用于在无线通信系统中执行基于部分天线阵列的波束形成的方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于在无线通信系统中执行 基于部分天线阵列的波束形成的方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 简要地描述作为本发明可适用于的移动通信系统的示例的第三代合作伙伴计划 长期演进（在下文中，被称为LTE)通信系统。
[0003] 图1是示意性地例示了作为示例性无线电通信系统的E-UMTS的网络结构的图。 演进型通用移动电信系统（E-UMTS)是传统的通用移动电信系统（UMTS)的高级版本，并 且当前正在3GPP中进行其基本标准化。E-UMTS可以被通常称为LTE系统。对于UMTS和 E-UMTS的技术规范的细节，能够参照 "3rdGenerationPartnershipProject;Technical SpecificationGroupRadioAccessNetwork" 的版本 7 和版本 8〇
[0004] 参照图1，E_UMTS包括用户设备（UE)、演进型节点B(eN〇deB或eNB)、以及位于演 进型UMTS陆地无线电接入网络（E-UTRAN)的一端处并且连接到外部网络的接入网关（AG)。 eNB可以同时发送多个数据流，以便于广播服务、多播服务和/或单播服务。
[0005] 每个eNB存在一个或更多个小区。小区被构造为使用1. 25MHz、2. 5MHz、5MHz、 10MHz、15MHz和20MHz的带宽中的一个来向多个UE提供下行链路或上行链路传输服务。不 同的小区可以被构造为提供不同的带宽。eNB控制到多个UE的数据发送以及来自多个UE 的数据接收。关于下行链路（DL)数据，eNB通过向UE发送DL调度信息来发送DL调度信 息，以向对应的UE通知要发送数据的时域/频域、编码、数据大小以及混合自动重传请求 (HARQ)相关信息。另外，关于上行链路（UL)数据，eNB向对应的UE发送UL调度信息，以向 该UE通知可用的时域/频域、编码、数据大小以及与HARQ相关信息。可以使用用于在eNB 之间发送用户业务或控制业务的接口。核心网络（CN)可以包括AG和用于UE的用户注册 的网络节点等。AG在跟踪区域（TA)基础上管理UE的移动性，每个TA包括多个小区。
[0006] 尽管无线电通信技术已经发展到基于宽带码分多址（WCDMA)的LTE，然而用户和 提供方的需求和期望持续增加。另外，因为其它无线电接入技术持续发展，所以需要新的技 术进步确保将来的竞争力。例如，需要减少每比特成本、提高服务可用性、灵活使用频带、简 化结构、开放接口、适当消耗UE的功率。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[0008] 被设计来解决所述问题的本发明的目的在于提供一种用于在无线通信系统中执 行基于部分天线阵列的波束形成的方法及其装置。
[0009] 技术解决方案
[0010] 根据本发明的实施方式的一种用于在无线通信系统中由用户设备使用基于大规 模（massive)天线阵列的波束形成来从基站接收信号的方法包括以下步骤：在所述大规模 天线阵列中包括的多个天线端口当中构造优选的天线端口集；通过接收与所述优选的天线 端口集对应的基准信号来测量信道状态信息，并且将所述信道状态信息报告给所述基站； 以及基于所述信道状态信息使用所述优选的天线端口集来从所述基站接收波束形成的信 号。
[0011] 根据本发明的另一实施方式的一种用于在无线通信系统中由基站使用基于大规 模天线阵列的波束形成来向用户设备发送信号的方法包括以下步骤：在所述大规模天线阵 列中包括的多个天线端口当中为所述用户设备构造优选的天线端口集；向所述用户设备发 送与所述优选的天线端口集对应的基准信号；从所述用户设备接收基于所述基准信号测量 的信道状态信息；以及基于所述信道状态信息使用所述优选的天线端口集来向所述用户设 备发送波束形成的信号。
[0012] 上述方法还可以包括以下步骤：由所述基站从所述用户设备接收与所述优选的天 线端口集有关的、包括与所述优选的天线端口集中包括的天线端口的数目和天线端口的索 引有关的信息的信息，或者由所述基站向所述用户设备发送与所述优选的天线端口集有关 的所述信息。
[0013] 可以基于下面的项中的至少一个来确定所述天线端口数目和所述天线端口索引： 所述用户设备的移动性、所述用户设备与所述基站之间的信道的多普勒特性、所述用户设 备与所述基站之间的信道矩阵的特性参数、以及所述信道的信噪比。
[0014] 所述基准信号可以是用户设备特定基准信号。
[0015] 有益效果
[0016] 根据本发明的实施方式，UE能够使用部分天线阵列来高效地执行波束形成。
[0017] 本领域技术人员将要领会的是，能够通过本发明实现的效果不限于已经在上文具 体地描述的效果，并且将从以下详细描述更清楚地理解本发明的其它优点。
【附图说明】
[0018] 图1是示意性地例示了作为示例性无线电通信系统的E-UMTS的网络结构的图。
[0019] 图2是例示了基于3GPP无线电接入网络规范的UE与E-UTRAN之间的无线电接口 协议的控制平面和用户平面的结构的图。
[0020] 图3是例示了在3GPP系统中使用的物理信道和使用这些物理信道的一般信号发 送方法的图。
[0021] 图4是例示了在LTE系统中使用的无线电帧的结构的图。
[0022] 图5是例示了在LTE系统中使用的DL无线电帧的结构的图。
[0023] 图6是例示了LTE系统中的UL子帧的结构的图。
[0024] 图7是例示了一般MM)通信系统的构造的图。
[0025] 图8和图9是例示了通过四个天线支持DL发送的LTE系统中的DLRS构造的图。
[0026] 图10例示了在当前3GPP标准规范中限定的示例性DLDM-RS分配。
[0027] 图11例示了在当前3GPP标准中限定的DLCSI-RS构造的CSI-RS构造#0。
[0028] 图12是例示了天线倾斜方案的图。
[0029] 图13是将常规天线系统与有源天线系统（AAS)进行比较的图。
[0030] 图14例示了基于AAS的示例性UE特定波束形成。
[0031] 图15例示了基于AAS的3D波束发送场景。
[0032] 图16例示了所有天线端口当中的有效天线端口集的示例性选择。
[0033] 图17例示了所有天线端口当中的有效天线端口集的另一示例性选择。
[0034] 图18例示了Μ頂0系统的一般预编码结构。
[0035] 图19例示了根据本发明的预编码结构。
[0036] 图20例示了根据本发明的支持基于子阵列的多用户波束形成的通信系统。
[0037] 图21是根据本发明的实施方式的通信装置的框图。
【具体实施方式】
[0038] 在下文中，将从本发明的实施方式容易地理解本发明的结构、操作和其它特征，在 附图中例示了本发明的实施方式的示例。将在下文描述的实施方式是本发明的技术特征被 应用于3GPP系统的示例。
[0039] 尽管将基于LTE系统和高级LTE(LTE-A)系统描述本发明的实施方式，但是LTE系 统和LTE-A系统纯粹是示例性的，并且本发明的实施方式能够被应用于与前述限定对应的 任何通信系统。另外，尽管将基于频分双工（FDD)描述本发明的实施方式，然而FDD模式纯 粹是示例性的，并且本发明的实施方式能够容易地被应用于具有一些修改的半FDD(H-FDD) 或时分双工（TDD)。
[0040] 在本公开中，可以将基站（eNB)用作包括远程无线电头端（RRH)、eNB、发送点 (TP)、接收点（RP)、中继装置（relay)等的广泛含义。
[0041] 图2是例示了基于3GPP无线电接入网络规范的UE与E-UTRAN之间的无线电接口 协议的控制平面和用户平面的结构的图。控制平面是指用于发送由UE和网络用来管理呼 叫的控制消息的路径。用户平面是指发送在应用层中生成的数据（例如，语音数据或互联 网分组数据）的路径。
[0042] 第一层的物理层使用物理信道来向上层提供信息传送服务。物理层经由发送信道 连接到上层的媒体访问控制（MAC)层。经由发送信道在MAC层与物理层之间发送数据。还 经由物理信道在发送器的物理层与接收器的物理层之间发送数据。物理信道将时间和频率 用作无线电资源。具体地，在DL中使用正交频分多址（0FDMA)方案来对物理信道进行调制， 而在UL中使用单载波频分多址（SC-FDMA)方案来对物理信道进行调制。
[0043] 第二层的MAC层经由逻辑信道向上层的无线电链路控制（RLC)层提供服务。第二 层的RLC层支持可靠的数据传输。可以由MAC层内的功能块来实现RLC层的功能。第二层 的分组数据会聚协议（PDCP)层执行报头压缩功能以减少不必要的控制信息，以便在具有 相对窄的带宽的无线电接口中高效地发送网际协议（IP)分组（诸如IPv4分组或IPv6分 组）。
[0044] 仅在控制平面中限定位于第三层的最底部处的无线电资源控制（RRC)层。RRC层 与无线电承载的构造、重构和释放有关地控制逻辑信道、发送信道和物理信道。无线电承载 是指由第二层提供用于在UE与网络之间发送数据的服务。为此，UE的RRC层和网络的RRC 层交换RRC消息。如果已经在无线电网络的RRC层与UE的RRC层之间建立了RRC连接， 则UE处于RRC连接模式。否则，UE处于RRC空闲模式。位于RRC层的上层处的非接入层 (NAS)层执行诸如会话管理和移动性管理这样的功能。
[0045]用于从网络到UE的数据发送的DL发送信道包括用于发送系统信息的广播信道 (BCH)、用于发送寻呼消息的寻呼信道（PCH)、以及用于发送用户业务或控制消息的DL共 享信道（SCH)。DL多播或广播服务的业务或控制消息可以通过DLSCH来发送，或者可以 通过附加的DL多播信道（MCH)来发送。此外，用于从UE到网络的数据发送的UL发送信 道包括用于发送初始控制消息的随机接入信道（RACH)以及用于发送用户业务或控制消息 的ULSCH。位于发送信道的上层处并且被映射到发送信道的逻辑信道包括广播控制信道 (BCCH)、寻呼控制信道（PCCH)、公共控制信道（CCCH)、多播控制信道（MCCH)以及多播业务 信道（MTCH) 〇
[0046] 图3是例示了在3GPP系统中使用的物理信道和使用这些物理信道的一般信号发 送方法的图。
[0047] 当电源被接通或者UE进入新的小区时，UE执行诸如获取与eNB的同步这样的初 始小区搜索过程（S301)。为此，UE可以通过从eNB接收主同步信道（P-SCH)和辅同步信道 (S-SCH)来调整与eNB的同步，并且获取诸如小区身份（ID)这样的信息。此后，UE可以通 过从eNB接收物理广播信道来获取小区内的广播信息。在初始小区搜索过程中，UE可以通 过接收下行链路基准信号（DLRS)来监测DL信道状态。
[0048] 当完成初始小区搜索过程时，UE可以通过接收物理下行链路控制信道（PDCCH)并 且基于在H)CCH上承载的信息接收物理下行链路共享信道（PDSCH)来获取更详细的系统信 息（S302)。
[0049] 此外，如果UE最初接入eNB或者如果不存在用于到eNB的信号发送的无线电资 源，则UE可以执行与eNB的随机接入过程（S303至S306)。为此，UE可以通过物理随机接 入信道（PRACH)来发送特定序列作为前导码（S303和S305)，并且通过H)CCH和与该H)CCH 关联的H)SC