CN110521140A - 基于空间功率简档的无线通信系统发射和接收波束细化 - Google Patents

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Abstract

一种用于改善通信系统中的射频通信链路质量的方法，该方法可以包括：在测量时间间隔期间，获得一个或多个发射波束与一个或多个接收波束之间的经测量的波束对质量数据。可以使用其中每个天线具有权重的天线阵列来测量波束对质量数据。天线权重的组合定义天线阵列配置或波束。该方法还可以包括：在跟着测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置来调整天线权重组合，以定义下一个天线阵列配置。发射器和接收器可以在该通信时间间隔期间，使用下一个天线阵列配置来传输信息。还要求和描述了其它方面、实施例和特征。

Description

基于空间功率简档的无线通信系统发射和接收波束细化
相关申请
本申请要求享受2017年4月13日提交的标题为“WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMTRANSMIT AND RECEIVE BEAM REFINEMENT BASED ON SPATIAL POWER PROFILE”的美国临时专利申请No.62/485,289的利益，故以引用方式将其全部内容并入本文用于所有适用目的，如同在下文进行完全阐述一样。
技术领域
概括地说，下面讨论的技术涉及无线通信系统，具体地说，下面讨论的技术涉及波束成形无线通信系统。
背景技术
已广泛地部署无线通信系统，以便提供诸如语音、视频、分组数据、消息、广播等等之类的各种类型的通信内容。这些系统可以是能够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的多址接入系统。这类多址接入系统的例子包括码分多址(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。
举例而言，无线多址通信系统可以包括多个基站，每个基站能够同时地支持多个通信设备(每一个或者称为用户设备(UE))的通信。基站可以在下行链路(DL)信道(例如，用于从基站到UE的传输)和上行链路(UL)信道(例如，用于从UE到基站的传输)上，与一个或多个UE进行通信。
在多种电信标准中已采纳这些多址技术，以提供使不同无线设备能在城市范围、国家范围、地域范围、甚至全球范围上进行通信的通用协议。一种电信标准的例子是长期演进(LTE)。LTE是第三代合作伙伴计划(3GPP)发布的通用移动通信系统(UMTS)移动标准的演进集。LTE被设计为通过提高谱效率、降低费用、提高服务、充分利用新频谱、与在DL上使用OFDMA、在UL上使用SC-FDMA以及多输入多输出(MIMO)天线技术的其它开放标准进行更好地集成，来更好地支持移动宽带互联网接入。但是，随着移动宽带接入需求的持续增加，存在着进一步改进LTE技术的需求。优选的是，这些改进也应当适用于其它多址技术和采用这些技术的通信标准。LTE技术改进的一个例子称为5G。术语5G代表LTE技术的演进，例如，其包括对无线接口的各种改进、处理方面的改进以及启用更高的带宽以提供另外的功能和连接性。5G的一个特点是使用毫米波(mmW)频段和波束成形。波束成形将无线电能量集中在狭窄的、选择性的(即非全向)模式中，以在无需增加发射功率的情况下增加增益。
设计波束成形通信系统的挑战是使发射器和接收器能够找到“最佳”波束路径。也就是说，为了优化发射器和接收器之间的通信链路质量，发射器必须形成一个出射波束，而接收器必须形成最匹配信道传播状况的入射波束。一种直接的解决方案可以是使发射器和接收器均将其波束基本上连续地扫描或扫过一系列空间方向，并让接收器(例如，UE)测量其接收到的信号的强度或功率，直到找到“瞬时”(对于下一次信息传输)最佳波束路径为止。假定发射器和接收器波束各自可以被定向在N个可能的方向中的任何方向上，则穷举测试N2个波束取向的组合将会非常耗时。如果考虑到发射器和接收器之一或两者可能正在运动，从而导致信道状况(例如，多径传播)改变，则解决这种链路质量优化挑战的难度将增加。
发明内容
落入所附权利要求书的保护范围之内的系统、方法和设备的各种实现的均都具有一些方面，这些方面中没有任何单一的方面单独地负责本文所描述的期望的属性。在不限制所附权利要求书的保护范围的情况下，本文描述了一些突出的特征。
在附图和下文的描述中，阐述了本说明书所描述的主题的一个或多个实现方式的细节。通过这些描述、附图和权利要求书，其它特征、方面和优点将变得显而易见。应当注意，下面附图中的相对尺寸没有按比例进行描绘。
本公开内容的一个方面提供了一种用于改善通信系统中的射频(RF)通信链路质量的方法。该示例性方法可以包括：在测量时间间隔期间，使用具有多个天线的天线阵列来获得一个或多个发射(Tx)波束与一个或多个接收(Rx)波束之间的经测量的波束对质量数据。每个天线都可配置有权重。相应天线的权重的组合定义了天线阵列配置或波束。该方法还可以包括：在跟着测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合以定义下一个天线阵列配置。
本公开内容的另一个方面提供了一种用于改善RF通信链路质量的装置。该示例性装置可以包括天线阵列、RF收发器电路、以及包括处理器和存储器的处理系统。该天线阵列具有多个天线，其中每个天线都可配置有权重。相应天线的权重的组合定义了天线阵列配置。所述处理系统可以被配置为：在测量时间间隔期间，使用所述天线阵列来获得一个或多个Tx波束与一个或多个Rx波束之间的经测量的波束对质量数据。该处理系统还可以被配置为：在跟着测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重组合以定义下一个天线阵列配置。
本公开内容的另一个方面提供了一种存储非暂时性计算机可读介质，其存储有用于对改善RF通信链路质量的方法进行控制的计算机可执行代码。所述代码可由处理器执行以控制方法，该方法可以包括：在测量时间间隔期间，使用具有多个天线的天线阵列来获得一个或多个Tx波束与一个或多个Rx波束之间的经测量的波束对质量数据。每个天线都可配置有权重。相应天线的权重的组合定义天线阵列配置。该方法还可以包括：在跟着测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重组合以定义下一个天线阵列配置。
本公开内容的另一个方面提供了一种用于改善RF通信链路质量的设备。该示例性设备可以包括：用于在测量时间间隔期间，使用具有多个天线的天线阵列来获得一个或多个Tx波束与一个或多个Rx波束之间的经测量的波束对质量数据的单元。每个天线都可配置有权重。相应天线的权重的组合定义天线阵列配置。该设备还可以包括：用于在跟着测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重组合以定义下一个天线阵列配置的单元。
附图说明
在附图中，除非另外指出，否则贯穿各个视图的相同附图标记指代类似的部件。对于具有诸如“102a”或“102b”之类的字母字符的附图标记而言，这些字母字符命名可以区分在同一附图中出现的两个类似部件或者元素。当一个附图标记涵盖所有附图之中具有该相同附图标记的所有部件时，可以省略用于附图标记的字母字符命名。
图1是根据本公开内容的各个方面，示出网络架构的例子的网络图。
图2根据本公开内容的各个方面，示出了经由波束成形的通信信号进行通信的基站和用户设备(UE)。
图3A根据本公开内容的各个方面，示出了与球坐标系有关的发射(Tx)波束的例子。
图3B根据本公开内容的各个方面，示出了与球坐标系有关的接收(Rx)波束的例子。
图4A根据本公开内容的各个方面，示出了表示基站处的信道传播状况的簇的例子。
图4B根据本公开内容的各个方面，示出了表示UE处的信道传播状况的簇的例子。
图5是根据本公开内容的各个方面，表示多簇信道模型的例子的表。
图6是根据本公开内容的各个方面的示例性基站和示例性UE的框图。
图7是根据本公开内容的各个方面，示出连续的测量间隔和通信间隔的时间线图。
图8是根据本公开内容的各个方面，示出用于改善通信系统中的通信链路质量的示例性方法的方法流程图。
图9A类似于图4A，其根据本公开内容的各个方面，示出了用于改善通信链路质量的示例性方法的效果。
图9B类似于图4B，其根据本公开内容的各个方面，示出了用于改善通信链路质量的示例性方法的效果。
图10是根据本公开内容的各个方面，示出用于改善通信系统中的通信链路质量的设备的功能框图。
图11是根据本公开内容的各个方面，示出用于用户设备中的用户平面和控制平面的无线电协议架构的例子的图。
图12是根据本公开内容的各个方面，示出接入网络中的演进型节点B和UE的例子的框图。
图13是根据本公开内容的各个方面，示出LTE中的下行链路帧结构的例子的图。
图14是根据本公开内容的各个方面，示出LTE中的上行链路帧结构的例子的图。
具体实施方式
本文所使用的“示例性的”一词意味着“用作例子、例证或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不应被解释为比其它方面更优选或更具优势。
现在参照各种装置和方法来给出电信系统的一些方面。这些装置和方法将在下面的具体实施方式中进行描述，并在附图中通过各种框、组件、电路、处理、算法等等(其统称为“元素”)来进行描绘。可以使用电子硬件、计算机软件或者其任意组合来实现这些元素。至于这些元素是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。
举例而言，元素或者元素的任何部分或者元素的任意组合，可以实现成包括一个或多个处理器的“处理系统”。处理器的例子包括微处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)、应用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算(RISC)处理器、片上系统(SoC)、基带处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门逻辑、分离硬件电路和被配置为执行贯穿本公开内容描述的各种功能的其它适当硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被广泛地解释为意味着指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件组件、应用、软件应用、软件包、例行程序、子例行程序、对象、可执行文件、执行的线程、过程、函数等等，无论其被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语。
因此，在一个或多个示例性实施例中，本文所描述的功能可以用硬件、软件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储或编码成非暂时性计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。非暂时性计算机可读介质包括计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，这种计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、光盘存储、磁盘存储、其它磁存储设备、前述类型的计算机可读介质的组合、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的计算机可执行代码并能够由计算机存取的任何其它介质。
下面的描述提供了一些例子，这些例子并非用于限制权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例。在不脱离本公开内容的保护范围基础上，可以对论述的组成要素的功能和排列进行改变。各个例子可以根据需要，省略、替代或者增加各种过程或组成部分。例如，可以按照与所描述的不同的顺序来执行描述的方法，可以对各个步骤进行增加、省略或者组合。此外，关于某些例子所描述的特征也可以组合到其它例子中。
图1根据本公开内容的各个方面，示出了一种无线通信系统100的例子。该无线通信系统100包括基站105、UE 115和核心网络130。核心网络130可以提供用户认证、接入授权、跟踪、互联网协议(IP)连接、以及其它接入、路由或者移动功能。基站105通过第一组回程链路132(例如，S1等等)与核心网络130进行交互，并且可以执行无线电配置以及针对与UE115的通信的调度，或者可以在基站控制器(没有示出)的控制下进行操作。在各个例子中，基站105可以彼此之间通过第二组回程链路134(例如，X1等等)进行直接地或间接地(例如，通过核心网络130)通信，其中回程链路134可以是有线通信链路，也可以是无线通信链路。
每个基站站点可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。在一些例子中，基站105可以称为基站收发机、无线电基站、接入点、无线电收发机、节点B、eNodeB(eNB)、家庭节点B、家庭eNodeB或者某种其它适当的术语。可以将基站105中的任何一个的地理覆盖区域110划分成只构成该覆盖区域(没有示出)的一部分的一些扇区。无线通信系统100可以包括不同类型的基站105(例如，宏基站和/或小型小区基站)。不同的通信技术可以存在重叠的地理覆盖区域110。
在一些例子中，无线通信系统100可以是LTE/LTE-A和5G网络中的一个或多个。在LTE/LTE-A网络中，可以通常使用术语演进型节点B(eNB)来描述基站105，或者在5G网络中，可以通常使用术语毫米波B(mWB)或吉比特节点B(gNB)来描述基站105，而通常可以使用术语UE来描述UE 115。无线通信系统100可以是异构LTE/LTE-A和5G网络，其中在该网络中，不同类型的eNB和/或mWB可以提供针对各个地理扇区的覆盖。例如，每个eNB、mWB或者基站105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。根据上下文，术语“小区”是可以用于描述基站、与基站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)的3GPP术语。在一些例子中，无线通信系统100可以是或者可以包括毫米波通信网络。
本文可以使用术语“NR”来指代“新无线电”，“新无线电”是指代可以作为5G通信方法的一部分的无线电接口的方式。术语“NR”可以与术语“5G”互换地使用。
宏小区通常覆盖相对较大的地理区域(例如，半径几个公里)，并且可以允许与网络提供商具有服务订阅的UE能不受限制地接入。与宏小区相比，小型小区是较低功率基站，并且可以在与宏小区相同或者不同的频带(例如，许可的频带、免许可的频带等等)中进行操作。根据各种例子，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，并且可以允许与网络提供商具有服务订阅的UE不受限制地接入。毫微微小区也可以覆盖相对较小的地理区域(例如，家庭)，并且可以向与该毫微微小区具有关联的UE(例如，闭合用户群(CSG)中的UE、用于家庭中的用户的UE等等)提供受限制的接入。用于宏小区的eNB可以称为宏eNB。用于小型小区的eNB可以称为小型小区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，基站105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近似地对齐。对于异步操作，基站105可以具有不同的帧定时，并且来自不同基站的传输可能没有在时间上对齐。
如下面所进一步详细描述的，可以适应各种公开的例子中的一些的通信网络可以是根据分层协议栈进行操作的基于分组的网络。在用户平面中，承载或者分组数据会聚协议(PDCP)层的通信可以是基于IP的。无线电链路控制(RLC)层可以执行分组分段和重组，以通过逻辑信道进行通信。介质访问控制(MAC)层可以执行优先级处理，以及逻辑信道向传输信道的复用。MAC层还可以使用混合ARQ(HARQ)来提供MAC层的重传，以提高链路效率。在控制平面中，无线电资源控制(RRC)协议层可以提供UE 115和基站105或核心网络130之间的RRC连接的建立、配置和维护，以支持用于用户平面数据的无线电承载。在物理(PHY)层，可以将传输信道映射到物理信道。
UE 115分散于无线通信系统100中，每一个UE 115可以是静止的或移动的。UE 115还可以包括或者由本领域普通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、或者某种其它适当术语。UE 115还可以是蜂窝电话、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)站等等。UE 115能够与各种类型的基站和包括宏eNB、小型小区eNB、mWB、中继基站等等的网络设备进行通信。UE 115还能够经由设备到设备(D2D)通信，与基站的相同覆盖区域之内或者之外的其它UE进行通信。
无线通信系统100中示出的通信链路125可以携带或表示从UE 115到基站105的上行链路(UL)传输、和/或从基站105到UE 115的下行链路(DL)传输。DL传输还可以称为前向链路传输，而UL传输还可以称为反向链路传输。每一个通信链路125可以包括一个或多个载波，其中每一个载波可以是由根据上面所描述的各种无线电技术调制的多个子载波构成的信号(例如，不同频率的波形信号)。每个调制的信号可以在不同的子载波上发送，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可以使用频分双工(FDD)(例如，采用配对的频谱资源)或者时分双工(TDD)操作(例如，采用非配对的频谱资源)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)。
基站105和/或UE 115可以包括多个天线，以采用天线分集方案来提高基站105和UE 115之间的通信质量和可靠性。另外地或替代地，基站105和/或UE 115可以采用多输入多输出(MIMO)技术，MIMO技术可以充分利用多径环境来发送携带相同或不同编码数据的多个空间层。
UE 115和基站105采用的调制和多址接入方案可以根据所部署的具体通信标准来变化。在LTE应用中，可以在DL上使用正交频分复用(OFDM)，在UL上使用单载波频分多址(SC-FDMA)，以便支持FDD和TDD。如本领域普通技术人员通过下面的详细描述所容易理解的，本文给出的各种概念非常适合用于LTE和5G应用。但是，这些概念也可以容易地扩展到采用其它调制和多址接入技术的其它通信标准。举例而言，这些概念可以扩展到演进数据优化(EV-DO)、超移动宽带(UMB)或其它调制和多址接入技术。EV-DO和UMB是第三代合作伙伴计划2(2GPP2)作为CDMA2000标准系列的一部分发布的空中接口标准，EV-DO和UMB采用CDMA来为移动站提供宽带互联网接入。这些概念还可以扩展到采用宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其它变型(例如，TD-SCDMA)的通用陆地无线电接入(UTRA)；采用TDMA的全球移动通信系统(GSM)；以及采用OFDMA的演进UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20和闪速OFDM。在来自3GPP组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。在来自3GPP2组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。采用的实际无线通信标准和多址接入技术，取决于特定的应用和对系统所施加的整体设计约束条件。
图2示出了与基站204进行RF通信的UE 202。UE 202可以是UE 115(图1)之一的例子。基站204可以是基站105(图1)之一的例子。UE 202和基站204采用波束成形技术，通过该技术可以将传输控制或引导在选定的(即，非全向)方向上。例如，基站204可以生成发射(Tx)波束，基站204可以在多个方向中的任何方向上选择性地定向或取向该发射(Tx)波束。为了与下文描述的示例保持一致，图2概念性地示出了基站204被配置为发送从一组“I”个Tx波束中选定的任何Tx波束，其中，I是整数数量的Tx波束，其中一个示例性Tx波束可以称为“第i个”Tx波束206，其中“i”是介于1和I之间(含1和I)的索引。类似地，图2概念性地示出了UE 202被配置为接收从一组“J”个Rx波束中选定的任何接收(Rx)波束，其中J是整数数量的Rx波束，其中一个示例性Rx波束可以称为“第j个”Rx波束208，其中“j”是介于1和J之间(含1和J)的索引。应当注意，由于通过物理信道210的多径传播，即使Tx波束206和Rx波束208一起形成通信链路125之一的示例(图1)，Tx波束206和Rx波束208也不一定沿着UE 202和基站204之间的视线212彼此对准。应当注意，在图2和随后的例子中，为了清楚起见仅描述了DL操作。也就是说，本公开内容中描述的例子主要涉及从基站到UE的信号的传输。然而，应当理解，本公开内容中描述的任何示例性UE也可以通过UL操作，向本公开内容中描述的示例性基站发送信号。
图3A示出了可以相对于具有基准方位轴302和基准高程或天顶轴304的球坐标系来定向Tx波束206的方向的例子。因此，可以通过出发方位角(AoD)306和出发天顶(ZoD)308来描述Tx波束206的方向。
图3B示出了可以相对于球坐标系来定向Rx波束208的方向的例子。可以通过到达方位角(AoA)310和到达天顶(ZoA)312来描述Rx波束208的方向。
上面所描述的球坐标系可以类似地用于描述信道210(图2)的RF信号传播特性。术语“簇”可以用于指代信道路径。
图4A示出了相对于基站204的一组簇402、404和406的例子。图4B示出了相对于UE202的同一组簇402、404和406。虽然簇402-406是三维的，并且可以使用球坐标系来描述，但是为了清楚起见，在图4A-4B中将簇402-406概念性地描绘成二维的。
图5示出了可以表示信道模型(例如，信道210的信道模型)的表500的例子。可以将信道建模为一组簇，例如上面所引用的示例性簇402-406。虽然在所示的例子中存在三个簇402-406，但是在该集合中可以存在任何数量的簇。表500的列列出了以下信道参数示例：延迟、功率、AoD、AoA、ZoD和ZoA。表500的行列出了该组簇。延迟参数可以表示一传输从发射器(例如，基站204)离开与该传输到达接收器(例如，UE 202)之间的时间量。功率参数可以表示在接收器(例如，UE 202)处测量的接收信号的功率。可以如上文关于图3A-3B所描述的那样来定义AoD、AoA、ZoD和ZoA参数。为了说明，表500中示出的数值仅旨在用作示例，并且其可以是任何值。虽然为了清楚起见，图5以表格500的形式示出了多簇信道模型，但是应当理解，体现本公开内容中描述的方法的处理逻辑(例如，由软件配置的处理系统)可以以任何方式表示这样的多簇信道模型。
簇代表信号传播路径。如通过诸如延迟、功率或者其组合之类的一个或多个参数所测量的，信道模型的某些簇可能比信道模型的其它簇更有利于信号传播。这些簇中的一个簇可能是“最佳”或最高质量的簇，即比其它簇更有利于信号传播。因此，在上面所描述的例子中，用于促进信号通过信道210传播的直接方法将是基站204(图2)选择与簇402-406(图4)中的“最佳”簇在空间上各自对齐的Tx波束206和Rx波束208的组合。为了找到最佳簇，基站204可以在大量的方向(N个方向)上扫描Tx波束206，并且当Tx波束206在每个方向上取向时，UE 202可以类似地在N个方向扫描Rx波束208并测量接收到的信号，直到获得针对Tx和Rx波束方向的NxN个组合中的每一个组合的信号质量测量值为止。然后，可以将最高信号质量测量结果与最佳簇进行相关，并且UE 202和基站204可以在随后彼此进一步通信期间，将Rx和Tx波束与该簇对准。然而，由于UE 202的运动或环境因素造成的信号衰落可能导致簇改变位置和质量，因此将需要频繁地重复这种方法。该方法确定为最佳簇的的簇可能无法保持最佳簇足够长时间以适应进一步的通信。下面描述的用于Tx和Rx波束细化的方法可以提供相对于这种直接方法的优势。但是对于本公开内容中描述的波束细化方法，在图4A-4B中使用不同的阴影来描绘簇402、404和406中的每一个簇以强调：常规的UE或基站将感知到簇402、404和406中的每一个簇与其它簇不同(例如，用于确定它们中的“最佳”簇)。
图6示出了可以以上面所描述的方式彼此通信的UE 602和基站604。UE 602可以是上面所描述的UE 202(图2)或UE 115(图1)的例子，基站604可以是上面所描述的基站204(图2)或基站105(图1)的例子。
UE 602包括Rx天线阵列系统606和接收器电路608。天线阵列系统606包括多个(NR个)Rx天线，其包括第一Rx天线610、第二Rx天线612等等、直到第NR天线614等。Rx天线的数量(NR)可以是两个或更多。虽然为了清楚起见而没有示出，但是Rx天线610、612、614等等中的每一个均被配置有能够实现上文描述的波束成形的电路，例如移相器和衰减器的网络。由于本领域普通技术人员容易地理解波束成形，因此在本公开内容中没有描述这样的波束成形电路和波束成形的其它方面。接收器电路608和Rx天线阵列系统606可以被配置用于mmW操作。
Rx天线610、612、614等等中的每一个都耦合到相应的Rx加权电路，其包括第一Rx加权电路616、第二Rx加权电路618等、直到第NR个Rx加权电路620。如下文所述，Rx加权电路616、618、620等等中的每一个都可以被配置有权重，以应用于耦合到相应Rx天线的信号。Rx加权电路616、618、620等等所配置有的权重的每个组合，用不同的Rx波束配置Rx天线阵列系统606。在下面所描述的示例性方法中，可以将两种类型的权重中的任一种应用于Rx天线阵列系统606：在测量时间间隔期间应用的权重以及在通信时间间隔期间应用的权重在本文所使用的符号中，上标“R”表示与Rx波束相关联的权重。
接收器电路608包括RF电路622、处理器系统624和存储器系统626。通常包括在常规UE中的其它类型的电路也可以包括在UE 602中，但是为了清楚说明起见而未示出。
可以在处理器系统624的控制下，通过执行软件、固件等形式的逻辑或指令来执行在本公开内容中描述的UE功能的一部分。可以通过执行Rx波束控制逻辑628，在处理器系统624的控制下执行在本公开内容中描述的波束细化方法中的一些或全部。具体而言，在图6所示出的例子中，除了别的之外，存储器系统626被配置有Rx波束控制逻辑628。在该例子中，Rx波束控制逻辑628可以具有软件或固件的形式。更一般地，存储器系统626或其它存储器(没有示出)可以被配置有软件或固件，当其由处理器系统624或其它处理器(没有示出)执行时，使得UE 602控制各种方法(其包括在本公开内容中描述的方法)。除其它功能之外，处理器系统624可以将Rx天线阵列系统606配置为具有上述的权重或虽然为了清楚起见，在图6中以概念性方式将Rx波束控制逻辑628示出为以软件或固件的方式存储在或位于存储器系统626中，但应当理解，可以使处理器系统624能够以任何方式访问Rx波束控制逻辑628。另外，应当注意的是，存储器系统626是计算机程序产品的例子，该计算机程序产品包括其中存储有非暂时性计算机可执行形式指令(例如，Rx波束控制逻辑628)的非暂时性计算机可读介质，当这些指令由处理器系统624执行时，可以影响本公开内容中描述的操作的方法。可以使用一个或多个专用集成电路(ASIC)来实现接收器电路608的一些或全部，所述一个或多个ASIC适于控制本文所描述的相关方法中的一些或全部。替代地，这些方法或功能可以由一个或多个集成电路上的一个或多个其它处理单元(或核)控制。在其它例子中，可以使用能够以本领域已知的任何方式编程的其它类型的集成电路(例如，结构化/平台ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)和其它半定制IC)。
基站604包括Tx天线阵列系统630和发射器电路632。天线阵列系统630包括多个(NT个)Tx天线，其包括第一Tx天线634、第二Tx天线636等、直到第NT天线638等等。Tx天线的数量(NT)可以是两个或更多。虽然为了清楚起见而没有示出，但是Tx天线634、636、638等等中的每一个均被配置有能够实现上述的波束成形的电路，例如移相器和衰减器的网络。
Tx天线634、636、638等等中的每一个都耦合到相应的Tx加权电路，其包括第一Tx加权电路640、第二Tx加权电路642等、直到第NT个Tx加权电路644。如下所述，Tx加权电路640、642、644等等中的每一个都可以配置有权重，以应用于耦合到相应Tx天线的信号。Tx加权电路640、642、644等等所配置的权重的每个组合，利用不同的Tx波束来配置Tx天线阵列系统630。在下文所描述的示例性方法中，可以将两种类型的权重中的任一种应用于Tx天线阵列系统630：在测量时间间隔期间应用的权重以及在通信时间间隔期间应用的权重在本文所使用的符号中，上标“T”表示与Tx波束相关联的权重。
发射器电路632包括RF电路646、处理器系统648和存储器系统650。发射器电路632和Tx天线系统630可以被配置用于mmW操作。通常包括在常规基站中的其它类型的电路也可以包括在基站604中，但是为了清楚说明起见而未示出。
可以在处理器系统648的控制下，通过执行软件、固件等形式的逻辑或指令来执行在本公开内容中描述的基站功能的一部分。可以通过执行Tx波束控制逻辑652(其可以类似于上面所描述的Rx波束控制逻辑628)，在处理器系统648的控制下执行在本公开内容中描述的波束细化方法中的一些或全部。具体而言，在图6所示出的例子中，除了别的之外，存储器系统650被配置有Tx波束控制逻辑652。在该例子中，Tx波束控制逻辑652可以具有软件或固件的形式。更一般地，存储器系统650或其它存储器(没有示出)可以配置有软件或固件，当其由处理器系统648或其它处理器(没有示出)执行时，使得基站604控制各种方法，包括在本公开内容中描述的方法。除其它功能之外，处理器系统648可以将Tx天线阵列系统630配置为具有上述的权重或虽然为了清楚起见，在图6中以概念性方式将Tx波束控制逻辑652示出为以软件或固件的方式存储在或位于存储器系统650中，但应当理解，可以使处理器系统648能够以任何方式访问Tx波束控制逻辑652。另外，应当注意的是，存储器系统650是计算机程序产品的例子，该计算机程序产品包括其中存储有非暂时性计算机可执行形式指令(例如，Tx波束控制逻辑652)的非暂时性计算机可读介质，当这些指令由处理器系统648执行时，可以影响本公开内容中描述的操作的方法。可以使用一个或多个专用集成电路(ASIC)来实现发射器电路632的一些或全部，所述一个或多个ASIC适于控制本文所描述的相关方法中的一些或全部。替代地，这些方法或功能可以由一个或多个集成电路上的一个或多个其它处理单元(或核)控制。在其它例子中，可以使用能够以本领域已知的任何方式编程的其它类型的集成电路(例如，结构化/平台ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)和其它半定制IC)。
图7概念性地示出了示例性方法可以根据其进行操作的时序700。时序700包括连续的时间间隔，其包括测量时间间隔和通信时间间隔。每个测量时间间隔后跟着通信时间间隔。在所示出的例子中，测量时间间隔与通信时间间隔交替。测量时间间隔的例子是LTE-A、5G或类似通信系统中的同步子帧。测量时间间隔的另一个例子是在其期间发送信道状态信息参考信号(CSI-RS)的时间。通信时间间隔的例子是UL子帧或DL子帧，在此期间UE和基站可以彼此通信。可以使用索引n来引用各个时间间隔。如图7中所示，第(n+1)个通信时间间隔跟在第n个测量时间间隔之后，第(n+1)个测量时间间隔跟在第(n+1)个通信时间间隔之后，第(n+2)个通信时间间隔跟在第(n+1)个测量时间间隔之后，第(n+2)个测量时间间隔跟在第(n+2)个通信时间间隔之后，依此类推。
图8示出了用于如上所述地改善通信系统中的RF通信链路质量的示例性方法800。如方框802所示，该方法可以包括：使用天线阵列系统，在第n个测量时间间隔期间获得一个或多个Tx波束与一个或多个Rx波束之间的经测量的波束对质量数据。该方法的该部分可以包括：例如，UE与发送一系列不同的Tx波束(即，被定向在不同的方向)的基站同步地生成一系列不同的Rx波束(即，被定向在不同的方向)。例如，根据OFDM原理进行操作的基站可以在同步子帧的每个连续的OFDM符号周期期间发送不同的Tx波束。基站可以以此方式发送多个(I个)Tx波束。应当注意，在单个同步子帧期间，UE可以仅发送基站的基本集中的所有Tx波束的一个子集，并且基站可能需要几个连续的同步子帧来循环通过其基本集中的所有Tx波束。也就是说，在某些例子中，UE基本集中的Tx波束数量可以大于I。对于每个不同的Tx波束，UE可以尝试接收多个(J个)相对应的Rx波束。也就是说，当正在发送I个不同的Tx波束中的每一个(即，第i个)Tx波束时，UE通过与符号定时同步地改变Rx波束方向以定义不同Rx波束中的另一个(即，第j个)，来尝试接收J个不同Rx波束。为了描述示例性方法800，可以分别将第i个Tx波束和第j个Rx波束表示为：
当在基站处发送第i个Tx波束并且在UE处接收第j个Rx波束时，UE可以测量波束质量的度量，例如信噪比(SNR)。也就是说，每个波束对质量测量Si,j是基于第i个Tx波束和第j个Rx波束。以这种方式，UE在第n个同步子帧或其它第n个测量时间间隔期间，获得多个(IxJ)波束对(即，Tx和Rx)质量测量值(例如，SNR测量值)Si,j。参考时序700(图7)，根据以下内容，在测量时间间隔n期间测量IxJ个Tx和Rx波束组合的SNR。在每个SNR测量期间，基站天线阵列系统被配置为具有Tx权重UE天线阵列系统被配置为具有Rx权重这些权重可以对应于基站和UE循环通过其基本集中的所有波束。
如方框804所示，UE可以响应于经测量的波束对质量数据和先前的(即，当前)Rx天线阵列配置，调整Rx天线阵列权重以定义新的或下一个Rx天线阵列配置(并且定义新的或下一个Rx波束)。虽然为了清楚起见，方框804包括：确定下一个Rx天线阵列配置(如方框806所示)；以及应用下一个Rx天线阵列配置(如方框808所示)，但是可以在根据上面所描述的通常时序700的任何时间执行该确定和应用。
在UE已经收集了IxJ个波束对质量(例如，SNR)测量结果Si,j之后，UE可以使用以下的加权方程来确定(方框806)下一个Rx天线阵列配置，即权重为：
其中：表示当前在第n个通信时间间隔期间在UE天线阵列系统中应用的权重；表示要在下一个或第(n+1)通信时间间隔期间代替当前权重在UE Rx天线阵列系统中应用的新权重或下一个权重；是转换因子，该转换因子是应用于每个波束对质量测量Si,j的函数的结果；以及λν是衰落因子，其是应用于UE速度测量的函数的结果。在加权方程中包括基于UE速度的这种衰落因子时，当UE处于运动状态(或速度更快)时，对波束对质量测量结果进行加权得越多，而当UE处于静止状态(或速度更慢)时，对波束对质量测量结果进行加权得越少。也就是说，在对结果进行过滤以获得更佳质量的波束(通过对噪声进行滤波)与跟踪信道变化之间需要权衡。更高的UE速度将导致对当前测量结果进行更大的加权，从而使自适应速度更快。
如方框808所示，UE可以应用以上文描述方式确定的新的或下一个Rx天线阵列配置。例如，UE可以替换或重新配置上文描述的Rx天线阵列系统606(图6)中的权重。应当注意，下一个Rx天线阵列配置定义了要在下一个或第(n+1)通信时间间隔期间使用的下一个Rx波束(即，在UL传输中)。如上面关于图6所描述的，可以将Rx天线阵列配置描述为权重至的向量，利用分别这些权重可以配置第一至第NR个Rx加权电路616-620。
如方框810所示，UE可以将IxJ波束对质量(例如，SNR)测量结果Si,j发送给基站。如方框812所示，基站可以响应于测量的波束对质量数据和先前的(即，当前的)Tx天线阵列配置，来调整Tx天线阵列权重以定义新的或下一个Tx天线阵列配置(并且因此定义新的或下一个Tx波束)。虽然为了清楚起见，方框812包括：确定下一个Tx天线阵列配置(如方框814所示)；以及应用下一个Tx天线阵列配置(如方框816所示)，但是可以在根据上面所描述的通常时序700的任何时间执行该确定和应用。
在基站已经从UE接收到波束对质量测量结果Si,j之后，基站可以使用以下加权方程来确定(方框814)下一个Tx天线阵列配置，即权重：
其中：表示在第n通信时间间隔期间，在基站天线阵列系统中当前所应用的权重；表示要在下一个或第(n+1)通信时间间隔期间代替当前权重在基站Tx天线阵列系统中应用的新权重或下一个权重；和λν是上文关于确定Rx权重所描述的相同因子。
如方框816所示，基站可以应用以上文描述方式确定的新的或下一个Tx天线阵列配置。例如，基站可以替换或重新配置上文描述的Tx天线阵列系统630(图6)中的权重。应当注意，下一个Tx天线阵列配置定义了在下一个或第(n+1)通信时间间隔期间(即，在DL传输中)要使用的下一个Tx波束。如上面关于图6所描述的，可以将Tx天线阵列配置描述为权重至的向量，可以分别利用这些权重来配置第一至第NT个Tx加权电路640-644。
可以根据时序700重复地执行上述的示例性方法800。重复方法800可以导致所应用的Tx和Rx波束收敛到最佳簇的总和。例如，再次参考图4A-4B，虽然从多簇信道模型(例如，图5)的角度来看，簇402、404和406彼此不同，但是从UE 202和基站204的角度来看，作为示例性方法800的结果，只存在一个多瓣的“组合簇”。在其中UE和基站彼此通信的每个连续通信时间间隔期间，由于Tx和Rx波束收敛到组合簇，这种通信的质量可以提高。根据时序700，随着时间的流逝，这种加权通过以下方式来适应变化的信道条件：对朝向变得更佳(即，更有利于信号传播)的簇(从多簇信道模型的角度来看)的波束逐渐增加权重，而对朝向变得更差(即，不利于信号传播)的簇的波束逐渐减小权重。
图9A-9B类似于图4A-4B，但示出了前述的原理，即，从UE 902(以及其Rx波束)的角度来看仅存在单个组合簇906(图9B)，而从参与上述示例性方法800的基站904(以及其Tx波束)的角度来看仅存在单个组合簇908(图9A)。虽然图9A-9B没有描绘，但应当理解，组合簇906和908的形状可以随着信道状况的改变而改变，例如可能由于UE的环境或移动性的改变而发生。
图10是示出用于改善RF通信链路质量的设备1000的功能框图。如方框1002所示，该设备可以包括：用于在测量时间间隔期间，获得一个或多个发射波束与一个或多个接收波束之间的经测量的波束对质量数据的单元。例如，用于获得经测量的波束对质量数据的单元可以单独地或者与其它元件组合地对应于UE 602或其(经配置的)处理器系统624。例如，UE 602的RF电路622可以包括：被配置为测量信号并向处理器系统624提供测量结果的电路。另外地或替代地，用于获得经测量的波束对质量数据的单元可以例如单独地或者与其它元件组合地对应于基站604或其(经配置的)处理器系统648。例如，基站604可以从UE602获得SNR测量数据。如方框1004所示，该设备可以包括：用于响应于经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整权重组合以定义下一个天线阵列配置的单元。用于调整权重组合的单元可以例如单独地或者与其它元件(例如，Rx加权电路616-620)组合地对应于UE 602或其(经配置的)处理器系统624。另外地或替代地，用于调整权重组合的单元可以例如单独地或者与其它元件(例如，Tx加权电路640-644)组合地对应于基站604或其(经配置的)处理器系统648。
图11根据本公开内容的各个方面，示出了用于LTE中的用户平面和控制平面的UE中的无线电协议架构1100的例子。无线电协议架构1100可以包括三个层：L1层(其还称为“层1”)、L2层(其还称为“层2”)和L3层(其还称为“层3”)。L1层是最低层，并实现各种物理层信号处理功能。本文还将L1层称为物理层1106。L2层高于物理层1106，并负责物理层1106之上的UE和基站(例如，eNB)或者UE和另一个UE之间的链路。
在用户平面中，L2层包括例如媒体访问控制(MAC)子层1110、无线电链路控制(RLC)子层1112和分组数据会聚协议(PDCP)1114子层在L2层之上的L3层可以包括例如网络层(例如，IP层)和应用层。
PDCP子层1114提供在不同的无线电承载和逻辑信道之间的复用。PDCP子层1114还提供用于上层数据分组的报头压缩，以减少无线电传输开销，通过对数据分组进行加密来实现安全，以及为UE提供eNB之间的切换支持。RLC子层1112提供上层数据分组的分段和重组、丢失数据分组的重传以及数据分组的重新排序，以便补偿由于混合自动重传请求(HARQ)而造成的乱序接收。MAC子层1110提供在逻辑信道和传输信道之间的复用。MAC子层1110还涉及在多个UE之间分配一个小区中的无线电资源。MAC子层1110还负责HARQ操作。
在控制平面中，对于物理层1106和L2层来说，除不存在用于控制平面的报头压缩功能之外，用于UE和eNB的无线电协议架构基本相同。控制平面还包括L3层中的无线电资源控制(RRC)子层1116。RRC子层1116负责获得无线电资源(即，无线电承载)，并负责使用eNB和UE之间的RRC信令来配置更低层。
图12是根据本公开内容的各个方面，接入网络中eNB 1210与UE 1250的通信的框图。UE 1250可以是上面所描述的UE 115(图1)、202(图2)或602(图6)中的任何一个的例子。eNB 1210可以是上面所描述的基站105(图1)、204(图2)或604(图6)中的任何一个的例子。在DL中，将来自核心网络的上层分组提供给控制器/处理器1275。控制器/处理器1275实现层L2的功能。在DL中，控制器/处理器1275提供：报头压缩、加密、分组分段和重新排序、逻辑信道和传输信道之间的复用、以及基于各种优先级度量向UE 1250进行无线电资源分配。控制器/处理器1275还负责HARQ操作、丢失分组的重传、以及向UE 1250发送信令。
发射(TX)处理器1216实现层L1(即，物理层)的各种信号处理功能。这些信号处理功能包括编码和交织以促进UE 1250处的前向纠错(FEC)，以及基于各种调制方案(例如，二进制移相键控(BPSK)、正交移相键控(QPSK)、M相移相键控(M-PSK)、M阶正交幅度调制(M-QAM))，映射到信号星座。随后，将编码和调制的符号分割成并行的流。随后，将每一个流映射到OFDM子载波，在时域和/或频域中将其与参考信号(例如，导频)进行复用，并随后使用逆傅里叶变换(IFFT)将各个流组合在一起以便生成携带时域OFDM符号流的物理信道。对该OFDM流进行空间预编码，以生成多个空间流。来自信道估计器1274的信道估计量可以用于确定编码和调制方案以及用于实现空间处理。可以从UE 1250发送的参考信号和/或信道状况反馈中导出信道估计量。随后，可以经由分开的发射器1218TX，将各空间流提供给不同的天线1220。每一个发射器1218TX可以使用各空间流对RF载波进行调制，以便进行传输。
在UE 1250处，每一个接收器1254RX通过其各自天线1252接收信号。每一个接收器1254RX恢复调制到RF载波上的信息，并将该信息提供给接收(RX)处理器1256。RX处理器1256实现L1层的各种信号处理功能。RX处理器1256可以对信息执行空间处理，以恢复目的地是UE 1250的任何空间流。如果多个空间流目的地是UE 1250，则RX处理器1256可以将它们组合成单一OFDM符号流。随后，RX处理器1256使用快速傅里叶变换(FFT)，将OFDM符号流从时域变换到频域。频域信号包括用于OFDM信号的每一个子载波的单独OFDMA符号流。通过确定eNB 1210发送的最可能的信号星座点，来恢复和解调每一个子载波上的符号以及参考信号。这些软判决可以是基于信道估计器1258所计算得到的信道估计量。随后，对这些软判决进行解码和解交织，以恢复eNB 1210最初在物理信道上发送的数据和控制信号。随后，将这些数据和控制信号提供给控制器/处理器1259。
控制器/处理器1259可以实现层L2。控制器/处理器1259可以与存储程序代码和数据的存储器1260进行关联。存储器1260可以是计算机可读介质的例子。在UL中，控制器/处理器1259提供传输信道和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩和控制信号处理，以恢复来自核心网络的上层分组。随后，将上层分组提供给数据宿1262，数据宿1262表示层L2之上的所有协议层。还可以向数据宿1262提供各种控制信号以用于L3处理。控制器/处理器1259还负责使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议进行错误检测，以支持HARQ操作。
在UL中，数据源1267用于向控制器/处理器1259提供上层分组。数据源1267表示层L2之上的所有协议层。类似于结合eNB 1210的DL传输所描述的功能，控制器/处理器1259通过提供报头压缩、加密、分组分段和重新排序、以及基于eNB 1210的无线电资源分配进行逻辑信道和传输信道之间的复用，实现用户平面和控制平面的L2层。控制器/处理器1259还负责HARQ操作、丢失分组的重传、以及向eNB 1210发送信令。
信道估计器1258从eNB 1210发送的参考信号或反馈中导出的信道估计可以由TX处理器1268使用，以便选择适当的编码和调制方案和有助于实现空间处理。可以经由分开的发射器1254TX，将TX处理器1268所生成的空间流提供给不同的天线1252。每一个发射器1254TX可以利用各自空间流来对RF载波进行调制，以便进行传输。
以类似于结合UE 1250处的接收器功能所描述的方式，eNB 1210对UL传输进行处理。每一个接收器1218RX通过其各自的天线1220来接收信号。每一个接收器1218RX恢复调制到RF载波上的信息，并将该信息提供给RX处理器1270。RX处理器1270可以实现L1层。
控制器/处理器1275可以实现L2层。控制器/处理器1275可以与存储程序代码和数据的存储器1276进行关联。存储器1276可以称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器1275提供传输信道和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理，以恢复来自UE 1250的上层分组。可以将来自控制器/处理器1275的上层分组提供给核心网络。控制器/处理器1275还负责使用ACK和/或NACK协议进行错误检测，以支持HARQ操作。
图13是示出LTE中的DL帧结构的例子的图1300。可以将帧划分成10个相同大小的子帧。每个子帧可以包括两个连续的时隙。可以使用资源网格来表示这两个时隙，每个时隙包括一个资源块。将资源网格划分成多个资源元素。在LTE中，对于普通循环前缀而言，一个资源块在频域中包含12个连续的子载波，在时域中包含7个连续的OFDM符号，总共84个资源元素。对于扩展循环前缀而言，一个资源块包含频域中的12个连续的子载波以及时域中的6个连续的OFDM符号，总共72个资源元素。在其它示例性通信系统(例如，5G或NR通信系统)中，频域中的其它数量的子载波和时域中的其它数量的符号，可以提供其它数量的资源元素。资源元素中的一些资源元素(指示为R1302、1304)包括DL参考信号(DL-RS)。DR-RS包括特定于小区的RS(CRS)(其有时称为公共RS)1302和特定于UE的RS(UE-RS)1304。在相对应的物理DL共享信道(PDSCH)所映射到的资源块上发送UE-RS 1304。每个资源元素所携带的比特的数量取决于调制方案。因此，UE接收的资源块越多、调制方案越高，则UE的数据速率越高。
图14是示出LTE中的UL帧结构的例子的图1400。可以将用于UL的可用资源块划分为数据部分和控制部分。可以在系统带宽的两个边缘形成控制部分，并且控制部分可以具有可配置的大小。可以将控制部分中的资源块分配给UE以传输控制信息。数据部分可以包括：不被包括在控制部分中的所有资源块。UL帧结构导致数据部分包括连续的子载波，这可以允许向单个UE分配数据部分中的所有连续的子载波。
可以在控制部分中向UE分配资源块1410a、1410b，以向eNB发送控制信息。还可以在数据部分中向UE分配资源块1420a、1420b，以向eNB发送数据。UE可以在控制部分中的分配的资源块上的物理UL控制信道(PUCCH)中发送控制信息。UE可以在数据部分中的分配的资源块上的物理UL共享信道(PUSCH)中发送数据或者数据和控制信息两者。UL传输可以跨度子帧的两个时隙，并且可以在频率上跳变。
可以使用一组资源块来执行初始系统接入，并在物理随机接入信道(PRACH)1430中实现UL同步。PRACH 1430携带随机序列，并且不能携带任何UL数据/信令。每个随机接入前导码占用与六个连续资源块相对应的带宽。起始频率由网络进行指定。也就是说，将随机接入前导码的传输限制在某些时间和频率资源上。PRACH不存在频率跳变。在单个子帧(1ms)或几个连续子帧的序列中携带PRACH尝试，以及UE可以每帧(10ms)进行单个的PRACH尝试。
上面结合附图阐述的具体实施方式描述了一些示例，但其并不表示可以实现的所有示例，也不表示落入权利要求书的保护范围之内的所有示例。当在本说明书中使用“示例性”和“示例”一词时，其意味着“用作例子、例证或说明”，而不是意味着比其它示例“更优选”或“更具优势”。具体实施方式包括用于提供所描述技术的透彻理解的特定细节。但是，可以在不使用这些特定细节的情况下实现这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的示例的概念造成模糊，以框图形式示出了公知的结构和装置。
信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或者其任意组合来表示。
可以使用用于执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、FPGA或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合，来实现或执行结合本文所公开内容描述的各种示例性的框和组件。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构)。
本文所述功能可以用硬件、处理器执行的软件、固件或者其任意组合的方式来实现。当用处理器执行的软件实现时，可以将这些功能存储成计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。其它示例和实现也落入本公开内容及其所附权利要求书的保护范围和精神之内。例如，由于软件的本质，上文所描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬件连线或者其任意组合来实现。用于实现功能的特征可以物理地分布在多个位置，其包括分布成在不同的物理位置以实现功能的一部分。如本文(包括在权利要求书中)所使用的，当在两个或更多项的列表中使用“和/或”一词时，其意味着可以使用所列出的项中的任何一个自己，或者使用所列出的项中的两个或更多的任意组合。例如，如果将一个复合体描述成包含组件A、B和/或C，则该复合体可以只包含A；只包含B；只包含C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或者A、B和C的组合。此外，如本文(其包括权利要求书)所使用的，如一个列表项(例如，以诸如“中的至少一个”或“中的一个或多个”之类的短语前缀的列表项)中所使用的“或”指示分离的列表，使得例如，“A、B或C中的至少一个”列表意味着：A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。
为使本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容的主题，提供本公开内容的前述描述。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行各种修改是显而易见的，并且，本文定义的通用原理也可以在不脱离本公开内容的保护范围的基础上适用于其它变形。因此，本公开内容并不限于本文所描述的例子和设计方案，而是与本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (30)

1.一种用于改善通信系统中的射频(RF)通信链路质量的方法，包括：
在测量时间间隔期间，使用具有多个天线的天线阵列来获得一个或多个发射波束与一个或多个接收波束之间的经测量的波束对质量数据，每个天线具有权重，相应天线的权重的组合定义天线阵列配置；以及
在跟随所述测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于所述经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合以定义下一个天线阵列配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得经测量的波束对质量数据包括：在用户设备(UE)处测量波束对质量度量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，获得经测量的波束对质量数据包括：测量发射波束和接收波束的多个组合的信噪比(SNR)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，调整所述权重的组合以定义所述下一个天线阵列配置包括：响应于SNR数据、UE速度数据和所述先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：从所述UE向基站发送所述经测量的波束对质量数据。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述UE包括正交频分复用(OFDM)接收器，并且获得经测量的波束对质量数据包括：将所述UE配置为在相应的多个OFDM符号周期中的每个OFDM符号周期期间接收多个接收(Rx)波束。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述UE配置为接收所述多个波束对是在同步子帧的每个OFDM符号周期期间进行重复的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述UE配置为接收所述多个波束对包括：将Rx波束方向改变为多个Rx波束方向中的不同Rx波束方向。
9.一种用于改善射频(RF)通信链路质量的装置，包括：
具有多个天线的天线阵列，每个天线具有权重，相应天线的权重的组合定义天线阵列配置；
RF收发器电路；以及
包括处理器和存储器的处理系统，其中所述处理系统被配置为：
在测量时间间隔期间，使用所述天线阵列来获得一个或多个发射波束与一个或多个接收波束之间的经测量的波束对质量数据；以及
在跟随所述测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于所述经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合以定义下一个天线阵列配置。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述装置包括用户设备(UE)。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述处理系统被配置为：通过被配置为测量发射波束和接收波束的多个组合的信噪比(SNR)，来获得经测量的波束对质量数据。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述处理系统被配置为通过以下操作来调整所述权重的组合以定义所述下一个天线阵列配置：被配置为响应于SNR数据、UE速度数据和所述先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述处理系统还被配置为从所述UE向基站发送所述经测量的波束对质量数据。
14.根据权利要求10所述的装置，其中：
所述RF收发器电路包括正交频分复用(OFDM)接收器；以及
所述处理系统被配置为：通过将所述天线阵列配置为在相应的多个OFDM符号周期中的每个OFDM符号周期期间接收多个接收(Rx)波束，来获得经测量的波束对质量数据。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述天线阵列被配置为在同步子帧的每个OFDM符号周期期间，接收所述多个波束对。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述天线阵列被配置为通过将Rx波束方向改变为多个Rx波束方向中的不同Rx波束方向，来接收所述多个波束对。
17.一种存储用于改善通信系统中的射频(RF)通信链路质量的计算机可执行代码的非暂时性计算机可读介质，所述代码可由处理器执行以控制包括以下操作的方法：
在测量时间间隔期间，使用具有多个天线的天线阵列来获得一个或多个发射波束与一个或多个接收波束之间的经测量的波束对质量数据，每个天线具有权重，相应天线的权重的组合定义天线阵列配置；以及
在跟随所述测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于所述经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重组合以定义下一个天线阵列配置。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中，获得经测量的波束对质量数据包括：在用户设备(UE)处测量波束对质量度量。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中，获得经测量的波束对质量数据包括：测量发射波束和接收波束的多个组合的信噪比(SNR)。
20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读介质，其中，调整所述权重的组合以定义所述下一个天线阵列配置包括：响应于SNR数据、UE速度数据和所述先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合。
21.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括：从所述UE向基站发送所述经测量的波束对质量数据。
22.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述UE包括正交频分复用(OFDM)接收器，并且获得经测量的波束对质量数据包括：将所述UE配置为在对应的多个OFDM符号周期中的每个OFDM符号周期期间接收多个接收(Rx)波束。
23.根据权利要求22所述的非暂时性计算机可读介质，其中，将所述UE配置为接收所述多个波束对是在同步子帧的每个OFDM符号周期期间进行重复的。
24.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读介质，其中，将所述UE配置为接收所述多个波束对包括：将Rx波束方向改变为多个Rx波束方向中的不同Rx波束方向。
25.一种用于改善通信系统中的射频(RF)通信链路质量的设备，包括：
用于在测量时间间隔期间，使用具有多个天线的天线阵列来获得一个或多个发射波束与一个或多个接收波束之间的经测量的波束对质量数据的单元，每个天线具有权重，相应天线的权重的组合定义天线阵列配置；以及
用于在跟随所述测量时间间隔的通信时间间隔期间，响应于所述经测量的波束对质量数据和先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合以定义下一个天线阵列配置的单元。
26.根据权利要求25所述的设备，其中，所述用于获得经测量的波束对质量数据的单元包括：用于在用户设备(UE)处测量波束对质量度量的单元。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，用于获得经测量的波束对质量数据的单元包括：用于测量发射波束和接收波束的多个组合的信噪比(SNR)的单元。
28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述用于调整所述权重的组合以定义所述下一个天线阵列配置的单元包括：用于响应于SNR数据、UE速度数据和所述先前的天线阵列配置，来调整所述权重的组合的单元。
29.根据权利要求27所述的设备，还包括：用于从所述UE向基站发送所述经测量的波束对质量数据的单元。
30.根据权利要求26所述的设备，其中，所述UE包括正交频分复用(OFDM)接收器，并且获得经测量的波束对质量数据包括：将所述UE配置为在相应的多个OFDM符号周期中的每个OFDM符号周期期间接收多个接收(Rx)波束。
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