CN110199496B - 多连接通信的天线波束管理 - Google Patents

Abstract

根据本公开的天线波束扫描涉及在彼此干扰范围内的不同通信设备，使用不同通信资源，发送波束扫描信号。这使得接收机能够区分从不同发射机接收的波束扫描信号，并且，可以在多连接场景中促进天线波束对准。例如，在基站和用户设备(UE)之间的控制信令中，可以使用波束索引识别天线波束以进行天线波束管理。还公开了波束跟踪和天线波束管理的其他方面。

Description

多连接通信的天线波束管理

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2017年1月11日提交、申请号为15/403,638、发明名称为“多连接通信的天线波束管理”的美国非临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本公开一般涉及无线通信，尤其涉及多连接通信中天线波束的管理。

背景技术

诸如所提出的5G新无线电(new radio，NR)系统的一些无线通信系统支持使用高度定向的窄天线波束的高频(high frequency，HF)通信。确定天线波束方向以建立通信并随后使用窄天线波束维持通信可能是一个挑战，尤其是在用户设备(user equipment，UE)具有到多个基站的连接或者基站具有与多个UE的连接的多连接场景中。

发明内容

如果接收天线波束扫描信号的通信设备能够区分接收的来自不同发射机的波束扫描信号，则多连接场景中的天线波束对准可以更有效。例如，不同的通信设备可以使用不同的通信资源发送波束扫描信号，并且接收设备可以基于不同的通信资源区分接收自不同的通信设备的波束扫描信号。

根据本公开的一方面，一种方法涉及确定用于第一通信设备发送第一波束扫描信号的第一通信资源。该第一通信资源不同于用于在第一通信设备的干扰范围内的第二通信设备发送第二波束扫描信号的第二通信资源。该方法还涉及使用第一通信资源和沿多个方向定向的多个天线波束从第一通信设备发送第一波束扫描信号。第一通信设备可以是基站或UE。

在一些实施例中提供了对第一通信设备的反馈。第一通信设备可以监测以接收来自，接收第一波束扫描信号的第三通信设备的，多个方向中第三通信设备接收第一波束扫描信号最佳的一个方向的指示。该指示可以是该一个方向的显式指示，或者是第一通信设备从其确定该一个方向的隐式指示。

在一些实施例中，一种方法还可以涉及通过多个天线波束中沿该一个方向定向的天线波束与第三通信设备建立连接。

在一个实施例中，第一通信设备是基站，第三通信设备是UE，并且该方法涉及重复发送和监测以跟踪UE的移动。这种波束跟踪的另一种形式涉及在基站监测多个天线波束，以接收来自UE的第三波束跟踪信号；以及向UE发送基站接收来自UE的第三波束跟踪信号最佳的一个方向的指示。

在一些实施例中，基站可以向UE发送信号以使UE起始波束跟踪过程，该波束跟踪过程包括从UE发送第三波束跟踪信号并在UE处监测以接收来自基站的一个方向的指示。

在一个实施例中，第一通信资源和第二通信资源是一组正交通信资源的一部分。包括第一通信资源和第二通信资源的一组通信资源也可以或替代地是一组时分复用通信资源、一组频分复用通信资源或一组码分复用通信资源。

本公开的另一方面提供了一种方法，该方法涉及在通信设备处，使用沿多个方向定向的多个天线波束在第一通信资源中接收来自第一发送通信设备的第一波束信扫描号以及在与第一通信资源不同的第二通信资源中接收来自第二发送通信设备的第二波束信扫描号。该方法还涉及基于第一通信资源确定该多个方向中从第一发送通信设备接收第一波束扫描信号最佳的第一方向，并且基于第二通信资源确定该多个方向中从第二发送通信设备接收第二波束扫描信号最佳的第二方向。

在一些实施例中，该方法还可以涉及基于第一通信资源确定由第一发送通信设备发送第一波束扫描信号的第一发送方向；基于第二通信资源确定第二发送通信设备发送的第二波束扫描信号的第二发送方向；以及向第一发送通信设备发送第一发送方向的指示并且向第二发送通信设备发送第二发送方向的指示。该指示可以是第一发送方向和第二发送方向的显式指示，或者隐式指示，从该隐式指示第一发送通信设备确定第一发送方向和第二发送通信设备确定第二发送方向。

在一个实施例中，该方法提供下行链路波束扫描，其中通信设备是UE，并且第一和第二发送通信设备是基站。可以使用多个天线波束从UE发送来第三波束跟踪信号，然后可以在UE处执行监测以接收来自基站的、多个方向中基站从UE接收第三波束跟踪信号最佳的一个方向的指示。

还可以在UE处执行监测以接收来自基站信号，以使UE起始波束扫描程序，该波束扫描程序涉及从UE发送第三波束跟踪信号并监测以接收来自基站的一个方向的指示。

天线波束扫描可以涉及发送侧操作和接收侧操作。根据本公开的另一方面，一种方法涉及：确定用于通信网络中在彼此的干扰范围内的多个基站发送波束扫描信号的不同通信资源；在每个基站处使用不同的通信资源和沿第一多个方向定向的多个天线波束，从该多个基站发送波束扫描信号；在UE处监测沿第二多个方向定向的多个天线波束，以在不同通信资源中接收来自多个基站的波束扫描信号；并且，在UE处，对于从其接收到波束扫描信号的每个基站并且基于不同的通信资源，确定第二多个方向中从基站接收所接收的波束扫描信号最佳的一个方向。

在一个实施例中，UE通过在UE处基于不同的通信资源确定所接收的由基站发送的波束扫描信号的发送方向，并且从UE向基站发送所确定的发送方向的显式或隐式指示，以向从其接收到波束扫描信号的每个基站提供反馈。

根据另一方面，一种非暂时性处理器可读介质存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行如本文所公开的方法。

还公开了装置实施例。例如，通信设备可以包括天线阵列，可操作地耦合到天线阵列的发射机；可操作地耦合到天线阵列的接收机；以及可操作地耦合到发射机和接收机的天线波束管理器。

在一些实施例中，发射机可以用于形成沿多个方向定向的多个天线波束，并且天线波束管理器可用于：确定用于通信设备发送第一波束扫描信号的第一通信资源，该第一通信资源不同于用于第二通信设备发送第二波束扫描信号的第二通信资源；并且使用第一通信资源和多个天线波束通过发射机发送第一波束扫描信号。

在一些实施例中，天线波束管理器还用于监测接收机，以接收来自，接收所述第一波束扫描信号的第三通信设备的，该多个方向中所述第三通信设备接收第一波束扫描信号最佳的一个方向的指示。该指示可以是该一个方向的显式指示或通信设备从中确定该一个方向的隐式指示。

在一些实施例中，接收机可以用于形成沿多个接收方向定向的多个接收天线波束，并且天线波束管理器可以用于：使用多个接收天线波束在第一通信资源中接收来自第一发送通信设备的第一波束扫描信号，以及在不同于第一通信资源的第二通信资源中接收来自第二发送通信设备的第二波束扫描信号；基于所述第一通信资源，确定所述多个方向中从第一发送通信设备接收第一波束扫描信号最佳的第一方向；以及基于所述第二通信资源，确定所述多个方向中从所述第二发送通信设备接收所述第二波束扫描信号最佳的第二方向。天线波束管理器还可以用于：确定第一发送通信设备发送第一波束扫描信号的第一发送方向；基于第二通信资源，确定第二发送通信设备发送第二波束扫描信号的第二发送方向；并且通过发射机向第一发送通信设备发送第一发送方向的显式或隐式指示，以及向第二发送通信设备发送第二发送方向的显式或隐式指示。

如上所述和本文其他地方的通信设备可以实现为基站或UE。基站和/或UE处的天线波束管理器还可以用于执行波束跟踪以跟踪UE的移动。

在一些实施例中，天线波束管理可以涉及天线波束信息，诸如波束索引和/或波束方向，以及可能的其他信息，诸如UE标识符、基站标识符和/或连接标识符。存储器可以可操作地耦合到天线波束管理器，并且天线波束管理器还可以用于将与上面提到的方向中的任何方向相关联的波束索引和/或其他信息存储到存储器。

根据另一方面，通信网络包括多个基站和一个或多个UE。

在一个实施例中，每个基站包括：基站天线阵列；基站发射机，可操作地耦合到基站天线阵列，以形成沿第一多个方向定向的多个基站天线波束；基站接收机，可操作地耦合到基站天线阵列；以及基站天线波束管理器，可操作地耦合到基站发射机和基站接收机，以确定用于基站发送波束扫描信号的通信资源，该通信资源不同于用于在该基站干扰范围内的其他基站发送波束扫描信号的通信资源；使用所确定的通信资源和多个基站天线波束从基站发射机发送波束扫描信号。

在一些实施例中，每个UE可以包括：UE天线阵列；UE发射机，可操作地耦合到UE天线阵列；UE接收机，可操作地耦合到UE天线阵列，以形成沿第二多个方向定向的多个UE天线波束；以及UE天线波束管理器，可操作地耦合到UE发射机和UE接收机，以使用所述多个UE天线波束，在第一通信资源中接收来自第一基站的第一波束扫描信号并且在与第一通信资源不同的第二通信资源中接收来自第二基站的第二波束扫描信号；基于第一通信资源，确定第二多个方向中从第一基站接收第一波束扫描信号最佳的第一方向；以及基于第二通信资源，确定多个方向中从第二基站接收第二波束扫描信号最佳的第二方向。

在这样的通信网络中，UE天线波束管理器还可以用于：基于第一通信资源，确定由第一基站发送第一波束扫描信号的第一发送方向；基于第二通信资源，确定由第二基站发送第二波束扫描信号的第二发送方向；向第一基站发送第一发送方向的显式或隐式指示，并向第二基站发送第二发送方向的显式或隐式指示。

通过阅读以下描述，本公开的实施例的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

将参考附图更详细地描述本发明的实施例。

图1是示出通信系统的框图。

图2是示出下行链路天线波束扫描的框图。

图3是示出下行链路天线波束扫描的框图，其中多个基站使用相同的通信资源。

图4是示出下行链路天线波束扫描的框图，其中多个基站使用不同的通信资源。

图5是示出上行链路天线波束扫描的框图。

图6是示出UE与多个基站之间的上行链路天线波束扫描的框图。

图7是示出上行链路天线波束扫描的框图，其中多个UE使用不同的通信资源。

图8是示出使用固定波束索引的天线波束管理的框图。

图9是示出根据一个实施例的传输控制的框图。

图10是示出根据另一实施例的传输控制的框图。

图11是示出根据再一实施例的传输模式的框图。

图12是示出根据一个实施例的方法的流程图。

图13是示出根据另一实施例的示例方法的流程图。

图14是示出示例基站的框图。

图15是示出根据一实施例的UE的框图。

图16是示出具有多个射频(radio frequency，RF)链的通信设备的框图。

具体实施方式

为了说明的目的，现在将在下面结合附图更详细地解释具体的示例实施例。

本文阐述的实施例表示足以实践所要求保护的主题的信息，并且示出了实践这样的主题的方式。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解所要求保护的主题的概念，并将认识到这里未特别提出的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用都落入本公开和所附权利要求的范围内。

此外，应当理解，本文公开的执行指令的任何模块、组件或设备可以包括或以其他方式访问用于存储信息(例如计算机/处理器可读指令、数据结构、程序模块和/或其他数据)的非暂时性计算机/处理器可读存储介质或介质。非暂时性计算机/处理器可读存储介质的示例的非详尽列表包括磁带、录音带、磁盘存储器或其他磁存储设备，光盘，诸如光盘只读存储器(compact disc read-only memory，CD-ROM)、数字视频光盘或数字多功能光盘(即，DVD)、Blu-ray Disc^TM或其他光学存储，以任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质，随机存取存储器(random-access memory，RAM)，只读取存储器(read-only memory，ROM)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasableprogrammable read-only memory，EEPROM)，闪存或其他存储器技术。任何这种非暂时性计算机/处理器存储介质可以是设备的一部分或可访问或可连接到设备。用于实现本文描述的应用或模块的计算机/处理器可读/可执行指令可以由这种非暂时性计算机/处理器可读存储介质存储或以其他方式保持。

现在转到附图，将描述一些具体示例实施例。

图1是示出通信系统的图。通信系统100包括核心网络102和接入网络106。

核心网络102可以提供各种服务中的任何一种，例如呼叫控制/交换和到其他网络的网关。核心网络102包括诸如路由器、交换机和服务器的网络组件。

接入网络106是无线通信网络，并且连接或耦合到核心网络102。基站或节点108a、108b、108c、108d、108e在无线覆盖区域110a、110b、110c、110d、110e内提供无线通信服务。每个基站108a-e可以使用无线电收发器、一个或多个天线以及相关联的处理电路，例如，天线射频(RF)电路、模拟到数字/数字到模拟转换器等来实现。发送接收点(transmit-receive point，TRP)、演进的NodeB(evolved NodeB，eNB)以及其他类型的网络节点和网络设备是基站108a-e的示例。

UE 104a、104b、104c、104d使用接入网络106无线地接入通信系统100。每个UE104a-d包括可以集成到无线电收发器的无线电发射机和无线电接收机、一个或多个天线和相关的处理电路，例如，天线射频(RF)电路、模拟到数字/数字到模拟转换器等。基站108-e和UE 104a-d可以包括类似类型的组件以支持在通信系统100中彼此通信，但实际实现可能是不同的。例如，UE 104a-d是可以在位置之间移动的，而基站108a-e通常旨在安装在固定位置。

基站108a-e通过通信链路112a、112b、112c、112d、112e连接到接入网络106中的集中处理系统120。在一个实施例中，每个通信链路112a-e是光纤通信链路。每个基站108a-e包括用于向集中式处理系统120发送数据并用于通过其通信链路112a-e从集中式处理系统接收数据的电路。尽管在图1中示出为单个集中处理系统，但是集中式处理系统120可以由一个或多个处理和控制服务器的网络实现。可替换地，集中式处理系统120可以实现为单个服务器。

基站108a-e可以用作接入网络106的有线和无线部分之间的网关，但是在通信链路112a-e是无线链路的实施例中不必是这种情况。基站108a-e可以由网络提供商放置在固定位置以例如提供基本上连续的无线覆盖区域。这在图1中示出，其中无线覆盖区域110a-e彼此重叠，使得UE 104a-d可以在整个无线覆盖区域中移动并且仍然由接入网络106服务。

例如，诸如自由空间路径损耗等效应可能限制HF无线连接的范围。高度定向的天线波束可以增加HF连接范围，并且可以在要为其支持HF通信的任何基站108a-e和任何UE104a-d之间使用。例如，在NR中，具有10度半功率带宽的波束宽度的高度定向天线波束可用于频率高于6GHz的HF通信。该波束宽度和HF范围仅作为说明性示例提供。本公开不限于在该示例波束宽度范围中的天线波束的管理或者在该示例HF范围内的通信。

如本文所公开的天线波束管理包括初始接入以建立通信和后续动作以维持通信。初始接入涉及天线波束扫描，以为每个连接建立发射(transmit，Tx)和接收(receive，Rx)天线波束的对准。波束扫描可以包括使用比将用于通信的天线波束更宽的天线波束的粗略对准，也称为初始波束训练。在建立Tx和Rx天线波束的对准之后，维持通信可能涉及诸如天线波束跟踪或改进的动作，以在UE移动或UE和基站之间的无线路径受到障碍物影响时更新和维持天线波束对的对准。初始波束训练后的波束跟踪使用较窄的天线波束进行精细对准，也可以涉及在更有限的扫描范围内进行波束扫描。

本公开的实施例可以适用于多个基站和/或多个UE之间的各种多连接场景中的任何一个场景。公开了初始天线波束配置、用于初始波束训练和波束跟踪的波束扫描、波束管理以及用于多连接通信的传输控制。

图2是示出下行链路天线波束扫描的框图。在一个实施例中，下行链路天线波束对准涉及由每个基站发送波束扫描信号。在图2中，示出了两个TRP(TRP1和TRP2)作为基站的示例。例如，每个TRP可以发送同步信号。同步信号是波束扫描信号的示例，其使UE能够与基站建立连接，从而获得对通信网络的接入。在另一示例中，可以在波束扫描期间发送波束参考信号而不是同步信号。

在图2所示的示例中，下行链路波束扫描涉及TRP使用沿n个方向定向的n个天线波束发送相同的波束扫描信号。每个TRP在n个方向中的每个方向上发送相同的波束扫描信号。UE使用沿k个方向定向的k个天线波束来监测，以在k个方向中的每个方向上接收波束扫描信号。在本示例中这涉及由每个TRP进行的总共n*k次波束扫描信号的传输。

图2中所示的天线波束扫描时段包括k个周期。在k个周期的每一个中，每个TRP在该TRP的n个天线波束方向中的每一个上发送波束扫描信号，并且UE监测在k个方向之一上波束扫描信号的接收。在另一实施例中，每个TRP在n个方向中的一个方向上发送波束扫描信号，并且UE在波束扫描时段中的n个波束扫描周期的每一个周期中监测k个方向中的每一个方向以接收波束扫描信号。

在图2所示的示例中，每个TRP在n个方向上发送波束扫描信号。在其他实施例中，不同的TRP可以具有不同数量的天线波束方向。尽管TRP和UE在图2中具有不同数量的天线波束方向，但是在一些实施例中，n＝k。

下面参考图3和4更详细地讨论图2中标记的最佳波束对。

图3是示出下行链路天线波束扫描的框图，其中多个基站使用相同的通信资源。与图2类似，图3示出了两个TRP 302、304和一个UE 306。在图3中，针对每个TRP302、304示出了三个天线波束b1、b2、b3，针对UE 306示出了五个天线波束B1、B2、B3、B4、B5。在图2的符号中，n＝3并且k＝5。在其他实施例中可以存在更多或更少的天线波束。

图3中的UE 306可以潜在地连接到TRP1 302和TRP2 304。因此，从TRP 302、304发送的信号可能彼此干扰，并且在这种意义上，TRP在彼此的干扰范围内。如果TRP 302、304在天线波束扫描时段使用相同的通信资源发送其波束扫描信号，则UE 306接收来自这些TRP的波束扫描信号的组合。通信资源在图3中被示为时间/频率资源。当TRP 302、304使用相同的通信资源时，UE 306可能在TRP 302、304均在它们的波束b2方向传输时，在UE的天线波束B3方向上检测到最高接收信号强度。如图2所示，可以将TRP1 b2、TRP2 b2和UE B3识别为TRP1、TRP2和UE天线波束的最佳组。然而，这是基于来自TRP 302、304二者的波束扫描信号的组合的最高接收信号强度。如果在波束扫描期间，TRP2 304没有使用与TRP1相同的通信资源向UE 306发送，则TRP1 302和UE 306之间的连接的接收信号强度和最佳天线波束及方向可以是不同的。如果波束扫描期间，TRP1 302没有使用与TRP2相同的通信资源向UE 306发送，则TRP2 304和UE 306之间的连接的接收信号强度和最佳天线波束及方向也可以或替代地是不同的。

在一个实施例中，不同的基站在波束扫描期间使用不同的通信资源发送波束扫描信号，以使得UE能够区分从不同基站接收的波束扫描信号并识别用于与每个基站连接的优选的天线波束方向。可以根据时分复用(time division multiplexing，TDM)方案以时间、根据频分复用(frequency division multiplexing，FDM)方案以频率、根据码分多路复用(code division multiplexing，CDM)方案以编码，或其他方式，分离不同的通信资源。在一个实施例中，由不同基站用以发送波束扫描信号的不同通信资源彼此正交。因此，包括在彼此的干扰范围内的不同通信设备所使用的不同通信资源的一组通信资源可以包括正交通信资源，诸如时分复用资源、频分复用资源和/或码分复用资源。

图4是示出下行链路天线波束扫描的框图，其中多个基站使用不同的通信资源。TRP 402、404是基站的示例，并且UE在406处示出。

图4还示出了FDM方案410，其中每个TRP 402，404在相同时间使用不同的频率资源412，414来发送它们的波束扫描信号。根据TDM方案420，每个TRP 402，404在不同时间使用相同的频率资源来发送它们的波束扫描信号。还在430示出了CDM方案，其中频率/时间资源由用于TRP发送波束扫描信号的代码复用。这些复用方案是示例，其中的任何一个都可以由不同实施例中的TRP 402、404使用。

在一些实施例中，诸如TRP 402、404的服务基站可以在初始波束对准开始之前被识别，并且资源规划可以相应地被协调。例如，通信网络可以包括低频(low frequency，LF)TRP和HF TRP，并且LF TRP可以辅助UE 406进行初始天线波束对准。在LF辅助场景中，UE406可以首先与LF-TRP建立连接。相对于天线波束对准和与HF TRP的连接建立，与LF TRP进行天线波束对准和连接建立可能更快。这是因为LF TRP天线波束不像HF TRP天线波束那样具有高度方向性，因此不像HF TRP天线波束那样窄。因此，与LF TRP的连接建立不一定涉及波束扫描。LF TRP可以向UE 406提供标识UE可以与之连接的邻近HF TRP 402、404的信息，和/或关于HF TRP波束扫描信号通信资源分配的信息，以使UE能够监测以接收来自HF TRP的波束扫描信号。

在另一示例中，如果通信网络仅包括HF TRP，则UE可以首先与HF TRP建立连接，可能在如图3所示的下行链路波束扫描方法中没有最佳波束对准，其中相同通信资源用于不同TRP的波束扫描中。然后，HF TRP可以向UE 306提供标识UE可以与之连接的邻近HF TRP302、304的信息，和/或关于HF TRP波束扫描信号通信资源分配的信息。这可以使UE和TRP能够转换到图4所示的波束扫描方法，其中HF TRP 402、404再次发送波束扫描信号，并且UE406监测来自HF TRP的波束扫描信号的接收，以更准确地对准TRP和UE天线波束。

LF TRP还可以或替代地包括管理或分发到HF TRP 402、404的波束扫描信号通信资源分配。在仅实现HF TRP的通信网络中，波束扫描信号通信资源分配可以与其他网络配置或设置一起在各HF TRP中管理和分发。

在TRP 402、404在波束扫描期间使用不同的通信资源向UE 406发送波束扫描信号的情况下，UE能够区分从每个TRP接收的波束扫描信号。然后，UE 402可以确定从每个TRP402、404接收的波束扫描信号的一个或多个接收信号标准(诸如接收信号强度)。基于一个或多个接收信号标准，UE 402可以识别用于与每个TRP 402、404的连接的优选或最佳天线波束方向。再次参考图2，用于TRP1和UE之间的连接的最佳天线波束对包括在该示例中的TRP1波束b1和UE波束B1。类似地，用于TRP2与UE之间的连接的最佳波束方向或波束对包括TRP2波束bn，在图4所示的示例中n＝3，以及UE波束Bk，在图4所示的示例中k＝5。

优选或最佳天线波束和方向的选择基于在接收机处测量或以其他方式确定的不同的通信资源和接收信号特性。对于如图4所示的下行链路波束扫描，UE 406是接收机。UE406基于TRP使用的不同通信资源来区分从TRP1 402和TRP2 404接收的波束扫描信号。UE406可以测量接收信号强度，或者也可以或替代地测量或确定其他接收信号特征，并且识别UE从其中接收来自每个TRP 402、404的波束扫描信号最佳的最佳UE天线波束或接收方向。这可以是，例如UE 406测量来自每个TRP 402、404的最高接收信号强度的接收方向。UE 406还确定接收的波束扫描信号被发送的相应TRP天线波束或方向。UE 406向每个TRP 402、404发送至少关于TRP天线波束或方向的指示，该TRP天线波束或方向对应于最佳UE天线波束或方向，接收的信号由每个TRP在该TRP天线波束或方向上发送。

该指示可以是各种形式中的任何一种。TRP 402、404可以在其波束扫描信号中包括发送波束扫描信号所在的TRP天线波束或方向的显式指示。然后，UE 406可以在波束扫描时段结束之后在对TRP 402、406的响应中包括相同的指示。显式指示可以是波束索引，例如图2中的波束扫描示例的从1到n的数字。

还构想了隐式信令。参考图2，例如，每个TRP可以在波束扫描时段的每个周期期间，在n个方向中的每个方向上顺序地发送波束扫描信号，然后UE可以基于扫描周期中接收到的最佳波束扫描信号的时间或位置来识别最佳接收方向。对应于最佳接收方向的发送方向也可以或者替代地隐含地报告给TRP。例如，TRP可以从UE在其中确认接收到波束扫描信号的信号的定时导出最佳波束扫描信号发送方向，或者以其他方式提供对波束扫描信号的响应。接收的确认和响应是最佳接收方向的隐式指示的示例。

图2至4中的下行链路波束扫描示例涉及：单波束扫描周期。在其他实施例中，可以使用多级波束扫描。例如，初始的粗略天线波束对准级可以使用较宽的天线波束进行粗略对准，并且精细对准级可以涉及利用较窄的、较为高度定向的天线波束在较小的方向范围上进行波束扫描。

在一个实施例中，TRP在波束扫描期间向UE发送同步信号，然后UE通过向每个TRP发送前导码来发起初始接入过程。最佳发射天线波束的波束ID或其他显式指示可以包含在前导码中。最佳发送波束的指示可能是隐式的。例如，UE可以使用与每个TRP的最佳发射天线波束相关联的通信资源来发送前导码，以向每个TRP提供关于TRP的哪个发送波束最适合与UE通信的隐式指示。UE可以但不是必需地向TRP提供从该TRP接收波束扫描信号经由的最佳接收天线波束的指示。

图2至4涉及下行链路天线波束扫描和对准。图5是示出上行链路天线波束扫描的框图。如果关于连接的TRP侧和UE侧的天线波束对准的互易性保持，则可能不需要上行链路波束扫描。在互易条件下，TRP和UE处的最佳上行链路天线波束方向与相同TRP和UE处的最佳下行链路天线波束方向相同。否则，如果互易性在TRP或UE处不保持，则可以使用上行链路波束扫描来确定TRP和UE处的最佳上行链路波束方向。类似地，若在TRP和UE两者处保持互易性，如果天线波束对准已经通过上行链路波束扫描完成，则可能不执行下行链路天线波束扫描。

图5类似于图2，但是在图5中，UE发送波束扫描信号，其可以包括例如预定序列，并且TRP监测多个天线波束方向以接收波束扫描信号。在一个实施例中，UE在通过下行链路波束扫描连接到TRP之后，获得用于上行链路波束扫描的波束扫描信号。例如，上行链路扫描可以替代地是LF辅助的，其中LF TRP向UE提供序列。

图6是示出UE与多个基站之间的上行链路天线波束扫描的框图。如果仅一个UE606正在尝试与TRP 602、604建立网络连接，则不需要通信资源分离或复用，如608所示。在该示例中，仅由UE 606发送波束扫描信号，并且每个TRP 602、604能够识别其与UE的连接的最佳接收方向。

图7是示出上行链路天线波束扫描的框图，其中彼此接近的多个UE使用不同的通信资源。如果多个UE 706、708尝试通过与至少一个公共TRP 702、704的连接来接入网络，如图7所示，则UE使用不同的通信资源来将波束扫描信号发送到TRP。以示例方式示出了FDM方案710，其中UE 706、708使用不同的频率资源712、714。例如，在下行链路波束扫描期间，分配给每个UE 706、708的用于上行链路波束对准或训练的频带可以从LF-TRP或从HF-TRP发信号通知给UE。TDM或CDM可以用在其他实施例中，其中可以实现类似的信令选择。然后，每个UE 706、708的优选或最佳天线波束方向可以由每个TRP 702、704识别。

在图7中，TRP 702、704从UE 706、708接收波束扫描信号，并测量或以其他方式确定接收信号特性，基于该接收信号特性，识别每个TRP的最佳TRP天线波束或接收方向以及每个TRP连接的相应的最佳UE天线波束或发送方向。TRP 702、704还向每个UE 706、708发送至少关于来自每个UE的最佳UE天线波束或发送方向的指示。如上所述，对于下行链路波束扫描，可以使用显式或隐式信令用于这些指示。

在一些实施例中，UE 706、708还可以或替代地在上行链路天线波束扫描期间使用功率控制。例如，功率提升可以与通信资源分配相结合，以增加分配的用于天线波束训练的通信资源处的发射功率。UE还可以或者替代地将功率归零应用于尚未被分配用于其扫描波束扫描信号的传输的其他通信资源。这样的技术可以进一步使诸如TRP 702、704的基站能够在多连接场景中识别每个UE 706、708的最佳接收方向。

如上面针对下行链路波束扫描所指出的，可以在上行链路波束扫描中使用具有不同波束宽度和波束扫描范围的多级波束扫描。

如图7中所示并且在本文描述的上行链路波束扫描可以用在(例如，仅具有一个TRP和多个UE的)其他多连接实施例中。

在下行链路或上行链路波束扫描期间的通信资源协调可以通过在多连接场景中更好地对准波束方向来改善波束成形增益。这在上面参考图2中的最佳波束组和最佳波束对进行了详细讨论，但也适用于波束扫描信号由不同发射机发射的其他实施例。

在通过下行链路或上行链路波束扫描识别出最佳或优选的天线波束或方向之后，可以建立TRP/UE连接。在一个实施例中，每个TRP-UE对维持用于每个连接的指定天线波束或方向的记录。参考图4，例如，在识别出用于TRP1和TRP2的最佳波束对之后，UE 406维持至少关于到TRP1 402的连接的UE波束B1和到TRP2 404的连接的UE波束B5的记录。类似地，TRP1 402维持至少关于到UE 406的连接的TRP1波束b1的记录，以及TRP2 404维持至少关于到UE 406的连接的TRP2波束b3的记录。

例如，天线波束/连接记录可以是存储器中的列表或表格的形式。由UE 406存储的波束表或连接表可以包括用于其连接的TRP的UE波束索引的列表以及用于这些波束的相应的UE到TRP的方向。诸如TRP和/或连接标识符的其他信息也可以存储在UE的这种表中。在每个TRP 402、406处，波束表或连接表可以为连接到该TRP的各UE存储TRP波束索引、这些波束的相应TRP到UE的方向以及每个连接的UE的标识符。诸如TRP的UE波束索引的其他信息也可以存储在TRP处的这种表中。例如，这可以用于使TRP能够通过控制信道向UE发送信令，以向UE提供关于将用于发送或接收的特定天线波束的指示。

在一些实施例中，TRP和UE维持多个发射和接收波束索引，并且由波束索引识别的每个波束对应于一个连接。在另一实施例中，由波束索引识别的天线波束用于发送和接收。这里仅为了说明的目的描述了波束索引。在其他实施例中，可以使用识别或指示波束方向或波束的其他信息。

UE可能不知道其服务TRP的身份，并且可以存储仅包括与TRP的活跃连接相关联的天线波束或方向的UE波束索引的列表。例如，在初始波束训练之后，可以将UE波束索引分配给所识别的最佳天线波束或方向，并将其映射到唯一且固定的值。尽管在UE被移动或者信道条件由于障碍物而改变时，可能更新用于与TRP通信的最佳波束或方向，例如，当更新用于连接的波束或方向时，UE波束索引在固定的索引实施例中保持不变。

图8是示出使用固定波束索引的天线波束管理的框图。当UE 806相对于TRP1 802和TRP2 804在不同位置之间移动时，UE与每个TRP之间的天线波束方向改变。然而，在所示的示例中，用于UE 806和TRP1 802之间的连接的UE波束索引a和用于UE 806和TRP2 804之间的连接的UE波束索引b在UE移动之后保持相同。固定波束索引维持UE 806与用于每个TRP802、04的固定波束索引a、b之间的固定映射。例如，这可以用于在调度连接之后简化每个TRP 802、804到UE 806的识别用于发送通信信号的天线波束或方向的信令。虽然当与固定波束索引相关联的方向改变时，这种类型的固定波束索引涉及UE 806处的波束方向更新，但是固定波束索引可以减少TRP和UE之间的信令。利用固定波束索引，TRP不需要知道更新的UE波束方向，而是仅需要知道固定的逻辑UE波束索引。当TRP向UE发送控制信道信令以指示将由UE用于发送和接收的特定天线波束时，例如，相对于通过信号发送波束方向所需的数个比特，较少的比特用于量化逻辑波束索引，其数量是有限的。这种控制信道信令可以由LF-TRP或者由HF-TRP使用比用于HF TRP通信的高度定向天线波束更宽的天线波束发送。

在另一个实施例中，波束索引可以唯一地对应于波束方向。当UE被移动时，波束方向改变，并且波束索引也改变。可以使用分层波束索引结构来指定离散的方向，例如，波束索引＝宽波束索引*x+窄波束索引，其中，例如宽波束索引对x取模。在一个实施例中，x＝4。该方法可能涉及比固定索引方法更多的信令，因为当UE天线波束方向改变时，UE将更新的天线波束方向用信号发送到TRP。当TRP向UE发送控制信令以指示将用于发送和接收的特定天线波束时，比量化波束索引使用更多比特以量化天线波束方向。如上所述，这种控制信道信令可以由LF-TRP或HF-TRP发送。

TRP处的天线波束管理可以类似于UE天线波束管理。TRP可以使用固定的逻辑波束索引以及相应的波束方向，或者直接使用波束方向作为波束索引的形式。然而，这两个选项可能不涉及不同的信令开销，因为TRP不需要向UE提供将由TRP用于发送和接收的TRP波束索引/方向的任何指示。

如图8所示，UE 806的移动可以改变UE与每个TRP 802、804之间的通信的优选方向。可以使用波束跟踪来更新用于TRP和UE之间通信的波束方向。在建立连接之后，波束跟踪可以使用比初始波束训练更小的波束扫描范围和更窄的天线波束。这是因为在建立连接之后，UE和TRP已经至少粗略地波束对齐。

参考图7，在初始波束扫描和对准之后，每个TRP 802、804具有用于到UE 706、708的多个连接的多个TRP-UE波束索引。如在初始波束扫描中一样，在一些实施例中，UE 706、708在不同的正交分离的通信资源中发送用于波束跟踪的跟踪信号。UE 706、708对通信资源的使用可以是时间复用的，每个UE 706、708轮流(周期性地)执行波束跟踪。在一些实施例中，TRP 702、704可能仅对调度的UE执行波束跟踪。在非完全缓冲器场景中，可以周期性地触发可能未被调度的具有空缓冲器的UE以执行波束跟踪。例如，可以通过发送来自TRP702、704或另一个基站的波束跟踪控制或命令信号来触发波束跟踪，以使非调度的UE发起波束跟踪。

用于波束跟踪的通信资源的时间复用表示一个实施例。如果TRP具有例如多个RF链，FDM或CDM可以用于在上行链路波束跟踪期间复用通信资源；或者时间、频率和码复用中的两个或更多个的组合可以用于在上行链路波束跟踪期间复用通信资源。

在如图4中单个UE具有到不同TRP的多个连接的多连接场景中，UE 406可以具有多个UE-TRP波束索引，并且波束跟踪优选地涉及用于TRP 402、404发送跟踪信号的通信资源复用。如果UE 406具有多个RF链，TDM、FDM或CDM可以在下行链路波束跟踪期间用于复用通信资源；或者这些技术中的两种或更多种的组合可以在下行链路波束跟踪期间用于复用通信资源。

这些波束跟踪示例可以应用于联合发射和接收跟踪，仅发射跟踪和仅接收跟踪。

与初始波束训练一样，波束跟踪涉及在多个方向上传输信号并监测多个连接中的每一个的最佳方向。在初始波束训练和波束跟踪都涉及在多个方向上发送和接收信号以扫描一个方向范围的意义上，波束跟踪信号可以被认为是波束扫描信号的特殊情况。

图2至8及其描述主要涉及初始波束训练、建立连接和波束跟踪。本公开的其他方面涉及将这些连接用于基站和UE之间的通信。

具有到不同基站的多个连接的UE可以选择那些基站中的一个或多个，或者选择在其上已经与这样的基站建立了连接的天线波束，作为锚基站或锚波束。例如，在LF辅助HF的系统中，UE可以从UE与之具有连接的多个LF-TRP中选择优选的锚LF TRP。在一个实施例中，与在波束扫描或通信期间UE处监测到的最强接收信号相关联的LF TRP或波束被UE选择为锚LF TRP或波束。类似地，在只有HF的系统中，UE可以从UE与之具有连接的多个HF TRP或波束中选择锚HF TRP或波束。一种可能的选择标准是UE处的最强接收信号。

例如，锚TRP可以负责诸如这样的动作：向UE发送控制信令；若在通信网络中使用集中式调度，对一组TRP执行调度；和/或，协调一组TRP以分布数据。锚TRP的控制信令可以向UE提供诸如波束索引、调度许可信息和/或确认/否定确认(acknowledgement/negativeacknowledgement，ACK/NACK)信息的信息。

以UE为中心的锚TRP分配或选择可以基于UE从之接收到最强信号的TRP或波束，或者与例如最高信号与干扰加噪声比(signal to interference-plus-noise ratio，SINR)相关联的TPR或波束。用于一个UE的锚TRP可能不是用于另一个UE的锚TRP，因此不同的TRP可以是用于不同UE组的锚TRP。

在另一实施例中，锚TRP被预分配为网络配置的一部分。这种预分配可以基于地理，例如，为建筑物或街道的不同部分分配不同的TRP或波束作为锚TRP或波束。在确定如何分配锚TRP时，TRP或网络运营商可以考虑UE提供的信息。然而，在预分配实施例中，UE不自己决定哪个TRP将是用于UE的锚TRP。

TRP还可以或者替代地，例如至少部分地基于UE反馈来协商锚TRP分配，并且通知UE协商后的TRP分配。

在一些实施中，LF-TRP与HF-TRP相比，可优选作为锚TRP。例如，LF-TRP可能被认为比HF TRP更可靠地用于控制信令。

当UE被移动时，锚TRP或波束可以改变。当UE处于一个位置时，UE可以从一个TRP接收最强信号，但是当它移动到不同位置时，UE可以从不同的TRP接收最强信号。锚TRP可以相应地改变。例如，在预先分配锚TRP的实施例中，UE的锚TRP可以基于UE的当前位置而改变。

在UE具有到不同TRP的多个可用连接的实施例中，可以实现任何不同的机制来管理数据传输。例如，控制信令可以向UE通知将用于接收数据的特定接收波束。例如，LF辅助的HF系统中的LF TRP或锚HF TRP可以向UE发送控制信令，指定应该被监测数据的接收波束。

还可以或替代地以预定义的方式通过不同的波束将数据交替地发送到多个UE。例如，对于2个波束，数据可以在一个波束上在奇数传输时间间隔(transmission timeinterval，TTI)中传输，而在另一个波束上在偶数TTI中传输。还考虑了其他模式。如果基于诸如接收信号强度的各种可能的波束条件标准中的任何一个，一个波束处于比另一波束更好的条件，则可以将更多的通信资源分配给被确定为比被确定处于较差条件的波束处于更好条件的波束。

在这种交替传输实施例中，可能没有控制信令指定特定波束索引。例如，控制信令可以替代地指定传输或模式索引。在一些实施例中，这种控制信令可以由LF辅助的HF系统中的LF TRP或锚HF TRP发送。然而，交替传输实施例可能比具有波束分配的信令的实施例提供更少的波束分配灵活性，因为交替传输模式是预定义的并且某些模式可能不能很好地适应信道条件波动。

UE还可以或者替代地同时监测多个接收波束。如果监测所有接收波束，则不需要控制信令来为UE分配波束以监测接收的数据。在监测多个接收波束的实施例中，甚至可以动态地分配用于TRP传输的波束。可以实现同时的接收波束监测，例如，不同的RF链用于监测不同的波束。然而，这种波束监测可以减少波束成形增益，因为在UE监测所有波束方向的时候，如果数据仅通过与一个TRP的一个连接上发送，则实际上浪费了一些被监测的波束方向。

这些选项也可以或替代地应用于从UE到基站的上行链路传输，下面将进一步详细考虑。

图9是示出根据一个实施例的传输控制的框图。图9是具有HF TRP 902、904、UE906和LF-TRP 908的LF辅助的HF系统的示例。在该示例中，LF TRP 908例如通过诸如物理下行链路控制信道(physical downlink control channel，PDCCH)的控制信道发送控制信令以向UE 906通知其将监测下行链路数据的一个或多个接收波束。LF TRP 908还通过在所示示例中的X2接口与发信号通知的UE接收波束配对的发送波束相关联的HF-TRP 902、904通信，以通知该一个或多个HF TRP将用于将数据发送到UE 906的一个或多个发送波束。

图10是示出根据另一实施例的传输控制的框图，该HF独立系统包括HF TRP 1002、1004和UE 1006，没有LF TRP。在该示例中，UE 1006从一个HF-TRP 1002(锚TRP)接收控制信令，但是可以从TRP 1002、1004中的任一个或两者接收其他传输(例如，下行链路数据)。如果锚TRP和发送TRP是不同的，则执行波束切换。如图10的示例所示，其中HF TRP2 1004是发送TRP，控制信令通过X2接口从锚HF TRP1 1002发送到HF TRP2 1004，以通知HF TRP2 1004将用于将数据发送到UE 1006的发送波束。

在图9和10中，UE 906、1006可以利用所有接收天线元件一次在一个波束上接收数据，或者如果UE包括多个RF链，则一次在多个波束上接收数据。然而，对于N个接收波束，与使用所有天线元件形成单个接收波束相比，每个波束失去-10*log10(N)dB的阵列增益。

这种类型的用信号通知的传输控制可以为每个时间单元(例如，每个TTI)启用动态波束分配，但是涉及至少UE下行链路接收波束的控制信令。在如图9中的LF辅助的系统中，或者如图10中当HF独立系统中的发送HF TRP不是锚HF TRP时，下行链路发送波束的控制信令也被发送到发送HF TRP中。

可以类似地控制上行链路传输。LF辅助的HF系统中的LF-TRP 908或锚HFTRP11002可以向UE 906、1006发送上行链路调度授权信息和控制信息，指定将由UE用于上行链路传输的上行链路发送波束。上行链路发送波束可以包括可以由HF TRP 902、904或1002、1004接收的波束。在该示例中，上行链路传输是基于授权的，并且接收HF TRP 902、904或1002、1004已经具有关于UE 906、1006被准许接入的波束的信息。因此，在该示例中，没有单独的控制信令到接收HF TRP 902、904或1002、1004。

图11是示出根据再一实施例的传输模式的框图。在诸如图9中所示的系统的LF辅助的HF系统中，LF TRP 908发送控制信令以向UE 906和HF TRP 902、904通知用于传输数据的传输模式。在图11所示的示例中，存在两种模式，并且该示例中的控制信令包括模式索引或其他信息，其中，UE 906和HF-TRP 902、904可以从该模式索引或其他信息中确定将用于从HF TRP到UE的当前下行链路传输的传输模式。

在如图10所示的HF独立系统中，UE 1006从锚HF TRP1 1002接收控制信令，并且可以从TRP 1002、1004中的任一个或两者接收其他传输(例如，下行链路数据)。HF TRP2 1004还从锚HF TRP2 1002接收控制信令，该控制信令指定将要使用的传输模式。HF TRP 1002、1004根据用信号通知的模式向UE 1006发送数据。

即使两个波束由多个TRP 902、904或1002、1004同时调度，UE 906、1006也可以一次在一个波束上接收数据。在多RF链实施例中，一次可以将所有RF链用于单个波束，以提供高阵列增益，或者RF链可用于同时从多个波束接收数据。

传输模式控制可涉及通过PDCCH动态地分配这些模式，但模式变化的周期性可取决于模式长度。例如，短模式可以比较长模式更频繁地变化，以适应信道条件变化或数据流量变化。模式分配可替代地为半静态的，例如，通过无线电资源控制(radio resourcecontrol，RRC)信令。

传输模式可以在多个波束上均等地分布，或者，例如通过向特定波束分配更多的时间单元可以给予那些波束更多的权重。

该传输控制方法还可以或替代地应用于上行链路传输。如图9中的LF辅助的HF系统中的LF-TRP 908或图10中的锚HF TRP1 1002在控制信令中将分配的模式索引或其他模式信息发送到UE 906、1006，以用于到TRP 902、904或1002、1004的上行链路传输。

第三传输控制选项也适用于LF辅助和HF独立系统。UE同时监测多个波束，并且UE可以从一个或多个波束接收数据。在UE处，与RF链相关联的天线元件形成接收波束。如果存在N个RF链，则可以同时形成多达N个接收波束。然而，如上所述，如果存在N个接收波束，则与使用所有天线元件形成单个接收波束相比，每个波束失去-10*log10(N)dB的阵列增益。

在UE仅由一个TRP调度，或者由少于UE可以从之接收信号所有的TRP调度的实施例中，一些接收波束实际上被浪费了。如果UE一次只能由一个TRP调度，则单独的RF链形成单独的接收波束可能效率不高。因此，例如，取决于UE调度和/或其他UE条件，限制UE要监测的波束的数量可能是优选的。

类似地，对于上行链路传输，TRP可以监测多个波束，并且UE可以使用多个波束进行发送。

总结上述传输控制选项，接收和发送波束的信令可以实现波束分配的灵活性，但涉及相对于其他选项的更多控制信令开销。利用交替发送/接收，相对于用信号通知的波束分配，波束分配的灵活性可能较小，但是交替发送/接收可能涉及较少的控制信令用于通过信号通知接收和发送波束的发送/接收模式。同时监测/传输多个波束提供了波束分配的灵活性以及比上述其他传输控制方法更低的信令开销。然而，与其他方法相比，在形成多个接收波束时阵列增益可能减小。如果在接收机处监测波束时发射机不发送，则在监测多个波束时也可能浪费时间和功率。用于在多连接场景中管理传输的这些实施例可以权衡性能和信令。

图12是示出根据实施例的方法的流程图。示例方法1200涉及在1202处确定将由通信设备用于传输波束扫描信号的通信资源。例如，如上面参考图4和7所述，所确定的通信资源不同于用于在该通信设备的干扰范围内的其他通信设备发送波束扫描信号的通信资源。例如，可以基于所接收的控制信令在1202处进行确定。波束扫描通信资源的指示可以存储在通信设备中并在发送波束扫描信号之前被访问，从而在1202处确定将用于波束扫描信号的传输的通信资源。

在1204处，使用所确定的通信资源和在多个方向上定向的多个天线波束来发送波束扫描信号。多个方向上的传输可以是同时的或顺序的。例如，可以通过具有多个RF链的通信设备来执行同时传输。

在1202、1204处示出的操作可以在基站处执行以用于下行链路波束扫描，或者在UE处执行以用于上行链路波束扫描。

在一些实施例中，在1204处发送波束扫描信号的通信设备还在1206处监测以接收来自，接收该波束扫描信号的另一通信设备的，该另一通信设备接收波束扫描信号最佳的方向的指示。该指示可以是最佳接收方向的显式指示，或者是发送波束扫描信号的第一通信设备从中确定最佳接收方向的隐式指示。

还可以或替代地执行其他操作。例如，可以通过在最佳接收方向上定向的天线波束与另一个接收波束扫描信号的通信设备建立连接。连接建立可以涉及分配和/或存储波束索引。在多连接场景中，可以为多个天线波束中的每一个分配和存储波束索引。

如在1210处所示的波束跟踪是可以在一些实施例中执行的操作的另一示例，并且可以涉及重复在1204处的发送和在1206处的监测，以跟踪通信设备的移动。

波束跟踪可以涉及在相同方向、(如初始波束训练的)上行链路或下行链路、或相反方向的波束扫描。例如，通过从基站向UE发送波束扫描信号，可以在下行链路方向上执行初始波束训练，并且可以通过从UE向基站发送波束跟踪信号，在上行链路方向上执行后续的波束跟踪。在这种情况下，在1204处发送波束扫描信号的基站可以通过监测多个天线波束以接收来自UE的波束跟踪信号而在1210处执行波束跟踪，并且向UE发送该基站接收来自UE的波束跟踪信号最佳的另一个方向的指示。

在1210处的波束跟踪之后，可以在1208处更新波束索引和/或方向。

在一些实施例中，周期性地执行在1210处的波束跟踪。其他实施例可以涉及例如由基站控制波束跟踪。基站可以向UE发送信号以使UE发起波束跟踪过程，该过程涉及从UE发送波束跟踪信号并在UE处监测以接收来自基站的另一方向的指示。

图13是示出根据另一实施例的示例方法的流程图。示例方法1300涉及在1302处监测多个天线波束以从其他通信设备接收波束扫描信号。天线波束在多个方向上定向。从其他通信设备在不同通信资源中接收波束扫描信号。对于从其接收到波束扫描信号的每个通信设备，在1304处基于不同的通信资源确定优选的或最佳的波束或方向。优选的波束或方向是从每个通信设备接收所接收的波束扫描信号最佳的波束或方向。

可以在1306处向每个通信设备提供反馈。例如，接收通信设备可以针对从其接收到波束扫描信号的每个其他通信设备，确定接收的由其他通信设备发送的波束扫描信号的发送方向，然后所确定的发送方向的指示可以在1306处被发送到其他通信设备。该指示可以是从每个其他通信设备接收的波束扫描信号最佳的发送方向的显式指示，或者可以是每个其他通信设备从中确定其最佳发送方向的显式指示。

在接收波束扫描信号的通信设备处的波束管理可以涉及波束索引和/或方向。在涉及波束索引的实施例中，可以在1308处分配和/或存储每个最佳方向的波束索引。

在一个实施例中，在UE处执行方法1300，并且1302、1304、1306处的操作说明了下行链路波束扫描和训练。可以在上行链路方向上执行1310处的波束跟踪，通过使用UE天线波束从UE发送波束跟踪信号，然后在UE处监测以从基站接收该基站接收来自UE的波束跟踪信号最佳的另一方向的指示。

例如，可以由UE周期性地或者响应于来自基站的命令发起上行链路波束跟踪。UE可以监测来自基站的信号的接收，以使UE发起波束扫描过程，然后，响应于这样的信号的接收，发送波束跟踪信号并监测来自同一基站和/或不同基站的指示的接收。

在1310处的波束跟踪之后，可以在1308处更新波束索引、方向或两者。

示例方法1200、1300旨在用于说明性目的。其他实施例可以涉及以各种方式中的任何一种执行所示操作，执行更少或额外的操作，和/或改变执行操作的顺序。例如，通信网络中的天线波束管理可以涉及在基站处执行图12和13中所示操作中的一些操作，以及在UE处执行所示操作中的其他操作。基于本公开，其他变化对于技术人员而言可以是或变得显而易见。

参考图12和13所描述的实施例涉及示例方法。还考虑了装置实施例。

图14是示出示例基站的框图。示例基站1400包括天线阵列1402、耦合到天线阵列的波束形成器1404以及耦合到波束形成器1404的接收机1406和发射机1408。接收机1406和发射机1408还耦合到天线波束管理器1410。接收机、发射机和天线波束管理器耦合到通常示为基站信号处理组件1412的一个或多个其他组件。存储器1414耦合到天线波束管理器1410和基站信号处理组件1412。示例基站1400还包括一个或多个网络接口1416。

天线阵列1402包括多个天线元件，并且是通信介质的物理接口的示例。取决于实现图14中所示组件的通信设备的类型，天线元件可以采用任何各种形式。

尽管在图14中示出为单个元件，但是波束形成器1404可以包括单独的接收和发送波束形成器。波束形成器1404可以包括增益元件和相移元件，例如，以将增益和相移应用于天线馈送信号，以在不同方向上形成不同的接收和发射天线波束。

在一些实施例中，接收机1406包括诸如解调器、放大器和/或RF接收链的其他组件的组件。发射机1408可以类似地包括诸如调制器、放大器和/或RF发射链的其他组件的组件。

使用硬件、固件、执行软件的一个或多个组件或其某种组合来实现天线波束管理器1410。可能适合于实现天线波束管理器1410的电子设备包括微处理器、微控制器、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、现场可编程门阵列(field programmablegate array，FPGA)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)和其他类型的“智能”集成电路。这些电子设备示例性说明了可以用于管理如本文所公开的天线波束的电路。在基于处理器的实现中，例如，用于配置处理器以执行天线波束管理操作的处理器可执行指令存储在非暂时性处理器可读介质中，诸如，存储器1414。

可以类似地使用硬件、固件、执行软件的组件或其组合来实现信号处理组件1412。信号处理组件1412的数量和类型取决于实现。可以将各种类型的信号处理中的任何一种应用于基站1400接收或将由基站1400发送的信号。

存储器1414可以包括一个或多个固态存储器设备和/或具有可移动的和可能地可拆卸的存储介质的存储器设备。以上提供了可用于实现存储器1414的存储介质的说明性示例。

网络接口1416可以包括到通信介质的各种类型的物理接口中的任何一种。与天线阵列1402类似，网络接口1416可以采用各种形式中的任何一种，这取决于实现的图14中所示的组件的通信设备的类型以及要支持的通信协议和媒体的类型。

图15是示出根据一个实施例的UE的框图。示例UE 1500在结构上类似于图14中的示例基站1400，并且包括天线阵列1502、耦合到天线阵列的波束形成器1504、耦合到波束形成器和波束管理器1510的接收机1506和发射机1508，以及耦合到天线波束管理器的存储器1514。以上参考图14描述了这些组件的示例实现。尽管UE中的这些组件可以以与基站中类似的方式实现，但是实现细节在基站和UE之间可以是不同的。例如，基站可以包括具有比UE更大和/或更多天线元件的更大天线阵列，比UE更多的存储器空间，和/或比UE更强大的处理器以实现基于处理器的组件。

其他UE组件大体上被示为信号处理组件1512，该信号处理组件1512耦合到接收机1506、发射机1508、天线波束管理器1510和存储器1514。信号处理组件可以使用硬件、固件、执行软件的组件或其组合来实现。以上描述了这种实现的示例。

示例UE 1500包括一个或多个输入/输出(input/output，I/O)设备1516，例如，显示屏，其可以是触摸屏以使用户输入成为可能。也可以或替代地提供诸如键盘的单独输入设备。

示例基站1400和示例UE 1500示例性说明了可以实现天线波束管理的通信设备。示例基站1400和示例UE 1500都包括天线阵列1402、1502和可操作地耦合到天线阵列的发射机1408、1508，以形成沿不同方向定向的天线波束。在图14和15所示的示例中，发射机1408、1508通过控制向与天线阵列1402、1502中的天线元件相关联的天线馈电信号施加的增益、相移或两者来控制波束形成器1404、1504以形成天线波束。

示例基站1400和示例UE 1500还包括可操作地耦合到天线阵列1402、1502以及天线波束管理器1410、1510的接收机1406、1506。天线波束管理器1410、1510用于确定将用于波束扫描信号的传输的通信资源，并且该通信资源不同于用于在通信设备的干扰范围内的另一通信设备发送波束扫描信号的通信资源。天线波束管理器1410、1510还用于使用所确定的通信资源和天线波束通过发射机1408、1508发送波束扫描信号。

在基站1400中实现这些特征提供了下行链路波束扫描，并且在UE中实现这些特征提供了上行链路波束扫描。

天线波束管理器1410、1510可以用于监测接收机1406、1506以接收来自另一通信设备的、该其他通信设备接收波束扫描信号最佳的方向的指示。这种指示可以是方向的显式指示或是可以从中确定方向的隐式指示。

波束扫描信号接收涉及形成沿不同方向定向的接收天线波束。在示例基站1400和示例UE 1500中，接收机1406、1506用于控制波束形成器1404、1504以形成接收波束。天线波束管理器1410、1510中的任一个或两个可以用于监测接收天线波束并在不同通信资源中从其他通信设备接收波束扫描信号，并且针对从其接收波束扫描信号的每个通信设备，并基于不同的通信资源，确定接收所接收的波束扫描信号最佳的方向。天线波束管理器1410、1510还可以用于确定发送每个接收到的波束扫描信号的发送方向，并且向每个通信设备发送针对该通信设备确定的发送方向的显式或隐式指示。

在初始波束训练之后，天线波束管理器1410、1510还可以用于执行波束跟踪以跟踪UE的移动。波束跟踪可以涉及由基站天线波束管理器1410进行的下行链路波束扫描或者由UE天线波束管理器1510进行的上行链路波束扫描。

在一些实施例中，天线波束索引用于波束管理中。天线波束管理器1410、1510中的任一个或两个可以用于将天线波束索引存储到存储器1414、1514。天线波束方向、UE标识符、TRP标识符和/或其他形式的连接标识符也可以或替代地存储到存储器1414、1514。

图16是示出具有多个RF链的通信设备的框图。基站、UE或两者可包括多个RF链。示例通信设备1600包括数字组合器/预编码器1610，多个RF链1620、1630，以及通过相位控制器1622、1626和1632、1636耦合到RF链的多个天线1624、1628和1634、1638。

示例通信设备1600可以实现为例如，图13和15中的任一个或两者中的天线阵列、波束形成器、接收机和发射机。示例通信设备1600的仅有接收机的实现可以包括组合器，并且仅有发射机的实现可以包括预编码器，而不是组合器/预编码器1610。

图16中以示例的方式示出了两个RF链1620、1630和相关的相位控制器1622/1626、1632/1636和天线1624-1626、1634/1636。在该实施例中，可以同时形成两个天线波束b1、b2。其他实施例可以包括更多RF链和相关组件以形成两个以上的天线波束。

例如，诸如TRP的基站可以包括多个RF链，以使得能够在波束扫描期间同时通过多个天线波束在多个方向上发送/接收信号。多个TRP RF链也可以或替代地用于与多个UE同时通信。

包括多个RF链的UE可以为来自基站的信号同时监测多个天线波束，和/或在波束扫描期间同时通过多个天线波束在多个方向上发送信号。

对于UE实现，考虑其中UE连接到多个TRP但是一次只能由一个TRP调度的示例。在集中式协作多点(centralized coordinated multi-point，CoMP)的动态点选择(dynamicpoint selection，DPS)中，例如，由于在大规模多输入多输出(massive multiple inputmultiple output，mMIMO)下的信道加固，在TRP处的UE调度变为宽带，并且UE仅可以一次由一个TRP调度。在这种情况下，UE可以仅包括一个RF链以一次在一个方向上形成所有天线波束。包括多个RF链的UE可以使用多个RF链中的任何一个来一次形成一个天线波束，或者可以使用多于一个RF链同时形成相同方向上的多于一个天线波束。

在以UE为中心的分布式CoMP中，例如，在每个TRP处的UE调度是独立的，因此连接到多个TRP的UE可以一次由多个TRP调度。具有至少与TRP连接一样多的RF链的UE可以通过使用不同的RF链形成用于TRP连接的多个天线波束，以同时从多个TRP接收下行链路数据传输。

已经描述的内容仅仅是对本公开的实施例原理的应用的示例性说明。本领域技术人员可以实现其他布置和方法。

附图的内容仅用于说明的目的，并且本发明决不限于在附图中明确示出并在本文中描述的特定示例实施例。例如，图1是可以实现实施例的通信系统的框图。其他实施例可以在比所示出的通信系统包括更多基站的通信系统，或者在具有与所示示例不同拓扑的通信系统中实现。类似地，其他附图中的示例也仅用于说明的目的。

另外，尽管主要在方法和系统的上下文中进行了描述，但是也可以预期其他实现，例如，存储在非暂时性处理器可读介质上的指令。这些指令当由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行方法。

提供先前对一些实施例的描述以使所属领域的技术人员能够制作或使用根据本公开的装置、方法或处理器可读介质。对于本领域技术人员来说，对这些实施例的各种修改将是显而易见的，并且本文描述的方法和设备的一般原理可以应用于其他实施例。因此，本公开不旨在限于本文所示的实施例，而是与符合本文公开的原理和新颖特征的最宽范围相一致。

本公开除其他外，还包括实施例，其中一种方法涉及：在通信设备处，使用沿多个方向定向的多个天线波束在第一通信资源中接收来自第一发送通信设备的第一波束信扫描号，以及在与第一通信资源不同的第二通信资源中接收来自第二发送通信设备的第二波束信扫描号；基于第一通信资源，确定第一波束扫描信号的第一方向；以及基于第二通信资源，确定第二波束扫描信号的第二方向。例如，第一方向可以是该多个方向中从第一发送通信设备接收第一波束扫描信号最佳的的一个方向，第二方向可以是该多个方向中从第二发送通信设备接收第二波束扫描信号最佳的一个方向。

这种方法还可以包括：基于第一通信资源确定由第一发送通信设备发送第一波束扫描信号的第一发送方向；基于第二通信资源确定由第二发送通信设备发送第二波束扫描信号的第二发送方向；以及向第一发送通信设备发送第一发送方向的指示并且向第二发送通信设备发送第二发送方向的指示。

第一指示可以是第一发送方向的显式指示，第二指示可以是第二发送方向的显式指示。在另一实施例中，第一指示是第一发送通信设备从中确定第一发送方向的隐式指示，第二指示是第二发送通信设备从中确定第二发送方向的隐式指示。

在一些实施例中，通信设备是UE，并且方法可以包括使用多个天线波束从UE发送第三波束跟踪信号；在UE处监测以接收来自基站的、多个方向中基站接收来自UE的第三波束跟踪信号最佳的一个方向的指示。该方法还可以涉及，在从UE发送第三波束跟踪信号之前：在UE处监测以接收来自基站的信号，以使UE起始波束扫描过程，该波束扫描过程包括从UE发送第三波束跟踪信号以及监测以接收来自基站的一个方向的指示。

非暂时性处理器可读介质可用于存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行方法，该方法涉及：在通信设备处，使用沿多个方向定向的多个天线波束在第一通信资源中接收来自第一发送通信设备的第一波束信扫描号以及在与第一通信资源不同的第二通信资源中接收来自第二发送通信设备的第二波束信扫描号；基于第一通信资源，确定该多个方向中从第一发送通信设备接收第一波束扫描信号最佳的第一方向；基于第二通信资源，确定该多个方向中从第二发送通信设备接收第二波束扫描信号最佳的第二方向。

另一实施例涉及一种通信设备，该通信设备包括：天线阵列；发射机，可操作地耦合到天线阵列；接收机，可操作地耦合到天线阵列，以形成沿多个方向定向的多个天线波束；以及天线波束管理器，可操作地耦合到发射机和接收机，以使用多个天线波束在第一通信资源中接收来自第一发送通信设备的第一波束扫描信号，以及在与第一通信资源不同的第二通信资源中接收来自第二发送通信设备的第二波束扫描信号；基于第一通信资源，确定第一波束扫描信号的第一方向；以及基于第二通信资源，确定第二波束扫描信号的第二方向。如上所述，第一方向可以是该多个方向中从第一发送通信设备接收第一波束扫描信号最佳的一个方向，第二方向可以是该多个方向中从第二发送通信设备接收第二波束扫描信号最佳的一个方向。

通信设备可以实现为UE，并且第一发送通信设备和第二发送通信设备可以是基站。

在一些实施例中，天线波束管理器还用于：基于第一通信资源确定第一发送通信设备发送第一波束扫描信号的第一发送方向；基于第二通信资源确定第二发送通信设备发送第二波束扫描信号的第二发送方向；以及通过发射机向第一发送通信设备发送第一发送方向的指示并向第二发送通信设备发送第二发送方向的指示。

第一指示可以是第一发送方向的显式指示，第二指示可以是第二发送方向的显式指示。在另一实施例中，第一指示是第一发送通信设备从中确定第一发送方向的隐式指示，第二指示是第二发送通信设备从中确定第二发送方向的隐式指示。

天线波束管理器还可以用于执行波束跟踪以跟踪UE的移动。

通信设备可以包括：存储器，可操作地耦合到天线波束管理器，并且天线波束管理器还可以用于将与第一方向相关联的第一波束索引和与第二方向相关联的第二波束索引存储到存储器。

Claims (14)

1.一种天线波束管理的方法，包括：

确定用于第一通信设备发送第一波束扫描信号的第一通信资源，所述第一通信资源不同于用于在所述第一通信设备的干扰范围内的第二通信设备发送第二波束扫描信号的第二通信资源；以及

使用所述第一通信资源和沿多个方向定向的多个天线波束从所述第一通信设备发送所述第一波束扫描信号；

在所述第一通信设备处监测以接收来自于接收所述第一波束扫描信号的第三通信设备的响应，其中，所述响应的定时用于指示所述多个方向中所述第三通信设备接收所述第一波束扫描信号最佳的一个方向。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过所述多个天线波束中沿所述第三通信设备接收所述第一波束扫描信号最佳的一个方向定向的天线波束与所述第三通信设备建立连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一通信设备包括基站，并且所述第三通信设备包括用户设备UE，所述方法还包括：

重复所述发送和监测以跟踪所述UE的移动。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一通信设备包括基站，并且所述第三通信设备包括UE，所述方法还包括：

在所述基站监测所述多个天线波束以接收来自所述UE的第三波束跟踪信号；以及

向所述UE发送所述基站接收来自所述UE的所述第三波束跟踪信号最佳的一个方向的指示。

5.根据权利要求4所述的方法，在监测所述多个天线波束以接收来自所述UE的所述第三波束跟踪信号之前，还包括：

向所述UE发送信号以使所述UE起始波束跟踪过程，所述波束跟踪过程包括从所述UE发送所述第三波束跟踪信号并在所述UE处监测以接收来自所述基站的所述基站接收所述第三波束跟踪信号最佳的一个方向的指示。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一通信资源和所述第二通信资源包括一组正交通信资源。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一通信资源和所述第二通信资源包括一组时分复用通信资源、一组频分复用通信资源或一组码分复用通信资源。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一通信设备包括基站，并且所述第三通信设备包括UE，所述方法还包括：

在所述基站处发送包括模式索引的控制信令，以通知所述UE用于传输的传输模式。

9.一种存储指令的非暂时性处理器可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.第一通信设备，包括：

天线阵列；

发射机，可操作地耦合到所述天线阵列，以形成沿多个方向定向的多个天线波束；

接收机，可操作地耦合到所述天线阵列；以及

天线波束管理器，可操作地耦合到所述发射机和所述接收机，以确定用于所述第一通信设备发送第一波束扫描信号的第一通信资源，所述第一通信资源不同于用于在所述第一通信设备的干扰范围内的第二通信设备发送第二波束扫描信号的第二通信资源，

其中，所述发射机还用于使用所述第一通信资源和所述多个天线波束发送所述第一波束扫描信号；

其中，所述天线波束管理器还用于监测所述接收机以接收来自于接收所述第一波束扫描信号的第三通信设备的响应，其中，所述响应的定时用于指示所述多个方向中所述第三通信设备接收所述第一波束扫描信号最佳的一个方向。

11.根据权利要求10所述的第一通信设备，其中，所述第一通信设备包括基站。

12.根据权利要求10所述的第一通信设备，其中，所述第一通信设备包括基站，并且所述第三通信设备包括用户设备UE，并且其中，所述天线波束管理器还用于执行波束跟踪以跟踪所述UE的移动。

13.根据权利要求10所述的第一通信设备，还包括：

存储器，可操作地耦合到所述天线波束管理器，

其中，所述天线波束管理器还用于将与所述第三通信设备接收所述第一波束扫描信号最佳的一个方向相关联的波束索引存储到所述存储器。

14.根据权利要求10所述的第一通信设备，其中，所述第一通信设备包括基站，并且所述第三通信设备包括UE，并且其中，所述发射机还用于发送包括模式索引的控制信令，以通知所述UE用于传输的传输模式。

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