CN106797606B - 无线网络节点中的波束集操作 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，一种网络节点使用波束帧在多个波束集(N)上广播获取信息。每个波束集包括多个波束(K)。所述网络节点在周期的多个(X)波束帧中的对应一个波束帧期间一次一个波束集地广播所述获取信息。所述周期的多个(X)波束帧采用第一周期发生并且位于采用第二周期发生的周期的多个(Y)子帧内。

Description

无线网络节点中的波束集操作
技术领域
本公开一般涉及无线网络，并且，更具体地涉及无线网络节点中的波束集操作。
背景技术
无线网络节点使用天线来与无线装置交换信号。为了提高容量，无线网络节点可以采用每个扇区具有多个天线，诸如2、4、或8个天线来配置。对于天线可用的频谱可以是有限的。例如，对于.05到3GHz的频率，频谱通常被分配在20到70MHz的频带中，并且该频带通常在5到20MHz的块区中在许多运营商之间被许可和共享。频率再用通常被设定为1，这意味着所有频谱在所有扇区/站点中被再用。由于频谱的空间再用，在有限频谱环境中使用高数量的天线倾向于产生干扰。该干扰限制了系统的数据速率并且使得系统性能退化。
无线通信系统中对于更大容量和更高数据速率的需求使得对于更宽带宽和显著的附加频谱的需要成为必需。这仅在比当前使用中更高的频率是可得到的。为了在更高频率传送和接收，需要波束成形以便于达到合理的链路预算。
发明内容
现有标准通常跨全部小区传送初始获取信息(acquisition information)并且可对业务信道使用波束成形以增加容量。然而，为了在更高频率(例如5GHz和以上)满足链路预算，在实际中，波束成形在被应用到初始接入信道时能够提供显著的益处。因此，用来在空间上划分小区的恰当空间结构是有用的。因此，本公开的具体实施例提出了一种具有与空间划分相对应的时间分割的结构，并且以维持分级结构定时特征的方式来这样做的。
在一些实施例中，一种网络节点使用波束帧在多个波束集(N)上广播获取信息。每个波束集包括多个波束(K)。所述网络节点在周期的多个(X)所述波束帧中的对应一个期间一次一个波束集地广播所述获取信息。所述周期的多个(X)波束帧采用第一周期发生并且在采用第二周期发生的周期的多个(Y)子帧之内。
在一些实施例中，所述第一周期等于一个子帧的持续时间并且所述第二周期等于所述周期的多个(Y)子帧的持续时间。所述周期的多个(Y)子帧可对应于长期演进(LTE)子帧，并且，在一些实施例中，所述周期的多个(X)波束帧中的每个波束帧包括布置在符号配置中的多个符号，所述符号配置对应于所述LTE子帧的对应LTE子帧的符号配置。在一些实施例中，所述周期的多个(X)波束帧可发生在一些实施例中的所述周期的多个(Y)子帧中的每一个内。在一些实施例中，在所述周期的多个(X)波束帧的周期中的每个波束帧具有基于所述周期的多个(Y)子帧中具体子帧之配置的波束帧配置。
所述获取信息可包括物理广播信道(PBCH)和同步信号(诸如主同步信号和/或辅助同步信号)中的至少一个，并且被用于初始系统接入。在一些实施例中，所述获取信息包括LTE获取信息。所述获取信息可以在给定波束集的每个波束(K)上同时广播。在一些实施例中，所述获取信息在预定的子帧集的波束帧(X)的每个中被广播。
所述多个波束集(N)中波束集的数量可以与所述多个(X)波束帧中波束帧的数量不同。在一些实施例中，所述网络节点使用每个包括多个波束(K)的另一多个波束集(NN)。对于每个波束集，所述网络节点在另一周期的多个(XX)波束帧中的对应一个波束帧期间广播获取信息。所述另一周期的多个(XX)波束帧与所述周期的多个(X)波束帧在时间上进行交织，使得所述周期的多个(X)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的一个周期内并且所述另一周期的多个(XX)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的另一周期内。
在一些实施例中，符号时间按照因数1/X相对于现有的符号时间被缩放。带宽按照X被缩放，使得副载波频率间隔按照X来相对于现有副载波频率间隔被缩放。
本领域中的那些技术人员在阅读了与随附的绘图相关联的实施例的以下详细描述之后，将领会到本公开的范畴并了解其另外的方面。
附图说明
结合在本说明书中并形成说明书一部分的随附的绘图示出了本公开的若干方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。
图1示出依照本公开的一个实施例的无线网络的框图；
图2示出依照本公开的一个实施例的波束集配置；
图3示出依照本公开的一个实施例的波束集中波束的配置；
图4示出依照本公开的一个实施例的由无线网络节点使用的帧的框图；
图5示出依照本公开的一个实施例的子帧结构的框图；
图6A-6B示出依照本公开的一个实施例的对应于图5的子帧结构的波束帧结构的框图；
图7示出依照本公开一个实施例的无线网络节点所使用的帧的框图；
图8示出依照本公开的一个实施例的，示出与波束集的多个组相关联的波束帧的交织的框图；
图9示出依照本公开的一个实施例的由无线网络节点使用的下行链路资源网格；
图10示出依照本公开的一个实施例的，关于图1被描述的无线网络节点的框图；以及
图11示出依照本公开一个实施例的，关于图1描述的无线装置的框图。
具体实施方式
无线网络节点可以配置有多个天线以提高容量。天线传送分布于整个覆盖区域的方向信号或波束。在本公开的一些实施例中，波束可以以波束集被配置。波束集可以包括同时广播获取信息(诸如同步信号、参考信号和/或广播信道信息)的波束的子集。
可以基于每个波束所指的方向选择分配到具体波束集的波束。选择被指向不同方向的波束允许具有波束的最小重叠的空间分隔。因而，当波束广播获取信息时，其并不对同时广播的波束集中的其它波束产生显著干扰。因为每个波束集仅在其被指定的时间进行传送，频谱中的每个空间部分在大多数时间几乎不发射能量。这最大化了在最小的共信道干扰情况下来服务小区边缘用户的可能性。小区在其服务小区边缘用户时可被协调，以最小化倾向于产生共信道干扰的重叠空间传送。
如以上所提及的，波束集可以被配置为一次一个波束集地传送获取信息。这意味着存在波束集不传送获取信息的时间。本公开使用定义波束集的定时(timing)或调度的波束帧结构。在某些实施例中，该波束帧结构基于子帧结构，诸如由LTE或其他标准定义的子帧结构，借此在子帧(例如LTE子帧)的等同物期间，获取信息在多个波束集(一次一个波束集)中被广播。换言之，子帧(即，子帧的时间持续期)可以被看作为“被划分”成波束帧。网络节点在第一波束帧期间第一波束集中传送获取信息，在第二波束帧期间第二波束集中传送获取信息，等等。
一般地，本公开的波束帧结构能够基于通过定义随时间重复自身或者是周期的任何现有的或将来的子帧配置或者帧结构的其它部分。由于子帧是已知的能够依靠自身来被调制/解调的被调度传送的最小的块，基于(周期)子帧结构定义波束帧的一个优点是能够在波束帧期间维持与子帧结构相关联的调制/解调定时。在本公开的各处，术语“子帧”和“波束帧”将主要是为了清楚和简洁的目的而被使用，但是被理解的是，其它术语能够将被用来表示具有以上特性的帧结构的部分。类似地，术语“波束帧”也能够被如以上所描述的表现波束集的传送可如何相对于帧结构来被定时的其它术语所替代。例如“波束帧”可自身被称作为“子帧”，所述“子帧”形成随时间重复自身的帧结构的部分。
进一步地，本公开指代LTE子帧结构，但是被理解的是，这仅仅是示例。任何现有或将来的无线电接入技术(RAT)的任何子帧结构能够被使用。例如，可被发展作为对LTE或LTE-A的演进来作为5G发展的部分的任何子帧结构可被使用。
子帧可包括多个符号。将子帧划分成波束帧可以包括基于缩放因数来缩短符号时间。可以基于每子帧的波束帧的数量来确定缩放因数。例如，如果子帧被划分成X个波束帧，则符号时间可按照缩放因数X来被缩短。符号时间可被缩短以与信道相干时间相一致并且来增加副载波和资源块的带宽。在一些实施例中，LTE的经缩放变量被定义用于5GHz以上的频谱。在更高的频率，空间衰退特性倾向于收缩，因此适当地收缩时间缩放是必要的。一般地，帧结构可以被维持在更高的频率，然而，副载波带宽可按照因数X进行增大并且符号时间按照因数X进行减小。
波束集便于由无线装置进行的初始接入，并且提供了帮助无线网络节点确定无线装置的方向的低开销方法。例如，每个波束集可在同步/广播信道上具有独特的标识，并且无线装置的接入定时链接到所述波束集中的一个。无线网络节点基于无线装置的上行链路接收来确定波束集内的波束。在已确定了无线装置的方向后，无线网络节点使用波束成形将波束与无线装置对准。显著的波束成形可被需要用于在较高频率(诸如5GHz以上的频率)的无线装置以及无线网络节点。
从空间波束成形视角来看，无线网络节点想要知道无线装置的方向。在下行链路上，这可以涉及采用无线装置反馈的无线装置特定的探测。在上行链路上，这可以涉及采用无线网络节点反馈的无线装置特定的探测。可以进行校准以确定无线装置所指的方向。校准可以由无线网络节点来驱动和/或可以使用密码本方案。作为位置的函数的上行链路和下行链路之间的空间关系应当随时间变化来被估计(校准)。在一些实施例中，无线装置还可以具有在各种空间方向上传送和接收的能力。
图1示出依照本公开的一个实施例的无线网络的框图。网络节点包括无线网络节点120(诸如基站或eNodeB)以及核心网络节点130。无线网络节点120可以配置有具有在覆盖区125内提供无线通信的多个天线。为了简明，图1示出了在其中无线网络节点120a定义了单个覆盖区125的例子。在其它实施例中，无线网络节点120a可以定义多个覆盖区域125(例如，如果无线网络节点120a被划分成扇区)。
覆盖区125内的无线装置110a通过无线接口与无线网络节点120a通信。无线装置110a传送无线信号到无线网络节点120a和/或从无线网络节点120a接收无线信号。所述无线信号含有例如语音业务、数据业务以及控制信号。核心网络节点130管理通信会话的建立以及用于无线装置110的各种其它功能。网络节点通过互连网络128进行连接，互连网络128指代能够传送音频、视频、信号、数据、消息或者前述的任何组合的任何互连系统。无线网络节点120和无线装置110的示例分别关于图10和11来被描述。
无线网络节点120a可在其传送器和/或接收器配置有多个天线。多个天线的使用可以推进无线网络节点120a的容量以及覆盖。多天线配置使用通信信道的空间维度来通过在各种地理方向上传送若干信息携带信号或波束以提高性能。所述波束可被布置在波束集中。波束集可指代同时进行传送的波束的集合。图2示出依照本公开的一个实施例的波束集配置。在图2中，无线网络节点120a的覆盖区125被划分成N个波束集(BS)，且每个波束集包括K个波束。图2的实施例示例示出N＝7个波束集并且每波束集K＝2个波束。波束按照[波束集N][波束K]被编号，其中N＝0，1，2，3，4，5，或6，且K＝0或1。
图3示出了依照本公开的一个实施例的波束集中波束的配置。在图3的示例实施例中，波束集0包括4个波束(例如，K＝0，1，2或3)。波束集0的波束K可同时被传送。基于波束的足够的空间分隔，波束K可被选择用于包括在波束集0中。如所示出的，波束集0的波束K一般被指向在不同的方向中。
图4示出依照本公开的一个实施例的，被无线网络节点120所使用的帧的框图。无线网络节点120传送以帧结构的某一形式组织的信号。作为示例，在LTE中，无线网络节点120可传送以无线电帧形式组织的具有10ms持续期的信号，并且每个无线电帧可由10个子帧构成，每个子帧具有1ms持续期。子帧可指代能够依靠自身来被传送和解调的被调度传送的最小部分。即，解调子帧所要求的信息可以被自包含在子帧内，使得子帧能够在没有外部信息的情况下被解调。
在现有的LTE系统中，每个子帧包括2个0.5ms持续期的时隙，并且每个时隙包括7个符号(即，子帧包括2x7＝14个符号)。每个符号可以携带信息，例如业务或获取信息。获取信息可指代被无线装置110用来获取无线网络节点120上的服务的信息。获取信息的示例包括物理广播信道或同步信号。现有的LTE系统在小区的所有波束上同时进行传送。该方式倾向于产生干扰并使系统性能退化。
本公开的实施例可通过一次在一个波束集上传送获取信息来降低此类干扰。例如，无线网络节点120可在波束帧0期间在波束集0上进行传送，在波束帧1期间在波束集1上进行传送，等等。图4示出了在其中每子帧波束帧的数量X等于波束集的数量N。然而，在其它实施例中，每子帧波束帧的数量X可以小于波束集的数量N或大于波束集的数量N。
任何适合的持续期可被用于波束帧。在某些实施例(其中波束集的数量N等于每子帧波束帧的数量X)中，可通过将子帧的持续期除以要被容纳在该子帧中的波束集的数量N，来确定波束帧的持续期。例如，1ms的子帧除以N个波束集得到1/N ms的波束帧持续期。在某些备选的实施例中，子帧可以包括预定数量的波束帧，每个具有预定的持续期。如果子帧中的波束帧的数量超过了在那个子帧期间获取信息要被传送到的波束集的数量，则所述波束帧中的一个或更多可具有没有获取信息传送的无效波束集。如果每子帧波束帧的数量小于波束集的总数量，可以使用交织来在每个波束集上广播获取信息(如在下面关于图8所进一步描述的)。
无线电帧和子帧的定时可独立于N的选择以保持与现有无线电帧和子帧定时(诸如在LTE中每无线电帧10ms和每子帧1ms)相一致。某些实施例中的波束帧结构可以类同现有系统中的子帧结构。例如，波束帧可包括类同现有LTE系统中的子帧结构的14个符号。
在一些实施例中，可以采用具有第二周期的子帧内的第一周期来传送波束帧(如在下面进一步被描述的)。具体地，图5示出了依照本公开的一个实施例的子帧结构的框图。在一些实施例中，无线网络节点120在10ms第一周期(i)期间传送10个子帧，每个子帧具有1ms持续期。该第一周期(i)的子帧包括SF0(i)、SF1(i)、SF2(i)、SF3(i)、SF4(i)、SF5(i)、SF6(i)、SF7(i)、SF8(i)以及SF9(i)。无线网络节点120还在第二10ms周期(j)期间传送10个子帧，每个子帧具有1ms持续期。第二周期(j)的子帧包括SF0(j)、SF1(j)、SF2(j)、SF3(j)、SF4(j)、SF5(j)、SF6(j)、SF7(j)、SF8(j)以及SF9(j)。
在一周期(诸如周期(i))内，要被传送的信息的结构可从一个子帧到下一个子帧是相同的或不同的。图5示出一示例，其中对应于SF0(i)(第一周期的第一子帧)的结构配置有对于符号0、4、7和11中的每个的参考信号(RS)，对于符号1、2、3、8、9、10、12和13的业务，对于符号5的辅助同步信号(SSS)，以及对于符号6的主参考信号(PSS)。配置用于SF0(i)的结构可被其对应的波束帧所使用(如下面关于图6A所进一步描述的)。
在图5中，对应于SF1(i)(第一周期的第二子帧)的结构具有与SF0(i)不同的配置。在该示例中，SF1(i)配置有对于符号0、4、7和11中的每个的RS，以及对于符号1、2、3、5、6、8、9、10、12和13的业务。在该示例中，SF1(i)不配置有SSS或PSS。配置用于SF1(i)的结构可被其对应的波束帧所使用(如下面关于图6B所进一步描述的)。
从一个周期到下一个周期，在对应子帧上要被传送的信息的结构可以是相同的。图5示出一示例，其中第一周期中的第一子帧(SF0(i))和第二周期中的第一子帧(SF0(j))配置为相同。SF0(i)和SF0(j)都配置有对于符号0、4、7和11的RS，对于符号1、2、3、8、9、10、12和13的业务，对于符号5的SSS以及对于符号6的PSS。与SF0(i)相似，配置用于SF0(j)的结构可被其对应的波束帧所使用(如下面图6A中所示)。
尽管没有示出，但第二周期中的第二子帧(SF1(j))将配置为与第一周期中的第二子帧(SF1(i))相同，具有对于符号0、4、7和11中的每个的RS，以及对于符号1、2、3、5、6、8、9、10、12和13的业务。与SF1(i)相似，配置用于SF1(j)的结构可被其对应的波束帧所使用(如下面图6B中所示)。
子帧SF0(i)，SF1(i)，SF0(j)和SF1(j)的以上描述是出于示例和解释的目的而被提供的，以示出LTE子帧(依照LTE标准)的结构与本公开的子帧(诸如高频LTE(HLTE)子帧)的结构之间的联系。尽管已经提供了一些信号/信道以及那些信号/信道的一些细节，但其它变型是可能的。例如，RS的符号位置仅仅是LTE内一种可能格式的示例并且没有显示RS的所有细节。RS还可以在其它符号中并且一般随传送模式(诸如单个输入多个输出(SIMO)、2x2多个输入多个输出(MIMO)、4x4 MIMO等)而变化。LTE子帧的细节在标准中被规定并且对本领域中的那些技术人员是已知的。每个HLTE子帧可包括类同LTE标准的子帧的控制信道、共享信道、或其它信道。
图6A-6B示出依照本公开的一个实施例的，对应于图5的子帧结构的波束帧结构的框图。为了简明，6A-6B示出其中每子帧波束帧的数量X等于波束集的数量N，使得每个子帧包括N个波束帧BF0、BF1、...BF(N-1)的示例。在其它实施例中，N可以大于X或者N可以小于X。子帧内的波束帧可各自具有相同的结构，并且波束帧从一个子帧到下一个子帧可具有相同的结构或不同的结构。
图6A示出对应于图5的第一子帧(SF0)的波束帧的示例。子帧SF0的每个波束帧BF0、BF1、...BF(N-1)具有与关于图5的子帧SF0所描述的结构(用于符号0、4、7和11的RS，用于符号1、2、3、8、9、10、12和13的业务，用于符号5的SSS以及用于符号6的PSS)相同的结构。在SF0的第一波束帧BF0期间，可以在第一波束集(诸如包括面向北的波束、面向东的波束、面向南的波束以及面向西的波束的波束集)上传送获取信息，在SF0的第二波束帧BF1期间，可以在第二波束集(诸如包括面向东北的波束、面向东南的波束、面向西南的波束以及面向西北的波束的波束集)上传送获取信息，等等。SF0的结构可依照子帧的周期来被重复，使得子帧SF0(i)的波束帧具有与子帧SF0(j)的波束帧相同的结构。
图6B示出对应于图5的第二子帧(SF1)的波束帧的示例。子帧SF1的每个波束帧BF0、BF1、...BF(N-1)具有与关于图5的子帧SF1所描述的(用于符号0、4、7和11的RS，以及用于符号1、2、3、5、6、8、9、10、12和13的业务)相同的结构。共同地，图6A和6B示出了其中一个子帧(SF0)内的波束帧的结构不同于另一子帧(SF1)内的波束帧的结构的示例。
图6A-6B中的波束帧的描述是出于示例和解释的目的而被提供的，以示出LTE子帧(依照LTE标准)的结构与本公开的波束帧(诸如高频LTE(HLTE)波束帧)的结构之间的联系。尽管已提供了一些信号/信道以及那些信号/信道的一些细节，但其它变形是可能的。LTE子帧的细节在标准中给定，并且对本领域中的那些技术人员是已知的。每个HLTE子帧可包括类同LTE标准的对应子帧的控制信道、共享信道、或其它信道。
图7示出依照本公开的一个实施例的被无线网络节点120所使用的帧的框图。在图7的示例中，无线网络节点120传送无线电帧，每个无线电帧具有10ms的持续期。每个无线电帧包括10个子帧，每个子帧具有1ms的持续期。子帧的结构从一个无线电帧到下一个无线电帧进行重复。为了简明，图7示出其中每子帧波束帧的数量X等于波束集的数量N，使得每个子帧包括N个波束帧(每个波束帧具有1/N ms的持续期)的示例。在具体的子帧内，波束帧的结构从一个波束帧到下一个波束帧进行重复，例如，子帧SF0的波束帧BF0、BF1、以及BF(N-1)各自将符号5用于SSS，将符号6用于PSS，将符号7-10用于物理广播信道(PBCH)。在该示例中，子帧SF5的波束帧BF0、BF1以及BF(N-1)各自将符号5用于SSS且将符号6用于PSS。为了简明，在图7中没有显示RS信号。图7中所示出的SSS、PSS和PBCH的配置是出于示例和解释的目的而被提供的。在一些实施例中，每个波束帧可以类同于对应的LTE子帧的方式来被配置。LTE子帧的细节在标准中给定，且对本领域中的那些技术人员是已知的。
图8示出依照本公开的一个实施例的，对于对与波束集的多个组相关联的波束帧进行交织的框图。在图8中，波束集的数量N超过了每子帧波束帧的数量X。例如，每子帧波束帧的数量可以是X，并且波束集的数量可以是M*X。作为示例，假设波束集的数量＝10(例如波束集A、B、C、D、E、F、G、H、I和J)并且无线网络节点120每子帧容纳X＝5个波束帧，使得需要2个子帧用来覆盖所有波束集(M＝2)。
无线网络节点120可在子帧结构的不同周期期间通过交织其对应的波束帧来交织第一组波束集(A，B，C，D，E)和第二组波束集(F，G，H，I，J)。例如，第一无线电帧RaF0中的第一子帧SF0的持续期能够被用于第一组波束集，且第二无线电帧RaF1中的第一子帧SF0的持续期能够被用于第二组波束集。因而，无线电帧0的子帧0可用于传送波束帧0中的波束集A，波束帧1中的波束集B，波束帧2中的波束集C，波束帧3中的波束集D以及波束帧4中的波束集E。无线电帧1的子帧0可用于传送波束帧5中的波束集F，波束帧6中的波束集G，波束帧7中的波束集H，波束帧8中的波束集I以及波束帧9中的波束集J。对于子帧0的结构可在无线电帧0和无线电帧1二者中是相同的。例如，如果在第一无线电帧的子帧0(RaF0，SF0用于波束集A-E)内的波束帧的符号1上传送参考信号，则也可以在第二无线电帧的子帧0(RaF1，SF0用于波束集F-J)内的波束帧的符号1上传送参考信号。
尽管以上所描述的示例描述了其中波束集的数量N超过每子帧波束帧的数量X的情景，但指出其它的波束集/波束帧配置被本公开所预期是重要的。例如，波束集的数量N能够低于每子帧波束帧的数量X。在那个情景中，无线节点将使用与波束集的数量匹配的多个波束帧来广播获取信息，而对于不具有对应波束集的其余波束帧，无线节点将不广播任何内容。备选的是，在那个情景中，能够使用无效或空的波束集，使得波束集的数量(实际波束集加上无效波束集)能够等于波束帧的数量。更一般地，波束集的数量能够独立于波束帧的数量来被配置。
图9示出依照本公开的一个实施例的，被无线网络节点所使用的下行链路资源网格。在该示例中，资源块带宽BWRB能够从公式(Δf×NSC RB)×NHLTEkHz来被确定，其中Δf是LTE副载波间隔，NSC RB是资源块中副载波的数量，并且NHLTE等于在文档中其它地方所指代的X。HLTE时隙时间持续期是Tslot×0.5/NHLTE毫秒。用于HLTE的上行链路资源网格以与下行链路相同的方式在频域和时域中相对于LTE被缩放。
图10示出依照本公开的一个实施例的，关于图1被描述的无线网络节点120的框图。无线网络节点120能够是eNodeB、节点B、基站、无线接入点(例如Wi-Fi接入点)、低功率节点、基收发器站(BTS)、传送点或节点、远程RF单元(RRU)、远程无线电头端(RRH)或者其它无线电接入节点。无线网络节点120包括至少一个收发器1010、至少一个处理器1020、至少一个存储器1030以及至少一个网络接口1040。收发器1010便于传送(例如，经由天线)无线信号到无线装置110以及从无线装置110接收(例如，经由天线)无线信号；处理器1020执行指令以提供以上所描述的功能性(如由无线网络节点120所提供的)中的一些或全部；存储器1030存储由处理器1020执行的指令；以及网络接口1040向后端网络组件，诸如网关、交换机、路由器、互联网、公共交换电话网络(PSTN)、控制器、其它无线网络节点120和/或核心网络节点130来传达信号。处理器1020和存储器1030能够具有与在下面关于图11的处理器1120和存储器1130所描述的相同的类型。
在一些实施例中，网络接口1040通信耦合到处理器1020并且指代可操作用来执行以下过程的任何适合的装置：接收对于无线网络节点120的输入、发送来自无线网络节点120的输出、执行对输入或输出或其两者的适合的处理、对其它装置进行传达、或上述的任何组合。网络接口1040包括含有协议转换和数据处理能力的合适的硬件(例如端口、调制解调器器、网络接口卡等)以及软件，以通过网络进行通信。
无线网络节点120的其它实施例包括另外的组件(除图10中所示的那些以外)负责提供无线网络节点的功能性(包括任何以上所描述的功能性和/或任何另外的功能性(包括用来支持以上所描述的解决方案所必须的任何功能性))的某些方面。各种不同类型的无线网络节点可以包括具有相同物理硬件但配置(例如经由编程)成支持不同的无线电接入技术的组件，或者可表示部分或完全不同的物理组件。
图11示出依照本公开的一个实施例的，关于图1被描述的无线装置110的框图。无线装置110的示例包括移动电话、智能电话、PDA(个人数字助理)、便携式计算机(例如，膝上型计算机、平板计算机)、传感器、调制解调器、机器类型(MTC)装置/机器到机器(M2M)装置、膝上型嵌入设备(LEE)、膝上型安装装备(LME)、USB保护器(dongle)、能进行装置到装置的装置、或者能够提供无线通信的任何其它装置。无线装置110包括收发器1110、处理器1120、以及存储器1130。在一些实施例中，收发器1110便于传送(例如，经由天线)无线信号到无线网络节点120以及从无线网络节点120接收(例如，经由天线)无线信号，处理器1120执行指令以提供本文中所描述的功能性(如由无线装置110提供的)中的一些或全部，且存储器1130存储由处理器1120执行的指令。
处理器1120包括在一个或更多集成电路或模块中实现的硬件和软件的任何适合的组合，用来执行指令和操作数据以执行无线装置110的所描述的功能中的一些或全部。存储器1130一般可操作用来存储计算机可执行代码和数据。存储器1130的示例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容量存储媒体(例如，硬盘)、可移除存储媒体(例如，紧凑盘(CD)或数字视频盘(DVD))、和/或或存储信息的任何其它易失或非易失、非暂态计算机可读和/或计算机可执行存储器装置。
无线装置110的其它实施例包括另外的组件(除图11中所示的那些以外外)负责提供无线装置的功能性(包括以上所描述的任何功能性和/或任何另外的功能性(包括用来支持以上所描述的解决方案所必须的任何功能性))的某些方面。
如以上所描述的，无线网络节点120提供到覆盖区125中的无线装置110的网络接入。无线网络节点120包括收发器1110中的一个或更多天线以及处理器1120。收发器1110配置成传送方向信号或波束(K)。波束(K)被分组在多个波束集(N)中，其的示例示出在以上的图1和2中。给定波束集的波束可以同时传送获取信息。为了最小化干扰，波束集可在具体波束集的波束之间采用最小的空间重叠来配置。
与收发器1120通信的处理器1120广播获取信息。在一些实施例中，获取信息包括同步信号以及物理广播信道(PBCH)中的一个或更多。在一些实施例中，收发器1120广播长期演进(LTE)获取信息，诸如在LTE标准中所描述的主同步信号和/或辅助同步信号。
与收发器1110通信的处理器1120一次一个波束集地广播用于每个波束集的获取信息。一次广播一个波束集可以降低波束集之间的干扰并因此提高性能(例如通过提供更好的信号给在小区125边缘的用户)。
波束帧可被用于一次一个波束集地广播信息。例如，在第一波束帧期间，获取信息可在第一波束集S(1)的每个波束上被传送，而不在波束集S(2)到S(N)的任何波束上进行传送。在第二波束帧期间，获取信息可在第二波束集S(2)的每个波束上被传送，而不在波束集S(1)或S(3)到S(N)的任何波束上进行传送。在所述周期的多个(X)波束帧的对应一个期间，获取信息可一次一个波束集地在其余波束集中的每个上被传送。
可在无线网络节点120所使用的周期的多个(Y)子帧内传送波束帧。在一些实施例中，子帧可指代能够依靠自身被传送和解调的被调度传送的最小部分。即，解调子帧所要求的信息可被自包含在子帧内，使得子帧能够在没有外部信息的情况下被解调。
所述周期的多个(X)波束帧采用第一周期发生。第一周期可以等于一个子帧的持续期。在一个周期内，每个波束帧可以具有相同的结构，其的示例示出在图6A(对于子帧SF0)和图6B(对于子帧SF1)中。即，在所述周期的多个(X)波束帧的一周期中的每个波束帧具有基于所述周期的多个(Y)子帧中的具体子帧的配置的波束帧配置。例如，在图6A中，由子帧SF0定义的周期中的每个波束帧(即，SF0的BF0到BF(n-1))具有基于图5中子帧SF0的配置的波束帧配置。类似地，在图6B中，由子帧SF1定义的周期内的每个波束帧(即，SF1的BF0到BF(n-1))具有基于图5中子帧SF1的配置的波束帧配置。
所述周期的多个(Y)子帧采用第二周期发生。第二周期等于所述周期的多个(Y)子帧的持续期。作为一示例，在一些实施例中，所述周期的多个(Y)子帧对应于具有10ms周期(在此期间收发器1110传送了各自具有1ms持续期的10个子帧)的LTE子帧。图4、7和8示出了此类子帧的示例。
每个子帧具有被那个子帧内的波束帧所使用的对应帧结构。在一些实施例中，帧结构对应于LTE子帧。LTE子帧包括布置在符号配置中的多个符号。图5示出一示例，其中LTE子帧包括布置在符号配置中的14个符号，其中，SF0(i)(第一周期的第一子帧)具有对于符号0、4、7和11中的每个的参考信号(RS)，对于符号1、2、3、8、9、10、12和13的业务，对于符号5的辅助同步信号(SSS)，以及对于符号6的主参考信号(PSS)。该符号配置被描述用于示例目的，其它序列的RS、SSS、PSS和/或业务能够被使用。其中帧结构对应于LTE子帧的实施例可以使用对应的LTE子帧的符号配置。
在一些实施例中，处理器1120与收发器1110通信以在预定子帧集的波束帧(X)的每个波束帧中广播获取信息。如以上所描述的，不同的子帧可定义不同的结构。在图5的示例中，子帧SF0包括符号5中的SSS以及符号6中的PSS，而子帧SF1不包括任何SSS或PSS。可以选择预定子帧集来广播获取信息。作为示例，子帧SF0和SF5能够被选择用于广播获取信息，并且其它子帧能够用于其它目的，诸如发送业务。可选择任何适合数量的以及序列的子帧来广播获取信息。
在一些实施例中，所述周期的多个(X)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧中的每一个内。因而，如果无线网络节点120的波束集的数量等于X，则可以在一个子帧内服务无线网络节点120的每个波束集。在其中无线网络节点的波束集的数量大于每子帧波束帧的数量X时，可以在第一周期的多个(X)波束帧期间服务第一组波束集(N)，并且在第二周期的多个(XX)波束帧期间服务第二组波束集(NN)。用于不同组波束集(N)和(NN)的波束帧可被交织(如图8中所示出的)。
在图8中，收发器1110在第一周期的多个(X)波束帧的对应一个期间关于第一组波束集(N)(诸如波束集A、B、C、D和E)来广播获取信息。例如，在无线电帧RaF0内的SF0的实例期间，收发器1110在BF0上向波束集A广播获取信息、在BF1上向波束集B广播获取信息、在BF2上向波束集C广播获取信息、在BF3上向波束集D广播获取信息以及在BF4上向波束集E广播获取信息(即，在该示例中，N＝5)。收发器1110在第二周期的多个(XX)波束帧的对应一个期间关于第二组波束集(NN)(诸如波束集F、G、H、I和J)来广播获取信息。例如，在无线电帧RaF1的SF0的实例期间，收发器1110在BF5上向波束集F广播获取信息、在BF6上向波束集G广播获取信息、在BF7上向波束集H广播获取信息、在BF8上向波束集I广播获取信息以及在BF9上向波束集J广播获取信息。
所述第二周期的多个(XX)波束帧在时间上与所述第一周期的多个(X)波束帧交织，使得第一周期的多个(X)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的一个周期内(在图8中，所述第一周期的多个波束帧发生在由无线电帧RF0定义的子帧的周期内)并且所述第二周期的多个(XX)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的另一周期内(在图8中，所述第二周期的多个波束帧发生在由无线电帧RF1定义的子帧的周期内)。
无线装置110可以使用在波束帧中接收的获取信息来获取来自无线网络节点120的服务。在一些实施例中，无线装置110从PSS和SSS发现小区ID和帧定时信息。帧定时可以相对于特定的波束帧。无线装置110选择具有最佳信号的波束集并且使用来自对应波束帧的定时来读对于该最佳波束集的PBCH。在一些实施例中，PBCH包括参数M(关于以上的图8被描述的)，参数M与每子帧波束帧的数量X一起定义了波束集的总数量N。无线装置还可以从PBCH获得波束帧数量，以便于确定无线电帧的绝对定时。
为了连接到无线网络节点120，无线装置110可在对应于从PBCH所读的波束帧数量的位置来传送随机接入信道(RACH)。无线网络节点120从对应于最佳波束集的位置接收RACH尝试。一旦RACH尝试被无线网络节点120所接收，其将知道无线装置110的波束集。无线装置110基于从与最佳波束集对应的波束帧获得的公共RS来确定初始信道质量指示(CQI)。对于包括X个波束帧的1ms子帧，波束帧速率是1/X ms，并且RS模式在波束帧内部重复。可在具体波束帧的分组数据控制信道(PDCCH)中将某控制信息发送到无线装置110。一旦无线装置110被连接，所有的波束帧时间能够被用于调度业务。
本公开的一些实施例可以提供一个或更多技术优点。一些实施例可以从一些、无、或者全部这些优点中获益。其它的技术优点可容易地被本领域中的普通技术人员所判定。一些实施例的技术优点可以增加无线网络节点内频谱的空间再用(例如空分多址接入或“SDMA”)以用于增加容量。一些实施例可允许无线装置以较高的频率(诸如5GHz以上的频率)高效地接入网络。使用较高的频率可以解决与更广泛地被使用的较低频率相关联的频率可用性问题。一些实施例的技术优点通过最小化共信道干扰以及消除相互间扇区干扰可以允许更高的小区边缘数据速率。
在一些实施例中，符号时间按照因数1/X相对于现有符号时间被缩放。例如，在HTLE实施例中，波束帧时间可以是(2×Tslot，LTE/X)毫秒，其中在现有LTE的情况中Tslot，LTE＝0.5毫秒，且在该实施例中，X＝每子帧波束帧的数量。带宽也可以按照X被缩放，使得副载波频率间隔按照X相对于现有副载波频率间隔被缩放。例如，Δf＝X×ΔfLTE，其中在LTE的情况中，ΔfLTE＝15kHz。
在一些实施例中，一种非暂态计算机可读存储媒体包括指令，所述指令在被处理器执行时，可操作用来向多个波束集(N)广播获取信息，每个波束集包括多个波束(K)，其中，对于每个波束集，所述获取信息在周期的多个(X)波束帧的对应一个期间被广播，使得所述获取信息一次一个波束集地被广播，其中所述周期的多个(X)波束帧位于周期的多个(Y)子帧内，所述周期的多个(X)波束帧采用第一周期发生且所述周期的多个(Y)子帧采用第二周期发生。
在一些实施例中，所述第一周期等于一个子帧的持续期并且其中所述第二周期等于所述周期的多个(Y)子帧的持续期。
在一些实施例中，所述获取信息包括物理广播信道(PBCH)和同步信号中的至少一个。
在一些实施例中，所述周期的多个(Y)子帧对应于LTE子帧。
在一些实施例中，所述获取信息包括主同步信号和辅助同步信号。
在一些实施例中，所述指令进一步可操作用来在预定的子帧集中的波束帧(X)的每个中广播所述获取信息。
在一些实施例中，所述获取信息包括LTE获取信息。
在一些实施例中，对于给定波束集，所述指令可操作用来在所述给定波束集的每个波束(K)上同时广播所述获取信息。
在一些实施例中，所述周期的多个(X)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的每一个内。
在一些实施例中，所述周期的多个(Y)子帧对应于LTE子帧并且所述周期的多个(X)波束帧的每个波束帧包括多个符号，所述多个符号以与所述LTE子帧的对应LTE子帧的符号配置相对应的符号配置被布置。
在一些实施例中，在所述周期的多个(X)波束帧的周期中的每个波束帧具有基于所述周期的多个(Y)子帧的具体子帧之配置的波束帧配置。
在一些实施例中，所述多个波束集(N)中的波束集的数量不同于所述多个(X)波束帧中的波束帧的数量。
在一些实施例中，所述指令进一步可操作用来使用包括多个波束(K)的另一多个波束集(NN)，其中，对于每个波束集，所述方法在另一周期的多个(XX)波束帧的对应一个期间广播获取信息，且其中，所述另一周期的多个(XX)波束帧在时间上与所述周期的多个(X)波束帧交织，使得所述周期的多个(X)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的一个周期内，且所述另一周期的多个(XX)波束帧发生在所述周期的多个(Y)子帧的另一周期内。
在一些实施例中，符号时间按照因数1/X相对于现有符号时间被缩放，并且带宽按照X被缩放，使得副载波频率间隔按照X相对于现有副载波频率间隔被缩放。
在不偏离本公开的范围的情况下，可以对本文中公开的系统和设备做出修改、添加或省略。所述系统和设备的组件可以是集成的或分立的。此外，所述系统和设备的操作可由更多、更少、或者其它的组件来执行。另外，可以使用任何适合的逻辑，包括软件、硬件和/或其它逻辑来执行所述系统和设备的操作。在本文档中使用时，“每个”指代集合中的每个成员，或者集合的子集中的每个成员。在不偏离本公开的范围的情况下，可对本文中公开的方法做出修改、添加或省略。所述方法可以包括更多、更少或其它的步骤。另外，可以以任何适合的顺序来执行步骤。
在此文本中所描述的子帧仅仅用作便于增进读者理解的示例，并且应当被理解的是，结构中的变化是可发生的。例如，其它实施例可以使用不同序列的RS、SSS、PSS和业务。具体的子帧可以包括配置有具体信号类型(例如，RS、SSS、PSS、业务)的0、1、2或者更多个符号。例如，取决于实施例，同步信号可被包括在、或者不被包括在每个子帧中。另外，尽管一定的定时已出于示例和解释的目的而被描述，但任何适合的持续期可被用于无线电帧、子帧、波束帧以及符号。类似地，可以在子帧中传送任何适合数量的波束帧，并且每子帧波束帧的数量可以小于、等于或大于无线网络节点上所配置的波束集的数量。
实施例的以上描述并不约束本公开。在不偏离本公开的精神和范围(如由随附权利要求所定义的)的情况下，其它改变、替代和变更是可能的。

Claims (28)

1.一种用于向覆盖区中的无线装置提供网络接入的网络节点，所述网络节点包括：
处理器；以及
收发器中的一个或更多天线，配置成使用N个波束集，所述N个波束集中的每个包括同时传送的K个波束，所述N个波束集中的每个仅在指定时间期间传送；
与所述收发器通信的所述处理器配置成对于每个波束集，在周期的X个波束帧中的对应一个期间广播获取信息，使得所述获取信息一次一个波束集地被广播，其中所述周期的X个波束帧位于周期的Y个子帧内，并且其中，所述周期的Y个子帧中的子帧被划分为所述周期的X个波束帧，所述周期的X个波束帧以第一周期发生并且所述周期的Y个子帧以第二周期发生。
2.如权利要求1所述的网络节点，其中所述第一周期等于一个子帧的持续期，并且其中所述第二周期等于所述周期的Y个子帧的持续期。
3.如权利要求1所述的网络节点，其中所述获取信息包括物理广播信道（PBCH）和同步信号中的至少一个。
4.如权利要求1所述的网络节点，其中所述周期的Y个子帧对应于LTE子帧。
5.如权利要求1所述的网络节点，其中所述获取信息包括主同步信号和辅助同步信号。
6.如权利要求1所述的网络节点，其中所述处理器配置成在预定的子帧集的所述X个波束帧的每个中广播所述获取信息。
7.如权利要求1所述的网络节点，其中所述获取信息包括LTE获取信息。
8.如权利要求1所述的网络节点，其中：
对于给定波束集，所述处理器配置成在所述给定波束集的每个波束上同时广播所述获取信息。
9.如权利要求1所述的网络节点，其中所述周期的X个波束帧发生在所述周期的Y个子帧的每一个内。
10.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述周期的Y个子帧对应于LTE子帧并且所述周期的X个波束帧的每个波束帧包括多个符号，所述多个符号以与所述LTE子帧的对应LTE子帧的符号配置相对应的符号配置被布置。
11.如权利要求1所述的网络节点，其中，位于所述周期的X个波束帧的周期内的每个波束帧具有基于所述周期的Y个子帧的具体子帧的配置的波束帧配置。
12.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述N个波束集中的波束集的数量不同于所述X个波束帧中的波束帧的数量。
13.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述收发器中的所述一个或更多天线进一步配置成使用各自包括K个波束的另一NN个波束集，其中，与所述收发器通信的所述处理器进一步配置成对于每个波束集，在另一周期的XX个波束帧中的对应一个期间广播获取信息，并且其中所述另一周期的XX个波束帧在时间上与所述周期的X个波束帧交织，使得所述周期的X个波束帧发生在所述周期的Y个子帧的一个周期内，并且所述另一周期的XX个波束帧发生在所述周期的Y个子帧的另一周期内。
14.如权利要求1所述的网络节点，其中：
符号时间按照因数1/X相对于现有符号时间被缩放；并且
带宽按照X被缩放，使得副载波频率间隔按照X相对于现有副载波频率间隔被缩放。
15.一种用于向覆盖区中的无线装置提供网络接入的方法，所述方法包括：
向N个波束集广播获取信息，每个波束集包括同时传送的K个波束，所述N个波束集中的每个仅在指定时间期间传送，其中，对于每个波束集，所述获取信息在周期的X个波束帧中的对应一个期间被广播，使得所述获取信息一次一个波束集地被广播，其中所述周期的X个波束帧位于周期的Y个子帧内，并且其中，所述周期的Y个子帧中的子帧被划分为所述周期的X个波束帧，所述周期的X个波束帧以第一周期发生，并且所述周期的Y个子帧以第二周期发生。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一周期等于一个子帧的持续期，并且其中所述第二周期等于所述周期的Y个子帧的持续期。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述获取信息包括物理广播信道（PBCH）和同步信号中的至少一个。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述周期的Y个子帧对应于LTE子帧。
19.如权利要求15所述的方法，其中所述获取信息包括主同步信号和辅助同步信号。
20.如权利要求15所述的方法，其中所述方法在预定的子帧集的所述X个波束帧的每个中广播所述获取信息。
21.如权利要求15所述的方法，其中所述获取信息包括LTE获取信息。
22.如权利要求15所述的方法，其中：
对于给定波束集，所述方法在所述给定波束集的每个波束上同时广播所述获取信息。
23.如权利要求15所述的方法，其中所述周期的X个波束帧发生在所述周期的Y个子帧的每一个内。
24.如权利要求15所述的方法，其中，所述周期的Y个子帧对应于LTE子帧并且所述周期的X个波束帧的每个波束帧包括多个符号，所述多个符号以与所述LTE子帧的对应LTE子帧的符号配置相对应的符号配置被布置。
25.如权利要求15所述的方法，其中，在所述周期的X个波束帧的周期中的每个波束帧具有基于所述周期的Y个子帧的具体子帧的配置的波束帧配置。
26.如权利要求15所述的方法，其中，所述N个波束集中的波束集的数量不同于所述X个波束帧中的波束帧的数量。
27.如权利要求15所述的方法，进一步包括：
使用各自包括K个波束的另一NN个波束集，其中，对于每个波束集，所述方法在另一周期的XX个波束帧中的对应一个期间广播获取信息，并且其中所述另一周期的XX个波束帧在时间上与所述周期的X个波束帧交织，使得所述周期的X个波束帧发生在所述周期的Y个子帧的一个周期内，并且所述另一周期的XX个波束帧发生在所述周期的Y个子帧的另一周期内。
28.如权利要求15所述的方法，其中：
符号时间按照因数1/X相对于现有符号时间被缩放；并且
带宽按照X被缩放，使得副载波频率间隔按照X相对于现有副载波频率间隔被缩放。
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