TWI609574B - 適用於毫米波通訊系統的網路登錄後的連結方法、及使用該方法之用戶設備與基站 - Google Patents

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Description

適用於毫米波通訊系統的網路登錄後的連結方法、及使用該方法之用戶設備與基站
本揭露是有關於一種用於毫米波通訊系統的網路登錄後的連結方法及使用此方法之用戶設備與基站。
首先，介紹用於毫米波的天線陣列孔徑。已知電磁波在高頻傳播時的效能通常比在低頻傳播時還差。例如，電磁波以較高的頻率傳輸時，常會出現嚴重的路徑損耗，故在靠近毫米波（Millimeter Wave，mmWave）頻率附近時，電磁波的衰減程度通常高於在靠近微波頻率附近時的衰減程度。圖1繪示了在此種情境下傳送器（Tx）向接收器（Rx）傳輸的電磁波，且因為毫米波的波長小於微波的波長，因此毫米波孔徑101比微波孔徑102還小。針對配置於接收器及傳送器兩者的全向式（omni-directional）天線，其接收功率（）可表示為：， 其中公式（1）為天線有效孔徑、λ為波長、為傳輸功率，且d為傳輸天線與接收天線之間的距離。電磁波的頻率與電磁波的波長呈反比關係，且電磁波的波長與天線的尺寸呈正比。例如，若傳播頻率為30 GHz，則波長為10 mm；若傳播頻率為60 GHz，則波長為5 mm，以此類推。
請參考圖1，可由公式（1）推算出當系統驅動於較高的頻率時，會導致較小的天線有效孔徑，也因此降低了接收功率。例如，使用毫米波系統時，傳輸頻率會由3 GHz提升到30 GHz，因而增加了20dB的額外損耗。在這種狀況下，可以使用大型的天線陣列來增加天線有效孔徑以補償損耗。另一方面，如限制了在樹林中的覆蓋範圍的植披損耗（Foliage Loss）以及豪雨造成的100公尺鏈路中嚴重的分貝（dB）損耗，這些額外的損耗可能會因為高頻操作的關係而需要更多的鏈路預算額度。
此外，因為使用了較高頻率傳播，毫米波訊號相較於微波訊號而言，可能會對一些物品的阻隔更加敏感，如金屬或磚牆。這會造成使用毫米波的室內網路被阻隔於室外的網路之外。上述現象可透過比較直視線（Line of Sight，LOS）環境與非直視線（Non Line of Sight，NLOS）環境來解釋。圖2繪示了相對於非直視線環境的直視線環境。具體而言，在直視線環境中傳播訊號比較像是在路徑損耗指數（Path Loss Exponent，PLE）約為2~3的自由空間中傳播。然而，在非直視線環境中傳播的訊號會比較弱、對環境也更加地敏感，且路徑損耗指數約為3~4。為了進行不失一般性的精確分析，建立通道模型時可能須一併考慮阻塞效應（Blockage Effect）。
為達到更高的資料傳輸率，毫米波無線寬頻系統尤其須要考慮使用更大的頻寬。在這種系統中，擁有較大頻寬的通訊鏈路可能會出現較高的雜訊功率，因而導致較低的訊號雜訊比（Signal to Noise Ratio，SNR）。圖3繪示相對於微波中雜訊頻寬的毫米波中雜訊頻寬。如圖3所示，毫米波雜訊頻寬301會大於微波雜訊頻寬302。由50 MHz提升至500 MHz可能會額外增加10 dB的雜訊功率。因此，毫米波通訊系統需要更大的增益以補償因使用較大型的天線陣列而造成的功率損耗。
針對毫米波通訊系統的波束成形操作，可有許多類型的波束成形的方案，包括圖4(a)所示的數位基頻波束成形、圖4(b)所示的類比基頻波束成形，以及圖4(c)所示的類比無線電頻率（Radio Frequency，RF）波束成形。考量到功率損耗及成本的問題，傳送器或接收器的無線電頻率鏈（RF Chain）數量可能會被限制。因此，圖4(c)所示的類比無線電頻率波束成形可能是毫米波通訊中的合適選擇。
圖5繪示不同傳輸波長的輻射方向圖(Radiation Pattern)的範例。一般來說，操作於波長介於公分範圍內的微波頻帶的通訊系統，趨向使用少量的天線。一個微波頻率天線501的輻射方向圖通常具有長距離、廣闊的視野（Field of View，FOV）覆蓋範圍，且通常適用於使用微波頻帶及少量的基站天線以達到較高的接收SNR品質的3G/4G通訊系統。然而，這種系統會因存在著小型基站而導致資料傳輸率降低。為了使用較大的頻寬以增加資料傳輸率，未來的通訊系統（如：5G系統）考慮使用毫米波頻帶。一個毫米波頻率天線502的輻射方向圖覆蓋了較短的距離；然而，毫米波輻射方向圖503可透過在相同傳輸功率下使用適進行於波束成形的毫米波天線陣列來擴大傳輸範圍。每個基站波束（或稱BS波束）504可具有不同的波束ID（Beam ID）。一般來說，使用小型天線陣列的毫米波通訊系統通常具有較短的傳輸距離以及廣闊的覆蓋範圍，而使用大型天線陣列的毫米波通訊系統通常具有較長的傳輸距離以及狹窄的覆蓋範圍。
毫米波通訊系統的傳輸架構可基於無線電存取介面區分類為兩種類型。第一類型為多重無線電存取技術（Multiple Radio Access Technology，multi-RAT），第二類型為單一無線電存取技術（Single Radio Access Technology，Single -RAT）。圖6繪示第一類型及第二類型5G多重無線電存取技術的範例。第一類型的多重無線電存取技術(multi-RAT)系統具有至少兩種無線電存取技術，如長期演進技術（Long Term Evolution，LTE）系統及毫米波系統，兩者被合稱為LTE + mmWave整合系統，通訊時兩者可共存。例如，控制訊號可透過傳統的LTE通訊頻率傳輸，而用戶資料可透過毫米波通訊頻率傳輸。在這種情況下，可使用載波聚合（Carrier Aggregation，CA）的架構。用戶資料可使用例如次成分載波（Secondary Component Carrier，SCC）以透過毫米波頻帶傳輸，但控制訊號可使用例如主成分載波（Primary Component Carrier，PCC）以透過微波頻帶傳輸。網路登錄可使用PCC以透過釐米波（cmWave）執行，藉此，可以在大覆蓋範圍、高移動性及低SNR的環境下維持控制信令的成功檢測率。另一方面，屬於第二類型的單一無線電存取技術(Single-RAT)通訊系統在通訊應用中僅使用一種無線電存取技術，故Single-RAT通訊系統須使用毫米波頻帶傳輸用戶資料與控制訊號兩者。網路登錄透過毫米波頻帶上的載波執行。因此，須在小覆蓋範圍、低移動性及高SNR的環境下維持住控制信令的成功檢測率。為了補正這種問題，可使用波束成形（Beamforming）技術。
圖7繪示由傳統通訊系統中的隨機存取通道（Random Access Channel，RACH）所觸發的排程請求程序。在步驟S701中，為了透過基站（Base Station，BS）連接網路以發起對話（Session），用戶設備（User Equipment，UE）會在RACH中傳輸隨機存取前置碼（Random Access Preamble，RAP），RAP包括但不限於隨機存取無線電網路暫時識別碼（Random Access Radio Network Temporary Identifier，RA-RNTI）。響應於接收RAP，在步驟S702中，BS會傳輸隨機存取回應（Random Access Response，RAR）至UE，且BS會接著利用下行共享傳輸通道（Downlink Shared Channel，DL-SCH）傳輸RA-RNTI、細胞無線電網路暫時識別碼（Cell Radio Network Temporary Identifier，C-RNTI）以及時序校正（Timing Alignment，TA）資訊。在步驟S703中，具有C-RNTI的UE會透過使用上行共享通道（Uplink Shared Channel，UL-SCH）傳輸無線電資源控制（Radio Resource Control，RRC）連結請求訊息（Connection Request Message）。RRC連結請求訊息會包括移動管理實體之移動用戶暫時識別碼（MME Temporary Mobile Subscriber Identifier，M-TMSI）以及建立條款（Establishment Cause）。在步驟S704中，BS會使用DL-SCH傳輸RRC設定訊息（Setup Message），RRC設定訊息包括信令無線電承載（Signaling Radio Bearer，SRB）、資料無線電承載（Data Radio Bearer，DRB）以及UE專用組態（UE Specific Configuration）。而後，網路會基於建立條款建立與UE的信令無線電承載及資料無線電承載。在步驟S705中，UE透過使用UL-SCH確認信令無線電承載及資料無線電承載的設定，傳輸RRC連結完成訊息（Connection Complete Message）至BS，RRC連結完成訊息可包括公眾行動電話網路識別碼（Public Land Mobile Network Identifier，PLMN ID）及專用的非存取層（Non-Access Stratum，NAS）資訊。
須注意的是，如圖7所示，在排程請求程序之間並沒有波束相關處理程序。例如，在傳統的LTE系統中，與隨機存取程序（如：S701、S702）及RRC連結訊息（如：S703、S704、S705）相關的信號訊息皆由全向式的傳輸回覆。然而，對於在毫米波頻率下使用波束成形技術傳輸控制信令及資料信令兩者的通訊系統而言，現有的傳輸方案並不足夠。
本揭露提出一種用於毫米波通訊系統的網路登錄後的連結方法及裝置。
在本揭露的一實施例中，提出了一種網路登錄後的連結方法，適用於毫米波通訊系統中的用戶設備，其包括接收時間單元，其中時間單元可包括負載區（Payload Region）以及下行標頭區（Downlink Header Region），下行標頭區可包括第一掃描波束（Scan Beam）的第一波束品質量測資源（Beam Quality Measurement Resource，BQMR）以及第二掃描波束的第二波束品質量測資源；由第一波束品質量測資源獲取第一參考訊號並由第二波束品質量測資源獲取第二參考訊號；藉由第一參考訊號計算出第一訊號品質量測值（Signal Quality Measurement）並藉由第二參考訊號計算出第二訊號品質量測值；基於第一訊號品質量測值優於第二訊號品質量測值以選擇第一掃描波束；以及透過另一個時間單元傳輸對應於第一掃描波束的第一訊號品質量測值。
在本揭露的一實施例中，提出了一種用戶設備，其包括接收器、傳送器以及處理器。接收器經配置以在毫米波範圍內接收訊號；傳送器經配置以在毫米波範圍內傳輸訊號；處理器耦接於接收器及傳送器且經配置以至少執行下列步驟：透過接收器接收時間單元，時間單元可包括負載區以及下行標頭區，下行標頭區可包括第一掃描波束的第一波束品質量測資源以及第二掃描波束的第二波束品質量測資源；由第一波束品質量測資源獲取第一參考訊號並由第二波束品質量測資源獲取第二參考訊號；藉由第一參考訊號計算出第一訊號品質量測值並藉由第二參考訊號計算出第二訊號品質量測值；基於第一訊號品質量測值優於第二訊號品質量測值以選該第一掃描波束；以及透過另一個時間單元傳輸對應於第一掃描波束的第一訊號品質量測值。
在本揭露的一實施例中，提出了一種網路登錄後的連結方法，適用於毫米波通訊系統中的基站，其包括但不限於：傳輸時間單元，時間單元可包括負載區以及下行標頭區，下行標頭區可包括第一掃描波束的第一波束品質量測資源以及第二掃描波束的第二波束品質量測資源。第一波束品質量測資源可包括第一參考訊號且第二波束品質量測資源可包括第二參考訊號；第一參考訊號用於計算第一訊號品質量測值且第二參考訊號用於計算第二訊號品質量測值；以及基於至少比較第一訊號品質量測值及第二訊號品質量測值以至少由第一掃描波束及第二掃描波束之中選出一個掃描波束；以及透過另一個時間單元接收對應於第一掃描波束的第一訊號品質量測值。
在本揭露的一實施例中，提出了一種基站，其包括但不限於：接收器、傳送器以及處理器。接收器經配置以在毫米波範圍內接收訊號；傳送器經配置以在毫米波範圍內傳輸訊號；處理器耦接於接收器及傳送器且經配置以至少執行下列步驟：傳輸時間單元，時間單元可包括負載區以及下行標頭區，下行標頭區可包括第一掃描波束的第一波束品質量測資源以及第二掃描波束的第二波束品質量測資源。第一波束品質量測資源可包括第一參考訊號且第二波束品質量測資源可包括第二參考訊號；第一參考訊號用於計算第一訊號品質量測值且第二參考訊號用於計算第二訊號品質量測值；以及基於至少比較第一訊號品質量測值及第二訊號品質量測值以至少由第一掃描波束及第二掃描波束之中選出一個掃描波束以及透過另一個時間單元接收對應於第一掃描波束的第一訊號品質量測值。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本揭露是關於一種用於毫米波通訊系統的網路登錄後的連結方法及裝置。本揭露提出一種分時雙工（Time Division Duplexing，TDD）毫米波訊框架構，其包括了波束成形標頭（Beamforming Header，或稱BF標頭）以及BF標頭之後的負載（Payload，PL）區。BF標頭包括但不限於下行（Downlink，DL）區及上行（Uplink，UL）區。BF標頭提供的功能包括但不限於進行隨機存取時的（基站∕用戶設備的）波束擷取（Beam Acquisition）、自動增益控制（Automatic Gain Control，AGC）、時序∕頻率同步、細胞識別（Cell Identification）、系統資訊（System Information，SI）組態以及時序提前（Timing Advance，TA）設定。當進行網路登錄時，可基於波束搜尋訊號（Beam Search Signal，BSS）的自相關性以執行UE波束擷取。接著，在偵測到最佳UE波束之後，可偵測出時序並可設定AGC。隨後，可將AGC固定，並可完成BS波束擷取。當偵測到最佳BS波束時，便可維護AGC及偵測出頻率偏移（Frequency Offset）。接下來，可執行細胞識別，且可取得SI。此外，也可針對隨機存取（Random Access，RA）設定時序提前。
圖8依據本揭露的一實施例繪示毫米波通訊系統的範例。參照圖8可知，毫米波無線通訊可包括一或多個細胞（如：細胞i、細胞j、細胞k），每個細胞位於基站（如：基站i、基站j、基站k）的覆蓋範圍內，且包括一或多個行動基地台（Mobile Station，MS，或稱UE），每個MS至少由一個BS服務。可以假設BS及UE都具有多個天線，故BS及UE都具有進行波束成形的能力。為簡易起見，假設BS使用Q個波束且UE使用P個波束。BS及UE可分別透過所述Q個波束及所述P個波束以傳送∕接收資料封包及多種訊號。毫米波無線通訊系統也可包括數個公共交換電話網（Public Switched Telephone Networks，PSTNs）、封包資料伺服器∕閘道以及移動管理實體（Mobility Management Entitys，MMEs）。BS可透過一或多個（核心）網路或互聯網以使用X2界面連接到至少一個PSTN或封包資料伺服器∕閘道。當接受到Q個波束的任一個波束時，UE可判斷對應於所接收波束的波束ID。嵌入於BSS的波束ID可透過BS掃描波束傳輸。須注意的是，各細胞（如：細胞i、細胞j、細胞k）可能使用同一組波束ID。
圖9依據本揭露的一實施例繪示只使用毫米波無線電存取技術（第二類型）的通訊系統的毫米波通訊程序。本揭露提出的毫米波通訊系統可包括至少兩個階段。第一階段為網路登錄階段901，而第二階段為UE連結階段902。在網路登錄階段901時，可在網路登錄程序中透過使用BS掃描波束（Scan Beam，或稱控制波束）及排程波束（Schedule Beam，或稱資料波束）以完成波束擷取、時序∕頻率同步以及細胞識別（包括細胞搜尋）。當UE啟動後，UE會進入網路登錄階段901，獲取欲連接細胞的系統資源，並進行隨機存取程序。當隨機存取程序完成後，UE會進入UE連結階段902。在UE連結階段902時，可以在UE連結後透過僅使用BS掃描波束以完成波數追蹤∕波束排程，並透過使用BS排程波束以完成資料封包傳輸。
圖10依據本揭露的一實施例繪示毫米波通訊系統的訊框架構。訊框架構可包括但不限於BF標頭1001以及負載區1002。BS掃描波束及BS排程波束可分別使用於BF標頭1001及負載區1002。透過使用BS掃描波束，可以在BF標頭1001中進行波束擷取、波束追蹤、細胞識別（包括細胞搜尋）以及同步。透過使用BS排程波束，可以在負載區1002中進行DL∕UL封包資料傳輸的波束排程。
圖11依據本揭露的一實施例繪示基於LTE TDD技術的毫米波無線電訊框。毫米波無線電訊框可劃分為十個子訊框（Subframe，SF）或任意數量的子訊框。在圖11的範例中，約前3個子訊框可配置於BF標頭1101，且通常可包括DL子訊框及∕或UL子訊框及∕或特殊子訊框（Special Subframe）。其餘約7個子訊框可配置於負載區1102，且也包括了可由網路或BS配置的DL子訊框及∕或UL子訊框及∕或特殊子訊框。此外，在圖11的範例中，D、S及U分別表示DL、特殊（Special）及UL子訊框。須注意的是，由D切換至U時，S可出現在D之後且在U之前，但由U切換至D時，S通常不會出現。
圖12依據本揭露的其中一個實施例繪示使用TDD技術的可調式毫米波無線電訊框。在本實施例中，BF標頭1201可以是固定的結構，且可包括例如D、S及U。然而，其餘位於負載區1202的7個子訊框可依據用戶需求、通道狀態及∕或網路能力來調整配置。這將意味著，例如當7個子訊框的任一個子訊框被配置為DL子框訊時，此DL子框訊時可透過網路或BS改變為UL子框訊或特殊子框訊。
圖13依據本揭露的其中一個實施例繪示使用TDD技術的可調式毫米波無線電訊框的範例。可將查找表儲存於記憶體中並記錄多種DL-UL組態。此表與目前的LTE DL-UL組態表相似，但訊框會被區分為BF標頭區以及之後的負載區。BF標頭包括了數個BF標頭子訊框，如本實施例中有3個，而負載區則包括了數個負載區子訊框。
圖14依據本揭露的其中一個實施例繪示使用基於LTE TDD技術的毫米波訊框架構的範例。在本實施例中，為期2ms的毫米波訊框可被區分為10個毫米波子訊框（Sub-mmWave Frame）或10個子訊框，各個為期0.2ms的子訊框可包括兩個時隙（如：1401、1402）且各個時隙（如：1401）可進一步地被區分為33個OFDM符號。在所述的兩個時隙中，第一個OFDM符號的循環冗餘（Cyclic Prefix，CP）長度（可例如是0.347μs）可與其餘OFDM符號的長度（可例如是0.25μs）不同。明顯地，本領域技術人員可依據不同的設計需求改變各個子訊框、時隙及符號的持續時間以及數量。
圖15依據本揭露的其中一個實施例繪示夾帶了波束成形資訊的毫米波訊框。首先，假設BS傳送具有Q個不同序列的Q個掃描波束且各個掃描波束分別具有不同的ID，即共有Q個不同的ID。此外，假設Q個掃描波束可在M個毫米波無線電訊框（如：1501）中被清楚地定義並依序被傳送，且無線電訊框（如：1501）中的各個BF標頭（如：1503）被配置N個掃描波束，其中N = Q / M。每M個毫米波無線電訊框可重覆一次所述Q個波束的配置。本實施例中的參數 ‘M’ 可以是Q個BS掃描波束的信標週期（Beacon Period）。因此，BS掃描波束mN ~ (m + 1)(N – 1)可以在訊框nf+m 的BF標頭中傳送，其中m = 0, 1, 2等等。在本實施例中，BS掃描波束0 ~N-1 (如：1502)可以在訊框nf 1504的BF標頭1503中傳送，BS掃描波束N ~2N-1 (如：1505)可以在訊框nf+1 的BF標頭中傳送，以此類推。另一方面，針對本實施例中負載區1506的排程波束而言，Q個排程波束中僅有一個排程波束可以在預設的期間內，依據用戶需求、通道狀態、網路能力等因素而被BS自由地調度及選擇性地傳輸。
圖16依據本揭露的其中一個實施例繪示透過掃描波束傳輸週期性信令。週期性信令具有例如是行為的信標且是由BS傳輸到至少一個UE。由圖16可知在各個訊框中（如：訊框nf 1605），「波束搜尋訊號（BSS）1601」及「細胞搜尋訊號（CSS）1602」可被配置於BF標頭中，並由BS透過掃描波束傳輸至所述的至少一個UE。具有波束ID且信標週期為M個訊框的BSS 1601可被用以進行波束擷取或是用以在網路登錄模式（階段）901中進行波束搜尋、波束追蹤(如：進行波束搜尋以在UE連結模式(階段)902時進行資料傳輸)以及時序/頻率同步。具有細胞ID(Cell ID)且信標週期為一個訊框的CSS 1602可被用以進行細胞識別以及時序/頻率同步(若有需要)。BSS 1601及CSS 1602可具有不同的序列格式，也就是說，細胞序列的生成與波束序列的生成兩者之間是互相獨立的。此外，由前述內容可知，各個細胞可具有Q個BS波束以及同組Q個波束序列。
圖17依據本揭露的其中一個實施例繪示UE連結階段時使用的毫米波訊框架構範例。在本實施例中，在網路登錄階段的期間，數個週期性訊號可被配置於BF標頭1710中並透過由BS發送至UE的掃描波束傳輸。每個毫米波時間單元(如：1700)可以是訊框、子訊框、時隙、一或多個OFDM符號等等的形式。在本實施例中，單一個毫米波時間單元1700的重覆毫米波訊框架構可包括但不限於透過被BS依序掃描的掃描波束所傳輸的BF標頭1710以及透過由BS調度的排程波束所傳輸的負載區1720。BF標頭1710包括但不限於DL BF標頭1730及UL BF標頭1740。DL BF標頭1730包括但不限於BSS 1701、CRS 1702、廣播訊號(Broadcast Signal，BCS)1703以及波束追蹤訊號(Beam Tracking Signal，BTS)1704。UL BF標頭1740包括但不限於RAP 1705。
在本實施例中，BSS1701表示為s BSS,q ，0 q Q-1，其中每M個訊框時，DL BF標頭1730中的波束ID q可透過BS掃描波束q由BS傳輸至UE，其目的包括偵測用於進行波束擷取、自動增益 控制以及時序或頻率同步的BS波束ID。BSS的特性包括在時域中重覆於DL BF標頭1730或在頻域中降頻取樣。同一組Q個BBS被不同細胞區的BS跨細胞區使用。
CRS 1702表示為s CRS,i ，0 i S-4，其中細胞ID i可以是分時多工(Time Division Multiplexing，TDM)、FDM、分碼多工(Code Division Multiplexing，CDM)或是上述技術的組合，且在每一個訊框時，DL BF標頭1730中的細胞ID i可透過掃描波束q由BS傳輸至UE以進行細胞鏈路監控，其目的包括如判斷是否換手。CRS 1702中的細胞ID可被用於進行細胞識別。
BCS1703表示為s BCS，在每一個訊框時，DL BF標頭1730中的BCS 1703可透過BS掃描波束q由BS傳輸至UE以進行系統資訊偵測(例如：藉以獲得系統頻寬組態或用於負載區1720的TDD DL/UL組態等等)。
隨機存取前置碼1705為非競爭式的RAP，表示為s RAP，在每一個毫米波時間單元1700時，UL BF標頭(如：1740)中的隨機存取前置碼1705可透過(最佳)BS掃描波束由UE傳輸至BS以進行TA維護。
在本實施例中，BTS 1704表示為s BTS,q，0 q Q-1，其中在每M個訊框時，DL BF標頭1730中的波束ID q可透過BS掃描波束q由BS傳輸至UE，藉以進行UE波束及BS波束追蹤。在本實施例中，當建立完網路登錄之後，UE會使用BTS 1704進行波束追蹤，因此BTS 1704的生成獨立於BSS 1701。就算UE也可能使用BSS進行波束追蹤，但對UE而言，使用BTS 1704進行波束追蹤通常會比使用BSS還快。透過量測BTS 1704，UE可藉由量測參考訊號接收功率（Reference Signal Received Power，RSRP）得知對應於BS波束的訊號品質，RSRP量測可包括SNR量測、訊號對干擾與雜訊比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR）量測或BTS 1704的接收訊號強度指標（Received Signal Strength Indicator，RSSI）量測。類似於BQMR訊號，BTS如圖18所示使用分散或集中的方式配置。
圖18依據本揭露的其中一個實施例繪示BQMR訊號的配置。在本實施例中，毫米波時間單元1700可進一步包括DL BF標頭1710中的多個BQMR，且各個BQMR分別對應於不同的Q個BS波束中的其中之一個波束。一般來說，當UE依序掃描其波束時，BQMR會配置於將被UE接收的DL BF標頭1710中。對任何基站而言，UE對波束的掃描都是未知的，而每個UE掃描波束傳輸都可使用多個BS掃描波束。之後，UE可由BQMR中獲得參考訊號並依序量測對應於BQMR的Q個BS波束中的其中一個波束的波束品質。各個BQMR可包括BTS以追蹤最佳BS波束及最佳UE波束。上述BQMR中的參考訊號可以是BTS 1704。透過這種方式，UE可追蹤BS波束的品質，並依據BQMR中參考訊號的量測結果使用不同的BS波束。
在DL BF標頭1710中，用於進行BS及UE波束追蹤的BQMR分為兩種。BQMR的配置可以是分散或集中式。當L ＞ 1時，分散式的BQMR 1801交錯地配置於DL BF標頭1710之中。由圖18可知，分散式的BQMR 1801會與對應於相同BS波束的其他的訊號（如：1701、1702、1703、1704等等）分為一組，且BQMR 1801之間會被其他的訊號隔開。當L ＞ 1時，集中式的BQMR 1802連續地配置於DL BF標頭1710之中。由圖18可知，集中式的BQMR 1802不會與對應於相同BS波束的其他的訊號（如：1701、1702、1703、1704等等）分為一組，而是與對應於不同BS波束的其餘BQMR分為一組。換言之，分散式的BQMR彼此不相鄰，而集中式的BQMR彼此相鄰。舉例來說，假設毫米波時間單元的下行標頭區具有至少第一波束品質量測資源（或稱第一BQMR）及第二波束品質量測資源（或稱第二BQMR），當使用分散式的方式時，第一BQMR以及第二BQMR彼此不相鄰且各自分布於下行標頭區之中。當使用集中式的方式時，第一BQMR以及第二BQMR彼此相鄰且各自被配置於下行標頭區的特定區塊中。
圖19依據本揭露的其中一個實施例繪示在一資源區塊中的基於FDM技術的CRS。在本實施例中，用於三個不同細胞的三個特定的CRS可使用分頻多工技術，與LTE的設計機制雷同。針對特定的細胞，儘管一個細胞能有6個鄰近的細胞，但這些細胞可能僅須使用到3個CRS。具體而言，圖19顯示了3個CRS：(a) CRS-0、(b) CRS-1以及(c) CRS-2，各個CRS配置於一資源區塊內並使用了FDM技術。圖20依據本揭露的其中一個實施例繪示蜂巢式通訊的細胞中的CRS佈署狀況。據此，可基於所述3個CRS的SNR量測結果獲得鏈路品質的資訊，且可配置特定的細胞ID給各個CRS並藉由監控細胞ID以便進行可能發生的換手。
圖21依據本揭露的其中一個實施例繪示BF標頭。除了將BSS、CRS、BCS以及BTS配置於BF標頭（如：1730）外，也可將這些訊號配置於DL特殊子訊框且可從任意一個BS掃描波束開始進行。圖21顯示了毫米波無線電訊框的BF標頭2100，BF標頭2100可包括但不限於DL BF標頭2101、特殊子訊框2102以及UL BF標頭2103。RAP可配置於UL BF標頭2103或是特殊子訊框2102的UL區，且可從任意一個BS掃描波束開始進行。BS可週期地並依序地掃描多個BS掃描波束。DL BF標頭2101內的BS掃描波束數量可以與UL BF標頭2103內的相同。然而，用於特殊子訊框2104（如：下行導引時隙，或稱Downlink Pilot Time Slot、DwPTS）DL傳輸以及特殊子訊框（如：上行導引時隙，或稱Uplink Pilot Time Slot、UpPTS）2105 UL傳輸的掃描波束數量可與DL BF標頭2101或UL BF標頭2103內的掃描波束數量相同或相異。
值得注意的是，將DL切換至UL須要使用保護時間（Guard Period，GP）。DL BF標頭2101或UL BF標頭2103可被區分為N個區域，mN ~ (m +1)N – 1，其中0 £ m £ M – 1，若每個DL BF標頭2101或UL BF標頭2103皆使用N個BS掃描波束，則N個區域中的每個區域可以透過N個BS掃描波束中的其中一個獨特的波束來傳送。在這種情況下，BSS、CRS、BCS以及BTS可透過N個區域中的每一個區域的DL BF標頭2101傳輸，而RAP可透過N個區域中的每一個區域的UL BF標頭2103傳輸。BS波束ID為(mN + n)的第(mN + n)個BSS可以透過Q個掃描波束中的第(mN + n)個掃描波束傳輸，其中0 £ m £ M – 1，0 £ n £ N – 1且MN = Q。
圖22依據本揭露的其中一個實施例繪示UE連結階段時掃描波束以進行BS及UE的波束追蹤。在本實施例中，UE連結階段的期間內，BS會掃描（Q個BS波束的）掃描波束且UE會掃描（P個UE波束的）掃描波束以進行波束追蹤。在網路登錄程序完成後，UE可以在網路之內移動。因此，須由UE追蹤UE的移動性、最佳BS波束以及最佳UE波束以維持可靠及無接縫的通訊。在圖22中，BS使用了Q個掃描波束且UE使用了P個波束。BS可依序地掃描Q個掃描波束以使波束0 ~ N – 1可在訊框nf 2101中由BS傳輸，波束N ~ 2N – 1可在訊框nf + 1 2102中由BS傳輸，以此類推。因此，為了追蹤UE波束，可以很直觀地利用BF標頭以依序掃描及傳輸P個不同的UE波束。然而，在UE連結時，任意地將BF標頭中的最佳UE波束切換為其餘UE波束可能會造成UE對AGC及∕或對時序∕頻率的維護嚴重地偏移。因此，須要密切地控管BF標頭中的UE波束以進行波束追蹤。簡單的作法是僅切換部分而非整個BF標頭的UE波束，也就是只在部分的BF標頭中執行UE波束掃描。例如，使用BF標頭中的特殊子訊框執行UE波束掃描，其餘部分的BF標頭則維持使用最佳UE波束。基此，舉例來說，UE可在訊框nf ~ nf + M - 1中的BF標頭中的DL子訊框內使用UE波束0，在訊框nf + M ~ nf + 2M - 1中的BF標頭中的DL子訊框內使用UE波束1，以此類推。
圖23依據本揭露的其中一個實施例繪示網路登錄後的UE連結維護程序的流程圖。在本實施例中，可能需要由UE回報服務基站（Serving BS）中最佳或較優先的波束的波束品質或波束ID。可以利用服務基站的最佳掃描波束並透過實體上行控制通道（Physical Uplink Control Channel，PUCCH）傳輸回報已完成所述回報的動作。可以基於所接收的BQMR中BTS（非BSS）的SNR、SINR、RSSI等資訊來進行用於UE波束追蹤及BS波束追蹤且在UE端執行的波束品質量測。程序說明如下。
在步驟S2301中，在每M個時間單元時，BF標頭內的UE可利用最佳BS掃描波束以執行週期性連結維護，藉此完成多種目的，如自動增益控制（AGC）調整、時序∕頻率更新、系統資訊（SI）更新、細胞鏈路監控（透過CRS）以及BS波束追蹤。在步驟S2302中，BF標頭內的UE可繼續在每（P掃描波束*M）個時間單元時，利用最佳BS掃描波束執行週期性維護，藉以完成UE波束追蹤。在步驟S2303中，BF標頭內的UE可在每NRA M（NRA ＞ αP）個時間單元時，利用最佳BS掃描波束執行週期性維護，藉以完成時序提前（TA）調整。
圖24依據本揭露的其中一個實施例繪示網路登錄後的UE連結程序的信令圖。在本實施例中，當UE在UE完成網路登錄程序之後且連接至服務基站時，須要定期維護數個基本的程序。須執行基於細胞的SNR量測（包括量測報告）結果所進行的AGC調整、時序∕頻率更新、系統資源更新、細胞鏈路監控的定期維護。基於對BS波束的SNR量測（包括量測報告）結果所進行的BS波束追蹤可透過在每M個訊框時監控BS掃描波束的BF標頭來完成。同樣地，UE波束追蹤的定期維護可透過在每P*M個訊框時監控BS掃描波束的BF標頭來完成。TA調整的定期維護可透過在每NRA M個訊框時監控BS掃描波束與BS排程波束的BF標頭來完成。詳細的程序說明如下。
在網路登錄程序完成後，BS可利用最佳BS排程波束來傳輸DL配置（DL Assignment）及UL授權（UL Grant）至UE以進行封包資料傳輸。在步驟S2401中，對應於具有BS波束ID的BS掃描波束mN ~ (m+ 1 )N – 1的BSS與BTS、具有細胞ID的CRS i以及DL BF標頭中的BCS可透過BS傳輸。響應於接收DL BF標頭，UE會對接收到的BSS進行自相關計算以在每M個訊框時維護AGC以及訊框時序（Frame Timing）。UE會由所接收的BSS中的DL BF標頭取得最佳BSS的匹配濾波器（Matched-Filtered，MF）輸出，藉以維護每M個訊框的頻率同步。為了進行封包資料傳輸，UE會基於所接收DL BF標頭中的BCS維護每M個訊框的系統資訊（SI）（如：系統頻寬、TDD DL/UL組態等等）。為了進行可能發生的換手，UE會基於所接收DL BF標頭中CRS的SNR監控每M個訊框的細胞鏈路品質。UE會基於所接收DL BF標頭中BTS的SNR以在每M個訊框時追蹤Q個BS波束中的最佳波束，並在每PM個訊框時追蹤P個UE波束中的最佳波束。
在步驟S2402中，UE會利用最佳BS掃描波束中的BF標頭中的實體上行控制通道（PUCCH）以在每M個訊框時回報所接收的當前細胞的CRS的細胞層級SNR以及（所接收BTS的）BS波束的SNR（及∕或更新的最佳BS波束ID）。藉此，BS可在每M個訊框時更新BS波束且UE可在每P*M個訊框時更新UE波束。
在步驟S2403中，UE會以NRA M為週期，利用最佳UE波束及最佳BS掃描波束中BF標頭內的RACH定期地傳送非競爭式的RAP，藉以讓BS為UE的TA維護的運行計算出時序提前（TA）值，其中NRA 為正整數。可以使用具有序列索引及週期的非競爭式（如：透過BS配置）序列來產生RAP。
在步驟S2404中，隨機存取回應（RAR）可在接收到RAP後的後一個訊框時，利用最佳UE波束及最佳BS排程波束中負載區的實體下行共享通道（Physical Downlink Shared Channel，PDSCH）傳輸，以讓UE取得TA值的資訊，所述資訊可被視為L3信令（例如使用11位元的下行媒體存取控制（Downlink Media Access Control，DL MAC）負載）。BS可透過最佳BS排程波束中負載區內的實體下行控制通道（Physical Downlink Control Channel，PDCCH）並基於特定的下行控制資訊（Downlink Control Information，DCI）格式來為當前負載區中的PDSCH分配DL配置。
在步驟S2405中，UE可在RAR傳輸後的後M個訊框時，利用最佳UE波束及最佳BS掃描波束中BF標頭內的實體上行共享通道（Physical Uplink Shared Channel，PUSCH）傳輸隨機存取確認（Random Access Confirm，RAC）（嵌入TA值），以使BS確認UE所接收到的TA值是否正確。這個透過PUSCH傳輸TA值可被視為L3信令（例如使用11位元的下行媒體存取控制負載）。BS可透過最佳BS掃描波束中BF標頭內的PDCCH並基於另一個特定DCI格式來為BF標頭內的PUSCH分配UL授權。接著，BS可繼續利用最佳BS排程波束以在負載區中的PDCCH傳輸DL配置或UL授權。而後UE可利用最佳BS排程波束與BS交換資料封包。
圖25依據本揭露的其中一個實施例繪示上行排程請求（Scheduling Request，SR）程序。SR是一種UL信令，可供UE用以請求封包資料傳輸所需的UL資源。基本的設計概念主要為下列三個程序，包括SR觸發、SR回報以及SR授權。
首先，SR觸發可基於至少兩種方式。第一種方式包括在最佳BS掃描波束中BF標頭的PUCCH內使用由活動UE觸發的UL控制訊號。SR觸發控制訊號總是在每一次UL傳輸中的UL封包數據傳輸開始進行前傳輸。
第二種方式包括了基於RAP的SR觸發控制訊號，所述RAP是由最佳BS掃描波束中BF標頭的RACH內的閒置UE所觸發。SR觸發控制訊號可以是為期數個時間單元的週期訊號。使用2位元信令的SR狀態範例如下表：
SR回報包括利用最佳BS排程波束中負載區的PUSCH以藉由L3信令（即UL MAC PL）傳輸緩衝器狀態回報（Buffer Status Report，BSR）。BSR可由UE傳輸以回報UE欲請求的UL資源（即 PUSCH大小）數量。SR回報伴隨著UL封包資料傳輸且只在UL封包傳輸起始時進行回報。使用3位元信令的SR回報範例如下表，該表顯示了由BS在時域中（訊框中）為SR分配的PUSCH大小。然而，也可在頻域中（資源區塊中），或是在頻域與時域的組合中進行分配。
SR授權包括欲傳輸至UE的兩階段DL控制訊號，所述兩階段DL控制訊號由最佳BS排程波束中負載區的PDCCH內的BS所授權。在第一階段（即響應於SR觸發的初始UL授權）時，BS僅可分配一個UL資源單元以供UE執行UL傳輸。然而，在第二階段（即響應於SR回報的動態UL授權）時，BS可基於UE請求、網路能力、通道狀態等資訊決定配置多少UL資源單元供UE執行UL傳輸。
圖25繪示執行SR所需的多個步驟。在步驟S2501中，UE會觸發最佳BS掃描波束中BF標頭的PUCCH內的SR。在步驟S2502中，BS會利用最佳BS排程波束中負載區的PDCCH內的僅一個訊框傳輸BSRI = 1的UL授權（即初始UL授權）給UE，以供UE進行初始UL封包傳輸。在步驟S2503中，UE可基於初始UL授權以利用最佳BS排程波束傳送初始UL封包傳輸至BS。在步驟S2504中，UE在最佳BS排程波束中負載區的PUSCH內進行BSR以標明隨後將被UE傳送的UL封包大小。響應於接收BSR，BS可利用最佳BS排程波束中負載區的PDCCH傳輸用於2 ~ 1024訊框的BSRI = 2~7的UL授權（動態UL授權）給UE，以供UE執行隨後的UL封包傳輸。在步驟S2505中，當每一次UL封包傳輸時，UE可利用BS掃描波束中BF標頭的PUCCH傳輸SR狀態。例如，UE可在每次UL封包傳輸時傳輸兩種狀態。當2位元信令的位元映射為[0 0]時，UE可持續進行PUSCH請求。當2位元信令的位元映射為[1 0]時，UE可終止進行PUSCH請求。
圖26依據本揭露的其中一個實施例繪示適用於毫米波通訊系統中UE的網路登錄後的連結方法。在步驟S2601中，UE會接收時間單元，時間單元包括負載區以及下行標頭區的，下行標頭區包括第一掃描波束的第一波束品質量測資源(BQMR)以及第二掃描波束的第二波束品質量測資源。在步驟S2602中，UE可由第一波束品質量測資源獲取第一參考訊號並由第二波束品質量測資源獲取一第二參考訊號。在步驟S2603中，UE會藉由第一參考訊號計算出第一訊號品質量測值並藉由第二參考訊號計算出第二訊號品質量測值。在步驟S2604中，UE會基於第一訊號品質量測值優於第二訊號品質量測值以選擇第一掃描波束。
圖27依據本揭露的其中一個實施例繪示適用於毫米波通訊系統中BS的網路登錄後的連結方法。在步驟S2701中，BS會傳輸時間單元，時間單元包括負載區以及下行標頭區，下行標頭區包括第一掃描波束的第一波束品質量測資源以及第二掃描波束的第二波束品質量測資源。第一波束品質量測資源包括一第一參考訊號且第二波束品質量測資源包括第二參考訊號。第一參考訊號用於計算第一訊號品質量測值且第二參考訊號用於計算第二訊號品質量測值。BS基於至少比較第一訊號品質量測值及第二訊號品質量測值以至少由第一掃描波束及第二掃描波束之中選出其中之一。
圖28A依據本揭露的其中一個實施例繪示BS硬體的功能方塊圖。本揭露提出的毫米波通訊系統的BS包括但不限於處理 單元2801、毫米波傳送器2802、毫米波接收器2803以及天線陣列2804。毫米波傳送器2802以及毫米波接收器2803可執行如低雜訊放大、阻抗匹配、混頻、升頻或降頻轉換、濾波以及放大等功能。傳送器2802以及接收器2803可包括一或多個類比數位(Analog to Digital，A/D)轉換器以及數位類比(Digital to Analog，D/A)轉換器，兩者可經配置以在上行訊號程序中將類比訊號格式轉換為數位訊號格式，以及在下行訊號程序中將數位訊號格式轉換為類比訊號格式。天線陣列2804包括多個可傳送及接收指向式天線波束的天線。
處理單元2801中的處理器經配置以處理數位訊號，並執行本揭露實施例提出的用於毫米波通訊系統的網路登錄方法的程序。此外，處理單元2801也可存取非暫時性儲存媒介，非暫時性儲存媒介可儲存程式碼、碼本組態(Codebook Configuration)、緩衝資料或可記錄處理單元2801配置過的組態。處理單元2801豬的處理器可以是例如微處理器、微控制器、數位訊號處理(Digital Signal Processor，DSP)晶片、可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等可編程元件。處理器中的功能也可由不同的電子設備或積體電路(Integrated Circuit，IC)實施。須注意的是，處理器中的功能可由硬體或軟體實施。
本揭露中的「用戶設備(UE)」可例如是行動基地台、先進行動基地台(Advanced Mobile Station，AMS)、用戶端、桌上型電腦、筆記型電腦、網路電腦、工作站、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA），個人平板電腦、掃描器、電話裝置、呼叫器、相機、電視、可攜式電子遊戲機、音樂設備、無線感測器以及類似的物品。在一些應用中，UE可以是操作於移動環境（如：客車、火車、飛機、船以及車等等）中的固定式電腦。
圖28B依據本揭露的其中一個實施例繪示UE硬體的功能方塊圖。本揭露提出的毫米波通訊系統的UE包括但不限於處理單元2801、毫米波傳送器2812、毫米波接收器2813以及天線陣列2814。毫米波傳送器2812以及毫米波接收器2813也可執行如低雜訊放大、阻抗匹配、混頻、升頻或降頻轉換、濾波以及放大等功能。傳送器2812以及接收器2813可包括一或多個A/D轉換器以及D/A轉換器，兩者可經配置以在上行訊號程序中將類比訊號格式轉換為數位訊號格式，以及在下行訊號程序中將數位訊號格式轉換為類比訊號格式。天線陣列2814包括多個可傳送及接收指向式天線波束的天線。
處理單元2811中的處理器經配置以處理數位訊號，並執行本揭露實施例提出的用於毫米波通訊系統的網路登錄方法的程序。此外，處理單元2811也可存取非暫時性儲存媒介，非暫時性儲存媒介可儲存程式碼、碼本組態、緩衝資料或可記錄處理單元2801配置過的組態。處理單元2801豬的處理器可以是例如微處理器、微控制器、DSP晶片、FPGA等可編程元件。處理器中的功能也可由不同的電子設備或IC實施。須注意的是，處理器中的功能可由硬體或軟體實施。
綜上所述，本揭露適用於毫米波通訊系統，並且可使BS與UE執行控制訊號及用戶資料訊號的波束成形，以及維持毫米波通訊系統的連結穩定。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
101‧‧‧毫米波孔徑
102‧‧‧微波孔徑
301‧‧‧毫米波雜訊頻寬
302‧‧‧微波雜訊頻寬
501‧‧‧微波單天線
502‧‧‧毫米波單天線
503‧‧‧毫米波波束成形
504‧‧‧波束ID為q的第q波束
1001、1101、1201、1503、1710、2100‧‧‧BF標頭
1002、1102、1202、1506、1720‧‧‧負載區
1401、1402‧‧‧時隙
1501‧‧‧M個無線電訊框
1502‧‧‧基站掃描波束
1504、1605‧‧‧訊框
1505‧‧‧基站排程波束
1601、1701、BSS‧‧‧波束搜尋訊號
1602、CSS‧‧‧細胞搜尋訊號
1700‧‧‧時間單元
1702、CRS‧‧‧細胞參考訊號
1703、BCS‧‧‧廣播訊號
1704、BTS‧‧‧波束追蹤訊號
1705、RAP‧‧‧隨機存取前置碼
1801、1802‧‧‧波束品質量測資源
2104‧‧‧BS掃描波束索引
901、902、S701、S702、S703、S704、S705、S2301、S2302、S2303、S2401、S2402、S2403、S2404、S2501、S2502、S2503、S2504、S2505、S2601、S2602、S2603、S2604、S2701、‧‧‧步驟
2801、2811‧‧‧處理單元
2802、2812、Tx‧‧‧傳送器
2803、2813、Rx‧‧‧接收器
2804、2814‧‧‧天線陣列
5G‧‧‧第5代移動通信系統
AGC‧‧‧自動增益控制
BS‧‧‧基站
BSRI‧‧‧緩衝器狀態回報索引
C-RNTI‧‧‧細胞無線電網路暫時識別碼
CP‧‧‧循環冗餘
D‧‧‧下行子訊框
DL‧‧‧下行
DAC‧‧‧數位類比轉換器
DL-SCH‧‧‧下行共享傳輸通道
DRB‧‧‧資料無線電承載
DwPTS‧‧‧下行導引時隙
eNB‧‧‧演進節點B
LOS‧‧‧直視線
LTE‧‧‧長期演進技術
LTE-A‧‧‧先進長期演進技術
M-TMSI‧‧‧移動管理實體之移動用戶暫時識別碼
MAC‧‧‧媒體存取控制層
MF‧‧‧匹配濾波器
NLOS‧‧‧非直視線
PA‧‧‧功率放大器
PDCCH‧‧‧實體下行控制通道
PDSCH‧‧‧實體下行共享通道
PHY‧‧‧實體層
PLMN ID‧‧‧公眾行動電話網路識別碼
PSTN‧‧‧公共交換電話網
PUCCH‧‧‧實體上行控制通道
PUSCH‧‧‧實體上行共享通道
RA-RNTI‧‧‧隨機存取無線電網路暫時識別碼
RAC‧‧‧隨機存取確認
RACH‧‧‧隨機存取通道
RAR‧‧‧隨機存取回應
RAT‧‧‧無線電存取技術
RRC‧‧‧無線電資源控制
RSSI‧‧‧接收訊號強度指標
S‧‧‧特殊子訊框
SI‧‧‧系統資源
SF‧‧‧子訊框
SNR‧‧‧訊號雜訊比
SRB‧‧‧信令無線電承載
TA‧‧‧時序提前
U‧‧‧上行子訊框
UL‧‧‧上行
UE‧‧‧用戶設備
UL-SCH‧‧‧上行共享傳輸網路
UpPTS‧‧‧上行導引時隙
圖1繪示接收器中相對於微波孔徑的毫米波孔徑的範例。 圖2繪示相對於非直視線環境的直視線環境。 圖3繪示相對於微波中雜訊頻寬的毫米波中雜訊頻寬。 圖4繪示適用於無線通訊系統的多種類型的波束成形傳送器。 圖5繪示不同傳輸波長的輻射方向圖的範例。 圖6繪示多重無線電存取技術通訊系統的範例。 圖7繪示傳統通訊系統中的排程請求程序。 圖8依據本揭露的一實施例繪示毫米波通訊系統的範例。 圖9依據本揭露的一實施例繪示第二類型的毫米波通訊系統的毫米波通訊程序。 圖10依據本揭露的一實施例繪示毫米波通訊系統的可調式訊框（Frame）架構。 圖11依據本揭露的一實施例繪示基於分時長期演進（LTE Time-Division Duplex，或稱LTE TDD）技術的毫米波無線電訊框。 圖12依據本揭露的其中一個實施例繪示使用TDD技術的可調式毫米波無線電訊框。 圖13依據本揭露的其中一個實施例繪示使用TDD技術的可調式毫米波無線電訊框的範例。 圖14依據本揭露的其中一個實施例繪示使用基於LTE TDD技術的毫米波訊框架構的範例。 圖15依據本揭露的其中一個實施例繪示夾帶了波束成形資訊的毫米波訊框。 圖16依據本揭露的其中一個實施例繪示透過掃描波束傳輸週期性信令。 圖17依據本揭露的其中一個實施例繪示網路登錄階段中使用的毫米波訊框架構範例。 圖18依據本揭露的其中一個實施例繪示BQMR訊號的配置。 圖19依據本揭露的其中一個實施例繪示在一資源區塊（Resource Block，RB）中的基於分頻多工（Frequency-Division Multiplex，FDM）技術的細胞專用參考訊號（Cell-specific Reference Signal，CRS）。 圖20依據本揭露的其中一個實施例繪示蜂巢式通訊的細胞中的CRS佈署狀況。 圖21依據本揭露的其中一個實施例繪示波束成形標頭。 圖22依據本揭露的其中一個實施例繪示UE連結階段時BS波束的波束掃描及用戶設備波束（或稱UE波束）追蹤。 圖23依據本揭露的其中一個實施例繪示網路登錄後的UE連結維護程序的流程圖。 圖24依據本揭露的其中一個實施例繪示網路登錄後的UE連結維護程序的信令圖。 圖25依據本揭露的其中一個實施例繪示上行排程請求程序。 圖26依據本揭露的其中一個實施例繪示適用於毫米波通訊系統中用戶設備的網路登錄後的連結方法。 圖27依據本揭露的其中一個實施例繪示適用於毫米波通訊系統中基站的網路登錄後的連結方法。 圖28A依據本揭露的其中一個實施例繪示基站硬體的功能方塊圖。 圖28B依據本揭露的其中一個實施例繪示用戶設備硬體的功能方塊圖。
S2601、S2602、S2603、S2604‧‧‧步驟

Claims (26)

  1. 一種網路登錄後的連結方法，適用於毫米波通訊系統中的用戶設備，該方法包括：接收一時間單元，該時間單元包括一負載區以及一下行標頭區，該下行標頭區包括一第一掃描波束的一第一波束品質量測資源以及一第二掃描波束的一第二波束品質量測資源，其中該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此不相鄰且各自分布於該下行標頭區之中，或該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此相鄰且各自被配置於該下行標頭區的一特定區塊中；由該第一波束品質量測資源獲取一第一參考訊號並由該第二波束品質量測資源獲取一第二參考訊號；藉由該第一參考訊號計算出一第一訊號品質量測值並藉由該第二參考訊號計算出一第二訊號品質量測值；基於該第一訊號品質量測值優於該第二訊號品質量測值以選擇該第一掃描波束；以及透過另一個時間單元傳輸對應於該第一掃描波束的該第一訊號品質量測值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中藉由該第一參考訊號計算出該第一訊號品質量測值包括：藉由嵌入於該第一波束品質量測資源中的該第一參考訊號以計算出該第一訊號品質量測值，其中該第一參考訊號為一波束追 蹤訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：在完成一網路登錄程序之後，當接收到多個掃描波束時，掃描一用戶設備波束。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中該下行標頭區更包括配置了多個用戶設備波束中的一最佳用戶設備波束的一非波束品質量測資源，以及配置了所述多個用戶設備波束中的多個不同的波束品質量測資源。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中當該第一掃描波束已被確認為一最佳掃描波束時，對應於該第一掃描波束的該第一訊號品質量測值是透過該另一個時間單元中的一實體上行控制通道所傳輸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：持續接收多個波束追蹤訊號及多個細胞專用參考訊號；基於所接收的所述多個波束追蹤訊號傳輸各個基站掃描波束的一波束品質報告，並基於所接收的所述多個細胞專用參考訊號傳輸一細胞層級訊號品質回報；以及判斷是否選擇另一個用戶設備波束。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包括：透過以下步驟執行一排程請求程序：透過一最佳基站掃描波束傳輸一排程請求；透過一最佳基站排程波束接收一上行授權，該上行授權 具有僅一個時間單元的一緩衝器狀態回報指標；透過該最佳基站排程波束在該僅一個時間單元內傳輸一上行封包資料；傳輸一緩衝器狀態回報以標明將被傳輸的一後續上行封包大小；以及響應於傳輸該緩衝器狀態回報，接收後續上行封包傳輸的一上行授權。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中該排程請求程序更包括：在每次進行上行封包傳輸時，透過該最佳基站掃描波束在一實體上行控制通道中傳輸一排程請求狀態。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一波束搜尋訊號，在一網路登錄程序完成後，該波束搜尋訊號用於進行一自相關計算以維護自動增益控制，且用於進行自相關計算及一匹配濾波器計算以維護時序及頻率的更新。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一廣播訊號，該廣播訊號用於在一網路登錄程序完成後維護一系統資訊。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一細胞專用參考訊號，該細胞專用參考訊號用於在一網路登錄程序完成後監視細胞品質以執行一換手。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一波束追蹤訊號，該波束追蹤訊號用於在一網路登錄程序完成後追蹤一最佳基站掃描波束及一最佳用戶設備波束。
  13. 一種網路登錄後的連結方法，適用於毫米波通訊系統中的基站，該方法包括：傳輸一時間單元，該時間單元包括一負載區以及一下行標頭區，該下行標頭區包括一第一掃描波束的一第一波束品質量測資源以及一第二掃描波束的一第二波束品質量測資源，其中該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此不相鄰且各自分布於該下行標頭區之中，或該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此相鄰且各自被配置於該下行標頭區的一特定區塊中；該第一波束品質量測資源包括一第一參考訊號且該第二波束品質量測資源包括一第二參考訊號；該第一參考訊號用於計算一第一訊號品質量測值且該第二參考訊號用於計算一第二訊號品質量測值；以及基於至少比較該第一訊號品質量測值及該第二訊號品質量測值以至少由該第一掃描波束及該第二掃描波束之中選出其中之一；以及透過另一個時間單元接收對應於該第一掃描波束的該第一訊號品質量測值。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，更包括：接收該第一訊號品質量測值以回應於傳送該第一參考訊號，且該第一參考訊號是嵌入於第一波束品質量測資源中的一波束追蹤訊號。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的方法，更包括：在完成一網路登錄程序之後，當傳輸多個掃描波束時，接收一用戶設備波束的掃描。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中該下行標頭區更包括配置了多個用戶設備波束中的一最佳用戶設備波束的一非波束品質量測資源，以及配置了所述多個用戶設備波束中的其餘多個不同的非最佳用戶設備波束的多個波束品質量測資源。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中當該第一掃描波束已被確認為最佳掃描波束時，對應於該第一掃描波束的該第一訊號品質量測值是透過該另一個時間單元中的一實體上行控制通道所接收。
  18. 如申請專利範圍第13項所述的方法，更包括：持續傳輸多個波束追蹤訊號、多個細胞專用參考訊號以及一廣播訊號；接收各個基站掃描波束的一波束品質報告並接收一細胞層級訊號品質回報；以及在接收到該波束品質報告後判斷是否有另一個基站波束被選擇。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的方法，更包括： 透過以下步驟執行一排程請求程序：透過一最佳基站掃描波束接收一排程請求；透過一最佳基站排程波束傳輸一上行授權，該上行授權具有僅一個時間單元的一緩衝器狀態回報指標；透過該最佳基站排程波束在該僅一個時間單元內接收一上行封包資料；接收一緩衝器狀態回報以標明將由用戶設備傳輸的一後續上行封包大小；以及響應於接收該緩衝器狀態回報，傳輸後續上行封包傳輸的一上行授權。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其中該排程請求程序更包括：在每次進行上行封包傳輸時，透過該最佳基站掃描波束在一實體上行控制通道中接收一排程請求狀態。
  21. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一波束搜尋訊號，在一網路登錄程序完成後，該波束搜尋訊號用於進行一自相關計算以維護自動增益控制，且用於進行自相關計算及一匹配濾波器計算以維護時序及頻率的更新。
  22. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一廣播訊號，該廣播訊號用於在一網路登錄程序完成後維護一系統資訊。
  23. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一細胞專用參考訊號，該細胞專用參考訊號用於在一網路登錄程序完成後監視細胞品質以執行一換手。
  24. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該下行標頭區更包括一波束追蹤訊號，該波束追蹤訊號用於在一網路登錄程序完成後追蹤一最佳基站掃描波束及一最佳用戶設備波束。
  25. 一種用戶設備，包括：一接收器，經配置以在毫米波範圍內接收訊號；一傳送器，經配置以在毫米波範圍內傳輸訊號；以及一處理器，耦接於該接收器及該傳送器，且該處理器經配置以至少執行下列步驟：透過該接收器接收一時間單元，該時間單元包括一負載區以及一下行標頭區，該下行標頭區包括一第一掃描波束的一第一波束品質量測資源以及一第二掃描波束的一第二波束品質量測資源，其中該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此不相鄰且各自分布於該下行標頭區之中，或該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此相鄰且各自被配置於該下行標頭區的一特定區塊中；由該第一波束品質量測資源獲取一第一參考訊號並由該第二波束品質量測資源獲取一第二參考訊號；藉由該第一參考訊號計算出一第一訊號品質量測值並藉由該第二參考訊號計算出一第二訊號品質量測值； 基於該第一訊號品質量測值優於該第二訊號品質量測值以選擇該第一掃描波束；以及透過另一個時間單元傳輸對應於該第一掃描波束的該第一訊號品質量測值。
  26. 一種基站，包括：一接收器，經配置以在毫米波範圍內接收訊號；一傳送器，經配置以在毫米波範圍內傳輸訊號；以及一處理器，耦接於該接收器及該傳送器，且該處理器經配置以至少執行下列步驟：傳輸一時間單元，該時間單元包括一負載區以及一下行標頭區，該下行標頭區包括一第一掃描波束的一第一波束品質量測資源以及一第二掃描波束的一第二波束品質量測資源，其中其中該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此不相鄰且各自分布於該下行標頭區之中，或該第一波束品質量測資源以及該第二波束品質量測資源彼此相鄰且各自被配置於該下行標頭區的一特定區塊中；該第一波束品質量測資源包括一第一參考訊號且該第二波束品質量測資源包括一第二參考訊號；該第一參考訊號用於計算一第一訊號品質量測值且該第二參考訊號用於計算一第二訊號品質量測值；以及基於至少比較該第一訊號品質量測值及該第二訊號品質量測值以至少由該第一掃描波束及該第二掃描波束之中選出其中之一；以及 透過另一個時間單元接收對應於該第一掃描波束的該第一訊號品質量測值。
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