用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行基于部分天線陣列的波束形成的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行 基于部分天線陣列的波束形成的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 簡(jiǎn)要地描述作為本發(fā)明可適用于的移動(dòng)通信系統(tǒng)的示例的第三代合作伙伴計(jì)劃 長(zhǎng)期演進(jìn)（在下文中，被稱為L(zhǎng)TE)通信系統(tǒng)。
[0003] 圖1是示意性地例示了作為示例性無線電通信系統(tǒng)的E-UMTS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的圖。 演進(jìn)型通用移動(dòng)電信系統(tǒng)（E-UMTS)是傳統(tǒng)的通用移動(dòng)電信系統(tǒng)（UMTS)的高級(jí)版本，并 且當(dāng)前正在3GPP中進(jìn)行其基本標(biāo)準(zhǔn)化。E-UMTS可以被通常稱為L(zhǎng)TE系統(tǒng)。對(duì)于UMTS和 E-UMTS的技術(shù)規(guī)范的細(xì)節(jié)，能夠參照 "3rdGenerationPartnershipProject;Technical SpecificationGroupRadioAccessNetwork" 的版本 7 和版本 8〇
[0004] 參照?qǐng)D1，E_UMTS包括用戶設(shè)備（UE)、演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B(eN〇deB或eNB)、以及位于演 進(jìn)型UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)（E-UTRAN)的一端處并且連接到外部網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)關(guān)（AG)。 eNB可以同時(shí)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流，以便于廣播服務(wù)、多播服務(wù)和/或單播服務(wù)。
[0005] 每個(gè)eNB存在一個(gè)或更多個(gè)小區(qū)。小區(qū)被構(gòu)造為使用1. 25MHz、2. 5MHz、5MHz、 10MHz、15MHz和20MHz的帶寬中的一個(gè)來向多個(gè)UE提供下行鏈路或上行鏈路傳輸服務(wù)。不 同的小區(qū)可以被構(gòu)造為提供不同的帶寬。eNB控制到多個(gè)UE的數(shù)據(jù)發(fā)送以及來自多個(gè)UE 的數(shù)據(jù)接收。關(guān)于下行鏈路（DL)數(shù)據(jù)，eNB通過向UE發(fā)送DL調(diào)度信息來發(fā)送DL調(diào)度信 息，以向?qū)?yīng)的UE通知要發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)域/頻域、編碼、數(shù)據(jù)大小以及混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求 (HARQ)相關(guān)信息。另外，關(guān)于上行鏈路（UL)數(shù)據(jù)，eNB向?qū)?yīng)的UE發(fā)送UL調(diào)度信息，以向 該UE通知可用的時(shí)域/頻域、編碼、數(shù)據(jù)大小以及與HARQ相關(guān)信息?？梢允褂糜糜谠趀NB 之間發(fā)送用戶業(yè)務(wù)或控制業(yè)務(wù)的接口。核心網(wǎng)絡(luò)（CN)可以包括AG和用于UE的用戶注冊(cè) 的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等。AG在跟蹤區(qū)域（TA)基礎(chǔ)上管理UE的移動(dòng)性，每個(gè)TA包括多個(gè)小區(qū)。
[0006] 盡管無線電通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到基于寬帶碼分多址（WCDMA)的LTE，然而用戶和 提供方的需求和期望持續(xù)增加。另外，因?yàn)槠渌鼰o線電接入技術(shù)持續(xù)發(fā)展，所以需要新的技 術(shù)進(jìn)步確保將來的競(jìng)爭(zhēng)力。例如，需要減少每比特成本、提高服務(wù)可用性、靈活使用頻帶、簡(jiǎn) 化結(jié)構(gòu)、開放接口、適當(dāng)消耗UE的功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問題
[0008] 被設(shè)計(jì)來解決所述問題的本發(fā)明的目的在于提供一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí) 行基于部分天線陣列的波束形成的方法及其裝置。
[0009] 技術(shù)解決方案
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一種用于在無線通信系統(tǒng)中由用戶設(shè)備使用基于大規(guī) 模（massive)天線陣列的波束形成來從基站接收信號(hào)的方法包括以下步驟：在所述大規(guī)模 天線陣列中包括的多個(gè)天線端口當(dāng)中構(gòu)造優(yōu)選的天線端口集；通過接收與所述優(yōu)選的天線 端口集對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)信號(hào)來測(cè)量信道狀態(tài)信息，并且將所述信道狀態(tài)信息報(bào)告給所述基站； 以及基于所述信道狀態(tài)信息使用所述優(yōu)選的天線端口集來從所述基站接收波束形成的信 號(hào)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種用于在無線通信系統(tǒng)中由基站使用基于大規(guī) 模天線陣列的波束形成來向用戶設(shè)備發(fā)送信號(hào)的方法包括以下步驟：在所述大規(guī)模天線陣 列中包括的多個(gè)天線端口當(dāng)中為所述用戶設(shè)備構(gòu)造優(yōu)選的天線端口集；向所述用戶設(shè)備發(fā) 送與所述優(yōu)選的天線端口集對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)信號(hào)；從所述用戶設(shè)備接收基于所述基準(zhǔn)信號(hào)測(cè)量 的信道狀態(tài)信息；以及基于所述信道狀態(tài)信息使用所述優(yōu)選的天線端口集來向所述用戶設(shè) 備發(fā)送波束形成的信號(hào)。
[0012] 上述方法還可以包括以下步驟：由所述基站從所述用戶設(shè)備接收與所述優(yōu)選的天 線端口集有關(guān)的、包括與所述優(yōu)選的天線端口集中包括的天線端口的數(shù)目和天線端口的索 引有關(guān)的信息的信息，或者由所述基站向所述用戶設(shè)備發(fā)送與所述優(yōu)選的天線端口集有關(guān) 的所述信息。
[0013] 可以基于下面的項(xiàng)中的至少一個(gè)來確定所述天線端口數(shù)目和所述天線端口索引： 所述用戶設(shè)備的移動(dòng)性、所述用戶設(shè)備與所述基站之間的信道的多普勒特性、所述用戶設(shè) 備與所述基站之間的信道矩陣的特性參數(shù)、以及所述信道的信噪比。
[0014] 所述基準(zhǔn)信號(hào)可以是用戶設(shè)備特定基準(zhǔn)信號(hào)。
[0015] 有益效果
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，UE能夠使用部分天線陣列來高效地執(zhí)行波束形成。
[0017] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將要領(lǐng)會(huì)的是，能夠通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的效果不限于已經(jīng)在上文具 體地描述的效果，并且將從以下詳細(xì)描述更清楚地理解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018] 圖1是示意性地例示了作為示例性無線電通信系統(tǒng)的E-UMTS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的圖。
[0019] 圖2是例示了基于3GPP無線電接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的UE與E-UTRAN之間的無線電接口 協(xié)議的控制平面和用戶平面的結(jié)構(gòu)的圖。
[0020] 圖3是例示了在3GPP系統(tǒng)中使用的物理信道和使用這些物理信道的一般信號(hào)發(fā) 送方法的圖。
[0021] 圖4是例示了在LTE系統(tǒng)中使用的無線電幀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0022] 圖5是例示了在LTE系統(tǒng)中使用的DL無線電幀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0023] 圖6是例示了LTE系統(tǒng)中的UL子幀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0024] 圖7是例示了一般MM)通信系統(tǒng)的構(gòu)造的圖。
[0025] 圖8和圖9是例示了通過四個(gè)天線支持DL發(fā)送的LTE系統(tǒng)中的DLRS構(gòu)造的圖。
[0026] 圖10例示了在當(dāng)前3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中限定的示例性DLDM-RS分配。
[0027] 圖11例示了在當(dāng)前3GPP標(biāo)準(zhǔn)中限定的DLCSI-RS構(gòu)造的CSI-RS構(gòu)造#0。
[0028] 圖12是例示了天線傾斜方案的圖。
[0029] 圖13是將常規(guī)天線系統(tǒng)與有源天線系統(tǒng)（AAS)進(jìn)行比較的圖。
[0030] 圖14例示了基于AAS的示例性UE特定波束形成。
[0031] 圖15例示了基于AAS的3D波束發(fā)送場(chǎng)景。
[0032] 圖16例示了所有天線端口當(dāng)中的有效天線端口集的示例性選擇。
[0033] 圖17例示了所有天線端口當(dāng)中的有效天線端口集的另一示例性選擇。
[0034] 圖18例示了Μ頂0系統(tǒng)的一般預(yù)編碼結(jié)構(gòu)。
[0035] 圖19例示了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)編碼結(jié)構(gòu)。
[0036] 圖20例示了根據(jù)本發(fā)明的支持基于子陣列的多用戶波束形成的通信系統(tǒng)。
[0037] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的通信裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 在下文中，將從本發(fā)明的實(shí)施方式容易地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、操作和其它特征，在 附圖中例示了本發(fā)明的實(shí)施方式的示例。將在下文描述的實(shí)施方式是本發(fā)明的技術(shù)特征被 應(yīng)用于3GPP系統(tǒng)的示例。
[0039] 盡管將基于LTE系統(tǒng)和高級(jí)LTE(LTE-A)系統(tǒng)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，但是LTE系 統(tǒng)和LTE-A系統(tǒng)純粹是示例性的，并且本發(fā)明的實(shí)施方式能夠被應(yīng)用于與前述限定對(duì)應(yīng)的 任何通信系統(tǒng)。另外，盡管將基于頻分雙工（FDD)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，然而FDD模式純 粹是示例性的，并且本發(fā)明的實(shí)施方式能夠容易地被應(yīng)用于具有一些修改的半FDD(H-FDD) 或時(shí)分雙工（TDD)。
[0040] 在本公開中，可以將基站（eNB)用作包括遠(yuǎn)程無線電頭端（RRH)、eNB、發(fā)送點(diǎn) (TP)、接收點(diǎn)（RP)、中繼裝置（relay)等的廣泛含義。
[0041] 圖2是例示了基于3GPP無線電接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的UE與E-UTRAN之間的無線電接口 協(xié)議的控制平面和用戶平面的結(jié)構(gòu)的圖?？刂破矫媸侵赣糜诎l(fā)送由UE和網(wǎng)絡(luò)用來管理呼 叫的控制消息的路徑。用戶平面是指發(fā)送在應(yīng)用層中生成的數(shù)據(jù)（例如，語音數(shù)據(jù)或互聯(lián) 網(wǎng)分組數(shù)據(jù)）的路徑。
[0042] 第一層的物理層使用物理信道來向上層提供信息傳送服務(wù)。物理層經(jīng)由發(fā)送信道 連接到上層的媒體訪問控制（MAC)層。經(jīng)由發(fā)送信道在MAC層與物理層之間發(fā)送數(shù)據(jù)。還 經(jīng)由物理信道在發(fā)送器的物理層與接收器的物理層之間發(fā)送數(shù)據(jù)。物理信道將時(shí)間和頻率 用作無線電資源。具體地，在DL中使用正交頻分多址（0FDMA)方案來對(duì)物理信道進(jìn)行調(diào)制， 而在UL中使用單載波頻分多址（SC-FDMA)方案來對(duì)物理信道進(jìn)行調(diào)制。
[0043] 第二層的MAC層經(jīng)由邏輯信道向上層的無線電鏈路控制（RLC)層提供服務(wù)。第二 層的RLC層支持可靠的數(shù)據(jù)傳輸。可以由MAC層內(nèi)的功能塊來實(shí)現(xiàn)RLC層的功能。第二層 的分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議（PDCP)層執(zhí)行報(bào)頭壓縮功能以減少不必要的控制信息，以便在具有 相對(duì)窄的帶寬的無線電接口中高效地發(fā)送網(wǎng)際協(xié)議（IP)分組（諸如IPv4分組或IPv6分 組）。
[0044] 僅在控制平面中限定位于第三層的最底部處的無線電資源控制（RRC)層。RRC層 與無線電承載的構(gòu)造、重構(gòu)和釋放有關(guān)地控制邏輯信道、發(fā)送信道和物理信道。無線電承載 是指由第二層提供用于在UE與網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)送數(shù)據(jù)的服務(wù)。為此，UE的RRC層和網(wǎng)絡(luò)的RRC 層交換RRC消息。如果已經(jīng)在無線電網(wǎng)絡(luò)的RRC層與UE的RRC層之間建立了RRC連接， 則UE處于RRC連接模式。否則，UE處于RRC空閑模式。位于RRC層的上層處的非接入層 (NAS)層執(zhí)行諸如會(huì)話管理和移動(dòng)性管理這樣的功能。
[0045]用于從網(wǎng)絡(luò)到UE的數(shù)據(jù)發(fā)送的DL發(fā)送信道包括用于發(fā)送系統(tǒng)信息的廣播信道 (BCH)、用于發(fā)送尋呼消息的尋呼信道（PCH)、以及用于發(fā)送用戶業(yè)務(wù)或控制消息的DL共 享信道（SCH)。DL多播或廣播服務(wù)的業(yè)務(wù)或控制消息可以通過DLSCH來發(fā)送，或者可以 通過附加的DL多播信道（MCH)來發(fā)送。此外，用于從UE到網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送的UL發(fā)送信 道包括用于發(fā)送初始控制消息的隨機(jī)接入信道（RACH)以及用于發(fā)送用戶業(yè)務(wù)或控制消息 的ULSCH。位于發(fā)送信道的上層處并且被映射到發(fā)送信道的邏輯信道包括廣播控制信道 (BCCH)、尋呼控制信道（PCCH)、公共控制信道（CCCH)、多播控制信道（MCCH)以及多播業(yè)務(wù) 信道（MTCH) 〇
[0046] 圖3是例示了在3GPP系統(tǒng)中使用的物理信道和使用這些物理信道的一般信號(hào)發(fā) 送方法的圖。
[0047] 當(dāng)電源被接通或者UE進(jìn)入新的小區(qū)時(shí)，UE執(zhí)行諸如獲取與eNB的同步這樣的初 始小區(qū)搜索過程（S301)。為此，UE可以通過從eNB接收主同步信道（P-SCH)和輔同步信道 (S-SCH)來調(diào)整與eNB的同步，并且獲取諸如小區(qū)身份（ID)這樣的信息。此后，UE可以通 過從eNB接收物理廣播信道來獲取小區(qū)內(nèi)的廣播信息。在初始小區(qū)搜索過程中，UE可以通 過接收下行鏈路基準(zhǔn)信號(hào)（DLRS)來監(jiān)測(cè)DL信道狀態(tài)。
[0048] 當(dāng)完成初始小區(qū)搜索過程時(shí)，UE可以通過接收物理下行鏈路控制信道（PDCCH)并 且基于在H)CCH上承載的信息接收物理下行鏈路共享信道（PDSCH)來獲取更詳細(xì)的系統(tǒng)信 息（S302)。
[0049] 此外，如果UE最初接入eNB或者如果不存在用于到eNB的信號(hào)發(fā)送的無線電資 源，則UE可以執(zhí)行與eNB的隨機(jī)接入過程（S303至S306)。為此，UE可以通過物理隨機(jī)接 入信道（PRACH)來發(fā)送特定序列作為前導(dǎo)碼（S303和S305)，并且通過H)CCH和與該H)CCH 關(guān)聯(lián)的H)SC