CN105122662B - 在具有大量天线的通信系统中随机接入的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种在无线网络中通过用户设备(UE)执行随机接入的方法，包括：配置至少一个UE发送波束用于发送随机接入信号；根据该配置使用天线阵列生成该至少一个UE发送波束；以及在该至少一个UE发送波束上向基站(BS)发送该随机接入信号。一种在无线网络中用于执行随机接入的用户设备，该用户设备包括处理电路，其被配置为配置至少一个UE发送波束用于发送随机接入信号，并根据该配置使用天线阵列生成该至少一个UE发送波束，并且在该至少一个UE发送波束上向基站(BS)发送该随机接入信号。

Description

在具有大量天线的通信系统中随机接入的方法和装置
技术领域
本公开一般涉及毫米波移动宽带系统中的随机接入信道(RACH)过程。
背景技术
预期下一代移动宽带通信系统(5G)将需要提供比当前4G系统(例如LTE和WiMAX)多100-1000倍容量来满足移动流量的预期增长。用于提高频谱效率的现有方法不大可能满足无线数据的这种暴增需求。目前4G系统使用包括正交频分多路复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)、多用户分集、空分复用多址接入(SDMA)、高阶调制和高级编码、以及链路适配的多种先进技术来消除理论极限和实践成果之间的差异。因此，预期像载波聚合、高阶MIMO、协作多点(CoMP)传输、以及中继的新技术仅提供频谱效率的中等改善。在过去有效的一种提高系统容量的策略是使用更小的小区。然而，用于获取、安装、和维护大量的小区的资金和运营成本可能带来困难，因为容量增加1000倍在理论上需要部署的小区数量增加1000倍。此外，随着小区尺寸减小，需要进行频繁的切换，这增加网络信令开销和延迟。
发明内容
本公开的实施例提供在具有大量天线的无线网络中执行自适应随机接入的方法和系统。
在特定实施例中，提供一种在无线网络中通过用户设备(UE)执行随机接入的方法。该方法包括配置至少一个UE发送波束用于发送随机接入信号。该方法还包括根据该配置使用天线阵列生成该至少一个UE发送波束。此外，该方法包括在该至少一个UE发送波束上向基站(BS)发送该随机接入信号。
在特定实施例中，提供一种在无线网络中通过基站(BS)执行随机接入的方法。该方法包括接收来自用户设备(UE)的至少一个UE发送波束上的随机接入信号。该方法还包括配置至少一个下行链路发送(DL TX)波束用 于发送对该随机接入信号的响应。在该至少一个DL TX波束上向UE发送对该随机接入信号的响应。
在特定实施例中，提供一种在无线网络中执行随机接入的用户设备(UE)。该UE包括处理电路，其被配置为配置至少一个UE发送波束用于发送随机接入信号。该处理电路还被配置为根据该配置使用天线阵列生成该至少一个UE发送波束，并且在该至少一个UE发送波束上向基站(BS)发送随机接入信号。
在特定实施例中，提供一种在无线网络中执行随机接入的基站(BS)。该BS包括处理电路，其被配置为接收来自用户设备(UE)的至少一个UE发送波束上的随机接入信号。该处理电路被配置为配置至少一个下行链路发送(DL TX)波束用于发送对该随机接入信号的响应，并且在该至少一个DL TX波束上向UE发送对该随机接入信号的响应。
在开始下面的具体实施方式之前，阐述本专利文件中通篇使用的某些字词和短语的定义将很有益处：术语“包含”和“包括”以及其派生词意味着非限定的包含；术语“或”是包含性的，意味着和/或；术语“与…相关的”和“与其相关的”及其派生词可以意味着包含、包含在…之内、与…互连、容纳、容纳在…之内、连接到或与…连接、耦接到或与…耦接、与…可通信、与…协作、交织、并列、与…接近、绑定到或与…绑定、具有、具有…的性质等等；而术语“控制器”意味着控制至少一种操作的任何设备、系统或其部分，这样的设备可以用硬件、固件、软件、或其中至少两者的某种组合实现。应当注意，与任何特定控制器相关的功能可以是集中的或分布的，或者在本地或者远程地。本专利文件中通篇提供某些字词和短语的定义，本领域普通技术人员应当理解，在许多(倘若不是大多数)情况下，这样的定义适用于对这样定义的字词和短语的现有的以及未来的使用。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在结合附图给出以下说明，其中类似的引用数字代表类似的部分：
图1示出根据本公开的实施例的无线网络；
图2A示出根据本公开的实施例的无线发送路径的高级图表；
图2B示出根据本公开的实施例的无线接收路径的高级图表；
图3示出根据本公开的实施例的用户站；
图4示出根据本公开的实施例的无线通信系统；
图5示出根据本公开的实施例的毫米波系统中的发送器和接收器以及它们的波束路径；
图6A示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的多输入多输出(MIMO)基带处理和模拟波束形成的发送路径；
图6B示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的MIMO基带处理和模拟波束形成的另一发送路径；
图6C示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的MIMO基带处理和模拟波束形成的接收路径；
图6D示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的MIMO基带处理和模拟波束形成的另一接收路径；
图7示出被分成各自覆盖120°方位角的三个扇区的小区。
图8示出根据本公开的实施例的随机接入信道(RACH)机会在时间上的分布的三个实例；
图9A、9B和9C示出根据本公开的实施例的扇区或小区中用于不同目的的不同形状的波束；
图10A、10B、10C和10D示出根据本公开的实施例的用于DL信道的帧结构；
图11示出毫米波移动宽带(MMB)系统中上行链路通信的实例；
图12A和12B示出根据本公开的实施例的不同参数的可行区域的实例；
图13示出根据本公开的实施例的另一个可行区域调节；
图14示出根据本公开的实施例的UE TX功率调节和波束适应的实例迹线；
图15示出根据本公开的实施例的校准状态指示和反馈模式指示的过程；
图16示出根据本公开的实施例的校准状态指示和反馈模式指示的另一过程；
图17示出根据本公开的实施例的隐式反馈过程；
图18A和18B示出根据本公开的实施例的隐式反馈过程的整体操作过程；
图19示出根据本公开的实施例的隐式多UE首选DL波束反馈过程；
图20示出根据本公开的实施例的显式反馈过程；
图21示出根据本公开的实施例的显式-隐式反馈过程；
图22示出根据本公开的实施例的显式多UE首选DL波束反馈过程。
具体实施方式
下面讨论的图1至22、以及本专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅作为示例说明，而不应当以任何形式解读为限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解，本公开的原理可以在任何适当地配置的无线通信系统中实现。
本公开的各个方面、特征、以及优势与以下与附图一起详细描述，将会更加明确，简单的通过图示许多具体的实施例和实施方案，包括开展本公开的最佳模式设想。本公开还包括其他以及不同的实施例，可以修改多种细节的多个方面而不脱离本公开的范围和精神。
因此，附图和描述被认为是自然地图示，而不是限制。本公开通过实例以附图上数目来图示，而不是通过限定条件。本公开中，我们用有限数量和类型的基站、或者有限数量的移动站、或是有限数量的业务流程、或是有限数量的连接、或是有限数量的路由、或是有限的使用案例作为实例来图示。然而，本公开中的实施例还适用于任意数量和类型的基站、任意数量的移动站、任意数量的业务流程、任意数量的连接、或其他相关的使用案例。这里所描述的实施例不限于基站(BS)和用户设备(UE)(BS-UE)通信，还适用于BS-BS、UE-UE通信。
本公开中我们使用以下的术语。然而，术语在不同的系统中可以被不同地命名。本公开不限于这些术语。
BS：基站。BS可以有全球唯一的标识符BSID，典型地为MAC ID。BS可以有多个小区(例如，一个扇区可以为一个小区)，每个小区都有小区标识符、或前同步码序列。
BS中每一个小区可以有一个或多个天线阵列，其中每一个阵列可以有不同的帧结构配置，例如，在时分双工(TDD)系统中不同的上行链路(UL)和下行链路(DL)比率。多个TX/RX(发送/接收)链可以应用在一个阵列、或应用在一个小区等。小区中一个或多个天线阵列可以有相同的DL控制信道(例如，同步信道、物理广播信道等)传输，然而其他信道比如数据信道 等可以在专用于每个天线阵列的帧结构中发送。
BS可以用天线或天线阵列来波束成形。天线阵列可以用不同的宽度形成波束，例如，宽波束、或窄波束等。可以在宽波束中发送DL控制信道(例如，同步信道、物理广播信道等)、广播信号/消息、广播数据信道或控制信道。可以通过辐射物理宽波束、或者通过依次扫描(sweep)窄波束以覆盖宽区域来形成宽波束。可以在窄波束中发送组播、单播数据/控制/信号/消息。
可以在同步信道中承载小区标识符。可以在DL控制信道(例如，同步信道、物理广播信道等)中隐式地或显示地承载阵列或波束标识符。它们应当通过宽波束发送。通过获取这些信道，用户设备(UE)可以检测上述的标识符。
UE：用户设备。这个术语与术语移动站(MS)、用户站等可互换使用。因此，术语UE和MS在本文档中被认为是同义的，除非另有说明。移动站(MS)、或用户设备(UE)也可以使用天线或天线阵列进行波束成形。
本公开的实施例提供在具有大量天线的无线网络中进行自适应随机接入的方法和系统。下一代移动通信(5G)的实例是毫米波移动宽带(MMB)系统，该系统提倡使用在3-300GHz范围的大量未开发频谱，正如2011年6月IEEE Communications Magazine的Z.Pi和F.Khan的“An Introduction to Millimeter-Wave Mobile Broadband systems”和2011年PROC.Sarnoff Symposium的Z.Pi和F.Khan的“System Design and Network Architecturefor a Millimeter-Wave Mobile Broadband(MMB)system”中所讨论的，通过引用将其内容合并于此。在如此高频率下成功操作的首要障碍是严酷的传播环境。毫米波信号并不能很好的穿透固体物质，而且被叶子和雨水大量的吸收。替换地，在高频率，用于基站(BS)和移动设备的天线可以被制作的更小以便将大量的天线(有时被称为大规模MIMO)聚集在狭小区域内。大量天线的可用使得能够使用发送和/或接收波束成形获得高增益，这可以用来对抗传播路径损耗。用大量天线，还能在BS和多个移动设备之间在空间上分离下行链路和上行链路传输，因此获得空分多址接入的能力以增加系统容量。例如，6GHz的宽带通信系统的波长仅有5cm，允许以合理的形状因数在移动站(MS)放置64元件天线阵列。如此的UE可以容易的形成大量的波束样式，用于不同级别的方向增益的上行链路发送和下行链路。随着天线技术的进展和更高频率的使用，以更高的指向性级别形成更大数目的波束样式。用于在BS和UE二者处采用大量天线的系统的随机接入机制的设计既带来挑战也带来机遇。
图1示出根据本公开的实施例的无线网络100。图1所示的无线网络100的实施例仅仅用来图示。可以使用无线网络100的其他实施例而不脱离本公开的范围。
如图1所示，无线网络100包括eNodeB(eNB)101、eNB 102和eNB103。eNB 101与eNB102和eNB 103通信。eNB101还可以与在诸如互联网、专用IP网络、或其他数据网络的至少一个互联网协议(IP)网络130。
eNB 102提供eNB 102的覆盖区120内的第一多个用户设备(UE)到网络130的无线宽带接入。第一多个UE包括：UE 111，其可以位于小企业(SB)；UE 112，其可以位于企业(E)；UE 113，其可以位于WiFi热点(HS)；UE 114，其可以位于第一住宅(R)；UE 115，其可以位于第二住宅(R)；以及UE 116，其可以是移动设备(M)，如蜂窝电话机、无线膝上计算机、无线PDA等。eNB 103提供eNB 103的覆盖区125内的第二多个UE到网络130的无线宽带接入。第二多个UE包括UE 115和UE 116。在一些实施例中，一个或多个eNB 101-103可以使用5G、LTE、LTE-A、WiMAX或其他先进的无线通信技术与彼此以及与UE 111-116通信。
依赖于网络类型，其他已知术语可被用来代替“eNodeB”或“eNB”，例如“基站”或“接入点”。为了方便，本专利文件中使用术语“eNodeB”和“eNB”以指代向远程终端提供无线接入的网络基础设施组件。同样，依赖于网络类型，其他已知术语可被用来代替“用户设备”或“UE”，例如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”或“用户装置”。为了方便，本专利文件中使用术语“用户设备”和“UE”以指代无线接入eNB的远程无线设备，无论UE是移动设备(例如移动电话机或智能电话机)或通常被考虑为固定设备(例如桌面计算机或自动售货机)。
虚线表示的是覆盖区域120和125的大概范围，其被示出为近似圆形仅是为了图示和解释。应当清楚的了解，取决于eNB的配置以及与天然和人工障碍关联的无线电环境的变化，，例如覆盖区域120和125的与eNB关联的覆盖区域可以具有其他形状，包括不规则形状。
以下将会更详细描述，在一些实施例中，一个或多个eNB 101-103可以通过使用包括如本公开的实施例所描述的使用多个天线随机接入的技术的5G、LTE、LTE-A或WiMAX技术与彼此以及与UE 111-116通信。在特定实施例中，一个或多个eNB 101-103被配置为接收来自用户设备(UE)的至少一个UE发送波束上的随机接入信号；配置至少一个下行链路发送(DL TX)波束用于发送对该随机接入信号的响应；以及在该至少一个DL TX波束上向UE发送对该随机接入信号的响应。在特定实施例中，一个或多个UE 111-116被配置为配置至少一个UE发送波束用于发送随机接入信号；根据该配置使用天线阵列生成该至少一个用户设备发送波束；以及在该至少一个UE发送波束上向基站(BS)发送该随机接入信号。
虽然图1图示了无线网络100的一个实例，但是可以对图1进行多种改变。例如，无线网络100可以在任意合适的配置下包括任意数目的eNB和任意数目的UE。此外，eNB 101可以与任意数目的UE直接通信并且向这些UE提供到网络130的无线宽带接入。类似地，每一个eNB 102-103可以与网络130直接通信并且向UE提供到网络130的直接无线宽带接入。此外，eNB 101、102和/或103可以提供到其他或额外的外部网络的接入，例如外部电话网络或其他类型数据网络。
图2A和2B示出根据本公开的实施例的无线发送和接收路径的实例。在接下来的描述中，发送路径200可以被描述为在eNB(例如eNB 102)中实现，而接收路径250可以被描述为在UE(例如UE 116)中实现。然而，可以理解，接收路径250可以在eNB中实现，并且发送路径200可以在UE中实现。在一些实施例中，发送路径200和接收路径250被配置为执行如本公开的实施例所描述的使用多个天线随机接入的方法。
发送路径200包括信道编码和调制块205、串行到并行(S-to-P)块210、尺寸N逆快速傅里叶变换(IFFT)块215、并行到串行(P-to-S)块220、添加循环前缀块225、和上转换器(UC)230。接收路径250包括下转换器(DC)255、移除循环前缀块260、串行到并行(S-to-P)块265、尺寸N快速傅里叶变换(FFT)块270、并行到串行(P-to-S)块275、和信道解码和解调块280。
在发送路径200中，信道编码和调制块205接收一组信息位，应用编码(例如低密度奇偶校验(LDPC)编码)，并且调制输入位(例如用正交相移键控(QPSK)或正交调幅(QAM))以生成频率域调制码元的序列。串行到并行块210转换(例如解复用)串行调制码元为并行数据以生成N个并 行码元流，其中N是eNB 102和UE 116中使用的IFFT/FFT尺寸。尺寸N IFFT块215对N个并行码元流执行IFFT操作以生成时域输出信号。并行到串行块220转换(例如复用)来自尺寸N IFFT模块215的并行时域输出码元以生成串行时域信号。添加循环前缀版块225插入循环前缀到时域信号。上转换器230调制(例如上转换)添加循环前缀版块225的输出结果为RF频率用于通过无线信道发送。该信号还可以在转换成RF频率前可在基带中过滤。
从eNB 102发送的RF信号在通过无线信道之后到达UE 116，并且在UE 116处执行与在eNB 102处相反的操作。下转换器255下转换接收信号到基带频率，而且移除循环前缀版块260移除循环前缀以生成串行时域基带信号。串行到并行块265转换时域基带信号为并行时域信号。尺寸N FFT块270进行FFT算法以生成N个并行频域信号。并行到串行(P-to-S)块275转换并行频域信号为调制数据码元的序列。信道解码和解调块280解调并且解码调制码元以恢复原始输入数据流。
eNBs 101-103的每一个可以实现发送路径200，其类似于在下行链路发送至UE111-116，并且可以实现接收路径250，其类似于在上行链路中从UE111-116接收。类似地，UE的每一个可以实现发送路径200用于在上行链路中发送至eNB 101-103，并且可以实现接收路径250用于在下行链路中从eNB101-103接收。
图2A和2B中的每一个组件可以仅使用硬件或使用硬件和软件/固件的组合实现。作为具体示例，图2A和2B中的至少以下组件可以以软件实现，而其他组件可以通过可配置硬件或软件和可配置硬件的混合来实现。例如，FFT块270和IFFT块215可以实现为可配置软件算法，其中可以根据实施方式来修改尺寸N的值。
此外，虽然描述使用FFT和IFFT，但这仅仅为了图示而并不限定本公开的范围。可以使用其他类型的变换，比如离散傅里叶变换(DFT)和逆离散傅里叶变换(IDFT)。不难理解，对于DFT和IDFT功能，变量N的值可以为的任意整数(例如1、2、3、4等)，而对应FFT和IFFT功能，变量N的值可以为作为2的幂的任意整数(例如1、2、4、8、16等)。
虽然图2A和2B示出无线发送和接收路径的实例，但是可以对图2A和2B进行多种改变。例如，图2A和2B中多种组件可以被组合、进一步细分、 或可以根据特定需求删除和添加额外组件。此外，图2A和2B意在图示可被用在无线网络中的发送和接收路径类型的实例。任何其他合适的架构可被用来支持无线网络中的无线通信。
图3示出根据本公开的实施例的一个实例UE 116。图3示出的UE 116的实施例仅为了图示，图1中的UE 111-115可以有相同或相似的配置。然而，UE有各种各样的配置，图3没有将本公开范围限制于UE的任何特定实施方式。
如图3所示，UE 116包括天线305、射频(RF)收发器310、发送(TX)处理电路315、麦克风320、和接收(RX)处理电路325。UE 116还包括扬声器330、主处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、键盘350、显示器355、和存储器360。存储器360包括基本操作系统(OS)程序361和一个或多个应用程序362。
RF收发器310从天线305接收由网络100的eNB发送的进来的RF信号。RF收发器310下转换进来的RF信号以生成中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路325，其通过滤波、解码、和/或数字化基带或IF信号以生成已处理的基带信号。RX处理电路325发送已处理的基带信号到扬声器330(例如对声音数据)或到主处理器340用于进一步处理(例如对网页浏览数据)。
TX处理电路315接收来自麦克风320的模拟或数字语音数据、或来自主处理器340的其他外出的基带数据(例如网页数据、电子邮件、或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315编码、多路复用、和/或数字化外出的基带数据以生成已处理的基带或IF信号。RF收发器310从TX处理电路315接收外出的已处理的基带或IF信号并且上转换基带或IF信号为RF信号以通过天线305发送。
主处理器340可以包括一个或多个处理器或者其他处理器件，并且执行储存在存储器360中的基本操作系统(OS)程序361以控制UE 116的整体操作。例如，主处理器340可以根据已知原理控制通过RF收发器310、RX处理电路325、以及TX处理电路315接收前向信道信号和发送反向信道信号。在某些实施例中，主处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
主处理器340还能执行驻留于存储器360中的其他进程和程序，例如如本公开的实施例所描述的使用多个天线执行随机接入的操作。主处理器340 可以根据执行进程的需要移动数据进出存储器360。在一些实施例中，主处理器340被配置为基于OS程序361或响应于从eNB或运营商接收的信号而执行应用程序362。主处理器340还耦接到I/O接口345，其向UE116提供连接到诸如膝上计算机和手持计算机的其他设备的能力。I/O接口345这些附件和主处理器340之间的通信路径。
主处理器340还能耦合到键盘350和显示器单元355。UE 116操作者可使用键盘350输入数据到UE 116。显示器355可是一个液晶显示器或其他显示器能渲染文本和/或至少限制图形，例如从网站。
存储器360耦接到主处理器340。存储器360的一部分可以包括随机存取存储器(RAM)，存储器360的另一部分可以包括闪存或其他只读存储器(ROM)。
虽然图3图示了UE 116的一个实例，可以对图3进行多种改变。例如，图3中的多种组件可以被组合、进一步细分或可以根据特定需要删除和添加额外组件。作为特定示例，主处理器340可以被划分为多个处理器，例如一个或多个中央处理单元(CPU)以及一个或多个图形处理单元(GPU)。此外，虽然图3图示UE 116被配置为移动电话机或智能电话机，UE可以被配置为作为其他类型的移动或固定设备操作。
本公开的实施例公开了使用大量天线的通信系统中的随机接入。特定实施例应用于几十千兆赫兹到几百千兆赫兹的毫米波频率的通信以及其他通信媒介，比如，3GHz-30GHz频率的无线电波、万亿赫兹频率的电磁波、红外线、可见光和其他光学媒体，还有几百兆赫到几千兆赫频率的蜂窝波段，以及其他频带。
UE和BS可以使用Tx(发送)和接收(Rx)波束的不同组合接收随机接入消息以确保足够的覆盖范围。由于蜂窝系统中的随机接入通常有严格的延迟要求(通常为几十毫秒)，需要用于确定合适的Rx-Tx对的高效过程。在信道互易保持(比如TDD)的一些情形下，UE可以依赖下行链路Tx波束测量来识别合适的上行链路Tx波束。然而，这样的假设在很多其他情况下不可靠。例如，在FDD系统中，或当UE使用分开的数字链来Tx和Rx时。即使在TDD系统中，高速移动的UE不能依赖下行链路测量形成上行链路Tx波束。
UE需要选择用于发送随机消息的波束种类。具体地，具有多个天线的UE可以部署具有例如以半功率点波束宽度(HPBW)表达的不同宽度的波束。如果UE采用窄波束，则BS能够在空间上分开来自不同的UE的传输，并且减少竞争的UE之间相互碰撞的频率。替换地，使用在波束的UE将需要尝试在多个空间方向上发送以确保成功接收，增加与随机接入过程相关联的延迟。UE可以通过使用宽波束减少与搜索补偿相关的延迟，只要达到足够的指向性增益用于满足上行链路覆盖需要。使用宽波束的缺点在于，来自不同UE的上行链路传输容易干扰，增加碰撞的可能并且影响随机接入性能。波束宽度的合适选择倾向于为小区中UE的数量、它们的地理分布、发送功率能力、和波束成形能力的复杂函数。
在随机接入设计的特定实例中，如在LTE REF3或WiMAX，UE可以被配置为在检测到随机接入失败之后提升它们的发送功率。使用多个天线，还能开发空间自由度。例如，UE可以在相继的重发尝试中部署具有更高指向性增益的窄波束。需要设计将功率提升与波束宽度选择结合的重发机制。
本公开的实施例提供在BS和UE均能够使用多个天线的系统中执行随机接入方法和装置。在本公开中，为了图示，我们使用术语波束宽度来区分可以被形成用于发送和接收的不同种类波束的空间特征(signature)。术语波束宽度应当被解读为包括波束样式的其他可能的描述，包括，比如，与特定波束样式相关的码本(可能具有不同尺寸)和指向性增益。BS能服务一个或多个小区。
图4示出根据本公开的实施例的无线通信系统400。图4示出的无线通信系统的实施例仅是为了图示。可以使用无线通信系统的其他实施例而不脱离本公开的范围。
图4中，BS1有3个小区(小区0到小区3)。每个小区(如小区0)可以有多个阵列(如天线阵列0和阵列1)。阵列0可以具有与阵列1不同的帧结构，如，阵列0可以与UE2通信(如阵列0可以参与UE2420的UL单播通信)，而阵列1可以与小区2通信(如阵列1可以有与BS2小区2阵列0的下行链路无线回程通信)。在本图中，BS2有连接到回程网络的有线回程。
无线接入链路(即BS和UE之间的链路)能受到阻挡(如由于移动物体像是公交车、汽车或人)，或NLOS(非视距)信号可能很弱以致无法维持通信。即使靠近BS的UE也可能需要切换至不同链路，因为阻挡可能发 生在任何地方(这不同于传播不是很具指向性的传统蜂窝波段)。
如果天线没有放置足够高(当我们进入具有更小的小区覆盖范围的下一代系统时这很可能发生)，可能需要覆盖球形范围的许多TX或RX波束。例如，对于笔形波束(或非常窄的波束)，可能需要许多采样点来覆盖360度方位角搜索，以及180度仰角搜索。对于更高的天线高度，有限的仰角搜索可能是足够的。
在扇区或小区中，具有一个或多个RF链的一个或多个阵列可以生成不同形状的波束用于不同的目的。
图5示出根据本公开的实施例的毫米波系统500中的发送器和接收器以及它们的波束路径。图5示出的毫米波系统的实施例图示仅是为了图示。可以使用毫米波系统的其他实施例而不脱离本公开的范围。
在该图中，发送器射频(TX RF)链1形成波束B1和B2。波束B1和B2通过操控(steering)形成，即B1和B2并非同时形成，而是依次形成一个后再形成另一个。TX RF链2形成波束B3和B4。波束B3和B4可以通过操控形成。接收器射频(RX RF)链1依次形成波束U1和U2，而RX RF链2依次形成波束U3和U4。U2可以接收B2，并且U3可以在B4被反射器反射后接收B4。B3可以被U1接收。因此，有三条可能链路(B2，U2)、(B3、U1)、(B4，U3)。由于波束通过操控形成，三条链路(B2，U2)、(B3、U1)、(B4，U3)不能同时。可能的同时的TX/RX波束对可以为(B2，U2)和(B4，U3)，如图5所示。
本公开的多种实施例中，BS可以有一个或多个小区，每个小区可以有一个或多个天线阵列，其中小区中每一个阵列可以有不同的帧结构，(如，在时分双工(TDD)系统中不同的上行链路和下行链路比率)。可以在一个阵列或一个小区中应用多个TX/RX(发送/接收)链。一个小区中的一个或多个天线阵列可以有相同的下行链路控制信道(例如，同步信道，物理广播信道等)传输，而其他信道(例如，数据信道)可以在每个天线阵列专用的帧结构中发送。
基站可以用一个或多个天线或天线阵列完成波束成形。天线阵列可以形成具有不同宽度的波束(例如宽波束，或窄波束等)。可以在宽波束中发送下行链路控制信道信息、广播信号和消息、以及广播数据信道和控制信道。宽波束可以包括一次发送的单个宽波束或者在顺序时间中扫描的窄波。可以 在窄波束中发送组播和单播数据以及控制信号和消息。
可以在同步信道中承载小区标识符。可以在下行链路控制信道(例如，同步信道，物理广播信道等)中隐式地或显式地承载阵列或波束等标识符。这些信道可以通过宽波束发送。通过获取这些信道，移动站(MS)可以检测到上述的标识符。
移动站(MS)也可以用一个或多个天线或天线阵列完成波束成形。正如在BS天线阵列中，MS中的天线阵列可以形成具有不同宽度的波束(例如宽波束，或窄波束等)。例如可以在宽波束中发送广播信号和消息以及广播数据信道和控制信道等。例如可以在窄波束中发送组播和单播数据以及控制信号和消息。
波束可以有多种形状或可以有多种波束样式。波束形状或波束样式可以规则或不规则，例如笔形波束形状、锥形波束形状、具有侧波瓣的不规则主波瓣等。可以通过使用例如图6A到6D中的发送路径和接收路径形成、发送、接收波束。例如，图6A到6D中的发送路径和接收路径可以位于无线通信中的不同点处的无线通信设备的收发器中(例如，图1中的基站101-103或移动站111-116的一个或多个中的发送路径和接收路径)。
图6A示出根据本公开的实施例的具有大量天线的多输入多输出(MIMO)基带处理和模拟波束形成的发送路径。发送路径600包括其中从基带处理输出的所有的信号完全连接至天线阵列的所有的移相器和功率放大器(PA)的波束成形架构。
如图6A所示，Ns个信息流通过基带处理器(未显示)处理，输入至基带TX MIMO处理块610。在基带TX MIMO处理之后，信息流在数字模拟转换器(DAC)612处被转换并且通过将基带信号转换为RF载波波段中的信号的中频(IF)和射频(RF)上转换器614进一步处理，。一些实施例中，一个信息流可以分为I(同相)和Q(正交)信号用于调制。在IF和RF上转换器614后，信号输入至TX波束成形模块616。
图6A展示了用于TX波束成形模块616的一种可能架构，其中信号完全连接至发送天线的所有的移相器和功率放大器(PA)。来自IF和RF上转换器614的每一个信号可以通过一个移相器618和一个PA 620，并且经由组合器622，所有信号可以被组合以作用于TX天线阵列624的天线之一。图6A中，TX天线阵列624中有Nt个发送天线。每个天线可以有一个或多个 天线元件。每个天线在空中发送信号。控制器630可以与包括基带处理器、IF和RF上转换器614、TX波束成形模块616、和TX天线阵列624的TX模块相互作用。接收器模块632可以接收反馈信号，反馈信号可以被输入至控制器630。控制器630可以处理反馈信号并且调整TX模块。
图6B示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的MIMO基带处理和模拟波束形成的另一发送路径。发送路径601包括其中从基带处理输出的信号连接至天线阵列的子阵列的移相器和功率放大器(PA)的波束成形架构。发送路径601与图6A发送路径600相似，除了TX波束成形模块616不同。
如图6B所示，来自基带的信号通过IF和RF上转换器614处理，并且输入至天线阵列624的子阵列的移相器618和功率放大器620，其中该子阵列有Nf个天线。对于来自基带处理(例如，MIMO的输出)的Nd个信号，如果每个信号去往具有Nf个天线的子阵列，则发送天线的总数Nt应该是Nd*Nf。发送路径601对每个子阵列包括相同数目的天线。然而，本公开不限于此。相反，每个子阵列的天线数目在所有的子阵列之间不需要相同。
发送路径601包括来自MIMO处理的一个输出信号作为到具有一个天线子阵列的RF处理的输入。然而，本公开不限于此。相反，来自基带处理(例如，MIMO的输出)的Nd个信号中的一个或多个信号离开可以是输入到子阵列之一的输入。当来自MIMO处理的多个输出信号作为到子阵列之一的输入时，来自MIMO处理的多个输入信号的每一个可以连接至子阵列的部分或者全部天线。例如，每个天线子阵列的RF和IF信号处理可以与图6A中的天线阵列的处理、或者天线阵列的任何类型的RF和IF信号处理相同。与天线的一个子阵列相关的处理可以被称为一个“RF链”。
图6C示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的MIMO基带处理和模拟波束形成的接收路径。接收路径650包括其中通过放大器(例如，低噪声放大器(LNA))和移相器处理在RX天线处接收的所有信号的波束成形架构。然后组合信号以形成模拟流，其可以被进一步转换为基带信号并且在基带中处理。
如图6C所示，NR个接收天线660接收由发送天线在空中发送的信号。每一个接收天线可以有一个或多个天线元件。来自RX天线的信号经过LNA622和移相器664处理。然后信号在组合器666处被组合以形成模拟流。总共可以形成Nd个模拟流。每一个模拟流可以通过RF和IF下转换器668和 模拟数字转换器(ADC)670进一步转换为基带信号。已转换的数字信号可以在基带RX MIMO处理模块672和其他基带处理中处理，来获得恢复的NS个信息流。控制器680可以与包括基带处理器、RF和IF下转换器668、RX波束成形模块663、和RX天线阵列组件660的RX模块相互作用。控制器680可以发送信号到发送模块682，发送模块682可以发送反馈信号。控制器680可以调整RX模块并且确定和形成反馈信号。
图6D示出根据本公开的多种实施例的具有大量天线的MIMO基带处理和模拟波束形成的另一接收路径。接收路径651包括其中由天线阵列的子阵列接收的信号可以通过放大器和移相器处理以形成可以在基带中转换并且处理的模拟流的波束成形架构。接收路径651与图6C的接收路径650相似，除了波束成形模块663不同。
如图6D所示，由RX天线阵列660的子阵列的NfR个天线接收的信号被LNA 622和移相器664处理，然后在组合器666处被组合以形成模拟流。可以有NdR个子阵列(NdR＝NR/NFR)，每一个子阵列形成一个模拟流。因此，总共可以形成NdR个模拟流。每一个模拟流可以通过RF和IF下转换器668和ADC 670转换为基带信号。NdR个数字信号可以在基带组件672中处理来恢复Ns个信息流。接收路径651对每个子阵列包括相同数目的天线。然而，本公开不限于此。相反，每个子阵列的天线数目不需要在所有的子阵列之间相等。
接收路径651包括来自一个天线子阵列的RF处理的一个输出信号，作为到基带处理的输入之一。然而，本公开不限于此。相反，来自一个天线子阵列的RF处理的一个或多个输出信号可以是到基带处理的输入。当来自一个天线子阵列的RF处理的多个输出信号是输入时，来自一个天线子阵列的RF处理的多个输出信号的每一个可以连接至子阵列的部分或者全部天线。例如，每个天线子阵列的RF和IF信号处理可以与图6C中的天线阵列的处理、或者利用天线阵列的任何类型的RF和IF信号处理相同。与天线的一个子阵列相关的处理可以被称为一个“RF处理链”。
其他实施例中，可能有其他发送和接收路径与图6A到6D相似，但有不同波束成形架构。例如，功率放大器620可以在组合器622之后，使得可以减少放大器的数目。
图7示出被分成各自覆盖120°方位角的三个扇区的小区700。图7中示 出的小区700的实施例仅用来图示。可以使用其他实施例而不脱离本公开的范围。
扇区705可以被进一步细分为片区710用于管理扇区内移动性。BS可以被配置为接收小区、扇区、片区级别上的随机接入消息。BS可以采用多个Rx波束成形配置以接收随机接入消息如下图8所示。Rx波束成形配置可以涉及一个或多个方向上的接收信号，并且涉及对波束宽度的特定选择。特定的Rx波束成形配置可以涉及一个或多个数字链。
系统的随机接入配置包括BS处的Rx波束成形配置的规格以及UE将要使用的上行链路时间和频率资源，对每一个随机接入机会。系统将利用随机接入配置的索引集，而且BS将广播所应用的随机接入配置的索引。
图8示出根据本公开的实施例的随机接入信道(RACH)机会805至815在时间上的分布的三个实例。图8中示出的RACH机会的分布的实施例仅用来图示。可以使用RACH机会的分布的其他实施例而不脱离本公开的范围。
在这些实例中，有3种可能的BSRx波束成形配置805、810、815，并且每个随机接入机会通过部署用于该机会的BSRx波束成形配置的索引来标记。图8中，每个RACH机会被图示为持续单个子帧。应当肯定可以设计跨几个子帧或仅跨子帧的一部分的RACH机会。在每个RACH机会中，UE可以发送随机接入消息。本公开中，术语RACH突发用于描述通过UE对随机信息的单次传输。注意到，在单个RACH机会中，UE可以发送一个或多个RACH突发。
如果BS能够成功解码来自UE的RACH突发，则BS也能够分辨出UE用来发送相应RACH突发的Tx波束或空间配置。例如，这可以通过在RACH信息中包括承载必需的或身份的有效负荷或通过为每个Tx波束采用不同的前同步码序列来实现。
UE需要选择用于发送随机接入消息的Tx功率和Tx波束宽度。有可能不同UE形成不同宽度的波束的能力不同。无论如何，每个UE将确定可以使用的Tx功率和Tx波束宽度对的有效集合以确保足够的覆盖范围。
图9A到9C示出根据本公开的实施例的扇区或小区中用于不同目的的不同形状的波束900到920。图9A到9C中示出的扇区或小区中的波束的实施例仅用来图示。可以使用波束的其他实施例而不脱离本公开的范围。
宽波束(通常用于广播的波束)BB，如BB1和BB2，可用来同步，或 用于提供物理广播信道，或用于物理配置指示信道，其指示物理数据控制信道位点等。BB波束，如BB1和BB2，能可以承载小区的相同信息。宽波束B的另一种类型，如B1-B4，可以被用于一些控制信道。宽波束BB和B可以或可以不使用相同波束宽度。宽波束B特别适合用于到一组UE的广播/组播，以及用于特定UE的一些控制信息，如UE专用控制信息，如，UE的资源分配。
可以有一个或多个BB和B在一个小区中。波束BB和波束B可以或可以不使用相同的参考信号用于UE测量和监测。当小区中有多个BB和B时，可以借助隐式或显示的标识符来区分它们，并且UE可以使用标识符来监测和报告BB的质量。BB波束可以被扫描和/或在时间上重复。关于BB波束的信息的重复可以依赖于在UE处看用于接收BB波束的接收波束的数目。UE可以或可以不使用关于波束BB的信息来搜索波束B。
波束b，如b11-b14、b21-b26、b31-b35以及b41-b44，可被用于数据通信。波束b可以有自适应的波束宽度。对一些UE，如，低速UE，可以用较窄的波束，同时对一些其他UE，可以用较宽的波束。参考信号可以被波束bs承载。小区中可以存在一个或多个波束bs。当小区中有多个波束bs时，可以通过隐式或显示的标识符来区分bs，并且标识符可以被UE用来监测和报告b波束。b波束可以被重复。关于b波束的信息的重复可以依赖于UE用于接收b波束的RX波束的数量。关于b波束的信息的重复数目可以不UE用于接收b波束的RX波束的数量。可以在UE监测波束之后利用RX波束锁定TX波束b，并且如果通过已锁定的RX波束发送数据信息，则可以不需要关于b波束的信息的重复。
波束B可以用于控制信道，如到一组设备的控制信息广播/组播，以及目标为特定UE或BS的控制信息，如，UE的资源配置。控制信道可以是，例如，物理下行链路控制信道(PDCCH)，其提供诸如对小区中所有的UE的资源分配(如，资源块、功率控制等)、以及目标为特定UE的UE专用资源分配的信息。
图9B图示另一个实施例910，其中波束B发送同样信息到小区中的UE和BS。小区中的所有的B波束，B1-B4，可以发送同样信息到小区中所有的UE。这些B波束可以显式地或隐式地承载标识符用于UE识别它们，用于监测和报告目的。这些B波束也可能不承载任何标识符信息，那么用户设 备将不能识别它们，并且这些B波束像具有小区中的全部这些B波束的覆盖范围的宽波束一样工作。
图9C图示另一个实例，其中波束B发送不同信息到小区中的UE和BS。小区中的B波束，B1到B4，可以发送不同信息到小区中的UE。这些B波束可以显式地或隐式地承载标识符用于UE识别它们，用于监测和报告目的。B波束可以发送与其覆盖范围内的UE相关的信息，如，用于到其覆盖范围内的UE的数据波束的资源分配(如，资源块、功率控制等)。
也可以应用以上的组合。例如，控制信息可以被分为两类，如，一类是小区中所有UE共有的共同信息，另一类可以是每个B波束覆盖范围内的一组UE相关的信息。可以通过全部B波束发送小区中整组UE的共同信息，同时仅与B波束覆盖范围内的UE有关的信息可以通过上述的B波束发送。
在扇区或小区中，具有一个或多个RF链的一个或多个阵列可以生成不同形状波束用于不同目的。一个RF链可以用于一个或多个天线子阵列。一个天线子阵列可以形成一个或多个波束，并且可以应用数字波束成形和模拟波束成形二者。
B波束还可以包括其他B波束覆盖范围内的b波束的信息。例如，如果基站确定将使用数据波束b21来数据通信，则数据控制波束B1可以包括关于数据波束b21的信息。UE接收波束B1，并且解码B1并且发现b21被调度用来数据通信。
一个RF链可以用于一个或多个天线子阵列。一个天线子阵列可以形成一个或多个波束。数字波束成形可以在基带MIMO处理上进行。可以通过调整移相器、功率放大器(PA)、和低噪声放大器(LNA)来完成模拟波束成形可。
可以通过模拟波束成形、或模拟和数字波束二者来形成宽波束BB和B。可以通过模拟和数字波束二者形成窄波束。
基站(BS)可以通过DL波束或波束样式发送共同参考信号或小区专用参考信号(CRS)。
CRS可以被UE使用来测量每个不同的DL波束或波束样式的信号强度(如，参考信号接收功率、参考信号接收质量、信号干扰比、信号干扰噪声比、信噪比等)。CRS可以在用于DL控制的波束上承载，如物理下行链路控制信道(PDCCH)。CRS也可以在不同于DL控制信道的资源中承载。
CRS还可以用于信道估计，以解码关于具有CRS的波束的信息。例如，PBCH(物理广播信道)和CRS可以在系统的波束或波束样式上(CRS可以与PBCH同时或不同时发送)，而可以借助通过CRS估计信道来解码PBCH。例如，可以借助通过第一波束或波束样式上的CRS估计信道来解码第一波束或波束样式上的PBCH。
基站发送DL同步(sync)信道。可以在一个或多个DL波束上操控sync信道。每个DL波束可以承载其波束标识符。sync信道可以承载DL前同步码、或小区标识符。DL波束可以被操控一圈，然后重复另一圈，直到完成特定圈数，用于支持具有多个RX波束的UE。作为替代，DL波束可以重复其首先在一个波束上传送的信息，然后操控到第二个波束并且重复该信息，然后移动到另一个波束，直到用于DL sync的全部波束已经被发送为止。用户设备(UE)可以在需要时监测和解码DL sync信道，如当UE进行初始网络进入或再次网络进入、或监测相邻小区、在空闲模式中睡眠后回到系统、从链路失败中回来。一旦UE解码DL sync，UE可以知道DL波束标识符、DL定时、用于帧和子帧、BS的小区标识符。直到现在为止，UE可以指定何时和何地获得小区专用参考信号(CRS)。DL参考信号可以使用序列，如小区ID、或小区ID和DL波束标识符一起。UE可以用CRS测量或估计信道。
物理副广播信道(PSBCH)可以用于指示PDCCH资源位置。PSBCH可以指示当前子帧中是否已调度或存在用于每个波束的PDCCH，而且如果存在，则资源分配在哪里，或用于波束的PDCCH的区带。
当UE解码PSBCH时，它可以发现当前子帧中是否是否存在每个波束的PDCCH。并不是所有PDCCH可以存在于相同子帧中。如果当前子帧中未调度例如用于到特定UE的单播数据的PDCCH，则PSBCH将指示当前子帧中不存在用于该波束的PDCCH，因而如果UE具有与所述波束上的所述PDCCH的当前相关，则UE并不需要继续解码PDCCH。否则，如果UE发现其当前相关的PDCCH已经在当前子帧中调度，则UE进一步到PDCCH以将其解码，并查明其数据是否已被调度。
注意到，UE可以与一个或多个波束上的一个或多个PDCCH相关。当UE与PDCCH波束相关时，这意味着PDCCH可以承载UE的数据资源分配等，或者如果UE被调度，则PDCCH可以承载UE的单播数据的信息。
PSBCH可以有共同区域，其指向PDCCH的一个或多个区带。PSBCH还可以有用于每个PDCCH区带的单独区域。PSBCH可以有预定义资源，例如作为预定义物理信道。UE可以提前知道它。如果有多个用于PSBCH的区域，则可以为资源预定义每个区域，并且UE可以提前知道资源分配，因此UE不需要去往与PDCCH不相关的区域。替换地，UE可以用盲解码找出每个波束的区域。
PSBCH可以向UE提供信息，关于特定片区上的PDCCH是否在子帧中，以及从哪里找到PDCCH。例如，可以使用位图，位图尺寸是PDCCH波束的数目，其中每个位可以说明该子帧中是否承载波束。对于广播信息，可以使用所有波束，因此位图可以全部为1。对于组播或单播，可以使用一些波束，因此位图可以有些为1有些为0。
可以有许多其他设计达到相似目的。当有多个RF链或数字链时，波束可以有频分多路复用(FDM)，以使得例如，一个波束可以在一个频率区域，另一个波束可以在另一个频率区域中。注意到，术语“帧”、“子帧”、超帧、或时隙可以被互换使用以指示一段短时间。
图10A到10D示出根据本公开的实施例的用于DL信道的帧结构1000、1010、1020、1030。图10A到10D示出的用于DL信道的帧结构的实施例仅用来图示。可以使用毫米波系统的其他实施例而不脱离本公开的范围。
图10A图示用于DL的实例帧结构1000。对于时分双工(TDD)系统，UL部分可发生在相同区间中(例如，相同的DL子帧或DL帧)。
图10B图示指示PDCCH的不同区带的PSBCH信道1010，图10C图示指示不同的PDCCH区带的单独的PSBCH区域1020。如果特定波束上未指示PDCCH，则PSBCH可以指示(如，如果PSBCH指示B4上的PDCCH未被调度，则图中可以不显示B4上的PDCCH)。
图10D图示sync信道波束1030。图10D所示实例中，sync波束被操控一圈，每一波束中，可以重复信息(如，波束标识符，小区ID)多次来支持具有多个RX波束的UE。还可以有另一种配置，其中sync波束被操控多圈，在每一圈内，信息可以被发送一次。
在特定实施例中，对于利用多个天线或利用天线阵列的典型的上行链路通信，用户设备(UE)发送发送(TX)波束到基站(BS)，BS用接收(RX)波束接收来自UE的信号。为了实现通信，UE的TX功率加上UE的TX天 线增益减去路径损耗加上BSRX天线增益应该不低于某些阈值(如，基于需求)，UL_Threshold，所有功率或增益或损耗的单位为对数，如，dB或dBm等，如下公式所示：
UE TX功率+UE TX天线增益(UE TX波束宽度的函数)–路径损耗+BS RX天线增益(BS RX波束宽度)>＝UL_Threshold(需求)(1)
基于需求的阈值UL_Threshold例如可以是使得BS可以听到UE、或者BS可以检测并且解码来自UE的信号的最低需要值。UL_Threshold还可以考虑噪音。至于天线增益，如果使用天线阵列来形成波束，则它也可以被称为天线阵列增益。天线(阵列)增益可以考虑天线形状因数以及来自于天线元件的增益。一般来讲，当天线(阵列)增益越大时，形成的波束的波束宽度应该越窄。当天线(阵列)增益越小时，形成的波束的波束宽度应该越宽。天线(阵列)增益可以为波束宽度的函数，或用标准化术语：半功率点波束宽度(HPBW)。从另一角度来看，UE TX波束的波束宽度也可以为UE TX天线增益或天线阵列的函数。这两个函数可以是彼此的反函数。
图11示出毫米波移动宽带(MMB)系统中上行链路通信1100的实例。图11所示实例中，UE发送发送(TX)波束1115到基站(BS)，BS用接收(RX)波束1120接收来自UE的信号。为了实现通信，UE的TX功率加上UE的TX天线增益减去路径损耗加上BS RX天线增益应该不低于某些阈值(如，基于需求)，所有功率或增益或损耗的单位为dB或dBm等。天线(阵列)增益可以为波束宽度的函数，或用标准化术语：半功率点波束宽度(HPBW)。一般来讲，当天线(阵列)增益越大时，形成的波束的波束宽度应该越窄。当天线(阵列)增益越小时，形成的波束的波束宽度应该越宽。
在特定实施例中，对于上行链路，UE TX波束有效全向辐射功率(EIRP)可以克服路径损耗，并且到达BS RS波束。为了实现通信，UE的EIRP减去路径损耗加上BS RX天线增益应该不低于某些阈值(如，基于需求)，所有功率或增益或损耗的单位为对数，如，dB或dBm等，如下公式所示：
UE TX EIRP–路径损耗+BS RX天线增益(BS RX波束宽度的函数)>＝UL_Threshold(需求)(2)
EIRP可以为UE Tx功率以及UE TX天线增益或天线阵列增益的乘积，通过公式3表示。功率乘积是以对数为单位的功率(在dB或dBm等)的和。
UE TX EIRP＝UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽 度的函数)(3)
UE TX天线增益或天线阵列增益可以为UE TX波束的波束宽度的函数。从另一角度来看，UE TX波束的波束宽度也可以为UE TX天线增益或天线阵列的函数。这两个函数可以是彼此的反函数。
在具体实施例中，对于上行链路，UE TX EIRP扣除路径损耗得到的UE TX波束净辐射功率(NRP)可以足够大以到达BS RX波束。为了实现通信，UE的NRP加上BS RX天线增益应该不低于某些阈值(如，基于需求)，所有功率或增益或损耗的单位是对数，如，dB或dBm等，如下公式所示：
UE TX波束NRP+BS RX天线增益(BS RX波束宽度的函数)>＝UL_Threshold(需求)(4)
其中UE TX NRP＝UE TX EIRP–路径损耗，UE TX EIRP＝UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(BS TX波束宽度的函数)。
UE TX天线增益或天线阵列增益可以为UE TX波束的波束宽度的函数。从另一角度来看，UE TX波束的波束宽度也可以为UE TX天线增益或天线阵列的函数。这两个函数可以是彼此的反函数。
在具体实施例中，对于上行链路，UE TX EIRP扣除得到的UE TX波束净辐射功率(NRP)可以足够大以到达BS RX波束。为了实现通信发生，UE的NRP应该不低于某些阈值，TX_NRP_Threshold，其是上行链路总链路预算的阈值UL_Threshold(如，基于需求)减去BS RX天线增益，所有功率或增益或损耗的单位是对数，如，dB或dBm等，如下公式所示：
UE TX NRP>＝TX_NRP_Threshold＝UL_Threshold(需求)–BS RX天线增益(BS RX波束宽度的函数)(5)
其中UE TX NRP＝UE TX EIRP–路径损耗，UE TX EIRP＝UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(BS TX波束宽度的函数)。
UE TX天线增益或天线阵列增益可以为UE TX波束的波束宽度的函数。从另一角度来看，UE TX波束的波束宽度也可以为UE TX天线增益或天线阵列的函数。这两个函数可以是彼此的反函数。
在具体实施例中，BS可以发送用于UE TX波束净辐射功率的所需阈值TX_NRP_Threshold到UE。该信息可以通过广播、单播、组播等发送。
UE可以测量从UE到BS的路径损耗。在UE接收TX_NRP_Threshold阈值的配置后，UE应当调整其TX功率、其TX天线增益或天线阵列增益(或UE TX波束宽度)，如下公式所示：
UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)–路径损耗>＝TX_NRP_Threshold(6)
例如，对于初始RACH，其可以有TX功率和TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)，以使得可以实现TX_NRP_Threshold，如下公式所示：
UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)–路径损耗＝TX_NRP_Threshold(7)
或通过调整TX功率和/或TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)满足公式6的TX_NRP最低可达值。
作为另一实例，如果初始RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX功率和或UE TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)以使得可以超过TX_NRP_Threshold。
BS还可以发送调整TX_NRP的步长到UE。然后UE可以用该调整步长来调整。例如，如果先前RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX功率和或UE TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)以使得将TX_NRP增加ΔTX_NRP。以下表1A和1B示出UE所用来确定Tx-净辐射功率(NRP)(＝EIRP–路径损耗)的示例表格。
表1A
初始TX净辐射功率
TX_NRP_Threshold
表1B
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同UE TX净辐射功率(UE TX NRP)用于不同呼叫或服务优先级。例如，对应更高优先级的呼叫或服务，可以在初始RACH中将UE TXNRP设置为更高，以使得到达BS机会可以更高或更可靠。
BS可以向UE发送具有不同优先级的不同呼叫或服务的NRP的配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫的优先级应用该配置。以下表2示出具有不同优先级的呼叫的UE TX净辐射功率的示例。
表2
呼叫优先级 初始Tx净辐射功率
优先级1 NRP<sub>0</sub>
优先级2 NRP<sub>1</sub>
优先级3 NRP<sub>2</sub>
： :
优先级P NRP<sub>P</sub>
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX净辐射功率(NRP)步长ΔTX_NRP用于不同的呼叫或服务优先级。例如，对于更高优先级的呼叫或服务，可以将UE的ΔTX_NRP设置为更高，以使得到达BS的机会更高。BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的ΔTX_NRP的配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫的优先级应用该配置。
在具体实施例中，BS可以向UE发送UE TX EIRP所需的阈值EIRP_Threshold。EIRP_Threshold可以为来自UE和BS之间的路径损耗的映射。不同的路径损耗或路径损耗区域可以有不同的EIRP_Threshold。例如可以通过广播、单播、组播等发送该信息。
UE可以测量从UE到BS的路径损耗。在UE接收关于路径损耗的EIRP_Thresh配置后，UE应该调整其TX功率、其TX天线增益或天线阵列增益(或UE TX波束宽度)，如下公式所示：
UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)>＝EIRP_Threshold(8)
其中EIRP_Threshold对应于所测量的路径损耗。
例如，对初始RACH，其可以有TX功率和TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)，因此可以实现EIRP_Threshold(根据路径损耗)如下公式所示：
UE TX功率+UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)＝EIRP_Threshold(9)
或通过调整TX功率和/或TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)满足公式8的EIRP的最低可达值。
例如，如果初始RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX功率和或UE TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)以使得可以超过EIRP_Threshold。BS还可以发送EIRP的调整的步长大小到UE。然后UE可以用该调整的步长尺寸来执行调整。
例如，如果先前RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX功率和或UE TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)以使得将EIRP增加ΔEIRP。以下表3A和3B示出UE所用来决定EIRP阈值的示例表格。
表3A
路径损耗 所需的EIRP，或EIRP_Threshold
PL≤PL<sub>0</sub> EIRP<sub>0</sub>
PL<sub>0</sub>&lt;PL≤PL<sub>1</sub> EIRP<sub>1</sub>
PL<sub>1</sub>&lt;PL≤PL<sub>2</sub> EIRP<sub>2</sub>
: ：
PL<sub>N-1</sub>≤PL EIRP<sub>N</sub>
表3B
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX EIRP用于不同呼叫或服务优先级对。例如，对于更高优先级的呼叫或服务，在初始RACH中可以将UE TX EIRP设置为更高，以使得到达BS机会可以更高或更可靠。
BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的EIRP的配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫的优先级应用该配置。表4示出用于不同优先级的呼叫的UETX EIRP的示例表格。
表4
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX EIRP步长ΔEIRP用于不同呼叫或服务优先级。例如，对于更高优先级的呼叫或服务，可以将UE的ΔEIRP设置为更高，以使得到达BS机会可以更高。BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的ΔEIRP配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫的优先级应用该配置。
在具体实施例中，对于特定路径损耗，给定NRP阈值，以及TX功率(P_TX)提升策略或TX功率调整策略，UE可以通过以下公式确定TX天线增益(AG)：
AG＝NRP_Threshold(dB或dBm)–P_TX(dB或dBm)+路径损耗(dB或dBm)(10)
对于特定路径损耗，给定NRP阈值，以及TX天线增益(AG)调整策略，UE可以通过以下公式确定TX功率：
P_TX＝NRP_Threshold(dB或dBm)–AG(dB或dBm)+路径损耗(dB或dBm)(11)
如果NRP_Threshold相同，那么P_TX的调整与天线增益的调整是相反的，即，ΔP_TX＝–AG(dB或dBm)，P_TX增加的量是天线增益降低的量，或P_TX降低的量是天线增益增加的量。
注意到，UE TX天线增益(AG)可以是UE TX波束宽度的函数。对于确定的AG，UE可以提出波束样式(如，通过调整波束形状因数、移相器等)，以使得具有特定波束宽度的波束可以达到所需的TX天线增益。
在具体实施例中，对于特定路径损耗，给定EIRP_阈值，以及TX功率(P_TX)提升策略或TX功率调整策略，UE可以确定TX天线增益(AG)，其为AG＝EIRP_Threshold(dB或dBm)–P_TX(dB或dBm)。
对于特定路径损耗，给定EIRP_阈值，以及TX天线增益(AG)调整策略，UE可以确定TX功率，其为P_TX＝EIRP_Threshold(dB或dBm)–AG(dB或dBm)。
如果EIRP_Threshold相同，那么P_TX的调整与天线增益的调整是相反的，即，ΔP_TX＝–AG(dB或dBm)，P_TX增加的量是天线增益降低的量，或P_TX降低的量是天线增益增加的量。
注意到，UE TX天线增益(AG)可以是U TX波束宽度的函数。对确 定的AG，UE可以提出波束样式(如，通过调整波束形状因数、移相器等)，以使得具特定波束宽度的波束可以达到所需的TX天线增益。
在具体实施例中，BS可以向UE发送UE TX天线(阵列)增益所需的阈值AG_Threshold。AG_Threshold可以是来自UE和BS之间的路径损耗的映射。不同的路径损耗或不同路径损耗区域可以有不同的AG_Threshold。例如可以通过广播、单播、组播等发送该信息。
UE可以测量从UE到BS的路径损耗。在UE接收关于路径是的AG_Threshold的配置后，UE应该调整其TX波束宽度，以使得TX波束宽度可以给出发送天线增益(TX AG)，如下公式所示：
TX AG(UE TX波束宽度的函数)>＝AG_Threshold(12)
例如，对于初始RACH，其可以有TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)，以使得达到AG_Threshold(根据路径损耗)，UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)＝AG_Threshold，或通过调整TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)满足公式12的AG的最低可达值。
例如，如果初始RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)以使得可以超过AG_Threshold。BS还可以向UE发送调整AG的步长大小。然后UE可以用该调整步长大小来作出调整。
例如，如果先前RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)以使得将AG增加ΔAG。以下表5A和5B示出UE所用来确定Tx天线增益(AG)的示例表格。
表5A
路径损耗 所需的AG，或AG_阈值
PL≤PL<sub>0</sub> AG<sub>0</sub>
PL<sub>0</sub>&lt;PL≤PL<sub>1</sub> AG<sub>1</sub>
PL<sub>1</sub>&lt;PL≤PL<sub>2</sub> AG<sub>2</sub>
: ：
PL<sub>N-1</sub>≤PL AG<sub>N</sub>
表5B
在具体实施例中，作为替代，重发可以用于增加或降低到一级别或特定级别，而不是绝对值，其中AG的级别可与波束宽度、或波束数目相关，如下图所示：
表5C
在具体实施例中，天线增益、或天线阵列增益的级别可以对应于波束数目、或波束宽度、或波束数目和波束宽度配置，例如如下表所示：
表6
注意到，对于相同数目的波束，对于不同的波束宽度配置，天线增益可以不同。AG级别可以被预定义或配置。
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX天线(阵列)增益AG用于不同呼叫或服务优先级。例如，对更高优先级的呼叫或服务，可以在初始RACH中将UE TX AG设置为更高，以使得到达基站机会更高或更可靠。BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的TX AG配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫优先级应用该配置。
UE可以测量从UE到BS的路径损耗。在UE接收关于路径损耗的AG_Threshold的配置后，UE应该调整其TX波束宽度，以使得TX波束宽度可以给出TX AG，因此满足公式12。
例如，对于初始RACH，其可以有TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)，以使得可以达到AG_Threshold(根据路径损耗)，UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)＝AG_Threshold，或通过调整TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)满足公式12的AG的最低可达值。以下表7示出用于不同呼叫优先级的UE TX天线增益(AG)的示例表格。
表7
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX天线(阵列)增益(AG)步长ΔAG用于不同的呼叫或服务优先级。例如，对于更高优先级的呼叫或服务，可以将UE的ΔAG设置为更，以使得到达BS机会可以更高。BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的ΔAG的配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫优先级应用该配置。
在具体实施例中，BS可以向UE发送UE TX波束宽度(BW)(如，半功率点波束宽度(HPBW))所需的阈值。BW_Threshold可以是来自UE和BS之间的路径损耗的映射。不同的路径损耗或路径损耗区域可以有不同的BW_Threshold。例如可以通过广播、单播、组播等发送该信息。
UE可以测量从UE到BS的路径损耗。在UE接收关于路径损耗的BW_Threshold的配置后，UE应该调整其TX波束宽度，以使得TX波束宽度可以给出TX天线增益(AG)，因此满足公式1、6、8或12。
例如，对于初始RACH，其可以有UE TX波束宽度，以使得达到AG_Threshold(根据路径损耗)，UE TX天线(阵列)增益(用户设备发送波束宽度函数)＝AG_Threshold，或通过调整TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)满足公式12的AG的最低可达值。
作为另一个实例，对于初始RACH，其可以有UE TX波束宽度，其与BW_Threshold或满足以下公式的最大波束宽度相等：
BW<＝BW_Threshold(13)
例如，如果初始RACH信号失败，为了重发RACH信号，可以调整UE TX波束宽度以使得可以超过AG_Threshold。
作为另一实例，为了重发RACH信号，UE TX波束宽度可以满足公式13。
BS还可以向UE发送调整BW的步长大小。然后UE可以用该调整步长大小来作出调整。
例如，如果先前RACH信号发送失败，为了重发RACH信号，可以将UE TX波束宽度调整ΔBW到更低级别。表8A示出UE所用来确定Tx波束宽度(BW)的示例表格。
表8A
路径损耗 所需的BW，或BW_Threshold
PL≤PL<sub>0</sub> BW<sub>0</sub>
PL<sub>0</sub>&lt;PL≤PL<sub>1</sub> BW<sub>1</sub>
PL<sub>1</sub>&lt;PL≤PL<sub>2</sub> BW<sub>2</sub>
: ：
PL<sub>N-1</sub>≤PL BW<sub>N</sub>
以下表9A示出用于TX波束宽度(BW)的波束宽度调整的示例表格。
表9A
在具体实施例中，波束宽度调整也可是波束宽度级别调整。例如，可以有波束宽度的特定级别，如45°、90°、180°、360°，分别为级别1、2、3、4，如下表所示：
表9B
在具体实施例中，重发可以用于增加或降低到一级别或特定级别，而不是绝对值，其中波束宽度级别可以涉及方位角和仰角上到波束宽度、或波束数目，如下表所示：
表9C
在具体实施例中，可以列出天线增益、或天线阵列增益的级别为，与波束数目、或波束宽度、或波束数目和波束宽度配置对应，如下表所示：
表10
注意到，对于相同数目的波束，对于不同的波束宽度配置，波束宽度可以不同。波束宽度级别可以被预定义或配置。
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX波束宽度(BW)用于不同的呼叫或服务优先级。例如，对于更高优先级的呼叫或服务，可以在初始RACH中将UE TX波束宽度设置为更小，以使得到达BS的机会可以更高或更可靠。BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的TX波束宽度的配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫优先级应用该配置。
UE可以测量从UE到BS的路径损耗。在UE接收关于路径损耗的BW_Threshold的配置后，UE应该调整其发送波束宽度，以使得TX波束宽度可以满足(4)，或TX波束宽度给出满足公式(12)的天线增益。
例如，对于初始RACH，其可以有TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)，以使得达到AG_Threshold(根据路径损耗)，UE TX天线(阵列)增益(UE TX波束宽度的函数)＝AG_Threshold，或通过调整TX天线(阵列)增益(或UE TX波束宽度)满足公式12的AG的最低可达值。
作为另一个实例，对于初始RACH，其可以有UE TX波束宽度，其与BW_Threshold或满足公式13的最大波束宽度相等。
以下表10示出用于不同优先级的呼叫的UE TX净辐射功率的示例表格。
表10
在具体实施例中，BS可以对初始RACH设置不同的UE TX天线波束宽度步长ΔBW用于不同的呼叫或服务优先级。例如，对于更高优先级的呼叫或服务，可以将UE的ΔBW设置为更，以使得到达BS的机会可以更高。BS可以向UE发送用于不同优先级的不同呼叫或服务的ΔBW配置。UE有了该配置之后，UE可以基于它们的呼叫优先级应用该配置。
在本公开的特定实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始波束宽度可以是UE的移动性和诸如初始Tx功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。UE用于向BS基站RACH信号的波束宽度的阈值(如用于初始RACH、或RACH重发等的阈值)可以是UE的移动性和诸如初始Tx功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。以下表11示出UE用来确定波束宽度的示例表格。
表11
UE速度 初始波束宽度，或BW_Threshold
V≤V<sub>0</sub> BW<sub>0</sub>
V<sub>0</sub>&lt;V≤V<sub>1</sub> BW<sub>1</sub>
V<sub>1</sub>&lt;V≤V<sub>2</sub> BW<sub>2</sub>
: ：
V<sub>N-1</sub>≤V BW<sub>N</sub>
该表例如可以在广播信道中通过BS发送至UE，或该表可以被提前配置或预先给定。
UE的速度可以为测量速度的绝对值，例如值的单位为千米每小时、米每分钟等。UE可以例如通过使用GPS、或通过多普勒估计等测量其速度。
UE的速度可以通过使用其他度量分类，例如零/低移动性、中等移动性、 高等移动性，其中移动性的度量例如可以通过计数特定时间段期间的切换数目或通过使用GPS或使用多普勒估计等。
基站或网络还可以测量UE的速度。对于网络重新进入的RACH，例如，基站或网络可以知道UE的速度，并且告知UE使用何种波束宽度、或使用何种TX天线增益，如，从服务基站。
在本公开具体实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始TX天线(阵列)增益可以是UE的移动性和诸如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。
UE用于向BS发送RACH信号的TX天线(阵列)增益阈值(如用于初始RACH、或RACH重发等的阈值)可以是UE的移动性和诸如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。以下表12示出UE用来确定TX天线(阵列)增益(AG)阈值的示例表格。
表12
UE速度 天线增益(AG)
V≤V<sub>0</sub> AG<sub>0</sub>
V<sub>0</sub>&lt;V≤V<sub>1</sub> AG<sub>1</sub>
V<sub>1</sub>&lt;V≤V<sub>2</sub> AG<sub>2</sub>
: ：
V<sub>N-1</sub>≤V AG<sub>N</sub>
该表可通过BS发送至UE，如在广播信道中。或该表可被提前配置或提前存储。
在本公开具体实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始TX波束宽度可以是UE的移动性和诸如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。对于同样的移动性，依赖于呼叫优先级，不同优先级的用户设备可以使用不同波束宽度。例如，更高优先级的呼叫可以使用更宽的波束宽度，或者可以将波束宽度的阈值设置得更多。
UE用于向BS发送RACH信号的TX波束宽度阈值(如用于初始RACH、或RACH重发等的阈值)可以是UE的移动性和如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗、UE的呼叫优先级、UE的优先级等其他因素的函数。以下表13示出不同优先级的呼叫的UE TX净辐射功率的示例表格。
表13
该表可通过BS发送至UE，如在广播信道。或该表可被提前配置或预先给定。
在本公开具体实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始TX天线增益可以是UE的移动性和诸如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。对于同样的移动性，依赖于呼叫优先级，不同优先级的用户设备可以使用不同的天线增益。例如，更高的优先级呼叫可以使用更小的天线增益，或可以将天线增益的阈值设置得更小，只要链路预算允许(如，满足公式1、6、8、12或13)。
UE用于向BS发送RACH信号的TX天线增益阈值(如初始RACH、或RACH重发等的阈值)可以是UE的移动性和诸如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗、UE呼叫优先级、UE优先级等其他因素的函数。以下表14示出不同优先级呼叫的用户发送天线增益(AG)的示例表格。
表14
该表可通过BS发送至UE，如在广播信道。或该表可被提前配置或提前存储。
在本公开具体实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始波束宽度可以是UE的移动性和输入初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。UE用于向BS发送RACH信号的TX波束宽度阈值(如初始RACH、或RACH重发等的阈值)可以是UE的移动性和输入初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。以下表15示出UE使用来确定波束宽度的示例表格。
表15
该表可通过BS发送至UE，如在广播信道。或该表可被提前配置或预先给定。
在本公开具体实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始TX天线(阵列)增益可以是UE的移动性和输入初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。UE用于向BS发送RACH信号的TX天线(阵列)增益阈值(如初始RACH、或RACH重发等的阈值)可以是UE的移动性和诸如初始TX功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。以下表16示出UE使用来确定波束宽度的示例表格。
表16
该表可通过BS发送至UE，如在广播信道。或该表可被提前配置或提前存储。
在本公开具体实施例中，呼叫优先级可被用来作为用于确定初始波束宽度和初始功率的附加因素。例如，在前面表中，对于特定路径损耗，以及特定移动性，UE TX天线增益或UE TX波束宽度可以因呼叫优先级不同，或UE接入优先级不同、或UE接入级别不同而不同。
作为另一实例，对于特定路径损耗，以及特定移动性，具有更高优先级的UE可以具有更宽的波束，或更小的TX天线增益，因此，UE的TX功率需要更多，只要它们在覆盖可行性区域内。具有更低优先级的用户设备可以具有更窄的波束，或更高的TX天线增益，因此，UETX功率需要更少，只要它们在覆盖可行性区域内。
在本公开具体实施例中，可以有UE的TX功率和UE的TX波束增益(或UE的TX波束宽度)的可行性区域或可行区域。可行性区域意味着可行性区域内的UE的TX功率以及UE的TX波束增益(或UE的TX波束宽度)的任意一点可以满足覆盖需要，例如在公式1、6、8、12或13。
可行区域或可行性区域可以基于路径损耗、UE的移动性、基站的RX波束增益、RACH中所需的覆盖阈值、或RACH中的服务质量等。
图12A和12B示出根据本公开的实施例的不同参数的可行区域1200、1210的实例。图12A和12B中示出的可行区域的实施例仅用来图示。可以使用可行区域的其他实施例而不脱离本公开的范围。
在本公开的特定实施例中，可以基于例如移动性、呼叫优先级、和可行性区域首先选择UE的TX波束增益或波束宽度。一旦选择了TX波束增益，或TX波束宽度，就可以确定TX功率，如，TX功率可以是使得满足公式1、6、8或12的最低TX功率。
以上可以应用于初始RACH和RACH重发。对于重发，如果初始发送功率是使得满足公式1、6、8或12的最低发送功率，则可以提升TX功率。如果TX功率提升以后，重发仍未成功，则它可以减少波束宽度，但依然在可行区域内。
在本公开具体实施例中，UE可以测量路径损耗。然后UE查明EIRP_Threshold。如果移动性在天线增益、或波束宽度上有额外需求，那么用UE可以使用其形成可行性区域。如果可行性区域非空，那么UE可以选择可行性区域内的天线增益或波束宽度。如果可行性区域是空的，则UE应当使用最大Tx功率、以及最小天线增益或最大波束宽度以使得EIRP可以接近EIRP_Threshold。
图13示出根据本公开的实施例的可行区域调节1300。图13中示出的可行区域调节的实施例仅用来图示。可以使用可行区域调节的其他实施例而不脱离本公开的范围。
如果可行性区域是空的，则作为替代，可以放宽针对UE的移动性的关于天线增益或波束宽度的要求或限制。
例如，在图13中，对于具有路径损耗2的UE，可行性区域位于内部并且以A-B-M-A为边界。如果此外，有针对移动性的关于天线增益或波束宽度的具体需求，如图中那些代表低、中、高移动性的线，则对于具有路径损耗2以及高移动性的UE，可行性区域变空，因为对于高移动性UE，波束宽度或天线增益应该在线J-F右侧。为此，UE可以使用点M或接近于M的点，其具有最大发送功率、以及可达的最宽波束宽度、或最小天线增益，来达到由于路径损耗2的EIRP阈值。UE可以使用区域A-B-M-A中任意一点用于重发。
作为另一实例，在图13A和13B中，对于具有路径损耗1、以及中或高移动性的UE，可以从点N或点N附近开始。
在本公开具体实施例中，可以有不同的样式或轨迹用于RACH的初始和重发。对于具有不同移动性的UE、不同呼叫优先级的不同呼叫、或不同接 入级别的不同UE，可以使用不同样式。
图14示出根据本公开的实施例的UE TX功率调节和波束适应的实例迹线1400。图14中示出的实例迹线的实施例仅用来图示。可以使用实例迹线的其他实施例而不脱离本公开的范围。
根据迹线1，UE保持最小所需波束宽度(即，例如通过移动性和波束搜索空间确定波束宽度_阈值)并且增加Tx功率，直到RACH信号被成功发送为止。
根据迹线6，由于所需的严格的延时(如，由于更小的波束数目而比迹线1更低的延时)，UE有比迹线1更宽的波束宽度，但有更大的Tx功率用于达到EIRP_Threshold，导致更多干扰。例如由于降低的速度，迹线6可以减少其波束宽度。
根据迹线3，以与迹线6类似的方式，由于例如增加的速度，UE可以增加波束宽度。
根据迹线2，UE从最大功率和最大波束宽度开始，然后在成功之后降低Tx功率。迹线2有非常积极(aggressive)的开始，对高优先级呼叫例如紧急呼叫有好处。
根据迹线4，UE从最大功率和最大波束宽度开始，在RACH信号发送成功之后，降低功率和波束宽度二者。迹线4有非常积极的开始，对高优先级呼叫例如紧急呼叫有好处。
根据迹线7，UE从最小功率和最大波束宽度开始，然后如果RACH信号发送不成功则降低波束宽度。
根据迹线5，UE从最大功率和波束宽度阈值开始，然后降低Tx功率，或者增加波束宽度或功率和波束宽度二者。
在具体实施例中，迹线还可以有Z字形样式。
如果UE Tx功率有离散的多个值，并且UE TX波束或TX天线增益有离散的多个值，则这些轨迹可以有离散版本。
例如，如果波束宽度仅可以为离散值45°、90°、180°、360°，那么轨迹将只有这四个值作为可用点。
在本公开具体实施例中，具有高移动性的UE并不选择具有低Tx功率的BS、或具有较小的覆盖的BS。UE可以选择可以给UE非空可行区域用来随机接入的BS。
在本公开具体实施例中，UE用于向BS发送RACH信号的初始波束宽度可以是UE的移动性和例如初始Tx功率、BS RX波束增益、路径损耗等其他因素的函数。BS向UE发送其将用来接收UE的RACH信号的其RX波束辐射功率或BS RX天线增益。
UE可以例如通过测量Sync或BCH、片区等确定来自DL的路径损耗。
UE接着基于路径损耗、BS TX天线增益、以及诸如RACH检测概率、所需的SINR、或所需的SNR、或所需的功率的关于RACH的需求来确定初始波束宽度和TX功率。
例如，UE TX功率、UE TX天线增益应该被选择为使得满足公式1、6、8或12。
如果UE Tx功率有离散的多个值，并且UE TX波束宽度也有离散的多个值，则可以有多种组合满足以上公式，这些组合可以被称为可行组合。
作为实例，在所有的可行组合当中，UE可以考虑其移动性，选择适当的波束宽度。然后，可以基于可行性、以及如何积极或呼叫优先级如何来选择UE的TX功率。在可行性区域内，UE可以选择波束宽度、以及初始功率，只要它能到达基站。
UE可以选择最积极的一个，如，最大功率和最宽的波束宽度以增加机会。这对高优先级呼叫有好处。对于重发，它可以降低功率，或减小波束宽度。
替换地，UE可以在可行性区域中选择最不积极一个，如，最窄的波束宽度、最小功率。这对于较低优先级呼叫是可以的。对于重发，UE可以增加功率，或加宽波束宽度。
在本公开具体实施例中，所有以上实施例可被推广到以UE的波束数目替代波束宽度、或天线增益。
例如，可以有UE可支持的波束数目的集合，如，集合：{1、2、4、6、8}，这意味着UE可有1、2、4、6、8个波束。对每个波束数目，可以有对应的波束宽度、或天线(阵列)增益，如下表所示：
表17
在具体实施例中，BS广播用于UE的物理随机接入信道(PRACH)资源(如，定时、频率、或波束)包含关于以下的信息(但不限于)：BS将在其上收听的RX波束、何时(如，通过帧、子帧、时隙或码元识别)；在何频率(如，带、子带、或副载波)；以及其他信息如PRACH信道配置、命令UE可以使用发送功率的前同步码(或前同步码范围)、以及UE TX天线增益或UE TX波束宽度。
在具体实施例中，BS发送的RACH配置可以包括(但不限于)是否BS有对RACH过程的TX/RX波束校准、以及UE应当用来反馈首选DL链路波束的方法(可以使用多种方法，每个方法通过特定指示符指示)。
图15是根据本公开的实施例的校准状态指示和反馈模式指示的流程图1500。用于校准状态指示和反馈模式指示的过程1500的实施例仅用来图示。可以使用校准状态指示和反馈模式指示的过程的其他实施例而不脱离本公开的范围。
在实施例中，BS向UE发送1505、1510两个分离消息来校准指示和反馈模式。例如，该消息可以为一个，由于没有理由打破一个信息为两个，特别是如果没有另一方向上的中间信息。然后UE使用1515已指示的校准状态的已指示的反馈模式，并且使用首选DL TX波束或多个波束反馈1520。
下表18示出用于校准状态指示和反馈模式指示的信令的示例。UE应该使用所指示的方法进行反馈。
表18
作为替代，BS指示是否BS有TX和RX波束校准，如，对于其中使用预定义方法的RACH过程，而且用于校准情况和非校准情况的以上方法可以相同或不同。
表19
作为另一替代，BS指示是否BS有TX和RX波束校准，如，对于其中 使用预定义方法的RACH过程，而且用于校准情况和非校准情况的以上方法可以相同或不同进一步特征在于，在初始RACH之后可以从BS向UE发送消息，上述消息包括UE在RACH过程的剩余部分中使用的重新配置反馈方法。
图16示出根据本公开的实施例的校准状态指示和反馈模式指示的过程1600。虽然流程图描绘一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所描绘的步骤而不出现中间步骤。通过例如移动站中的发送器链和接收器链来实现所描绘的示例中描绘的过程。
在实施例中，BS指示1605基站是否有例如用于RACH过程的TX和RX波束校准。BS还可以向UE发送1610包含例如BS类型、BS TX功率、EIRP(有效全向辐射功率)等的系统信息。可以定义从系统信息到UE应当用于随机接入过程中的反馈的方法的映射函数。对于BS的TX和TX波束已校准的情况和未校准的情况，该映射函数可以相同或不同。UE和BS使用相同的映射函数。
一旦接收系统信息，UE可以使用1615该映射函数来得到其应当用于在随机接入过程中的反馈的模式或方法。例如，如果来自BS的系统信息指示BS具有大于阈值、或在特定范围内的TX功率或EIRP，或者BS指示它属于较大尺寸类型的BS，则UE应该用其中应当报告多个首选DL TX波束的方法，因为BS可以有较大尺寸。如果来自BS的系统信息指示BS具有大于阈值、或在特定范围内的TX功率或EIRP，或者BS指示它属于较小尺寸类型的BS，则UE应该用其中应当报告一个首选DL TX波束的方法，因为BS可以有较小尺寸，而且具有低移动性的UE可以选择这样的小区。然后，UE反馈1620首选DL TX波束。
在具体实施例中，BS可以重新配置RACH过程从校准模式到非校准模式或从非校准模式到校准模式，其中在重新配置生效之前向UE通知所述重新配置。
图17示出根据本公开的实施例的隐式反馈过程1700，其中UE隐式地反馈DL波束而不消耗有效载荷。虽然流程图描述了一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所述步骤而不 出现中间步骤。例如通过移动站中的发送器链或接收器链来实现所述示例描述的过程。
在实施例中，在一个首选DL波束的隐式反馈的情况下UE可以使用以下过程。
在步骤(i)中，对于具有校准的TX和RX波束的BS，UE可以通过在用于由与UE的首选DL TX波束相同(即，匹配)的BS RX波束接收的资源(如定时、频率、波束等)处的物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号来隐式地反馈1715其一个首选DL TX波束的第一集合。一旦BS在其UL RX上接收1720来自PRACH的信号，BS应当把上述UL RX波束当作UE首选用于到UE的第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)的DL TX波束。
在步骤(ii)中，BS可以使用UE的首选DL TX波束向UE发送1725第一个随后的DL传输或信号(如，随机接入响应)。第一个随后的DL传输信号可以包括关于接收UE的PRACH信号的UL RX波束将在何时(如，通过哪一帧、子帧、时隙或码元等识别)、唉何种频率(如，哪一波段、子带、副载波等)从UE接收的信息。注意到，在步骤(ii)中，可以有多个UE碰巧使用PRACH上的信号中的相同的前同步码。为了解决该问题，使用以下步骤(iii)-(iv)用于争用解决。
在步骤(iii)中，UE从BS的上述首选DL TX波束接收第一个随后的DL传输或信号(如，随机接入响应)。UE可以发送UL调度的信号以由BS接收在按BS调度的UL RX波束处接收。来自UE的调度的信号可以包括一个或多个其首选DL TX波束的第二集合。
在步骤(iv)中，BS使用接收UE的PRACH信号的UL RX波束接收UE的调度的信号。BS还确定DL TX波束(如，基于负荷等从接收的在UL调度的信号中发送的UE的首选DL TX波束中选择的)用于向UE发送第三个随后的信号(如，在UE成功完成的争用解决后到UE的信号)，在在第二个随后的信号(如，用于争用解决的信号)中包括所选择的DL TX波束ID，并且使用与第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)相同的DL TX波束发送第二个随后的信号(如，用于争用解决的信号)。
在步骤(v)中，UE从与第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)相同的DL TX波束接收第二个随后的DL信号(如，争用解决)。如果UE 通过了争用解决，则UE得到其C-RNTI。UE可以发送接下来的UL信号，例如确认或UL授权请求，用于由BS在与上述第三个随后的信号的DL TX波束相同、或与在第二个随后的DL信号中所指示的所确定的DL TX波束相同的ULRX波束处接收。UE可以在接下来的UL信号中包括一个或多个其首选DL TX波束或好的DL TX波束的第三集合。
在步骤(vi)中，BS在与上述第三个随后的信号系统的DL TX波束相同、或与在第二个随后的DL信号中所指示的确定的DL TX波束相同的UL RX波束处接收。BS向UE发送上述第三个随后的DL信号(如，在UE成功完成争用解决后到UE的信号)。第三个随后的DL信号可以包括第四个随后的DL信号的DL TX波束。可以疏通如以上步骤(iii)-(iv)、或(v)-(vi)的首选DL TX波束指示类似的方法继续通信。
图18A和18B示出根据本公开的实施例的隐式反馈过程的整体操作过程。虽然流程图描述了一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所述步骤而不出现中间步骤。例如通过移动站中的发送器链或接收器链来实现所述示例描述的过程。
在实施例中，通过以下来校准BS TX和RX：UE通过在用于由与UE首选DL TX波束相同的BS RX波束接收的定时处在PRACH上发送信号来隐式地反馈一个首选DL TX波束。
在步骤1801，基站(BS)发送DL同步信道(Sync)。UE可以在初始网络进入、网络重新进入(如，从空闲模式或从链路失败中恢复)、或同时监测相邻小区等期间监测和解码DLsync信道。一旦UE解码DL sync信道(可以在一部分或两部分中发送(主和副sync信号))，UE可以知晓用于帧和子帧等的DL波束标识符、DL定时、、以及BS的小区标识符。例如小区专用参考信号(CRS)的参考信号的资源分配可以被预先定义或预配置，或通过使用UE到目前为止获得的信息得出。此时，UE还可以知道何时以及在何处得到小区专用参考信号(CRS)。
在步骤1802，DL参考信号被发送(实例可以使用序列，如小区ID，或小区ID与波束标识符一起)，使得UE能够测量或估计信道。
在步骤1803中，UE使用UE的接收波束对DL TX波束进行信道估计和测量。信道估计可以用来解码通过波束承载的信息。信道估计和测量可以用 于成对的DL TX波束或波束样式。
在步骤1804中，BS通过PBCH(物理广播信道)发送主信息块(MIB)。可以在与DLsync信道相同的波束样式上发送MIB信道。
在步骤1805中，UE接收DL波束，以解码MIB。由于MIB可以被广播到所有的UE，UE可以使用例如基于到目前为止的测量的最佳DL RX波束来接收好的MIB波束并且解码。
在步骤1806和1807，UE可以基于DL参考信号进行进一步信道估计和测量。
在步骤1808中，UE将监测并且获得系统信息块(SIB)。系统信息可以在PDSCH上。由于UE可能已经知晓一些信道测量信息，UE可以选择使用好的RX波束来接收承载SIB的DL波束，或使用好的DL TX和RX波束对中的好的RX波束来得到DL波束。UE可以首先监测DL控制区域，即，PDCCH。如果有告知PDCCH的配置的其他信道，例如物理信道，(该DL物理信道记作PSBCH(物理副广播信道)，它还可以被记作其他名称，例如PCFICH(物理控制格式指示符信道))，则UE可以首先获得PSBCH，一般在子帧或时隙的起始处。PSBCH可以告知PDCCH位于何处，以及用于该子帧或时隙中的哪一DL波束。可以通过以保留的RNTI(无线网络临时标识)或扰码(如，SI-RNTI，用于系统信息的RNTI)标记的PDCCH来指示SIB的资源分配。
在步骤1809中，RACH(随机接入信道)配置可以被包括作为系统信息块(SIB)的一部分或一个SIB。RACH配置可以包括：UL RX波束资源配置，例如用于UL RX波束的定时、频率分配；PRACH参数(信道配置、前同步码格式)；接入参数(接入概率、接入禁止)；功率参数(初始目标功率、功率提升步长、最大尝试次数)、前同步码参数(根序列索引、循环移位、序列数目)、争用解决计时器等。
在步骤1810中，UE可以接收包括RACH配置的SIB的DL信号。UE例如可以基于到目前为止的测量使用最佳DL RX波束接收信号，或使用好的DL TX和RX波束对的一个或多个好的DL RX波束来接收信号。UE获取PSBCH，得到PDCCH配置，然后监测以SI-RNTI标记的PDCCH，得到PDSCH上的SIB的位置，而且UE解码SIB。
在步骤1811-1812，UE可以基于DL参考信号进行进一步信道估计和测 量。
在步骤1813中，UE可以确定首选的DL TX波束，如，UE确定首选的DL TX波束为DLTX1。
在步骤1814中，UE可以确定有在PRACH上发送信号UL TX波束和定时，用于由可以与UE的首选DL TX波束相同的UL RX波束(如，UL RX1，其与DL TX1相同)接收。UE可以使用在步骤1810中接收的配置，用于BS用于使用UL RX1的定时和资源。
在步骤1815中，UE可以在PRACH上发送信号。该信号可以包括前同步码。UE还可以确定随机接入无线网络临时标识(RA-RNTI)，其可以为UE使用的PRACH资源的函数。UE确定前同步码功率级别，并且在这样的功率级别上发送信号。UE还可以确定UL TX波束宽度或天线(阵列)增益，以使得UL链路预算可以达到用于所需UL服务质量级别的特定级别。
在步骤1816中，BS可以在UL RX波束(如，UL RX1)上接收。BS可以确定用于向UE发送随机接入(RA)响应的DL TX波束，其中DL TX波束与接收UE的信号的UL RX波束相同(如，DL TX1)。
在步骤1817-1818，UE可以基于DL参考信号进行进一步信道估计和测量。
在步骤1819中，BS使用与接收UE的信号的UL RX波束相同的DL波束(例如，使用DLTX1)发送RA响应。BS使用可以为PRACH资源的函数的RA-RNTI来标记用于RA响应的PDCCH。RA响应可以包括以RA-RNTI寻址到一组UE的PDCCH、以及承载MAC随机接入响应、回退指示符或RA前同步码标识符、定时调整、UL授权(跳频指示符、资源块分配、编码和调制、发送功率控制、UL延迟、CQI请求)、临时小区RNTI(C-RNTI)等的PDSCH。
在步骤1820中，UE例如使用基于到目前为止的测量的最佳DL RX来接收来自与UE的首选DL TX(如，DL TX1)相同的DL TX的RA响应。UE将监测以UE在步骤1815中确定的RA-RNTI标记的PDCCH。UE可以将接收的前同步码与在步骤1715中发送的其前同步码相比较。
在步骤1821-1822，UE可以基于DL参考信号进行进一步信道估计和测量。
在步骤1823中，UE确定首选DL TX波束，其可以为一个或多个波束。 例如，UE可以确定例如DL TX2、DL TX3作为其首选DL TX波束。
在步骤1824中，UE可以基于定时提前来调整UL定时。UE可以确定UL TX波束和定时以及资源用于发送调度的信号以便由UL RX波束接收，其可以与前面步骤1816相同、以及步骤1819中的DL TX波束。
在步骤1825中，UE使用UL授权在UL上发送调度的信号，其包括争用解决ID、临时小区RNTI(TC-RNTI)、以及UE的首选DL TX波束(如，DL TX1、DL TX3)等。
在步骤1826中，BS可以使用与前面步骤(如，步骤1819)中的DL TX波束相同的ULRX波束(如，UL RX1)在UL RX波束上接收。BS可以确定从现在开始用于向UE发送第二个随后的信号的DL TX波束(如，基于载荷等从B1、B2、B3中选择)，在第一个随后的信号中包括所选择的DL TX波束ID(如，DL TX3)，并且在前面步骤中的DL TX(如，DL TX1)上发送第一个随后的信号。
在步骤1827-1828，UE可以基于DL参考信号进行进一步信道估计和测量。
在步骤1829中，BS发送用于争用解决的信号，其中该信号可以在前面所用的DL TX波束上，如，在DL TX1上。该信号可以在PDCCH和PDSCH二者上发送。通过由UE在步骤1825中发送的临时小区RNTI(TC-RNTI)来标记PDCCH。该信号可以包括争用解决ID、为随后的DL信号选择的DL TX波束ID(如，DL TX3)、UL RX波束(如，DL RX3)的资源配置(如，定时、频率等)。
在步骤1830中，UE使用例如基于到目前为止的测量的用于接收的最佳DL RX从与UE的首选DL TX(如，DL TX1)相同的DL TX接收争用解决方案。如果争用解决成功，则TC-RNT提升为C-RNTI。
在步骤1831中，UE发送跟随通信的UL信号。UL信号可以为例如确认、登记请求、首选DL TX波束(如，DL TX2、DL TX4)等。
在步骤1832中，BS在与例如在步骤1829在先前的DL信号中所指示的DL TX波束相同的UL RX波束(如，UL RX3)上接收。BS可以确定用于向UE发送第二个随后的(从现在开始)DL信号的DL TX波束(如，DL TX4)。
在步骤1833中，BS在与例如在步骤1829在先前的DL信号中所指示 的DL TX波束相同的DL TX波束，(如，在DL TX3上)发送DL信号。该信号可以通过PDCCH和PDSCH二者发送。可以通过UE的C-RNTI来标记PDCCH。DL信号可以包括例如诸如信道状态指示符参考信号(CSI-RS)、解调参考信号(DMRS)的UE专用RS、选择用于下一DL信号的DL TX波束ID(如，DL TX4)、UL RX的资源配置。
然后UE可以从与例如在步骤1829在先前的DL信号中所指示的DL TX波束相同的DLTX波束(如，在DL TX3上)接收信号。
用于UE指示UL信号中的UE首选DL波束、用于BS在使用UE先前通知的DL波束对UE的第一个随后的DL传输中指示选择用于到UE的第二个随后的DL传输的DL波束以使得UE可以接收第一个随后的DL传输的方法可以被重复用于数据通信。
在UE例如通过测量CSI-RS建立起信道状态信息(CSI)后，例如在较窄的波束上可以继续更高效率的数据通信用于PDSCH，同时诸如PDCCH的数据控制可以在较宽的波束上，如与DL sync相同的波束或波束样式。
可以省略或重复上面一些步骤。例如，可以省略或重复一些信道测量。
图19示出根据本公开的实施例的隐式多UE首选DL波束反馈过程1900，其中UE隐式地反馈其首选DL波束而不消耗有效载荷，并且反馈多个首选DL波束。虽然流程图描述了一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所述步骤而不出现中间步骤。例如通过移动站中的发送器链或接收器链来实现所述示例描述的过程。
在实施例中，以下过程可以用来以隐式方式进行UE的多个首选DL波束的隐式反馈。
在步骤(i)中，当BS将其TX和RX波束校准1905时，如，TX波束或波束样式与RX波束或波束样式相同，MS可以通过在用于由与UE首选DL TX波束接收的资源(如定时、频率、波束等)处在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号来隐式地反馈1920其一个或多个首选DL TX波束的第一集合。如果有多个首选DL TX波束，则用户设备还可以发送随机接入信号多个实例用于由多个BS RX波束接收，其可以在UE的首选DL TX波束的第一集合中。
在步骤(ii)中，一旦BS在其一个或多个UL RX波束上接收1920来自PRACH的信号，BS应当把接收UE的PRACH的信号的UL RX波束当作UE优选用于到UE的第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)的DL TX波束。
如果有多个这样的DL TX波束，则BS可以选择1925UE优选的部分或全部这些多个DL TX波束。BS可以使用作为BS接收UE的PRACH信号的UL RX波束的BS从UE首选DL TX波束中选择的DL TX波束向UE发送1930第一个随后的DL传输或信号(如，随机接入响应)。
替换地，BS也可以选择部分或全部UE优选的这些多个DL TX波束作为UL RX波束用于从UE接收随后的调度的信息或调度的信号。选择的DL TX波束和选择的UL RX波束可以相同或不同。第一个随后的DL传输信号可以包括关于以下的信息：BS从接收UE的PRACH信号的UL RX波束中选择的UL RX波束将在何时(如，通过哪一帧、子帧、时隙、或码元等识别)，在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收。
BS还可以选择一个或多个DL TX波束用于第二个随后的DL传输或信号(如，争用解决)。第一个随后的DL信号可以包括BS选择用于第二个随后的DL信号的DL TX波束或多个波束的信息(如，波束ID)。
在步骤(iii)中，由于UE不知道BS将选择哪一个或多个其首选DL TX波束，UE从BS的所述其手写DL TX波束接收1935第一个随后的DL信号(如，随机接入响应)。例如，UE可以开始一个接一个其首选DL TX波束接收信号，直到得到信号，UE不需要继续从剩余的首选DLTX波束接收信号。
UE可以接着向BS发送DL调度信号，用于BSBS选择的UL RX波束或多个波束处接收。来自UE的调度信号可以包括一个或多个其首选DL TX波束或好的DL TX波束的第二集合。如果UE的首选DL TX波束的第二集合不存在，则意味着UE依旧首选第一集合中的DL TX波束。
在步骤(iv)中，BS使用如在步骤(ii)中所选的其选择的ULRX波束接收UE的调度信号。BS还确定DL TX波束或波束(如，基于载荷等从接收的在UL调度的信号中发送的UE首选DL TX波束中选择)用于向UE发送第三个随后的信号(如，在UE成功的争用解决后到UE的信号)。可以将所选的用于第三个随后的DL信号的DL TX波束的ID包括在第二个随后的信号(如，争用解决信号)中。BS使用在步骤(ii)中选择并通知UE的 其选择的DL TX波束或多个波束发送第二个随后的信号(如，争用解决信号)。
BS也可以选择UE在首选DL TX波束的最近集合中首选的部分或全部这些多个DLTX波束(如，一个或多个其首选DL TX波束的第二集合)作为UL RX波束用于从UE接收随后的调度的信息或调度的信号。选择的DL TX波束和选择的UL RX波束可以相同或不同。第二个随后的DL传输信号可以包括关于BS从ULRX波束中选择的UL RX波束(如，与UE的首选DL TX波束的第二集合中的波束相同)在何时(如，通过帧、子帧、时隙、或码元等识别)、在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收的信息。
在步骤(v)中，从如在步骤(iii)中由接收第一个随后的DL传输的UE指示的DL TX波束或多个波束接收第二个随后的信号(如，争用解决信号)。
如果UE通过争用解决，则UE得到其C-RNTI。UE可以发送接下来的UL信号，例如确认、UL授权请求等，用于BS在BS在步骤(iv)所选的UL RX接收波束或多个波束处接收。UE在接下来的UL信号中包括一个或多个其首选DL TX波束或好的DL TX波束的第三集合。在步骤(vi)中，BS在由BS在步骤(iv)所选的UL RX波束或多个波束处接收。BS向UE发送上述第三个随后的DL信号(如，在UE成功争用解决后到UE的信号)。第三个随后的DL信号可以包括第四个随后的DL信号的DL TX波束、以及用于UE发送随后的UL信号的UL授权或UL调度。
对于与图17相关的实施例，步骤(4)-(6)可以推广至多个DL TX波束的情况下，诸如同一图19相关的实施例中的步骤(iv)-(vi)。
图20示出根据本公开的实施例的显式反馈过程2000，其中UE显式地反馈其首选DL波束，消耗有效载荷，并且反馈一个首选DL波束。虽然流程图描述了一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所述步骤而不出现中间步骤。例如通过移动站中的发送器链或接收器链来实现所述示例描述的过程。
在具体实施例中，以下过程能可以用于UE显示地反馈其首选DL波束，消耗有效载荷，并且反馈一个首选DL波束。
作为与图17相关以上实施例的步骤(i)的替代，当BS将其TX和RX波束校准2005，如，TX波束或波束样式与RX波束或波束样式相同，UE可以通过在一个资源(如定时、频率、波束等)处在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号(包括随机接入的前同步码)来显式地反馈2015其一个首选DL TX波束的第一集合。
对UE的首选DL波束的显式反馈，方法可以为，如，UE的首选DL TX波束标识符(ID)可以为前同步码的一部分(如，前几位，或后几位等)，或可以与前同步码分离，或可以与前同步码连接。
作为与图17相关的以上实施例的步骤(ii)的替代，一旦BS在其UL RX波束上接收2020来自PRACH的信号，BS应当把在PRACH上接收的信号中显式指示的上述UL RX波束当作UE优选用于到UE的第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)的DL TX波束。
BS可以接着使用作为BS接收UE的PRACH信号的UL RX波束的UE首选DL TX波束向UE发送2025第一个随后的DL传输或信号(如，随机接入响应)。第一个随后的DL传输信号可以关于接收UE的PRACH信号的UL RX波束将在何时(如，通过帧、子帧、时隙或码元等识别)、在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收的信息。
图21示出根据本公开的实施例的显式-隐式反馈过程2100，其中用户设备显式地反馈其首选DL波束，消耗有效载荷，并且反馈一个首选DL波束。虽然流程图描述了一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所述步骤而不出现中间步骤。例如通过移动站中的发送器链或接收器链来实现所述示例描述的过程。
在具体实施例中，以下方法可以用于以下情况：UE显式地和隐式地反馈其首选DL波束，消耗有效载荷，并且反馈一个首选的DL波束，伴有错误检测能力。
作为与图17相关的以上实施例的步骤(i)的替代，当BS将其TX和RX波束校准时，如，TX波束或波束样式与RX波束或波束样式相同，UE可以通过在用于由可以与UE的首选DLTX波束的第一集合相同的BS RX波束接收的资源(如定时、频率、波束等)在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号(包括随机接入的前同步码)来显式地反馈2115其首 选DLTX波束的第一集合。
对UE首选DL TX波束的显式反馈，方法可以为，如，UE首选首选DL TX波束的第一集合波束标识符(ID)可以为前同步码的一部分(如，前几位，或后几位等)，或可以与前同步码分离，或可以与前同步码连接。
作为与图17相关的以上实施例的步骤(ii)的替代，一旦BS在其UL RX波束上接收2120来自PRACH的信号，BS应当将来自PRACH的信号中的UE的首选DL TX波束ID与接收PRACH上的UE的信号的BS RX波束的标识符进行比较。
如果它们不同，则BS应该忽略PRACH信号，因为在解码中可能有一些错误。这提供一些错误检测。
如果它们相同，则BS应当将与在来自UE的PRACH上接收的信号(利用接收的前同步码)中指示的UE的首选DL TX波束相同的接收UE的PRACH信号的UL RX波束当作UE首选用于到UE的第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)的DL TX波束。
基站可以接着使用作为BS接收UE的PRACH信号的UL RX波束的UE的首选DL TX波束向UE发送2125第一个随后的DL传输或信号(如，随机接入响应)。第一个随后的DL传输信号可以包括关于接收UE的PRACH信号的UL RX波束将在何时(如，通过帧、子帧、时隙或码元等识别)、在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收的信息。
图22示出根据本公开的实施例的显式多UE首选DL波束反馈过程2200。虽然流程图描述了一系列的顺序步骤，但除非明确地声明，否则不应该从该序列中推理出特定的执行顺序、顺序地而不是同时地或以重叠的方式执行各步骤或部分步骤、或仅执行所述步骤而不出现中间步骤。例如通过移动站中的发送器链或接收器链来实现所述示例描述的过程。
具有一个首选DL TX的以上实施例可以被推广到具有多个UE首选DL TX波束的实施例。UE可对多个UE首选DL TX波束的每一个执行相同的步骤。对应每一个其首选DL TX波束，UE可以在随机接入信号有效载荷中发送2215首选DL TX波束的反馈，并且在随机接入信号有效载荷中发送用于由可以与首选的反馈DL TX波束相同的BS RX波束接收的信号。
BS通过UL RX波束接收2220随机接入信号，而且BS应当将来自PRACH的信号中的UE首选DL TX波束ID与在PRACH上接收UE的信号 的BS RX波束的标识符进行比较。如果它们不同，则BS应该忽略PRACH信号。如果它们相同，并且如果有一个或多个首选DL TX波束被识别(即，通过比较测试)，则BS和UE可以进行多波束方法如在图19相关的实施例中。
在具体实施例中，以下方法可以用于这种情况：UE显式地反馈其首选DL波束(而且它可以隐式地反馈其首选DL波束)，消耗有效载荷，并且反馈一个或多个首选DL波束。
作为用于多波束的与图19相关的以上实施例的步骤(i)的扩展，当BS将其TX和RX波束校准时，如，TX波束或波束样式与RX波束或波束样式相同，UE可以通过在资源(如定时、频率、波束等)处在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号(包括随机接入的前同步码)来显式地反馈其一个或多个首选DL TX波束的第一集合的第一子集。UE还可以通过在用于由与UE首选DL TX波束相同的BS RX波束接收的资源(如时间、频率、波束等)处在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号来隐式地反馈其首选DL TX波束的第一集合的第二子集。
对UE的首选DL TX波束的显式反馈，该方法可以为，如，UE的首选DL TX波束标识符(ID)可以为前同步码的一部分(如，前几位，或后几位等)，或可以与前同步码分离，或可以与前同步码连接。如果有多个首选DL TX波束，则UE还可发送随机接入信号多个实例，用于由可以在用户设备首选DL TX波束的第一集合中多个BS RX波束接收
UE的首选DL TX波束的第一集合可以为UE的首选DL TX波束的第一子集和第二子集的合集。
一种选项是第一子集和第二子集可以相同。在此选项中，如果其是基于每一个DLTX波束，即，对于每一个其首选DL TX波束，UE可以在随机接入信号有效载荷中发送首选DLTX波束的反馈，并且在随机接入信号有效载荷中发送由于由可以与上述反馈DL TX波束相同的BS RX波束接收的信号，可以使用错误检测，例如在前面实施例中的方法。
另一种选项是第一子集和第二子集可以分离或重叠，并且两个子集中的元件应该全部被当作UE首选DL TX波束对待。
还有一种选项是第一子集可以压制第二子集，即，只有第一子集中的元素是UE的首选DL TX波束(如在随机接入信号有效载荷中指示)，而第二 子集中的元素不被当作UE的首选DL TX波束对待。
UE和BS应该有对所述选项相同的理解和相同的公开，即，UE和BS应该使用相同的选项。可以预先配置或预先定义这样的理解。
作为用于多波束的与图18A和18B多波束相关的以上实施例的步骤(ii)的扩展，一旦BS在其一个或多个UL RX波束上接收来自PRACH的信号，BS应当基于预先配置或预先定义的对以上选项的理解来查明UE首选DL TX波束或多个波束。
如果有多个这样的DL TX波束，则BS可以选择UE优选的部分或全部这些多个DL TX波束。BS可以使用作为BS接收UE的PRACH信号的UL RX波束的BS从UE首选DL TX波束中选择DL TX波束向UE发送第一个随后的DL传输或信号(如，随机接入响应)。
BS也可以选择部分或全部这些UE首选的多个DL TX波束作为UL RX波束用于从UE接收随后的调度的信息或调度的信号。选择的DL TX波束和选择的DL RX波束可以相同或不同。第一个随后的DL传输信号可以包括关于信息BS从接收UE的PRACH信号的UL RX波束中选择的UL RX波束将在何时(如，通过帧、子帧、时隙或码元等识别)、在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收的信息。
BS还可以选择一个或多个DL TX波束用于第二个随后的DL传输或信号(如，争用解决)。第一个随后的DL信号可以包括BS选择用于第二个随后的DL信号的DL TX波束或多个波束的信息(如，波束ID)。
在具体实施例中，以下步骤可以用于这种情况：当在BS TX和RX未校准波束或波束样式时，UE反馈其首选DL波束。
在步骤(i)中，当BS具有与RX波束或波束样式不同的TX波束或波束样式时，UE可以通过在资源(如定时、频率、波束等)处在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入信号(包括随机接入的前同步码)来显式地反馈其一个或多个首选DL TX波束的第一集合。
对UE首选DL TX波束的显式反馈，过程可以为，如，UE首选DL TX波束标识符(ID)可以为前同步码的一部分(如，前几位，或后几位等)，或可以与前同步码分离，或可以与前同步码连接。UE可能需要使用全部其TX波束尝试发送随机接入信号。
在步骤(ii)中，一旦BS在其一个或多个UL RX波束上接收来自PRACH 的信号，BS应当将从PRACH接收的信号中承载的反馈当作UE首选用于对UE的第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)的DL TX波束。
如果有多个这样的DL TX波束，则BS可以选择部分或全部这些UE首选的多个DL TX波束。
BS可以使用BS从UE首选DL TX波束中选择的DL TX波束向UE发送第一个随后的DLTX传输或信号(如，随机接入响应)。
BS还可以选择用于从UE接收随后的调度的信息或调度的信号的UL RX波束。第一个随后的DL传输信号可以关于包括关于基站从接收UE的PRACH信号的UL RX波束中选择的UL RX波束将在何时(如，通过帧、子帧、时隙或码元等识别)、在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收的信息。
基站还可以选择一个或多个DL TX波束用于第二个随后的DL传输或信号(如，争用解决)。第一个随后的DL信号可以包括BS选择用于第二个随后的DL信号的DL TX波束或多个波束的信息(如，波束ID)。
在步骤(iii)中，由于UE不知道BS将选择哪一个或多个其首选DL TX波束，UE从BS的上述其首选DL TX波束接收第一个随后的DL TX信号(如，随机接入响应)。例如，UE可以开始一个接一个地从其首选DL TX波束接收信号，直到得到信号，UE不需要继续从剩余的首选DL TX波束接收信号。
UE可以向BS发送UL调度的信号，用于由BS在BS选择的UL RX波束或多个波束处接收。来自UE的调度的信号可以包括一个或多个其首选DL TX波束或好的下行链路发送波束的第二集合。如果UE的首选DL TX波束第二集合不存在，则意味着UE依旧首选第一集合中的DL TX波束。
在步骤(iv)中，BS使用如在步骤(ii)中选择的其选择的UL RX波束或波束来接收UE的调度的信号。BS还确定DL TX波束或多个波束(如，基于载荷等从在UL调度信号中发送的接收的UE的首选DL TX波束中选择)来向UE发送第三个随后的信号(如，在UE成功争用解决后到UE的信号)。所选的用于第三个随后的DL信号的DL TX波束的ID可以被包括在第二个随后的信号(如，争用解决信号)中。BS使用在步骤(ii)中选择并通知UE的其选择的DL TX波束或多个波束来发送第二个随后的信号(如，争用解决信号)。
BS还可以选择UL RX波束用于从UE接收随后的调度的信息或调度的 信号(在诸如争用解决的第二个随后的DL信号之后的上行链路信号)。第二个随后的DL传输信号可以包括关于BS从UL RX波束中选择的UL RX波束将在何时(如，通过帧、子帧、时隙、或码元等识别)在何种频率(如，带、子带、副载波等)从UE接收。
在步骤(v)中，UE从如(xx3)中由接收第一个随后的DL传输(如，随机接入响应)的UE指示的DL TX波束或多个波束接收第二个随后的DL信号(如，争用解决信号)。如果UE通过争用解决，则UE得到其C-RNTI。
UE可以发送接下来的DL信号，例如确认、UL授权请求等，用于BS在如步骤(iv)中确定的UL RX波束或多个波束处接收。
UE可以在接下来的UL信号中包括一个或多个其首选DL TX波束或好的DL TX波束的第三集合。
在步骤(vi)中，BS在步骤(iv)中确定的UL RX波束或多个波束处接收。BS向UE发送上述第三个随后的DL信号(如，在UE成功争用解决后到UE的信号)。第三个随后的DL信号可以包括第四个随后的DL信号的DL TX波束，以及用于UE发送后续UL信号的UL授权或UL调度。
在具体实施例中，当信道互惠不适用DL和UL时，BS还可以在第一个随后的DL信号(如，随机接入响应)中包括其其首选UL TX波束或多个波束。BS还可以在第一个随后的DL信号(如，随机接入响应)中包括UL参考信号配置。BS可以使用来自UE的UL参考信号来测量UL信道状态。UE可以使用BS指示的BS首选UL TX波束或多个波束。UE可以发送如BS配置的UL参考信号。
当信道互惠不适用DL和UL时，BS还可以在第二个随后的信号(如，争用解决信号)中包括其首选UL TX波束或多个波束。BS还可以在第二个随后的DL信号(如，争用解决信号)中包括UL参考信号配置。BS可以使用来自UE的UL参考信号来测量UL信道状态。UE可以使用如BS指示的BS首选UL TX波束或多个波束。UE可以发送如BS配置的UL参考信号。
在具体实施例中，用户设备(UE)可以进行DL波束测量，如，通过参考信号。从广播信息，UE可以得到RACH的配置，包括RACH机会、RACH资源等。
UE可以在物理随机接入信道(PRACH)中与前同步码一起反馈UE首选DL波束，。UE首选DL波束的反馈可以为隐式或显式，如，反馈首选DL波束索引可以被隐式地或显示地嵌入在RACH前同步码编码中。例如，如果有四个DL波束，则可以使用两位索引来指示四个波束中的一个。该两位索引可以被包括在从UE发送的RACH前同步码中。UE可以选择其RACH前同步码，并且在RACH资源、或PRACH的资源、或RACH机会处发送。UE发送其RACH前同步码到PRACH的资源。
在具体实施例中，UE还可以反馈一个或多个其首选DL TX波束。当UE需要反馈多个其首选DL TX波束时，它可以使用例如具有比只反馈一个DL TX波束的前同步码更长的长度的前同步码。
在具体实施例中，当可以假定信道互惠并且BS TX和RX波束被校准时，(如，DL TX波束和UL RX波束相同)，UE可以向与UE首选DL波束对应(相同)的BS RX波束发送RACH前同步码。
BS处用于接收UE的前同步码的ULRX波束可以在不同时间接收。可以在DL广播信道中将这些时提前告知UE。如，如果UE发现BS DL TX波束#2是其首选波束，并且BS UL RX波束#2与BS DL TX波束#2相同，并且将在时间t1接收BS UL RX波束#2，则UE可以在估计的施加发送前同步码以使得BS可以在时间t1接收之。
UE可以在BS使用RX波束#2接收的时刻发送前同步码。例如，BS可以在特定时段启用RX波束#2，以便允许UE在不同TX波束发送信号并被接收。该情况下，RX波束#2的启用时间可以足够长，考虑到时间提前量。替换地，UE可能需要向全部方向发送前同步码。
UE可以反馈一个或多个首选DL波束。UE可以向BS发送前同步码，BS在特定RX波束接收。BS使用与BS RX波束相同的波束向UE发回信息。BS可以在有效载荷信息中承载其将用于下一轮的BS RX波束。
在具体实施例中，BS检测特定资源处的前同步码。对每一个资源，其可以有对应的RA-RNTI码。在每一个资源中，BS还可以检测一个或多个前同步码。BS将去往其前同步码或反馈指示到相同的首选DL TX波束的UE信息一起放入所述DL TX波束中，以通过上述DL TX波束发送。但是它们可以涉及不同的PRACH资源，因此对应于不同的RA-RNTI。
BS发送以RA-RNTI(可以用于BS在资源处检测它们的尝试的一组UE，并且这些UE可以有相同或不同的前同步码)标记的PDCCH，以及在数据资源、UL授权、定时调整、临时C-RNTI等。RA-RNTI对应于在其中发送 前同步码的PRACH资源。
在具体实施例中，通过调整定时等完成UL sync信道。用户设备在每一个片区上解码PDCCH，然后得到数据部分，以得到UE在下一轮将使用哪一PDCCH片区。
替换选择：UE仅解码其反馈的片区上的PDCCH。而且只在UE反馈的片区调整到UE的数据。如果前同步码匹配，则UE向BS发送调度的信息，包括临时C-RNTI和争用解决ID(例如48位UE MAC ID，全球独一无二)。
在具体实施例中，BS发送PDCCH(再一次在UE首选DL片区上)和共享信道，用于争用解决(争用解决ID)。现在BS还可以向UE指示BS确定用于下一DL传输的DL TX片区是什么。
在具体实施例中，UE仅解码UE首选的片区上的PDCCH。UE解码在正确的定时处指示的片区上的PDCCH(UE得到PCFICH，寻找指示的片区上的PDCCH的位置，并且到恰当的地点)。如果成功，则临时C-RNTI提升为C-RNTI。
在具体实施例中，在RACH之后，UE得到RNTI(@)显示信令：BS告知UE其将使用哪一个PDCCH片区用于其单播数据的资源分配；用户设备盲解码通过UE的RNTI标记的PDCCH。UE到达BS指示的PDCCH片区；UE然后盲解码资源分配。
如果未发送显式信令(@)，则UE可能需要尝试所有PDCCH片区，盲解码每一个片区，去寻找。注意到，显示信令也可以为隐式的，如，UE告知哪一个片区是它想要的，并且假定BS总是会同意，然后UE可以只尝试解码报告的片区。除非BS显式地指示，UE将假定其是UE首选的或已反馈的。
在具体实施例中，UE可以到达PCFICH，得到PDCCH的格式。替换地，UE还可以到达副PBCH(SPBCH)：如，对副MIB，得到PDCCH(在片区上)的位置；PCFICH、或SPBCH是物理信道。该指示可以用于每个片区：如，PCFICH区域x用于片区x。UE行为可以被简化。该指示可以不需要对每一个片区为固定区域，而是可以被片区混合或共享：如，其中的一个共享区域指示那个PDCCH片区在哪个资源中。UE需要解码其中的一切。
在具体实施例中。所有过程可被应用和扩展到随机接入过程，去可以用于例如当建立无线链路时的初始接入；用于在无线链路失败后重新建立无线 链路；用于当需要建立到新的小区的UL同步时切换；用于如果当UE处于已连接模式并且UL未同步时UL或DL数据到达则建立UL同步；用于使用基于UL测量的定位方法的定位目的；作为调度请求，如果在物理UL控制信道上未配置没有专用调度-请求资源配置。
所有过程还可以用被应用和扩展到不需要争用解决、或无争用随机接入的随机接入过程。无争用RACH例如可以用于在UL数据到达、切换、以及定位时重新建立UL同步。在无争用RACH中，BS可以告知UE关于前同步码、以及分配给UE用于在PRACH上发送信号的资源(如，时间、频率、波束、功率、波束宽度、天线增益等)。
本公开的实施例提供毫米波移动宽带中的多种RACH过程。虽然在示范性实施例中描述，但是一个或多个实施例的各方面可以与另一个实施例的各方面结合而不脱离本公开的范围。
在具体实施例中，BS指示其TX和RX波束是否被校准，如，用于随机接入信道(RACH)过程，或一些其他过程，例如开环数据通信、初始网络进入过程等。
BS指示UE将要使用的反馈方法或模式。该指示在信号中是显式的。不同方法用于BS TX和RX已校准情况、以及未校准情况。该指示还通过映射函数，其可以将例如BS有效全向辐射功率(EIRP)的一些系统信息映射到反馈方法的索引。
在RACH中，或在BS不知道哪个是UE的首选DL TX波束或波束的任何情况下，而且如果BS将其TX和RX校准，例如TX和RX波束相同，则UE通过向与UE的首选DL TX波束相同的BS的RX波束发送诸如RACH前同步码的信息来隐式地发送首选DL TX波束，并且BS通过知道哪一个其UL RX波束接收前同步码来知道哪一个是UE的首选DL。UE还在PRACH信道的有效载荷中发送一个或多个其首选DL TX波束，例如使得RACH前同步码中的一些位指示哪一个波束是首选，或使得一些位单独地指示一个或多个其首选DL TX波束，并且指示的波束可以包括或可以不包括与UE向其发送前同步码的UL RX波束相同的波束。
BS利用在UE的首选DL TX波束中接收的前同步码向UE发送随机接入响应。如果有一个或多个UE首选DL TX波束，则BS选择通过一个或多个DL TX波束发送。BS选择只通过与BS接收UE的前同步码的UL RX波 束相同的一个DL TX波束发送，即使UE已经在RACH信号或前同步码中指示UE首选多个前同步码。UE需要从其指示的首选DL TX波束接收。
如果对于每一个其首选DL TX波束，UE在随机接入信号有效载荷中发送首选DL TX波束的反馈，并且在随机接入信号有效载荷中发送该信号用于由与反馈DL TX波束匹配的BSRX波束接收，用它来错误检测。如果匹配，则BS发送随机接入响应。如果不匹配，则丢弃之。然后UE重新尝试该过程。
UE接收关于用于接收来自于其首选DL TX波束的信息的接收波束的信息。由于UE并不知道BS可以选择哪一个波束用于TX，UE尝试在所有其首选DL TX波束上接收。作为替代，UE只尝试从与BS接收UE的前同步码的UL RX相同的一个DL TX波束接收信息。
物理副广播信道(PSBCH)指示物理下行链路控制信道(PDCCH)资源位置。PSBCH可以指示是否用于每个波束的PDCCH被调度或存在于当前子帧中，而且如果存在，则资源位置或波束的PDCCH的区带在哪里。当UE解码PSBCH时，它可以发现是否每一个波束的PDCCH存在于当前子帧中。并不是所有PDCCH可以存在于相同子帧中。如果PDCCH(如，用于到具体UE的单播数据)并没有被调度在当前子帧中，则PSBCH将指示该波束的PDCCH并不存在于当前子帧中，因此UE并不需要继续解码PDCCH，如果UE有到上述波束上的上述PDCCH的当前关联。否则，如果UE发现其当前关联的PDCCH被调度在当前子帧中，则UE进一步到达PDCCH以解码之，以查明是否其数据被调度。
UE与一个或多个波束上一个或多个PDCCH关联。当UE与PDCCH波束相关时，PDCCH承载用于UE的数据资源分配等的信息，或者PDCCH可以承载用于UE的单播数据的信息，如果UE被调度。
PSBCH具有共同区域以指向一个或多个PDCCH区带。PSBCH还对每一个PDCCH区带有单独区域。PSBCH有预定义资源，例如作为预定义物理信道。UE预先知晓它。如果有多个用于PSBCH的区域，每一个区域被预定义用于资源并且UE预先已知资源分配，因此UE不需要到达其与PDCCH不相关的区域。替换地，UE可以使用盲解码来找出用于每一个波束的区域。
PBSCH向UE通知PDCCH位置。例如，使用位图，其中位图的尺寸是PDCCH波束数目，而且其中每个位(如果设置为1)指示是否波束被承载 在这个子帧中。对于广播信息，使用所有的波束，因而位图都是1。对于组播或单播，使用一些波束，因此位图指示1和0。
BS通知UE哪一个DL TX波束将被用于到上述UE的随后的传输。UE尝试从BS的所述DL TX波束接收信息。BS还通知UE关于用于UL授权的最佳DL TX波束。
UE在调度的UL授权中发送其首选DL波束的信息。
虽然已经利用示范性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以从中领会各种变更和修改。本公开意图涵盖落入所附权利要求的范围之内的这样的变更和修改。

Claims (20)

1.一种用于在无线网络中操作用户设备UE的方法，该方法包括：
确定多个下行链路DL发送TX波束当中的基站BS的DL TX波束；以及
在要通过使用BS接收RX波束接收随机接入信号的定时处通过使用至少一个UE发送波束发送随机接入信号到BS，其中BS RX波束对应于DL TX发送波束。
2.如权利要求1所述的方法，其中发送随机接入信号包括：
基于UE的速度、随机接入的延迟、呼叫优先级、和路径损耗中的至少一个，选择用于随机接入信号的至少一个发送波束的一对波束功率和波束宽度。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
基于初始随机接入信号的发送失败或成功，调整波束功率和波束宽度以重发所述发送波束。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
从BS接收用于随机接入信号的配置信息，
配置信息包括指示随机接入信号是显式地还是隐式地向BS通知DL TX波束的值。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述配置信息包括关于要由UE使用的关于上行链路资源和在BS处的RX波束成形配置的信息。
6.一种用于在无线网络中操作基站BS的方法，该方法包括：
通过使用BS接收RX波束从用户设备UE接收随机接入信号；
确定对应于BS RX波束的下行链路发送DL TX波束；以及
通过使用DL TX波束向该UE发送随机接入信号的响应，其中随机接入信号在要由BS接收RX波束接收随机接入信号的定时处被发送，并且其中BS RX波束对应于DL TX发送波束。
7.如权利要求6所述的方法，其中基于至少一个DL TX波束的一对波束功率和波束宽度来发送随机接入信号，并且其中基于UE的速度、随机接入的延迟、呼叫优先级、和路径损耗中的至少一个确定所述一对波束功率和波束宽度。
8.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
向UE发送DL TX波束的反馈模式信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述反馈模式信息包括指示随机接入信号是显式地还是隐式地向BS通知DL TX波束的值。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述反馈模式信息包括要由UE使用的关于上行链路资源和在BS处的RX波束成形配置的信息。
11.一种无线网络中的用户设备UE，该UE包括：
收发器；以及
至少一个处理器，被配置为确定多个下行链路DL发送TXDL TX波束当中的基站BS的DLTX波束，
其中所述收发器进一步被配置为在要通过使用BS接收RX波束接收随机接入信号的定时处通过使用至少一个UE发送波束发送随机接入信号到BS，其中BS RX波束对应于DL TX发送波束。
12.如权利要求11所述的UE，其中至少一个处理器进一步被配置为基于UE的速度、随机接入的延迟、呼叫优先级、和路径损耗中的至少一个，选择用于随机接入信号的至少一个发送波束的一对波束功率和波束宽度。
13.如权利要求12所述的UE，其中至少一个处理器进一步被配置为基于初始随机接入信号的发送失败或成功，调整波束功率和波束宽度以重发所述发送波束。
14.如权利要求11所述的UE，其中收发器进一步被配置为从BS接收用于随机接入信号的配置信息，并且其中配置信息包括指示随机接入信号是显式地还是隐式地向BS通知DLTX波束的值。
15.如权利要求14所述的UE，其中所述配置信息包括关于要由UE使用的上行链路资源和在BS处的RX波束成形配置的信息。
16.一种无线网络中的基站BS，所述BS包括：
收发器，被配置为通过使用BS接收RX波束从用户设备UE接收随机接入信号；以及
至少一个处理器，被配置为确定对应于BS RX波束的下行链路发送DLTX波束，
其中所述收发器被进一步配置为通过使用DL TX波束向UE发送随机接入信号的响应，其中随机接入信号在要由BS RX波束接收随机接入信号的定时处被发送，并且其中BS RX波束对应于DL TX发送波束。
17.如权利要求16所述的BS，其中基于至少一个DL TX波束的一对波束功率和波束宽度来发送随机接入信号，并且其中基于UE的速度、随机接入的延迟、呼叫优先级、和路径损耗中的至少一个确定所述一对波束功率和波束宽度。
18.如权利要求16所述的BS，其中收发器进一步被配置为向UE发送DL TX波束的反馈模式信息。
19.如权利要求18所述的BS，其中所述反馈模式信息包括指示随机接入信号是显式地还是隐式地向BS通知DL TX波束的值。
20.如权利要求18所述的BS，其中所述反馈模式信息包括关于要由UE使用的上行链路资源和在BS处的RX波束成形配置的信息。
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