用于在基于波束形成的無線通信系統(tǒng)中根據(jù)發(fā)送和接收波束圖案的改變的波束形成增益 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及模擬波束形成、數(shù)字波束形成、或者組合了模擬波束形成和數(shù)字波束 形成的混合波束形成。
【背景技術(shù)】
[000引直至第四代的無線移動(dòng)通信系統(tǒng)基于在IGHzW下或1~3GHz之間的頻帶中的各 向同性或全向天線來發(fā)送和接收控制信道和數(shù)據(jù)。無線移動(dòng)通信系統(tǒng)可W支持用于通過數(shù) 字波束形成向滿足特定信道條件的用戶分配一些資源的選擇性功能。蜂窩系統(tǒng)對(duì)于通過施 加發(fā)送（Tx)分集和接收（Rx)分集（諸如根據(jù)信道特性而自然產(chǎn)生的多徑傳播）和使用多 個(gè)發(fā)送/接收天線的多輸入多輸出（MIMO)引起的附加性能增益進(jìn)行研究。
[0003] 相反，在諸如毫米波的超高頻中，信道特性和Tx/Rx波束形成通過減輕信道多徑 傳播可W獲得波束形成增益，但是難W支持Tx/Rx分集。因此，當(dāng)波束形成被應(yīng)用時(shí)，研究 主要限于通過最大化波束形成增益來最優(yōu)化諸如接收信噪比（SNR)的性能指標(biāo)的波束形 成權(quán)重系數(shù)。有關(guān)技術(shù)W包括基于單一射頻（R巧路徑而不支持MIMO的多個(gè)RF/天線單元 的模擬陣列來操作波束形成。在該種情況下，在接收級(jí)中通過掃描在若干方向上的特定波 束圖案W及選擇和反饋?zhàn)顝?qiáng)接收信號(hào)的一個(gè)波束來操作波束形成。該適合于沒有移動(dòng)性 的、在幾米之內(nèi)的接近距離的、W視線（Li曲tofSi曲t，Lo巧為信道路徑的室內(nèi)環(huán)境。
[0004] 在經(jīng)受每小時(shí)數(shù)十千米的移動(dòng)、終端的快速旋轉(zhuǎn)或者非視線（化0巧路徑特性或 由于障礙物引起的信道衰退而導(dǎo)致的突發(fā)信道狀況變化的室外無線通信中，當(dāng)在特定方向 上最大化波束形成增益并且按照方向性操作窄帶寬時(shí)，由于根據(jù)用戶環(huán)境的相當(dāng)大的性能 下降，敏感性可能增大。通過如上討論地使用波束形成，無線通信系統(tǒng)通過最大化波束形成 增益可W最優(yōu)化諸如接收SNR的性能指標(biāo)。
[0005] 然而，因?yàn)槎鄰絺鞑p少，所W使用波束形成的無線通信系統(tǒng)不能獲得分集增益。 終端移動(dòng)性或信道狀況W及直到在波束被測(cè)量/選擇之后的實(shí)際波束分配為止的延遲所 導(dǎo)致的波束形成信息失配可能使得性能對(duì)波束形成敏感。目P，因?yàn)槌哳l帶的信道傳播所 引起的大的傳播損耗和大的穿透損耗、小的多徑傳播W及由于波束形成引起的強(qiáng)方向性， 基于波束形成的超高頻無線移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)于信道衰退和障礙物敏感。
[0006] 因此，可W基于W下假設(shè)來設(shè)計(jì)系統(tǒng)；通過考慮在具有不同的編碼增益的數(shù)據(jù)信 道和控制信道之間、在上行鏈路和下行鏈路之間（或者發(fā)送和接收之間）、或者在廣播信道 和單播信道之間的信道狀況或者資源特性，而不同地操作具有不同的波束寬度和增益的一 個(gè)或多個(gè)波束圖案。
[0007] 然而，當(dāng)操作不同波束寬度和增益的波束圖案時(shí)，根據(jù)依照波束圖案的波束寬度 和波束形成增益之間的折中，在特定方向上出現(xiàn)波束形成增益差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引技術(shù)方案
[0009] 為了解決上述不足，本公開的主要方面提供一種在基于波束形成的無線通信系統(tǒng) 中用于根據(jù)Tx/Rx波束圖案改變來操作波束形成增益差異補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置。
[0010] 本公開另一方面提供一種在用具有不同的波束寬度和波束形成增益的一個(gè)或多 個(gè)波束圖案來發(fā)送和接收上行鏈路/下行鏈路的基于波束形成的系統(tǒng)中通過考慮基于不 同的Tx/Rx波束圖案的波束形成增益差來有效地操作波束形成的方法和裝置。
[0011] 根據(jù)本公開一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的移動(dòng)站（M巧的操 作方法包括；通過多個(gè)下行鏈路發(fā)送（Tx)波束接收參考信號(hào)；測(cè)量所接收的參考信號(hào)的信 道質(zhì)量信息；W及通過根據(jù)信道質(zhì)量信息補(bǔ)償波束形成增益補(bǔ)償信息來生成有效的信道質(zhì) 量信息。所述信道質(zhì)量信息或有效的信道質(zhì)量信息可W包括；諸如載波干擾噪聲比（CINR) 和接收信號(hào)強(qiáng)度指示符巧SSI)的信道質(zhì)量信息，或者諸如從對(duì)CINR進(jìn)行后處理所估計(jì)的 可支持MCS級(jí)別或CINR的有效信道質(zhì)量信息。
[0012] 根據(jù)本公開另一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的基站炬巧的操 作方法包括；使用多個(gè)下行鏈路Tx波束來發(fā)送參考信號(hào)；W及接收響應(yīng)于所發(fā)送的參考信 號(hào)的有效信道質(zhì)量信息。通過MS根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償用于所發(fā)送的參考信號(hào) 的接收（Rx)信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息。
[0013] 該里，波束形成增益補(bǔ)償信息是用于補(bǔ)償根據(jù)在MS處接收的參考信號(hào)的信道質(zhì) 量信息測(cè)量選擇的參考信號(hào)的波束形成增益與要用于發(fā)送控制信道或數(shù)據(jù)信道的波束形 成增益的信息，并且有效信道質(zhì)量信息還包括與補(bǔ)償?shù)男诺蕾|(zhì)量信息對(duì)應(yīng)的調(diào)制和編碼方 案（MC巧級(jí)別。此外，該方法還可W包括向MS發(fā)送波束形成增益補(bǔ)償信息。
[0014] 根據(jù)本公開又一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的MS的裝置包括： 接收器，用于通過多個(gè)下行鏈路Tx波束來接收參考信號(hào)；W及控制器，用于測(cè)量所接收的 參考信號(hào)的信道質(zhì)量信息，并通過根據(jù)信道質(zhì)量信息補(bǔ)償波束增益補(bǔ)償信息來生成有效信 道質(zhì)量信息。
[0015] 根據(jù)本公開仍一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的BS的裝置包括： 發(fā)送器，用于使用多個(gè)下行鏈路Tx波束來發(fā)送參考信號(hào)；W及接收器，用于接收響應(yīng)于所 發(fā)送的參考信號(hào)的有效信道質(zhì)量信息。通過MS根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償用于所發(fā) 送的參考信號(hào)的Rx信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息。
[0016] 該里，波束形成增益補(bǔ)償信息是用于補(bǔ)償根據(jù)在MS處接收的參考信號(hào)的信道質(zhì) 量信息測(cè)量選擇的參考信號(hào)的波束形成增益與要用于發(fā)送控制信道或數(shù)據(jù)信道的波束形 成增益的信息，并且還包括控制器，該控制器被配置為從有效信道質(zhì)量信息獲得與補(bǔ)償?shù)?信道質(zhì)量信息對(duì)應(yīng)的調(diào)制和編碼方案（MC巧級(jí)別。此外，發(fā)送器還被配置為向MS發(fā)送波束 形成增益補(bǔ)償信息。
[0017] 根據(jù)本公開又一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的BS的操作方法 包括；通過多個(gè)下行鏈路Tx波束來發(fā)送參考信號(hào)；接收所發(fā)送的參考信號(hào)的信道質(zhì)量信 息；W及通過根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息。該 里，波束形成增益補(bǔ)償信息包括用于補(bǔ)償根據(jù)參考信號(hào)的所測(cè)量的信道質(zhì)量信息選擇的參 考信號(hào)的波束形成增益與要用于發(fā)送控制信道或數(shù)據(jù)信道的波束形成增益的信息。該方法 還包括：向移動(dòng)站（M巧發(fā)送波束形成增益補(bǔ)償信息；W及向MS發(fā)送所生成的有效信道質(zhì) 量信息。此外，該方法還包括；接收多個(gè)上行鏈路Tx波束上的參考信號(hào)，測(cè)量所接收的參考 信號(hào)的信道質(zhì)量信息；W及
[0018] 通過根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息。此 夕F，通過根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息包括確定 對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償?shù)男诺蕾|(zhì)量信息的調(diào)制和編碼方案（MC巧級(jí)別。
[0019] 根據(jù)本公開又一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的MS的操作方法 包括；使用多個(gè)下行鏈路Tx波束來接收參考信號(hào)；W及測(cè)量所接收的參考信號(hào)的信道質(zhì)量 信息；W及向BS發(fā)送信道質(zhì)量信息。
[0020] 根據(jù)本公開又一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的BS的裝置包括： 發(fā)送器，用于通過多個(gè)下行鏈路Tx波束來發(fā)送參考信號(hào)；接收器，用于接收所發(fā)送的參考 信號(hào)的信道質(zhì)量信息；W及控制器，用于通過根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償信道質(zhì)量信 息來生成有效信道質(zhì)量信息。該里，波束形成增益補(bǔ)償信息包括用于補(bǔ)償根據(jù)參考信號(hào)的 所測(cè)量的信道質(zhì)量信息選擇的參考信號(hào)的波束形成增益與要用于發(fā)送控制信道或數(shù)據(jù)信 道的波束形成增益的信息。此外，發(fā)送器被配置為向移動(dòng)站（M巧發(fā)送波束形成增益補(bǔ)償信 息，并且向MS發(fā)送所生成的有效信道質(zhì)量信息。此外，接收器被配置為接收多個(gè)上行鏈路 Tx波束上的參考信號(hào)，并且控制器被配置為測(cè)量所接收的參考信號(hào)的信道質(zhì)量信息，并且 通過根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息。此外，當(dāng)通 過根據(jù)波束形成增益補(bǔ)償信息補(bǔ)償信道質(zhì)量信息來生成有效信道質(zhì)量信息時(shí)，控制器被配 置為確定與補(bǔ)償?shù)男诺蕾|(zhì)量信息對(duì)應(yīng)的調(diào)制和編碼方案（MC巧級(jí)別。
[002U根據(jù)本公開又一方面，一種在使用波束形成的無線通信系統(tǒng)中的MS的裝置包括： 接收器，用于使用多個(gè)下行鏈路Tx波束來接收參考信號(hào)；W及控制器，用于測(cè)量所接收的 參考信號(hào)的信道質(zhì)量信息；W及發(fā)送器，用于向BS發(fā)送信道質(zhì)量信息。
[0022] 根據(jù)W下結(jié)合附圖來公開本公開的示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本公開的其它方 面、優(yōu)點(diǎn)和顯著特征將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯然。
[0023] 在進(jìn)行下面的詳細(xì)描述之前，闡述遍及此專利文檔中使用的某些詞語和短語的定 義可能是有利的；術(shù)語"包括"和"包含"及其衍生詞意思是沒有限制的包括；術(shù)語"或"是 包括的，意思是和/或；短語"與……相關(guān)聯(lián)"和"與其相關(guān)聯(lián)的"及其衍生詞可W意指包括、 被包括在……之內(nèi)、與……互連、包含、被包含在……之內(nèi)、連接到或與……連接、禪接到或 與……禪接、與……可通信的、與……合作、交織、并置、接近、綁定到或與……綁定、具有、 具有……的屬性等等；并且術(shù)語"控制器"意思是控制至少一個(gè)操作的任何設(shè)備、系統(tǒng)或其 部分，該樣的設(shè)備可W用硬件、固件或軟件、或至少其中兩個(gè)的某種組合來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該注意 至IJ，與任何特定的控制器相關(guān)聯(lián)的功能可W是集中式或分布式的，不管是本地的還是遠(yuǎn)程 的。遍及此專利文檔提供某些詞語和短語的定義，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，如果不是 在大多數(shù)情況也是在很多情況中，該樣的定義適用于如此定義的詞語和短語的先前W及未 來的使用。
【附圖說明】
[0024] 為了更完全地理解本公開及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考W下結(jié)合附圖的描述，在附圖中，相 似的參考標(biāo)號(hào)代表相似的部分：
[0025] 圖1示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的用于支持波束形成的基站炬巧發(fā)送級(jí)物 理層（P狀）；
[0026] 圖2示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的用于支持波束形成的移動(dòng)站（M巧接收級(jí) PHY；
[0027] 圖3示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的操作多個(gè)Tx波束的BS和在一個(gè)BS扇區(qū) 中支持多個(gè)Rx波束的MS之間的通信；
[002引圖4示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的通過基于波束形成權(quán)重系數(shù)（諸如相對(duì)于 16X1均勻線性陣列扣LA)的離散傅立葉變換值FT)矩陣）將180度扇區(qū)劃分成均勻波數(shù) 的16個(gè)扇區(qū)的多個(gè)基本單位波束；
[0029] 圖5示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的當(dāng)基于諸如相對(duì)于16X1ULA的DFT矩陣 的波束形成權(quán)重系數(shù)重疊并添加在0度方向上的基本單位波束的兩個(gè)相鄰單位波束時(shí)的 波束圖案；
[0030] 圖6示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的每個(gè)扇區(qū)發(fā)送的信號(hào)帖W及在相應(yīng)帖結(jié) 構(gòu)中用于上行鏈路/下行鏈路的BS和MS的不同Tx/Rx波束圖案操作；
[0031] 圖7示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的通過考慮MS的信道質(zhì)量測(cè)量和波束形成 增益差補(bǔ)償來確定的調(diào)制和編碼方案（MC巧級(jí)別；
[003引圖8示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的MS用于確定下行鏈路的MCS級(jí)別的操作； [003引圖9示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的當(dāng)MS確定下行鏈路的MCS級(jí)別時(shí)的BS的 操作；
[0034] 圖10示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的當(dāng)BS確定下行鏈路的MCS級(jí)別時(shí)的MS 的操作；
[0035] 圖11示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的BS用于確定下行鏈路的MCS級(jí)別的操 作；
[0036] 圖12示出根據(jù)本公開的示范性實(shí)施例的當(dāng)