在無線通信系統(tǒng)中使用波束成形的通信方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及在通信系統(tǒng)中信號的發(fā)送/接收，并且更具體地，涉及用于在基于波 束成形的無線移動通信系統(tǒng)中通過多個波束發(fā)送/接收信號的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)在支持更高數(shù)據(jù)傳輸速率的方向上研發(fā)了無線通信系統(tǒng)，以便滿足持續(xù)增長 的無線數(shù)據(jù)通信量需求。傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)設(shè)法開發(fā)主要改進頻譜效率以增加數(shù)據(jù)傳輸 速率的技術(shù)。然而，由于對智能電話和平板PC的增長的需求以及基于所述增長的需求的要 求大量的通信量的應(yīng)用程序的爆炸式的增長，對于數(shù)據(jù)通信量的需求迅速的增加。因此，僅 僅通過頻率效率改進技術(shù)，很難滿足無線數(shù)據(jù)通信量需求的極大增長。
[0003] 解決上述問題的一種方法是使用非常寬的頻帶。在用于傳統(tǒng)的移動通信蜂窩系統(tǒng) 的低于10GHz的頻帶中，很難保證寬的頻帶。因此，要求在更高頻帶中保證寬帶頻率。然而， 隨著用于無線通信的傳輸頻率變得更高，傳播路徑損耗也會增加。因此，到達的距離變得更 短，這導(dǎo)致了覆蓋度的減少。減輕傳播路徑損耗和增加到達的距離以便解決上述問題的主 要技術(shù)之一是波束成形技術(shù)。
[0004] 波束成形可以被劃分為由發(fā)送側(cè)執(zhí)行的發(fā)送波束成形和由接收側(cè)執(zhí)行的接收 波束成形。發(fā)送波束成形一般使用多個天線，并在特定方向（也就是，空間）上集中 (concentrate)從各個天線發(fā)送的信號，以便增加方向性（directivity)。多個天線的集合 被稱為陣列天線，而包括在陣列天線中的天線被稱為天線元件（antennaelement)或陣列 元件（arrayelement)。天線陣列可以配置為各種類型，諸如線性陣列和平面陣列。當使用 發(fā)送波束成形時，到達的距離能夠通過信號方向性的增加而增加，并且在除了對應(yīng)方向以 外的任何方向上不發(fā)送信號。結(jié)果，影響另一個用戶的干擾能夠被顯著地降低。
[0005] 接收側(cè)可以通過使用接收陣列天線執(zhí)行接收波束成形。接收波束成形集中所接收 的無線電波以便指向特定方向，增加從該特定方向接收的信號的靈敏度，并排除從另一個 方向接收的信號，以便阻隔干擾信號。
[0006] 為了保證寬的頻帶，超高頻率，即，毫米（mm)波系統(tǒng)被引入。隨著傳輸頻率變得更 高，無線電波的波長變得更短。因此，當天線以半波長間隔被配置時，陣列天線可以由相同 區(qū)域內(nèi)的大量的天線形成。也就是說，操作在超高頻帶的通信系統(tǒng)被很好的定位以應(yīng)用波 束成形技術(shù)，因為與在低頻帶使用波束成形技術(shù)相比較，通信系統(tǒng)能夠獲取相對更高的天 線增益。
[0007] 通過使用波束成形技術(shù)，性能指標，諸如信噪比，能夠通過最大化波束成形增益來 最優(yōu)化，但是由于多徑傳播被降低而不能獲得分集增益。而且，由于根據(jù)在移動站（MS)的 移動性或信道條件和波束被測量/選擇之后直到實際分配為止的延遲的波束信息失配，可 以生成用于波束成形的性能靈敏度。
[0008] 因此，傳統(tǒng)的研究限于確定波束成形加權(quán)系數(shù)，用于通過在應(yīng)用波束成形時最大 化波束成形增益來最優(yōu)化性能指標，諸如接收的SNR。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問題
[0010] 本公開提供了用于在通信系統(tǒng)中發(fā)送/接收信息的方法和裝置。
[0011] 本公開提供了用于在使用波束成形的無線通信系統(tǒng)中疊加（superpose)多個波 束的方法和裝置。
[0012] 本公開涉及用于在基于波束成形的移動通信系統(tǒng)中疊加多個方向上的相鄰波束 的方法和裝置，所述基于波束成形的移動通信系統(tǒng)操作作為基本單位的具有特定波束特性 的波束。
[0013] 本公開提供用于在包括模擬和數(shù)字波束成形的組合的混合波束成形結(jié)構(gòu)中疊加 多個方向上的波束以便將所述波束作為一個疊加的波束來操作的方法和裝置。
[0014] 本公開提供了用于在基于波束成形的無線移動通信系統(tǒng)中基于對用戶的移動性 和信道狀態(tài)的變化特性的估計來疊加多個波束的方法和裝置。
[0015] 技術(shù)方案
[0016] 根據(jù)本公開的一個方面，提供了在無線通信系統(tǒng)中使用波束成形發(fā)送信號的方 法。該方法包括：根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)條件和第二節(jié)點的信道狀態(tài)，確定是否啟用使用通過疊加 第一節(jié)點的多個單波束（unitarybeam)而生成的疊加的波束的波束疊加模式；當確定不 啟用波束疊加模式時，從多個單波束中選擇一個或多個最佳波束；通過所選擇的最佳波束 發(fā)送用于第二節(jié)點的信號；當確定啟用波束疊加模式時，控制第一節(jié)點的波束成形單元以 形成通過疊加多個單波束而生成的疊加的波束；以及通過疊加的波束發(fā)送用于第二節(jié)點的 信號。
[0017] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供了用于在無線通信系統(tǒng)中使用波束成形發(fā)送信號 的裝置。該裝置包括：波束成形控制器，用于根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)條件和第二節(jié)點的信道狀態(tài)， 確定是否啟用使用通過疊加第一節(jié)點的多個單波束而生成的疊加的波束的波束疊加模式， 當確定不啟用波束疊加模式時，從多個單波束中選擇一個或多個最佳波束，并且當確定啟 用波束疊加模式時，控制波束成形系數(shù)；以及波束成形單元，用于通過所選擇的最佳波束發(fā) 送或接收用于MS的信號，根據(jù)波束成形系數(shù)形成通過疊加多個單波束生成的疊加的波束， 并且通過疊加的波束發(fā)送用于第二節(jié)點的信號。
[0018] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供了在無線通信系統(tǒng)中使用波束成形接收信號的方 法。該方法包括：根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)條件和由第二節(jié)點測量的信道狀態(tài)，確定是否啟用使用通 過疊加第一節(jié)點的多個單波束而生成的疊加的波束的第一節(jié)點的波束疊加模式；當確定不 啟用波束疊加模式時，測量第一節(jié)點的多個單波束的信道質(zhì)量，并基于信道質(zhì)量測量選擇 一個或多個最佳波束；向第一節(jié)點報告指示所選擇的最佳波束的信道質(zhì)量測量的信道質(zhì)量 信息（CQI);當確定啟用波束疊加模式時，估計預(yù)定數(shù)量的相鄰單波束的總體信道質(zhì)量測 量；以及向第一節(jié)點報告指控相鄰單波束的總體信道質(zhì)量測量的第二CQI。
[0019] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供了用于在無線通信系統(tǒng)中使用波束成形接收信號 的裝置。該裝置包括：波束成形控制器，用于根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)條件和由第二節(jié)點測量的信道 狀態(tài)，確定是否啟用使用通過疊加第一節(jié)點的多個單波束而生成的疊加的波束的第一節(jié)點 的波束疊加模式，當確定不啟用波束疊加模式時，測量第一節(jié)點的多個單波束的信道質(zhì)量， 并基于信道質(zhì)量測量選擇一個或多個最佳波束，并且當確定啟用波束疊加模式時，估計預(yù) 定數(shù)量的相鄰單波束的總體信道質(zhì)量測量；以及發(fā)送器，用于向第一節(jié)點報告指示所選擇 的最佳波束的信道質(zhì)量測量的第一信道質(zhì)量信息（CQI)，并且向第一節(jié)點報告指示相鄰單 波束的總體信道質(zhì)量測量的第二CQI。
【附圖說明】
[0020] 圖1示出了根據(jù)本公開的實施例的基于波束成形的信號發(fā)送/接收的場景的示 例；
[0021] 圖2是示出根據(jù)本公開的實施例的用于支持波束成形的BS的發(fā)送側(cè)的物理層 (PHY)的框圖；
[0022] 圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的在BS和MS之間的基于波束成形的通信的場景 的示例；
[0023] 圖4示出了多個單波束的示例；
[0024] 圖5示出了根據(jù)本公開的實施例的疊加的波束的波束圖案（beampattern)的示 例；
[0025] 圖6示出了根據(jù)本公開的實施例的用于參考信號發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)的示例；
[0026] 圖7是示出根據(jù)本公開的實施例的操作波束疊加模式的BS的操作的流程圖；
[0027] 圖8是示出根據(jù)本公開的實施例的操作波束疊加模式的MS的操作的流程圖；
[0028] 圖9(包括圖9A和圖9B)示出了根據(jù)本公開的實施例的發(fā)送/接收波束成形結(jié)構(gòu) 的示例；
[0029] 圖10和圖11示出了根據(jù)本公開的實施例的通過疊加兩個相鄰波束和三個相鄰波 束而生成的疊加的波束的波束圖案；以及
[0030] 圖12 (包括圖12A和圖12B)是示出根據(jù)本公開的另一個實施例的操作波束疊加 模式的MS的操作的流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 以下，將參考附圖描述本公開的示范性實施例。而且，在本公開的以下描述中，當 對于這里所結(jié)合的已知功能和配置的詳細描述造成本公開的主題不清楚時，其將被省略。 將在以下描述的術(shù)語是考慮到本公開中的功能而定義的術(shù)語，并且可以根據(jù)用戶、用戶的 意圖、或者習(xí)慣而