CN106879040B

CN106879040B - 无线网络中提供和获取小区系统信息的方法、装置及设备

Info

Publication number: CN106879040B
Application number: CN201510919880.7A
Authority: CN
Inventors: 刘皓
Original assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: CN106879040A

Abstract

本发明涉及无线通信网络中提供和获取小区系统信息的方法、装置及包含装置的设备，其中，网络设备对小区系统信息进行波束成形处理，供用户设备接收后对自身进行配置。经过本发明的独特设计，小区系统信息的传输面对信道衰减具有较强的鲁棒性，抗路损能力大大增强。

Description

无线网络中提供和获取小区系统信息的方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及用户设备在无线通信网络中的初始小区接入，尤其涉及网络设备如何提供小区系统信息，以及用户设备如何获取小区系统信息。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal MobileTelecommunications System，通用无线通信系统)技术标准的长期演进。LTE系统引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出)等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，并支持多种带宽分配及全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。

LTE-A(LTE-Advanced)是LTE的演进版本，对LTE有较好的后向兼容性。LTE-A采用了载波聚合、多点协作传输、中继、异构网干扰协调增强等关键技术，能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值频谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性能，同时也能提高整个网络的组网效率，这使得LTE-A系统成为近年无线通信发展的主流。

毫米波(millimeter wave)频带主要频率范围为30GHz至300GHz，因其丰富的频率资源(相当于4G网络的200多倍)，被业界认为最有希望实现未来第五代无线通信技术(5G)中的千兆位级无线接入。

但是，更高的频率也意味着更高的信号衰减，这也是毫米波通信将面临的最大的技术挑战。数据传输的衰减还可以使用波束成形和大规模MIMO来加以弥补，但是初始接入过程中的小区系统信息，例如MIB (Master Information Block,主信息块)和SIB(系统信息块)，却不能从中受益。传统的发送小区系统信息的方式如果应用于毫米波频带，由于较高的路损，用户设备(UE)很可能由于小区系统信息的接收质量过差而迟迟无法完成初始接入，导致用户设备无法接入。

于是，现有的初始小区接入方案需要被修改，以使得小区系统信息的传输能够对抗高路损。

发明内容

下文中，将以毫米波通信为例来介绍本发明的各具体实施例，但是，本领域技术人员通过阅读本申请，可以不经创造性劳动将其主旨与思想应用于其它适用的网络或系统(例如，用于室内无线通信的短距离通信技术)。

无线通信网络中的用户设备(下称UE)开机、脱网或切换过程中需要进行小区搜索，小区搜索是其接入无线通信网络的第一步，关系到UE能否快速、准确地接入。

无线通信网络的初始接入过程

由于4G、5G的较好的后向兼容性，其中的初始接入过程与LTE基本一致，以下简做说明，以便于对后文的理解。

参看图1，其为本发明所适用的无线通信网络1的示意图。为简要起见，仅在图中示出了一个用户设备9，以及其所在位置附近的三个基站(eNB)8A、8B和8C，各基站与用户设备9之间的下行链路分别示为La、Lb与Lc。

结合图1对图2所示的初始接入过程介绍如下：

步骤20：扫描中心频点

具体地，UE9刚刚开机，就会在可能存在无线通信小区的几个中心频点上接收信号并计算接收信号强度标识(RSSI)，以此判断这个频点周围是否可能存在小区。如果UE9保存了上次关机时的频点和运营商信息，则开机后可能会先在上次驻留的小区上尝试驻留。如果没有先验信息，则很可能要全频段搜索，发现信号较强的频点，再去尝试驻留。本例中，UE9在包含基站8a、8b和8c等的一个频点附近，获得最高的RSSI，于是，在后续步骤中， UE9可以只检测该频点附近的基站的相关信息。

步骤21：检测PSS((Primary Synchronization Signal，主同步信号)

UE9在扫描到的中心频点上检测出来自不同基站的PSS，以获得某个基站(如：基站8b)对应的小区组内标识

PSS每5ms发送一次，因而可以获得5ms时隙定时。UE9可进一步利用PSS获取粗频率同步。

步骤22：检测SSS

对于FDD(频分双工)和TDD(时分双工)系统，PSS和SSS之间的时间间隔不同，CP(循环前缀)的长度也会影响SSS的绝对位置(在PSS确定的情况下)。因而，UE9需要至多4次盲检来检测SSS。检测到SSS以后可获知如下信息：

-CP的长度；

-基站8b采用FDD还是TDD；

-小区组标识

-综合PSS，根据

可获得PCI(物理小区标识)；

-因SSS由两个伪随机序列组成，前后半帧映射相反，检测到两个SSS就可以获得10ms定时，实现帧同步。

步骤23：解调下行公共参考信号(DL-RS)

通过获得的PCI，可以知道CRS(小区专属参考信号)的时频资源位置。通过解调CRS可以进一步精确时隙与频率同步，同时为解调PBCH(Physical Broadcast Channel，物理广播信道)做信道估计。

步骤24：解调PBCH，获得MIB

UE9在完成同步信号PSS和SSS的接收及下行公共参考信号的解调后，就可以知道PBCH的时频位置了，可以按照相应的编码与调制方式解调PBCH，获取由PBCH承载的MIB信息。

MIB携带系统帧号(SFN)、下行系统带宽和PHICH(Physical Hybrid-ARQIndicator Channel，物理混合重传指示信道)配置信息，还可以隐含着天线端口数信息，这些信息对UE9的初始小区接入都是至关重要的。

参看图3所示的MIB传输示意图。在时域上，承载着MIB的PBCH传输块每40ms发送一次，映射到四个连续帧中的每个帧的第一个子帧(例如， 0号子帧或子帧0)中。PBCH在子帧0的第二个时隙的前四个OFDM符号中传输。UE9可以接收并解出所有4个子帧上的PBCH传输块，或者接收并解出其中一部分子帧上的PBCH传输块，这一般取决于具体的信道条件。在频域上，PBCH一般占据系统带宽中央的1.08MHz，全部占用带宽内的72个子载波。

PBCH信息的更新周期一般为40ms，并在40ms周期内传送4次。这4个PBCH中每一个内容相同，且都能够独立解码。

步骤25：解调PDSCH，获得SIB

要完成初始小区接入，UE9仅仅从基站8A接收MIB是不够的，还需要接收由PDSCH(物理下行共享信道)承载的SIB(系统信息块)。

UE一般首先获得SIB1信息，SIB1的传输如图4所示。

SIB1采用固定周期的调度，调度周期80ms。第一次传输在SFN满足SFN mod 8＝0的无线帧上的#5子帧传输，并且在SFN满足SFN mod 2＝0的无线帧(即偶数帧)。与MIB信息类似的，SIB1信息的更新周期也可以是以无线帧长为单位，例如8个帧长。

除SIB1以外，其它SIB通过系统信息(SI，Scheduling Information)进行传输的，如图5所示。每个SI消息可以有自己的传输周期，即SI消息1的周期T1和SI消息2的周期T2。每个SIBx与唯一的SI消息相关联。全部SIB信息的传输方式示意图如图5所示。

每个SI消息的长度一般是相同的，也是可以配置的。根据TS36.331协议，用以发送SI消息的时间窗口也即SI-window的长度可以为1ms，2ms....最大为40ms。基站可以决定在上述时间窗口内发送一次或者多次SI消息。

SI-window的起始时间与当前SI消息在SIB1中的调度信息列表(scheduling InfoList)中的序号n、SI-window长度w以及周期T相关，具体参考TS 36.331协议5.2.3节。SI-window结束时间由起始时间和长度w决定。下面以SIB2和SIB5为例。

SIB2默认映射在调度信息列表中的第1个SI消息，因此序号n＝1，假设SI-window长度为w＝2ms，周期是8个无线帧即T＝8。那么SI-window起始时间是#0子帧，起始时间是在系统帧号是8的整数倍的无线帧上的0号子帧上，结束时间是1号子帧。

假设SIB5映射在调度信息列表中的第3个SI消息，因此序号n＝3，SI-window长度仍然是w＝2ms，周期是16个无线帧，即T＝16。那么SI-window起始时间是#4子帧，对应无线帧为4，也就起始时间是在系统帧号是除以16余4的无线帧上的4号子帧上，结束时间是5号子帧。

UE获得MIB和SIB的更具体的介绍可以参考TS36.331标准或其它技术文献，本文中不再展开介绍。简言之，类似于MIB和SIB这样的小区系统信息，是对于UE9在无线通信网络1中的初始接入极为重要的信息。

但是，如果按照现有的传输MIB或SIB的方式，例如，用全向天线广播MIB，不加处理直接在共享信道上发送SIB，由于前述的毫米波段的高路损，很有可能MIB和SIB信息在UE9处的接收情况很差，UE9无法及时准确地解出MIB和SIB，则将无法接入到无线网络1。

通过本发明的各实施例，希望提供一种新的解决方案，使得UE能够准确、并较为快速地获取小区系统信息例如MIB和SIB，从而顺利接入到无线通信网络。

为此，根据本发明的第一方面的具体实施例，提供了一种无线通信网络的网络设备(例如，固定基站、移动基站或中继站)向用户设备提供小区系统信息的方法，其特征在于，网络设备将待发送的小区系统信息进行波束成形处理。

波束成形，在发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小，在接收模式下，来波方向之外的信号被抑制。由此，即使信道存在较高的衰减，也能够保证接收质量。

优选地，前述将待发送的小区系统信息进行波束成形处理的步骤包括：对所述小区系统信息进行波束成形处理，形成具有不同指向的多个波束，所述多个波束会被先后发出。

无线通信网络中的网络设备和UE在UE的初始接入完成之前，并不知道它们之间最佳的发射和/或接收信息(例如，网络设备的发射波束应朝着哪个指向)。通过形成具有不同指向的多个波束并将其先后发出，在用户设备端，一般就会有至少一个波束的指向比较适合用户设备与网络设备之间的位置关系，通过遍历这些波束，用户设备有更高的机会正确解出小区系统信息。

优选地，前述的具有不同指向的多个波束的指向周期性地循环。

这意味着，假设存在至少N个可用的波束指向(N一般取决于发射天线数)，网络设备可以将相同的小区系统信息(例如，下一次更新前的MIB信息)先后以指向1、2....N指向通过PBCH发出，在该小区系统信息更新后，再生成并发送承载了更新后的小区系统信息的波束成形信号，这些波束同样分别具有指向1、2....N。根据不同的例子，这些波束也可以不必在小区系统信息的更新周期内遍历所有可用的指向，例如，在小区系统信息更新前，发出波束分别具有指向1…m(m大于1小于n)，而在小区系统信息更新后，发出波束分别具有指向m+1…n。并且本领域技术人员还可以将这种例子在随附权利要求的范围内进一步拓展。

周期性循环的波束指向，使得特定指向会出现在各个周期中的特定时隙中。例如，指向1的波束固定出现在各个周期的第1个时隙中，指向2的波束固定出现在各个周期的第2个时隙中，于是，UE还可以通过一个周期或更多周期内对不同指向的波束的接收，确定哪个指向的波束在该用户设备处有较好的接收质量。在确定之后，该用户设备甚至可以在下一个周期内，有目的地等待之前接收条件最好的那个指向所在的时隙到来，接收同一指向的下一个波束，正确解出其上承载的小区系统信息的期望会较高。如此，用户设备会更有希望尽早准确地接收和解出小区系统信息。

根据本发明的实施例，网络设备和用户设备可以预先配置好与所属多个波束相关的特征信息。例如，多个波束的循环周期是多少，每个循环周期内的每个波束的发射的起止时刻为何，每个波束所使用的波束指向为何，多个波束的不同指向在循环周期内的先后顺序为何，等等。如此，或许可以减少在具体的初始接入过程中所需的信令开销。如果这种预先配置能够作为标准的一部分，则可更容易推行和实现。

与之可以相互替代地，诸如每个波束所使用的波束指向的编号等信息，也可以由网络设备在初始小区接入的过程中通过下行控制信道向用户设备提供，用户设备通过解析该下行控制信道上的信息，额外地获得上述特征信息，以便于对小区系统信息的捕获。

又或者，上述这些以及其它与所述多个波束相关的特征信息也可以一部分预先配置在网络设备和用户设备处，另一部分通过控制信道进行实时的通知。本领域技术人员可以根据实际应用时的需要加以选择和调整。

根据本发明的一个实施例，如前所述，小区系统信息周期性更新，多个波束的指向的循环周期等于小区系统信息的更新周期。这样，能够尽量保证小区系统信息在下一次更新之前，能够以各种指向发出一次。

根据本发明的一个实施例，小区系统信息包括主信息块(MIB)和/或系统信息块(SIB)。本领域技术人员理解，其它未曾以波束成形方式处理并发送的小区系统信息或其等同，均可基于本发明的思想加以延伸，而这些延伸应视为落入随附权利要求书的范围之内。

根据本发明的第二方面的实施例，提供了一种无线通信网络的网络设备中向用户设备提供小区系统信息的装置，其特征在于，该装置将待发送的小区系统信息进行波束成形处理。根据具体实施例，该装置可以具体实现为编码装置、信号处理装置或其它能够实现上述目的的装置、部件、构建。

优选地，该装置对所述小区系统信息进行波束成形处理，形成具有不同指向的多个波束，所述多个波束会被先后发出。

根据本发明的一个实施例，如前所述，小区系统信息周期性更新，多个波束的指向的循环周期等于小区系统信息的更新周期。这样，能够尽量保证小区系统信息在下一次更新之前，能够以各种指向发出一次。当然，本领域技术人员在实际应用时应考虑各种因素做出适当的选择，因为虽有上述因素，但如果仅为在小区系统信息更新前遍历所有指向，可能会限制了不同指向的波束总数，这样做又会导致波束成形的增益受限。

根据本发明的一个典型的非限制性的实施例，小区系统信息包括主信息块(MIB)和/或系统信息块(SIB)。本领域技术人员理解，其它未曾以波束成形方式处理并发送的小区系统信息或其等同，均可基于本发明的思想加以延伸，而这些延伸应视为落入随附权利要求书的范围之内。

根据一个实施例，前述装置还配置为，通过下行控制信道向所述用户设备通知以下各项信息中的至少一项：所述多个波束所使用的波束指向的编号；所述多个指向在循环周期内的先后顺序。

根据本发明的第三个方面，提供了一种无线通信网络中的网络设备，例如基站或中继站，其包括前述的任一种用于向用户设备提供小区系统信息的装置。

根据本发明的第四方面，提供了一种无线通信网络的用户设备中获取网络设备提供的小区系统信息的方法，包括以下步骤：接收所述网络设备发来的经波束成形处理的小区系统信息；用接收到的所述小区系统信息配置所述用户设备。

本发明的实施例首次提出，小区系统信息将通过波束成形处理而后发向用户设备，相应地，用户设备就需要接收该波束成形处理后的小区系统信息，并将其用于对自身的配置和后续的初始小区接入操作。该方案的这些和其它特征将通过以下描述更为清楚和明显。

优选地，小区系统信息通过多个波束发送，且多个波束的指向周期性地循环，前述接收步骤包括：接收承载小区系统信息的具有不同指向的多个波束，其中，所述多个波束的指向周期性地循环；配置步骤包括：比较所述多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在所述多个波束的指向的循环周期内的位置；配置所述用户设备，以使得该用户设备在之后的循环周期内在所确定的位置上接收后续到来的承载着小区系统信息的波束。

根据前述方案，首先，当小区系统信息通过多个不同的波束指向被发出，即使第一、第二个波束的指向都不适合基站与UE之间的相对位置，第三、第四直至第N(N一般取决于基站的天线数，根据massive MIMO的方案，可以达到128甚至更多)个波束总会更适合，以使得该指向上的波束在到达UE时，依然有着不错的信号质量，能够被UE正确地解调/解析。进一步地，当这些波束的指向在时域上周期性重复时，就形成了一种固定的变化模式，指向x会固定出现在每个循环周期的特定位置t0(时间段/点)上。于是，当在波束指向的循环周期p1中，UE检测到在指向x上的接收质量较好(或最好)，配置步骤中，它将会配置自身使得在下一个周期p2中，UE知道在t0上它应该还会接收到较高质量的小区系统信息。于是，UE可以选择只接收和解析后续各周期内的t0时刻接收到的经波束成形处理的小区系统信息。

当然，由于用户设备可能(并不是一定)具有移动性，上述的确定接收质量较好的波束在多个波束的指向的循环周期内的位置的步骤可以定期重复执行，以保证UE基本总是在预期能够较好地接收小区系统信息。

根据本发明的具体实施例，前述无线通信网络工作在MIMO模式下，基站和用户设备都具有多根天线，其中用户设备的多根天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向，接收步骤包括：以不同的接收指向来接收前述多个波束；配置步骤包括：确定接收信号质量较好的接收指向；配置所述用户设备，以使得该用户设备使用所确定的接收指向接收之后的小区系统信息。

本领域技术人员容易理解，通过接收天线形成不同的接收指向，可以通过不断地接收基站发来的信号，来确定接收信号质量较好的接收指向，而该接收指向，可以继而被确定用于接收后续的小区系统信息。当然，由于用户设备可以具有移动性，该判断和确定过程可以重复执行。

不仅如此，上述确定接收指向的手段还可以与前述的实施例加以结合。在该结合例中，基站提供小区系统信息的方式是用多个具有不同指向的波束来发送小区系统信息，且这些波束的(发送)指向周期性地循环，用户设备可以通过接收信号质量，来判断这些指向中的哪个一般对应较好的接收质量，例如，接收质量较好的指向对应于每个循环周期中的时刻t0。进一步地，在多个循环周期的t0时刻，用户设备尝试使用不同的接收指向，于是，两相叠加，用户设备将会获得一个最优化的信息，即，应在基站提供小区系统信息的波束的循环周期内的哪个时刻去获取小区系统信息，以及，获取该小区系统信息应该用何种接收指向。由此，期望能够获得最佳的接收质量，最准确地捕获小区系统信息。

根据本发明的第五方面，提供了一种无线通信网络的用户设备中获取网络设备提供的小区系统信息的装置，包括：接收单元，配置为接收所述网络设备发来的经波束成形处理的小区系统信息；配置单元，配置为用接收到的所述小区系统信息配置所述用户设备。

优选地，该接收单元配置为，接收承载小区系统信息的具有不同指向的多个波束，其中，这些波束的指向周期性地循环；配置单元包括：第一元件，配置为比较多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在多个波束的指向的循环周期内的位置；第二元件，配置为配置用户设备，以使得该用户设备在之后的循环周期内在所确定的位置上接收后续到来的承载着小区系统信息的波束。

优选地，该用户设备具有多根天线，这些天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向，该接收单元进一步配置为：以不同的接收指向来接收多个波束；配置单元还包括：第三元件，配置为确定接收信号质量较好的接收指向；第四元件，配置为配置所述用户设备，以使得该用户设备使用所确定的接收指向接收之后的小区系统信息。

根据一个实施例，小区系统信息包括主信息块与系统信息块，接收单元配置为：先后接收所述主信息块与所述系统信息块，第一元件还配置为：比较接收到的承载着所述主信息块的多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在所述承载着主信息块的多个波束的循环周期内的第一位置；第二元件还配置为：配置所述用户设备，以使得该用户设备在之后接收所述系统信息块时，在承载所述系统信息块的多个波束的循环周期内的与所述第一位置相对应的第二位置接收所述系统信息块。由此，可以有利于用户设备更快地捕获系统信息块，包括但不限于SIB1信息和其它SIB信息。

根据本发明的第六方面，提供了一种无线通信网络中的无线设备，其包括前述的用于获取小区系统信息的装置。

根据本发明的第七方面，提供了一种无线通信网络的无线接入系统，其中，包括具有前述特征的网络设备及用户设备。在该无线通信网络中，小区系统信息的提供和获取相比于现有技术将具有本文所述的优势。

通过实施本发明提供的方法、装置、设备及接入系统，小区系统信息被经过波束成形处理，提高了鲁棒性，用户设备有更高的期望正确解析小区系统信息，以用于初始接入。此外，即使本发明被用于比毫米波通信路损更低的未来的无线通信网络，也可通过对小区系统信息进行事先的波束成形处理，提高其鲁棒性。

附图说明

为了描述能获得前述及其它本发明优势与特点的方法、装置、网络/用户设备，将在以下参考具体实施例及附图中的图示来对上文简述的各个方面进行更文详细的描述。应当理解，这些图片所描述的只是本发明的典型实施例，因此不应被认为是对本发明的范围的限制。

图1为本发明适用的无线通信网络1的简要示意图；

图2示出了图1中用户设备9的初始接入过程；

图3为经由下行链路的广播信道传输MIB的过程示意图；

图4为经由下行链路的共享信道传输SIB1的过程示意图；

图5为经由下行链路的共享信道传输所有SIB的过程示意图；

图6A-6B为根据本发明实施例的在下行链路的广播信道上基于波束成形来传输MIB时的波束示意图；

图7为根据本发明实施例的在下行链路的共享信道上基于波束成形来传输SIB1的波束示意图；

图8为根据本发明的一个优选实施例在下行链路的共享信道上基于波束成形来传输所有SIB的过程示意图；

图9为根据本发明实施例的在无线通信网络的用户设备中获取网络设备提供的小区系统信息的方法流程图；

图10为根据本发明实施例的在无线通信网络的用户设备中获取由网络设备提供的小区系统信息的装置10示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的各个实施例进行详细描述。

图6A-6B为根据本发明实施例的在下行链路的广播信道上基于波束成形来传输MIB时的波束示意图，可结合图1、图3加以理解。

当图1所示的UE9开机，它需要完成到网络1的初始小区接入。经过前序步骤，UE9确定尝试通过基站8b接入，此时，需要根据相应的通信协议获得基站8b提供的小区系统信息。

图6A所示，基站8b提供的MIB信息每4帧更新一次，图中相同的MIB 信息用相同的阴影图案表示，不同的MIB信息用不同的阴影图案表示。可见，第0号至第3号帧中提供的MIB信息相同，第4号帧至第7号帧中的MIB信息相同，而MIB信息从第4号帧更新。

每个MIB信息都对应了一个表示波束的图形，其中，4个花瓣形的波束表示基站可以发射4种不同指向的波束，而每组中带阴影的波束表示的是在相应的帧中，发射MIB信息的波束实际所具有的指向。于是，图示的基站8b在周期性地向小区内的用户设备如UE9提供经波束成形的MIB信息，这些波束分别在0号至7号帧中发出(前后的无线帧未示出)。图6A的下部通过放大图示出各个指向在下文中的称谓。

由图可见，在图6A所示的例子中，基站8b所用的波束的指向的循环周期与MIB信息的更新周期相同，均为4个帧(本例中即40ms)，图中示出了其中两个周期p1和p2。

在p1中的第一帧也即0号帧，基站8b首先生成具有指向1的波束，其承载着MIB信息。随后，该波束被发出。之后的1号帧，基站8b改为生成具有指向2的承载MIB信息的波束并发出。再在2号帧中，生成具有指向3的承载MIB信息的波束并发出。至此，相同的MIB信息遍历了基站8b的四个波束指向，如果基站8b与UE9的相对位置关系使得某一个波束正好指向UE9或至少获得较好的接收质量，将会有助于UE9正确解析出MIB。本领域技术人员理解，图示的4个不同的波束指向仅为本发明的一个典型例子，本领域技术人员为了提高波束成形的增益，可以增大波束指向的数量和更窄的波束，如为了更低的信令资源开销，则可以使用较少的波束和较宽的波束，这些变化例均在随附权利要求的范围之内。

到了4号帧，MIB信息被更新。同时，波束的指向变化也已完成了一次循环，开始进入p2，重新使用指向1来发送MIB信息。

图6B简要示出了图6A的一个变化例。其中，波束的指向变化的循环周期依然与图6A相同，如p1和p2，覆盖4个无线帧。与前例不同的是，本例中的波束成形的循环周期比图6A大了一倍，这样既兼容了现有的标准协议，又可以灵活地引入和配置波束成形技术。于是，在遍历4个波束指向的周期p1中，MIB信息已经发生了变化。

另外，对MIB信息的成功捕获，除了可以帮助用户设备获得用于捕获SIB信息的一些基本信息以外，根据本发明的一个例子，还有如下优势：在捕获MIB的过程中，用户设备可以确定有最佳接收质量的来自网络设备的波束以及该波束在循环周期内的位置等特征信息，并将此特征信息用于接收后面的SIB信息。当然，这优选地要求MIB信息与SIB信息的发送在网络设备侧使用相同的波束指向，且这些波束在循环周期内的先后顺序一致，如此，可以简化用户设备对SIB信息的捕获过程，有助于用户设备更快地捕获SIB信息。

本领域技术人员根据上述变化例，还可以推衍出其它变化，例如，使MIB信息的更新周期比波束指向的循环周期更长，等。下文不再详述。

图7示出了根据本发明的实施例由网络设备向用户设备提供SIB1信息的过程示意简图。其中，SIB1信息的更新周期为8个帧长，每2帧发送一次SIB1信息，与图6A类似地，发送SIB1信息的波束的指向的变化周期也与SIB1信息的更新周期相同。本领域技术人员可以在此基础上推衍出其它变化例，例如，使发送SIB1信息的波束的指向的变化周期长于或短于SIB1信息的更新周期。例如，可以每帧均发送SIB1信息，如果依然使用4个波束指向进行循环，则会在SIB1的一个更新周期内，遍历两次所有的波束指向。或者反之，每4帧发送SIB1信息，这样，将会需要两个SIB1的更新周期才能遍历波束的全部4个指向。本领域技术人员应可不加创造性劳动地加以调整和选择。

为了助于SIB1信息的捕获，不失一般性地，网络设备中的该装置可以通过例如PDCCH(物理下行控制信道)来发送一些额外的信令，例如，SIB1信息的发送所用的各个波束指向的编号等。这样，帮助用户设备更快更准确地捕获SIB1信息。与此可以相互替代地，上述这些以及其它用于捕获SIB1的特征信息也可以预先相对应地配置在用户设备侧与网络设备侧，或许可以减小额外的信令开销。

图8示出了根据本发明的实施例发送所有SIB信息的过程示意简图。其中，SIB1信息的发送前已述及。以下描述可以结合图5加以理解。

其中，每个SI消息包含了多个SIB信息，例如，如图5所示，SI消息1包含SIB2到SIBx，SI消息2包含SIBx+1到SIB N。而这些SIB信息的调度信息已在SIB1中提供和获得。

SI消息1与SI消息2的周期可以相同，并以无线帧的帧长为最小单位。在一个SI消息中，相应的SIB信息可以被发送一次，也可以被发送多次。发送多次当然会占用更多的资源，拉长SI消息的时长，但多次发送的SIB信息也许会有助于用户设备的正确接收。在本例中，每个SI消息的时间窗口中，每条SIB信息都被重发4次，其中每次发送时所用的波束指向不同，并且这些波束的指向在周期性地循环。例如，在图示的第一个SI消息1的第一个SIB信息的发送窗口，以指向1发送SI消息1对应的SIB信息，而后为指向2，然后是指向3，最后是指向4。如果需要，甚至可以考虑在这个SI消息1中再次循环到指向1去重发这些SIB信息。本领域技术人员可以根据实际情况加以变化。

根据图8，在下一个SI消息1的时间窗口到来后，距上一次以指向1发送SI消息1对应的SIB信息已经过去了一个SI消息1的发送周期，例如图5所示T1。这种周期性的重复也发生在指向2至指向4上。也即，上述方案实现了每隔一定时间，特定的SIB信息就会被以同样的指向发送一次。这尤其有利于用户设备预知SIB信息以特定指向的下次发送何时发生。

根据一个例子，SIB1信息中的调度列表中，可以进一步写入一些有助于捕获其它SIB信息的信息，例如，其它SIB信息发送时的波束指向以及先后顺序等。

另外，网络设备还可以为提供的各个SI消息而在PDCCH中发送额外的控制信息，这些控制信息指示了例如，当前SI消息的发送所用的波束指向的编号等。

图9示出了根据本发明的实施例在用户设备中用于获取由网络设备提供的小区系统信息的方法流程图。

首先在步骤S90中，用户设备接收网络设备发来的经波束成形处理的小区系统信息。

在步骤S92中，用户设备用接收到的小区系统信息来配置该用户设备。

具体过程以下参照图9进行介绍，其中结合前文对网络设备如何提供MIB、SIB信息的方案加以理解。

根据一个实施例，结合图6A和6B，MIB信息通过具有不同指向的波束先后发出，并在步骤S90中被UE9接收到。而后，在步骤S92中，UE9先比较这些波束的接收质量，确定接收质量较好的，例如其中最好的波束在这些波束的指向的循环周期内的位置，例如，参看图6A，指向1的接收质量最好，于是确定的即是p1中的0号帧，或者说，就是每个周期内的第一帧。而后，在步骤S92中，UE9对自身进行配置，使得其在之后的循环周期p2，p3....pn(未示出)中在所确定的位置(即周期内的第一帧)上接收后续到来的承载着MIB的波束。所确定的位置并不是一成不变的，例如，当UE9移动到指向1无法满足良好接收的位置时，重复进行的步骤90和步骤92会使得UE9确定出一个新的对应于良好接收质量的波束指向，并对自身进行相应的新一轮的配置。

根据一个典型实施例，UE9可以具有多根天线，这些天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向，接收步骤S90可以包括：以不同的接收指向来接收上述多个波束，而配置步骤S92可以包括：确定接收信号质量较好的接收指向；以及，配置UE9，以使得UE9使用所确定的接收指向接收之后的MIB信息。更优选地，步骤S92可以建立在已经获知指向1-4中的哪个指向对应于较好的接收质量的前提下。于是，假设指向1的接收质量较好，于是，在若干个周期内，UE9用不同的接收指向来接收基站8b用指向1发来的MIB信息，如果UE9也有4个接收指向，其中将有一个接收指向上接收到的基站8b用指向1发来的MIB信息的接收质量最好，于是，至此，UE9得到了如下结论，基站所用的指向1所对应的时频资源上，例如0号帧、4号帧、8号帧、12号帧....4m(m为正整数)号帧适合接收MIB信息。并且，在UE9自己的4个接收指向a、b、c和d中，指向c获得的接收质量最好，于是之后，UE9可以只在上述帧的特定位置，使用接收指向c来接收MIB信息，并可预期较好的接收质量，直到这两个条件中的一个因信道条件变化而发生改变。

图10示出了根据本发明的实施例的在无线通信网络的用户设备中用于获得由网络设备提供的小区系统信息的装置10的示意图。其中各单元、模块和元件的功能对应于结合图9所描述的各方法步骤，因此简述如下。

装置10包括接收单元101，其配置为接收网络设备如基站发来的经波束成形处理的小区系统信息，例如MIB或SIB信息。

配置单元102，其配置为用接收到的小区系统信息配置用户设备，例如UE9。

具体地，接收单元102可以配置为，接收承载小区系统信息的具有不同指向的多个波束，其中这些波束的指向周期性地循环。配置单元102包括：第一元件103，配置为比较多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在这些波束的指向的循环周期内的位置，还包括第二元件105，配置为配置UE9，以使得UE9在之后的循环周期内在所确定的位置上接收后续到来的承载着小区系统信息的波束。

可选地，UE9可以具有多根天线，这些天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向。可选地，接收单元101进一步配置为：以不同的接收指向来接收这些波束；配置单元102还包括以下可选元件：第三元件104，配置为确定接收信号质量较好的接收指向；第四元件106，配置为配置所述用户设备，以使得UE9使用所确定的接收指向接收之后的小区系统信息。

以上虽然结合图9仅介绍了MIB信息的接收和相应配置，但本领域技术人员结合上下文即可理解相同的思想用于SIB信息及其它小区系统信息的获取的具体过程和细节。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，各个功能单元的划分，可以仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种无线通信网络的网络设备向用户设备提供小区系统信息的方法，其特征在于，所述网络设备将待发送的所述小区系统信息进行波束成形处理；

其中，所述将待发送的所述小区系统信息进行波束成形处理的步骤包括：

对所述小区系统信息进行波束成形处理，形成具有不同指向的多个波束，所述多个波束会被先后发出，所述多个波束的发送指向周期性地循环；

其中，所述用户设备具有多根天线，所述多根天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向，所述用户设备用于以不同的接收指向来接收所述多个波束，先确定接收信号质量较好的接收指向对应于每个循环周期中的时刻，之后在多个循环周期的所述时刻，尝试使用不同的接收指向以最终确定用于获取该小区系统信息的接收指向，并配置所述用户设备，以使得所述用户设备使用所述时刻以及最终确定的接收指向接收之后的小区系统信息。

2.一种无线通信网络的网络设备中向用户设备提供小区系统信息的装置，其特征在于，该装置将待发送的所述小区系统信息进行波束成形处理；

其中，该装置对所述小区系统信息进行波束成形处理，形成具有不同指向的多个波束，所述多个波束会被先后发出，所述多个波束的发送指向周期性地循环；

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述装置还配置为，通过下行控制信道向所述用户设备通知以下各项信息中的至少一项：

所述多个波束所使用的波束指向；

所述多个指向在循环周期内的先后顺序。

4.一种无线通信网络中的网络设备，其特征在于，包括如权利要求2或3所述的用于向用户设备提供小区系统信息的装置。

5.一种无线通信网络的用户设备中获取网络设备提供的小区系统信息的方法，包括：

接收所述网络设备发来的经波束成形处理的小区系统信息；

用接收到的所述小区系统信息配置所述用户设备；

其中，所述小区系统信息通过具有不同指向的多个波束先后发送，所述多个波束的发送指向周期性地循环，所述用户设备具有多根天线，所述多根天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向，所述接收步骤包括：

以不同的接收指向来接收所述多个波束；

所述配置步骤包括：

先确定接收信号质量较好的接收指向对应于每个循环周期中的时刻，之后在多个循环周期的所述时刻，尝试使用不同的接收指向以最终确定用于获取该小区系统信息的接收指向；

配置所述用户设备，以使得该用户设备使用所述时刻以及最终确定的接收指向接收之后的小区系统信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述接收步骤包括：

接收承载所述小区系统信息的具有不同指向的多个波束；

所述配置步骤包括：

比较所述多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在所述多个波束的指向的循环周期内的位置；

配置所述用户设备，以使得该用户设备在之后的循环周期内在所确定的位置上接收后续到来的承载着小区系统信息的波束。

7.一种无线通信网络的用户设备中获取网络设备提供的小区系统信息的装置，包括：

接收单元，配置为接收所述网络设备发来的经波束成形处理的小区系统信息；

配置单元，配置为用接收到的所述小区系统信息配置所述用户设备；

其中，所述小区系统信息通过具有不同指向的多个波束先后发送，所述多个波束的发送指向周期性地循环，所述用户设备具有多根天线，所述多根天线配置为能够基于波束成形来形成多个不同的接收指向，所述接收单元进一步配置为：

以不同的接收指向来接收所述多个波束；

所述配置单元还包括：

第三元件，先配置为确定接收信号质量较好的接收指向对应于每个循环周期中的时刻，之后在多个循环周期的所述时刻，尝试使用不同的接收指向以最终确定用于获取该小区系统信息的接收指向；

第四元件，配置为配置所述用户设备，以使得该用户设备使用所述时刻以及最终确定的接收指向接收之后的小区系统信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述接收单元配置为，接收承载所述小区系统信息的具有不同指向的多个波束；

所述配置单元包括：

第一元件，配置为比较所述多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在所述多个波束的指向的循环周期内的位置；

第二元件，配置为配置所述用户设备，以使得该用户设备在之后的循环周期内在所确定的位置上接收后续到来的承载着小区系统信息的波束。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述小区系统信息包括主信息块与系统信息块，

所述接收单元配置为：先后接收所述主信息块与所述系统信息块，

所述第一元件还配置为：比较接收到的承载着所述主信息块的多个波束的接收质量，确定接收质量较好的波束在所述承载着主信息块的多个波束的循环周期内的第一位置；

所述第二元件还配置为：配置所述用户设备，以使得该用户设备在之后接收所述系统信息块时，在承载所述系统信息块的多个波束的循环周期内的与所述第一位置相对应的第二位置接收所述系统信息块。

10.一种无线通信网络中的用户设备，其特征在于，包括如权利要求7-9中任一项所述的获取网络设备提供的小区系统信息的装置。