CN106575987A - 利用非对称的能力用于毫米波接入系统中的基于竞争的随机接入的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于操作用户设备(UE)的方法、装置和计算机程序产品。所述装置接收用于指示至少数字、模拟或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW‑BS)相关联的。基于所述波束成形能力信息，所述装置针对所述UE的M个接收波束方向中的每个波束接收方向扫描来自所述mmW‑BS的N个发射波束，从所述N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束，并且基于所述优选的一个或多个被扫描的波束建立与所述mmW‑BS的无线通信链路。

Description

利用非对称的能力用于毫米波接入系统中的基于竞争的随机 接入的方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求名称为“METHODS EXPLOITING ASYMMETRIC CAPABILITIES FORCONTENTION-BASED RANDOM ACCESS IN MM-WAVE ACCESS SYSTEMS”并且于2014年8月5日递交的美国专利申请No.14/452,510的权益，以引用方式将该美国专利申请整体上明确地并入本文。
技术领域
概括地说，本公开内容涉及通信系统，具体地说，本公开内容涉及利用非对称的能力用于毫米波(mmW)接入系统中的基于竞争的随机接入的方法。
背景技术
无线通信系统被广泛地部署以提供诸如是电话、视频、数据、消息传送和广播的各种电信服务。典型的无线通信系统可以使用能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率、总通信时间等)支持与多个用户的通信的多址技术。这样的多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统和时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
这些多址技术已在各种电信标准中被采用，以提供使不同的无线设备能够在城市、国家、地区以及甚至全球级别上通信的公共协议。新兴的电信标准的一个示例是长期演进(LTE)。LTE是对由第三代合作伙伴计划(3GPP)公布的通用移动电信系统(UMTS)移动标准的增强的集合。LTE被设计为通过使用下行链路(DL)上的OFDMA、上行链路(UL)上的SC-FDMA和多输入多输出(MIMO)天线技术改进频谱效率、降低成本、改进服务、利用新的频谱和与其它开放标准更好地集成来更好地支持移动宽带互联网接入。然而，随着对于移动宽带接入的需求继续增大，存在对于LTE技术的进一步改进的需求。优选地，这些改进应当是适用于其它多址技术和使用这些技术的电信标准的。
发明内容
在本公开内容的一个方面中，提供了一种方法、计算机程序产品和装置。所述装置接收用于指示至少数字、模拟或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW-BS)相关联的。基于所述波束成形能力信息，所述装置针对所述UE的M个接收波束方向中的每个接收波束方向扫描来自所述mmW-BS的N个发射波束，从所述N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束，并且基于所述优选的一个或多个被扫描的波束来建立与所述mmW-BS的无线通信链路。
附图说明
图1是示出网络架构的一个示例的图。
图2是示出接入网的一个示例的图。
图3是示出接入网中的演进型节点B和用户设备的一个示例的图。
图4是设备到设备通信系统的图。
图5是示出mmW无线通信系统的一个示例的图。
图6是示出UE和mmW-BS的一个示例扫描操作的图。
图7是示出UE和mmW-BS的一个示例扫描操作的图。
图8是示出UE和mmW-BS的一个示例扫描操作的图。
图9是示出UE和mmW-BS的一个示例扫描操作的图。
图10是示出UE和mmW-BS的一个示例扫描操作的图。
图11是无线通信的方法的流程图。
图12是示出一个示例性装置中的不同模块/单元/部件之间的数据流的数据流图。
图13是示出使用处理系统的装置的硬件实现方式的一个示例的图。
具体实施方式
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，并且不旨在代表本文中描述的概念可以通过其被实践的仅有的配置。出于提供对各种概念的透彻理解的目的，详细描述包括具体的细节。然而，对于本领域的技术人员应当显而易见，可以在不具有这些具体的细节的情况下实践这些概念。在某些情况下，以框图形式示出公知的结构和部件，以避免使这样的概念模糊不清。
现在将参考各种装置和方法给出电信系统的几个方面。将通过各种框、模块、部件、电路、步骤、过程、算法等(集体被称为“要素”)在下面的详细描述中描述和在附图中示出这些装置和方法。可以使用电子硬件、计算机软件或者其任意组合来实现这些要素。这样的要素被实现为硬件还是软件，取决于具体的应用和被施加于总体系统的设计约束。
作为示例，单元、或者单元的任何部分、或者单元的任何组合可以利用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路和其它的被配置为执行贯穿本公开内容所描述的各种功能的合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。不论被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语，软件都应当宽泛地理解为表示指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行的线程、过程、函数等
相应地，在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或者其任意组合来实现。如果用软件来实现，则功能可以作为计算机可读介质上的一个或多个指令或者代码被存储或者编码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是任何可以由计算机访问的可用的介质。作为示例而非限制，这样的计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、压缩盘ROM(CD-ROM)或者其它光盘存储装置、磁盘存储装置或者其它磁性存储设备、或者任何其它的可以用于以指令或者数据结构的形式携带或者存储期望的程序代码并且可以被计算机访问的介质。以上各项的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
图1是示出了LTE网络架构100的图。LTE网络架构100可以被称为演进型分组系统(EPS)100。EPS 100可以包括一个或多个用户设备(UE)102、演进型UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)104、演进型分组核心(EPC)110和运营商的互联网协议(IP)服务122。EPS可以与其它的接入网互连，但为简单起见，那些实体/接口未被示出。如所示的，EPS提供分组交换服务，然而如本领域的技术人员应当轻松认识到的，贯穿本公开内容所给出的各种概念可以被扩展到提供电路交换服务的网络。
E-UTRAN包括演进型节点B(eNB)106和其它eNB 108，并且可以包括多播协调实体(MCE)128。eNB 106向UE 102提供用户和控制平面协议终止。eNB 106可以经由回程(例如，X2接口)连接到其它eNB 108。MCE 128分配用于演进型多媒体广播多播服务(MBMS)(eMBMS)的时间/频率无线资源，并且确定eMBMS的无线配置(例如，调制和编码方案(MCS))。MCE 128可以是单独实体或者eNB 106的部分。eNB 106还可以被称为基站、节点B、接入点、基站收发机、无线基站、无线收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)或者某个其它合适的术语。eNB 106为UE 102提供到EPC 110的接入点。UE 102的示例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、照相机、游戏控制台、平板型计算机或者任何其它相似的起作用的设备。UE 102还可以被本领域的技术人员称为移动站、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持装置、用户代理、移动客户端、客户端或者某个其它合适的术语。
eNB 106连接到EPC 110。EPC 110可以包括移动性管理实体(MME)112、归属用户服务器(HSS)120、其它MME 114、服务网关116、多媒体广播多播服务(MBMS)网关124、广播多播服务中心(BM-SC)126和分组数据网络(PDN)网关118。MME 112是处理UE 102与EPC 110之间的信令的控制节点。概括地说，MME 112提供承载和连接管理。全部用户IP分组被传送通过服务网关116，服务网关116自身连接到PDN网关118。PDN网关118为UE提供IP地址分配以及其它功能。PDN网关118和BM-SC 126连接到IP服务122。IP服务122可以包括互联网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)、PS流传送服务(PSS)和/或其它IP服务。BM-SC 126可以提供用于MBMS用户服务供应和传递的功能。BM-SC 126可以充当内容提供商MBMS传输的入口点，可以用于在PLMN内授权和发起MBMS承载服务，并且可以用于调度和传递MBMS传输。MBMS网关124可以用于向属于广播具体的服务的多播广播单频网络(MBSFN)区域的eNB(例如，106、108)分布MBMS业务，并且可以负责会话管理(开始/停止)和收集与eMBMS相关的计费信息。
在一个方面中，UE 102能够经由LTE网络和毫米波(mmW)系统传送信号。相应地，UE102可以通过LTE链路与eNB 106和/或其它eNB 108通信。额外地，UE 102可以通过mmW链路与连接点(CP)或者基站(BS)或者mmW基站(mmW-BS)130(是有mmW系统通信的能力的)通信。
在一个进一步的方面中，其它eNB 108中的至少一个其它eNB 108可以是能够经由LTE网络和mmW系统传送信号的。因此，eNB 108可以被称为LTE+mmW eNB。在另一个方面中，CP/BS/mmW-BS 130可以是能够经由LTE网络和mmW系统传送信号的。因此，CP/BS/mmW-BS130可以被称为LTE+mmW CP/BS。UE 102可以通过LTE链路以及通过mmW链路与其它eNB 108通信。
在又另一个方面中，其它eNB 108可以是能够经由LTE网络和mmW系统传送信号的，而CP/BS 130仅能够经由mmW系统传送信号。相应地，不能够经由LTE网络用信号通知其它eNB 108的CP/BS 130可以通过mmW回程链路与其它eNB 108通信。
图2是示出LTE网络架构中的接入网200的一个示例的图。在这个示例中，接入网200被划分成多个蜂窝区域(小区)202。一个或多个低功率等级eNB 208可以具有与小区202中的一个或多个小区202重叠的蜂窝区域210。低功率等级eNB 208可以是毫微微小区(例如，家庭eNB(HeNB))、微微小区、微小区或者远程无线头端(RRH)。宏eNB 204各自被分配给各自的小区202，并且被配置为为小区202中的全部UE 206提供到EPC 110的接入点。在接入网200的这个示例中不存在任何集中式控制器，但在替代的配置中可以使用集中式控制器。eNB 204负责包括无线承载控制、准入控制、移动性控制、调度、安全性和与服务网关116的连接的全部与无线相关的功能。eNB可以支持一个或多个(例如，三个)小区(还被称为扇区)。术语“小区”可以指eNB的最小覆盖区域和/或为具体的覆盖区域提供服务的eNB子系统。进一步地，在本文中可以可互换地使用术语“eNB”、“基站”和“小区”。
在一个方面中，UE 206可以经由LTE网络和毫米波(mmW)系统传送信号。相应地，UE206可以通过LTE链路与eNB 204通信，并且通过mmW链路与CP或者BS 212(是有mmW系统通信的能力的)通信。在一个进一步的方面中，eNB 204和CP/BS/mmW-BS 212可以经由LTE网络和mmW系统传送信号。因此，UE 206可以通过LTE链路和mmW链路与eNB 204通信(在eNB 204是有mmW系统通信的能力的时)，或者通过mmW链路和LTE链路与CP/BS 212通信(在CP/BS/mmW-BS 212是有LTE网络通信的能力的时)。在又另一个方面中，eNB 204经由LTE网络和mmW系统传送信号，而CP/BS/mmW-BS 212仅经由mmW系统传送信号。相应地，不能够经由LTE网络用信号通知eNB 204的CP/BS/mmW-BS 212可以通过mmW回程链路与eNB 204通信。
被接入网200使用的调制和多址方案可以取决于被部署的具体的电信标准而改变。在LTE应用中，在DL上使用OFDM并且在UL上使用SC-FDMA，以支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者。如本领域的技术人员应当从下面的详细描述中轻松认识到的，本文中给出的各种概念完全适于LTE应用。然而，这些概念可以被轻松地扩展到使用其它调制和多址技术的其它电信标准。作为示例，这些概念可以被扩展到演进数据优化(EV-DO)或者超移动宽带(UMB)。EV-DO和UMB是由第三代合作伙伴计划2(3GPP2)作为CDMA2000标准族的部分公布的空中接口标准，并且使用CDMA来向移动站提供宽带互联网接入。这些概念还可以被扩展到：使用宽带CDMA(W-CDMA)或者诸如是TD-SCDMA的CDMA的其它变型的通用陆地无线接入(UTRA)；使用TDMA的全球移动通信系统(GSM)；以及，使用OFDMA的演进型UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20和Flash-OFDM。在来自3GPP组织的文档中描述UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。在来自3GPP2组织的文档中描述CDMA2000和UMB。所使用的实际的无线通信标准和多址技术将取决于具体的应用和被强加于系统的总体设计约束。
eNB 204可以具有支持MIMO技术的多个天线。使用MIMO技术使eNB 204能够利用空域来支持空间复用、波束成形和发射分集。空间复用可以用于同时在相同的频率上发射不同的数据流。数据流可以被发送给单个UE 206以提高数据速率，或者被发送给多个UE 206以提高总系统容量。这通过对每个数据流进行空间预编码(例如，施加对幅度和相位的缩放)并且然后通过多个发射天线在DL上发送每个经空间预编码的流来达到。经空间预编码的数据流与不同空间签名一起到达UE 206，这使UE 206中的每个UE 206能够恢复去往该UE206的一个或多个数据流。在UL上，每个UE 206发送经空间预编码的数据流，这使eNB 204能够识别每个经空间预编码的数据流的源。
概括地说，空间复用在信道状况良好时被使用。在信道状况较不利时，波束成形可以用于将传输能量聚焦在一个或多个方向上。这可以通过在空间上对数据进行预编码以通过多个天线进行发送来达到。为达到在小区的边缘处的良好的覆盖，可以与发射分集相结合地使用单一流波束成形传输。
在下面的详细描述中，将参考支持DL上的OFDM的MIMO系统描述接入网的各种方面。OFDM是将数据调制到OFDM符号内的多个子载波上的扩频技术。以精确的频率将子载波间隔开。所述间隔提供使接收机能够从子载波中恢复数据的“正交性”。在时域中，保护间隔(例如，循环前缀)可以被添加到每个OFDM符号，以对抗OFDM符号间干扰。UL可以以DFT扩频OFDM信号的形式使用SC-FDMA，以对高峰均功率比(PAPR)进行补偿。
图3是与接入网中的UE 350通信的基站310的框图。基站310可以例如是LTE系统的eNB、mmW系统的CP/接入点/基站、能够经由LTE系统和mmW系统传送信号的eNB或者能够经由LTE系统和mmW系统传送信号的CP/接入点/基站。UE 350可以是能够经由LTE系统和/或mmW系统传送信号的。在DL中，将来自核心网的上层分组提供给控制器/处理器375。在DL中，控制器/处理器375提供报头压缩、加密、分组分段和重新排序、在逻辑与传输信道之间的复用和基于各种优先级度量的向UE 350的无线资源分配。控制器/处理器375还负责HARQ操作、对丢失的分组的重传和向UE 350的信令传送。
发送(TX)处理器316实现各种信号处理功能。信号处理功能包括：用于促进UE 350处的前向纠错(FEC)的编码和交织，以及，基于各种调制方案(例如，二相相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相相移键控(M-PSK)、M阶正交幅度调制(M-QAM))的向信号星座图的映射。然后将经编码和调制的符号拆分成并行的流。然后将每个流映射到OFDM子载波、在时域和/或频域中将其与参考信号(例如，导频)复用以及然后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)将其合并在一起以产生携带时域OFDM符号流的物理信道。在空间上对OFDM流进行预编码以产生多个空间流。来自信道估计器374的信道估计可以用于确定编码和调制方案以及用于空间处理。可以从参考信号和/或由UE 350发送的信道状况反馈导出信道估计。然后可以经由单独的发射机318TX将每个空间流提供给不同的天线320。每个发射机318TX可以利用各自的空间信号对RF载波进行调制以用于传输。
在UE 350处，每个接收机354RX通过其各自的天线352接收信号。每个接收机354RX恢复被调制到RF载波上的信息，并且将信息提供给接收(RX)处理器356。RX处理器356实现各种信号处理功能。RX处理器356可以对信息执行空间处理以恢复任何去往UE 350的空间流。如果多个空间流是去往UE 350的，则它们可以被RX处理器356合并成单一的OFDM符号流。RX处理器356然后使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDM符号流从时域转换到频域。频域信号包括针对OFDM信号的每个子载波的单独的OFDM符号流。通过确定被基站310发送的最可能的信号星座图点来恢复和解调每个子载波上的符号和参考信号。这些软判决可是基于由信道估计器358计算的信道估计的。然后对软判决进行解码和解交织以恢复最初由基站310在物理信道上发射的数据和控制信号。然后将数据和控制信号提供给控制器/处理器359。
控制/处理器359可以是与存储程序代码和数据的存储器360相关联的。存储器360可以被称为计算机可读介质。在DL中，控制器/处理器359提供在传输与逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压、控制信号处理，以恢复来自核心网的上层分组。然后将上层分组提供给数据宿362。还可以将各种控制信号提供给数据宿362。控制器/处理器359还负责使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议进行的错误检测以支持HARQ操作。
在UL中，数据源367用于将上层分组提供给控制器/处理器359。与结合由基站310作出的DL传输描述的功能类似，控制器/处理器359提供报头压缩、加密、分组分段和重新排序以及基于由基站310作出的无线资源分配的在逻辑与传输信道之间的复用。控制器/处理器359还负责HARQ操作、对丢失的分组的重传和向基站310的信号传输。
由信道估计器358从参考信号或者由基站310发送的反馈导出的信道估计可以被TX处理器368用于选择合适的编码和调制方案，以及用于促进空间处理。可以经由单独的发射机354TX将由TX处理器368生成的空间流提供给不同的天线352。每个发射机354TX可以利用各自的空间流对RF载波进行调制以用于传输。
在基站310处以与结合UE 350处的接收机功能描述的方式的类似的方式对UL传输进行处理。每个接收机318RX通过其各自的天线320接收信号。每个接收机318RX恢复被调制到RF载波上的信息，并且将信息提供给RX处理器370。
控制器/处理器375可以是与存储程序代码和数据的存储器376相关联的。存储器376可以被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器375提供在传输与逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压、控制信号处理，以恢复来自UE 350的上层分组。可以将来自控制器/处理器375的上层分组提供给核心网。控制器/处理器375还负责使用ACK和/或NACK协议进行的错误检测以支持HARQ操作。
图4是设备到设备通信系统400的图。设备到设备通信系统400包括多个无线设备404、406、408、410。设备到设备通信系统400可以与诸如是例如无线广域网(WWAN)的蜂窝通信系统重叠。无线设备404、406、408、410中的一些无线设备可以使用DL/UL WWAN频谱在设备到设备通信中一起通信，一些无线设备可以与基站402通信，并且一些无线设备可以进行这两者。例如，如图4中所示，无线设备408、410进行设备到设备通信，并且无线设备404、406进行设备到设备通信。无线设备404、406还正在与基站402通信。
下文中讨论的示例性方法和装置适用于多种无线设备到设备通信系统中的任何无线设备到设备通信系统，诸如例如，基于FlashLinQ、WiMedia、蓝牙、ZigBee或者基于IEEE802.11标准的Wi-Fi的无线设备到设备通信系统。为简化讨论，在LTE的上下文中讨论示例性方法和装置。然而，本领域的技术人员应当理解，示例性方法和装置更广泛地适用于多种其它的无线设备到设备通信系统。
mmW通信系统(还被称为mmW接入系统)可以在甚高频频带(例如，10.0GHz到300.0GHz)处操作，在甚高频频带处，载波波长在几毫米的数量级上。这样的mmW通信系统可以允许与低频载波系统(例如，6.0GHz以下)相比的大量天线被打包在给定的区域中。在一个方面中，mmW-BS与UE之间的mmW通信系统中的数据交换可以通过使用波束成形方案来实现。例如，波束成形方案可以是用于执行提供从多个天线中累积的阵列增益的物理上激励的定向导引的方法。
为在mmW通信系统中发起数据交换，UE可能需要发现该UE邻近处的全部mmW-BS，并且基于信号质量或者其它的专用于UE的考虑与mmW-BS相关联。在一个方面中，UE与mmW-BS之间的关联过程(还被称为同步过程或者波束搜索过程)可以通过UE在具有诸如是主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)的经恰当定义的信号集合的特定信道(例如，随机接入信道(RACH))上进行发送来达到。例如，UE与mmW-BS之间的同步过程可以允许UE获得诸如是小区帧时序、载波频率偏移量、OFDM符号时序和/或小区id的感兴趣的信息。
在低频通信系统(例如，LTE无线通信系统)中，在RACH过程中被使用的信号是固定的，并且不具有任何承载或者对物理环境的依赖性。然而在mmW无线通信系统中，信令的定向的本质可能要求定向的随机接入过程在UE与mmW-BS之间的RACH信道上被执行。例如，mmW-BS可以通过主信息块(MIB)发送与预定义的波束方向相对应的扇区/波束成形向量索引。在UE确定用于发送或者接收波束的优选方向时，UE可以在上行链路上发送RACH信号。
在一个方面中，mmW通信系统中的mmW-BS和UE可以具有不同的能力(还被称为异步的能力)。例如，mmW-BS和UE可以具有不同数量的天线、不同数量的天线子阵列、不同类型的子阵列(线性的、平面的等)、不同的波束成形器架构类型(例如，数字的、模拟的/RF、混合的)和/或不同的发射功率。如下文中讨论的，可以利用mmW-BS与UE之间的能力上的这样的差异来高效地实现随机接入过程。
在另一个方面中，第一UE(例如，无线设备404)和第二UE(例如，无线设备406)可以被配置为用于mmW系统中的设备到设备通信，并且可以具有不同的能力。例如，第一UE和第二UE可以具有不同数量的天线、不同数量的天线子阵列、不同类型的子阵列(线性的、平面的等)、不同的波束成形器架构类型(例如，数字的、模拟的/RF、混合的)和/或不同的发射功率。可以利用第一UE与第二UE之间的能力上的这样的差异来高效地实现第一与第二UE之间的RACH过程。
图5是示出mmW通信系统500的一个示例的图。mmW通信系统500包括UE 502和mmW-BS 504。在一个方面中，UE 502和mmW-BS 504可以执行同步过程和发现以建立通信链路。例如，UE 502和mmW-BS 504可以沿从表面522反射的路径506建立通信链路。
在一个方面中，UE 502和/或mmW-BS 504可以具有可以促进同步过程的一个或多个波束成形能力。在一个方面中，波束成形能力可以是这样的：mmW通信系统500中的一个设备具有比mmW通信系统500中的另一个设备更大数量的天线。例如，mmW-BS 504可以具有比UE 502更大数量的天线。UE 502与mmW-BS 504之间的天线数量上的该差异可以允许mmW-BS504出于习得各个方向的波束的目的扫描时隙内的比UE 502多的方向和/或扇区。例如，mmW-BS 504可以使用它的更大数量的天线来在给定的时隙中比UE 502可以扫描它的可能的波束成形角度(例如，与波束516、518和/或520相对应的角度)中的每个波束成形角度更迅速地扫描它的可能的波束成形角度(例如，与波束508、510和/或512相对应的角度)中的每个波束成形角度。
在一个房间中，波束成形能力可以是模拟波束成形能力。例如，mmW-BS 504可以具有可以允许mmW-BS 504一次通过一个可用的RF链发射单个波束(例如，沿路径506的波束512)的模拟波束成形能力。术语RF链在涉及调制解调器的发送侧时指功率放大器、数模转换器和混频器的组合，或者在涉及调制解调器的接收机侧时指低噪声放大器、解混频器和模数转换器的组合。在一个方面中，波束成形能力可以是数字波束成形能力。例如，mmW-BS504可以具有与和天线的数量相同的数量的RF链相对应的数字波束成形能力，这可以允许mmW-BS 504以每个波束的峰值增益为代价通过在多个方向上发射电磁能量来并发地发射多个波束(例如，波束510和512)。在一个方面中，波束成形能力可以是混合波束成形能力。在一个方面中，混合波束成形能力可以通过将设备配置为包括多个RF链来达到，其中，多个RF链的数量少于设备的天线的数量。例如，mmW-BS 504可以通过从mmW-BS 504的RF链中的每个RF链发射波束来应用混合波束成形能力。在一个方面中，UE处的波束成形能力可以是多个天线子阵列的可用性。例如，UE 502可以具有多个天线子阵列以克服RF障碍物，例如，可能正在不经意地阻碍波束的路径的用户的手或者手指或者身体。该子阵列分集允许UE502从天线子阵列中的每个天线在不同的方向(例如，波束518和520的各自的方向)上发射波束。
在一个方面中，UE 502可以具有N个天线，并且mmW-BS 504可以具有NK个天线，其中，K>1。在这样的方面中，mmW-BS 504具有波束成形能力，所述波束成形能力在于，mmW-BS504具有比UE 502大因子K的数量的天线。因此，mmW-BS 504可以在给定的时间段内在比UE502多的方向上搜索波束。在另一个方面中，mmW-BS 504可以扫描数量NB个扇区，并且UE502可以扫描数量NU个扇区，其中，NB>NU。
在一个方面中，UE 502可以基于与UE 502相关联的波束成形能力信息和/或与mmW-BS 504相关联的波束成形能力信息来确定波束搜索过程和UE 502与mmW-BS 504之间的合适的信令框架。在一个方面中，UE 502和mmW-BS 504可以在mmW频带之外交换波束成形能力信息。例如，取决于mmW-504是否具有数字波束成形能力或者UE 502是否具有多个天线子阵列能力，用于波束搜索过程(例如，RACH过程)的两个不同的帧结构可以是对于UE 502可用的。在这样的示例中，UE 502可以从mmW-BS 504接收比特，这允许UE 502确定mmW-BS504的数字波束成形能力是否将被利用(例如，比特被设置为‘1’)或者mmW-BS 504的数字波束成形能力是否将不被利用(例如，比特被设置为‘0’)。在第一个场景中，如果比特被设置为‘1’，则mmW-BS 504可以使用它的数字的波束成形器沿方向i和j并发地进行波束成形(例如，同时地发射或者接收多个波束)。在第二个场景中，如果比特被设置为‘0’，则mmW-BS504可以首先沿方向i并且然后沿方向j进行波束成形(例如，一次发射或者接收单个波束)。在一个方面中，在这两个场景中的任一个场景中，UE 502可能不知道mmW-BS 504的能力，并且可以沿全部它的方向进行波束成形以完成RACH过程。在一个方面中，如果UE 502具有多个子阵列能力，则UE 502可以沿两个不同的方向进行波束成形以减少完成RACH过程所需的时间。
图6是示出用于UE 502和mmW-BS 504的扫描操作的一个示例帧结构600的图。在图6的方面中，UE 502和mmW-BS 504可以各自具有单个RF链。如图6中所示，UE 502可以在多个时隙(例如，时隙1 602、时隙2604、……、时隙P 606)中的每个时隙期间在单个方向(例如，方向“D1”)上发射波束。如图6中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1602、时隙2 604、……、时隙P 606)中的每个时隙期间扫描它的数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)中的每个方向以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。例如，所述时隙(例如，时隙1 602、时隙2 604、……、时隙P 606)中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图6中的扫描时段1的持续时间可以是与mmW-BS 504扫描它的P个方向中的每个方向所需的P个时隙的总持续时间等价的。
UE 502可以随后在另一个方向(例如，方向“D2”)上发射波束，而mmW-BS 504扫描它的P个可能的方向中的每个方向以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。如图6中所示，UE 502可以在多个时隙(例如，时隙1 608、时隙2 610、……、时隙P 612)中的每个时隙期间在单个方向(例如，方向“D2”)上发射波束。如图6中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 608、时隙2 610、……、时隙P 612)中的每个时隙期间扫描它的数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)中的每个方向，以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。例如，所述时隙(例如，时隙1 608、时隙2 610、……、时隙P 612)中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图6中的扫描时段2的持续时间可以是与mmW-BS504扫描它的P个方向中的每个方向所需的P个时隙的总持续时间等价的。
UE 502可以以与之前关于图6中的扫描时段1和2讨论的传输类似的方式在数量U个可能的方向中的最后一个方向上发射波束。例如，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1614、时隙2 616、……、时隙P 618)中的每个时隙期间在它的可能的方向中的最后一个方向(例如，方向“DU”)上发射波束。如图6中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 614、时隙2 616、……、时隙P 618)中的每个时隙期间扫描它的数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)中的每个方向，以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。例如，所述时隙(例如，时隙1 614、时隙2 616、……、时隙P 618)中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图6中的扫描时段U的持续时间可以是与mmW-BS 504扫描它的P个方向中的每个方向所需的P个时隙的总持续时间等价的。
图7是示出了用于UE 502和mmW-BS 504的扫描操作的一个示例帧结构700的图。在图7的方面中，UE 502和mmW-BS 504可以各自具有单个RF链。如图7中所示，mmW-BS 504可以在多个时隙(例如，时隙1 702、时隙2 704、……、时隙U 706)中的每个时隙期间在单个方向(例如，方向“D1”)上发射波束。如图7中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1702、时隙2 704、……、时隙U 706)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向(例如，方向“D1”到“DU”)中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙(例如，时隙1 702、时隙2 704、……、时隙U 706)中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图7中的扫描时段1的持续时间可以是与UE 502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U个时隙的总持续时间等价的。
mmW-BS 504可以随后在另一个方向(例如，方向“D2”)上发射波束，而UE 502扫描它的数量U个可能的方向中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。如图7中所示，mmW-BS 504可以在多个时隙(例如，时隙1 708、时隙2 710、……、时隙U 712)中的每个时隙期间在单个方向(例如，方向“D2”)上发射波束。如图7中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 708、时隙2 710、……、时隙U 712)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向(例如，方向“D1”到“DU”)中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙(例如，时隙1 708、时隙2 710、……、时隙U 712)中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图7中的扫描时段2的持续时间可以是与UE 502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U个时隙的总持续时间等价的。
mmW-BS 504可以以与之前关于图7中的扫描时段1和2讨论的传输类似的方式在它的数量P个可能的方向中的最后一个方向上发射波束。例如，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 714、时隙2 716、……、时隙U 718)中的每个时隙期间在它的可能的方向中的最后一个方向(例如，方向“DP”)上发射波束。如图7中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 714、时隙2 716、……、时隙U 718)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向(例如，方向“D1”到“DU”)中的每个方向以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙(例如，时隙1 714、时隙2 716、……、时隙U 718)中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图7中的扫描时段P的持续时间可以是与UE 502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U个时隙的总持续时间等价的。
在一个方面中，在其中mmW-BS 504的RF波束切换速度大于UE 502的RF波束切换速度的场景中，图6中的帧结构600可以是比图7中的帧结构700优选的。替代地，在其中UE 502的RF波束切换速度大于mmW-BS 504的RF波束切换速度的场景中，图7中的帧结构700可以是比图6中的帧结构600优选的。
图8是示出UE 502和mmW-BS 504的一个示例扫描操作的帧结构800。在图8的方面中，UE 502可以具有多个天线子阵列(例如，两个天线子阵列)，并且mmW-BS 504可以具有单个RF链。相应地，UE 502的多个天线子阵列可以使UE 502能够在时隙中并发地发射多个波束。在图8的示例中，UE 502可以被配置为具有两个天线子阵列，两个天线子阵列使UE 502能够在时隙中在两个不同的方向上并发地发射两个波束。例如，从UE 502被发射的每个波束可以包括对应的上行链路RACH信号。
如图8中所示，UE 502可以在多个时隙(例如，时隙1 802、时隙2804、……、时隙P806)中的每个时隙期间在两个不同的方向上并发地发射两个波束(例如，第一方向“D1”上的第一波束和第二方向“D2”上的第二波束)。如图8中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 802、时隙2 804、……、时隙P 806)中的每个时隙期间扫描它的数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)中的每个方向，以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图8中的扫描时段1的持续时间可以是与mmW-BS 504扫描它的P个方向中的每个方向所需的P个时隙的总持续时间等价的。因此，波束成形能力可以包括对mmW-BS的扫描时段的长度的指示，以便于UE确定何时开始在下一个方向集合(例如，“D3”和“D4”)上发射波束。
UE 502然后可以在两个其它的方向上并发地发射两个波束(例如，方向“D3”上的第三波束和方向“D4”上的第四波束)，而mmW-BS 504扫描它的数量P个可能的方向中的每个方向以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。如图8中所示，UE 502可以在多个时隙(例如，时隙1 808、时隙2 810、……、时隙P 812)中的每个时隙期间在不同的方向上(例如，方向“D3”和“D4”)并发地发射两个波束。如图8中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 808、时隙2 810、……、时隙P 812)中的每个时隙期间扫描它的数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)中的每个方向，以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图8中的扫描时段2的持续时间可以是与mmW-BS 504扫描它的P个方向中的每个方向所需的P个时隙的持续时间等价的。
UE 502可以以与之前关于图8中的扫描时段1和2讨论的传输类似的方式在它的数量U个可能的方向中的最后两个方向上发射波束。例如，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 814、时隙2 816、……、时隙P 818)中的每个时隙期间在它的可能的方向中的最后的方向(例如，方向“DU-1”和“DU”)上并发地发射两个波束。如图8中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 814、时隙2 816、……、时隙P 818)中的每个时隙期间扫描它的数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)中的每个方向，以确定用于来自UE 502的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图8中的扫描时段U/2的持续时间可以是与mmW-BS 504扫描它的P个方向中的每个方向所需的P个时隙的总持续时间等价的。
在图8的方面中，通过将上行链路RACH信号的结构对齐为与被更频繁地使用的UE502的天线子阵列(相对于最可能被阻碍的天线子阵列)相对应，可以减少完成同步过程所需的时间，这是因为可以在具有最小的损失和具有更高的可能性的情况下建立从mmW-BS504到UE 502的链路。
图9是示出UE 502和mmW-BS 504的一个示例扫描操作的帧结构900。在一个方面中，mmW-BS 504可以有具有数量NK个RF链的数字波束成形能力，并且UE 502可以具有一个RF链(例如，UE 502具有一个模拟/RF波束成形器)或者至多两个RF链(例如，UE 502具有混合波束成形器)。在图9的一个示例配置中，mmW-BS 504有具有使mmW-BS 504能够在时隙中在两个不同的方向上并发地发射两个波束的2个RF链的数字波束成形能力。
如图9中所示，mmW-BS 504可以在多个时隙(例如，时隙1 902、时隙2 904、……、时隙P 906)中的每个时隙期间在两个不同的方向上并发地发射两个波束(例如，方向“D1”上的第一波束和方向“D2”上的第二波束)。如图9中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 902、时隙2 904、……、时隙U 906)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向(例如，方向“D1”到“DU”)中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图9中的扫描时段1的持续时间可以是与UE 502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U个时隙的总持续时间等价的。因此，波束成形能力可以包括对UE的扫描时段的长度的指示，以便于mmW-BS 504确定何时开始在下一个方向集合(例如，“D3”和“D4”)上发射波束。
mmW-BS 504然后可以在两个其它的方向上并发地发射两个波束(例如，方向“D3”上的第三波束和方向“D4”上的第四波束)，而UE 502扫描它的数量U个可能的方向中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。如图9中所示，mmW-BS 504可以在多个时隙(例如，时隙1 908、时隙2 910、……、时隙U 912)中的每个时隙期间在不同的方向(例如，方向“D3”和“D4”)上并发地发射两个波束。如图9中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 908、时隙2 910、……、时隙P 912)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向(例如，方向“D1”到“DU”)中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图9中的扫描时段2的持续时间可以是与UE 502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U个时隙的持续时间等价的。
mmW-BS 504可以以与之前关于图9中的扫描时段1和2讨论的传输类似的方式在它的数量P个可能的方向中的最后两个方向上发射波束。例如，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 914、时隙2 916、……、时隙U 918)中的每个时隙期间在它的可能的方向中的最后的方向(例如，方向“DP-1”和“DP”)上并发地发射两个波束。如图9中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 914、时隙2 916、……、时隙P 918)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向(例如，方向“D1”到“DU”)中的每个方向，以确定用于来自mmW-BS504的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图9中的扫描时段P/2的持续时间可以是与UE 502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U个时隙的总持续时间等价的。
参考图6和8，应当认识到，被配置为具有一个RF链的UE 502在四个可能的方向(例如，U＝4)上发射波束，覆盖UE 502的全部四个方向(例如，方向“D1”到“D4”)将需要四个扫描时段(每个方向一个扫描时段)。然而在图8的方面中，当被配置为具有两个天线子阵列的UE502在四个可能的方向(例如，U＝4)上发射波束时，覆盖UE 502的全部四个方向(例如，方向“D1”到“D4”)将需要两个扫描时段(每两个方向一个扫描时段)。因此，如果图6和8中的时隙被配置为是在持续时间上相等的，则图8的方面中的扫描操作将需要图6的方面中所需的数量的一半数量的扫描时段，以扫描UE 502的全部可能的方向。
参考图7和9，应当认识到，图9的方面中的mmW-BS 504的多个RF链可以减少执行同步过程所需的时间，因为多个RF链使mmW-BS 504能够并发地搜索多个方向。例如，在图7的方面中，当被配置为具有一个RF链的mmW-BS 504在四个可能的方向(例如，P＝4)上发射波束时，覆盖mmW-BS 504的全部四个方向(例如，方向“D1”到“D4”)将需要四个扫描时段(每个方向一个扫描时段)。然而在图9的方面中，被配置为具有两个RF链的mmW-BS 504在四个可能的方向(例如，P＝4)上发射波束，覆盖mmW-BS 504的全部四个方向(例如，方向“D1”到“D4”)将需要两个扫描时段(每两个方向一个扫描时段)。因此，如果图7和9中的时隙被配置为是在持续时间上相等的，则图9的方面中的扫描操作将需要图7的方面中所需的数量的一半数量的扫描时段，以扫描mmW-BS 504的全部可能的方向。
图10是示出UE 502和mmW-BS 504的一个示例扫描操作的帧结构1000。在图10的配置中，UE 502可以具有多个天线子阵列，并且mmW-BS 504可以具有数字波束成形能力。如图10中所示，mmW-BS 504可以通过在扫描时段的对应的时隙(例如，时隙1 1002、时隙21004、……、时隙U/2 1006)中的每个时隙期间在两个不同的方向上并发地发射两个波束(例如，方向“D1”上的第一波束和方向“D2”上的第二波束)来在数量P个可能的方向(例如，方向“D1”到“DP”)上发射波束。如图10中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙11002、时隙2 1004、……、时隙U/2 1006)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向中的两个不同的方向(例如，第一时隙中的方向“D1”和方向“D2”、第二时隙中的方向“D3”和方向“D4”等)，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图10中的扫描时段1的持续时间可以是与mmW-BS 504针对它的P个方向中的每个方向发射波束所需的U/2个时隙的总持续时间等价的。
如图10中进一步所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 1008、时隙21010、……、时隙U/2 1012)中的每个时隙期间在两个不同的方向上并发地发射两个波束(例如，方向“D3”上的第一波束和方向“D4”上的第二波束)。如图10中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙1 1008、时隙2 1010、……、时隙U/2 1012)中的每个时隙期间扫描它的U个可能的方向中的两个不同的方向(例如，第一时隙中的方向“D1”和方向“D2”、第二时隙中的方向“D3”和方向“D4”等)，以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图10中的扫描时段2的持续时间可以是与mmW-BS 504针对它的P个方向中的每个方向发射波束所需的U/2个时隙的总持续时间等价的。
如图10中所示，mmW-BS 504可以在对应的时隙(例如，时隙1 1014、时隙21016、……、时隙U/2 1016)中的每个时隙期间通过在两个不同的方向上并发地发射两个波束(例如，方向“DP-1”上的第一波束和方向“DP”上的第二波束)在它的数量P个可能的方向中的每个方向上发射波束。如图10中进一步所示，UE 502可以在对应的时隙(例如，时隙11014、时隙2 1016、……、时隙U/2 1018)中的每个时隙期间扫描它的数量U个可能的方向中的两个不同的方向(例如，第一时隙中的方向“D1”和方向“D2”、第二时隙中的方向“D3”和方向“D4”等)以确定用于来自mmW-BS 504的波束的最佳路径。例如，所述时隙中的每个时隙可以具有相同的持续时间。在这样的示例中，图10中的扫描时段P/2的持续时间可以是与UE502扫描它的U个方向中的每个方向所需的U/2个时隙的总持续时间等价的。
在一个方面中，独立于mmW-BS 504或者UE 502处的任何能力，一旦UE 502确定最佳波束(例如，针对mmW-BS 504的波束i和针对UE 502的波束j)，则UE 502可以通过RACH将该信息用信号发送给mmW-BS 504。
在一个方面中，帧结构1000可以被重新配置为显著地减小UE(例如，UE 502)的初始发现过程中的等待时间，所述初始发现过程具有比其它UE更好的信号质量的好处。例如，这样的具有更好的信号质量的好处的UE可以位于小区的近似中心处，而其它UE位于小区的边缘处。在这样的方面中，可以顺序地在mmW-BS 504处对齐NB个扇区的子集，之后跟随针对这些扇区中的每个扇区的来自UE 502的RACH(如果需要的话)。通过将第一子集恰当地选择为用户关心的波束成形信令的最可能的方向，可以高概率地显著减小初始发现过程中的等待时间。
图11是无线通信的方法的流程图1100。所述方法可以由UE(例如，UE 502、装置1202/1202’)来执行。应当指出，在图11中利用虚线来指示的框(例如，框1104、1106和1112)代表可选的框。
在框1102处，UE接收用于指示至少数字、模拟或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息，所述波束成形能力是与mmW-BS相关联的。例如，参考图5，波束成形信息可以从mmW-BS 504被接收，并且可以包括用于指示mmW-BS 504的至少数字、模拟或者混合波束成形能力中的一项的信息。作为另一个示例，波束成形信息可以包括用于指示mmW-BS504的RF波束切换速度(还称为天线切换速度)的信息。
在框1104处，UE将与UE相关联的波束成形能力信息发送给mmW-BS。在一个方面中，与UE相关联的波束成形能力信息指示UE包括多个天线子阵列。在一个方面中，与UE相关联的波束成形能力信息可以指示天线的数量、天线子阵列的数量、子阵列的类型(线性的、平面的等)、波束成形器架构类型(例如，数字、模拟/RF、混合)和/或发射功率。在另一个方面中，波束成形能力信息指示UE的RF波束切换速度(还称为天线切换速度)。
在框1106处，UE基于与mmW-BS相关联的波束成形能力信息和/或与UE相关联的波束成形能力信息来确定波束搜索过程和用于通过优选的被扫描的波束传达波束信息的UE与mmW-BS之间的合适的信令框架。例如，如果UE 502具有多个天线子阵列，并且mmW-BS 504具有模拟波束成形能力和比UE 502快的天线切换，则UE 502可以确定应用图8的波束搜索过程，以利用UE 502和mmW-BS 504的能力来减少完成扫描所需的时间。作为另一个示例，如果UE 502具有多个天线子阵列，并且mmW-BS 504具有数字波束成形能力信息，则UE可以确定应用图10的波束搜索过程，以利用UE 502和mmW-BS 504的能力来减少完成扫描所需的时间。
在框1108处，UE基于波束成形能力信息针对UE的M个接收波束方向中的每个方向扫描来自mmW-BS的N个发射波束。在一个方面中，由UE作出的扫描包括配置天线权重和/或N个发射波束的相位和幅度。在一个方面中，对N个发射波束的扫描包括在时隙中使用多个天线子阵列扫描N个发射波束。在一个方面中，由UE作出的扫描还是基于与UE相关联的波束成形能力信息的。在一个方面中，根据所确定的波束搜索过程执行由UE作出的扫描。
在框1110处，UE从N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束。在一个方面中，UE通过将被扫描的波束的信号质量与门限进行比较确定一个或多个优选的被扫描的波束。
在框1112处，UE将指示优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给mmW-BS。
最后，在框1114处，UE基于优选的一个或多个被扫描的波束建立与mmW-BS的无线通信链路。
图12是示出一个示例性装置1202中的不同模块/单元/部件之间的数据流的概念性的数据流图1200。装置可以是UE。装置包括：接收用于指示至少数字、模拟或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息的模块1204，波束成形能力是与mmW-BS相关联的；基于与mmW-BS相关联的波束成形能力信息或者与UE相关联的波束成形能力信息中的至少一项来确定波束搜索过程和用于通过优选的被扫描的波束传达波束信息的UE与mmW-BS之间的合适的信令框架的模块1206；基于波束成形能力信息针对UE的M个接收波束方向中的每个方向扫描来自mmW-BS的N个发射波束的模块1208；从N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束的模块1210；基于优选的一个或多个被扫描的波束来建立与mmW-BS的无线通信链路的模块1212；将与UE相关联的波束成形能力信息发送给mmW-BS的模块1214，其中，扫描还是基于与UE相关联的波束成形能力信息的；以及，将用于指示优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给mmW-BS的模块1216。在一个方面中，模块1208执行扫描是根据所确定的波束搜索过程的。
装置可以包括执行前述的图11的流程图中的框中的每个框的额外的模块。因此，前述的图11的流程图中的每个框可以由模块执行，并且装置可以包括那些模块中的一个或多个模块。模块可以是被专门配置为实现所陈述的过程的一个或多个硬件部件、是由被配置为执行所陈述的过程的处理器实现的、是被存储在计算机可读介质内以用于被处理器实现的、或者是其某种组合。
图13是示出使用处理系统1314的装置1202’的硬件实现方式的一个示例的图1300。处理系统1314可以利用概括地说由总线1324代表的总线架构来实现。取决于处理系统1314的具体应用和总体设计约束，总线1324可以包括任意数量的互连的总线和桥。总线1324将包括由处理器1304、模块1204、1206、1208、1210、1212、1214和1216和计算机可读介质/存储器1306代表的一个或多个处理器和/或硬件模块的各种电路链接在一起。总线1324可以还链接诸如是时序源、外设、调压器和功率管理电路的各种其它电路，所述各种其它电路是本领域中公知的，因此将不对其进行任何进一步的描述。
处理系统1314可以耦合到收发机1310。收发机1310耦接到一个或多个天线1320。收发机1310提供用于通过传输介质与各种其它装置通信的单元。收发机1310从一个或多个天线1320接收信号，从所接收的信号中提取信息，并且将所提取的信息提供给处理系统1314(具体地说，提供给接收模块1204)。另外，收发机1310从处理系统1314(具体地说，从发射模块1213)接收信息，并且基于所接收的信息生成将被施加于一个或多个天线1320的信号。处理系统1314包括耦合到计算机可读介质/存储器1306的处理器1304。处理器1304负责一般处理，一般处理包括对存储在计算机可读介质/存储器1306上的软件的执行。软件在被处理器1304执行时导致处理系统1314针对任何具体的装置执行前面描述的各种功能。计算机可读介质/存储器1306也可以用于存储被处理器1304在执行软件时操纵的数据。处理系统还包括模块1204、1206、1208、1210、1212、1214和1216中的至少一个模块。模块可以是在处理器1304中运行的软件模块、是存在/被存储在计算机可读介质/存储器1306中的、是耦合到处理器1304的一个或多个硬件模块、或者是其某种组合。处理系统1314可以是UE 350的部件，并且可以包括存储器360和/或TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359中的至少一项。
在一种配置中，用于无线通信的装置1202/1202’包括：用于接收用于指示至少数字、模拟或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息的单元，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW-BS)相关联的；用于基于波束成形能力信息针对UE的M个接收波束方向中的每个方向扫描来自mmW-BS的N个发射波束的单元；用于从N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束的单元；用于基于优选的一个或多个被扫描的波束建立与mmW-BS的无线通信链路的单元；用于将指示优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给mmW-BS的单元；用于将与UE相关联的波束成形能力信息发送给mmW-BS的单元，其中，扫描还是基于与UE相关联的波束成形能力信息的；用于基于与mmW-BS相关联的波束成形能力信息或者与UE相关联的波束成形能力信息中的至少一项确定波束搜索过程和用于通过优选的被扫描的波束来传达波束信息的UE与mmW-BS之间的合适的信令框架的单元，其中，根据所确定的波束搜索过程执行扫描。前述的单元可以是被配置为执行由前述的单元记载的功能的装置1202和/或装置1202’的处理系统1314的前述的模块中的一个或多个模块。如前面描述的，处理系统1314可以包括TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359。因此，在一种配置中，前述的单元可以是被配置为执行由前述的单元记载的功能的TX处理器368、RX处理器356和控制器/处理器359。
应当理解，所公开的过程/流程图中的框的具体的次序或者分层是对示例性方法的说明。基于设计偏好，应当理解，可以重新布置过程/流程图中的框的具体的次序或者分层。进一步地，可以合并或者省略某些框。所附的方法权利要求以示例次序给出各种框的要素，但将不限于所给出的具体的次序或者分层。
提供前面的描述以使本领域的技术人员能够实践本文中描述的各种方面。对这些方面的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的，并且可以将本文中定义的一般原理应用于其它方面。因此，权利要求不旨在限于本文中所示的方面，而是将符合与语言权利要求一致的完整范围，其中，除非专门这样指出，否则以单数形式对要素的引用不旨在表示“一个且仅一个”，而相反表示“一个或多个”。术语“示例性”在本文中用于表示“充当示例、实例或者说明”。任何在本文中被描述为“示例性”的方面不必理解为是比其它方面优选或者有优势的。诸如是“A、B或者C中的至少一项”、“A、B和C中的至少一项”和“A、B、C或者其任意组合”的组合包括A、B和/或C的任意组合，并且可以包括多个A、多个B或者多个C。具体地说，诸如是“A、B或者C中的至少一项”、“A、B和C中的至少一项”和“A、B、C或者其任意组合”的组合可以是仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C或者A和B和C，其中，任意这样的组合可以包含A、B或者C的一个成员或者多个成员。对于本领域的技术人员是已知的或者稍后变得已知的贯穿本公开内容所描述的各种方面的要素的任何结构上和功能上的等价项以引用方式被明确地并入本文，并且旨在被权利要求书包括。此外，没有任何本文中公开的东西旨在是贡献给公众的，不论是否在权利要求中明确地记载了这样的公开内容。除非使用短语“用于……的单元”明确地记载了要素，否则没有任何权利要求要素应当理解为装置功能。

Claims (28)

1.一种用于用户设备(UE)的无线通信的方法，包括：
接收用于指示至少数字波束成形能力、模拟波束成形能力或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW-BS)相关联的；
基于所述波束成形能力信息针对所述UE的M个接收波束方向中的每个接收波束方向，扫描来自所述mmW-BS的N个发射波束；
从所述N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束；以及
基于所述优选的一个或多个被扫描的波束来建立与所述mmW-BS的无线通信链路。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：将指示所述优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给所述mmW-BS。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：将与所述UE相关联的波束成形能力信息发送给所述mmW-BS，其中，所述扫描还是基于与所述UE相关联的波束成形能力信息的。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于与所述mmW-BS相关联的波束成形能力信息或者与所述UE相关联的波束成形能力信息中的至少一项来确定波束搜索过程和用于通过所述优选的被扫描的波束传达波束信息的所述UE与所述mmW-BS之间的合适的信令框架，其中，所述扫描是根据所确定的波束搜索过程来执行的。
5.根据权利要求3所述的方法，其中：
与所述UE相关联的波束成形能力信息指示所述UE包括多个天线子阵列，以及
对所述N个发射波束的所述扫描包括：在时隙中使用所述多个天线子阵列来扫描所述N个发射波束。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描包括：配置天线权重和/或所述N个发射波束的相位和幅度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述一个或多个优选的被扫描的波束包括：将所述被扫描的波束的信号质量与门限进行比较。
8.一种用于无线通信的用户设备(UE)，包括：
用于接收用于指示至少数字波束成形能力、模拟波束成形能力或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息的单元，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW-BS)相关联的；
用于基于所述波束成形能力信息针对所述UE的M个接收波束方向中的每个接收波束方向，扫描来自所述mmW-BS的N个发射波束的单元；
用于从所述N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束的单元；以及
用于基于所述优选的一个或多个被扫描的波束来建立与所述mmW-BS的无线通信链路的单元。
9.根据权利要求8所述的UE，还包括：用于将指示所述优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给所述mmW-BS的单元。
10.根据权利要求8所述的UE，还包括：用于将与所述UE相关联的波束成形能力信息发送给所述mmW-BS的单元，其中，所述扫描还是基于与所述UE相关联的波束成形能力信息的。
11.根据权利要求10所述的UE，还包括：用于基于与所述mmW-BS相关联的波束成形能力信息或者与所述UE相关联的波束成形能力信息中的至少一项来确定波束搜索过程和用于通过所述优选的被扫描的波束传达波束信息的所述UE与所述mmW-BS之间的合适的信令框架的单元，其中，所述扫描是根据所确定的波束搜索过程来执行的。
12.根据权利要求10所述的UE，其中：
与所述UE相关联的波束成形能力信息指示所述UE包括多个天线子阵列，以及
对所述N个发射波束的所述扫描包括：在时隙中使用所述多个天线子阵列来扫描所述N个发射波束。
13.根据权利要求8所述的UE，其中，所述扫描包括：配置天线权重和/或所述N个发射波束的相位和幅度。
14.根据权利要求8所述的UE，其中，确定所述一个或多个优选的被扫描的波束包括：将所述被扫描的波束的信号质量与门限进行比较。
15.一种用于无线通信的用户设备(UE)，包括：
存储器；以及
至少一个处理器，其耦合到所述存储器并且被配置为：
接收用于指示至少数字波束成形能力、模拟波束成形能力或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW-BS)相关联的；
基于所述波束成形能力信息针对所述UE的M个接收波束方向中的每个接收波束方向，扫描来自所述mmW-BS的N个发射波束；
从所述N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束；以及
基于所述优选的一个或多个被扫描的波束来建立与所述mmW-BS的无线通信链路。
16.根据权利要求15所述的UE，其中，所述至少一个处理器还被配置为：将指示所述优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给所述mmW-BS。
17.根据权利要求15所述的UE，其中，所述至少一个处理器还被配置为：将与所述UE相关联的波束成形能力信息发送给所述mmW-BS，其中，所述扫描还是基于与所述UE相关联的波束成形能力信息的。
18.根据权利要求17所述的UE，其中，所述至少一个处理器还被配置为：基于与所述mmW-BS相关联的波束成形能力信息或者与所述UE相关联的波束成形能力信息中的至少一项来确定波束搜索过程和用于通过所述优选的被扫描的波束传达波束信息的所述UE与所述mmW-BS之间的合适的信令框架，其中，所述扫描是根据所确定的波束搜索过程来执行的。
19.根据权利要求17所述的UE，其中：
与所述UE相关联的波束成形能力信息指示所述UE包括多个天线子阵列，以及
对所述N个发射波束的所述扫描包括：在时隙中使用所述多个天线子阵列来扫描所述N个发射波束。
20.根据权利要求15所述的UE，其中，所述扫描包括：配置天线权重和/或所述N个发射波束的相位和幅度。
21.根据权利要求15所述的UE，其中，确定所述一个或多个优选的被扫描的波束包括：将所述被扫描的波束的信号质量与门限进行比较。
22.一种计算机程序产品，其被存储在计算机可读介质上，并且包括当在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作的代码：
接收用于指示至少数字波束成形能力、模拟波束成形能力或者混合波束成形能力中的一项的波束成形能力信息，所述波束成形能力是与毫米波基站(mmW-BS)相关联的；
基于所述波束成形能力信息针对所述UE的M个接收波束方向中的每个接收波束方向，扫描来自所述mmW-BS的N个发射波束；
从所述N个发射波束中确定一个或多个优选的被扫描的波束；以及
基于所述优选的一个或多个被扫描的波束来建立与所述mmW-BS的无线通信链路。
23.根据权利要求22所述的计算机程序产品，还包括当在所述至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作的代码：将指示所述优选的一个或多个被扫描的波束的信息发送给所述mmW-BS。
24.根据权利要求22所述的计算机程序产品，还包括当在所述至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作的代码：将与所述UE相关联的波束成形能力信息发送给所述mmW-BS，其中，所述扫描还是基于与所述UE相关联的波束成形能力信息的。
25.根据权利要求24所述的计算机程序产品，还包括当在所述至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作的代码：基于与所述mmW-BS相关联的波束成形能力信息或者与所述UE相关联的波束成形能力信息中的至少一项来确定波束搜索过程和用于通过所述优选的被扫描的波束传达波束信息的所述UE与所述mmW-BS之间的合适的信令框架，其中，所述扫描是根据所确定的波束搜索过程来执行的。
26.根据权利要求24所述的计算机程序产品，其中：
与所述UE相关联的波束成形能力信息指示所述UE包括多个天线子阵列，以及
对所述N个发射波束的所述扫描包括：在时隙中使用所述多个天线子阵列来扫描所述N个发射波束。
27.根据权利要求22所述的计算机程序产品，其中，所述扫描包括：配置天线权重和/或所述N个发射波束的相位和幅度。
28.根据权利要求22所述的计算机程序产品，其中，确定所述一个或多个优选的被扫描的波束包括：将所述被扫描的波束的信号质量与门限进行比较。
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