高效波束訓練的方法及使用相同網絡控制設備的制造方法
【專利說明】高效波束訓練的方法及使用相同網絡控制設備
[0001]相關串請的交叉引用
[0002]本申請要求美國臨時申請號為61/993，576、申請日為2014年5月15日、發明名稱為“無線系統中高效發射波束訓練的方法”，以及美國申請號為14/706，098、申請日為2015年5月7日的優先權，其全部內容被合并引用到該申請中。
技術領域
[0003]本發明涉及高效波束訓練方法，以及更具體地，涉及一對多分層波束訓練(one-to-many hierarchical beam training)的方法。
【背景技術】
[0004]術語“無線”，通常是指不伴隨使用“硬線”連接的電氣操作或電子操作。“無線通信”是在一定距離傳輸信息，而不使用電導體或導線。涉及的距離可以是短的(電視遙控的幾米)或很長的(數千甚至數百萬公里的無線通信)。在無線通信中，眾所周知的例子是蜂窩電話。蜂窩電話使用無線電波來實現運營商從世界各地的許多地方向另一方打電話。只要有一個蜂窩電話站點來容納發送和接收信號的設備，信號被處理以從蜂窩電話傳輸語音和數據，蜂窩電話就可以在任何地方使用。
[0005]有多種發達以及定義好的蜂窩通信無線接入技術(Rad1 Access Technologies，RAT)。例如，全球移動通信系統(Global System for Mobile communicat1n,GSM)是一個定義好的以及普遍采用的通信系統，其使用時分多址(Time Divis1n Multiple Access，TDMA)技術。TDMA技術是一種無線數字的多址接入方案，以在移動電話與小區站點之間發送語音、數據以及信令數據(signaling data)(如，撥打電話號碼)。CDMA2000是一種混合移動通信2.5G/3G(代)的技術標準，CDMA2000使用碼分多址(Code Divis1n MultipleAccess，CDMA)技術。通用移動通信系統(Universal Mobile Telecommunicat1ns System，UMTS)是一種3G移動通信系統，UMTS提供GSM系統的增強范圍的多媒體服務。無線保真(Wireless Fidelity，W1-Fi)是一種802.11工程標準定義的技術，W1-Fi可以用于家庭網絡、移動電話和視頻游戲，以提供高頻率的無線局域網(Wireless Local AreaNetwork，WLAN)。長期演進(Long Term Evolut1n，LTE)以及從 LTE 演進過來的 LTE 高級(LTE-Advanced, LTE-A)為4G移動通信系統，其提供了超過2G及3G系統的高速率數據傳輸。
[0006]毫米波(millimeter-wame，mMW)波段(band)具有可用頻譜，以及能夠提供比微波頻帶顯著更高等級的吞吐量。由于毫米波信號顯著更高的衰減等級以及定向性，毫米波設備(即，站點)通常部署高定向性天線及用于通信的波束賦形(feamforming)技術。
[0007]波束賦形是一種信號處理技術，其允許為了特定目的，將從多個天線分支接收到的信號合并，特定目的例如，最大化信號干擾噪聲比(Signal to Interference and NoiseRat1, SI NR)或干擾抑制。
[0008]通過模擬波束賦形，在模擬域(模數轉換(Analog-to-Digital Convers1n,ADC)之前)執行信號合并，以及通常不夠靈活。已合并信號經過ADC，以及在數字域僅有一個信號分支。
[0009]對于數字波束賦形，信號合并發生在數字域。為了其能夠發生，從分離(individual)天線分支接收到的信號經過分離ADC。使用該方法，當我們在數字域有多個信號時，處理更加靈活。然而，為了達到這個目的，需要用于將模擬信號轉化到數字域的多個處理鏈(processing chain)。例如，需要多個ADC。
【發明內容】
[0010]提供了用于高效波束訓練的一種網絡控制設備及多個方法。示例實施例的網絡控制設備包含無線通信模塊及控制器。無線通信模塊接收多個第一信號。每個第一信號包含通信裝置確定的關于第一波束等級中的較佳發射波束的信息。根據接收到的第一信號，控制器選擇一群通信裝置加入一對多波束訓練，以及從無線通信模塊支持的多個發射波束中，選擇第二波束等級中的一個或多個發射波束用于訓練。該群通信裝置中的通信裝置在第一波束等級中具有相同的較佳發射波束，以及第二波束等級中的發射波束與第一波束等級中的較佳發射波束關聯。無線通信模塊還依次使用發射波束，向該群通信裝置發射信號，以執行一對多波束訓練，用以在該群通信裝置之中同時訓練第二波束等級中的發射波束。
[0011]示例實施例的高效波束訓練的方法包含:根據多個第一信號，選擇一群通信裝置加入一對多波束訓練，其中第一信號是從多個通信裝置接收到的，以及每個第一信號包含關于一個通信裝置確定的較佳發射波束的信息；從網絡控制設備支持的多個發射波束中，選擇一個或多個用于訓練的發射波束；依次使用發射波束，向該群通信裝置發射信號，以執行一對多波束訓練，用以在該群通信裝置之中同時訓練發射波束。該群通信裝置中的通信裝置具有相同的較佳發射波束，該較佳發射波束在第一波束等級，以及發射波束在第二波束等級，第二波束等級中的發射波束與第一波束等級中的較佳發射波束關聯，以及第一波束等級與第二波束等級為分層波束等級。
[0012]參考附圖，在下面的實施例中給出了詳細的描述。
【附圖說明】
[0013]通過閱讀隨后的詳細描述和結合附圖描述的例子，可以更全面地理解本發明，其中:
[0014]圖1是根據本發明一個實施例的無線通信系統的示意塊圖。
[0015]圖2是根據本發明一個實施例的服務網絡中的網絡控制設備的簡化塊圖。
[0016]圖3A是根據本發明一個實施例的，具有至少一個支持模擬陣列波束賦形的網絡控制設備的示例無線通信系統的概要圖。
[0017]圖3B是根據本發明另一實施例的，具有網絡控制設備及通信裝置的另一示例無線通信系統的概要圖，其中網絡控制設備及通信裝置均支持模擬陣列波束賦形。
[0018]圖4是根據本發明一個實施例的無線通信模塊的示例塊圖。
[0019]圖5是根據本發明一個實施例的，網絡控制設備或通信裝置發射的多個發射波束的示例圖。
[0020]圖6是根據本發明一個實施例的多級波束的樹狀結構的概要示意圖。
[0021]圖7是根據本發明一個實施例的系統的假設概要示意圖。
[0022]圖8是根據本發明一個實施例中的高效波束訓練的方法的流程圖。
[0023]圖9A與圖9B是根據本發明一個實施例的一對多波束訓練的示例場景圖。
[0024]圖10是根據本發明一個實施例的加入一對多波束訓練的BS及UE的操作的示例流程圖。
[0025]圖11是根據本發明另一實施例的加入一對多波束訓練的BS及UE的操作的示例流程圖。
[0026]圖12是根據本發明又一實施例的，加入一對多波束訓練的BS及UE的操作的示例流程圖。
[0027]圖13A、圖13B與圖13C是根據本發明另一實施例的一對多波束訓練的另一示例場景圖。
【具體實施方式】
[0028]下面的描述是實現本發明的預期的最優方式。此描述是為了說明本發明一般原理的目的，而不應該理解為具有限制性的意義。本發明的范圍通過參照所附的權利要求來確定。
[0029]圖1是根據本發明一個實施例的無線通信系統的示意塊圖。在無線通信系統100中，通信裝置110無線地連接至服務網絡，以獲得無線通信服務，如圖1所示的服務網絡120。服務網絡120的操作符合預定通信協議。服務網絡120可包含一個或多個網絡控制設備，以向通信裝置110提供無線通信服務，如包含網絡控制設備130及一個或多個通信裝置與核心網之間的接口。服務網絡120也可包含一個或多個中間控制節點，以控制一個或多個網絡控制設備的操作，如圖1所示的網絡控制實體150。在本發明的實施例中，網絡控制實體可以為基站控制器(Base Stat1n Controller，BSC)，或者可以不用集中控制器而實現為分布式，或者可以為基站功能的一部分等。
[0030]另外，根據本發明的一個實施例，網絡控制設備130可以為演進型基站(evolvedNode B，eNB)、基站(Base Stat1n，BS)、BSC 或無線網絡控制器(Ra