CN110192353B - 网络节点及调度网络节点与无线设备之间的传输的方法 - Google Patents

Abstract

一种网络节点和一种用于在相同物理层资源中调度网络节点与无线设备之间的传输的方法。方法包括选择用于网络节点与第一无线设备之间的传输的波束；和确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用。如果有，则调整所选择的波束，使得不在选择的波束的传输范围内的无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。如果没有(在将部分物理层资源分配给无线设备的第一集合和第二集合之后)，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与无线设备的第一集合和第二集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与无线设备的第一集合和第二集合之间的传输。

Description

网络节点及调度网络节点与无线设备之间的传输的方法

技术领域

本公开涉及无线通信，且具体涉及调度网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。

背景技术

在第五代(5G)无线系统中，在标准化方面，波束成形和多输入多输出(MIMO)传输将会是核心技术。增长的容量需求正在推动这种发展，其中在已有的频带中引入了越来越多的MIMO传输。然而，这将很快变得不足，从而需要向更高的载波频率的频谱中迁移，从3.5-5GHz开始，继续到即将可用的28GHz频段，且超过该频率前往60GHz。对于这些较高频段，将需要采用大规模天线阵列(最终采用数百个单元)的波束成形来补偿恶化的无线电传播。在这些较高频率下，成本、尺寸和功率限制也将阻碍对各个天线单元的AD/DA(模数/数模)变换，从而最有可能将解决方案局限于所谓的模拟波束成形，或者可能局限于混合波束成形，混合波束成形具有少量信号层(可能是2个至8个)可用于多用户接入(随时间和频率)。

同时，预期用于5G的主要多用户接入技术将成为正交频分多址(OFDM)的某种变体。众所周知，这种接入与在时间和频率上划分的资源网格相关联，参见图2a。当使用多层(MIMO)传输时，每层有一个重叠的资源网格，通过空间预编码来分隔开。

对于模拟波束成形，只有有限数量的数字信号链可以使用预编码，每个天线端口一个(假设天线端口的数量等于层数)。优点是因而通过模拟信号(或至少不是各自预编码的信号)来分发去往更多天线单元的信号。因此，AD/DA和内部接口容量需求被最小化。缺点可能是：通过在天线单元之前调整相位和可能的幅度权重来完成波束控制，从而建立了在整个符号期间保持有效的固定波束图案。如果该波束是“窄的”，必须达到最大吞吐量和/或抵消传播效应以到达高载波频率的小区边缘无线设备，这意味着对于每个符号时间(假设1层传输)，只能在一个方向上定向所传输的信号能量。由于使用附加层的预编码无线设备也会被该波束衰减(除非这些无线设备与该波束对准)，因此纯粹的高增益模拟波束成形被限制于每符号时间单个无线设备调度或少量无线设备调度。

当涉及传输速率时，不同的应用具有相差很大的需求。例如语音业务要求<1kbit/20ms，而视频下载需要或多或少不受限制的比特率。因此，为了避免浪费容量，必要的是子载波的数量和符号时间在组合时的总比特数方面允许足够精细的粒度。

第三代合作伙伴计划(3GPP)5G标准化似乎至少在某种程度上将变成基于4G LTE资源网格的重新缩放。该接口具有大约100000比特的每OFDM符号最大比特率，其比RRC信令、传输控制协议(TCP)应答(ACK)或语音服务所需的每OFDM符号最大比特率大约大100倍。在这种情况下，在应用模拟波束成形时会浪费大多数可用资源，参见图2b。最近，更精细的时间划分已经在一定程度上缓解了这种浪费，但是精细的时间粒度通常与短时延联系在一起，而短时延要求更快的计算，该更快的计算推动了HW要求。因此，本发明解决的问题仍然存在。

发明内容

目的是消除至少一些上述问题。具体地，目的是提供网络节点以及网络节点执行的方法，用于使用模拟波束成形来在相同物理层资源中调度网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。这些目的以及其他目的可以通过提供根据所附独立权利要求的网络节点和由网络节点执行的方法来获得。

根据一方面，提供了由网络节点执行的方法，该方法用于在相同物理层资源中调度网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。网络节点将波束成形用于网络节点与所述一个或多个无线设备之间的传输。方法包括：选择用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用。方法还包括：如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。此外，方法包括：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

根据一方面，提供了网络节点，用于在相同物理层资源中调度网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。网络节点将波束成形用于网络节点与所述一个或多个无线设备之间的传输。网络节点被配置为：选择用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用。网络节点还被配置为：如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。网络节点还被配置为：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

网络节点以及由网络节点执行的方法具有若干优点。一个可能的优点是对空中接口的使用灵活且高效。实现这一点的原因在于以下事实：与没有本发明的情况相比，可以在相同时刻调度附加的无线设备。这样，可以每个时间单元服务更多的无线设备，与没有本发明的情况相比，这有利于在负载更重的情况下使往返时延保持较低。

附图说明

现在将结合附图更详细地描述实施例，在附图中：

图1a是根据示例性实施例的由网络节点执行的方法的流程图，该方法用于在相同物理层资源中调度网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。

图1b示出了根据另一示例性实施例的由网络节点执行的方法的流程图，该方法用于在相同物理层资源中调度网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。

图2a显示了资源网格的说明性示例。

图2b是采用模拟波束成形的情况下的容量浪费的示意图。

图2c是用于模拟波束成形的示例性布置的示意图。

图2d是波束选择的示意图。

图2e是无线设备尝试经由网络节点来接入网络的示意图。

图2f是用于模拟波束成形的示例性频率分配的示意图。

图3是根据示例性实施例的网络节点的框图，该网络节点用于在相同物理层资源中调度该网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。

图4是根据另一示例性实施例的网络节点的框图，该网络节点用于在相同物理层资源中调度该网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。

图5是图3中的布置的框图，图3是根据示例性实施例的网络节点的框图，该网络节点用于在相同物理层资源中调度该网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。

具体实施方式

在模拟波束成形的情况下，可以向天线单元集合发送模拟传输信号。然后以创建无线电波束的方式控制集合中每个天线的相移，参见图2c。这种解决方案的优点例如是数模变换不要求与空间复用层具有相同数量的多个AD/DA变换器。此外，减少了从预编码实体到天线单元附近的扩展点的内部数字数据流的数量，导致复杂度和成本降低。变换器/数字数据流的数量可能远低于天线单元的数量，因为无论如何大多数自由度都被用于波束成形。缺点是缺乏灵活性，因为符号的所有资源块都经历相同的波束成形。在每个时刻并且针对频带的所有频率，这仅与每个波束单个方向上的用户(无线设备)调度一致。注意，相移波束控制可以是仅相移波束控制，或者是相移和幅度增益波束控制。因此图2c中的相移波束控制涵盖了两种替代方案。

3GPP 5G时频粒度适合于数字波束成形，并且当在高载波频率下使用模拟波束成形时，3GPP 5G时频粒度太粗糙以至于不能以良好的频谱效率支持低数据速率用户。同时，根据目前的标准化构思，关于WIFI的粒度似乎明显更加精细。

除了频率选择性空间复用之外，没有标准化解决方案允许大量无线设备被同时调度用于在单个OFDM符号上传输(这是本公开中假设的最精细时间粒度)。

没有可用的模拟波束成形技术同时针对单个OFDM符号上的多个用户将天线增益调整到链路要求。

通常，波束成形图案被计算为最优波束成形图案，这导致在实现、校准、测试和成本方面的复杂度提高。本公开关注于低复杂度模拟波束成形解决方案，其中波束图案可被固定在无线电装置中，并且从该预先存储且固定的波束图案集合中选择。

本文的实施例涉及由网络节点执行的方法，该网络节点使用波束成形来在相同物理层资源中调度该网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。网络节点能够在无线通信系统中操作。现在将参考图1a-图1b描述这种方法的不同实施例。

图1a示出了该方法，包括：选择110用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定120在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用。方法还包括：如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整130所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。此外，方法包括：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度141网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

不同的波束具有不同的形状和不同的方向。各个波束的形状通过发射机处的多个天线或天线阵列来获得，从而各个形状与天线、天线单元或天线阵列的相应“位置”相关联。根据不同无线设备在网络节点的小区(也称为覆盖区)内的位置，一个或多个无线设备可以是波束可到达的(即，在波束的覆盖区内)，其中网络节点可以使用一个波束执行向一个或多个无线设备的传输。类似地，网络节点可以通过使天线、天线单元或天线阵列处于与波束相关联的位置来从相同的一个或多个无线设备接收传输。还参见图2d。

去往/来自一个或多个无线设备的传输与执行所述传输所用的信道的物理层资源的量相关联。通常，针对每次传输的物理层资源的量是固定的，并且与波束以及波束的形态无关。对于“窄”波束，意味着该波束是针对一个特定无线设备而优化或形成的，很可能很少有其他无线设备可以在该波束的覆盖区域内。然而，“窄”波束提高了网络节点与无线设备之间的传输成功的可能性，并且无线设备能够使用该传输的所有物理层资源。然而，在网络节点与无线设备之间要传输的数据少于该传输的物理层资源的情况下，将浪费该传输的附加物理层资源。因此，当网络节点执行向一个或多个无线设备的传输时和/或当一个或多个无线设备执行向网络节点的传输时，存在浪费资源的风险。

为了克服这种情况，网络节点首先选择110用于网络节点与第一无线设备之间的传输的波束。将波束与用于形成该波束的天线或天线阵列的相应“位置”相关联。该波束用于执行向一个或多个无线设备的传输和/或从一个或多个无线设备接收传输。

然后网络节点确定120在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用。所选择的波束基于用于形成该波束的天线或天线阵列的相应“位置”而具有特定的形态。波束的形态覆盖网络节点的小区的区域。波束的覆盖区内可存在一个或多个无线设备。网络节点具有要发送给第一无线设备集合中的无线设备的数据，或者第一无线设备集合中的无线设备已经指示它们具有要发送给网络节点的数据。然后，网络节点可以比较要在网络节点和第一无线设备集合之间传输的数据量。该数据量对应于某个物理层资源量，其中传输该数据量所需的该某个物理层资源量可能取决于不同的事物，例如，该传输的调制编码方案(MSC)。数据量占用全部或接近全部的物理层资源，或者有部分物理层资源剩余。

如果仍有至少部分物理层资源可用，则参见例如图1a的121，这些物理层资源可能被浪费。为了避免不必要地浪费物理层资源，网络节点调整130所选择的波束，从而改变其形状。通过改变波束的形态或形状，改变了波束的覆盖区，且在调整后的波束的覆盖区内可找到可能的一个或多个附加的无线设备。波束的改变后的形状/形态使得该波束仍然覆盖先前的波束。换句话说，除了第一无线设备集合之外，一个或多个附加无线设备(也称为第二无线设备集合)也可以在调整后的波束的传输范围内。

网络节点可以确定传输是否可容纳第一无线设备集合和第二无线设备集合中的所有无线设备，参见图1a的132。容纳无线设备的意思是传输包含要在网络节点和无线设备之间传输的数据。这里可以注意到，由于与第一无线设备的波束相对应的天线增益现在已经改变，因此还需要针对第一无线设备计算新调制编码方案(MCS)信息(通常会需要更多编码)。调整后的波束可到达的第二无线设备集合可具有或多或少的数据要发送给网络节点，或者网络节点可具有或多或少的数据要发送给第二集合的无线设备。以与上述相同的方式，网络节点可以确定在将部分物理层资源分配给调整后的波束的传输范围内的相应的一个或多个无线设备的第一集合和第二集合之后是否仍有部分物理层资源可用，参见图1a的131。

如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，在图1a的步骤132中，这导致采用“是”选项，网络节点可以使用调整后的波束来调度141网络节点与第一无线设备和第二无线设备集合之间的传输。如下面将更详细地解释的，调整后的波束可能要求例如借助于调整后的MCS来降低码率，以便补偿与最初选择的波束相比可能更差的SINR。因此，与使用最初选择的波束相比，在将调整后的波束用于传输的情况下，传输的数据或信息可能要求更多资源。

此外，如果没有剩余资源，即如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，则不能进一步调整波束，因此网络节点没有理由进一步调整波束以改变波束的形态或形状。在图1a的步骤131中，这导致采用“否”选项。

由网络节点执行的方法具有若干优点。一个可能的优点是对空中接口的使用灵活且高效。实现这一点的原因在于以下事实：与没有本发明的情况相比，可以在相同时刻调度附加的无线设备。这样，可以每个时间单元服务更多的无线设备，与没有本发明的情况相比，这有利于在负载更重的情况下使往返时延保持较低。

方法还可以包括：如果在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后部分物理层资源不可用，则使用最初选择的波束来调度140网络节点与第一无线设备集合之间的传输。

可能发生的是，调整后的波束可能不适合相应的一个或多个无线设备的第一集合和第二集合之间的传输，在图1a的步骤132中，这导致采用“否”选项。例如，当调整波束时，与第一无线设备集合相关联的数据传输所需的物理层资源的量可能增加。可以针对一个或多个无线设备的第一集合优化最初选择的波束，其中例如MCS可以不那么激进，从而导致较少的开销。当调整波束时，可能必须改变MCS以便成功地执行传输。可能没有足够的物理层资源来使用调整后的波束执行传输。还可能的是，由于标准限制而导致无法降低码率，即改变MCS。

在这种情况下，网络节点恢复到最初选择的波束，并使用最初选择的波束来调度140网络节点与第一无线设备集合之间的传输。

选择110波束可以包括：基于所选择的波束在网络节点与第一无线设备之间提供的链路的信道质量来选择波束。

可存在用于选择波束的不同标准。网络节点可以查看所选择的波束提供的链路的信道质量。链路越好，所需的开销越少，可以传输的数据越多，且传输成功的可能性就越高。

可以基于以下至少一项来确定120在分配可用物理层资源之后是否仍会有部分物理层资源可用：(a)信道质量，以及(b)可用功率和天线资源。

一旦网络节点已经分配了可用的物理层资源，网络节点就确定是否仍有部分物理层资源可用，如上所述。

网络节点可以查看(a)信道质量，其中，例如，可能需要使用不同的MCS以匹配信道质量。如上所述，取决于信道质量，可能需要更激进或更不激进的MCS以便确定传输可能是成功的。

网络节点还可以(或替代地)查看(b)可用功率和天线资源。仅作为说明性和非限制性示例，网络节点可能必须使用调整后的波束来提高其发射功率。传输功率的必要提高可能大于可能的或允许的程度，从而调整后的波束不能用于传输。在另一个非限制性示例中，网络节点可能没有足够的天线资源来形成调整后的波束，从而调整后的波束不能用于传输。

方法还可以包括，如图1b所示，确定122在将部分物理层资源分配给调整后的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合和第二集合之后，是否仍有时间资源的部分物理层资源可用。如果仍有至少部分物理层资源可用，则进一步调整135先前调整的波束，使得不在先前调整的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第三集合(一般也可称为一个或多个扩展集合)在进一步调整后的波束的传输范围内。此外，如果物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合、第二无线设备集合和第三(所有扩展)无线设备集合之间的使用进一步调整后的波束的传输，则使用进一步调整后的波束来调度142网络节点与第一无线设备集合、第二无线设备集合和第三(所有扩展)无线设备集合之间的传输。

取决于例如与第二无线设备集合相关联的数据量，在分配相应的一个或多个无线设备的第一集合和第二集合二者中的无线设备之后，可能有甚至更多的物理层资源剩余，图2b中的步骤123的中选项“是”。如果是这种情况，则网络节点可以进一步调整135先前调整的波束，从而改变/扩展其形状或形态，使得进一步调整后的波束的覆盖区包含任何先前波束且包含未被先前波束覆盖的小区的区域。这样，可以使用进一步调整后的方式来到达一个或多个附加无线设备的第三(和/或扩展)集合。

以与上述相同的方式，网络节点可以确定传输是否可容纳使用进一步调整后的波束的第一无线设备集合、第二无线设备集合和第三(所有扩展)无线设备集合中的所有无线设备，在图2b中的步骤137中选项“是”，并且还确定在分配相应的一个或多个无线设备的第一集合、第二集合和第三(所有扩展)集合中的无线设备之后是否仍有部分物理层资源剩余，图2b中的步骤136。

如果在使用进一步调整后的波束的传输中有足够的物理层资源容纳相应的一个或多个无线设备的第一集合、第二集合和所有扩展集合中的无线设备，在图2b中的步骤137中选项“是”,但是没有足够的物理层资源用于任何其他无线设备，在图2b中的步骤136中选项“否”，则网络节点可以使用进一步调整后的波束来调度142网络节点与第一无线设备集合、第二无线设备集合和第三(所有扩展)无线设备集合之间的传输。

在图2b中，当有足够的物理层资源用于任何其他无线设备时，在图2b中的步骤136中选项“是”，网络节点可以更进一步地调整波束，使得不在先前进一步调整的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第四(扩展)集合在更进一步调整后的波束的传输范围内。这被指示为返回到步骤135这指出了，即使框135的文本提到一个或多个附加设备的第一集合、第二集合和第三集合，网络节点也可以循环步骤135和136并针对其他的无线设备附加集合来进一步调整波束，直到不再有物理层资源可用于容纳相应的一个或多个无线设备的相应集合中的无线设备，即直到步骤136的选项为“否”并且网络节点确定最后调整的波束是否可容纳无线设备。

方法还可以包括：在调整所选择的波束或进一步调整任何先前调整的波束之后，更新先前选择的波束的传输范围内的无线设备集合的调制编码方案(MCS)。

在调整任何波束时，信道质量可能改变。为了使网络节点与无线设备之间的使用调整后的或进一步调整后的波束的传输有可能成功，网络节点可以针对先前选择的或调整后的波束的传输范围内的无线设备集合来更新MCS。这样，MCS可以更适合于关于要使用的波束的传输。这未在图2a或2b中作为单独的方法步骤表示，但是它可以是单独的步骤，或者它可以是步骤130或135或者步骤131或136的一部分。

方法还可以包括：关于更新后的MCS来分别确定是否存在足够的物理层资源用于网络节点与无线设备集合之间的使用调整后的波束或进一步调整后的波束的传输。

由于调整后的波束，网络节点可以如上所述地更新针对无线设备集合的MCS。通常，因为与先前波束相比，对于调整后的波束而言传输的信道质量可能稍差，所以将需要更激进的MCS。换句话说，调整后的(或进一步调整后的)波束可能要求降低码率，例如，借助于调整的MCS来降低码率，以便补偿与最初选择的波束和/或先前调整的波束相比可能更差的SINR。因此，与使用最初选择的或先前调整的波束相比，在将调整后的波束用于传输的情况下，传输的数据或信息可能要求更多资源。

更激进的MCS通常要求更多资源，其中用于数据传输的资源总量随着波束的调整而增加。因此，一旦网络节点调整先前的波束(即根据上文调整最初选择的波束或进一步调整先前调整的波束)，网络节点就可以关于更新后的MCS来分别确定是否存在足够的物理层资源用于网络节点与无线设备集合之间的使用调整后的波束或进一步调整后的波束的传输。这在图2a和2b中分别通过步骤132和137隐含地示出。在例如由于降低的码率、更激进的MCS而导致可能不使用调整后的或进一步调整后的波束的情况下，网络节点必须恢复到可用于传输的先前波束并使用该波束执行传输。

物理层资源可以是频率资源或包括频率资源。

物理层资源包括的内容存在着不同的示例；这取决于用于无线电通信的技术。在例如第四代(4G)无线通信网络和/或5G中，物理层资源可以包括频率资源。

例如，物理层资源可以包括时间资源和频率资源，其中一个时间资源与多个频率资源相关联。那么，一个传输可以包括一个或多个时间资源和相应的相关联的多个频率资源。

存在数字波束成形和模拟波束成形两者。对于模拟波束成形，假定天线端口的数量等于层数，针对每个天线端口仅一个数字信号链可以使用预编码。上述方法可以采用数字波束成形或模拟波束成形。

低复杂度模拟波束成形系统正常而言是通过在方位角和仰角方向上具有波束集合来实现的，并且这些波束正常而言非常窄以便获得最大的天线增益。引入更宽的波束作为模拟窄波束的补充将提高灵活性，从而可以改善频谱利用率。

解决方案可以使用已有的链路自适应、接收机和天线功能来导出：

1.至用户的方向，以方位角或仰角表示。对此可以使用基于反馈或互易性的方法。

2.每个用户的每个方向所需的天线增益。接收机和链路自适应功能可用于此目的。

该解决方案可以选择波束成形解决方案，其旨在从天线阵列提供天线图案，以最大化频谱利用率。对要选择什么波束的假设评估可以基于无线设备在缓冲器中具有多少数据、信号对噪声干扰比SINR、天线增益和可用物理资源块PRB。还参见图2d。

本文描述的解决方案关注于一个空间层(很可能该层可以包括两个不同极化的单独层，这是定义的问题)，然而同样通过对该解决方案的特征的附加组合构建，该解决方案也可以应用于多个层。另外，针对一个符号或TTI描述了该解决方案，从而关注于上面概述的比特粒度问题。但是并不妨碍该解决方案被应用于聚合符号，或仅应用于频谱的某些部分。

网络节点可以为每个无线设备保存关于最佳波束的上下文，并且知道最佳波束与更宽波束在天线增益方面的差异以用于假设计算。

调整后的波束(其也可称为更宽波束)覆盖窄(先前)波束集合，波束形态是已知的，即，限定了与窄波束相比更宽波束的覆盖范围，并且在选择更宽波束的情况下的损耗是已知的。

可以通过使用基于反馈的方案来实现模拟波束成形中的波束选择，其中无线设备报告最佳波束并执行网络节点/无线设备波束配对。波束选择必须是一个连续的过程来处理移动性、树叶(foliage)以及波束是否由于障碍物而改变。

在初始接入网络(网络节点)时，无线设备读取广播信道并通过随机接入信道接入网络。一种选择是网络节点利用可能的网络波束扫描系统信息和随机接入信道，并且无线设备与最佳无线设备波束进行配对并利用该波束组合来经由网络节点接入网络。网络节点将在物理随机接入信道(PRACH)处尝试将所使用的波束和所接收的SINR保存在波束选择上下文中。参见图2e。需要指出的是，在图2e中，无线设备被称为UE(用户设备)，提到了BRS，并且例如根据流程图测量波束质量指示(BQI)。附图中的术语仅是用于说明的示例，而不是限制性的。存在可被用来确定或估计信道质量的不同信道质量参数(例如CQI、路径损耗、SIR、SNIR等)，以便选择和/或调整波束。

一旦无线设备连接到网络节点，网络节点可以命令测量以获得波束更新，以便保持最佳波束最新，从而实现最大SINR。测量可以是事件触发的或周期性的。每次向无线设备进行发送/从无线设备进行接收时，可以更新针对所选择的波束的波束上下文和SINR估计。

以下描述了波束评估的一个示例性原理：

1.选择最高优先级用户

b.选择针对该用户的最佳波束

c.计算分配所必需的PRB的数量

d.分配是否未使用所有可用的PRB

i.是否有其他用户在相同的所选择的波束上

1.调度相同波束上的用户

2.去往c

ii.否则

1.改变到更宽波束

2.计算分配所必需的PRB的数量

3.分配是否未使用所有可用的PRB

a.是否有其他用户在相同的波束上

i.调度相同波束上的用户

ii.去往c

e.否则

i.在所选择的波束上调度所选择的无线设备

用户数据映射可以在以下假设下进行：要在与资源网格上的一个单个符号相对应的资源上分配至少两个无线设备。

频率分配可以基于与长期演进(LTE)完全相同的原理。无线设备被分配给不同的子载波集合。

对应于符号的时间信号可以在所有无线设备的方向上传输。这不是最优的，但与图2b的情况相比是一个很大的收获。更好地实现某些目标需要资源网格和/或数字波束成形的不同数字学。但是在较高的载波频率下，后者是不可能的。

为了使无线设备能够取得在无线设备中传输的数据，对于用户的每个方向，可能需要与LTE中相同的控制信令。该信令可以至少包括关于以下各项的信息：(a)分配给每个无线设备的子载波，以及(b)应用于每个无线设备的MCS。

网络节点可以执行用户数据和MCS的频率分配，所述分配是针对所述用户(无线设备)的每个波束方向来执行的。还参见图2f。

本文的实施例涉及网络节点，该网络节点使用波束成形来在相同时间资源中调度该网络节点与一个或多个无线设备之间的传输。网络节点能够在无线通信系统中操作。该网络节点具有与由网络节点执行的方法相同的技术特征、目的和优点。因此，为了避免不必要的重复说明，仅简要描述网络节点。将参照图3和图4来描述网络节点。

图3和图4示出了网络节点300、400，网络节点300、400被配置为：选择用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有时间资源的部分物理层资源可用。网络节点300、400还被配置为：如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。网络节点300、400还被配置为：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

网络节点300、400可以通过不同的方式来实施或实现。图3中示出了示例性的实施方式。图3示出了网络节点300，网络节点300包括处理器321和存储器322，存储器322包括例如计算机程序323形式的指令，所述指令在由处理器321执行时使网络节点300：选择用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有时间资源的部分物理层资源可用。存储器322还包括例如计算机程序323形式的指令，所述指令在由处理器321执行时使网络节点300：如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。存储器322还包括例如计算机程序323形式的指令，所述指令在由处理器321执行时使网络节点300：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

图3还示出了网络节点300包括存储器310。应当指出的是，图3仅是示例性的示意图，并且存储器310可以是可选的，可以是存储器322的一部分，或者是可操作于通信系统中的网络节点300的其他存储器。存储器可以例如包括与网络节点300相关的信息以及与网络节点300的操作的统计数据相关的信息，这里仅是给出了几个说明性的示例。图3还示出了网络节点300包括处理装置320，所述处理装置320包括存储器322和处理器321。此外，图3示出了网络节点300包括通信单元330。通信单元330可以包括接口，网络节点300通过所述接口与通信网络的其它节点、服务器、无线设备或实体通信。图3还示出了网络节点300包括其它功能340。其它功能340可以包括网络节点300执行本文未公开的不同任务所需的软件的硬件。

图4中示出了网络节点300、400的备选示例性实施方式。图4示出了网络节点400，所述网络节点400包括：选择单元403，用于选择用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定单元404，用于确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有时间资源的部分物理层资源可用。图4还示出了网络节点400包括调整单元405，调整单元405用于：如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。图4还示出了网络节点400包括调度单元406，调度单元406用于：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

在图4中，还示出了可操作于通信系统或网络中的网络节点400包括通信单元401。通过该单元，将无线设备400适配为与无线通信系统中的其它节点和/或实体进行通信。通信单元401可以包括多于一个的接收布置。例如，通信单元可以既连接到线路也连接到天线，由此使得网络节点400能够与通信网络中的其他节点和/或实体进行通信。类似地，通信单元401可以包括多于一个的发送装置，发送装置进而既连接到线路也连接到天线，由此使得网络节点400能够与通信网络中的其它节点和/或实体通信。网络节点400还包括用于存储数据的存储器402。此外，网络节点400可以包括控制或处理单元(未示出)，所述控制或处理单元进而连接到不同单元403至406。应当指出，这仅仅是说明性的示例，并且网络节点400可以包括用于以与图4所示的单元相同的方式执行网络节点400的功能的更多的、更少的或其它的单元或模块。

应当注意，图4仅在逻辑意义上示出了网络节点400中的各种功能单元。在实践中可以使用任何合适的软件和硬件装置/电路等来实现功能。因此，实施例通常不限于所示出的网络节点400和功能单元的结构。因此，可以以很多方式实现上文所描述的示例性实施例。例如，一个实施例包括存储有指令的计算机可读介质，所述指令可被控制或处理单元执行以执行网络节点400中的方法步骤。计算系统可执行的并存储在计算机可读介质上的指令执行如权利要求中阐述的网络节点400的方法步骤。

该网络节点具有与由网络节点执行的方法相同的可能优点。一个可能的优点是对空中接口的使用灵活且高效。实现这一点的原因在于以下事实：与没有本发明的情况相比，可以在相同时刻调度附加的无线设备。这样，可以每个时间单元服务更多的无线设备，与没有本发明的情况相比，这有利于在负载更重的情况下使往返时延保持较低。

根据实施例，网络节点300、400还被配置为：如果在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后部分物理层资源不可用，则使用最初选择的波束来调度网络节点与第一无线设备集合之间的传输。

根据另一实施例，网络节点300、400还被配置为通过以下方式来选择波束：基于所选择的波束在网络节点与第一无线设备之间提供的链路的信道质量来选择波束。

根据另一实施例，网络节点300、400还被配置为基于以下至少一项来确定在分配时间资源中的可用物理层资源之后是否仍会有部分时间资源可用：(a)信道质量，以及(b)可用功率和天线资源。

根据另一实施例，网络节点300、400还被配置为：确定在将部分物理层资源分配给调整后的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合和第二集合之后，是否仍有时间资源的部分物理层资源可用。如果仍有至少部分物理层资源可用，则进一步调整先前调整的波束，使得不在先前调整的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第三集合在进一步调整后的波束的传输范围内；以及，如果物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合、第二无线设备集合和第三无线设备集合之间的使用进一步调整后的波束的传输，则使用进一步调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合、第二无线设备集合和第三无线设备集合之间的传输。

根据另一实施例，网络节点300、400还被配置为：在调整所选择的波束或进一步调整任何先前调整的波束之后，更新先前选择的波束的传输范围内的无线设备集合的调制编码方案(MCS)。

根据另一实施例，网络节点(300，400)还被配置为：关于更新后的MCS来分别确定是否存在足够的时间资源的物理层资源用于网络节点与无线设备集合之间的使用调整后的波束或进一步调整后的波束的传输。

根据另一实施例，物理层资源是频率资源或包括频率资源。

图5示意性地示出了可操作于第一通信网络中的网络节点400中的布置500的实施例。这里，在网络节点400中的布置500中包括处理单元506，例如具有DSP。处理单元506可以是用于执行本文所述的过程的不同动作的单个单元或多个单元。网络节点400的布置500还可以包括用于从其它实体接收信号的输入单元502、以及用于向其它实体提供信号的输出单元504。输入单元和输出单元可以被布置为集成实体，或者如图4的示例所示的被布置为一个或多个接口401。

此外，网络节点400的布置500包括至少一个计算机程序产品508，其具有非易失性存储器的形式，如EEPROM、闪存和硬盘驱动器。计算机程序产品508包括计算机程序510，计算机程序510包括代码装置，所述代码装置当在通信网络中的网络节点400中的布置500中的处理单元506中执行时，使网络节点400执行例如早前结合图1a-图1b描述的过程中的动作。

计算机程序510可以被配置为在计算机程序模块510a至510e中构建的计算机程序代码。因此，在示例性实施例中，网络节点400中布置500的计算机程序中的代码装置包括：选择单元或模块，用于选择用于网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束；以及确定单元或模块，用于确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有时间资源的部分物理层资源可用。计算机程序还包括调整单元或模块，用于如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内。计算机程序还包括调度单元或模块，用于：如果在将部分物理层资源分配给第一无线设备集合和第二无线设备集合之后物理层资源没有任何部分仍然可用，且如果有足够的物理层资源用于网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的使用调整后的波束的传输，则使用调整后的波束来调度网络节点与第一无线设备集合和第二无线设备集合之间的传输。

计算机程序模块可以基本上执行在图1a-图1b中所示的流程中的动作，以模拟可操作于通信网络中的网络节点400。换言之，当不同的计算机程序模块在处理单元506中执行时，它们可以对应于图4的单元403-406。

尽管上文结合图4所公开的相应实施例中的代码装置被实现为计算机程序模块(其中，当在处理单元中执行计算机程序模块时，使得网络节点执行上文结合上述附图所述的动作)，但是在备选实施例中，代码装置中的至少一个可以被至少部分地实现为硬件电路。

处理器可以是单个中央处理单元(CPU)，但是还可以包括两个或更多个处理单元。例如，处理器可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片集和/或专用微处理器(例如专用集成电路(ASIC))。处理器还可以包括用于高速缓存目的的板载存储器。计算机程序可以由与处理器相连的计算机程序产品来承载。计算机程序产品可以包括其上存储计算机程序的计算机可读介质。例如，计算机程序产品可以是闪存、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM或EEPROM，并且在备选实施例中上述计算机程序模块可以以网络节点内的存储器的形式分布在不同的计算机程序产品上。

应当理解，在本公开内对交互单元的选择以及对单元的命名仅用于示例目的，并且可以通过多个备选方式来配置适合于执行上述方法的任何实施例的节点，从而能够执行所建议的过程动作。

还应当注意，本公开中描述的单元应被认为是逻辑实体，而不必是分离的物理实体。

虽然已经根据若干实施例对实施例进行了描述，但是在阅读说明书并研究附图之后，预期其备选、修改、置换和等同将变得显而易见。因此，意在下面所附的权利要求包括落在实施例的范围内并由未决权利要求限定的这种备选、修改、置换或等同。

Claims (15)

1.一种由网络节点执行的方法(100)，所述网络节点使用波束成形来在相同物理层资源中调度所述网络节点与一个或多个无线设备之间的传输，所述网络节点能够在无线通信系统中操作，所述方法包括：

-选择(110)用于所述网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束，

-确定(120)在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用；

-如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整(130)所述所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内，

-如果在将部分物理层资源分配给一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之后没有物理层资源是保持可用的，且如果有足够的物理层资源用于所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之间的、使用所述调整后的波束的传输，则使用所述调整后的波束来调度(141)所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之间的传输，以及

在调整所述所选择的波束或进一步调整任何先前调整的波束之后，更新先前选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合的调制编码方案MCS。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，还包括：如果在将部分物理层资源分配给所述所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后部分物理层资源不可用，则使用最初选择的波束来调度(140)所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合之间的传输。

3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，选择(110)波束包括：基于所选择的波束在所述网络节点与所述第一无线设备之间提供的链路的信道质量来选择波束。

4.根据权利要求1至2中任一项权利要求所述的方法(100)，其中，基于以下至少一项来确定在分配可用物理层资源之后是否仍会有部分物理层资源可用：(a)信道质量，以及(b)可用功率和天线资源。

5.根据权利要求1至2中任一项权利要求所述的方法(100)，还包括：

-确定(122)在将部分物理层资源分配给所述调整后的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之后是否仍有部分物理层资源可用，

-如果仍有至少部分物理层资源可用，则进一步调整(135)先前调整的波束，使得不在所述先前调整的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第三集合在进一步调整后的波束的传输范围内，以及

-如果没有物理层资源是保持可用的，且如果有足够的物理层资源用于所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合、一个或多个无线设备的所述第二集合和一个或多个附加无线设备的所述第三集合之间的、使用所述进一步调整后的波束的传输，则使用所述进一步调整后的波束来调度(142)所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合、一个或多个无线设备的所述第二集合和一个或多个附加无线设备的所述第三集合之间的传输。

6.根据权利要求5所述的方法(100)，还包括：关于更新后的MCS来分别确定是否存在足够的物理层资源用于所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合、一个或多个无线设备的所述第二集合和一个或多个附加无线设备的所述第三集合之间的、使用调整后的波束或进一步调整后的波束的传输。

7.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述物理层资源是频率资源或包括频率资源。

8.一种网络节点(300，400)，所述网络节点使用波束成形来在相同物理层资源中调度所述网络节点与一个或多个无线设备之间的传输，所述网络节点能够在无线通信系统中操作，所述网络节点被配置为：

-选择用于所述网络节点与所述无线设备中的第一无线设备之间的传输的波束，

-确定在将部分物理层资源分配给所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后是否仍有部分物理层资源可用；

-如果仍有至少部分物理层资源可用，则调整所述所选择的波束，使得不在最初选择的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第二集合在调整后的波束的传输范围内，

-如果在将部分物理层资源分配给一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之后没有物理层资源是保持可用的，且如果有足够的物理层资源用于所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之间的、使用所述调整后的波束的传输，则使用所述调整后的波束来调度所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之间的传输，以及

在调整所述所选择的波束或进一步调整任何先前调整的波束之后，更新先前选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合的调制编码方案MCS。

9.根据权利要求8所述的网络节点(300,400)，还被配置为：如果在将部分物理层资源分配给所述所选择的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的第一集合之后部分物理层资源不可用，则使用最初选择的波束来调度所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合之间的传输。

10.根据权利要求8或9所述的网络节点(300，400)，被配置为通过以下方式来选择波束：基于所选择的波束在所述网络节点与所述第一无线设备之间提供的链路的信道质量来选择波束。

11.根据权利要求8至9中任一项权利要求所述的网络节点(300，400)，被配置为基于以下至少一项来确定在分配可用物理层资源之后是否仍会有部分物理层资源可用：(a)信道质量，以及(b)可用功率和天线资源。

12.根据权利要求8至9中任一项权利要求所述的网络节点(300，400)，还被配置为：

-确定在将部分物理层资源分配给所述调整后的波束的传输范围内的一个或多个无线设备的所述第一集合和一个或多个无线设备的所述第二集合之后是否仍有部分物理层资源可用，

-如果仍有至少部分物理层资源可用，则进一步调整先前调整的波束，使得不在所述先前调整的波束的传输范围内的一个或多个附加无线设备的第三集合在进一步调整后的波束的传输范围内，以及

-如果没有物理层资源是保持可用的，且如果有足够的物理层资源用于所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合、一个或多个无线设备的所述第二集合和一个或多个附加无线设备的所述第三集合之间的、使用所述进一步调整后的波束的传输，则使用所述进一步调整后的波束来调度所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合、一个或多个无线设备的所述第二集合和一个或多个附加无线设备的所述第三集合之间的传输。

13.根据权利要求12所述的网络节点(300，400)，还被配置为：关于更新后的MCS来分别确定是否存在足够的物理层资源用于所述网络节点与一个或多个无线设备的所述第一集合、一个或多个无线设备的所述第二集合和一个或多个附加无线设备的所述第三集合之间的、使用调整后的波束或进一步调整后的波束的传输。

14.根据权利要求8所述的网络节点(300，400)，其中，所述物理层资源是频率资源或包括频率资源。

15.一种存储计算机可读代码装置的计算机可读存储介质，所述计算机可读代码装置当在根据权利要求8至14中任一项所述的网络节点(400)中的布置(500)所包括的处理单元(506)中运行时，使所述网络节点(400)执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

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