高效波束训练的方法及使用相同网络控制设备的制造方法
【专利说明】高效波束训练的方法及使用相同网络控制设备
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求美国临时申请号为61/993，576、申请日为2014年5月15日、发明名称为“无线系统中高效发射波束训练的方法”，以及美国申请号为14/706，098、申请日为2015年5月7日的优先权，其全部内容被合并引用到该申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及高效波束训练方法，以及更具体地，涉及一对多分层波束训练(one-to-many hierarchical beam training)的方法。
【背景技术】
[0004]术语“无线”，通常是指不伴随使用“硬线”连接的电气操作或电子操作。“无线通信”是在一定距离传输信息，而不使用电导体或导线。涉及的距离可以是短的(电视遥控的几米)或很长的(数千甚至数百万公里的无线通信)。在无线通信中，众所周知的例子是蜂窝电话。蜂窝电话使用无线电波来实现运营商从世界各地的许多地方向另一方打电话。只要有一个蜂窝电话站点来容纳发送和接收信号的设备，信号被处理以从蜂窝电话传输语音和数据，蜂窝电话就可以在任何地方使用。
[0005]有多种发达以及定义好的蜂窝通信无线接入技术(Rad1 Access Technologies，RAT)。例如，全球移动通信系统(Global System for Mobile communicat1n,GSM)是一个定义好的以及普遍采用的通信系统，其使用时分多址(Time Divis1n Multiple Access，TDMA)技术。TDMA技术是一种无线数字的多址接入方案，以在移动电话与小区站点之间发送语音、数据以及信令数据(signaling data)(如，拨打电话号码)。CDMA2000是一种混合移动通信2.5G/3G(代)的技术标准，CDMA2000使用码分多址(Code Divis1n MultipleAccess，CDMA)技术。通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunicat1ns System，UMTS)是一种3G移动通信系统，UMTS提供GSM系统的增强范围的多媒体服务。无线保真(Wireless Fidelity，W1-Fi)是一种802.11工程标准定义的技术，W1-Fi可以用于家庭网络、移动电话和视频游戏，以提供高频率的无线局域网(Wireless Local AreaNetwork，WLAN)。长期演进(Long Term Evolut1n，LTE)以及从 LTE 演进过来的 LTE 高级(LTE-Advanced, LTE-A)为4G移动通信系统，其提供了超过2G及3G系统的高速率数据传输。
[0006]毫米波(millimeter-wame，mMW)波段(band)具有可用频谱，以及能够提供比微波频带显著更高等级的吞吐量。由于毫米波信号显著更高的衰减等级以及定向性，毫米波设备(即，站点)通常部署高定向性天线及用于通信的波束赋形(feamforming)技术。
[0007]波束赋形是一种信号处理技术，其允许为了特定目的，将从多个天线分支接收到的信号合并，特定目的例如，最大化信号干扰噪声比(Signal to Interference and NoiseRat1, SI NR)或干扰抑制。
[0008]通过模拟波束赋形，在模拟域(模数转换(Analog-to-Digital Convers1n,ADC)之前)执行信号合并，以及通常不够灵活。已合并信号经过ADC，以及在数字域仅有一个信号分支。
[0009]对于数字波束赋形，信号合并发生在数字域。为了其能够发生，从分离(individual)天线分支接收到的信号经过分离ADC。使用该方法，当我们在数字域有多个信号时，处理更加灵活。然而，为了达到这个目的，需要用于将模拟信号转化到数字域的多个处理链(processing chain)。例如，需要多个ADC。
【发明内容】
[0010]提供了用于高效波束训练的一种网络控制设备及多个方法。示例实施例的网络控制设备包含无线通信模块及控制器。无线通信模块接收多个第一信号。每个第一信号包含通信装置确定的关于第一波束等级中的较佳发射波束的信息。根据接收到的第一信号，控制器选择一群通信装置加入一对多波束训练，以及从无线通信模块支持的多个发射波束中，选择第二波束等级中的一个或多个发射波束用于训练。该群通信装置中的通信装置在第一波束等级中具有相同的较佳发射波束，以及第二波束等级中的发射波束与第一波束等级中的较佳发射波束关联。无线通信模块还依次使用发射波束，向该群通信装置发射信号，以执行一对多波束训练，用以在该群通信装置之中同时训练第二波束等级中的发射波束。
[0011]示例实施例的高效波束训练的方法包含:根据多个第一信号，选择一群通信装置加入一对多波束训练，其中第一信号是从多个通信装置接收到的，以及每个第一信号包含关于一个通信装置确定的较佳发射波束的信息；从网络控制设备支持的多个发射波束中，选择一个或多个用于训练的发射波束；依次使用发射波束，向该群通信装置发射信号，以执行一对多波束训练，用以在该群通信装置之中同时训练发射波束。该群通信装置中的通信装置具有相同的较佳发射波束，该较佳发射波束在第一波束等级，以及发射波束在第二波束等级，第二波束等级中的发射波束与第一波束等级中的较佳发射波束关联，以及第一波束等级与第二波束等级为分层波束等级。
[0012]参考附图，在下面的实施例中给出了详细的描述。
【附图说明】
[0013]通过阅读随后的详细描述和结合附图描述的例子，可以更全面地理解本发明，其中:
[0014]图1是根据本发明一个实施例的无线通信系统的示意块图。
[0015]图2是根据本发明一个实施例的服务网络中的网络控制设备的简化块图。
[0016]图3A是根据本发明一个实施例的，具有至少一个支持模拟阵列波束赋形的网络控制设备的示例无线通信系统的概要图。
[0017]图3B是根据本发明另一实施例的，具有网络控制设备及通信装置的另一示例无线通信系统的概要图，其中网络控制设备及通信装置均支持模拟阵列波束赋形。
[0018]图4是根据本发明一个实施例的无线通信模块的示例块图。
[0019]图5是根据本发明一个实施例的，网络控制设备或通信装置发射的多个发射波束的示例图。
[0020]图6是根据本发明一个实施例的多级波束的树状结构的概要示意图。
[0021]图7是根据本发明一个实施例的系统的假设概要示意图。
[0022]图8是根据本发明一个实施例中的高效波束训练的方法的流程图。
[0023]图9A与图9B是根据本发明一个实施例的一对多波束训练的示例场景图。
[0024]图10是根据本发明一个实施例的加入一对多波束训练的BS及UE的操作的示例流程图。
[0025]图11是根据本发明另一实施例的加入一对多波束训练的BS及UE的操作的示例流程图。
[0026]图12是根据本发明又一实施例的，加入一对多波束训练的BS及UE的操作的示例流程图。
[0027]图13A、图13B与图13C是根据本发明另一实施例的一对多波束训练的另一示例场景图。
【具体实施方式】
[0028]下面的描述是实现本发明的预期的最优方式。此描述是为了说明本发明一般原理的目的，而不应该理解为具有限制性的意义。本发明的范围通过参照所附的权利要求来确定。
[0029]图1是根据本发明一个实施例的无线通信系统的示意块图。在无线通信系统100中，通信装置110无线地连接至服务网络，以获得无线通信服务，如图1所示的服务网络120。服务网络120的操作符合预定通信协议。服务网络120可包含一个或多个网络控制设备，以向通信装置110提供无线通信服务，如包含网络控制设备130及一个或多个通信装置与核心网之间的接口。服务网络120也可包含一个或多个中间控制节点，以控制一个或多个网络控制设备的操作，如图1所示的网络控制实体150。在本发明的实施例中，网络控制实体可以为基站控制器(Base Stat1n Controller，BSC)，或者可以不用集中控制器而实现为分布式，或者可以为基站功能的一部分等。
[0030]另外，根据本发明的一个实施例，网络控制设备130可以为演进型基站(evolvedNode B，eNB)、基站(Base Stat1n，BS)、BSC 或无线网络控制器(Ra