用于在使用波束成形的无线通信系统中发送和接收调度数据的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于在无线通信系统中通过多个基站高效地向终端发送和从终端接收调度和/或控制信号(以下，称为调度信息)的方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着诸如智能电话的终端的使用，移动通信用户所使用的平均数据量呈指数增长，并且用户对于更高的数据传输速率的需求也在持续增长。通常，可以通过使用更宽的频带来提供通信或者通过提高频率使用效率，而提供高数据传输速率。
[0003]然而，难以利用后一种方法来提供更高的平均数据传输速率，因为当前世代的通信技术已经提供了接近理论极限的频率使用效率，因而将频率使用效率增加到超出理论极限可能不能通过技术改进而容易地实现。因此，实际上可能的用于提高数据传输速率的方法是在更宽的频带中提供数据服务。在这种情况下，可用的频带需要被考虑。
[0004]根据当前的频率分布策略，IGHz上的有可能进行宽带通信的频带是有限的，并且实际上可选择的频带仅仅是在30GHz上的毫米(mmW)频带。在这个高频带中，不同于在传统的蜂窝系统所使用的2GHz频带中，相对于距离的信号衰减严重地发生。由于信号衰减，对于使用与传统的蜂窝系统相同的功率的基站而言，服务覆盖被极大地减小。为了解决相应的问题，波束成形方案被广泛地使用，在该波束成形方案中发送/接收功率被集中在小空间上，以便提高天线的发送/接收效率。
[0005]图1示出了使用阵列天线提供波束成形的终端和基站。
[0006]参考图1，基站110在借助于用于小区(或者扇区)101、103、和105中的每一个的多个阵列天线ArrayO和Arrayl改变下行链路发送(Tx)波束111的方向的同时发送数据。终端130在改变接收(RX)波束131的方向的同时接收数据。
[0007]在通过使用波束成形方法执行通信的系统中，基站110和终端130通过从多个发送波束方向和接收波束方向当中选择提供最优信道环境的发送波束的方向和接收波束的方向来提供数据服务。这个过程被同样地应用在用于从终端130向基站110发送数据的上行链路信道以及用于从基站110向终端130发送数据的下行链路信道。
[0008]图2示出了这样的示例，其中，基站110在使用波束成形方案执行通信的系统中通过具有特定波束宽度的发送波束发送信号。
[0009]在图2中，基站110被安装在具有距离地面预定高度201的位置，并且具有预定义的波束宽度203。基站110的波束宽度203可以相对于俯仰角和方位角来定义。在图2中，基站110的发送波束在与俯仰角205相对应的方向上发送。虽然图2中未示出，但是方位角可以被理解为发送波束传播的水平角。
[0010]图3示出了当在以与图2中的相同的方式安装的基站110中，基站110被安装的高度201为35m，并且基站110发送相对于一个扇区中的俯仰角和方位角具有5°的波束宽度的发送波束时，基站110可以发送的发送波束的数目和终端130接收的接收波束的数目的示例，所述一个扇区具有例如30°的角度和200m的覆盖。在图3的示例中，相对于俯仰角和方位角具有5°的波束宽度的九十六(96)个发送波束被用来配置具有30°的角度和200m的覆盖的一个扇区。
[0011]在波束成形系统中，由于物理空间、性能、以及成本的限制，终端难以像基站那样形成大量的具有窄波束宽度的发送波束/接收波束。在图3的示例中，终端130形成四(4)个接收波束RX1、RX2、RX3、和RX4，以接收由基站110发送的发送波束。在这种情况下，接收波束的俯仰角波束宽度为大约90°。
[0012]在波束成形系统中，通常，窄发送波束具有高天线增益，但是由于窄波束宽度，如果发送波束的方向和接收波束的方向彼此偏离，则通信性能可能不能保证。此外，由于受限的发送/接收范围，如果反射物体或者波束可能不能通过(pass)的物体被布置在发送波束和接收波束之间，则通信可能会立即中断。这个问题通常被定义为链路脆弱问题。用于解决这个链路脆弱问题的广泛使用的方法是一个终端与多个基站维持数据发送/接收信道。
[0013]图4A示出了在一般波束成形系统中多个基站维持与终端的数据发送/接收信道的示例。
[0014]参考图4A，终端421基于接收信号强度将一个或多个附近的基站411 (Cell-O)、413 (小区-4)、415(小区-5)、和417 (小区-11)分组为一个服务基站组或者云小区，并且周期性地测量包括在所述组中的基站411、413、415、和417的信号以维持数据发送/接收信道。
[0015]在图4A的示例中，波束成形系统从附近的基站411、413、415、和417当中选择具有最高信号强度的基站411 (小区-O)作为终端421的服务基站，并且将其它的基站413 (小区_4)、415(小区-5)、和417(小区-11)分类为调度候选基站。在正常的信道条件下，终端421通过基站411 (小区-O)发送和接收控制信号和数据，并且同时，周期性地测量作为调度候选基站的基站413 (小区-4)、415(小区-5)、和417 (小区-11)的信号，以维持与基站413(小区_4)、415(小区-5)、和417(小区-11)的数据发送/接收信道。以这种方式，在波束成形系统中，如果终端421和基站411 (小区-O)之间的链路不稳定，则终端421可以通过包括在服务基站组中的其它的基站413 (小区-4)、415(小区-5)、和417 (小区-11)来继续数据发送和接收。
[0016]在波束成形系统中，由于物理空间、性能、和成本的限制，终端通常在特定发送/接收时刻或者时间生成有限数目的发送/接收波束。图4A的示例假定终端421在每个发送/接收时间形成一个接收波束。终端421需要从包括在服务基站组中的基站411 (小区-O)、413 (小区-4)、415 (小区-5)、和417 (小区-11)接收用于数据发送/接收的调度信息。
[0017]当服务基站组的两个或更多个基站向终端421发送调度信息时，终端421需要通过使用一个接收波束在不同时间接收由基站411 (小区-O)、413 (小区-4)、(小区-5)、和417(小区-11)发送的调度信息。为此，包括在服务基站组中的基站411(小区_0)、413(小区-4)、415(小区-5)、和417 (小区-11)的调度信息发送时间需要被不同地定义，并且终端421每一次都需要确定每个基站是否已经发送了调度信息。然而，以避免冲突的方式来定义基站的调度时间通常难以实现，并且当终端421从包括在服务基站组中的每个基站接收调度信息时，终端421的功率消耗大量地增加。为了解决这个问题，包括在服务基站组中的特定基站被指定为用于发送和接收用于相应的终端的调度和/或控制信号的基站。在图4A的示例中，作为服务基站的基站411(小区-O)发送和接收用于终端421的调度和/或控制信号。
[0018]图4B示出了终端在一般的波束成形系统中通过使用混合自动重传请求(HARQ)接收数据分组的示例。
[0019]参考图4B的㈧，终端421在例如子帧O中从服务基站411 (小区-O)接收调度信息，以便接收从由该子帧中的调度信息所指示的服务基站411 (小区-O)发送的数据分组。
[0020]参考图4B的(B)，假定终端421解码第一数据分组失败。此后，终端421在子帧3中从服务基站411 (小区-O)接收调度信息，以便从由所述调度信息所指示的基站413 (小区-5)接收第一 HARQ分组。参考图4B的(C)，假定终端421解码从基站413 (小区-5)接收的第一 HARQ分组失败。此后，终端421在子帧7中从服务基站411 (小区-O)接收调度信息，以便从由所述调度信息所指示的基站417 (小区-7)接收第二 HARQ分组。
[0021]如图4A和图4B中所示，如果服务基站组的特定基站被指定为用于发送和接收用于相应的终端的调度和/或控制信号的基站，则对于基站和终端之间的不稳定链路而言，调度和/或控制信号的发送和接收可能难以执行，妨碍继续进行数据通信。即使当服务基站组的另一个基站的信道条件比用于发送调度和/或控制信号的服务基站更好时，调度和/或控制信号需要通过服务基站来发送和接收，从而干扰了用于发送和接收调度和/或控制信号的信道的性能的最优化。
【发明内容】
[0022]技术问题
[0023]本公开提供了用于在使用波束成形的无线通信系统中通过多个基站高效地发送调度信息的方法和装置。
[0024]本公开还提供了用于在使用波束成形的无线通信系统中在终端处从多个基站高效地接收调度信息的方法和装置。
[0025]技术方案
[0026]根据本公开的一个方面，提供了一种在使用波束成形的无线通信系统