或觀察的到達(dá)時(shí)間方法。所提及的方法獲取定向信標(biāo)信號(hào)從通信設(shè)備100傳播到接入節(jié)點(diǎn)300所需的行進(jìn)時(shí)間。

根據(jù)又一實(shí)施例，通信設(shè)備100的定向天線104和接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列304針對(duì)與天線校準(zhǔn)相關(guān)的上述信令使用相同的頻帶。這意味著在公共傳輸頻帶中發(fā)送定向信標(biāo)信號(hào)sdb。

圖5示出了根據(jù)本校準(zhǔn)用解決方案的通信設(shè)備100和接入節(jié)點(diǎn)300之間的交互，而圖6示出了通信設(shè)備100和接入節(jié)點(diǎn)300之間的無(wú)線通信系統(tǒng)500中的信令方面。

在圖5中，接入節(jié)點(diǎn)300將第一信號(hào)s1發(fā)送至通信設(shè)備100以啟動(dòng)校準(zhǔn)。第一信號(hào)s1包括如上所述的cr。通信設(shè)備100接收第一信號(hào)s1，然后向接入節(jié)點(diǎn)300發(fā)送定向信標(biāo)信號(hào)sdb。接入節(jié)點(diǎn)300接收定向信標(biāo)信號(hào)sdb并以合適的校準(zhǔn)方法使用定向信標(biāo)信號(hào)sdb。

圖6中示出了用于無(wú)線通信系統(tǒng)500中的天線陣列的校準(zhǔn)的實(shí)施例的消息序列圖。無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求通信設(shè)備100進(jìn)行定向信標(biāo)信號(hào)傳輸。這通過(guò)無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)送包括cr消息的第一信號(hào)s1來(lái)實(shí)現(xiàn)。注意，在圖6的示例中，由旨在校準(zhǔn)其天線陣列304的接入節(jié)點(diǎn)300發(fā)送cr。然而，無(wú)線通信系統(tǒng)500的其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體可以在無(wú)線通信系統(tǒng)500中發(fā)送和/或控制校準(zhǔn)。其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體可以例如是其他接入節(jié)點(diǎn)、諸如無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器的中央控制節(jié)點(diǎn)、或配置用于在無(wú)線通信系統(tǒng)500的整體或部分中控制校準(zhǔn)的專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)控制節(jié)點(diǎn)。

cr消息由通信設(shè)備100接收，并且響應(yīng)于cr，通信設(shè)備100在朝向接入節(jié)點(diǎn)300的方向上發(fā)送定向信標(biāo)信號(hào)。這種定向信標(biāo)信號(hào)用于在接入節(jié)點(diǎn)300處校準(zhǔn)天線陣列304。

在圖6所示的實(shí)施例中，無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)可以請(qǐng)求通信設(shè)備100廣播移動(dòng)性信標(biāo)信號(hào)smb，以便在校準(zhǔn)過(guò)程之前估計(jì)通信設(shè)備100的位置。在第二信號(hào)s2中從接入節(jié)點(diǎn)300到通信設(shè)備100的發(fā)送的移動(dòng)性信標(biāo)請(qǐng)求(mbr)消息中請(qǐng)求了移動(dòng)性信標(biāo)。在該示例中，第二信號(hào)s2由接入節(jié)點(diǎn)300發(fā)送，但是其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體可以發(fā)送第二信號(hào)s2。移動(dòng)性信標(biāo)可以是由無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)有規(guī)律地使用的寬帶或窄帶傳輸，以便估計(jì)通信設(shè)備100的位置。為了清楚起見(jiàn)，本示例考慮單個(gè)接入節(jié)點(diǎn)300和通信設(shè)備100。然而，可以使用多個(gè)通信設(shè)備同時(shí)校準(zhǔn)接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列。

當(dāng)無(wú)線通信系統(tǒng)500的無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)決定在接入節(jié)點(diǎn)300處校準(zhǔn)天線陣列時(shí)，無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)向通信設(shè)備100(那些能進(jìn)行定向傳輸?shù)耐ㄐ旁O(shè)備)發(fā)送cr消息，該通信設(shè)備100具有接入節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置(相對(duì)于通信設(shè)備位置的接入節(jié)點(diǎn)位置)，且配備有需要被校準(zhǔn)的天線陣列?，F(xiàn)在起到cand作用的通信設(shè)備100向接入節(jié)點(diǎn)300的位置發(fā)送定向信標(biāo)sdb。這些定向信標(biāo)sdb用于校準(zhǔn)接入節(jié)點(diǎn)300的天線陣列。

從上面的通信設(shè)備100的描述可以理解，接入節(jié)點(diǎn)300還被配置為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例向通信設(shè)備發(fā)送第一信號(hào)s1中的一個(gè)或更多個(gè)cr。還可以從描述中理解，cr可以由無(wú)線通信系統(tǒng)500的其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送。cr的目的是激活可以輔助校準(zhǔn)過(guò)程的通信設(shè)備100。圖7和圖8示出了在城市環(huán)境中的該示例，其中汽車(chē)和公共汽車(chē)被公園和建筑物圍繞。

圖7和圖8示出了所提出的用于在無(wú)線通信系統(tǒng)500中校準(zhǔn)天線陣列的本解決方案。在該示例中，無(wú)線通信系統(tǒng)500被設(shè)置在城市環(huán)境中。

在圖7中，接入節(jié)點(diǎn)300a，300b，300c，300d將cr發(fā)送到能夠在無(wú)線通信系統(tǒng)500中進(jìn)行定向信標(biāo)傳輸?shù)耐ㄐ旁O(shè)備100a，100b。cr用于校準(zhǔn)接入節(jié)點(diǎn)300a的天線陣列。

在圖8中，通信設(shè)備100a，100b通過(guò)在校準(zhǔn)下朝向接入節(jié)點(diǎn)300a的位置進(jìn)行定向信標(biāo)信號(hào)傳輸來(lái)進(jìn)行響應(yīng)。在圖8的示例中，還注意到，通信設(shè)備100a，100b在城市交通中作為汽車(chē)和公共汽車(chē)而移動(dòng)。

在接收到來(lái)自通信設(shè)備100a，100b的定向信標(biāo)信號(hào)之后，處于校準(zhǔn)下的接入節(jié)點(diǎn)300a執(zhí)行其自己的天線陣列304的校準(zhǔn)。接下來(lái)描述由通信設(shè)備100a，100b發(fā)送的所提出的定向信標(biāo)信號(hào)sdb和用于進(jìn)行校準(zhǔn)計(jì)算的所提出的算法。

因此，根據(jù)又一實(shí)施例，接入節(jié)點(diǎn)300的處理器302還被配置為使用基于天線陣列304的有效孔徑分布函數(shù)eadf的校準(zhǔn)算法來(lái)校準(zhǔn)天線陣列304。

圖9示出了根據(jù)所提及的實(shí)施例的其中使用了eadf的校準(zhǔn)算法。令表示在接收到定向信標(biāo)信號(hào)時(shí)校準(zhǔn)下的天線陣列104的輸出。這里，t表示由校準(zhǔn)下的接入節(jié)點(diǎn)300接收定向信標(biāo)信號(hào)的時(shí)刻(time-instant)，n表示包括天線陣列的天線的數(shù)量。還令表示校準(zhǔn)下的天線陣列的eadf。eadf是天線陣列304響應(yīng)函數(shù)的簡(jiǎn)化描述，并且它被定義為天線陣列的校準(zhǔn)矩陣的2-d離散傅立葉變換。這里，m分別表示eadf的模式數(shù)。參考圖9，校準(zhǔn)算法涉及并且包括：

·在f1中，基于來(lái)自c1中的通信設(shè)備(cd)100的定向信標(biāo)信號(hào)以及可選地基于來(lái)自e1的cd100的估計(jì)位置來(lái)計(jì)算信道矩陣。

·在f2中，使用在f1中計(jì)算的信道矩陣和來(lái)自e2的預(yù)定義噪聲協(xié)方差矩陣來(lái)確定(卡爾曼)增益矩陣。

·在e3中，如果來(lái)自先前定向信標(biāo)信號(hào)的eadf將用于校準(zhǔn)算法，則獲取來(lái)自先前定向信標(biāo)信號(hào)的eadf的協(xié)方差矩陣，并在f2中將其用于確定增益矩陣。

·在f3中，基于來(lái)自f2的(卡爾曼)增益矩陣和來(lái)自f1的信道矩陣來(lái)更新eadf的協(xié)方差矩陣?？蛇x地，來(lái)自e3的先前定向信標(biāo)信號(hào)的eadf的協(xié)方差矩陣也在f3中使用。

·在f4中，基于來(lái)自c1的定向信標(biāo)信號(hào)來(lái)更新eadf，并且來(lái)自e4的先前信標(biāo)信號(hào)的eadf和增益矩陣在f2中。

·在d1中，確定是否應(yīng)當(dāng)在校準(zhǔn)算法中使用更多的定向信標(biāo)信號(hào)。如果在d1中為是，校準(zhǔn)算法返回至f1。如果d1中為否，校準(zhǔn)算法來(lái)到f5。

·在f5中，校準(zhǔn)算法完成，并且更新的eadf被存儲(chǔ)為校準(zhǔn)的天線陣列，例如，在存取節(jié)點(diǎn)300的存儲(chǔ)器(未示出)中。eadf的協(xié)方差矩陣也存儲(chǔ)在f5中。可選地，在校準(zhǔn)算法需要確定可選輸入到f1的cd100的位置的情況下，校準(zhǔn)算法來(lái)到d1。

此外，根據(jù)本發(fā)明的任何方法可以在具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)，當(dāng)由處理器運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼使所述處理器執(zhí)行所述方法的步驟。計(jì)算機(jī)程序包括在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括基本上任何存儲(chǔ)器，諸如rom(只讀存儲(chǔ)器)，prom(可編程只讀存儲(chǔ)器)，eprom(可擦除prom)，閃存，eeprom(電可擦除prom)，或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

通信設(shè)備100可以是用戶(hù)設(shè)備或無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。此外，接入節(jié)點(diǎn)300可以是用戶(hù)設(shè)備或無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者也稱(chēng)為基站，例如，在一些無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線電基站(rbs)可以被稱(chēng)為發(fā)送器“enb”，“enodeb”，“nodeb”或“b節(jié)點(diǎn)”，這取決于所使用的技術(shù)和術(shù)語(yǔ)?；趥鬏敼β剩M(jìn)而也是小區(qū)的大小，無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以具有不同的類(lèi)別，例如宏enodeb，家庭enodeb或微型基站(picobasestation)。無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是站(sta)，其是包含符合ieee802.11的介質(zhì)訪問(wèn)控制(mac)和到無(wú)線介質(zhì)(wm)的物理層(phy)接口的任何設(shè)備。

諸如lte中的用戶(hù)設(shè)備(ue)，移動(dòng)站，無(wú)線終端和/或移動(dòng)終端的用戶(hù)設(shè)備能夠在無(wú)線通信系統(tǒng)，有時(shí)也被稱(chēng)為蜂窩無(wú)線電系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線通信。用戶(hù)設(shè)備還可以被稱(chēng)為具有無(wú)線能力的移動(dòng)電話，蜂窩電話，平板計(jì)算機(jī)或手提計(jì)算機(jī)。本上下文中的用戶(hù)設(shè)備可以是例如通過(guò)無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)能夠與另一實(shí)體，例如另一接收器或服務(wù)器來(lái)傳送語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)的便攜式，口袋中存儲(chǔ)，手持，計(jì)算機(jī)包含或車(chē)載的移動(dòng)設(shè)備。用戶(hù)設(shè)備可以是站(sta)，其是包含符合ieee802.11的介質(zhì)訪問(wèn)控制(mac)和到無(wú)線介質(zhì)(wm)的物理層(phy)接口的任何設(shè)備。

此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，本通信設(shè)備100和接入節(jié)點(diǎn)300包括用于執(zhí)行本解決方案的例如功能，裝置，單元，元件等形式的必要的通信能力。其它此類(lèi)裝置，單元，元件和功能的示例是：處理器，存儲(chǔ)器，緩沖器，控制邏輯，編碼器，解碼器，速率匹配器，解速率匹配器，映射單元，乘法器，決策單元，選擇單元，交換機(jī)，交織器，解交織器，調(diào)制器，解調(diào)器，輸入，輸出，天線，放大器，接收器單元，發(fā)送器單元，dsp，msd，tcm編碼器，tcm解碼器，電源供給單元，饋電線，通信接口，通信協(xié)議等，一并被合理安排用于執(zhí)行本解決方案。

特別地，本設(shè)備的處理器可以包括以下的一種或更多種實(shí)例，例如，中央處理單元(cpu)，處理單元，處理電路，處理器，專(zhuān)用集成電路(asic)，微處理器或者可以解釋和執(zhí)行指令的其他處理邏輯。表述“處理器”因此可以表示包括多個(gè)處理電路的處理電路，例如上述的任何，一些或全部處理電路。處理電路還可以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理功能，該數(shù)據(jù)處理功能用于數(shù)據(jù)輸入，輸出和包括數(shù)據(jù)緩沖和設(shè)備控制功能的數(shù)據(jù)處理，例如呼叫處理控制，用戶(hù)界面控制等。

最后，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是還涉及并包括在所附獨(dú)立權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。