CN108925142A - 在毫米波通信系统中用于传输公共控制信号的方法及装置 - Google Patents

在毫米波通信系统中用于传输公共控制信号的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例提供了一种在毫米波通信系统中用于传输公共控制信号的方法及装置。在本公开的一个实施例中，该方法包括：配置第一波束成形码本；使用所述第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经预编码的公共控制信号。通过本公开的实施例，用于同步/广播/控制信令的波束成形的传输能够抵御毫米波通信中的强的路径损耗。由此将有效地确保用户设备的接入以及稍后系统信息的精确的更新。

Description

在毫米波通信系统中用于传输公共控制信号的方法及装置 技术领域
本公开的实施例涉及移动通信技术，尤其涉及一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法及装置。
背景技术
5G物理层致力于提供高性能的数据率以及降低的成本和功率消耗。为了满足移动蜂窝网通信标准的下一代的每秒千兆的数据率，一个选项是增加毫米波频率上的可用的带宽。在毫米波频率上运作时，无线信道具有一些不良的传输质量，包括较强的路径损失、大气和雨水吸收、障碍物周围的低衍射和对于物体的低的穿透性。
为了克服毫米波通信系统中的这些不良的传输质量，大的阵列和窄的波束将是数据传输的关键技术。然而，毫米波通信的公共下行控制信道和广播信道(例如，PSS/SSS/PBCH/PDCCH(CSS))的传输主要基于非预编码的传输方案或分集方案。而对于毫米波通信而言，由于毫米波信道的上述特性，仍使用LTE控制信道的传输方案可能不满足毫米波通信系统中的SINR和覆盖要求。
因此，在本公开的实施例中，将考虑下行同步/广播/控制信令的波束成形的传输。由于在同步或初始接入阶段期间，用户设备(user equipment，UE)没有任何UE特定的波束成形信息和小区特定的参考信号序列(cell-specific reference signal，CRS)配置，因此UE特定的波束成形传输是不可能的。从而，在此将考虑基于预定的码本的小区特定的波束成形的传输方案。
迄今为止，并没有对公共同步/PBCH/PDCCH的波束成形的传输进行过详细的讨论。对于先前讨论的用于UE特定的控制信道的波束扫描或GoB赋形，主要目标在于通过强制的信道状态信息(channel state information，CSI)反馈来实施波束选择，而CSI将被进一步用于UE特定数据/控制信道的预编码。然而，该概念不能够用于下行 公共控制信道传输。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本公开的实施例提供了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法及装置。
根据本公开的第一方面，提出了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法，包括：配置第一波束成形码本；使用所述第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经预编码的公共控制信号。
根据本公开的第二方面，提出了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法，包括：配置波束成形码本；使用所述波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对所述公共控制信号进行预编码；以及对于每个经预编码的公共控制信号，分别以单个波束来依次扫描整个小区以传输所述经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号
根据本公开的第三方面，提出了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法，包括：配置波束成形码本；使用所述波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在所述每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
根据本公开的第四方面，提出了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的装置，所述装置包括：配置单元，用于配置第一波束成形码本；预编码单元，用于使用所述第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预 编码；以及发送单元，用于以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的区域发送多个经预编码的公共控制信号。
此外，预编码单元还被配置为使用波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生由多个波束分别承载的多个不同的参考信号序列。
发送单元还被配置为以空分复用的方式，将多个波束分别发送至小区中的相应的波束覆盖区域。
此外，装置还包括功率增强单元，其用于利用发送多个经预编码的公共控制信号的至少一个OFDM符号的至少一个子载波，来增加多个经预编码的公共控制信号的发送功率，其中至少一个子载波未用于发送多个经预编码的公共控制信号。
优选地，配置单元还用于配置至少一个第二波束成形码本，第二波束成形码本与第一波束成形码本不同；使用至少一个第二波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的区域发送多个经至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号，其中以至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号发送的区域相对于以第一波束成形码本预编码的公共控制信号发送的区域发生波束移位。
优选地，发送单元还被配置为以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的区域、以预定顺序地发送多个经第一波束成形码本预编码的公共控制信号和多个经至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号。
优选地，发送单元还被配置为向用户设备发送配置信息，配置信息包括：第一波束成形码本的码本尺寸和/或与波束移位相关的信息。
根据本公开的第五方面，提出了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的装置，所述装置包括：配置单元，用于配置波束成形码本；预编码单元，用于使用所述波束成形码本中的 各个波束成形码字，来分别对所述公共控制信号进行预编码；以及扫描单元，用于对于每个经预编码的公共控制信号，分别以单个波束来依次扫描整个小区以传输所述经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
优选地，装置还包括发送单元，其用于向用户设备发送配置信息，配置信息包括：单个波束扫描整个小区的周期、传输公共控制信号的持续周期以及波束成形码本的码本尺寸中的至少一个。
预编码单元还被配置为用于使用波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编码的参考信号序列。
扫描单元还被配置为用于对于每个经预编码的参考信号序列，分别以单个波束来依次扫描整个小区，其中单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。
根据本公开的第六方面，提出了一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的装置，所述装置包括：配置单元，用于配置波束成形码本；预编码单元，用于使用所述波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及扫描单元，用于以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在所述每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
在此，配置单元进一步配置为借助于区域码本与波束扫描码本来确定波束成形码本，其中，区域码本包括NSector个码字，其分别指示小区中的不同区域，波束扫描码本包括Nbeam个码字，其指示一个区域中可用的波束成形码字。
优选地，配置单元进一步配置为通过对区域码本与波束扫描码本求矩阵克罗内克积的方式来确定波束成形码本。
预编码单元还被进一步配置为使用波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编 码的参考信号序列。
扫描单元还被进一步配置为以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个不同的经预编码的参考信号序列，其中单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。
通过本公开的实施例，用于同步/广播/控制信令的波束成形的传输能够抵御毫米波通信中的强的路径损耗。由此将有效地确保UE接入以及稍后系统信息的精确的更新。与背景技术中的UE特定的控制信道的波束扫描不同的是：在本公开的实施例中对于下行公开同步/广播/控制信令，在所有的波束上同时或一个接一个地扫描地传输相同的信令，而不再需要CSI反馈。因此，相应的信令处理、以及嵌入的参考信号序列的预编码和资源映射将不同。
本公开的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了根据本公开的一个实施例的用于传输公共控制信号的方法100的流程图；
图2示出了根据本公开的一个实施例的用于传输公共控制信号的示意图；
图3示出了根据本公开的另一个实施例的用于传输公共控制信号的方法200的流程图；
图4示出了根据本公开的另一个实施例的用于传输公共控制信号的示意图；
图5示出了根据本公开的又一个实施例的用于传输公共控制信号的方法300的流程图；
图6示出了根据本公开的又一个实施例的用于传输公共控制信号的示意图；
图7示出了根据本公开的一个实施例的用于传输公共控制信号的装置示意图；
图8示出了根据本公开的另一个实施例的用于传输公共控制信号的装置示意图；以及
图9示出了根据本公开的又一个实施例的用于传输公共控制信号的装置示意图。
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。
具体实施方式
在本公开的实施例中，公共控制信号包括但不限于公共下行同步/广播/控制信令，并且为公共控制信号分配一个或多个窄带。由于在这些公共信道中包括的信令数有限，因此分配窄带是合理的。
基于该方案，除了使用小区特定的波束成形来对抗毫米波通信信道的强的路径损耗，在本公开的可选的实施例中还可以使用功率增强来通过从相同的OFDM符号的其他的资源元素(resource element，RE)/子载波上借调能量来进一步增加控制信令的强度。这些RE/子载波并没有用于传输公共控制信号的RE/子载波，可以例如是空闲的和/或虽然非空闲但对能量的要求较低。或者，这些子载波用于数据传输，而数据可以用其他增强的方式发送，因此可以分出些功率给控制信道的传输。
在时域中，在UE接入之前，不同的公共控制信号(例如，同步信令和主系统模块(master information block，MIB))的传输周期和资源分配是可配置的和/或可预先定义的。例如可以在eNB和UE侧都预先配置好。对于公共控制信号的传输，在本公开的实施例中，提出了下列三种可选的传输方案：
方案1：多波束的空间复用
方案2：波束搜寻
方案3：组合的波束搜寻和复用
对于每种传输方案，公共控制信号的相应的参考信号序列被嵌入与用于公共控制信号的传输相同的波束成形的权重(也称为波束成形码字)。由于波束被用于传输所有的UE的公共控制信号，因此对于公共控制信号不再需要任何CSI。这是与波束成形的UE特定控制信令的关键不同，在波束成形的UE特定控制信令的方案中，需要用于多个波束的CSI反馈来进一步选择波束或调整信令的波束成形。因此，参考信号序列的设计和资源分配将与波束成形的UE特定控制信号或专属数据不同。具体地，在本公开的一个实施例中，在检测例如广播和控制信道之前，不同的小区的参考信号序列的资源分配的信息将对于UE而言是已知的，例如可以通过小区标识的方式来隐性地指示给UE。
下文将参照图1至6对上述三种方案进行详细描述。
方案1：多波束的空间复用
图1示出了根据本公开的一个实施例的用于传输公共控制信号的方法100的流程图。
如图1所示，在步骤S102中，基站配置第一波束成形码本。
在步骤S103中，基站使用第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码。
在步骤S105中，基站以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经预编码的公共控制信号。
可选地，在发送公共控制信号之前，该方法还包括步骤S101：基站使用波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生由多个波束分别承载的多个不同的参考信号序列。接着，基站以空分复用的方式，将多个波束分别发送至小区中的相应的波束覆盖区域。由此，UE可以利用收到的参考信号序列来对后续的公共控制信号进行信道估计和解调。
可选地，在本公开的一个实施例中，该方法还包括步骤S104：基站利用发送多个经预编码的公共控制信号的OFDM符号的至少一个子载波，来增加多个经预编码的公共控制信号的发送功率，其中至少一个子载波未用于发送多个经预编码的公共控制信号。由此，可以增加发送公共控制信号的功率，提高传输的鲁棒性。
在本公开的一个实施例中，该方法还包括步骤S106，在该步骤中，基站配置至少一个第二波束成形码本，其与第一波束成形码本分别不同。进一步地，基站使用至少一个第二波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码。并且，基站以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号，其中以至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号发送的波束覆盖区域相对于以第一波束成形码本预编码的公共控制信号发送的波束覆盖区域发生波束移位。在该实施例中，基站可以调节波束的发送角度，以覆盖原先未被覆盖的用户设备。
在本公开的一个实施例中，基站以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的波束覆盖区域、以预定顺序地发送多个经第一波束成形码本预编码的公共控制信号和多个经至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号。在此，可以例如循环地和交替地进行发送。
在本公开的一个实施例中，该方法还包括：基站向用户设备发送配置信息，其包括：第一波束成形码本的码本尺寸和/或与波束移位相关的信息。应当注意，该步骤并不是必需的。
下文将进一步结合图2对上述各个步骤进行描述。
在该方案中，以空间复用的模式在多个波束上传输经不同的波束成形码字(也称为波束成形权重)预编码的相同的公共控制信号(同步/广播/控制信令)，以便由不同的区域/扇区覆盖的UE能够在同时接收到相同的公共控制信号。在该方案中，不同波束传输的公共控制信号的内容是相同的，但用于各个公共控制信号的波束成形 权重不同，以便预编码后的公共控制信号将形成空间复用。
此外，在该方案中，传输功率将分配为不同的波束上。在此，能够估计以功率限制支持的波束的数量，以满足在小区边缘的最小接收的SINR。
在本公开的一个实施例中，在承载公共控制信号的资源块中，以与应用于公共控制信号的波束矢量(也称为波束成形权重/码字)相同的空间复用的波束矢量来预编码公共控制信号的参考信号序列，并且将其嵌入至发送的资源块中，以进行信道估计和解调。在此，一个相同的参考信号序列，加权不同码字后将形成在多个波束上的不同的参考信号序列。
对于这个方案，由于不需要CSI反馈，参考信号序列的预编码和映射将与用于UE特定控制信令或专属数据的波束成形的传输完全不同。在波束成形的UE特定控制信令的方案中，一个波束成形的端口应当映射在一组特定资源元素上，而非共享资源。但是对于本公开中的用于公共同步/广播/控制的参考信号序列，多个波束的波束成形的参考信号序列应当在相同的资源元素上空间复用，以进一步解码，如图2所示。这种设置将显著地减少参考信号序列传输的负荷。
此外，在本公开的一个实施例中，在不同的波束之间的传输期间，覆盖不足的问题可能在相邻的波束之间的区域上出现。为了解决上述问题，提出了下述解决方案：
-使用功率增强来通过从相同的OFDM符号的其他的资源元素上借调能量来进一步增加控制信令的强度。
-使用波束移位(beam shift)方案来解决覆盖空洞问题。图2示出了具有2种波束移位的方案1。在时隙t中，UE 0位于两个相邻的波束之间的覆盖空洞中。在时隙t+1中，将在时隙t中形成的所有的波束移位角度θ。例如，θ＝360/N/2＝360/8/2＝22.5度。其中，N为波束的数量，随后UE0能够被覆盖并且节省公共同步/广播/控制信号。
在本公开的一个实施例中，还可以使用多种的波速移位方案。例如，可以相对于原来的各个波束偏移θ1、θ2....θn。在这种情况下，可以以预定顺序来传输上述多个不同的波束。例如，在时间上循环地发送。也即，在时隙t中，发送最初的波束；在时隙t+1中，发送波束偏移θ1的波束...在时隙t+n中，发送波束偏移θn的波束。在最后又返回至最初的波束进行发送。当然，在此也可以采取其他灵活地发送方式，例如交替地发送上述多个偏移的波束。
在这个方案中，对于码本的选择，UE是透明的并且不需要CSI反馈。在本公开的一个实施例中，eNB可以通过适合的方式(显性地/隐性地)告知UE需要检测波束成形的公共控制信号的时间/周期、码本尺寸和/或与波束移位相关的信息(例如波束移位的具体图案，按何种顺序进行发送等)。应当理解，上述各种信息并不是必需的，而仅仅在需要时进行发送。
当UE位于两个波束的重叠区域时，能够通过同时接收来自两个波束的信号来实现分集增益。
将继续参照图2来阐述上述方案的具体实施过程。如图2所示，在图2的示例中使用了8个波束来传输公共控制信号。在此，将例如使用包括8个波束成形码字/权重的波束成形码本对公共控制信号进行预编码，并且采用空间复用的方式进行传输。如图2所示，8个数据流叠加在相应的时频资源上进行传输。在本公开的一个实施例中，8个波束成形码字/权重能够以空间复用波束成形矩阵的形式呈现。
为了便于阐述，下文将借助于式1来阐述本公开的一个实施例。然而，应当理解下述公式并不限制本公开的范围，而仅仅是一种码本设计准则。本领域的技术人员应当理解，还可以使用其他码本设计准则。
如式1所示，y1....y8为UE接收到的由各个波束承载的公共控制信号。S1...S8为内容相同的公共控制信号。H为信道矩阵。
在本公开的一个实施例中，例如可以如下地选择波束成形矩阵(预编码矩阵)W中的波束成形码字/权重w1...w8，以使得式1中的hiwi不等于零并且hiwj＝0或接近于零，也即进行空间复用。由此，将产生如图2中所示的8个波束，其分别指向并且覆盖不同的区域(或者称为扇区)。由此，在不同区域中具有内容相同的、但预编码方式不同的公共控制信号。例如波束1可以表示为h1w1s1，波束2可以表示为h2w2s2。
进一步地，在发送上述携带公共控制信号的波束之前，可以以相同的波束成形码字/权重w1...w8来发送携带公共控制信号的参考信号序列的波束。也即对参考信号序列采用与公共控制信号相同的预编码方式。从而，UE可以进行信道估计和解调随后发送的公共控制信号。
此外，上述参考信号序列可以嵌入在用于传输各个公共控制信号的物理资源块的区域中，并且在相同的资源元素上空间复用，以进一步节约资源开销。
如前所述，当UE落入位于两个相邻的波束之间的覆盖空洞时，可以采用波束移位的方法来解决上述问题。例如可以通过调节波束成形码字/权重w1...w8，来将先前的所有的波束移位角度θ。可选地，这例如也可以通过配置另一波束成形码本(也即使用另一空间复用波束成形矩阵)的方式来实现。在所有的波束移位角度θ之后，UE0能够被覆盖并且节省公共同步/广播/控制信号。
根据本公开的一个实施例，可以在时间上交替地或循环地变化波束的方向，也即基站可以交替地或循环地发送经由第一个空间复用波束成形矩阵和第二个空间复用波束成形矩阵预编码的公共控制信号。在此，仅仅以两个空间复用波束成形矩阵进行了描述，应当理解上述思路可以拓展至多个空间复用波束成形矩阵。
方案2：波束搜寻方案
图3示出了根据本公开的另一个实施例的用于传输公共控制信号的方法200的流程图。
如图3所示，在步骤S202中，基站配置波束成形码本。
随后，在步骤S203中，基站使用波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对公共控制信号进行预编码。
接着，在步骤S204中，对于每个经预编码的公共控制信号，基站分别以单个波束来依次扫描整个小区，以传输经预编码的公共控制信号，其中单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
可选地，在发送公共控制信号之前，该方法还包括步骤S201：基站使用波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编码的参考信号序列。并且，对于每个经预编码的参考信号序列，基站分别以单个波束来依次扫描整个小区，其中单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。由此，UE可以利用收到的参考信号序列来对后续的公共控制信号进行信道估计和解调。
在本公开的一个实施例中，该方法还包括：基站向用户设备发送配置信息，其包括：单个波束扫描整个小区的周期、传输公共控制信号的持续周期以及波束成形码本的码本尺寸中的至少一个。应当注意，上述配置信息并不是必需要发送的。
下文将结合图4对上述方法步骤进行详细地说明。
在该方案中，在基站(eNB)侧在整个小区上扫描波束，其具有相同的公共控制信号。此外，以与预编码公共控制信号相同的波束成形矢量(也即波束成形权重/码字)来预编码公共控制信号的参考信号序列并且将其嵌入至资源块中。
在该方案中，对于单个UE，在指向其的波束上接收的信号是最强的，而在其他波束上接收的信号很弱，以至于这些信号并不能够被成功地解码。
因此，在本公开的一个实施例中，在整个小区上完成波束扫描 的时间被表示为有效更新周期，即N个时隙，其中N是波束的数量。例如在一个时隙中来在整个小区中扫描一个波束。并且，可选地，在一个有效更新周期扫描一种公开控制信号，而在下一个有效更新周期扫描另一种公开控制信号。
可选地，该方案还可以结合其他的鲁棒性方案来实施，诸如高的冗余度、低的调制与编码方式。由此能够减轻由具有较少数量的波束的波束搜寻带来的时间负担。
图4示出了方案2的示意图，中央窄带资源区域被分配给波束成形的公共控制信号(同步/广播/控制信令)。在N个时隙的周期中，通过波束1至波束N的不同的波束成形权重来分别对相同内容的公共控制信号进行预编码，以产生N个经预编码的公共控制信号。随后在不同的时隙1至N分别进行上传输N个经预编码的公共控制信号。也即，在该方案中，将一个接一个地扫描地传输经不同的波束成形权重预编码的相同内容的公共控制信号。
由于波束成形的权重在eNB侧被预定义为一个码本以用波束扫描来覆盖整个小区，在有效的更新周期(N个时隙)之后，在小区中的一个UE能够在最指向它的波束处接收到强的波束成形的公共控制信号。
在本公开的一个实施例中，为了确定波长成形矢量，例如如在LTE/LTE-A码本设计中使用地，能够考虑基于DFT的码本其中NTx是发送天线的数量，而N是波束/天线端口的数量。在此，需要指出的是，本公开的范围中的码本可以沿用LTE/LTE-A任何适合的码本，并且上述示例也不排除使用其他的码本。
对于公共控制信号，码本选择也是基本上对于UE透明的，并且不需要任何的CSI反馈。
在有效更新周期期间，相同的公共控制信号在不同的时隙上在不同的波束上传输。UE将试图在有效更新周期期间的每个时隙上接收公共控制信号，并且在在某个波束上成功地接收(例如高于与该波束对应的预定SINR阈值)之后实施相应的流程。在该流程中， UE不需要获悉波束的详情。
在本公开的一个实施例中，基站还可以向UE发送配置信息，该配置信息包括：单个波束扫描整个小区的周期、传输公共控制信号的持续周期(也即前述的有效更新周期)和/或码本尺寸。从而，UE可以根据上述配置信息对所需要的公共控制信号进行检测。类似地，应当理解，上述配置信息并不是必需的，而仅仅在需要时进行发送。
在本公开的一个实施例中，与方案1类似，在小区中扫描上述携带公共控制信号的波束之前，可以以用于公共控制信号的波束成形码字/权重相同的波束成形码字/权重来加权参考信号序列，以便以单个波束对整个小区进行依次扫描。在此，每个单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。也即对参考信号序列采用与公共控制信号相同的预编码方式。从而，UE可以进行信道估计和解调随后发送的公共控制信号。
与方案1相比，方案2传输延迟稍大，并且对于所有的波束并没有功率共享。为在此，了进一步解决在两个波束之间的覆盖范围空洞问题，也能够使用方案1中的功率增强和波束移位。对于波束移位，能够调节前述的波束成形码字，从而以更窄的角度间隔来扫描波束，以覆盖所有的小区区域。波束宽度的调节可以通过调节天线配置和码本选择来来实现。
方案3：波束搜寻和复用的组合
图5示出了根据本公开的又一个实施例的用于传输公共控制信号的方法300的流程图。
如图5所示，在步骤S302中，基站配置波束成形码本。
在步骤S303中，基站使用波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码。
随后，在步骤S304中，基站以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个经预编码的公共控制信号，其中单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
在本公开的一个实施例中，在发送公共控制信号之前，方法还包括步骤S301，在该步骤中，基站还使用波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编码的参考信号序列。随后，基站对于每个经预编码的参考信号序列，分别以单个波束来依次扫描整个小区，其中单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。由此，UE可以利用收到的参考信号序列来对后续的公共控制信号进行信道估计和解调。
在本公开的一个实施例中，配置波束成形码本进一步包括：基站借助于区域码本与波束扫描码本来确定波束成形码本，其中，区域码本包括NSector个码字，其分别指示小区中的不同区域，波束扫描码本包括Nbeam个码字，其指示一个区域中可用的波束成形码字。
可选地，基站可以通过对区域码本与波束扫描码本求矩阵克罗内克积的方式来确定波束成形码本。
下文将结合图6来对上述各个步骤进行进一步地说明。
整个小区通过传输过程中的空间复用的方式被划分为不同的区域/扇区，并且在每个扇区中进一步实施类似方案2中的波束搜寻。对于所有的扇区，可以同时实施扇区内的波束搜寻。该方案可以在搜寻时间与功率分配之间折衷。类似地，以相同的波束成形矢量预编码参考信号序列和公共控制信号。
如图6所示，给出了N＝16个波束的示例，其中首先小区划分为4个扇区并且同时在4个扇区上扫描4个波束。接着，在每个扇区中一个接一个地扫描4个波束。这16个波束都携带相同的公共控制信号，然而这些公共控制信号经过不同的波束成形矢量预编码，以形成前述的传输方式。
在此，前述的每次扫描都是同时进行。从时隙上的eNB的角度，在一个时隙上同时扫描了具有相同的公共控制信号的4个波束。在此，4个数据流叠加在相应的时频资源上进行传输。
方案3是一个平衡的方案，其可以相对于方案1缓解功率损耗 并且相对于方案2增加时间效率。在本公开的一个实施例中，为了减少搜寻时间，能够通过搜寻序列，例如二分搜寻，来优化波束搜寻图案。
在本公开的一个实施例中，波束成形码本包括区域/扇区码本和波束扫描码本。
在下述示例中，将扇区码本表示为该区域码本包括NSector个码字，其分别指示小区中的不同区域/扇区。将波束扫描码本表示为其指示一个区域中可用的波束成形码字。
借助于上述两个码本可以确定波束成形码本。可选地，在本公开的一个实施例中，通过将上述两个码本进行叉乘来确定波束成形码本。当然也可以采用其他适合的方式。
下文将以对两个码本求矩阵克罗内克积的方式的实施方式进行阐述。
随后，在一个下行时隙中，通过预编码器(也即波束成形码本，即式1中的W矩阵)来以空间复用的方式发送相同的公共控制信号。在此，也将运用前述的“hiwi不等于零并且hiwi＝0”来进行空间复用。
在本公开的一个实施例中，扇区和波束扫描序列能够被分隔并且灵活地组合，这将加速信令传输。UE可以忽略详细的扫描方式/配置，这是因为UE仅仅关心指向其的波束扫描传输并且获取最佳的接收质量。对于参考信号序列，由于在一个时隙中，也以空间复用的方式来发送四个波束。具体地，也可以通过用于公共控制信号的相同的波束权重来预编码参考信号序列，并且以相同的空间复用的方式来发送。从而，UE可以进行信道估计和解调随后发送的公共控制信号。
类似地，方案3中也可以结合使用方案1中的功率增强和波束移位。
虽然方案3的码本设计与前述的两个方案不同，如在前述方案中所述地，UE仍能够对于码本选择而言是透明的并且不需要CSI反 馈。可选地，eNB还可以向UE发送配置信息，该配置信息包括：单个波束扫描整个区域的周期和/或传输公共控制信号的持续周期(也即前述的有效更新周期)。从而，UE可以根据上述配置信息对所需要的公共控制信号进行检测。
图7示出了根据本公开的一个实施例的用于传输公共控制信号的装置示意图。装置10包括：配置单元101、预编码单元102和发送单元103。
配置单元101，用于配置第一波束成形码本。
预编码单元102，用于使用第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码。
发送单元103，用于以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的区域发送多个经预编码的公共控制信号。
此外，预编码单元102还被配置为使用波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生由多个波束分别承载的多个不同的参考信号序列。
发送单元103还被配置为以空分复用的方式，将多个波束分别发送至小区中的相应的区域。
此外，装置10还包括功率增强单元，其用于利用发送多个经预编码的公共控制信号的OFDM符号的至少一个子载波，来增加多个经预编码的公共控制信号的发送功率，其中至少一个子载波未用于发送多个经预编码的公共控制信号。
优选地，配置单元101还用于配置至少一个第二波束成形码本，第二波束成形码本与第一波束成形码本不同；使用至少一个第二波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的区域发送多个经至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号，其中以至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号发送的区域相对于以第一波束成形码本预编码的公共控制信号发送的区域发生波束移位。
优选地，发送单元103还被配置为以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的区域、以预定顺序地发送多个经第一波束成形码本预编码的公共控制信号和多个经至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号。
优选地，发送单元103还被配置为向用户设备发送配置信息，配置信息包括：第一波束成形码本的码本尺寸和/或与波束移位相关的信息。
图8示出了根据本公开的另一个实施例的用于传输公共控制信号的装置示意图。装置20包括：配置单元201、预编码单元202和扫描单元203。
配置单元201，用于配置波束成形码本。
预编码单元202，用于使用波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对公共控制信号进行预编码。
扫描单元203，用于对于每个经预编码的公共控制信号，分别以单个波束来依次扫描整个小区以传输经预编码的公共控制信号，其中单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
优选地，装置20还包括发送单元，其用于向用户设备发送配置信息，配置信息包括：单个波束扫描整个小区的周期、传输公共控制信号的持续周期以及波束成形码本的码本尺寸中的至少一个。
预编码单元202还被配置为用于使用波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编码的参考信号序列。
扫描单元203还被配置为用于对于每个经预编码的参考信号序列，分别以单个波束来依次扫描整个小区，其中单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。
图9示出了根据本公开的又一个实施例的用于传输公共控制信号的装置示意图。装置30包括：配置单元301、预编码单元302和扫描单元303。
配置单元301，用于配置波束成形码本。
预编码单元302，用于使用波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码。
扫描单元303，用于以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在每个区域中，分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个经预编码的公共控制信号，其中单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
在此，配置单元301进一步配置为借助于区域码本与波束扫描码本来确定波束成形码本，其中，区域码本包括NSector个码字，其分别指示小区中的不同区域，波束扫描码本包括Nbeam个码字，其指示一个区域中可用的波束成形码字。
优选地，配置单元301进一步配置为通过将区域码本与波束扫描码本叉乘来确定波束成形码本。
预编码单元302还被进一步配置为使用波束成形码字，来分别对公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编码的参考信号序列。
扫描单元303还被进一步配置为以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个不同的经预编码的参考信号序列，其中单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。
对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (19)

  1. 一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法，包括：
    配置第一波束成形码本；
    使用所述第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及
    以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经预编码的公共控制信号。
  2. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
    使用所述波束成形码字，来分别对所述公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生由所述多个波束分别承载的多个不同的参考信号序列；以及
    以空分复用的方式，将所述多个波束分别发送至所述小区中的所述相应的波束覆盖区域。
  3. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
    利用发送所述多个经预编码的公共控制信号的至少一个OFDM符号的至少一个子载波，来增加所述多个经预编码的公共控制信号的发送功率，其中所述至少一个子载波未用于发送所述多个经预编码的公共控制信号。
  4. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
    配置至少一个第二波束成形码本，所述第二波束成形码本与所述第一波束成形码本不同；
    使用所述至少一个第二波束成形码本中的波束成形码字，来分别对所述多个相同的公共控制信号进行预编码；
    以空分复用的方式，使用多个波束分别向所述小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经所述至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号，其中以所述至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号发送的波束覆盖区域相对于以所述第一波束成形码本预 编码的公共控制信号发送的波束覆盖区域发生波束移位。
  5. 根据权利要求4所述的方法，还包括：
    以空分复用的方式，使用多个波束分别向小区中的相应的波束覆盖区域、以预定顺序地发送多个经所述第一波束成形码本预编码的公共控制信号和多个经所述至少一个第二波束成形码本预编码的公共控制信号。
  6. 根据权利要求4或5所述的方法，还包括：
    向用户设备发送配置信息，所述配置信息包括：所述第一波束成形码本的码本尺寸和/或与所述波束移位相关的信息。
  7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述公共控制信号至少包括以下中的至少一项：
    同步信令；
    广播信令；以及
    公共控制信令。
  8. 一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法，包括：
    配置波束成形码本；
    使用所述波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对所述公共控制信号进行预编码；以及
    对于每个经预编码的公共控制信号，分别以单个波束来依次扫描整个小区，以传输所述经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
  9. 根据权利要求8所述的方法，还包括：
    向用户设备发送配置信息，所述配置信息包括：所述单个波束扫描整个小区的周期、传输所述公共控制信号的持续周期以及所述波束成形码本的码本尺寸中的至少一个。
  10. 根据权利要求7或8所述的方法，还包括：
    使用所述波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对所述公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预 编码的参考信号序列；以及
    对于每个经预编码的参考信号序列，分别以单个波束来依次扫描整个小区，其中所述单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。
  11. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述公共控制信号至少包括以下中的至少一项：
    同步信令；
    广播信令；以及
    公共控制信令。
  12. 一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的方法，包括：
    配置波束成形码本；
    使用所述波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及
    以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在所述每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其中，配置波束成形码本进一步包括：
    借助于区域码本与波束扫描码本来确定所述波束成形码本，其中，所述区域码本包括NSector个码字，其分别指示所述小区中的不同区域，所述波束扫描码本包括Nbeam个码字，其指示一个区域中可用的波束成形码字。
  14. 根据权利要求13所述的方法，还包括：
    通过对所述区域码本与所述波束扫描码本求矩阵克罗内克积的方式来确定所述波束成形码本。
  15. 根据权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括：
    使用所述波束成形码字，来分别对所述公共控制信号的参考信号序列进行预编码，以产生多个不同的经预编码的参考信号序列； 以及
    以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在所述每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输所述多个不同的经预编码的参考信号序列，其中所述单个波束承载一个经预编码的参考信号序列。
  16. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述公共控制信号至少包括以下中的至少一项：
    同步信令；
    广播信令；以及
    公共控制信令。
  17. 一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的装置，所述装置包括：
    配置单元，用于配置第一波束成形码本；
    预编码单元，用于使用所述第一波束成形码本中的波束成形码字，来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及
    发送单元，用于以空分复用的方式，使用多个波束来分别向小区中的相应的波束覆盖区域发送多个经预编码的公共控制信号。
  18. 一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的装置，所述装置包括：
    配置单元，用于配置波束成形码本；
    预编码单元，用于使用所述波束成形码本中的各个波束成形码字，来分别对所述公共控制信号进行预编码；以及
    扫描单元，用于对于每个经预编码的公共控制信号，分别以单个波束来依次扫描整个小区以传输所述经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
  19. 一种在毫米波通信系统的基站中用于传输公共控制信号的装置，所述装置包括：
    配置单元，用于配置波束成形码本；
    预编码单元，用于使用所述波束成形码本中的波束成形码字， 来分别对多个相同的公共控制信号进行预编码；以及
    扫描单元，用于以空分复用的方式，在小区的每个区域中分别使用单个波束来同时扫描每个区域，并且在所述每个区域中分别以不同的单个波束来依次扫描整个区域，以传输多个经预编码的公共控制信号，其中所述单个波束承载一个经预编码的公共控制信号。
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