波束形成选择的制作方法

本发明一般涉及使用波束形成的无线通信领域。更具体来说，它涉及选择用在无线通信中的多个波束形成备选方案其中之一。

背景技术：

波束形成是无线(例如无线电)通信领域中的众所周知技术。它例如可用于通过沿有利方向引导所传送能量或者从有利方向收集所接收能量，来改进通信链路的信噪比(SNR)。如本文所提到的“波束形成”在概念上可通过任何适当的已知或将来技术来实现，以及那些技术的可适用细节将不作进一步详细说明。

其中波束形成可特别有益的应用的一个示例领域是毫米波(mmW)通信，其中天线孔径通常较小。成功的毫米波通信在一些情形中甚至可依靠有效波束形成来实现可接受性能(例如充分链路预算)。这例如可归因于与用于毫米波通信的高载波频率关联的无线电信号的自由空间衰减比用于较低载波频率的无线电信号的自由空间衰减要高。为此，高定向波束形成(即，使用窄定向波束—高波束形成分辨率（resolution）—例如通过具有大量天线单元的天线阵列实现)可应用于典型毫米波长通信状况中。因此，在典型毫米波通信应用中，许多不同的波束形成配置可以是可能的，但是只有一个(或几个)实现有效通信。

对于大量天线单元和高波束形成分辨率，确定最佳(或者甚至充分良好)的波束方向通常是非常有挑战性的。解决这个问题的不同技术是可用的。

例如，WO 2013/086164 A1公开一种用于毫米波束获取的示例方法。

用于确定波束方向的技术的一个示例是波束扫描(sweeping)，其中信号(例如，信标信号，例如导频信号或同步信号)沿不同方向(对应于可适用波束形成可能性)顺序地传送，并且通信链路可基于如何在预期接收装置接收不同传输实例的信号来建立。

对波束扫描的一个问题在于—特别是对大量可能的波束方向—它可花费长时间来找到最佳(或者甚至足够良好)的波束方向。这又可导致为可适用波束方向的初始搜索所分配的时间的小部分可能不期望地较大。

因此，存在对在多个波束形成备选方案之中有效选择波束形成备选方案的方法和布置的需要。

技术实现要素：

应当强调，在本说明书中使用时，术语“包括（comprises）/包括(comprising)”用来指定存在所述特征、整数、步骤或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或者它们的组。

应当注意，本文所呈现的问题和解决方案一般并不局限于毫米波应用。相反，实施例可同样可适用于使用波束形成的其他通信状况。

一些实施例的一个目的是消除上述缺点的至少一些，并且提供用于有效选择多个波束形成备选方案之中的波束形成备选方案的方法和布置。

按照第一方面，这通过适合通过使用从多个波束形成备选方案(各对应于从无线通信接入节点发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输来建立到无线通信装置的无线通信链路的无线通信接入节点的方法来实现。

该方法包括同时传送具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号，其中各信标信号使用多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且其中各信标信号的预定内容与对应于相应波束形成备选方案的方向关联。

该方法还包括：从无线通信装置接收信标读取报告，其中信标读取报告指示在无线通信装置处的两个或更多信标信号的接收质量；以及基于所接收的信标读取报告来选择波束形成备选方案用于建立无线通信链路。

按照一些实施例，该方法可特别适用于毫米波通信中。毫米波通信例如可定义为使用高于毫米波通信阈值的载波频率的无线通信。毫米波通信阈值通常可具有范围1-1000 GHz中、范围10-100 GHz中或者范围30-300 GHz中的值。例如，毫米波通信阈值可具有等于10、28、30、60、100、300或1000 GHz的值。不排除如适用于定义毫米波通信阈值的其他(例如更高或更低)频率的使用。

接入节点例如可以是蜂窝通信系统的网络节点(例如基站或中继节点)或者无线局域网(WLAN)通信的接入节点(例如按照任何适当的IEEE 802.1标准)。

在一些实施例中，接入节点可包括天线阵列和对应波束形成单元，其共同适合提供多个波束形成备选方案。

按照一些实施例，信标信号可定义为具有适用于用来检测和/或识别过程的预定内容的信号。在这个上下文中，检测和/或识别通常可表示适当波束形成备选方案的检测和/或识别。

在一些实施例中，两个或更多信标信号的同时传输包括相同频带中的两个或更多信标信号的同时传输。例如，两个或更多信标信号可在频域中部分或完全重叠。

按照一些实施例，使用多个波束形成备选方案的相应一个同时传送两个或更多信标信号可包括下列之一：

使用多个波束形成备选方案中的全部波束形成备选方案同时传送信标信号，以及

使用多个波束形成备选方案中的波束形成备选方案的子集同时传送信标信号，其中该子集包括一个以上波束形成备选方案。例如，各子集可包括M/N个波束形成备选方案，其中M是多个波束形成备选方案中的波束形成备选方案的数量，以及N小于M。按照一些实施例，N可以是整数。在一些实施例中，M等于整数与N相乘。

在应用使用波束形成备选方案的子集同时传送信标信号的实施例中，该方法还可包括随时间而改变子集。例如，该方法可包括随时间而改变子集，使得多个波束形成备选方案中的全部波束形成备选方案用于在时间期上信标信号的传输。按照一些实施例，各种子集可以是不相交的。

在一些实施例中，第一方面的方法可作为通信链路建立过程的部分来执行。

按照一些实施例，该方法还可包括建立到无线通信装置的无线通信链路，并且将所选波束形成备选方案用于通过无线通信链路与无线通信装置的无线通信。

信标读取报告例如可通过蜂窝通信系统的上行链路信道(例如随机接入信道或者另一个适当上行链路信道)或者通过任何其他适当无线通信系统(例如WLAN系统)的随机接入信道来接收。信标读取报告可通过作为与将要被建立的到无线通信装置的无线通信链路相同的通信系统的一部分的信道或者作为不同通信系统的一部分的信道来接收。

按照一些实施例，信标读取报告可包括(作为接收质量的指示)下列一个或多个：

对于两个或更多信标信号的一个或多个，信标信号是否由无线通信装置来检测的指示，

对于两个或更多信标信号的一个或多个，在无线通信装置处的信标信号的接收信号强度，

无线通信装置的波束方向设定，

指示与最强接收信标信号关联的方向的最佳方向指示符，以及

指示与相应接收信标信号关联的两个或更多方向之间的内插的最佳方向指示符。

当本文提到接收信号强度时，应当理解，作为替代或补充，按照一些实施例，类似度量(例如信噪比SNR、信号干扰比SIR、信号干扰与噪声比SINR、参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ、接收信号强度指示符RSSI等)可按照相同或相似的方式来应用。

要理解，按照一些实施例，即使信标读取报告没有包括关于全部两个或更多传送的信标信号的直接指示，但是它仍然指示在无线通信装置处的全部两个或更多信标信号的接收质量。例如，直接指示的不存在可被理解为不良接收质量的间接指示。

基于接收的信标读取报告来选择波束形成备选方案用于建立无线通信链路例如可包括下列一个或多个：

随机地选择与指示为由无线通信装置所检测的信标信号对应的波束形成备选方案之中的波束形成备选方案，

选择指示为对应于无线通信装置处的最高接收信号强度的波束形成备选方案，

随机地选择指示为对应于无线通信装置处超过信号强度阈值的接收信号强度的波束形成备选方案之中的波束形成备选方案，以及

选择与最佳方向指示符对应的波束形成备选方案。

在一些实施例中，各信标信号的相应预定内容可包括参考信号(其对全部两个或更多信标信号是共同的)和方向指示符。

方向指示符例如可包括方位角指示符和仰角（elevation）指示符。

在一些实施例中，方位角指示符可以是传送符号的实(同相)分量，以及仰角指示符可以是传送符号的虚(正交)分量，反过来也是一样。

在一些实施例中，在参考指示符包括位或符号序列的情况下，方位角指示符可包括参考指示符的第一预定数量的位或符号，以及仰角指示符可包括参考指示符的第二预定数量的位或符号。

按照一些实施例，各信标信号的相应预定内容可包括定义参考波束形成备选方案的参考方向指示符。例如，参考方向指示符还可用作系统的导频信号。在一些实施例中，参考方向指示符可包括单个(预定)位或符号或者(预定)位或符号序列。

在一些实施例中，各信标信号的相应预定内容可提供与高于信号距离阈值的相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

在这些实施例中，可期望在与相邻方向关联的信标信号之间正交地接近。

按照这些实施例的一些，与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离可提供为比与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离要大。

在一些实施例中，各信标信号的相应预定内容可提供与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离，所述距离小于与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

这例如可通过将格雷编码方式(或者任何类似面向接近性的方式)用于信标信号来实现。如果提供参考方向指示符，则可应用关于参考方向指示符的差分格雷编码(或类似)。

按照具有面向接近性的方式的一些实施例，信标信号可构成为：

通过空中接口依次传送的位序列(即，时域信号距离)，

按照正交频分复用(OFDM)方式在频率点上编码的位的集合(即，频域信号距离)，

经由多级编码的一个或多个高阶符号(例如按照正交幅度调制QAM)(即，符号域信号距离)，

其他域中的指示，

一个或多个方向相关相位指示，或者

上述示例的两个或更多的组合。

信号距离可根据任何适当的已知或将来度量来定义。例如，信号距离可根据汉明距离或欧几里德距离给出。

第二方面是一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述介质具有包含程序指令的计算机程序在其上，计算机程序可加载到数据处理单元中并且适合在由数据处理单元运行计算机程序时使数据处理单元运行按照第一方面的方法步骤。

第三方面是适合通过基于使用从多个波束形成备选方案(各对应于从无线通信接入节点发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输所建立的无线通信链路来与无线通信接入节点进行通信的无线通信装置的方法。

该方法包括接收具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号的至少一个，其中两个或更多信标信号由无线通信接入节点同时传送，各信标信号使用多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且各信标信号的预定内容与对应于相应波束形成备选方案的方向关联。

该方法还包括向无线通信接入节点传送信标读取报告，其中信标读取报告指示在无线通信装置处的两个或更多信标信号的接收质量。

在一些实施例中，该方法还可包括基于接收的两个或更多信标信号的至少一个来生成信标读取报告。生成信标报告例如可包括下列一个或多个：

检测所接收的两个或更多信标信号的至少一个，

对所接收的两个或更多信标信号的至少一个执行测量(例如，测量与所接收的两个或更多信标信号的至少一个相关的一个或多个度量)，以及

计算与所接收的两个或更多信标信号的至少一个相关的一个或多个其他度量。

在一些实施例中，第三方面另外可具有与以上对第一方面所说明的各种特征的任一种相同的或对应的特征。

第四方面是一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述介质具有包含程序指令的计算机程序在其上，计算机程序可加载到数据处理单元中并且适合在由数据处理单元运行计算机程序时使数据处理单元执行按照第三方面的方法步骤。

第五方面是一种适合通过使用从多个波束形成备选方案(各对应于从无线通信接入节点发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输来建立到无线通信装置的无线通信链路的无线通信接入节点的布置。无线通信接入节点包括用于实现波束形成传输的天线阵列和波束形成单元，以及该布置包括传送器、接收器和控制器。

控制器适合使传送器同时传送具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号，其中各信标信号使用多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且其中各信标信号的预定内容与对应于相应波束形成备选方案的方向关联。

控制器还适合使接收器从无线通信装置接收信标读取报告，其中信标读取报告指示在无线通信装置处的两个或更多信标信号的接收质量。

控制器还适合基于所接收的信标读取报告来选择波束形成备选方案用于建立无线通信链路。

波束形成单元例如可以是相位控制单元或预编码单元。

在一些实施例中，控制器还可适合使无线通信接入节点建立到无线通信装置的无线通信链路。控制器还可进一步适合将所选波束形成备选方案用于通过无线通信链路与无线通信装置的无线通信。

按照一些实施例，该布置还可包括波束形成单元。

在一些实施例中，第五方面另外可具有与以上对第一方面所说明的各种特征的任一种相同的或对应的特征。

第六方面是一种包括按照第五方面的布置的无线通信接入节点。

第七方面是一种适合通过基于使用从多个波束形成备选方案(各对应于从无线通信接入节点发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输所建立的无线通信链路来与无线通信接入节点进行通信的无线通信装置的布置。该布置包括传送器、接收器和控制器。

控制器适合使接收器接收具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号的至少一个，其中两个或更多信标信号由无线通信接入节点同时传送，各信标信号使用多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且各信标信号的预定内容与对应于相应波束形成备选方案的方向关联。

控制器还适合使传送器向无线通信接入节点传送信标读取报告，其中信标读取报告指示在无线通信装置处的两个或更多信标信号的接收质量。

按照一些实施例，控制器还可适合基于接收的两个或更多信标信号的至少一个来生成信标读取报告。

在一些实施例中，第七方面另外可具有与以上对第三方面所说明的各种特征的任一种相同的或对应的特征。

第八方面是包括按照第七方面的布置的无线通信装置。

一些实施例的优点在于，提供多个波束形成备选方案之中的波束形成备选方案的有效选择。

按照一些实施例，与现有技术方式相比，降低一直到适当波束形成选择能够进行的平均时间。

一些实施例的另一个优点在于，可提供更快的链路建立。

一些实施例的又一个优点在于，可适用波束方向的初始搜索所需的时间的小部分可减少。

附图说明

通过以下参照附图的实施例的详细描述，其他目的、特征和优点将会显现，附图中：

图1是示出按照一些实施例的示例波束形成情形的示意图；

图2是示出按照一些实施例的示例方法步骤和示例信令的组合流程图和信令图；

图3是示出按照一些实施例的示例布置的框图；

图4是示出按照一些实施例的示例布置的框图；以及

图5是示出按照一些实施例的示例计算机可读介质的示意图。

具体实施方式

图1示意示出按照一些实施例的示例波束形成情形，并且以下为了便于说明而可参考。图1中，接入节点100包括适合沿多个方向(波束形成备选方案)(其通过波束形成波瓣102、103、104、105、106、107、108示出)传送信号的天线阵列101。多个装置110、120、130存在于接入节点100的附近。

如果将要建立与装置110的链路，则使用与所示波瓣103对应的波束形成备选方案会是最有益的，以及如果将要建立与装置130的链路，则使用与所示波瓣107对应的波束形成备选方案会是最有益的。如果将要建立与装置120的链路，则使用与所示波瓣104和105对应的波束形成备选方案的任一个会是同样有益的。

下面将描述提供有效选择多个波束形成备选方案其中之一的实施例。

所选波束形成备选方案通常预计用于建立无线通信接入节点与无线通信装置之间的无线通信链路(以下又分别称作链路、接入节点和装置)。

各波束形成备选方案对应于从接入节点发出的方向。通常可期望选择—用于链路的建立和通过链路的通信—与接入节点和装置之间的最小距离(在地理意义上或者使用其它某种适当量度、例如信号空间)对应的波束形成备选方案。在一些状况(例如视线LOS情形)中，可期望选择与最靠近朝装置的方向的方向对应的波束形成备选方案。在一些状况(例如非视线情形)中，优选波束形成备选方案可对应于从朝装置的反射得到的方向。

对于有效波束形成备选方案选择，接入节点使用多个波束形成备选方案的相应一个同时传送两个或更多信标信号。各信标信号具有相应预定内容，其与任何其他信标信号的内容是不同的。各信标信号的预定内容与对应于相应波束形成备选方案的方向关联。各候选波束形成备选方案(和对应的各候选方向)因而与唯一信标信号关联。

将信标信号的同时传输用于波束形成选择的可能性通过使用不同内容来实现，并且与使用不同波束形成备选方案顺序地传送信标信号的方式相比，该方式导致选择过程的更高效率。

因此，本文所描述的实施例可用于在接入节点存在许多可能波束形成备选方案的状况中，以便有效地选择适用于与某个位置（方位）的装置的通信的波束形成备选方案。在一些示例中，在选择过程中寻求最佳波束形成备选方案。在一些示例中，在选择过程中寻求足够好的波束形成备选方案。不同量度可用于选择，例如信号强度和/或信号质量。

实施例可特别适用于用在毫米波通信(或者使用高频的其他无线通信方式)中。

毫米波通信例如可定义为使用高于毫米波通信阈值的载波频率的无线通信。由于毫米波通信中使用的高频，信令范围与无线通信中传统使用的频率相比通常减小。因此，通常可要求波束形成(具有窄定向波束和许多波束形成备选方案)以实现毫米波通信系统的可接受信令范围，这导致波束形成备选方案之间的有效选择的问题。

毫米波通信例如可应用于超密集网络(UDN)和/或常规小小区(微微、毫微微)部署。

应当注意，对毫米波通信的应用只是说明性而非限制性的示例。实施例可同样可适用于将要在多个波束形成备选方案之中选择波束形成备选方案的任何状况。

在许多情形中，可要求波束形成，以便实现用于毫米波通信的频率范围中的成功通信的充分高的SNR。当若干(例如两个或三个)信标信号使用不同波束形成备选方案(对应于不同的波束方向)同时传送时，传送接入节点的可用传送功率可通常在不同信标信号之间共享，因而与如果全部可用传送功率用于单个信标信号的传输相比，降低信标的特定接收器所经历的SNR。即使这通常对有效高数据速率通信可能是不期望的，但是降低的SNR通常对于检测信标信号的目的可以是充分的，并且由此确定适当波束形成备选方案(对应于适当方向)。

波束形成备选方案通常经由使用包括多个天线单元的天线阵列来实现。在高频，天线单元通常较小(与波长大致成比例)。因此，用于高频通信的天线阵列常常具有合理的大小。

在典型方式中，各天线单元(或者一组天线单元)的信号可单独控制，由此天线阵列所发射的组合信号定义这样创建的波束形成备选方案。

天线单元的控制可按照任何适当的已知或将来方法(例如模拟相控或数字信号处理控制，例如预编码)，并且将不作进一步详细说明。

此外，天线阵列可采取任何适当的已知或将来形式来体现。例如，它可包括按照矩阵或者按照任何其他适当形式所布置的多个天线单元。

装置(预计用于通过使用待选择波束形成备选方案来建立的链路与接入节点的通信)通常监测从接入节点的信标的传输。如果检测到一个或多个信标信号，则向接入节点传送对应信标读取报告，以及接入节点基于信标读取报告来选择适当波束形成备选方案。

信标读取报告可包括单个物理消息或若干物理消息。

信标读取报告可使用任何适当信道来传送给接入节点。

信标读取报告可通过装置与接入节点之间的现有无线电链路来传送，或者如果没有这种链路存在，则它可在随机接入资源中(例如使用mmW技术)传送。

如果随机接入资源用于信标读取报告的传输，则随机接入资源的选择可指示信标读取报告所涉及的信标信号(或方向)。

一个示例包括使用蜂窝通信系统(例如UMTS LTE—通用移动电信标准—长期演进)或者任何其他适当无线通信系统(例如WLAN系统)的上行链路信道(例如随机接入信道或者另一个适当上行链路信道)。

用来传送信标读取报告的信道可以是与根据其要建立链路的系统相同的无线电接入技术系统的信道，或者它可以是不同无线电接入技术系统的信道。

在一些实施例中，报告被传送给另一个接入节点并且由经由其它接入节点传送信标信号的接入节点来接收。

在一些实施例中，信标读取报告可由装置来传送，即使没有检测到信标信号。例如，信标读取报告可在时间上的预定时刻传送。

信标读取报告指示装置处的信标信号接收质量。信标信号质量指示可按照各种方式来体现，例如：

所有所检测信标信号的指示，

所检测信标信号之中具有最好(最高或最低—取决于度量)接收质量度量的所检测信标信号的指示，以及

具有满足报告标准的接收质量度量(例如具有比接收质量度量阈值要大或要小的值—这取决于度量)的所检测信标信号的指示。

接收质量度量可包括任何适当度量，例如接收信号强度、信噪比SNR、信号干扰比SIR、信号干扰与噪声比SINR、参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ、接收信号强度指示符RSSI等的一个或多个。

接入节点使用信标读取报告中指示的信息来选择波束形成备选方案，以及使用所选备选方案来建立链路并且与装置进行通信。

如果信标读取报告指示单个所检测信标信号，则对应的波束形成备选方案通常可由接入节点来选择。如果信标读取报告指示若干所检测信标信号，则接入节点可使用其他信息(例如也包含在信标读取报告中的接收质量度量值)在它们之间进行选择。

图2是示出按照一些实施例的接入节点(AN) 210和装置 (DEVICE)220的示例方法步骤和示例信令的组合流程图和信令图。在一些实施例中，图2的示例可按照任何适当方式与本公开的其他示例和实施例相结合。还将对图1进行非限制性的说明性的参考。

图2的示例可以可适用于用于通信的链路将要通过使用从多个波束形成备选方案(102、103、104、105、106、107、108)(各对应于从接入节点210、100发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输在接入节点210、100与装置220、110、120、130之间来建立的情形。

在步骤211，接入节点同时传送—使用相应波束形成备选方案—具有与对应于相应波束形成备选方案的方向关联的不同相应预定内容的两个或更多信标信号。两个或更多信标信号通过信令231示出。

在步骤211同时传送的两个或更多信标信号可包括多个波束形成备选方案中的全部波束形成备选方案或者其子集。例如，在步骤211接入节点可在在N个不同子集(N>1)之间交替，以随时间而覆盖全部波束形成备选方案。子集的至少一个包括两个或更多信标信号。

在典型示例中，各子集包括M/N个波束形成备选方案，其中M是多个波束形成备选方案中的波束形成备选方案的数量，N(1<N<M)为整数，以及M是通过N可除尽的。

两个或更多信标信号的每个可以或者可以不由装置检测到(即，装置可以能够或者可以不能够接收足够强以将它们与噪声和干扰加以区分的所有同时传送的信标信号)。在典型实施例中，装置执行扫描过程(例如测试与哪一个(哪些)信标信号存在于接收信号中有关的不同假设)，以推断是否检测到一个或多个信标信号。在一些实施例中，装置执行信标信号检测，并且然后在没有进一步扫描的情况下向接入节点报告结果。

步骤221示出接收所传送信标信号的至少一个的装置。步骤221可包括由装置结合一个或多个信标信号的接收所执行的任何适当子步骤，例如检测、测量、计算等。

装置基于步骤221的发现(检测、测量、计算等)来生成信标读取报告。信标读取报告指示在装置处的两个或更多信标信号的接收质量。

信标读取报告通常包括关于所检测信标信号的至少一个的信息。例如，它可包括关于最佳所检测信标信号(例如接收质量度量的极值—最大数或最小数，取决于度量)、关于一组最有前途的所检测信标信号(例如关于特定—有利—接收质量度量的侧的接收质量度量阈值)或者关于所有所检测信标信号(不管接收质量度量)的信息。

对于信标读取报告的各信标信号，信标读取报告可包括检测到信标信号的指示。此类指示可采取信标标识的形式。

信标标识可与接入节点所传送的信标信号的内容相同，或者可以是所检测信标信号映射到的信标信号标识表示。此类信标信号标识表示通常要求较少能量在步骤222进行传送。它例如可以是数字域中的较短表示。

对于信标读取报告的各信标信号，信标读取报告可能还可包括相应接收质量度量。接收质量度量例如可以是在装置处的接收信号强度或者任何其他适当度量。

对于信标读取报告的各信标信号，信标读取报告可能还可包括对应方向指示符。按照一些实施例，信标标识本身可以是方向指示符。

在一个示例中，步骤221包括计算两个或更多方向之间的内插，以及方向指示符可包括经由内插所计算的方向。例如，内插可采取如下形式：

其中，,

其中D_k是用于内插的方向，以及a_k是内插缩放因子。内插缩放因子的每个通常可作为相应方向的内插质量度量(例如接收信号强度、SINR等)的函数来选择。方向的内插缩放因子例如可以是通过内插的所有方向的接收质量度量之和所归一化的对应接收质量度量。

通常，内插可在与满足接收质量标准的所检测信标信号对应的两个或更多方向之间进行。例如，内插可在与具有高于接收质量度量阈值的接收质量度量的信标信号对应的方向之间进行。

如果步骤211的信标信号传输仅涉及可用波束形成备选方案的子集，则方向的内插可以是特别有益的。

图1的装置120的位置还示出内插可以是有益的状况。

在一些实施例中，步骤221包括装置在两个或更多不同接收器天线设定(对应于不同接收方向)之间进行交替。因此，检测(或者满足接收质量标准)可暗示识别在接入节点并且在装置处的天线设定的匹配组合。在这类实施例中，信标读取报告还可以或者可以不包括与报告的各信标信号的接收关联的接收器天线设定。在这类实施例中，信标读取报告的传输(参见步骤222)可包括应用对应传输天线设定。

信标读取报告另外可包括其他适当信息。

信标读取报告可包括单个物理消息或若干物理消息。例如，在步骤211如果接入节点在不同子集之间进行交替，则各子集传输可触发对应信标读取报告。

在步骤222，装置如由信令232所示向接入节点传送信标读取报告，以及在步骤212信标读取报告由接入节点来接收。

信标读取报告可使用装置与接入节点之间的任何适当上行链路信道(例如蜂窝通信系统、自组系统、WLAN系统等的信道)来传送。适当上行链路信道的示例可以是随机接入信道。

在步骤213，接入节点基于在步骤212所接收的信标读取报告来选择波束形成备选方案用于建立链路。

如果信标读取报告包括仅关于所传送信标信号其中之一的信息，则步骤213的选择通常包括选择与那个所传送信标信号对应的波束形成备选方案。

20如果信标读取报告包括关于方向的内插的信息，则步骤213的选择通常包括选择最接近地对应于内插方向的波束形成备选方案。

如果信标读取报告包括关于所传送信标信号的两个或更多的信息，则步骤213的选择可包括选择具有对应所报告接收质量度量的最大数(或最小数—取决于度量)的波束形成备选方案(例如具有最高接收信号强度的波束形成备选方案)。备选地，如果信标读取报告包括关于所传送信标信号的两个或更多的信息，则步骤213的选择可包括在与报告的信标信号对应的波束形成备选方案之间随机地选择。其他选择备选方案也是可能的。

在步骤214，所选波束形成备选方案由接入节点用来建立到装置的链路。例如，通过信令234所示的链路建立指令可发送给装置，并且在步骤224由装置来接收。链路建立指令例如可包括(接入节点和/或装置的)天线设定的指示。

一旦建立链路，所选波束形成备选方案可用于接入节点与装置之间的通信，如通过信令235并且通过步骤215和225所示。如果装置在通过所建立链路的通信期间移动(或者如果信道条件按照某种其它方式发生变化)以使得另一个波束形成备选方案变得更有吸引力，则波束形成跟踪机制通常可关注使用哪一个波束形成备选方案的调整。

可设想所公开方法的许多变化，从而导致其他实施例。下面公开几个示例变化。

可通过每次仅使用每第N个波束形成备选方案传送信标信号，来增加信标信号之间的空间正交性。参数N可基于是否使用内插、基于天线几何结构、基于波束几何结构等选择。

可通过省略沿没有(或者具有低的)找到装置的可能性的方向的传输，来增加每个所传送信标信号的SNR(或类似度量)。接入节点可选择成删去没有传送信标信号的方向扇区，和/或对于近期没有检测到装置的方向有选择地降低信标信号传输的密度(和/或功率密度)。

信标信号的预定内容可包括参考(例如导频)信号(其对全部两个或更多信标信号是共同的)和方向指示符。参考信号例如可包括恒定的单个位，不管方向。

方向(例如波束形成备选方案的方向、信标信号内容、信标读取报告的指示和/或选择)可以仅采取方位角的形式或者方位角和仰角的组合。

信标信号的预定内容可包括已知时间序列(例如枚举的)，其与其他信标信号不同。在这种情况下，装置的信标信号检测可包括与全部这类已知序列相互关连，并且确定哪一个产生最高相关性峰值。

信标信号的预定内容可包括按照对装置已知的编码方案的不同代码字。在这种情况下，装置的信标信号检测可包括识别与最强接收信标信号关联的代码字。信标读取报告可包括对应代码字。

各信标信号的预定内容可包括定义参考波束形成备选方案的参考方向指示符。参考方向指示符还可用作系统的导频信号。

现在将更详细论述设计不同信标信号的预定内容的两种方式；与相邻方向关联的信标信号之间的小信号距离以及与相邻方向关联的信标信号之间的大信号距离。

信号距离可根据任何适当的已知或将来度量来定义。例如，信号距离可根据汉明距离或欧几里德距离给出。

与相邻方向关联的信标信号之间的小信号距离

在这种方式中，各信标信号的相应预定内容提供与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离，所述信号距离与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

这种方式的典型示例涉及使用被选择使得两个信标信号之间的信号距离随着对应方向之间的增加间隔而增加的信标信号。

这例如可通过使用面向接近性的信标信号选择方式来实现。如果提供参考方向指示符，则可应用关于参考方向指示符的差分方案。

在这种方式中，各信标信号的内容中的参考信号通常对于绝对地确定优选方向是有益的。参考信号例如可以是恒定的单个位（不管方向）。备选地，通信系统的另一个导频/参考信号可用作参考。

可应用以实现面向接近性的信标信号选择方式的示例技术是格雷编码。格雷编码对于识别优选方向的量化值是极好的，因为对于任一对相邻方向，对应信标信号的仅一个位位置不同。

如果方向通过方位角和仰角给出，则一个格雷编码块可指示方位角，以及另一个可指示仰角。例如，信标信号元素的实(同相)分量可用于方位角指示，以及信标信号元素的虚(正交)分量可用于仰角指示，反过来也是一样。在参考指示符包括位或符号序列的示例中，方位角指示符可包括参考指示符的第一预定数量的位或符号，以及仰角指示符可包括参考指示符的第二预定数量的位或符号。

信标信号的内容可按照面向接近性的信标信号选择方式以各种方式来传送。例如，内容可包括下列一个或多个：

依次传送的位的序列，

按照OFDM方式在频率点上编码的位的集合，

一个或多个多级(分级)编码符号。

可用于备选实现中的传统格雷编码方案(在单独位通常按照BPSK方式来切换的情况下)的备选方案是一方案，是其中给定信标信号元素的相位连续地（in a continuum）改变的方案。例如，提供最低方向分辨率的信标信号元素可在从0至2π弧度的范围中改变，提供下一个最低方向分辨率的信标信号元素可从在0至4π弧度的范围中改变，依此类推，直到提供最高方向分辨率的信标信号元素，其可在从0至2Lπ弧度的范围中改变(其中L表示信标信号元素的数量)。如果使用这个实现，装置(至少在一些有利条件下)均可估计优选方向，并且测量SINR(基于解析多少信标信号元素)。作为替代或补充，装置可以能够估计波束形成需要是多窄以实现某种性能(例如使性能最大化)。又作为替代或补充，装置可以能够估计多少空间再使用在装置附近是可接受的。

在与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离比与非相邻方向关联的信标信号的信号距离要小的情况下，这种方式可特别适合于视线情形。

如果使用不波束形成备选方案的传输不是空间正交的(即，如果使用不同波束形成备选方案的传输之间存在功率泄漏)，则两个或更多波束形成备选方案的信号可通过传输信道建设性地组合（如果使用这种方式）。这通常是可行的，只要信标信号的内容的任何进一步编码没有破坏相邻方向之间的小距离性质。作为非限制性示例，这种状况可以是通过使用信标信号消息的重复码可实现的。

这导致装置仅对一个(组合)信号执行解调和解码的可能性。如果是这样的话，信标读取报告可以简单地包括解码的消息，其通常将接近具有最高接收信号强度的(一个或多个)信标信号的内容。如果两个(或更多)信标信号具有大致相等的接收信号强度，则其内容之间不同的(一个或多个)位将是不明确的，同时(一个或多个)重合位将是不同的。按照一些实施例，位(或符号)可靠性指示也可包含在信标读取报告中。

与相邻方向关联的信标信号之间的大信号距离

在这种方式中，各信标信号的相应预定内容提供与高于信号距离阈值的相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

这种方式的典型示例涉及使用被选择使得两个信标信号之间的信号距离随着对应方向之间的减小间隔而增加的编码的信标信号。

按照这种方式，可期望接近与相邻方向关联的信标信号之间的正交性。

这例如可通过在传输之前使用内容的适当信号处理(例如扩展、加扰、前向纠错(FEC)编码等)来实现。

如果使用这种方式，则两个或更多波束形成备选方案的信号不一定通过传输信道建设性地组合。

装置对所有相干信标信号单独执行解码和解调。

这种方式的一个益处在于，如果使用其中相邻信标信号的原始内容(在信号处理、例如编码之前)具有小信号距离的实现，则所检测和所解码信标信号的软值组合可在装置中(即，建设性组合由装置来执行)用来确定具有最高接收信号强度的(一个或多个)信标信号的内容。在一些实施例中，这种软值组合可实现得到优选方向有效内插。例如，接入节点可传送如波束形成备选方案所枚举的代码字(例如整数1、2、…、K)，并且软值组合会产生分数的（fractional）优选方向。

图3示出按照一些实施例的示例布置300。布置300可适合执行如结合图2所描述的方法步骤211、212、213、214和215的一个或多个。

布置300例如可包含在适合通过使用从多个波束形成备选方案(各对应于从接入节点发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输来建立到装置的通信链路的接入节点100、210中。

布置300包括传送器和接收器(共同表示为收发器(TX/RX)310)和控制器(CNTR)320。

接入节点还包括天线阵列301、101和波束形成单元，以用于实现波束形成传输。波束形成单元可以或者可以不包含在布置300中。图3中，波束形成单元例示为包含在控制器320中的预编码单元(PRE-C)322。

控制器320适合使传送器310同时传送—使用相应波束形成备选方案—具有与对应于相应波束形成备选方案的方向关联的不同相应预定内容的两个或更多信标信号(与图2的步骤211相比)。

控制器320还适合使接收器310从装置接收信标读取报告(指示在装置处的两个或更多信标信号的接收质量)(与图2的步骤212相比)。

控制器320还适合基于所接收信标读取报告来选择波束形成备选方案用于建立链路(与图3的步骤213相比)。为此，图3的示例控制器320包括选择单元(SEL)321。

控制器320还可适合使接入节点建立到装置的链路，并且使用所选波束形成备选方案通过所建立链路与装置进行通信(与图2的步骤214和215相比)。

布置300和/或接入节点另外可包括其他组件，例如信号处理器(SIGN PROC)330。

图4示出按照一些实施例的示例布置400。布置400可适合执行如结合图2所描述的方法步骤221、222、224和225的一个或多个。

布置400例如可包含在适合通过基于使用从多个波束形成备选方案(各对应于从接入节点发出的方向)选取的波束形成备选方案的波束形成传输所建立的通信链路与接入节点进行通信的无线通信装置110、120、130、220中。

布置400包括传送器和接收器(共同表示为收发器(TX/RX)410)和控制器(CNTR)420。

控制器420适合使接收器410接收具有与对应于相应波束形成备选方案的方向关联的不同相应预定内容的两个或更多信标信号(由接入节点使用相应波束形成备选方案同时传送)的至少一个(与图2的步骤221相比)。

控制器420还适合生成指示在装置处的两个或更多信标信号的接收质量的信标读取报告。

为了检测信标信号并且生成信标读取报告的目的，控制器420例如可包括如图4所示的信标信号检测器(DET)421和测量单元(MEAS)422。

控制器420还适合使传送器410向接入节点传送信标读取报告(与图2的步骤222相比)。

控制器420还可适合使装置与接入节点协作，以便建立链路，并且使用所选波束形成备选方案通过所建立链路与接入节点进行通信(与图2的步骤224和225相比)。

布置400和/或装置另外可包括其他组件，诸如例如信号处理器(SIGN PROC)430。

一些实施例的应用可提供多个波束形成备选方案之中的波束形成备选方案的有效选择。

例如，与现有技术方式相比，一直到能够进行适当波束形成选择的平均时间可降低，并且可提供更快的链路建立。通常，可适用用波束方向的初始搜索所需的时间的小部分(例如接入节点需要对信标传输所花费的时间的小部分)可减少。

时间减小的一个或多个(例如选择的平均时间、对信标传输所花费的时间的小部分等)通常可涉及天线阵列中的天线单元的数量(例如是与之相同的数量级)。

所描述实施例及其等效体可通过软件或硬件或者其组合来实现。它们可由与通信装置关联或者作为其整体的通用电路(例如数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、协处理器单元、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程硬件)或者由专用电路(诸如例如专用集成电路(ASIC))来执行。所有这类形式预期落入本公开的范围之内。

实施例可出现在包括电路/逻辑或者执行按照实施例的任一个的方法的电子设备(例如无线通信装置或无线通信接入节点)中。

按照一些实施例，计算机程序产品包括计算机可读介质，诸如例如磁盘或者如由图5的CD-ROM 500所示的CD-ROM。计算机可读介质可以具有包含程序指令的计算机程序存储在其上。计算机程序可以可加载到数据处理单元(PROC)530中，其例如可包含在电子设备510(例如接入节点或装置)中。当加载到数据处理单元时，计算机程序可存储在与数据处理单元关联或者作为其整体的存储器(MEM)520中。按照一些实施例，计算机程序在加载到数据处理单元并且由其运行时使该数据处理单元执行按照例如图2中所示方法的方法步骤。

本文已经对各个实施例进行参照。然而，本领域的技术人员会认识到仍然落入权利要求书的范围之内的对所述实施例的许多变更。例如，本文所描述的方法实施例通过按照某种顺序所执行的方法步骤描述了示例方法。然而认识到，事件的这些序列可按照另一种顺序发生，而没有背离权利要求书的范围。此外，一些方法步骤可并行执行，即使它们已经描述为依次执行。

同样，应当注意，在实施例的描述中，将功能块划分为特定单元绝对不是进行限制。相反，这些划分只是示例。本文描述为一个单元的功能块可分为两个或更多单元。同样，本文描述为作为两个或更多单元来实现的功能块可实现为单个单元，而没有背离权利要求书的范围。

因此，应当理解，所描述实施例的细节只是为了说明的目的而绝对不是进行限制。替代地，落入权利要求书的范围之内的所有变更预计包含在其中。

下面是示例实施例的列表：

1. 一种适合通过使用从多个波束形成备选方案(102，103，104，105，106，107，108)选取的波束形成备选方案的波束形成传输来建立到无线通信装置(110，120，130，400)的无线通信链路的无线通信接入节点(100，300)的方法，其中所述多个波束形成备选方案各对应于从无线通信接入节点发出的方向，所述方法包括：

同时传送(211)具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号(231)，其中各信标信号使用所述多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且其中各信标信号的所述预定内容与对应于所述相应波束形成备选方案的所述方向关联；

从所述无线通信装置接收(212)信标读取报告(232)，其中所述信标读取报告指示在所述无线通信装置处的所述两个或更多信标信号的接收质量；以及

基于所述所接收的信标读取报告来选择(213)所述波束形成备选方案用于建立所述无线通信链路。

2. 如示例1所述的方法，还包括：

建立(214)到所述无线通信装置的所述无线通信链路；以及

将所述所选波束形成备选方案用于(215)通过所述无线通信链路与所述无线通信装置的无线通信(235)。

3. 如示例1至2中的任一项所述的方法，其中，所述信标读取报告包括下列一个或多个：

对于两个或更多信标信号的一个或多个，所述信标信号是否由所述无线通信装置来检测的指示；

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，在所述无线通信装置处的所述信标信号的接收信号强度；

所述无线通信装置的波束方向设定；

指示与最强接收信标信号关联的方向的最佳方向指示符；以及

指示与相应接收信标信号关联的两个或更多方向之间的内插的最佳方向指示符。

4. 如示例1至3中的任一项所述的方法，其中，各信标信号的所述相应预定内容包括对全部所述两个或更多信标信号共同的导频信号以及方向指示符。

5. 如示例1至4中的任一项所述的方法，其中，各信标信号的所述相应预定内容包括定义参考波束形成备选方案的参考方向指示符。

6. 如示例1至5中的任一项所述的方法，其中，各信标信号的所述相应预定内容提供与高于信号距离阈值的相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

7. 如示例1至6中的任一项所述的方法，其中，各信标信号的所述相应预定内容提供与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离，所述信号距离大于与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

8. 如示例1至5中的任一项所述的方法，其中，各信标信号的所述相应预定内容提供与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离，所述信号距离小于与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

9. 一种包括计算机可读介质(500)的计算机程序产品，所述介质具有包含程序指令的计算机程序在其上，所述计算机程序可加载到数据处理单元(530)中并且适合在由所述数据处理单元运行计算机程序时引起如示例1至8中的任一项所述方法的执行。

10. 一种适合通过基于使用从多个波束形成备选方案(102，103，104，105，106，107，108)选取的波束形成备选方案的波束形成传输所建立的无线通信链路与无线通信接入节点(100，300)进行通信的无线通信装置(110，120，130，400)的方法，其中所述多个波束形成备选方案各对应于从无线通信接入节点发出的方向，所述方法包括：

接收(221)具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号(231)的至少一个，其中所述两个或更多信标信号由所述无线通信接入节点同时传送，各信标信号使用所述多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且各信标信号的所述预定内容与对应于所述相应波束形成备选方案的所述方向关联；以及

向所述无线通信接入节点传送(222)信标读取报告(232)，其中所述信标读取报告指示在所述无线通信装置处的所述两个或更多信标信号的接收质量。

11. 如示例10所述的方法，还包括基于所述接收的两个或更多信标信号的至少一个来生成所述信标读取报告。

12. 如示例10至11中的任一项所述的方法，其中，所述信标读取报告包括下列一个或多个：

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，所述信标信号是否由所述无线通信装置来检测的指示；

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，在所述无线通信装置处的所述信标信号的接收信号强度；

所述无线通信装置的波束方向设定；

指示与最强接收信标信号关联的方向的最佳方向指示符；以及

指示与相应接收信标信号关联的两个或更多方向之间的内插的最佳方向指示符。

13. 一种包括计算机可读介质(500)的计算机程序产品，所述介质具有包含程序指令的计算机程序在其上，所述计算机程序可加载到数据处理单元(530)中并且适合在由所述数据处理单元运行所述计算机程序时引起如示例10至12中的任一项所述方法的执行。

14. 一种适合通过从多个波束形成备选方案(102，103，104，105，106，107，108)选取的波束形成备选方案的波束形成传输来建立到无线通信装置(110，120，130，400)的无线通信链路的无线通信接入节点(100，300)的布置，其中所述多个波束形成备选方案各对应于从无线通信接入节点发出的方向，其中所述无线通信接入节点包括天线阵列(101，301)和波束形成单元(322)，以用于实现所述波束形成传输，所述布置包括传送器(310)、接收器(310)和控制器(320)，其中所述控制器适合执行下列操作：

使所述传送器同时传送具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号(231)，其中各信标信号使用所述多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且其中各信标信号的所述预定内容与对应于所述相应波束形成备选方案的所述方向关联；

使所述接收器从所述无线通信装置接收信标读取报告(232)，其中所述信标读取报告指示在所述无线通信装置处的所述两个或更多信标信号的接收质量；以及

基于所述所接收的信标读取报告来选择所述波束形成备选方案用于建立所述无线通信链路。

15. 如示例14所述的布置，其中，所述控制器还适合使所述无线通信接入节点执行下列操作：

建立到所述无线通信装置的所述无线通信链路；以及

将所述所选波束形成备选方案用于通过所述无线通信链路与所述无线通信装置的无线通信(235)。

16. 如示例14至15的任一项所述的布置，其中，所述信标读取报告包括下列一个或多个：

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，所述信标信号是否由所述无线通信装置来检测的指示；

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，在所述无线通信装置处的所述信标信号的接收信号强度；

所述无线通信装置的波束方向设定；

指示与最强接收信标信号关联的方向的最佳方向指示符；以及

指示与相应接收信标信号关联的两个或更多方向之间的内插的最佳方向指示符。

17. 如示例14至16中的任一项所述的布置，其中，各信标信号的所述相应预定内容包括对全部所述两个或更多信标信号共同的导频信号以及方向指示符。

18. 如示例14至17中的任一项所述的布置，其中，各信标信号的所述相应预定内容包括定义参考波束形成备选方案的参考方向指示符。

19. 如示例14至18中的任一个所述的布置，其中，各信标信号的所述相应预定内容提供与高于信号距离阈值的相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

20. 如示例14至19中的任一项所述的布置，其中，各信标信号的所述相应预定内容提供与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离，所述信号距离大于与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

21. 如示例14至18中的任一项所述的布置，其中，各信标信号的所述相应预定内容提供与相邻方向关联的信标信号之间的信号距离，所述信号距离小于与非相邻方向关联的信标信号之间的信号距离。

22. 如示例14至21中的任一项所述的布置，还包括所述波束形成单元(322)。

23. 一种包括如示例14至22中的任一项所述的布置的无线通信接入节点。

24. 一种适合通过基于使用从多个波束形成备选方案(102，103，104，105，106，107，108)选取的波束形成备选方案的波束形成传输所建立的无线通信链路与无线通信接入节点(100，300)进行通信的无线通信装置(110，120，130，400)的布置，其中所述多个波束形成备选方案各对应于从无线通信接入节点发出的方向，所述布置包括传送器(410)、接收器(410)和控制器(420)，其中所述控制器适合执行下列操作：

使所述接收器接收具有不同的相应预定内容的两个或更多信标信号(231)的至少一个，其中所述两个或更多信标信号由所述无线通信接入节点同时传送，各信标信号使用所述多个波束形成备选方案的相应一个来传送，并且各信标信号的所述预定内容与对应于所述相应波束形成备选方案的所述方向关联；以及

使所述传送器向所述无线通信接入节点传送信标读取报告(232)，其中所述信标读取报告指示在所述无线通信装置处的所述两个或更多信标信号的接收质量。

25. 如示例24所述的布置，其中，所述控制器还适合基于所述接收的两个或更多信标信号的至少一个来生成所述信标读取报告。

26. 如示例24至25的任一项所述的布置，其中，所述信标读取报告包括下列一个或多个：

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，所述信标信号是否由所述无线通信装置来检测的指示；

对于所述两个或更多信标信号的一个或多个，在所述无线通信装置处的所述信标信号的接收信号强度；

所述无线通信装置的波束方向设定；

指示与最强接收信标信号关联的方向的最佳方向指示符；以及

指示与相应接收信标信号关联的两个或更多方向之间的内插的最佳方向指示符。

27. 一种包括如示例24至26中的任一项所述的布置的无线通信装置。