CN110115103B

CN110115103B - 用于快速系统获取和信道估计的系统及方法

Info

Publication number: CN110115103B
Application number: CN201780080919.8A
Authority: CN
Inventors: 马正翔
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: JP6852164B2; CN110115103A; US10509093B2; EP3552457A4; US20180191065A1; EP3552457A1; JP2020506569A; EP3552457B1; WO2018121773A1

Abstract

一种运行收发点(TRP)的方法，该方法包括：为天线阵列中的每个天线单元生成不同的空时变换(STT)符号，以及使用天线阵列发送该STT符号，以在时域中沿第一平面扫描波束。

Description

用于快速系统获取和信道估计的系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月30日提交的申请号为15/395,649、发明名称为“用于快速系统获取和信道估计的系统及方法”的美国非临时专利申请的优先权，其内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明一般涉及一种用于数字通信的系统及方法，并且在特定实施例中，涉及一种用于快速系统获取和信道估计的系统及方法。

背景技术

为了追求更大的带宽以及更少的干扰，未来无线通信系统将运行在更高的载波频率。这些无线通信系统可以运行在6GHz及以上的频率，在此称为毫米波(millimeter wave，mmWave)频率。然而，运行在毫米波频率同样存在着挑战，包括：相比于较低的频段，路径损耗更大(约10-20dB的额外损耗)；具有链路脆弱性的更少用户多径成为连续覆盖的主要问题；特别是对用户设备(user equipment，UE)而言，由于可用带宽大得多，数字信号处理显著增加。

提出了各种技术来应对这些挑战，包括：在终端设备和接入节点处使用具有较大阵列增益的波束成形以克服路径损耗；同时连接多个接入节点以克服链路脆弱性(意味着为接入节点之间的带内回传提供机会的密集部署，同时需要灵活且不过于复杂的空中接口)；以及简化通信设备(特别是终端设备)的信号处理。

发明内容

示例实施例提供了一种用于快速系统获取和信道估计的系统及方法。

根据示例实施例，提供了一种运行收发点(transmit-receive point，TRP)的方法。上述方法包括：收发点为天线阵列中的每个天线单元生成不同的空时变换(spatialdomain to timedomaintransform，STT)符号；以及收发点使用天线阵列发送上述STT符号，以在时域中沿第一平面扫描波束。

根据示例实施例，提供了一种运行用户设备(user equipment，UE)的方法。上述方法包括：用户设备接收与由收发点发送的STT符号相关的信号；用户设备识别接收的信号中的信号峰；用户设备根据上述信号峰确定用户设备相对于收发点的离开角(angleofdeparture)；以及用户设备将离开角信息发送到收发点。

根据示例实施例，提供了一种收发点。上述收发点包括处理器和存储有程序的计算机可读存储介质。该程序由上述处理器和射频前端电路块执行，以提供滤波、放大、变频、调谐、以及功率放大等其他已知射频前端元件和处理。该程序包括指令以配置上述收发点：为天线阵列中的每个天线单元生成不同的STT符号，并且使用上述天线阵列发送上述STT符号以在时域中沿第一平面扫描波束。然后，射频前端对输出的符号进行处理用于无线传输。

根据示例实施例，提供了一种用户设备。上述用户设备包括处理器和存储有程序的计算机可读存储介质。该程序存储由上述处理器执行。与其他收发点一样，用户设备包括用于发送和接收包括毫米波频率信号的射频信号的射频前端元件。该程序包括指令以配置上述用户设备接收与由收发点发送的STT符号相关的信号，识别接收的信号中的信号峰，根据上述信号峰确定用户设备相对于收发点的离开角，以及将离开角信息发送到上述收发点。

前述实施例的实践使收发点和用户设备能够参与系统获取和信道估计，而无需执行降低整体通信系统效率同时增加计算复杂度的复杂而漫长的波束扫描。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：

图1A示出了根据本文描述的示例实施例的示例无线通信系统；

图1B示出了根据本文描述的示例实施例的通信设备的详细视图；

图2A示出了突出TRP和UE之间的示例系统获取过程的示例通信系统；

图2B示出了突出TRP和UE未被正确定向的第一示例情况的通信系统；

图2C示出了突出TRP和UE未被正确定向的第二示例情况的通信系统；

图3A示出了根据本文描述的示例实施例的突出将STT符号发送到UE的线性天线阵列的示例通信系统；

图3B示出了根据本文描述的示例实施例的突出相对于天线阵列的不同离开角的通信系统；

图4A示出了根据本文描述的示例实施例的在相对于发送STT符号的线性天线阵列的不同角度值θ处的UE接收的信号y(θ,t)的曲线图；

图4B示出了根据本文描述的示例实施例的示出角度θ与信号峰位置之间的关系的曲线图；

图5A示出了根据本文描述的示例实施例的在相对于发送STT符号的线性天线阵列的不同角度值θ处的UE接收的信号y(θ,t)的曲线图，其中，每个STT符号在不同部分具有不同频率；

图5B示出了根据本文描述的示例实施例的示出角度θ与时差ΔT_P之间的关系的曲线图；

图6A示出了根据本文描述的示例实施例的突出多径效应的通信系统；

图6B示出了根据本文描述的示例实施例的运行于多径环境中的UE接收的信号峰的图；

图7示出了根据本文描述的示例实施例的UE接收的信号峰的图，其中，STT符号对之间的时间差用于传达TRP的识别信息；

图8示出了根据本文描述的示例实施例的UE接收的信号峰的图，其中，调制的STT符号用于传达TRP的信息；

图9示出了根据本文描述的示例实施例的在TRP使用二维天线阵列的部署中UE接收的信号峰的图；

图10示出了根据本文描述的示例实施例的在TRP使用二维天线阵列的部署中UE接收的信号峰的图，其中，波束使用STT符号的一半以帮助减少波束扫描时间；

图11示出了根据本文描述的示例实施例的使用混合波束成形实现的二维天线阵列；

图12示出了根据本文描述的示例实施例的划分为P＝4个子阵的二维天线阵列；

图13A示出了根据本文描述的示例实施例的具有128×8个天线单元的天线阵列，其中，天线单元被布置为128列，每列8个天线单元；

图13B示出了根据本文描述的示例实施例的与图13A的天线阵列相关的下倾波束；

图14A示出了根据本文描述的示例实施例的具有32×4个天线单元的天线阵列，其中，天线单元被布置为32列，每列4个天线单元；

图14B示出了根据本文描述的示例实施例的与图14A的天线阵列相关的下倾波束；

图15A示出了根据本文描述的示例实施例的具有8×2个天线单元的天线阵列，其中，天线单元被布置为8列，每列2个天线单元；

图15B示出了根据本文描述的示例实施例的与图15A的天线阵列相关的下倾波束；

图16示出了根据本文描述的示例实施例的在使用STT符号参与系统获取的TRP发生的示例操作的流程图；

图17示出了根据本文描述的示例实施例的在使用STT符号参与系统获取的UE发生的示例操作的流程图；

图18示出了用于执行本文描述的方法的实施例处理系统的框图；

图19示出了根据本文描述的示例实施例的用于在电信网络上发送和接收信令的收发器的框图。

具体实施方式

下文详细论述当前示例实施例的作出和使用。然而，应理解，本公开提供了许多可以在各种具体环境中实施的适用的发明构思。所讨论的具体实施例仅说明作出和使用实施例的具体方式，并不限制本公开的范围。

如前所述，由于在毫米波(millimeter wave，mmWave)通信系统中，波束成形在接入节点和用户设备(userequipment，UE)都是不可避免的，所以想象通信发生在波束空间中可能更直观。例如，从接入节点和UE处指向不同方向的窄通信波束的角度，而非从多个发射天线单元和多个接收天线单元的角度来考虑毫米波通信系统，有助于将毫米波通信系统形象化。使用波束空间的一个优点是通信所需的重要通信波束的数量远少于天线单元的数量(由于毫米波频率信道的稀疏性)，因此，有可能减少硬件逻辑并降低复杂度。另一优点包括由于使用具有高路径损耗的窄通信波束而减少了相邻通信设备之间的干扰。

接入节点通常还可以被称为演进型NodeB(evolved NodeB，eNB)、基站、NodeB、主eNB(mastereNB，MeNB)，从eNB(secondaryeNB，SeNB)、远端射频头、接入点等，而UE通常还可以被称为移动电话、移动台、终端、订户、用户、站等。发射点(transmissionpoint，TP)可以用于指能进行发送的任何设备。因此，发射点可以指接入节点、eNB、基站、NodeB、MeNB、SeNB、远端射频头、接入点、UE、移动电话、移动台、终端、订户、用户等。收发点(transmit-receive point，TRP)是指还能进行接收的网络侧的TP。

在毫米波通信系统设计中需要考虑的其他因素包括：

-快速系统获取与同步：在没有广播宽通信波束的情况下，UE可能发现难以快速获取毫米波通信系统的运行参数并实现同步。

-信道估计：由于在TRP和UE具有大量通信波束方向，可能难以快速测量发射波束和接收波束之间所有可能匹配并选择用于通信的最佳组合。

-广播消息：是否可以使用窄通信波束实现信息广播，是否可以最小化广播信息的需要。

-随机接入与寻呼：需要用于对同样使用窄通信波束来接收和寻呼使用窄通信波束的UE的TRP发起接入的技术。

图1A示出了示例无线通信系统100。通信系统包括多个TRP，例如TRP105、TRP107、和TRP109。上述多个TRP的子集与UE111通信。上述多个TRP的该子集可以向UE 111提供服务。UE 111还可以通过该TRP子集进行传输来与其他设备通信。应理解，通信系统可以采用能够与多个UE通信的多个TRP，然而为了简单起见，仅示出了三个TRP和一个UE。

时分双工(timedivisionduplexing，TDD)通常是运行在高频段的通信系统的默认模式。然而，对于毫米波通信系统，可以探讨全双工操作(至少在TRP处)，因为由毫米波频率的高路径损耗和窄通信波束的使用引起的小区间干扰较低，所以全双工操作成功概率较高。此外，因为毫米波天线阵列尺寸小，所以发射天线和接收天线可以在物理上分离，以在TRP处实现较好的分离。因此，无需TDD通信系统所要求的TRP间的绝对定时同步。然而，定时同步的可用性可以潜在增强通信系统的性能。

此外，与旨在用非常复杂的信道特性在有限的可用带宽内最大化频谱效率的当前的第三代合作伙伴计划(third generation partnership project，3GPP)长期演进(longterm evolution，LTE)技术标准相比，可以简化调制、信道估计、和接入过程。在毫米波频率，通常预期信道将更动态，因此，可能需要以更快的时间尺度进行信道估计和其他过程。此外，随着可用带宽增加，如果没有开发简化技术，则数字信号处理会随带宽变化。尤其是对UE而言，为了简化数字信号处理，可以折衷频谱效率。

图1B示出了通信设备120的详细视图。通信设备120可以是TRP或UE的示例。通信设备120包括处理器125、发射电路127、接收电路129、和天线阵列131。发射电路127包括模拟和数字电路，该模拟和数字电路用于根据由处理器125提供的数据生成用天线阵列131发送的信号。接收电路127包括模拟和数字电路，该模拟和数字电路用于根据由天线阵列131接收的信号生成数据。处理器125用于对待发送和/或已接收的数据进行数字处理。

在使用波束成形的当代通信系统中，系统获取过程的一部分包括：TRP通过在可用的发射波束上发送参考信号以进行波束扫描，以及UE在可用的接收波束间循环以接收所发送的参考信号并获取系统信息，例如通信波束信息、发射波束的离开角等。尤其是在由于链路阻塞或链路脆弱性而需要频繁的系统获取的通信系统中，波束扫描会占用大量的网络资源。作为说明性示例，考虑其中TRP具有16个可用发射波束并且UE具有4个可用接收波束的通信系统。在这样的通信系统中，系统获取过程可以包括TRP在16个发射波束中的每个发射波束上顺序地发送参考信号，其中，每个TRP传输的停留时间大于UE用4个接收波束中的每个接收波束接收足够信息以获取系统信息所需的时间量。

图2A示出了突出TRP 205和UE 207之间的示例系统获取过程的通信系统200。TRP205被示出为使用可用的发射波束209发送参考信号，而UE 207被示出为使用可用的接收波束211接收参考信号。显然，发射波束209和接收波束211都需要正确定向，以便UE 207从TRP205接收传输。

图2B示出了突出TRP 205和UE 207未被正确定向的第一示例情况的通信系统220。TRP 205的发射波束222正确地朝向UE 207，但是UE 207的接收波束224未正确地朝向TRP205。因此，UE 207不能从TRP 205接收参考信号的传输。

图2C示出了突出TRP 205和UE 207未被正确定向的第二示例情况的通信系统240。TRP 205的发射波束242未正确地朝向UE 207，因此即使UE 207的接收波束244正确地朝向TRP 205，UE 207也不能从TRP 205接收参考信号的传输。

根据示例实施例，通过在时域而非空域进行参考信号的传输，可以减少与快速获取过程相关的时间量。天线阵列的每个单独的天线单元可以同时发送不同频率的信号，而非在可用发射波束的子集上顺序地发送参考信号，以在时域中进行波束扫描并允许UE确定系统信息，例如，UE相对于TRP的离开角。由各个天线单元发送的不同频率的信号在本文中称为空时变换(spatial domain to time domain transformation，STT)符号。作为说明性示例，线性天线阵列的每个天线单元在时间段T₀(例如正交频分复用(orthogonalfrequency division multiplexed，OFDM)符号持续时间)同时发送STT符号，该STT符号是具有不同频率的正弦波。通常，由天线单元k发送的STT符号x_k可表示为：

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是天线阵列中的天线单元的数量，T₀是STT符号的持续时间，KΔω是总使用带宽。

虽然本文所示的示例实施例的讨论关注于确定UE相对于天线阵列的离开角，但是本文所示的示例实施例还可使用包括离开方向(directionof departure)、到达角(angleofarrival)、到达方向等其他方向信息。因此，对离开角的讨论不应被解释为限制示例实施例的范围或精神。

图3A示出了突出将STT符号发送到UE 310的线性天线阵列305的示例通信系统300。线性天线阵列305包括M个天线单元，例如第k个天线单元315和第k+1个天线单元317。线性天线阵列305的天线单元之间存在间隔d。如图3A所示，UE 310相对于线性天线阵列305位于角度θ320处。

在角度θ320处与线性天线阵列305相距一定距离的UE 310接收如下所示的信号y(θ)：

其中，Φ₀是由于在空气中传播造成的常相位偏移，A是从每个发射天线单元接收的信号的幅度，λ是载波频率的波长。注意，x_k(t)和y(θ,t)在等式中的

偏移使信号峰居中于STT符号周期。

图3B示出了突出相对于天线阵列355的不同离开角的通信系统350。如图3B所示，UE 360可以相对于天线阵列355位于第一离开角(例如-60度)处。而UE 362可以相对于天线阵列355位于第二离开角(例如0度)处，并且UE364可以相对于天线阵列355位于第三离开角(例如+60度)处。注意，图3B中所示的离开角都在单个平面内，例如，方位面。在一些部署中，还存在第二平面，例如垂直面。可选地，上述单个平面可以是垂直面，并且上述第二平面可以是方位面。

图4A示出了相对于发送STT符号的线性天线阵列位于不同角度θ处的UE接收的信号y(θ,t)的曲线图400。STT符号在时间T₀内发送。曲线图400的x轴示出了T₀的时间片段(fraction of time)，曲线图400的y轴示出了对不同角度值θ具有偏移的信号y(θ,t)的幅度。线性天线阵列包括相互间隔为d＝λ/2的16个天线单元。UE位于从-60度到+60度并以10度递增的不同方位角。例如，迹线405表示由相对于线性天线阵列位于-60度处的UE接收的信号y(θ,t)，而迹线410表示由相对于线性天线阵列位于-50度处的UE接收的信号y(θ,t)，等等。

如图4A所示，每条迹线包括一个信号峰，并且每条迹线的信号峰出现在不同的时间。作为说明性示例，迹线405的信号峰407大约在0.07*T₀时出现，并且迹线410的信号峰412在大约0.12*T₀时出现。注意，根据相对于线性天线阵列的角度θ的值，信号峰出现在不同的时间。

图4B示出了展示角度θ与信号峰位置之间的关系的曲线图。迹线455表示角度θ(UE相对于天线阵列的离开角)与作为T₀的时间片段的信号峰位置(即到达时间)之间的关系。迹线455是单调的，因此，可以根据由UE接收的信号y(θ,t)中呈现的信号峰的到达时间唯一地确定离开角。STT符号的传输将空间信息(离开角)有效地转换为信号峰的到达时间。

根据示例实施例，提供了一种用于快速系统获取的系统和方法，其中，TRP的天线阵列的天线单元发送不同的STT符号。天线阵列的天线单元发送不同的STT符号，使TRP无需在空域中执行波束扫描，该波束扫描涉及TRP在不同的发射波束上发送参考信号。从而减少了系统获取所花费的时间和通信开销。

根据示例实施例，TRP以最大发射功率电平周期性地发送STT符号。以最大发射功率电平发送STT符号实现了最大的可用覆盖范围。UE检测信号峰以及信号峰的到达时间和相位，用于确定系统信息，系统信息包括视距(line of sight，LOS)路径的离开角以及存在的任何多径的离开角。由于取消了空域中的波束扫描(通常是顺序过程)，系统信息的确定对于UE而言通常是快速且计算高效的。UE可以基于系统信息向TRP提供反馈，并且该反馈可以使TRP能够形成指向UE的发射波束。STT符号还可以用于使UE的频率和定时与TRP的定时同步。此外，在搜索信号峰时，UE可以调谐其波束成形以最大化信号峰并使其发射波束与来自特定TRP的特定的多径匹配。然后，UE可以使用最佳发射波束对一个或多个期望的TRP(例如，具有最强信号的TRP)发起接入。

根据示例实施例，提供了一种使用STT符号确定到达时间的系统和方法，该STT符号在其前半部分中具有第一频率并在其后半部分中具有第二频率。尽管当与诸如卫星定位系统(例如，全球定位系统(global positioning system，GPS))和UE处的其他类型的信号提供的额外定时信息结合使用时，可以根据在STT符号的整个持续时间内具有单个频率的STT符号(例如，如图4A所示)确定信号峰的绝对到达时间，但是不依赖于额外定时信息的技术是优选的。

在STT符号的不同部分中使用不同频率以确定到达时间的示例技术包括：TRP在STT符号的前半部分中发送第一频率，其中每个天线单元发送的STT符号的前半部分的频率上升(如前所述，

并且每个天线单元发送的STT符号的后半部分的频率下降，可表示为

由于发送了在不同部分中具有不同频率的STT符号，因此UE将检测到两个信号峰。根据两个信号峰之间的时间间隔得到与离开角相关的到达时间信息。尽管上述讨论关注于STT符号的两部分中的两个不同频率，但是示例实施例可以用于两个连续的STT符号中的两个不同频率，或者如果发送多个STT符号，则上述多个STT符号的第一子集包括具有第一频率的STT符号并且第二子集包括具有第二频率的STT符号。

图5A示出了相对于发送STT符号的线性天线阵列位于不同角度θ处的UE接收的信号y(θ,t)的曲线图500，其中，每个STT符号的不同部分具有不同频率。曲线图500中示出的每条迹线表示不同角度θ处的UE接收的信号y(θ,t)。例如，迹线505表示角度0处的UE接收的信号y(θ,t)。迹线505的特征为相距时间差ΔT_P515的两个信号峰510和512，信号峰510对应于STT符号的具有第一频率的第一部分，信号峰512对应于STT符号的具有第二频率的第二部分。图5B示出了展示角度θ与时间差ΔT_P之间的关系的曲线图550。迹线555表示角度θ与作为T₀的时间片段时间差ΔT_P之间的关系。迹线555是单调的，因此，可以根据由UE接收的信号y(θ,t)中的两个信号峰之间的时间差ΔT_P唯一地确定离开角。例如，图5A的迹线505中的两个信号峰的时间差ΔT_P约为1.0*T₀，根据图5B的曲线图550，该时间差对应于角度0。

当信号经环境中存在的物体反射而到达UE时，发生多径。与多径相关的路径比视距(LOS)路径长，因此存在与多径相关的时延。与特定多径相关的时延量取决于与多径相关的路径的长度。

图6A示出了突出多径效应的通信系统600。通信系统600包括具有天线阵列605的TRP。TRP向UE 610发送STT符号。天线阵列605和UE 610之间存在LOS路径615。然而，在通信系统600的环境中存在物体，并且其中一些物体(例如，物体1 620和物体2 625)造成到达UE610的反射。物体1 620离天线阵列605较近并且导致具有低时延的较短的多径622，而物体2625离天线阵列605较远并且导致具有高时延的较长的多径627。

在信号从物体反射之后，与多径相关的时延和物体的离开角影响UE接收到信号的信号峰的时间。作为说明性示例，从天线阵列605的角度来看，相比于物体2 625，物体1 620位于UE 610的更右侧，因此，与物体1 620的离开角对应的第一信号峰将在与物体2 625的离开角对应的第二信号峰之前被接收。与低时延多径622相关的低时延还将造成UE 610比接收第二信号脉冲更早地接收到第一信号峰。

图6B示出了运行于多径环境中的UE接收的信号峰的图650。当天线阵列如上所述发送其中每个STT符号的不同部分具有不同频率的多个STT符号时，第一信号峰655和第二信号峰657对应于天线阵列和UE之间的LOS路径。第三信号峰660和第四信号峰662对应于天线阵列和UE之间的低时延多径，而第五信号峰665和第六信号峰667对应于高时延多径。注意，对应于LOS路径的信号峰的幅度大于对应于多径的信号峰的幅度。此外，信号需要传播的距离越大，信号峰的幅度越小。

作为说明性示例，信号峰655和657对应于天线阵列605和UE 610之间的LOS路径。此外，信号峰660和662对应于低时延多径622，信号峰665和667对应于高时延多径627。UE610能够根据信号峰对确定信道特性，例如离开角、时间延迟、以及幅度和相位，从而根据信号峰对的位置和间隔获得信道(包括多径信道)的信道估计。

为了支持接入和移动性，UE可能需要区分和识别不同的TRP。作为说明性示例，在存在能够为UE服务的多个TRP的情况下，UE需要区分上述多个TRP。由TRP发送的STT符号可以用于使UE能够区分不同的TRP。

根据示例实施例，信息被嵌入于STT符号中以传达不同TRP的识别信息。

根据示例实施例，STT符号对之间的时间差用于传达不同TRP的识别信息。换句话说，不同的TRP在STT符号对之间使用不同的时间差。STT符号对中的STT符号可以相同，也可以不同。可以周期性地发送STT符号对，例如，以帧周期T_F为周期。每个TRP具有对应于TRP标识符(例如TRP标识、小区标识等)的标识符偏移T_CID，用于在时间上分离两个STT符号。

在存在多个TRP的情况下，可能将多个信号峰误认为是多径。在这种情况下，可以在相邻TRP之间使用相邻偏移T_NO。相邻TRP之间的各种相邻偏移可以由通信系统的运营商指定。

图7示出了UE接收的信号峰的图700，其中，STT符号对之间的时间差用于传达TRP的识别信息。图700示出了对应于由两个TRP以周期T_F705发送的两对STT符号的信号峰。第一信号峰对710对应于由第一TRP发送的第一STT符号对，第二信号峰对712对应于由第二TRP发送的第二STT符号对。第一信号峰对710和第二信号峰对712之间的时间偏移715传达第一TRP的TRP标识符。第三信号峰对720对应于由第二TRP发送的第一STT符号对，第四信号峰对722对应于由第二TRP发送的第二STT符号对。第三信号峰对720和第四信号峰对722之间的时间偏移725传达第二TRP的TRP标识符。第一信号峰对710和第三信号峰对720之间的相邻偏移730有助于防止将各对信号峰误认为是多径。

根据示例实施例，调制的STT符号用于传达不同TRP的识别信息。可以调制STT符号本身以对信息进行编码。为了保持信号的强度，可以使用诸如二进制相移键控(binaryphase shift keying，BPSK)、正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)、8相移键控(eight value PSK，8PSK)等相位调制。可以对整个STT符号或半个STT符号应用调制，以允许加倍可以编码的信息的量。此外，可以使用多个STT符号以允许对更多信息进行编码，该信息可以包括帧号、TRP标识符、接入信息等。此外，可以通过在接收方获得调制的STT符号的良好的相移键控(phase shift keying，PSK)星座来实现频率同步。

图8示出了UE接收的信号峰的图800，其中，调制的STT符号用于传达TRP的信息。图800显示对应于由两个TRP以周期T_F 805发送的调制的STT符号的信号峰。第一组信号峰810对应于由第一TRP发送的调制的STT符号，第二组信号峰815对应于由第二TRP发送的调制的STT符号。第一组信号峰810和第二组信号峰815之间的相邻偏移820有助于防止将各组信号峰误认为是多径。

本文所示的示例实施例也可以适用于二维天线阵列。尽管以上所示的讨论关注于线性天线阵列，但是示例实施例也适用于二维天线阵列。在典型应用中，水平维度和垂直维度在角度的覆盖宽度和用户分布方面不同。例如，在大多数应用中，水平覆盖角度范围需要更宽(方位角范围比仰角范围更大)。

根据示例实施例，在大小为M×N的二维天线阵列的部署中，定义了第一平面中的多个角，并且以类似于线性天线阵列部署的描述的方式，跨越第二平面在第一平面的每个角内发送STT符号。在涉及第一平面是垂直面而第二平面是方位面的部署的示例实施例中，通过一组L(其中，L小于或等于N)个加权向量V在垂直面中定义L个下倾角，并且通过二维天线阵列的天线单元在每个下倾角发送STT符号。加权向量V可以跨越期望的仰角范围。作为说明性示例，加权向量可表示为：

其中，k是垂直维度的天线单元索引，l是下倾角索引，d_v是垂直维度的天线单元间隔，

是下倾角，λ是载波频率的波长。当在下倾角中发送STT符号时，TRP将对应于该下倾角的加权向量应用于垂直维度的天线单元。第一平面是方位面而第二平面是垂直面的部署(例如，在高层建筑中提供通信的通信系统)也是可能的。

UE将接收在上述L个下倾角中发送的STT符号，并检测接收到的STT符号以找到幅度最大的信号峰，以确定最佳下倾角以及UE在最佳下倾角内的离开角。

图9示出了在TRP使用二维天线阵列的部署中UE接收的信号峰的图900。图900示出了多组信号峰，例如第一组信号峰905和第二组信号峰910，这些信号峰代表由UE接收的STT符号。每组信号峰对应于不同的下倾角。各组信号峰的幅度与下倾角和UE位置的匹配程度有关。例如，第一组信号峰905的幅度小于第二组信号峰910的幅度，因此表示与第二组信号峰910相关的下倾角比与第一组信号峰905相关的下倾角更好地朝向UE。或者，与第一组信号峰905相关的下倾角中的路径可能比与第二组信号峰910相关的下倾角中的路径具有更大的路径损耗。

根据示例实施例，在大小为M×N的二维天线阵列的部署中，结合第一平面扫描和第二平面扫描以帮助减少波束扫描过程所用的时间。作为说明性示例，对于多个下倾角中的每个下倾角，只发送STT符号对的前半部分，然后一旦已在所有下倾角中发信号(例如，从上到下)，则使用STT符号对的后半部分从下到上在下倾角中发信号。确定两个相同的信号峰(例如，幅度最大的相同信号峰对)之间的时间差T_AoD，离开角可以如下确定：

水平离开角＝Remainder(T_AoD,2T₀)

其中，

是向下取整运算符，Remainder(a,b)返回a除以b的余数。

图10示出了在TRP使用二维天线阵列的部署中UE接收的信号峰的图1000，其中，波束使用STT符号的一半以帮助减少波束扫描时间。图1000示出了多个信号峰，例如信号峰1005、1007、1009、和1011。幅度相等的信号峰对应于STT符号对。例如，信号峰1005和1007对应于一对STT符号，信号峰1009和1011也对应于一对STT符号。信号峰1005和1007幅度最大，可能对应于在最佳朝向UE的下倾角或具有最低路径损耗的下倾角上发送的STT符号。可以根据T_AoD 1015确定UE的离开角，T_AoD 1015是信号峰1005和1007之间的时间差。

根据示例实施例，使用混合波束成形以支持二维天线阵列使用STT符号进行波束扫描，其中，使用移相器在模拟域中实现不同的下倾角。混合波束成形是数字波束成形技术和模拟波束成形技术的结合。例如，混合波束成形通过在中频(intermediate frequency，IF)或射频(radiofrequency，RF)域中使用模拟移相器形成数字波束成形所操作的可调节模拟波束，以减少发射器的数量。

图11示出了使用混合波束成形实现的二维天线阵列1100。二维天线阵列1100包括M×N个天线单元，例如天线单元1105和1107。二维天线阵列1100被划分为子阵，例如包括竖列的天线单元的子阵1110和1115。如图11所示，有M个子阵，每个子阵包括N个天线单元。在每个子阵中执行模拟波束成形以支持不同的下倾角，同时跨子阵执行数字波束成形以支持方位面扫描。

由二维天线阵列1100服务的UE的离开角可以如下确定：

1.将子阵列配置到第一下倾角(例如，最低下倾角)并发送STT符号的前半部分以在第一下倾角覆盖方位面。

2.对于其余下倾角，以第一顺序(例如，下倾角从低到高)重复#1。

3.将子阵列配置到第二下倾角(例如，最高下倾角)并发送STT符号的后半部分以在第二下倾角覆盖方位面。

4.对于其余下倾角，以第二顺序(例如，下倾角从高到低)重复#2。

关于将大的二维天线阵列划分成子阵，有许多将二维天线阵列划分成较小的子阵的方法。第一种技术涉及将二维天线阵列划分成垂直子阵，如图11所示。第二种技术涉及将二维天线阵列划分成相等大小的子阵。在任意的大小为M列的天线阵列中，STT符号的前半部分可表示为：

如果天线阵列被划分为P个子阵，其中每个子阵列具有M/P列，则每个子阵可以使用如前所述的混合波束成形来形成具有L个不同下倾角的M/P个方位角波束。P个数字发射器的STT符号可表示为：

同时，模拟波束成形允许在M/P个方位角波束之间切换，每个方位角波束的持续时间为T₀*P/M。

图12示出了划分为P＝4个子阵的二维天线阵列1200。二维天线阵列1200包括64个天线单元并且被划分为四个子阵，例如子阵1205，每个子阵具有16个天线单元。

考虑具有1024个天线单元的天线阵列的第一示例通信系统，其中，在帧持续时间为T_F＝1毫秒(ms)的每个无线帧中有8微秒(μs)可用于发送STT符号。则STT子载波间隔

并且当偏移粒度为8μs时，TRP标识偏移数T_CID等于T_F/2/8μs＝62，如果偏移粒度为4μs，则TRP标识偏移数T_CID等于T_F/2/4μs＝125。在连续帧之间添加的额外的时间差T_dither(例如，帧之间的时间＝T_F+T_dither)可用于对用于同步的有限的无线帧号信息进行编码。例如，T_dither以1μs步长从0μs变化到20μs，并且不同帧之间的T_dither也有变化。

考虑具有1024个天线单元的天线阵列的第二示例通信系统，其中，STT符号时间(信号峰之间的时间)为8μs并且每无线帧发送8个STT符号。如果每个无线帧的帧持续时间T_F＝1ms，则通信开销为8*8/1000＝6.5％。STT子载波间隔为

当采用8PSK和每STT符号1次相位调制时，STT符号每无线帧可编码的信息比特总数为3*8＝24比特，并且当采用8PSK和每半个STT符号1次相位调制时，可编码的信息比特数为3*16＝48比特。

考虑具有128列并支持8个不同下倾角的天线阵列的示例通信系统。天线阵列的横行由全数字发射器单独驱动，并使用移相器实现不同的下倾角。天线阵列具有至少128×8个天线单元(在竖列中可以使用更多的天线单元以提供更窄的波束，但是每个竖列需要至少8个天线单元)。在8μs STT符号时间内从128个发射器发送的信号可表示为：

以及

其中，Δf＝250kHz，T₀＝4μs，k＝0～127。在8μs的STT符号时间之内，天线阵列将以0.5μs的步长通过下倾波束索引1、2、3、4、5、6、7、8、8、7、6、5、4、3、2、1进行循环。总信号带宽为1024*Δf＝256MHz。图13A示出了具有128×8个天线单元的天线阵列1300，其中，天线单元被布置为128列，每列8个天线单元，例如列1305。图13B示出了下倾波束1350。下倾波束1350包括8个下倾波束，例如下倾波束1355。

考虑具有32列并支持4个不同下倾角的天线阵列的示例通信系统。天线阵列的横行由全数字发射器单独驱动，并使用移相器实现不同的下倾角。天线阵列具有至少32×4个天线单元(在竖列中可以使用更多的天线单元以提供更窄的波束，但是每个竖列需要至少4个天线单元)。在8μs STT符号时间内从32个发射器发送的信号可表示为：

以及

其中，Δf＝250kHz，T₀＝4μs，k＝0～31。在8μs的STT符号时间之内，天线阵列将以0.5μs的步长通过下倾波束索引1、2、3、4、4、3、2、1进行循环。总信号带宽为128*Δf＝32MHz。图14A示出了具有32×4个天线单元的天线阵列1400，其中，天线单元被布置为32列，每列4个天线单元，例如列1405。图14B示出了下倾波束1450。下倾波束1450包括4个下倾波束，例如下倾波束1455。

考虑具有8列并支持2个不同下倾角的天线阵列的示例通信系统。天线阵列的横行由全数字发射器单独驱动，并使用移相器实现不同的下倾角。天线阵列具有至少8×2个天线单元(在竖列中可以使用更多的天线单元以提供更窄的波束，但是每个竖列需要至少2个天线单元)。在8μs STT符号时间内从8个发射器发送的信号可表示为：

以及

其中，Δf＝250kHz，T₀＝4μs，k＝0～7。在8μs的STT符号时间之内，天线阵列将以0.5μs的步长通过下倾波束索引1、2、2、1进行循环。总信号带宽为16*Δf＝4MHz。图15A示出了具有8×2个天线单元的天线阵列1500，其中，天线单元被布置为8列，每列2个天线单元，例如列1505。图15B示出了下倾波束1550。下倾波束1550包括2个下倾波束，例如下倾波束1555。

注意，本文描述的示例通信系统适用于如前所述的在水平维度中执行混合波束成形的配置。

图16示出了在使用STT符号参与系统获取的TRP发生的示例操作1600的流程图。操作1600可以指示当TRP使用STT符号参与系统获取以帮助提高系统获取效率时，在该TRP发生的操作。

操作1600开始于TRP生成用于天线阵列的天线单元的STT符号(框1605)。上述STT符号中每个STT符号的不同部分可以具有不同的频率以便于确定定时信息，而无需使用定时参考来确定绝对到达时间。STT符号可以在STT符号中嵌入TRP信息，例如TRP标识符。嵌入TRP信息可以包括对每个TRP使用不同的TRP标识符偏移或者对STT符号进行调制(例如，使用PSK)。天线阵列可以是一维阵列或二维阵列，二维阵列可以被视为多个一维阵列或多个较小的二维阵列。数字波束成形或混合波束成形可用于在第一维度中实现波束，而STT符号在第二维度中实现波束。TRP使用天线阵列发送STT符号以在时域中执行波束扫描(框1610)。以下提供关于STT符号的设计如何简化UE处的检测的详细讨论。STT符号可以在数据帧的一小部分中发送，这有助于保持较低的通信开销。TRP参与系统获取和同步(框1615)。

STT符号的设计简化了UE处的信号峰检测，原因有多种，包括：

-TRP的每个发射器以该发射器的峰值功率(即，0dB峰均比(peak to averagepower ratio，PAPR))发送单个子载波(single tone)。因此，在UE处接收的信号峰的电平为最高电平。

-即使在信噪比(signal to noise ratio，SNR)为0dB情况下，其中平均的接收信号功率电平与UE的噪声相同(假设定期发送的信号的PARP为9dB)，STT符号的信号峰值也将比平均噪声电平高9dB。鉴于高斯噪声具有相似的PAPR，因此，噪声同样地具有比平均功率高9～10dB的峰值的概率为10^-4，但噪声会干扰信号峰的概率较小，并且信号峰规则的结构使其容易与噪声峰区分开。

-STT符号的设计允许简单地检测和抑制来自其他TRP发送的STT符号的干扰。

-在接收信号电平低的情况下(例如，在TRP覆盖区边缘或边缘附近的UE处)，可以以时延增加为代价，通过多个无线帧累加接收信号来改善接收信号的质量。然而，对于SNR较好的UE，可以快速实现可靠的检测，加速系统获取和同步过程。

图17示出了在使用STT符号参与系统获取的UE发生的示例操作1700的流程图。操作1700可以指示当UE使用由TRP使用天线阵列发送的STT符号参与系统获取时，在该UE发生的操作。

操作1700开始于UE接收由TRP发送的STT符号(框1705)。UE识别信号峰(框1710)。以下提供用于信号峰识别或检测的示例技术的详细讨论。UE确定嵌入在STT符号中的信息(框1715)。例如，可以使用TRP标识符偏移或调制将信息嵌入STT符号中。UE根据信号峰确定离开角(框1720)。可以根据与单个TRP相关的信号峰之间的时间差来确定UE的离开角。UE反馈关于离开角的信息(框1725)。UE用该离开角参与系统获取和同步(框1730)。

如前所述，UE还可以使用接收波束成形来改善通信性能。因此，UE需要将接收波束正确地朝向TRP以最大化接收信号强度。用于信号峰识别的示例技术涉及UE在贯穿搜索空间的围绕整个UE(即，360度)的多个固定接收波束之间切换，以使用宽接收波束进行扫描。在可选实施例中，如果UE具有提供了TRP位置的粗略估计的一些位置信息，则该UE可以根据该位置信息来缩小搜索空间。在这种情况下，UE可以减小其所需扫描的宽接收波束的数量和扫描时延。对于位于小区边缘的UE，每个宽波束的停留时间需足够长，以通过信号整合实现可靠的检测，停留时间可以由小区范围确定。一旦UE检测到由TRP发送的STT符号，UE可以切换到精细接收波束扫描，以细化搜索并可以进一步改善信号峰的检测。例如，UE可以在已用其检测到STT符号的一个或多个宽接收波束内，用跨越上述一个或多个宽接收波束的窄接收波束进行扫描。

注意，STT符号占用的带宽随天线阵列的大小变化。在使用小天线阵列的情况下，出现了关于当STT符号仅占用可用带宽的一小部分时，如何获得整个可用带宽的信道估计的问题。根据示例实施例，对于不同的无线帧，以不同的中心频率发送STT符号。用于发送STT符号的频率序列(称为跳频图案)可用于进一步对与通信系统有关的信息例如无线帧号进行编码。作为说明性示例，第一跳频图案用于指示第一无线帧号，第二跳频图案用于指示第二无线帧号，等等。此外，可以开发系统跳变方法以适应不同大小的天线阵列。

可能出现以下情况，通信系统中使用的天线阵列大于所支持的最大天线阵列大小，或者专用于STT符号传输的可用带宽小于所需STT符号的总数。在这两种情况下，天线阵列可以被划分为小于或等于所支持的最大天线阵列大小的较小子阵。每个子阵满足最大阵列大小限制，并且每个子阵的STT符号占用的带宽不大于专用于STT符号传输的可用带宽。子阵可以重叠。STT符号可以在无线帧间在不同子阵之间跳变。一旦UE例如通过控制信道信息确定了跳变图案，UE可以结合所有接收的信号以确定UE对于整个天线阵列的离开角。

对于随机接入，一旦UE被开启或UE进入新的覆盖区，则该UE可以开始监控TRP发送的STT符号的频率和/或载波。UE例如基于信号峰的幅度来识别最强TRP，并且开始获取系统信息(例如，频率和定时同步信息)。UE还可以识别接收信号电平满足阈值的可选TRP。一旦UE获取系统信息，则该UE准备好发起随机接入。

UE具有以下信息：

-来自标识符时间偏移(T_CID)或编码的STT符号的最强TRP的TRPID。

-根据帧号的系统定时信息(在最初的短序列中)。

-对于目标TRP的离开角。

-用于从目标TRP的接收传输的最佳接收波束。

相应地，UE也有用于向目标TRP发送的最佳发射波束。

随机接入技术可以设计为使用上述信息以唯一地确定向目标TRP发送随机接入信号的一个或多个时间实例(这些时间实例对应于目标TRP将接收波束朝向UE并期望接收随机接入信号的时间)。可以在一个或多个时间实例使用对于目标TRP的最佳发射波束来发送随机接入信号。目标TRP可以使用根据包括在随机接入信号中的从UE接收的反馈确定的最佳发射波束，向UE发送对随机接入信号的应答。

在UE处于活动会话的情况下，UE可以持续监控TRP发送的STT符号，并持续向目标TRP提供与离开角相关的反馈。持续的监视和反馈使TRP和UE能够持续使用最佳通信波束进行通信。在UE处于空闲模式的情况下，UE可以持续监控TRP发送的STT符号并确定对于目标TRP的离开角。如果对于目标TRP的离开角的变化超出指定阈值，则UE更新所连接的TRP。该更新可能会改变TRP。

通常，在低频段宏网络中，寻呼是有效的。在UE休眠的情况下，尝试到达UE并发送寻呼可能是低效的。然而，如果UE空闲并且已向毫米波网络注册，则网络在UE提供最近更新时了解该UE在与哪个TRP通信。寻呼过程可以通过在最近更新期间确定的一组波束(发射波束和接收波束)进行。

图18示出了用于执行本文描述的方法的实施例处理系统1800的框图，该处理系统可以安装在主机设备中。如图所示，处理系统1800包括处理器1804、存储器1806、和接口1810-1814，其可以(或可以不)如图18所示布置。处理器1804可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任何部件或部件集合，存储器1806可以是存储有用于由处理器1804执行的程序和/或指令的任何部件或部件集合。在实施例中，存储器1806包括非瞬时性计算机可读介质。接口1810、1812、1814可以是允许处理系统1800与其它设备/部件和/或用户通信的任何部件或部件集合。例如，接口1810、1812、1814中的一个或多个可以用于将数据消息、控制消息、或管理消息从处理器1804传送到安装在主机设备和/或远程设备上的应用。又例如，接口1810、1812、1814中的一个或多个可以用于支持用户或用户设备(例如，个人计算机(personal computer，PC)等)与处理系统1800进行交互/通信。处理系统1800可以包括图18中未示出的额外部件，例如长期存储器(例如，非易失性存储器等)。

在一些实施例中，处理系统1800包括在接入电信网络或作为电信网络的一部分的网络设备中。在一个示例中，处理系统1800在无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器、或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统1800在接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如移动台、用户设备(UE)、个人计算机(PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)、或用于接入电信网络的任何其它设备。

在一些实施例中，接口1810、1812、1814中的一个或多个将处理系统1800连接到用于在电信网络上发送和接收信令的收发器。图19示出了用于在电信网络上发送和接收信令的收发器1900的框图。收发器1900可以安装在主机设备中。如图所示，收发器1900包括网络侧接口1902、耦合器1904、发射器1906、接收器1908、信号处理器1910、和设备侧接口1912。网络侧接口1902可以包括用于在无线或有线电信网络上发送或接收信令的任何部件或部件集合。耦合器1904可以包括用于促进通过网络侧接口1902的双向通信的任何部件或部件集合。发射器1906可以包括用于将基带信号转换成适于通过网络侧接口1902传输的调制载波信号的任何部件或部件集合(例如，上变频器和功率放大器等)。接收器1908可以包括用于将通过网络侧接口1902接收的载波信号转换为基带信号的任何部件或部件集合(例如，下变频器和低噪声放大器等)。信号处理器1910可以包括用于将基带信号转换成适合通过设备侧接口1912进行通信的数据信号或者进行相反转换的任何部件或部件集合。设备侧接口1912可以包括用于在信号处理器1910与主机设备内的部件(例如，处理系统1800、局域网(local area network，LAN)端口等)之间传送数据信号的任何部件或部件集合。

收发器1900可以通过任何类型的通信介质发送和接收信令。在一些实施例中，收发器1900通过无线介质发送和接收信令。例如，收发器1900可以是用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，无线电信协议是例如蜂窝协议(例如，长期演进(LTE)等)、无线局域网(wireless local area network，WLAN)协议(例如，Wi-Fi等)、或任何其它类型的无线协议(例如，蓝牙、近场通信(near field communication，NFC)等)。在这些实施例中，网络侧接口1902包括一个或多个天线/辐射单元。例如，网络侧接口1902可以包括单个天线、多个单独天线、或被配置用于多层通信的多天线阵列，其中，多层通信是例如单输入多输出(single input multiple output，SIMO)、多输入单输出(multiple input singleoutput，MISO)、多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)等。在其它实施例中，收发器1900通过诸如双绞线电缆、同轴电缆、光纤等有线介质发送和接收信令。具体的处理系统和/或收发器可利用所有所示的部件，或仅利用部件子集，集成程度可能因设备而异。

在UE的一个实施例中，UE包括接收装置，接收装置用于接收与由TRP发送的STT符号相关的信号。UE还包括识别装置和确定装置，该识别装置用于识别接收信号中的信号峰，该确定装置用于根据信号峰确定UE相对于TRP的离开角。最后，UE包括发送装置，该发送装置用于向TRP发送离开角信息。

在以下条款中详细说明了各种实施例的其他方面：

第一条、一种运行TRP的方法，该方法包括：

TRP为天线阵列中的每个天线单元生成不同的STT符号；以及

TRP使用天线阵列发送STT符号，以在时域中沿第一平面扫描波束。

第二条、根据第一条所述的方法，其中，为第k个天线单元生成的STT符号可表示为：

第三条、根据第一条至第二条中任一条所述的方法，其中，为第k个天线单元生成的STT符号可表示为：

以及

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是天线阵列中的天线单元的数量，T₀是STT符号的持续时间的一半，KΔω是总使用带宽。

第四条、根据第一条至第三条中任一条所述的方法，还包括：

在发送STT符号之前，TRP将信息嵌入STT符号。

第五条、根据第一条至第四条中任一条所述的方法，其中，嵌入STT符号包括：

复制STT符号；以及

在STT符号和复制的STT符号之间插入根据上述信息确定的时间偏移值。

第六条、根据第一条至第五条中任一条所述的方法，其中，嵌入STT符号包括：

根据上述信息调制STT符号。

第七条、根据第一条至第六条中任一条所述的方法，其中，STT符号是使用相位调制来调制的。

第八条、根据第一条至第七条中任一条所述的方法，其中，天线阵列是二维阵列，并且其中，该方法还包括：

TRP定义与第二平面的角集对应的加权向量集；

在发送STT符号之前，TRP将来自加权向量集的加权向量应用于STT符号；以及

对加权向量集中的其余加权向量重复上述应用和发送。

第九条、根据第一条至第八条中任一条所述的方法，其中，第l个加权向量可表示为：

其中，k是天线阵列的天线单元的垂直维度索引，l是第二平面的角集中的角的索引，d_v是垂直维度的天线单元间隔，

是第二平面的角集中的角，λ是载波频率的波长。

第十条、根据第一条至第九条中任一条所述的方法，其中，STT符号在无线帧内发送，并且其中，STT符号的中心频率根据无线帧之间的跳变图案改变。

第十一条、根据第一条至第十条中任一条所述的方法，其中，天线阵列是更大的天线阵列的子集，并且其中，该方法还包括：

TRP对上述更大的天线阵列的其余子集重复上述生成和发送。

第十二条、一种运行UE的方法，该方法包括：

UE接收与由TRP发送的STT符号相关的信号；

UE识别接收的信号中的信号峰；

UE根据信号峰确定UE相对于TRP的离开角；以及

UE将离开角信息发送到TRP。

第十三条、根据第十二条所述的方法，其中，接收的信号可表示为：

其中，Φ₀是常相位偏移，A是从每个发射天线单元接收的信号的幅度，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是TRP处的天线阵列中的天线单元的数量，T₀是信号的持续时间的一半，KΔω是总可用带宽，λ是载波频率的波长。

第十四条、根据第十二条至第十三条中任一条所述的方法，还包括：

UE确定嵌入在接收的信号中的信息。

第十五条、根据第十二条至第十四条中任一条所述的方法，其中，上述信息是连续信号峰之间的时间偏移值。

第十六条、根据第十二条至第十五条中任一条所述的方法，其中，上述信息被调制到接收的信号中。

第十七条、根据第十二条至第十六条中任一条所述的方法，其中，确定离开角包括：

确定与视距路径对应的一对信号峰之间的时间间隔；以及

根据时间间隔确定UE和TRP之间的信道的信道特性，该信道特性包括离开角。

第十八条、根据第十二条至第十七条中任一条所述的方法，其中，确定离开角包括：

识别至少两对信号峰；以及

确定与上述至少两对信号峰对应的信道的信道特性，该信道特性包括离开角，该信道特性是根据上述至少两对信号峰中的每对信号峰的时间间隔确定的。

第十九条、一种TRP，包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，存储有用于由处理器执行的程序，该程序包括指令以配置TRP：

为天线阵列中的每个天线单元生成不同的STT符号，以及

使用天线阵列发送STT符号，以在时域中沿第一平面扫描波束。

第二十条、根据第十九条所述的TRP，其中，该程序包括指令以配置TRP在发送STT符号之前将信息嵌入STT符号。

第二十一条、根据第十九条至第二十条中任一条所述的TRP，其中，该程序包括指令以配置TRP复制STT符号，以及在STT符号和复制的STT符号之间插入根据上述信息确定的时间偏移值。

第二十二条、根据第十九条至第二十一条中任一条所述的TRP，其中，该程序包括指令以配置TRP根据上述信息调制STT符号。

第二十三条、根据第十九条至第二十二条中任一条所述的TRP，其中，天线阵列是二维阵列，并且其中，该程序包括指令以配置TRP：定义与第二平面的角集对应的加权向量集；在发送STT符号之前将来自加权向量集的加权向量应用于STT符号；以及对加权向量集中的其余加权向量重复上述应用和发送。

第二十四条、一种UE，包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，存储有用于由处理器执行的程序，该程序包括指令以配置UE：

接收与由TRP发送的STT符号相关的信号，

识别接收的信号中的信号峰，

根据信号峰确定UE相对于TRP的离开角，以及

将离开角信息发送到TRP。

第二十五条、根据第二十四条所述的UE，其中，该程序包括指令以配置UE确定嵌入在接收的信号中的信息。

第二十六条、根据第二十四条至第二十五条中任一条所述的UE，其中，该程序包括指令以配置UE：确定与视距路径对应的一对信号峰之间的时间间隔，以及根据时间间隔确定UE和TRP之间的信道的信道特性，该信道特性包括离开角。

应当理解，此处提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由相应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块发送。信号可以由接收单元或接收模块接收。信号可以由处理单元或处理模块处理。其他步骤可以由生成单元/模块、嵌入单元/模块、复制单元/模块、插入单元/模块、调制单元/模块、定义单元/模块、应用单元/模块、识别单元/模块、确定单元/模块、和/或重复单元/模块执行。各个单元/模块可以是硬件、软件、或其组合。例如，这些单元/模块中的一个或多个可以是集成电路，例如现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)。

尽管已经详细描述了本公开及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换、和更改。

Claims

1.一种运行收发点的方法，所述方法包括：

所述收发点为天线阵列中的每个天线单元生成不同的空时变换符号；以及

所述收发点使用所述天线阵列发送所述空时变换符号，以在时域中沿第一平面扫描波束；

其中，为第k个天线单元生成的空时变换符号表示为：

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是所述天线阵列中的天线单元的数量，T₀是所述空时变换符号的持续时间，KΔω是总使用带宽。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，为第k个天线单元生成的空时变换符号表示为：

以及

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是所述天线阵列中的天线单元的数量，T₀是所述空时变换符号的持续时间的一半，KΔω是总使用带宽。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在发送所述空时变换符号之前，所述收发点将信息嵌入所述空时变换符号。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

5.根据权利要求3至4中任一项所述的方法，其中，嵌入所述空时变换符号包括：

复制所述空时变换符号；以及

在所述空时变换符号和复制的所述空时变换符号之间插入根据所述信息确定的时间偏移值。

6.一种运行收发点的方法，其中，所述方法包括权利要求3至5任意一项所述方法的全部特征，并且，嵌入所述空时变换符号包括：

根据所述信息调制所述空时变换符号。

7.一种运行收发点的方法，其中，所述方法包括权利要求1至6任意一项所述方法的全部特征，并且，所述空时变换符号是使用相位调制来调制的。

8.一种运行收发点的方法，其中，所述方法包括权利要求1至7任意一项所述方法的全部特征，并且，所述天线阵列是二维阵列，并且其中，所述方法还包括：

所述收发点定义与第二平面的角集对应的加权向量集；

在发送所述空时变换符号之前，所述收发点将来自所述加权向量集的加权向量应用于所述空时变换符号；以及

对所述加权向量集中的其余加权向量重复所述应用和所述发送。

9.一种运行收发点的方法，其中，所述方法包括权利要求8所述方法的全部特征，并且，第l个加权向量表示为：

其中，k是所述天线阵列的天线单元的垂直维度索引，l是所述第二平面的所述角集中的角的索引，d_v是垂直维度的天线单元间隔，

是所述第二平面的所述角集中的角，λ是载波频率的波长。

10.一种运行收发点的方法，其中，所述方法包括权利要求1至9任意一项所述方法的全部特征，并且，所述空时变换符号在无线帧内发送，并且其中，所述空时变换符号的中心频率根据无线帧之间的跳变图案改变。

11.一种运行收发点方法，其中，所述方法包括权利要求1至10任意一项所述方法的全部特征，并且，所述天线阵列是更大的天线阵列的子集，并且其中，所述方法还包括：

所述收发点对所述更大的天线阵列的其余子集重复所述生成和所述发送。

12.一种运行用户设备的方法，所述方法包括：

所述用户设备接收与由收发点发送的空时变换符号相关的信号；

所述用户设备识别接收的所述信号中的信号峰；

所述用户设备根据所述信号峰确定所述用户设备相对于所述收发点的离开角；以及

所述用户设备将离开角信息发送到所述收发点；

其中，接收的所述信号表示为：

其中，Φ₀是常相位偏移，A是从每个天线单元接收的所述信号的幅度，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是所述收发点处的天线阵列中的天线单元的数量，T₀是所述信号的持续时间的一半，KΔω是总可用带宽，λ是所述载波频率的波长，

其中，θ表示天线阵列的角度，d表示线性阵列包括的天线单元之间的间隔。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

所述用户设备确定嵌入在接收的所述信号中的信息。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，其中，所述信息是连续信号峰之间的时间偏移值。

15.一种运行用户设备的方法，其中，所述方法包括权利要求12至14任意一项所述方法的全部特征，并且，所述信息被调制到接收的所述信号中。

16.一种运行用户设备的方法，其中，所述方法包括权利要求12至14任意一项所述方法的全部特征，并且，确定所述离开角包括：

确定与视距路径对应的一对信号峰之间的时间间隔；以及

根据所述时间间隔确定所述用户设备和所述收发点之间的信道的信道特性，所述信道特性包括所述离开角。

17.一种运行用户设备的方法，其中，所述方法包括权利要求12至14任意一项所述方法的全部特征，并且，确定所述离开角包括：

识别至少两对信号峰；以及

确定与所述至少两对信号峰对应的信道的信道特性，所述信道特性包括所述离开角，所述信道特性是根据所述至少两对信号峰中的每对信号峰的时间间隔确定的。

18.一种运行用户设备的方法，所述方法包括：

所述用户设备识别接收的所述信号中的信号峰；

所述用户设备将离开角信息发送到所述收发点；

其中，为所述收发点处的天线阵列中的第k个天线单元生成的空时变换符号表示为：

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是所述收发点处的天线阵列中的天线单元的数量，T₀是所述空时变换符号的持续时间，KΔω是总使用带宽；

或者

为所述收发点处的天线阵列中的第k个天线单元生成的空时变换符号表示为：

以及

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是所述收发点处的天线阵列中的天线单元的数量，T₀是所述空时变换符号的持续时间的一半，KΔω是总使用带宽。

19.一种运行收发点的方法，所述方法包括：

其中，所述天线阵列是二维阵列，其中，所述方法还包括：所述收发点定义与第二平面的角集对应的加权向量集；其中，所述收发点将来自所述加权向量集的加权向量应用于所述空时变换符号；

其中，所述加权向量集中的第l个加权向量可表示为：

其中，k是所述天线阵列的天线单元的垂直维度索引，l是所述收发点的第二平面的角集中的角的索引，d_v是垂直维度的天线单元间隔，

是所述第二平面的所述角集中的角，λ是载波频率的波长。

20.一种收发点，包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，存储有用于由所述处理器执行的程序，所述程序包括指令以配置所述收发点：

为天线阵列中的每个天线单元生成不同的空时变换符号，以及

使用所述天线阵列发送所述空时变换符号，以在时域中沿第一平面扫描波束；

其中，为第k个天线单元生成的空时变换符号表示为：

其中，ω₀是载波频率，Δω是子载波间隔，K是所述天线阵列中的天线单元的数量，T₀是所述空时变换符号的持续时间，KΔω是总使用带宽；

或者，

为第k个天线单元生成的空时变换符号表示为：

以及

21.根据权利要求20所述的收发点，其中，所述程序包括指令以配置所述收发点在发送所述空时变换符号之前将信息嵌入所述空时变换符号。

22.根据权利要求21所述的收发点，其中，所述程序包括指令以配置所述收发点复制所述空时变换符号，以及在所述空时变换符号和复制的所述空时变换符号之间插入根据所述信息确定的时间偏移值。

23.根据权利要求21至22中任一项所述的收发点，其中，所述程序包括指令以配置所述收发点根据所述信息调制所述空时变换符号。

24.根据权利要求20至22中任一项所述的收发点，其中，所述天线阵列是二维阵列，并且其中，所述程序包括指令以配置所述收发点：定义与第二平面的角集对应的加权向量集；在发送所述空时变换符号之前将来自所述加权向量集的加权向量应用于所述空时变换符号；以及对所述加权向量集中的其余加权向量重复所述应用和所述发送。

25.一种用户设备，包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，存储有用于由所述处理器执行的程序，所述程序包括指令以配置所述用户设备：

接收与由收发点发送的空时变换符号相关的信号，

识别接收的所述信号中的信号峰，

根据所述信号峰确定所述用户设备相对于所述收发点的离开角，以及

将离开角信息发送到所述收发点；

其中，接收的所述信号表示为：

其中，θ表示天线阵列的角度，d表示天线阵列包括的天线单元之间的间隔。

26.根据权利要求25所述的用户设备，其中，所述程序包括指令以配置所述用户设备确定嵌入在接收的所述信号中的信息。

27.根据权利要求25至26中任一项所述的用户设备，其中，所述程序包括指令以配置所述用户设备：确定与视距路径对应的一对信号峰之间的时间间隔，以及根据所述时间间隔确定所述用户设备和所述收发点之间的信道的信道特性，所述信道特性包括所述离开角。