包括高频突发传输的蜂窝网络的操作方法与流程

本发明大体上涉及无线通信的系统和方法，并在特定实施例中涉及使用高频信号以突发模式进行通信的系统和方法。

背景技术：

根据需求提供足够的无线数据容量是一项持续的挑战。在提供更大带宽的下一代蜂窝通信标准(5g)中所需考虑的一方面是使用毫米波频率等高频率(即，大于6ghz)。使用30千兆赫(gigahertz，简称ghz)和300ghz之间的载频通信的无线信号通常被称为毫米波(millimeterwave，简称mmwave)信号，因为30ghz的波长约为10mm，而且当频率高于30ghz时，此波长也随之减小。因此，以毫米个位数测量的波长起始频率约为30ghz。定义高频率使用通信协议的电信标准多种多样。然而，由于超过30ghz的无线信号的衰减特性，当传输距离相对较长(例如，超过一公里的距离)时，毫米波信号的丢包率很高，甚至不可接受，因此主要用于短距离通信。

为解决这种限制，已经开发出几种技术。特别是，已经成功证实了采用先进波束成形技术的多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称mimo)天线阵列。然而，波束成形产生的是一种高度聚焦于特定点的波束。如果所述接收用户设备是移动的，则用户设备的任何移动都可能会中断连接。此外，连接频率越高，连接也就相对脆弱。连续需要清晰的视线，并且很容易因噪声或干扰而中断。因此，所述链接经常中断。每次中断都需要重新获取链接，仅仅为了保持链接活动，便会产生大量开销。尽管如此，高频信号因其高数据承载能力仍具有吸引力。因此，需要一种技术来解决高频传输的限制，以便利用其高容量。

技术实现要素：

根据一实施例，一种方法包括在无线网络中提供一个或多个高频传输点(transmissionpoint，简称tp)与用户设备(userequipment，简称ue)之间的数据链路，所述方法包括所述ue从宏蜂窝管理器在异构无线网络中发送的任务，其中所述任务包括映射到一个或多个高频tp下行链路波束的ue特定参考信号集。所述ue通过检测在所述一个或多个tp下行链路波束中的每一个波束中发送的ue特定参考信号来识别所述一个或多个tp下行链路波束中的每一个波束。所述ue测量所述一个或多个tp下行链路波束中的每一个波束的质量，并基于所述质量从所述一个或多个tp下行链路波束中选择所选择的波束。所述ue建立连接到使用所选波束发送所选波束的高频tp的数据链路。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述宏蜂窝管理器包括低频收发器并控制所述一个或多个tp，并且其中使用所述低频收发器发送所述接收任务。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所选择的波束专用于所述数据链路。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述ue包括高频收发器，并且所述ue开启所述高频收发器响应所述任务。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述tp下行链路波束成形参考信号在扩展的发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)内发送，并且所述tti的长度由宏蜂窝管理器定义。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述扩展的tti长度基于参考信号的数量以及发送参考信号的方式来确定。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中下行链路和上行链路波束可以在所述扩展tti中按时间复用。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述ue检测到所述多个高频tp下行链路波束中的一个有利波束之后，所述ue便向高频tp发送链路建立请求和信道质量指示(channelqualityindicator，简称cqi)，然后等待用于ul突发传输的上行链路(uplink，简称ul)许可或高频tp在所选波束中发送的的下行链路(downlink，简称dl)数据。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述链路建立请求可以基于预先配置的tx-rx波束成形时间模式沿所述有利波束方向直接发送到所述tp。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述链路建立请求可以发送到宏蜂窝管理器，然后所述宏蜂窝可以将所述请求中继到所述tp。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中快速混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，简称harq)反馈需要灵活的发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)。可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述数据链路是上行链路(uplink，简称ul)突发传输，并且其中常规ultti之后是用于ack/nack的短距离下行链路tti以及从高频tp发送信号的其他下行链路控制。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述数据链路是下行链路(downlink，简称dl)突发传输，并且其中常规dltti之后是用于反馈ack/nack的短距离上行链路(uplink，简称ul)tti。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述数据链路是数据的突发传输，并且其中通过宏蜂窝管理器对所述数据进行任何重传。

根据另一一实施例，一种方法包括在无线网络中提供高频传输点(transmissionpoint，简称tp)与用户设备(userequipment，简称ue)之间的数据链路，所述方法包括所述tp接收从宏蜂窝管理器发送的任务，其中所述任务包括映射到多个波束的ue特定参考信号集。所述tp发送所述多个波束。所述tp检测ue链路建立请求，以在所述多个波束中的一个波束上建立链路。所述tp向宏蜂窝报告链路建立指示。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中tp以串行方式发送所述多个波束，直到检测到ue链路建立请求为止。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述tp接收到所述ue链路建立请求后便中断发送所述多个波束传输，并在下一个高频发送时间间隔边界内发送下行链路(downlink，简称dl)数据或上行链路(uplink，简称ul)许可。

根据另一一实施例，一种方法包括在异构无线网络中提供指定的高频传输点(transmissionpoint，简称tp)与用户设备(userequipment，简称ue)之间的数据链路，所述方法包括宏蜂窝管理器向所述ue发送高频可用性指示。所述宏蜂窝管理器向所述tp发送任务，其中所述指派包括映射到来自所述tp的多个波束的ue特定参考信号集。所述宏蜂窝管理器接收ue上下文信息。所述宏蜂窝管理器从所述ue接收用于下行链路突发传输的ack/nack，或者从所述tp接收用于上行链路突发传输的ack/nack。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述宏蜂窝管理器确定是否在所述tp和所述ue之间建立突发传输。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述宏蜂窝管理器寻呼所述ue并收集ue上下文信息，并且其中所述ue上下文信息用于宏蜂窝管理器决定是否建立dl突发传输。可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中宏蜂窝管理器基于ue位置唤醒关联的tp。可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中宏蜂窝管理器以低频率提供混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，简称harq)。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中对于下行链路(downlink，简称dl)突发传输，宏蜂窝管理器从所述ue接收ack/nack并提供低频重传。

在另一实施例中，用户设备(userequipment，简称ue)用于在异构无线网络中提供所述ue与一个或多个高频传输点(transmissionpoint，简称tp)之间的数据链路。所述ue包括工作在高频带的第一收发器、工作在低频带的第二收发器以及用于执行指令的处理器。所述指令包括在异构无线网络中从宏蜂窝管理器接收任务，其中所述任务包括映射到多个高频tp下行链路波束的ue特定参考信号集。所述指令还包括通过检测在所述多个tp下行链路波束中的每一个波束中发送的ue特定参考信号来识别所述多个tp下行链路波束中的每一个波束。所述指令还包括测量所述多个tp下行链路波束中的每一个波束的质量。所述指令还包括基于所述质量从所述多个tp下行链路波束中的一个波束中选择所选择的波束，并建立连接到使用所选波束发送所选波束的高频tp的数据链路。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述宏蜂窝管理器包括低频收发器并控制所述一个或多个tp，并且其中使用所述低频收发器发送所述接收任务。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所选择的波束专用于所述数据链路。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述ue包括高频收发器，并且所述ue开启所述高频收发器响应所述任务。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述tp下行链路波束成形参考信号在扩展的发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)内发送，并且所述tti的长度由宏蜂窝管理器定义。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述扩展的tti长度基于参考信号的数量以及发送参考信号的方式来确定。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中下行链路和上行链路波束可以在所述扩展tti中按时间复用。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述ue检测到所述多个高频tp下行链路波束中的一个有利波束之后，所述ue便向高频tp发送链路建立请求和信道质量指示(channelqualityindicator，简称cqi)，然后等待用于ul突发传输的上行链路(uplink，简称ul)许可或高频tp在所选波束中发送的的下行链路(downlink，简称dl)数据。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述链路建立请求可以基于预先配置的tx-rx波束成形时间模式沿所述有利波束方向直接发送到所述tp。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述链路建立请求可以发送到宏蜂窝管理器，然后所述宏蜂窝可以将所述请求中继到所述tp。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中快速混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，简称harq)反馈需要灵活的发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)。可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述数据链路是上行链路(uplink，简称ul)突发传输，并且其中常规ultti之后是用于ack/nack的短距离下行链路tti以及从高频tp发送信号的其他下行链路控制。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述数据链路是下行链路(downlink，简称dl)突发传输，并且其中常规dltti之后是用于反馈ack/nack的短距离上行链路(uplink，简称ul)tti。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述数据链路是数据的突发传输，并且其中通过宏蜂窝管理器对所述数据进行任何重传。

在另一实施例中，高频传输点(transmissionpoint，简称tp)用于在异构无线网络中提供所述tp与用户设备(userequipment，简称ue)之间的数据链路。所述tp包括连接到宏蜂窝管理器的通信链路、用于在高频带下通信的收发器以及用于执行指令的处理器。所述指令包括从所述宏蜂窝管理器接收任务，其中所述任务包括映射到多个波束的ue特定参考信号集。所述指令还包括使用所述收发器发送所述多个波束。所述指令还包括检测ue链路建立请求以在所述多个波束中的一个波束上建立链路，以及向宏蜂窝管理器报告链路建立指示。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中tp以串行方式发送所述多个波束，直到检测到ue链路建立请求为止。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述tp接收到所述ue链路建立请求后便中断发送所述多个波束传输，并在下一个高频发送时间间隔边界内发送下行链路(downlink，简称dl)数据或上行链路(uplink，简称ul)许可。

在另一实施例中，宏蜂窝管理器用于在异构无线网络中提供指定的高频传输点(transmissionpoint，简称tp)与用户设备(userequipment，简称ue)之间的数据链路。所述宏蜂窝管理器包括工作在高频带的第一收发器、工作在低频带的第二收发器以及用于执行指令的处理器。所述指令包括使用所述第二收发器向所述ue发送高频可用性指示。所述指令还包括向所述tp发送任务，其中所述任务包括映射到来自所述tp的多个波束的ue特定参考信号集。所述指令还包括从所述ue接收ue上下文信息以及从所述ue接收用于下行链路突发传输的ack/nack或者从所述tp接收用于上行链路突发传输的ack/nack。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述宏蜂窝管理器确定是否在所述tp和所述ue之间建立突发传输。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中所述宏蜂窝管理器寻呼所述ue并收集ue上下文信息，并且其中所述ue上下文信息用于宏蜂窝管理器决定是否建立dl突发传输。可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中宏蜂窝管理器基于ue位置唤醒关联的tp。可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中宏蜂窝管理器以低频率提供混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，简称harq)。

可选地，在上述实施例中的任一实施例中，其中对于下行链路(downlink，简称dl)突发传输，宏蜂窝管理器从所述ue接收ack/nack并提供低频重传。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1是高频网络的示图；

图2是示出所述高频网络各元件之间进行通信的过程图；

图3a和图3b是示出高频网络各元件之间进行通信的过程图；

图4是说明波束选择过程的部分高频网络示图；

图5是波束传输的时序图；

图6是说明波束选择的部分高频网络示图；

图7a-7c是波束传输的时序图；

图8是示出所述高频网络各元件之间进行通信的过程图；

图9a和图9b是示出高频网络各元件之间进行通信的过程图；

图10是实施例处理系统的框图；

图11是收发器的框图。

具体实施方式

下文将详细论述优选实施例的结构，制作和使用。但应了解，本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用实施例的具体方式，而不限制本发明的范围。

本文描述的实施例可以使用异构网络，所述异构网络利用高频信号的大数据容量，同时避开这些信号的限制，例如严重的路径损耗、链路脆弱性等。宏蜂窝区域包括一个或多个高频率传输点(transmissionpoint，简称tp)，所述高频率传输点受低频节点的控制，例如增强节点b(enb)，所述增强节点b用作宏蜂窝管理器。当数据传输到达指向所述宏蜂窝区域中的用户设备(userequipment，简称ue)的enb时，所述enb发送寻呼信号以及指示所述宏区域包括高频tp的信号。如果所述ue具有高频能力，则所述enb向所述ue附近的tp发送指令，指示发送参考信号。应对所述参考信号进行波束成形，以应对高频传输中的严重路径损耗。在每个波束中发送ue特定的参考信号，并且使用不同的参考信号识别每个波束。然后，所述ue确定每个波束的信道质量指示(channelqualityindicator，简称cqi)。在一实施例中，所述ue指示从所述tp到所述enb检测到的最佳波束。在所述enb的帮助下，所述ue和tp使用所选择的波束启动链路协商。在另一实施例中，当检测到可接受的波束时，所述ue立即开始直接与所选择的tp建立链路的过程。在执行所述波束选择过程的同时，所述ue的下行链路数据从宏enb通过前传连接发送到所述tp。一旦建立了所述ue与所选择的tp之间的链路，由于所述高频信号的高带宽，所述下行链路(downlink，简称dl)传输可以非常快速地完成。这种突发型传输不需要长时间保持所述链路。因此，此传输可以避免使用高频链路时的脆弱性问题。

图1是高频网络100的示图，其中宏enb150工作在低频带中以确保所述覆盖范围，并且在高频带中部署三个tp130、132和134以增强所述系统容量。所述高频tp受宏enb150的控制。在此示例中，ue102形成三个接收波束110、112和114，并分别从tp130、132和134接收3个下行链路波束120、122和124。ue可以同时形成的波束的数量取决于所述ue102的功能。

在宏enb150(即宏蜂窝)的覆盖范围内的区域中有若干高频tp，例如tp130、tp132和tp134。宏enb的覆盖区域内的tp的数量根据宏所述enb的覆盖范围内的环境而变化。例如，具有多个建筑物的区域通通常比大小相似的开阔区域具有更多的tp，因为高频信号需要清晰的视线。也就是说，所述tp和所述ue之间的任何重要物体都可能会阻止使用高频信号进行传输。因此，需要更多的tp来避免这些障碍物。每个tp可以通过各种类型的连接方式连接到宏enb150，例如前传连接156。前传连接156可以通过光纤连接、固定无线连接或用于提供高速前传连接的任何已知技术传输。

在示例配置中，当具有高频能力的ue102在宏蜂窝时，针对毫米波通信提出三种操作模式：mmwave_idle：没有与毫米波tp连接。在此状态下，所述ue关闭其毫米波rf前端以节省电量；

mmwave_burst：与毫米波tp临时连接以进行突发数据传输；

mmwave_connected：ue保持与毫米波tp连续连接用于进行连续大容量数据传输，例如视频流等。该模式类似于lte中的连接模式。

关于毫米波通信的这些条件可以实现为协议的状态，例如，所述ue及所涉tp之间终止的rrc等控制面协议。所述ue可以限制为仅在宏enb150的控制下以mmwave_burst或mmwave_connected模式工作，例如，当所述ue使用所述宏网络连接到所述宏enb150并且所述宏enb已经指示高频tp可用于其宏蜂窝中时。另外，所述ue的高频收发器应该在其处于高频覆盖范围内且具有针对高频tp执行的操作(例如，要上传或下载大量数据)时开启。如果所述ue处于具有高频能力的宏蜂窝中，则所述ue可以开启其高频收发器并建立具有高频tp的高频链路。否则，应关闭所述ue中的高频收发器以节省电量。

在一实施例中，高频通信的可用性由所述网络通过宏enb150基于实际服务要求和所述蜂窝流量负载情况等各种条件来控制。在一实施例中，所述高频tp用作热点以从宏层卸载数据流量。所述tp的行为(即tp何时以及在什么条件下连接)由所述网络控制。在一实施例中，所述宏enb150基于所述宏层中的业务负载来开启/关闭所述高频tp(130、132、134)中的一个或多个。在不需要时，关闭所述高频tp可以最大限度地降低功耗并避免所述tp可能引起的任何干扰。

当服务多个ue时，在一实施例中，高频tp在上行链路和下行链路中的不同ue之间使用时分复用，而不是使用频分复用。因此，在特定时隙中涉及特定ue的特定突发传输期间，所述tp对于该ue具有专用高频链路。这允许所述ue尽可能快地完成上行链路或下行链路传输。使用专用链接可提供多种好处。例如，可以简化ue与高频tp之间的随机接入过程，因为不需要处理冲突并识别随机传输的源。由于所有物理资源被分配给一个ue，因此还可以简化所述物理下行链路控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，简称pdcch)。

如上所述，在毫米波模式中，所述ue可以在mmwave_burst模式或mmwave_connected模式下链接到tp。在可能的情况下，宏enb利用来自ue的测量和上下文信息来决定所述模式。可以基于所述数据流量的特性来决定模式。对于偶发数据流量，使用mmwave_burst模式，因为不需要以维持波束成形高频链路所需的开销连续连接。对于连续数据流量(例如，视频流)，优先使用mmwave_connected模式。所述模式还可以基于信道统计(即，所述模式可以是基于蜂窝位置或时间的半静态)。对于具有高动态性的信道(例如，频繁波束切换或阻塞)，优先使用mmwave_burst模式，以避免波束切换和重新获取的开销。对于相对稳定的环境，优先使用mmwave_connected模式。然而，所述ue或所述网络可能需要开启波束跟踪以维持mmwave_connected模式的高频链路。因此，所述传输模式选择是波束检测和波束跟踪之间的折衷。此外，mmwave_burst模式使用高频段(>30ghz)的高端比使用较低的高频频率更有利，因为链路鲁棒性更是一个问题，这是因为相对于较低的高频频率，路径损耗更大，波束宽度更窄。考虑到上述一些或所有方面，用于选择mmwave_connected与mmwave_burst通信模式的不同条件可以根据通过所述ue、通过所述宏enb或所述高频tp等网络节点或通过ue与网络协作所采用的配置决定在不同场景中采用。

图2是用于使用高频tp创建下行链路(downlink，简称dl)突发传输的实施例过程的示图。假设dl数据被发送到宏enb150并准备好发送到ue102，并且ue102处于可以在ue102和tp130之间建立链路的位置。在步骤202中，宏enb150使用所述低频连接(例如，使用宏enb150的lte)发送寻呼消息。所述寻呼指示dl数据可用于ue102并且提供高频连接可用的指示。另外，所述寻呼包括关于所述高频tp在宏enb150控制下的配置的配置信息。作为所述寻呼信息的一部分，宏enb150向ue102指示数据是通过高频tp路由还是通过低频(例如，lte)连接直接从宏enb路由。如果高频tp不可用，则ue102遵循宏层寻呼过程(例如，响应寻呼消息的随机接入，随后建立无线资源控制(rrc)连接)，并且将通过宏enb传送数据。

在步骤204中，如果需要，宏enb150发送消息以唤醒tp130，并发送请求以发送波束成形的参考信号(referencesignal，简称rs)(如下面图4描述)。步骤204中的消息可以通过网络接口发送，例如，前传接口或基站到基站接口，例如所述ltex2接口。在步骤206中，tp103开始发送多个波束的过程，其中所述多个波束具有用于dl波束检测的参考信号。在执行步骤206期间，宏enb150在步骤208中将所述dl数据发送到tp130。在替代实施例中，在tcp130确认所述高频链路连接之后，宏enb150将所述数据发送到tp130。但是，此替代过程会引入更多延迟。在步骤210中，ue102使用最有利的波束发送请求以发送所述dl数据。所述请求包括最有利波束的信道质量指示(channelqualityindicator，简称cqi)，以便tp130确定适当的传输功率及调制编码方案(modulationandcodingscheme，简称mcs)。然后，tp130在步骤212中向宏enb150确认所述连接。然后，tp130在步骤214中发送dl传输。因为tp130使用高频信号工作，因此具有非常大的带宽，所以即使数据数量大，也可以在非常短的时间内(例如，十分之一毫秒)完成所述dl。在步骤216中，所述ue102向宏enb150确认传输成功(或如下所述的错误)。在一实施例中，ue102也(或替代地)确认到tp130的传输。在步骤216中，tp130关闭其高频收发器，并且在步骤218中，ue102关闭其高频收发器。如果所述高频链路在传输完成之前失败，则宏enb150可以决定是接管所述宏层中的“重传”还是启动新的高频突发传输(可能使用不同的tp，例如通过重复执行从步骤202开始的相同过程)。

图3a是示出实施例的过程图。在该实施例中，所述混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，简称harq)过程由tp130处理。所述harq过程确定在链路上发送的数据是否被正确发送；如果没有，则安排重发所述数据。在步骤302中发送所述dl数据。在该实施例中，所述高频下行链路发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)之后是用于ack/nack的短上行链路tti，如步骤304所示。然而，由于ue中的接收处理延迟，可以在稍后的若干下行链路tti中发送对下行链路tti的确认。实际时间偏移可以在协议中定义，或者由下行链路控制信道中的tp精确指示。如果所述错误检查过程(例如校验和、散列)已检测到错误并且需要至少部分重传，则可以使用短下行链路tti来重传先前检测到错误的数据。在另一实施例中，可以在所述各tp中的一个tp与ue之间建立新链路，并且重传所述数据的错误部分。

图3b是示出所述harq过程的另一实施例的过程图。在该过程中，在步骤306中发送所述dl数据之后，在步骤308中将ack/nack消息发送到宏enb150。如果存在错误数据，则在步骤309中由宏enb150在宏层中将所述正确数据直接发送到ue102。在替代实施例中，不是直接从宏enb150发送所述数据，而是宏enb150在步骤310中向tp130发送重新发送所述错误数据的指令，并且tp130在步骤312中发送所述数据。由于宏enb150的处理和来回传输导致延迟，步骤312中的传输可能需要建立新的高频链路。

图4是具有高频tp的实施例异构网络的示图，并且示出了图2的步骤206。在该图中，ue102已被宏enb150寻呼。另外，ue102已获得指令指示高频tp可用并且ue102应该开启其高频收发器以检测来自tp130或tp132其中之一的任何有利的高频链路。因为高频信号遭受高衰减，所以需要在tp130和132和/或ue102中波束成形。为此，可以通过tp130和tp132实现，在可能的情况下在宏enb150的指导下使用具有天线阵列的已知波束成形技术来实现。幸运的是，由于高频信号的波长非常小，可以严格控制所述波束的方向性和聚焦。然而，对于紧密成形的波束，必须确定哪个波束对于特定的传输是有用的。

图4示出了用于确定波束b0-b11中的哪一个波束对于与ue102通信有用的简单过程。为清楚起见，图4仅显示了12个波束。在大多数情况下，所述过程将涉及更多的波束。然而，例如，如果ue102的相对准确位置可以由宏enb150使用来自ue102的gps数据来确定，则可以限制波束的数量。宏enb150向波束b0-b11中的每一个波束分配单独的参考信号。另外，分配给b0-b11的参考信号对于ue102是唯一的。如果在ue102的接收范围内发生另一个高频波束获取过程，则这可避免问题。对于此ue特定的参考信号分配，期望在附近的宏enb之间进行协作。可以将不同组的参考信号分配给相邻的宏enb。

在图4所示的这个简单过程中，波束b0-b11与其分配的参考信号进行串行广播。在一实施例中，所述波束成形的参考信号被设计为用作训练字段。所述特定波束扫描时间模式可以由宏enb150跨多个tp(例如，tp130和tp132)共同调度。ue102监听每个波束并确定每个波束的信道质量指示(channelqualityindicator，简称cqi)。然后，所述ue基于所述cqi选择波束，并将所述下行链路波束索引反馈给宏enb150。宏enb150可以使用相应的下行链路波束索引通知所选择的tp。然而，与所述短传输突发相比，这可能花费很长时间。在另一实施例中，ue102通过启动与所选tp建立链路直接通知所选tp。

由于高频信号的带宽非常大，可以在因所述ue移动或任何阻塞导致所述链路发生显著恶化之前传输所述数据。例如，假设基于已发布的研究活动和现有系统的数字学(例如，lte)合理，下表比较了在各种频率范围内每个发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)的可实现吞吐量(在ofdm符号中)。

从所述图表中可以看出，72ghz的系统可以使用的带宽更宽，具有宽子载波间隔，这会导致ofdm符号长度更小。与低于6ghz频率范围的lte数字学相比，所述ofdm符号短50倍，同时提供的数据符号高出2倍，具有更多的可用子载波。同样地，所述72ghz系统可以在0.04ms内传输lte系统可以在1ms内传输的相同数据突发，同时仅占用系统带宽的四分之一。应该注意的是，所述表包含用于比较目的的示例性值。许多因素可能影响使用不同高频信号可实现的每tti的实际吞吐量。

在图4的示例中，tp可以同时或替代地沿每个方向(b0～b11)形成发送和接收波束。可以应用不同的机制(如下所述)来建立近乎即时的高频链路，以在上行链路或下行链路模式中完成突发传输。正在发送所选波束的所述tp的标识对于ue102可以是透明的。仅所述ue特定参考信号集被发送到ue102，所述ue102并不一定包括所述tp身份的任何指示。每个参考信号映射到一个波束和一个ue。

图5是示出了用于波束b0-b11广播的两个时序图的示图。在(a)中，波束b0-b11在时间上连续传输。每个波束b0-b11包括用于所述波束和ue102的唯一参考信号，所述参考信号可以是zadoff-chu序列、宽带cdma码或任何其他合适的码。在一实施例中，波束b0-b11上的参考信号全部彼此正交以帮助ue102解码所述代码。在(b)中，由tp130发送的波束b0-b5与由tp132发送的波束b6-b11同时发送。在另一实施例中，在(b)的实施例中同时发送的波束编码(例如，b1和b7)具有正交的参考信号，并且可以包括其他技术以便ue102区分所述代码，即使所述代码能同时到达ue102。

图6是示出当选择了波束时网络100的示图。图6类似于图4，但不包括选择了波束b9(阴影)的情况和通过波束b9在ue102和tp132之间建立了链路的情况。ue102可以在指定的时隙中向tp132发送链路建立请求。在共同未决的第14/807613号美国专利申请案中描述了用于建立该链接的详细过程，该申请与本申请共同拥有并且全部并入本申请。在ue102报告了波束选择之后，宏enb150取消激活所述未选择的高频tp(在图4的情况下，指的是tp130)。如前所述，时分优先用于高频突发传输中的ue复用。应为每个突发传输分配专用的高频链路资源。应使用灵活的框架结构实现：用于加速波束检测的快速波束扫描；快速高频链路设置；快速harq；高效的数据传输。用符号数量表示的发送时间间隔(transmissiontimeinterval，简称tti)长度通过以下方式预定义，例如，通过宏enb150，作为所述系统的标准化特征或通过其他手段。在一些实施例中，所述tti长度可以根据不同的tp设置而变化。扫描所述波束应该在宏enb150的tti边界或帧边界处开始，以使ue102和所述tp可以在从宏enb150接收寻呼信息之后同步开始波束检测。假设所述高频tti相对于所述宏enbtti缩放到某个因子，则所述因子优先小于1。例如，如上表所示，所述宏enb中的1mstti在常规高频tti中缩放到0.125ms。

在突发传输中，高频链路适用于开环模式。在该模式中，ue102基于所选波束的下行链路参考信号进行一个或多个下行链路测量过程。由于所述高频链路专用于ue102，因此ue102仅需要向tp132报告宽带cqi。在一实施例中，ue102将所述宽带cqi与所述高频链路建立请求一起返回tp132。

图7a-7c是示出各种实施例的时序图。如上所述，为了与ue102建立链路(图4)，所述tp必须分别同时形成tx波束和rx波束，用于发送和接收。图7a-7c示出了基于tp能力用于tx和rx波束成形的不同时间调度。在所述图中，tx波束为阴影，rx波束不是。具有相同标签的波束在相同方向上成形。图7a示出了tp能够同时成形tx和rx波束的的示例性波束成形时间调度。在这种配置中，所述rx波束(下条)从所述tx波束稍微延迟。这种时间差异有助于ue102中的下行链路参考信号检测延迟。换句话说，一旦在下行链路波束b6中测量到有利的cqi，ue102将具有足够的时间来通过波束b6(例如)准备和发送链路请求。如果tp不能同时成形tx和rx波束，则可以应用不同的时间调度方法。在图7b中，所述tx和rx波束是交错的，因此在单独的时间成形。在该示例中，b6和b7的tx波束之后是所述rx波束b6。这允许在所述rx波束之前确定所述tx波束的cqi。作为示例，如果所述tx波束b6的cqi适合于链路形成，则ue将在随后的rx波束b6中发送链路建立请求。如果确定所选择的tx波束的rx的cqi是次优的，则所述ue102可以继续执行下行链路波束检测。图7c中示出了另一替代方案，其中tp在第一级中依次发送所有波束成形的参考信号，然后在第二级中以相同的顺序监听每个方向。ue将首先在第一阶段进行波束检测，然后在第二阶段沿最佳波束方向发送链路建立请求。

一旦选择了下行链路波束方向，在另一实施例中，所述ue102立即开始使用所选择的波束与所述tp建立链路的过程。然后，所述tp将停止发送波束成形的参考信号。由此最大程度减少建立所述高频链路所需的时间。

图8是用于使用高频tp创建上行链路(uplink，简称ul)突发传输的实施例过程的示图。在步骤802中，ue102启动随机接入，并向所述宏enb150发送包括缓冲区状态报告(bufferstatusreport，简称bsr)的链接请求或指示该ue102具有要发送数据的可比较状态信息。在该传输中，ue102可以指示其是否具有高频功能。例如，可以在步骤802中利用随机接入传输前导来携带所述指示。在步骤804中，如果宏enb150确定应该在高频信道上处理ue所请求的ul数据传输，则宏enb150返回指示说明由宏enb150控制的tp包括高频能力并且向ue102提供高频配置tp、可用频率等配置。在一实施例中，针对ue102的估计位置优化发送到ue102和所述tp的配置。在步骤806中，宏enb150向其认为可能与ue102的通信相关的tp发送唤醒命令，所述唤醒命令包括或随附用于这些tp发送dl波束成形参考信号的命令。在步骤808中，所述tp使用上面关于图4-7描述的过程在所选择的下行链路波束中发送参考信号用于dl波束检测。在步骤810中，ue102使用有利波束向tp130发送链路的链路请求。如上面关于图2中的步骤210所述，所述链路请求可以使用所选择的有利波束直接发送到tp130，或者可以经由宏enb150和所述前传连接156中继到tp130。所述直接请求避免遍历宏enb150和前传连接156，这会导致更快地创建所述链路。所述波束检测和报告过程遵循下行链路突发传输中描述的过程。在步骤812中，tp130与发送到宏enb150的消息确认连接，并且在步骤814，tp130确认与发送ue102的消息确认连接请求。可以使用ue130基于所述dl波束测量的cqi来确定链路的初始mcs。在传输期间可能需要调整所述ul的功率和mcs。但是，由于所述链接持续时间较短，因此这种调整很少见。另外，如果需要，可以发布上行链路许可，以允许在后续tti中传输进一步的上行链路数据。在步骤816中，发送所述ul数据。在步骤818和820中，分别关闭tp130和ue102的高频收发器。使用图2的dl传输时，如果所述高频链路在传输完成之前失败，则宏enb150可以决定是接管低频层中的重传，还是启动新的高频突发传输，在可能的情况下使用不同的tp。

图9a是示出一实施例的过程图。在该实施例中，所述混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，简称harq)过程由tp130处理。在步骤902中发送所述ul数据。在该实施例中，在ul突发传输中，ultti之后是用于ack/nack的短dltti，如步骤904所示。如果所述错误检查过程(例如校验和、散列)检测到错误并且需要至少部分重传，则短ultti可以用于部分重传先前已经指示接收错误的数据。在另一实施例中，可能需要建立所述各tp中的一个tp与ue之间的新链路，并且重传受影响的数据。

图9b是示出另一实施例harq过程的过程图。在该过程中，在步骤906中发送所述ul数据之后，在步骤908中将ack/nack消息从tp130发送到宏enb150。如果所述ack/nack消息指示存在错误数据接收，则在步骤909中宏enb150直接向ue102发送重传受影响数据的指令，使得ue102在步骤910中将数据重传到宏enb150。在替代实施例中，ue102不将所述数据重新发送到宏enb150，而是将所述数据重新发送到tp130，然后所述tp130将所述数据重新发送到宏enb150。如果传输再次失败，则在步骤912向tp130发送重新发送新链路上受影响数据的指令。同时，在步骤914中，宏enb150向tp130发送消息，使所述tp130期望所述重传。然后，ue102将受影响的数据重新发送到tp130。例如，由于宏enb150的处理和来回传输导致延迟，传输可能需要在ue102和tp130之间建立新的高频链路。在该延迟期间，所述无线环境可能已经改变，使得先前由ue选择的波束不再是用于重传的优选波束。

图2或图8的过程可能发生的一个问题是ue之间的竞争。由于所涉及的传输时间非常短，因此在使用高频突发传输时很少发生ue竞争。然而，在具有密集ue分布的网络中，仍然可能由两个宏enb调度一个高频tp以同时建立具有两个ue的突发传输。有不同的方法可以解决此类冲突。所述网络可以一次限制各tp与一个宏enb的关联。也就是说，高频tp仅在一段时间内与一个宏enb相关联。这可以防止冲突，但效率可能低于其他方法。在另一个选项中，所述宏enb150可以与其他宏enb交换高频tp状态，例如，使用x2接口，帮助解决竞争实例。一个或多个宏enb可以协调确保传送到不同ue的高频配置从不同时包含公共tp。

所述竞争也可以在所述tp级解决。在一些配置中，所述各tp可以与多个宏enb相关联。决定服务哪个链路请求，有时可能需要在所述tp级别进行解析，例如，如果不同宏enb针对相同tp配置的ue之间发生竞争。在该配置中，所述tp可以在拒绝其他请求的同时在本地决定服务哪个请求。

在多个ue被分配给一个tp的情况下，当两个ue识别用于ul/dl传输的相同波束并且每个ue发送链路建立请求时，可以发生竞争。通过将正交资源分配给每个ue来发送其链路建立请求，可以防止这种类型的竞争。这允许所述tp确定哪些ue正在请求链接，即使请求是同时发送的。然后，所述tp可以决定首先服务哪个ue并相应地建立其ul/dl连接。在dl突发的情况下，所述tp将dl数据发送到所选ue。另一ue将从所述帧中的目的地编码确定所述数据不是用于自己的，然后继续搜索其他波束。在ul突发的情况下，所述tp发送寻址到所选ue的ul许可。由于它没有收到许可，因此所述另一个ue将假设链路建立失败并继续搜索其他波束。

由于高频突发的传输时间非常短，因此所述高频层通常不存在移动性问题。然而，如果在接近突发传输的时间发生宏蜂窝切换，则需要一些过程。优选地，当宏蜂窝切换正在进行或即将发生时，所述宏enb不应在高频层中启动任何突发传输。然而，并非所有切换都可以预期或延迟，并且预期在宏enb切换期间仍可能发生高频突发传输。在这种情况下，应该在所述切换之前完成初始高频层配置过程(宏enb唤醒相关联的tp并向ue发送tp配置)。所述高频链路建立和突发传输可以照常进行。然而，在切换期间需要将所述高频链路建立确认和harq中继到目标宏enb。如果需要低频层重传，则它将由所述目标宏enb处理。如果在所述切换之前不能完成所述初始配置过程，则所述高频突发传输失败并且可能需要在所述目标宏enb中重新启动所述过程。

在所述高频层中，如果所述连续流量可以被分为具有短占空比的突发流量块，则连续流量使用所述突发传输过程很有利。在此上下文中，短占空比意味着所述ue处于非连续接收(discontinuousreception，简称drx)模式，所述非连续接收模式比所述接收(reception，简称rx)模式具有明显更长的睡眠模式。但是，睡眠模式仍然比较长的占空比(例如长drx或edrx模式)更短。这些模式将涉及睡眠周期或“关闭周期”，所述睡眠周期或“关闭周期”太长，不能期望所述高频层中的无线条件稳定。例如，对于用于视频流的下行链路，所述ue仍保持经由所述低频网络连接到所述宏enb。所述下行链路流量被分段为多个数据块，与大多数分组数据块相比，所述数据块中的每个数据块可能仍然很大。为传送这些大的数据块，不再以相对低的速率在所述宏层上进行连续的下行链路传输，而是使用所述高频层间歇地或周期性地进行高速率突发传输。由于所述高频传输中的带宽很大，可以在一个突发中将大量数据传递到所述ue，这意味着可以应用drx配置，所述drx配置占空比足够长，显示出对节电具有针对性的益处。ue可以在突发之间关闭所述高频收发器以节省电量。然而，drx活动周期可以很短允许在高频层上连续操作，对应于所述drx活动周期，所述服务的高数据速率意味着仍然需要相对频繁地进行突发传输。在该模式下用于纠错的重传可以在低频层中传送，这需要的带宽更少。在正常链路自适应场景中，10％的误块率(blockerrorrate，简称bler)是典型的目标值。为了进一步减少所述低频层所需的重传，可以设置较低的bler目标用于高频链路自适应，从而导致更不可靠的传输，其中错误的可能性较小。作为短占空比drx配置的一个实施例，也可以应用类似半静态调度(semi-persistentscheduling，简称sps)的机制。在该配置中，所述宏enb向ue提供半静态调度tp配置和对应的drx/dtx设置。然后，ue周期性地执行所述突发发送/接收。

图10示出了实施例处理系统1000的框图，所述实施例处理系统1000可以安装在宏enb150、tp130和/或ue102等主机设备中。如图所示，处理系统1000包括处理器1004、存储器1006和接口1010-1014，其可以(或可以不)布置为如图10所示。所述处理器1004可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任意组件或组件的集合，且所述存储器1006可以是用于存储供所述处理器1004执行的程序和/或指令的任意组件或组件的集合。在一实施例中，所述存储器1006包括非瞬时性计算机可读介质。所述接口1010、1012和1014可以是任何允许处理系统1000与其它设备/组件和/或用户通信的组件或组件的集合。例如，所述接口1010、1012和1014中的一个或多个可以用于将数据、控制或管理消息从处理器1004传送到安装在主机设备和/或远端设备上的应用。又例如，接口1010、1012、1014中的一个或多个可以用于允许用户或用户设备(例如个人电脑(personalcomputer，简称pc)等)与所述处理系统1000进行交互/通信。所述处理系统1000可包括图10中未描绘的其它组件，如长期存储器(例如，磁盘存储、非易失性存储器等)。

在一些实施例中，处理系统1000包括在接入电信网络或另外作为电信网络的部件的网络设备中。在一个实例中，处理系统1000处于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用程序服务器，或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统1000处于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如，用于接入电信网络的移动台、用户设备(userequipment，简称ue)、个人计算机(personalcomputer，简称pc)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)或任意其它设备。

在一些实施例中，接口1010、1012和1014中的一个或多个连接处理系统1000和用于通过电信网络组件(例如，宏enb150、tp130和/或ue102。)传输和接收信令的收发器。图11示出了用于通过电信网络发送和接收信令的收发器1100的框图。收发器1100可以安装在主机设备中。如图所示，收发器1100包括网络侧接口1102、耦合器1104、发送器1106、接收器1108、信号处理器1110和设备侧接口1112。网络侧接口1102可以包括适于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的任何组件或组件集合。耦合器1104可以包括用于促进通过网络侧接口1102进行的双向通信的任意组件或组件的集合。发送器1106可以包括用于将基带信号转换成适合通过网络侧接口1102传输的调制载波信号的任意组件或组件的集合(例如，上变频器、功率放大器等)。接收器1108可以包括用于将通过网络侧接口1102接收的载波信号转换成基带信号的任意组件或组件的集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)。信号处理器1110可以包括任何用于将基带信号转换成适合通过设备侧接口1112传送的数据信号或将数据信号转换成适合通过设备侧接口1112传送的基带信号的组件或组件的集合。设备侧接口1112可以包括任何用于在信号处理器1110和主机设备内的组件(例如，局域网(localareanetwork，简称lan)端口等)之间传送数据信号的组件或组件的集合。

收发器1100可通过任意类型的通信媒介传输和接收信令。在一些实施例中，收发器1100通过无线媒介传输和接收信令。例如，收发器1100可以为用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，例如蜂窝协议(例如长期演进(longtermevolution，简称lte)协议等)、无线局域网(wirelesslocalareanetwork，简称wlan)协议(例如wi-fi协议等)或任意其它类型的无线协议(例如蓝牙协议、近距离通讯(nearfieldcommunication，简称nfc)协议等)。在这样的实施例中，网络侧接口1102包括一个或多个天线/辐射元件。例如，网络侧接口1102可以包括单个天线，多个单独的天线，或用于多层通信，例如单收多发(single-inputmultiple-output，简称simo)、多输入单输出(multiple-input-single-output，简称miso)、多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称mimo)等的多天线阵列。在其他实施例中，收发器1100通过有线介质例如双绞线电缆、同轴电缆、光纤等传输和接收信令。具体的处理系统和/或收发器可以使用示出的全部组件或使用组件的子集，设备的集成程度可能互不相同。

虽然已参考说明性实施例描述了所述实施例，但此描述并不旨在限制本发明。所属领域的技术人员在参考该描述后，将会明白说明性实施例的各种修改和组合，以及其他实施例。因此，所附权利要求书意图涵盖任何此类修改或实施例。