[发明专利]用于估计无线通信网络中信号遮蔽障碍物和信号反射器的位置的系统和方法

说明书

公开了用于估计无线通信网络中信号遮蔽障碍物的位置的系统和方法。所述方法包括：网络设备从用户设备(User Equipment，UE)接收相邻UE的标识，其中，所述UE已通过非视距(non‑line‑of‑sight，NLoS)侧行链路传输从相邻UE接收参考信号。所述方法还包括：根据与所述NLoS侧行链路传输关联的UE的位置信息，估计信号遮蔽障碍物的位置；根据至少一个信号遮蔽障碍物的估计位置，配置所述网络设备与至少一个UE之间的通信。

本申请要求于2019年11月26日递交的申请号为16/695,909、发明名称为“用于估计无线通信网络中信号遮蔽障碍物和信号反射器的位置的系统和方法(SYSTEMS ANDMETHODS FOR ESTIMATING LOCATIONS OF SIGNAL SHADOWING OBSTRUCTIONS AND SIGNALREFLECTORS IN A WIRELESS COMMUNICATIONS NETWORK)”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明大体上涉及无线通信，并且在特定实施例中，涉及用于估计无线通信网络中信号遮蔽障碍物和信号反射器的位置的系统和方法。

背景技术

在蜂窝网络等无线通信网络中，诸如建筑物和自然地理特征之类的障碍物可以反射、散射或遮蔽网络中发送器和接收器之间的信号传播。这些障碍物可以视为被动的，因为信号既不源自于这些障碍物，也不终止于这些障碍物。在实现波束成形以引导波束并配置传输参数的当今蜂窝网络中，缺乏障碍物的位置和范围信息使得波束成形成为一个基本上盲目的过程，仅在传输较弱或完全传输失败时才能做出反应。

目前，传输波束成形以模拟波束控制过程的形式实现，在该过程中，通过调整发射天线处的天线相位来控制固定波束宽度的波束穿过环境。波束控制本质上是一个分时过程：发送器在每个角度分段停留一段时间，以便在移动到下一分段之前向该分段内的用户设备(user equipment，UE)进行传输。当波束被遮蔽时，接收信号的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)通常显著下降，导致误码率(bit error rate，BER)增加。在BER增加之后，发送器可以通过增加传输功率进行补偿，但这仅可在事后解决问题。结果，可能会发生数据包丢包或延迟；对于此问题，当前的补救措施是对网络施加反馈开销，进而引起传输功率反应式地增加。

蜂窝网络通常在有很多障碍物的区域中运行，障碍物导致形成高度多径的传输环境。障碍物不仅反射发送器和接收器之间的传播信号，而且还可能削弱或完全阻断信号。障碍物引起的RF信号衰减可能大于信号传播距离引起的路径损耗效应。

为了提高频谱效率并更好地控制传输环境中的干扰模式，已经减小蜂窝网络中的小区大小。此外，对于高度移动的UE，需要更频繁地切换基站之间的通信，以确保UE连接不被中断。通常在远离发送器的网络设备中管理此切换过程，这会导致额外的网络延迟和负担，因为UE应该仍然不知道分离/重新附接过程。

尽管遮蔽和反射都是电磁波与原子和分子相互作用引起的，但这两者是两种独立的传播现象，这两种现象降低了无线通信系统中的通信质量。遮蔽对通信的影响在于，由于各种大小的障碍物导致通信链路衰减，引起间歇性功率预算损耗。反射对通信的影响在于，在发送器和接收器之间的多个路径上传播的信号之间造成多径干扰。

可以通过采用卫星图像、视频图像扫描、红外成像、RADAR、LIDAR等传感技术来确定一些遮蔽和反射障碍物的位置。然而，这些技术的实现成本昂贵，并且不可扩展。另外，简单地确定障碍物的物理位置可能无法提供以蜂窝无线频率通信所必需的信息。障碍物根据其构成成分(例如，混凝土建筑物与木建筑物中的钢筋用量)而存在显著差异。仅根据上述传感技术中使用的光波、超声波、太赫兹波等确定的障碍物的物理位置，可能难以确定障碍物对微波和毫米波通信的信号传输的影响。

发明内容