DE102020211437A1

DE102020211437A1 - Strahlsuche mit niedriger latenz und dynamische strahlformung

Info

Publication number: DE102020211437A1
Application number: DE102020211437.4A
Authority: DE
Inventors: Galib A. Mohiuddin; Johnson O. Sebeni
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2021-03-18
Also published as: CN112491452A; US20210083750A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung einer Offline-Strahlsuche. Die Verfahren schließen das Empfangen eines Hochfrequenzsignals, das ein Referenzsignal umfasst, ein, wobei das Referenzsignal einem Senderstrahl entspricht, ebenso das Projizieren des Referenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und das Speichern der projizierten Signale und das Durchführen einer Strahlsuche zum Identifizieren eines Empfängerstrahls für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.

Description

STAND DER TECHNIK
Eine Benutzerausrüstung (User Equipment, UE) kann eine Verbindung zu mindestens einem von mehreren verschiedenen Netzwerken oder Netzwerktypen herstellen. In einigen Netzwerken kann eine Signalisierung zwischen der UE und einer Basisstation des Netzwerks über das Millimeterwellenspektrum (mmWave) erfolgen. Eine Signalisierung über das mmWave-Spektrum kann durch Strahlformung erreicht werden, bei der es sich um eine Antennentechnik handelt, die zum Senden oder Empfangen eines gerichteten Signals verwendet wird. Sendeseitig kann die Strahlformung die Ausbreitung eines gerichteten Signals einschließen. Ein strahlgeformtes Signal kann als Senderstrahl bezeichnet werden. Empfangsseitig kann die Strahlformung das Konfigurieren eines Empfängers zum Abhören in einer Richtung von Interesse einschließen. Der Raumbereich, den der Empfänger beim Abhören in einer interessierenden Richtung umschließt, kann als Empfängerstrahl bezeichnet werden.
Das Herstellen und/oder Aufrechterhalten einer Kommunikationsverbindung zwischen der UE und dem Netzwerk über das mmWave-Spektrum kann einen Prozess einschließen, der als Strahlverwaltung bezeichnet wird. Die Strahlverwaltung kann sich auf verschiedene Vorgänge beziehen, die sowohl auf der Netzwerkseite als auch auf der UE-Seite durchgeführt werden, die einen Senderstrahl und einen Empfängerstrahl ausrichten sollen. Der Senderstrahl und der Empfängerstrahl bilden bei Ausrichtung ein Strahlpaar, das für eine Datenübertragung genutzt werden kann.
Für Downlink-Kommunikationen kann die Strahlverwaltung auf der UE-Seite das Auswählen eines Empfängerstrahls einschließen, der adäquat auf einen bestimmten Senderstrahl ausgerichtet ist. Die Auswahl kann auf Messdaten basieren, die von der UE gesammelt werden. Zum Beispiel können einige herkömmliche Strahlverwaltungstechniken einschließen, dass das Netzwerk häufig Referenzsignale sendet und die UE ihren Empfängerstrahl auf der Grundlage von Messdaten, die den Referenzsignalen entsprechen, anpasst. Dies fügt jedoch Signalisierungsaufwand hinzu und erhöht die Anzahl von Operationen, die von der UE während der Strahlverwaltung ausgeführt werden. Dies erhöht folglich die mit der Strahlverwaltung verbundenen Leistungskosten und begrenzt die für die Downlink-Datenübertragung zur Verfügung stehende Zeit.
Andere herkömmliche Strahlverwaltungsmechanismen können bestimmte Messmöglichkeiten nutzen. Messmöglichkeiten sind jedoch nur für begrenzte Zeitspannen ausgelegt. Infolgedessen kann nur eine Teilmenge potentieller Empfängerstrahlen ausgewertet und zur Auswahl herangezogen werden. Um die zeitlich begrenzten Messmöglichkeiten zu kompensieren, verwenden herkömmliche Strahlverwaltungsmechanismen ferner breitere Empfängerstrahlen. Breitere Empfängerstrahlen liefern jedoch pessimistische Messdaten und führen zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Kommunikationsverbindung. Dementsprechend sind herkömmliche Strahlverwaltungsmechanismen zur Empfängerstrahlauswahl ineffizient und/oder bieten keine optimale Leistung.
KURZDARSTELLUNG
Einige beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren, das durch eine Benutzerausrüstung (UE) ausgeführt wird. Das Verfahren schließt das Empfangen eines Hochfrequenzsignals, das ein Referenzsignal umfasst, ein, wobei das Hochfrequenzsignal einem Senderstrahl entspricht, ebenso das Projizieren des Hochfrequenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und das Speichern der projizierten Signale und das Durchführen einer Strahlsuche zum Identifizieren eines Empfängerstrahls für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Benutzerausrüstung (UE), die eine Vielzahl von Antennen, die konfiguriert sind, um ein Hochfrequenzsignal zu empfangen, das ein Referenzsignal umfasst und einem Senderstrahl entspricht, und eine Vielzahl von Empfangsketten einschließt, wobei eine Anzahl von Empfangsketten kleiner als eine Anzahl von Antennen ist. Die UE schließt auch einen Basisbandprozessor ein, der konfiguriert ist, um Operationen auszuführen. Die Operationen schließen das Empfangen des Hochfrequenzsignals, das Projizieren des Hochfrequenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und das Speichern der projizierten Signale und das Durchführen einer Strahlsuche zum Identifizieren eines Empfängerstrahls für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale ein, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.
Noch andere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf einen Basisbandprozessor, der konfiguriert ist, um Operationen auszuführen. Die Operationen schließen das Empfangen eines Hochfrequenzsignals, das ein Referenzsignal umfasst, wobei das Referenzsignal einem Senderstrahl entspricht, das Projizieren des Referenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und das Speichern der projizierten Signale und das Durchführen einer Strahlsuche zum Identifizieren eines Empfängerstrahls für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale ein, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.
Figurenliste

1A zeigt ein Beispiel von drei Antennenmodulen und deren zugehörige Strahlungsmuster.
1B zeigt ein Beispiel der Richtungen, in die ein Antennenmodul einen Senderstrahl propagieren kann.
1C zeigt Beispiele verschiedener Empfängerstrahlkonfigurationen.
1D zeigt ein Beispiel einer Teilmenge von Empfängerstrahlen, die in einem beispielhaften Codebuch enthalten sein können.
2 zeigt eine beispielhafte Netzwerkanordnung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen.
3 zeigt eine beispielhafte UE gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen.
4 zeigt ein beispielhaftes Empfängerstrahlauswahlverfahren gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen.
5 zeigt eine beispielhafte Anordnung einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen.
6 zeigt ein Beispiel der Konfiguration des Ankunftswinkels (Angle of Arrival, AoA) für einen Empfängerstrahl, der auf der Grundlage des Codebuchs ausgewählt wurde, und ein Beispiel der Konfiguration des AoA für einen dynamischen Empfängerstrahl.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die beispielhaften Ausführungsformen können unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die zugehörigen angehängten Zeichnungen weiter verstanden werden, wobei gleiche Elemente mit denselben Bezugsziffern bereitgestellt werden. Die beispielhaften Ausführungsformen beschreiben eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zum Verbessern der Strahlverwaltung an einer Empfangsvorrichtung durch Implementieren von Mechanismen für eine Empfängerstrahlsuche mit niedriger Latenz und dynamischer Strahlformung.
Strahlformung ist eine Antennentechnik, die zum Senden oder Empfangen eines Richtsignals verwendet wird. Aus der Perspektive einer Sendevorrichtung kann sich Strahlformung auf die Ausbreitung eines Richtsignals beziehen. Im Verlauf dieser Beschreibung kann ein strahlgeformtes Signal als Senderstrahl bezeichnet werden. Ein Senderstrahl kann erzeugt werden, indem eine Vielzahl von Antennenelementen dasselbe Signal abstrahlen. Eine Erhöhung der Anzahl der Antennenelemente, die das Signal aussenden, verringert die Breite des Strahlungsmusters und erhöht die Verstärkung. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 1A und 1B beschrieben, kann ein Senderstrahl in der Breite variieren und sich in einer beliebigen von einer Vielzahl von Richtungen ausbreiten.
Aus der Perspektive einer Empfangsvorrichtung kann sich Strahlformung auf das Abstimmen eines Empfängers zum Abhören einer Richtung von Interesse beziehen. Im Verlauf dieser Beschreibung kann der räumliche Bereich, der von dem Empfänger, der in der Richtung von Interesse abhört, umfasst wird, als Empfängerstrahl bezeichnet werden. Der Empfängerstrahl kann durch Konfigurieren der Parameter eines Raumfilters auf einem Empfänger-Antennenarray zum Abhören in einer Richtung von Interesse und zum Herausfiltern jeglichen Rauschens von außerhalb der Richtung von Interesse erzeugt werden. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 1C beschrieben, kann ein Empfängerstrahl auch in der Breite variieren und in eine beliebige einer Vielzahl von verschiedenen Richtungen von Interesse gerichtet werden.
Die beispielhaften Ausführungsformen werden in Bezug darauf beschrieben, dass die Empfängervorrichtung eine Benutzerausrüstung (UE) ist. Die Verwendung einer UE wird jedoch lediglich zum Zweck der Veranschaulichung bereitgestellt. Die beispielhaften Ausführungsformen können mit jeder elektronischen Komponente verwendet werden, die mit der Hardware, Software und/oder Firmware zur Durchführung der Strahlformung konfiguriert ist. Deshalb wird die hierin beschriebene UE verwendet, um eine beliebige elektronische Komponente darzustellen, die eine Strahlformung durchführen kann.
Die beispielhaften Ausführungsformen werden auch in Bezug darauf beschrieben, dass die Sendevorrichtung ein Node B der nächsten Generation (gNB) eines 5G New Radio-Netzwerks (5G-NR-Netzwerk) ist. Die UE und das 5G-NR-Netzwerk können über den gNB über das Millimeterwellenspektrum (mmWave) kommunizieren. Das mmWave-Spektrum umfasst Frequenzbänder, die jeweils eine Wellenlänge von 1-10 Millimetern aufweisen. Die mmWave-Frequenzbänder können zwischen etwa 10 Gigahertz (GHz) und 300 GHz liegen. Jedoch wird die Verwendung des gNB, des 5G-NR-Netzwerks und mmWave-Spektrums lediglich zum Zweck der Veranschaulichung bereitgestellt. Die beispielhaften Ausführungsformen können auf beliebige Vorrichtungen angewendet werden, die konfiguriert sind, um einen Senderstrahl zu senden und/oder einen Empfängerstrahl zu verwenden, um einen Senderstrahl zu empfangen.
Das Herstellen und/oder Aufrechterhalten einer Kommunikationsverbindung über das mmWave-Spektrum kann einen Prozess einschließen, der als Strahlverwaltung bezeichnet wird. Die Strahlverwaltung wird durchgeführt, um einen Senderstrahl und einen Empfängerstrahl so auszurichten, dass ein Strahlpaar gebildet wird, das für eine Datenübertragung verwendet werden kann. Die Leistung des Strahlpaars kann mit der Genauigkeit der Ausrichtung zwischen dem Senderstrahl und dem Empfängerstrahl korrelieren. Durch jeden einer Vielfalt von verschiedenen Faktoren kann das Strahlpaar falsch ausgerichtet werden. Infolgedessen kann sich die Leistung der Kommunikationsverbindung verschlechtern.
Der Begriff Strahlverwaltung kann verschiedene Mechanismen und Operationen umfassen, die sowohl auf der UE-Seite als auch auf der Netzwerkseite ausgeführt werden können. Strahlverwaltungsmechanismen können in verschiedenen Arten von Szenarien verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Einrichten eines Strahlpaars, einer Übergabe von einer ersten Basisstation zu einer zweiten Basisstation, Übergehen zwischen Betriebszuständen (z. B. Leerlauf-zu-Verbindungs-Modus), Verlassen eines Schlafmodus, der mit einem verbundenen diskontinuierlichen Empfangszyklus (C-DRX-Zyklus) verwendet wird, Einstellen eines Empfangsstrahls relativ zu einem Senderstrahl basierend auf Messdaten usw. Da sich die Strahlverwaltung auf das Ausrichten eines Senderstrahls und eines Empfängerstrahls bezieht, können Strahlverwaltungsmechanismen verwendet werden, wenn die UE oder das Netzwerk bestimmen, dass ein Strahlpaar für eine Datenübertragung verwendet werden soll, oder als Reaktion auf eine Angabe, dass die Leistung eines aktuell konfigurierten Strahlpaars unzureichend ist. Jedoch wird jede Bezugnahme auf einen Senderstrahl, einen Empfängerstrahl oder eine Strahlverwaltung lediglich zum Zweck der Veranschaulichung bereitgestellt. Verschiedene Netzwerke und/oder Entitäten können unter verschiedenen Namen auf ähnliche Konzepte Bezug nehmen.
Für Downlink-Kommunikationen kann die Strahlverwaltung auf der UE-Seite das Auswählen eines angemessenen Empfängerstrahls für einen bestimmten Senderstrahl einschließen. Diese Auswahl kann teilweise auf einem Codebuch basieren. Im Verlauf dieser Beschreibung nimmt ein Codebuch im Allgemeinen Bezug auf einen vorbestimmten Satz von Empfängerstrahlen. Jeder Empfängerstrahl, der in dem Codebuch enthalten ist, kann einer anderen Richtung von Interesse entsprechen. Während des Betriebs kann die UE das Codebuch referenzieren, wenn ein Empfängerstrahl ausgewählt wird, der auf einen bestimmten Senderstrahl ausgerichtet werden soll. Ein Beispiel eines Abschnitts eines Codebuchs wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1D beschrieben. Die Bezugnahme auf ein Codebuch wird jedoch lediglich zum Zweck der Veranschaulichung bereitgestellt. Verschiedene Netzwerke und/oder Entitäten können sich unter einem anderen Namen auf ein ähnliches Konzept beziehen.
Die beispielhaften Ausführungsformen werden in Bezug auf eine Ausführung einer Offline-Operation beschrieben. Im Verlauf dieser Beschreibung bezieht sich „offline“ auf das Durchführen einer Strahlsuche oder Strahlformung aus Strahlmessungen auf der Grundlage von einem oder mehreren projizierten empfangenen Signalen, ohne dass die UE ihren Strahlformer für jeden Strahl in dem Codebuch in Echtzeit abstimmt. Während der Offline-Strahlsuche oder -Strahlformung kann die UE alle normalen Prozesse ausführen, einschließlich Datenempfang, Abstimmen auf ein anderes Frequenzband, Ausschalten von HF-KOMPONENTEN, Eintreten in einen Stromsparmodus usw. Um ein Beispiel bereitzustellen: eine Offline-Empfängerstrahlsuche nach einem bestimmten Senderstrahl und einer bestimmten Trägerfrequenz kann auftreten, wenn ein Codebuch ausgewertet wird, um einen geeigneten Empfängerstrahl für einen bestimmten Senderstrahl auszuwählen, während die UE nicht die Frequenz abhört, über die der bestimmte Senderstrahl empfangen wurde. Dementsprechend ermöglicht, wie nachstehend ausführlicher gezeigt wird, die Offline-Empfängerstrahlsuche der UE, potenzielle Empfängerstrahlen während verschiedener Arten von Szenarien auszuwerten, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, während einer Datenübertragung, wenn sie in einem Ruhezustand betrieben wird, wenn ein Ruhemodus eines C-DRX-Zyklus verwendet wird usw. Dieses Beispiel wird jedoch lediglich zum Zweck der Veranschaulichung bereitgestellt und soll den Begriff „offline“ nicht auf einen bestimmten Vorgang oder ein bestimmtes Szenario beschränken.
Die beispielhaften Ausführungsformen beziehen sich auf das Verbessern der Empfängerstrahlauswahl durch Implementieren eines Empfängerstrahlsuchprozesses mit niedriger Latenz. In einem ersten Gesichtspunkt beziehen sich die beispielhaften Ausführungsformen auf das Durchführen einer Empfängerstrahlsuche unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Messungen. Zum Beispiel kann die UE ein empfangenes Signal auf einen vorbestimmten orthogonalen Signalraum projizieren und dann das projizierte Signal für nachfolgende Vorgänge speichern. In einem zweiten Gesichtspunkt beziehen sich die beispielhaften Ausführungsformen auf das Verwenden des gespeicherten projizierten Signals, um eine Offline-Empfängerstrahlsuche in einem oder mehreren Codebüchern durchzuführen. Im Vergleich zu herkömmlichen Strahlverwaltungsmechanismen ermöglicht die Offline-Empfängerstrahlsuche der UE, ein Codebuch adäquat auszuwerten, ohne die Downlink-Datenübertragung zu unterbrechen. In einem dritten Gesichtspunkt beziehen sich die beispielhaften Ausführungsformen darauf, dass die UE eine dynamische Strahlformung auf der Grundlage des projizierten Signals durchführt. Die dynamische Strahlformung kann ein Strahlpaar einrichten, das genauer ausgerichtet ist und somit die Leistung der Kommunikationsverbindung erhöht. Jeder Gesichtspunkt dieses beispielhaften Empfängerstrahlsuchprozesses mit niedriger Latenz kann in Verbindung mit anderen aktuell implementierten Strahlverwaltungsmechanismen, zukünftigen Implementierungen von Strahlverwaltungsmechanismen oder unabhängig von anderen Strahlverwaltungsmechanismen verwendet werden.
1A zeigt ein Beispiel von drei Antennenmodulen 5, 10, 15 und deren zugehörige Strahlungsmustern 7, 13, 20. Wie vorstehend erwähnt, verringert eine Erhöhung der Anzahl der Antennenelemente, die das Signal aussenden, die Breite des Strahlungsmusters und erhöht die Verstärkung. Das Antennenmodul 5 schließt ein einzelnes Antennenelement 6 ein und erzeugt das beispielhafte Strahlungsmuster 7. Das Antennenmodul 10 schließt zwei Antennenelemente 11, 12 ein und erzeugt das beispielhafte Strahlungsmuster 13. Das Antennenmodul 15 schließt vier Antennenelemente 16-19 ein und erzeugt das beispielhafte Strahlungsmuster 20. Ein Vergleich der Strahlungsmuster 7, 13, 20 veranschaulicht die Auswirkungen, welche die Anzahl der Antennenelemente auf die Geometrie des Strahlungsmusters hat. In diesem Beispiel weist z. B. das Antennenmodul 5 den breitesten Strahl auf, da das Antennenmodul 5 die geringste Anzahl von Antennenelementen (z. B. eines) aufweist. Dagegen ist das Antennenmodul 15 in der Lage das schmalste Strahlungsmuster zu erzeugen und die größte Verstärkung bereitzustellen, da es mit mehr Antennenelementen als die Antennenmodule 5, 10 ausgestattet ist. Die vorstehenden Beispiele gehen davon aus, dass sich jedes Antennenelement phasengleich in einer Größe propagiert.
Ein Senderstrahl kann sich in einer beliebigen einer Vielzahl von verschiedenen Richtungen ausbreiten. Die Richtung, in die ein Senderstrahl propagiert wird, kann auf Grundlage der Phase und/oder der Größe des Signals erfolgen, das jedem Antennenelement des Antennenmoduls bereitgestellt wird. Somit kann das Antennenmodul einen bestimmten Bereich mit einer Vielzahl von Senderstrahlen abdecken, die sich jeweils in eine andere Richtung ausbreiten, indem die Phase und/oder die Größe des jedem Antennenelement für jeden Strahl bereitgestellten Signals angemessen gewichtet wird.
1B zeigt ein Beispiel für die Richtungen, in die ein Antennenmodul 25 einen Senderstrahl propagieren kann. Das Antennenmodul 25 befindet sich in der Mitte des sphärischen Koordinatensystems 30 und stellt einen Sendepunkt dar. Die Punkte 26, 27, 28 auf dem sphärischen Koordinatensystem 30 stellen jeweils einen anderen Empfangspunkt dar. Zu einem ersten Zeitpunkt breitet das Antennenmodul 30 den Senderstrahl 41 in Richtung des Zugangspunktes 26 aus. Zu einem zweiten Zeitpunkt breitet das Antennenmodul 30 den Senderstrahl 42 in Richtung des Zugangspunktes 27 aus. Zu einem dritten Zeitpunkt breitet das Antennenmodul 30 den Senderstrahl 43 in Richtung des Zugangspunktes 28 aus. Somit kann das Antennenmodul 30 die Senderstrahlen 41, 42, 43 von dem gleichen Übertragungspunkt an die Zugangspunkte 26, 27, 28 liefern, obwohl die Zugangspunkte 26, 27, 28 jeweils in unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Richtungen in Bezug auf das Antennenelement 30 liegen. Die vorstehenden Beispiele werden lediglich zu veranschaulichenden Zwecken bereitgestellt. Ein Antennenmodul kann eine beliebige geeignete Anzahl von Antennenelementen enthalten, und ein Senderstrahl kann sich in jede Richtung ausbreiten.
1C zeigt Beispiele verschiedener Empfängerstrahlkonfigurationen. Wie vorstehend erwähnt, kann ein Empfängerstrahl durch Konfigurieren der Parameter eines Raumfilters auf einem Empfängerantennenarray erzeugt werden, um nach eingehenden Signalen aus der Richtung von Interesse abzuhören. Der Empfängerstrahl kann ebenso wie der Senderstrahl in der Breite variieren und in jede Richtung gerichtet sein.
In 1C sind zwei Szenarien 50, 60 dargestellt. Szenario 50 zeigt einen Zugangspunkt 55 und drei Empfängerstrahlen 56, 57, 58. Jeder der Empfängerstrahlen 56, 57, 58 tritt zu einem anderen Zeitpunkt auf. Zum Beispiel kann zu einem ersten Zeitpunkt der Zugangspunkt 55 seinen Empfänger abstimmen, um Empfängerstrahl 56 zu erzeugen. Breite und Winkel des Empfängerstrahls 56 können auf den Parametern des Raumfilters basieren. Unter Verwendung des Empfängerstrahls 56 kann der Zugangspunkt 55 Signale empfangen, die aus dieser ersten Richtung von Interesse eintreffen. Anschließend kann zu einem zweiten Zeitpunkt der Zugangspunkt 55 seinen Empfänger abstimmen, um Empfängerstrahl 57 zu erzeugen. Während das Szenario 50 zeigt, dass die Empfängerstrahlen 56 und 57 im Allgemeinen die gleiche Breite aufweisen, unterscheidet sich der Winkel des Empfängerstrahls 57 von dem Winkel des Empfängerstrahls 56. Somit empfängt der Zugangspunkt 55 mit dem Empfängerstrahl 57 aus dieser zweiten interessierenden Richtung eingehende Signale. Zu einem dritten Zeitpunkt kann der Zugangspunkt 55 seinen Empfänger abstimmen, um Empfängerstrahl 58 zu erzeugen. Während das Szenario 50 zeigt, dass die Empfängerstrahlen 56, 57, 58 im Allgemeinen die gleiche Breite aufweisen, unterscheidet sich der Winkel des Empfängerstrahls 58 von dem Winkel des Empfängerstrahls 56 und des Empfängerstrahls 57. Somit empfängt der Zugangspunkt 55 mit dem Empfängerstrahl 58 aus dieser dritten interessierenden Richtung eingehende Signale.
Die Leistungsübertragungsbilanz eines Strahlpaars (z. B. Senderstrahl und Empfängerstrahl) kann mit der Ausrichtung und der Breite des Strahlpaars korrelieren.
Am Zugangspunkt 55 kann die Strahlverwaltung die Verwendung einer Vielzahl von Empfängerstrahlen unterschiedlicher Breite einschließen. Zum Beispiel können zunächst die Empfängerstrahlen 56, 57, 58 verwendet werden. Auf der Grundlage von Messdaten kann einer der Empfängerstrahlen 56, 57, 58 ausgewählt werden. Anschließend kann der Zugangspunkt 55 eine Vielzahl von schmaleren Empfängerstrahlen in der allgemeinen Winkelrichtung des ausgewählten der Empfängerstrahlen 56, 57, 58 verwenden. Somit kann der Zugangspunkt 55 zunächst breitere Strahlen verwenden, um nach eingehenden Signalen von einem Sendepunkt (nicht abgebildet) zu suchen. Wenn eine Angabe der Richtung des Sendepunkts identifiziert wird, kann der Zugangspunkt 55 dann eine Vielzahl von schmaleren Strahlen verwenden, um eine genauere Ausrichtung mit dem Sendepunkt herzustellen.
Um ein Beispiel bereitzustellen, zeigt Szenario 60 den Zugangspunkt 55, der drei Empfängerstrahlen 61, 62, 63 verwendet, nachdem der Empfängerstrahl 56, der in Szenario 50 dargestellt ist, auf der Grundlage von Messdaten ausgewählt wurde. Wie die Empfängerstrahlen 56, 57, 58, die in Szenario 50 dargestellt sind, treten die Empfängerstrahlen 61, 62, 63, die in Szenario 60 dargestellt sind, jeweils zu einem anderen Zeitpunkt auf. Zum Beispiel kann zu einem vierten Zeitpunkt der Zugangspunkt 55 seinen Empfänger abstimmen, um den Empfängerstrahl 61 zu erzeugen. Zu einem fünften Zeitpunkt kann der Zugangspunkt 55 seinen Empfänger abstimmen, um den Empfängerstrahl 62 zu erzeugen. Zu einem sechsten Zeitpunkt kann der Zugangspunkt 55 seinen Empfänger abstimmen, um den Empfängerstrahl 63 zu erzeugen. Anschließend kann der Zugangspunkt 55 einen der Empfängerstrahlen 61, 62, 63 auswählen, um Signale über einen Senderstrahl zu empfangen.
1D zeigt ein Beispiel einer Teilmenge von Empfängerstrahlen, die in einem beispielhaften Codebuch enthalten sein können. Wie vorstehend erwähnt, kann ein Empfängerstrahl in der Breite variieren und in jede von einer Vielzahl von Richtungen gerichtet sein. In diesem Beispiel sind neun Empfängerstrahlen 80-88 dargestellt. Jeder einzelne Empfängerstrahl weist etwa die gleiche Breite auf und ist relativ zu einem Zugangspunkt in eine andere interessierende Richtung gerichtet.
Wenn die Empfängerstrahlen 80-88 mit den übrigen Empfängerstrahlen in dem Codebuch (nicht abgebildet) kombiniert werden, würde der kumulative Satz von Empfängerstrahlen im Allgemeinen den sphärischen Raum abdecken, der den Zugangspunkt umgibt. Um diese Konfiguration zu veranschaulichen, sind die neun Empfängerstrahlen 80-88 in einem Graph dargestellt, wobei die y-Achse 72 die Elevationsgrade relativ zum Zugangspunkt darstellt und die x-Achse 74 den Azimutwinkel (Angle of Azimut, AoA) relativ zum Zugangspunkt darstellt. In diesem Beispiel decken die Empfängerstrahlen 80-88 die Elevationswinkel von etwa -40 Grad bis 20 Grad relativ zum Zugangspunkt ab und decken den AoA von etwa -150 Grad bis -90 Grad relativ zum Zugangspunkt ab. Dementsprechend ist jeder der Empfängerstrahlen 80-88 so dargestellt, dass er etwa eine Breite von 22,5 Grad aufweist. Das Darstellen dieses Abschnitts des Codebuchs als Graph dient jedoch nur zu veranschaulichenden Zwecken. Aus der Perspektive der UE kann das Codebuch als ein Satz von Daten in einem beliebigen Format gespeichert werden, der Parameter einschließt, die eine Grundlage für die UE bereitstellen können, um jeden der Empfängerstrahlen 80-88 und die anderen verbleibenden Empfängerstrahlen in dem Codebuch (nicht abgebildet) zu erzeugen.
Um ein Beispiel für die Empfängerstrahlauswahl unter Verwendung eines Codebuchs bereitzustellen, betrachten Sie das folgende beispielhafte Szenario. Zunächst nehmen die UE und die aktuell belegte Basisstation an einem Signalisierungsaustausch teil. Auf der Grundlage des Signalisierungsaustausches kann ein Senderstrahl ausgewählt werden. Somit kann der UE bekannt sein, dass ein Senderstrahl aus einer ungefähren Richtung von Interesse eintrifft. Dementsprechend kann die UE das Codebuch durchsuchen und die vorbestimmten Parameter für einen Empfängerstrahl identifizieren, der mit dem Senderstrahl ausgerichtet sein kann. Die UE kann dann den ausgewählten Empfängerstrahl erzeugen und Messdaten sammeln. Die UE kann diesen Prozess für eine Vielzahl von Empfängerstrahlen wiederholen, indem sie eine Strahlabtastung auf der Grundlage des Codebuchs durchführt, die einen bestimmten räumlichen Bereich abdeckt. Die UE kann dann die Empfängerstrahlen auf der Grundlage der gesammelten Messdaten auswerten und einen Empfängerstrahl aus dem Codebuch auswählen, der sich adäquat mit dem Senderstrahl ausrichtet. Dieses beispielhafte Szenario wird zu veranschaulichenden Zwecken bereitgestellt, die UE kann das Codebuch referenzieren, um einen Empfängerstrahl in jedem geeigneten Szenario zu erzeugen.
Die UE kann mit einem oder mehreren Codebüchern ausgestattet sein. Zum Beispiel kann ein erstes Codebuch einen ersten Satz von Empfängerstrahlen mit einer ersten Breite aufweisen, ein zweites Codebuch kann einen zweiten Satz von Empfängerstrahlen mit einer zweiten Breite aufweisen usw. Um ein Beispiel bereitzustellen, kann das erste Codebuch die Empfängerstrahlen 56-58 einschließen, die in Szenario 50 von 1C gezeigt sind, und das zweite Codebuch kann die Empfängerstrahlen 61-63 einschließen, die in Szenario 60 von 1C gezeigt sind. Ferner können sich, wie in 1D dargestellt, in einigen beispielhaften Konfigurationen die Empfängerstrahlen, die in dem Codebuch enthalten sind, nicht überlappen. In anderen beispielhaften Konfigurationen können sich die Empfängerstrahlen, die in dem Codebuch enthalten sind, überlappen. Die beispielhaften Ausführungsformen sind nicht auf ein Codebuch, das Empfängerstrahlen mit bestimmten Eigenschaften einschließt, beschränkt. Da Empfängerstrahlen in der Breite variieren können und in jede Richtung gerichtet sein können, kann ein Codebuch jede geeignete Anzahl von Empfängerstrahlen in jeder geeigneten Konfiguration enthalten. Dementsprechend gelten die beispielhaften Ausführungsformen für ein Codebuch, das Empfängerstrahlen enthält, die auf einem beliebigen geeigneten Parametersatz basieren.
1A-1D sollen die beispielhaften Ausführungsformen nicht auf bestimmte Strahlformungstechniken beschränken. Stattdessen werden die 1A-1D bereitgestellt, um zu demonstrieren, dass die Strahlformung Senderstrahlen verschiedener Breiten, die sich in jede Richtung ausbreiten können, und Empfängerstrahlen verschiedener Breiten, die in jede Richtung gerichtet sein können, einschließen kann. Die beispielhaften Ausführungsformen können für die Erzeugung eines Senderstrahls und eines Empfängerstrahls in beliebiger geeigneter Weise gelten.
2 zeigt eine beispielhafte Netzwerkanordnung 100 gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen. Die beispielhafte Netzwerkanordnung 100 schließt eine UE 110 ein. Fachleute werden verstehen, dass die UE 110 eine beliebige Art von elektronischer Komponente sein kann, die dazu konfiguriert ist, über ein Netzwerk zu kommunizieren, z. B. Mobiltelefone, Tablet-Computer, Desktopcomputer, Smartphones, Phablets, eingebettete Vorrichtungen, Wearables, Geräte für das Internet der Dinge (IoT) usw. Es sollte sich auch verstehen, dass eine reale Anordnung eine beliebige Anzahl von UE einschließen kann, die von einer beliebigen Anzahl von Benutzern verwendet werden. Somit ist das Beispiel einer einzelnen UE 110 lediglich zu veranschaulichenden Zwecken bereitgestellt.
Die UE 110 kann dazu konfiguriert sein, mit einem oder mehreren Netzwerken zu kommunizieren. In dem Beispiel der Netzwerk-Konfiguration 100 sind die Netzwerke, mit denen die UE 110 drahtlos kommunizieren kann, ein 5G-New Radio-Funkzugangsnetz (5G-NR-RAN) 120, ein LTE-Funkzugangsnetz (LTE-RAN) 122 und ein drahtloses lokales Zugangsnetzwerk (WLAN) 124. Es sei jedoch klargestellt, dass die UE 110 auch mit anderen Arten von Netzwerken kommunizieren kann und die UE 110 auch über eine drahtgebundene Verbindung mit Netzwerken kommunizieren kann. Daher kann die UE 110 einen 5G-NR-Chipsatz zum Kommunizieren mit dem 5G-NR-RAN 120, einen LTE-Chipsatz zum Kommunizieren mit dem LTE-RAN 122 und einen ISM-Chipsatz zum Kommunizieren mit dem WLAN 124 einschließen.
Das 5G-NR-RAN 120 und das LTE-RAN 122 können Abschnitte von Mobilfunknetzen sein, die von Mobilfunkanbietern (z. B. Verizon, AT&T, T-Mobile usw.) eingesetzt werden können. Diese Netzwerke 120, 122 können zum Beispiel Zellen oder Basisstationen (Node Bs, eNodeBs, HeNBs, eNBS, gNBs, gNodeBs, Makrozellen, Mikrozellen, Kleinzellen, Femtozellen usw.) einschließen, die zum Senden und Empfangen konfiguriert sind und Datenverkehr von UEs, die mit dem entsprechenden Mobilfunk-Chipsatz ausgestattet sind, empfangen. Das WLAN 124 kann eine beliebige Art von drahtlosem lokalem Netzwerk (WiFi, Hotspot, IEEE 802.11x-Netzwerke usw.) einschließen.
Das UE 110 kann mit dem 5G-NR-RAN über das gNB 120A verbunden sein. Wie oben erwähnt, beziehen sich die beispielhaften Ausführungsformen auf die mmWave-Funktionalität. Dementsprechend kann der gNB 120A mit der erforderlichen Hardware (z. B. Antennen-Array), Software und/oder Firmware konfiguriert sein, um eine massive Multiple-In-Multiple-Out-Funktionalität (MIMO-Funktionalität) durchzuführen. Massives MIMO kann auf eine Basisstation Bezug nehmen, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Senderstrahlen und eine Vielzahl von Empfängerstrahlen für eine Vielzahl von UEs zu erzeugen. Während des Betriebs kann sich die UE 110 innerhalb der Reichweite einer Vielzahl von gNBs befinden. Somit kann die UE 110 entweder gleichzeitig oder alternativ auch über das gNB 120B mit dem 5G-NR-RAN verbunden sein. Die Bezugnahme auf zwei gNBs 120A, 120B dient lediglich zu Veranschaulichungszwecken. Die beispielhaften Ausführungsformen können für eine angemessene Anzahl von gNBs angewendet werden. Ferner kann die UE 110 mit dem eNB 122A des LTE-RAN 122 kommunizieren, um Steuerinformationen zu übertragen und zu empfangen, die für die Downlink- und/oder Uplink-Synchronisierung in Bezug auf die 5G-NR-RAN 120-Verbindung verwendet werden.
Fachleute werden verstehen, dass jedes Zuordnungsverfahren zum Verbinden der UE 110 mit dem 5G- NR-RAN 120 durchgeführt werden kann. Wie vorstehend erläutert, kann zum Beispiel das 5G-NR-RAN 120 einem bestimmten Mobilfunkanbieter zugeordnet sein, wobei für die UE 110 und/oder dessen Benutzer ein Vertrag und Anmeldeinformationen (z. B. auf einer SIM-Karte gespeichert) bestehen. Nach dem Erkennen des Vorhandenseins des 5G-NR-RAN 120 kann die UE 110 die entsprechenden Anmeldeinformationen für die Zuordnung zu dem 5G-NR-RAN 120 übertragen. Insbesondere kann die UE 110 einer bestimmten Basisstation (z. B. dem gNB 120A des 5G-NR-RAN 120) zugeordnet sein.
Zusätzlich zu den Netzwerken 120, 122 und 124 schließt die Netzwerkanordnung 100 auch ein Mobilfunkkernnetz 130, das Internet 140, ein IMS (IP Multimedia Subsystem) 150 und ein Netzwerkdienste-Backbone 160 ein. Das Mobilfunkkernnetz 130 kann als der miteinander verbundene Satz von Komponenten betrachtet werden, der den Betrieb und Datenverkehr des Mobilfunknetzes verwaltet. Das Mobilfunkkernnetz 130 verwaltet auch den Datenverkehr, der zwischen dem Mobilfunknetz und dem Internet 140 fließt. Das IMS 150 kann allgemein als eine Architektur zum Erbringen von Multimedia-Diensten für die UE 110 unter Verwendung des IP-Protokolls beschrieben werden. Das IMS 150 kann mit dem Mobilfunkkernnetz 130 und dem Internet 140 kommunizieren, um die Multimedia-Dienste für die UE 110 zu erbringen. Das Netzwerkdienste-Backbone 160 ist entweder direkt oder indirekt mit dem Internet 140 und dem Mobilfunkkernnetz 130 in Kommunikation. Der Netzwerkdienste-Backbone 160 kann allgemein als ein Satz von Komponenten (z. B. Server, Netzwerkspeicheranordnungen usw.) beschrieben werden, die eine Reihe von Diensten implementieren, die verwendet werden können, um die Funktionalitäten der UE 110 in Kommunikation mit den verschiedenen Netzwerken zu erweitern.
3 zeigt eine beispielhafte UE 110 gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen. Die UE 110 wird in Bezug auf die Netzwerkanordnung 100 von 2 beschrieben. Die UE 110 kann eine beliebige elektronische Vorrichtung darstellen und einen Prozessor 205, eine Speicheranordnung 210, eine Anzeigevorrichtung 215, eine Eingabe-/Ausgabe-(E/A)-Vorrichtung 220, einen Sendeempfänger 225, ein Antennenpanel 230 und andere Komponenten 235 einschließen. Die anderen Komponenten 235 können zum Beispiel eine Audioeingabevorrichtung, eine Audioausgabevorrichtung, eine Batterie, die eine beschränkte Stromversorgung bereitstellt, eine Datenerfassungsvorrichtung, Anschlüsse für den elektrischen Anschluss der UE 110 an andere elektronische Vorrichtungen usw. einschließen.
Der Prozessor 205 kann konfiguriert sein, um eine Vielzahl von Engines der UE 110 auszuführen. Zum Beispiel können die Engines eine Signalprojektionsengine 235, eine Offline-Strahlsuchengine 240 und eine dynamische Strahlformungsengine 245 einschließen. Die Signalprojektionsengine 235 kann ein empfangenes Signal auf einen vorbestimmten orthogonalen Signalraum projizieren und dann das projizierte Signal für nachfolgende Operationen speichern. Die Offline-Strahlsuchengine 240 kann eine Offline-Suche in einem Codebuch auf der Grundlage des projizierten Signals durchführen. Die dynamische Strahlformungsengine 245 kann, auf der Grundlage des projizierten Signals, dynamisch einen Empfängerstrahl auswählen, der nicht in dem Codebuch enthalten ist.
Dass die vorstehend erwähnten Engines jeweils eine Anwendung (z. B. ein Programm) sind, die von dem Prozessor 205 ausgeführt wird, ist nur beispielhaft. Die den Engines zugeordnete Funktionalität kann auch als eine separat eingebundene Komponente der UE 110 dargestellt werden oder eine modulare Komponente sein, die an die UE 110 gekoppelt ist, z. B. eine integrierte Schaltung mit oder ohne Firmware. Zum Beispiel kann die integrierte Schaltung eine Eingangsschaltlogik zum Empfangen von Signalen und eine Verarbeitungsschaltlogik zum Verarbeiten der Signale und anderen Informationen einschließen. Die Engines können auch als eine Anwendung oder als separate Anwendungen verkörpert werden. Zusätzlich wird bei manchen UEs die für den Prozessor 205 beschriebene Funktionalität auf zwei oder mehr Prozessoren, wie einen Basisbandprozessor und einen Anwendungsprozessor, aufgeteilt. Die beispielhaften Ausführungsformen können in einer beliebigen von diesen oder anderen Konfigurationen eines UEs implementiert sein.
Bei dem Speicher 210 kann es sich um eine Hardware-Komponente handeln, die konfiguriert ist, um Daten in Bezug auf durch die UE 110 durchgeführte Operationen zu speichern. Bei der Anzeigevorrichtung 215 kann es sich um eine Hardware-Komponente handeln, die dazu konfiguriert ist, einem Benutzer Daten zu zeigen, während es sich bei der E/A-Vorrichtung 220 um eine Hardware-Komponente handeln kann, die es dem Benutzer ermöglicht, Eingaben einzugeben. Die Anzeigevorrichtung 215 und die E/A-Vorrichtung 220 können separate Komponenten oder gemeinsam integriert sein, wie beispielsweise ein berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen). Der Sendeempfänger 225 kann eine Hardwarekomponente sein, die konfiguriert ist, um eine Verbindung mit dem 5G-NR-RAN 120, dem LTE-RAN 122, dem WLAN 124 usw. herzustellen. Dementsprechend kann der Sendeempfänger 225 auf einer Vielzahl verschiedenen Frequenzen oder Kanälen (z. B. einem Satz aufeinander folgender Frequenzen) betrieben werden.
Die UE 110 kann konfiguriert sein, um sich in einem von einer Vielzahl von unterschiedlichen Betriebszuständen zu befinden. Ein Betriebszustand kann als RRC-Ruhezustand, ein anderer Betriebszustand als RRC-inaktiver Zustand und ein anderer Betriebszustand als RRC-Verbindungszustand charakterisiert werden. RRC bezieht sich auf die Funkressourcenkontrollprotokolle (RRC-Protokolle). Fachleute werden verstehen, dass die UE 110 und das 5G NR-RAN 120 konfiguriert sein können, um Informationen und/oder Daten auszutauschen, wenn sich die UE 110 im RRC-Verbindungszustand befindet. Der Austausch von Informationen und/oder Daten kann es der UE 110 ermöglichen, Funktionsweisen durchzuführen, die über die Netzwerkverbindung verfügbar sind. Ferner wird der Fachmann verstehen, dass, wenn die UE 110 mit dem 5G-NR-RAN 120 verbunden ist und sich im RRC-Ruhezustand befindet, die UE 110 im Allgemeinen keine Daten mit dem Netzwerk austauscht und der UE 110 innerhalb des Netzwerks keine Funkressourcen zugewiesen werden. Im RRC-inaktiven Zustand behält die UE 110 die RRC-Verbindung bei gleichzeitiger Minimierung der Signalisierung und des Energieverbrauchs bei. Wenn sich die UE 110 in dem RRC-Ruhe- oder dem RRC-inaktiven Zustand befindet, kann die UE 110 jedoch auf Informationen und/oder Daten überwachen, die durch das Netzwerk übertragen werden. In dieser Beschreibung werden diese Begriffe im Allgemeinen verwendet, um Zustände zu beschreiben, in denen sich die UE 110 befinden kann, wenn sie mit irgendeinem Netzwerk verbunden ist und das die Eigenschaften aufweist, die oben für die RRC-Ruhe-, RRC-Verbindungs- und RRC-inaktive Zustände beschrieben sind. Die UE 110 kann so konfiguriert sein, dass Strahlverwaltungsoperationen in jedem RRC-Betriebszustand eingeleitet werden. Wenn sich die UE 110 beispielsweise auf einer Basisstation des entsprechenden Netzwerks in einem RRC-Ruhezustand oder in einem RRC-Inaktiv-Zustand befindet, kann die UE 110 möglicherweise nicht in der Lage sein, Daten von dem Netzwerk zu empfangen. Um die strahlgeformte Kommunikation in der Downlink-Richtung zu empfangenen, kann die UE 110 in den Zustand der RRC-Verbindung übergehen. Dies kann das Einrichten eines Strahlpaars zwischen der UE 110 und der aktuell belegten Basisstation einschließen.
Die UE 110 kann auch konfiguriert sein, um Strahlverwaltungsoperationen zu initiieren, während sie mit einem verbundenen diskontinuierlichen Empfangszyklus (C-DRX-Zyklus) konfiguriert ist. Wenn, zum Beispiel, für eine vorbestimmte Zeitdauer keine Daten empfangen werden, können die UE 110 und der gNB 120A einen C-DRX-Zyklus konfigurieren, um Strom an der UE 110 zu sparen. Während des inaktiven Ruhemodus des C-DRX-Zyklus werden der verfeinerte Senderstrahl und der verfeinerte Empfängerstrahl des Strahlpaars wahrscheinlich falsch ausgerichtet. Dadurch kann die Strahlverwaltung initiiert werden. Dementsprechend können die beispielhaften Strahlverwaltungsmechanismen in diesen Arten von Szenarien implementiert werden. Die vorstehenden Szenarien werden jedoch lediglich zu veranschaulichenden Zwecken bereitgestellt, und die beispielhaften Ausführungsformen sind nicht auf ein bestimmtes Szenario beschränkt. Die beispielhaften Ausführungsformen können in Verbindung mit anderen aktuell implementierten Strahlverwaltungsmechanismen, zukünftigen Implementierungen von Strahlverwaltungsmechanismen oder unabhängig von anderen Strahlverwaltungsmechanismen verwendet werden.
4 zeigt ein beispielhaftes Empfängerstrahlauswahlverfahren 400 gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen. Das beispielhafte Verfahren 400 wird mit Bezug auf die Netzwerkanordnung 100 von 2 und die UE 110 von 3 beschrieben.
Bei 405 wird die Empfängerstrahlauswahl initiiert. Die Empfängerstrahlauswahl ist Teil der Strahlverwaltung, und wie vorstehend angegeben, kann die Strahlverwaltung in einer großen Vielzahl von verschiedenen Szenarien durchgeführt werden. Die Empfängerstrahlauswahl erfordert keine Nutzung des ausgewählten Empfängerstrahls für eine Datenübertragung. In einigen Szenarien kann der Empfängerstrahl in Erwartung eines möglichen Ereignisses ausgewählt werden (z. B. einer Übergabe an eine bestimmte Nachbarzelle, Zellenauswahl, Zellenneuauswahl usw.), aber aus irgendeinem einer Vielzahl von verschiedenen Gründen tritt das Ereignis nicht tatsächlich ein. Dementsprechend kann der ausgewählte Empfängerstrahl nicht für eine nachfolgende Datenübertragung verwendet werden. Das beispielhafte Verfahren 400 kann auf die Empfängerstrahlauswahl angewendet werden, die in jedem Kontext durchgeführt wird, und ist nicht auf ein bestimmtes Szenario beschränkt.
Bei 410 empfängt die UE 110 ein Signal, das verwendet werden soll, um Empfängerstrahlen auszuwerten. Wie nachstehend beschrieben wird, soll das Signal auf einen vorgegebenen Signalraum projiziert und zur weiteren Offline-Verarbeitung gespeichert werden. Die beispielhaften Ausführungsformen werden mit Bezug auf das Signal beschrieben, das einen Synchronisationssignalblock (SSB) oder ein Kanalzustandsinformations-Ressourcensignal (Channel State Information Resource Signal, CSI-RS) einschließt. Bezugnahme auf SSB oder CSI-RS dient jedoch veranschaulichenden Zwecken. Verschiedene Netzwerke und/oder Entitäten können sich unter einem anderen Namen auf ähnliche Konzepte beziehen. Dementsprechend können die beispielhaften Ausführungsformen für das Signal einschließlich jeder Art von Synchronisationssignal (z. B. primäres Synchronisationssignal (PSS), sekundäres Synchronisationssignal (SSS) usw.), Referenzsignal (z. B. Demodulationsreferenzsignal (DMRS), Phasenverfolgungsreferenzsignal (PTRS), Sondierungsreferenzsignal (SRS) usw.), Symbol, Ton, Bit, einer Kombination davon usw. gelten, die verarbeitet und auf den vorbestimmten Signalraum projiziert werden können.
Das Signal bei 410 kann in einem von mehreren verschiedenen Szenarien übertragen werden. Zum Beispiel kann in manchen beispielhaften Ausführungsformen das Signal von der aktuell belegten Basisstation (z. B. gNB 120 A) übertragen werden. In einigen beispielhaften Szenarien kann dies auftreten, weil die UE 110 von dem RRC-Ruhezustand in den RRC-Verbindungszustand übergehen soll, um Downlink-Daten zu empfangen. Dementsprechend kann die aktuell belegte Basisstation ausgelöst werden, um das Signal bei 410 zu Strahlverwaltungszwecken zu senden. In einem anderen beispielhaften Szenario kann die UE 110 mit einem C-DRX-Zyklus konfiguriert werden. Der C-DRX-Zyklus kann bestimmte Messmöglichkeiten einschließen, bei denen geplant ist, dass das Signal zu Strahlverwaltungszwecken übertragen wird. Dementsprechend kann die aktuell belegte Basisstation ausgelöst werden, um das Signal bei 410 während einer geplanten Messmöglichkeit zu übertragen.
In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Signal von einer benachbarten Basisstation (z. B. gNB 120B) übertragen werden. In einem beispielhaften Szenario kann die benachbarte Basisstation konfiguriert sein, das bei 410 empfangene Signal periodisch auszustrahlen. Während des Betriebs kann die UE 110 eine Messlücke verwenden, um nach Signalen zu suchen, die von Nachbarzellen ausgestrahlt werden, und das Signal bei 410 zu empfangen. In einem anderen beispielhaften Szenario kann die UE 110 während einer Messmöglichkeit, die in einem C-DRX-Zyklus enthalten ist, nach Signalen suchen, die von Nachbarzellen ausgestrahlt werden.
Die vorstehend genannten beispielhaften Szenarien sollen die beispielhaften Ausführungsformen nicht darauf beschränken, dass das bei 410 empfangene Signal aus irgendeinem bestimmten Grund von einer bestimmten Basisstation übertragen wird. Während des Betriebs kann die UE 110 ausgelöst werden, um nach Signalen zu suchen, die verwendet werden können, um Empfängerstrahlen auf der Grundlage von verschiedenen Faktoren auszuwerten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eine geplante Messmöglichkeit, eine geplanten Messlücke, eine Angabe, dass eine Übergabe bevorsteht, eine Anzeige, dass sich die Leistung eines Strahlpaars mit einer bedienenden Basisstation verschlechtert, dem Auftreten einer vorbestimmten Bedingung, einem Timer usw. Die beispielhaften Ausführungsformen können eine Empfängerstrahlauswahl anwenden, die in jedem geeigneten Kontext durchgeführt wird.
Bei 415 wird das empfangene Signal auf einen Signalunterraum projiziert und zur weiteren Offline-Verarbeitung gespeichert. Zum Beispiel kann die Signalprojektionsengine 235 das Signal in einem digitalen Format empfangen und dann das Signal zeitlich verteilt auf einen vorbestimmten orthogonalen Signalraum projizieren. Dadurch wird ermöglicht, dass das analoge HF-Signal für die Offline-Strahlsuche rekonstruiert wird. Um ein Beispiel dafür bereitzustellen, wie das empfangene Signal auf den Signalunterraum projiziert werden kann, werden nachstehend eine beispielhafte Anordnung 500 und ein beispielhafter Hochfrequenz-Kanal (HF-Kanal) beschrieben.
5 zeigt eine beispielhafte Anordnung 500 einer Sendevorrichtung 505 und einer Empfangsvorrichtung 550 gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen. Wie nachstehend beschrieben wird, schließt der HF-Kanal zwischen der Sendevorrichtung 505 und der Empfangsvorrichtung 550 die analogen Signale ein, die zwischen den Antennenelementen der Vorrichtungen 505, 550 über die Luft ausgetauscht werden. Auf der Seite der Empfängervorrichtung 550 werden die an jedem Antennenelement empfangenen Signale in digitale Signale umgewandelt und von einer Vielzahl von Empfängerketten (RX) einem Basisbandprozessor bereitgestellt. Wenn jedoch die Anzahl der RX-Ketten kleiner ist als die Anzahl der Antennenelemente an der Empfängervorrichtung 550, kann der Basisbandprozessor nur den geringerdimensionalen RX-Kettenkanal schätzen. Um die Empfängerstrahlsuche offline durchzuführen, kann das analoge Signal von den Antennenelementen verwendet werden. Dementsprechend kann durch Projizieren des von dem Basisbandprozessor empfangenen digitalen Signals auf einen vorbestimmten orthogonalen Signalraum das höherdimensionale analoge Signal rekonstruiert werden.
Die Sendevorrichtung 505 schließt eine erste Senderkette (TX) 507 durch eine Nt-te TX-Kette 509 ein. Die TX-Ketten 507 bis 509 stellen ein Signal an ein analoges Sendestrahlformungsmodul 511 (z. B. Strahlformer) bereit, das mit einem ersten Antennenelement 513 bis Mt-ten Antennenelement 515 gekoppelt ist. Dementsprechend schließt der HF-Kanal zwischen der Sendevorrichtung 505 und der Empfangsvorrichtung 550 Signale ein, die von Mt Antennenelementen übertragen werden.
Die Empfängervorrichtung 550 schließt ein erstes Antennenelement 552 und ein M_r-tes Antennenelement 554 ein. Jedes Antennenelement 552, 554 ist mit verschiedenen analogen Signalverarbeitungskomponenten gekoppelt. In diesem Beispiel ist das Antennenelement 552 mit einem ersten Phasenschieber 556 und einem zweiten Phasenschieber 558 gekoppelt. Das M_r-te Antennenelement ist mit einem dritten Phasenschieber 560 und einem vierten Phasenschieber 562 gekoppelt. Die Ausgabe des ersten Phasenschiebers 556 und des dritten Phasenschiebers 560 wird an einem ersten Mischer 564 kombiniert und die Ausgabe des zweiten Phasenschiebers 558 wird mit der Ausgabe des vierten Phasenschiebers 562 an einem zweiten Mischer 566 kombiniert. Die Ausgabe des ersten Mischers 564 wird einer ersten Empfängerkette (RX) 570 bereitgestellt und die Ausgabe des zweiten Mischers 566 wird einer N-ten RX-Kette 572 bereitgestellt. Die erste RX-Kette 570 und die N-te RX-Kette 572 können verschiedene Signalverarbeitungsoperationen ausführen, wie etwa eine diskrete Fourier-Transformation (DFT), und dann die empfangenen Signale an einen Basisbandprozessor 580 ausgeben.
In diesem Beispiel der Empfängervorrichtung 550 ist die Anzahl der Antennenelemente (M_r) größer als die Anzahl der RX-Ketten (N_r), die in diesem Beispiel als 570 bis 572 dargestellt sind. Da die Anzahl der Antennenelemente größer ist als die Anzahl der RX-Ketten, sinkt die Dimension des empfangenen HF-Signals, wenn es den RX-Ketten 570, 572 bereitgestellt wird. Aufgrund der Art der Signalverarbeitung von analog zu digital kann das analoge Signal von den Antennenelementen nicht gespeichert werden und der Basisbandprozessor 580 kann den RX-Kettenkanal nur schätzen. Dementsprechend stellen die von dem Basisbandprozessor 580 verarbeiteten Informationen möglicherweise den höherdimensionalen HF-Kanal nicht zutreffend dar. Die beispielhaften Ausführungsformen beziehen sich auf das Speichern der Signale, die auf die M_r orthogenalen Unterräume projiziert werden, so dass das HF-Signal für die Offline-Empfängerstrahlsuche rekonstruiert werden kann. Die Anzahl der Strahlen in dem Codebuch ist viel größer als die Anzahl der Antennenelemente M_r. Somit erfordert das herkömmliche Verfahren zum Abtasten und Messen aller Strahlen in dem Codebuch mehr Messungen als die M_r-Signalprojektionen der beispielhaften Ausführungsformen.
Die beispielhaften Ausführungsformen können auf jede Art von HF-Kanalmodus angewendet werden. In dieser Beschreibung sei der Zeitbereichs-HF-Kanal durch H̃ bezeichnet. Gemäß einem Clustered-Delay-Kanalmodell (CDL-Kanalmodell) kann die Zeitbereichs-HF durch die folgende Gleichung dargestellt werden: $\tilde{H} = \sqrt{M_{t} M_{r} / L} \sum_{c = 1}^{C} \sum_{l = 1}^{L} g_{c, l} a_{r} (θ_{c, l}) a_{t}^{H} (\emptyset_{c, l})$
Dabei breitet sich das Signal von den M_t Senderantennenelementen an der Sendevorrichtung 505 über mehrere (L) Pfade und die von M_r Empfängerantennenelementen an der Empfangsvorrichtung 550 empfangenen Signale aus. Ferner stellt C die Anzahl von mehrpfadigen Clustern dar, wobei sich ein Cluster auf einen Satz von Mehrfachpfaden mit engen Ausbreitungsverzögerungen bezieht, L stellt die Anzahl von Mehrfachpfaden pro Cluster dar, wobei sich ein Pfad auf die Route bezieht, über die sich ein Signal ausbreitet, g_c,l stellt die Kanalverstärkung für den L-ten Pfad des c-ten Clusters dar, a_r stellt die Empfangsarray-Antwort dar, (θ_c,l) stellt den Ankunftswinkel dar, $a_{t}^{H}$
stellt die Sendearray-Antwort dar und (ϕ_c,l) stellt den Abgangswinkel dar.
Das HF-Signal, das an einem Antennenelement der Empfangsvorrichtung 550 für einen Senderstrahl j empfangen wird, der ein Synchronisationssignal/Referenzsignal (z. B. SSB, CSI-RS usw.) trägt, kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden: ${\tilde{y}}_{m, n}^{(j)} = \sqrt{P_{L e i s t u n g}} \tilde{H} {\tilde{B}}_{j} s_{m, n} + w_{m, n}$
Dabei bezeichnet P_Leistung die gesendete Signalleistung, H̃ ist der vorstehend genannte HF-Kanal, B̃_j stellt die Eigenschaften des Senderstrahls dar, s_m,n stellt die gesendeten Referenzsymbole, die am Empfänger bekannt sind, dar, w_m,n stellt Rauschen und Interferenzen dar, m stellt ein OFDM-Symbol dar und n stellt den Zeitbereichsabtastindex innerhalb der OFDM-Symboldauer dar.
Die orthonormalen Vektoren zum Sondieren des Signalraums sind gleich der Anzahl der Empfangsantennenelemente M_r an der Empfangsvorrichtung 550 und können durch die in der folgenden Gleichung gezeigten Matrixspalten dargestellt werden: $V = {[V_{1}, \dots, V_{M_{r}}]}_{M_{r} x M_{r}}$
Die orthonormalen Vektoren können auf den Empfängerstrahlen basieren, die in dem Codebuch enthalten sind. Es können jedoch auch orthonormale Vektoren zur Verfügung stehen, die nicht in dem Codebuch enthalten sind.
Zurückkehrend zu 415 kann das Projizieren des empfangenen Signals auf den Signalunterraum das Projizieren des empfangenen Signals über M_r Symbole in einer zeitverteilten Weise einschließen, die durch die folgenden Gleichungen dargestellt werden kann: $Zeitbereich (Time Domain, TD) : y_{m, n}^{(i, j)} = V_{i}^{H} {\tilde{y}}_{m, n}^{(j)} wobei i = 1,2, \dots, M_{r}$
Frequenzbereich-Symbolpuffer (Frequency Domain, FD) nach Symbolprojektion und DFT: $Y_{m, k}^{(i, j)} = D F T [y_{m, n}^{(i, j)}] = V_{i}^{H} {\tilde{Y}}_{m, k}^{(j)} wobei [{\tilde{y}}_{m, n}^{(j)}] = {\tilde{Y}}_{m, k}^{(j)}$
die Frequenzbereichsdarstellung des HF-Signals ist.
Anschließend wird die Signatur des übertragenen Referenzsignals (z. B. PSS, SSS, DMRS, CSI-RS, usw.) entfernt und ein Signalraum-Projektionsvektor durch die folgenden Gleichungen erzeugt: ${\tilde{Y}}_{k}^{(i, j)} = Y_{m, k}^{(i, j)} * S_{m, k}^{*}$
Dabei ist S_m,k = DFT [s_m,n] das vorstehend erwähnte übertragene Frequenzbereich-Synchronisationssignal/Referenzsignal. ${\hat{Y}}_{k}^{(j)} = {[{\hat{Y}}_{k}^{(l, j)}, \dots, {\hat{Y}}_{k}^{(M_{r}, j)}]}^{T} = V^{H} (\sqrt{P_{L e i s t u n g}} H B_{j}) + {\hat{W}}_{k}$
H ist die Kanalfrequenzantwort. ${\hat{Y}}_{k}^{(j)}$
wird über k Beobachtungen im Frequenzbereich gemittelt, um Rauschen und Interferenzen zu unterdrücken; dies kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden: ${\hat{Y}}^{(j)} = \frac{1}{k} \sum_{k = 1}^{K} {\hat{Y}}_{k}^{(j)} \approx V^{H} (\sqrt{P_{L e i s t u n g}} H B_{j})$
Dieser projizierte Signalvektor wird zur Weiterverarbeitung im Speicher gespeichert. Um die Zeit für die Unterraumprojektion zu verringern, können zwei orthonormale Vektoren auf zwei RX-Ketten verwendet werden. Dies ermöglicht die gleiche Anzahl von projizierten Signalen in der Hälfte der Messzeit. Zum Beispiel können vier orthonormale Projektionen in zwei OFDM-Symbolen erzeugt werden. Bei 420 wird das HF-SIGNAL ${\hat{R}}^{(j)}$
basierend auf dem gespeicherten projizierten Signal rekonstruiert und im Speicher gespeichert, wobei ${\hat{R}}^{(j)} = V^{- H} {\hat{Y}}^{(j)} = [\begin{matrix} R_{1}^{(j)} \\ ⋮ \\ R_{M_{r}}^{(j)} \end{matrix}]$
ist. Hierbei ist die invertierte hermitesche Matrix V^-H deterministisch, vorberechnet und vorab im Speicher gespeichert.
Bei 425 wird offline eine Strahlqualitätsmetrik für jeden Empfängerstrahl im Codebuch bestimmt. Betrachtet man beispielsweise das folgende beispielhafte Szenario, so ist die UE 110 mit 4 Antennenelementen ausgestattet (z. B. M_r = 4), das zu durchsuchende Codebuch schließt 42 Empfängerstrahlen ein und die Strahlqualitätsmetrik ist eine Referenzsignal-Empfangsleistung (Reference Signal Received Power, RSRP). Die Bezugnahme auf 42 Empfängerstrahlen und RSRP dient jedoch veranschaulichenden Zwecken, ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass andere Anzahlen von Strahlen und Metriken, wie etwa das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), verwendet werden können. Die Strahlqualitätsmetrik für jeden Empfängerstrahl in dem Codebuch kann durch die folgende Gleichung bestimmt werden: $Q_{42 x 1}^{(j)} = {| W_{42 x 4}^{H} {\hat{R}}_{4 x 1}^{(j)} |}^{2} = [\begin{array}{l} Q_{1}^{(j)} \\ ⋮ \\ Q_{i_{o p t}}^{(j)} \\ ⋮ \\ Q_{42}^{(j)} \end{array}]$
Dabei stellt $Q_{r}^{(j)}$
die RSRP des r-ten Empfangsstrahls (r = 1,2,...,42) für den j-ten Sendestrahl dar. A^H bezeichnet eine hermitesche Matrix A. Die Matrix W_42×4 enthält 42 Empfangsstrahlen und der bevorzugte (wie zum Beispiel optimale) Empfängerstrahlindex (i_opt) wird durch den Zeilenindex von $Q_{i_{o p t}}^{(j)}$
bestimmt, der durch die folgende Gleichung dargestellt wird: $i_{o p t} = \begin{matrix} a r g & m a x . Q_{i}^{(j)} . \\ i \end{matrix}$
Dementsprechend i schließt in diesem Beispiel die vorstehende Gleichung 42 Vektormultiplikationen ein. Bei 430 wird ein Empfängerstrahl aus dem Codebuch ausgewählt, der auf den Sendestrahl j ausgerichtet ist. Der für den Sendestrahl j auszuwählende Empfangsstrahl wird durch die Zeile $w_{i_{o p t}}^{i} = i_{o p t} - t h$
der Codebuchmatrix W_42×4 dargestellt. Sobald der Empfängerstrahl für jeden Sendestrahl j bestimmt ist, wird der Sendestrahl für den Empfänger als $j_{o p t} = \begin{matrix} a r g & m a x . Q_{i_{o p t}}^{(j)} \\ j \end{matrix}$
bestimmt.
Somit kann durch Verwenden des Verfahrens 400, welches das Projizieren des Referenzsignals auf einen Signalunterraum und das Speichern der Projektion zur zukünftigen Verwendung einschließt, der Empfängerstrahl aus dem Codebuch ausgewählt werden, indem die Verarbeitung offline durchgeführt wird. Diese Offline-Verarbeitung führt dazu, dass die begrenzte Zeit, die für die Downlink-Datenübertragung verfügbar ist, nicht unterbrochen wird, um Messungen für Strahlverwaltungszwecke durchzuführen.
In dem vorstehenden Beispiel ist das Codebuch statisch und begrenzt die Empfängerstrahlauswahl auf die vorbestimmte Anzahl von Empfängerstrahlen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die UE 110 unter Verwendung des rekonstruierten Signals bei 420 eine dynamische Strahlformung verwenden, wobei Empfängerstrahlen ausgewählt werden können, die nicht in dem Codebuch enthalten sind. Die dynamische Strahlformung kann auf dynamischen Empfängerstrahlkoeffizienten für den Sendestrahl j beruhen. Beispielhafte dynamische Empfängerstrahlkoeffizienten können durch die folgende Gleichung dargestellt werden: ${\hat{w}}_{d y n}^{(j)} = [\begin{matrix} ∠ R_{1}^{(j)} \\ ⋮ \\ ∠ R_{M_{r}}^{(j)} \end{matrix}] = \frac{1}{{| R^{(j)} |}^{2}} [\begin{matrix} R_{1}^{(j_{o p t, d y n}) *} \\ ⋮ \\ R_{M_{r}}^{(j) *} \end{matrix}]$
Ein bevorzugter (wie etwa, zum Beispiel, ein optimaler) Sendestrahl über empfangene SSBs oder CSI-RS hinweg kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden: $j_{o p t, d y n} = \begin{matrix} a r g m a x . {| R^{(j)} |}^{2} \\ j \end{matrix}$
Das globale dynamische Strahlpaar kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden: ${\hat{w}}_{d y n}^{(j_{o p t, d y n})} = \frac{1}{{| R^{(j)} |}^{2}} [\begin{matrix} R_{1}^{(j_{o p t, d y n}) *} \\ ⋮ \\ R_{M_{r}}^{(j_{o p t, d y n}) *} \end{matrix}]$
Unabhängig davon, ob der Empfängerstrahl auf der Grundlage des Durchsuchens des dynamischen Codebuchs oder dem Durchführen einer dynamischen Strahlformung ausgewählt wird, ermöglicht die Offline-Verarbeitung, dass eine signifikante Menge potenzieller Empfängerstrahlen ausgewertet wird. Zum Beispiel kann bei Verwendung des Codebuchs eine erschöpfende Suche des gesamten Codebuchs durchgeführt werden. In ähnlicher Weise kann in Bezug auf die dynamische Strahlformung eine erschöpfende Suche nach Strahlen durchgeführt werden, die das Abtasten schmalerer Strahlen (im Vergleich zu Strahlen in dem Codebuch) auf der niedrigsten Hierarchieebene einschließen kann. Um ein Beispiel bereitzustellen, kann eine Vielzahl von im Wesentlichen überlappenden Strahlen ausgewertet werden, um eine präzise Ausrichtung zu erreichen.
Empfängerstrahlen können mit Nebenkeulen konfiguriert sein, die zur Interferenzunterdrückung verwendet werden können. Somit können einige Empfängerstrahlen in die gleiche interessierende Richtung gerichtet sein, aber mit unterschiedlichen Nebenkeulenrichtungen konfiguriert sein. Dementsprechend kann eine Strahlabtastung dieser Arten von Empfängerstrahlen offline unter Verwendung dynamischer Strahlformung durchgeführt werden, um einen Empfängerstrahl auszuwählen, der eine Interferenzunterdrückung bereitstellen kann. Zum Beispiel kann der Empfängerstrahl auf der Grundlage von dem Signal-zu-Interferenz-plus-Rausch-Verhältnis (Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio, SINR) oder der Referenzsignal-Empfängerqualität (Reference Signal Receiver Quality, RSRQ) ausgewählt werden.
Die dynamische Strahlformung kann im Vergleich zur Verwendung des statischen Codebuchs eine bessere Leistung bereitstellen, da die dynamische Strahlformung ermöglicht, dass der AoA des Empfängerstrahls auf den Senderstrahl zentriert wird.
6 zeigt ein Beispiel der Konfiguration des AoA für einen Empfängerstrahl, der auf der Grundlage des Codebuchs ausgewählt wurde, und ein Beispiel der Konfiguration des AoA für einen dynamischen Empfängerstrahl. In einem ersten Szenario 610 wird ein Empfängerstrahl 615 auf der Grundlage des Codebuchs ausgewählt. Die benachbarten Empfängerstrahlen 616, 617, 618, 619, 620 werden bereitgestellt, um einen Abschnitt des Codebuchs darzustellen. Da das Codebuch statisch ist und die Empfängerstrahlauswahl auf die vorbestimmten Empfängerstrahlen beschränkt, kann sich der AoA irgendwo innerhalb des Empfängerstrahls 615 befinden. Um ein Beispiel bereitzustellen, veranschaulichen die drei Punkte 625, 626, 627 drei mögliche AoAs.
Im Gegensatz dazu bezieht sich das zweite Szenario 650 auf dynamische Strahlformung. In diesem Beispiel sind drei überlappende Empfängerstrahlen 652, 654, 656 dargestellt. Da die dynamische Strahlformung nicht auf das Codebuch beschränkt ist, kann eine Strahlabtastung im Vergleich zu einer Strahlabtastung, die unter Verwendung des Codebuchs durchgeführt wird, einen kleineren räumlichen Bereich umfassen. Somit kann der Empfängerstrahl 652 um seinen AoA 653 zentriert sein, der Empfängerstrahl 654 kann um seinen AoA 655 zentriert sein und der Empfängerstrahl 656 kann um seinen AoA 657 zentriert sein. Die benachbarten Empfängerstrahlen 616, 617, 618, 619, 620 werden bereitgestellt, um einen Vergleich mit dem Codebuch darzustellen. Dementsprechend kann der Empfängerstrahl ausgewählt werden, der auf den Ankunftswinkel der Senderstrahlen ausgerichtet ist. Dies stellt eine Erhöhung der Verstärkung gegenüber der statischen Codebuchauswahl bereit und ermöglicht Feinanpassungen des Empfängerstrahls auf der Grundlage der Kanalvariationen.
Die Empfängerstrahlauswahl auf der Grundlage von dem statischen Codebuch und der dynamischen Strahlformung können beide in der Lage sein, eine Drehung relativ zu dem Übertragungspunkt ohne Sensoreingabe zu verfolgen, wenn ausreichende Messdaten verfügbar sind. Wenn jedoch keine ausreichenden Messdaten verfügbar sind, kann nur eine dynamische Strahlformung eine Drehung relativ zu dem Übertragungspunkt auf der Grundlage der Sensoreingabe verfolgen.
Fachleute werden verstehen, dass die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen in beliebigen geeigneten Software- oder Hardware-Konfigurationen oder Kombinationen davon implementiert werden können. Eine beispielhafte Hardware-Plattform zum Implementieren der beispielhaften Ausführungsformen kann beispielsweise eine Intel x86-basierte Plattform mit kompatiblem Betriebssystem, ein Windows-Betriebssystem, eine Mac-Plattform und ein MAC OS, eine mobile Vorrichtung mit einem Betriebssystem wie iOS, Android usw. einschließen. In einem weiteren Beispiel können die beispielhaften Ausführungsformen des vorstehend beschriebenen Verfahrens als ein Programm ausgeführt werden, das Zeilen von Code beinhaltet, die auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind und die bei der Kompilierung auf einem Prozessor oder Mikroprozessor ausgeführt werden können.
Obwohl in dieser Anmeldung verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, die jeweils unterschiedliche Merkmale in verschiedenen Kombinationen aufweisen, werden Fachleute verstehen, dass jedes der Merkmale einer Ausführungsform mit den Merkmalen der anderen Ausführungsformen auf eine Art und Weise kombiniert werden kann, die nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist oder die funktionell oder logisch nicht mit dem Betrieb der Vorrichtung oder den angegebenen Funktionen der offenbarten Ausführungsformen in Widerspruch steht.
Es versteht sich, dass die Verwendung persönlich identifizierbarer Informationen Datenschutzvorschriften und Praktiken folgen sollte, von denen allgemein anerkannt wird, dass sie Industrie- oder Regierungsanforderungen zum Aufrechterhalten der Privatsphäre von Benutzern erfüllen oder überschreiten. Insbesondere sollten persönlich identifizierbare Informationsdaten so verwaltet und gehandhabt werden, dass Risiken eines unbeabsichtigten oder unautorisierten Zugangs oder einer unbeabsichtigten oder unautorisierten Verwendung minimiert werden, und die Art einer autorisierten Verwendung sollte den Benutzern klar angegeben werden.
Für Fachleute in diesem Gebiet ist ersichtlich, dass verschiedene Abänderungen der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung soll daher Abänderungen und Varianten dieser Offenbarung abdecken, sofern sie innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche und ihrer Äquivalente liegen.

Claims

Verfahren, umfassend: bei einer Benutzerausrüstung (user equipment, UE): Empfangen eines Hochfrequenzsignals, das ein Referenzsignal umfasst, wobei das Hochfrequenzsignal einem Senderstrahl entspricht; Projizieren des Hochfrequenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und Speichern der projizierten Signale; und Durchführen einer Strahlsuche, um einen Empfängerstrahl für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale zu identifizieren, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Strahlsuche auf einer Vielzahl von Empfängerstrahlen basiert, die in einem Codebuch enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Durchführen der Strahlsuche das Auswählen einer Strahlqualitätsmetrik für jeden Empfängerstrahl in dem Codebuch umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Empfängerstrahl auf der Grundlage von mindestens der Strahlqualitätsmetrik identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Strahlsuche auf einer Vielzahl von Empfängerstrahlen basiert, die in einem Codebuch gespeichert sind, und einer weiteren Vielzahl von Empfängerstrahlen, die nicht in dem Codebuch enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die weitere Vielzahl von Empfängerstrahlen auf einem Ankunftswinkel (AoA) relativ zu einem Antennenarray basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Strahlsuche das Rekonstruieren eines Hochfrequenzsignals aus den gespeicherten projizierten Signalen umfasst.
Benutzerausrüstung (UE), umfassend: eine Vielzahl von Antennen, die konfiguriert sind, um ein Hochfrequenzsignal zu empfangen, das ein Referenzsignal umfasst und einem Senderstrahl entspricht; eine Vielzahl von Empfangsketten, wobei eine Anzahl von Empfangsketten geringer als eine Anzahl von Antennen ist, und einen Basisbandprozessor, der konfiguriert ist, um Operationen auszuführen, umfassend: Empfangen des Hochfrequenzsignals; Projizieren des Hochfrequenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und Speichern der projizierten Signale; und Durchführen einer Strahlsuche, um einen Empfängerstrahl für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale zu identifizieren, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.
UE nach Anspruch 8, wobei die Strahlsuche auf einer Vielzahl von Empfängerstrahlen basiert, die in einem Codebuch enthalten sind.
UE nach Anspruch 9, wobei das Durchführen der Strahlsuche ein Auswählen einer Strahlqualitätsmetrik für jeden Empfängerstrahl in dem Codebuch umfasst.
UE nach Anspruch 10, wobei der Empfängerstrahl auf der Grundlage von mindestens der Strahlqualitätsmetrik identifiziert wird.
UE nach Anspruch 8, wobei die Strahlsuche auf einer Vielzahl von Empfängerstrahlen, die in einem Codebuch gespeichert sind, und einer weiteren Vielzahl von Empfängerstrahlen, die nicht in dem Codebuch enthalten sind, basiert.
UE nach Anspruch 12, wobei die weitere Vielzahl von Empfängerstrahlen auf einem Ankunftswinkel (AoA) relativ zu einem Antennenarray basiert, das einen Abschnitt der Vielzahl von Antennenarrays umfasst.
UE nach Anspruch 8, wobei das Durchführen der Strahlsuche das Rekonstruieren eines Hochfrequenzsignals aus den gespeicherten projizierten Signalen umfasst.
Ein Basisbandprozessor, der konfiguriert ist, um Operationen auszuführen, umfassend: Empfangen eines Hochfrequenzsignals, das ein Referenzsignal umfasst, wobei das Hochfrequenzsignal einem Senderstrahl entspricht; Projizieren des Hochfrequenzsignals auf orthogonale Signalunterräume und Speichern der projizierten Signale; und Durchführen einer Strahlsuche, um einen Empfängerstrahl für den Senderstrahl unter Verwendung der projizierten Signale zu identifizieren, wobei die Strahlsuche offline durchgeführt wird.
Basisbandprozessor nach Anspruch 15, wobei die Strahlsuche auf einer Vielzahl von Empfängerstrahlen basiert, die in einem Codebuch enthalten sind.
Basisbandprozessor nach Anspruch 16, wobei das Durchführen der Strahlsuche das Auswählen einer Strahlqualitätsmetrik für jeden Empfängerstrahl in dem Codebuch umfasst.
Basisbandprozessor nach Anspruch 17, wobei der Empfängerstrahl auf der Grundlage von mindestens der Strahlqualitätsmetrik identifiziert wird.
Basisbandprozessor nach Anspruch 15, wobei die Strahlsuche auf einer Vielzahl von Empfängerstrahlen basiert, die in einem Codebuch gespeichert sind, und einer weiteren Vielzahl von Empfängerstrahlen, die nicht in dem Codebuch enthalten sind.
Basisbandprozessor nach Anspruch 19, wobei die weitere Vielzahl von Empfängerstrahlen auf einem Ankunftswinkel (AoA) relativ zu einem Antennenarray basiert.