在无线通信系统中使用波束成形的通信方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及在通信系统中信号的发送/接收，并且更具体地，涉及用于在基于波 束成形的无线移动通信系统中通过多个波束发送/接收信号的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 已经在支持更高数据传输速率的方向上研发了无线通信系统，以便满足持续增长 的无线数据通信量需求。传统的无线通信系统设法开发主要改进频谱效率以增加数据传输 速率的技术。然而，由于对智能电话和平板PC的增长的需求以及基于所述增长的需求的要 求大量的通信量的应用程序的爆炸式的增长，对于数据通信量的需求迅速的增加。因此，仅 仅通过频率效率改进技术，很难满足无线数据通信量需求的极大增长。
[0003] 解决上述问题的一种方法是使用非常宽的频带。在用于传统的移动通信蜂窝系统 的低于10GHz的频带中，很难保证宽的频带。因此，要求在更高频带中保证宽带频率。然而， 随着用于无线通信的传输频率变得更高，传播路径损耗也会增加。因此，到达的距离变得更 短，这导致了覆盖度的减少。减轻传播路径损耗和增加到达的距离以便解决上述问题的主 要技术之一是波束成形技术。
[0004] 波束成形可以被划分为由发送侧执行的发送波束成形和由接收侧执行的接收 波束成形。发送波束成形一般使用多个天线，并在特定方向（也就是，空间）上集中 (concentrate)从各个天线发送的信号，以便增加方向性（directivity)。多个天线的集合 被称为阵列天线，而包括在阵列天线中的天线被称为天线元件（antennaelement)或阵列 元件（arrayelement)。天线阵列可以配置为各种类型，诸如线性阵列和平面阵列。当使用 发送波束成形时，到达的距离能够通过信号方向性的增加而增加，并且在除了对应方向以 外的任何方向上不发送信号。结果，影响另一个用户的干扰能够被显著地降低。
[0005] 接收侧可以通过使用接收阵列天线执行接收波束成形。接收波束成形集中所接收 的无线电波以便指向特定方向，增加从该特定方向接收的信号的灵敏度，并排除从另一个 方向接收的信号，以便阻隔干扰信号。
[0006] 为了保证宽的频带，超高频率，即，毫米（mm)波系统被引入。随着传输频率变得更 高，无线电波的波长变得更短。因此，当天线以半波长间隔被配置时，阵列天线可以由相同 区域内的大量的天线形成。也就是说，操作在超高频带的通信系统被很好的定位以应用波 束成形技术，因为与在低频带使用波束成形技术相比较，通信系统能够获取相对更高的天 线增益。
[0007] 通过使用波束成形技术，性能指标，诸如信噪比，能够通过最大化波束成形增益来 最优化，但是由于多径传播被降低而不能获得分集增益。而且，由于根据在移动站（MS)的 移动性或信道条件和波束被测量/选择之后直到实际分配为止的延迟的波束信息失配，可 以生成用于波束成形的性能灵敏度。
[0008] 因此，传统的研究限于确定波束成形加权系数，用于通过在应用波束成形时最大 化波束成形增益来最优化性能指标，诸如接收的SNR。
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 本公开提供了用于在通信系统中发送/接收信息的方法和装置。
[0011] 本公开提供了用于在使用波束成形的无线通信系统中叠加（superpose)多个波 束的方法和装置。
[0012] 本公开涉及用于在基于波束成形的移动通信系统中叠加多个方向上的相邻波束 的方法和装置，所述基于波束成形的移动通信系统操作作为基本单位的具有特定波束特性 的波束。
[0013] 本公开提供用于在包括模拟和数字波束成形的组合的混合波束成形结构中叠加 多个方向上的波束以便将所述波束作为一个叠加的波束来操作的方法和装置。
[0014] 本公开提供了用于在基于波束成形的无线移动通信系统中基于对用户的移动性 和信道状态的变化特性的估计来叠加多个波束的方法和装置。
[0015] 技术方案
[0016] 根据本公开的一个方面，提供了在无线通信系统中使用波束成形发送信号的方 法。该方法包括：根据预定的触发条件和第二节点的信道状态，确定是否启用使用通过叠加 第一节点的多个单波束（unitarybeam)而生成的叠加的波束的波束叠加模式；当确定不 启用波束叠加模式时，从多个单波束中选择一个或多个最佳波束；通过所选择的最佳波束 发送用于第二节点的信号；当确定启用波束叠加模式时，控制第一节点的波束成形单元以 形成通过叠加多个单波束而生成的叠加的波束；以及通过叠加的波束发送用于第二节点的 信号。
[0017] 根据本公开的另一个方面，提供了用于在无线通信系统中使用波束成形发送信号 的装置。该装置包括：波束成形控制器，用于根据预定的触发条件和第二节点的信道状态， 确定是否启用使用通过叠加第一节点的多个单波束而生成的叠加的波束的波束叠加模式， 当确定不启用波束叠加模式时，从多个单波束中选择一个或多个最佳波束，并且当确定启 用波束叠加模式时，控制波束成形系数；以及波束成形单元，用于通过所选择的最佳波束发 送或接收用于MS的信号，根据波束成形系数形成通过叠加多个单波束生成的叠加的波束， 并且通过叠加的波束发送用于第二节点的信号。
[0018] 根据本公开的另一个方面，提供了在无线通信系统中使用波束成形接收信号的方 法。该方法包括：根据预定的触发条件和由第二节点测量的信道状态，确定是否启用使用通 过叠加第一节点的多个单波束而生成的叠加的波束的第一节点的波束叠加模式；当确定不 启用波束叠加模式时，测量第一节点的多个单波束的信道质量，并基于信道质量测量选择 一个或多个最佳波束；向第一节点报告指示所选择的最佳波束的信道质量测量的信道质量 信息（CQI);当确定启用波束叠加模式时，估计预定数量的相邻单波束的总体信道质量测 量；以及向第一节点报告指控相邻单波束的总体信道质量测量的第二CQI。
[0019] 根据本公开的另一个方面，提供了用于在无线通信系统中使用波束成形接收信号 的装置。该装置包括：波束成形控制器，用于根据预定的触发条件和由第二节点测量的信道 状态，确定是否启用使用通过叠加第一节点的多个单波束而生成的叠加的波束的第一节点 的波束叠加模式，当确定不启用波束叠加模式时，测量第一节点的多个单波束的信道质量， 并基于信道质量测量选择一个或多个最佳波束，并且当确定启用波束叠加模式时，估计预 定数量的相邻单波束的总体信道质量测量；以及发送器，用于向第一节点报告指示所选择 的最佳波束的信道质量测量的第一信道质量信息（CQI)，并且向第一节点报告指示相邻单 波束的总体信道质量测量的第二CQI。
【附图说明】
[0020] 图1示出了根据本公开的实施例的基于波束成形的信号发送/接收的场景的示 例；
[0021] 图2是示出根据本公开的实施例的用于支持波束成形的BS的发送侧的物理层 (PHY)的框图；
[0022] 图3示出了根据本公开的实施例的在BS和MS之间的基于波束成形的通信的场景 的示例；
[0023] 图4示出了多个单波束的示例；
[0024] 图5示出了根据本公开的实施例的叠加的波束的波束图案（beampattern)的示 例；
[0025] 图6示出了根据本公开的实施例的用于参考信号发送的帧结构的示例；
[0026] 图7是示出根据本公开的实施例的操作波束叠加模式的BS的操作的流程图；
[0027] 图8是示出根据本公开的实施例的操作波束叠加模式的MS的操作的流程图；
[0028] 图9(包括图9A和图9B)示出了根据本公开的实施例的发送/接收波束成形结构 的示例；
[0029] 图10和图11示出了根据本公开的实施例的通过叠加两个相邻波束和三个相邻波 束而生成的叠加的波束的波束图案；以及
[0030] 图12 (包括图12A和图12B)是示出根据本公开的另一个实施例的操作波束叠加 模式的MS的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，将参考附图描述本公开的示范性实施例。而且，在本公开的以下描述中，当 对于这里所结合的已知功能和配置的详细描述造成本公开的主题不清楚时，其将被省略。 将在以下描述的术语是考虑到本公开中的功能而定义的术语，并且可以根据用户、用户的 意图、或者习惯而