无线通信系统中的信道接入方法和装置与流程

本发明涉及无线通信系统中的信道接入方法和设备，并且更具体地，涉及当切换ue的呼叫时使用多个射束的无线通信系统中的信道接入方法和设备。

背景技术：

无线通信技术已被研究并开发来通过用户设备(ue)或enb增加传输数据量和数据传输率。为了在ue与enb之间进行通信，它们需要彼此同步并且因此能够彼此发送/接收数据。在这种情况下，用于从ue到enb的通信的链路或信道称为“上行链路”，并且用于从enb到ue的通信的链路或信道称为“下行链路”。

为了在无线通信系统中获得ue与enb之间的同步，ue能够通过作为来自enb的下行链路的同步信道(sch)获得时间同步。在这种情况下，ue通过sch获得的同步信息在下行链路中接收数据并且可以是需要在上行链路中发送数据的同步信息。如果ue需要与enb进行数据通信，则ue可以通过上行链路随机接入信道(rach)请求来自enb的接入。当ue通过rach执行到enb的接入程序时，ue顺序地增加上行链路功率并进行rach前导码的传输。如果ue以适当的功率水平将rach前导码发送到enb，则enb可以接收rach前导码。如果enb接收rach前导码，则enb可以创建rach响应(rar)消息，并将rar消息发送到ue。因此，ue能够确定适合于上行链路传输的功率水平。另外，上述操作还可以允许enb建立ue与enb之间的传输时间差或定时提前(ta)以及用于上行链路传输的功率水平。

近年来，作为用于以高速率发送相对大量数据的系统的射束形成技术已经用于各种无线通信技术。在ue和enb均采用射束形成技术的状态下，如果执行通过rach接入enb的程序，则需要根据发送射束和接收射束执行rach前导码传输。也就是说，如果采用射束形成技术的enb和ue需要执行rach程序，则它们需要扫描并测量全部射束，并且确定所测量的射束中的最佳上行链路发送射束和最佳接收射束。

在ue和enb均采用射束形成技术的状态下，如果ue将用于初始接入的rach前导码发送到enb，则ue需要增加发送射束和接收射束的数量，并且因此增加对测量和确定用于射束形成的最佳射束的控制的负担。另外，发送射束和接收射束的数量的增加导致确定最佳发送射束和接收射束时的时间延迟。特别是，在宏小区和小型小区重叠的环境中，到每个enb的初始接入时间和控制负担的增加导致对应的小区增加其负载，而且还发送相对大量的rach前导码，从而导致与其它信道的干扰。

技术实现要素：

技术问题

本发明旨在解决以上问题和缺点，并且提供以下描述的至少一些优点。因此，本发明提供用于减少ue与enb之间的初始接入时间的方法和设备。

本发明进一步提供用于减少在ue和enb执行初始接入时所导致的ue与enb之间的干扰的方法和设备，所述ue和enb两者均采用射束形成技术。

本发明进一步提供用于在宏小区和小型小区enb重叠的环境中有效执行初始接入的方法和设备。

本发明进一步提供用于减少ue与enb之间的初始接入时间的方法和设备，所述ue和enb两者均采用射束形成技术。

解决方案

根据本发明的一个方面，提供一种在能够使用多个发送/接收射束的无线网络中，当ue在与宏小区enb的通信过程中执行对小型小区enb的信道接入时，供所述宏小区enb执行控制操作的无线通信系统中的信道接入方法。所述方法包括：当从所述ue接收到有关小型小区enb的同步信道(sch)的rssi测量报告时，确定是否从所述小型小区enb请求针对所述ue的呼叫的信道建立；如果从所述小型小区enb请求了信道建立，则向所述小型小区enb提供请求消息，所述请求消息包括有关所述ue的发送/接收射束的推荐信息和/或有关所述ue的位置信息；如果从所述小型小区enb接收到用于接受与所述ue的信道建立的响应消息，则停止将数据发送到与所述ue建立的数据无线电承载(drb2)；向所述ue发送无线电资源控制(rrc)连接重新配置消息以与所述小型小区enb进行通信；以及向所述小型小区enb提供与有待发送到所述ue的数据有关的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种供小型小区enb与ue建立信道的信道接入方法，所述ue处于在能够使用多个发送/接收射束的无线网络中与宏小区enb的通信过程中。所述方法包括：从所述宏小区enb接收用于请求与所述ue建立信道的消息，建立与所述ue进行通信的数据无线电承载(drb2)，以及向所述宏小区enb发送响应(确认)消息；从所述宏小区enb接收与有待发送到所述ue的数据有关的信息；基于所述请求消息中所包括的信息对射束的次序重新排序，以通过rach从所述ue接收前导码，并扫描所述rach；以及通过所述rach接收所述ue的前导码信号，创建rach响应信号，向所述ue发送rach响应信号，以及执行用于建立信道的程序。

根据本发明的另一方面，提供一种在能够使用多个发送/接收射束的无线通信系统中供连接到第一enb的ue接入第二enb的信道接入方法，所述方法包括：测量第二enb的rssi并将所述rssi报告给所述第一enb；从所述第一enb接收用于评估所述第二enb的无线电资源控制(rrc)连接重新配置消息，停止与所述第一enb的数据无线电承载(drb2)，以及向所述第二enb发送rrc连接重新配置完成消息；基于所接收的rrc连接重新配置消息，使用多个发送射束中的最佳发送射束通过所述第二enb的rach发送前导码；以及如果从所述第二enb接收到rach响应(rar)，则执行用于与所述第二enb进行通信的程序。

根据本发明的另一方面，提供一种在能够使用多个发送/接收射束的无线网络中，用于在与宏小区enb的通信过程中支持ue执行对小型小区enb的信道接入的无线通信系统中的宏小区enb的信道接入设备。所述设备包括：天线单元，其具有用于创建多个发送/接收射束的多个天线；射频(rf)单元，其具有多个rf模块，以便通过所述天线单元与在所述宏小区enb下的ue进行通信；数据处理器，其用于对有待发送到所述rf单元的数据进行调制和解码，并且对从所述rf单元接收的数据进行解调和解码；enb间接口，其与包括小型小区enb的另一个enb进行通信；以及调度器，其用于：当从所述数据处理器接收到由所述ue发送的有关所述小型小区enb的同步信道(sch)的rssi测量报告时，确定是否从所述小型小区enb请求用于所述ue的呼叫的信道建立；如果从所述小型小区enb请求了信道建立，则使用enb间接口向所述小型小区enb提供用于向所述ue请求信道接入的消息，所述消息包括有关所述ue的发送/接收射束的推荐信息和/或有关所述ue的位置信息；如果从所述小型小区enb接收到用于接受与所述ue的信道建立的响应消息，则控制所述rf单元和所述数据处理器停止将数据发送到与所述ue建立的数据无线电承载(drb2)；向所述ue发送无线电资源控制(rrc)连接重新配置消息以与所述小型小区enb进行通信；以及向所述小型小区enb提供与有待发送到所述ue的数据相关的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种在能够使用多个发送/接收射束的无线网络中，用于在与宏小区enb的通信过程中支持ue执行对小型小区enb的信道接入的无线通信系统中的小型小区enb的信道接入设备。所述设备包括：天线单元，其具有用于创建多个发送/接收射束的多个天线；射频(rf)单元，其具有多个rf模块，以便通过所述天线单元与在所述小型小区enb下的ue进行通信；数据处理器，其用于对有待发送到所述rf单元的数据进行调制和解码，并且对从所述rf单元接收的数据进行解调和解码；enb间接口，其与包括宏小区enb的另一个enb进行通信；以及调度器，其用于：通过所述enb间接口从所述宏小区enb接收到用于请求与所述ue建立信道的请求消息，从而建立数据无线电承载(drb2)以与所述ue进行通信，以及向所述宏小区enb发送响应(确认)消息；从所述宏小区enb接收与有待发送到所述ue的数据相关的信息；基于所述请求消息中所包括的信息，对射束的次序重新排序以通过rach从所述ue接收前导码；控制rf单元以根据重新排序的接收射束的次序扫描所述rach；当通过所述rach接收到所述ue的前导码信号时，控制所述数据处理器和所述rf单元以向所述ue发送rach响应信号；以及执行用于与所述ue建立信道的程序。

根据本发明的另一方面，提供一种在能够使用多个发送/接收射束的无线网络中，用于在与宏小区enb的通信过程中供ue执行对小型小区enb的信道接入的信道接入设备。所述设备包括：天线单元，其具有用于创建多个发送/接收射束的多个天线；射频(rf)单元，其用于与两个或更多个enb通信；数据处理器，其用于对有待发送到所述rf单元的数据进行调制和解码，并且对从所述rf单元接收的数据进行解调和解码；以及控制器，其用于：在所述ue连接到第一enb并将rssi报告给所述第一enb的状态下，控制所述rf单元和所述数据处理器以便测量第二enb的rssi；从所述第一enb接收用于评估所述第二enb的无线电资源控制(rrc)连接重新配置消息，停止与所述第一enb的数据无线电承载(drb2)，并向所述第二enb发送rrc连接重新配置完成消息；基于所接收的rrc连接重新配置消息，使用多个发送射束中的最佳发送射束，通过所述第二enb的rach发送前导码；以及如果从所述第二enb接收到rach响应(rar)，则控制用于与所述第二enb进行通信的程序。

有益效果

本发明能够减少使用射束形成技术的无线通信系统中的ue与enb之间的初始接入时间延迟，并且还减少初始接入中的ue与enb之间的干扰。本发明还能够在宏小区和小型小区enb重叠的环境中快速且有效地执行初始接入。

附图说明

图1是描述系统模型的概念图，其中宏小区和小型小区能够同时重叠地连接到ue。

图2a是根据本发明的无线通信系统中的根据发送/接收射束的数量执行射束形成传输的rach帧的扩展结构的示图。

图2b是ue与执行定向射束形成的小型小区enb之间的rach和rar的发送/接收的时序图。

图2c是使用全向enb在ue与定向enb之间发送/接收rach和rar的时序图。

图3是描述当ue同时连接到宏小区和小型小区时，在宏小区和小型小区重叠的无线通信系统中供ue扫描射束的方法的示图。

图4a是描述在发送射束方向固定的状态下，在扫描接收射束之后、在改变发送射束之后通过重复对应的操作来对全部射束进行一次性检测的示图。

图4b是描述在接收射束方向固定的状态下，在扫描发送射束之后、在改变接收射束之后通过重复对应的操作来对全部射束进行一次性检测的示图。

图4c是描述在优先扫描推荐的发送/接收射束之后，根据现有的发送/接收射束规则通过重复扫描射束来对全部射束进行一次性检测的示图。

图5是根据本发明的连接到宏小区enb的ue尝试接入小型小区enb时的初始接入的信号流程图。

图6示出根据本发明的扫描时间图，其将用于扫描整个射束的过程与对发送射束和接收射束进行重新排序的过程进行比较。

图7是示出根据本发明的ue的功能块的示图。

图8是示出根据本发明的enb的功能块的示图。

图9是根据本发明的连接到宏小区enb的ue对小型小区enb进行信道接入时的控制流程图。

图10是根据本发明的连接到宏小区enb的ue对小型小区enb进行信道接入时的宏小区enb的控制流程图。

图11是根据本发明的连接到宏小区enb的ue对小型小区enb进行信道接入时的小型小区enb的控制流程图。

具体实施方式

参考附图详细描述本发明的各种实施例。在所有附图中使用相同的参考标号来指代相同或类似的部分。应当理解，附图仅仅是为了有助于对本发明的全面理解而提供的，并不意味着在形式、布置等方面的限制。可以省略对本文中并入的公知功能和结构的详细描述以避免混淆本发明的主题。在本发明的描述中，当认为它们可能不必要地影响本发明的本质时，相关技术的某些详细解释被省略。

图1是描述系统模型的概念图，其中宏小区和小型小区能够同时重叠地连接到ue。

参考图1，系统模型包括一个宏小区enb101、多个小型小区enb111、112、113、114、115以及不同的ue121和122。

宏小区enb101具有宏小区覆盖区域101a，并且能够将通信和移动性提供给宏小区覆盖区域101a中的ue121和122。多个小型小区enb111、112、113、114、115和116可以包括在宏小区覆盖区域101a中。小型小区enb111、112、113、114、115和116可以分别具有小型小区覆盖区域111a、112a、113a、114a、115a和116a。数据通信可以由位于其各自区域中的ue121和122来支持。在这种情况下，ue121和122中的每一个都能够以高于其从小型小区enb111、112、113、114、115和116接收数据服务的数据率、高于其从宏小区enb101接收数据服务的数据率来接收数据服务。这些小型小区enb111、112、113、114、115和116可以是使用毫米波的enb。

也就是说，图1的概念图示出一种模型，其中宏小区enb101和小型小区enb111、112、113、114、115和116共存，所述宏小区以基本上相同的区域覆盖相对大的覆盖区域，所述小型小区中的每一个具有与宏小区enb101的覆盖区域的部分重叠的相对小的覆盖区域。宏小区enb101具有宏小区enb覆盖区域101a。另外，第一小型小区enb111具有第一小型小区enb覆盖区域111a。第二小型小区enb112具有第二小型小区enb覆盖区域112a。第三小型小区enb113具有第三小型小区enb覆盖区域113a。第四小型小区enb114具有第一小型小区enb覆盖区域114a。第五小型小区enb115具有第五小型小区enb覆盖区域115a。

如果如上所述进行配置，则小型小区enb111、112、113、114、115和116能够有效地增加小区容量并且卸载用户流量。另外，宏小区enb101能够分别向ue121、122支持服务覆盖，从而以低成本有效地减少小型小区enb的数量并且实现有效的网络。

例如，如图1所示，第一ue121能够从宏小区enb101接收服务覆盖区域101a的支持；并且以高速率从第一小型小区enb111接收数据。类似地，第二ue122能够从宏小区enb101接收服务覆盖区域101a的支持；并且以高速率从第五小型小区enb115接收数据服务。因此，连接到宏小区enb101的第一ue121和第二ue122可以处于双连接状态，其中它们分别同时连接到第一小型小区enb111和第五小型小区115。

在以下描述中，参考图1所示的系统模型说明根据本发明的简化初始接入rach射束扫描程序的方法。然而，应当理解，本发明还可以应用于连接到多个enb的ue对附加enb进行初始接入的实施例。

图2a是描述根据本发明的无线通信系统中的rach帧的结构的示图。

参考图2a，帧具有多个发送tx1和接收rx1周期，每个周期可以具有相同的结构。图2a是示出由位于小区中心的ue发送的rach帧210和位于小区边缘的ue发送的rach帧220的实施例。

参考由位于小区中心的ue发送的rach帧210，将rach帧的结构分成三个部分：循环前缀(cp)211、前导码212和时间间隙(tgp)213。因此，如上所述，rach帧的总长度(rach时隙)可以是定时点t0至t5。

如图2a所示，当enb在定时点t0处从位于小区中心的ue接收rach帧210时，该enb在定时点t1处从位于小区边缘的ue接收rach帧220。因此，由于enb与位于enb的覆盖区域中的ue之间的距离根据ue的位置而变化，因此可以根据enb的覆盖区域的大小来确定cp211、221的量级。这是为了补充由于enb与各个ue之间的距离变化而导致的数据在上行链路中的到达时间的变化。因此，cp211和221中的每一个的长度是将一直到小区边界处的ue的往返时延(rtd)和多路径的最大时延扩展误差求和的值。在这种情况下，最大时延扩展误差可以根据enb覆盖区域而变化。

前导码是指识别尝试执行随机接入的ue的序列。从enb到ue的距离越长，所需的前导码的持续时间越长。也就是说，可以基于enb的量级、延迟时间等来确定前导码的长度。时间间隙(tgp)213可以被设定为最大rtd内的值。

如图2a所示，对于由位于小区中心的ue发送的rach帧210，cp具有从t0至t2的发送定时点；前导码具有从t2至t4的发送定时点；时间间隔tgp213具有从t4至t5的发送定时点。对于由位于小区边缘的ue发送的rach帧220，cp具有从t1至t3的发送定时点；前导码具有从t3至t5的发送定时点；并且不存在时间间隙tgp，因为位于小区边缘处的ue不具有时间间隙。

以上描述的rach是当进行全向传输时的示例。因此，在执行射束形成传输的系统中，前导码增加了发送射束和接收射束的数量的倍数。因此，执行射束形成传输的系统是不利的，因为：在rach过程中增加了诸如射束形成扫描的控制负担；并且由于在支持移动性时频繁出现小区改变，因此rach的切换延迟和控制负担增加。

如果执行了射束形成，则ue需要时间来向enb发送rach，即，上述最小所需时间“tcp+min(tpreamble)+tgp”。因此，ue在每个射束对需要25μs或更多的rach发送时间。基于这一结果，假设：40个时隙对应于1ms(对于ul，20个时隙)；时隙长度为25μs；enb使用27个发送/接收射束；并且ue使用9个发送/接收射束，整个rach需要3帧被扫掠，即，12.15ms。也就是说，由于需要相对大量时间来执行上述过程，所以当通信开始、执行切换等时，这可能降低服务质量。

以下描述提供了参考图2b和图2c说明的示例，其中将rach发送到执行定向射束形成的enb并且将rach发送到全向enb。

图2b是ue与执行定向射束形成的小型小区enb之间的rach和rar的发送/接收的时序图。

参考图2b，ue121能够在如参考标号231所指示的各个方向上执行射束形成，并且小型小区enb111还能够在如参考标号232所指示的各个方向上执行射束形成。

在这种情况下，ue121和enb能够以包括图2a所示的发送间隔tx和接收间隔rx的周期(由参考标号250、260和270所指示)为单位执行发送和接收。从ue121的角度来看，发送tx可以被称为上行链路(ul)中的传输，并且接收rx可以被称为下行链路(dl)中的传输。相比之下，从小型小区enb的角度来看，发送tx可以被称为下行链路(dl)中的传输，并且接收rx可以被称为上行链路(ul)中的传输。

如图2b所示，ue121能够在第一周期250期间在上行链路(ul)中发送rach，如参考标号251、252和253。参考标号251、252和253可以被称为：ue121的能量级；以及ue121每个参考标号可以在所有射束方向或单个射束方向上发送的发送射束。因此，在第一周期250期间，ue121能够以增大的发送功率在发送射束方向上向小型小区enb发送rach。

在这种情况下，图2b所示的rach阈值240可以是从小型小区enb111的角度来看的预设阈值。也就是说，只有当小型小区enb111接收到rach阈值240或以上的信号时，才将rar作为rach响应发送给ue。

参考图2b，ue121在第一间隔250期间发送的所有rach具有小于rach阈值的功率。因此，小型小区enb111不向ue发送rar信号。因此，ue121等待直到第一间隔250的下行链路(dl)传输完成为止，然后可以通过在第二间隔260期间执行射束形成来将rach重新发送到小型小区enb111，如参考标号261、262和263。图2b所示的实施例示出了在第二间隔260期间不满足rach阈值。因此，ue121等待直到第二间隔260的下行链路(dl)传输完成为止，然后可以通过在第三间隔270期间执行射束形成来将rach重新发送到小型小区enb111，如参考标号272和273。

根据图2b所示的实施例，如果信号超过enb的rach阈值，则可以发送第三间隔270的第一rach271和第二rach272。

之后，小型小区enb111能够在第三间隔270期间在下行链路(dl)中向ue121发送rar。在这种情况下，小型小区enb111能够在第三间隔270期间在下行链路(dl)中向ue121发送rar275，这对应于ue121在第三间隔270期间首先发送的rach271。如果小型小区enb111从同一ue接收到大于rach阈值240的两个或更多个rach，则它可以以最大rach功率水平在射束形成方向上发送rar。如果小型小区enb111已经向其它ue分配了对应的射束形成方向，或者射束方向可能在相邻ue中引起严重的干扰，则它可以选择另一个rach。

因此，当采用上述射束形成方法的ue和enb执行初始接入时，由于上行链路和下行链路传输时间，因此在最佳射束形成方向上完成初始接入需要相当多的时间。

图2c是使用ue与全向enb的定向enb之间的rach和rar的发送/接收的时序图。

参考图2c，ue121能够在如参考标号231所指示的各个方向上执行射束形成，并且小型小区enb111还能够在如参考标号232所指示的各个方向上执行射束形成。然而，用作全向enb的宏小区enb101不执行射束形成。

如图2c所示，ue121在各个射束方向上执行射束形成，并且向小型小区enb111发送如参考标号281、282、283、284、285、286、287、288…所指示的rach。在这种情况下，如果小型小区enb111接收到大于rach阈值240的rach，则它不直接向ue121发送针对rach的响应信号，而是将rar信号发送到宏小区enb101，如参考编号291所指示的。在这种情况下，用作全向enb的宏小区enb101代替小型小区enb111向ue111发送作为对rach的响应的rar292。rar包含由小型小区enb111提供的信息。

因此，如上所述，参考图2c，如果小型小区enb111通过使用宏小区enb101发送作为对rach的响应的rar而不是直接发送rar，则可以以相对高的速度将rar发送到ue121，使得ue121与小型小区enb111之间的初始接入可以完成。

图3是描述当ue同时连接到宏小区和小型小区时，在宏小区和小型小区重叠的无线通信系统中供ue扫描射束的方法的示图。

由于图3的实施例的配置与图1的配置相同，所以详细地示出了宏小区enb101和小型小区enb111、112和113，以与图1的实施例进行区分。宏小区enb101和小型小区enb111、112和113利用接口340相互连接。由于接口可以因系统而异，所以本发明不限于接口类型。

如图3所示，小型小区enb111、112和113中的每一个能够通过执行射束形成来在多个方向上发送信号。例如，第一小型小区enb111能够在多个方向311、312、313、314、315、316…上进行射束形成，并且第二小型小区enb112能够在多个方向321、322、323、324、325、326…上进行射束形成。类似地，第三小型小区enb113能够在多个方向331、332、333、334、335、336…上进行射束形成。

如参考标号350所指示，ue121连接到宏小区101，并且通过由小型小区enb111、112在一个或多个方向上射束形成的多个射束中的一个或多个来与其通信。图3的实施例示出：第一小型小区enb111与ue121之间的射束形成信号之一在第二射束312的方向上具有最佳状态；第二小型小区enb112与ue121之间的射束形成信号之一在第五射束325的方向上具有最佳状态；并且第三小型小区enb113与ue121之间的射束形成信号之一在第三射束333的方向上具有最佳状态。图3的实施例示出，小型小区enb111、112和113的第一小型小区111建立信道，如参考标号360所指示。

以下描述提供了确定ue121与小型小区enb111、112和113之间的最佳射束形成信号的实施例，所述实施例将参考图4a至图4c进行说明。

图4a是描述在发送射束方向固定的状态下，在扫描接收射束之后、在改变发送射束之后通过重复对应的操作来对整个射束进行一次检测的示图。图4b是描述在接收射束方向固定的状态下，在扫描发送射束之后、在改变接收射束之后通过重复对应的操作来对整个射束进行一次检测的示图。图4c是描述在优先扫描推荐的发送/接收射束之后，根据现有的发送/接收射束规则通过重复扫描射束来对整个射束进行一次性检测的示图。

使用图1和图3所示的ue121和第一小型小区enb111来描述图4a至图4c的实施例。

描述图4a至图4c的实施例，假设可以可以射束形成的发送射束的方向数为m，可以射束形成的接收射束的方向数为n。描述图4a至图4c的实施例，假设enb从ue接收rach信道。因此，发送射束方向可以是ue在ul中发送射束的射束形成方向，以便通过rach向小型小区enb发送前导码。接收射束方向可以是enb通过执行射束形成来接收从ue发送的rach的接收射束方向。

图4a和图4b示出这样的实施例，其中在特定节点(例如，enb或ue)固定在一个射束方向上的状态下，相对于另一个节点的各个射束形成方向扫掠最佳射束方向。

图4a是用于使用各个接收射束搜索相对于用作发送设备的ue所提供的一个射束的最佳射束的实施例。因此，可以在n个接收射束方向311、312、313…31n的接收射束上检查rach前导码，小型小区enb111可以相对于来自ue121的第一射束方向411形成所述n个接收射束方向。这些过程被示出为处于图4a的操作401中。因此，可以在n个接收射束方向311、312、313…31n的接收射束上检查rach前导码，小型小区enb111可以在操作402中相对于来自ue121的第二射束方向412形成所述n个接收射束方向。执行所述过程，其方式为使得在相对于mth射束方向41m(作为在操作40m中来自ue121的最后的射束方向)的n个接收射束方向311、312、313…31n的接收射束上检查rach前导码，由此执行完整扫掠。

参考图4b，在作为接收设备的小型小区enb111将n个接收射束方向311、312、313…31n设定为单方向的状态中,其中所述接收射束方向可以由小型小区enb形成，每个操作，小型小区enb111通过改变可以由作为发送设备的ue121提供的m个射束方向来执行检查操作。例如，小型小区enb111固定第一射束方向311，并且在操作421中相对于可以由ue121提供的m个射束方向411、412、413…41m检查rach前导码。小型小区enb111固定第二射束方向312，并且在操作422中相对于可以由ue121提供的m个射束方向411、412、413…41m检查rach前导码。所述处理以这样的方式执行：小型小区enb111将nth射束方向31n固定为enb的最后方向，并且在操作42n中相对于可以由ue121提供的m个射束方向411、412、413…41m检查rach前导码，由此执行完整扫掠。

图4c是描述在优先扫描推荐的发送/接收射束之后，根据现有的发送/接收射束规则通过重复扫描射束来对整个射束进行一次性检测的示图。

参考图4c，在操作451中，使用发送推荐射束431、432、433…43q和接收推荐射束441…44p进行射束扫描。可以基于各种信息来推荐发送推荐射束431、432、433…43q和接收推荐射束441…44p，所述信息诸如在宏小区enb扫描ue与小型小区enb之间的射束时与位于对应ue的位置类似的位置处的ue有关的历史、在安装enb时指定的信息等。作为另一种方法，ue可以使用它的历史。之后，与图4a或图4b所示的实施例相似，可以通过根据现有的发送/接收射束规则重复地扫描射束来尝试对所有射束进行一次性检测。图4c的实施例是对推荐射束历史进行检查，然后应用图4a所示的全部射束扫描方法示例。

上述方法可以是用于检查可以由ue121使用的整个射束方向和可以由小型小区enb111使用的整个射束方向的过程以及用于检查整个发送/接收射束方向的过程，所述方法可以在通过使用推荐射束进行射束扫描之后使用。因此，如果对可以由ue121使用的整个射束方向和可以由小型小区enb111使用的整个射束方向进行检查，则通过sch和rach发送前导码以及搜索如上所述的最佳射束需要相当多的时间。所述结果可以对应于小型小区enb111和宏小区101独立操作的情况。

因此，本发明假设ue121连接到宏小区，如以上参考图3所描述的。在这种情况下，宏小区enb101通过宏小区enb101与小型小区enb111、112和113之间的xn接口，向小型小区111、112和113提供从ue121和宏小区enb101获得的信息。例如，宏小区enb101能够向小型小区enb111、112和113提供有关ue121的位置信息、有关ue121的信道历史、使用射束id表等。当接收到上述信息时，小型小区enb111、112和113能够基于所接收的信息对有待扫描的信道进行重新排序，从而快速完成初始接入。

基于所述过程，本发明提供用于设定ue121与小型小区enb111、112和113中的至少一个之间的最佳射束方向的方法和设备，以及用于减少初始接入时间的方法和设备，所述方法和设备参考附图进行描述。

图5是根据本发明的连接到宏小区enb的ue尝试接入小型小区enb时的初始接入的信号流程图。

使用参考图1和图3的配置来描述图5所示的ue、宏小区enb和小型小区enb。基于第一小型小区enb111来描述图5的小型小区enb。然而，参考图5描述小型小区enb112、113、114、115和116与ue121之间的操作以及宏小区101与小型小区enb之间的操作。

在以下假设的情况下描述图5的信号流程图。首先，假设ue121连接到宏小区enb101。也就是说，ue121与宏enb101同步，并且可以是可以进行通信的状态。还假设ue121尝试通过rach接入小型小区enb111。

如果ue121和宏小区enb101彼此同步，则ue121与宏小区enb01之间的同步误差可以是1ms或更小，这被称为紧密同步(紧密sych)状态。另外，小型小区enb111和宏小区enb可以处于粗略同步(粗略sych)状态。小型小区enb111周期性地执行小区特定参考信号(crs)的发送。因此，在操作500中，ue121接收从小型小区enb111周期性地发送的crs的第一crs。

如果连接到宏小区enb101的ue121从小型小区enb111接收crs，则它可以具有用于向/从宏小区enb101发送/接收信号的rf模块和用于向/从小型小区enb111发送/接收信号的rf模块。也就是说，ue121需要包括双rf模块。

如果ue121在操作500中从小型小区enb111接收第一sch，则它获得小型小区enb111的同步。ue121还通过在操作500中获得同步来测量去往小型小区enb111在每个方向上形成射束的信号，并检查所测量的信号的rssi。在这种情况下，ue121能够建立最佳发送射束和接收射束。发送射束可以是由小型小区enb111提供的下行链路射束的最佳射束。接收射束可以是ue121形成以用于接收信号的射束。

在操作502中，ue121向宏小区enb101报告所测量的信号rssi。也就是说，ue不向小型小区enb111而是向宏小区enb101提供小型小区enb111的射束形成信号的测量结果。因此，ue121能够向宏小区enb101报告小型小区enb111(senbid)的标识和获得的最佳发送射束标识(dltx射束id)。可替代地，ue121能够向宏小区enb101报告多组发送射束和接收射束中最好的一组，而不是最佳的发送射束标识。例如，如果作为操作500中的接收射束的测量结果的一组xth发送射束和yth接收射束是最佳的，则ue121能够将有关最佳组的信息发送到宏小区enb101。

ue121能够将有关enb的信息和有关发送或发送/接收射束的信息包括在信道测量报告消息中，并且将信息与所述消息一起发送到宏小区enb101。测量报告消息可以通过例如无线电资源控制(rrc)消息来发送。

宏小区enb101从ue121接收小型小区enb的所测量信息，并且在操作504中基于所接收的信息来确定它是否将小型小区连接到ue121以向ue121提供服务。可以考虑诸如资源、宏小区enb101的调度等的各种因素来执行所述确定。

例如，如果需要以相对高的速度向ue121提供相对大量的数据，则执行小型小区enb111中的数据的发送/接收可能比在处理宏小区enb101中的数据更有效。存在其它示例，例如，大量ue连接到宏小区enb101，使得enb接近饱和状态的示例，与小型小区enb111通信的us的数量相对较小的示例等。

本发明假设宏小区enb101将小型小区enb111添加到ue121，以便向ue121提供服务。因此，图5的流程图仅示出操作504，其中宏小区enb101确定将小型小区enb111连接到ue121。

如果确定了小型小区的添加，则在操作506中，宏小区enb101向小型小区enb111提供小型小区添加请求(scelladditionrequest)消息。在这种情况下，可以通过使宏小区enb101与小型小区enb111连接的链路340来发送宏小区enb101向小型小区enb111提供的scelladditionrequest消息。

宏小区enb101向小型小区enb111提供的scelladditionrequest消息可以包含有关ue121(ue信息)、小型小区enb标识(senbid)的信息以及有关报告的最佳射束的信息。另外，宏小区enb101也可以向小型小区enb111提供附加信息以推荐最佳射束。

可以使用可从ue121获得的信息。例如，如果使用gps从ue121获得位置信息，则附加请求消息可以提供从ue121获得的基于gps的位置信息。尽管ue121不使用gps，但是宏小区enb101可以提供位置信息。例如，可以通过三角测量使用能够向/从ue121发送/接收信号的多个enb来获得有关ue的粗略位置信息，并且可以将所述位置信息提供给小型小区enb111。

宏enb101基于射束标识表和ue121(基于menb构建历史的射束id表)创建的射束历史(作为附加信息)可以被包括在小型小区添加请求消息中。射束标识表可以是包含ue121的位置(ue位置)和射束标识(射束id)的信息，并且还可以包含有关使用ue位置和射束id的最佳上行链路接收射束的信息。射束形成历史还可以包含有关最佳下行链路发送射束(最佳dltx射束)和最佳上行链路接收射束(最佳ulrx射束)的信息。有关最佳上行链路射束的信息可以包含其它ue的接收射束历史以及有关使用ue121的位置的接收射束的信息。

因此，小型小区enb111能够改变射束扫描信息。如果小型小区enb111改变射束扫描信息，则可以使用推荐射束，如图4c所示。小型小区enb111改变射束扫描信息的方法可以分类成主动方法和被动方法。

如果小型小区enb111采用主动方法，则它可以仅扫描所选择的射束，或者如果选择了两个或更多个射束，则仅扫描所选择的射束。这可以对应于仅执行图4c所示的操作451的情况。

如果小型小区enb111采用被动方法，则可以对所有有待扫描的射束进行重新排序。

更具体地，被动方法可以被分成用于对发送射束重新排序的过程和用于对接收射束重新排序的过程。因此，小型小区enb可以对发送射束和接收射束中的一者或两者重新排序。

如果小型小区enb仅对接收射束重新排序，则不需要向ue121提供指定信息。另一方面，如果小型小区enb对发送射束重新排序，则需要向ue121提供反馈。例如，enb111可以向ue121提供有关最佳射束的位置信息。最佳射束位置信息可以是与最佳射束标识(id)不同的信息。ue121接收最佳射束位置信息，并且基于所接收的最佳射束位置信息来对射束的发送次序(tx次序)重新排序。

小型小区enb111和宏小区enb101可以分别具有位置信息。因此，如果小型小区enb111从宏小区enb101接收有关ue121的位置信息，则小型小区enb111能够基于所述ue位置信息搜索与宏小区enb101的最佳射束对应的它的可选择的最佳射束。例如，如果假设ue121、小型小区enb111和宏小区enb101以直线排列，并且小型小区enb111位于ue121与宏小区enb101之间，则由宏小区enb101确定的最佳射束形成方向很可能是小型小区enb111的最佳方向。

另一方面，如果假设ue121、小型小区enb111和宏小区enb101以直线排列，并且ue121位于小型小区enb111与宏小区enb101之间，则与宏小区enb101的最佳射束形成方向相反的方向可以是小型小区enb111和ue121的最佳射束形成方向。因此，小型小区enb111可以具有表、计算方法等，以便根据各种ue位置以及上述直观形式推荐最佳射束形成方向。

因此，小型小区enb111能够基于有关ue121的位置信息和由宏小区enb101提供的推荐射束形成信息来将至少一个或多个射束形成方向设定为最佳方向。如果小型小区enb111不具有上述信息，则宏小区enb101先前计算上述信息，并向小型小区enb111提供射束形成优先级信息或推荐信息。

如果小型小区enb111在操作506中从宏小区enb101接收到小型小区添加请求消息，则在操作508中建立数据无线电承载2(drb2)。之后，小型小区enb111创建小型小区添加请求确认(scelladditionrequestack)消息，并在操作510中将所述消息发送到宏小区enb101。在这种情况下，小型小区enb111将其rach配置信息包括在小型小区添加请求确认(ack)消息中，并将所述消息与信息一起发送到宏enb101。

宏小区enb101在操作510中接收小型小区添加请求确认(ack)消息，并且在操作512中停止将数据发送到建立在宏小区enb101与ue121之间的drb2。在停止向drb2发送数据之后，宏小区enb101在操作514中向ue121发送rrc连接重新配置消息。在这种情况下，rrc连接重新配置消息包含在操作510中通过小型小区添加请求确认(ack)消息从小型小区enb111接收的有关小型小区enb的rach连接重新配置消息。如果ue121连接到小型小区enb111，则这一操作被执行以允许ue121重新检查小型小区enb111的状态。

宏小区enb101在操作516中向小型小区enb111发送序列号(sn)状态，并且还在操作518中向小型小区enb111发送有待发送给ue121的数据。序列号(sn)可以是宏小区enb101和ue121向/从彼此发送/接收的数据的序列号(sn)。

在操作514中，ue121接收rrc连接重新配置消息，并且在操作520中停止从利用宏小区enb101建立的drb2接收数据。之后，在操作522中，ue121能够通过使用从小型小区enb111接收的第一sch以及包含在操作514中所接收的rrc连接重新配置消息中的有关小型小区enb的rach信息，通过ue121经由射束扫描过程获得的最佳接收射束来检查小型小区enb111和发送射束与接收射束是否有效。

在操作524中，如果ue121确定通过小型小区enb111的射束扫描过程获得的射束信息有效，则它创建rrc连接重新配置完成消息，并且向小型小区enb111提供所述消息。也就是说，由于ue121停止利用宏enb101建立的drb2，所以已经向小型小区enb111进行了报告。在以下描述中，未说明以下情况：ue121确定通过小型小区enb111的射束扫描过程获得的射束信息是无效的。

之后，在操作526中，ue121执行rach发送。如果ue121通过rach发送前导码，但是在预设时间段内没有从enb接收到rar消息，则可以按照顺序地增加发送功率水平来执行发送，如上参考图2b和图2c所描述的。ue121可以通过rach随机发送rar。可替代地，如果ue121如上所述将信息接收到记录器发送射束(ultx射束记录)(未示出)，则它可以对发送射束重新排序并通过rach发送前导码。因此，如在操作526中，可以不一次性执行rach发送，而是如上参考图2b和图2c所描述的多次进行。

例如，在操作526中，ue121可以仅在整个射束方向或预设的重新排序的方向上，或者根据重新排序的次序来通过rach按照不是最大功率水平而是第一级功率水平发送前导码。如果ue121在预定时间段内没有从enb接收到rar消息，则其通过rach按照第二功率水平发送前导码，所述第二功率水平大于第一功率水平但小于最大功率水平。ue121重复上述操作，直到通过rach按照最大功率水平发送前导码或从enb接收到rar消息。应当理解，本发明还可以按照这样的方式来实现，即，ue121可以不仅控制功率，而且还可以在通过rach发送前导码时对发送射束重新排序。

小型小区enb111能够：使用由宏小区enb101推荐的信息来选择性地对射束重新排序；或者基于推荐信息优先扫描接收射束。因此，由于小型小区enb111基于来自宏小区101的推荐信息，通过重新排序或优先扫描的选择性扫描来执行扫描，所以它可以以相对高的速度从ue121接收rach前导码信号。也就是说，由于首先扫描成功的可能性高的射束形成方向，所以enb可以通过rach快速接收前导码信号。

在以下描述中，参考图4a至图4c详细说明操作526。

(1)假设仅由小型小区enb111接收的接收射束被重新排序。这可以在以下三种情况下执行。

首先，使用所有重新排序的接收射束来依次扫描通过rach接收的发送射束。

第二，仅使用所选择的接收射束来扫描通过rach接收的发送射束。

第三，仅使用所选择的接收射束来扫描通过rach接收的发送射束；如果没有通过rach接收到前导码，则使用未被选择的接收射束来扫描发送射束。

下面参考图4b来描述第一种情况。小型小区enb111可以基于有关由宏enb101提供的最佳接收射束的信息来针对一个发送射束执行重新排序操作和扫描操作。也就是说，操作421的第一接收射束311可能不是随机排序的射束，而是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为最佳射束的射束。操作422的第二接收射束312可以是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为第二最佳射束的射束。针对一个接收射束的所有发送射束(如图4b所示的排序)被顺序地扫描。

如果小型小区enb111能够形成27个接收射束，并且被宏小区enb101推荐四个射束，则它可以对除了第一至第四射束之外的剩余射束顺序地排序。如果由宏小区enb101提供的信息不包含第一至第四射束的优先级，则小型小区enb111可以按随机次序选择第一至第四射束。这意味着不对发送射束重新排序。因此，小型小区enb111可以按随机次序选择发送射束。例如，如图4b所示，可以顺序地扫描针对一个接收射束的所有发送射束411、412、413…41m。

因此，小型小区enb101能够使用上述方法来扫描从ue121接收的各个发送射束411、412…41m。

以下参考图4a描述仅使用所选择的接收射束的第二种情况，其中扫描通过rach接收的发送射束。

小型小区enb111可以基于有关由宏enb101提供的最佳接收射束的信息来针对一个发送射束执行重新排序操作和扫描操作。在这种情况下，所选择的接收射束可以是由enb101推荐的射束。也就是说，操作401的第一接收射束311可能不是随机排序的射束，而是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为最佳射束的射束。第二接收射束312可以是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为第二最佳射束的射束。

如果小型小区enb111能够形成27个接收射束，并且由宏小区enb101建议四个射束，则它可以仅使用第一至第四接收射束来扫描从ue121接收的各个发送射束411、412…41m。如果由宏小区enb101提供的信息不包含第一至第四射束的优先级，则小型小区enb111可以按随机次序选择第一至第四射束。由于发送射束不被重新排序，小型小区enb111可以按随机次序选择发送射束。因此，第二种情况的方法可以被配置为使得仅执行从图4b所示的操作中选择的几个操作。因此，小型小区enb101能够使用上述方法来扫描从ue121接收的各个发送射束411、412…41m。

第三种情况是这样的情况：尽管已经执行了第二种情况，但是还没有通过rach接收到前导码。这种情况可以对应于仅通过参考图4c描述的方法推荐接收射束的情况。因此，如果使用推荐射束的图4c的第一操作被排除在外，则小型小区enb111可以仅使用未被选择的接收射束来扫描各个发送射束411、412…41m，如参考图4a所述的方法。因此，除了使用推荐射束的操作之外，第三操作类似于第一操作。

(2)假设仅对由ue121发送的发送射束重新排序。在这种情况下，小型小区enb111可以执行与以下三种情况对应的操作。

首先，使用所有重新排序的发送射束来依次扫描通过rach接收的发送射束。

第二，仅使用所选择的发送射束来扫描通过rach接收的发送射束。

第三，仅使用所选择的发送射束来扫描通过rach接收的发送射束；并且如果没有通过rach接收到前导码，则使用未被选择的发送射束来扫描发送射束。

下面参考图4a来描述第一种情况。基于由宏enb101提供的信息，小型小区enb111可以按照成为最佳射束的高可能性的次序对ue121的发送射束411、412…41m进行重新排序和扫描。也就是说，操作401的第一发送射束411可能不是随机排序的射束，而是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为最佳射束的发送射束。第二发送射束412可以是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为第二最佳射束的发送射束。

如果小型小区enb111能够形成27个接收射束，并且被宏小区enb101推荐两个射束，则它可以对除了第一和第二射束之外的剩余射束顺序地排序。如果由宏小区enb101提供的信息不包含第一和第二射束的优先级，则小型小区enb111可以按随机次序选择第一和第二射束。这意味着不对接收射束重新排序。因此，小型小区enb111可以如操作401那样按随机次序选择和扫描所有接收射束311、312、313…31n。因此，小型小区enb101能够使用上述方法来扫描从ue121接收的各个发送射束411、412…41m。

以下参考图4a描述仅使用所选择的发送射束的第二种情况，其中扫描通过rach接收的发送射束。

小型小区enb111可以基于有关由宏enb101提供的最佳发送射束的信息来针对一个发送射束执行重新排序操作和扫描操作。在这种情况下，所选择的射束可以是由enb101推荐的发送射束(多个发送射束)。也就是说，操作401的第一发送射束411可能不是随机排序的射束，而是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为最佳发送射束的射束。第二发送射束412可以是基于由宏小区enb101提供的信息被估计为第二最佳射束的发送射束。

如果ue121能够形成9个发送射束，并且由宏小区enb101推荐两个射束，则它可以相对于发送射束411和412中的每一个使用所有接收射束311、312、313…31n来扫描第一发送射束411和第二发送射束412，并执行扫描操作。如果由宏小区enb101提供的信息不包含第一发送射束411和第二发送射束412的优先级，则小型小区enb111可以按随机次序选择第一发送射束411和第二发送射束412。由于接收射束不被重新排序，所以小型小区enb111可以在选择接收射束时按随机次序选择发送射束。因此，第二种情况的方法可以被配置为使得仅执行从图4a所示的操作中选择的几个操作。因此，小型小区enb101能够使用上述方法来扫描由ue121发送的发送射束411、412…41m中的被估计为最佳射束的发送射束。

第三种情况是这样的情况：尽管已经执行了第二种情况，但是还没有通过rach接收到前导码。在这种情况下，小型小区enb111可以扫描未被选择的发送射束。因此，除了使用推荐的发送射束的操作之外，第三操作与第一操作相同。

(3)可以存在这样一种情况：小型小区enb111对接收射束和由ue121发送的发送射束重新排序。

这种情况可以与上述参考图4c的方法的操作451对应。如图4c的操作415，可以使用推荐(选择)的发送射束(多个发送射束)和接收射束(多个接收射束)来扫描最佳射束。例如，如果小型小区enb111对接收射束重新排序，并且ue还对发送射束重新排序，则小型小区enb优先扫描最佳接收射束和最佳发送射束。根据两个条件的射束可能是真正的最佳射束，或者根据其它匹配条件的射束可能是最佳射束。如果小型小区enb111通过rach从ue121接收到前导码信号，则对应的发送射束和接收射束的组合是有效的，这使得可以进行通信。因此，小型小区enb111能够将rar发送到ue121，而无需检查另一组合。

当在操作526中通过rach接收到所发送的前导码信号时，小型小区enb111在操作528中向ue121发送rach响应(rar)信号。在操作530，ue121接收rar信号并向小型小区enb111发送用于通信的连接请求消息。在操作532中，小型小区enb111创建竞争解决消息，并将消息发送到ue121。在操作534中，小型小区enb111创建pdcp状态报告消息并将消息发送到ue121。

因此，ue121利用小型小区enb111重新建立drb2。在操作538中，小型小区enb111和ue121使用drb2通过pdsch和pusch彼此通信。

虽然已经描述了实施例，但是假设一个ue通过rach向小型小区enb发送前导码，应当理解的是，本发明还可以按照这样的方式实现，其方式为使得两个或更多个ue分别通过相同的rach将前导码发送到小型小区enb。在这种情况下，如果宏小区enb能够预先执行调度操作，则它可能已经执行了调度操作。然而，如果宏小区enb不能够预先执行调度操作，则小型小区enb可以优先处理两个或更多个中的具有很高的成功可能性的一者。可替代地，小型小区enb可以在已经向小型小区enb发送前导码的所有ue中优先选择具有最佳rssi的ue，并向ue发送rar消息。可替代地，小型小区enb可以检查有待向所有已经发送前导码的ue提供的qoe/qos，优先选择最高级别的qoe/qos所需的ue，并向ue发送rar消息。可替代地，小型小区enb也可以基于上述方法或其它类型的因素向ue应用权重，优先选择具有最大权重的ue，并向ue发送rar消息。

图6示出根据本发明的扫描时间模拟图，其将用于扫描整个射束的过程与对发送射束和接收射束进行重新排序的过程进行比较。

执行图6的模拟，假设ue具有到enb的9个发送射束，并且enb具有27个接收射束。还假设通过rach以随机次序接收到前导码之前的平均值是nm/2，并且将其应用于lte-a系统。因此，通过rach接收前导码并执行完整扫掠可能需要40ms。

图6示出对应于以下情况的图表：执行完整扫掠的情况601；ue仅对到enb的发送射束重新排序的情况602；enb仅对接收射束重新排序的情况603；以及对发送射束和接收射束重新排序的情况604。

参考图6的模拟图，横轴表示通过重新排序的射束推荐命中概率，纵轴表示与情况对应的时间。因此，如果通过对射束重新排序的命中概率为0％，则上述四种情况中的每一种需要40ms来执行对应的操作。如果通过对射束重新排序的命中概率增加到25％，则与完整扫掠所需的时间相比，使用射束重新排序的情况602、603和604使执行对应操作所需的时间减少了10ms。如果通过对射束重新排序的命中概率增加到50％，则与完整扫掠所需的时间相比，使用射束重新排序的情况602、603和604使执行对应操作所需的时间减少了20ms。如果通过对射束重新排序的命中概率为100％，或者对所有发送/接收射束重新排序，则不存在延迟时间。

参考图6的模拟图，除了对射束重新排序的命中概率为0％的情况外，接收射束被重新排序的情况比发送射束被重新排序的情况花费的时间更短。

图7是示出根据本发明的ue的功能块的示图。

参考图7，ue包括具有用于执行射束形成的多个天线的天线单元701。rf单元710包括第一rf模块711和第二rf模块712。rf模块711和712彼此不同，这是因为rf单元710需要通过一个rf模块与宏小区enb或小型小区enb通信，并且通过另一个rf模块从另一个enb接收信号。rf单元710对通过天线射束形成和接收的各个射束的频率进行下变频，并将转换的结果提供给数据处理器721。如果rf单元710需要通过指定的射束从数据处理器721发送数据，则其对数据的频率进行上变频，将转换的结果与射束形成因子相乘，并将结果输出到各个天线，从而执行发送射束形成。

数字处理器721能够对从rf单元710输出的信号执行解码、解调等，并且还测量接收信号的rssi和质量。数据处理器721还能够对有待发送的数据进行编码和调制并输出结果。有待发送的数据可以是：由控制器721或其它附件提供的数据，例如麦克风(未示出)、相机(未示出)、外部输入装置(未示出)等；或由控制器722提供的数据。

控制器722控制无线ue的所有操作，以与enb(例如，宏小区enb或小型小区enb)进行通信。具体地，控制器722能够控制ue将通信信道从宏小区enb改变为小型小区enb。例如，如上所述，控制器722能够向宏小区enb提供有关最佳射束、信号rssi和小型小区enb的信息。如果ue包括用于跟踪位置的gps模块(未示出)，则控制器722能够将获得的位置信息提供给宏小区。控制器722还能够接收来自各种类型的附件(未示出)(例如相机、各种传感器、各种用户输入装置等)的输入，并且控制对应的功能。

存储器723存储各种应用程序、用于控制无线ue的操作的数据等。存储器723还存储用于与宏小区enb或小型小区enb通信的控制数据。如果指定的发送射束需要根据射束形成方案使用，则存储器723还可以存储用于通过rach发送前导码的控制数据。

虽然图7为了方便起见没有示出除了上述方框之外的配置，但是应当理解，本发明还可以包括这些配置。

图8是示出根据本发明的enb的功能块的示图。

图8的实施例具有与宏小区enb或小型小区enb相同的配置。因此，基于图8的内部块来描述宏小区enb和小型小区enb。

参考图8，enb包括具有用于执行射束形成的多个天线的天线单元801。rf单元810包括多个rf模块811…81k。包括在rf单元810中的rf模块可以是用于与一个ue进行通信或者负责部分下行链路(dl)或上行链路(ul)的模块。rf单元810对通过天线射束形成和接收的各个射束的频率进行下变频，并将转换的结果提供给数据处理器821。如果rf单元810需要通过指定的射束从数据处理器821发送数据，则其对数据的频率进行上变频，将转换的结果与射束形成因子相乘，并将结果输出到各个天线，从而执行发送射束形成。类似地，rf单元810从对应的天线接收信号，并且将接收信号与特定因子相乘，从而执行接收射束形成。

数字处理器821能够对从rf单元810输出的信号执行解码、解调等，并且还测量接收信号的rssi和质量。数据处理器821还能够对有待发送的数据进行编码和调制并输出结果。有待发送的数据可以是由更高的网络接口831或enb间接口832提供的数据。

调度器822能够确定指定的ue与enb之间的带宽、数据发送/接收定时点等，并且控制对应的操作。调度器822还能够控制rf单元810来执行针对单个天线的发送射束形成和接收射束形成。如果在执行发送射束形成和接收射束形成时存在用于指定ue的推荐的发送射束或推荐的接收射束，则调度器822能够控制rf单元810优先地或选择性地扫描对应的射束。如上所述，如果调度器822被包括在小型小区enb中，则能够控制针对ue与小型小区enb之间的发送射束和接收射束的扫描操作和重新排序操作。相比之下，如果调度器822被包括在宏小区enb中，则能够确定它是否将指定的ue的通信信道切换到小型小区enb，在切换通信信道时控制发送射束和接收射束的推荐等。由于以上描述控制操作，所以如下省略了它的描述。

如果调度器822通过rach从指定的ue接收到两个或更多个前导码信号，则它识别发送前导码信号的ue并且向对应的ue发送rar信号。如果调度器822需要向仅一个ue发送rar信号，则考虑有待提供给ue的rssi、qoe/qos等能够确定一个ue。

存储器823存储各种应用程序、用于控制enb的操作的数据等。存储器823还存储有关发送射束重新排序和接收射束重排序的数据或用于执行重新排序的控制数据。存储器823还可以存储ue的射束选择历史、各种类型的数据等。

较高网络接口831允许enb向/从较高网络节点(例如，认证服务器和/或路由器等)发送/接收数据和/或消息等。因此，当较高网络接口831接收到来自ue的初始接入请求时，它请求指定的较高节点对ue进行认证，并且用作将数据转发到ue或从ue数据传输到另一个节点的接口。

enb间接口832用作在宏小区enb之间或宏小区enb与小型小区enb之间转发数据或消息的接口。例如，如上参考图5所述，如果宏小区enb101需要向小型小区enb111发送小型小区添加请求消息，则enb间接口832允许宏小区enb101向/从小型小区enb111发送/接收数据。当小型小区enb111需要向宏小区enb101发送小区添加请求确认(ack)消息时，enb间接口832允许小型小区enb111向/从宏小区enb101发送/接收数据。

图9是根据本发明的连接到宏小区enb的ue对小型小区enb进行信道接入时的控制流程图。

在操作900中，ue控制器722控制天线单元701、rf单元710和数据处理器721，以便与宏小区enb进行通信。在这种情况下，包括在rf单元710中的rf模块的一个是用于与宏enb101通信的rf模块。因此，在操作900中，ue控制器722能够控制另一个rf模块，以便测量通过sch从小型小区enb111接收的rssi。控制器722控制rf单元以将小型小区enb的测得rssi发送到宏小区enb101。在这种情况下，用于与宏小区enb进行通信的rf模块执行到宏小区enb101的发送。

之后，在操作902中，ue控制器722确定是否以预设时间段从宏小区enb101接收到rrc连接重新配置消息。如果ue控制器722确定在操作902中以预设时间段从宏小区enb101接收到rrc连接重新配置消息，则继续操作904。另一方面，如果ue控制器722确定在操作902中并未以预设时间段从宏小区enb101接收到rrc连接重新配置消息，则在操作920中将对应的功能处理为失败。

控制器722控制rf单元710和数据处理器721，以停止向/从利用宏小区enb101建立的drb2发送/接收数据，并且在操作904中利用小型小区enb111重新设置drb2。在这种情况下，控制器722检查小型小区enb的sch是否处于可用状态。可替代地，在操作904中，控制器722可以基于rrc连接重新配置消息来对发送射束重新排序。如果发送射束重新排序请求被包括在rrc连接重新配置消息中，则可以执行发送射束重新排序操作。因此，如果rrc连接重新配置消息不包括发送射束重新排序请求，则不执行发送射束重新排序操作。

当执行对小型小区enb的信道接入时，rrc连接重新配置消息可以包含有关将被估计为最佳发送射束的推荐射束的信息。因此，控制器722能够基于有关推荐的发送射束的信息来执行发送射束重新排序操作。可以在通过rach发送前导码之前的任何定时点处执行发送射束重新排序操作。应当理解，如在图9的操作904中描述的过程是为了便于描述本发明的示例。

在操作906中，控制器722检查小型小区enb的sch是否处于可用状态。例如，控制器722检查如在操作900中测量的sch是否是有效信息。如果控制器722在操作906中确定小型小区enb的sch有效，则它继续操作908。如果在操作906中控制器722确定小型小区enb的sch无效，则在操作920中将对应的功能处理为失败。

控制器722操作908中向小型小区enb发送rrc连接重新配置完成消息，并且在操作910中通过rach发送前导码。在这种情况下，如果在发送前导码时对发送射束重新排序，则控制器722按照重新排序的发送射束的次序执行发送。之后，控制器722在操作912中检查是否从小型小区enb接收到rar消息。如果控制器722在操作912中确定已经从小型小区enb接收到rar消息，则继续操作914。如果控制器722在操作912中确定并未从小型小区enb接收到rar消息，则继续执行操作910。由于以上描述前导码方法，因此如下省略了详细描述。由于以上描述了对发送射束进行重新排序并执行发送的方法，因此如下省略了详细描述。

在操作914中，ue控制器722执行对小型小区enb的信道接入，并通过连接的信道进行通信。在rar的接收之后的信道接入可以根据各个无线通信系统的程序而变化。

图10是根据本发明的连接到宏小区enb的ue对小型小区enb进行信道接入时的宏小区enb的控制流程图。

图10所示的宏小区enb和小型小区enb具有与上述相同的配置。因此，参考图8描述宏小区enb的内部块。

在操作1000中，宏小区enb的调度器822控制rf单元810和数据处理器821，以便信道接入ue。如果在操作1002中从ue接收到小型小区enb的rssi的测量结果报告，则调度器822在操作1004中检查ue是否可连接到小型小区enb。如果在操作1004中ue可连接到小型小区enb，则调度器822在操作1006中通过enb间接口832创建小型小区添加请求消息并将所述消息发送到小型小区enb。在这种情况下，调度器822还可以向小型小区enb发送有关ue的发送射束和接收射束的推荐信息和/或有关ue的位置信息。另外，调度器822可以从存储器823读取有关与ue的位置相同或类似的位置处的发送射束和接收射束的成功历史数据，以表或消息的形式处理数据，并将处理的结果发送到小型小区enb。

之后，宏小区enb的调度器822在操作1008中检查是否从小型小区enb接收到请求响应消息。如果在操作1008中从小型小区enb接收到请求响应消息，则调度器822进行操作1010。如果在操作1008中尚未从小型小区enb接收到请求响应消息，则调度器822在操作1020中将对应的功能处理为失败。

如果在操作1008中从小型小区enb接收到请求响应消息，则在操作1010中，宏小区enb的调度器822控制rf单元810和数据处理器821来停止利用对应的ue建立的drb2，并向ue发送rrc连接重新配置消息。rrc连接重新配置消息可以包含有关当ue尝试通过rach信道接入小型小区enb时使用的最佳发送射束的推荐信息。由于以上描述推荐信息，因此如下省略了详细描述。

在操作1012中，宏小区enb的调度器822向小型小区enb提供有关ue的通信状态信息，例如sn信息，并向ue发送有待发送到ue的数据。如果有待向ue发送的数据确实不存在，调度器822可以仅向小型小区enb提供通信状态信息。可替代地，调度器822可以向小型小区enb提供零信息。在这种情况下，调度器822可以通知小型小区enb111没有通信状态历史并且没有数据。

图11是根据本发明的连接到宏小区enb的ue对小型小区enb进行信道接入时的小型小区enb的控制流程图。

图11的小型小区enb具有与上述宏小区enb相同的配置。因此，基于上述参考图8描述的配置来描述小型小区enb的内部块。

小型小区enb的调度器822在操作1100中执行小型小区enb的通信模式。小型小区enb的通信模式可以被称为一种状态：其中小型小区enb与ue(多个ue)通过其间建立的信道、通过rf单元810和数据处理器821进行通信。

在操作1102中，小型小区enb的调度器822通过enb间接口832来检查是否从宏小区enb接收到指定的ue的添加请求消息。如果在操作1102中通过enb间接口832从宏小区enb接收到指定的ue的添加请求消息，则小型小区enb的调度器822进行操作1104。如果在操作1102中没有通过enb间接口832从宏小区enb接收到指定的ue的添加请求消息，则小型小区enb的调度器822在操作1120中执行对应的功能。

小型小区enb的调度器822在操作1104中检查对应的ue是否处于可连接状态。如果宏小区enb已经检测到小型小区enb的所有状态并发送了添加请求消息，则调度器822可能不确定ue是否处于可连接状态。在以下描述中，假设小型小区enb可连接到对应的ue。

因此，在操作1104中，为了与对应的ue进行通信，小型小区enb的调度器822控制rf单元810和数据处理单元821，以便与ue建立drb2并且通过enb间接口832向宏小区enb发送添加请求确认(ack)消息。

基于在操作1104中接收到的添加请求消息，小型小区enb的调度器822能够对发送射束和/或接收射束重新排序。由于上面参考图4a和图4b和图5说明了对发送射束和/或接收射束进行重新排序的过程，如下省略了详细描述。可以在操作1104或稍后执行由小型小区enb的调度器822对发送射束和/或接收射束重新排序的过程；然而，它需要在操作1108之前执行。

小型小区enb的调度器822能够在操作1106中通过enb间接口832从宏小区enb接收有待发送到ue的数据和有关ue的通信状态信息。这对应于接收以下各项的过程：有关ue的通信状态信息，即，sn信息；以及如果宏小区enb处于与对应的ue通信的过程中时并未发送到ue的数据。

在从宏小区enb接收到有待发送到对应ue的数据之后，小型小区enb的调度器822能够在操作1108中检查是否通过rach从ue接收到前导码。如果前导码信号具有大于或等于预设阈值的值，则调度器822确定已经从ue接收到前导码。如果已经接收到前导码信号，则调度器822能够根据如上所述的重新排序的发送射束和接收射束来扫掠rach。

如果在通信过程中对应的ue没有在预设的时间段内连接到rach，则小型小区enb的调度器822在操作1122中对ue的接入处理为失败。另一方面，如果已经通过rach从对应的ue接收到前导码，则小型小区enb的调度器822在操作1110中控制rf单元810和数据处理器821，以向ue发送rar消息。之后，小型小区enb的调度器822在操作1112中通过连接的信道执行对ue的信道接入，并与ue进行通信。

仅在说明书和附图中描述的本发明的实施例仅用于有助于对本发明的全面理解，并不意味着限制。尽管上面已经详细描述了本发明的实施例，但是应当理解，本文所描述的基本发明构思的许多变化和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，它们仍将落在本领域技术人员的精神和范围内如所附权利要求所限定的本发明的实施例。

工业实用性

本发明可以用于无线通信系统。