CN105830359B - 波束形成装置、方法和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

实施例提供了用于基站收发机和移动收发机的波束形成装置、方法和计算机程序。一种在移动通信系统的基站收发机(100)中可操作的装置(10)包括：包括通向多个天线(15)的接口的收发机模块(12)。收发机模块(12)可操作为使用这些接口将该多个天线(15)细分为多个子组，以及使用子组的一个或多个天线来形成第一波束图案(16)。装置(10)进一步包括控制模块(14)，控制模块(14)可操作为使用收发机模块(12)和第一波束图案(16)发射同步信号。控制模块(14)进一步可操作为在同步信号的发射之后使用收发机模块(12)从移动收发机(200)接收响应信号，基于来自移动收发机(200)的该响应信号确定第二波束图案(18)。第二波束图案(18)具有比第一波束图案(16)更高的天线增益，以及使用第二波束图案(18)和收发机模块(12)向移动收发机(200)发射信号。一种在移动通信系统的移动收发机(200)中可操作的装置(20)包括：包括通向多个天线(25)的接口的收发机模块(22)、以及控制模块(24)，控制模块(24)可操作为基于该多个天线(25)确定波束图案的第一集合(26)，使用收发机模块(22)从使用来自波束图案的第一集合(26)的第一波束图案的基站收发机(100)接收信号。控制模块(24)进一步可操作为基于该多个天线(25)确定波束图案的第二集合(28)，波束图案的第二集合(28)包括比波束图案的第一集合(26)更多的波束图案，以及使用来自第二波束图案的集合(28)的第二波束图案并且使用收发机模块(22)向基站收发机(100)发射信号。

Description

波束形成装置、方法和计算机可读存储介质
技术领域
实施例涉及用于基站收发机和移动收发机的波束形成装置、方法和计算机程序，更特别地但不排他地，涉及移动通信系统中的高效波束形成。
背景技术
这一章节介绍了可能有助于促进对(多项)发明的更好理解的各方面。因此，这一章节的陈述将鉴于此而被阅读并且将不被理解为关于什么在现有技术中或者什么不在现有技术中的承认。
随着对于数据服务的不断增长的需求，无线系统趋向于使用越来越多的带宽和更高的载波频率。例如，第五代(5G)无线接入可能被期望涵盖毫米波频率，以提供多-Gbps的数据速率，典型地是在毫微微小区、微微小区、或城市小区(metro cell)类型的部署中。自由空间传播或路径损耗在较高的频率处增加并且可以通过利用天线方向性被补偿。这可以使用高增益的自适应波束形成(BF)解决方案而被实现。自适应波束调向(beam-steering)可以通过模拟移相器、全数字化地(例如，通过为每个天线配备全数字的发射/接收路径)、或者作为混合数字/模拟解决方案(例如，通过经由模拟移相器将每个数字发射/接收路径连接到天线集合)而被实施。基站天线阵列可以包括，例如8个、16个、32个、64个或者更多天线元件，例如，微小的喇叭天线元件。
文献US 2013/0301454 A1描述了一种使用模拟和数字混合波束形成的通信方法和装置。文献US 2013/0272263 A1公开了通过在针对基站的无线发射扇区的多个分片(slice)中发射同步信号来选择用于基站与移动台之间的通信的时间、频率和空间处理参数。
发明内容
在以下概述中可能进行了一些简化，其意图为突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，但是这样的简化不意图为限制本发明的范围。足以允许本领域的技术人员做出和使用创造性概念的优选示例性实施例的详细描述将跟随在稍后的章节中。
各种实施例提供了一种用于基站收发机的装置、方法和计算机程序，以及一种用于移动收发机的装置、方法和计算机程序。实施例可以通过基站收发机设立特定于用户的波束形成的链路，来提供一种用于移动收发机的捕获的高效概念。实施例可以提供毫米波接入系统中的高效捕获，这可能被考虑为是关键的，因为在这样的捕获的开端处可能仅有限的BF增益是可用的。
实施例提供了一种装置，该装置可操作在移动通信系统的基站收发机中。该装置包括收发机模块，该收发机模块包括通向多个天线的接口，该多个天线可以对应于发射和/或接收天线。该收发机模块可操作为使用这些接口将该多个天线细分为多个子组。该收发机模块进一步可操作为使用子组的一个或多个天线来形成第一波束图案。该装置进一步包括控制模块，该控制模块可操作为使用收发机模块和第一波束图案发射同步信号。该控制模块进一步可操作为在该同步信号的发射之后使用收发机模块从移动收发机接收响应信号。该控制模块进一步可操作为基于来自移动收发机的响应信号确定第二波束图案，并且该控制模块可操作为使用第二波束图案和收发机模块向移动收发机发射信号。第二波束图案具有比第一波束图案更高的天线增益。例如，第二波束图案可以使用比第一波束图案更多的天线。
实施例可以使得基站收发机能够在从移动收发机接收到对同步信号的响应之后增加BF增益。换句话说，基站收发机可以使用减小的BF增益从移动收发机接收响应信号并且将更高增益的BF基于所述响应。
在一些实施例中，天线可以使用覆盖基站收发机的扇区的个体波束图案。第一波束图案可以对应于该扇区的子扇区。控制模块可以可操作为使用天线的个体波束图案或第一波束图案发射同步信号。换句话说，在一些实施例中，可以在扇区或扇区的子扇区中发射同步信号。一些实施例可以允许利用BF增益用于同步信号和/或来自使用子扇区化的移动收发机的它的响应。一些实施例可以在不同的子扇区中使用不同的同步信号，使得移动收发机可以通过同步信号来区分不同的子扇区。进而，移动收发机可以使用不同的响应信号，例如，通过在特定于子扇区的无线电资源上发射响应指示，使得基站收发机可以从携带该响应的无线电资源确定哪个子扇区的同步信号被移动收发机所接收。实施例可以使得高效的子扇区检测成为可能。
在一些实施例中，控制模块可以可操作为使用天线的个体波束图案发射同步信号，例如，可以跨整个扇区发射同步信号。例如，子扇区可以被用于从移动收发机接收响应信号，使得针对该响应信号可以实现至少某个BF增益。在一些实施例中，天线可以使用覆盖基站收发机的扇区的个体波束图案。收发机模块可以可操作为形成包括覆盖该扇区的子扇区的波束图案的第一集合，并且第一波束图案可以对应于这样的子扇区。
在一些实施例中，控制模块可以可操作为发射针对该扇区的多个子扇区的同步信号。附加地或备选地，控制模块可以可操作为从波束图案的第一集合确定子扇区，该子扇区提供移动收发机的响应信号的最高的接收信号质量。控制模块可以可操作为选择具有最高的接收信号质量的该子扇区作为第一波束图案。换句话说，控制模块可以扫描子扇区的集合，以确定具有针对响应信号的最高接收信号质量的子扇区，该子扇区然后可以被选择作为第一波束图案。实施例可以使得高效的子扇区确定成为可能。
控制模块可以可操作为使用第一波束图案从移动收发机接收随机接入前导信号。控制模块可以进一步可操作为使用第一波束图案向移动收发机发射随机接入响应，并且从移动收发机接收导频信号。控制模块可以进一步可操作为基于导频信号确定第二波束图案，并且使用第二波束图案发射后续的信号。因此，在一些实施例中，由移动收发机发射并且在基站处被接收的导频或参考信号可以被用于确定第二波束图案。
在一些实施例中，控制模块可以可操作为使用第一波束图案从移动收发机接收一个或多个随机接入前导信号。控制模块可以可操作为基于该一个或多个随机接入前导信号确定第二波束图案，并且使用第二波束图案向移动收发机发射随机接入响应。因此，在一些实施例中，由移动收发机发射并且在基站处被接收的随机接入前导信号可以被用于确定第二波束图案，第二波束图案然后能够被使用用于向移动收发机发射随机接入响应。
收发机模块可以在一些进一步的实施例中可操作为使用模拟BF 来形成第一波束图案，并且控制模块可以可操作为使用数字BF来形成第二波束图案。实施例可以允许模拟和数字BF的高效组合。在一些实施例中，收发机模块可以可操作为使用模拟BF来形成第一波束图案和第二波束图案。控制模块可以可操作为在收发机模块处选择波束图案。实施例因此可以使得对模拟BF的高效利用成为可能。
控制模块可以可操作为通过随后评估越来越窄的波束图案来迭代地确定第二波束图案。换句话说，控制模块可以可操作为首先从较宽波束图案的集合中选择一个较宽的波束图案，并且可以然后在之前所选择的较宽波束图案内选择较窄的波束图案。随后，控制模块可以在较窄的波束图案内选择更窄的波束图案，以此类推。实施例可以使得分层级的波束图案选择和高效的波束选择成为可能。
在一些实施例中，控制模块可以可操作为在相对于同步信号的第一预定义时隙中使用收发机模块从移动收发机接收对该同步信号的响应信号。控制模块可以可操作为在不同于第一时隙的第二预定义时隙中使用收发机模块发射特定于移动收发机的控制数据。实施例可以使得例如在时分双工系统中采用时间复用方式的高效捕获成为可能。
实施例进一步提供了一种装置，该装置可操作在移动通信系统的移动收发机中。该移动收发机可操作为执行波束形成。该移动收发机装置包括收发机模块，该收发机模块包括通向多个天线的接口，该多个天线可以对应于发射和/或接收天线。该移动收发机装置包括控制模块，该控制模块可操作为基于该多个天线确定波束图案的第一集合。该控制模块进一步可操作为使用收发机模块从使用来自波束图案的第一集合的第一波束图案的基站收发机接收信号。该控制模块进一步可操作为基于该多个天线确定波束图案的第二集合。波束图案的第二集合包括比波束图案的第一集合更多的波束图案。该控制模块进一步可操作为使用第二波束图案并且使用收发机模块向基站收发机发射信号。实施例可以使得在移动收发机处的高效BF成为可能。
在一些实施例中，控制模块可以可操作为从基站收发机接收作为该信号的同步信号，并且基于该同步信号确定与用于随机接入前导的发射的无线电资源有关的信息。控制模块可以进一步可操作为使用基于同步信号所确定的无线电资源向基站收发机发射随机接入前导。
与上文相一致，在一些实施例中，控制模块可以可操作为使用收发机模块从使用来自波束图案的第一集合的第一波束图案的基站收发机接收作为该信号的同步信号。控制模块可以进一步可操作为使用第二波束图案并且使用收发机模块向基站收发机发射随机接入前导。在一些实施例中，控制模块可以可操作为使用收发机模块从使用来自波束图案的第一集合的第一波束图案的基站收发机接收作为该信号的同步信号，以及使用第一波束图案并且使用收发机模块向基站收发机发射随机接入前导。控制模块可以进一步可操作为使用第一波束图案并且使用收发机模块接收随机接入响应，以及使用第二波束图案并且使用收发机模块发射导频信号。
实施例进一步提供了一种用于移动通信系统的基站收发机的方法。该方法包括：将多个天线细分为多个子组，以及使用子组的一个或多个天线来形成第一波束图案。该方法进一步包括：使用第一波束图案发射同步信号，以及在同步信号的发射之后使用收发机模块从移动收发机接收响应信号。该方法进一步包括：基于来自移动收发机的响应信号确定第二波束图案，以及使用第二波束图案向移动收发机发射信号。第二波束图案具有比第一波束图案更高的天线增益。
实施例进一步提供了一种用于移动通信系统的移动收发机的方法。该方法包括：基于多个发射和/或天线确定波束图案的第一集合，以及从使用来自波束图案的第一集合的第一波束图案的基站收发机接收信号。该方法进一步包括：基于该多个天线确定波束图案的第二集合。波束图案的第二集合包括比波束图案的第一集合更多的波束图案。该方法进一步包括：使用第二波束图案向基站收发机发射信号。
实施例进一步提供了一种具有程序代码的计算机程序，当该计算机程序在计算机、处理器、或可编程硬件组件上执行时，该程序代码用于执行上文所描述的方法中的一种或多种方法。进一步的实施例是存储有指令的计算机可读存储介质，这些指令在由计算机、处理器、或可编程硬件组件执行时，促使该计算机实施本文所描述的方法之一。
附图说明
将通过仅为示例的方式并且参考附图，使用以下的装置或方法或计算机程序或计算机程序产品的非限制性实施例来描述一些其他特征或方面，在附图中：
图1图示了用于基站收发机的装置的实施例的框图；
图2图示了用于在基站收发机处的毫米波波束形成器的实施例的框图；
图3图示了实施例的下行链路时序图；
图4图示了实施例中的分层级的子扇区化；
图5图示了用于移动收发机的装置的实施例的框图；
图6图示了用于基站收发机的方法的实施例的流程图的框图；以及
图7图示了用于移动收发机的方法的实施例的流程图的框图。
具体实施方式
现在将参考在其中图示了一些示例实施例的附图来更加完全地描述各种示例实施例。在这些图中，为了清楚可能增大了线条的粗细、扩大了层或区域。
因此，虽然示例实施例能够有各种修改和备选形式，但是它们的实施例在附图中通过示例的方式被示出并且将在本文中详细地被描述。然而，应该理解，并不存在将示例实施例限制为所公开的特定形式的意图，而是相反地，示例实施例将覆盖落入本发明的范围之内的所有修改、等价物、以及备选。贯穿附图的描述，相似的数字指代相似或类似的元件。
如本文所使用的，术语“或”指代非排他性的“或”，除非另有指示(例如“否则或者”或“或者在备选中”)。此外，如本文所使用的，用来描述元件之间的关系的词语应当宽泛地被解释为包括直接的关系或者存在中间元件，除非另有指示。例如，当元件被称作“连接”或“耦合”至另一元件时，该元件可以直接连接或耦合至另一元件或者可以存在中间元件。相对照地，当元件被称作“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，没有中间元件存在。类似地，诸如“在…之间”、“相邻的”等的词语应当以相似的方式被解释。
本文所使用的术语仅是用于描述特定的实施例的目的，并且不意图为是对示例实施例的限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一种”和“该”意图为也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解，术语“包括”、“包括有”、“包括了”或“包含”在本文中被使用时，指定了存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但是并没有排除存在或添加一个或多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语) 都具有示例实施例所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。将进一步理解，术语(例如，通常所使用的词典中所定义的那些术语)应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或者过于正式的意义上被解释，除非本文明确地如此定义。
在下文中，将描述用于基站收发机和移动收发机的装置、方法和计算机程序的一些实施例。图1图示了用于基站收发机100的装置10的实施例的框图。换句话说，装置10可以被适配于基站收发机100或者可操作在基站收发机100中；装置10可以在基站收发机 100中被操作或者被包括在基站收发机100中。实施例还可以提供包括装置10的基站收发机100。图1进一步示出了包括装置10的基站收发机100的实施例(虚线)。基站收发机100能够操作在移动通信系统中。换句话说，基站收发机100、它的装置10分别能够被适配为、可操作为、或者被配置为符合于移动通信系统。
移动通信系统可以例如对应于第三代合作伙伴计划(3GPP)- 标准化的移动通信网络之一，其中术语移动通信系统同义地被使用至移动通信网络。移动或无线通信系统可以对应于例如长期演进 (LTE)、LTE高级(LTE-A)、高速分组接入(HSPA)、通用移动电信系统(UMTS)或UMTS地面无线电接入网络(UTRAN)、演进型UTRAN(e-UTRAN)、全球移动通信系统(GSM)或增强型数据速率GSM演进(EDGE)网络、GSM/EDGE无线电接入网络 (GERAN)、或者具有不同标准的移动通信网络，例如微波接入全球互通(WIMAX)网络IEEE 802.16或无线局域网(WLAN)IEEE 802.11，一般是正交频分多址(OFDAM)网络、时分多址(TDMA) 网络、码分多址(CDMA)网络、宽带CDMA(WCDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、空分多址(SDMA)网络、等等。
基站收发机能够可操作为与一个或多个活动的移动收发机进行通信，并且基站收发机能够被定位在或邻近于另一基站收发机(例如，宏小区基站收发机或小小区基站收发机)的覆盖区域。因此，实施例可以提供包括一个或多个移动收发机以及一个或多个基站收发机的移动通信系统，其中基站收发机可以建立宏小区或小小区，例如微微小区、城市小区或毫微微小区。移动收发机可以对应于智能电话、蜂窝电话、用户设备、膝上型计算机、笔记本、个人计算机、个人数字助理(PDA)、通用串行总线(USB)棒、汽车、等等。移动收发机还可以被称为与3GPP术语一致的用户设备(UE) 或者移动台。
基站收发机能够被定位在网络或系统的固定或静止部分中。基站收发机可以对应于远程无线电头端、发射点、接入点、宏小区、小小区、微小区、毫微微小区、城市小区等。基站收发机能够是有线网络的无线接口，其使得无线电信号向UE或移动收发机的发射成为可能。这样的无线电信号可以符合于例如由3GPP标准化的无线电信号，或者一般与上文所列出的系统中的一个或多个系统一致。因此，基站收发机可以对应于NodeB、eNodeB、基础收发机站(BTS)、接入点、远程无线电头端、发射点等，它们可以进一步被细分为远程单元和中央单元。
移动收发机能够与基站收发机或小区相关联、驻扎在基站收发机或小区上、或者向基站收发机或小区注册。术语小区指代由例如 NodeB(NB)、eNodeB(eNB)、远程无线电头端、发射点、等等的基站收发机所提供的无线电服务的覆盖区域。基站收发机可以在一个或多个频率层上操作一个或多个小区，在一些实施例中，小区可以对应于扇区。例如，能够使用扇区天线来实现扇区，扇区天线提供了用于覆盖围绕远程单元或基站收发机的角形区段(angular section)的特性。在一些实施例中，基站收发机可以例如操作分别覆盖120°(在三个小区的情况下)扇区、60°(在六个小区的情况下) 扇区的三个或六个小区。基站收发机可以操作多个扇区化的天线。在下文中，小区可以表示生成该小区的相应的基站收发机，或者同样地，基站收发机可以表示该基站收发机生成的小区。
换句话说，在实施例中，移动通信系统可以对应于HetNet，其利用了不同的小区类型，即，封闭订户组(CSG)小区和开放式小区(open cell)、以及不同大小的小区，诸如例如宏小区和小小区，其中小小区的覆盖区域小于宏小区的覆盖区域。小小区可以对应于城市小区、微小区、微微小区、毫微微小区、等等。这些小区由如下的基站收发机建立，对于这些基站收发机而言，它们的覆盖区域由它们的发射功率和干扰条件确定。在一些实施例中，小小区的覆盖区域能够至少部分地被另一基站收发机所建立的宏小区的覆盖区域所包围。这些小小区能够被部署以扩展网络的容量。城市小区因此可以被用于覆盖比宏小区较小的区域，例如，城市小区可以覆盖都市区域中的街道或地段。对于宏小区而言，覆盖区域可以具有一个或多个千米的量级的直径，对于微小区而言，覆盖区域可以具有低于一千米的直径，并且对于微微小区而言，覆盖区域可以具有低于100m的直径。毫微微小区可能是最小的小区，并且它可以被用于覆盖住宅或位于机场的出入口地段，即，它的覆盖区域可以具有低于50m的直径。因此，基站收发机也可以被称为小区。
如图1中所示出的，基站收发机装置10包括收发机模块12，收发机模块12进一步包括通向多个天线的接口，该多个天线可以对应于发射天线和/或接收天线。该多个天线在图1中通过被连接至收发机模块12的接口的发射/接收天线的阵列15来指示。收发机模块12可以对应于一个或多个收发机设备、一个或多个收发机单元、用于进行收发(即，接收和/或发射)的任何装置(means)，并且它可以包括典型的接收机和发射机组件，诸如一个或多个低噪声放大器 (LNA)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个双工器(diplexer)、一个或多个双向器 (duplexer)、一个或多个模数转换器(A/D)、一个或多个数模转换器(D/A)、一个或多个调制器或解调器、一个或多个混频器、等等的群组中的一个或多个元件。
在图1中所描绘的实施例中，收发机模块12可操作为使用这些接口将多个发射/接收天线15细分为多个子组。此外，收发机模块 12可操作为使用子组中的一个或多个发射/接收天线来形成第一波束图案16。基站收发机装置10进一步包括控制模块14，控制模块 14被耦合至收发机模块12。控制模块14可操作为使用收发机模块 12和第一波束图案16来发射同步信号。在该同步信号的发射之后，控制模块14进一步可操作为使用收发机模块12从移动收发机200 接收响应信号。此外，控制模块12可操作为基于来自移动收发机200 的响应信号确定第二波束图案18。第二波束图案18比第一波束图案 16具有更高的天线增益。例如，第二波束图案18可以使用比第一波束图案16更多的发射/接收天线。控制模块14进一步可操作为使用第二波束图案18和收发机模块12向移动收发机200发射信号。在图1中，描绘了第一和第二波束图案16和18，并且还图示了第二波束图案18可以提供比第一天线图案16更高的天线或BF增益，并且第二波束图案18可以比第一波束图案16更窄。
在实施例中，可以使用一个或多个控制单元、控制设备、用于控制的任何装置(诸如处理器、计算机、或者与相应地被适配的软件一起可操作的可编程硬件组件)来实施控制模块14。换句话说，上文中所描述的控制模块14的功能也可以用软件来实施，该软件然后在一个或多个可编程硬件组件上被执行。这样的硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器、等等。被用于连接至多个发射/接收天线15的收发机模块12的接口可以对应于任何适合的接口，例如使用同轴电线的高频接口，在其他实施例中，多个天线15中的至少一些天线可以被定位在远程位置处，使得接口可以对应于通向远程定位的天线的光接口，其将仍然允许上文所描述的划分子组和BF。
如上文已经提到的，实施例利用了BF，BF将被理解为用以实现对个体的发射/接收天线所发射的信号的所定义的或受控制的叠加的信号处理手段。例如，多个发射/接收天线15的几何结构可以对应于线性天线阵列、圆形天线阵列、三角形天线阵列、任何二维天线阵列或场，或者甚至是任意的天线阵列，只要天线元件之间的几何关系是已知的或受控制的。在一些实施例中，多个天线元件或发射/接收天线15可以对应于均匀的线性天线阵列，其中发射/接收天线均匀地被间隔开，并且其中天线元件之间的距离可以对应于例如使用这些天线所发射/所接收的信号的载波频率的波长的一半。如对于BF 所知的，通过将相同信号的经相移版本提供给不同的天线，可以针对关于这些天线的不同角度方向来实现所发射的信号的相长 (constructive)叠加和相消(destructive)叠加。使用的天线越多，总体波束形成增益就越高并且可以形成的波束就越窄。在实施例中，发射/接收天线或发射/接收天线元件可以使用覆盖基站收发机100的扇区或小区的个体波束图案，例如，90°半功率波束宽度的天线图案来覆盖120°的扇区或小区。
在实施例中，第一波束图案16可以对应于这样的扇区的子扇区，并且控制模块14可以可操作为使用发射/接收天线的个体波束图案或第一波束图案16来发射同步信号。换句话说，个体的天线可以对应于具有某个波束宽度的天线，例如具有90°、120°等的半功率波束宽度。发射/接收天线的个体波束图案然后可以影响BF、以及第一波束图案16。例如，可以使用具有120°的半功率波束宽度的两个天线元件来形成第一波束图案16。控制模块14可以可操作为使用一个单一天线来发射同步信号，例如，该单一天线具有120°的半功率波束宽度、或者第一波束图案16，其可能比完整扇区窄。因此，在一些实施例中，第一波束图案16可以对应于扇区的子扇区。
在一些实施例中，发射/接收天线可以使用覆盖基站收发机100 的扇区的个体波束图案。收发机模块12可以可操作为形成包括覆盖该扇区的多个子扇区的波束图案的第一集合，并且第一波束图案16 可以对应于子扇区。也就是说，第一波束图案16可以对应于子扇区的集合中的一个子扇区，其中子扇区的该集合覆盖了基站收发机100 的整个扇区。
图2图示了具有K个数字路径的混合模拟/数字BF收发机的框图，其中每个数字路径都被连接至L个天线元件的(不相交的)子阵列。换句话说，在图2中所描绘的实施例中，多个天线元件15被实施为L×K个天线元件的场阵列(field array)15。此外，多个天线元件15被细分为子组，其中每个子组也被称为子阵列。在图2中所描绘的实施例中，收发机模块12包括模拟BF能力，其中可以假定在每个子阵列内能够应用独立的模拟BF，以用于信号的发射和接收。在本实施例中，控制模块14执行数字BF，然后使用这些子阵列来应用该数字BF。在图2中，控制模块14包括每个子阵列1...K的一个D/A转换器，并且假定控制模块14在相应的路径中应用了经适配的复数权重wd1…wdK。将注意到，控制模块14可以进一步可操作为将位于收发机模块14处的模拟BF控制到某个程度。例如，控制模块14或另一控制实体可以负责调整模拟BF权重，例如，借助于每个都具有m比特的K个数字控制接口；或者在针对模拟BF应用模拟巴特勒(Butler)矩阵的情况下负责选择(多个)输入端口。
收发机模块12应用了模拟BF，例如，模拟BF可以借助于模拟移相器或巴特勒矩阵而被执行。换句话说，在图2中所描绘的实施例中，收发机模块12在每个子阵列内应用模拟BF权重，以使用每个子阵列来分别形成某个波束、波束的集合。相应的模拟权重应用借助于权重wa11…waKL与各自信号的模拟乘法在图2中被描绘。在一些实施例中，可以使用混合数字/模拟BF，因为它可以提供相比于完全数字的BF实施方式而言的减少的复杂度。
此外，图2描绘了基站收发机装置10，即，假定相应的概念被应用在基站收发机100处。图2进一步图示了个体天线图案17，假定其覆盖了基站收发机100的扇区。此外，图2图示了第一波束图案16，针对它可以使用多个天线15中的一个子组，并且图示了第二波束图案18的示例，如随后将详细描述的，在本实施例中可以针对它使用所有的天线元件。如图2中所指示的，不同的导频信号可以被使用在不同的子扇区中，导频1…导频K。此外，给个体移动收发机200的数据可以使用第二波束图案18来发送。此外，在一种实施例中，假定K＝4并且L＝16。假定64个发射/接收天线元件中的每个都具有7dBi的元件增益，也就是说，对于个体天线图案17是7dBi 的扇区增益。使用所有64个发射/接收天线，可以通过上文所描述的涉及所有可用天线元件的混合A/D BF来实现25dBi的笔形波束 (pencil beam)。此外，假定所有的天线元件都照射(illuminate) 相同的扇区，例如90°的扇区。当模拟波束形成使用预定义的扇区权重时，进一步的子扇区化能够通过数字BF来实施，例如在如图1中所指示的时候K个正交/相邻的子扇区。备选地，这些子扇区可以通过向例如收发机模块12中的模拟移相器提供K乘以m个比特而类似地被形成。
实施例可能考虑到，在这种高的BF增益的情况下，用于移动收发机200的捕获过程(acquisition procedure)变得更加复杂，因为 BF增益在捕获过程的开端可能被限制。实施例因此可以通过不使用所有的发射/接收天线以减小的BF增益来开始同步信号的发射，并且稍后在至少从移动收发机200接收到第一响应信号时建立完全的 BF增益。此外，实施例可以引入用于下行链路和上行链路通信的定期的捕获时隙。可以在涉及分层级的子扇区化的多个步骤中执行该捕获，这随后将被详细描述。此外，实施例可以利用特定于子扇区的随机接入前导。
在实施例中，控制模块14可以可操作为发射用于扇区的多个子扇区的同步信号。也就是说，同步信号可以是特定于子扇区的或者特定于扇区的。控制模块14可以进一步可操作为通过评估来自移动收发机200的接收信号的质量，从波束图案的第一集合确定子扇区。例如，控制模块14可以从波束图案的第一集合确定子扇区，该子扇区提供了移动收发机200的响应信号的最高的接收信号质量，并且控制模块14可以可操作为选择具有最高的接收信号质量的子扇区作为第一波束图案16。换句话说，如图2中所图示的，第一波束图案 16可以对应于子扇区的集合中的一个子扇区。通过对该集合中的子扇区进行评估，控制模块14可以确定并选择具有最佳信号质量的子扇区，并且选择所述子扇区作为第一波束图案16。在捕获阶段期间，仅可以实现最大BF增益的一部分。示例捕获过程随后将被描述，其中假定在移动收发机200处仅存在单个天线。假定基站收发机100 定期地以13dBi的天线增益在每个子扇区中发射数字预编码的同步信号。如上文已经提到的，备选地，可以使用更宽的波束在整个扇区上发射更加鲁棒的同步信号，然而，相应地具有减小的天线增益。
移动收发机200可以接收触发或触发信号来执行后续的步骤。这样的触发可以对应于在移动收发机200处的事件，例如，数据将被发射、移动收发机200的用户拨打了号码、等等。另一触发可以是由移动收发机200接收的寻呼信号。例如，针对移动收发机200 的传入呼叫或者数据将被发射给移动收发机200。这样的触发可以例如在寻呼信道(PCH)上从基站收发机100接收，它可以从不同的基站收发机(例如，从不同的系统)被接收，和/或它可以在不同的频率载波上被接收。例如，在另一系统中或者另一频率上可能已经发起了系统间或者频率间切换。移动收发机200可以进一步接收配置信息，该配置信息有关于应当使用哪些无线电资源或码资源、哪个频率载波等来接收同步信道和/或回应或者接入(例如，随机接入信息)系统或基站收发机100。例如，这样的信息可以在广播信道 (BCH)上被提供。
移动收发机200然后搜寻定期的同步信号并且与基站收发机100 建立下行链路同步。换句话说，移动收发机200接收同步信号并且确定无线电帧图案的边界，其随后将被使用用于与基站收发机100 进行通信。移动收发机200然后在预定义的无线电资源上发射随机接入前导(RAP)。在一些实施例中，这些无线电资源在扇区或小区的基础上被预定义，在其他实施例中，这些无线电资源可以在子扇区的基础上被定义。基站收发机100在每个子扇区中并行地扫描以寻找RAP。如果在一个或多个子扇区上检测到RAP，那么基站收发机100选择具有最强RAP信号的子扇区，并且在这一子扇区中触发/发射随机接入响应(RAR)。将注意到，在本实施例中假定下行链路子扇区和上行链路子扇区将是相同的。在一些其他的实施例中，可以假定下行链路子扇区和上行链路子扇区也能够是不同的，任何开环或闭环的概念然后可以被使用用于将移动收发机指配给下行链路和上行链路中的相应的扇区/子扇区。
RAR可以包括用于上行链路定时调整或者用于指配移动收发机 ID的信息。移动收发机200然后可以检测RAR并且可以开始发射至少导频信号。基站收发机100可以接收所选择的子扇区上的导频信号，并且然后可以选择用于模拟BF的最佳权重。这可以通过在子扇区的四个模拟波束中的每个模拟波束上连续地接收导频信号来完成，例如，通过贯穿于四个模拟波束进行切换来完成。这样的切换可以通过选择巴特勒矩阵的不同输入或者通过使用用于子阵列中的对应的移相器结构的不同权重来实现，其可以包括通过移动收发机 200在至少四个时间单元或时隙上发射导频信号。一旦已经由基站收发机100选择了最佳的模拟波束图案，例如具有19dBi天线增益的图案，就能够使用导频信号来精细地调谐数字权重以获得25dBi的笔形波束。换句话说，在这一实施例中，由移动收发机200发射的导频信号被用于精细地调谐波束图案，并且第一波束图案16可以通过同步信号的发射而对应于扇区或子扇区，其中第二波束图案18然后基于来自移动收发机200的所接收的导频信号而被形成。
换句话说，在上文的实施例中，基站收发机装置10的控制模块 14可操作为使用第一波束图案16从移动收发机200接收RAP信号。控制模块14进一步可操作为使用第一波束图案16向移动收发机200 发射RAR并且从移动收发机200接收导频信号。控制模块14进一步可操作为基于导频信号确定第二波束图案18，并且使用第二波束图案18发射后续的信号。在另一实施例中，移动收发机200可以重复RAP发射，直到基站收发机100已经选择了数字和模拟波束形成的权重。基站收发机100然后可以利用完全BF增益来发射RAR。
在进一步的实施例中，RAP资源被定义用于子扇区并且移动收发机200基于所接收的同步/导频信号来选择最佳的子扇区。移动收发机200然后可以发射特定于子扇区的RAP。换句话说，控制模块 14可以可操作为使用第一波束图案16从移动收发机接收一个或多个RAP信号。控制模块14可以进一步可操作为基于该一个或多个 RAP信号确定第二波束图案18。控制模块14然后可以可操作为使用第二波束图案18向移动收发机200发射RAR。换句话说，在一些实施例中，对于发射RAR可能已经实现了完全BF增益。
上文的两个实施例可以允许基站收发机100利用完全波束形成增益向移动收发机200发射数据和控制信息。同样地，基站收发机 100可以利用完全BF增益从移动收发机200接收数据和控制信息。移动收发机200可以继续发射一些上行链路导频信号，从而使得基站收发机100能够更新BF权重。
例如，收发机模块12可以可操作为使用模拟BF来形成第一波束图案16。控制模块14然后可以可操作为使用数字BF来形成第二波束图案18。在其他实施例中，收发机模块12可以可操作为使用模拟BF来形成第一波束图案16和第二波束图案18。控制模块14然后可以可操作为在收发机模块12处选择波束图案。换句话说，收发机模块12可以可操作为执行模拟BF，例如，借助于巴特勒矩阵或者借助于模拟移相器，其中可以数字地提供用于调整这种移相器的输入。收发器模块12然后可以提供多个类似形成的波束，以用于控制模块14从中进行选择。在一些实施例中，控制模块14可以相应地可操作为执行固定波束的切换，其中波束是固定的并且由收发机模块12来提供。术语“固定”将指示BF不能在短时间调度或短时间帧上被适配，诸如每无线电帧或者每无线电时隙，而是在较长的时间尺度上被适配，诸如1s、2s、5s、等等。这样的适配然后可以例如通过向模拟移相器提供经适配的数字权重而被执行。在其他实施例中，波束实际上可以被预定义和固定。
在进一步的实施例中，控制模块14可以可操作为在相对于同步信号的第一预定义时隙中使用收发机模块12从移动收发机200接收对该同步信号的响应信号。控制模块14可以进一步可操作为在不同于第一时隙的第二预定义时隙中使用收发机模块12发射特定于移动收发机200的控制数据。
图3中描绘了可以被使用在一个实施例中的时隙或帧结构。图3 示出了具有定期捕获时隙的下行链路时序图。图3在顶部示出了帧结构的第一实施例，其中无线电帧300包括捕获部分310、上行链路控制部分320、下行链路控制部分330、以及上行链路数据部分/下行链路数据部分340。如图3中所指示的，上行链路/下行链路控制部分和数据部分320、330和340重复地在一个帧中被发射，其中捕获部分310被连结(concatenated)在整个帧的开端处。此外，如从图 3中在顶部处的示例能够看到的，上行链路/下行链路数据和控制部分加上上行链路数据部分/下行链路数据部分之一的持续时间等于 T。实施例的另一示例被示出在图3的底部。在图3的底部，另一无线电帧350被图示，它也包括捕获部分310、上行链路控制部分320、下行链路控制部分330、以及上行链路数据部分和下行链路数据部分 340，其中在这一实施例中数据部分被缩短以允许捕获部分310的发射。换句话说，在图3的底部处的第二实施例中，捕获部分310以某个时间段被发射，并且当它被发射时后续的数据部分340被缩短，以使得捕获部分310、上行链路控制部分320、下行链路控制部分 330、以及缩短的数据部分340具有持续时间T。
混合模拟/数字BF可以使用时分复用(TDM)来分离对特定于用户的控制和数据的捕获和发射。如图3中所示出的，可以使用下行链路和上行链路中的定期的捕获时隙310。在一种实施例中，可以使用如图2中所描绘的收发机，并且在捕获时隙310期间，模拟BF 可以使用预定义的扇区权重，并且可以应用纯数字BF。图3描绘了用于(动态)TDM的子帧结构，包括上行链路控制320、下行链路控制330、以及上行链路/下行链路数据340的各部分，其中每个部分包括如图3中所示出的在时域中分隔开的一个或多个符号。在图3 的顶部处的实施例假定了用于上行链路的控制320、下行链路控制 330、以及上行链路/下行链路数据340的各部分的固定持续时间T。下行链路捕获部分310定期地被插入。在图3的底部处的示例假定下行链路捕获时隙310的时段是T的整数倍，这通过缩短一些上行链路/下行链路数据部分340(例如，下行链路捕获部分之后的第一上行链路/下行链路数据部分)而被实现。
在一些实施例中，控制模块14可以可操作为通过随后评估越来越窄的波束来迭代地确定第二波束图案18。这是一种也可以被称为分层级BF的概念。换句话说，控制模块14可以可操作为首先评估如下波束集合，该波束集合具有相当低数目的波束并且具有拥有较低增益的波束，并且然后随后评估如下集合，该集合具有拥有较高增益的较高数目的波束。例如，控制模块14可以检查覆盖扇区的两个波束，选择这两个波束中的一个波束，并且然后对覆盖所选择的波束的两个更窄的波束进行评估，以此类推。
图4图示了使用分层级的波束搜索的实施例，它可以被执行在控制模块14的一些实施例中。图4图示了波束搜索的序列，被细分为三个步骤41、42和43。在第一步骤41中，两个宽波束被评估，在第二步骤42中，在步骤1中所选择的宽波束的区域中，两个较窄的波束被评估，其中的一个波束然后被选择。现在被选择的波束然后在步骤43中被再次评估，其中在步骤42中所选择的波束的区域中现在考虑更窄的波束。图4在三个后续的时隙中图示了这样的方法，在三个步骤或三个时隙中能够选择在步骤43中所示出的八个笔形波束中的最佳波束。
如上文已经解释的，捕获阶段可能不仅有关于设立经波束形成的链路，而且也有关于在用户移动的情况下或者在一些发射路径被阻挡的情况下来适配BF权重。这也在图4中被图示。在以下的实施例中，将考虑纯模拟BF，例如，具有十六个波束并且使用单个数字路径。在一种实施例中，为了发现最佳波束，向前的一种方式将是扫描所有的十六个波束，每次一个波束，例如基于上文所描述的用户或移动收发机200的上行链路导频信号。在这样的实施例中，使用后续的评估，可以使用十六个时隙来找到最佳波束。在使用类似于模拟巴特勒矩阵的方法的一些实施例中，每次仅可以测量一个波束，因为仅单个数字路径可以是可用的。
一些实施例可以使用较快的技术，其也可以被称为子扇区化。在这样的实施例中，控制模块14可以选择四个子扇区中的最佳子扇区，每次一个子扇区，并且然后选择每个子扇区的最佳波束。这可以将选择时间减少到八个时隙。如图4中所图示的并且如上文所解释的，一些实施例所使用的还要更快的技术可以被称为分层级的子扇区化。在第一时隙41中，两个扇区被引入并且最佳扇区被选择。在第二时隙42中，四个子扇区被定义，其中的两个子扇区位于在步骤41中已经被选择的扇区中。这两个中的最佳的一个现在可以被选择作为用于后续步骤的基础。后续的步骤，其中的一个步骤由图4 中的步骤43来例示，之前的步骤42的所选择的子扇区进一步被细分为两个更窄的子扇区，其中的最佳的一个现在被选择。在最后的时隙中，从波束的小子集中选择最佳波束。在具有十六个波束的示例中，这一过程可以仅需要四个时隙。
在实施例中，也可以结合混合数字/模拟BF来应用类似的过程。例如，假定针对图2中所描绘的收发机100，借助于纯数字BF定义 K＝4个子扇区，即在上行链路中能够并发地处理4个子扇区，这需要最少的一个时隙。一旦选择了最佳子扇区，就可以确定该子扇区内的四个波束中的最佳波束。这可以逐个波束地或者通过使用分层级的子扇区化来完成。分层级的子扇区化可以同样地与纯数字BF一起使用，并且相比于并发地扫描大数目的波束可以减少计算复杂度。
在一些实施例中，可以使用特定于子扇区的RAP。实施例可以与上文的描述一致，借助于特定于子扇区的同步信号或导频信号来定义用于下行链路发射的子扇区，特定于子扇区的同步信号或导频信号可以使得能够定义下行链路中的特定于子扇区的RAR和/或上行链路中的RAP。实施例可以提供捕获速度或效率可以被增加的优点，因为移动台200从下行链路测量来确定最佳子扇区，并且借助于上行链路中的特定于子扇区的RAP来指示它的选择。通过(例如以因数K)在正交波束上利用SDMA，实施例可以增强用于RA的容量。
在进一步的实施例中，携带小区标识的主同步信号可以在下行链路捕获部分期间在整个扇区上被广播，并且携带子扇区标识的K 个辅同步信号可以在这K个子扇区上被发射，例如，借助于数字波束形成并发地被发射。移动收发机200然后可以检测该小区标识，选择所接收的最佳子扇区同步信号，并且基于所选择的子扇区，它可以发射来自针对该子扇区所定义的集合(例如，Zadoff-Chu序列的集合)的RAP。在一些实施例中，每个子扇区的RA也可以被应用于常规蜂窝通信系统中，例如，WCDMA系统中，其中可以从辅扰码导出用于RA生成的扰码。
图5图示了在移动通信系统的移动收发机200中可操作的装置 20的实施例。换句话说，装置20可以被适配于移动收发机200或者可操作在移动收发机200中；并且可以在移动收发机200中被操作或者被包括在移动收发机200中。实施例还提供了包括装置20的移动收发机200。图5进一步示出了包括装置20的移动收发机200的实施例(虚线)。装置20包括收发机模块。收发机模块22可以对应于如上文所描述的类似的收发机模块，然而，其被适配于移动收发机200，包括上文所描述的典型的收发机的组件。以类似的方式，收发机模块22可以被实施为一个或多个收发机设备、一个或多个收发机单元、用于进行收发(即，接收和/或发射)的任何装置(means)、等等。收发机模块22包括通向多个天线25的接口，多个天线25可以对应于发射和/或接收天线25。关于这些接口，也可以参考上文所描述的接口。收发机模块22被耦合到控制模块24。控制模块24可操作为基于多个发射/接收天线25确定波束图案的第一集合26。控制模块24可操作为使用收发机模块22从使用来自波束图案的第一集合26的第一波束图案的基站收发机100接收信号。控制模块24 进一步可操作为基于该多个发射/接收天线25确定波束图案的第二集合28。如图5中所指示的，波束图案的第二集合28包括比波束图案的第一集合26更多的波束图案。控制模块24进一步可操作为使用第二波束图案28并且使用收发机模块22向基站收发机100发射信号。
如上文已经描述的，控制模块24可以可操作为从基站收发机100 接收作为该信号的同步信号，并且基于该同步信号确定与用于RAP 的发射的无线电资源有关的信息。控制模块24然后可以可操作为使用基于该同步信号所确定的无线电资源向基站收发机100发射RAP。换句话说，该同步信号可以确定无线电资源，无论它在扇区范围内还是在子扇区范围内被发射。在进一步的实施例中，控制模块24可以可操作为使用来自波束图案的第一集合26的第一波束图案并且使用收发机模块22从基站收发机100接收作为该信号的同步信号。控制模块24可以进一步可操作为使用来自波束图案的第二集合28的第二波束图案并且使用收发机模块22向基站收发机100发射RAP。
换句话说，移动收发机200可以使用多个发射/接收天线25。同步信号的处理可以针对小数目的(预定义的)接收波束并行地被执行，例如，类似于图2中所图示的，当假定在移动收发机200处有四个数字路径时是四个接收波束。这四个波束然后可以对应于波束图案的第一集合26。如果已经建立了下行链路同步，那么移动台200 可以使用更大集合(大于四个)的接收波束，也就是说，可以使用波束图案的第二集合28来精细地调谐用于数字BF的权重。这一精细调谐可以由移动收发机200定期性地执行，以维持时间域/频率域/ 空间域中的同步。精细调谐的BF权重然后可以被移动收发机200应用于发射和接收，例如，接收RAR、以及发射RAP、上行链路导频信号、等等。
在进一步的实施例中，控制模块24可以可操作为使用来自波束图案的第一集合26的第一波束图案并且使用收发机模块22从基站收发机100接收作为该信号的同步信号。控制模块24可以进一步可操作为使用第一波束图案并且使用收发机模块22向基站收发机100发射RAP。控制模块24然后进一步可操作为使用第一波束图案并且使用收发机模块22接收RAR，以及使用第二波束图案并且使用收发机模块22发射导频信号。
图6图示了用于移动通信系统的基站收发机的方法的实施例的框图。该方法包括：将多个天线15细分30为多个子组，以及使用作为子组的一个或多个天线来形成32第一波束图案16。该方法进一步包括：使用第一波束图案16发射34同步信号，以及在同步信号的发射之后从移动收发机200接收36响应信号。该方法进一步包括：基于来自移动收发机200的响应信号确定38第二波束图案18，以及使用第二波束图案18向移动收发机200发射40信号。第二波束图案18具有比第一波束图案16更高的天线增益。
图7图示了用于移动通信系统的移动收发机200的方法的实施例的框图。该方法包括：基于多个天线25确定42波束图案的第一集合26。该方法进一步包括：使用来自波束图案的第一集合26的第一波束图案从基站收发机100接收44信号。该方法进一步包括：基于该多个天线25确定波束图案的第二集合28。波束图案的第二集合 28包括比波束图案的第一集合26更多的波束图案。该方法进一步包括：使用来自波束图案的第二集合28的第二波束图案向基站收发机 100发射48信号。
进一步的实施例是存储有指令的计算机可读存储介质，这些指令在由计算机执行时，促使该计算机实施本文所描述的方法之一。其他实施例是具有程序代码的计算机程序或计算机程序产品，当该计算机程序或计算机程序产品在处理器、计算机、或可编程硬件上执行时，该程序代码用于执行上文所描述的方法中的任何方法。
本领域的技术人员将容易地认识到各种上文所描述的方法的步骤能够由经编程的计算机来执行。在本文中，一些实施例还意图为覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，这些程序存储设备是机器或计算机可读的并且编码了机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中所述指令执行本文所描述的方法的步骤中的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬驱动器、或光学可读数字数据存储介质。实施例还意图覆盖被编程为执行本文所描述的方法的所述步骤的计算机、或者被编程为执行上文所描述的方法的所述步骤的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。
本描述和附图仅说明了本发明的原理。将因此意识到，本领域的技术人员将能够设计出虽然在本文中没有明确描述或示出但是体现了本发明的原理并且被包括在它的精神和范围之内的各种布置。此外，本文所记载的所有示例原则上主要明确地意图为仅用于教导目的，以辅助读者理解本发明的原理以及由(多位)发明人为了促进本领域所贡献的概念，并且将被解释为没有限制于如此具体记载的示例和条件。此外，本文记载了本发明的原理、方面和实施例的所有陈述、以及它们的具体示例意图为涵盖它们的等价物。
被标示为“用于…的装置”的功能块(执行某种功能)应该分别被理解为包括电路的功能块，该电路被适配用于执行或者被适配为执行某种功能。因此，“用于某事件的装置”也可以被理解为“被适配用于或者被适应用于某事物的装置”。正在被适配用于执行某种功能的装置因此没有暗示这样的装置(在给定的时刻)必然正在执行所述功能。
附图中示出了各种元件的功能，包括被标记为“装置”、“用于进行收发的装置”、“用于进行控制的装置”等等的任何功能块，都可以通过使用专用的硬件(诸如“收发机”、“控制器/处理器”、等等)、以及能够执行软件的硬件联合适当软件而被提供。此外，在本文中被描述为“装置”的任何实体可以对应于或者可以被实施为“一个或多个模块”、“一个或多个设备”、“一个或多个单元”、等等。当通过处理器提供时，这些功能可以通过单个专用处理器、通过单个共享处理器、或通过多个个体处理器(其中的一些可以被共享)来提供。此外，对术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含地不带限制地包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、以及非易失性存贮器。也可以包括常规或定制的其他硬件。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或甚至手动地来执行，随着从上下文更具体地理解，特定的技术是由实施者可选择的。
本领域的技术人员应当意识到，本文中的任何框图都表示了体现出本发明的原理的说明性电路的概念性视图。类似地，将意识到，任何流程图表、流程图、状态转换图、伪代码、等等都表示了各种过程，这些过程实质上可以被表现在计算机可读介质中，并且如此由计算机或处理器执行，不论这样的计算机或处理器是否明确地被示出。
此外，以下的权利要求由此被并入到详细描述中，其中每项权利要求其自身都可以独立作为单独的实施例。虽然每项权利要求其自身都可以独立作为单独的实施例，但是将注意到—尽管从属权利要求可能在权利要求中引用了与一项或多项其他权利要求的具体组合—但是其他的实施例也可以包括该从属权利要求与每项其他从属权利要求的主题的组合。这样的组合在本文中被提出，除非陈述了特定组合没有被意图。此外，意图将权利要求的特征也包括到任何其他的独立权利要求，即使这一权利要求没有直接从属于该独立权利要求。
进一步要注意到，说明书中或者权利要求中所公开的方法可以由具有用于执行这些方法的相应步骤中的每个步骤的装置(means) 的设备来实施。

Claims (9)

1.一种在移动通信系统的基站收发机(100)中可操作的装置(10)，所述装置(10)包括：
收发机模块(12)，所述收发机模块(12)包括通向多个天线(15)的接口并且可操作为：
使用所述接口将所述多个天线(15)细分为多个子组，
使用子组的天线来形成包括子扇区的第一波束图案(16)，其中所述收发机模块(12)可操作为使用模拟波束形成来形成所述第一波束图案(16)；以及
控制模块(14)，所述控制模块(14)可操作为：
使用所述收发机模块(12)和所述第一波束图案(16)发射同步信号，其中所述同步信号包括与用于传输随机接入前导的无线电资源有关的信息，
通过在所述第一波束图案(16)的每个子扇区中并行地扫描以寻找随机接入前导信号，来使用所述第一波束图案(16)从移动收发机(200)接收所述随机接入前导信号，其中所述随机接入前导特定于每个子扇区，
使用所述第一波束图案(16)向所述移动收发机(200)发射随机接入响应，其中如果所述随机接入前导信号在所述子扇区中的一个或多个子扇区中被检测到，则选择具有最强随机接入前导信号的子扇区并且在所选择的子扇区中发射所述随机接入响应，
在所述同步信号的发射之后使用所述收发机模块(12)从所述移动收发机(200)接收作为响应信号的导频信号，
基于来自所述移动收发机(200)的所述响应信号确定第二波束图案(18)，所述第二波束图案(18)具有比所述第一波束图案(16)更高的天线增益，
使用所述第二波束图案(18)和所述收发机模块(12)向所述移动收发机(200)发射后续的信号。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述第二波束图案(18)比所述第一波束图案(16)使用更多的天线。
3.根据权利要求1所述的装置(10)，其中天线使用覆盖所述基站收发机(100)的扇区的个体波束图案。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制模块(14)可操作为使用数字波束形成来形成所述第二波束图案(18)，或者其中所述收发机模块(12)可操作为使用模拟波束形成来形成所述第一波束图案(16)和所述第二波束图案(18)，其中所述控制模块(14)可操作为在所述收发机模块(12)处选择波束图案。
5.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述控制模块(14)可操作为通过随后评估越来越窄的波束图案来迭代地确定所述第二波束图案(18)，和/或其中所述控制模块(14)可操作为在相对于所述同步信号的第一预定义时隙中使用所述收发机模块(12)从移动收发机(200)接收对所述同步信号的所述响应信号，并且其中所述控制模块(14)可操作为在不同于所述第一预定义时隙的第二预定义时隙中使用所述收发机模块发射特定于所述移动收发机(200)的控制数据。
6.一种在移动通信系统的移动收发机(200)中可操作的装置(20)，所述装置(20)包括：
收发机模块(22)，所述收发机模块(22)包括通向多个天线(25)的接口；以及
控制模块(24)，所述控制模块(24)可操作为：
基于所述多个天线(25)确定包括子扇区的波束图案的第一集合(26)，
使用所述收发机模块(22)从使用来自波束图案的所述第一集合(26)的第一波束图案的基站收发机(100)接收同步信号，
基于所述多个天线(25)确定波束图案的第二集合(28)，波束图案的所述第二集合(28)包括比波束图案的所述第一集合(26)更多的波束图案，
基于所述同步信号确定与用于随机接入前导的发射的无线电资源有关的信息，
使用所述收发机模块(22)、并且使用基于所述同步信号确定的所述无线电资源，向使用来自第二波束图案的所述集合(28)的第二波束图案的所述基站收发机(100)发射随机接入前导，
其中所述移动收发机(200)被配置为：
从下行链路测量来确定最佳子扇区；
借助于上行链路中的特定于子扇区的随机接入前导来指示其选择；
从所述基站收发机接收随机接入响应；以及
使用所述第二波束图案来发射导频信号。
7.一种用于移动通信系统的基站收发机(100)的方法，所述方法包括：
将多个天线(15)细分(30)为多个子组；
使用子组的天线并且使用模拟波束形成来形成(32)包括子扇区的第一波束图案(16)；
使用所述第一波束图案(16)发射(34)特定于每个子扇区的同步信号，其中所述同步信号包括与用于传输随机接入前导的无线电资源有关的信息；
通过在所述第一波束图案(16)的每个子扇区中并行地扫描以寻找随机接入前导信号，来使用所述第一波束图案(16)从移动收发机(200)接收所述随机接入前导信号，其中所述随机接入前导特定于每个子扇区；
使用所述第一波束图案(16)向所述移动收发机(200)发射随机接入响应，其中如果所述随机接入前导在所述子扇区中的一个或多个子扇区中被检测到，则选择具有最强随机接入前导信号的子扇区并且在所选择的子扇区中发射所述随机接入响应，
在所述随机接入响应的发射之后从所述移动收发机(200)接收(36)作为响应信号的导频信号，
基于来自所述移动收发机(200)的所述响应信号确定(38)第二波束图案(18)；以及
使用所述第二波束图案(18)向所述移动收发机(200)发射(40)后续的信号，所述第二波束图案(18)具有比所述第一波束图案(16)更高的天线增益。
8.一种用于移动通信系统的移动收发机(200)的方法，所述方法包括：
基于多个天线(25)确定(42)包括子扇区的波束图案的第一集合(26)；
从使用来自波束图案的所述第一集合(26)的第一波束图案的基站收发机(100)接收(44)同步信号，其中所述同步信号特定于所述基站收发机的每个子扇区；
基于所述多个天线(25)确定(46)波束图案的第二集合(28)，波束图案的所述第二集合(28)包括比波束图案的所述第一集合(26)更多的波束图案；
基于所述同步信号确定与用于随机接入前导的发射的无线电资源有关的信息；以及
使用来自第二波束图案的所述集合(28)的第二波束图案并且使用基于所述同步信号确定的所述无线电资源，向所述基站收发机(100)发射(48)随机接入前导，
其中所述方法进一步包括：
从所述同步信号的下行链路测量来确定最佳子扇区；
借助于上行链路中的特定于子扇区的随机接入前导来指示其选择；
从所述基站收发机接收随机接入响应；以及
使用所述第二波束图案来发射导频信号。
9.一种存储有程序代码的计算机可读存储介质，当所述程序代码在计算机、处理器、或可编程硬件组件上被执行时，所述程序代码用于执行根据权利要求7或8所述的方法中的至少一种方法。
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