用于無線通信系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中操作發(fā)送器的方法和裝置。在該方法中，公共和/或控制信道的信息被映射到專用射頻(RF)路徑的專用頻率區(qū)域。數(shù)據(jù)被映射到公共RF路徑的公共頻率區(qū)域。
【專利說明】用于無線通信系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種毫米波通信系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及用于通過提供資源分配方案來獲得最佳性能的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]無線通信系統(tǒng)已向支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率的方向演進，以便滿足日益增長的數(shù)據(jù)流量需求。
[0003]截至目前，無線通信系統(tǒng)主要追求在提高頻譜效率方向上的技術(shù)發(fā)展，以便提高數(shù)據(jù)傳輸速率，但僅僅使用頻譜效率提升技術(shù)很難滿足爆炸性增長的數(shù)據(jù)流量需求。
[0004]滿足這一點的方法之一是使用很寬的頻帶。因為在目前移動通信蜂窩系統(tǒng)中使用的頻帶(<5GHz)中確保寬的頻帶是非常困難的，能夠確保寬帶頻率的、在更高的頻帶中操作的毫米波通信系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)。然而，由于毫米波通信系統(tǒng)中在高頻帶中進行無線通信，發(fā)生較高的波徑(wave path)損耗。因此，射頻距離變得相對短，從而引起覆蓋范圍的減少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上面討論的缺陷，主要目的是提供一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中依據(jù)傳輸技術(shù)分配資源的方法和裝置。
[0006]本公開的另一個方面是提供一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中減少傳播路徑損耗并增加射頻距離的方法和裝置。
[0007]根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中操作發(fā)送器的方法。該方法包括將公共和/或控制信道的信息分配到用于專用射頻(RF)路徑的專用頻率區(qū)域，以及將數(shù)據(jù)映射到用于公共RF路徑的公共頻率區(qū)域。
[0008]根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種在毫米波通信系統(tǒng)中的發(fā)送器的裝置。該裝置包括:包括多個天線元件的至少一個天線單元；接收單元，被配置為從接收器接收與至少一個上行鏈路發(fā)送波束方向相應(yīng)的信號；控制器，被配置為經(jīng)由接收單元從接收器接收信號，確定將公共和/或控制信道的信息映射到用于專用射頻(RF)路徑的專用頻率區(qū)域，以及確定將數(shù)據(jù)映射到用于公共路徑的公共頻率區(qū)域；以及連接到各個天線元件的至少一個專用RF路徑以及至少一個公共RF路徑，每個路徑由波束形成以根據(jù)由控制器選擇的發(fā)送波束方向發(fā)送信號給接收器。
[0009]根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中操作接收器的方法。該方法包括經(jīng)由用于專用射頻(RF)路徑的專用頻率區(qū)域接收公共和/或控制信道的信息，以及經(jīng)由用于公共RF路徑的公共頻率區(qū)域接收數(shù)據(jù)。
[0010]根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種在毫米波通信系統(tǒng)中的接收器的裝置。該裝置包括:接收單元，被配置為接收由發(fā)送器經(jīng)由至少一個發(fā)送波束方向發(fā)送的至少一個信號；信道估計器，被配置為使用由發(fā)送器發(fā)送的信號估計與至少一個發(fā)送波束方向相應(yīng)的信道；以及控制器，被配置為經(jīng)由接收單元從發(fā)送器獲得分配給專用RF路徑的專用頻率區(qū)域的公共和/或控制信道的信息，以及獲得分配給公共RF路徑的公共頻率區(qū)域的數(shù)據(jù)。
[0011]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，從以下結(jié)合附圖進行公開了本公開示范性實施例的詳細描述中，本公開的其他方面、優(yōu)點和顯著特性將變得清晰。
[0012]在開始下面的“【具體實施方式】”部分之前，闡明本專利文件中通篇使用的某些詞匯或短語的定義可能是有益的:術(shù)語“包括”及其派生詞指意味著非限制性的包括；術(shù)語“或”是包含性的，意思是和/或；短語“與...相關(guān)聯(lián)”和“與之相關(guān)聯(lián)”以及它們的派生詞可以意味著包括、包括在其中、與...相互連接、包含、包含在其中、連接到或與...連接、耦接到或與...耦接、能夠與...通信、與...協(xié)作、交織、并置、接近于、捆綁到或與...捆綁、具有、具有...的性質(zhì)，等等；并且術(shù)語“控制器”意味著控制至少一個操作的任意設(shè)備、系統(tǒng)或其部分，這樣的設(shè)備可以以硬件、固件或軟件、或者硬件、固件或軟件中的至少兩個的一些組合來實現(xiàn)。應(yīng)該注意到，與任意特定控制器相關(guān)聯(lián)的功能可以是集中式的或分布式的，無論是本地的還是遠程的。貫穿本專利文件，提供對于某些詞匯和短語的定義，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，即便不是在大多數(shù)情況下，那么在許多情況下，這樣的定義也適用于現(xiàn)有的、以及這樣定義的詞匯和短語的將來的使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更全面地理解本公開及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖的以下描述，在附圖中相同的附圖標記代表相同的部件:
[0014]圖1示出了根據(jù)本公開的實施例的在毫米波通信系統(tǒng)中的發(fā)送器結(jié)構(gòu)；
[0015]圖2示出了根據(jù)本公開的在毫米波通信系統(tǒng)中使用波束成形(BF)通過公共/控制信道發(fā)送信息的實施例；
[0016]圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的在毫米波通信系統(tǒng)中使用BF通過數(shù)據(jù)信道發(fā)送數(shù)據(jù)的實施例；
[0017]圖4A和圖4B示出了根據(jù)本公開的實施例的用于依據(jù)BF傳輸技術(shù)分配不同頻率-時間資源的幀結(jié)構(gòu)。
[0018]圖5示出了根據(jù)本公開的通過將控制信道和數(shù)據(jù)信道映射到頻率-時間資源來應(yīng)用不同的BF傳輸技術(shù)的實施例。
[0019]圖6是示出根據(jù)本公開的實施例的發(fā)送器的高級的框圖；
[0020]圖7是示出根據(jù)本公開的實施例的接收器的高級的框圖；
[0021]圖8是示出根據(jù)本公開的實施例的用于操作發(fā)送器的過程的流程圖；
[0022]圖9是示出根據(jù)本公開的實施例的用于操作接收器的過程的流程圖；以及
[0023]圖10是示出根據(jù)本公開的通過將控制信道和數(shù)據(jù)信道分配給頻率/時間資源來應(yīng)用不同的BF傳輸技術(shù)的實施例的視圖。
[0024]貫穿附圖，相同的附圖參考標號將被理解為指代相同的部分、組件和結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0025]下面討論的圖1到圖10以及在本專利文件中用來描述本公開的原理的各種實施例僅僅是示例性的，不應(yīng)被解釋為以任何方式限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開的原則可以以任何適當?shù)夭贾玫臒o線通信實現(xiàn)。提供以下參照附圖的描述以幫助全面理解由權(quán)利要求及其等效內(nèi)容所定義的本公開的示范性實施例。其包括各種具體細節(jié)來幫助理解，但這些具體細節(jié)應(yīng)被看作僅僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識至IJ，可以對這里描述的實施例進行各種改變和修改而不會偏離本公開的范圍和精神。以上，已經(jīng)參照附圖描述了本公開的實施例。另外，為了清楚和簡潔，省略對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
[0026]在以下描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和字詞不受限于文獻含義，而只是被發(fā)明人用來使得能夠?qū)τ诒竟_有清楚且一致的理解。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當清楚的是提供本公開的示范性實施例的以下描述僅僅是出于說明的目的，而不是為了限制由所附權(quán)利要求及其等效內(nèi)容定義的本公開的目的。
[0027]本公開的示例性實施例提供一種方法和裝置，用于在毫米波通信系統(tǒng)中依據(jù)傳輸技術(shù)來分配資源。
[0028]由于用于毫米波通信系統(tǒng)的無線通信的傳輸頻率提高了，因而傳播路徑損耗增大。因此，射頻距離變得相對短，因此可引起覆蓋范圍的減少。
[0029]用于解決這個問題、或者減少傳播路徑損耗以及增加射頻距離的重要技術(shù)之一是波束成形(BF)技術(shù)。
[0030]通常，發(fā)送BF是用于使用多個天線來集中在特定方向上每個天線發(fā)送的信號的方法。多個聚集的天線被稱為天線陣列，并且在天線陣列中的天線被稱為天線元件。
[0031]當使用發(fā)送BF時，能夠增加射頻距離，并且除了相關(guān)的方向以外，幾乎不向其他方向發(fā)送信號，因此顯著地減少了對其他用戶的干擾。
[0032]同時，接收器可使用接收天線陣列接收波束,該接收天線陣列也集中在特定方向上射頻波的接收，以增加在相關(guān)方向上的信號接收的靈敏度，并且將除了相關(guān)方向以外的其他方向上的信號排除，從而阻攔了干擾信號。
[0033]由于增加了傳輸頻率，所以射頻波的波長變短，因此在其中以半波長間隔配置天線的情況下，天線陣列能夠在相同大小的區(qū)域中包括更大數(shù)目的天線。也就是說，由于相比于在低頻帶中使用BF技術(shù)的通信系統(tǒng)，在高頻帶中操作的通信系統(tǒng)能夠獲得相對更高的天線增益，所述系統(tǒng)應(yīng)用BF技術(shù)是有益的。
[0034]圖1示出了根據(jù)本公開的實施例的在毫米波通信系統(tǒng)中的高層發(fā)送器結(jié)構(gòu)。
[0035]參考圖1，發(fā)送器結(jié)構(gòu)包括用于實現(xiàn)BF發(fā)送技術(shù)的元件。一個發(fā)送信號經(jīng)由多個天線元件120發(fā)送，從而發(fā)送信號被集中，并且獲得較高的天線增益。
[0036]考慮到發(fā)送器的復雜度和實現(xiàn)成本，發(fā)送器在RF預編碼器110處形成波束。然而，相關(guān)的BF發(fā)送器具有如下限制:其不能同時經(jīng)由不同的頻率資源使用其他波束來發(fā)送其他信號。為解決這個問題，引入了多個RF路徑100。
[0037]一個RF路徑包括快速傅立葉逆變換(IFFT)模塊、并行-串行轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)模塊、混頻器(mixer)模塊等。
[0038]在其中RF路徑的數(shù)目增加的情況下，復雜度和成本也增加。因此，圖1的發(fā)送器表示使用有限數(shù)目的多個RF路徑執(zhí)行RF BF的發(fā)送器結(jié)構(gòu)。
[0039]圖2示出了根據(jù)本公開的在毫米波通信系統(tǒng)中使用波束成形(BF)發(fā)送公共/控制信道的信息的實施例。
[0040]參考圖2，在無線通信系統(tǒng)中的公共/控制信道的信息被發(fā)送給包括在服務(wù)基站200中的所有移動站(MS) 210和220。當沒有適當?shù)亟邮展?控制信道的信息時，MS 210和220不能接入服務(wù)基站200，并因此不能接收通信服務(wù)。
[0041]此外，公共/控制信道的信息的發(fā)送不能采用混合自動重傳請求(HARQ)技術(shù)，該技術(shù)通過在初始發(fā)送失敗時重發(fā)相同的信息來改善接收性能。
[0042]因此，公共/控制信道的信息是使用具有低編碼率以及強抗信道惡化的調(diào)制技術(shù)進行發(fā)送，從而相關(guān)的公共/控制信道的信息能夠在沒有錯誤的情況下被所有在服務(wù)區(qū)域之內(nèi)的MS 210和220所接收。
[0043]在毫米波通信系統(tǒng)中，為了保證公共/控制信道的信息的信號接收可靠性，除了一般無線通信系統(tǒng)的發(fā)送條件以外，還應(yīng)保證經(jīng)由BF的天線增益。
[0044]然而，因為公共/控制信道的信息的發(fā)送是基于由基站200服務(wù)的所有UE，不能通過集中在特定方向上的波束來獲得天線增益。
[0045]因此，波束如圖2所示的形成并且相同的公共/控制信道的信息向所有方向發(fā)送，以便能夠滿足公共/控制信道的信息的發(fā)送要求。
[0046]為了向所有方向發(fā)送具有窄波束寬度的波束，需要分配不同的時間資源，或者需要進行經(jīng)由多個RF路徑的同時發(fā)送。
[0047]換言之，毫米波通信系統(tǒng)使用如下BF傳輸技術(shù):其通過經(jīng)由不同波束發(fā)送相同公共/控制信道的信息來允許所有移動站(MS)接收相關(guān)的公共/控制信道的信息。
[0048]圖3示出了根據(jù)本公開的在毫米波通信系統(tǒng)中使用BF發(fā)送數(shù)據(jù)信道的實施例。
[0049]參考圖3，在毫米波通信系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)信道之前，移動站(MS) 310和320需確定它們各自的最佳的發(fā)送/接收波束。
[0050]例如，在電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE) 802.1 lad標準中，最佳的發(fā)送波束可經(jīng)由扇區(qū)級掃描(SLS)過程來確定。當最佳的發(fā)送波束經(jīng)由這個過程被確定時，使用所確定波束與MS形成數(shù)據(jù)信道。
[0051]如圖3中，服務(wù)基站300分別使用波束315、325建立與MS 310和320的數(shù)據(jù)信道，這些波束是通過波束選擇過程確定的。
[0052]這個發(fā)送方法與圖2所示的發(fā)送公共/控制信道的信息的方法不同。由于公共/控制信道的信息不是MS專用的，而應(yīng)被傳送給所有MS，因此使用經(jīng)由所有波束的發(fā)送。
[0053]相反，由于用于特定MS的數(shù)據(jù)在已經(jīng)確定了相關(guān)用戶的最佳波束的狀態(tài)下發(fā)送，因此使用相關(guān)發(fā)送波束發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)被使用。
[0054]圖4A和圖4B示出了根據(jù)本公開的實施例的用于依據(jù)BF傳輸技術(shù)的類型分配不同的頻率-時間資源的幀結(jié)構(gòu)。
[0055]參考圖4，如參考圖2和圖3所描述的，毫米波通信系統(tǒng)對公共/控制信道的信息的發(fā)送和經(jīng)由數(shù)據(jù)信道的發(fā)送采取不同的BF傳輸技術(shù)。
[0056]如果經(jīng)由數(shù)據(jù)信道發(fā)送，基站(BS)經(jīng)由通過波束選擇過程獲得的最佳發(fā)送波束發(fā)送信息一次。相反，如果發(fā)送公共/控制信道的信息，BS使用所有波束重復地發(fā)送相同的信息。
[0057]重復發(fā)送方法也用于確定波束的發(fā)送。當過于頻繁地執(zhí)行重復的BF傳輸技術(shù)時，會引起系統(tǒng)開銷的增加和系統(tǒng)容量的減少。
[0058]為了通過差異化毫米波通信系統(tǒng)中用于每個信道的傳輸方法來最大化系統(tǒng)效率，本公開對頻率-時間資源進行劃分并應(yīng)用不同的BF發(fā)送技術(shù)。
[0059]如圖1中所示，本公開考慮的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)使用不同RF路徑，以便使用不同的BF發(fā)送技術(shù)。因此，為了針對每個頻率-時間資源應(yīng)用不同的BF發(fā)送技術(shù)，需要為每個資源分配不同的RF路徑。
[0060]也就是，公共/控制信道的信息經(jīng)由&個RF路徑發(fā)送，并且頻率資源400被分配給所述NifRF路徑。另外，通過數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)經(jīng)由(乂廠&)個RF路徑發(fā)送，并且頻率資源410被分配給所述(Nm-Nj個RF路徑。
[0061]應(yīng)用于公共/控制信道的信息的頻率資源400的BF發(fā)送技術(shù)按規(guī)定的順序重復地發(fā)送由圖4B中的BS 450發(fā)送的圖4B的所有波束460。換言之，波束由所有的波束發(fā)送，并且所有的波束參照430按相同的順序重復地發(fā)送。
[0062]在這個幀結(jié)構(gòu)中，使用了如下傳輸技術(shù):向頻率資源400分配公共/控制信道的信息并且在所有方向上重復地執(zhí)行BF。因此，毫米波通信系統(tǒng)能夠使用這個BF發(fā)送技術(shù)向所有MS傳送公共/控制信道的信息。
[0063]應(yīng)用于數(shù)據(jù)信道的頻率資源410的BF發(fā)送技術(shù)使用最佳發(fā)送波束來發(fā)送數(shù)據(jù)，該最佳發(fā)送波束是經(jīng)由在BS 450和連接到BS 450的MS之間的波束選擇過程獲得的。
[0064]也就是，MS使用分配給它的頻率資源420，利用稱作‘b3’的接收波束接收數(shù)據(jù)。同樣，MS使用分配給它的頻率資源424，利用稱作‘b5’的接收波束接收數(shù)據(jù)。此外，MS使用分配給它的頻率資源422，利用稱作‘bN_3’的接收波束接收數(shù)據(jù)。
[0065]圖5示出了根據(jù)本公開的實施例的通過向頻率-時間資源分配控制信道和數(shù)據(jù)信道來應(yīng)用不同的BF發(fā)送技術(shù)的示例。
[0066]參考圖5，與在毫米波通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)信道的信息的方法相同的BF發(fā)送方法可以用于發(fā)送公共/控制信道的信息。例如，在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)之前，可在發(fā)送器和接收器之間執(zhí)行波束選擇過程。波束選擇的方法之一是:向處在正確角度的資源分配所有波束以找出最佳的發(fā)送/接收波束。因此，確定波束所需的參考信號被包含在分配用于發(fā)送公共/控制信道的信息的頻率資源500之中的特定頻率資源520中并發(fā)送，以便能夠找到最佳的發(fā)送/接收波束。
[0067]所有連接到服務(wù)BS的MS周期性地檢查和更新它們自己的波束狀態(tài)。由于如圖5中所示的用于確定波束的參考信號經(jīng)由特定頻率資源520重復地發(fā)送，因此所有MS能夠有效地保持和更新它們各自的波束。
[0068]除了公共/控制信道的信息以及用于確定波束的參考信號的BF重復發(fā)送以外，在其中包括較小信息并且其應(yīng)當被周期性地發(fā)送的情況下，例如，如果發(fā)送HARQ反饋550或VoIP數(shù)據(jù)信號，相關(guān)信號或信息可被分配給頻率資源500。
[0069]如上所述，在其中頻繁地重復地發(fā)送的信號被映射到頻率資源510 (數(shù)據(jù)信道被分配給頻率資源510)的情況下，額外地需要相應(yīng)的控制信號，從而增加了整個系統(tǒng)的開銷。
[0070]為了解決這個問題，頻繁地重復地發(fā)送的信號被映射到頻率資源500。由于所有波束重復地被分配給頻率資源500，MS能夠通過在適當?shù)牟ㄊ邮拯c處接收資源，而無需另外的RF路徑和通過服務(wù)BS分配控制信號。
[0071]應(yīng)用到數(shù)據(jù)信道的頻率資源510的BF傳輸技術(shù)使用最佳發(fā)送/接收波束來發(fā)送/接收數(shù)據(jù)信道的信息，該最佳發(fā)送/接收波束是經(jīng)由在BS和連接到該BS的MS之間的波束獲得程序而獲得的。
[0072]也就是，MS使用分配給它的頻率資源530，利用稱作‘b3’的接收波束接收數(shù)據(jù)。同樣，用戶使用分配給它的頻率資源532，利用bN_3的接收波束接收數(shù)據(jù)。
[0073]圖6是示出根據(jù)本公開的實施例的發(fā)送器的框圖。此處，假定發(fā)送器使用數(shù)字/模擬混合BF并能夠表示MS和BS的發(fā)送器。圖6以不同的形式示出圖1的發(fā)送器。
[0074]參考圖6，如圖所示的，發(fā)送器包括K個信道編碼單元600-1至600_Κ、ΜΙΜ0編碼器610、預編碼器620、Ντ個RF路徑630-1至630_ΝΤ、Ντ個天線單元650-1至650_ΝΤ、波束設(shè)定單元660、控制器670以及模擬BF單元690。
[0075]Κ個信道編碼單元600-1至600-Κ中的每個包括信道編碼器和調(diào)制器，并對信號進行編碼和調(diào)制以發(fā)送給接收器，以及輸出已編碼的信號。
[0076]ΜΜ0編碼器610將從Κ個信道編碼單元600-1至600-Κ提供的已調(diào)制信號多路復用為經(jīng)由Ντ個流發(fā)送的信號，并輸出已多路復用的信號，以便經(jīng)由Ντ個天線單元650-1至650-NT發(fā)送該信號。
[0077]預編碼器620將從ΜΜ0編碼器610提供的Ντ個信號預編碼為用于數(shù)字BF的預編碼(pre-codes)，并且將已預編碼的信號提供給各個RF路徑630-1至630_NT。
[0078]NTfRF路徑630-1至630_NT中的每個處理從預編碼器620提供的信號，以便經(jīng)由相關(guān)的天線單元650-1至650-NT輸出該信號。在這一點上，Ντ個RF路徑630-1至630_NT以相同的形式進行配置。因此，在下面的描述中，代表性地描述第一 RF路徑630-1的構(gòu)造。在這一點上，其余的RF路徑630-2至630-NT以相同的形式進行配置。
[0079]第一 RF路徑630-1包括調(diào)制器632-1、模擬BF單元690以及NA個功率放大器640-11至640-1Na。此處，NA表示形成天線單元1650-1的天線元件的數(shù)目。
[0080]調(diào)制器632-1根據(jù)通信方案對從預編碼器620提供的信號進行調(diào)制，并輸出已調(diào)制的信號。例如，調(diào)制器632-1包括快速傅立葉逆變換(IFFT)運算器和DAC。IFFT運算器經(jīng)由IFFT運算將從預編碼器620提供的信號轉(zhuǎn)換為時域中的信號。DAC將從IFFT運算器提供的時域中的信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。換言之，調(diào)制器632-1在控制器670的控制下對于頻域為MS分配資源。
[0081]模擬BF單元690根據(jù)從波束設(shè)定單元660提供的指示發(fā)送波束的方向的控制信號，改變從調(diào)制器632-1提供的發(fā)送信號的波束方向。
[0082]例如，模擬BF單元690包括多個移相器634-11至634_1NA。調(diào)制器632-1將信號劃分為Na個信號，并將它們分到移相器634-11至634-1Na中。移相器634-11至634_1NA中的每個根據(jù)從波束設(shè)定單元660提供的指示發(fā)送波束方向的控制信號，改變從調(diào)制器632-1提供的信號的相位。功率放大器640-11至640-1Na中的每個放大所提供的信號的功率，并經(jīng)由天線單元1650-1通過空中(through the air)輸出已放大的信號。
[0083]波束設(shè)定單元660在控制器670的控制下選擇在發(fā)送信號時使用的發(fā)送波束方向，并且向模擬BF單兀690提供與所選擇的發(fā)送波束方向相應(yīng)的控制信號。
[0084]例如，波束設(shè)定單元660在控制器670的控制下，為模擬BF單元690提供相應(yīng)于將經(jīng)由其發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送波束方向的參考信號或前導碼/中導碼(midamble)或控制信號。
[0085]再如，波束設(shè)定單元660在控制器670的控制下，考慮到與從MS提供的每個發(fā)送波束方向相應(yīng)的信道信息，選擇能夠針對接收器獲得最佳的發(fā)送效率的發(fā)送波束方向。
[0086]控制器670控制波束設(shè)定單元660以選擇發(fā)送波束方向。例如，控制器670控制波束設(shè)定單元660以經(jīng)由能夠被發(fā)送器支持的每個發(fā)送波束方向發(fā)送參考信號或數(shù)據(jù)。再如，控制器670控制波束設(shè)定單元660考慮到關(guān)于從接收器提供的發(fā)送波束方向的信道信息，選擇最佳的發(fā)送波束方向。
[0087]發(fā)送器可從接收器接收由接收器選擇的最佳發(fā)送波束方向。在這種情況下，波束設(shè)定單兀660向模擬BF單兀690提供相應(yīng)于由接收器選擇的發(fā)送波束方向的控制信號和數(shù)據(jù)。
[0088]發(fā)送器的控制器670可向相對節(jié)點，例如，服務(wù)BS、鄰近BS或MS，發(fā)送控制信號。
[0089]圖7是示出根據(jù)本公開的實施例的接收器的框圖。此處，假定接收器使用能夠由數(shù)字/模擬混合BF接收波束的方法，并能夠表示MS和BS的接收器。
[0090]參考圖7，接收器包括Νκ個天線單元700-1至700-NK、NKfRF路徑710-1至710-NK、后處理器720、MM0解碼器730、T個信道解碼單元740-1至740-Τ、通道估計器750、控制器760以及波束設(shè)定單元770。
[0091]各個Νκ個RF路徑710-1至710_ΝΚ分別處理經(jīng)由相關(guān)的Νκ個天線單元700_1至700-NK接收的信號。在這一點上，NKfRF路徑710-1至710-ΝΚ以相同的形式進行配置。因此，在下面的描述中，代表性地描述第一 RF路徑710-1的構(gòu)造。在這一點上，其余的RF路徑710-2至710-Ν,以相同的形式進行配置。
[0092]第一 RF路徑710-1包括模擬BF單元780以及解調(diào)器718_1。此處，ΝΒ表示形成天線單元1700-1的天線元件的數(shù)目。
[0093]模擬BF單元780根據(jù)從波束設(shè)定單元770提供的發(fā)送波束方向來改變從形成天線單元1700-1的天線元件提供的Νβ個接收信號的方向。例如，模擬BF單元780包括多個移相器 712-11 至 712-1Νβ。
[0094]形成天線單元1700-1的天線元件將接收信號劃分為Νβ個信號，并將它們輸出到各個移相器712-11至712-1Νβ。各個移相器712-11至712_1ΝΒ依據(jù)從波束設(shè)定單元770提供的接收波束方向，改變從形成天線單元1700-1的天線元件提供的信號的相位。
[0095]解調(diào)器718-1根據(jù)通信方案對所提供的接收信號進行解調(diào)并輸出已解調(diào)的信號。例如，解調(diào)器718-1包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以及快速傅立葉變換(FFT)運算器。ADC將所提供的接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。FFT運算器將從ADC提供的信號轉(zhuǎn)換為頻域中的信號。
[0096]后處理器720根據(jù)預編碼方案對從Νκ個RF路徑710_1至710_ΝΚ提供的信號進行后解碼(post-decode)，并將預編碼的信號提供給ΜΙΜ0解碼器730。
[0097]ΜΙΜ0解碼器730對從后處理器720提供的Νκ個接收信號進行多路復用并輸出為Τ個信號，以便Τ個信道解碼單元740-1至740-Τ能夠解碼該Τ個信號。
[0098]Τ個信道解碼單元740-1至740-Τ中的每個包括解調(diào)器和信道解碼器，以解調(diào)和解碼從發(fā)送器提供的信號。
[0099]信道估計器750通過由發(fā)送器經(jīng)由每個發(fā)送波束方向發(fā)送的參考信號估計信道信息。在這一點上，當掃描事件發(fā)生時，信道估計器750對每個發(fā)送波束方向的信道信息進行估計。此處，信道信息包括信噪比(SNR)、載波功率干擾和噪聲功率比(Carrier powerInterference and Noise power Rat1,CINR)以及接收信號強度指不(RSSI)中的至少一個。在這一點上，信道估計器750能夠?qū)εc每個發(fā)送波束方向相應(yīng)的接收波束的信道信息進行估計。
[0100]由信道估計器750估計的每個發(fā)送波束方向給發(fā)送器。例如，控制器760將關(guān)于信道狀態(tài)較好的發(fā)送波束方向的信道信息發(fā)送給發(fā)送器。
[0101]再如，在其中接收器支持接收BF的情況下，控制器760能夠?qū)㈥P(guān)于信道狀態(tài)等于或大于針對每個接收波束方向的參考值的發(fā)送波束方向的信道信息發(fā)送給發(fā)送器。
[0102]此外，控制器760能夠考慮到與由信道估計器750估計的每個發(fā)送波束方向相對應(yīng)的信道信息，選擇能夠獲得與發(fā)送器的最佳發(fā)送效率的發(fā)送波束。
[0103]例如，控制器760考慮到與由信道估計器750估計的每個發(fā)送波束方向相對應(yīng)的信道信息，選擇能夠獲得與發(fā)送器的最佳發(fā)送效率的發(fā)送波束方向。在這種情況下，控制器760能夠為所選擇的發(fā)送波束方向確定接收波束方向。
[0104]在圖6和圖7中，控制器能執(zhí)行波束設(shè)定單元的功能。
[0105]圖8是示出根據(jù)本公開的實施例的用于操作發(fā)送器的過程的流程圖。
[0106]參考圖8，在步驟805中，發(fā)送器執(zhí)行與接收器的波束選擇過程。由于任何波束選擇過程都可被用作波束選擇過程，其詳細的描述被省略。
[0107]此后，在步驟810中，發(fā)送器開始生成用于發(fā)送給接收器的信息。
[0108]在步驟815中，在其中要包含在信息中的信息為公共和/或控制信道信息，或者該信息為用于獲得波束的參考信號的情況下，或者，在步驟825中，該信息較小但應(yīng)當被周期性地發(fā)送，在步驟830中，發(fā)送器使用專用RF路徑并向相關(guān)的頻率區(qū)域分配相關(guān)的信息。在步驟825中，尺寸的參考可以為設(shè)定的閾值。
[0109]在其中信息不是較小但應(yīng)當被周期性地發(fā)送的信息(而是數(shù)據(jù))的情況下，在步驟835中，發(fā)送器使用公共RF路徑并將信息映射到用于數(shù)據(jù)的頻率區(qū)域。
[0110]此后，在步驟840中，發(fā)送器完成信息生成，并且在步驟845中，發(fā)送所生成的信肩、Ο
[0111]在本發(fā)明之下的上述與圖8相關(guān)的方法可被提供為在一個或多個軟件模塊中的一個或多個指令，或者存儲在電子設(shè)備中的計算機程序。
[0112]圖9是示出根據(jù)本公開的實施例的用于操作接收器的過程的流程圖。
[0113]參考圖9，在步驟905中，接收器執(zhí)行與發(fā)送器的波束選擇過程。由于任何波束選擇過程都可被用作波束選擇過程，其詳細的描述被省略。
[0114]此后，在步驟910中，接收器確定是否經(jīng)由所選擇的波束從發(fā)送器接收到信息。
[0115]此后，當經(jīng)由所選擇的波束從BS接收到信息時，接收器能夠從接收的信息中獲得公共/控制信道的信息或數(shù)據(jù)。此外，在步驟915中，所接收的信息可包括用于獲得波束的參考信號或者較小但應(yīng)當被周期性地發(fā)送的信息，或者數(shù)據(jù)。
[0116]在本發(fā)明之下的上述與圖9相關(guān)的方法可被提供為在一個或多個軟件模塊中的一個或多個指令，或者存儲在電子設(shè)備中的計算機程序。
[0117]雖然圖4和圖5的描述已基于下行鏈路進行描述，但該描述類似地適用于上行鏈路?，F(xiàn)在，下面描述上行鏈路。
[0118]圖10是示出根據(jù)本公開的另一實施例的通過向頻率-時間資源分配控制信道和數(shù)據(jù)信道來應(yīng)用不同的BF傳輸技術(shù)的示例的視圖。
[0119]參考圖10，與在毫米波通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)信道的信息的方法相同的BF發(fā)送方法，可用于發(fā)送公共和/或控制信道的信息。例如，在數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收之前，可執(zhí)行波束獲得程序。波束獲得的方法之一是:向處在正確角度的資源分配所有波束以找出最佳的發(fā)送/接收波束。因此，獲得波束所需的參考信號被包含在分配用于發(fā)送公共/控制信道的信息的頻率資源1000之中的專用頻率資源1020中并發(fā)送，以便能夠找到最佳的發(fā)送/接收波束。
[0120]為發(fā)送公共/控制信道的信息分配的頻率資源1000可使用隨機接入信道(RACH)。
[0121]由于用于獲得圖10中所示的波束的參考信號被經(jīng)由專用頻率資源1020重復地發(fā)送，因此BS能夠有效地保持和更新波束。
[0122]除了公共和/或控制信道的信息以及用于獲得波束的參考信號的BF重復發(fā)送以夕卜，在其中包括較小信息并且該信息應(yīng)當被周期性地發(fā)送的情況下，例如，發(fā)送HARQ反饋1050或VoIP數(shù)據(jù)信號，相關(guān)信號或信息可被分配給頻率資源1000。
[0123]如上所述，在其中頻繁地重復地發(fā)送的信號被分配給頻率資源1010(數(shù)據(jù)信道被分配給頻率資源1010)的情況下，額外地需要相應(yīng)的控制信號，從而增加了整個系統(tǒng)的開銷。
[0124]為解決這個問題，頻繁地重復地發(fā)送的信號被分配給頻率資源1000并能夠被利用。由于所有波束被重復地分配給頻率資源1000，MS能夠通過在適當?shù)牟ㄊl(fā)送點處發(fā)送資源，而在沒有使用另外的RF路徑和通過服務(wù)BS分配控制信號的情況下使用該資源。在上行鏈路期間發(fā)送器和接收器的操作與圖8和圖9中的那些相同。
[0125]在毫米波通信系統(tǒng)中，本公開具有降低開銷及提高的頻譜效率的優(yōu)點。
[0126]將要理解，根據(jù)本申請的權(quán)利要求書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來實現(xiàn)。
[0127]任何這樣的軟件可以存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。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指令，當電子設(shè)備中的一個或多個處理器執(zhí)行所述指令時，所述指令使得電子設(shè)備執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0128]任何這些軟件可以以易失性存儲器或非易失性存儲器的形式存儲，比如，例如，類似ROM等的存儲設(shè)備，不論是可擦除的還是可重寫的；或者以存儲器的形式存儲，比如，例如，RAM、存儲芯片、設(shè)備或集成電路；或者存儲在光可讀介質(zhì)或磁可讀介質(zhì)上，比如，例如，CD、DVD、磁盤或磁帶等等。將要理解，存儲設(shè)備和存儲介質(zhì)是適于存儲一個或多個程序的機器可讀存儲器的實施例，所述一個或多個程序包括指令，當所述指令被執(zhí)行時，實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。
[0129]因此，實施例提供程序和存儲這樣的程序的機器可讀存儲器，所述程序包括用于實現(xiàn)本說明書的任何一項權(quán)利要求中所請求保護的裝置或方法。此外，可以經(jīng)由任何介質(zhì)(比如，通過有線連接或無線連接攜帶的通信信號)電傳達這樣的程序，并且實施例適當?shù)匕龀绦颉?br> [0130]雖然已經(jīng)參考本公開的某些示范性實施例示出和描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離由所附權(quán)利要求及其等效內(nèi)容所定義的本公開的精神和范圍的前提下，可以在形式和細節(jié)上對其做各種變化。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該限制于上述實施例，而是應(yīng)該通過不僅僅是所附的權(quán)利要求還有其等效物來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中操作發(fā)送器的方法，該方法包括: 將公共和/或控制信道的信息映射到專用射頻(RF)路徑的專用頻率區(qū)域；以及 將數(shù)據(jù)映射到公共RF路徑的公共頻率區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 促使接收器執(zhí)行波束選擇過程；以及 將用于獲得波束的參考信號映射到專用RF路徑的相關(guān)的頻率區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將大小低于閾值并且周期性發(fā)送的信息映射到專用RF路徑的專用頻率區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述公共RF路徑的數(shù)目為通過從所有RF路徑的數(shù)目中減去專用RF路徑的數(shù)目而獲得的數(shù)目。
5.一種在毫米波通信系統(tǒng)中的發(fā)送器的裝置，該裝置包括: 至少一個天線單元650，包括多個天線元件； 接收單元630，被配置為從接收器接收與至少一個上行鏈路發(fā)送波束方向相應(yīng)的信號; 控制器670，被配置為經(jīng)由接收單元從接收器接收信號，確定將公共和/或控制信道的信息映射到專用射頻(RF)路徑的專用頻率區(qū)域，以及確定將數(shù)據(jù)映射到公共RF路徑的公共頻率區(qū)域；以及 連接到各個天線元件的至少一個專用RF路徑以及至少一個公共RF路徑，每個路徑由波束形成以根據(jù)由控制器選擇的發(fā)送波束方向發(fā)送信號給接收器。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述控制器670被配置為執(zhí)行與接收器的波束選擇過程，并且 其中，所述控制器760被配置為將用于獲得波束的參考信號映射到專用RF路徑的相關(guān)的頻率區(qū)域。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述控制器670被配置為將大小低于閾值并且周期性發(fā)送的信息映射到專用RF路徑的專用頻率區(qū)域。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述公共RF路徑的數(shù)目為通過從所有RF路徑的數(shù)目中減去專用RF路徑的數(shù)目而獲得的數(shù)目。
9.一種用于在毫米波通信系統(tǒng)中操作接收器的方法，該方法包括: 經(jīng)由專用RF路徑的專用頻率區(qū)域從發(fā)送器接收公共和/或控制信道的信息；以及 經(jīng)由公共RF路徑的公共頻率區(qū)域接收數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 執(zhí)行與發(fā)送器的波束選擇過程；并且 從專用RF路徑的專用頻率區(qū)域接收用于獲得波束的參考信號。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 從專用RF路徑的專用頻率區(qū)域接收大小低于閾值并且周期性發(fā)送的信息。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述公共RF路徑的數(shù)目為通過從所有RF路徑的數(shù)目中減去專用RF路徑的數(shù)目而獲得的數(shù)目。
13.一種在毫米波通信系統(tǒng)中的接收器的裝置，該裝置包括: 接收單元700，被配置為接收由發(fā)送器經(jīng)由至少一個發(fā)送波束方向發(fā)送的至少一個信號; 控制器760，被配置為經(jīng)由接收單元從發(fā)送器獲得分配給專用RF路徑的專用頻率區(qū)域的公共和/或控制信道的信息，以及獲得分配給公共RF路徑的公共頻率區(qū)域的數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中該控制器被配置為執(zhí)行與發(fā)送器的波束選擇過程；并且 其中，所述控制器760被配置為經(jīng)由接收單元獲得用于獲得分配給用于專用RF路徑的專用頻率區(qū)域的波束的參考信號。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述控制器經(jīng)由接收單元獲得分配在專用RF路徑的專用頻率區(qū)域中的大小低于閾值并且周期性發(fā)送的信息；以及， 其中，所述公共RF路徑的數(shù)目為通過從所有RF路徑的數(shù)目中減去專用RF路徑的數(shù)目而獲得的數(shù)目。
【文檔編號】H04W72/04GK104303429SQ201380023601
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月4日
【發(fā)明者】金泰瑩, 薛志允, 柳炫圭, 鄭首龍 申請人:三星電子株式會社