CN108476050A - 用于波束管理的网络节点、无线设备和方法 - Google Patents

用于波束管理的网络节点、无线设备和方法 Download PDF

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Abstract

此处的实施例涉及一种由无线设备(10)执行的用于管理无线通信网络(1)中的波束成形通信的方法，其中所述无线设备(10)被配置为在所述无线设备(10)处处理单独的定向设备波束。所述无线设备(10)通过从所述无线通信网络(1)的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成针对所述无线设备(10)的所述单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集。所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且所述活动集将要用于数据的发送或接收。所述无线设备在所述活动集中选择第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束。所述无线设备进一步通过从所述无线通信网络(1)的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成针对所述无线设备的所述一个或多个单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集。所述一个或多个第二网络波束基于接收信号强度或质量来选择，但所述一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收。所述无线设备向网络节点(12)发送第一指示和第二指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对所述无线设备的所述第一设备波束的所形成的活动集中的所述一个或多个第一网络波束的所述接收信号强度或质量，所述第二指示表明所形成的监视集的所述一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。

Description

用于波束管理的网络节点、无线设备和方法
技术领域
此处的实施例一般地涉及无线通信网络，并且具体地说，涉及波束成形通信管理的网络节点、无线设备和方法。
背景技术
提供本文档的背景技术部分以将此处的实施例置于技术和操作上下文中，以便帮助所属技术领域的技术人员理解其范围和效用。在背景技术部分中描述的方法可以被追求，但不一定是先前已被构想或追求的方法。除非如此明确标识，否则此处的描述不被承认为仅通过包含在背景技术部分中而成为现有技术。
预计第五代(5G)基站的许多实现将利用所谓的模拟波束成形。这是由于实现所谓的数字波束成形的较高复杂性(主要从硬件的角度来看)。数字波束成形施加更少的功能限制，但实现起来相当昂贵。
如在此使用的，“波束成形”意味着发射机可以在选定方向上放大发送的信号，同时在其它方向上减弱它们。相应地，接收机可以放大从选定方向接收的信号，同时在其它方向上减弱无用信号。在本上下文中，模拟波束成形意味着这只能由每个发射机/接收机一次应用于一个方向或有限的一组方向。必须使用包含多个发送天线或接收天线的阵列以便同时在多个方向上发送或接收。为了进行波束成形，从多个发送天线发送信号，但具有单独调整的相移或时间延迟，这有效地在生成的信号发送辐射模式中产生波束—例如，通过来自单独天线元件的相移信号的受控相长和相消干涉。波束方向取决于天线元件的相移。同样，在接收机的情况下，可以使用天线元件之间的相移以便将最大天线灵敏度转向所需方向。
波束成形允许接收信号对于单独连接更强，从而增强该连接的吞吐量和覆盖。它还能够减少来自无用信号的干扰，从而使用相同的时间-频率资源在多个单独连接上实现数个同时传输，即，所谓的空间多路复用或者使用单用户(SU)多输入多输出(MIMO)或多用户(MU)MIMO的MIMO。
波束成形的一个重要问题是决定哪个(哪些)波束(即，哪个(哪些)方向)要用于发送和/或接收。为了支持基站波束成形(即，在诸如基站之类的网络节点处进行波束成形)，可以从网络节点或基站分别在不同波束方向上发送多个参考信号。每个无线设备或用户设备(UE)可以测量这些参考信号，并且向网络节点报告测量结果。网络节点然后可以使用这些测量结果来决定哪个(哪些)波束要用于向一个或多个无线设备进行数据传输。如在此进一步描述的，网络节点可以为此使用持久和动态参考信号的组合。
在大量不同波束方向上重复地发送持久参考信号(在此被表示为波束参考信号(BRS))。这允许无线设备在不同波束中发送BRS时测量BRS，而从网络节点的角度来看，该无线设备没有任何特殊布置或指令。无线设备向网络节点回报不同BRS的接收功率、以及BRS的索引(例如通过BRS序列以及特定BRS的时间和频率位置来给出)。通过报告该BRS的BRS索引和关联的接收功率，无线设备有效地报告其优选波束。无线设备可以报告BRS索引和关联的接收功率的列表，例如其前八个最强BRS。
网络节点然后可以使用针对特定无线设备报告为强的一个或多个波束或波束方向，向该无线设备发送专用参考信号。这些是专用参考信号并且因此可以仅当无线设备具有要接收的数据时才存在，并且它们提供波束成形信道的更详细的反馈信息，例如极化的同相信息和推荐的传输块大小、以及空间复用情况下的传输秩。因为在大量波束上重复地发送BRS，所以重复周期应该相对较长，以便避免针对BRS传输使用太多资源开销。
仅当特定连接需要时，才发送动态参考信号(在此被表示为信道状态信息参考信号(CSI-RS))。由网络节点做出何时以及如何发送CSI-RS的决策，并且使用测量授权或配置消息将决策用信号通知给涉及的无线设备。当无线设备接收测量授权时，它在对应的CSI-RS上测量。网络节点可以选择仅使用已知对于无线设备而言较强的波束(多个)向该无线设备发送CSI-RS，以便允许无线设备报告有关这些波束的更详细的信息。备选地，网络节点可以选择还使用不知道对于该无线设备而言较强的波束(多个)发送CSI-RS，以便例如在无线设备正在移动的情况下实现对新波束(多个)的快速检测。
5G网络节点也发送其它参考信号。例如，当向无线设备发送控制信息或数据时，网络节点可以发送解调参考信号(DMRS)。通常使用已知对于该无线设备而言较强的波束(多个)进行这些传输。
在第四代(4G)系统中，发现参考信号(DRS)可以用于与BRS相同的目的，如上所述。因此，LTE无线设备被配置为针对一组不同的DRS信号执行接收功率测量，并且报告用于具有最高功率的八个DRS测量的关联的DRS索引和所测量的接收功率。因此，尽管在5G的上下文中描述，但在此讨论的原理和概念也适用于4G系统。
波束成形并不限于网络节点。它还可以在无线设备的接收机中实现，从而进一步增强接收信号并且抑制干扰信号。无线设备还可以实现发送波束成形。类似于网络节点，可以在无线设备中使用模拟波束成形，这意味着无线设备一次只能从一个方向接收/向一个方向发送，除非多个接收机/发射机可用。
当使用5G基站或网络节点操作时，具有模拟接收波束成形的无线设备可以使用无线设备的不同设备波束来测量BRS，并且然后选择提供最高波束参考符号接收功率(BRSRP)的设备波束(多个)。但是，当比较不同设备波束的参考信号接收功率(RSRP)时必须谨慎，因为接收功率取决于所利用的网络和设备波束的组合。当与特定网络波束配对时，给定设备波束可以具有高BRSRP，但与其它网络波束结合时具有低BRSRP。当与不同网络波束结合时，不同设备波束还可以提供同样高的BRSRP，但与所有其它网络波束结合则提供低BRSRP。
因为例如由于模拟波束成形施加的限制，网络节点可能不同时发送所有BRS，而是在某个时间窗口内遍历所有网络波束，所以重要的是被比较的不同设备波束的BRSRP值源于测量同一网络波束，否则测量可能不可比较。
无线通信网络中的波束成形的已知实现不提供用于网络和设备波束的鲁棒管理的机制。依赖于已知解决方案，只能缓慢进行设备波束选择，以使得可以将其视为无线信道的改变，以便保持其对网络操作的透明性。这可能导致以非最佳方式使用波束，从而降低或限制无线通信网络的性能。
发明内容
下面提供本公开的简化概要以便向所属技术领域的技术人员提供基本理解。本概要不是本公开的广泛概述，并且并非旨在标识此处的实施例的主要/关键元素。本概要的唯一目的是以简化形式提供在此公开的某些概念，作为随后提供的更详细描述的前序。
此处的实施例的一个目标是当使用波束成形通信时改进无线通信网络的性能。
根据此处的实施例的一个方面，通过提供一种由无线设备执行的用于管理无线通信网络中的波束成形通信的方法来实现该目标，其中所述无线设备被配置为在所述无线设备处处理单独的定向设备波束。所述无线设备通过从所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成针对所述无线设备的所述单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集。所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且所述活动集将要用于数据的发送或接收。所述无线设备在所述活动集中选择第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束。所述无线设备通过从所述无线通信网络的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成针对所述无线设备的所述一个或多个单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集，所述一个或多个第二网络波束基于接收信号强度或质量来选择，但所述一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收。此外，所述无线设备向网络节点发送第一指示和第二指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对所述无线设备的所述第一设备波束的所形成的活动集中的所述一个或多个第一网络波束的所述接收信号强度或质量，所述第二指示表明所形成的监视集的所述一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。
根据此处的实施例的另一个方面，通过提供一种由网络节点执行的用于管理无线通信网络中与无线设备的波束成形通信的方法来实现该目标。所述网络节点在单独的定向网络波束中向所述无线设备发送相应的参考信号。所述网络节点进一步从所述无线设备接收第一指示和第二指示，所述第一指示表明包括所述网络节点的所述单独的定向网络波束的所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中的优选网络波束、以及用于在针对所述无线设备的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的信号强度或质量，所述第二指示表明针对所述无线设备的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的信号强度或质量。
根据此处的实施例的又一个方面，通过提供一种用于管理无线通信网络中的波束成形通信的无线设备来实现该目标。所述无线设备被配置为在所述无线设备处处理单独的定向设备波束。此外，所述无线设备被配置为通过从所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成针对所述无线设备的所述单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集。所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且所述活动集将要用于数据的发送或接收。所述无线设备被进一步配置为在所述活动集中选择第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束。此外，所述无线设备被配置为通过从所述无线通信网络的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成针对所述无线设备的所述一个或多个单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集。所述一个或多个第二网络波束基于接收信号强度或质量来选择，但所述一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收。所述无线设备被另外配置为向网络节点发送第一指示和第二指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对所述无线设备的所述第一设备波束的所形成的活动集中的所述一个或多个第一网络波束的所述接收信号强度或质量，所述第二指示表明所形成的监视集的所述一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。
根据此处的实施例的又一个方面，通过提供一种用于管理无线通信网络中与无线设备的波束成形通信的网络节点来实现该目标。所述网络节点被配置为在单独的定向网络波束中向所述无线设备发送相应的参考信号。所述网络节点被另外配置为从所述无线设备接收第一指示和第二指示，所述第一指示表明包括所述网络节点的所述单独的定向网络波束的所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中的优选网络波束、以及用于在针对所述无线设备的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的信号强度或质量，所述第二指示表明针对所述无线设备的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的信号强度或质量。
在此提供了用于波束管理的机制和过程，以使得设备波束和网络波束的选择导致用于信令(例如控制信令)、以及数据发送/接收的可靠连接，同时还以鲁棒方式允许无限制的和快速的移动性。
附图说明
现在将在以下参考附图更全面地描述此处的实施例，在附图中示出某些实施例。但是，可能的实施例不应被解释为限于在此给出的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将详尽并且完整。在本文中，相同的编号指相同的元件。这些附图是：
图1是示出根据此处的实施例的通信网络的示意概览图；
图2a是示出根据此处的实施例的由无线设备执行的方法的流程图；
图2b是示出根据此处的实施例的由网络节点执行的方法的流程图；
图3a示出用于单无线设备面板(panel)的活动集；
图3b示出用于双无线设备面板的活动集；
图3c示出监视集；
图4a示出用于活动集的初始波束选择的过程；
图4b示出跟踪活动集中的波束强度的过程；
图4c示出更新选定网络波束的过程；
图4d示出发现波束并将其添加到监视集的过程；
图5示出从活动集切换到监视集的过程；
图6示出在波束切换过程中交替子帧的过程；
图7是网络节点的功能框图；
图8是无线设备的功能框图。
具体实施方式
出于简化和说明性目的，通过主要参考此处的实施例中的一个示例性实施例来描述所述实施例。在以下描述中，给出许多特定的细节以便提供对此处的实施例的彻底理解。但是，对于所属技术领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不限于这些特定的细节的情况下实施此处的实施例。在本说明书中，公知的方法和结构未被详细描述，以免不必要地使公开的实施例模糊不清。
一般而言，此处的实施例涉及无线通信网络。图1是示出无线通信网络1的示意概览图。无线通信网络1例如可以是诸如长期演进(LTE)之类的网络，例如频分双工(FDD)、LTE时分双工(TDD)、LTE半双工频分双工(HD-FDD)、在非授权频带中操作的LTE、宽带码分多址(WCDMA)、通用陆地无线接入(UTRA)TDD、全球移动通信系统(GSM)网络、GSM/增强型数据速率GSM演进(EDGE)无线接入网络(GERAN)网络、超移动宽带(UMB)、EDGE网络、包括诸如多标准无线(MSR)基站、多RAT基站之类的无线接入技术(RAT)的任何组合的网络、任何第三代合作计划(3GPP)蜂窝网络、WiFi网络、微波存取全球互通(WiMax)、诸如NR系统之类的5G系统、或者任何蜂窝网络或系统。因此，尽管可以在本公开中使用来自3GPP LTE的术语以便例示此处的实施例，但这不应被视为将此处的实施例的范围仅限于上述的系统。
在无线通信网络1中，无线设备10(也被称为移动站、用户设备和/或无线终端)经由无线接入网络(RAN)与一个或多个核心网络(CN)通信。所属技术领域的技术人员应该理解，“无线设备”是非限制性术语，其指任何无线终端、用户设备、机器型通信(MTC)设备、设备到设备(D2D)终端、或者节点，例如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、移动电话、传感器、中继器、移动平板计算机、或者甚至在相应小区内通信的小型基站。无线设备10可以使用一个或多个设备波束11(也被称为接收波束、UE波束、UE接收波束、单独的定向设备波束等)来测量网络波束的BRS。
无线通信网络1覆盖被分成服务区域的地理区域，这些服务区域由网络节点12服务。网络节点12可以提供一个或多个网络波束13，其也被称为发送波束、网络发送波束、单独的定向网络波束等。网络节点12也可以被称为无线网络节点或无线基站，例如NodeB、演进型节点B(eNB、eNodeB)、基站收发机、接入点基站、基站路由器、或者例如取决于所使用的无线接入技术和术语，能够与由网络节点所服务的小区内的无线设备通信的任何其它网络单元。网络节点12可以服务、发送或控制一个或多个波束。
无线设备10在上行链路(UL)传输中通过无线接口向网络节点12发送数据，并且网络节点12在下行链路(DL)传输中通过空中或无线接口向无线设备10发送数据。
根据此处的实施例，无线设备10形成无线通信网络1的第一网络波束和无线设备10的第一设备波束的活动集。无线设备10进一步形成无线通信网络1的第二网络波束和无线设备10的第二设备波束的监视集(也被称为候选集)。然后向网络节点12回报这些集合，并且这在不同网络/设备波束之间实现有效切换，从而针对信令和数据发送/接收提供可靠连接，同时还以鲁棒方式允许无限制的和快速的移动性，并且还导致无线通信网络1的改进的性能。
现在将参考图2a中示出的流程图，描述根据某些实施例的由无线设备执行的用于管理无线通信网络中的波束成形通信的方法操作。操作不必按照下面所述的顺序进行，而是可以按照任何合适的顺序进行。在某些但不一定所有实施例中执行的操作使用虚线方框标记。无线设备被配置为在无线设备10处处理单独的定向设备波束。因此，无线设备可以包括一个或多个面板，当被激活时，这些面板可以通过一个或多个设备波束接收数据。
操作201。无线设备10可以从网络节点或多个网络节点接收参考信号(例如BRS)。因此，无线设备10可以针对每个单独的定向设备波束，接收在单独的定向网络波束中从网络节点12发送的参考信号(例如BRS)。
操作202。无线设备10通过从无线通信网络1的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成针对无线设备的单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集。所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且所述活动集将要用于无线设备10处的数据的发送或接收。例如，当与用于所述第一设备波束或不同设备波束的其它第一网络波束相比时，可以选择所述第一网络波束。在图3a-3c中示出活动集。应该注意，活动集可以包括一个网络波束和一个设备波束。
操作203。无线设备10在所述活动集中选择第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束。例如，无线设备可以选择所形成的活动集的一个或多个网络波束中的一个网络波束，例如测量的信号强度或质量高于其它网络波束或高于第一阈值的网络波束。
操作204。无线设备10进一步通过从无线通信网络1的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成针对无线设备10的所述一个或多个单独定向设备波束中的第二设备波束的监视集(也被称为候选集或候选波束集)。所述一个或多个第二网络波束基于无线设备10处的接收信号强度或质量来选择，但一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收。所述一个或多个第二网络波束可以用于发现新波束，并且准备比仅在活动集内可能发生的改变更剧烈的波束选择改变。此外，一个或多个所述第二网络波束可以与一个或多个所述第一网络波束相同。
操作205。此外，无线设备10进一步向网络节点12发送第一指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对无线设备10的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的接收信号强度或质量。无线设备10还发送第二指示，所述第二指示表明用于无线设备10的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对无线设备10的第二设备波束的所形成的监视集中的一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。所述无线设备例如可以发送所述网络波束的标识和所述设备波束的标识以及每对网络-设备波束的信号强度或质量。
操作206。无线设备10可以进一步在发送所述优选网络波束的所述第一指示之后，从网络节点12接收使用所指示的优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的指令。
操作207。无线设备10可以使用所述优选网络波束和所述第一设备波束，向网络节点12发送或从网络节点12接收信令或数据。
操作208。无线设备10可以进一步监视所述监视集中的所述一个或多个第二网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量测量。即，所述无线设备监视所述监视集。
操作209。无线设备10然后可以向网络节点12发送所监视或更新的接收信号强度或质量测量，即，向网络节点12发送所述监视集的所监视的接收信号强度或质量测量。
操作210。此外，无线设备10可以从网络节点12接收第二指令，所述第二指令命令无线设备10使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
操作211。作为接收所述第二指令的结果或者响应于接收所述第二指令，针对信令或数据传输，无线设备10可以切换到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束，因此将所述监视集切换成活动集。
在某些实施例中，当所述第一网络波束是所述一个或多个第二网络波束中的第二网络波束时并且当所述监视集中的所述第一网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量高于所述活动集中的所述第一网络波束和所述第一设备波束的接收信号强度或质量时，所述无线设备可以针对数据的发送或接收，切换到使用所述监视集中的所述第二设备波束。
应该注意，所述发现、形成、以及发送集合的指示可以作为一个功能来执行，并且可以由网络节点决定哪个集合要变为活动以及哪个(哪些)集合要被监视。
通过向网络节点提供活动集和监视集，实现波束对(即，所使用的网络波束和设备波束)的有效和快速改变。
现在将参考图2b中示出的流程图，描述根据某些实施例的由网络节点12执行的用于管理无线通信网络1中与无线设备10的波束成形通信的方法操作。操作不必按照下面所述的顺序进行，而是可以按照任何合适的顺序进行。在某些但不一定所有实施例中执行的操作使用虚线方框标记。
操作221。网络节点12在单独的定向网络波束中向无线设备10发送相应的参考信号(例如BRS)。
操作222。网络节点12从无线设备10接收第一指示，所述第一指示表明包括网络节点12的所述单独的定向网络波束的所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中的优选网络波束。网络节点12进一步接收用于在针对无线设备10的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的信号强度或质量。此外，网络节点12接收第二指示，所述第二指示表明针对无线设备10的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对无线设备10的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的信号强度或质量。
操作223。网络节点12可以在接收所述活动集中的所述优选网络波束的所述第一指示之后，确定使用所述活动集中的所述优选网络波束和所述无线设备的所述第一设备波束(例如因为先前被使用或指示)以便工作。网络节点12可以决定使用所述活动集中的不同网络波束，并且将该网络波束指示为优选网络波束。应该注意，网络节点可以从无线设备10接收多个报告的活动集/监视集，并且可以确定哪个活动集或监视集要用于通信，并且因此确定哪个集合要成为活动集以及哪个集合要成为监视集。所接收的报告可能不一定直接说明哪个集合是活动集以及哪个集合被监视，这可能是网络节点中的决策。例如，第一波束报告可以导致网络节点12使该波束变为活动。在一段时间之后，第二个波束报告可以导致网络节点使该波束被监视。再过一段时间之后，所述网络节点可以决定使监视波束变为活动而代替先前活动的波束。
操作224。网络节点12然后可以发送使用所述活动集的所述优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的第一指令。
操作225。在某些实施例中，网络节点12可以使用无线设备10的所述优选网络波束和所述第一设备波束，向无线设备10发送或从无线设备10接收信令或数据。
操作226。网络节点12可以然后从无线设备10接收无线设备10的所述监视集的更新信号强度或质量测量。
操作227。网络节点12可以基于所述更新接收信号强度或质量测量，确定使用所述监视集的所述第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。例如，当用于所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束的更新接收信号强度高于阈值或高于所述活动集的所述优选网络波束和所述第一设备波束的信号强度或质量时。
操作228。网络节点12然后可以向无线设备发送第二指令，所述第二指令命令无线设备10使用所述监视集的所述第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收，从而使所述监视集成为新的活动集。
操作229。网络节点12可以针对信令或数据传输，切换到使用所述监视集(即新的活动集)的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
活动集
在此将活动集或活动波束集定义为无线设备的一个或多个设备波束以及无线通信网络的网络波束的集合。在该集合内，根据配置，选择一个或多个网络和设备波束，这意味着这些波束用于例如物理下行链路控制信道(PDCCH)和物理下行链路共享信道(PDSCH)的接收、用于例如物理上行链路共享信道(PUSCH)的发送、和/或用于BRSRP测量。
假设在无线设备10中使用模拟波束成形，但此处的实施例还可以在数字波束成形中使用或者用于数字波束成形。但是，使用利用无线设备10处的面板的模拟波束成形来例示下面示出的实施例。因此，无线设备的每个面板能够在任何给定时间产生活动集的一个设备波束。在某些实施例中，无线设备具有一个面板并且因此一次能够产生一个设备波束。在其它实施例中，无线设备具有多于一个的面板(例如，两个面板)，并且因此可以与多于一个的设备波束(例如，两个设备波束)关联。
此外，所述活动集中的每个设备波束可以在任何给定时间与一个或多个网络波束关联。在某些实施例中，使用单流传输并且所述活动集将包含一个选定网络波束。在其它实施例中，使用多流(例如，双流)传输并且所述活动集可以包含多个(例如，两个)网络波束。然后可由无线设备10使用选定设备波束接收这一个或多个网络波束。
图3a-3b示出形成活动集的无线设备10的两个实施例。在图3a中，无线设备10具有单个面板，并且因此具有单个设备波束。测量数个网络波束的BRSRP，并且选择一个最强的BRSRP。在这种情况下，报告表示为N2、N3和N4的网络波束，并且选择网络波束N3。所述活动集因此包括网络/设备波束对N3、U3。在图3b中，无线设备10具有两个面板，并且因此具有两个设备波束。测量用于每个设备波束的数个网络波束的BRSRP，并且选择一个最强的BRSRP。在这种情况下，表示为N2、N3、以及N4的网络波束被报告为由设备波束U3测量，并且选择网络波束N3。此外，网络波束N4、N5、以及N6被报告为由设备波束U10测量，并且选择网络波束N5。在图中圈出的活动集因此包括网络/设备波束对N3、U3；以及N5、U10。
针对所述活动集中的选定网络波束报告BRSRP。在某些实施例中，这些仅是针对其报告BRSRP的网络波束。在某些其它实施例中，仅活动集中的选定波束(多个)是BRSRP报告。在又一些其它实施例中，还可以报告用于额外网络波束(它们不是活动集的一部分)的BRSRP。使用利用所述活动集中的选定设备波束的测量。
监视集
监视集类似于如上所述的活动集，并且包含针对其提供BRSRP报告的一个(或多个)选定设备波束和一个(或多个)选定网络波束。同样在此，用于不是选定网络波束的额外网络波束的BRSRP是可能的。
图3c示出活动集并且另外示出监视集，活动集在图中圈出，包括网络/设备波束对N3、U3，监视集在图中以虚线圈出，包括网络/设备波束对N6、U1。
所述活动集与所述监视集之间的关键差异是所述监视集中的选定波束不用于接收和发送。相反，所述监视集用于发现新波束，并且准备比仅在活动集内可能发生的改变更剧烈的波束选择改变，如在此更详细地描述的那样。
初始波束选择
本部分描述填充最初为空的活动集的过程。在图4a中示出该过程。
原则上，无线设备10将测量用于所有设备波束和网络(NW)波束对的BRSRP值的整个矩阵(操作401)。但是，实际上，无线设备可以以导致次优选择的粗略子集开始，其将需要随后被细化。
首先，无线设备必须决定要激活多少个面板(并且因此激活多少个流)。在某些实施例中，这是无线设备自主的，而在其它实施例中，它由网络控制，例如由较高层信令控制。无线设备10可以查找最佳或最强设备波束和网络(NW)波束。无线设备10然后可以将这些波束设置为活动集(操作403)。因此，对于每个激活的面板，无线设备10可以选择设备波束，并且使用选定设备波束来报告几个最强网络波束之一的BRSRP(操作404)。所报告的最强网络波束然后被视为用于每个面板(并且因此用于每个设备波束)的选定网络波束，参见操作405。这些无线设备和网络波束然后成为活动集，并且网络节点可以使用选定NW波束向无线设备10发送(操作406)。在图中，选择网络波束N3并且网络波束N2和N4在所述活动集中。
在某些实施例中，无线设备将在BRSRP报告中包括设备波束身份，这例如可以用于错误检测和调试目的。在其它实施例中，无线设备仅报告网络波束身份。
活动集的波束跟踪
一旦活动集已被初始化，如上所述，它随着时间的推移而被更新，以便例如考虑移动性、信道改变等。无线设备继续测量BRSRP；原则上，它测量设备波束和网络波束的整个矩阵。对于每个活动无线设备面板，无线设备然后更新选定设备波束，从而确保仍然可以接收选定网络波束。通常这意味着以小步骤更新。在一个实施例中，允许无线设备更新选定设备波束，例如只要它改进或最大化选定网络波束的接收即可。无线设备然后将使用选定设备波束来报告用于几个最强网络波束的BRSRP。所报告的最强网络波束成为用于每个面板(并且因此用于设备波束)的新的选定网络波束。
图4b示出该过程。最初，活动集包括设备波束U3以及网络波束N2、N3和N4，其中网络/设备波束对N3、U3被选择为优选网络波束和设备波束。一段时间之后，无线设备10使用所有设备波束来测量所有网络波束的BRSRP，并且发现设备波束U4具有对选定网络波束N3的更好接收(操作411)。无线设备10更新活动集以便包括设备波束U4以及网络波束N2、N3和N4，其中网络/设备波束对N3、U4被选择(操作412)。无线设备不一定需要关于设备波束选择的改变来更新网络，因为仍然选择相同网络波束。
图4c示出当选定网络波束改变时的波束跟踪过程。最初，如在图4b中，活动集包括设备波束U3以及网络波束N2、N3和N4，其中网络/设备波束对N3、U3被选择。一段时间之后，无线设备10使用所有设备波束来测量所有网络波束的BRSRP(操作421)，并且发现尽管设备波束U3仍然具有最佳接收，但它比N3更强地接收网络波束N1。无线设备10更新活动集以便维护波束U3，并且包括网络波束N1、N3和N4，其中网络/设备波束对N1、U3现在被选择。在这种情况下，无线设备10必须向网络节点12报告新的选定波束对，以使得它能够在网络波束N1上向无线设备10发送下行链路信令和数据。在一个实施例中，无线设备将报告对N1的选择，但继续监视N3，直到网络向下发送用于切换到N1的改变波束指令。网络节点可以向无线设备10请求BRS-RP报告(操作422)。无线设备10可以报告选定网络波束和设备波束(操作423)。网络节点12然后可以接收BRS-RP，并且然后可以在网络节点12处选择具有最强BRS-RP的网络波束，参见操作424。网络节点12然后可以在选定网络波束上向无线设备10发送数据(操作425)。
无线设备10必须确保先前选定的网络波束仍然可由无线设备10接收，直到网络已被通知为止。因此在某些情况下可能需要延迟或握手以便确保鲁棒性。
使用监视集查找新波束
在无线设备10的周期性测量期间，无线设备10可以检测不能在当前选定的设备波束上接收的网络波束。在这种情况下，这些网络波束被报告为监视集选择，类似于针对如上讨论的活动集报告的那样。可以独立维护数个这种监视波束选择。监视集中的网络波束通常不用于接收或发送。无线设备10将向网络节点12报告该“监视波束集”。
图4d示出对网络波束的监视集的发现和添加。最初，建立、初始化活动集并且向网络报告活动集，如上所述。在跨越整个(网络波束、设备波束)矩阵周期性地测量BRSRP时，发现新的网络波束N6和N7(操作431)。N6在设备波束U1上具有最好接收强度，并且被选择。向网络报告网络/设备对N6、U1连同网络波束N7(操作432)。即，无线设备10向网络节点12报告第二指示，例如参见上面的操作205。
监视波束切换
在无线设备10已形成监视集，并且向网络节点12通知活动集和监视集中的网络波束的BRSRP之后，网络节点12可以命令无线设备10切换两个集合—即，使监视集中的选定网络/设备波束对成为新的活动集。在一个实施例中，该过程如下发生，如图5中所示。图5公开波束切换过程的交替的例示。实心圆指示该波束的使用，其中黑色实心为“活动”而虚线为“监视”。
在网络侧，网络在活动集(N3,U3)的选定网络波束上向无线设备发送波束切换指令。在一个实施例中，可以多次重复该指令以便增加鲁棒性。网络等待来自UE的对波束切换指令的确认(ACK)，从而监视该监视集中的选定波束(N6)。在接收到ACK时，网络使用监视集(N6,U1)替换旧的活动集，该监视集成为新的活动集。如果没有接收到ACK，则网络继续在旧活动集(N3,U3)中选择的网络波束上发送。
在无线设备侧，无线设备从网络接收波束切换指令，并且在监视集(N6,U1)的选定波束(多个)上发送确认(ACK)。在一个实施例中，可以多次重复ACK以便增加鲁棒性。无线设备使用监视集(N6,U1)替换旧的活动集，该监视集成为新的活动集。后续发送/接收经由新活动集的选定波束。
在某些实施例中，波束切换指令可以包括切换时间的显式指示、或者在发送该指令之后的时长，切换将在该时长内发生。备选地，这可以通过例如来自规范和/或较高层信令的配置而隐式理解。
在某些实施例中，网络可以通过显式信令，例如通过在到无线设备10的后续传输中切换下行链路控制信息(DCI)中的标志，向无线设备表明已发生切换(即，监视集已替换旧的活动集，并且现在是新的活动集)的指示。
注意，上面示例假设由整个监视集替换整个旧活动集以便成为新的活动集。在某些实施例中，仅集合的选定波束(多个)被替换。在其它实施例中，可以采用逐步方法，其中监视集中的波束被逐个添加到活动集，并且因此还从监视集中删除。在这种情况下，在上述过程的相当简单的扩展中，波束切换指令将显式包括要从相应集合中添加/移除哪个(哪些)波束。此外，两个集合可以重叠，因为在两个集合中表示相同的网络波束。
在某些实施例中，如果活动集的选定波束(多个)的测量接收功率低于预定义或预配置的阈值，则允许无线设备自主切换到监视波束。在另一个实施例中，该事件触发重新建立过程，其中无线设备执行随机接入以便重新连接到网络。
图6示出上述活动-监测集切换过程的变型，其中切换最初仅在交替子帧上、或者任何其它定义的时段内发生。在该实施例中，可以减少该过程的许多潜在错误情况。过程执行如下：
1.网络节点12停止调度奇数子帧(DL和UL)。
2.网络节点12可以命令无线设备10在奇数子帧上切换到监视波束。
3.无线设备10开始在奇数子帧上使用监视波束。
4.无线设备10确认它正在奇数子帧上使用监视波束。
5.网络节点12开始在奇数子帧上使用监视波束。
6.网络节点12停止调度偶数子帧。
7.网络节点12命令无线设备10在所有子帧(偶数和奇数)上切换到监视波束。
8.无线设备10开始在所有子帧上使用监视波束。
9.无线设备10确认它正在所有子帧上使用监视波束(即新的活动集)。
10.网络节点12开始在所有子帧上使用监视波束(新的活动集)。
图6公开波束切换过程的交替的例示。实心圆指示该波束的使用，其中黑色实心为“活动”而虚线为“监视”。
硬件
图7示出网络节点12，其可在此处的实施例中操作以便管理无线通信网络1中与无线设备10的波束成形通信。
网络节点12可以包括处理电路或处理单元701，例如一个或多个处理器，其被配置为执行此处的实施例。
网络节点12可以进一步包括发送模块702，例如收发机或发射机。网络节点12、处理单元701、和/或发送模块702被配置为在单独的定向网络波束中向无线设备10发送相应参考信号，例如一个或多个BRS。
网络节点12可以进一步包括接收模块703，例如收发机或接收机。网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或接收模块703被配置为从无线设备10接收第一指示，所述第一指示表明包括网络节点12的所述单独的定向网络波束的所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中的优选网络波束、以及用于在针对无线设备10的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的信号强度或质量。网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或接收模块703被进一步配置为从无线设备10接收第二指示，所述第二指示表明针对无线设备10的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对无线设备10的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的信号强度或质量。
网络节点12可以进一步包括确定模块704。网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或确定模块704可以被配置为在接收所述活动集中的所述优选网络波束的所述第一指示之后，确定使用所述活动集中的所述优选网络波束和无线设备10的所述第一设备波束以用于数据的发送或接收。
网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或发送模块702可以被配置为向无线设备10发送使用所述活动集的所述优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的第一指令。
网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或发送模块702可以被配置为使用无线设备10的所述优选网络波束和所述第一设备波束，向无线设备10发送信号令或数据。
网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或接收模块703可以被配置为使用无线设备10的所述优选网络波束和所述第一设备波束，从无线设备10接收信令或数据。
网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或接收模块703然后可以被配置为从无线设备10接收无线设备10的所述监视集的更新信号强度或质量测量。
网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或确定模块704可以被配置为基于所述更新接收信号强度或质量测量，确定使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。即，使所述监视集成为新的活动集。
网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或发送模块702可以被配置为向无线设备10发送第二指令，所述第二指令命令无线设备10使用所述监视集的所述第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
网络节点12可以进一步包括切换模块705。网络节点12、处理电路或处理单元701、和/或切换模块705可以被配置为针对信令或数据传输，切换到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
网络节点12可以在网络中实现基站功能。如所属技术领域的技术人员所知，基站是网络节点，其向地理区域(被称为小区或扇区)中的一个或多个无线设备提供无线通信服务。LTE中的网络节点12被称为e-NodeB或eNB；但是，此处的实施例并不限于LTE或eNB。网络节点12可以是网络中的节点，其向无线设备10提供无线接入。
网络节点12包括通信电路120，其可操作以与其它网络节点交换数据；处理器140；存储器160；以及无线电路，例如收发机180、一个或多个天线阵列200等，以便跨越空中接口实现与一个或多个无线设备的无线通信。根据此处的实施例，存储器160可操作以存储软件220，并且处理器140可操作以执行软件220，当执行时，软件220可操作以导致网络节点12经由选定网络/设备波束对，管理与无线设备的波束成形和通信，如在此描述的那样。
网络节点12进一步包括存储器160。存储器包括要用于存储数据的一个或多个单元，这些数据例如包括SINR、SNR、指令、活动集、监视集、天线节点配置、无线设备能力、用于在被执行时执行在此公开的方法的应用等。
根据在此描述的实施例的用于网络节点12的方法可以借助于例如包括指令(即，软件代码部分)的计算机程序706或计算机程序产品来实现，当在至少一个处理器上执行时，这些指令导致至少一个处理器执行在此描述的操作，如由网络节点12执行的那样。计算机程序706可以存储在计算机可读存储介质707(例如光盘等)上。计算机可读存储介质707(在其上存储计算机程序)可以包括指令，当在至少一个处理器上执行时，这些指令导致至少一个处理器执行在此描述的操作，如由网络节点12执行的那样。在某些实施例中，计算机可读存储介质可以是非瞬时性计算机可读存储介质。
图8示出无线设备10，例如但不限于UE，其可在此处的实施例中操作以便管理无线通信网络1中的波束成形通信。无线设备10被配置为在无线设备10处处理单独的定向设备波束。
无线设备10可以包括处理电路或处理单元801，例如一个或多个处理器，其被配置为执行此处方法。
无线设备10可以包括形成模块802。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或形成模块802被配置为通过被配置为从所述无线通信网络1的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成针对所述无线设备的所述单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集。所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且所述活动集将要用于数据的发送或接收。
无线设备10可以包括选择模块803。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或选择模块803被配置为在所述活动集中选择第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束。
无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或形成模块802被进一步配置为通过被配置为从所述无线通信网络1的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成针对无线设备10的所述一个或多个单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集。所述一个或多个第二网络波束基于接收信号强度或质量来选择，但所述一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收。
无线设备10可以包括发送模块804。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或发送模块804被配置为向网络节点12发送第一指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对无线设备10的所述第一设备波束的所形成的活动集中的所述一个或多个第一网络波束的所述接收信号强度或质量。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或发送模块804被进一步配置为向网络节点12发送第二指示，所述第二指示表明所形成的监视集的所述一个或多个第二网络波束以及用于在针对无线设备10的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。
无线设备10可以包括接收模块805。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或接收模块805可以被配置为在发送所述优选网络波束的所述第一指示之后，从网络节点12接收使用所指示的优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的指令。
无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或发送模块804可以被配置为使用所述优选网络波束和所述第一设备波束，向网络节点12发送信令或数据。
无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或接收模块805可以被配置为使用所述优选网络波束和所述第一设备波束，从网络节点12接收信令或数据。
无线设备10可以包括监视模块806。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或监视模块806可以被配置为监视所述监视集中的所述一个或多个第二网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量测量。
无线设备10可以包括更新模块807。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或更新模块807可以被配置为向网络节点12发送所监视的接收信号强度或质量测量。
无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或接收模块805可以被配置为从网络节点12接收第二指令，所述第二指令命令无线设备10使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
无线设备10可以包括切换模块808。无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或切换模块808可以被配置为针对信令或数据传输，切换到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
无线设备10、处理电路或处理单元801、和/或切换模块808可以被配置为当所述第一网络波束(即所述优选网络波束)是所述一个或多个第二网络波束中的第二网络波束时并且当所述监视集中的所述第一网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量高于所述活动集中的所述第一网络波束和所述第一设备波束的接收信号强度或质量时，针对数据的发送或接收，切换到使用所述监视集中的所述第二设备波束。
尽管已在UE的上下文中描述了此处的实施例，但无线设备10并不限于此，并且可以包括UE、机器型通信(MTC)设备、机器到机器(M2M)设备、或者可在无线通信网络中操作的任何其它设备。
无线设备10包括用户接口32(显示器、触摸屏、键盘或小键盘、麦克风、扬声器等)；处理器34；存储器36；以及无线电路，例如收发机38、一个或多个天线面板40等，以便跨越空中接口实现与一个或多个网络节点或基站(例如e-NodeB 12)的无线通信。无线设备10另外可以包括诸如照相机、可移动存储接口、近程通信接口(Wi-Fi、蓝牙等)、有线接口(USB)、电池再充电端口之类的特性(图8中未示出)。根据此处的实施例，存储器36可操作以存储软件42，并且处理器34可操作以执行软件42，当被执行时，软件42可操作以导致无线设备10测量如由每个设备波束接收的多个网络波束的BRSRP，以便选择网络和设备波束，并且将它们包括在一个或多个活动集和监视集中，并且经由选定网络/设备波束对与网络通信，如在此描述的那样。
无线设备10进一步包括存储器36。存储器包括要用于存储数据的一个或多个单元，这些数据例如包括SINR、SNR、指令、活动集、监视集、天线节点配置、无线设备能力、用于在被执行时执行在此公开的方法的应用等。
根据在此描述的实施例的用于无线设备10的方法分别借助于例如包括指令(即，软件代码部分)的计算机程序809或计算机程序产品来实现，当在至少一个处理器上执行时，这些指令导致至少一个处理器执行在此描述的操作，如由无线设备10执行的那样。计算机程序809可以存储在计算机可读存储介质810(例如光盘等)上。计算机可读存储介质810(在其上存储计算机程序)可以包括指令，当在至少一个处理器上执行时，这些指令导致至少一个处理器执行在此描述的操作，如由无线设备10执行的那样。在某些实施例中，计算机可读存储介质可以是非瞬时性计算机可读存储介质。
处理器140、34可以包括任何顺序状态机，其可操作以执行作为机器可读计算机程序存储在存储器中的机器指令，例如一个或多个硬件实现的状态机(例如，在离散逻辑中，现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)；可编程逻辑以及适当的固件；一个或多个存储程序的通用处理器，例如微处理器或数字信号处理器(DSP)、以及适当的软件；或者上面各项的任何组合。
存储器160、36可以包括所属技术领域中已知或者可以开发的任何非瞬时性机器可读介质，包括但不限于磁介质(例如，软盘、硬盘驱动器等)、光介质(例如，CD-ROM、DVD-ROM等)、固态介质(例如，SRAM、DRAM、DDRAM、ROM、PROM、EPROM、闪存、固态盘等)等。
无线电路可以包括一个或多个收发机180、38，其用于根据所属技术领域中已知或者可以开发的一个或多个通信协议，经由无线接入网络与其它设备通信，这些通信协议例如包括IEEE 802.xx、CDMA、WCDMA、GSM、LTE、UTRAN、WiMax等。收发机180、38实现适于无线接入网络链路(例如，频率分配等)的发射机和接收机功能。发射机和接收机功能可以共享电路组件和/或软件，或者备选地可以单独实现。
天线阵列200和天线面板40可以包括任何天线元件阵列，其可操作以通过控制由每个天线单元发送的信号的相对相移来实现模拟波束成形。网络节点12和/或无线设备10可以包括一个或多个(例如，两个)天线阵列200或天线面板40。
通信电路120可以包括接收机和发射机接口，其用于根据所属技术领域中已知或可以开发的一个或多个通信协议(例如以太网、TCP/IP、SONET、ATM等)，通过通信网络与一个或多个其它节点通信。通信电路120实现适于通信网络链路(例如，光、电等)的接收机和发射机功能。发射机和接收机功能可以共享电路组件和/或软件，或者备选地可以单独实现。
根据在此描述和要求保护的一个或多个实施例，提供用于网络和设备波束管理的机制和过程，以使得设备波束选择受到限制并且自主、逐渐地更新以便维持用于控制信令和数据发送/接收的可靠连接，同时还以鲁棒方式允许无限制的和快速的移动性。
一个实施例涉及一种由无线设备进行的波束成形操作的方法，无线设备可在无线通信网络中操作。激活一个或多个天线面板，每个天线面板可操作以在一个单独的定向设备波束中接收无线信号。对于每个活动设备波束，从网络接收在一个或多个单独的定向网络波束中发送的波束参考信号(BRS)；一个或多个网络波束包括在针对所述设备波束的活动集中；选择所述活动集中具有最强接收BRS的网络波束；向网络发送用于所述活动集中的网络波束的选定波束和接收BRS强度测量的指示；以及使用选定网络/设备波束对，向网络发送或从网络接收信令或数据。
另一个实施例涉及可在无线通信网络中操作的无线设备。所述设备包括收发机、存储器、以及控制器，所述控制器可在操作上连接到所述存储器和所述收发机。所述控制器可操作以激活一个或多个天线面板，每个天线面板可操作以在一个单独的定向设备波束中接收无线信号。对于每个设备波束，所述控制器进一步可操作以接收在一个或多个单独的定向网络波束中发送的波束参考信号(BRS)；在针对所述设备波束的活动集中包括一个或多个网络波束；选择所述活动集中具有最强接收BRS的网络波束；向网络发送用于所述活动集中的网络波束的选定波束和接收BRS强度测量的指示；以及使用选定网络/设备波束对，向网络发送或从网络接收信令或数据。
在此公开一种由可在无线通信网络1中操作的无线设备执行的方法。所述无线设备执行以下操作：
激活所述无线设备的单独的定向设备波束；
对于每个激活的单独的定向设备波束，从网络节点接收在单独的定向网络波束中发送的波束参考信号BRS；
在针对所述激活的单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集中，包括所述单独的定向网络波束中的一个或多个第一网络波束；
选择所述活动集中具有最强的接收BRS信号强度或质量的第一网络波束；
在针对所述激活的单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集中，包括所述单独的定向网络波束中的一个或多个第二网络波束，所述一个或多个第二网络波束以高于阈值的信号强度或质量被接收，但未用于数据的发送或接收；以及
向所述网络节点发送第一指示和候选集的第二指示，所述第一指示表明用于所述活动集中的一个或多个第一网络波束的选定第一网络波束和接收BRS强度测量，所述第二指示表明一个或多个第二网络波束以及用于所述一个或多个第二网络波束的一个或多个接收BRS测量。
某些实施例进一步包括使用选定第一网络波束和第一设备波束，向网络节点12发送或从网络节点12接收信令或数据，并且监视所述候选集中的一个或多个第二网络波束的接收BRS强度测量。
在某些实施例中，接收BRS强度测量包括波束参考符号接收功率BRSRP度量。
某些实施例进一步包括在向网络发送选定第一网络波束的指示之后，从所述网络节点接收使用所指示的选定第一网络波束和所述第一设备波束的指令。
某些实施例进一步包括从所述网络节点接收第二指令，所述第二指令命令所述无线设备使用所述候选集的第二网络波束以及所述第一设备波束或所述第二设备波束。
某些实施例进一步包括当所述第一网络波束是所述一个或多个第二网络波束之一时，切换到使用所述第二设备波束和所述第一网络波束。
除了在此专门给出的方式之外，此处的实施例当然可以以其它方式执行而不偏离实施例的基本特征。当前的实施例在所有方面都被视为说明性的而非限制性的，并且落入所附权利要求的含义和等效范围内的所有改变都旨在包含在其中。

Claims (22)

1.一种由无线设备(10)执行的用于管理无线通信网络(1)中的波束成形通信的方法，其中所述无线设备(10)被配置为在所述无线设备(10)处处理单独的定向设备波束，所述方法包括：
通过从所述无线通信网络(1)的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成(202)针对所述无线设备(10)的所述单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集，所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且其中所述活动集将要用于数据的发送或接收；
在所述活动集中选择(203)第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束；
通过从所述无线通信网络(1)的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成(204)针对所述无线设备(10)的所述一个或多个单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集，所述一个或多个第二网络波束基于接收信号强度或质量来选择，但所述一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收；以及
向网络节点(12)发送(205)第一指示和第二指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对所述无线设备(10)的所述第一设备波束的所形成的活动集中的所述一个或多个第一网络波束的所述接收信号强度或质量，所述第二指示表明所形成的监视集的所述一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备(10)的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在发送所述优选网络波束的所述第一指示之后，从所述网络节点(12)接收(206)使用所指示的优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的指令。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，进一步包括：
使用所述优选网络波束和所述第一设备波束，向所述网络节点(12)发送(207)或从所述网络节点(12)接收(207)信令或数据；
监视(208)所述监视集中的所述一个或多个第二网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量测量；以及
向所述网络节点(12)发送(209)所监视的接收信号强度或质量测量。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
从所述网络节点(12)接收(210)第二指令，所述第二指令命令所述无线设备(10)使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
针对信令或数据传输，切换(211)到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，进一步包括：
当所述第一网络波束是所述一个或多个第二网络波束中的第二网络波束时并且当所述监视集中的所述第一网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量高于所述活动集中的所述第一网络波束和所述第一设备波束的接收信号强度或质量时，针对数据的发送或接收，切换(211)到使用所述监视集中的所述第二设备波束。
7.一种由网络节点(12)执行的用于管理无线通信网络(1)中与无线设备(10)的波束成形通信的方法，所述方法包括：
在单独的定向网络波束中向所述无线设备(10)发送(221)相应的参考信号；以及
从所述无线设备(10)接收(222)第一指示和第二指示，所述第一指示表明包括所述网络节点(12)的所述单独的定向网络波束的所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中的优选网络波束、以及用于在针对所述无线设备(10)的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的信号强度或质量，所述第二指示表明针对所述无线设备(10)的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备(10)的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的信号强度或质量。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：在接收所述活动集中的所述优选网络波束的所述第一指示之后，
确定(223)使用所述活动集中的所述优选网络波束和所述无线设备(10)的所述第一设备波束；以及
向所述无线设备(10)发送(224)使用所述活动集的所述优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的第一指令。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的方法，进一步包括：
使用所述优选网络波束和所述无线设备(10)的所述第一设备波束，向所述无线设备(10)发送(225)或从所述无线设备(10)接收(225)信令或数据；以及
从所述无线设备(10)接收(226)所述无线设备(10)的所述监视集的更新信号强度或质量测量。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
基于所述更新接收信号强度或质量测量，确定(227)使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收；以及
向所述无线设备(10)发送(228)第二指令，所述第二指令命令所述无线设备(10)使用所述监视集的所述第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
针对信令或数据传输，切换(229)到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
12.一种无线设备(10)，用于管理无线通信网络(1)中的波束成形通信，其中所述无线设备(10)被配置为在所述无线设备(10)处处理单独的定向设备波束，所述无线设备(10)进一步被配置为：
通过被配置为从所述无线通信网络(1)的多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第一网络波束，形成针对所述无线设备的所述单独的定向设备波束中的第一设备波束的活动集，所述一个或多个第一网络波束基于接收信号强度或质量来选择，并且其中所述活动集将要用于数据的发送或接收；
在所述活动集中选择第一网络波束作为用于数据的发送或接收的优选网络波束；
通过被配置为从所述无线通信网络(1)的所述多个单独的定向网络波束中选择一个或多个第二网络波束，形成针对所述无线设备(10)的所述一个或多个单独的定向设备波束中的第二设备波束的监视集，所述一个或多个第二网络波束基于接收信号强度或质量来选择，但所述一个或多个第二网络波束当前未用于数据的发送或接收；以及
向网络节点(12)发送第一指示和第二指示，所述第一指示表明所述优选网络波束和用于在针对所述无线设备(10)的所述第一设备波束的所形成的活动集中的所述一个或多个第一网络波束的所述接收信号强度或质量，所述第二指示表明所形成的监视集的所述一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备(10)的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的接收信号强度或质量。
13.根据权利要求12所述的无线设备(10)，进一步被配置为：在发送所述优选网络波束的所述第一指示之后，从所述网络节点(12)接收使用所指示的优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的指令。
14.根据权利要求12-13中任一项所述的无线设备(10)，进一步被配置为：
使用所述优选网络波束和所述第一设备波束，向所述网络节点(12)发送或从所述网络节点(12)接收信令或数据；
监视所述监视集中的所述一个或多个第二网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量测量；以及
向所述网络节点(12)发送所监视的接收信号强度或质量测量。
15.根据权利要求14所述的无线设备(10)，进一步被配置为：
从所述网络节点(12)接收第二指令，所述第二指令命令所述无线设备(10)使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
16.根据权利要求15所述的无线设备(10)，进一步被配置为：
针对信令或数据传输，切换到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的无线设备(10)，进一步被配置为：当所述第一网络波束是所述一个或多个第二网络波束中的第二网络波束时并且当所述监视集中的所述第一网络波束和所述第二设备波束的接收信号强度或质量高于所述活动集中的所述第一网络波束和所述第一设备波束的接收信号强度或质量时，针对数据的发送或接收，切换到使用所述监视集中的所述第二设备波束。
18.一种网络节点(12)，用于管理无线通信网络(1)中与无线设备的波束成形通信，所述网络节点(12)被配置为：
在单独的定向网络波束中向所述无线设备(10)发送相应的参考信号；以及
从所述无线设备(10)接收第一指示和第二指示，所述第一指示表明包括所述网络节点(12)的所述单独的定向网络波束的所述无线通信网络的多个单独的定向网络波束中的优选网络波束、以及用于在针对所述无线设备(10)的第一设备波束的所形成的活动集中的一个或多个第一网络波束的信号强度或质量，所述第二指示表明针对所述无线设备(10)的第二设备波束的所形成的监视集的一个或多个第二网络波束以及用于在针对所述无线设备(10)的所述第二设备波束的所形成的监视集中的所述一个或多个第二网络波束的信号强度或质量。
19.根据权利要求18所述的网络节点(12)，进一步被配置为：在接收所述活动集中的所述优选网络波束的所述第一指示之后，
确定使用所述活动集中的所述优选网络波束和所述无线设备(10)的所述第一设备波束；以及
向所述无线设备(10)发送使用所述活动集的所述优选网络波束和所述第一设备波束以用于数据的发送或接收的第一指令。
20.根据权利要求18-19中任一项所述的网络节点(12)，进一步被配置为：
使用所述优选网络波束和所述无线设备(10)的所述第一设备波束，向所述无线设备(10)发送或从所述无线设备(10)接收信令或数据；以及
从所述无线设备(10)接收所述无线设备(10)的所述监视集的更新信号强度或质量测量。
21.根据权利要求20所述的网络节点(12)，进一步被配置为：
基于所述更新接收信号强度或质量测量，确定使用所述监视集的第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收；以及
向所述无线设备(10)发送第二指令，所述第二指令命令所述无线设备(10)使用所述监视集的所述第二网络波束和所述监视集的所述第二设备波束以用于数据的发送或接收。
22.根据权利要求21所述的网络节点(12)，进一步被配置为：
针对信令或数据传输，切换到使用所述监视集的所述第二网络波束和所述第二设备波束。
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