用于在無線通信系統(tǒng)中同步并獲得系統(tǒng)信息的裝置及方法
【專利摘要】提供了在無線通信系統(tǒng)中獲取同步和系統(tǒng)信息的基站和終端使用方法。一種基站的操作方法包括：生成要通過同步信道（SCH）發(fā)送的同步信號，生成要通過廣播信道（BCH）發(fā)送的廣播信號，以及通過利用不同的發(fā)送波束對所述信道執(zhí)行波束形成來重復(fù)地發(fā)送所述SCH和所述BCH。
【專利說明】用于在無線通信系統(tǒng)中同步并獲得系統(tǒng)信息的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及無線通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足對無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量不斷增長的需求，無線通信系統(tǒng)正處于支持更高數(shù)據(jù)傳送速率的發(fā)展過程中?，F(xiàn)在正在被商用化的第四代(4G)系統(tǒng)的技術(shù)正被發(fā)展為從總體上提高頻譜效率以增加數(shù)據(jù)傳送速率。然而，提高頻譜效率的技術(shù)不足以滿足對無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的爆炸性增長的需求。
[0003]在解決上述問題的一個方法中，使用了相當(dāng)寬的頻帶。目前，在傳統(tǒng)的移動通信蜂窩式系統(tǒng)中使用的頻帶通常小于或等于10千兆赫(GHz)，因此確保寬頻帶是很困難的。因此，需要在更高頻帶下確保寬帶頻率。然而，用于無線通信的頻率越高，傳播路徑損耗越大。因此，傳播距離相對較短，這導(dǎo)致覆蓋范圍減小。作為解決該問題的方法，波束形成技術(shù)被用來減小傳播路徑損耗并增加傳播距離。
[0004]波束形成可以分為在發(fā)送端執(zhí)行的發(fā)送(TX)波束形成以及在接收端執(zhí)行的接收(RX)波束形成。通常，TX波束形成通過使用多個天線允許傳播所到達的區(qū)域密集地定位在特定方向上來增加方向性。在這種情況下，多個天線的聚合可以被稱為天線陣列，并且包括在陣列中的每個天線可以被稱為陣列元素。所述天線陣列可以以諸如線性陣列、平面陣列等等的各種形式來配置。TX波束形成的使用導(dǎo)致信號方向性的增加，從而增加了傳播距離。此外，因為信號幾乎不在除了方向性方向之外的方向上發(fā)送，所以明顯地減小了作用于另一個接收端的信號干擾。接收端可以通過使用RX天線陣列來對RX信號執(zhí)行波束形成。RX波束形成通過允許傳播被集中到特定方向上來減小在特定方向上發(fā)送的RX信號強度，并且從RX信號中排除在除了所述特定方向之外的方向上發(fā)送的信號，從而提供了阻擋干擾信號的效果。
[0005]如上所述，為了促進寬頻帶，可以引入超高頻帶，即毫米(mm)波系統(tǒng)。在這種情況下，對波束形成技術(shù)加以考慮以克服傳播路徑損耗。在該技術(shù)中，受到波束形成的信號從初始接入時間點開始就被發(fā)送和接收。因此，需要用于用戶終端在執(zhí)行波束形成的環(huán)境中獲得同步和系統(tǒng)息的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上面論述的現(xiàn)有技術(shù)的不足，主要目標(biāo)是至少提供下述優(yōu)點。因此，本公開的方面將提供用于在無線通信系統(tǒng)中通過使用受到波束形成的同步信道(SCH)來獲得同步的裝置及方法。
[0007]本公開的另一個方面將提供用于在無線通信系統(tǒng)中從受到波束形成的廣播信道(BCH)中獲得系統(tǒng)信息的裝置及方法。
[0008]本公開的另一個方面將提供用于通過使用SCH來確定優(yōu)選發(fā)送波束和優(yōu)選接收波束的裝置及方法。[0009]本公開的另一個方面將提供用于在無線通信系統(tǒng)中通過使用系統(tǒng)信息來獲得幀同步的裝置及方法。
[0010]依據(jù)本公開的方面，提供一種操作無線通信系統(tǒng)中的基站的方法。所述方法包括:生成要通過SCH發(fā)送的同步信號，生成要通過BCH發(fā)送的廣播信號，以及通過利用不同的發(fā)送波束對所述信道執(zhí)行波束形成來重復(fù)地發(fā)送SCH和BCH。
[0011]依據(jù)本公開的另一個方面，提供一種操作無線通信系統(tǒng)中的終端的方法。所述方法包括:檢測通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送的SCH中的至少一個；以及通過使用通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送的BCH中的至少一個來獲得系統(tǒng)信息。
[0012]依據(jù)本公開的另一個方面，提供一種無線通信系統(tǒng)中的基站裝置。所述裝置包括調(diào)制解調(diào)器，所述調(diào)制解調(diào)器被配置成生成要通過SCH發(fā)送的同步信號并且生成要通過BCH發(fā)送的廣播信號。所述裝置還包括波束形成單元，所述波束形成單元被配置成利用不同的發(fā)送波束對所述SCH和所述BCH執(zhí)行波束形成。所述裝置還包括控制器，所述控制器被配置成重復(fù)地發(fā)送利用不同的發(fā)送波束進行波束形成的SCH和BCH。
[0013]依據(jù)本公開的另一個方面，提供一種無線通信系統(tǒng)中的終端裝置。所述裝置包括調(diào)制解調(diào)器，所述調(diào)制解調(diào)器被配置成檢測通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送SCH中的至少一個。所述裝置還包括控制器，所述控制器被配置成通過使用通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送的BCH中的至少一個來獲得系統(tǒng)信息。
[0014]在下面進行對發(fā)明的詳細描述之前，陳述貫穿本專利文件中所使用的某些詞匯和短語的定義會是有利的:術(shù)語“包括”和“包含”及其派生詞含義是沒有限制的包括；術(shù)語“或”是包括性的，意思是和/或；短語“與…相關(guān)聯(lián)”和“與其相關(guān)聯(lián)”及其派生詞的含義可以是包括、被包括在內(nèi)、與…互連、包含、被包含在內(nèi)、連接到或與…連接、I禹接到或者與…耦接、可與…通信、協(xié)同、交織、并列、接近于、綁定到或與…綁定、具有、具有…的性質(zhì)等等；并且術(shù)語“控制器”含義是控制至少一個操作的任意設(shè)備、系統(tǒng)或它們的一部分，這樣的設(shè)備可以在硬件、固件或軟件或者 硬件、固件和軟件中至少兩種的某種組合中實現(xiàn)。應(yīng)該注意到，與任意特定控制器相關(guān)聯(lián)的功能可以是集中的或者分布式的，或者位于本地或者是遠程地。提供特定詞匯和短語的定義以用于本專利文件的通篇文檔，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，即便不是在大多數(shù)情形下，那么在許多情形下，這些定義也適用于現(xiàn)有的以及將來的對這些所定義詞匯和短語的使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更全面地理解本公開及其優(yōu)點，現(xiàn)提供結(jié)合附圖的以下描述，附圖中，同樣的參考標(biāo)記表示同樣的部分:
[0016]圖1A和圖1B圖示了根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)結(jié)構(gòu)的示例；
[0017]圖2圖示了根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的同步信道(SCH)和廣播信道(BCH)的示例結(jié)構(gòu)；
[0018]圖3圖示了根據(jù)本公開的實施例的在無線通信系統(tǒng)中通過使用SCH來確定接收波束的方法；
[0019]圖4是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站的操作的流程圖；[0020]圖5是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的終端的操作的流程圖；
[0021]圖6是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站的結(jié)構(gòu)的框圖；以及
[0022]圖7是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的終端的結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面論述的圖1A到圖7以及在本專利文件中用來描述本公開原理的各種實施例僅僅是示例性的，并不應(yīng)以限制本公開范圍的任意方式進行解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在任何適當(dāng)布置的無線網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)本公開的原理。
[0024]本公開涉及用于在無線通信系統(tǒng)中同步并獲得系統(tǒng)信息的裝置及方法。下文中描述的本公開涉及在無線通信系統(tǒng)中從受到波束形成的同步信道(SCH)中獲得同步以及從廣播信道(BCH)中獲得系統(tǒng)信息的技術(shù)。
[0025]所述SCH是輸送用于獲得終端的時間/頻率同步的同步信號的資源時段，并且在幀上具有預(yù)設(shè)的固定位置。所述同步信號由預(yù)先約定的序列組成，并且也可以被稱為前導(dǎo)碼(preamble)、中導(dǎo)碼(midamble)等等。在以下描述中,諸如“SCH被發(fā)送/接收”、“同步信號被發(fā)送/接收”等等的說明被用于相同的含義。
[0026]所述BCH是輸送用來訪問系統(tǒng)并與系統(tǒng)通信的系統(tǒng)信息的資源時段，并且在幀上具有預(yù)設(shè)的固定位置。所述BCH也可以被稱為幀頭、超幀頭等等。在以下描述中，諸如“BCH被發(fā)送/接收”、“廣播信號被發(fā)送/接收”等等的說明被用于相同的含義。
[0027]通常，移動通信系統(tǒng)采用“小區(qū)”的概念。因此，當(dāng)終端從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時執(zhí)行切換過程。雖然具體情況可以取決于系統(tǒng)特性而不同，但是一個基站(BS)通常通過使用多個扇形天線來形成多個扇形。此外，“天線區(qū)域”在本公開中被定義為小區(qū)的從屬概念。天線區(qū)域是在其中執(zhí)行波束形成的區(qū)域性單元。在一個小區(qū)中，天線區(qū)域通過天線標(biāo)識符(ID)來區(qū)分。分配給每個TX波束的波束索引在一個天線區(qū)域中是唯一的。對于每個天線區(qū)域，可以分配至少一個射頻(RF)鏈和天線區(qū)域，或者可以以劃分的方式分配屬于一個天線陣列的天線元素。下文中，為了解釋方便，用于一個天線區(qū)域的至少一個天線的組被稱為‘天線群’。即，對于一個天線區(qū)域，分配一個天線群。多個天線群在物理上可以被布置在相同的空間中或者分別的空間中。
[0028]圖1A和圖1B圖示了根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)結(jié)構(gòu)的示例。圖1A圖示了每個小區(qū)具有一個天線區(qū)域的結(jié)構(gòu)，并且圖1B圖示了每個小區(qū)具有兩個天線區(qū)域的結(jié)構(gòu)。參照圖1A和圖1B，BS操作三個小區(qū)，并且每個天線區(qū)域支持三個TX波束。當(dāng)發(fā)送SCH或者BCH時，如圖1A中所示，BS改變一個小區(qū)中的TX波束并且跨三個單位時間時段發(fā)送三個信號。可替換地，如圖1B中所示，BS可以改變一個小區(qū)中的TX波束并且跨三個單位時間時段發(fā)送六個信號。即，因為在圖1B中所示的實施例中，屬于不同天線區(qū)域的兩個信號是空分復(fù)用的，所以BS可以通過使用不同的天線群同時發(fā)送天線區(qū)域-O和天線區(qū)域-1中的信號。
[0029]如果每個天線區(qū)域具有相同數(shù)量的TX波束，則天線區(qū)域的數(shù)量越大，系統(tǒng)通過使用窄波束可以執(zhí)行的通信越高效?？商鎿Q地，如果每個小區(qū)具有相同數(shù)量的TX波束，則天線區(qū)域的數(shù)量越大，系統(tǒng)傳輸SCH和BCH所需的資源量越少。雖然圖1A和圖1B中描述了每個天線區(qū)域具有三個TX波束，但是根據(jù)本公開的另一個實施例，可以使用具有更窄的波束的四個或更多個TX波束。
[0030]圖2圖示了根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的SCH和BCH的示例結(jié)構(gòu)。圖2中假定支持五個TX波束。
[0031]參照圖2，幀210包括多個子幀220。子幀220被劃分成下行鏈路(DL)時段232和上行鏈路(UL)時段234。雖然在圖2中，DL時段232和UL時段234在時間軸上劃分，但是根據(jù)本公開的另一個實施例，DL時段232和UL時段234可以在頻率軸上劃分。DL時段232的一些部分被定義為SCH/BCH時段240。SCH/BCH時段240被周期性地包括。在圖2的實施例中，SCH/BCH時段存在于每個幀中。
[0032]SCH/BCH時段240位于DL時段232的后面部分。即，位于SCH/BCH時段240的最后部分的BCH-4的最后碼元264是DL時段232的最后碼元。因此，幀210的同步可以通過確定最后的BCH264的位置來獲得。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，SCH/BCH時段240可以以分布式的方式布置在子幀220或者幀210中，或者可以位于DL時段232的前面或者中間部分而非位于其后面部分。此外，根據(jù)本公開的另一個實施例，包括在一個DL時段232中的SCH/BCH時段240的數(shù)量可以是多個。
[0033]SCH/BCH 時段 240 包括多個 SCH250-254 以及多個 BCH260-264。一個 SCH 與一個BCH彼此配對。包括在一對中的SCH和BCH是利用TX波束在相同方向上波束形成的。SP，SCH-0250和BCH-0260是在TX波束中、在相同方向上波束形成的。此外，包括在一個幀210中的五個SCH/BCH對是利用TX波束在不同的方向上波束形成的。SCH/BCH對的數(shù)量可以取決于BS支持的TX波束數(shù)量而變化。在圖2中，彼此配對的一個SCH和一個BCH在時間軸上相鄰。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，彼此配對的SCH和BCH可以彼此間隔開預(yù)設(shè)數(shù)量的碼元的長度。例如，多個SCH250-254可以連續(xù)地布置，并且多個BCH260-264可以連續(xù)地布置。此外，根據(jù)本公開的另一個實施例，多個SCH250-254可以由分別區(qū)分為主SCH和輔SCH的兩個碼元組成。
[0034]通過SCH250-254發(fā)送的同步信號指示小區(qū)ID。此外，如果如圖1B中所示存在多個天線區(qū)域，則同步信號還可以指示天線區(qū)域ID。小區(qū)ID和天線區(qū)域ID可以通過使用構(gòu)成同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、同步信號的加擾碼、以及覆蓋碼(covering code)中的至少一個來指示。
[0035]此外，SCH250-254輸送通過使用不同的TX波束波束形成的同步信號，并且所述不同的TX波束通過使用波束ID來標(biāo)識。根據(jù)本公開的一個實施例，波束ID可以通過使用SCH250-254來指示。例如，波束ID可以通過使用構(gòu)成同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、同步信號的加擾碼、以及覆蓋碼中的至少一個來指示。根據(jù)本公開的另一個實施例，波束ID可以被包括在通過BCH260-264發(fā)送的系統(tǒng)信息中。在這種情況下，被應(yīng)用到SCH-0250的TX波束的波束ID被包括在通過BCH-0260發(fā)送的系統(tǒng)信息中。如果波束ID是通過BCH260-264發(fā)送的，則同步信號具有相對簡單的結(jié)構(gòu)，因此獲得同步的過程變成簡單和清楚。否則，如果波束ID是通過SCH250-254指示的，則相同的系統(tǒng)信息通過全部BCH260-264來發(fā)送。在這種情況下，因為從系統(tǒng)信息生成相同的物理信號，所以終端可以通過組合通過BCH260-264接收到的信號來獲得解碼增益。然而，即使波束ID是通過BCH260-264發(fā)送的，當(dāng)波束ID被用作系統(tǒng)信息的加擾碼而不是系統(tǒng)信息的一個信息項時，終端也可以在執(zhí)行解擾之后通過組合信號來增加解碼增益。[0036]為了獲得終端的幀同步，系統(tǒng)信息包括能夠確定SCH/BCH時段240的邊界的信息。SCH/BCH時段240在幀中具有固定位置。因此，當(dāng)SCH/BCH時段240的位置可以被知道時，終端可以確定幀的邊界。終端可以檢測利用不同的TX波束波束形成的SCH250到254中的至少一個。然而，一個SCH不足以準(zhǔn)確地知道SCH/BCH時段240的邊界。這是因為所述終端不能知道除了終端本身檢測到的SCH之外的SCH的數(shù)量。因此，在通過使用系統(tǒng)信息確定SCH的數(shù)量之后，換句話說，在確定BS支持的波束數(shù)量之后，終端可以通過使用TX波束的數(shù)量來確定除了終端本身檢測到的SCH之外的SCH的數(shù)量，并且可以確定SCH/BCH時段240的邊界。例如，如圖2中所示，如果SCH/BCH時段240的最后碼元是DL時段232的最后碼元，則檢測到SCH-2252的終端通過使用系統(tǒng)信息確認TX波束的數(shù)量是五個，并且確定在SCH-2252之后還存在兩個SCH。因此，終端可以確定SCH/BCH時段240的最后碼元位置，并且可以確定DL時段232的結(jié)束邊界。如果SCH/BCH時段240和子幀220的邊界之間的位置關(guān)系不是預(yù)設(shè)的，則SCH/BCH時段240和子幀220的邊界之間的位置關(guān)系可以通過使用系統(tǒng)信息來輸送。
[0037]圖2中圖示了一個DL時段232和一個UL時段234被包括在子幀220的范圍內(nèi)，并且多個子幀220的組對應(yīng)于幀210。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，子幀220可以被稱為幀，并且?guī)?10可以被稱為超幀。
[0038]圖3圖示了根據(jù)本公開的實施例的在無線通信系統(tǒng)中通過使用SCH來確定RX波束的方法。圖3中假定BS支持四個TX波束，并且終端支持四個RX波束。
[0039]參照圖3，BS在每個幀中周期性地發(fā)送SCH。S卩，每個幀包括SCH的一個TX時段。在這種情況下，在一個幀期間，BS通過使用可支持的TX波束來向SCH應(yīng)用波束形成。換句話說，BS在每個幀中發(fā)送SCH四次，并且四個SCH利用TX波束A311、TX波束B312、TX波束C313和TX波束D314被波束形成。
[0040]因此，終端改變每個幀中的RX波束并且跨多個幀接收SCH。對于一個示例，如果終端僅僅具有一個RX RF鏈，則終端通過在每個幀中使用一個RX波束來執(zhí)行波束形成，并且在四個幀期間僅接收SCH。S卩，如圖3中所示，終端通過在幀η中使用RX波束Α321、在幀η+1中使用RX波束Β322、在幀η+2中使用RX波束C323以及在幀η+3中使用RX波束D324來執(zhí)行RX波束形成。另舉一例，如果終端具有兩個RX鏈，則終端通過使用兩個RX波束來在每個幀中執(zhí)行波束形成，并且在兩個幀期間接收SCH。S卩，如圖3中所示，終端通過在幀η中使用RX波束Α321和RX波束Β322、在幀η+1中使用RX波束C323和RX波束D324來執(zhí)行RX波束形成。
[0041]通過使用上述過程，終端通過組合所有TX波束和RX波束來接收SCH。因此，終端可以將使RX信號強度最大化的一個組合確定為最佳TX波束和最佳RX波束。
[0042]BS中使用的TX波束的波束寬度不限于圖3的實施例。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，終端可以通過以逐步的方式使用具有不同波束寬度的TX波束來確定最佳TX波束。
[0043]下文中，將參照附圖詳細描述使用具有上述結(jié)構(gòu)的SCH和BCH的終端和BS的操作和結(jié)構(gòu)。
[0044]圖4是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的BS的操作的流程圖。
[0045]參照圖4，BS在塊401中生成同步信號。所述同步信號是包括通過SCH發(fā)送的預(yù)設(shè)序列的信號。所述同步信號指示小區(qū)ID。當(dāng)BS操作一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域時，所述同步信號還指示天線區(qū)域ID。在這種情況下，BS針對各個天線區(qū)域生成不同的同步信號。此外，根據(jù)本公開的一個實施例，所述同步信號可以指示要應(yīng)用的TX波束ID。在這種情況下，BS針對各個要應(yīng)用的TX波束生成不同的同步信號。小區(qū)ID、天線區(qū)域ID和TX波束ID可以通過使用構(gòu)成同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、同步信號的加擾碼、覆蓋碼等等中的至少一個來指示。根據(jù)本公開的另一個實施例，所述TX波束ID可以通過BCH來指示，并且在這種情況下，所述同步信號不指示要應(yīng)用的TX波束ID。
[0046]在塊403中，BS對系統(tǒng)信息進行編碼。換句話說，BS生成要通過BCH發(fā)送的廣播信號。所述系統(tǒng)信息包括終端用來訪問BS的配置信息、系統(tǒng)參數(shù)等等。例如，所述系統(tǒng)信息可以包括用于報告BS支持的TX波束數(shù)量的信息、能夠確定SCH/BCH時段的邊界的信息等等。如果SCH/BCH時段在幀上的邊界位置不是預(yù)設(shè)的，則所述系統(tǒng)信息還可以包括用于報告SCH/BCH時段在幀上的邊界位置的信息。根據(jù)本公開的一個實施例，如果TX波束ID是由SCH指示的，則廣播信號對于每個TX波束不是不同的，而是對于每個TX波束是相同的。可替換地，根據(jù)本公開的另一個實施例，如果所述TX波束ID是通過BCH來指示的，則所述廣播信號對于每個TX波束是不同的。具體來說，所述TX波束ID可以被包括作為系統(tǒng)信息的一個信息項，或者可以以被應(yīng)用到系統(tǒng)信息的加擾碼的形式來指示。
[0047]在塊405中，BS通過使用不同的TX波束對信號執(zhí)行波束形成來重復(fù)地發(fā)送同步信號和廣播信號。換句話說，在一個SCH/BCH時段期間，BS發(fā)送利用不同的TX波束波束形成的SCH和BCH。因此，一個SCH/BCH時段包括SCH和BCH的對，所述對的數(shù)量達BS支持的TX波束的數(shù)量。在這種情況下，當(dāng)BS操作一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域時，BS在所述天線區(qū)域中同時發(fā)送SCH和BCH。即，因為天線區(qū)域可以被獨立地進行波束形成，所以BS對每個天線區(qū)域形成一個TX波束，即，同時形成數(shù)量達天線區(qū)域數(shù)量的TX波束。
[0048]在塊407中，BS確定SCH/BCH的TX時段是否結(jié)束。例如，所述SCH/BCH的TX時段可以是子幀、幀或者超幀。即，SCH/BCH時段被周期性地布置，并且在幀中具有固定位置。當(dāng)SCH/BCH的TX時段結(jié)束時，過程返回到塊401。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，先前生成的同步信號和廣播信號可以被重用。在這種情況下，過程返回到塊405。
[0049]雖然圖4中未示出，但是BS還可以執(zhí)行從接收SCH和BCH的終端接收對優(yōu)選TX波束ID的反饋的過程。在這種情況下，BS識別終端的優(yōu)選TX波束，并且在執(zhí)行調(diào)度時使用終端的優(yōu)選TX波束。
[0050]圖5是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的終端的操作的流程圖。
[0051]參照圖5，終端在塊501中通過使用SCH來確定優(yōu)選TX波束和優(yōu)選RX波束。SCH被周期性地發(fā)送，并且在一個時段期間，利用不同的TX波束波束形成的SCH被重復(fù)地發(fā)送。例如，SCH的TX時段可以是幀或者超幀。因此，因為終端在多個時段期間改變每個時段中的RX波束并且接收SCH，所以終端可以通過組合所有TX波束和RX波束來接收SCH。因此，終端可以將使RX信號強度最大化的一個組合確定為優(yōu)選TX波束和優(yōu)選RX波束。在這種情況下，終端可以同時應(yīng)用的RX波束的數(shù)量可以取決于包括在終端中的RX RF鏈的數(shù)量而變化。
[0052]在塊503中，終端通過使用SCH來獲得小區(qū)ID、天線區(qū)域ID以及TX波束ID中的至少一個。通過SCH接收到的同步信號指示小區(qū)ID。當(dāng)BS操作一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域時，所述同步信號還指示天線區(qū)域ID。此外，根據(jù)本公開的一個實施例，所述同步信號可以指示TX波束ID。小區(qū)ID、天線區(qū)域ID和TX波束ID可以通過使用構(gòu)成同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、同步信號的加擾碼、覆蓋碼等等中的至少一個來指示。即，終端可以通過使用檢測到的同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、檢測到的同步信號的加擾碼、覆蓋碼等等中的至少一個來標(biāo)識小區(qū)ID、天線區(qū)域ID和TX波束ID中的至少一個。根據(jù)本公開的另一個實施例，TX波束ID可以通過使用BCH來指示。在這種情況下，所述同步信號不指示要應(yīng)用的TX波束ID。
[0053]在塊505中，終端對BCH進行解碼。BCH與SCH配對。BCH是利用與跟所述BCH配對的SCH相同的TX波束波束形成的。BCH與跟所述BCH配對的SCH間隔開與預(yù)設(shè)的碼元數(shù)量相對應(yīng)的距離。例如，如圖2中所示，彼此配對的SCH和BCH可以以連續(xù)的方式布置。因此，檢測同步信號的終端可以根據(jù)同步信號確定利用相同的TX波束波束形成的BCH的位置。在這種情況下，終端可以將在塊501中確定的優(yōu)選RX波束應(yīng)用到所述BCH。所述BCH輸送系統(tǒng)信息。所述系統(tǒng)信息包括終端用來訪問BS的配置信息、系統(tǒng)參數(shù)等等。根據(jù)本公開的一個實施例，如果TX波束ID是由SCH指示的，則廣播信號對于每個TX波束不是不同的，而是對于每個TX波束是相同的。因此，終端可以通過組合多個廣播信號來增加解碼增益?？商鎿Q地，根據(jù)本公開的另一個實施例，如果所述TX波束ID是通過BCH來指示的，則所述廣播信號對于每個TX波束是不同的。具體來說，所述TX波束ID可以被包括作為系統(tǒng)信息的一個信息項，或者可以以被應(yīng)用到系統(tǒng)信息的加擾碼的形式來指示。當(dāng)所述TX波束ID是以加擾碼的形式來指示的時，終端可以在執(zhí)行解擾之后通過組合多個廣播信號來增加解碼增益。
[0054]在塊507中，終端獲得幀同步。即，所述終端通過使用通過BCH獲得的系統(tǒng)信息和檢測到的同步信號的位置來確定超幀、幀、子幀等等的邊界。即，終端通過使用系統(tǒng)信息來確定SCH/BCH時段的邊界，并且根據(jù)SCH/BCH時段的邊界確定幀的邊界。例如，如果SCH/BCH時段的結(jié)束邊界在幀中具有固定位置，則終端通過使用系統(tǒng)信息來確定SCH的數(shù)量，計算位于終端檢測到的SCH之后的SCH的數(shù)量，確定SCH/BCH時段的結(jié)束邊界，并且根據(jù)所述結(jié)束邊界和幀的位置關(guān)系來確定幀的邊界。在這種情況下，如果SCH/BCH時段在幀上的邊界位置不是預(yù)設(shè)的，則所述終端可以通過使用系統(tǒng)信息來獲得用于報告SCH/BCH時段在幀上的邊界位置的信息。
[0055]雖然圖5中未示出，但是終端還可以執(zhí)行反饋在塊501中確定的優(yōu)選TX波束的TX波束ID的過程。
[0056]圖6是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的BS的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0057]參照圖6，所述BS包括調(diào)制解調(diào)器610、接收器620、TX RF鏈630、波束形成單元640、天線陣列650以及控制器660。
[0058]調(diào)制解調(diào)器610根據(jù)系統(tǒng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行在基帶信號和位流之間的轉(zhuǎn)換功能。例如，在OFDM方案中，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，調(diào)制解調(diào)器610通過對TX位流執(zhí)行編碼和調(diào)制來生成復(fù)合碼元(complex symbol)，將所述復(fù)合碼元映射到子載波，然后通過執(zhí)行快速傅里葉逆變換(IFFT)操作和循環(huán)前綴(CP)插入操作來配置OFDM碼元。此外，在數(shù)據(jù)接收過程中，調(diào)制解調(diào)器610在OFDM碼元的基礎(chǔ)上拆分基帶信號，通過使用快速傅里葉變換(FFT)操作恢復(fù)映射到子載波的信號，然后通過執(zhí)行解調(diào)和解碼恢復(fù)RX位流。接收器620將從終端接收到的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶數(shù)字信號。雖然未具體示出，但是接收器620包括天線、RXRF鏈等等。
[0059]TX RF鏈630將從調(diào)制解調(diào)器610提供的基帶數(shù)字信號流轉(zhuǎn)換成RF模擬信號。例如，TX RF鏈630可以包括放大器、混頻器、振蕩器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、濾波器等等。圖6中僅圖示了一個TX RF鏈630。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，所述BS可以包括多個TXRF鏈。在這種情況下，BS可以同時形成數(shù)量達TX RF鏈的數(shù)量的多個TX波束。
[0060]波束形成單元640對從TX RF鏈630提供的TX信號執(zhí)行TX波束形成。例如，波束形成單元640包括多個相位變換器、多個放大器以及信號加法器。即，波束形成單元640將從TX RF鏈630提供的TX信號拆分成包括在天線陣列650中的多個天線的數(shù)量，并且調(diào)節(jié)所拆分的信號中的每一個的相位和大小。天線陣列650是一組多個天線。天線陣列650包括多個陣列元素，并且通過無線電信道發(fā)送從波束形成單元640提供的信號。
[0061]控制器660控制BS的總體功能。例如，控制器660生成TX業(yè)務(wù)包和消息并且將它提供給調(diào)制解調(diào)器610，并且對從調(diào)制解調(diào)器610提供的RX業(yè)務(wù)包和消息進行譯碼。具體來說，控制器660根據(jù)本公開的一個實施例提供對發(fā)送SCH和BCH的控制。下面將描述用于發(fā)送SCH和BCH的控制器660的操作。
[0062]控制器660控制調(diào)制解調(diào)器610確定同步信號的序列，并且通過對所述序列進行解調(diào)來生成所述同步信號。所述同步信號指示小區(qū)ID。當(dāng)BS操作一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域時，所述同步信號還指示天線區(qū)域ID。在這種情況下，控制器660針對各個天線區(qū)域生成不同的同步信號。此外，根據(jù)本公開的一個實施例，所述同步信號可以指示要應(yīng)用的TX波束ID。在這種情況下，控制器660針對各個要應(yīng)用的TX波束生成不同的同步信號。小區(qū)ID、天線區(qū)域ID和TX波束ID可以通過使用構(gòu)成同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、同步信號的加擾碼、覆蓋碼等等中的至少一個來指示。根據(jù)本公開的另一個實施例，所述TX波束ID可以通過BCH來指示，并且所述同步信號不指示要應(yīng)用的TX波束ID。
[0063]隨后，控制器660控制調(diào)制解調(diào)器610生成系統(tǒng)信息并且通過對序列進行編碼和解調(diào)來生成廣播信號。根據(jù)本公開的一個實施例，如果TX波束ID是由SCH指示的，則廣播信號對于每個TX波束不是不同的，而是對于每個TX波束是相同的?？商鎿Q地，根據(jù)本公開的另一個實施例，如果所述TX波束ID是通過BCH來指示的，則所述廣播信號對于每個TX波束是不同的。具體來說，所述TX波束ID可以被包括作為系統(tǒng)信息的一個信息項，或者可以以被應(yīng)用到系統(tǒng)信息的加擾碼的形式來指示。所述系統(tǒng)信息可以包括用于報告BS支持的TX波束的數(shù)量的信息以便所述終端能夠獲得幀同步。
[0064]控制器660控制波束形成單元640周期性地發(fā)送同步信號和廣播信號并且在一個時段期間重復(fù)地發(fā)送同步信號和廣播信號使得被重復(fù)地發(fā)送的同步信號和廣播信號被利用不同的TX波束波束形成。換句話說，在一個SCH/BCH時段期間，控制器660發(fā)送利用不同的TX波束波束形成的SCH和BCH。在這種情況下，當(dāng)BS操作一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域時，控制器660在所述天線區(qū)域中同時發(fā)送SCH和BCH。當(dāng)BS操作多個天線區(qū)域時，所述BS包括多個TX RF鏈，或者以劃分的方式將天線陣列650的天線元素分配給多個天線區(qū)域。
[0065]此外，控制器660控制接收器620從接收SCH和BCH的終端接收對優(yōu)選TX波束ID的反饋?？刂破?60識別終端的優(yōu)選TX波束，并且在執(zhí)行調(diào)度時使用終端的優(yōu)選TX波束。
[0066]圖7是圖示根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的終端的結(jié)構(gòu)的框圖。[0067]參照圖7，所述終端包括天線陣列710、波束形成單元720、RX RF鏈730、調(diào)制解調(diào)器740、發(fā)送器750以及控制器760。
[0068]天線陣列710是一組天線，并且包括多個陣列元素。波束形成單元720對通過構(gòu)成天線陣列710的多個天線接收到的信號執(zhí)行RX波束形成。例如，波束形成單元720包括多個相位變換器、多個放大器以及信號加法器。即，波束形成單元720通過調(diào)節(jié)和相加通過各個天線接收到的信號的相位來執(zhí)行RX波束形成。RX RF鏈730將RF模擬RX信號轉(zhuǎn)換成基帶數(shù)字信號。例如，RX RF鏈730可以包括放大器、混頻器、振蕩器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、濾波器等等。圖7中僅圖示了一個RX RF鏈730。然而，根據(jù)本公開的另一個實施例，所述終端可以包括多個RX RF鏈。在這種情況下，終端可以同時形成數(shù)量達RX RF鏈的數(shù)量的多個RX波束。
[0069]調(diào)制解調(diào)器740根據(jù)系統(tǒng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行基帶信號和位流之間的轉(zhuǎn)換功能。例如，在OFDM方案中，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，調(diào)制解調(diào)器740通過對TX位流執(zhí)行編碼和調(diào)制來生成復(fù)合碼元，將所述復(fù)合碼元映射到子載波，然后通過執(zhí)行IFFT操作和CP插入操作來配置OFDM碼元。此外，在數(shù)據(jù)接收過程中，調(diào)制解調(diào)器740在OFDM碼元的基礎(chǔ)上拆分從RXRF鏈730提供的基帶信號，通過使用FFT操作恢復(fù)映射到子載波的信號，然后通過執(zhí)行解調(diào)和解碼恢復(fù)RX位流。具體來說，調(diào)制解調(diào)器740針對從BS發(fā)送的同步信號測量RX信號強度。更具體地，調(diào)制解調(diào)器740檢測從BS發(fā)送的SCH，針對每個SCH測量RX信號強度，然后將所述RX信號強度提供給控制器760。
[0070]發(fā)送器750將從調(diào)制解調(diào)器740提供的TX信號轉(zhuǎn)換成RF信號，然后將所述RF信號發(fā)送到BS。雖然未具體示出，但是發(fā)送器750包括TX RF鏈、天線等等。
[0071]控制器760控制終端的總體功能。例如，控制器760生成TX業(yè)務(wù)包和消息并且將它提供給調(diào)制解調(diào)器740，并且對從調(diào)制解調(diào)器740提供的RX業(yè)務(wù)包和消息進行譯碼。具體來說，控制器760提供對通過檢測SCH和BCH確定優(yōu)選TX/RX波束以及獲得同步和系統(tǒng)信息的控制。下面將描述用于檢測SCH和BCH的控制器760的操作。
[0072]控制器760通過使用從BS發(fā)送的SCH來確定優(yōu)選TX波束和優(yōu)選RX波束?？刂破?60控制波束形成單元720在多個時段期間改變每個時段中的RX波束并且接收SCH，從而獲取所有TX波束和RX波束的組合的RX信號強度。因此，控制器760可以將使RX信號強度最大化的一個組合確定為優(yōu)選TX波束和優(yōu)選RX波束。在這種情況下，終端可以同時應(yīng)用的RX波束的數(shù)量可以取決于包括在終端中的RX RF鏈的數(shù)量而變化。此外，控制器760可以通過使用發(fā)送器750來反饋優(yōu)選TX波束的TX波束ID。
[0073]控制器760通過使用SCH來獲得小區(qū)ID、天線區(qū)域ID以及TX波束ID中的至少一個。通過SCH接收到的同步信號指示小區(qū)ID。當(dāng)BS操作一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域時，所述同步信號還指示天線區(qū)域ID。此外，根據(jù)本公開的一個實施例，所述同步信號可以指示TX波束ID。S卩，控制器760可以通過使用調(diào)制解調(diào)器740檢測到的同步信號的序列、同步信號映射到的子載波的位置、檢測到的同步信號的加擾碼、覆蓋碼等等中的至少一個來標(biāo)識小區(qū)ID、天線區(qū)域ID和TX波束ID中的至少一個。根據(jù)本公開的另一個實施例，TX波束ID可以通過使用BCH來指示。在這種情況下，所述同步信號不指示要應(yīng)用的TX波束ID。
[0074]控制器760控制調(diào)制解調(diào)器740對BCH進行解碼。BCH與SCH配對。BCH是利用與跟所述BCH配對的SCH相同的TX波束波束形成的。因此，檢測同步信號的調(diào)制解調(diào)器740根據(jù)同步信號確定利用相同TX波束波束形成的BCH的位置，對所述BCH進行解碼，并且向控制器760提供對所述BCH解碼的結(jié)果。根據(jù)本公開的一個實施例，如果TX波束ID是由SCH指示的，則廣播信號對于每個TX波束不是不同的，而是對于每個TX波束是相同的。因此，在這種情況下，調(diào)制解調(diào)器740可以通過組合通過多個BCH接收到的信號來增加解碼增益。可替換地，根據(jù)本公開的另一個實施例，如果所述TX波束ID是通過BCH來指示的，則所述廣播信號對于每個TX波束是不同的。具體來說，所述TX波束ID可以被包括作為系統(tǒng)信息的一個信息項，或者可以以被應(yīng)用到系統(tǒng)信息的加擾碼的形式來指示。在這種情況下，調(diào)制解調(diào)器740可以在執(zhí)行解擾之后通過組合通過多個BCH接收到的信號來增加解碼增益。
[0075]控制器760獲得幀同步。即，控制器760通過使用通過BCH獲得的系統(tǒng)信息和檢測到的同步信號的位置來確定超幀、幀、子幀等等的邊界。即，控制器760通過使用系統(tǒng)信息來確定SCH/BCH時段的邊界，并且根據(jù)所述邊界獲得幀同步。例如，如果SCH/BCH時段的結(jié)束邊界在幀中具有固定位置，則控制器760通過使用系統(tǒng)信息來確定SCH的數(shù)量，確定位于終端檢測到的SCH之后的SCH的數(shù)量，確定SCH/BCH時段的結(jié)束邊界，并且根據(jù)所述結(jié)束邊界和幀的位置關(guān)系來確定幀的邊界。在這種情況下，如果SCH/BCH時段在幀上的邊界位置不是預(yù)設(shè)的，則控制器760可以通過使用系統(tǒng)信息來獲得用于報告SCH/BCH時段在幀上的邊界位置的信息。
[0076]本公開提供了在無線通信系統(tǒng)中通過使用受到波束形成的SCH和BCH來獲得同步并且獲得系統(tǒng)信息的過程。因此，可以通過使用用于獲得初始同步的過程來應(yīng)用波束形成，從而實現(xiàn)高效通信。
[0077]根據(jù)權(quán)利要求和說明書中的描述的本發(fā)明的實施例可以以硬件、軟件或者硬件和軟件的組合的形式實現(xiàn)。
[0078]這樣的軟件可以被存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲一個或多個程序(軟件模塊)，所述一個或多個程序包括當(dāng)被電子設(shè)備中的一個或多個處理器執(zhí)行時使得電子設(shè)備執(zhí)行本發(fā)明的方法的指令。
[0079]這樣的軟件可以以易失性的或者非易失性的存儲裝置的形式存儲，所述存儲裝置諸如例如，像ROM那樣的存儲設(shè)備，不管其是否是可擦除的或者可重寫的，或者這樣的軟件可以以諸如例如，RAM、存儲芯片、設(shè)備或者集成電路的存儲器的形式存儲，或者這樣的軟件可以被存儲在諸如例如，CD、DVD、磁盤或者磁帶等等的光學(xué)或者磁性可讀介質(zhì)上。將會理解，所述存儲設(shè)備和存儲介質(zhì)是適合于存儲程序的機器可讀存儲裝置的實施例，所述程序包括當(dāng)被執(zhí)行時實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的指令。實施例提供了包括代碼的程序以及存儲這樣的程序的機器可讀存儲裝置，所述代碼用于實現(xiàn)如本說明書的權(quán)利要求中的任意一個所主張的裝置或者方法。更進一步，這樣的程序可以經(jīng)由任意介質(zhì)以及適當(dāng)?shù)匕ㄋ鼋橘|(zhì)的實施例來電子地傳輸，所述介質(zhì)比如通過有線或無線連接攜帶的通信信號。
【權(quán)利要求】
1.一種操作無線通信系統(tǒng)中的基站的方法，所述方法包括: 生成要通過同步信道(SCH)發(fā)送的同步信號； 生成要通過廣播信道(BCH)發(fā)送的廣播信號；以及 通過利用不同的發(fā)送波束對所述信道執(zhí)行波束形成來重復(fù)地發(fā)送所述SCH和所述BCH。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，重復(fù)地發(fā)送所述SCH和所述BCH包括: 通過使用多個天線群當(dāng)中的第一天線群來針對第一天線區(qū)域形成發(fā)送波束，所述多個天線群被分別分配給包括在一個小區(qū)中的多個天線區(qū)域；以及 通過使用所述多個天線群當(dāng)中的第二天線群來針對第二天線區(qū)域形成發(fā)送波束。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，重復(fù)地發(fā)送所述SCH和所述BCH包括:同時形成針對第一天線區(qū)域的發(fā)送波束和針對第二天線區(qū)域的發(fā)送波束。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述同步信號指示與發(fā)送所述同步信號的天線群相對應(yīng)的天線區(qū)域的天線區(qū)域ID。
5.一種操作無線通信系統(tǒng)中的終端的方法，所述方法包括: 檢測通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送的同步信道(SCH)中的至少一個；以及 通過使用通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送的廣播信道(BCH)中的至少一個來獲得系統(tǒng)信息。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，通過BCH中的至少一個來獲得系統(tǒng)信息包括: 組合通過所述BCH中的至少兩個而接收到的廣播信號；以及 對組合的廣播信號進行解碼。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括通過使用所述系統(tǒng)信息來獲得幀同步。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，獲得幀同步包括: 通過使用所述系統(tǒng)信息來確定在其中所述SCH和所述BCH被重復(fù)地發(fā)送的時段的邊界。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過使用所述系統(tǒng)信息來確定在其中所述SCH和所述BCH被重復(fù)地發(fā)送的時段的邊界包括: 通過使用所述系統(tǒng)信息來確定從基站發(fā)送的SCH的數(shù)量；以及 通過使用發(fā)送波束的數(shù)量來計算位于所檢測到的SCH之后的SCH的數(shù)量。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，檢測通過利用不同的發(fā)送波束進行波束形成而被重復(fù)地發(fā)送的SCH中的至少一個包括: 通過應(yīng)用不同的接收波束來檢測利用相同的發(fā)送波束進行波束形成的SCH ;以及 確定使接收信號強度最小化的優(yōu)選發(fā)送波束和優(yōu)選接收波束的組合。
11.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的方法，其中，通過SCH接收到的同步信號指示小區(qū)ID和應(yīng)用到同步信號的發(fā)送波束ID中的至少一個。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，小區(qū)ID和應(yīng)用到同步信號的發(fā)送波束ID中的至少一個通過使用以下各項中的至少一個來指示:構(gòu)成所述同步信號的序列、所述同步信號映射到的子載波的位置、所述同步信號的加擾碼、以及覆蓋碼。
13.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的方法，其中，通過BCH接收到的廣播信號指示應(yīng)用到所述廣播信號的發(fā)送波束ID。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述發(fā)送波束ID通過使用包括在所述系統(tǒng)信息中的信息項和應(yīng)用到所述系統(tǒng)信息的加擾碼中的至少一個來指示。
15.一種布置為實現(xiàn)權(quán)`利要求1到14之一所述的方法的裝置。
【文檔編號】H04B7/26GK103782636SQ201280043902
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】柳炫圭, 金泰營, 趙在源 申請人:三星電子株式會社