波束成形系統(tǒng)中的控制信令發(fā)送的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種波束成形系統(tǒng)中的控制信令發(fā)送方法。用戶設(shè)備接收基站采用控制波束集合發(fā)送的多個控制波束，其中每個控制波束包括下行鏈路控制資源塊集合、上行鏈路控制資源塊集合和相關(guān)波束成形權(quán)重集合。用戶設(shè)備選擇控制波束，以與該基站建立連接。用戶設(shè)備隨后采用所選擇控制波束，進(jìn)行到該基站的隨機(jī)接入。
【專利說明】波束成形系統(tǒng)中的控制信令發(fā)送
[0001 ] 交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.§119要求2014年9月24日遞交的美國臨時申請案62/054，485，發(fā)明名稱為 “Control Signaling in a Beamforming System” 以及2015年5月28 日遞交的美國申請案14/723,706的優(yōu)先權(quán)，且將上述申請作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明有關(guān)于無線通信，且尤其有關(guān)于毫米波(Millimeter Wave，mmW)波束成形(beamforming)系統(tǒng)中的控制信令發(fā)送(control signaling)和同步。
【背景技術(shù)】
[0004]在下一代寬帶蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中，移動載波帶寬的日益短缺促進(jìn)了對利用不足的3G到300G Hz之間的mmWave頻譜的探索c^mmWave頻帶的可用頻譜是傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的兩百倍大。mmWave無線網(wǎng)絡(luò)采用窄波束進(jìn)行定向通信，并可支持?jǐn)?shù)千兆位(mult1-gigabit)的數(shù)據(jù)率。利用不足的mmWave頻譜的帶寬具有Imm到I OOmm的波長c^mmWave頻譜如此小的波長可使大量微型天線(miniaturized antenna)放置在較小區(qū)域內(nèi)。這種微型天線系統(tǒng)可通過電操縱陣列(electrically steerable array)形成定向傳送，從而達(dá)到較高的波束成形增益。
[0005]由于mmW半導(dǎo)體電路最近的發(fā)展，mmWave無線系統(tǒng)已成為實(shí)作中一種很有前途的方案。然而，對定向傳送的嚴(yán)重依賴以及傳播環(huán)境的脆弱也給_胃&%網(wǎng)絡(luò)帶來特別的挑戰(zhàn)。通常，蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被設(shè)計為達(dá)到以下目標(biāo):I)同時服務(wù)具有廣泛的動態(tài)操作情況的多個用戶；2)對信道變化、流量負(fù)載的動態(tài)和不同的QoS需求具有魯棒性(robust);以及3)有效利用如帶寬和功率的資源。波束成形給達(dá)到上述目標(biāo)增加了困難。
[0006]IEEE 802.1lad波束成形系統(tǒng)中采用的傳統(tǒng)的多種點(diǎn)對點(diǎn)(point-to-point)協(xié)議已不再適用于基站和移動裝置之間的關(guān)系為點(diǎn)到多點(diǎn)(point tomult1-point)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，上行鏈路(uplink，UL)控制信令傳送需要有序，且應(yīng)在一定程度上受到保護(hù)。基站應(yīng)當(dāng)幫助維持UL控制信令傳送的質(zhì)量。更明確來說，IEEE 802.1Iad更適用于分離的熱點(diǎn)的發(fā)展，但并不適于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的移動場景。接入點(diǎn)(Access Point，AP)之間的非一致信標(biāo)傳送間隔(non-harmonized beacon transmiss1n interval)帶來了較高的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)延遲，而這會導(dǎo)致較長的網(wǎng)絡(luò)再選擇時間，因此不利于服務(wù)連續(xù)性。
[0007]因此，需要一種魯棒性的控制信令發(fā)送方案，以利于具有挑戰(zhàn)性的mmWave環(huán)境中的波束成形操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提出一種波束成形系統(tǒng)中的控制信令發(fā)送方法。在蜂窩系統(tǒng)中，一粗糙TX/RX控制波束集合被無限期并重復(fù)提供，主要用于控制?？刂撇ㄊ采w整個小區(qū)覆蓋區(qū)域，具有適中的波束成形增益，并提供低速率控制信令發(fā)送，以利于高速率數(shù)據(jù)通信。
[0009]在一實(shí)施例中，基站在波束成形網(wǎng)絡(luò)中，分配多個第一下行鏈路控制資源塊集合，用于對多個用戶設(shè)備的下行鏈路傳送，其中每個下行鏈路控制資源塊集合與對應(yīng)的波束成形權(quán)重集合相關(guān)。基站另分配多個第二上行鏈路控制資源塊集合，用于來自該多個用戶設(shè)備的上行鏈路傳送，其中每個上行鏈路控制資源塊集合與該對應(yīng)的波束成形權(quán)重集合相關(guān)。基站采用控制波束集合發(fā)送小區(qū)和波束識別信息。每個控制波束包括一下行鏈路控制資源塊集合、一上行鏈路控制資源塊集合和該相應(yīng)的波束權(quán)重集合。波束成形權(quán)重的組合建立覆蓋小區(qū)整個服務(wù)區(qū)域的輻射樣式。
[0010]在另一實(shí)施例中，在波束成形網(wǎng)絡(luò)中，用戶設(shè)備從基站接收采用控制波束集合發(fā)送的控制波束。每個控制波束包括一下行鏈路控制資源塊集合、一上行鏈路控制資源塊集合和一相關(guān)波束成形權(quán)重集合。用戶設(shè)備選擇控制波束，以與基站建立連接。隨后，用戶設(shè)備采用所選控制波束進(jìn)行到基站的隨機(jī)接入。
[0011]如下詳述其它實(shí)施例以及優(yōu)勢。本部分內(nèi)容并非對發(fā)明作限定，本發(fā)明范圍由權(quán)利要求所限定。
【附圖說明】
[0012]【附圖說明】了本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同的符號代表相同的元件。
[0013]圖1是根據(jù)一新穎性方面的波束成形系統(tǒng)中控制波束的示意圖。
[0014]圖2是可執(zhí)行本發(fā)明某些實(shí)施例的基站和用戶設(shè)備的簡化方塊示意圖。
[0015]圖3是在波束成形系統(tǒng)中對多個天線單元應(yīng)用波束成形權(quán)重的示意圖。
[0016]圖4是多個波束成形權(quán)重集合應(yīng)用于天線單元以一次形成一個波束或一次形成兩個波束的示意圖。
[0017]圖5是波束成形系統(tǒng)中DL和UL傳送的空間互易的示意圖。
[0018]圖6是小區(qū)中包括DL控制資源塊和UL控制資源塊的控制波束的示意圖。
[0019]圖7是與控制波束相關(guān)的DL控制資源塊的一實(shí)施例的示意圖。
[0020]圖8是與控制波束相關(guān)的UL控制資源塊的一實(shí)施例的示意圖。
[0021 ]圖9是DL控制資源塊中BS傳送與UE接收的示意圖。
[0022]圖10是UL控制資源塊中UE傳送與BS接收的示意圖。
[0023]圖11是小區(qū)中包括DL和UL控制資源塊和相關(guān)波束成形權(quán)重的控制波束的示意圖。
[0024]圖12是控制波束中控制區(qū)域、控制區(qū)域片段和控制周期的示意圖。
[0025]圖13是控制區(qū)域片段和控制資源塊配置的示意圖。
[0026]圖14是DL和UL控制資源塊配置的優(yōu)選實(shí)施例示意圖。
[0027]圖15是UL接收機(jī)具有兩個RF鏈路以同時接收兩個控制波束的示意圖。
[0028]圖16A是具有/不具有交織DL/UL控制資源配置的實(shí)施例的示意圖。
[0029]圖16B是具有不同DL/UL工作周期的控制資源配置的一實(shí)施例的示意圖。
[0030]圖17是用于不同小區(qū)的控制周期的實(shí)施例的示意圖。
[0031 ]圖18是TDD和H)D系統(tǒng)中控制周期的實(shí)施例的示意圖。
[0032]圖19是根據(jù)一新穎性方面的波束成形系統(tǒng)中UE和BS之間的控制信令發(fā)送進(jìn)程示意圖。
[0033]圖20是根據(jù)一新穎性方面的波束成形系統(tǒng)中從基站角度的控制信令發(fā)送方法流程圖。
[0034]圖21是根據(jù)一新穎方面的波束成形系統(tǒng)中從UE角度的控制信令發(fā)送方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下將詳述本發(fā)明的一些實(shí)施例，其中某些示范例通過附圖描述。
[0036]圖1是根據(jù)一新穎性方面的波束成形毫米波蜂窩網(wǎng)絡(luò)100中控制波束(ControlBeam,CB)的示意圖。波束成形網(wǎng)絡(luò)100包括基站(Base Stat1n，BS)101和用戶設(shè)備(UserEquipment，UE) 102 mmWave蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用窄波束進(jìn)行定向通信，并可支持?jǐn)?shù)千兆位的數(shù)據(jù)率。定向通信可通過數(shù)字以及/或者模擬波束成形實(shí)現(xiàn)，其中多個天線單元上應(yīng)用多個波束成形權(quán)重集合，以形成多個波束。為了控制之用，由蜂窩系統(tǒng)中的基站提供粗糙(coarse)TX/RX控制波束集合?？刂撇ㄊ峡杀欢ㄆ谂渲?，或者以UE已知的順序無限期(indefinitely)發(fā)生并重復(fù)。控制波束集合覆蓋整個小區(qū)覆蓋區(qū)域，并具有適中的波束成形增益。每個控制波束廣播最少量的波束特定信息(beam-specific informat1n)，其中波束特定信息與LTE中的主信息塊(Master Informat1n Block，MIB)或系統(tǒng)信息塊(SystemInformat1n Block, SIB)類似。每個波束可攜帶1^特定(1^-8卩6(^打0)控制或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(traffic)。每個波束發(fā)送已知信號集合，以用于初始時間-頻率同步，識別發(fā)送信號的控制波束，以及測量發(fā)送信號的波束的無線電信道質(zhì)量。
[0037]在圖1所示的示范例中，BS 101定向配置多個小區(qū)，每個小區(qū)由一粗糙TX/RX控制波束集合覆蓋。在一實(shí)施例中，小區(qū)110由8個控制波束CBO到CB7覆蓋。每個控制波束包括一下行鏈路(downlink，DL)資源塊集合、一上行鏈路資源塊集合以及一具有適中波束成形增益的相關(guān)波束成形權(quán)重集合。在圖1所示的示范例中，不同的控制波束在時域上時分復(fù)用(Time Divis1n Multiplexed ,TDM)。下行鏈路子幀121具有8個DL控制波束，總共占據(jù)0.38毫秒(msec)。上行鏈路子幀122具有8個UL控制波束，總共占據(jù)0.38msec JL子幀和UL子幀之間的間隔為2.5msec?？刂撇ㄊ蠟榈图墑e控制波束，可提供低速率的控制信令發(fā)送，以利于高級別數(shù)據(jù)波束上的高速率數(shù)據(jù)通信。舉例來說，UE 102通過控制波束CB4與BS 101進(jìn)行同步，并通過專用數(shù)據(jù)波束DBO與BS 101交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?？刂撇ㄊ蛿?shù)據(jù)波束架構(gòu)可提供魯棒性的控制-信令發(fā)送方案，以利于mmWave蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的波束成形操作。
[0038]圖2是可執(zhí)行本發(fā)明某些實(shí)施例的基站和用戶設(shè)備的簡化方塊示意圖。BS201包括天線陣列211和一個或多個RF接收機(jī)模塊212。其中天線陣列211具有多個天線單元，可發(fā)送和接收無線電信號。RF接收機(jī)模塊212耦接至天線陣列，從天線211接收RF信號，將RF信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，并將基帶信號發(fā)送給處理器213AF接收機(jī)212也可將從處理器213接收的基帶信號轉(zhuǎn)換成RF信號，并將RF信號發(fā)送給天線211。處理器213處理接收到的基帶信號，并調(diào)用不同的功能模塊以實(shí)現(xiàn)BS 201的功能。存儲器214存儲程序指令和數(shù)據(jù)215，以控制BS201的操作。BS 201也包括多個功能模塊，可按照本發(fā)明的實(shí)施例執(zhí)行不同的任務(wù)。
[0039]類似地，UE202包括天線231，用來發(fā)送和接收無線電信號。RF接收機(jī)模塊232耦接至天線，從天線231接收RF信號，將RF信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，并將基帶信號發(fā)送給處理器233 AF接收機(jī)232也可將從處理器233接收的基帶信號轉(zhuǎn)換成RF信號，并將RF信號發(fā)送給天線231。處理器233處理接收到的基帶信號，并調(diào)用不同的功能模塊以實(shí)現(xiàn)UE 202的功能。存儲器234存儲程序指令和數(shù)據(jù)235，以控制UE 202的操作。UE 202也包括多個功能模塊，可按照本發(fā)明的實(shí)施例執(zhí)行不同的任務(wù)。
[0040]功能模塊可通過硬件、固件、軟件和任何上述的組合實(shí)現(xiàn)和配置。舉例來說，從BS端來說，DL分配模塊221和UL分配模塊222為控制波束分配控制無線電資源塊，導(dǎo)頻分配模塊223為發(fā)送導(dǎo)頻信號分配無線電資源。需注意，術(shù)語“分配”可為BS配置和保留某些資源塊進(jìn)行的明確動作，也可為基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范遵循預(yù)定義協(xié)議的隱含動作。從UE端來說，導(dǎo)頻探測模塊245探測導(dǎo)頻信號，提取導(dǎo)頻符號，并從接收到的控制波束傳送中識別控制波束。波束選擇模塊244從接收到的控制波束傳送中選擇優(yōu)選控制波束。同步模塊243采用所選控制波束與BS進(jìn)行時間和頻率同步，測量模塊242測量不同控制波束和小區(qū)的無線電信號。隨機(jī)接入模塊241進(jìn)行信道接入，以與BS建立連接。
[0041]圖3是在波束成形系統(tǒng)中對多個天線單元應(yīng)用波束成形權(quán)重的示意圖。通過定向天線技術(shù)，復(fù)合波束成形權(quán)重被調(diào)整，隨后被用于多個天線單元發(fā)送或接收的信號，以將發(fā)送或接收輻射功率集中到所需方向上?；谑瞻l(fā)機(jī)架構(gòu)，波束成形權(quán)重W可用于RF鏈路Ne的模擬域(如圖3所示)，或用于基帶的數(shù)字域(圖未示)。多個復(fù)合權(quán)重集合可用于多個天線單元Nt，一次形成一個波束或同時形成多個波束。
[0042]圖4是多個波束成形權(quán)重集合應(yīng)用于天線單元以一次形成一個波束或一次形成兩個波束的示意圖。在圖4的首行中，通過采用一個權(quán)重集合，基站一次形成一個波束。波束0、
1、2和3按順序一次形成一個。在圖4的底行中，通過采用兩個權(quán)重集合，基站一次形成兩個波束。波束0/4、I/5、2/6和3/7按順序一次形成兩個。
[0043]圖5是波束成形系統(tǒng)中DL和UL傳送的空間互易(reciprocity)的示意圖。通常假定在波束成形系統(tǒng)中，下行鏈路信道與上行鏈路信道是空間互易的。上述假定在時分雙工(Time Divis1n Duplex,TDD)系統(tǒng)中通常是對的，在頻率間隔小于總信道帶寬十分之一的大部分頻分雙工(Frequency Divis1n Duplex,FDD)系統(tǒng)中也是對的。在空間互易波束成形中，相同的波束成形天線樣式用于接收和傳送。如圖5所示，對于下行鏈路傳送來說，BS應(yīng)用TX波束成形矢量VBS,TX，UE應(yīng)用RX波束成形矢量Vue,RX。對于上行鏈路傳送來說，BS應(yīng)用RX波束成形矢量Vbs,rx，UE應(yīng)用TX波束成形矢量Vue,τχ。在空間互易波束成形中，下行鏈路和上行鏈路的波束成形矢量相同，如(Vbs,τχ,Vue,Rx) = (Vbs,RX,Vue,τχ)。
[0044]圖6是小區(qū)中控制波束的示意圖，其包括DL控制資源塊、UL控制資源塊和相關(guān)波束成形矢量。正如一般觀念，DL控制波束被定義為時間-頻率資源塊集合，其中基站采用相同的波束成形權(quán)重集合，用于對接收UE的下行鏈路傳送。上述被稱為DL控制資源塊的時間-頻率資源塊可被定期配置，或以UE已知的順序無限期發(fā)生。圖6的上半部分繪示了為DL控制波束CBO定期配置DL控制資源塊，其中VV,τχ代表DL CBO的波束成形矢量。
[0045]類似地，UL控制波束被定義為時間-頻率資源塊集合，其中基站優(yōu)選與對應(yīng)的DL控制資源塊采用的波束成形權(quán)重集合相同的波束成形權(quán)重集合，用于接收UE的上行鏈路傳送。上述被稱為UL控制資源塊的時間-頻率資源塊可被定期配置，或以UE已知的順序無限期發(fā)生。圖6的下半部分繪示了為UL控制波束CBO定期配置UL控制資源塊，其中VV,RX代表ULCBO的波束成形矢量。由于空間互易性，波束成形矢量相同，S卩(VV,TX = VV,RX)。若在UL控制資源塊中，基站選擇不采用與其接收波束成形權(quán)重集合相對應(yīng)的發(fā)送波束成形權(quán)重集合，則其采用的波束成形權(quán)重集合應(yīng)比與DL控制資源塊相關(guān)的波束成形權(quán)重集合達(dá)到更好的性能。
[0046]圖7是與控制波束相關(guān)的DL控制資源塊的一實(shí)施例的示意圖。與控制波束相關(guān)的每個DL控制資源塊至少包括基站發(fā)送的導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分。舉例來說，DL控制資源塊701包括導(dǎo)頻部分710和數(shù)據(jù)部分720。導(dǎo)頻部分用于小區(qū)和控制波束識別，以及時間、頻率、空間同步。數(shù)據(jù)部分用于小區(qū)特定(cell-specific)廣播、波束特定廣播、UE特定控制數(shù)據(jù)和UE特定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
[0047]圖8是與控制波束相關(guān)的UL控制資源塊的一實(shí)施例的示意圖。每個UL控制資源塊包括分配給特定UE的資源。UL控制資源塊中的UE傳送至少包括導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分。舉例來說，UL控制資源塊801包括資源802，資源802包括導(dǎo)頻部分810和數(shù)據(jù)部分820。導(dǎo)頻部分用于UE識別，以及用于基站與UE的UL傳送進(jìn)行時間、頻率、空間同步。數(shù)據(jù)部分用于UE特定控制數(shù)據(jù)和UE特定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
[0048]UL控制資源塊中的UE傳送可在配置多個天線時采用發(fā)送波束成形。優(yōu)選地，UE用于UL控制資源塊中發(fā)送的發(fā)送波束成形權(quán)重集合應(yīng)與UE用于在與UL發(fā)送相關(guān)的在前DL控制資源塊中接收的波束成形權(quán)重集合相同。
[0049]圖9是DL控制資源塊中BS傳送與UE接收的示意圖。圖10是UL控制資源塊中UE傳送與BS接收的示意圖。在空間互易波束成形中，接收和傳送采用相同的波束成形天線樣式。如圖9所示，對采用控制波束CBO的下行鏈路傳送來說，在DL控制資源塊，BS采用TX波束成形矢量VV, τχ，UE采用RX波束成形矢量vV,rx。如圖10所示，對采用控制波束CBO的上行鏈路傳送來說，在UL控制資源塊，BS采用RX波束成形矢量vV,Rx，UE采用TX波束成形矢量vV,tx。在空間互易波束成形中，用于DL和UL的控制波束CBO的波束成形矢量相同，如對于基站來說，
V0BS, RX = V0BS, TX ;對于 UE 來說，V V, TX = V0UE, RX。
[0050]圖11是小區(qū)中控制波束的示意圖，其包括DL和UL控制資源塊和相關(guān)波束成形權(quán)重。DL和UL控制資源塊集合和相關(guān)波束成形權(quán)重集合統(tǒng)稱為小區(qū)中的控制波束。多個波束成形權(quán)重集合建立覆蓋小區(qū)整個服務(wù)區(qū)域的輻射樣式。一個DL控制資源塊集合和一個UL控制資源塊與一個波束成形權(quán)重集合相關(guān)。每個小區(qū)具有覆蓋其整個服務(wù)區(qū)域的多個控制波束。在圖11所示的示范例中，小區(qū)1100中的控制波束O (CB0)包括DL控制資源塊集合1110、UL控制資源塊集合1120以及對應(yīng)的波束成形權(quán)重或波束成形矢量集合(V%S,TX = V%S,Rx =VV)?；緸樾^(qū)1100分配8個控制波束CBO到CB7 XBO與波束成形矢量VV相關(guān)，CBl與波束成形矢量V1bs相關(guān)，依此類推。從波束成形矢量VV到V7bs的組合建立覆蓋小區(qū)整個服務(wù)區(qū)域的福射樣式。
[0051]圖12是控制波束中控制區(qū)域、控制區(qū)域片段和控制周期的示意圖。與小區(qū)中所有控制波束相關(guān)的所有DL控制資源塊的組合被稱為小區(qū)的DL控制區(qū)域。DL控制區(qū)域可進(jìn)一步劃分為DL控制區(qū)域片段。DL控制區(qū)域片段包括在某個時間段內(nèi)，與小區(qū)中所有或部分控制波束相關(guān)的DL控制資源塊。其中，該時間段稱為小區(qū)的控制周期。類似地，與小區(qū)中所有控制波束相關(guān)的所有UL控制資源塊的組合被稱為小區(qū)的UL控制區(qū)域。UL控制區(qū)域可進(jìn)一步劃分為UL控制區(qū)域片段。UL控制區(qū)域片段包括在小區(qū)的控制周期內(nèi)，與小區(qū)中所有或部分控制波束相關(guān)的UL控制資源塊。在小區(qū)的一個控制周期內(nèi)，有一個DL控制片段和一個對應(yīng)的UL控制片段。小區(qū)的控制周期可被預(yù)先配置且被UE 了解，也可動態(tài)配置并信令告知UE或由UE盲測?？刂浦芷诳呻S時間改變。
[0052]在圖12所示的示范例中，上半部分繪示了具有3個DL控制區(qū)域片段的DL控制區(qū)域。每個014空制區(qū)域片段包括控制波束080、081、082、083和084的01^控制資源塊。下半部分繪示了具有2個UL控制區(qū)域片段的UL控制區(qū)域。每個UL控制區(qū)域片段包括控制波束CB0、CB1、CB2、CB3和CB4的UL控制資源塊?？刂浦芷?，如從時間TO到Tl，包括一個DL控制區(qū)域片段1210和一個UL控制區(qū)域片段1220。
[0053]圖13是控制區(qū)域片段和控制資源塊配置的示意圖。在圖13所示的示范例中，控制區(qū)域片段包括從CBO到CB7的8個控制波束的控制資源塊。控制區(qū)域片段可占據(jù)每個CB允許的任何時間-頻率資源塊硬件。不同的CB可以以TDM、頻分復(fù)用(Frequency Divis1nMultiplexed,FDM)、碼分復(fù)用(Code Divis1n Multiplexed,CDM)、空分復(fù)用(SpatialDivis1n Multiplexed，SPD)或上述復(fù)用方案的任意組合或混合來占據(jù)資源塊。
[0054]圖14是DL和UL控制資源塊配置的優(yōu)選實(shí)施例示意圖。DL控制區(qū)域片段和UL控制區(qū)域片段的配置需不相同。在圖14所示的示范例中，8個DL/UL控制資源塊用于一小區(qū)控制周期的8個控制波束CBO到CB7 ο在一個DL控制區(qū)域片段中，不同控制波束的DL控制資源塊優(yōu)選為TDM，并在時間上連續(xù)。如塊1410所繪示，CBO到CB7的DL控制資源塊在時域上復(fù)用。每個控制波束以最大功率發(fā)送以達(dá)到最大范圍。另一方面，在一個UL控制區(qū)域片段中，當(dāng)基站配置多個RF鏈路時，不同控制波束的UL控制資源塊優(yōu)選為SDM與其他復(fù)用方案結(jié)合。如塊1420所繪示，CBO到CB7的UL控制資源塊在空域和時域上復(fù)用。配置多個RF鏈路的基站可同時接收多個波束，基帶數(shù)字處理可進(jìn)一步減小波束間干擾。
[0055]圖15是UL接收機(jī)具有兩個RF鏈路以同時接收兩個控制波束的示意圖。在圖15所示的示范例中，基站配置有一個RF接收機(jī)，RF接收機(jī)具有兩個RF鏈路RFO和RFl。在UL傳送中，基站通過RFO和RFl同時接收CBl和CB5，隨后采用數(shù)字基帶處理模塊1510處理已接收信號，以減小波束間干擾。
[0056]圖16A是具有/不具有交織(interleaved)DL/UL控制資源配置的實(shí)施例的示意圖。在圖16A的上半部分，控制周期包括一 DL控制區(qū)域片段1610和一對應(yīng)的UL控制區(qū)域片段1620 JL控制區(qū)域片段1610包括用于4個控制波束CBO到CB3的DL控制資源塊。用于4個不同控制波束的DL控制資源塊為TDM，且在時間上連續(xù)。類似地，UL控制區(qū)域片段1620包括用于4個控制波束CBO到CB3的UL控制資源塊。用于4個不同控制波束的UL控制資源塊為TDM，且在時間上連續(xù)。在圖16A的下半部分，控制周期包括一 DL控制區(qū)域片段1630和一對應(yīng)的UL控制區(qū)域片段1640 JL控制區(qū)域片段1630包括用于4個控制波束CBO到CB3的DL控制資源塊。UL控制區(qū)域片段1640包括用于4個控制波束CBO到CB3的UL控制資源塊。用于4個不同控制波束的DL控制資源塊和UL控制資源塊為TDM，但不在時間上連續(xù)。在一特定情況下，DL和UL控制資源塊交織，且在時間上交替排列。
[0057]圖16B是具有不同DL/UL工作周期(dutycycle)的控制資源配置的一實(shí)施例的示意圖。在圖16B的上半部分，控制周期包括一DL控制區(qū)域片段1650和一對應(yīng)的UL控制區(qū)域片段1660 AL控制區(qū)域片段1650包括用于4個控制波束CBO到CB3的DL控制資源塊，這些DL控制資源塊為TDM，且在時間上連續(xù)。在控制周期內(nèi)，每個DL控制波束出現(xiàn)兩次。UL控制區(qū)域片段1660包括用于4個控制波束CBO到CB3的UL控制資源塊，這些UL控制資源塊為TDM，且不在時間上連續(xù)。在控制周期內(nèi)，每個UL控制波束出現(xiàn)一次。如此一來，DL控制波束的工作周期比UL控制波束的工作周期短。在圖16B的下半部分，控制周期包括一 DL控制區(qū)域片段1670和一對應(yīng)的UL控制區(qū)域片段1680 AL控制區(qū)域片段1670包括用于4個控制波束CBO到CB3的DL控制資源塊。UL控制區(qū)域片段1680包括用于4個控制波束CBO到CB3的UL控制資源塊。用于4個不同控制波束的DL控制資源塊和UL控制資源塊為TDM，但不在時間上連續(xù)。在一特定情況下，每兩個DL控制資源塊與一個UL控制資源塊交織。如此一來，DL控制波束的工作周期比UL控制波束的工作周期短。
[0058]圖17是用于不同小區(qū)的控制周期的實(shí)施例的示意圖。在圖17的上半部分，不同小區(qū)的控制周期相同，如為小區(qū)同步(ce 11-synchronous)。用于小區(qū)1、小區(qū)2和小區(qū)3的DL控制區(qū)域片段為時間對齊(time-aligned)。通過小區(qū)同步配置，UE能夠在同一控制區(qū)域片段間隔內(nèi)，從不同的小區(qū)對控制波束進(jìn)行測量。在圖17的下半部分，不同小區(qū)的的控制周期不同，如為小區(qū)非同步(0611-11011-8711(3111'0110118)。用于小區(qū)1、小區(qū)2和小區(qū)3的014空制區(qū)域片段沒有時間對齊。通過小區(qū)非同步配置，來自不同小區(qū)的控制波束之間沒有小區(qū)間干擾。
[0059]圖18是TDD和FDD系統(tǒng)中控制周期的實(shí)施例的示意圖。在圖18的上半部分，在TDD或FDD模式中，DL控制區(qū)域片段和UL控制區(qū)域片段在時間上交織。在圖18的下半部分，在FDD模式中，DL控制區(qū)域片段和UL控制區(qū)域片段在時間上重疊或?qū)R。
[0060]當(dāng)用于控制波束的預(yù)先配置資源不夠時，附加控制資源塊可被配置。對于DL控制波束來說，附加DL控制資源塊可被動態(tài)配置、預(yù)先配置，或從控制波束識別符中隱含發(fā)送。附加DL控制資源塊可具有不同的幀格式，如導(dǎo)頻信號無需調(diào)制，因其不需要攜帶波束ID。對于UL控制波束來說，附加UL控制資源塊可被動態(tài)配置、預(yù)先配置，或從控制波束識別符中隱含發(fā)送。附加UL控制資源塊可基于競爭(content1n)分配，也可許可給指定UE集合。附加UL控制資源塊可具有不同的幀格式，如導(dǎo)頻信號無需調(diào)制，因其不需要攜帶UE ID0
[0061 ]圖19是根據(jù)一新穎性方面的波束成形系統(tǒng)中UE 1901和BS 1902之間的控制信令發(fā)送進(jìn)程示意圖。在步驟1910中，UE 1901試圖與BS 1902建立連接。UE 1901等待并探測BS控制波束傳送，其中BS控制波束被重復(fù)無限期發(fā)送。UE 1901試圖與BS 1902實(shí)現(xiàn)時間、頻率和空間同步，并獲取所需廣播信息，以接入網(wǎng)絡(luò)。在步驟1920中，UE 1901接收并探測到來自BS 1902的控制波束傳送。舉例來說，UE 1902接收并探測到來自BS 1902的4個控制波束傳送CB#1到CB#4。在步驟1930中，UE 1901選擇控制波束，如控制波束CB#2，以與BS 1902建立連接。UE 1901首先進(jìn)行與BS 1902的時間和頻率同步。UE選擇控制波束來與BS建立連接后，空間同步得以實(shí)現(xiàn)。UE 1901隨后確定對應(yīng)于所選控制波束CB#2的UL控制資源。適中的陣列增益通過控制波束提供，這可部分補(bǔ)償mmWave信道中嚴(yán)重的路徑損耗，因而有利UE端的探測操作。在步驟1940中，UE 1901在對應(yīng)于所選控制波束CB#2的UL控制資源上進(jìn)行隨機(jī)接入(Random Access ,RA)，以攜帶發(fā)送給BS 1902的連接建立所需的重要信息。通過隨機(jī)接入，BS了解UE優(yōu)選哪個控制波束。通過采用所選控制波束，BS可與UE取得聯(lián)系，以完成連接建立進(jìn)程。通過控制波束可提供適中的陣列增益，從而有利于UE隨機(jī)接入的BS接收。UL控制資源包括隨機(jī)接入的專用資源，從而提供受到更好保護(hù)的UL信道。
[0062]圖20是根據(jù)一新穎性方面的波束成形系統(tǒng)中從基站角度的控制信令發(fā)送方法流程圖。在步驟2001中，基站分配多個第一DL控制資源塊集合，用于到波束成形網(wǎng)絡(luò)中多個UE的DL傳送。每個DL控制資源塊集合與對應(yīng)的波束成形權(quán)重集合相關(guān)。在步驟2002中，基站分配多個第二UL控制資源塊集合，用于來自多個UE的UL傳送。每個UL控制資源塊集合與相同的對應(yīng)的波束成形權(quán)重集合相關(guān)。在步驟2003中，基站采用控制波束集合發(fā)送小區(qū)和波束識別信息，其中每個控制波束包括一DL控制資源塊集合、一UL控制資源塊集合和對應(yīng)的波束成形權(quán)重集合?？刂撇ㄊ系牟ㄊ尚螜?quán)重組合建立覆蓋小區(qū)整個服務(wù)區(qū)域的輻射樣式。
[0063]圖21是根據(jù)一新穎方面的波束成形系統(tǒng)中從UE角度的控制信令發(fā)送方法流程圖。在步驟2101中，在波束成形網(wǎng)絡(luò)中，UE接收基站采用控制波束集合發(fā)送的控制波束。每個控制波束包括一 DL控制資源塊集合、一 UL控制資源塊集合和一相關(guān)波束成形權(quán)重集合。在步驟2102中，UE選擇控制波束，以與基站建立連接。在步驟2103中，UE采用所選控制波束進(jìn)行到基站的隨機(jī)接入。
[0064]本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上以用于指導(dǎo)目的，但是其并非用以限定本發(fā)明的范圍。相應(yīng)地，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可對上述實(shí)施例的各種特征進(jìn)行變更、潤飾和組合。本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括: 在波束成形移動通信網(wǎng)絡(luò)中，由用戶設(shè)備接收基站采用控制波束集合發(fā)送的多個控制波束，其中每個控制波束包括下行鏈路控制資源塊集合、上行鏈路控制資源塊集合和相關(guān)波束成形權(quán)重集合； 選擇控制波束，以與該基站建立連接；以及 采用所選擇控制波束，進(jìn)行到該基站的隨機(jī)接入。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該多個控制波束的波束成形權(quán)重的組合建立覆蓋該基站提供的小區(qū)整個服務(wù)區(qū)域的輻射樣式。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該下行鏈路控制資源塊包括導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分，該用戶設(shè)備從該導(dǎo)頻部分接收小區(qū)和波束識別信息。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該下行鏈路控制資源塊包括導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分，該用戶設(shè)備從該數(shù)據(jù)部分接收控制和業(yè)務(wù)信息。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該上行鏈路控制資源塊包括導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分，該用戶設(shè)備通過該導(dǎo)頻部分發(fā)送用戶設(shè)備識別信息。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該上行鏈路控制資源塊包括導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分，該用戶設(shè)備通過該數(shù)據(jù)部分發(fā)送用戶設(shè)備特定控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該用戶設(shè)備通過該所選擇控制波束的下行鏈路控制資源塊，與該基站進(jìn)行時間、頻率、空間同步。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該用戶設(shè)備通過該所選擇控制波束的上行鏈路控制資源塊，進(jìn)行到該基站的隨機(jī)接入。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該用戶設(shè)備包括多個天線進(jìn)行波束成形，且上行鏈路控制資源塊中的發(fā)送波束成形權(quán)重與相應(yīng)的下行鏈路控制資源塊中的接收波束成形權(quán)重相同。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該多個控制波束被配置有無限期發(fā)生的控制周期。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在每個控制周期內(nèi)，不同控制波束的下行鏈路控制資源塊為時分復(fù)用。12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在每個控制周期內(nèi)，不同控制波束的上行鏈路控制資源塊為空分復(fù)用。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該用戶設(shè)備包括兩個射頻鏈路，用來接收一個或多個同時的控制波束傳送。14.一種用戶設(shè)備，包括: 接收機(jī)，用來在波束成形移動通信網(wǎng)絡(luò)中，接收基站采用控制波束集合發(fā)送的多個控制波束，其中每個控制波束包括下行鏈路控制資源塊集合、上行鏈路控制資源塊集合和相關(guān)波束成形權(quán)重集合； 波束選擇模塊，用來選擇控制波束，以與該基站建立連接；以及 隨機(jī)接入模塊，用來采用所選擇控制波束，進(jìn)行到該基站的隨機(jī)接入。15.如權(quán)利要求14所述的用戶設(shè)備，其特征在于，該多個控制波束的波束成形權(quán)重的組合建立覆蓋該基站提供的小區(qū)整個服務(wù)區(qū)域的輻射樣式。16.如權(quán)利要求14所述的用戶設(shè)備，其特征在于，該用戶設(shè)備通過該所選擇控制波束的下行鏈路控制資源塊，與該基站進(jìn)行時間、頻率、空間同步。17.如權(quán)利要求14所述的用戶設(shè)備，其特征在于，該用戶設(shè)備通過該所選擇控制波束的上行鏈路控制資源塊，進(jìn)行到該基站的隨機(jī)接入。18.如權(quán)利要求14所述的用戶設(shè)備，其特征在于，該用戶設(shè)備包括多個天線進(jìn)行波束成形，且上行鏈路控制資源塊中的發(fā)送波束成形權(quán)重與相應(yīng)的下行鏈路控制資源塊中的接收波束成形權(quán)重相同。19.如權(quán)利要求14所述的用戶設(shè)備，其特征在于，該多個控制波束被配置有無限期發(fā)生的控制周期。20.如權(quán)利要求19所述的用戶設(shè)備，其特征在于，在每個控制周期內(nèi)，不同控制波束的下行鏈路控制資源塊為時分復(fù)用。21.如權(quán)利要求19所述的用戶設(shè)備，其特征在于，在每個控制周期內(nèi)，不同控制波束的上行鏈路控制資源塊為空分復(fù)用。22.如權(quán)利要求14所述的用戶設(shè)備，其特征在于，該用戶設(shè)備包括兩個射頻鏈路，用來接收一個或多個同時的控制波束傳送。
【文檔編號】H04W36/08GK105830496SQ201580001027
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年9月16日
【發(fā)明人】桂建卿, 游家豪, 張銘博
【申請人】聯(lián)發(fā)科技股份有限公司