用于使用主波束通信链路切换的方法
【专利说明】用于使用主波束通信链路切换的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年8月28日提交的美国临时申请序列号61/694, 162和2013年 3月8日提交的美国临时申请序列号61/774, 979的权益，所述申请的内容通过引用结合于 此。
【背景技术】
[0003] 高频率为宽带宽提供了可能。在这些频率处启用的窄波束形成（伴随着高穿透损 耗）为传送的信号提供了高空间容量。这些频率可以被称为毫米波（_W)频率。精确的频 率范围可以从大约28GHz延伸到160GHz或300GHz，并且具有对未许可的V-频带（60GHz频 带）和E-频带（70/80/90GHZ点对点频带）的特殊兴趣。甚至可以使用或者可以应用更高 的频率（有时被称为太赫（THz))。对V-频带特别感兴趣，因为~7GHz(取决于国家）的 未许可频谱可用以及发展中的标准（诸如WiGig、无线HD等）的成长的生态系统。现有的 60GHz标准，诸如电气与电气工程师协会（IEEE)802.llad和IEEE802. 15. 3c规定了发起波 束获取和后续波束追踪的过程。然而，这些过程不足以用于户外应用中更具挑战的无线发 射/接收单元（WTRU)移动性场景。此外，这些过程也没有利用来自邻近小区的测量的优势 来帮助WTRU追踪。
【发明内容】
[0004] 于此描述了用来执行并改进mmW波束追踪的方法和设备。于此描述的是改进WTRU 位置预测的定位方法，其可允许毫米波基站（mB)适当选择修改的（modified)波束而不必 在WTRU每次移动时执行波束获取。于此描述了定位技术中，其中mB可以控制方向性测量 活动（compaign)以生成方向性无线电环境地图（DREM)。mB可以请求关联的WTRU执行方 向性（directional)信号强度测量，方向性信号强度测量然后可以被报告回mB。然后mB可 以基于方向性信号强度测量报告生成DREM，其可以被用于当主链路失败时识别辅助链路。 DREM的另一个应用是用于确定到不同WTRU的多个同时传输的可能性。mB可以将DREM存 储在数据库中以由其他mB网络访问和用于辅助链路选择。
[0005] 于此还描述了使用内部/外部信息来预测的附加定位技术。信息可以是时间戳、 信号强度测量、位置信息（全球定位系统（GPS)坐标）、以及来自诸如陀螺仪、加速度计等 内部装置的输入。另一个示例方法可以使用已用波束的之前的历史以及其他历史数据，诸 如绘制的地形信息。在另一个示例中，可以使用由mB-mB合作获得的包括反馈信息和参考 信令信息的数据。还描述了使用WTRU的群组移动来执行WTRU群组的波束追踪。还描述了 用于方向性中继的波束追踪和初始波束训练优化方法。最后，于此描述了WTRU定位精度提 高、波束宽度自适应以及辅助波束追踪和切换方法。
【附图说明】
[0006] 从以下描述中可以更详细地理解本发明，这些描述是以结合附图的示例的方式给 出的，其中：
[0007] 图1A为可以在其中实现一个或多个所公开的实施方式的示例通信系统的系统 图；
[0008] 图1B为可以在如图1A所示的通信系统中使用的示例无线发射/接收单元（WTRU) 的系统图；
[0009] 图1C为可以在如图1A所示的通信系统中使用的示例无线电接入网络和示例核心 网络的系统图；
[0010] 图2A是高级流程图，其中mB可以控制方向性测量活动（campaign)以便于生成方 向性无线电环境地图（DREM);
[0011] 图2B是mB控制的方向性测量的第一阶段的示例；
[0012] 图2C是mB控制的方向性测量的第二阶段的示例；
[0013] 图2D是mB控制的方向性测量的第三阶段的示例；
[0014] 图2E是mB控制的方向性测量的第四阶段的示例；
[0015] 图2F是接着方向性信号强度测量和报告在WTRU处辅助链路发现的示例；
[0016] 图2G是方向性测量帧的示例；
[0017] 图3A是使用来自其他源的数据来追踪WTRU的移动以生成DREM的示例；
[0018] 图3B是使用来自其他源的数据来追踪WTRU的移动以生成DREM的第二个示例；
[0019] 图4A是用于DREM生成的示例小区内/基本服务集（BSS)方向性测量过程的流程 示意图；
[0020] 图4B是用于DREM生成的示例小区间/基本服务集（BSS)方向性测量过程流程示 意图；
[0021] 图5是辅助波束激活的示例；
[0022] 图6A是进行隐式小区内转换到辅助波束过程的示例调用流程；
[0023] 图6B是进行显式小区间转换到辅助波束过程的示例调用流程；
[0024] 图7A是mB具有两个波束并且可以基于WTRU移动选择波束的示例；
[0025] 图7B是位置信息如何被用于改进的切换决定的示例；
[0026] 图8是可以使用历史数据追踪WTRU的示例；
[0027] 图9是WTRU可以由多个mB追踪的示例；
[0028] 图10A是WTRU将数据反馈从多个mB提供到服务mB的示例；
[0029] 图10B是mB到mB通信信令的示例；
[0030] 图11A是当前IEEE802. 1lad扇区级扫描（SLS)过程的示例；
[0031] 图11B是修订的SLS过程的示例；
[0032] 图11C是图11B的修订的SLS过程示例的继续；
[0033] 图12是用于地理位置精度的改进的方法的示例；
[0034] 图13是直接和间接mB-WTRU链路的示例；
[0035] 图14A是由WTRU移动触发的对R-WTRU-WTRU链路的波束追踪的示例；
[0036] 图14B是mB可以如何提供中继波束追踪信息到中继WTRU并且可以调度SP用于 WTRU-R-WTRU波束追踪的示例；
[0037] 图14C是可以由mB提供到R-WTRU的中继波束追踪字段的示例；
[0038] 图15是经由全方位频带（Oband)信令波束追踪的示例；
[0039] 图16是使用可变波束宽度的示例；以及
[0040] 图17是接收机波束自适应过程的示例。
【具体实施方式】
[0041]图1A是可以在其中实施一个或者多个所公开的实施方式的示例通信系统100的 图示。通信系统100可以是将诸如语音、数据、视频、消息、广播等之类的内容提供给多个 无线用户的多接入系统。通信系统100可以通过系统资源（包括无线带宽）的共享使得 多个无线用户能够访问这些内容。例如，通信系统100可以使用一个或多个信道接入方 法，例如码分多址（CDMA)、时分多址（TDMA)、频分多址（FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波 FDMA(SC-FDMA)等等。
[0042] 如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元（WTRU) 102a，102b， 102c，102d、无线电接入网络（RAN) 104、核心网络106、公共交换电话网（PSTN) 108、因特网 110和其他网络112,但可以理解的是所公开的实施方式可以涵盖任意数量的WTRU、基站、 网络和/或网络元件。WTRU102a，102b，102c，102d中的每一个可以是被配置成在无线通信 中操作和/或通信的任何类型的装置。作为示例，WTRU102a，102b，102c，102d可以被配置 成发射和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备（UE)、移动站、固定或移动订户单元、 寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理（PDA)、智能电话、便携式电脑、上网本、个人计算机、无线 传感器、消费电子产品等等。
[0043] 通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a，114b中的每一个可 以是被配置成与WTRU102a，102b，102c，102d中的至少一者无线交互，以便于接入一个或 多个通信网络（例如核心网络106、因特网110和/或网络112)的任何类型的装置。例如， 基站114a，114b可以是基站收发信站（BTS)、节点B、e节点B、家用节点B、家用e节点B、站 点控制器、接入点（AP)、无线路由器等等。尽管基站114a，114b每个均被描述为单个元件， 但是可以理解的是基站114a，114b可以包括任何数量的互联基站和/或网络元件。
[0044] 基站114a可以是RAN104的一部分，该RAN104还可以包括诸如基站控制器 (BSC)、无线电网络控制器（RNC)、中继节点等之类的其他基站和/或网络元件（未示出）。 基站114a和/或基站114b可以被配置成发射和/或接收特定地理区域内的无线信号，该特 定地理区域可以被称作小区（未示出）。小区还可以被划分成小区扇区。例如与基站114a 相关联的小区可以被划分成三个扇区。由此，在一种实施方式中，基站114a可以包括三个 收发信机，即针对所述小区的每个扇区都有一个收发信机。在另一实施方式中，基站114a 可以使用多输入多输出（MHTO)技术，并且由此可以使用针对小区的每个扇区的多个收发 信机。
[0045]基站 114a，114b可以通过空中接口 116 与WTRU102a，102b，102c，102d中的一者 或多者通信，该空中接口 116可以是任何合适的无线通信链路（例如无线电频率（RF)、微 波、红外（IR)、紫外（UV)、可见光等）。空中接口 116可以使用任何合适的无线电接入技术 (RAT)来建立。
[0046] 更为具体地，如前所述，通信系统100可以是多接入系统，并且可以使用一个或多 个信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，在RAN104中的基 站114a和WTRU102a，102b，102c可以实施诸如通用移动电信系统（UMTS)陆地无线电接入 (UTRA)之类的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口 116。WCDMA可以 包括诸如高速分组接入（HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)的通信协议。HSPA可以包括高 速下行链路分组接入（HSDPA)和/或高速上行链路分组接入（HSUPA)。
[0047] 在另一实施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以实施诸如演进型UMTS 陆地无线电接入（E-UTRA)之类的无线电技术，其可以使用长期演进（LTE)和/或高级 LTE(LTE-A)来建立空中接口 116。
[0048] 在其他实施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以实施诸如IEEE 802. 16 (即全球微波互联接入（WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001x、CDMA2000EV-D0、临时标准 2000 (IS-2000)、临时标准95 (IS-95)、临时标准856 (IS-856)、全球移动通信系统（GSM)、增 强型数据速率GSM演进（EDGE)、GSMEDGE(GERAN)等等之类的无线电技术。
[0049] 举例来讲，图1A中的基站114b可以是无线路由器、家用节点B、家用e节点B或 者接入点，并且可以使用任何合适的RAT，以用于促进在诸如公司、家庭、车辆、校园等等之 类的局部区域的无线连接。在一种实施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以实施诸 如IEEE802. 11之类的无线电技术以建立无线局域网络（WLAN)。在另一实施方式中，基 站114b和WTRU102c，102d可以实施诸如IEEE802. 15之类的无线电技术以建立无线个人 局域网络（WPAN)。在又一实施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以使用基于蜂窝的 RAT(例如WCDMA、CDMA2000、65]?、1^￡、1^￡-4等）以建立微微小区化1(3〇〇611)和毫微微小 区（femtocell)。如图1A所示，基站114b可以具有至因特网110的直接连接。由此，基站 114b不必经由核心网络106来接入因特网110。
[0050]RAN104可以与核心网络106通信，该核心网络106可以是被配置成将语音、数据、 应用和/或网际协议上的语音（VoIP)服务提供到WTRU102a，102b，102c，102d中的一者或 多者的任何类型的网络。例如，核心网络106可以提供呼叫控制、账单服务、基于移动位置 的服务、预付费呼叫、网际互联、视频分配等，和/或执行高级安全性功能，例如用户验证。 尽管图1A中未示出，需要理解的是RAN104和/或核心网络106可以直接或间接地与其他 RAN进行通信，这些其他RAT可以使用与RAN104相同的RAT或者不同的RAT。例如，除了 连接到可以采用E-UTRA无线电技术的RAN104,核心网络106也可以与使用GSM无线电技 术的另一RAN(未不出）通信。
[0051]核心网络 106 也可以用作WTRU102a、102b，102c、102d接入PSTN108、因特网 110 和/或其他网络112的网关。PSTN108可以包括提供普通老式电话服务（POTS)的电路交换 电话网络。因特网110可以包括使用公共通信协议的互联计算机网络和装置的全球系统， 所述公共通信协议例如传输控制协议（TCP)/网际协议（IP)因特网协议套件的中的TCP、用 户数据报协议（UDP)和IP。网络112可以包括由其他服务提供方拥有和/或操作的无线或 有线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一核心网络，这些RAN 可以使用与RAN104相同的RAT或者不同的RAT。
[0052] 通信系统100中的WTRU102a，102b，102c，102d中的一些或者全部可以包括多模 式能力，即WTRU102a，102b，102c，102d可以包括用于通过不同通信链路与不同的无线网 络进行通信的多个收发信机。例如，图1A中显示的WTRU102c可以被配置成与使用基于蜂 窝的无线电技术的基站114a进行通信，并且与使用IEEE802无线电技术的基站114b进行 通信。
[0053] 图1B是示例WTRU102的系统框图。如图1B所示，WTRU102可以包括处理器118、 收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示屏/触摸板128、不 可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统芯片组136和其他外围设备 138。需要理解的是，在与以上实施方式一致的同时，WTRU102可以包括上述元件的任何子 组合。
[0054] 处理器118可以是通用目的处理器、专用目的处理器、常规处理器、数字信号处理 器（DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专 用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)电路、其他任何类型的集成电路（1C)、状态 机等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得WTRU 102能够操作在无线环境中的其他任何功能。处理器118可以耦合到收发信机120,该收发 信机120可以耦合到发射/接收元件122。尽管图1B中将处理器118和收发信机120描述 为独立的组件，但是可以理解的是处理器118和收发信机120可以被一起集成到电子封装 或者芯片中。
[0055] 发射/接收元件122可以被配置成通过空中接口 116将信号发射到基站（例如基 站114a)，或者从基站（例如基站114a)接收信号。例如，在一种实施方式中，发射/接收 元件122可以是被配置成发射和/或接收RF信号的天线。在另一实施方式中，发射/接收 元件122可以是被配置成发射和/或接收例如IR、UV或者可见光信号的发射器/检测器。 在又一实施方式中，发射/接收元件122可以被配置成发射和接收RF信号和光信号两者。 需要理解的是发射/接收元件122可以被配置成发送和/或接收无线信号的任意组合。
[0056] 此外，尽管发射/接收元件122在图1B中被描述为单个元件，但是WTRU102可以 包括任何数量的发射/接收元件122。更特别地，WTRU102可以使用M頂0技术。由此，在 一种实施方式中，WTRU102可以包括两个或更多个发射/接收元件122(例如多个天线）以 用于通过空中接口 116发射和接收无线信号。
[0057] 收发信机120可以被配置成对将由发射/接收元件122发送的信号进行调制，并 且被配置成对由发射/接收元件122接收的信号进行解调。如上所述，WTRU102可以具有 多模式能力。由此，收发信机120可以包括多个收发信机以用于使得WTRU102能够经由多 RAT进行通信，例如UTRA和IEEE802. 11。
[0058] WTRU102的处理器118可以被耦合到扬声器/麦克风12