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信号处理方法、装置、通信设备及存储介质公开 发明

技术领域

[0001] 本申请属于通信技术领域,具体涉及一种信号处理方法、装置、通信设备及存储介质。

相关背景技术

[0002] 在极低功耗通信系统中,一种低成本低功耗的设备系统是反向散射通信(Backscatter Communication,BSC)系统,该系统的设备可称为反向散射通信设备。若反向散射通信设备是无源设备或半无源设备,则可以利用其他设备或者环境中的射频信号进行信号调制来传输自己的信息,若反向散射通信设备是有源设备,则既可以自己生成载波信号,基于生成的载波信号调制信息,也可以像无源设备或半无源设备一样,利用其他设备或环境中的射频信号进行调制。反向散射通信设备具有成本低、功耗低、体积小等特点,可广泛应用于仓储物流、工业制造、智慧城市、智能家居等场景中,如应用于货物盘点和追踪、个人物品寻找、停车场车辆定位、商场的商铺定位和博物馆展台定位等场景。在反向散射通信定位应用中,不同应用场景具有不同的定位精度需求。
[0003] 目前一种定位方法是通过载波相位差(Phase Difference of Arrival,PDOA)实现。进一步,若考虑时域载波相位差(Time Domain Phase Difference of Arrival,TD‑PDOA),则可以实现测速。但是,相位差测量容易受到反向散射通信系统存在的多种非理想因素的影响,比如收发两侧载波频率偏移(Carrier Frequency Offset,CFO)、反向散射通信设备侧CFO、反向散射通信设备阻抗切换/环境变化/传输线等引入的非理想因素,进而影响对反向散射通信设备的测速精度,定位准确性较低。
[0004] 所以,若要实现高精度定位或高精度测速,则需要考虑如何有效地进行相位差测量,有效避免受到反向散射通信系统存在的多种非理想因素的影响。

具体实施方式

[0043] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0044] 本申请的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,本申请中的“或”表示所连接对象的至少其中之一。例如“A或B”涵盖三种方案,即,方案一:包括A且不包括B;方案二:包括B且不包括A;方案三:既包括A又包括B。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0045] 本申请的术语“指示”既可以是一个直接的指示(或者说显式的指示),也可以是一个间接的指示(或者说隐含的指示)。其中,直接的指示可以理解为,发送方在发送的指示中明确告知了接收方具体的信息、需要执行的操作或请求结果等内容;间接的指示可以理解为,接收方根据发送方发送的指示确定对应的信息,或者进行判断并根据判断结果确定需要执行的操作或请求结果等。
[0046] 值得指出的是,本申请实施例所描述的技术不限于长期演进型(Long Term Evolution,LTE)/LTE的演进(LTE‑Advanced,LTE‑A)系统,还可用于其他无线通信系统,诸如码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)、时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)、频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)、单载波频分多址(Single‑carrier Frequency‑Division Multiple Access,SC‑FDMA)或其他系统。本申请实施例中的术语“系统”和“网络”常被可互换地使用,所描述的技术既可用于以上提及的系统和无线电技术,也可用于其他系统和无线电技术。以下描述出于示例目的描述了新空口(New Radio,NR)系统,并且在以下大部分描述中使用NR术语,但是这些技术也可应用于NRth系统以外的系统,如第6代(6  Generation,6G)通信系统。
[0047] 图1示出本申请实施例可应用的一种无线通信系统的框图。无线通信系统包括终端11和网络侧设备12。其中,终端11可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、掌上电脑、上网本、超级移动个人计算机(Ultra‑mobile Personal Computer,UMPC)、移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)、增强现实(Augmented Reality,AR)、虚拟现实(Virtual Reality,VR)设备、机器人、可穿戴式设备(Wearable Device)、飞行器(flight vehicle)、车载设备(Vehicle User Equipment,VUE)、船载设备、行人终端(Pedestrian User Equipment,PUE)、智能家居(具有无线通信功能的家居设备,如冰箱、电视、洗衣机或者家具等)、游戏机、个人计算机(Personal Computer,PC)、柜员机或者自助机等终端侧设备。可穿戴式设备包括:智能手表、智能手环、智能耳机、智能眼镜、智能首饰(智能手镯、智能手链、智能戒指、智能项链、智能脚镯、智能脚链等)、智能腕带、智能服装等。其中,车载设备也可以称为车载终端、车载控制器、车载模块、车载部件、车载芯片或车载单元等。需要说明的是,在本申请实施例并不限定终端11的具体类型。网络侧设备12可以包括接入网设备,其中,接入网设备也可以称为无线接入网(Radio  Access Network,RAN)设备、无线接入网功能或无线接入网单元。接入网设备可以包括基站、无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)接入点(Access Point,AS)或无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)节点等。其中,基站可被称为节点B(Node B,NB)、演进节点B(Evolved Node B,eNB)、下一代节点B(the next generation Node B,gNB)、新空口节点B(New Radio Node B,NR Node B)、接入点、中继站(Relay Base Station,RBS)、服务基站(Serving Base Station,SBS)、基收发机站(Base Transceiver Station,BTS)、无线电基站、无线电收发机、基本服务集(Basic Service Set,BSS)、扩展服务集(Extended Service Set,ESS)、家用B节点(home Node B,HNB)、家用演进型B节点(home evolved Node B)、发送接收点(Transmission Reception Point,TRP)或所述领域中其他某个合适的术语,只要达到相同的技术效果,所述基站不限于特定技术词汇,需要说明的是,在本申请实施例中仅以NR系统中的基站为例进行介绍,并不限定基站的具体类型。
[0048] 为方便理解,先对本申请实施例所涉及的相关技术和概念进行说明。
[0049] 一、反向散射通信和极低功耗通信
[0050] 在无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统中,应答设备,如标签设备(tag)可以接收读写设备,如读取器(reader)的控制信令或载波信号,按照指示将待传数据调制到载波信号上发送出去。
[0051] 应答设备的类型包括以下几种:
[0052] 一种是无源应答设备,如属于无源物联网(Internet of Things,IoT)设备(Passive‑IoT)的标签设备,该类应答设备不具有储能电容或储能电池,依靠射频(Radio Frequency,RF)信号进行供能,接收的射频信号即为整流器的电源信号,不具有载波生成能力,功耗最低;
[0053] 另一种是半无源(semi‑passive)应答设备,该类应答设备具有储能电容或储能电池,依靠非射频信号进行储能。可选地,该类应答设备配置有功率放大器(Power Amplifier,PA)或低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)或其他有源器件,其下行接收或上行反射具备一定的放大能力,不具有载波生成能力,功耗次之;
[0054] 再一种是有源应答设备,如有源标签设备(active tag),该类应答设备具备主动发送能力,配置有储能电容或储能电池,依靠非射频信号进行供能,可不依赖对入射信号的反射向基站或读写设备发送信息,具有载波生成能力,功耗最大。
[0055] 反向散射通信广泛应用于RFID系统,在反向散射通信中,若反向散射通信设备是无源应答设备或半无源应答设备,则可以利用其他设备或者环境中的射频信号进行信号调制来传输自己的信息,若反向散射通信设备是有源应答设备,则既可以自己生成载波信号,基于自己生成的载波信号调制信息,也可以像无源应答设备或半无源应答设备一样,利用其他设备或环境中的射频信号进行调制。
[0056] 如图2所示,为一种反向散射通信发送端,即反向散射通信设备的结构示意图,其基本构成模块及主要功能包括:
[0057] 天线单元:用于接收入射的射频信号(Incident RF signals)、控制命令,同时用于发送调制的反向散射信号(Modulation backscatter signals);
[0058] 能量采集(Energy Harvester)模块或供能(Battery)模块:用于反向散射通信设备进行射频能量采集,或者进行其他能量采集,包括但不限于太阳能、动能、机械能、热能等。另外除了能量采集模块,也可能包括电池供能模块,此时反向散射通信设备为半无源应答设备。能量采集模块或供能模块给设备中的其他所有模块进行供电;
[0059] 微控制器(Micro‑controller):用于控制基带信号处理、储能或数据调度状态、开关切换、系统同步等;
[0060] 信号接收(Information Receiver)模块:用于解调反向散射通信接收端或者其他网络节点发送的控制命令或数据等;
[0061] 信道编码和调制模块(Channel Coding&Modulation Block):用于在微控制器的控制下进行信道编码和信号调制,并在微控制器的控制下通过选择开关选择不同的负载阻抗来实现调制;
[0062] 存储器(Memory)或传感(sensing)模块:用于存储设备的ID信息、位置信息、传感数据等。
[0063] 除了上述基本构成模块之外,反向散射通信发送端还可能集成隧道二极管放大器模块、低噪声放大器模块等,用于提升反向散射通信发送端的接收灵敏度和发送功率。
[0064] 图3为一种反向散射通信接收端的结构示意图,在传统的RFID系统中,反向散射通信接收端可以是读写设备,如阅读器或读取器,其基本构成模块及主要功能包括:
[0065] 天线单元:用于接收调制的反向散射信号(Modulation backscatter signals)。
[0066] 反向散射信号检波模块:用于对反向散射通信发送端发送的反向散射信号进行检波,如幅移键控(Amplitude Shift Keying,ASK)检波、相移键控(Phase Shift Keying,PSK)检波、频移键控(Frequency Shift Keying,FSK)检波或正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)检波等。检波过程可以包括包络平均(Envelope average)、阈值计算(Threshold calculator)、比较(Comparator)等过程;
[0067] 解码模块(Demodulation&Decoder):用于对检波出的信号进行解码,以恢复出原始信息流(Original data)。
[0068] 图4所示为反向散射通信调制原理示意图,反向散射通信设备通过调节其内部阻抗来控制电路的反射系数Γ,从而改变入射信号的幅度、频率、相位等,实现信号的调制。其中信号的反射系数可表征为:
[0069]
[0070] 其中,Z0为天线特征阻抗,z1为负载阻抗。假设输入的射频信号为Sin(t),则输出的调制后的反向散射信号为 通过控制器合理的控制反射系数(ΓT=Γ0、ΓT=1、ΓT=Γ2、……、ΓT=Γn),利用信道编码及调制模块可实现对应的幅度调制、频率调制或相位调制。控制器对反射系数的控制可根据以下关系进行:
[0071] 符号(symbol)0对应阻抗(impedance)0;
[0072] 符号1对应阻抗1;
[0073] 符号2对应阻抗2;
[0074] ……
[0075] 符号n对应阻抗n。
[0076] 二、RFID中读写设备,如gNB/reader,和应答设备,如tag,之间的信息传输[0077] 如图5所示,读写设备可以向应答设备发送选取(Select)、盘点(Inventory)和接入(Access)等类型的信令,应答设备侧的状态可以包括准备(Ready)、仲裁(Arbitrate)、回应(Reply)、响应(Acknowledged)、打开(Open)、安全(Secured)、停止(killed)等。
[0078] 在盘点模式下,读写设备选取(select)应答设备,发送查询指令(Query)后,应答设备回应(Relay),即产生一个16bit的随机数给读写设备,然后读写设备通过确认响应指令(ACK)将该随机数序列发给应答设备,应答设备将相关的数据发送给读写设备,如协议控制字(Protocol Control,PC)/扩展协议控制字(Extended Protocol Control,XPC)、电子产品编码(Electronic Product Code,EPC)、数据包循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)(PacketCRC)等,如果EPC是有效的,则读写设备可以发送重复查询指令(QueryRep)或其他命令,如果EPC是无效的,则读写设备可以发送否定应答(NAK)。从读写设备发送查询指令到读写设备接收到应答设备发送的相关的数据为单个应答设备回应过程。
[0079] 三、不同的反向散射通信系统架构
[0080] 图6所示为单基地反向散射通信系统(Monostation Backscatter Communication System,MBCS)的网络架构示意图。传统的RFID系统就是典型的MBCS架构。MBCS包括读写设备和应答设备,应答设备为反向散射通信发送端,如标签设备,读写设备如读写器(Reader)。读写设备中包含RF射频源和反向散射通信接收端,其中RF射频源用于产生RF射频信号来给反向散射通信发送端供能,反向散射通信发送端反向散射经过调制后的RF射频信号,读写设备中的反向散射通信接收端接收到该反向散射信号后进行信号解调。由于RF射频源和反向散射通信接收端是在同一个设备中,比如这里的读写设备,因此相应系统称为单基地反向散射通信系统。另外,在MBCS中,由于从反向散射通信发送端发送出去的RF射频信号会经过往返信号的信号衰减引起双倍远近效应,导致信号的能量衰减大,因而MBCS一般用于短距离的反向散射通信,比如传统的RFID应用。
[0081] 不同于MBCS,双基地反向散射通信系统(Bistation Backscatter Communication System,BBCS)中的RF射频源、反向散射通信发送端和反向散射通信接收端是分开的,不在同一个设备中,如图7所示。因而,BBCS避免了往返信号衰减大的问题,另外通过合理的放置RF射频源的位置可以进一步提高BBCS的性能。值得注意的是,环境反向散射通信系统(Ambient Backscatter Communication System,ABCS)是双基地反向散射通信系统的一种,但与BBCS中的射频源为专用的信号射频源不同,ABCS中的射频源可以是可用的环境中的射频源,比如:电视塔、蜂窝基站、WiFi信号、蓝牙信号等。
[0082] 四、反向散射通信定位技术
[0083] 反向散射通信设备具有成本低、功耗低、体积小等特点,可广泛应用于仓储物流、工业制造、智慧城市、智能家居等场景中,如应用于货物盘点和追踪、个人物品寻找、停车场车辆定位、商场的商铺定位和博物馆展台定位等场景。表1以反向散射通信设备为标签设备为例,从不同维度示出几种典型的基于反向散射通信的定位场景涉及的业务类型、指标需求等。基于反向散射通信的定位类型可以分为标签自定位和标签辅助定位。其中,标签自定位一般需要标签设备与物体进行绑定,通过对标签设备的定位来实现对物体的定位;标签辅助定位一般是基于标签设备来辅助其他网络设备的定位。对标签设备进行定位时,用于计算、协调和管控的定位设备可以是基站或接入点(Access Point,AP),也可以是终端等设备。
[0084]
[0085] 表1
[0086] 支持反向散射通信定位所需的测量参数包括接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)、接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)、到达角(Direction Of Arrival,DOA)、相位信息、到达时间(Time Of Arrival,TOA)或往返时间(Round‑Trip Time,RTT)、到达时间差(Time Difference Of Arrival,TDOA)、载波相位差等。
[0087] 考虑到设备的发送功率是已知的,所以可以使用RSS/RSSI参数来估计网络设备和标签设备之间的绝对距离,但是该方法存在易受环境干扰、精度较低等缺点。基于DOA的估计方法的性能好于RSS/RSSI方法,但该方法需要网络设备配置多根接收天线,且测量相位易受非视距(Non Line of Sight,NLOS)径、环境噪声等影响。基于TOA或RTT的估计方法需要利用信号在空口的传播时间来计算锚点设备和标签设备之间的距离,该方法需要传输信号带有时间戳以辅助测量,且需要锚点设备和标签设备之间具有严格的时钟同步。基于TDOA的估计方法是通过多个锚点设备的测量信号传播时间的差值来进行定位,但定位精度也受不同网络设备之间的时钟同步误差影响。
[0088] 总结来说,目前关于反向散射通信定位方法分为基于距离的方法和与距离无关的方法。其中,基于距离的方法包括测距、测角等;与距离无关的方法包括指纹识别和非指纹识别等。表2以反向散射通信设备为标签设备为例,总结了目前几种典型的基于反向散射通信的定位方法。由于标签设备的移动性、收发设备的硬件能力、无线信道环境等非理性因素都会对标签设备的定位精度造成影响,通过测角、测距或非指纹识别的方法进行标签设备定位时,需要考虑多径环境、热噪声和不同设备之间同步误差等非理想因素的影响。对于标签设备来说,需要消除由于晶振稳定性差引起的频率偏差;对接收设备来说,需要消除由于硬件引入的采样定时误差和采样频率误差,以及由于热噪声引入的相移;此外,还需考虑由于环境中存在视距(Line of Sight,LOS)径和NLOS径,导致接收相位叠加多径效应的影响。
[0089]
[0090] 表2
[0091] 受限于反向散射通信设备的硬件能力的约束,以及双程信道的信号衰减、信号干扰较强等客观环境因素,基于反向散射通信的定位普遍存在定位精度低、稳定性差等问题。此外,反向散射通信设备的移动性也是影响定位精度和稳定性的关键因素。
[0092] 五、反向散射通信定位的非理想因素
[0093] 在反向散射通信定位应用中,不同的应用场景具有不同的定位精度需求。例如,在工业仓库中,定位资产所在区域范围,实时更新物料信息,其定位误差为十米级别;若需定位车辆入库位置,统计入库时间,更新库位状态等,其定位误差为米级别;若需要在室内寻找物品,其物品的体积较小,则定位误差为亚米级别。
[0094] 受限于反向散射通信系统收发两侧采样时钟偏移(Sampling Time Offset,STO)、采样频率偏移(Sampling Frequency Offset,SFO)和载波频率偏移(Carrier Frequency Offset,CFO)等非理想因素,和反向散射通信设备侧CFO、反向散射通信设备阻抗切换/环境变化/传输线等引入的非理想因素,反向散射通信定位精度会受到较大影响。
[0095] STO:发送端和接收端的时钟不同步,导致发送端的数字模拟转换器(Digital to Analog Converter,DAC)与接收端内的模拟数字转换器(Analog to Digital Converter,ADC)的采样时钟不一致。STO的存在使各条传播路径的飞行时间(Time of Flight,ToF)均增加一个时间偏移,即原本子载波之间的相位偏移除了由ToF产生的相位偏移,还增加了由STO产生的相位偏移。
[0096] SFO:发送端和接收端的时钟不同步还将导致采样频率偏移,等价于在子载波之间由STO产生的相位偏移上又增加了噪声,从而导致同一条传播路径的ToF在多次估计中可能是错误的,而且还存在估计值不一致的问题。
[0097] CFO:受限于反向散射通信设备的硬件能力,晶振的稳定性差会引入本振频率偏差,在数据调制时会随着开关切换不同负载阻抗引入载波频率偏移。其次,当反向散射通信设备移动时,会产生相对于收发端的多普勒频移,该多普勒频移也会给反向散射通信系统带来载波频率偏移。
[0098] 反射系数的相位旋转:当反向散射通信设备切换阻抗调制数据时,由于阻抗发生变化,导致反射系数的相位会发生变化,叠加到载波信号上造成相位旋转。此外,切换不同的阻抗时,还会引入距离偏移,即在反向散射通信设备与读写设备之间的距离基础上叠加一个由于反向散射通信设备阻抗切换引入的距离偏移,该偏移量与阻抗的大小有关。
[0099] 环境变化或载波频率变化的相位旋转:反向散射通信设备的输入阻抗与环境的温度、湿度、载波频率是非线性关系。当环境或载波频率发生变化时,反向散射通信设备的输入阻抗会发生变化,进一步影响匹配程度,引起反向散射通信设备侧的相位旋转。值得注意的是,该问题可通过自调谐网络来避免。
[0100] 传输线引入的相位旋转:若通过匹配/失配的方式进行开关键(On‑Off‑Keying,OOK)调制,由于反向散射信号不进入反向散射通信设备侧,则该问题不存在。若通过基于反射放大器的OOK、FSK或PSK调制,由于信号需通过传输线进行处理,则传输线引入的相位旋转不可忽略。该问题可通过多读写设备接收反向散射通信设备发送的反向散射信号进行估计和处理来避免。
[0101] 六、时域载波相位差(TD‑PDOA)测速方法
[0102] 通过载波相位差PDOA可实现定位,进一步,若考虑TD‑PDOA,则可实现测速。TD‑PDOA测速方法是指在两个不同时刻基于LOS径测量两个时刻的相位差,从而实现测量反向散射通信设备径向速度的方法。
[0103] 如图8所示,假设反向散射通信设备在一定时间内匀速运动,具有LOS径且这段时间信道未发生变化。再假设不存在或已消除上述相关技术五中的非理想因素,固定载波信号频率,在两个不同时刻分别测量反向散射信号的相位差,由于:
[0104] Δt=t1‑t2;
[0105] 进一步变换,可通过下式计算反向散射通信设备相对于读写设备的径向的速度投影:
[0106]
[0107] 其中,f表示载波频率,Vr表示反向散射通信设备相对于读写设备的径向的速度投影,负号表示反向散射通信设备在远离读写设备,正号表示反向散射通信设备在接近读写设备,由相位的变化情况决定。
[0108] 上式可由PDOA测距公式进一步推导而来,测量的是反向散射通信设备的瞬时径向速度,若反向散射通信设备加速或减速,则该瞬时径向速度会随时间的变化而变化。
[0109] 七、TD‑PDOA的测量精度
[0110] 基于TD‑PDOA测速时,需要满足:1)对应时间间隔应读取连续相位;2)其相位差不应超过π,否则有可能会导致π的相位卷绕或解卷绕时发生错误。最大可测速的范围是相位差为π,即:
[0111]
[0112] 而最小可测速范围取决于读写设备的测相位的精度,假设测相精度为0.1弧度,可得到下列最小测速范围:
[0113]
[0114] 上面对本申请实施例涉及的相关技术和概念进行了介绍,下面结合附图,通过一些实施例及其应用场景对本申请实施例提供的信号处理方法进行详细地说明。
[0115] 本申请实施例所提供的技术方案可应用于反向散射通信场景,如应用于物品清点、物流盘点、火灾预警、定位、测速等场景。还可应用于RFID专用reader、WiFi传输场景、gNB传输场景或下一代移动通信场景等。
[0116] 参见图9所示,为本申请实施例所提供的一种信号处理方法的实施流程图,该方法包括以下步骤:
[0117] S910:读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号,第一信号和第二信号是基于第一信息传输的全反射信号,第一信息用于指示应答设备进行全反射传输。
[0118] S920:读写设备确定第一信号和第二信号的第一相位差。
[0119] 读写设备从应答设备接收到第一信号和第二信号后,确定第一信号和第二信号的第一相位差,该第一相位差为第一信号的相位和第二信号的相位之差。
[0120] 应用本申请实施例所提供的方法,读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号,并确定第一信号和第二信号的第一相位差,第一信号和第二信号是基于第一信息传输的全反射信号,通过全反射可以有效避免受到反向散射通信系统存在的多种非理想因素的影响,有效地进行相位差的测量。
[0121] 在本申请实施例中,读写设备是基站、读取器、中继、终端等,应答设备是反向散射通信设备(如标签设备)、终端等。如有以下几种情况:
[0122] 1)读写设备为基站或读取器或中继,应答设备为标签设备;
[0123] 2)读写设备为终端,应答设备为标签设备;
[0124] 3)读写设备包括网络侧设备和第三设备,其中网络侧设备为基站或读取器或中继,第三设备为终端,应答设备为标签设备;
[0125] 4)读写设备为基站或中继,应答设备为终端。
[0126] 其中,本申请实施例中的应答设备可以包括无源应答设备、半无源应答设备,不具有自主生成载波信号的能力,可基于读写设备或其他设备发送的载波信号进行全反射。当然,这种对于应答设备的分类并不是唯一且确定的,这里仅给是根据一些特征做的分类。对于有源应答设备,虽然具有自主生成载波信号的能力,但如果仍可基于读写设备或其他设备发送的载波信号进行全反射,则本申请实施例中的应答设备也可包括有源应答设备。或者有源应答设备可以自主发送第一信号和第二信号。
[0127] 应答设备接收第一信息,并基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号。第一信息用于指示应答设备进行全反射传输,即第一信号和第二信号是基于第一信息传输的全反射信号,另外,第一信号和第二信号可保持同频传输,以便于后续进行相位差的测量。
[0128] 所谓全反射,是指应答设备接收到载波信号后,将载波信号反射回读写设备,不做信号的吸收处理。
[0129] 实现全反射的调制方式有两类:基于调幅实现全反射;基于非调幅实现全反射,如基于调频实现全反射。其中,基于调幅实现全反射,是基于阻抗匹配/失配来实现,全反射时,应答设备保持失配状态,即阻抗失配且阻抗保持不变,或者,应答设备调制生成第一数据,如全1比特数据通过OOK方式进行调制。基于非调幅实现全反射,是指信号不被吸收的一种反射机制。例如,FSK调制时,发送比特1或0时,信号都需要向外反射信号,需来回切换不同阻抗。本申请实施例中的全反射主要是指基于调幅实现的全反射。
[0130] 全反射包括连续全反射、间断全反射。其中,如图10所示,连续全反射是指用于全反射的时域资源是连续的,比如在第一时间单元至第N时间单元时间内进行全反射。如图11所示,间断全反射是指用于全反射的时域资源不连续,比如在第一时间单元、第三时间单元、……、第N时间单元内进行全反射,在其他时间单元进行调制反射、储能、解调、感知等其他非全反射操作。
[0131] 在本申请的一些实施例中,第一信息可以包括以下至少一项:
[0132] 全反射信号传输资源的信息;
[0133] 全反射信号调制方式的信息;
[0134] 全反射信号调制速率的信息。
[0135] 在本申请实施例中,第一信息用于读写设备指示应答设备进行全反射传输,第一信号和第二信号是基于第一信息传输的全反射信号。通过第一信息可以指示应答设备的传输资源、调制方式、调制速率等内容。
[0136] 第一信息可以包括以下至少一项:
[0137] 1)全反射信号传输资源的信息,用于指示应答设备在怎样的传输资源上传输第一信号和第二信号。可选地,全反射信号传输资源可以包括全反射信号时域资源或全反射信号频域资源。在连续全反射或间断全反射情况下,全反射信号时域资源可以包括两次传输不同的时域资源,或两次传输的持续时域资源;全反射信号频域资源可以包括两次传输相同的频域资源,或两次传输相同的反向散射链路频率(Backscatter Link Frequency,BLF)。
[0138] 可选地,在间断全反射情况下,全反射信号传输资源的信息可以包括以下至少一项:
[0139] 用于进行全反射的时间单元的标识,如包括图11中第一时间单元的标识、第三时间单元的标识、第N时间单元的标识等,通过该标识可知哪些时间单元用于进行全反射;
[0140] 用于进行全反射的时间单元的数量,如数量为3,则可以根据预设规则确定出三个时间单元用于进行全反射;
[0141] 全反射时间单元样式的标识;
[0142] 其中,全反射时间单元样式包括用于进行全反射的时间单元的标识或用于进行全反射的时间单元的数量。可选地,全反射时间单元样式是预定义的。通过全反射时间单元样式的标识可以得到相应的全反射时间单元样式,即可获知哪些时间单元用于进行全反射。
[0143] 2)全反射信号调制方式的信息,用于指示应答设备基于怎样的调制方式进行信号调制生成第一信号和第二信号。可选地,全反射信号调制方式可以包括全反射调制方式,可选地,可以包括基于幅度的全反射调制方式。
[0144] 3)全反射信号调制速率的信息,用于指示应答设备生成第一信号和第二信号的调制速率。可选地,全反射信号调制速率可以包括反向散射链路频率或阻抗切换频率。
[0145] 可选地,在间断全反射情况下,第一信息还可以包括以下至少一项:
[0146] 非全反射信号传输资源的信息;
[0147] 非全反射信号调制方式的信息;
[0148] 非全反射信号编码方式的信息;
[0149] 非全反射信号调制速率的信息。
[0150] 如前所描述的,间断全反射是指用于全反射的时域资源不连续,在部分不连续的时间单元进行全反射,在其他时间单元可以进行调制反射、储能、解调、感知等其他非全反射操作。在这种情况下,第一信息还可以包括非全反射信号传输资源、调制方式、编码方式、调制速率等信息,用于指示应答设备的非全反射操作。
[0151] 第一信息包括以上部分或全部信息,方便对应答设备进行全反射传输进行指示。
[0152] 在本申请的一些实施例中,在读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号之前,该方法还可以包括以下步骤:
[0153] 读写设备向应答设备指示第二信息,第二信息用于指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态,或指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态的时间偏移量。
[0154] 在本申请实施例中,读写设备可以向应答设备指示第二信息,第二信息与第一信息可以承载在同一信号上,或者承载在不同信号上。
[0155] 应答设备接收到第二信息后,可以从非全反射状态切换到全反射状态。或者,应答设备接收到第二信息后,可以在达到第二信息指示的时间偏移量后,从非全发射状态切换到全反射状态。全反射状态可以包括连续全反射状态或间断全反射状态。如图10所示,应答设备在达到时间偏移量后,从非全反射状态切换到全反射状态,进行全反射传输。
[0156] 读写设备向应答设备发送第二信息,先指示应答设备切换到全反射状态,方便应答设备后续根据第一信息进行全反射传输。
[0157] 在本申请的一些实施例中,在读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号之前,该方法还可以包括以下步骤:
[0158] 读写设备向应答设备发送第三信号,第三信号用于调制生成第一信号或第二信号。
[0159] 在本申请实施例中,读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号之前,可以向应答设备发送第三信号,第三信号为载波信号,应答设备接收到第三信号后,可以基于第三信号,全反射调制生成第一信号或第二信号,方便后续读写设备进行相位差的测量。
[0160] 在本申请的一些实施例中,第一信号和第二信号分别有多个,读写设备确定第一信号和第二信号的第一相位差,可以包括以下步骤:
[0161] 读写设备确定多个信号对中每个信号对的第一相位差,每个信号对包括多个第一信号和多个第二信号中的两个信号,不同信号对包括的第一信号或第二信号不同。
[0162] 在本申请实施例中,读写设备从应答设备接收到的第一信号和第二信号分别有多个,不同第一信号的传输资源、调制速率可能不同,不同第二信号的传输资源、调制速率可能不同,多个第一信号和多个第二信号可以组成多个信号对,每个信号对包括两个信号,不同信号对包括的第一信号或第二信号不同。
[0163] 比如,读写设备在第一时间单元接收第一信号1、在第二时间单元接收第二信号1、在第三时间单元接收第一信号2,在第四时间单元接收第二信号2,组成的多个信号对分别为:[第一信号1、第二信号1]、[第一信号1、第一信号2]、[第一信号1、第二信号2]、[第二信号1、第一信号2]、[第二信号1、第二信号2]、[第一信号2、第二信号2]。
[0164] 读写设备可以确定多个信号对中每个信号对的第一相位差。如上例中,读写设备可以分别确定[第一信号1、第二信号1]的第一相位差、[第一信号1、第一信号2]的第一相位差、[第一信号1、第二信号2]的第一相位差、[第二信号1、第一信号2]的第一相位差、[第二信号1、第二信号2]的第一相位差、[第一信号2、第二信号2]的第一相位差。
[0165] 可选地,读写设备确定出每个信号对的第一相位差后,可以将多个第一相位差取平均,得到平均后的第一相位差。
[0166] 第一信号和第二信号分别有多个,读写设备可以确定多个信号对中每个信号对的第一相位差,后续可以基于多个第一相位差得到多个测量结果,如测速结果,再得到测量结果的平均值,提高测量结果的鲁棒性。
[0167] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,读写设备确定第一信号和第二信号的第一相位差,可以包括以下步骤:
[0168] 步骤一:读写设备对第一信号和第二信号进行相位补偿;
[0169] 步骤二:读写设备根据相位补偿后的第一信号和第二信号,确定第一相位差。
[0170] 为方便描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。
[0171] 在本申请实施例中,在间断全反射情况下,部分不连续的时间单元用于进行全反射,其他时间单元用于进行非全反射,由于两次全反射存在间隔时间,会导致相位不连续,所以,需要对第一信号和第二信号进行相位补偿。可选地,可以基于非全反射操作引入的相位做补偿。可选地,可以根据第一信息中非全反射信号调制方式、编码方式、调制速率等,对第一信号和第二信号进行相位补偿。
[0172] 读写设备根据相位补偿后的第一信号和第二信号,确定第一信号和第二信号的第一相位差。有助于提高相位差测量的准确性。
[0173] 在本申请的一些实施例中,在读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号之前,该方法还可以包括以下一项:
[0174] 读写设备向应答设备发送第一信息;
[0175] 读写设备从其他设备接收第一信息。
[0176] 在本申请实施例中,读写设备可以进行第一信息的确定,如可以根据应答设备的能力信息确定第一信息。确定出第一信息后,可以向应答设备发送第一信息,应答设备从读写设备接收第一信息,以方便应答设备基于第一信息进行全反射传输。
[0177] 还可以是其他设备进行第一信息的确定,其他设备可以是不同于读写设备外的其他读写设备,或者网络侧设备。其他设备确定出第一信息后,可以将第一信息发送给读写设备或应答设备,即应答设备从其他设备接收第一信息。读写设备从其他设备接收到第一信息后,可以将第一信息发送给应答设备,应答设备从读写设备接收第一信息。以方便应答设备基于第一信息进行全反射传输。
[0178] 在本申请的一些实施例中,在读写设备从其他设备接收第一信息的情况下,读写设备确定第一信号和第二信号的第一相位差,可以包括以下步骤:
[0179] 第一个步骤:读写设备确定本地频偏引入的相位旋转;
[0180] 第二个步骤:读写设备基于相位旋转,对第一信号和第二信号进行相位补偿;
[0181] 第三个步骤:读写设备根据相位补偿后的第一信号和第二信号,确定第一相位差。
[0182] 为方便描述,将上述三个步骤结合起来进行说明。
[0183] 在本申请实施例中,读写设备为终端,其他设备为网络侧设备或其他读写设备,在读写设备从其他设备接收第一信息的情况下,读写设备可以确定本地频偏引入的相位旋转。
[0184] 可选地,读写设备可以通过多径引入的时延差或通过相关接收机算法分离直接链路信号与第一信号,或直接链路信号与第二信号,然后根据直接链路与第一信号的第二相位差,或直接链路信号与第二信号的第三相位差,确定本地频偏引入的相位旋转。先进行信号分离,再基于分离后信号的相位差,可以准确确定出本地频偏引入的相位旋转。
[0185] 读写设备确定出本地频偏引入的相位旋转后,进一步可以基于相位旋转,对第一信号和第二信号进行相位补偿,然后根据相位补偿后的第一信号和第二信号,确定第一相位差。有助于提高相位差测量准确性。
[0186] 在本申请的一些实施例中,在读写设备确定第一信号和第二信号的第一相位差之后,该方法还可以包括以下步骤:
[0187] 读写设备根据第一相位差,确定应答设备的径向速度。
[0188] 在本申请实施例中,读写设备从应答设备接收到第一信号和第二信号,并确定出第一信号和第二信号的第一相位差之后,可以根据第一相位差,确定应答设备的径向速度。
[0189] 可选地,读写设备可以根据第一相位差以及第一信号和第二信号对应时间单元的时间间隔,确定应答设备的径向速度。
[0190] 可选地,第一信号和第二信号分别有多个,读写设备可以根据第一相位差以及不同第一信号或第二信号对应时间单元的时间间隔,确定多个测速结果,然后基于多个测速结果,确定应答设备的径向速度。
[0191] 举例而言,第一信号和第二信号有多个,多个第一信号和多个第二信号组成多个信号对,每个信号对包括多个第一信号和多个第二信号中的两个信号,读写设备可以分别确定每个信号对的第一相位差,每个信号对包括的两个信号分别对应两个时间单元,具有相应时间间隔,根据每个信号对对应的第一相位差和时间间隔,可以得到每个信号对对应的测速结果。
[0192] 将多个信号对对应的测速结果进行平均,可以得到应答设备的径向速度,这样可以有效提升速度测量的鲁棒性。
[0193] 因为读写设备根据全反射的第一信号和第二信号,可以准确确定出第一相位差,所以再根据第一相位差,可以准确确定出应答设备的径向速度。
[0194] 需要说明的是,读写设备在确定出第一相位差后,还可以进行其他方面的应用,如定位方面的应用,不限定于进行径向速度的测量。
[0195] 在本申请的一些实施例中,读写设备根据第一相位差,确定应答设备的径向速度之后,该方法还可以包括以下步骤:
[0196] 读写设备将应答设备的径向速度发送给其他设备。
[0197] 在本申请实施例中,读写设备在确定应答设备的径向速度之后,还可以将应答设备的径向速度发送给其他设备,如网络侧设备或其他读写设备,以方便其他设备基于应答设备的径向速度进行更多操作。
[0198] 在本申请的一些实施例中,在读写设备确定第一信号和第二信号的第一相位差之后,该方法还可以包括以下步骤:
[0199] 读写设备将第一相位差发送给其他设备。
[0200] 在本申请实施例中,读写设备在确定出第一信号和第二信号的第一相位差之后,可以将第一相位差发送给其他设备,如网络侧设备或其他读写设备。以方便其他设备基于第一相位差进行应答设备的径向速度或其他方面指标的测量。
[0201] 在本申请的一些实施例中,在读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号之前,该方法还可以包括以下步骤:
[0202] 读写设备接收应答设备的能力信息;
[0203] 其中,能力信息包括以下至少一项:
[0204] 载波生成能力信息;
[0205] 频偏能力信息;
[0206] 振荡器能力信息;
[0207] 放大能力信息;
[0208] 调制方式支持信息。
[0209] 在本申请实施例中,在读写设备从应答设备接收第一信号和第二信号之前,可以先接收应答设备的能力信息。可选地,读写设备可以从应答设备接收应答设备的能力信息。可选地,读写设备可以从其他设备接收应答设备的能力信息,即应答设备将能力信息发送给其他设备,再通过其他设备发送给读写设备。
[0210] 应答设备的能力信息可以包括以下至少一项:
[0211] 1)载波生成能力信息,通过载波生成能力信息可以确定应答设备是否具有载波生成能力,具有载波生成能力的设备可称为有源设备,不具有载波生成能力的设备可称为无源设备或半无源设备;
[0212] 2)频偏能力信息,如第一电平持续时间、第一电平切换周期、变容二极管的调频能力、其他与调频能力相关的硬件能力等信息;
[0213] 3)振荡器能力信息,如晶振频率、时钟频率、振荡器稳定性等信息,其中,晶振频率如100MHz的参考时钟源,时钟频率如20MHz的频移能力,振荡器稳定性如20MHz频偏时的频率误差为100ppm;
[0214] 4)放大能力信息,如是否配置有反射放大器,或者下行低噪声放大器;
[0215] 5)调制方式支持信息,如是否支持调幅、调频、调相、高阶调制等调制方式。
[0216] 除了上述信息,还可以包括其他信息,如存储能力、负载阻抗数量及阻抗值、星座点分辨率、误差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)等信息。
[0217] 读写设备可以根据应答设备的能力信息确定第一信息,使得确定的第一信息能够更好地匹配应答设备的能力。
[0218] 为方便理解,下面再通过具体示例对本申请实施例所提供的技术方案进行说明。以下示例中,假设在测量时间内应答设备是匀速运动的,且具有LOS径。
[0219] 示例一:基于应答设备的全反射测相位差
[0220] 本示例的核心思想在于,读写设备指示应答设备第一信息并发送载波信号(或测速参考信号),使应答设备在给定的传输资源上进行全反射。读写设备分别接收应答设备的第一信号和第二信号,测量两个信号的相位差进而确定应答设备的径向速度。其中,第一信号和第二信号是基于应答设备全反射获得的。值得注意的是,第一信号和第二信号应保持同频传输。
[0221] 一种可能过程如下:
[0222] 1)读写设备向应答设备发送第一信息,应答设备根据第一信息获得传输资源、调制方式和调制速率,传输资源如时域资源、频域资源等,调制方式为基于幅度的全反射调制方式;其中,时域资源包括连续全反射情况下第一信号的时域资源、第二信号的时域资源,间断全反射情况下第一信号的时域资源、第二信号的时域资源;频域资源包括第一信号和第二信号的频域资源,还可以包括间断全反射情况下非全反射的频域资源。
[0223] 可选地,第一信息还可以包括时间偏移量,该时间偏移量是应答设备进行全反射之前从非全反射状态切换到全反射状态的时间。
[0224] 可选地,在间断全反射情况下,第一信号或第二信号的时域资源还可以包括全反射时间单元的数量,全反射时间单元也即为全反射资源时机(Resource Occasion,RO);
[0225] 2)应答设备在第一传输资源向读写设备发送第一信号,第一信号是基于应答设备全反射获得的;
[0226] 应答设备在第二传输资源向读写设备发送第二信号,第二信号是基于应答设备全反射获得的;
[0227] 3)读写设备在对应的传输资源分别接收第一信号和第二信号,基于TD‑PDOA方法测速。
[0228] 其中,第一信号和第二信号的产生方式可以是以下任意一种:
[0229] 基于载波信号或测速参考信号反射的;
[0230] 应答设备具有载波生成能力,自主发送第一信号或第二信号。
[0231] 示例二:连续全反射测速获得相位差
[0232] 本示例的核心思想在于,在第一信息指示连续全反射时的传输流程。如图10所示,第一信息指示应答设备在N个时间单元内连续全反射,其中第一时间单元为全反射起始时间,第N时间单元为全反射结束时间,调制方式为基于幅度的全反射调制方式。
[0233] 在配置全反射时域资源之前,还可配置时间偏移量。例如,当应答设备处于储能状态时,对应吸收(匹配)状态;而基于幅度调制的全反射需切换到反射状态(失配)状态且在第一时间单元~第N时间单元内状态保持不变,该时间偏移量指示了应答设备切换状态且达到稳态的时间。值得注意的是,该时间偏移量不是必须的。例如,当应答设备本身处于反射(失配)状态时且对读写设备透明时,可避免对该时间偏移量的配置。
[0234] 读写设备接收第一时间单元~第N个时间单元中任意两个时间单元传输的信号,并测量相位得到相位差,进而进行测速。例如,读写设备分别测量第一时间单元和第N时间单元对应的信号相位得到相位差和时间间隔,进而测量应答设备在这段时间的径向速度。此外,读写设备也可以多次测量得到多个测速结果后进行平均,以提升测速结果的鲁棒性。
例如,读写设备分别测量第一时间单元到第N时间单元对应的信号相位,可得到不同的相位差和对应的测速结果,平均后得到鲁棒性较高的测速结果。
[0235] 示例三:间断全反射测速获得相位差
[0236] 本示例的核心思想在于,在第一信息指示间断全反射时的传输流程。如图11所示,第一信息指示应答设备三个全反射时间单元,在对应的时域资源内应答设备进行全反射,且调制方式为基于幅度的全反射调制方式。
[0237] 图11示出了三个全反射时间单元,也可称为全反射资源时机,实际上,全反射时间单元的资源配置数量取决于接收端的测速鲁棒性和准确度。在非全反射时间单元,应答设备可以进行非全反射操作,如调制反射、储能、解调、感知等。
[0238] 由于两次全反射具有一定的时间间隔,会导致相位不连续,因此,读写设备需对基于非全反射操作引入的相位做补偿。
[0239] 举例而言,读写设备发送第一信息和载波信号或测速参考信号,其中,第一信息包括配置的时域资源,如10个时间单元、频域资源,并指示应答设备三个全反射时间单元分别为第一时间单元、第四时间单元和第十时间单元,全反射时间单元对应的调制方式为基于幅度调制的全反射方式。应答设备接收到第一信息并解调,基于载波信号在固定的全反射时间单元上发送第一信号和第二信号。读写设备接收第一信号和第二信号,根据TD‑PDOA方法测速。
[0240] 例如,应答设备在第一时间单元和第四时间单元分别发送第一信号和第二信号,相位差为π,时间差为500ms,载波频率为900MHz,则应答设备在该时间段内匀速运动时的径向速度为0.167m/s。若考虑三个全反射时间单元,假设第十时间单元发送第三信号,且与第四时间单元的时间差为800ms,第二信号与第三信号相位差为3π/2,则应答设备在该时间段内的径向速度为0.156m/s。考虑整个测量周期,将测速结果平均,得到应答设备的径向速度约为0.16m/s。不同时间单元对应的时域资源数可相同或不同。
[0241] 示例四:双基地架构下的测速方案
[0242] 本示例的核心思想在于,在双基地架构下,基于TD‑PDOA测速方案的传输流程。此外,本示例还考虑接收设备将直接链路信号与第一信号或第二信号进行分离后,求取两路信号的相位差,用于补偿接收设备的非理想因素引入的相位偏移。
[0243] 在双基地架构下,发送设备可以是网络侧设备,如基站,接收设备可以是读写设备,如终端,应答设备可以是标签设备。
[0244] 如图12所示,一种可能过程如下:
[0245] 1)发送设备,如基站向应答设备和接收设备,如终端发送第一信息,第一信息配置了应答设备发送第一信号和第二信号的传输资源,如时域资源、频域资源,并指示应答设备的调制方式和调制速率;
[0246] 可选地,第一信息还包括时间偏移量,该时间偏移量是应答设备进行全反射之前从非全反射状态切换到全反射状态的时间;
[0247] 可选地,在间断全反射情况下,第一信号或第二信号的时域资源还包括全反射时间单元的数量;
[0248] 2)应答设备在第一传输资源向接收设备发送第一信号,第一信号是基于应答设备全反射获得的;
[0249] 应答设备在第二传输资源向接收设备发送第二信号,第二信号是基于应答设备全反射获得的;
[0250] 3)接收设备解调第一信息,并在对应的传输资源分别接收第一信号和第二信号,估计并补偿接收设备本地频偏引入的相位旋转,得到相位差,并基于TD‑PDOA方法测速。
[0251] 可选地,接收设备将测速结果上报给发送设备。
[0252] 可选地,在3)之前,接收设备分离直接链路信号与第一信号,或直接链路信号与第二信号时,可通过多径引入的时延差进行分离,或通过相关接收机算法进行分离。
[0253] 可选地,接收设备根据分离的直接链路信号与第一信号,或直接链路信号与第二信号,求解直接链路信号与第一信号的相位差、直接链路信号与第二信号的相位差,该相位差是接收设备本地频偏引入的相位旋转。
[0254] 可选地,发送设备还可以通过第三方设备将第一信息转发给接收设备,第三方设备如智能超表面(Reconfigurable intelligent surface,RIS)等中继设备。
[0255] 总体而言,当应答设备发送上行信号时,由于阻抗切换不可避免地引入反射系数的相位旋转;而且,在两个不同时刻分别测量相位时,会在两个测量时刻之间出现相位不连续的问题。本申请实施例通过指示应答设备进行全反射,可以有效避免阻抗切换引入的相位旋转问题,另外提供了连续相位测量和间断相位测量相应的传输方案,可有效解决两个测量时刻之间相位不连续的问题。
[0256] 本申请实施例聚焦无源应答设备、半无源应答设备及有源应答设备通过其他设备或环境中的射频信号进行调制等设备类型,可实现高精度定位或高精度测速。
[0257] 相应于图9所示方法实施例,本申请实施例还提供了一种信号处理方法,参见图13所示,该方法可以包括以下步骤:
[0258] S1310:应答设备接收第一信息;
[0259] S1320:应答设备基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号,第一信号和第二信号为全反射信号,用于读写设备确定第一相位差。
[0260] 应用本申请实施例所提供的方法,应答设备接收第一信息,并基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号,第一信号和第二信号为全反射信号,用于读写设备确定第一相位差,通过全反射可以有效避免受到反向散射通信系统存在的多种非理想因素的影响,有效地进行相位差的测量。
[0261] 在本申请的一些实施例中,第一信息包括以下至少一项:
[0262] 全反射信号传输资源的信息;
[0263] 全反射信号调制方式的信息;
[0264] 全反射信号调制速率的信息。
[0265] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,全反射信号传输资源的信息包括以下至少一项:
[0266] 用于进行全反射的时间单元的标识;
[0267] 用于进行全反射的时间单元的数量;
[0268] 全反射时间单元样式的标识;
[0269] 其中,全反射时间单元样式包括用于进行全反射的时间单元的标识或用于进行全反射的时间单元的数量。
[0270] 在本申请的一些实施例中,全反射时间单元样式是预定义的。
[0271] 在本申请的一些实施例中,全反射信号调制方式包括全反射调制方式。
[0272] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,第一信息还包括以下至少一项:
[0273] 非全反射信号传输资源的信息;
[0274] 非全反射信号调制方式的信息;
[0275] 非全反射信号编码方式的信息;
[0276] 非全反射信号调制速率的信息。
[0277] 在本申请的一些实施例中,在应答设备基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号之前,该方法还包括:
[0278] 应答设备接收第二信息,第二信息用于指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态,或指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态的时间偏移量。
[0279] 在本申请的一些实施例中,在应答设备基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号之前,该方法还包括以下一项:
[0280] 应答设备接收第三信号;
[0281] 应答设备基于第三信号,全反射调制生成第一信号或第二信号。
[0282] 在本申请的一些实施例中,应答设备接收第一信息,包括以下一项:
[0283] 应答设备从读写设备接收第一信息;
[0284] 应答设备从其他设备接收第一信息。
[0285] 在本申请的一些实施例中,在应答设备接收第一信息之前,该方法还包括:
[0286] 应答设备发送能力信息;
[0287] 其中,能力信息包括以下至少一项:
[0288] 载波生成能力信息;
[0289] 频偏能力信息;
[0290] 振荡器能力信息;
[0291] 放大能力信息;
[0292] 调制方式支持信息。
[0293] 本申请实施例提供的信号处理方法能够实现图9所示方法实施例实现的各个过程,并达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0294] 本申请实施例提供的信号处理方法,执行主体可以为信号处理装置。本申请实施例中以信号处理装置执行信号处理方法为例,说明本申请实施例提供的信号处理装置。
[0295] 如图14所示,信号处理装置1400可以包括以下模块:
[0296] 第一接收模块1410,用于从应答设备接收第一信号和第二信号,第一信号和第二信号是基于第一信息传输的全反射信号,第一信息用于指示应答设备进行全反射传输;
[0297] 第一确定模块1420,用于确定第一信号和第二信号的第一相位差。
[0298] 应用本申请实施例所提供的装置,从应答设备接收第一信号和第二信号,并确定第一信号和第二信号的第一相位差,第一信号和第二信号是基于第一信息传输的全反射信号,通过全反射可以有效避免受到反向散射通信系统存在的多种非理想因素的影响,有效地进行相位差的测量。
[0299] 在本申请的一些实施例中,第一信息包括以下至少一项:
[0300] 全反射信号传输资源的信息;
[0301] 全反射信号调制方式的信息;
[0302] 全反射信号调制速率的信息。
[0303] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,全反射信号传输资源的信息包括以下至少一项:
[0304] 用于进行全反射的时间单元的标识;
[0305] 用于进行全反射的时间单元的数量;
[0306] 全反射时间单元样式的标识;
[0307] 其中,全反射时间单元样式包括用于进行全反射的时间单元的标识或用于进行全反射的时间单元的数量。
[0308] 在本申请的一些实施例中,全反射时间单元样式是预定义的。
[0309] 在本申请的一些实施例中,全反射信号调制方式包括全反射调制方式。
[0310] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,第一信息还包括以下至少一项:
[0311] 非全反射信号传输资源的信息;
[0312] 非全反射信号调制方式的信息;
[0313] 非全反射信号编码方式的信息;
[0314] 非全反射信号调制速率的信息。
[0315] 在本申请的一些实施例中,信号处理装置1400还包括第一发送模块,用于:
[0316] 在从应答设备接收第一信号和第二信号之前,向应答设备发送第二信息,第二信息用于指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态,或指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态的时间偏移量。
[0317] 在本申请的一些实施例中,信号处理装置1400还包括第二发送模块,用于:
[0318] 在从应答设备接收第一信号和第二信号之前,向应答设备发送第三信号,第三信号用于调制生成第一信号或第二信号。
[0319] 在本申请的一些实施例中,第一信号和第二信号分别有多个,第一确定模块1420,用于:
[0320] 确定多个信号对中每个信号对的第一相位差,每个信号对包括多个第一信号和多个第二信号中的两个信号,不同信号对包括的第一信号或第二信号不同。
[0321] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,第一确定模块1420,用于:
[0322] 对第一信号和第二信号进行相位补偿;
[0323] 根据相位补偿后的第一信号和第二信号,确定第一相位差。
[0324] 在本申请的一些实施例中,信号处理装置1400还包括第三发送模块,用于:
[0325] 在从应答设备接收第一信号和第二信号之前,向应答设备发送第一信息。
[0326] 在本申请的一些实施例中,第一接收模块1410,还用于:
[0327] 从其他设备接收第一信息。
[0328] 在本申请的一些实施例中,在从其他设备接收第一信息的情况下,第一确定模块1420,用于:
[0329] 确定本地频偏引入的相位旋转;
[0330] 基于相位旋转,对第一信号和第二信号进行相位补偿;
[0331] 根据相位补偿后的第一信号和第二信号,确定第一相位差。
[0332] 在本申请的一些实施例中,第一确定模块1420,用于:
[0333] 通过多径引入的时延差或通过相关接收机算法分离直接链路信号与第一信号,或直接链路信号与第二信号;
[0334] 根据直接链路信号与第一信号的第二相位差,或直接链路信号与第二信号的第三相位差,确定本地频偏引入的相位旋转。
[0335] 在本申请的一些实施例中,第一确定模块1420,还用于:
[0336] 在确定第一信号和第二信号的第一相位差之后,根据第一相位差,确定应答设备的径向速度。
[0337] 在本申请的一些实施例中,第一确定模块1420,用于:
[0338] 根据第一相位差以及第一信号和第二信号对应时间单元的时间间隔,确定应答设备的径向速度。
[0339] 在本申请的一些实施例中,第一信号和第二信号分别有多个,第一确定模块1420,用于:
[0340] 根据第一相位差以及不同第一信号或第二信号对应时间单元的时间间隔,确定多个测速结果;
[0341] 基于多个测速结果,确定应答设备的径向速度。
[0342] 在本申请的一些实施例中,信号处理装置1400还包括第四发送模块,用于:
[0343] 在根据第一相位差,确定应答设备的径向速度之后,将应答设备的径向速度发送给其他设备。
[0344] 在本申请的一些实施例中,信号处理装置1400还包括第五发送模块,用于:
[0345] 在确定第一信号和第二信号的第一相位差之后,将第一相位差发送给其他设备。
[0346] 在本申请的一些实施例中,第一接收模块1410,还用于:
[0347] 在从应答设备接收第一信号和第二信号之前,接收应答设备的能力信息;
[0348] 其中,能力信息包括以下至少一项:
[0349] 载波生成能力信息;频偏能力信息;振荡器能力信息;放大能力信息;调制方式支持信息。
[0350] 本申请实施例提供的信号处理装置1400能够实现图9所示方法实施例实现的各个过程,并达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0351] 如图15所示,信号处理装置1500可以包括以下模块:
[0352] 第二接收模块1510,用于接收第一信息;
[0353] 第六发送模块1520,用于基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号,第一信号和第二信号为全反射信号,用于读写设备确定第一相位差。
[0354] 应用本申请实施例所提供的装置,接收第一信息,并基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号,第一信号和第二信号为全反射信号,用于读写设备确定第一相位差,通过全反射可以有效避免受到反向散射通信系统存在的多种非理想因素的影响,有效地进行相位差的测量。
[0355] 在本申请的一些实施例中,第一信息包括以下至少一项:
[0356] 全反射信号传输资源的信息;
[0357] 全反射信号调制方式的信息;
[0358] 全反射信号调制速率的信息。
[0359] 在本申请的一些实施例中,全反射信号传输资源包括全反射信号时域资源或全反射信号频域资源。
[0360] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,全反射信号传输资源的信息包括以下至少一项:
[0361] 用于进行全反射的时间单元的标识;
[0362] 用于进行全反射的时间单元的数量;
[0363] 全反射时间单元样式的标识;
[0364] 其中,全反射时间单元样式包括用于进行全反射的时间单元的标识或用于进行全反射的时间单元的数量。
[0365] 在本申请的一些实施例中,全反射时间单元样式是预定义的。
[0366] 在本申请的一些实施例中,全反射信号调制方式包括全反射调制方式。
[0367] 在本申请的一些实施例中,在间断全反射情况下,第一信息还包括以下至少一项:
[0368] 非全反射信号传输资源的信息;非全反射信号调制方式的信息;非全反射信号编码方式的信息;非全反射信号调制速率的信息。
[0369] 在本申请的一些实施例中,第二接收模块1510,还用于:
[0370] 在基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号之前,接收第二信息,第二信息用于指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态,或指示应答设备从非全反射状态切换到全反射状态的时间偏移量。
[0371] 在本申请的一些实施例中,第二接收模块1510,还用于:
[0372] 在基于第一信息,向读写设备发送第一信号和第二信号之前,接收第三信号;
[0373] 信号处理装置1500还包括生成模块,用于:
[0374] 基于第三信号,全反射调制生成第一信号或第二信号。
[0375] 在本申请的一些实施例中,第二接收模块1510,用于执行以下一项:
[0376] 从读写设备接收第一信息;
[0377] 从其他设备接收第一信息。
[0378] 在本申请的一些实施例中,第六发送模块1520,还用于:
[0379] 在接收第一信息之前,发送能力信息;
[0380] 其中,能力信息包括以下至少一项:
[0381] 载波生成能力信息;频偏能力信息;振荡器能力信息;放大能力信息;调制方式支持信息。
[0382] 本申请实施例提供的信号处理装置1500能够实现图13所示方法实施例实现的各个过程,并达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0383] 如图16所示,本申请实施例还提供一种通信设备1600,包括处理器1601和存储器1602,存储器1602上存储有可在所述处理器1601上运行的程序或指令,例如,该通信设备
1600为读写设备时,该程序或指令被处理器1601执行时实现上述图9所示方法实施例的各个步骤,且能达到相同的技术效果。该通信设备1600为应答设备时,该程序或指令被处理器
1601执行时实现上述图13所示方法实施例的各个步骤,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0384] 本申请实施例还提供一种终端,包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如图9或图13所示方法实施例中的步骤。该终端实施例与上述方法实施例对应,上述方法实施例的各个实施过程和实现方式均可适用于该终端实施例中,且能达到相同的技术效果。具体地,图17为实现本申请实施例的一种终端的结构示意图。
[0385] 该终端1700包括但不限于:射频单元1701、网络模块1702、音频输出单元1703、输入单元1704、传感器1705、显示单元1706、用户输入单元1707、接口单元1708、存储器1709以及处理器1710等中的至少部分部件。
[0386] 本领域技术人员可以理解,终端1700还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池),电源可以通过电源管理系统与处理器1710逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电以及功耗管理等功能。图17中示出的终端结构并不构成对终端的限定,终端可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置,在此不再赘述。
[0387] 应理解的是,本申请实施例中,输入单元1704可以包括图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)17041和麦克风17042,图形处理器17041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元1706可包括显示面板17061,可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板17061。用户输入单元1707包括触控面板17071以及其他输入设备17072中的至少一种。触控面板17071,也称为触摸屏。触控面板17071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备17072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆,在此不再赘述。
[0388] 本申请实施例中,射频单元1701接收来自网络侧设备的下行数据后,可以传输给处理器1710进行处理;另外,射频单元1701可以向网络侧设备发送上行数据。通常,射频单元1701包括但不限于天线、放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。
[0389] 存储器1709可用于存储软件程序或指令以及各种数据。存储器1709可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区,其中,第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外,存储器1709可以包括易失性存储器或非易失性存储器。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read‑Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM,DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM,DRRAM)。本申请实施例中的存储器1709包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
[0390] 处理器1710可包括一个或多个处理单元;可选的,处理器1710集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作,调制解调处理器主要处理无线通信信号,如基带处理器。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1710中。
[0391] 可以理解,本实施例中提及的各实现方式的实现过程可以参照方法实施例的相关描述,并达到相同或相应的技术效果,为避免重复,在此不再赘述。
[0392] 本申请实施例还提供一种网络侧设备,包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如图9所示方法实施例的步骤。该网络侧设备实施例与上述读写设备方法实施例对应,上述方法实施例的各个实施过程和实现方式均可适用于该网络侧设备实施例中,且能达到相同的技术效果。
[0393] 具体地,本申请实施例还提供了一种网络侧设备。如图18所示,该网络侧设备1800包括:天线1801、射频装置1802、基带装置1803、处理器1804和存储器1805。天线1801与射频装置1802连接。在上行方向上,射频装置1802通过天线1801接收信息,将接收的信息发送给基带装置1803进行处理。在下行方向上,基带装置1803对要发送的信息进行处理,并发送给射频装置1802,射频装置1802对收到的信息进行处理后经过天线1801发送出去。
[0394] 以上实施例中读写设备执行的方法可以在基带装置1803中实现,该基带装置1803包括基带处理器。
[0395] 基带装置1803例如可以包括至少一个基带板,该基带板上设置有多个芯片,如图18所示,其中一个芯片例如为基带处理器,通过总线接口与存储器1805连接,以调用存储器
1805中的程序,执行以上方法实施例中所示的网络设备操作。
[0396] 该网络侧设备还可以包括网络接口1806,该接口例如为通用公共无线接口(Common Public Radio Interface,CPRI)。
[0397] 具体地,本发明实施例的网络侧设备1800还包括:存储在存储器1805上并可在处理器1804上运行的指令或程序,处理器1804调用存储器1805中的指令或程序执行图14所示各模块执行的方法,并达到相同的技术效果,为避免重复,故不在此赘述。
[0398] 本申请实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述图9或图13所示方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0399] 其中,所述处理器为上述实施例中所述的终端中的处理器。所述可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。在一些示例中,可读存储介质可以是非瞬态的可读存储介质。
[0400] 本申请实施例另提供了一种计算机程序/程序产品,所述计算机程序/程序产品被存储在存储介质中,所述计算机程序/程序产品被至少一个处理器执行以实现上述图9或图13所示方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0401] 本申请实施例还提供了一种无线通信系统,包括:读写设备及应答设备,所述读写设备可用于执行如上图9所示方法实施例的步骤,所述应答设备可用于执行如上图13所示方法实施例的步骤。
[0402] 需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
[0403] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助计算机软件产品加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。该计算机软件产品存储在存储介质(如ROM、RAM、磁碟、光盘等)中,包括若干指令,用以使得终端或者网络侧设备执行本申请各个实施例所述的方法。
[0404] 上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式的实施方式,这些实施方式均属于本申请的保护之内。

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