本发明涉及无线通信系统或网络领域，更具体地说，涉及一种用于提供改进的ofdm帧结构的装置和方法。
背景技术：
1、图1是地面无线网络100的示例的示意图，如图1(a)所示，包括核心网络和一个或多个无线电接入网络ran1、ran2、...rann(ran＝无线电接入网络)。图1(b)是无线电接入网络rann的示例的示意图，该无线电接入网络rann可以包括一个或多个基站gnb1到gnb5(gnb＝下一代节点b)，每个基站服务于基站周围的特定区域，由相应的小区1061到1065示意性地表示。提供基站来服务小区内的用户。一个或多个基站可以在授权和/或非授权频带中为用户提供服务。术语基站，bs，是指5g网络中的gnb，umts/lte/lte-a/lte-a pro中的enb，或其他移动通信标准中的bs。用户可以是固定设备或移动设备。无线通信系统也可以由连接到基站或用户的移动或固定iot设备访问。移动设备或者iot设备可以包括物理设备、诸如机器人或者汽车的基于地面车辆、诸如有人驾驶或者无人驾驶飞行器(uav)的飞行器，后者也称为无人驾驶飞机、建筑物和其他物品或者设备，它们具有嵌入其中的电子设备、软件、传感器、致动器等，以及使这些设备能够在现有网络基础结构上收集和交换数据的网络连接性。图1(b)示出了五个小区的示例性视图，然而，rann可以包括更多或更少的这样的小区，并且rann也可以仅包括一个基站。图1(b)示出了两个用户ue1和ue2(ue＝用户设备)，也称为用户装置ue，它们在小区1062中并且由基站gnb2服务。另一个用户ue3显示在由基站gnb4服务的小区1064中。箭头1081、1082和1083示意性地表示用于将数据从用户ue1、ue2和ue3传输到基站gnb2、gnb4或者用于从基站gnb2、gnb4传输数据到用户ue1、ue2、ue3的上行链路/下行链路连接。这可以在授权频带或非授权频带上实现。此外，图1(b)示出了小区1064中的两个iot设备1101和1102，它们可以是固定的或移动的设备。iot设备1101经由基站gnb4接入无线通信系统以接收和发送数据，如箭头1121示意性表示的。iot设备1102经由用户ue3接入无线通信系统，如箭头1122示意性表示的。相应的基站gnb1到gnb5可以连接到核心网络102，例如经由s1接口，经由相应的回程链路1141到1145，它们在图1(b)中由指向“核心”的箭头示意性地表示。核心网络102可以连接到一个或多个外部网络。外部网络可以是互联网或者专用网络，诸如内部网络或任何其他类型的校园网络，例如专用wifi通信系统或4g或5g移动通信系统。此外，相应的基站gnb1到gnb5中的一些或全部可以例如经由nr(新空口)中的s1或x2接口或xn接口经由相应的回程链路1161至1165连接彼此，回程链路在图1(b)中由指向“gnb”的箭头示意性地表示。侧链路信道允许ue之间的直接通信，也称为设备到设备(d2d)通信。3gpp(3g合作计划)中的侧链路接口命名为pc5(基于近距离的通信5)。
2、对于数据传输，可以使用物理资源网格。物理资源网格可以包括一组资源元素，各种物理信道和物理信号被映射到此资源元素。例如，物理信道可以包括承载用户专用数据(也称为下行链路、上行链路和侧链路有效载荷数据)的物理下行链路、上行链路和侧链路共享信道pdsch(物理下行链路共享信道)，pusch(物理上行链路共享信道)，pssch(物理侧链路共享信道)，承载例如主信息块mib和一个或多个系统信息块sib，一个或多个侧链路信息块slib(如果支持的话)的物理广播信道(pbch)，承载下行链路控制信息dci、上行链路控制信息uci和侧链路控制信息sci的物理下行链路、上行链路和侧链路控制信道pdcch(物理下行链路控制信道)、pucch(物理上行链路控制信道)、pssch(物理侧行链路控制信道)，以及承载pc5反馈响应的物理侧链路反馈信道psfch(物理侧链路反馈信道)。注意，侧链路接口可以支持二阶段sci(语音通话项目)。此指包括sci的某些部分的第一控制区，以及可选地包括第二部分控制信息的第二控制区。
3、对于上行链路，物理信道可进一步包括物理随机接入信道prach(分组随机接入信道)或者rach(随机接入信道)，一旦ue同步并获得了mib和sib，ue使用该信道来接入网络。物理信号可以包括参考信号或符号(rs)、同步信号等。资源网格可以包括在时域中具有特定持续时间并且在频域中具有给定带宽的帧或者无线电帧。帧可以具有一定数量的预定长度的子帧，例如，1毫秒。每个子帧可包括12或者14个ofdm符号的一个或多个时隙(ofdm＝正交频分复用)，取决于循环前缀(cp)长度。帧还可以包括较少数量的ofdm符号，例如，当使用缩短的传输时间间隔(stti，时隙或子时隙传输时间间隔)或者仅包括几个ofdm符号的基于微时隙/非时隙的帧结构时。
4、无线通信系统可以是使用频分复用的任何单音或者多载波系统，例如正交频分复用(ofdm)系统、或正交频分多址ofdma(正交频分多址)系统或者任何其他有或者没有cp的基于ifft的信号(ifft＝逆快速傅里叶变换)，例如dft-s-ofdm(dft＝离散傅里叶变换)。可以使用其他波形，如用于多址接入的非正交波形，例如可以使用滤波器组多载波(fbmc)、广义频分复用(gfdm)或者通用滤波多载波(ufmc)。无线通信系统可以例如根据lte-advancedpro标准或5g或nr(新无线电)标准或nr-u(新无线电非许可)标准来操作。
5、图1中所描述的无线网络或通信系统可以是具有不同覆盖网络的异构网络，例如，宏小区的网络(每个宏小区包括宏基站，如基站gnb1至gnb5)，以及未在图1中示出的小小区基站的网络，如毫微微或微微基站。除了上述地面无线网络之外，还存在非地面无线通信网络ntn，包括星载收发器，如卫星，和/或机载收发器，如无人驾驶飞机系统。非地面无线通信网络或系统可以与上述参考图1所述地面系统相似的方式运行，例如根据lte-advancedpro标准或5g或nr(新无线电)标准运行。
6、在移动通信网络中，例如在上述参考图1所述的网络中，例如在lte或5g/nr网络中，可能存在通过一个或多个侧链路sl信道，例如，使用pc5/pc3接口或wifi直连相互直接通信的ue。通过侧链路直接相互通信的ue可能包括直接与其他车辆通信的车辆(v2v通信)、与无线通信网络中的其他实体通信的车辆(v2x通信)，例如路边单元rsu、路边实体，如交通灯、交通标志或行人。根据具体的网络配置，rsu可以具有bs或ue的功能。其他ue可能不是与车辆相关的ue，并可能包括上述任何设备。这些设备也可以使用sl信道直接相互通信，即d2d通信。
7、在无线通信网络中，如图1所示的无线通信网络中，可能希望以一定的精度定位ue，例如，确定ue在小区中的位置。有几种已知的定位方法，如基于卫星的定位方法，例如自主和辅助全球导航卫星系统(a-gnss)，诸如gps，移动无线电蜂窝定位方法，如观测到达时间差(otdoa)，以及增强小区id(e-cid)或其组合。
8、图2描绘了无线通信系统，特别是无线定位通信系统。在图2中，示出了无线通信系统的设备以及设备之间的不同链路。例如，定位应用可以估计两个设备之间的距离(“范围”)，或者可以在局部或全局坐标系中计算位置。目前的标准支持基于测距的体系结构(multirtt)和tdoa(到达时间差)体系结构，其中在不同节点估计的toa值之间形成差异。
9、基站可与一个或多个ue 104、108，109和/或一个或多个参考设备104无线通信和交换消息。基站可以直接与其他基站106、110进行通信和信息交换，其他基站可能来自同一技术、和/或相同或者不同代或者甚至是不同技术。移动目标ue和/或参考设备(例如，在固定位置)可以执行无线信令用于定位或同步112到116的目的。bs可以包括经由f1接口106依次或通过非标准接口连接到各自的中央单元或bs的分布式单元。两个中心bs也可以经由xn/x2接口或通过非标准接口连接。
10、网络实体可以是核心网络的一部分，包括位置管理功能lmf和接入和移动管理功能amf，它们使用网络层信令协议nls进行通信。网络实体可以是核心网络的一部分，包括通过控制或用户平面接口与网络的其他实体和设备进行通信的位置服务器。
11、对于定位和测距，领域中已知有不同的概念。根据通过测量两个设备之间的飞行时间来测量两个设备之间的距离。这可以通过往返时间(rtt)的测量来执行，例如，使用三角测量/三边测量，其中设备相对于具有已知位置的其他设备(“锚点”)的位置是使用“到达时间差”(tdoa)方法计算的，或者，例如，使用基于角度的方法，其中位置是从测量的到达角(aoa)或离开角(aod)得出的，或角度测量和rtt/tdoa测量的组合。
12、对于许多应用来说，现有的解决方案或当前的标准所达到的精度可能是不够的。可行的精度可能是所需资源(例如，所需的信号带宽和/或占用的资源单元)、复杂性(例如，基于角度的方法的天线阵列大小)和延迟(如果必须在网络中交换许多信息和/或对测量数据的后处理(例如，平均或滤波))之间的权衡。
13、两个设备之间的距离测量(例如，bs和ue之间或两个ue之间)是许多定位技术的基础，例如，基于rtt测量的三角测量。此外，两个设备之间的(低延迟)“测距”(一维距离确定)可能例如足以满足许多应用，如汽车用例或iot应用。
14、在5g中，发送信号可以例如针对自相关特性进行优化。3gpp定义和5g标准支持的信号示例是例如srs、dl-prs和csi-rs等。原则上，任何具有已知内容的发送信号可以被使用。或者，如果纠错能纠正发送错误，甚至可以通过解码和重新编码来重构发送信号。接收器计算信道响应或发送信号和接收信号之间的互相关。由此产生的互相关表示(带宽有限)发送信号的自相关函数与信道冲激响应的卷积。从互相关可以估计相对于设备时钟的toa。
15、测量两个设备之间距离的几个概念是已知的。
16、第一个示例是使用每个设备的位置并计算位置差来计算两个设备之间的距离。此方法可能会受到一个或两个设备的有限的位置精度的影响。
17、直接的距离测量可以提供更高的精度和更低的延迟。
18、对于直接距离测量，可以采用(被动)反射(雷达、使用激光的光学系统等)，其中从一个设备发送的信号被反射。由反射信号的到达时间(toa)和发送信号的发送时间(tot)可以计算距离。
19、其他方法采用主动反射器。在许多情况下，反射信号可能非常微弱。一种可能的解决方案是“主动反射器”。第一设备发送信号。第二设备接收到此信号，并以已知的延迟重传这个信号。此已知的延迟可以被考虑到距离计算中。
20、3gpp标准化了rtt(往返时间)过程。第二设备不以相对于接收信号的恒定时间偏移进行应答，并且返回信号可能是不同的信号。使用两个设备的可观测的发送和接收时间(例如，时间戳)tot和toa，可以计算飞行时间。在ts38.305中给出了示例。图3示出了基于ts38.305的飞行时间(tof)测量。
21、对于测量本身，相关技术或测量发送和反射信号之间的相位关系等是现有技术。
22、除了距离之外，其他设备的(相对)角度可能是感兴趣的。这可以通过将距离测量与到达角(aoa)或离开角(aod)估计相结合来实现。
23、3gpp标准支持不同的定位方法，例如多rtt，otdoa，ul-tdoa等。一个或多个设备可以，例如，发送参考信号。一个或多个接收器接收信号并确定到达时间(toa)或到达时间差(tdoa)。3gpp中没有指定侧链路来支持定位。其他系统，如基于超宽带(uwb)的系统，已经在商业基础上一次性实现了在使用宽频带(例如500兆赫及以上)的用户设备之间的测距。
24、距离测量精度的提高可以通过增加载波带宽和/或采用载波聚合和/或采用载波相位和/或结合两种或多种定位技术(诸如基于角度的技术和基于到达时间的技术)来实现。
25、关于载波带宽，对于fr1，标准对于ul和dl支持高达100mhz，对于fr2，标准允许800mhz带宽(对于ul和dl)，对于sl，支持的带宽为40mhz(见[rel16，tbc])。
26、当使用载波聚合时，将使用多个分量载波(cc)。cc可以是相邻的或者不相邻的。载波可以是相干的或者是非相干的。特别是如果每个cc的相关基站(bs)位于同一位置，和/或ue支持更高带宽，相干发送和/或接收是可行的。采用先进的同步技术，多个基站的精确同步也是可行的。
27、为了提高距离测量的精度，可以考虑载波相位。[redfir]给出了示例。此系统计算了复值相关函数。相关峰值的相位表示参考信号和接收信号之间的相位关系[r1-1901186]。在[redfir]中描述的系统应用了相关技术和相位测量的组合。使用相关的toa的检测可以提供第一toa估计。为了进一步处理，考虑了相关峰的相位。
28、在一些应用中，进行两个天线端口之间的相位差或相位差变化的测量。连续(时间上)测量的相位差的变化表示位置变化。到达不同天线的信号的相位差表示到不同天线的(相对)距离差，并且例如可以用来进行角度估计。图4示出了由于不同接收天线位置的接收相位。例如，[lipka.2019]提出了直接使用几个(分布式)天线之间的相位差进行定位。波束形成器和aoa/aod测量也是基于不同天线单元的信号的相位差。
29、除了使用pn序列或其他具有良好自相关特性的序列外，还可以发送一组音调。一般来说，从发送器到接收天线的相位旋转取决于信号频率和两个节点之间的距离。因此，一种选择是使用多个频率(分布式或具有足够带宽的单个信号)，并使用接收相位产生关于波长距离的信息，如图7所示。
30、需要注意的是，上一节中的信息仅仅是为了增强对本发明背景的理解，因此，它可能包括的信息并不构成在该领域具有普通技术人员已经知道的现有技术。
31、如能提供改进的无线通信系统中的定位概念，将不胜感激。
技术实现思路
1、提供了一种根据实施例的无线通信系统的装置。对于两个或更多个频率分量的每个频率分量，无线通信系统的发送器被配置为在所述频率分量内发送所述频率分量的发送信号，其中发送信号是参考信号或控制信号或数据信号，或是参考信号或控制信号或数据信号的一部分。无线通信系统的接收器被配置为在所述频率分量内接收由发送器发送的所述频率分量的发送信号作为所述频率分量的接收信号。两个或更多个频率分量的每个频率分量表示带宽有限信号，该信号包括一个或多个信号部分，并呈现中心频率，其中两个或更多个频率分量的每个的中心频率与两个或更多个频率分量中的任何其他一个的中心频率不同。该装置被配置为接收和/或处理和/或发送相位关系信息，其中，相位关系信息包括关于两个或更多个频率分量之间的发送器特定相位关系的信息和/或包括关于两个或更多个频率分量之间的接收器特定相位关系的信息。此外，装置被配置为使用相位关系信息用于确定定位信息，或被配置为将相位关系信息或从相位关系信息得出的信息报告给无线通信系统的另一装置用于确定定位信息。定位信息包括发送器和接收器之间的距离和/或距离变化的信息，和/或发送器的位置和/或接收器的位置。
2、此外，提供了根据另一实施例的无线通信系统的装置。装置包括发送器。在两个或更多个频率分量的每个频率分量中，发送器被配置为在所述频率分量中发送第一信号，使得无线通信系统的接收器接收信号作为所述频率分量中的接收信号。接收信号包括源自发送器在所述频率分量中发送第一信号的信号部分，其中两个或更多个频率分量中的每一个是具有中心频率的带宽有限信号，其中两个或更多个频率分量中的每一个的中心频率与两个或更多个频率分量中的任何其他一个的中心频率不同。第一信号是参考信号或控制信号或数据信号。发送器被配置为将相位关系信息或从该相位关系信息得出的信息发送到接收器或无线通信系统的另一装置，以支持在另一装置处确定关于发送器和接收器之间的距离和/或距离变化的信息和/或发送器的位置和/或接收器的位置。相位关系信息包括关于两个或更多个频率分量之间的发送器特定相位关系的信息；或者，如果相位关系信息未知，则相位关系信息包括一个或多个默认值以指示默认相位关系或包括指示相位关系信息未知的指示。
3、此外，提供了根据实施例的方法。对于两个或更多个频率分量的每个频率分量，无线通信系统的发送器在所述频率分量内发送所述频率分量的发送信号，其中发送信号是参考信号或控制信号或数据信号，或是参考信号或控制信号或数据信号的一部分，其中无线通信系统的接收器在所述频率分量内接收由发送器发送的所述频率分量的发送信号作为所述频率分量的接收信号。两个或更多个频率分量的每个频率分量表示带宽有限信号，该信号包括一个或多个信号部分，并呈现中心频率，其中两个或更多个频率分量的每个的中心频率与两个或更多个频率分量中的任何其他一个的中心频率不同。方法包括接收和/或处理和/或发送相位关系信息，其中，相位关系信息包括关于两个或更多个频率分量之间的发送器特定相位关系的信息和/或关于两个或更多个频率分量之间的接收器特定相位关系的信息。此外，方法包括使用相位关系信息用于确定定位信息，或包括将相位关系信息或从相位关系信息得出的信息报告给无线通信系统的另一装置用于确定定位信息；其中，定位信息包括发送器和接收器之间的距离和/或距离变化的信息和/或发送器的位置和/或接收器的位置。
4、此外，提供了根据另一实施例的一种方法。在两个或更多个频率分量的每个频率分量中，方法包括通过发送器在所述频率分量中发送第一信号，使得无线通信系统的接收器接收信号作为所述频率分量中的接收信号。接收信号包括源自发送器在所述频率分量中发送第一信号的信号部分。两个或更多个频率分量中的每一个是具有中心频率的带宽有限信号，其中两个或更多个频率分量中的每一个的中心频率与两个或更多个频率分量中的任何其他一个的中心频率不同，其中第一信号是参考信号或控制信号或数据信号。方法包括将相位关系信息或从相位关系信息得出的信息发送到接收器或无线通信系统的另一装置，用于支持在另一装置处确定发送器和接收器之间的距离和/或距离变化的信息和/或发送器的位置和/或接收器的位置。相位关系信息包括关于两个或更多个频率分量之间的发送器特定相位关系的信息；或者，如果相位关系信息未知，则相位关系信息包括一个或多个默认值以指示默认相位关系或包括指示相位关系信息未知的指示。
5、此外，提供一种计算机程序，用于当计算机程序由计算机或信号处理器执行时，实现上述方法中的一个。
6、关于载波相位的使用(参见，例如，[redfir]和[r1-1901186])，主要检测接收器或接收信号之间的相位差和/或相位变化。一般来说，相位表示以波长为周期的延迟。因此，仅相位算法需要互补测量来解决模糊和/或先进的算法来解决此模糊。工作量还取决于相位测量精度。此外，实现效果(例如，分量的群延迟)或频率偏移也可能影响信号的相位。
7、因此，如果考虑接收信号的相位，则测量的相位或相位差(频率分量之间)或测量的相位变化是传播效应、发送器的相位响应特性和接收器的相位响应特性的复合。此外，频率偏移可能导致相位变化。因此，测量到的相位和相位变化可能取决于发送器和/或接收器的运动和/或频率偏移和/或发送器的特性和/或接收器的特性。
8、使用额外的信令可以补偿一些影响。
9、通常，发送器和接收器可以通过频率响应来表征。频率响应可以包括：
10、·幅度与频率的关系。
11、·相位或群延迟与频率的关系。
12、根据实施例，对于信令，幅度和/或相位和/或群延迟可以被相对于参考点归一化或给出。示例有：
13、·相位响应相对于设备的中心频率给出。
14、·给出相对于设备中心频率的群延迟变化。
15、·报告相对于具有线性相位的理想设备的相位或群延迟变化。
16、在从属权利要求中提供了进一步的具体实施例。
1.一种无线通信系统的装置(100)，
2.根据权利要求1所述的装置，
3.根据权利要求1或2所述的装置(100)，
4.根据权利要求3所述的装置(100)，
5.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
6.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
7.根据权利要求6所述的装置(100)，
8.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
9.根据权利要求8所述的装置(100)，
10.根据权利要求8所述的装置(100)，
11.根据权利要求10所述的装置(100)，
12.根据权利要求10所述的装置(100)，
13.根据权利要求10至12中任何一个所述的装置(100)，
14.根据权利要求8至13中任何一个所述的装置(100)，
15.根据权利要求8至14中任何一个所述的装置(100)，
16.根据权利要求8至15中任何一个所述的装置(100)，
17.根据权利要求8至16中任何一个所述的装置(100)，
18.根据权利要求17所述的装置(100)
19.根据权利要求17或18所述的装置(100)，
20.根据权利要求17至19中任何一个所述的装置(100)，
21.根据权利要求17至20中任何一个所述的装置(100)，
22.根据权利要求8至21中任何一个所述的装置(100)，
23.根据权利要求22所述的装置(100)
24.根据权利要求22或23所述的装置(100)，
25.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
26.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
27.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
28.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
29.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
30.根据权利要求1至28中任何一个所述的装置(100)，
31.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
32.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
33.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
34.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
35.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
36.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
37.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
38.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
39.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(100)，
40.根据权利要求39所述的装置(100)，
41.根据权利要求39或40所述的装置(100)，
42.根据权利要求41所述的装置(100)，
43.根据权利要求42所述的装置(100)，
44.根据权利要求42或43所述的装置(100)，
45.根据权利要求1至40中任何一个所述的装置(100)，
46.根据权利要求1到40中任何一个所述的装置(100)，
47.根据权利要求1到40中任何一个所述的装置(100)，
48.一种无线通信系统的装置(50)，
49.根据权利要求48所述的装置(50)，
50.根据权利要求49所述的装置(50)，
51.根据权利要求48至50中任何一个所述的装置(50)，
52.根据权利要求48至51中任何一个所述的装置(50)，
53.根据权利要求52所述的装置(50)，
54.根据权利要求52或53所述的装置(50)，
55.根据第48至54中任何一个所述的装置(50)，
56.根据权利要求55所述的装置(50)，
57.根据权利要求48至56中任何一个所述的装置(50)，
58.根据权利要求48至56中任何一个所述的装置(50)，
59.根据权利要求48至56中任何一个所述的装置(50)，
60.根据权利要求59所述的装置(50)，
61.根据权利要求60所述的装置(100)，
62.根据权利要求48至61中任何一个所述的装置(50)，
63.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(50；100)，
64.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(50；100)，
65.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(50；100)，
66.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(50；100)，
67.根据权利要求1至65中任何一个所述的装置(50；100)，
68.根据权利要求67所述的装置(50；100)，
69.根据权利要求68所述的装置(50；100)，
70.根据前述权利要求中任何一个所述的装置(50；100)，
71.根据权利要求1至69中任何一个所述的装置(50；100)，
72.根据权利要求71所述的装置(50；100)，
73.根据权利要求72所述的装置(50；100)，
74.一种系统，包括：
75.根据权利要求74所述的系统，
76.根据权利要求74所述的系统，
77.根据权利要求74所述的系统，
78.根据权利要求74至77中任何一个所述的系统，
79.一种方法，
80.一种方法，
81.一种计算机程序，用于当计算机程序由计算机或信号处理器执行时，实现权利要求79或80所述的方法。
