CN112106305B - 毫米波系统中的动态天线选择 - Google Patents

毫米波系统中的动态天线选择 Download PDF

Info

Publication number
CN112106305B
CN112106305B CN201980031452.7A CN201980031452A CN112106305B CN 112106305 B CN112106305 B CN 112106305B CN 201980031452 A CN201980031452 A CN 201980031452A CN 112106305 B CN112106305 B CN 112106305B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antennas
antenna
subsets
subset
array gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980031452.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112106305A (zh
Inventor
V·拉加万
J·H·刘
厉隽怿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN112106305A publication Critical patent/CN112106305A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112106305B publication Critical patent/CN112106305B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0456Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0691Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0805Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
    • H04B7/0808Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching comparing all antennas before reception
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0817Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with multiple receivers and antenna path selection
    • H04B7/082Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with multiple receivers and antenna path selection selecting best antenna path
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/0874Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/088Hybrid systems, i.e. switching and combining using beam selection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0078Timing of allocation
    • H04L5/0082Timing of allocation at predetermined intervals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/28Cell structures using beam steering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

描述了用于毫米波(mmW)系统中的无线通信的方法、系统和设备。mmW无线设备可以从可用天线中识别多个天线子集。无线设备可以对针对多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值进行比较。有效阵列增益值可以是基于针对每个子集的实现的阵列增益来确定的,所述实现的阵列增益是通过针对与多个天线子集中的每个子集相对应的天线的射频(RF)功耗进行归一化或恶化的。基于该比较,无线设备可以选择多个天线子集中的一个或多个子集,所选择的一个或多个子集可以对应于一个或多个天线子阵列单元的天线组合。然后,mmW无线设备可以使用所选择的一个或多个子集进行通信。

Description

毫米波系统中的动态天线选择
交叉引用
本专利申请要求享受以下申请的权益:由Raghavan等人于2018年5 月10日提交的、名称为“Dynamic Antenna Selection in Millimeter Wave Systems”的美国临时专利申请No.62/669,823;以及由Raghavan等人于 2019年3月26日提交的、名称为“DynamicAntenna Selection in Millimeter Wave Systems”的美国专利申请No.16/365,289;上述所有申请中的每一个申请被转让给本申请的受让人。
技术领域
下文涉及无线通信,并且更具体地,下文涉及毫米波(mmW)系统中的动态天线选择。
背景技术
广泛地部署无线通信系统以提供各种类型的通信内容,比如语音、视频、分组数据、消息传送、广播等。这些系统能够通过共享可用的系统资源(例如,时间、频率和功率)来支持与多个用户的通信。这样的多址系统的示例包括第四代(4G)系统(比如,长期演进(LTE)系统、改进的 LTE(LTE-A)系统或LTE-A专业系统)和可以称为新无线电(NR)系统的第五代(5G)系统。这些系统可以采用比如以下各项的技术:码分多址 (CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA) 或者离散傅里叶变换扩展OFDM(DFT-S-OFDM)。无线多址通信系统可以包括数个基站或网络接入节点,每个基站或网络接入节点同时支持针对多个通信设备的通信,所述通信设备可以以其他方式称为用户设备(UE)。
在一些无线通信系统(诸如mmW系统或使用波束成形的其它系统) 中,无线设备(例如,基站、UE)可以使用多个天线与经协调实体进行通信。在mmW系统中,无线设备可以被配置为使用大量天线并且以高频操作。所描述的配置和操作可能导致与通信的对应天线相关联的高射频(RF) 功耗。因此,在一些情况下,用于在mmW系统中执行无线通信的当前技术可能是不足的。
发明内容
所描述的技术涉及支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的改进的方法、系统、设备和装置。在mmW系统中,无线设备被配置有多个天线,这些天线可以用于定向或波束成形传输。多个天线可以被包含在数个天线子阵列内,并且每个子阵列可以与多个射频(RF)链(例如,与操作子阵列相关的RF电路的链)连接。因此,使用增加数量的天线以及因此增加数量的相关联的RF电路可能带来无线设备处的增加的能量消耗。为了增强性能改进,无线设备可以执行用于从配置的天线子阵列内的可用天线中选择一个或多个天线子集的方法。所描述的方法可以包括计算和比较与所选择的天线子集相关联的有效阵列增益值,以及确定与每个所选择的天线子集中的天线相对应的相移和幅度控制组合。对相移和幅度控制组合的确定可以是基于波束训练过程的。所选择的天线子集可以在协调传输时间间隔(TTI)的子持续时间内动态地实现,并且在保持覆盖分布的同时增强系统性能和频谱效率。
描述了一种第一mmW设备处的无线通信的方法。方法可以包括:从 mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合;对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化(penalize)的实现的阵列增益的;基于比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集;以及使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
描述了一种用于第一mmW设备处的无线通信的装置。装置可以包括处理器、与处理器进行电子通信的存储器、以及被存储在存储器中的指令。指令可以可由处理器执行以使得装置进行以下操作:从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合;对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;基于比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集;以及使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
描述了另一种用于第一mmW设备处的无线通信的装置。装置可以包括用于进行以下操作的单元:从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合;对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;基于比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集;以及使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
描述了一种存储用于第一mmW设备处的无线通信的代码的非暂时性计算机可读介质。代码可以包括可由处理器执行以进行以下操作的指令:从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合;对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;基于比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集;以及使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,使用一个或多个子集进行通信可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:在TTI期间使用所选择的一个或多个子集的第一天线组合。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,第一天线组合包括来自所选择的一个或多个子集中的天线中的天线集合。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中, TTI在第一子TTI中包括第一天线组合,并且还在第二子TTI期间包括所选择的一个或多个子集的第二天线组合,TTI跨越一个或多个符号周期。
在本文描述的方法、装置和非暂时计算机可读介质的一些示例中,对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:确定针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,针对天线子集的集合中的每个子集的所确定的有效阵列增益值可以是基于与第二mmW设备计算的实现的阵列增益的,所述计算的实现的阵列增益的是通过与针对天线子集的集合中的每个子集的天线相对应的RF功耗进行归一化或恶化的。
在本文描述的方法、装置和非暂时计算机可读介质的一些示例中,针对天线子集的集合中的每个子集的所确定的有效阵列增益值可以与能量效率确定相关联。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,选择一个或多个子集可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集的天线相对应的相移和幅度控制组合。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,与所选择的一个或多个子集中的每个子集的可用天线相对应的相移和幅度控制组合重建用于在第一mmW设备处的通信的一个或多个信道。
本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:对一个或多个信道的重建可以通过酉波束训练码本、准酉波束训练码本、或组合来辅助。
本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:从天线子集的集合中选择第一天线子集;确定与第一天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合;从天线子集的集合中选择第二天线子集;确定与第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合;以及确定针对第一天线子集和第二天线子集的有效阵列增益值。
本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:确定与第一天线子集中的可用天线和第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合可以是基于波束训练过程的。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,波束训练过程包括:训练与第一天线子集中的可用天线和第二天线子集中的可用天线相对应的波束。
本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:从mmW设备的可用天线中选择天线子集的集合,选择是基于天线子集的期望有效阵列增益的;以及确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。
在本文描述的方法、装置和非暂时计算机可读介质的一些示例中,确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:针对所选择的一个或多个子集中的每个子集执行波束训练过程,其中,波束训练包括:训练与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的波束。
在本文描述的方法、装置和非暂时计算机可读介质的一些示例中,对所选择的一个或多个子集执行波束训练可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:评估训练波束的波束宽度考虑。
本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的操作、特征、单元或指令:选择天线子集的集合中的一个或多个子集可以是基于天线子集的期望有效阵列增益的。
在本文描述的方法、装置和非暂时计算机可读介质的一些示例中, mmW设备的可用天线包括布置在一个或多个平面阵列或线性阵列中的天线。
在本文描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中,所选择的一个或多个子集对应于非均匀(non-uniform)、非线性天线阵列。
附图说明
图1示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的无线通信系统的示例。
图2示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的无线通信系统的示例。
图3示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的天线子阵列架构的示例。
图4示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的通信方案的示例。
图5示出了说明根据本公开内容的各方面的用于mmW系统中的动态天线选择的方法的图。
图6示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的过程流的示例。
图7示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的过程流的示例。
图8和9示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的设备的框图。
图10示出了根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的通信管理器的框图。
图11示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的设备的系统的图。
图12-14示出了说明根据本公开内容的各方面的支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的方法的流程图。
具体实施方式
在毫米波(mmW)系统中,无线设备被配置有多个天线,其可以用于定向或波束成形传输。多个天线可以跨越一个或多个天线子阵列单元。天线子阵列单元可以包括放置在无线设备的不同位置(position)或定位 (location)处的小尺寸线性或平面阵列,并且每个子阵列可以与多个射频 (RF)链(例如,与操作子阵列相关的RF电路的链)连接。在一些示例中,由于与硬件、软件或网络架构特性相关联的尺寸、配置或布置约束,天线子阵列单元可以在无线设备处受到形状因子约束。mmW频谱带上的通信可以增强受形状因子约束的天线架构,从而允许具有减小的天线间距的更多数量的全向天线。
然而,由于mmW频谱带中的通信而增加的数据覆盖增强可能会给无线设备带来挑战。由于用于mmW系统的天线缩放(scaling)增加,所以使用包含的天线子阵单元的所有天线的无线设备可能产生用于通信的大RF 能量消耗开销。对于电池供电的设备(诸如移动通信设备)以及电网电源设备(诸如基站),可能是这种情况。在一些示例中,无线设备可以通过从无线设备的可用天线中选择一个或多个天线子集来增强性能。选择一个或多个天线子集可以包括全向波束训练过程和对所选择的一个或多个子集的阵列增益计算,以用于增强的天线选择。
描述了用于mmW通信系统中的增强的天线选择和波束训练的技术。这样的技术可以包括用于选择一个或多个天线子集以满足在配置的传输时间间隔(TTI)上的性能覆盖和有效阵列增益的过程。被配置用于在mmW 频谱带上的通信的无线设备可以从系统的可用天线中识别多个天线子集。无线设备可以确定和比较针对一个或多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值。有效阵列增益可以是基于针对每个子集的实现的阵列增益来确定的,该实现的阵列增益通过与每个子集的对应天线相关联的RF功耗来进行归一化或恶化(penalize)。根据该比较,无线设备可以选择多个天线子集中的一个或多个子集。
在一些示例中,无线设备可以基于针对多个天线子集中的每个天线子集的波束训练过程来执行该选择,其中可以确定一个或多个相移和幅度计算。然后,无线设备可以计算与所确定的相移和幅度组合相关联的有效阵列增益值。无线设备可以对所计算的有效阵列增益值进行比较,以确定最大化的有效阵列增益和多个子集中的相关联的一个或多个子集。
在其它示例中,无线设备可以执行从与期望有效阵列增益计算相对应的多个天线子集中的选择。例如,无线设备可以根据最大化的期望有效阵列增益计算来选择多个天线子集。然后,无线设备可以基于期望有效阵列增益来选择多个天线子集中的一个或多个子集。无线设备可以针对所选择的一个或多个子集中的天线执行波束训练过程。基于波束训练过程,无线设备可以确定与所选择的一个或多个子集中的天线相对应的相移和幅度控制组合。
无线设备可以在整个配置的TTI中在动态基础上执行所选择的一个或多个子集。可以根据动态地选择的天线组合来对数据信息进行编码,以提高在被激励的天线处的以RF功耗的数据信令的阵列增益,并且因此提高有效阵列增益。对于由无线设备经历的所有信噪比(SNR),都可以实现这种有效阵列增益益处。
首先在无线通信系统的上下文中描述了本公开内容的各方面。本公开内容的各方面进一步通过涉及用于mmW系统中的动态天线选择的方法的装置图、系统图和流程图来示出并且参照这些图来描述。
图1示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的无线通信系统100的示例。无线通信系统100 包括基站105、UE 115以及核心网130。在一些示例中,无线通信系统100 可以是长期演进(LTE)网络、改进的LTE(LTE-A)网络、LTE-A专业网络或新无线电(NR)网络。在一些示例中,无线通信系统100可以支持增强型宽带通信、超可靠(例如,任务关键)通信、低时延通信或者与低成本且低复杂度设备的通信。
基站105可以经由一个或多个基站天线与UE 115无线地进行通信。本文中所描述的基站105可以包括或可以由本领域技术人员称为基站收发机、无线基站、接入点、无线收发机、节点B、演进型节点B(eNB)、下一代节点B或千兆节点B(其中任一项可以称为gNB)、家庭节点B、家庭演进型节点B、或某种其它适当的术语。无线通信系统100可以包括不同类型的基站105(例如,宏小区基站或小型小区基站)。本文中所描述的UE 115 可以能够与各种类型的基站105和网络设备(包括宏eNB、小型小区eNB、 gNB、中继基站等)进行通信。
每个基站105可以与在其中支持与各个UE 115的通信的特定地理覆盖区域110相关联。每个基站105可以经由通信链路125为各自的地理覆盖区域110提供通信覆盖,以及在基站105和UE 115之间的通信链路125可以利用一个或多个载波。在无线通信系统100中示出的通信链路125可以包括从UE 115到基站105的上行链路传输或者从基站105到UE 115的下行链路传输。下行链路传输还可以称为前向链路传输,而上行链路传输还可以称为反向链路传输。
可以将针对基站105的地理覆盖区域110划分为扇区,所述扇区构成地理覆盖区域110的一部分,以及每个扇区可以与小区相关联。例如,每个基站105可以提供针对宏小区、小型小区、热点、或其它类型的小区、或各种组合的通信覆盖。在一些示例中,基站105可以是可移动的,以及因此,提供针对移动的地理覆盖区域110的通信覆盖。在一些示例中,与不同的技术相关联的不同的地理覆盖区域110可以重叠,以及与不同的技术相关联的重叠的地理覆盖区域110可以由相同的基站105或不同的基站 105来支持。无线通信系统100可以包括例如异构LTE/LTE-A/LTE-A专业或NR网络,在其中不同类型的基站105提供针对各种地理覆盖区域110 的覆盖。
术语“小区”指的是用于与基站105的通信(例如,在载波上)的逻辑通信实体,以及可以与用于对经由相同或不同载波来工作的相邻小区进行区分的标识符(例如,物理小区标识符(PCID)、虚拟小区标识符(VCID)) 相关联。在一些示例中,载波可以支持多个小区,以及不同的小区可以根据不同的协议类型(例如,机器类型通信(MTC)、窄带物联网(NB-IoT)、增强型移动宽带(eMBB)或其它协议类型)来配置,所述不同的协议类型可以为不同类型的设备提供接入。在一些示例中,术语“小区”可以指的是逻辑实体在其上工作的地理覆盖区域110的一部分(例如,扇区)。
UE 115可以散布在整个无线通信系统100各处,以及每个UE 115可以是静止的或移动的。UE 115可以称为移动设备、无线设备、远程设备、手持设备、或用户设备、或某种其它适当的术语,其中,“设备”还可以称为单元、站、终端或客户端。UE 115可以是个人电子设备,比如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、平板计算机、膝上型计算机或个人计算机。在一些示例中,UE 115还可以指的是无线本地环路(WLL)站、物联网(IoT) 设备、万物联网(IoE)设备或MTC设备等,所述设备可以是在比如电器、运载工具、仪表等的各种物品中实现的。
一些UE 115(比如MTC或IoT设备)可以是低成本或低复杂度设备,以及可以提供在机器之间的自动化通信(例如,经由机器到机器(M2M) 通信)。M2M通信或MTC可以指的是允许设备在没有人为干预的情况下互相通信或与基站105进行通信的数据通信技术。在一些示例中,M2M通信或MTC可以包括来自集成传感器或仪表以测量或捕获信息以及将该信息中继给中央服务器或应用程序的设备的通信,所述中央服务器或应用程序可以利用该信息或者将该信息呈现给与程序或应用进行交互的人类。一些UE 115可以被设计为收集信息或者实现机器的自动化行为。针对MTC设备的应用的示例包括智能计量、库存监控、水位监测、设备监测、医疗保健监测、野生生物监测、气候和地质事件监测、车队管理和跟踪、远程安全感测、物理访问控制、以及基于事务的业务计费。
一些UE 115可以被配置为采用降低功耗的工作模式,比如半双工通信 (例如,支持经由发送或接收的单向通信而不同时进行发送和接收的模式)。在一些示例中,半双工通信可以是以降低的峰值速率来执行的。针对UE 115 的其它功率节约技术包括:当不参与活跃通信时进入功率节省“深度睡眠”模式,或者在有限的带宽上工作(例如,根据窄带通信)。在一些示例中, UE 115可以被设计为支持关键功能(例如,任务关键功能),以及无线通信系统100可以被配置为提供针对这些功能的超可靠通信。
在一些示例中,UE 115可以能够与其它UE 115直接通信(例如,使用对等(P2P)或设备到设备(D2D)协议)。利用D2D通信的UE 115的组中的一个或多个UE 115可以在基站105的地理覆盖区域110内。这样的组中的其它UE 115可以在基站105的地理覆盖区域110之外,或者不能从基站105接收传输。在一些示例中,经由D2D通信来进行通信的UE 115的组可以利用一到多(1:M)系统,在所述一到多系统中每个UE 115向在组中的每个其它UE 115进行发送。在一些示例中,基站105促进对用于D2D 通信的资源的调度。在其它示例中,D2D通信是在不涉及基站105的情况下在UE 115之间执行的。
基站105可以与核心网130通信以及互相通信。例如,基站105可以通过回程链路132(例如,经由S1或其它接口)与核心网130以接口连接。基站105可以在回程链路134上(例如,经由X2或其它接口)直接地(例如,直接在基站105之间)或间接地(例如,经由核心网130)互相通信。
核心网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、路由或移动性功能。核心网130可以是演进分组核心(EPC),所述EPC可以包括至少一个移动性管理实体(MME)、至少一个服务网关(S-GW)和至少一个分组数据网络(PDN)网关(P-GW)。 MME可以管理非接入层(例如,控制平面)功能,比如针对由与EPC相关联的基站105服务的UE 115的移动性、认证和承载管理。用户IP分组可以通过S-GW来传输,所述S-GW本身可以耦合到P-GW。P-GW可以提供IP地址分配以及其它功能。P-GW可以耦合到网络运营商IP服务。运营商IP服务可以包括对互联网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)或分组交换(PS)流服务的接入。
网络设备中的至少一些网络设备(比如基站105)可以包括子组件,比如接入网络实体,所述接入网络实体可以是接入节点控制器(ANC)的示例。每个接入网络实体可以通过数个其它接入网络传输实体来与UE 115进行通信,所述其它接入网络传输实体可以称为无线头端、智能无线头端或发送/接收点(TRP)。在一些示例中,每个接入网络实体或基站105的各种功能可以跨越各种网络设备(例如,无线电头端和接入网络控制器)分布或者合并到单个网络设备(例如,基站105)中。
无线通信系统100可以使用一个或多个频带(通常在300MHz到300 GHz的范围中)来工作。例如,从300MHz到3GHz的区域称为特高频(UHF) 区域或分米频带,因为波长范围在长度上从近似一分米到一米。UHF波可能被建筑物和环境特征阻挡或重定向。然而,波可以充分地穿透结构,以供宏小区向位于室内的UE 115提供服务。与使用频谱低于300MHz的高频 (HF)或甚高频(VHF)部分的较小频率和较长的波的传输相比,UHF波的传输可以与较小的天线和较短的范围(例如,小于100km)相关联。
无线通信系统100可以在使用从3GHz到30GHz的频带(还称为厘米频带)的超高频(SHF)区域中工作。SHF区域包括比如5GHz工业、科学和医疗(ISM)频带的频带,所述ISM频带可以由可以容忍来自其它用户的干扰的设备机会性地使用。
无线通信系统100可以在频谱的极高频(EHF)区域(例如,从30GHz 到300GHz)(还称为毫米频带)中工作。在一些示例中,无线通信系统100 可以支持在UE 115与基站105之间的mmW通信,以及各自设备的EHF 天线可以甚至比UHF天线小,以及比UHF天线间隔得紧密。在一些示例中,这可以促进在UE 115内的天线阵列的使用。然而,EHF传输的传播可能遭受到甚至比SHF或UHF传输大的大气衰减,和比SHF或UHF传输短的距离。本文中所公开的技术可以跨越使用一个或多个不同的频率区域的传输来采用,以及对跨越这些频率区域的频带的指定使用可以因国家或管理机构而不同。
在一些示例中,无线通信系统100可以利用经授权和免授权射频频谱带两者。例如,无线通信系统100可以采用在免授权频带(例如,5GHz ISM 频带)中的授权辅助接入(LAA)、LTE免授权(LTE-U)无线接入技术或 NR技术。当在免授权射频频谱带中工作时,无线设备(比如基站105和 UE 115)可以在发送数据之前采用先听后说(LBT)过程来确保频率信道是空闲的。在一些示例中,在免授权频带中的操作可以基于CA配置连同在经授权频带(例如,LAA)中工作的CC。在免授权频谱中的操作可以包括下行链路传输、上行链路传输、对等传输或这些项的组合。在免授权频谱中的双工可以基于频分双工(FDD)、时分双工(TDD)或两者的组合。
在一些示例中,基站105或UE 115可以配备有多个天线,所述多个天线可以用于采用比如发射分集、接收分集、多输入多输出(MIMO)通信或波束成形的技术。例如,无线通信系统100可以在发送设备(例如,基站 105)与接收设备(例如,UE 115)之间使用传输方案,其中,发送设备配备有多个天线,以及接收设备配备有一个或多个天线。MIMO通信可以通过经由不同的空间层来发送或接收多个信号来采用多径信号传播以提高频谱效率,这可以称为空间复用。例如,多个信号可以由发送设备经由不同的天线或者天线的不同组合来发送。同样,多个信号可以由接收设备经由不同的天线或者天线的不同组合来接收。多个信号中的每个信号可以称为单独的空间流,以及可以携带与相同的数据流(例如,相同的码字)或不同的数据流相关联的比特。不同的空间层可以与用于信道测量和报告的不同的天线端口相关联。MIMO技术包括多个空间层被发送给相同的接收设备的单用户MIMO(SU-MIMO)和多个空间层被发送给多个设备的多用户 MIMO(MU-MIMO)。
还可以称为空间滤波、定向发送或定向接收的波束成形,是可以在发送设备或接收设备(例如,基站105或UE 115)处使用以沿着在发送设备与接收设备之间的空间路径来对天线波束(例如,发送波束或接收波束) 进行塑形和控制的信号处理技术。波束成形可以通过对经由天线阵列的天线元件传送的信号进行组合来实现,使得在相对于天线阵列的特定朝向上传播的信号经历相长干扰,而其它信号经历相消干扰。对经由天线元件传送的信号的调整可以包括,发送设备或接收设备对经由与设备相关联的天线元件中的每个天线元件携带的信号应用某种幅度和相位偏移。与天线元件中的每个天线元件相关联的调整可以由与特定朝向(例如,相对于发送设备或接收设备的天线阵列,或者相对于某个其它朝向)相关联的波束成形权重集合来定义。
在一个示例中,基站105可以使用多个天线或天线阵列,来进行用于与UE 115的定向通信的波束成形操作。例如,一些信号(例如,同步信号、参考信号、波束选择信号或其它控制信号)可以由基站105在不同方向上多次发送,所述一些信号可以包括根据与不同的传输方向相关联的不同的波束成形权重集合发送的信号。在不同的波束方向上的传输可以用于(例如,由基站105或接收设备(比如UE 115))识别用于由基站105进行的后续发送或接收的波束方向。
一些信号(比如与特定的接收设备相关联的数据信号)可以由基站105 在单个波束方向(例如,与接收设备(比如UE 115)相关联的方向)上发送。在一些示例中,与沿着单个波束方向的传输相关联的波束方向可以基于在不同的波束方向上发送的信号来确定。例如,UE 115可以接收由基站 105在不同方向上发送的信号中的一个或多个信号,以及UE115可以向基站105报告对所接收的具有最高信号质量或者以其它方式可接受的信号质量的信号的指示。虽然这些技术是参照由基站105在一个或多个方向上发送的信号来描述的,但是UE 115可以采用类似的技术来在不同方向上多次发送信号(例如,用于识别用于由UE115进行的后续发送或接收的波束方向)或者在单个方向上发送信号(例如,用于向接收设备发送数据)。
接收设备(例如,UE 115,其可以是mmW接收设备的示例)在从基站105接收各种信号(比如同步信号、参考信号、波束选择信号或其它控制信号)时,可以尝试多个接收波束。例如,接收设备可以进行以下操作来尝试多个接收方向:通过经由不同的天线子阵列来进行接收,通过根据不同的天线子阵列来处理所接受的信号,通过根据对在天线阵列的多个天线元件处接收的信号应用的不同的接收波束成形权重集合来进行接收,或者通过根据向在天线阵列的多个天线元件处接收的信号应用的不同的接收波束成形权重集合来处理所接收的信号(以上各个操作中的任何操作可以称为根据不同的接收波束或接收方向的“监听”)。在一些示例中,接收设备可以使用单个接收波束来沿着单个波束方向进行接收(例如,当接收数据信号时)。单个接收波束可以在基于根据不同的接收波束方向进行监听而确定的波束方向(例如,基于根据多个波束方向进行监听而被确定为具有最高信号强度、最高信噪比、或者以其它方式可接受的信号质量的波束方向)上对准。
在一些示例中,基站105或UE 115的天线可以位于一个或多个天线阵列内,所述一个或多个天线阵列可以支持MIMO操作或者发送或接收波束成形。例如,一个或多个基站天线或天线阵列可以共置于天线装置处,比如天线塔。在一些示例中,与基站105相关联的天线或天线阵列可以位于不同的地理位置上。基站105可以具有天线阵列,所述天线阵列具有基站 105可以使用以支持对与UE 115的通信的波束成形的数行和数列的天线端口。同样,UE 115可以具有可以支持各种MIMO或波束成形操作的一个或多个天线阵列。
在一些示例中,无线通信系统100可以是根据分层协议栈来工作的基于分组的网络。在用户平面中,在承载或分组数据汇聚协议(PDCP)层处的通信可以是基于IP的。无线链路控制(RLC)层可以在一些示例中执行分组分段和重组以在逻辑信道上进行通信。介质访问控制(MAC)层可以执行优先级处理和逻辑信道到传输信道的复用。MAC层还可以使用混合自动重传请求(HARQ)来提供在MAC层处的重传,以改善链路效率。在控制平面中,无线电资源控制(RRC)协议层可以提供在UE 115与基站105 或支持针对用户平面数据的无线承载的核心网130之间的RRC连接的建立、配置和维护。在物理(PHY)层处,传输信道可以被映射到物理信道。
在一些示例中,UE 115和基站105可以支持对数据的重传,以增加数据成功接收的可能性。HARQ反馈是增加数据在通信链路125上正确接收的可能性的一种技术。HARQ可以包括错误检测的组合(例如,使用循环冗余校验(CRC))、前向纠错(FEC)和重传(例如,自动重传请求(ARQ))。 HARQ可以在差的无线状况(例如,信号与噪声状况)下改进在MAC层处的吞吐量。在一些示例中,无线设备可以支持相同时隙HARQ反馈,其中,该设备可以在特定时隙中提供针对在该时隙中的先前符号中接收的数据的HARQ反馈。在其它示例中,设备可以在后续时隙中或者根据某个其它时间间隔来提供HARQ反馈。
在LTE或NR中的时间间隔可以以基本时间单元的倍数来表示,所述基本时间单元可以例如指的是Ts=1/30,720,000秒的采样周期。通信资源的时间间隔可以根据各自具有10毫秒(ms)的持续时间的无线帧来进行组织,其中,帧周期可以表示为Tf=307,200Ts。无线帧可以通过范围从0到1023 的系统帧编号(SFN)来标识。每个帧可以包括编号从0到9的10个子帧,以及每个子帧可以具有1ms的持续时间。子帧可以被划分成各自具有0.5 ms的持续时间的2个时隙,以及每个时隙可以包含6或7个调制符号周期 (例如,取决于前置到每个符号周期的循环前缀的长度)。排除循环前缀,每个符号周期可以包含2048个采样周期。在一些示例中,子帧可以是无线通信系统100的最小调度单元,以及可以称为传输时间间隔(TTI)。在其它示例中,无线通信系统100的最小调度单元可以比子帧短或者可以是动态选择的(例如,在缩短的TTI(sTTI)的突发中或者在选择的使用sTTI 的分量载波中)。
在一些无线通信系统中,时隙可以被划分成包含一个或多个符号的多个微时隙。在一些实例中,微时隙的符号或者微时隙可以是最小调度单元。例如,取决于工作的子载波间隔或频带,每个符号可以在持续时间上变化。一些无线通信系统可以实现时隙聚合,在所述时隙聚合中,多个时隙或微时隙被聚合在一起以及用于在UE 115和基站105之间的通信。
术语“载波”指的是具有用于支持在通信链路125上的通信的经定义的物理层结构的射频频谱资源集合。例如,通信链路125的载波可以包括射频频谱带中的根据针对给定无线接入技术的物理层信道来被操作的部分。每个物理层信道可以携带用户数据、控制信息或其它信令。载波可以与预定义的频率信道(例如,E-UTRA绝对射频信道编号(EARFCN))相关联,以及可以根据信道栅格来放置以供由UE 115发现。载波可以是下行链路或上行链路(例如,在FDD模式中),或者可以被配置为携带下行链路和上行链路通信(例如,在TDD模式中)。在一些示例中,在载波上发送的信号波形可以由多个子载波组成(例如,使用多载波调制(MCM)技术,比如OFDM或DFT-s-OFDM)。
对于不同的无线接入技术(例如,LTE、LTE-A、LTE-A专业、NR等),载波的组织结构可以是不同的。例如,在载波上的通信可以根据TTI或时隙来组织,所述TTI或时隙中的每一者可以包括用户数据以及用于支持对用户数据进行解码的控制信息或信令。载波还可以包括专用捕获信令(例如,同步信号或系统信息等)和协调针对载波的操作的控制信令。在一些示例中(例如,在载波聚合配置中),载波可以具有捕获信令或协调针对其它载波的操作的控制信令。
物理信道可以根据各种技术来在载波上进行复用。例如,使用时分复用(TDM)技术、频分复用(FDM)技术或混合TDM-FDM技术,物理控制信道和物理数据信道可以在下行链路载波上进行复用。在一些示例中,在物理控制信道中发送的控制信息可以以级联的方式分布在不同的控制区域之间(例如,在公共控制区域或公共搜索空间与一个或多个特定于UE 的控制区域或特定于UE的搜索空间之间)。
载波可以与射频频谱的特定带宽相关联,以及在一些示例中,载波带宽可以称为载波或无线通信系统100的“系统带宽”。例如,载波带宽可以是针对特定无线接入技术的载波的数个预先确定的带宽中的一个带宽(例如,1.4、3、5、10、15、20、40或80MHz)。在一些示例中,每个被服务的UE 115可以被配置以在载波带宽的部分或全部带宽上工作。在其它示例中,一些UE 115可以被配置以使用与在载波内的预定义的部分或范围(例如,子载波或RB的集合)相关联的窄带协议类型来工作(例如,窄带协议类型的“带内”部署)。
在采用MCM技术的系统中,资源元素可以包括一个符号周期(例如,一个调制符号的持续时间)和一个子载波,其中,符号周期和子载波间隔是逆相关的。由每个资源元素携带的比特的数量可以取决于调制方案(例如,调制方案的阶数)。因此,UE 115接收的资源元素越多以及调制方案的阶数越高,针对UE 115的数据速率就可以越高。在MIMO系统中,无线通信资源可以指的是射频频谱资源、时间资源和空间资源(例如,空间层) 的组合,以及对多个空间层的使用可以进一步增加用于与UE 115的通信的数据速率。
无线通信系统100的设备(例如,基站105或UE 115)可以具有支持在特定载波带宽上的通信的硬件配置,或者可以可配置为支持在载波带宽集合中的一个载波带宽上的通信。在一些示例中,无线通信系统100可以包括基站105或UE 115,所述基站105和/或UE 115可以经由与多于一个不同载波带宽相关联的载波支持同时通信。
无线通信系统100可以支持在多个小区或载波上与UE 115的通信,这是可以称为载波聚合(CA)或多载波操作的特征。根据载波聚合配置,UE 115可以被配置具有多个下行链路CC和一个或多个上行链路CC。可以使用具有FDD分量载波和TDD分量载波两者的载波聚合。
在一些示例中,无线通信系统100可以利用增强型分量载波(eCC)。 eCC可以以包括以下各项的一个或多个特征为特点:较宽的载波或频率信道带宽、较短的符号持续时间、较短的TTI持续时间或经修改的控制信道配置。在一些示例中,eCC可以与载波聚合配置或双连接配置相关联(例如,当多个服务小区具有次优的或非理想的回程链路时)。eCC可以被配置以在免授权频谱或共享频谱(例如,其中允许多于一个运营商使用频谱) 中使用。以宽载波带宽为特点的eCC可以包括一个或多个片段,所述一个或多个片段可以由不能监测整个载波带宽或以其它方式被配置为使用有限载波带宽(例如,以节省功率)的UE 115使用。
在一些示例中,eCC可以利用与其它CC不同的符号持续时间,这可以包括对与其它CC的符号持续时间相比减小的符号持续时间的使用。较短的符号持续时间可以与在相邻子载波之间的增加的间隔相关联。利用eCC的设备(比如UE 115或基站105)可以以减小的符号持续时间(例如,16.67 微秒)来发送宽带信号(例如,根据20、40、60、80MHz等的频率信道或载波带宽)。在eCC中的TTI可以包括一个或多个符号周期。在一些示例中, TTI持续时间(即,在TTI中的符号周期的数量)可以是可变的。
无线通信系统(比如NR系统)可以利用经授权的、共享的和免授权的频谱带、以及其它频谱带的任意组合。eCC符号持续时间和子载波间隔的灵活性可以允许跨越多个频谱的对eCC的使用。在一些示例中,NR共享频谱可以提高频谱利用和频谱效率,尤其是通过对资源的动态的垂直(例如,跨越频域)共享和水平(例如,跨越时域)共享。
在无线通信系统100的一些示例中,无线设备(例如,UE 115、基站105)可以在mmW频谱带宽的信道(即,mmW系统)上执行通信,包括数据发送或接收。在mmW频谱带上配置的通信可以增强受形状因子约束的无线设备的天线架构。在一些示例中,mmW系统通信可以允许无线设备以减小的天线间距支持更大数量的全向天线。可以在一个或多个天线子阵列单元内包含并且使用全向天线。天线子阵列单元可以包括放置在无线设备的不同位置或定位的小尺寸线性或平面阵列,并且每个子阵列可以与RF 链(例如,与操作子阵列相关的RF电路的链)连接。
与低于6GHz(例如,LTE)通信带宽频谱相比,与增强的mmW系统相对应的、对天线子阵单元内的所有天线的激励可以对无线设备和通信的经协调实体两者处的RF功耗施加变化。在一些示例中,与对增强的天线配置的激励相关联的实现的阵列增益可以同时对应于增加的RF功耗。因此,无线设备可以根据有效阵列增益计算来分析通信效率。可以根据实现的阵列增益来测量有效阵列增益,该实现的阵列增益是通过数个被激励天线的 RF功耗来进行归一化或恶化的。
根据本公开内容的一个或多个方面,无线设备可以从系统的可用天线中动态地选择多个天线子集中的一个或多个子集,以用于增强的信号性能和频谱效率。无线设备可以根据天线子阵单元的可用天线内的期望有效阵列增益计算或迭代过程来选择一个或多个子集。无线设备可以选择一个或多个子集以使用于通信的有效阵列增益最大化。在一些示例中,无线设备可以基于针对选择的天线子集中的每个所选择的天线子集的波束训练过程来执行该确定,其中可以确定与一个或多个子集中的天线相对应的一个或多个相移和幅度计算。
然后,无线设备可以在整个配置的TTI中在动态基础上实现所选择的子集。可以在动态地选择的天线组合上对数据信息进行编码,以在TTI的一个或多个子持续时间内提高有效阵列增益。对于由无线设备经历的所有 SNR,都可以实现这种有效阵列增益益处。下面进一步描述这种有效阵列增益实现和天线选择实现方式的示例。
图2示出了根据本公开内容的各方面的支持毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的无线通信系统200的示例。在一些示例中,无线通信系统200可以实现无线通信系统100的各方面。在一些示例中,无线通信系统200可以包括基站105-a和UE 115-a,它们可以是参照图1描述的对应设备的示例。UE 115-a可以在覆盖区域110-a内与基站105-a进行通信。
在一些示例中,基站105-a和UE 115-a可以被配置为经由建立的通信链路205进行通信。基站105-a和UE 115-a中的每一者可以被称为无线设备,并且在mmW频带频谱上执行通信。在一些示例中,基站105-a可以被配置有多个天线,其可以用于定向或波束成形传输。类似地,UE 115-a可以被配置有多个天线,其可以用于定向或波束成形传输。在一些示例中,基站105-a或UE 115-a可以在覆盖区域内在不同方向上发送数个波束成形通信波束,或者使用接收波束成形来接收通信。在一些示例中,基站105-a 可以被配置有以mmW载波频率(诸如28GHz)进行通信的大量天线。类似地,UE 115-a可以被配置有大量天线子阵列(诸如4个子阵列)。在一些示例中,UE 115-a中包括的天线子阵可以用于提供模块化覆盖。更具体地,在mmW系统中,UE 115-a的第一子阵列可以被配置为覆盖第一方向,并且UE 115-a的第二子阵列可以被配置为覆盖第二方向。通过将每个子阵列用于不同的方向,UE 115-a可以高效地覆盖分配的链路预算。
在mmW载波频率中操作的无线设备可以维持受形状因子约束的增强的天线架构,从而允许以减少的天线间距的更多数量的定向天线。由于无线设备可操作的更大的激励天线集合,所以用于mmW系统的增加的天线缩放可以对应于增强的阵列增益和容量。然而,增加的天线缩放可能容易受到增加的功耗的影响。在一些示例中,无线设备(例如,基站105-a、UE 115-a)中的每个子阵列可以与多个RF链连接,并且每个RF链电路可以被配置为以高频(例如,28GHz)操作。因此,当多个子阵列各自与多个RF 链耦合时,激励用于数据通信的多个子阵列中的每个天线的无线设备可能消耗大量能量(例如,操作天线的完整模板和增加数量的RF链可能消耗增加数量的能量)。本公开内容涉及对天线子集的动态选择以用于所有SNR 上的增强的性能提高。
在支持波束成形的mmW系统中,无线设备可以从无线设备的可用天线中动态地选择多个天线子集中的一个或多个子集。理想情况下,无线设备可以从可用天线中选择任何天线子集组合。也就是说,对于N个可用天线的集合,可以选择包括天线子集的K个天线的任何组合来实现。这样的选择过程可以对应于以下数量的可能的天线子集选择组合L,其中:
Figure BDA0002769667670000201
随着总体可用天线数量N的增加,可能组合的数量L可能呈指数增加。例如,对于32个可用天线的集合,对4个天线子集的选择可能产生大致215个可能的天线子集选择组合。类似地,对8个天线的选择可能产生大致223个子集选择组合。通过选择可能的天线子集的子集,与组合选择相关联的实现的速率增益可以分别对应于15比特和23比特。
与一个或多个天线子阵列的RF链电路相关联的实际约束、无线设备的额外的形状因子约束、由系统操作的经协调网络架构、或任何组合可以限制天线组合选择的实用性(例如,15和23比特实现的速率增益,如上所述)。作为结果,可以从一个或多个选择的天线子集中考虑天线子集组合的更小集合(即,天线子集选择组合L的子集L2),同时为无线设备维持适度的天线选择和频谱效率增益(即,大约3-4比特)。所确定的天线组合可以对应于跨越通信的经协调TTI的减少的选择开销,包括稳定到时间常数、天线不重叠、功率、RF复杂性等。
在一些示例中,无线设备可以根据迭代过程来确定用于在协调TTI上进行通信的天线组合集合。无线设备可以在来自N个可用天线的潜在天线子集值范围内选择子集L1,并且服从关系L2≤L1≤L。一个或多个天线子集中的每个天线子集可以与跨越来自无线设备的一个或多个子阵列单元的天线的天线分组相对应。
无线设备可以实现用于定向发送或接收的、针对天线子集中的相关联的天线的波束训练过程。对于每个天线子集,无线设备可以根据无线设备的码本(例如,在软件中实现)来实现波束训练。与码本选择相对应的训练波束数量可以与在每个子集选择内包含的天线数量相关联,以用于一致的信道重建(例如,训练波束数量等同于天线数量)。可以基于与mmW系统相关联的酉(unitary)波束训练码本或准酉(quasi-unitary)波束训练码本来选择训练波束。酉波束训练码本可以是基于酉离散傅里叶变换(DFT) 矩阵的。准酉波束训练码本可以是基于准酉DFT矩阵或正交设计的。另外,无线设备还可以确定与码本选择的训练波束相关联的波束权重或量化。基于来自波束训练的信息,无线设备可以计算和比较与训练波束相关联的相移和幅度控制组合。所描述的过程可以针对一个或多个L1个选择的天线子集执行,直到天线子阵列的可用天线N。
无线设备可以实现L1个天线子集的一个或多个相移和幅度控制组合,以用于针对到经协调设备的参考信令的信道重建。例如,基站可以执行波束训练并且确定针对每个选择的天线子集组合的相移和幅度控制组合。基站可以经由下行链路信令指示来发送用于每个天线子集的参考信令,并且从一个或多个经协调的UE接收参考信号接收功率(RSRP)响应指示。类似地,UE可以使用选择的天线子集的确定的相移和幅度控制组合来提供上行链路参考信令指示,并且接收响应指示。基于所计算的相移和幅度控制组合,无线设备可以计算和比较与所选择的天线子集相关联的有效阵列增益。无线设备可以评估接收到的响应指示,并且确定与针对L1个天线子集中的一个或多个天线子集来选择的天线子集相关联的最大化的有效阵列增益。
在确定最大化的有效阵列增益之后,无线设备可以确定天线子集大小 (即,确定L2值)。然后,无线设备可以选择多个天线子集中的一个或多个子集,所选择的一个或多个子集与最大化的阵列增益值相关联。然后,作为通信链路内的信息编码的一部分,无线设备可以实现所选择的子集以用于动态天线选择。
在其它示例中,无线设备可以根据多阶段过程来确定用于在经协调TTI 上进行通信的天线组合集合。无线设备可以执行一个或多个期望的有效阵列增益计算,并且从天线子阵列的可用天线中选择多个天线子集。对天线子集的选择可以包括基于对所计算的期望有效阵列增益值的比较来确定天线子集值(例如,确定L2值)。
基于天线子集选择,无线设备可以选择多个天线子集中的与最大化的期望有效阵列增益值相关联的一个或多个子集。对一个或多个子集的选择可以包括:选择与所确定的天线子集值相关联的多个天线子集,并且确定用于使期望有效阵列增益最大化的天线组合集合。然后,无线设备可以针对所确定的天线组合集合的相关联的天线来实现波束训练过程,以用于定向发送或接收。对于天线组合集合,无线设备可以根据无线设备的(例如,在软件中实现的)码本来实现波束训练。与码本选择相对应的训练波束数量可以与在每个子集选择内包含的天线数量相关联,以用于一致的信道重建(例如,训练波束数量等同于天线数量)。可以基于与mmW系统相关联的酉波束训练码本或准酉波束训练码本来选择训练波束。酉波束训练码本可以是基于酉DFT矩阵或正交设计的。如果矩阵的共轭转置也是该矩阵的逆,则可以认为该矩阵是酉矩阵。准酉波束训练码本可以是基于准酉DFT 矩阵的。如果矩阵的性质近似于酉矩阵的性质或共享酉矩阵的特性(即,包含酉列或近似酉列的矩形矩阵、或具有酉行或近似酉行的矩形矩阵),则可以认为该矩阵是准酉矩阵。
基于波束训练过程,无线设备计算与所选择的子集的天线相关联的相移和幅度控制组合。然后,无线设备可以根据所计算的与天线组合的不同波束路径相关联的相移和幅度控制组合,来实现所确定的天线组合集合。天线组合可以支持动态天线选择,作为通信链路内信息编码的一部分。
根据本公开内容的一个或多个方面,在无线设备之间的协调可以辅助执行与最大化的有效阵列增益相关联的天线子集选择。例如,在基站和UE 之间的协调可以用于将所公开的过程中的任一过程在中间终止。在其它示例中,在基站和UE之间的协调可以用于偏置或预种子化(pre-seed)天线搜索过程或实现用于波束训练的命令指令(即,确定用于训练的波束数量、波束宽度考虑等)。
所实现的选择的子集的集合可以促进在通信链路的协调TTI内的动态天线选择。例如,无线设备可以支持粒度级别上的动态天线选择,从而允许逐个符号的天线配置选择。也就是说,无线设备可以支持在经协调TTI 内在每个符号基础上的动态天线选择。所实现的天线组合集合可以相对于 RF功耗约束来使发送设备的实现的阵列增益最大化。无线设备可以执行根据天线组合集合的数据通信,以用于在通信链路205上进行数据发送或接收。
图3示出了根据本公开内容的各方面的支持毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的天线子阵列架构300的示例。在一些示例中,天线子阵列架构300可以对应于无线通信系统100和200的实现方面。基站105-b 和UE 115-b可以是参照图1和2描述的对应设备的示例。如图所示,天线子阵列架构300可以对应于与UE(诸如UE 115)的天线模块相关联的一个或多个天线子阵列单元。在其它示例(未示出)中,天线子阵列架构300 可以对应于与被协调用于在mmW频率带宽频谱上进行通信的基站或替代无线设备的天线模块相关联的一个或多个天线子阵列单元。
UE 115-b可以包括一个或多个天线模块305,所述天线模块305包含用于定向(即,波束成形)信令的天线子阵列单元,作为在mmW频谱带宽的不同路径上的通信阵列的一部分。对mmW系统通信的支持可以使UE 115-b能够支持具有相对于低于6GHz通信设备配置的减小的天线间距的、在天线子阵列单元内的更多数量的全向天线。如通过定向波束315指示的,包含在一个或多个天线子阵列内的相关联的天线可以支持在多个波束方向上的定向波束成形。UE 115-b可以在mmW频谱中发射定向波束315以进行用于定向通信的波束成形操作。
天线子阵单元可以包括放置在UE 115-b的不同位置或定位的小尺寸线性或平面阵列,并且每个子阵列可以与多个RF链(例如,与用于操作子阵列相关的RF电路的链)连接。例如,第一天线子阵列310-a可以包含用于 UE 115-b处的定向信令的相关联的天线的线性或平面(如图所示)阵列。替代天线阵列310-b和310-c可以与替代天线模块305相关联,并且可以被执行用于与天线子阵310-a异构的定向通信。在每个天线子阵列310内,所包括的天线可以对应于UE 115-b的可用天线的贴片/偶极子(dipole)单元,其中根据UE 115-b的形状因子约束来支持单元间间距。在一些示例中,一个或多个天线子阵列310-a和310-b可以支持公共天线子阵列维度。在其它示例中,天线子阵列310-c可以支持不同的天线子阵列维度。
UE 115-b可以考虑与平面阵列放置模板320内的天线模块305相关联的多个天线子阵列310。模板阵列320可以展示用于表示所实现的子阵列 310的非均匀、非线性分组的均匀平面阵列。作为动态天线选择过程的一部分,为了实现使受到RF功耗的最大化有效天线增益,UE 115-b可以评估和确定模板阵列320的一个或多个天线子集。一个或多个天线子集可以对应于从天线子阵列310中的一个或多个天线子阵列310中的天线选择。基于对一个或多个天线子集的选择,UE可以确定天线子阵列310内的天线组合集合(以用于最大化的天线增益),并且经由天线模块305来实现该天线组合。该实现方式可以促进在mmW系统的整个经协调TTI(诸如参照图4 的TTI 405)中在粒度级别上的动态天线选择。
图4示出了根据本公开内容的各方面的支持毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的通信方案400的示例。在一些示例中,通信方案400 可以实现无线通信系统100和200的各方面。基站105-b和UE 115-b可以是参照图1和2描述的对应设备的示例。通信方案400可以与和参照图3 的天线子阵列架构300相对应的一个或多个天线子阵列310中的选择的天线子集相关联。
TTI 405可以跨越一个或多个子持续时间,以实现所确定的天线子集 410的集合。例如,在mmW系统内操作的无线设备可以协调在多个符号上的数据信令。作为结果,为了使受到RF功耗约束的有效天线增益最大化,无线设备可以在每个符号的基础上来实现动态天线选择,以用于与通信相关联的粒度频谱效率。
基于确定用于信息编码的天线组合集合,无线设备可以在TTI 405的适当持续时间内动态地实现第一天线组合410-a。例如,无线设备可以在TTI 405的第一符号周期内实现天线组合410-a。随后,无线设备可以在之后的符号周期或适当的持续时间内实现第二天线组合410-b。所确定的天线组合 410可以由无线设备基于天线子阵列的均匀模板阵列(诸如图3的模板320) 来考虑。作为结果,动态天线选择的所选择的天线组合可以对应于无线设备的一个或多个天线子阵列处的天线。
在一些示例中,天线组合集合可以包括来自相对于天线子阵列的可用天线N的可变天线子集值L2的天线组合。也就是说,跨越TTI 405的可选持续时间的额外的天线组合410-c和410-d可以对应于包含与天线组合 410-a、天线组合410-b或两者不同数量的天线的天线组合。例如,天线组合410-a和410-b可以包括与32个可用天线的8个天线子集相关联的有向天线选择。一个或多个额外的天线组合(诸如天线组合410-c和410-d)可以包括与32个可用天线的4个天线子集相关联的有向天线选择,如图所示。可以在发送设备处实现额外的示例,但要受到与选择开销相关联的实际约束。这样的实际约束可以包括时间常数的稳定(settling)、天线不重叠、功率、RF复杂性等。可变天线子集值选择可以辅助使用于通信的有效天线增益最大化,并且允许在无线设备处针对动态天线选择的提高的效率。
图5示出了说明根据本公开内容的各方面的用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的图500。在一些示例中,图500可以示出针对与参照图3和4的天线子阵列架构300相对应的一个或多个选择的子阵列310 相关联的通信方案400的实现方式的性能结果。
与激励与无线设备相关联的所有天线的相比,动态天线选择(包括确定与可用天线的子帧相关联的天线组合集合)可以提供实际的益处。在一些示例中,与系统的所有天线相比,对天线子集的天线选择可以产生可比的或增强的有效阵列增益。有效阵列增益可以被实现为数据信令的所计算的实现的阵列增益,由于无线设备的形状因子约束(例如,天线数量)而通过RF功耗对该阵列增益进行归一化或恶化。对于dB尺度测量,可以如下所示地计算有效阵列增益:
有效阵列增益[dB]=实现的阵列增益[dB]-10log10|A|(2) 其中|A|=由无线设备使用的天线数量。在一个示例中,实现的阵列增益可以包括针对使用一个或多个特定波束的特定天线集合来测量的阵列增益。在一个示例中,实现的阵列增益可以包括计算的或估计的阵列增益,而无需对特定的天线集合或一个或多个特定波束的直接测量。例如,可以基于天线阵列的已知性能结合当前信道测量(即使那些信道测量不对应于精确的天线集合或一个或多个特定波束)来计算所计算的有效阵列增益。诸如信号衰减条件、网络架构配置之类的额外因素或额外的操作环境可能影响无线设备的实现的阵列增益。根据对在SNR上的天线组合实现方式的识别,可以在无线设备处期望有效阵列增益。
图5 中的 505示出了包含跨越一个或多个天线子阵列的32个总天线的天线模板的有效阵列增益(以dB为单位)。这样的过程可以对应于无线设备的基准方案,其中系统的所有天线被激励,并且实现16个计算的训练波束的使用以满足覆盖区域的累积分布函数(CDF)比例性(例如,120°x 45°)。如图所示,覆盖区域的从0.0CDF到1.0CDF的增加的覆盖可以对应于大致5 dB的有效阵列增益,从略高于8dB到略高于13dB。
图5 中的 510和515对应于与系统的天线子阵列相关联的动态天线选择方案。图5中的 510可以对应于32个可用天线的8个天线子集,并且图5 中的 515可以对应于 32个可用天线的4个天线子集。与图5 中的 510和515相关联的动态天线选择方案中的每一个动态天线选择方案可以是基于与相对于16个计算的训练波束所确定的相移组合(例如,2比特相移组合)相关联的波束权重量化。如图所示,对于8天线子集方案,从0.0CDF到1.0CDF的增加的覆盖可能导致有效天线增益从大致6dB增加到15dB,如图5 中的 510所示。对于4天线子集方案,从0.0CDF到1.0CDF的增加的覆盖可能导致有效天线增益从大致9 dB增加到18dB,如图5 中的 515所示。
因此,如图500内所示,与激励系统的所有天线相比,子集天线选择可以促进覆盖区域内的可操作性增强。系统益处可能受到系统设置的影响。作为结果,不同的系统条件可以促进针对替代的子集天线选择的益处(即, 8天线子集在提升覆盖增强上超过4天线子集)。
图6示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的过程流600的示例。在一些示例中,过程流600 可以实现无线通信系统100和200的各方面。无线设备605-a和605-b可以是如参照图1和2描述的对应设备(诸如基站105或UE 115)的示例。
在610处,无线设备605-a可以识别一个或多个配置的天线子阵列的天线并且选择具有大小L2的天线子集。无线设备605-a可以针对天线子阵列的 N个可用天线来选择在潜在天线子集值的范围(即,L)内的子集值L2。基于子集值选择,无线设备605-a可以随机地或半随机地选择具有与子集值L2相对应的基数(cardinality)的一个或多个天线子集。一个或多个天线子集中的每个天线子集可以对应于跨越来自无线设备的一个或多个子阵列单元的天线的天线分组。
对于每个选择的天线子集,无线设备605-a和605-b可以执行波束训练 615。对于每个天线子集,无线设备605可以根据无线设备的码本(例如,在软件中实现)来实现波束训练。与码本选择相对应的训练波束数量可以与每个子集选择内包含的天线数量相关联,以用于一致的信道重建(例如,训练波束数量等同于天线数量)。可以基于与mmW系统相关联的酉波束训练码本或准酉波束训练码本来选择训练波束。另外,无线设备605-a和605-b 还可以确定与码本选择的训练波束相关联的波束权重或量化。
在620处,无线设备605-a可以基于波束训练过程615来确定和比较相移和幅度控制组合。基于该比较,无线设备605-a可以确定针对所选择的天线子集的相移和幅度控制组合。可以针对一个或多个选择的天线子集值L2来迭代该确定,直到天线子阵列的可用天线N。因此,可以针对一个或多个天线子集值L2来迭代步骤610到620中的每个步骤。所选择的天线子集的所确定的相移和幅度控制组合中的每一个相移和幅度控制组合可以与经协调的无线设备605-b一起用于参考信号传输625。
在630处,经协调的无线设备605-b可以基于接收到的参考信令625 来发送响应指示(例如,RSRP指示)。无线设备605-a可以接收响应指示 630,并且基于波束训练过程的所确定的相移和幅度控制组合来计算针对所选择的天线子集的有效阵列增益。
在635处,无线设备605-a可以对一个或多个选择的天线子集的所计算的有效阵列增益值进行比较。基于接收到的响应指示630,无线设备605-a 可以确定mmW系统的最大化的有效阵列增益。基于最大化的有效阵列增益,在640处,无线设备605-a可以确定的天线子集值L2和天线组合集合,以用于与经协调TTI上的通信相关联的动态天线选择。
在645处,无线设备605中的每一个无线设备可以根据经协调TTI来在mmW频谱带的资源上进行通信。无线设备605-a可以在TTI的一个或多个子持续时间上执行动态天线选择过程。动态天线过程可以包括对如在步骤640处确定的天线组合集合的实现。
图7示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的过程流700的示例。在一些示例中,过程流700 可以实现无线通信系统100和200的各方面。无线设备705-a和705-b可以是如参照图1和2描述的对应设备(诸如基站105或UE 115)的示例。
在710处,无线设备705-a可以向一个或多个经协调的无线设备705-b 发送参考信令。参考信令可以包含对一个或多个天线子集的信令指示。天线子集可以跨越天线子集值L2,直到无线设备705-a处的天线子阵列的可用天线N。在715处,经协调的无线设备705-b可以基于接收到的参考信令 710来发送一个或多个响应指示(例如,RSRP指示)。
基于接收到的响应信令715,无线设备705-a可以识别一个或多个配置的天线子阵列的天线,并且选择子集值L2的天线子集,作为天线选择720 的一部分。子集值L2可以是基于根据接收到的响应信令715的计算出的期望有效阵列增益最大化的。基于子集值选择,无线设备705-a可以随机地或半随机地选择与子集值L2相对应的基数的多个天线子集。多个天线子集中的每个天线子集可以对应于来自跨越无线设备的一个或多个子阵列单元的天线的天线分组。
在725处,无线设备705-a可以从所选择的天线子集中确定天线组合集合。针对天线组合集合的确定可以是基于期望有效阵列增益计算的。在一些示例中,在无线设备705之间的协调的信令可以辅助无线设备705-a确定天线组合集合。
在730处,无线设备705-a和705-b可以针对所确定的天线组合集合执行波束训练。无线设备705可以根据无线设备的(例如,在软件中实现的) 码本来实现波束训练。与码本选择相对应的训练波束数量可以与在确定的天线组合集合内包含的天线数量相关联,以用于一致的信道重建(例如,训练波束数量等同于天线数量)。可以基于与mmW系统相关联的酉波束训练码本或准酉波束训练码本来选择训练波束。另外,无线设备705-a和705-b 还可以确定与码本选择的训练波束相关联的波束权重或量化。
在735处,无线设备705-a可以基于波束训练过程730来确定和比较相移和幅度控制组合。基于该比较,无线设备705-a可以确定针对所选择的子集的相移和幅度控制组合。
基于该确定,在740处,无线设备705中的每一个无线设备可以根据经协调TTI来在mmW频谱带的资源上进行通信。无线设备705-a可以在 TTI的一个或多个子持续时间上执行动态天线选择过程。动态天线过程可以包括对如在步骤735处确定的天线组合集合的实现。
图8示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的设备805的框图800。设备805可以是如本文描述的设备的各方面的示例。设备805可以包括接收机810、通信管理器815 和发射机820。设备805还可以包括处理器。这些组件中的每个组件可以相互通信(例如,经由一个或多个总线)。
接收机810可以接收诸如分组、用户数据或者与各种信息信道(例如,控制信道、数据信道以及与用于mmW系统中的动态天线选择的方法相关的信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给设备805的其它组件。接收机810可以是参照图11描述的收发机1120的各方面的示例。接收机810可以利用单个天线或一组天线。
通信管理器815可以进行以下操作:从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合;针对天线子集的集合中的每个子集对有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于实现的阵列增益的,所述实现的阵列增益通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化;基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集;以及使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。通信管理器815可以是本文描述的通信管理器1110的各方面的示例。
通信管理器815或其子组件可以用硬件、由处理器执行的代码(例如,软件或固件)或任意组合来实现。如果用由处理器执行的代码来实现,则通信管理器815或其子组件的功能可以由被设计为执行本公开内容中描述的功能的通用处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑单元、分立硬件组件或者任意组合来执行。
通信管理器815或其子组件可以在物理上位于各个位置处,包括被分布以使得由一个或多个物理组件在不同的物理位置处实现功能中的部分功能。在一些示例中,根据本公开内容的各个方面,通信管理器815或其子组件可以是分离且不同的组件。在一些示例中,根据本公开内容的各个方面,通信管理器815或其子组件可以与一个或多个其它硬件组件(包括但不限于输入/输出(I/O)组件、收发机、网络服务器、另一计算设备、本公开内容中描述的一个或多个其它组件、或组合)组合。
发射机820可以发送由设备805的其它组件所生成的信号。在一些示例中,发射机820可以与接收机810共置于收发机模块中。例如,发射机 820可以是参照图11描述的收发机1120的各方面的示例。发射机820可以利用单个天线或一组天线。
图9示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的设备905的框图900。设备905可以是如本文描述的设备805或设备的示例。设备905可以包括接收机910、通信管理器 915和发射机940。设备905还可以包括处理器。这些组件中的每个组件可以相互通信(例如,经由一个或多个总线)。
接收机910可以接收诸如分组、用户数据或者与各种信息信道(例如,控制信道、数据信道以及与用于mmW系统中的动态天线选择的方法相关的信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给设备905的其它组件。接收机910可以是参照图11描述的收发机1120的各方面的示例。接收机910可以利用单个天线或一组天线。
通信管理器915可以是如本文描述的通信管理器815的各方面的示例。通信管理器915可以包括识别组件920、比较器925、选择组件930和通信组件935。通信管理器915可以是本文描述的通信管理器1110的各方面的示例。
识别组件920可以从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合。
比较器925可以对用于天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的。
选择组件930可以基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集。
通信组件935可以使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
发射机940可以发送由设备905的其它组件所生成的信号。在一些示例中,发射机940可以与接收机910共置于收发机模块中。例如,发射机 940可以是参照图11描述的收发机1120的各方面的示例。发射机940可以利用单个天线或一组天线。
图10示出了根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW)系统中的动态天线选择的方法的通信管理器1005的框图1000。通信管理器 1005可以是本文描述的通信管理器815、通信管理器915或通信管理器1110 的各方面的示例。通信管理器1005可以包括识别组件1010、比较器1015、选择组件1020、通信组件1025、确定组件1030和波束训练组件1035。这些模块中的每一个模块可以直接或间接地彼此通信(例如,经由一个或多个总线)。
识别组件1010可以从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合。在一些示例中,mmW设备的可用天线包括布置在一个或多个平面阵列或线性阵列中的天线。另外或替代地,在一些示例中,所选择的一个或多个子集对应于非均匀、非线性天线阵列。
比较器1015可以对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是通过基于针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的。
选择组件1020可以基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集。在一些示例中,选择组件1020可以从天线子集的集合中选择第一天线子集。在一些示例中,选择组件1020可以从天线子集的集合中选择第二天线子集。
选择组件1020可以从mmW设备的可用天线中选择天线子集的集合,该选择是基于天线子集的期望有效阵列增益的。在一些示例中,选择组件 1020可以基于天线子集的期望有效阵列增益来选择天线子集的集合中的一个或多个子集。
通信组件1025可以使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
在一些示例中,通信组件1025可以在TTI期间使用所选择的一个或多个子集的第一天线组合。在一些示例中,第一天线组合包括来自所选择的一个或多个子集中的天线中的天线集合。在一些示例中,TTI在第一子TTI 中包括第一天线组合,并且还在第二子TTI期间包括所选择的一个或多个子集的第二天线组合,该TTI跨越一个或多个符号周期。
确定组件1030可以确定针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值。
在一些示例中,确定组件1030可以确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集的天线相对应的相移和幅度控制组合。在一些示例中,确定组件1030可以借助于酉波束训练码本、准酉波束训练码本、或组合来重建一个或多个信道。
在一些示例中,确定组件1030可以确定与第一天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。在一些示例中,确定组件1030可以确定与第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。在一些示例中,确定组件1030可以确定针对第一天线子集和第二天线子集的有效阵列增益值。
在一些示例中,确定组件1030可以确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。在一些示例中,针对天线子集的集合中的每个子集的所确定的有效阵列增益值是基于与所述第二mmW设备计算的实现的阵列增益的,该计算的实现的阵列增益是通过与针对天线子集的集合中的每个子集的天线相对应的RF功耗进行归一化或恶化的。
在一些示例中,针对天线子集的集合中的每个子集的所确定的有效阵列增益值与能量效率确定相关联。在一些示例中,与所选择的一个或多个子集中的每个子集的可用天线相对应的相移和幅度控制组合重建用于在第一mmW设备处的通信的一个或多个信道。
波束训练组件1035可以基于波束训练过程来确定与第一天线子集中的可用天线和第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。
在一些示例中,针对所选择的一个或多个子集中的每个子集执行波束训练过程,其中,波束训练包括:训练与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的波束。在一些示例中,波束训练组件1035可以评估训练波束的波束宽度考虑。在一些示例中,波束训练过程包括:训练与第一天线子集中的可用天线和第二天线子集中的可用天线相对应的波束。
图11示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于毫米波(mmW) 系统中的动态天线选择的方法的设备1105的系统1100的图。设备1105可以是如本文描述的设备805、设备905或设备的示例或者包括设备805、设备905或设备的组件。设备1105可以包括用于双向语音和数据通信的组件,包括用于发送和接收通信的组件,包括通信管理器1110、I/O控制器1115、收发机1120、天线1125、存储器1130和处理器1140。这些组件可以经由一个或多个总线(例如,总线1145)来进行电子通信。
通信管理器1110可以进行以下操作:从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合;对针对天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集;以及使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
I/O控制器1115可以管理针对设备1105的输入和输出信号。I/O控制器1115还可以管理没有集成到设备1105中的外围设备。在一些示例中,I/O 控制器1115可以表示到外部外围设备的物理连接或端口。在一些示例中, I/O控制器1115可以利用诸如
Figure BDA0002769667670000331
Figure BDA0002769667670000332
之类的操作系统或另一种已知的操作系统。在其它示例中,I/O控制器1115可以表示调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似设备或者与上述设备进行交互。在一些示例中,I/O 控制器1115可以被实现成处理器的一部分。在一些示例中,用户可以经由 I/O控制器1115或者经由I/O控制器1115所控制的硬件组件来与设备1105 进行交互。
收发机1120可以经由如上文描述的一个或多个天线、有线或无线链路来双向地进行通信。例如,收发机1120可以表示无线收发机并且可以与另一个无线收发机双向地进行通信。收发机1120还可以包括调制解调器,其用于调制分组并且将经调制的分组提供给天线以进行传输,以及解调从天线接收的分组。
在一些示例中,无线设备可以包括单个天线1125。然而,在一些示例中,该设备可以具有多于一个的天线1125,它们能够同时地发送或接收多个无线传输。
存储器1130可以包括RAM和ROM。存储器1130可以存储计算机可读的、计算机可执行的代码1135,所述代码1135包括当被执行时使得处理器执行本文描述的各种功能的指令。在一些示例中,除此之外,存储器1130 还可以包含BIOS,其可以控制基本的硬件或软件操作,例如与外围组件或设备的交互。
处理器1140可以包括智能硬件设备(例如,通用处理器、DSP、CPU、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑组件、分立硬件组件或者任意组合)。在一些示例中,处理器1140可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其它示例中,存储器控制器可以集成到处理器1140中。处理器1140可以被配置为执行存储器(例如,存储器1130)中存储的计算机可读指令以使得设备1105执行各种功能(例如,支持用于mmW系统中的动态天线选择的方法的功能或任务)。
代码1135可以包括用于实现本公开内容的各方面的指令,包括用于支持无线通信的指令。代码1135可以被存储在非暂时性计算机可读介质(例如,系统存储器或其它类型的存储器)中。在一些示例中,代码1135可能不是可由处理器1140直接执行的,但是可以使得计算机(例如,当被编译和被执行时)执行本文描述的功能。
图12示出了说明根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW) 系统中的动态天线选择的方法的方法1200的流程图。方法1200的操作可以由如本文描述的设备或设备的组件来实现。例如,方法1200的操作可以由如参照图8-11描述的通信管理器来执行。在一些示例中,设备可以执行指令集以控制设备的功能单元以执行下文描述的功能。另外或替代地,设备可以使用专用硬件来执行下文描述的功能的各方面。
在1205处,该设备可以从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合。可以根据本文描述的方法来执行1205的操作。在一些示例中,1205的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的识别组件来执行。
在1210处,该设备可以对用于天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的。可以根据本文描述的方法来执行1210的操作。在一些示例中,1210的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的比较器来执行。
在1215处,该设备可以基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集。可以根据本文描述的方法来执行1215的操作。在一些示例中,1215的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的选择组件来执行。
在1220处,该设备可以使用天线子集的集合中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。可以根据本文描述的方法来执行1220 的操作。在一些示例中,1220的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的通信组件来执行。
图13示出了说明根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW) 系统中的动态天线选择的方法的方法1300的流程图。方法1300的操作可以由如本文描述的设备或设备的组件来实现。例如,方法1300的操作可以由如参照图8-11描述的通信管理器来执行。在一些示例中,设备可以执行指令集以控制设备的功能单元以执行下文描述的功能。另外或替代地,设备可以使用专用硬件来执行下文描述的功能的各方面。
在1305处,该设备可以从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合。可以根据本文描述的方法来执行1305的操作。在一些示例中,1305的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的识别组件来执行。
在1310处,该设备可以从天线子集的集合中选择第一天线子集。可以根据本文描述的方法来执行1310的操作。在一些示例中,1310的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的选择组件来执行。
在1315处,该设备可以确定与第一天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。可以根据本文描述的方法来执行1315的操作。在一些示例中,1315的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的确定组件来执行。
在1320处,该设备可以从天线子集的集合中选择第二天线子集。可以根据本文描述的方法来执行1320的操作。在一些示例中,1320的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的选择组件来执行。
在1325处,该设备可以确定与第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。可以根据本文描述的方法来执行1325的操作。在一些示例中,1325的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的确定组件来执行。
在1330处,该设备可以对用于天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的。可以根据本文描述的方法来执行1330的操作。在一些示例中,1330的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的比较器来执行。
在1335处,该设备可以基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集。可以根据本文描述的方法来执行1335的操作。在一些示例中, 1335的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的选择组件来执行。
图14示出了说明根据本公开内容的各方面的支持用于毫米波(mmW) 系统中的动态天线选择的方法的方法1400的流程图。方法1400的操作可以由如本文描述的设备或设备的组件来实现。例如,方法1400的操作可以由如参照图8-11描述的通信管理器来执行。在一些示例中,设备可以执行指令集以控制设备的功能单元以执行下文描述的功能。另外或替代地,设备可以使用专用硬件来执行下文描述的功能的各方面。
在1405处,该设备可以从mmW设备的可用天线中识别天线子集的集合。可以根据本文描述的方法来执行1405的操作。在一些示例中,1405的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的识别组件来执行。
在1410处,该设备可以从mmW设备的可用天线中选择天线子集的集合,该选择是基于天线子集的期望有效阵列增益的。可以根据本文描述的方法来执行1410的操作。在一些示例中,1410的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的选择组件来执行。
在1415处,该设备可以对用于天线子集的集合中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对天线子集的集合中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的。可以根据本文描述的方法来执行1415的操作。在一些示例中,1415的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的比较器来执行。
在1420处,该设备可以基于该比较来选择天线子集的集合中的一个或多个子集。可以根据本文描述的方法来执行1420的操作。在一些示例中, 1420的操作的各方面可以由如参照图8-11描述的选择组件来执行。
在1425处,该设备可以确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。可以根据本文描述的方法来执行1425的操作。在一些示例中,1425的操作的各方面可以由如参照图 8-11描述的通信组件来执行。
下面描述的是方法、系统或装置的多个示例,包括用于实现方法或实现装置的单元、存储可由一个或多个处理器执行以使得一个或多个处理器实现方法的指令的非暂时计算机可读介质,以及包括一个或多个处理器以及与一个或多个处理器进行电子通信的存储器的系统,所述存储器存储可由一个或多个处理器执行以使得系统或装置实现方法的指令。应当理解,这些只是可能实现的一些示例,并且在不脱离本公开内容的范围的情况下,其它示例对于本领域技术人员来说是显而易见的。
示例1是一种用于mmW系统中的无线通信的方法,包括:从mmW 设备的可用天线中识别多个天线子集;对针对多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,有效阵列增益值是基于通过针对多个天线子集中的每个子集的RF功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;基于比较来选择多个天线子集中的一个或多个子集;以及使用多个天线子集中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
在示例2中,使用一个或多个子集进行通信还包括:在TTI期间使用所选择的一个或多个子集的第一天线组合。
在示例3中,根据示例2的方法,还包括来自所选择的一个或多个子集的天线中的多个天线。
在示例4中,根据示例1-3中任一项的方法,还包括:确定用于多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值。
在示例5中,根据示例1-4中任一项的方法,还包括:确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集的天线相对应的相移和幅度控制组合。
在示例6中,根据示例1-4中任一项的方法,还包括:其中,TTI在第一子TTI中包括第一天线组合,并且还在第二子TTI期间包括所选择的一个或多个子集的第二天线组合,TTI跨越一个或多个符号周期。
在示例7中,根据示例1-4中任一项的方法,还包括:针对多个天线子集中的每个子集的所确定的有效阵列增益值是基于与第二mmW设备计算的实现的阵列增益的,所述计算的实现的阵列增益的是通过与针对多个天线子集中的每个子集的天线相对应的RF功耗进行归一化或恶化的。
在示例8中,根据示例1-6中任一项的方法,还包括:针对多个天线子集中的每个子集的所确定的有效阵列增益值与能量效率确定相关联。
在示例9中,根据示例5的方法,还包括:其中,与所选择的一个或多个子集中的每个子集的可用天线相对应的相移和幅度控制组合重建用于在第一mmW设备处的通信的一个或多个信道。
在示例10中,根据示例9的方法,还包括:其中,对一个或多个信道的重建通过酉波束训练码本、准酉波束训练码本、或组合来辅助。
在示例11中,根据示例1-9中任一项的方法,还包括:从多个天线子集中选择第一天线子集;确定与第一天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合;从多个天线子集中选择第二天线子集;确定与第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合;以及确定针对第一天线子集和第二天线子集的有效阵列增益值。
在示例12中,根据示例1-10中任一项的方法,还包括:其中,确定针对第一天线子集和第二天线子集的相移和幅度控制组合是基于波束训练过程的。
在示例13中,根据权利要求11的方法,还包括:其中,波束训练过程包括:训练与第一天线子集中的天线和第二天线子集中的天线相对应的波束。
在示例14中,根据示例1-9中任一项的方法,还包括:从mmW设备的可用天线中选择多个天线子集,选择是基于天线子集的期望有效阵列增益的;以及确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。
在示例15中,根据示例1-9中任一项的方法,还包括:其中,选择多个天线子集的一个或多个子集是基于天线子集的期望有效阵列增益的。
在示例16中,根据示例14的方法,还包括其中,计算相移和幅度控制组合还包括:对天线组合集合执行波束训练,其中,波束训练包括训练与天线组合集合中的天线相对应的波束。
在示例17中,根据示例14和16中任一项的方法,还包括:其中,对所选择的天线子集执行波束训练还包括评估训练波束的波束宽度考虑。
在示例18中,根据示例1-15中任一项的方法,还包括:其中,mmW 系统的可用天线包括布置在平面阵列或线性阵列中的天线。
在示例19中,根据示例1-18中任一项的方法,还包括:其中,天线组合集合对应于非均匀、非线性天线阵列。
示例20是一种系统或装置,包括用于实现如示例1-19中任一项中的方法或实现如示例1-19中任一项中的装置的单元。
示例21是一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令可由一个或多个处理器执行以使得一个或多个处理器实现如示例1-19中任一项中的方法。
应当注意的是,上文所描述的方法描述了可能的实现方式,以及操作和步骤可以重新排列或者以其它方式修改,以及其它实现方式是可能的。来自方法中两种或更多种方法的各方面可以组合。来自示例的另外的方面可以与本文讨论的其它示例或其它示例的各方面组合。
本文中所描述的技术可以用于各种无线通信系统,比如码分多址 (CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址 (OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和其它系统。CDMA系统可以实现比如CDMA 2000、通用陆地无线接入(UTRA)等的无线电技术。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本通常可以称为 CDMA2000 1X、1X等。IS-856(TIA-856)通常称为CDMA2000 1xEV-DO、高速分组数据(HRPD)等。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA 的其它变型。TDMA系统可以实现比如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。
OFDMA系统可以实现比如超移动宽带(UMB)、演进的UTRA (E-UTRA)、电气与电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16 (WiMAX)、IEEE 802.20、闪速-OFDM等的无线电技术。UTRA和E-UTRA 是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。LTE、LTE-A和LTE-A专业是UMTS的使用E-UTRA的版本。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A、 LTE-A专业、NR和GSM在来自名称为“第3代合作伙伴计划”(3GPP) 的组织的文档中描述。CDMA2000和UMB在来自名称为“第3代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述。本文中所描述的技术可以用于上文提及的系统和无线电技术以及其它系统和无线电技术。虽然LTE、 LTE-A、LTE-A专业或NR系统的各方面可能是出于示例的目的来描述的,以及LTE、LTE-A、LTE-A专业或NR术语可能在大部分的描述中使用,但是本文中描述的技术可以适用于LTE、LTE-A、LTE-A专业或NR应用之外的范围。
宏小区可以覆盖相对大的地理区域(例如,半径为若干千米),以及可以允许由具有与网络提供商的服务订制的UE进行的不受限制的接入。与宏小区相比,小型小区可以与较低功率的基站相关联,以及小型小区可以在与宏小区相同或不同(例如,经授权、免授权等)的频带中工作。根据各种示例,小型小区可以包括微微小区、毫微微小区和微小区。例如,微微小区可以覆盖小的地理区域,以及可以允许由具有与网络提供商的服务订制的UE进行的不受限制的接入。毫微微小区也可以覆盖小的地理区域(例如,住宅),以及可以提供由与该毫微微小区具有关联的UE(例如,在封闭用户组(CSG)中的UE、针对在住宅中的用户的UE等)进行的受限制的接入。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)小区,以及还可以支持使用一个或多个分量载波的通信。
本文中描述的一个或多个无线通信系统可以支持同步或异步操作。对于同步操作,基站可以具有相似的帧定时,以及来自不同基站的传输可以在时间上近似地对准。对于异步操作,基站可以具有不同的帧定时,以及来自不同基站的传输可以在时间上不对准。本文中描述的技术可以用于同步或异步操作。
本文中描述的信息和信号可以使用各种不同的技术和方法中的任何技术和方法来表示。例如,可能贯穿上文描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者任意组合来表示。
可以利用被设计为执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件(PLD)、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者任意组合来实现或执行结合本文的公开内容描述的各种说明性的框和模块。通用处理器可以是微处理器,但是在替代方式中,处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合 (例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与 DSP核的结合、或者任何其它这种配置)。
本文中所描述的功能可以以硬件、由处理器执行的软件、固件或任意组合来实现。如果用由处理器执行的软件来实现,所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质进行发送。其它示例和实现方式在本公开内容和所附的权利要求的范围内。例如,由于软件的性质,上文描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬接线或这些项中的任意项的组合来实现。实现功能的特征还可以在物理上位于各个位置处,包括被分布以使得功能中的各部分功能在不同的物理位置处实现。
计算机可读介质包括非暂时性计算机存储介质和通信介质二者,通信介质包括促进计算机程序从一个地方到另一个地方的传送的任何介质。非暂时性存储介质可以是能够由通用计算机或专用计算机访问的任何可用介质。通过举例而非限制的方式,非暂时性计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、闪速存储器、压缩光盘(CD)ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能够用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码单元以及能够由通用或专用计算机、或通用或专用处理器访问的任何其它非暂时性介质。此外,任何连接适当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL) 或比如红外线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送的,则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或比如红外线、无线电和微波之类的无线技术被包括在介质的定义内。如本文中所使用的,磁盘和光盘包括CD、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中,磁盘通常磁性地复制数据,而光盘则利用激光来光学地复制数据。上文的组合还被包括在计算机可读介质的范围内。
如本文中所使用的(包括在权利要求中),如在项目列表(例如,以短语(比如“中的至少一个”或“中的一个或多个”)结束的项目列表)中所使用的“或”指示包容性列表,使得例如A、B或C中的至少一个的列表意指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即A和B和C)。此外,如本文中所使用的,短语“基于”不应当解释为对封闭的条件集合的引用。例如,在不脱离本公开内容的范围的情况下,被描述为“基于条件A”的示例性步骤可以基于条件A和条件B两者。换句话说,如本文中所使用的,短语“基于”应当以与解释短语“至少部分地基于”相同的方式来解释。
在附图中,相似的组件或特征可以具有相同的附图标记。相同类型的各种组件可以通过在附图标记后跟随破折号和第二标记进行区分,所述第二标记用于在相似组件之间进行区分。如果在说明书中仅使用第一附图标记,则描述适用于具有相同的第一附图标记的相似组件中的任何一个组件,而不考虑第二附图标记或其它后续附图标记。
本文中结合附图所阐述的描述,描述了示例配置,以及不表示可以实现的所有示例或在权利要求的范围内的所有示例。本文中所使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或说明”,而不是“优选的”或者“比其它示例有优势”。出于提供对所描述的技术的理解的目的,具体实施方式包括具体细节。然而,这些技术可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些实例中,公知的结构和设备以框图的形式示出,以便避免使所描述的示例的概念模糊。
本文中的描述是为了使本领域技术人员能够实现或者使用本公开内容而提供的。对本公开内容的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的,以及本文中所定义的通用原理可以在不脱离本公开内容的范围的情况下应用于其它变型。因此,本公开内容不限于本文中所描述的示例和设计,而是要赋予与本文中公开的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (30)

1.一种用于第一毫米波(mmW)设备处的无线通信的方法,包括:
从所述mmW设备的可用天线中识别多个天线子集;
对针对所述多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,所述有效阵列增益值是至少部分地基于通过针对所述多个天线子集中的每个子集的射频(RF)功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;
至少部分地基于所述比较来选择所述多个天线子集中的一个或多个子集;以及
使用所述多个天线子集中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW设备进行通信。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,使用所述一个或多个子集进行通信还包括:
在传输时间间隔(TTI)期间使用所选择的一个或多个子集的第一天线组合。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述第一天线组合包括来自所选择的一个或多个子集的天线中的多个天线。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述TTI在第一子TTI中包括第一天线组合,并且还在第二子TTI期间包括所选择的一个或多个子集的第二天线组合,所述TTI跨越一个或多个符号周期。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,对针对所述多个天线子集中的每个子集的所述有效阵列增益值进行比较还包括:
确定针对所述多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,针对所述多个天线子集中的每个子集的所确定的有效阵列增益值是至少部分地基于与所述第二mmW设备计算的实现的阵列增益的,所述计算的实现的阵列增益是通过与针对所述多个天线子集中的每个子集的天线相对应的射频(RF)功耗进行归一化或恶化的。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,针对所述多个天线子集中的每个子集的所确定的有效阵列增益值是与能量效率确定相关联的。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,选择所述一个或多个子集还包括:
确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集的天线相对应的相移和幅度控制组合。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,与所选择的一个或多个子集中的每个子集的可用天线相对应的所述相移和幅度控制组合重建用于在所述第一mmW设备处的通信的一个或多个信道。
10.根据权利要求9所述的方法,其中:
对所述一个或多个信道的重建是通过酉波束训练码本、准酉波束训练码本、或其组合来辅助的。
11.根据权利要求1所述的方法,还包括:
从所述多个天线子集中选择第一天线子集;
确定与所述第一天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合;
从所述多个天线子集中选择第二天线子集;
确定与所述第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合;以及
确定针对所述第一天线子集和所述第二天线子集的所述有效阵列增益值。
12.根据权利要求11所述的方法,其中:
确定与所述第一天线子集中的可用天线和所述第二天线子集中的可用天线相对应的所述相移和幅度控制组合是至少部分地基于波束训练过程的。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述波束训练过程包括训练与所述第一天线子集中的可用天线和所述第二天线子集中的可用天线相对应的波束。
14.根据权利要求1所述的方法,还包括:
从所述mmW设备的所述可用天线中选择多个天线子集,所述选择是至少部分地基于所述天线子集的期望有效阵列增益的;以及
确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的所述相移和幅度控制组合还包括:
针对所选择的一个或多个子集中的每个子集来执行波束训练过程,其中,波束训练包括与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的训练波束。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,对所选择的一个或多个子集执行所述波束训练还包括:
评估所述训练波束的波束宽度考虑。
17.根据权利要求1所述的方法,其中:
选择所述多个天线子集中的所述一个或多个子集是至少部分地基于所述天线子集的期望有效阵列增益的。
18.根据权利要求1所述的方法,其中,所述mmW设备的所述可用天线包括布置在一个或多个平面阵列或线性阵列中的天线。
19.根据权利要求1所述的方法,其中,所选择的一个或多个子集对应于非均匀、非线性天线阵列。
20.一种用于无线通信的毫米波(mmW)装置,包括:
用于从所述mmW装置的可用天线中识别多个天线子集的单元;
用于对针对所述多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值进行比较的单元,所述有效阵列增益值是至少部分地基于通过针对所述多个天线子集中的每个子集的射频(RF)功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;
用于至少部分地基于所述比较来选择所述多个天线子集中的一个或多个子集的单元;以及
用于使用所述多个天线子集中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW装置进行通信的单元。
21.根据权利要求20所述的装置,其中,用于使用所述一个或多个子集进行通信的单元还包括:
用于在传输时间间隔(TTI)期间使用所选择的一个或多个子集的第一天线组合的单元。
22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述第一天线组合包括来自所选择的一个或多个子集的天线中的多个天线。
23.根据权利要求21所述的装置,其中,所述TTI在第一子TTI中包括第一天线组合,并且还在第二子TTI期间包括所选择的一个或多个子集的第二天线组合,所述TTI跨越一个或多个符号周期。
24.根据权利要求20所述的装置,其中,用于对针对所述多个天线子集中的每个子集的所述有效阵列增益值进行比较的单元还包括:
用于确定针对所述多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值的单元。
25.根据权利要求20所述的装置,其中,用于选择所述一个或多个子集的单元还包括:
用于确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集的天线相对应的相移和幅度控制组合的单元。
26.根据权利要求20所述的装置,还包括:
用于从所述多个天线子集中选择第一天线子集的单元;
用于确定与所述第一天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合的单元;
用于从所述多个天线子集中选择第二天线子集的单元;
用于确定与所述第二天线子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合的单元;以及
用于确定针对所述第一天线子集和所述第二天线子集的所述有效阵列增益值的单元。
27.根据权利要求20所述的装置,还包括:
用于从所述mmW装置的所述可用天线中选择多个天线子集的单元,所述选择是至少部分地基于所述天线子集的期望有效阵列增益的;以及
用于确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的相移和幅度控制组合的单元。
28.根据权利要求27所述的装置,其中,用于确定与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的所述相移和幅度控制组合的单元还包括:
用于针对所选择的一个或多个子集中的每个子集执行波束训练过程的单元,其中,用于执行波束训练的单元还包括:用于训练与所选择的一个或多个子集中的每个子集中的可用天线相对应的波束的单元。
29.一种用于无线通信的毫米波(mmW)装置,包括:
处理器,
与所述处理器进行电子通信的存储器;以及
指令,其被存储在所述存储器中并且由所述处理器可执行以使得所述装置进行以下操作:
从所述mmW装置的可用天线中识别多个天线子集;
对针对所述多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,所述有效阵列增益值是至少部分地基于通过针对所述多个天线子集中的每个子集的射频(RF)功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;
至少部分地基于所述比较来选择所述多个天线子集中的一个或多个子集;以及
使用所述多个天线子集中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW装置进行通信。
30.一种存储用于毫米波(mmW)装置处的无线通信的代码的非暂时性计算机可读介质,所述代码包括由处理器可执行以进行以下操作的指令:
从所述mmW装置的可用天线中识别多个天线子集;
对针对所述多个天线子集中的每个子集的有效阵列增益值进行比较,所述有效阵列增益值是至少部分地基于通过针对所述多个天线子集中的每个子集的射频(RF)功耗进行归一化或恶化的实现的阵列增益的;
至少部分地基于所述比较来选择所述多个天线子集中的一个或多个子集;以及
使用所述多个天线子集中的所选择的一个或多个子集来与第二mmW装置进行通信。
CN201980031452.7A 2018-05-10 2019-03-27 毫米波系统中的动态天线选择 Active CN112106305B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862669823P 2018-05-10 2018-05-10
US62/669,823 2018-05-10
US16/365,289 2019-03-26
US16/365,289 US11770172B2 (en) 2018-05-10 2019-03-26 Dynamic antenna selection in millimeter wave systems
PCT/US2019/024387 WO2019217004A1 (en) 2018-05-10 2019-03-27 Dynamic antenna selection in millimeter wave systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112106305A CN112106305A (zh) 2020-12-18
CN112106305B true CN112106305B (zh) 2022-08-23

Family

ID=68464320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980031452.7A Active CN112106305B (zh) 2018-05-10 2019-03-27 毫米波系统中的动态天线选择

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11770172B2 (zh)
EP (1) EP3791482B1 (zh)
CN (1) CN112106305B (zh)
WO (1) WO2019217004A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2586645A (en) * 2019-08-30 2021-03-03 Bluwireless Tech Ltd Wireless communication to a vehicle
CN113541755B (zh) * 2020-04-17 2023-06-16 华为技术有限公司 天线选择方法及相关设备
US11963201B2 (en) * 2020-04-28 2024-04-16 Qualcomm Incorporated User equipment antenna subarray selection dependent beam switching capability reporting
KR20220000757A (ko) * 2020-06-26 2022-01-04 삼성전자주식회사 차량에 탑재된 안테나 디바이스 및 안테나 디바이스의 스위칭 방법
US20220053353A1 (en) * 2020-08-14 2022-02-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for measurement and reporting for multi-beam operations

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105191378A (zh) * 2013-03-07 2015-12-23 株式会社Ntt都科摩 无线基站、用户终端、无线通信系统以及无线通信方法
CN106465027A (zh) * 2014-05-13 2017-02-22 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于边缘衰落幅度平移的装置和方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7248845B2 (en) * 2004-07-09 2007-07-24 Kyocera Wireless Corp. Variable-loss transmitter and method of operation
US7583939B2 (en) * 2006-08-22 2009-09-01 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and system for antenna selection in wireless networks
US8626104B2 (en) * 2006-09-28 2014-01-07 Apple Inc. Generalized codebook design method for limited feedback systems
US7978784B2 (en) * 2007-04-20 2011-07-12 Marvell International Ltd. Antenna selection and training using a spatial spreading matrix for use in a wireless MIMO communication system
US8331297B2 (en) * 2007-12-10 2012-12-11 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and system for generating antenna selection signals in wireless networks
US8095162B2 (en) * 2009-05-07 2012-01-10 Broadcom Corporation Control device for allocating resources to communication devices that use differing protocols and methods for use therewith
US8140024B2 (en) * 2009-06-29 2012-03-20 Nec Laboratories America, Inc. Fast convergence to optimal beam patterns
WO2012071622A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Adelaide Research & Innovation Pty Ltd Element for the amplification of a light and method of making the same
US9184815B2 (en) * 2011-04-28 2015-11-10 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems, methods, and media for selecting antennas and beamformers
US8502733B1 (en) * 2012-02-10 2013-08-06 CBF Networks, Inc. Transmit co-channel spectrum sharing
US9166301B2 (en) * 2012-02-13 2015-10-20 AMI Research & Development, LLC Travelling wave antenna feed structures
KR101791270B1 (ko) * 2012-05-14 2017-11-20 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서 공동으로 신호를 송수신하는 통신 방법 및 장치
EP2870801B1 (en) * 2012-07-06 2021-03-10 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) A transmitter for transmitting discovery signals, a receiver and methods therein
CN102811079B (zh) * 2012-08-08 2015-09-09 华为技术有限公司 一种实现多天线发射的方法和终端
US9112589B2 (en) * 2013-02-26 2015-08-18 Invertix Corporation Adaptive mode optimizer and mode shifter
US9715609B1 (en) * 2013-03-11 2017-07-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Systems, apparatuses and methods for beamforming RFID tags
KR102202935B1 (ko) 2013-06-21 2021-01-14 삼성전자 주식회사 대규모 다중 안테나 무선통신 시스템에서 에너지 효율적인 신호 전송 방법 및 장치
US9379789B2 (en) 2013-07-03 2016-06-28 Qualcomm Incorporated Antenna selection adjustment
EP2869476A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-06 Alcatel Lucent Transmitter Method For Multiple Antenna Systems, Transmitter Apparatus And Network Node Thereof
US9872296B2 (en) 2015-01-06 2018-01-16 Qualcomm Incorporated Techniques for beam shaping at a millimeter wave base station and a wireless device and fast antenna subarray selection at a wireless device
AU2016259974A1 (en) * 2015-05-14 2017-11-30 The University Of Sydney Optimized non-uniform linear antenna arrays
US20180138951A1 (en) * 2015-06-30 2018-05-17 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Antenna selection for massive mimo systems related application
US9473181B1 (en) * 2015-12-10 2016-10-18 International Business Machines Corporation Digital combiner for phased-array RF receivers
JP7059935B2 (ja) * 2016-10-28 2022-04-26 日本電気株式会社 無線通信機、制御方法及びプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105191378A (zh) * 2013-03-07 2015-12-23 株式会社Ntt都科摩 无线基站、用户终端、无线通信系统以及无线通信方法
CN106465027A (zh) * 2014-05-13 2017-02-22 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于边缘衰落幅度平移的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3791482A1 (en) 2021-03-17
EP3791482B1 (en) 2022-03-09
US11770172B2 (en) 2023-09-26
US20190349058A1 (en) 2019-11-14
WO2019217004A1 (en) 2019-11-14
CN112106305A (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113366881B (zh) 混合信道状态反馈
CN112585901A (zh) 用于多平面上行链路传输的探测参考信号资源配置
CN112042129B (zh) 指示在无线通信系统中的能量约束和热约束的方法和装置
CN112236960B (zh) 用于多传输配置指示符状态传输的确认设计
CN111937322B (zh) 物理上行链路控制信道可靠性增强
CN112106305B (zh) 毫米波系统中的动态天线选择
CN114375551B (zh) Sinr测量的时域行为与qcl关系
CN112425087A (zh) 用于eirp约束的传输的csi报告到基站的传输
CN113748696A (zh) 信道带宽属性每频带用户设备能力报告
CN111226469A (zh) 无线系统中的上行链路功率控制
CN113196685B (zh) 多层波束成形通信中测量报告反馈的系数确定
CN113348632A (zh) 用于经波束成形无线通信的频率子带中的交错同步信号块
WO2021007833A1 (en) Beamforming determination for iab system with full duplex
CN111316712B (zh) 基于用于传输的功率配置的双工模式
CN113454923A (zh) 用于波束组合码本的部分带宽反馈
CN110999422A (zh) 基于规程的上行链路功率控制
CN113170354A (zh) 用于初始控制资源集合的传输配置指示状态排序
WO2020164108A1 (en) Coefficient indication for channel state information
CN113924744A (zh) 基于设备反馈来确定发射预编码矩阵指示符
CN113169773A (zh) 用于信道状态信息增强的基子集反馈
CN113678543A (zh) 较高调制阶数基带能力的信令
CN115053486A (zh) 在无线通信中跟踪参考信号技术
CN111108714B (zh) 使用控制资源假设的信道状态信息计算
CN116137945A (zh) 用于声明默认操作频率的技术
CN112088517B (zh) 一种无线通信方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant