CN108702192B - 毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形 - Google Patents

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Abstract

描述了用于无线通信的方法、系统和设备。基站可以标识与至接收机集合的同时通信相关联的两个(或更多个)波束成形方向。每个接收机可以与两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联。基站可以基于所标识的两个波束成形方向来调度用于与接收机集合的同时通信的资源。基站可以使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输。

Description

毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形
交叉引用
本专利申请要求享有Raghavan等人于2016年6月21日递交的题为“Multi-LayerBeamforming in Millimeter-Wave Multiple-Input/Multiple-Output Systems”的美国专利申请No.15/188,502、以及Raghavan等人于2016年2月22日递交的题为“Multi-LayerBeamforming in Millimeter-Wave Multiple-Input/Multiple-Output Systems”的美国临时专利申请No.62/298,382的优先权；其中每项申请已转让给本申请的受让人。
背景技术
概括地说，下文涉及无线通信，更具体地说，涉及毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形。
无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、视频、分组数据、消息传送、广播等各种类型的通信内容。这些系统可以通过共享可用的系统资源(例如，时间、频率和功率)来支持与多个用户进行通信。此类多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统和正交频分多址(OFDMA)系统。无线多址通信系统可以包括多个基站，每个基站同时支持针对多个通信设备(其可以另外被称为用户设备(UE))的通信。
UE可以被配置为：例如通过多输入/多输出(MIMO)、协作多点(CoMP)或其它方案来与多个演进型节点B(eNB)协作地通信。MIMO技术使用基站上的多个天线或者UE上的多个天线以利用多径环境来发送多个数据流。在其它示例中(例如，在下一代或者5G网络中)，无线多址通信系统可以包括多个智能无线电头端(RH)与多个接入节点控制器(ANC)相通信，其中与ANC相通信的一个或多个RH的集合定义eNB。基站或无线电头端可以在下行链路信道(例如，用于从基站或RH到UE的传输)和上行链路信道(例如，用于从UE到基站或RH的传输)上与UE的集合进行通信。在一些情况下，基站天线可以位于一个或多个天线阵列内，例如，RH内的天线阵列。eNB可以使用多个天线或天线阵列来进行波束成形操作以用于与UE的定向通信。
然而，常规的波束成形技术针对不同的天线或天线阵列(也被称为“天线端口”或简单地“端口”)使用不同的资源。例如，不同的时间频率资源单元(RE)通常与不同的天线端口一起使用以进行参考信号传输、通信等等。一些示例包括使用时分复用或频分复用技术来分离RE。这种技术通常依赖于波束成形的模拟方法，并且不优化对可用资源的利用。
发明内容
本公开内容涉及用于毫米波(mmW)多输入/多输出(MIMO)系统中的多层波束成形的技术。例如，所描述的技术提供了用于标识和选择用于至接收机的同时通信的波束成形方向的演进型节点B(eNB)，例如，mmW基站(MWB)。接收机可以对应于单个用户设备(UE)内的接收链(例如，单用户MIMO(SU-MIMO))、或者可以对应于不同UE的接收机链(例如，多用户MIMO(MU-MIMO))、或者两种特征的组合。在某些示例中，同时通信可以针对每个波束成形方向利用相同的时间频率资源，例如，相同的资源单元(RE)。eNB可以基于与每个接收机相关联的性能度量(例如，用于(在每个接收机处)接收定向主同步信号(DPSS)的传输出发角度或抵达角度、与每个接收机相关联的发射功率要求等等)来标识用于接收机的波束成形方向。eNB可以标识用于接收机的不同波束成形方向并调度用于通信的资源。在一些示例中，eNB可以在调度和/或发送同时通信之前执行干扰消除或调零技术。本公开内容的各方面提供了将RE重用于参考信号、通信等等，这引起具有更高系统吞吐量和更低开销的更高效系统设计。
描述了一种无线通信的方法。所述方法可以包括：确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联。所述方法还可以包括：标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，其中，所述性能度量基于与关联于每个接收机的信噪比(SNR)相关联的发射功率度量以及与关联于至每个接收机的通信的出发角度相关联的波束成形方向度量。所述方法还可以包括：基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向，基于所标识的所述至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的同时通信的资源，以及使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输。
描述了一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括：用于确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向的单元，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联。所述装置还可以包括：用于标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量的单元，其中，所述性能度量基于与关联于每个接收机的SNR相关联的发射功率度量以及与关联于至每个接收机的通信的出发角度相关联的波束成形方向度量。所述装置还可以包括：用于基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向的单元，用于基于所标识的所述至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的同时通信的资源的单元，以及用于使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输的单元。
描述了另一种装置。所述装置可以包括：处理器，与所述处理器电通信的存储器，以及存储在所述存储器中的指令。所述指令可操作为使得所述处理器进行以下操作：确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联。所述指令还可操作为使得所述处理器进行以下操作：标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，其中，所述性能度量基于与关联于每个接收机的SNR相关联的发射功率度量以及与关联于至每个接收机的通信的出发角度相关联的波束成形方向度量。所述指令还可操作为使得所述处理器进行以下操作：基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向，基于所标识的所述至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的同时通信的资源，以及使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输。
描述了一种用于无线通信的非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可以包括指令，所述指令使得处理器进行以下操作：确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联。所述指令还可操作为使得所述处理器进行以下操作：标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，其中，所述性能度量基于与关联于每个接收机的SNR相关联的发射功率度量以及与关联于至每个接收机的通信的出发角度相关联的波束成形方向度量。所述指令还可操作为使得所述处理器进行以下操作：基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向，基于所标识的所述至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的同时通信的资源，以及使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输。
上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于调度相同的时间和频率资源以用于与所述接收机集合中的每个接收机的同时通信的过程、特征、单元或指令。
上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于向一组接收机发送一组定向同步信号的过程、特征、单元或指令，其中所述接收机集合是从所述一组接收机中选择的。上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于从所述一组接收机中的每个接收机接收包括通信参数的反馈消息的过程、特征、单元或指令。上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于基于所述通信参数来标识针对每个接收机的性能度量的过程、特征、单元或指令。
上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于基于所述性能度量在预先确定的范围内而从所述一组接收机中选择所述接收机集合的过程、特征、单元或指令。
在上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述通信参数包括以下各项中的至少一项：与一个或多个定向同步信号相关联的波束成形方向索引值、与每个接收机相关联的SNR、或者其组合。
在上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述通信参数包括以下各项中的至少一项：接收机链计数值、信道质量指示符(CQI)、数据速率要求、或者其组合。
上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于将相同的RE重用于从一组发射机天线端口发送所述定向同步信号的过程、特征、单元或指令。
在上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述性能度量基于针对每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值并且基于波束成形方向度量的差异大于第二阈值。
上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于向所述接收机集合中的每个接收机发送调度消息的过程、特征、单元或指令，所述调度消息包括对所调度的资源的指示。
在上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述调度消息包括与所述接收机集合中的每个接收机相关联的秩指示符(RI)。
上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：用于在执行与所述接收机集合的同时通信之前执行波束成形中的干扰消除过程的过程、特征、单元或指令。
在上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述接收机集合包括UE中的至少两个接收链。
在上面所描述的方法、装置或者非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述接收机集合包括至少两个UE，其中每个UE具有至少一个接收机链。
前述内容已相当宽泛地概述了根据本公开内容的例子的技术和技术优势，以便可以更好地理解下面的详细描述。后文将描述另外的技术和优势。所公开的概念和特定示例可以容易地被用作为用于修改或设计用于执行本公开内容的相同目的的其它结构的基础。这种等效构造没有脱离所附权利要求书的范围。通过以下结合附图时考虑的描述，将更好地理解本文所公开的概念的特征(在其组织和操作方法两方面)以及相关联的优势。提供每幅附图是出于说明和描述的目的，并非要作为权利要求的限制的定义。
附图说明
图1根据本公开内容的各方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的无线通信系统的示例；
图2根据本公开内容的各方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的无线通信系统的示例的图；
图3根据本公开内容的各方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的无线通信系统的示例的图；
图4根据本公开内容的各方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的系统的各方面的示例；
图5至图7根据本公开内容的各方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的装置的框图；
图8根据本公开内容的各方面，示出了包括毫米波多输入/多输出系统中的演进型节点B(eNB)多层波束成形的系统的框图；以及
图9至图11根据本公开内容的各方面，示出了用于毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的方法。
具体实施方式
描述了支持用于毫米波(mmW)多输入/多输出(MIMO)通信系统中的多层波束成形的空间分离和多射频(RF)链能力的技术。所描述的技术可以用于单用户MIMO(SU-MIMO)环境中(例如，不同的波束成形方向指向一用户设备(UE)的不同接收机链和/或天线阵列)和/或多用户MIMO(MU-MIMO)环境中(例如，不同的波束成形方向指向不同的UE)。各方面提供了跨至SU-MIMO UE和/或至MU-MIMO UE的多条路径(例如，在不同方向上波束成形)分离的多个定向波束成形信号。一般而言，网络接入设备(例如，演进型节点B(eNB))可以估计不同UE(或者具有多个接收机链的单个UE)的主导路径，并调度在空间/角度域中分离的多个波束成形方向。eNB可以使用例如干扰之前调零来确定旨在激励各个路径的波束的各方面并针对每条路径使用相同的资源。
例如，eNB可以确定用于至接收机集合的同时通信的两个(或两个以上)波束成形方向(例如，SU-MIMO和/或MU-MIMO)。每个波束成形方向可以与不同的接收机相关联。eNB可以调度用于与接收机集合的同时通信的资源并根据所调度的资源来调度至这组资源的同时传输。
下面的描述提供了示例，而不限制权利要求书中所阐述的范围、适用性或示例。在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以对所讨论的要素的功能和排列做出改变。各种示例可以适当省略、替换或添加各种过程或组件。例如，可以用与所描述的顺序不同的顺序来执行所描述的方法，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将针对一些示例所描述的特征组合到一些其它示例中。
图1根据本公开内容的各个方面，示出了无线通信系统100的示例。无线通信系统100可以包括网络接入设备105、UE 115以及核心网130。核心网130可以提供用户认证、接入授权、跟踪、互联网协议(IP)连接性、以及其它接入、路由或移动性功能。至少一些网络接入设备105(例如，eNB105-a或接入节点控制器(ANC)105-b)可以通过回程链路132(例如，S1、S2等等)与核心网130对接，并且可以执行针对与UE 115的通信的无线配置和调度。在各个示例中，ANC 105-b可以在可以是有线或无线通信链路的回程链路134(例如，X1、X2等等)上直接或间接地(例如，通过核心网130)彼此通信。每个ANC 105-b还可以通过多个智能无线电头端(RH)105-c与多个UE 115进行通信。在无线通信系统100的替代配置中，ANC105-b的功能性可以由RH 105-c提供或者跨eNB 105a的各RH 105-c分布。在无线通信系统100的另一替代配置中，RH 105-c可以用基站来替换，并且ANC 105-b可以由基站控制器(或者至核心网130的链路)来替换。
ANC 105-b可以经由一个或多个RH 105-c与UE 115进行无线通信，其中每个RH105-c具有一个或多个天线。每个RH 105-c可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖，并且可以提供与ANC 105-b相关联的一个或多个远程收发机。RH 105-c可以执行长期演进(LTE)或改进的LTE(LTE-A)基站的许多功能。在一些示例中，可以用分布式形式来实现ANC105-b，其中在每个RH 105-c中提供ANC 105-b的一部分。RH 105-c的地理覆盖区域110可以划分成仅构成覆盖区域的一部分的扇区(未示出)。在一些示例中，网络接入设备105可以用替代的网络接入设备来替换，例如基站收发机、无线基站、接入点、无线收发机、节点B、eNB、家庭节点B、家庭演进型节点B等等。无线通信系统100可以包括不同类型(例如，宏小区和/或小型小区网络接入设备)的RH 105-c(或者基站或其它网络接入设备)。RH 105-c或其它网络接入设备的地理覆盖区域110可以重叠。在一些示例中，不同的eNB 105-a可以与不同的无线接入技术相关联。
在一些示例中，无线通信系统100可以包括5G网络。在其它示例中，无线通信系统100可以包括LTE/LTE-A网络。在一些情况下，无线通信系统100可以是异构网络，其中不同类型的eNB为各个地理区域提供覆盖。例如，每个eNB 105-a或RH 105-c可以为宏小区、小型小区和/或其它类型的小区提供通信覆盖。术语“小区”是3GPP术语，取决于上下文，该术语可以用于描述基站、无线电头端、与基站或无线电头端相关联的载波或分量载波、或者载波或基站的覆盖区域(例如，扇区等等)。
宏小区可以覆盖相对大的地理区域(例如，几千米的半径)，并且可以允许具有与网络提供商的服务订制的UE 115的不受限制的接入。小型小区可以包括与宏小区相比较低功率的无线电头端或基站，并且可以在与宏小区相同或不同的频带中操作。根据各个示例，小型小区可以包括微微小区、毫微微小区和微小区。微微小区可以覆盖相对较小的地理区域，并且可以允许具有与网络提供商的服务订制的UE 115的不受限制的接入。毫微微小区也可以覆盖相对小的地理区域(例如，家庭)，并且可以提供与毫微微小区有关联的UE 115(例如，在封闭用户组(CSG)中的UE、针对家庭中的用户的UE等等)的受限制的接入。用于宏小区的eNB可以被称为宏eNB。用于小型小区的eNB可以被称为小型小区eNB、微微eNB、毫微微eNB或家庭eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等等)小区(例如，分量载波)。
无线通信系统100可以支持同步或异步操作。对于同步操作，eNB 105a和/或RH105-c可以具有类似的帧定时，并且来自不同eNB 105a和/或RH105-c的传输可以在时间上大致对齐。对于异步操作，eNB 105a和/或RH105-c可以具有不同的帧定时，并且来自不同eNB 105a和/或RH 105-c的传输可以在时间上不对齐。本文所描述的技术可以用于同步或异步操作。
可以容纳各个所公开示例中的一些示例的通信网络可以是根据分层协议栈来操作的基于分组的网络。在用户平面中，在承载或分组数据汇聚协议(PDCP)层处的通信可以是基于IP的。在一些情况下，无线链路控制(RLC)层可以执行分组分段和重组以在逻辑信道上进行通信。介质访问控制(MAC)层可以执行优先级处理并将逻辑信道复用到传输信道中。MAC层还可以使用混合ARQ(HARQ)在MAC层处提供重传以改善链路效率。在控制平面中，无线资源控制(RRC)协议层可以提供对UE 115与无线电头端105-c、ANC 105-b、或支持用于用户平面数据的无线承载的核心网130之间的RRC连接的建立、配置和维护。在物理(PHY)层，传输信道可以映射到物理信道。
UE 115可以分散在整个无线通信系统100中，并且每个UE 115可以是固定的或移动的。UE 115还可以包括或者被本领域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、或者某种其它适当的术语。UE 115可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、平板计算机、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、万物互联网(IoE)设备、或者具有无线通信接口的其它电子设备。UE 115可以与各种类型的eNB 105-a、RH 105-c、基站、接入点、或其它网络接入设备(包括宏eNB、小型小区eNB、中继基站等等)进行通信。UE 115还可以与其它UE直接通信(例如，使用对等(P2P)协议)。
无线通信系统100中所示出的通信链路125可以包括从UE 115到RH105-c的上行链路(UL)信道和/或从RH 105-c到UE 115的下行链路(DL)信道。下行链路信道也可以被称为前向链路信道，而上行链路信道也可以被称为反向链路信道。
每个通信链路125可以包括一个或多个载波，其中每个载波可以是由根据一种或多种无线接入技术来调制的多个子载波或音调(例如，不同频率的波形信号)组成的信号。每个经调制的信号可以在不同的子载波上发送，并且可以携带控制信息(例如，参考信号、控制信道等等)、开销信息、用户数据等等。通信链路125可以使用FDD技术(例如，使用配对的频谱资源)或时分双工技术(例如，使用未配对的频谱资源)来发送双向通信。可以定义用于FDD的帧结构(例如，帧结构类型1)和用于TDD的帧结构(例如，帧结构类型2)。
在无线通信系统100的一些示例中，RH 105-c和/或UE 115可以包括多个天线以便采用天线分集方案来改善RH 105-c与UE 115之间的通信质量和可靠性。另外地或替代地，RH 105-c和/或UE 115可以采用MIMO技术，该MIMO技术可以利用多径环境来发送携带相同或不同经编码数据的多个空间层。
无线通信系统100可以支持在多个小区或载波上的操作，这种特征可以被称为载波聚合(CA)或多载波操作。载波还可以被称为分量载波(CC)、层、信道等等。术语“载波”、“分量载波”、“小区”和“信道”在本文中可以互换地使用。UE 115可以被配置有用于载波聚合的多个下行链路CC和一个或多个上行链路CC。载波聚合可以与FDD和TDD分量载波二者一起使用。
在一些示例中，无线通信系统100可以在使用从700MHz至2600MHz(2.6GHz)的频带的超高频(UHF)区域中操作，尽管在一些情况下WLAN网络可以使用高至4GHz的频率。该区域还可以被称为分米频带，因为波长的长度范围从大约一分米到一米。UHF波可以主要通过视线传播，并可能被建筑物和环境特征阻挡。然而，这些波可以充分地穿透墙壁以向位于室内的UE 115提供服务。与使用频谱的高频(HF)或甚高频(VHF)部分的较小频率(和较长波)的传输相比，UHF波的传输的特征在于较小的天线和较短的距离(例如，小于100km)。在一些情况下，无线通信系统100还可以利用频谱的极高频(EHF)部分(例如，从30GHz至300GHz)。该区域也可被称为毫米频带，因为波长的长度范围从大约一毫米到一分米。因此，EHF天线可能比UHF天线甚至更小并且间隔更紧密。在一些情况下，这可促进对UE 115内的天线阵列的使用(例如，用于定向波束成形)。然而，EHF传输可能经受比UHF传输甚至更大的大气衰减和更短的距离。
一个或多个网络接入设备105可以包括通信管理器140。在一些示例中，通信管理器140可以用于确定与至接收机集合(例如，UE 115和/或不同UE 115处的不同接收链)的同时通信相关联的至少两个波束成形方向。该接收机集合中的每个接收机可以与不同的波束成形方向相关联。通信管理器140还可以用于根据该至少两个波束成形方向来调度用于与该接收机集合的同时通信的资源。通信管理器140可以将相同的时间/频率资源调度用于通信。通信管理器140还可以用于使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输。通信管理器140的各方面可以跨eNB 105-a、ANC 105-b和/或RH 105-c来实现。
图2示出了用于毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的无线通信系统200的示例。无线通信系统200可以包括基站105-d、UE 115-a和UE 115-b，基站105-d、UE 115-a和UE 115-b可以是参考图1所描述的对应设备的示例。例如，基站105-d可以包括参考图1所描述的网络接入设备(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)的各方面。基站105-d可以包括至少一个天线阵列205，该至少一个天线阵列205可以是RH 105-c、eNB105-a等等的示例。通常，天线阵列205可以包括可以用于在不同波束成形方向上的同时传输的一个或多个天线(端口)。
通常，多层波束成形可以指基站105-d在至少两个不同的波束成形方向上发送经波束成形的信号(例如，以不同角度或沿不同路径发送的信号)。例如，基站105-d可以在由指向UE 115-a的方向“d1”构成的第一层中发送经波束成形的信号并在由指向UE 115-b的方向“d2”构成的第二层中发送另一经波束成形的信号。如先前讨论的，示例性无线通信系统200示出了其中UE 115-a和115-b构成接收机集合的MU-MIMO环境。经波束成形的传输可以用于与接收机集合的同时通信。
基站105-d可以支持所描述的用于多层波束成形的技术。在一些方面中，基站105-d可以在N个波束上向其覆盖区域内的所有UE(例如，向UE 115-a和115-b)发送定向同步信号(例如，DPSS)。每个DPSS波束可以被称为fDPSS,1…fDPSS,N，其中N是指DPSS波束方向的总数。每个DPSS信号可以在特定的经波束成形方向上发送，并且基站105-d可以用循环方式来发送这种DPSS信号以在其覆盖区域内提供全面覆盖。每个所发送的DPSS可以包括对传输的波束成形方向进行标识的信息、基站105-d身份等等。基站105-d可以单独地或与其它天线阵列合作地使用天线阵列205，以便用所描述的经波束成形的方式来发送DPSS。基站105-d可以利用相同的时间/频率域和用于DPSS传输的资源(例如，相同的资源单元(RE))，用于跨所有天线端口的DPSS传输。将相同的RE重用于多个天线端口减小了导频信号开销并提供更高效的系统设计(例如，更高的吞吐率、更低的延时、改善的安全性等等)。
覆盖区域内的UE 115可以在M个波束上接收DPSS信号。M可以指在其上组合每个所发送的DPSS信号的波束的数量，例如，UE 115(例如，可以是UE 115-a和/或UE 115-b的示例的UE1)可以逐步通过被标记为gDPSS，1，…gDPSS,M的一组组合波束。对于每个接收到的DPSS信号，UE 115可以确定DPSS信号的出发和抵达角度、接收信号强度、信号与干扰噪声比(SNR)等等。接收一个以上DPSS信号的UE 115可以确定在eNB侧和UE侧最适合于通信的波束方向，例如，具有最高的接收信号强度、最少干扰、支持最高调制和编码方案(MCS)等等。
每个UE 115(例如，UE 115-a和115-b)随后可以向基站105-d发送反馈信息或消息。反馈消息可以包括用于至基站105-d的传输的最佳波束(例如，最适合于通信的波束)的索引。反馈消息还可以包括针对每个接收到的DPSS波束确定的SNR信息。在一些示例中，可以使用随机接入信道(RACH)来发送反馈信息。UE 115还可以发送与其速率要求相关的信息、UE 115具有用于接收的RF链的数量、与多层波束成形相关联的信道质量度量、以及针对接收到的DPSS波束的出发或抵达角度。在一些示例中，UE1可以在为具有组合器gDPSS,j1的波束i1保留的反向链路时隙中发送反馈消息，其中
Figure BDA0001770894810000121
其中H1是指eNB与UE1之间的信道矩阵。在一些示例中，UE1可以基于所描述的功能而在反馈消息中包括SNR信息。
基站105-d随后可以确定用于接收机集合的至少两个波束成形方向(或者不需要对应于方向的波束成形向量)以用于同步通信。每个波束成形方向/向量对于每个接收机可以不同。通常，所选择的波束成形方向/向量可以使用在空间/角度/波束空间域中的分离以最小化或消除各波束之间的干扰。在一些方面中，基站105-d可以确定与提供反馈信息的每个接收机相关联的性能度量。基站105-d可以基于针对接收机集合的性能度量(例如，性能度量在预先确定的范围内等等)来确定波束成形方向。
性能度量可以至少部分地基于从UE 115接收到的反馈消息，例如，针对每个UE115的信道质量指示符度量、抵达或出发角度、速率要求等等。例如，具有类似速率要求的UE115可以包括在接收机集合中。在一些方面中，性能度量可以基于用户吞吐量、系统吞吐量、延时、SNR等等。
性能度量还可以基于发射功率度量。例如，基站105-d可以确定最大可用发射功率并标识具有类似发射功率要求的UE 115。基站105-d可以基于具有类似的＝发射功率要求的UE 115来选择用于接收机集合的UE 115，其中该接收机集合的总发射功率在最大可用发射功率内。
在一个非限制性示例中，用于选择用于接收机集合的UE 115的性能度量可以包括
Figure BDA0001770894810000131
Figure BDA0001770894810000132
其中AoD是指至某个UE的主导路径的出发角度，并且Pdom是指与该路径相关联的发射功率要求。可容许的接收机集合可以包括来自有资格被调度用于与UEi的同时传输的Ai的随机UE。例如，来自Ai的使(可以是加权的)总速率(或适当的网络性能度量)最大化的最佳UE与UEi一起调度。
基站105-d可以选择用于接收机集合的UE 115(例如，UE 115-a和115-b)并且调度用于至该接收机集合的同时通信的资源。基站105-d可以针对至接收机集合的同时通信调用相同的资源，例如，相同的时间资源/域和/或相同的频率资源/域。基站105-d可以将所调度的资源信息传达给接收机集合中的UE 115。例如，基站105-d可以发送传达所调度资源的调度消息。基站105-d也可以标识与接收机集合中的每个UE 115相关联的秩指示符，并将该秩指示符传达给该接收机集合。例如，秩指示符可以基于反馈度量。基站105-d可以使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输。
在一些示例中，基站105-d可以在执行同时通信之前执行波束成形中的干扰消除。例如并且在MU-MIMO环境中，基站105-d可以在传输之前利用波束控制(beam steering)方案、迫零方案、广义特征向量方案等等来执行干扰消除。波束控制方案可以包括基站105-d针对UE1沿fDPSS,i1、针对UE2沿fDPSS,i2进行波束成形，以此类推。迫零方案可以包括基站105-d基于假定每个UE 115处的完美组合，并在UE1和UE2处产生对“信道的发送特征空间”的秩1近似。基站105-d可以获得用于波束形成向量的组合信道近似的伪逆的单位正常列。迫零方案可以基于
Figure BDA0001770894810000141
其中
Figure BDA0001770894810000142
Figure BDA0001770894810000143
广义特征向量方案可以包括基站105-d使用与迫零方案中相同的假设并基于
Figure BDA0001770894810000144
来近似目标函数，其中对于适当选择的α(在一些示例中，基于所关注的最优化场景而获得)
Figure BDA0001770894810000145
基站105-d可以使用所调度的资源并根据至接收机集合的所调度传输来执行同时通信。UE 115-a和115-b可以使用调度消息中所包括的信息来接收传输。
图3示出了用于毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的无线通信系统300的示例。无线通信系统300可以包括基站105-e和UE 115-c，基站105-e和UE 115-c可以是参考图1和/或图2所描述的对应设备的示例。例如，基站105-e可以包括参考图1所描述的网络接入设备105(例如，eNB105-a、ANC 105-b或RH 105-c)的各方面。基站105-e可以包括至少一个天线阵列205-a，该至少一个天线阵列205-a可以是图2的天线阵列205的示例。通常，天线阵列205-a可以包括可以用于在不同波束成形方向上的同时传输的一个或多个天线(端口)。
通常，无线通信系统300示出了支持针对UE中的一个以上接收链的多层波束成形的SU-MIMO环境的示例。例如，UE 115-c可以包括一个以上天线阵列305(例如，天线阵列305-a、305-b、305-c、305-d)，其中每个天线阵列位于UE 115-c上的不同位置。每个天线阵列可以与UE 115-c的不同接收机链相关联，并且因此UE 115-c可以支持同时接收两个不同的信号。如参考图2所讨论的，UE 115-c可以基于沿不同波束接收到的DPSS传输来向基站105-e提供反馈消息。反馈消息可以包括指示哪个波束方向最适合于通信的波束索引、哪个波束方向下一个最适合于通信、以此类推。在图3的示例中，UE 115-c反馈消息可以指示UE115-c沿主导路径“d1”接收到最佳波束方向，并且沿辅助路径“d2”接收到第二最佳波束方向。在一些示例中，辅助路径d2可以包括其中波束从对象反射的间接路径。要理解，辅助路径d2可以由于其它因素(例如，环境条件)而是间接的。
因此，在示例性无线通信系统300中，基站105-e可以选择包括UE 115-c的两个接收链的接收机集合，每个接收链与不同的波束成形方向相关联。基站105-e随后可以确定波束成形方向、调度资源、并调度对至接收机集合(在该示例中，UE 115-c的接收机链)的同时传输的传输。基站105-e可以向UE 115-c的接收机链发送两个经波束成形的信号，第一信号沿主导路径d1并且第二信号沿辅助路径d2。
图4示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的系统的各方面的示例的图400。图400可以由基站来实现，例如参考图1-图3所描述的网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b、RH 105-c或基站105-d、105-e)。通常，图400示出了利用相同的资源来进行参考信号传输的网络接入设备105的各方面。
例如，网络接入设备105可以包括天线端口0(被标识为端口405)和第二天线端口1(被标识为端口410)。每个端口可以用于定向波束成形传输。通常，网络接入设备105可以发送针对上述波束成形方向的参考信号，其中用于接收机集合的波束成形方向使得各波束之间的相互干扰最小。对于(图400中所示出的)导频信号结构和数据通信，网络接入设备105可以跨所标识的波束成形方向使用相同的时间频率资源而无需在时间、频率或码域中分离。
在图400中，网络接入设备105可以跨天线端口(例如，端口405和端口410)使用相同的资源单元(RE)415来进行参考信号传输。RE 420示出了可能不用于在任一端口上的传输的RE，这取决于基站确定。因此，空中资源使用相对于常规参考信号传输可以是高效的并且可以改善整体系统性能。
图5根据本公开内容的各个方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的装置500的框图。装置500可以是如参考图1-图3所描述的网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)或基站105-d、105-e的各方面的示例。装置500可以包括接收机505、通信管理器510、以及发射机515。装置500还可以包括处理器。这些组件中的每个组件可以彼此通信。
接收机505可以接收信息，例如与各种信息信道(例如，控制信道、数据信道、以及与毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形相关的信息等等)相关联的分组、用户数据或控制信息。信息可以传递给设备的其它组件。接收机505可以是参考图8所描述的收发机825的各方面的示例。
通信管理器510可以确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中该接收机集合中的每个接收机与该至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联，基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与接收机集合的同时通信的资源，以及使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输。通信管理器510还可以是分别参考图1和图8所描述的通信管理器140和/或805的各方面的示例。
发射机515可以发送从装置500的其它组件接收的信号。在一些示例中，发射机515可以与接收机共置在收发机模块中。例如，发射机515可以是参考图8所描述的收发机825的各方面的示例。发射机515可以包括单个天线，或者根据本公开内容的各方面，发射机515可以包括多个天线。
图6根据本公开内容的各个方面，示出了支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的装置600的框图。装置600可以是参考图1-图3所描述的网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)或基站105-d、105-e的各方面的示例。装置600可以包括接收机605、通信管理器610、以及发射机625。装置600还可以包括处理器。这些组件中的每个组件可以彼此通信。
接收机605可以接收信息，该信息可以传递给设备的其它组件。接收机605还可以执行参考图5的接收机505所描述的功能。接收机605可以是参考图8所描述的收发机825的各方面的示例。
通信管理器610可以是参考图5所描述的通信管理器510的各方面的示例。通信管理器610可以包括波束成形确定组件615和资源调度组件620。通信管理器610可以是分别参考图1和图8所描述的通信管理器140和/或805的各方面的示例。
波束成形确定组件615可以基于性能度量来确定用于每个接收机的波束成形方向，并确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中该接收机集合中的每个接收机与该至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联。在一些情况下，接收机集合包括UE中的至少两个接收链。在一些情况下，接收机集合包括至少两个UE，其中每个UE具有至少一个接收机链。
资源调度组件620可以基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与接收机集合的同时通信的资源，使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输，向接收机集合中的每个接收机发送调度消息，该调度消息包括对所调度的资源的指示，以及调度相同的时间和频率资源以用于与接收机集合中的每个接收机的同时通信。在一些情况下，调度消息包括与接收机集合中的每个接收机相关联的秩指示符。
发射机625可以发送从装置600的其它组件接收的信号。在一些示例中，发射机625可以与接收机共置在收发机模块中。例如，发射机625可以是参考图8所描述的收发机825的各方面的示例。发射机625可以利用单个天线，或者根据本公开内容的各方面，发射机625可以利用多个天线。
图7示出了通信管理器700的框图，该通信管理器700可以是装置500或装置600的对应组件的示例。即，通信管理器700可以是参考图5和图6所描述的通信管理器510或通信管理器610的各方面的示例。通信管理器700还可以是分别参考图1和图8所描述的通信管理器140和/或805的各方面的示例。
通信管理器700可以包括性能度量组件705、波束成形确定组件710、资源调度组件715和干扰消除组件720。这些模块中的每个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
性能度量组件705可以标识与接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，向一组接收机发送一组定向同步信号，其中从该组接收机中选择接收机集合，从该组接收机中的每个接收机接收包括通信参数的反馈消息，基于通信参数来标识针对每个接收机的性能度量，基于性能度量在预先确定的范围内而从该组接收机中选择接收机集合，确定用于同时传输的适当的波束成形向量，以及将相同的资源单元重用于从一组发射机天线端口发送定向同步信号。在一些情况下，通信参数包括以下各项中的至少一项：与一个或多个定向同步信号相关联的波束成形方向索引值、与每个接收机相关联的SNR、或者其组合。在一些情况下，通信参数包括以下各项中的至少一项：接收机链计数值、信道质量指示符(CQI)、数据速率要求、或者其组合。在一些情况下，性能度量还基于以下各项中的至少一项：与关联于每个接收机的SNR相关联的发射功率度量、与关联于至每个接收机的通信的出发角度相关联的波束成形方向度量、或者其组合。在一些情况下，性能度量基于每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值并基于波束成形方向度量的差异大于第二阈值，如下面针对等式
Figure BDA0001770894810000181
Figure BDA0001770894810000182
所描述的，其中AoD是指至UE的主导路径的出发角度，并且Pdom是指与该路径相关联的发射功率要求。
波束成形确定组件710可以基于性能度量来确定用于每个接收机的波束成形方向，并确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向/向量，其中该接收机集合中的每个接收机与该至少两个波束成形方向/向量中的不同波束成形方向/向量相关联。在一些情况下，接收机集合包括UE中的至少两个接收链。在一些情况下，接收机集合包括至少两个UE，其中每个UE具有至少一个接收机链。
资源调度组件715可以向接收机集合中的每个接收机发送调度消息，该调度消息包括对所调度的资源的指示，基于所标识的至少两个波束成形方向/向量来调度用于与接收机集合的同时通信的资源，使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输，以及调度相同的时间和频率资源以用于与接收机集合中的每个接收机的同时通信。在一些情况下，调度消息包括与接收机集合中的每个接收机相关联的秩指示符。
干扰消除组件720可以在执行与接收机集合的同时通信之前执行波束成形中的干扰消除过程。例如，干扰消除组件720可以在传输之前利用波束控制方案、迫零方案、广义特征向量方案等等来执行干扰消除，如上所述。
图8根据本公开内容的各个方面，示出了包括被配置为支持毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的设备的无线系统800的图。例如，系统800可以包括基站105-f，该基站105-f可以是如参考图1至图3和图5至图7所描述的装置500、装置600、网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)、或基站105-d、105-e的示例。基站105-f还可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发送通信的组件以及用于接收通信的组件。例如，基站105-f可以与一个或多个UE 115进行双向通信。
基站105-f还可以包括通信管理器805、存储器810、处理器820、收发机825、天线830、基站通信模块835以及网络通信模块840。这些模块中的每个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
通信管理器805可以是如参考图1至图3和图5至图7所描述的通信管理器的示例。
存储器810可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器810可以存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件815，当该指令被执行时使得处理器820执行本文所描述的各种功能(例如，毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形等等)。在一些情况下，软件815可以不直接由处理器820执行，而是可以使得计算机(例如，当被编译和执行时)执行本文所描述的功能。处理器820可以包括智能硬件设备(例如，中央处理器单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等等)。
收发机825可以经由一个或多个天线、有线或无线链路与一个或多个网络进行双向通信，如上所述。例如，收发机825可以与基站(例如，基站105-g或基站105-h)或UE 115进行双向通信。收发机825还可以包括调制解调器，以用于对分组进行调制并将经调制的分组提供给天线以供传输，以及对从天线接收的分组进行解调。
在一些情况下，基站105-f可以包括一个以上天线830，这些天线可以并发地发送或接收多个无线传输。
基站通信模块835可以管理与其它基站(例如，基站105-g或105-h)的通信，并且可以包括控制器或调度器以用于与其它基站进行合作来控制与UE 115的通信。例如，基站通信模块835可以协调针对至UE 115的传输的调度以用于各种干扰缓解技术，例如波束成形或联合传输。在一些示例中，基站通信模块835可以提供LTE/LTE-A无线通信网络技术内的X2接口，以提供基站之间的通信。
网络通信模块840可以管理与核心网的通信(例如，经由一个或多个有线回程链路)。例如，网络通信模块840可以为客户端设备(例如，一个或多个UE 115)管理数据通信的传输。
图9根据本公开内容的各个方面，示出了用于毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的方法900的流程图。方法900的操作可以由诸如参考图1至图3所描述的网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)和/或基站105-d、105-e或者其组件等设备来实现。例如，可以由如本文所描述的通信管理器来执行方法900的操作。在一些示例中，网络接入设备105(例如eNB 105-a、ANC 105-b和/或RH 105-c)可以执行代码集以控制设备的功能元件执行下面所描述的功能。另外地或替代地，网络接入设备105可以使用专用硬件来执行下面所描述的功能的方面。
在框905处，网络接入设备105可以确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中该接收机集合中的每个接收机与该至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的波束成形确定组件来执行框905的操作。
在框910处，网络接入设备105可以标识与接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量。性能度量可以基于与关联于每个接收机的SNR相关联的发射功率度量、以及与关联于至每个接收机的通信的出发角度相关联的波束成形方向度量，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的性能度量组件来执行框910的操作。
在框915处，网络接入设备105可以基于与每个接收机相关联的性能度量来确定至少两个波束成形方向，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的波束成形确定组件来执行框915的操作。
在框920处，网络接入设备105可以基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与接收机集合的同时通信的资源，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的资源调度组件来执行框920的操作。
在925处，网络接入设备105可以使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的资源调度组件来执行框925的操作。
图10根据本公开内容的各个方面，示出了用于毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的方法1000的流程图。方法1000的操作可以由诸如参考图1至图3所描述的网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)和/或基站105-d、105-e或者其组件等设备来实现。更具体而言，可以实现方法1000的操作以便使用所调度的资源和/或网络接入设备105或者其组件来调度至接收机集合的同时传输，如参考图1至图4所描述的。例如，可以由如本文所描述的通信管理器来执行方法1000的操作。在一些示例中，网络接入设备105可以执行代码集以控制设备的功能元件执行下面所描述的功能。另外地或替代地，网络接入设备105可以使用专用硬件来执行下面所描述的功能的方面。
在框1005处，网络接入设备105可以标识与接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的性能度量组件来执行框1005的操作。
在框1010处，网络接入设备105可以基于性能度量来确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中该接收机集合中的每个接收机与该至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的波束成形确定组件来执行框1010的操作。
在框1015处，网络接入设备105可以基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与接收机集合的同时通信的资源，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的资源调度组件来执行框1015的操作。
在框1020处，网络接入设备105可以使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的资源调度组件来执行框1020的操作。
图11根据本公开内容的各个方面，示出了用于毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形的方法1100的流程图。方法1100的操作可以由诸如参考图1至图3所描述的网络接入设备105(例如，eNB 105-a、ANC 105-b或RH 105-c)和/或基站105-d、105-e或者其组件等设备来实现。更具体而言，可以实现方法1100的操作以便使用所调度的资源和/或网络接入设备105或者其组件来调度至接收机集合的同时传输，如参考图1至图4所描述的。例如，可以由如本文所描述的通信管理器来执行方法1100的操作。在一些示例中，网络接入设备105可以执行代码集以控制设备的功能元件执行下面所描述的功能。另外地或替代地，网络接入设备105可以使用专用硬件来执行下面所描述的功能的方面。
在框1105处，网络接入设备105可以向各接收机发送一组定向同步信号，其中从这些接收机中选择接收机集合，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的性能度量组件来执行框1105的操作。
在框1110处，网络接入设备105可以从这组接收机中的每个接收机接收包括通信参数的反馈消息，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的性能度量组件来执行框1110的操作。
在框1115处，网络接入设备105可以基于通信参数来标识针对每个接收机的性能度量，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的性能度量组件来执行框1115的操作。
在框1120处，网络接入设备105可以基于性能度量在预先确定的范围内而从各接收机中选择接收机集合，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的性能度量组件来执行框1120的操作。
在框1125处，网络接入设备105可以基于性能度量来确定与至接收机集合的同时通信相关联的至少两个波束成形方向，其中该接收机集合中的每个接收机与该至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的波束成形确定组件来执行框1125的操作。
在框1130处，网络接入设备105可以基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与接收机集合的同时通信的资源，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的资源调度组件来执行框1130的操作。
在框1135处，网络接入设备105可以使用所调度的资源来调度至接收机集合的同时传输，如上面参考图2至图4所描述的。在某些示例中，可以由如参考图6和图7所描述的资源调度组件来执行框1135的操作。
应当注意，这些方法描述了可能的实现方式，并且可以重新排列或以其它方式修改操作和步骤，以使得其它实现方式是可能的。在一些示例中，可以组合来自这些方法中的两个或更多个方法的各方面。例如，每个方法的各方面可以包括本文所描述的其它方法或其它步骤或技术的步骤或方面。因此，本公开内容的各方面可以提供毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形。
提供本文的描述以使得本领域技术人员能够实施或使用本公开内容。对本公开内容的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开内容的范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其它变型。因此，本公开内容不是要受限于本文所描述的示例和设计，而是要被给予与本文所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
本文所描述的功能可以用硬件、由处理器执行的软件、固件，或者其任意组合来实现。如果用由处理器执行的软件来实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者通过计算机可读介质发送。其它的示例和实现方式落入本公开内容和所附权利要求的范围内。例如，由于软件的本质，上面所描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬接线或者这些中的任意的组合来实现。实现功能的特征还可以物理地位于各种位置，包括被分布为使得功能的各部分在不同物理(PHY)位置处实现。此外，如本文所使用的，包括在权利要求中所使用的，如在项目列表(例如，由诸如“中的至少一个”作为后缀或“一个或多个”作为前缀的项目列表)中所使用的“或”表示包含(inclusive)列表，使得例如“A、B或C中的至少一个”的列表意指：A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。
计算机可读介质包括非暂时性计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括有助于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。非暂时性存储介质可以是能够由通用计算机或专用计算机存取的任何可用介质。举例而言而非限制，非暂时性计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、压缩光盘(CD)ROM或者其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并且能够由通用计算机或专用计算机或者通用处理器或专用处理器存取的任何其它非暂时性介质。此外，任何连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在介质的定义中。如本文所使用的，磁盘(disk)和光盘(disc)包括CD、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘利用激光来光学地复制数据。上面各项的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
本文所描述的技术可以用于诸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、单载波频分多址(SC-FDMA)和其它系统之类的各种无线通信系统。术语“系统”和“网络”经常互换使用。CDMA系统可以实现诸如CDMA2000、通用陆地无线接入(UTRA)等无线技术。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本0和版本A通常被称为CDMA2000 1X、1X等等。IS-856(TIA-856)通常被称为CDMA2000 1xEV-DO、高速率分组数据(HRPD)等。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其它变型。TDMA系统可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)之类的无线技术。OFDMA系统可以实现诸如超移动宽带(UMB)、演进型UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、闪速OFDM等无线技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System(UMTS))的一部分。3GPP LTE和LTE-A是使用E-UTRA的UMTS新版本。在来自被称为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-a和GSM。在来自被称为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。本文所描述的技术可以用于上面提到的系统和无线技术以及其它系统和无线技术。尽管这些技术在LTE应用以外也适用，然而，出于举例的目的，本文的描述描述了LTE系统，并且在上面大部分的描述中使用LTE术语。
在LTE/LTE-A网络中，包括在本文所描述的网络中，术语eNB通常可以用于描述基站。本文所描述的无线通信系统可以包括异构的LTE/LTE-A网络，其中不同类型的eNB为各个地理区域提供覆盖。例如，每个eNB或基站可以为宏小区、小型小区或者其它类型的小区提供通信覆盖。术语“小区”是3GPP术语，取决于上下文，该术语可以用于描述基站、与基站相关联的载波或CC、或者载波或基站的覆盖区域(例如，扇区等等)。
基站可以包括或者可以被本领域技术人员称为基站收发机、无线基站、接入点(AP)、无线收发机、节点B、eNB、家庭节点B、家庭演进型节点B、或者某种其它适当的术语。基站的地理覆盖区域可以划分成仅构成覆盖区域的一部分的扇区。本文所描述的无线通信系统可以包括不同类型的基站(例如，宏小区基站或小型小区基站)。本文所描述的UE可以与各种类型的基站和网络设备(包括宏eNB、小型小区eNB、中继基站等等)进行通信。针对不同的技术可能存在重叠的地理覆盖区域。在一些情况下，不同的覆盖区域可以与不同的通信技术相关联。在一些情况下，针对一种通信技术的覆盖区域可以与关联于另一种技术的覆盖区域相重叠。不同的技术可以与相同的基站或者与不同的基站相关联。
宏小区通常覆盖相对大的地理区域(例如，几千米的半径)，并且可以允许具有与网络提供商的服务订制的UE的不受限制的接入。与宏小区相比，小型小区是较低功率的基站，其中小型小区可以在与宏小区相同或不同的(例如，许可、未许可等等)的频带中操作。根据各个示例，小型小区可以包括微微小区、毫微微小区和微小区。例如，微微小区可以覆盖小的地理区域，并且可以允许具有与网络提供商的服务订制的UE的不受限制的接入。毫微微小区也可以覆盖小的地理区域(例如，家庭)，并且可以提供与毫微微小区有关联的UE(例如，在封闭用户组(CSG)中的UE、针对家庭中的用户的UE等等)的受限制的接入。用于宏小区的eNB可以被称为宏eNB。用于小型小区的eNB可以被称为小型小区eNB、微微eNB、毫微微eNB或家庭eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等等)小区(例如，分量载波(CC))。UE可以与各种类型的基站和网络设备(包括宏eNB、小型小区eNB、中继基站等等)进行通信。
本文所描述的无线通信系统可以支持同步或异步操作。对于同步操作，基站可以具有类似的帧定时，并且来自不同基站的传输可以在时间上大致对齐。对于异步操作，基站可以具有不同的帧定时，并且来自不同基站的传输可以在时间上不对齐。本文所描述的技术可以用于同步或异步操作。
本文所描述的DL传输还可以被称为前向链路传输，而UL传输还可以被称为反向链路传输。本文所描述的每个通信链路(包括例如图1和图2的无线通信系统100和200)可以包括一个或多个载波，其中每个载波可以是由多个子载波(例如，不同频率的波形信号)组成的信号。每个经调制的信号可以在不同的子载波上发送，并且可以携带控制信息(例如，参考信号、控制信道等等)、开销信息、用户数据等等。本文所描述的通信链路(例如，图1的通信链路125)可以使用频分双工(FDD)(例如，使用配对的频谱资源)或时分双工(TDD)操作(例如，使用未配对的频谱资源)来发送双向通信。可以定义用于FDD的帧结构(例如，帧结构类型1)和用于TDD的帧结构(例如，帧结构类型2)。
因此，本公开内容的各方面可以提供毫米波多输入/多输出系统中的多层波束成形。应当注意，这些方法描述了可能的实现方式，并且可以重新排列或以其它方式修改操作和步骤，以使得其它实现方式是可能的。在一些示例中，可以组合来自这些方法中的两个或更多个方法的各方面。
可以利用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合，来实现或执行结合本文公开内容所描述的各种说明性的框和模块。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器，或者任何其它此种配置)。因此，可以由至少一个集成电路(IC)上的一个或多个其它处理单元(或内核)来执行本文所描述的功能。在各个示例中，可以使用不同类型的IC(例如，结构化/平台ASIC、FPGA或者另一个半定制IC)，可以用本领域已知的任何方式对所述不同类型的IC编程。还可以利用包含在存储器中的、被格式化为由一个或多个通用或专用处理器来执行的指令，全部或部分地实现每个单元的功能。
在附图中，类似的组件或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种组件可以通过在附图标记后附上破折号以及在类似组件之间进行区分的第二标记来加以区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，则该描述适用于具有相同的第一附图标记的类似组件中的任何一个，而不考虑第二附图标记。

Claims (26)

1.一种用于无线通信的方法，包括：
确定与至接收机集合的同时毫米波mmW通信相关联的至少两个波束成形方向，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联；
向从其中选择所述接收机集合的多个接收机发送多个定向同步信号；
从所述多个接收机中的每个接收机并且至少部分地基于发送所述多个定向同步信号，接收包括通信参数的反馈消息，其中，所述通信参数包括数据速率要求；
至少部分地基于所述数据速率要求，标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，其中，所述性能度量基于每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值以及波束成形方向度量的差异大于第二阈值；
基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向；
基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的所述同时mmW通信的相同的时间和频率资源；以及
使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于与所述接收机集合中的每个接收机的所述同时mmW通信的所述相同的时间和频率资源在时频域或码域中不分离。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述性能度量在预先确定的范围内而从所述多个接收机中选择所述接收机集合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信参数包括以下各项中的至少一项：与一个或多个定向同步信号相关联的波束成形方向索引值、与每个接收机相关联的SNR、或者其组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，发送所述多个定向同步信号包括：
将相同的资源单元RE重用于从多个发射机天线端口发送所述多个定向同步信号，以及
其中，所述通信参数还包括以下各项中的至少一项：接收机链计数值、信道质量指示符CQI、或者其组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述性能度量基于针对每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值并且基于所述相应波束成形方向度量的所述差异大于第二阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述接收机集合中的每个接收机发送调度消息，所述调度消息包括对所调度的资源的指示，其中，所述调度消息包括与所述接收机集合中的每个接收机相关联的秩指示符RI。
8.一种用于无线通信的装置，包括：
用于确定与至接收机集合的同时毫米波mmW通信相关联的至少两个波束成形方向的单元，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联；
用于向从其中选择所述接收机集合的多个接收机发送多个定向同步信号的单元；
用于从所述多个接收机中的每个接收机并且至少部分地基于发送所述多个定向同步信号，接收包括通信参数的反馈消息的单元，其中，所述通信参数包括数据速率要求；
用于至少部分地基于所述数据速率要求，标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量的单元，其中，所述性能度量基于每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值以及波束成形方向度量的差异大于第二阈值；
用于基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向的单元；
用于基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的所述同时mmW通信的相同的时间和频率资源的单元；以及
用于使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输的单元。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，用于与所述接收机集合中的每个接收机的所述同时mmW通信的所述相同的时间和频率资源在时频域或码域中不分离。
10.根据权利要求8所述的装置，还包括：
用于基于所述性能度量在预先确定的范围内而从所述多个接收机中选择所述接收机集合的单元。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述通信参数包括以下各项中的至少一项：与一个或多个定向同步信号相关联的波束成形方向索引值、与每个接收机相关联的SNR、或者其组合。
12.根据权利要求8所述的装置，还包括：
用于将相同的资源单元RE重用于从多个发射机天线端口发送所述多个定向同步信号的单元，以及
其中，所述通信参数还包括以下各项中的至少一项：接收机链计数值、信道质量指示符CQI、或者其组合。
13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述性能度量基于针对每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值并且基于所述相应波束成形方向度量的所述差异大于第二阈值。
14.根据权利要求8所述的装置，还包括：
用于向所述接收机集合中的每个接收机发送调度消息的单元，所述调度消息包括对所调度的资源的指示，其中，所述调度消息包括与所述接收机集合中的每个接收机相关联的秩指示符RI。
15.一种用于无线通信的装置，包括：
处理器；
与所述处理器电通信的存储器；以及
指令，所述指令存储在所述存储器中并且在由所述处理器执行时可操作为使得所述装置进行以下操作：
确定与至接收机集合的同时毫米波mmW通信相关联的至少两个波束成形方向，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联；
向从其中选择所述接收机集合的多个接收机发送多个定向同步信号；
从所述多个接收机中的每个接收机并且至少部分地基于发送所述多个定向同步信号，接收包括通信参数的反馈消息，其中，所述通信参数包括数据速率要求；
至少部分地基于所述数据速率要求，标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，其中，所述性能度量基于每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值以及波束成形方向度量的差异大于第二阈值；
基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向；
基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的所述同时mmW通信的相同的时间和频率资源；以及
使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，用于与所述接收机集合中的每个接收机的所述同时mmW通信的所述相同的时间和频率资源在时频域或码域中不分离。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述指令可操作以使得所述处理器进行以下操作：
基于所述性能度量在预先确定的范围内而从所述多个接收机中选择所述接收机集合。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述通信参数包括以下各项中的至少一项：与一个或多个定向同步信号相关联的波束成形方向索引值、与每个接收机相关联的SNR、或者其组合。
19.根据权利要求15所述的装置，其中，所述指令可操作以使得所述处理器进行以下操作：
将相同的资源单元RE重用于从多个发射机天线端口发送所述多个定向同步信号，以及
其中，所述通信参数还包括以下各项中的至少一项：接收机链计数值、信道质量指示符CQI、或者其组合。
20.根据权利要求15所述的装置，其中，所述性能度量基于针对每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值并且基于所述相应波束成形方向度量的所述差异大于第二阈值。
21.一种存储用于无线通信的代码的非暂时性计算机可读介质，所述代码包括可执行以进行以下操作的指令：
确定与至接收机集合的同时毫米波mmW通信相关联的至少两个波束成形方向，其中，所述接收机集合中的每个接收机与所述至少两个波束成形方向中的不同波束成形方向相关联；
向从其中选择所述接收机集合的多个接收机发送多个定向同步信号；
从所述多个接收机中的每个接收机并且至少部分地基于发送所述多个定向同步信号，接收包括通信参数的反馈消息，其中，所述通信参数包括数据速率要求；
至少部分地基于所述数据速率要求，标识与所述接收机集合中的每个接收机相关联的性能度量，其中，所述性能度量基于每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值以及波束成形方向度量的差异大于第二阈值；
基于与每个接收机相关联的性能度量来确定所述至少两个波束成形方向；
基于所标识的至少两个波束成形方向来调度用于与所述接收机集合的所述同时mmW通信的相同的时间和频率资源；以及
使用所调度的资源来调度至所述接收机集合的同时传输。
22.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，用于与所述接收机集合中的每个接收机的所述同时mmW通信的所述相同的时间和频率资源在时频域或码域中不分离。
23.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令可执行以用于以下操作：
基于所述性能度量在预先确定的范围内而从所述多个接收机中选择所述接收机集合。
24.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述通信参数包括以下各项中的至少一项：与一个或多个定向同步信号相关联的波束成形方向索引值、与每个接收机相关联的SNR、或者其组合。
25.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令可执行以用于以下操作：
将相同的资源单元RE重用于从多个发射机天线端口发送所述多个定向同步信号，其中，所述通信参数还包括以下各项中的至少一项：接收机链计数值、信道质量指示符CQI、或者其组合。
26.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述性能度量基于针对每个接收机的发射功率度量的差异小于第一阈值并且基于所述相应波束成形方向度量的所述差异大于第二阈值。
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