CN107408964A - 不确定性相关的波束成形配置控制 - Google Patents

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Abstract

确定与从第一设备(100)向第二设备(10)的无线电传输相关的信号质量。此外，确定所确定的信号质量的不确定性。根据所确定的信号质量和不确定性，对由第一设备(100)应用的、用于执行向第二设备(10)的无线电传输的波束成形配置进行适配。

Description

不确定性相关的波束成形配置控制
技术领域
本发明涉及用于控制无线电传输的方法以及相应的设备。
背景技术
在无线通信网络中，已知利用多天线技术来提高性能。例如，在由3GPP(第3代伙伴计划)规定的LTE(长期演进)蜂窝无线技术的情况下，可以通过在发送分集模式或者空间复用模式下操作基站(在LTE无线技术中将基站称为“增强型节点B”(eNB))的多个天线来应用多天线传输技术(例如，参见3GPP TS 36.211 V12.4.0)。
在使用这种多天线技术时，可以对从每个天线发送的信号进行控制，使得从每个天线接收的信号在某个接收机(例如，用户设备(UE))处相关地(coherently)累加。这样，来自所有天线的总发送信号产生在一个或多个空间方向上相对增加的接收信号功率，即，形成一个或多个波束。这种控制被称为波束成形。
为了有效地利用波束成形，与每个波束相关的信号质量的准确知识是重要的方面。在eNB处，该知识例如可以通过以下方法来获取，即，假设上行链路和下行链路传输方向的相互性，使UE发送预先确定的参考信号，对在多个天线处接收的该参考信号进行测量，并基于所测量的参考信号对与给定波束成形配置相关的信号质量进行估计。此外，可以应用预定义的码本，该预定义的码本根据来自UE的反馈来定义要应用哪一波束成形配置。这种反馈例如可以包括对UE在执行某个波束上的传输时测量的信道质量的报告。
但是，在某些场景下，对针对某个UE应用的波束成形配置进行控制的已知方法有可能产生不令人满意的结果，其原因是在选择当前应用的波束成形配置时作为依据的信号质量的估计过时或者不够准确。这例如可能导致选择其中波束“错过”UE的波束成形配置，这意味着，该UE所体验到的性能可能比不利用波束成形时更差。在通过利用更多数量的天线使波束变得更加集中时，该问题变得更严重。另一方面，在改进信号质量的估计的准确性方面也存在限制。例如，一旦定义了用于向UE传输的某个波束，UE就仅执行针对该波束的测量，可能不能进行能够由其他波束实现的对信号质量的准确评估。此外，UE可以向eNB发送参考信号的时间密度和功率通常受到限制，并且基于对上行链路方向上发送的信号的测量来估计在下行链路方向上能够实现的信号质量可能引入各种类型的系统误差。
因此，需要允许有效地利用波束成形以进行无线电传输的技术。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了控制无线电传输的方法。根据该方法，确定与从第一设备向第二设备的无线电传输相关的信号质量。此外，确定所确定的信号质量的不确定性。根据所确定的信号质量和不确定性，对由所述第一设备应用的、用于执行向所述第二设备的无线电传输的波束成形配置进行适配。
根据本发明的另一实施例，提供了一种设备。该设备被配置为确定与从第一设备向第二设备的无线电传输相关的信号质量。此外，该设备被配置为确定所确定的信号质量的不确定性。此外，该设备被配置为根据所确定的信号质量和不确定性，对由所述第一设备应用的、用于执行向所述第二设备的无线电传输的波束成形配置进行适配。
根据本发明的另一实施例，例如以非瞬时性存储介质的形式，提供了一种计算机程序或计算机程序产品，包括要由配置为控制从第一设备向第二设备的无线电传输的设备的至少一个处理器执行的程序代码。该程序代码的执行使该设备确定与从第一设备向第二设备的无线电传输相关的信号质量。此外，该程序代码的执行使该设备确定所确定的信号质量的不确定性。此外，该程序代码的执行使该设备根据所确定的信号质量和不确定性，对由所述第一设备应用的、用于执行向所述第二设备的无线电传输的波束成形配置进行适配。
下面的对实施例的详细说明使这些实施例和其他实施例的细节变得清楚。
附图说明
图1A和1B示意性地表示根据本发明实施例对波束成形配置进行的适配。
图2示出根据本发明实施例对波束成形配置进行适配的过程。
图3示出对移动中的UE的信号质量估计的自相关性的示例。
图4示出对移动中的UE的波束成形配置进行适配的示例性场景。
图5示出考虑到遮蔽效应对波束成形配置进行适配的示例性场景。
图6示出考虑到信号质量估计所基于的测量的历经时间(age)对波束成形配置进行适配的示例性场景。
图7示出用于示意性阐述根据本发明实施例的方法的流程图。
图8示意性地示出根据本发明实施例的基站。
图9示意性地示出根据本发明实施例的控制设备。
图10示意性地示出根据本发明实施例的具有报告功能的通信设备。
具体实施方式
以下，将参照附图更详细地解释根据本发明的示例实施例的构思。所说明的实施例涉及对蜂窝网络与通信设备(以下也称为UE)之间的无线电传输进行的控制。具体地，所说明的示例假设对从蜂窝网络的基站向某个UE的下行链路无线电传输应用波束成形。但是，应当理解的是，这些构思也能够应用于从UE向蜂窝网络的上行链路无线电传输。蜂窝网络例如可以基于LTE无线技术。但是，应当理解的是，所说明的构思也能够结合其他无线技术进行应用，这些其他无线技术例如是其他蜂窝无线技术，例如5G(第5代蜂窝无线电技术)、WLAN(无线局域网)技术、或者PAN(个域网)技术。
波束成形可以基于在基站处和在UE处对多个天线的阵列的利用。可以应用基于码本的波束成形机制，该机制利用将预编码矢量映射到由UE报告的信号质量的预配置码本。基站可以利用由UE报告的信号质量来选择对某个波束进行定义的相应的预编码矢量。在所说明的构思中，考虑各种误差因素(诸如对信号质量的测量或者无线信道状况的变化)会导致基于码本选择的波束有可能没有提供期望性能，例如，由于UE实际上处于该波束所集中的空间区域之外。这种不当选择的可能性还可以是因为由UE报告的信号值已经过时。
在所说明的构思中，不仅根据与无线电传输有关的信号质量(例如基于来自UE的信道质量报告)，还根据所确定的信号质量的不确定性，对应用于从基站向UE的无线电传输的波束成形配置进行适配。该不确定性代表信号质量的误差概率。也就是说，较高值的不确定性可以指示所估计的信号质量值不准确的较高的统计概率，较低值的不确定性可以指示所估计的信号质量值不准确的较低的统计概率。例如可以基于通过误差分析和/或统计方法确定的测量不确定性和/或基于用于确定信号质量的测量或报告的历经时间来确定该不确定性。可以通过定义可包括多于一个的波束的波束集合，来对波束成形配置进行适配。也就是说，在具有所确定的信号质量的高的不确定性的某些场景下，可以对波束成形配置进行适配以提供多个波束，从而可以由无线电传输覆盖较大的空间区域，并且可以增加UE成功接收无线电传输的可能性。上述多个波束可以包括根据由码本定义的映射而选择的波束和一个或多个例如由码本的其他预编码矢量定义的空间相邻波束。波束的数量可以随着不确定性的增加而增加。可以针对这样的多个波束中的每个波束来确定信号质量和不确定性。因此，可以对波束成形配置动态地进行控制，使得对提供更高性能的波束投入更大权重。
因此，在示例性过程中，当基站执行向UE的无线电传输时，基站可以为UE选择并应用定义了一个或多个波束的集合的初始的波束成形配置。在这些无线电传输的过程中，UE可以针对每个波束测量信号质量，并向基站报告所测量的信号质量。基站于是可以确定每个所报告的信号质量的不确定性，然后根据所报告的每个波束的信号质量和相关的不确定性，对波束成形配置进行适配。该适配例如可以包括在发送功率和/或码率方面对波束的加权进行适配。可以通过调制及编码方案(MCS)的选择来设置码率。这例如可以包括对提供较高信号质量的波束增加发送功率和/或码率，和/或对提供较低信号质量的波束减少发送功率和/或码率。此外，这可以包括对提供所确定的信号质量的较高不确定性的波束减少发送功率和/或码率，而对其他波束(例如空间相邻波束)增加发送功率和/或码率。类似地，这可以包括对提供所确定的信号质量的较低不确定性的波束增加发送功率和/或码率，而对其他波束(例如空间相邻波束)减少发送功率和/或码率。此外，还可以根据该不确定性对波束的数量进行适配。例如，如果对一个或多个波束确定了较高的不确定性，则可以增加波束的数量以允许由这些波束覆盖较大的空间区域。类似地，如果对一个或多个波束确定了较低的不确定性，则可以减少波束的数量。这里，较高的不确定性可以指高于预先确定的不确定性的不确定性，或者指高于阈值的不确定性。类似地，较低的不确定性可以指低于预先确定的不确定性的不确定性，或者指低于阈值的不确定性。进行了适配的波束成形配置可以随后被基站在执行向UE的无线电传输时应用，该过程可以以迭代的方式被重复，以允许动态地考虑例如由于UE的移动、遮蔽、信道衰减等而不断变化的状况。
图1A和1B示意性地表示根据以上简要说明的构思对波束成形配置进行适配的示例。具体地，图1A表示应用于从基站100向UE10的无线电传输的第一波束成形配置，图1B表示应用于从基站向UE10的无线电传输的第二波束成形配置。第一和第二波束成形配置均包括主波束21和该主波束21的空间相邻波束22、23，其中，主波束21是取决于由UE10报告的信号质量根据码本选择的。
图1A的场景对应于基站向UE10发送N比特数据的情况。基站100可以根据某个加权将这些比特的无线电传输扩展在三个不同的波束21、22、23上。如上所述，该加权通过将总发送功率分配到波束21、22、23和/或对每个波束21、22、23使用某个码率来实现。这样的码率通过应用相应的调制及编码方案来设置。不同波束21、22、23的加权去取决于针对波束21、22、23上的无线电传输的估计的信号质量的不确定性。在高不确定性的情况下，选择图1A中表示的第一波束成形配置。在第一波束成形配置中，不同的波束21、22、23被均等地加权。也就是说，向主波束21和每个相邻波束22、23指派相同的权重。在低不确定性的情况下，选择图1B中表示的第二波束成形配置。在第二波束成形配置中，通过向主波束21指派比相邻波束22、23高的权重，使主波束21优先。
图2示出表示用于实现对波束成形配置进行适配的过程的流程图，该波束成形配置应用于从基站100向UE10的无线电传输。例如，当基站100需要向UE10发送数据并因此建立到UE10的无线连接时，该过程在步骤210开始。
在步骤220，针对数据的无线电传输应用初始的波束成形配置。该初始的波束成形配置在不具有基站100与UE10之间的无线信道状况的详细知识的情况下进行设置，因此以保守的方式进行定义，例如通过假设较大的不确定性进行定义。例如，该初始的波束成形配置如图1A所示假设多个波束的相等的加权。
在步骤230，基站可以向UE10发送参考信号。这些参考信号以能够被UE10区别的方式在每个波束中发送。例如，在每个不同的波束中发送相应的解调参考信号(DMRS)序列，并且不同波束的DMRS序列彼此正交，从而能够被UE10区别。UE10可以通过执行对这些参考信号的测量，确定针对每个波束的信号质量，并将所测量的信号质量报告给基站100。信号质量例如以SNR(信号对噪声比)或SINR(信号对干扰及噪声比)的形式确定。
在有些场景下，UE10仅报告信号质量被确定为大于阈值的那些波束的信号质量。这样的阈值可以是绝对值，或者可以定义为相对于波束的最高信号质量而言的相对值。通过仅报告大于阈值的那些信号质量，可以降低与该报告相关的信号传输开销。
在有些场景下，UE10以绝对值报告信号质量。作为替代方式或附加方式，UE10也可以以相对值被告信号质量，例如，该相对值是相对于所选MCS允许在波束中传输的数据量而定义的。例如，信号质量可以表示为当选择提供最好性能的MCS时可以达到的数据吞吐量。
在步骤240，基站100从UE10接收所测量的信号质量的一个或多个报告。在仅针对具有大于阈值的信号质量的波束发送信号质量报告的上述场景下，如果基站100没有收到对某个波束的报告，则它隐式地确定该波束的信号质量小于阈值。
在步骤250，基站100根据所测量的信号质量对波束成形配置进行适配。为此，基站100可以确定所测量的信号质量的不确定性，例如，每个波束的所测量的信号质量的单独的不确定性，或者适用于所有波束的所测量的信号质量的整体的不确定性。基站100例如通过对所报告的信号质量值的统计分析，从而基于在步骤240中接收的报告确定不确定性。另外，报告也可以例如以由UE10计算的测量误差估计的形式指示每个所测量的信道质量的不确定性。另外，不确定性也可以根据由UE10执行的测量的历经时间来确定，或者根据由基站100收到的报告的历经时间来确定。例如，报告包括时间戳，该时间戳指示发送该报告的时间或者所报告的信号质量被测量到的时间。基站100可以依据该信息确定每个测量或报告的当前的历经时间。随着测量的历经时间或者测量所在的报告被报告的历经时间的增加，基站100向所报告的测量的信号质量指派较高的不确定性。
步骤250的适配的结果是新的波束成形配置。例如，该新的波束成形配置向波束指派与初始的波束成形配置不同的权重。另外，新的波束成形配置也可以定义与初始的波束成形配置不同数量的波束。例如，如果所测量的信号质量的不确定性高，则基站100增加波束的数量。另一方面，如果所测量的信号质量的不确定性低，则基站100减少波束的数量和/或通过向某个波束指派较高的权重来使该波束优先。
如果来自UE10的报告指示某个波束的高的相对信号质量，则增加该波束的权重。类似地，如果来自UE10的报告指示某个波束的低的相对信号质量，则减少该波束的权重。这样的相对信号质量可以相对于针对其他波束测量的信号质量来确定。例如，波束的相对信号质量可以定义为针对该波束测量的信号质量与针对其他波束测量的信号质量的平均值之比。
在有些情况下，也可以从波束配置中移除某个波束，或者将该波束的权重设置为零。例如，如果报告指示该波束的信号质量低于阈值，则可以这样做，该阈值例如是上述的用于触发对信号质量的报告的阈值或者是其他阈值。
通过考虑与波束相关的相对信号质量，可以使波束成形配置的适配对不同波束之间的性能的实际差异更加敏感。这样，可以降低对每个波束而言均类似的效应的影响。例如，如果针对所有波束的信号质量的测量中存在系统误差，则可以避免波束成形配置中的波束加权的改变。从下面将要进一步说明的例子还可以得知，在某些场景下，即使某个波束的信号质量不改变，也可以对该波束的权重进行修改。例如，这种修改可以由以下改变触发，即，针对其他波束测量的信号质量的改变和/或与所测量的信号质量值相关的不确定性的改变。
在步骤260，基站100可以决定是否继续进行无线电传输。例如，如果数据尚未全部发送至UE10，则基站100可以决定继续进行无线电传输。然后，该过程可以返回至步骤230，步骤230、240和250可以以迭代的方式重复，直至基站100例如由于所有数据已发送至UE10、UE10被切换至其他基站、或者从基站100至基站的无线电连接消失而决定不再继续进行无线电传输。
所测量的信号质量的不确定性可以例如基于自相关来确定。可以由UE10针对测量序列来执行这样的自相关，并将该自相关性计算的结果与所测量的信号质量值一起报告给基站100.或者，可以由基站100针对由UE10报告的所测量的信号质量来执行该自相关。
给定时间点k的自相关例如可以包括根据下式基于总体均值来计算自相关函数(ACF)：
其中，S表示所考虑的测量的集合，|S|是所考虑的测量的数量，M表示天线的数量，是时间点s处针对第m个天线的信道估计，是信道估计的复共轭。另外，可以根据下式对ACF进行归一化
通过归一化，可以消除例如大尺度衰落这样的效应。
归一化后的ACF指示信道状况以多快的速度变化，可以用作多快会变得过时的度量。通过图3所示的归一化的ACF的示例性值对此进行说明。在图3的例子中，对典型的城市环境下的不同速度(1km/h，3km/h，10km/h和50km/h)的UE移动进行模拟，以5ms的步距对归一化ACF进行计算。可以看出，当UE以1km/h的最低速度移动时，在大的时间间隔中测量高度相关。但是，随着UE的速度的增加，测量相关的间隔缩短。归一化ACF的值因此可用作对测量的不确定性的度量，归一化ACF的高的值对应于低的不确定性。对于UE以50km/h的速度移动的场景，将假定比其他场景下更大的不确定性。
此外，图3的例子还说明，以较长的周期对测量进行报告可以导致所报告的测量的增加的不确定性。例如，如果假设在UE以50km/h的速度移动的场景下在向UE的无线电传输与UE的上一次测量报告之间有3ms的时间间隔，则相应的ACF表明在无线电传输时所报告的测量不再准确反映实际的信道状况。
不确定性还可以基于统计测量误差来估计。在此情况下，也能够由UE10执行该估计，并将该估计的不确定性例如与所测量的信号质量一起报告给基站100，或者，该不确定性能够由基站100根据由UE10报告的所测量的信号质量来确定。统计测量误差例如能够基于测量集合的均方误差或者最小均方误差来估计。然后，可以以统计测量误差自身或者其函数的形式来表示不确定性。例如，不确定性能够通过对统计测量误差应用高斯Q函数来进行计算。
在有些场景下，在不确定性的确定中也可以考虑UE10的移动。这里，可以考虑特定速度和/或方向的移动。例如，如果对UE10的位置数据的监视指示UE10以高速移动，例如以超过阈值的速度移动，则可以向所测量的信号质量指派较高的不确定性。另外，相对于UE10沿着某个波束的传播方向移动的情况，当UE10在其他方向上移动时，例如根据移动方向与波束的传播方向之间的角度偏差，可以向该波束的所测量的信号质量指派较高的不确定性。
如果由UE10确定不确定性，则可以定义要从UE10向基站100发送的相应配置的测量报告。这样的测量报告可以例如提供每个波束的所测量的信号质量，并且还提供与这样的所测量的信号质量相关的不确定性。如果由基站100基于所测量的信号质量来确定不确定性，则可以使用既有类型的测量报告，例如在LET无线技术中定义的用于报告CSI RS(信道状态信息参考信号)或CSI IM(信道状态信息参考测量)的测量报告。
在执行对波束成形配置的适配时，可以以满足某个目标BLER(块差错率)或者使给定吞吐量的BLER最小化为目的。可以通过使用多个波束以提供发送分集，即，通过在每个波束中发送相同数据，来实现该目的。
如上所述，随着不确定性的增加，可以为无线电传输选择更多数量的波束，和/或将在发送功率分配方面或每个波束的码率方面的波束加权拉平。例如，可以通过首先定义多个波束，然后对这些波束进行加权，从而顺序地执行对波束数量的适配和对波束加权的适配，例如，基于所测量的信号质量使用注水算法对这些波束进行加权。例如，这可以包括增加波束的发送功率，直至波束的期望SINR允许达到目标BLER。可以通过在例如零、中等和全额功率这样的预先定义的功率级别中进行选择，从而对发送功率进行适配。不过，在对功率级别进行适配时也可以使用更高或更低的粒度。可以通过在不同的调制及编码方案中进行选择，例如在QAM(正交调幅)的不同阶中进行选择，从而对码率进行适配。
图4示出一个示例性场景，其中，当UE10相对于基站100移动时，对从基站100向UE10的无线电传输的波束成形配置进行适配。在图4的例子中，假设波束成形配置定义各自具有15°角幅的一个或多个波束21、22、23、24，并且假设针对用于数据传输且由UE10检测到的每个波束，对信号质量进行报告。在图4中，所报告的信号质量由相应波束21、22、23、24的虚描绘线的尺寸示出。虚线框表示由基站100当前假定的UE10的位置。
起初，如图4的部分1)所示，UE10报告单个波束21上的良好的信号质量。然后，如图4的部分2)所示，UE10移动至另一个位置。相应地，所报告的信号质量降低，基站100确定出较高的不确定性。响应于该较高的不确定性，基站100降低波束21的发送功率，并通过与波束21相邻的另两个波束22、23来扩展波束成形配置。如波束21、22、23的虚描绘线所示，对波束22报告了低的信号质量，对波束21报告了中等的信号质量，对波束23报告了高的信号质量。基于这些所报告的信号质量，基站100通过从波束成形配置中移除波束22、新增与波束23相邻的另一个波束24、减少波束21的发送功率、并且增加波束23的发送功率，从而对波束成形配置进一步进行适配，得到如图4的部分3)所示的波束配置。可以看出，基站100对波束成形配置进行适配，从而使用于数据传输的波束转向UE10所在的方向。
图5示出另一个示例性场景，其中，当UE10相对于基站100移动，并且存在遮蔽物30(例如建筑物)时，对从基站100向UE10的无线电传输的波束成形配置进行适配。在图5的例子中，还假设波束成形配置定义各自具有15°角幅的一个或多个波束21、22、23、24、25，并且假设针对用于数据传输且由UE10检测到的每个波束，对信号质量进行报告。与图4类似，所报告的信号质量由相应波束21、22、23、24、25的虚描绘线的尺寸示出。
起初，如图5的部分1)所示，基站100选择三个波束21、22、23的波束成形配置，并且用均等的发送功率对这些波束21、22、23进行加权。但是，UE10仅检测到波束23，因此仅报告波束23的信号质量。所报告的信号质量由波束23的虚描绘线示出。由于对波束23报告了高的信号质量，所以基站100通过从波束成形配置中移除波束21、22、新增与波束23相邻的另一个波束24、并且增加波束23的发送功率，从而对波束成形配置进行适配，得到如图5的部分2)所示的波束成形配置。如图5的部分2)所示，在此情况下，对波束23和24报告基本相同的信号质量。然后，UE10开始移动至遮蔽物30的后面，这增加了所确定的不确定性。基站100通过在波束成形配置中新增与波束24相邻的另一波束25，并且减少波束23的发送功率，从而对此情况进行反应，得到如图5的部分3)所示的波束成形配置。如图5的部分3)所示，UE10目前完全移动至遮蔽物30的后面，其结果，UE10不再检测到波束24。还如图所示，对波束23和25报告基本均等的中等的信号质量。作为结果，基站100通过从波束成形配置中移除波束24、并且增加波束23和25的发送功率，从而进一步对波束成形配置进行适配，得到如图5的部分4)所示的波束成形配置。从图5的例子中可以看出，提供较差性能的波束，例如具有低于阈值的信号质量的波束，可以从波束成形配置中移除。
图6示出另一个示例性场景，其中，根据来自UE10的所测量的信号质量的上一个报告40的历经时间，对从基站100向UE10的无线电传输的波束成形配置进行适配。在图6的例子中，还假设波束成形配置定义各自具有15°角幅的一个或多个波束21、22、23、24、25，并且假设针对用于数据传输且由UE10检测到的每个波束，对信号质量进行报告。在图6的场景中，随着上一个报告的历经时间的增加，向所报告的信号质量指派更高的不确定性。该做法可以作为根据信号质量的测量自身对不确定性进行确定这一做法的附加方式或替代方式。
在t1，基站从UE10接收测量报告40。在t2，基站使用该测量报告中指示的信号质量和相关的不确定性，来定义具有三个波束21、22、23的波束成形配置。在t2，测量报告40的历经时间仍然较短，因此不确定性也被认为较低，这意味着在确定于t2的波束成形配置中，通过指派比其他波束22、23更高的发送功率，使一个波束21优先。在t3，基站100对波束成形配置进行适配，以反映出在t1接收的测量报告40的增加后的历经时间。具体地，基站100通过减少波束21的发送功率并且增加波束22和23的发送功率，即通过将波束21、22、23的加权拉平，从而对波束成形配置进行适配。在t4，基站100进一步对波束成形配置进行适配，以反映出在t1接收的测量报告40的进一步增加后的历经时间。在此情况下，基站100通过新增与波束22相邻的另一波束24和与波束23相邻的另一波束25，从而对波束成形配置进行适配。基站100还减少波束21、22、23的发送功率。作为结果，发送功率被分配至更大的角度区域。在t5，基站100接收下一个测量报告40。在图6的场景下，基站100可以使用在t1接收的测量报告40和可选的更早的测量报告，来评估在t1接收的测量报告40与实际信道状况相比预计会有何种程度的偏差。
图7示出用于说明为实现所述构思可以使用的无线电传输控制方法的流程图。执行从第一设备向第二设备的无线电传输，例如，从蜂窝网络的基站(例如基站100)向与该蜂窝网络连接的通信设备(例如UE10)的无线电传输。该方法可以由执行无线电传输的设备来执行。该方法还能够由控制设备来执行，该控制设备控制由其他一些设备执行的无线电传输。如果使用基于处理器的设备实现，则该方法的步骤可以由该设备的一个或多个处理器执行。
在步骤710，执行从第一设备向第二设备的无线电传输。为了执行该无线电传输，由第一设备应用波束成形配置。该波束成形配置可以定义一个或多个波束的集合，例如上述波束21、22、23、24、25。可以通过多个天线的发送分集操作来产生这些波束。每个波束可以对应于被发送信号在多个天线上的功率和相对相位的某个分配，使得总体发送的信号能量集中于一个或多个空间方向，该空间方向也称为波束方向。
在步骤720，确定与无线电传输相关的信号质量。可以针对每个波束确定信号质量。可以基于由第二设备提供的报告来确定信号质量。
在步骤730，确定所确定的信号质量的不确定性。可以针对每个波束确定不确定性。可以基于由第二设备提供的报告来确定不确定性。这里，需要指出的是，报告可以仅指示信号质量，根据报告来确定不确定性。报告还可以指示由第二设备确定的不确定性。
可以基于信号质量的多个测量的自相关性和/或基于信号质量的测量的其他统计性分析，来确定不确定性。还可以根据第二设备相对于第一设备的移动，例如根据移动的速度和/或方向，来确定不确定性。例如，如上所述，对应于高速的移动，可以假定高的不确定性。类似地，对应于移动方向相对于波束方向的增加了的角度偏离，可以假定增加了的不确定性。
在有些场景下，还可以根据从信号质量的上一次测量起经过的时间间隔来确定不确定性。在上文中与图6相关联地解释了测量或测量报告的历经时间的相应考虑的例子。
在步骤740，根据所确定的信号质量和不确定性，对由第一设备应用的用于执行向第二设备的无线电传输的波束成形配置进行适配。
可以通过根据所确定的不确定性来设置指派给每个波束的发送功率，来对波束成形配置进行适配。这例如可以包括向具有低的不确定性的波束指派高的发送功率权重，或者，如果所有波束的不确定性都是高的，则可以包括选择均匀的发送功率权重分配。
还可以通过根据所确定的不确定性来设置向每个波束指派的编码方案，从而对波束成形配置进行适配。这例如可以包括对较大的不确定性选择较鲁棒的编码方案。
还可以通过根据所确定的不确定性来设置波束的数量，从而对波束成形配置进行适配。这例如可以包括在大的不确定性的情况下使用更多数量的波束，或者可以包括响应于不确定性较低的情况而去除波束。例如，可以响应于所确定的不确定性的增加，增加波束的数量，和/或可以响应于所确定的不确定性的减少，减少波束的数量。
还可以通过根据所确定的信号质量来设置波束的方向，从而对波束成形配置进行适配。在上文中与图4和5相关联地解释了响应于第二设备相对于第一设备的移动而进行这种适配的例子。
鉴于上述功能，可以对用于实现所示构思的设备提供以下模块，即，配置为确定与从第一设备向第二设备的无线电传输相关的信号质量的模块(例如按照结合步骤720解释的方式)、配置为确定所确定的信号质量的不确定性的模块(例如按照结合步骤730解释的方式)、和配置为对由第一设备应用以执行向第二设备的无线电传输的波束成形配置进行适配的模块。如果该设备对应于第一设备，则还可以对该设备提供被配置为执行向第二设备的无线电传输的模块。
图8表示可用于在基站100中实现以上构思的示例性结构。
如图所示，基站100可以包括用于执行向通信设备的无线电传输的无线接口810。假设无线接口810通过多天线传输来支持波束成形。无线接口810还可以用于由基站100接收所测量的信号质量和/或相关的不确定性的报告。该设备还可以包括用于例如与其他网络节点通信的网络接口820。例如，网络接口820可用于建立基站100的回程连接。
基站100还可以包括与接口810、820耦接的一个或多个处理器850和与处理器850耦接的存储器860。存储器860可以包括只读存储器(ROM)(例如闪存ROM)、随机访问存储器(RAM)(例动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM))、大容量存储器(例如硬盘或固态磁盘)等。存储器860包括适当配置为由处理器850执行以实现基站100的上述功能的程序代码。具体地，存储器860可以包括用于使基站100以如上所述的方式(例如，对应于图7的方法步骤)执行处理的各种程序代码模块。
如图所示，存储器860可以包括无线控制模块870，该模块用于(例如按照与图7的步骤710相关联地解释的方式)实现基于某个波束成形配置通过无线接口810来执行无线电传输的上述功能。存储器860还可以包括测量分析模块880，该模块用于(例如按照与图7的步骤720和730相关联地解释的方式)实现对信号质量和相关的不确定性进行确定的上述功能。存储器860还可以包括波束成形管理模块890，该模块用于(例如按照与图7的步骤740相关联地解释的方式)实现对波束成形配置进行适配的上述功能。
应当理解的是，图8中所示的结构仅仅是示意性的，并且基站100实际上可以包括诸如其他接口或处理器等的其他组件，为了清楚，未示出这些其他组件。此外，应当理解的是，存储器860可以包括没有示出的附加类型的程序代码模块(例如用于实现蜂窝网络的基站的已知功能的程序代码模块)。根据一些实施例，还可以例如以存储要在存储器860中存储的程序代码和/或其他数据的物理介质的形式，或者通过使程序代码可用于下载或流式传输，从而提供计算机程序来实现该设备的功能。
图9表示可用于在控制设备100’中实现以上构思的示例性结构，该控制设备100’控制从第一设备向第二设备的无线电传输。控制设备100’可以与第一设备及第二设备不同，例如对应于专门的控制设备。例如，控制设备100’可以是蜂窝网络的基站控制器或无线网络控制器。控制设备100’也可以对应于第二设备，即对应于无线电传输的接收方。
如图所示，控制设备100’可以包括用于控制无线电传输的控制接口910。控制接口910可以基于各种类型的控制协议，并且可以利用控制命令的基于有线的传输或无线电传输，来设置在执行无线电传输时应用的波束成形配置。控制接口910还可以由控制设备100’用于接收所测量的信号质量和/或相关的不确定性的报告。
控制设备100’还可以包括与控制接口910耦接的一个或多个处理器950和与处理器950耦接的存储器960。存储器960可以包括ROM(例如闪存ROM)、RAM(例如DRAM或SRAM)、大容量存储器(例如硬盘或固态磁盘)等。存储器960包括适当配置为由处理器950执行以实现用于控制无线电传输的上述功能的程序代码。具体地，存储器960可以包括使控制设备100’按照以上描述的方式(例如对应于图7的方法步骤720、730和740)执行处理的各种程序代码模块。
如图所示，存储器960可以包括无线控制模块970，该模块用于(例如按照与图7的步骤710相关联地解释的方式)基于某个波束成形配置来控制无线电传输。存储器960还可以包括测量分析模块980，该模块用于(例如按照与图7的步骤720和730相关联地解释的方式)实现对信号质量和相关的不确定性进行确定的上述功能。存储器960还可以包括波束成形管理模块990，该模块用于(例如按照与图7的步骤740相关联地解释的方式)实现对波束成形配置进行适配的上述功能。
应当理解的是，图9中所示的结构仅仅是示意性的，并且控制设备100’实际上可以包括诸如其他接口或处理器等的其他组件，为了清楚，未示出这些其他组件。此外，应当理解的是，存储器960可以包括没有示出的附加类型的程序代码模块。根据一些实施例，还可以例如以存储要在存储器960中存储的程序代码和/或其他数据的物理介质的形式，或者通过使程序代码可用于下载或流式传输，从而提供计算机程序来实现控制设备100’的功能。
图10表示可用于使UE10具有实现以上构思的报告功能的示例性结构。
如图所示，UE10可以包括用于接收无线电传输的无线接口1010。为了接收无线电传输，无线接口1010可以支持多天线接收机技术。此外，无线接口1010可以用于发送对所测量的信号质量和/或相关的不确定性的报告。
此外，UE10可以包括与无线接口1010耦接的一个或多个处理器1050和与处理器1050耦接的存储器1060。存储器1060可以包括ROM(例如闪存ROM)、RAM(例DRAM或SRAM)、大容量存储器(例如硬盘或固态磁盘)等。存储器1060包括适当配置为由处理器1050执行以实现UE10的上述报告功能的程序代码。
如图所示，存储器1060可以包括无线控制模块1070，该模块用于控制经由无线接口1010对无线电传输的接收。此外，存储器1060可以包括测量模块1080，该模块用于(例如按照与图7的步骤720和730相关联地解释的方式)实现执行信号质量的测量和确定相关的不确定性、确定信号质量和相关的不确定性的上述功能。此外，存储器1060可以包括报告模块1090，该模块用于实现发送对所测量的信号质量和相关的不确定的报告的上述功能。
应当理解的是，图10中所示的结构仅仅是示意性的，并且UE10实际上可以包括诸如其他接口或处理器等的其他组件，为了清楚，未示出这些其他组件。此外，应当理解的是，存储器1060可以包括没有示出的附加类型的程序代码模块(例如用于实现UE的已知功能的程序代码模块)。根据一些实施例，还可以例如以存储要在存储器1060中存储的程序代码和/或其他数据的物理介质的形式，或者通过使程序代码可用于下载或流式传输，从而提供计算机程序来实现UE10的功能。
可以看出，上述构思可以用于在无线电传输中有效利用波束成形。具体地，可以通过以“软”方式对所应用的波束成形配置的波束进行加权，从而对所应用的波束成形配置进行适配，这样会降低做出不正确的波束选择的风险。通过动态地对波束成形配置进行适配，可以实现对实际信道状况的快速的适配。这里，同时评估多个不同波束的可能性可以提供很大的优势。
应当理解的是，上述示例实施例仅是说明性的并且易于做出各种修改。例如，所示构思可以与各种无线技术结合而应用，不限于上述的LTE或5G无线技术的例子，还包括无基础设施自组网络技术或者设备至设备无线技术。此外，将理解的是，可以通过使用要由现有设备的一个或多个处理器执行的相应设计软件或者通过使用专用设备硬件来实现上述构思。

Claims (31)

1.一种控制无线电传输的方法，所述方法包括：
确定与从第一设备(100)向第二设备(10)的无线电传输相关的信号质量；
确定所确定的信号质量的不确定性；以及
根据所确定的信号质量和不确定性，对由所述第一设备(100)应用的、用于执行向所述第二设备(10)的无线电传输的波束成形配置进行适配。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述波束成形配置定义由多个天线的发送分集操作产生的一个或多个波束(21、22、23、24、25)的集合。
3.根据权利要求2所述的方法，包括：
确定针对每个所述波束(21、22、23、24、25)的信号质量和不确定性。
4.根据权利要求2或3所述的方法，
其中，通过根据所确定的不确定性来设置指派给每个所述波束(21、22、23、24、25)的发送功率，对所述波束成形配置进行适配。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，
其中，通过根据所确定的不确定性来设置指派给每个所述波束(21、22、23、24、25)的编码方案，对所述波束成形配置进行适配。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，
其中，通过根据所确定的不确定性来设置所述波束(21、22、23、24、25)的数量，对所述波束成形配置进行适配。
7.根据权利要求6所述的方法，包括：
响应于所确定的不确定性的增加，增加所述波束(21、22、23、24、25)的数量；和/或
响应于所确定的不确定性的减少，减少所述波束(21、22、23、24、25)的数量。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的方法，
其中，通过根据所确定的信号质量来设置所述波束(21、22、23、24、25)的方向，对所述波束成形配置进行适配。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中，基于由所述第二设备(10)提供的报告(40)，确定所述信号质量和所述不确定性。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中，基于所述信号质量的多次测量的自相关性，确定所述不确定性。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中，根据所述第二设备(10)相对于所述第一设备(10)的移动，确定所述不确定性。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中，根据从所述信号质量的上一次测量起经过的时间间隔，确定所述不确定性。
13.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中，所述第一设备(100)是蜂窝网络的基站，所述第二设备(10)是与所述蜂窝网络连接的通信设备。
14.一种设备(100，100’)，所述设备(100，100’)被配置为：
确定与从第一设备(100)向第二设备(10)的无线电传输相关的信号质量；
确定所确定的信号质量的不确定性；以及
根据所确定的信号质量和不确定性，对由所述第一设备(100)应用的、用于执行向所述第二设备(10)的无线电传输的波束成形配置进行适配。
15.根据权利要求14所述的设备(100，100’)，
其中，所述波束成形配置定义由多个天线的发送分集操作产生的一个或多个波束(21、22、23、24、25)的集合。
16.根据权利要求15所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为确定针对每个所述波束(21、22、23、24、25)的信号质量和不确定性。
17.根据权利要求15或16所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为通过根据所确定的不确定性来设置指派给每个所述波束(21、22、23、24、25)的发送功率，对所述波束成形配置进行适配。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为通过根据所确定的不确定性来设置指派给每个所述波束(21、22、23、24、25)的编码方案，对所述波束成形配置进行适配。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为通过根据所确定的不确定性来设置所述波束(21、22、23、24、25)的数量，对所述波束成形配置进行适配。
20.根据权利要求19所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为：
响应于所确定的不确定性的增加，增加所述波束(21、22、23、24、25)的数量；和/或
响应于所确定的不确定性的减少，减少所述波束(21、22、23、24、25)的数量。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为通过根据所确定的信号质量来设置所述波束(21、22、23、24、25)的方向，对所述波束成形配置进行适配。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为基于由所述第二设备(10)提供的报告(40)，确定所述信号质量和所述不确定性。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为基于所述信号质量的多次测量的自相关性，确定所述不确定性。
24.根据权利要求14至23中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为根据所述第二设备(10)相对于所述第一设备(10)的移动，确定所述不确定性。
25.根据权利要求14至24中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为根据从所述信号质量的上一次测量起经过的时间间隔，确定所述不确定性。
26.根据权利要求14至25中任一项所述的设备(100，100’)，
其中，所述第一设备(100)是蜂窝网络的基站，所述第二设备(10)是与所述蜂窝网络连接的通信设备。
27.根据权利要求14至26中任一项所述的设备(100)，
其中，所述设备(100)对应于所述第一设备(100)，并且包括用于执行向所述第二设备(10)的无线电传输的无线接口(810)。
28.根据权利要求14至26中任一项所述的设备(100’)，
其中，所述设备(100)包括用于控制从所述第一设备(100)向所述第二设备(10)的无线电传输的控制接口(910)。
29.根据权利要求14所述的设备(100，100’)，
其中，所述设备(100，100’)被配置为执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法的步骤。
30.一种计算机程序，包括将由配置为控制从第一设备(100)向第二设备(10)的无线电传输的设备(100，100’)的至少一个处理器(850，950)执行的程序代码，其中，执行所述程序代码使所述设备(100，100’)执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法的步骤。
31.一种计算机程序产品，包括将由配置为控制从第一设备(100)向第二设备(10)的无线电传输的设备(100，100’)的至少一个处理器(850，950)执行的程序代码，其中，执行所述程序代码使所述设备(100，100’)执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法的步骤。
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