使用有源天線陣列的虛擬扇區化的制作方法

使用有源天線陣列的虛擬扇區化的制作方法
【專利摘要】所主張標的物的實施例提供一種用于使用有源天線陣列的虛擬扇區化的方法及裝置。所述裝置的實施例包含用于將信號提供到有源天線陣列的發射器。所述信號致使所述有源天線陣列將第一參考信號發射到第一扇區，所述第一扇區通過扇區識別符指示給所述第一扇區內的用戶設備。所述信號還致使所述有源天線陣列將多個第二參考信號發射到與所述第一扇區重疊的對應多個第二虛擬扇區中。所述裝置還包含用于基于由用戶設備使用所述第一參考信號或所述第二參考信號產生的反饋而調度到所述用戶設備的發射的調度器。
【專利說明】使用有源天線陣列的虛擬扇區化

【背景技術】
[0001] 本申請案一般來說涉及通信系統，且更特定來說，涉及無線通信系統。
[0002] 無線通信系統通常部署用于提供到用戶設備（例如移動單元或其它具有無線能 力的器件）的無線連接性的眾多基站（或其它類型的無線接入點（例如eNodeB))。每一基 站負責提供到位于由所述基站服務的特定小區或扇區中的用戶設備的無線連接性。基站與 用戶設備之間的空氣接口支持用于將信息從基站載運到用戶設備的下行鏈路（或正向鏈 路）信道及用于將信息從用戶設備載運到基站的上行鏈路（或反向鏈路）信道。上行鏈路 及/或下行鏈路信道通常包含用于載運數據業務（例如聲音信息）的數據信道及用于載運 控制信號（例如導頻信號、同步信號、應答信號等等）的控制信道。
[0003] 當基站及任選地用戶設備包含多個天線時，可采用多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)技術。舉 例來說，包含多個天線的基站可并發且在同一頻帶上將多個獨立且相異信號發射到多個用 戶設備。ΜΜ0技術能夠粗略地與可用于基站處的天線的數目成比例地增加無線通信系統的 頻譜效率（例如，位數目/秒/赫茲）。然而，基站還需要關于到用戶設備中的每一者的下 行鏈路信道的狀態的信息以選擇具有用于并發發射的大致正交下行鏈路信道的用戶設備。 可由用戶設備在反向鏈路上提供信道反饋，但此增加與ΜΜ0發射相關聯的額外開銷，此減 小無線通信系統的頻譜效率。


【發明內容】

[0004] 所揭示標的物針對于解決上文所陳述的問題中的一或多者的影響。下文呈現所揭 示標的物的簡化
【發明內容】
以便提供對所揭示標的物的一些方面的基本理解。本
【發明內容】
并 非對所揭示標的物的窮盡性概述。其既不打算識別所揭示標的物的關鍵或緊要元件也不打 算記述所揭示標的物的范圍。其唯一目的是以簡化形式呈現一些概念來作為稍后論述的更 詳細描述的前言。
[0005] 在一個實施例中，提供一種用于使用有源天線陣列的虛擬扇區化的裝置。所述裝 置的實施例包含用于將信號提供到有源天線陣列的發射器。所述信號致使所述有源天線陣 列將第一參考信號發射到第一扇區，所述第一扇區通過扇區識別符指示給所述第一扇區內 的用戶設備。所述信號還致使所述有源天線陣列將多個第二參考信號發射到與所述第一扇 區重疊的對應多個第二虛擬扇區中。所述裝置還包含用于基于由用戶設備使用所述第一參 考信號或所述第二參考信號產生的反饋而調度到所述用戶設備的發射的調度器。
[0006] 在另一實施例中，提供一種用于使用有源天線陣列的虛擬扇區化的基站。所述基 站的實施例包含有源天線陣列及用于經由所述有源天線陣列發射下行鏈路信號及接收上 行鏈路信號的收發器。所述下行鏈路信號包含：第一參考信號，其發射到第一扇區，所述第 一扇區通過扇區識別符指示給所述第一扇區內的用戶設備；及多個第二參考信號，其發射 到與所述第一扇區重疊的對應多個第二扇區中。所述基站的實施例還包含用于基于由用戶 設備使用所述第一參考信號或所述第二參考信號產生的反饋而將所述用戶設備分配到所 述第一扇區或所述多個第二扇區的調度器。
[0007] 在又一實施例中，提供一種用于使用有源天線陣列的虛擬扇區化的方法。所述方 法的實施例包含將信號提供到有源天線陣列。所述信號致使所述有源天線陣列將第一參考 信號發射到第一扇區，所述第一扇區通過扇區識別符指示給所述第一扇區內的用戶設備， 且致使所述有源天線陣列將多個第二參考信號發射到與所述第一扇區重疊的對應多個第 二扇區中。所述方法的實施例還包含基于由用戶設備使用所述第一參考信號或所述第二參 考信號產生的反饋調度到所述用戶設備的發射。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 可連同所附圖式一起參考以下描述理解所揭示標的物，在所附圖式中相同元件符 號識別相同元件且其中：
[0009] 圖1概念性地圖解說明無線通信系統的第一示范性實施例；
[0010] 圖2A、2B及2C描繪有源天線陣列的三個示范性實施例；
[0011] 圖3A、3B、3C及3D描繪部署于基站上的有源天線陣列的不同實施例的示范性能 力；
[0012] 圖4概念性地圖解說明無線通信系統的第二示范性實施例；
[0013] 圖5概念性地圖解說明無線通信系統的第三示范性實施例；
[0014] 圖6A、6B、6C、6D展示用于發射與虛擬扇區化系統中的基扇區相關聯的共用參考 信號的波束的覆蓋區的示范性實施例；
[0015] 圖7概念性地圖解說明無線通信系統的第四示范性實施例；
[0016] 圖8概念性地圖解說明用于將業務流映射到虛擬扇區的功能性的一個示范性實 施例；及
[0017] 圖9概念性地圖解說明與虛擬扇區中的用戶設備通信的方法的一個示范性實施 例。
[0018] 盡管所揭示標的物易于做出各種修改及替代形式，但已在圖式中通過實例展示并 在本文中詳細地描述了其特定實施例。然而，應理解，本文中對特定實施例的描述不打算將 所揭示標的物限于所揭示的特定形式，而是相反，意圖為涵蓋歸屬于所附權利要求書的范 圍內的所有修改、等效方案及替代方案。

【具體實施方式】
[0019] 下文描述說明性實施例。為清楚起見，本說明說中未描述實際實施方案的所有特 征。當然，將了解，在任何此類實際實施例的開發中，應做出眾多實施方案特有的決策以實 現開發者的將從一個實施方案到另一實施方案變化的特定目標，例如符合系統相關或商業 相關的約束。此外，將了解，此開發努力可能為復雜且耗時的，但其對受益于本發明的所屬 領域的技術人員來說仍將為例行事業。
[0020] 現在將參考附圖描述所揭示標的物。在圖式中僅出于解釋的目的且為了不使描述 與所屬領域的技術人員眾所周知的細節模糊而示意性地描繪各種結構、系統及器件。然而， 包含所附圖式以描述并解釋所揭示標的物的說明性實例。本文中所使用的字詞及短語應理 解并解釋為具有與所屬領域的技術人員對那些字詞及短語的理解一致的含義。本文中對術 語或短語的一致使用不打算暗示所述術語或短語的特殊定義（即，不同于所屬領域的技術 人員所理解的普遍且慣常含義的定義）。在術語或短語打算具有特殊含義（即，除所屬領 域的技術人員所理解的含義之外的含義）的意義上，將在本說明書中以直接且明了地提供 所述術語或短語的特殊定義的定義方式明確陳述此特殊定義。另外，如本文中所使用，術語 "或"指非排他性"或"，除非另外指示（例如，"否則"或者"或在替代方案中"）。并且，本文 中所描述的各種實施例未必相互排斥，這是因為一些實施例可與一或多個其它實施例組合 以形成新實施例。
[0021] 用于無線通信系統的天線部署正變得越來越容易配置。舉例來說，可將小且廉價 的天線部署成有源天線陣列（其還可稱為相控天線陣列）。可堆疊或布置包含集成射頻收 發器的模塊化天線以形成具有任何幾何形狀、大小或功率輸出的陣列。可通過將模塊化天 線元件垂直地堆疊于單個天線外殼中而形成垂直天線陣列。可在建筑物正面上或在公共場 所（例如火車站及機場）中部署正方形或矩形陣列。可在電線桿、塔、街燈柱等等上安裝具 有全向或方向元件的圓形陣列。在常規蜂窩式通信網絡中靜態地確定天線配置參數（例如 天線傾角或導頻功率）以提供可使用經驅動測試驗證的特定無線電覆蓋型式。常規方法為 耗時的且可能不適合于使天線配置參數動態地變化，例如，以反映信道環境改變、業務負載 改變或其它改變。此外，雖然可使用有源天線陣列的波束形成能力來提供對特定扇區的覆 蓋，但修改與不同扇區相關聯的天線參數可因不同扇區之間的用戶設備越區切換的要求而 變得復雜。
[0022] 天線設計的包含以無線電集成的多個收發器的最新進步允許使用垂直天線陣列 的靈活波束形成。垂直波束形成通過支持靈活垂直傾角、波束成形能力或在常規扇區內形 成多個波束而增強蜂窩式通信系統的頻譜效率或覆蓋范圍。至少部分地為了解決常規實踐 中的缺陷，本申請案描述用于使用波束形成來提供與基覆蓋區的部分重疊的虛擬扇區的技 術的實施例。舉例來說，可將基站配置為提供驅動有源天線陣列使得所述陣列遍及由唯一 扇區識別符識別的扇區（其可稱為基扇區）發射共用參考信號（或其它共用發信號信道） 的信號。可由所述有源天線陣列所形成的一或多個波束的覆蓋區界定與基扇區重疊的虛擬 扇區。將唯一信道狀態信息-參考信號（CSI-RS)指派到每一波束以便發射到對應虛擬扇區 中。在由不同扇區識別符識別的扇區之間越區切換在所述不同扇區之間移動的用戶設備， 但不需要越區切換在不同虛擬扇區之間移動的用戶設備，這是因為不同虛擬扇區使用同一 扇區識別符（即，基扇區的扇區識別符）。
[0023] 基站中的調度器可針對在基覆蓋區中或在虛擬扇區中的一者中的上行鏈路/下 行鏈路發射調度用戶設備。舉例來說，調度器可基于對用戶設備的位置的估計而將用戶設 備分配到與特定信道狀態信息-參考信號（CSI-RS)相關聯的虛擬扇區。可將虛擬扇區參 考信號（例如CSI-RS)映射到個別波束使得用戶設備可唯一地識別所述波束。用戶設備還 可使用共用參考信號或一或多個CSI-RS信號執行信道質量測量。接著，用戶設備可將所估 計信道質量往回報告給基站。由于虛擬扇區共享同一扇區識別符，因此調度器能夠針對在 不同虛擬扇區中的通信調度用戶設備，且用戶設備可于不在兩個不同扇區之間越區切換的 情況下在虛擬扇區之間轉變。此外，可響應于環境、業務負載等等的改變而使用波束形成動 態地改變虛擬扇區的位置或覆蓋區但不招致在重新分布到經修改虛擬扇區中期間越區切 換用戶設備的額外開銷成本。
[0024] 圖1概念性地圖解說明無線通信系統100的第一示范性實施例。在所圖解說明 實施例中，無線通信系統100包含用于提供一或多個扇區110(1)到110(3)中的無線連接 性的基站105。如本文中所使用，術語"扇區"指由基站105中的一或多個天線服務的地理 區。扇區的邊界可由基站的發射功率、由天線配置界定的輻射型式的波束寬度或角度范圍 及其它因素（例如地理、拓撲、物理障礙物及其它環境因素）界定。術語"扇區"可與術語 "小區"同義或其可指與基站相關聯的特定小區的子集。在所圖解說明實施例中，給每一扇 區110指派識別通信系統100內的扇區的扇區識別符。
[0025] 基站110可將不同共用參考信號（CRS)發射到扇區110中的每一者中。在一個實 施例中，共用參考信號可使用正交序列及偽隨機數值序列來產生。接著，每一參考信號可指 派到扇區110中的不同扇區且可充當對在對應扇區110內操作的用戶設備115的小區特有 識別符。在所圖解說明實施例中，扇區覆蓋區由CRS覆蓋區確定。這些信道的發射功率可 經確定以提供由扇區規劃及扇區間業務負載確定的覆蓋要求。在根據由第三代合作伙伴計 劃（3GPP)的不同版本定義的標準及/或協議操作的實施例中，共用信道針對Rel-8/9用 戶設備的解調制及針對Rel-ΙΟ用戶設備的接收可依賴于在具有虛擬扇區的小區部署中的 CRS信道估計，如本文中所論述。根據Rel-8操作的用戶設備可使用CRS進行信道狀態信息 (CSI)報告，例如，信道質量指示（CQI)報告、預編碼矩陣信息（PMI)或秩指示符（RI)。還 可遍及扇區110的覆蓋區發射其它共用信道（例如控制信道（PCFICH、PHICH、PDCCH)，同步 信道（PSS及SSS)以及3GPP Rel-8/9信道），例如，可在不由基站105中的天線進行波束形 成的情況下發射共用信道。或者，可借助波束形成發射3GPPRel-8/9信道。
[0026] 用戶設備115可在不同扇區110之間移動（例如，由箭頭120所指示）。在扇區 110之間的移動可為用戶設備115的實際移動的結果或由于信道或覆蓋區的變化造成，所 述變化可由環境條件的可變性、障礙物的間歇存在或其它時變因素導致。可需要用戶設備 115來在每當其在使用不同扇區識別符的扇區110之間移動時越區切換。所述越區切換可 為硬越區切換、軟越區切換或更軟越區切換。越區切換程序對處置不同扇區110內的通信 的實體之間的切換會話產生顯著發信號及處理額外開銷。舉例來說，每一扇區110可使用 基站105內的不同組天線、不同調度器或者其它硬件、固件或軟件。用于越區切換用戶設備 115的技術為此項技術中已知的，且為了清楚起見，本文中僅詳細地論述越區切換的與所主 張標的物相關的那些方面。
[0027] 虛擬扇區125還可界定為與扇區110中的一或多者重疊。在所圖解說明實施例中， 虛擬扇區125由使用由基站105所提供的信號驅動的有源天線陣列形成的不同波束的覆蓋 區界定。如本文中所使用，術語"虛擬扇區"指與扇區重疊且與重疊扇區共享扇區識別符的 地理區。虛擬扇區由使用相關聯參考信號（例如信道狀態信息-參考信號（CSI-RS))識別 的一或多個波束的覆蓋區界定。在一個實施例中，除由基站發射到對應扇區110的覆蓋區 中的共用參考信號之外，還可定義CSI-RS信號。舉例來說，由3GPP定義的先進長期演進 (LTE-A)標準及協議支持可用于估計指派到用戶設備及對應虛擬扇區的不同頻率或信道的 信道質量的CSI-RS信號。這些信號可由選定天線在物理資源塊中的資源元件的選定柵格 內（例如，在由LTE-A標準定義的0FDM符號及副載波的柵格內）發射。
[0028] 與在扇區110(1)的虛擬扇區125中的用戶設備115的通信可由使用基站105中的 硬件、固件或軟件實施的共用調度資源（例如調度器）控制或協調。用戶設備115可因此 在其位于虛擬扇區125(1)中時使用一組資源與基站105通信且在其位于虛擬扇區125(2) 中時使用不同組資源與基站105通信。在虛擬扇區125之間的轉變不需要越區切換用戶設 備115,這是因為兩個虛擬扇區125與同一扇區識別符（S卩，扇區110的扇區識別符）相關 聯。因此，用戶設備115在虛擬扇區125之間的轉變可由基站105中的共用調度資源控制， 借此相對于原本為了執行越區切換而招致的額外開銷顯著減小所述轉變所需的額外開銷。
[0029] 在一個實施例中，基站105包含有源天線陣列（未展示于圖1中），且可使用所述 有源天線陣列的動態傾角或波束形成能力在所述陣列的無線電覆蓋區內的任何地方形成 用于虛擬扇區125的波束。可通過調整傾角、波束型式或功率分配而動態地調整所述波束。 在各種替代實施例中，可在占用面積內形成多個波束。實施或操作虛擬扇區125的過程可 稱為"虛擬扇區化"。本文中描述與虛擬扇區相關聯的示范性無線電網絡設計原理、ΜΙΜΟ方 案以及調度與鏈路適應算法。在各種替代實施例中，可在與常規天線覆蓋區（例如，由共用 參考信號或其它導頻信號界定的覆蓋區）重疊的任何位置中形成虛擬扇區。可取決于無線 電信道環境、業務負載或其它因素而半靜態地或動態地調整波束傾角、波束形狀或有源天 線陣列中的天線的發射功率以界定或修改虛擬扇區125。還可通過調整有源天線陣列參數 而實施功率節約技術（例如減小到具有較小數目個有源用戶設備115的虛擬扇區125中的 發射功率）。舉例來說，可減小或甚至關斷有源陣列中的不同天線元件的發射功率。在一些 實施例中，可通過實施自優化網絡（SON)特征、覆蓋范圍與容量特征或業務負載管理而改 進蜂窩式通信系統100的操作效率。
[0030] 圖2A、2B及2C描繪有源天線陣列200、205、210的三個示范性實施例。所圖解說 明實施例展示個別天線元件215的不同布置。圖2A描繪包含16個互連天線元件215的垂 直線性陣列200。圖2B描繪包含8個互連天線元件215的水平線性陣列200。圖2C描繪 包含8個互連天線元件215的圓形陣列210。正方形或矩形陣列200、205可特定來說適合 于部署于建筑物正面上或公共場所（例如火車站及機場）中。具有全向或方向元件的圓形 陣列210可特定來說適合于安裝于電線桿、塔、街燈柱等等上。然而，受益于本發明的所屬 領域的技術人員應了解，圖2A到2C中所展示的特定陣列結構、天線元件215的數目及部署 情境打算為說明性而非限制性的，除非權利要求書中明確陳述。
[0031] 有源天線陣列200、205、210的實施例可經配置以支持不同波束形成能力。舉例來 說，有源天線陣列200、205、210的實施例可支持例如數字傾角、每載波/帶有差別的傾角、 有差別的上行鏈路/下行鏈路（UL/DL)傾角、靈活波束成形能力或其中來自陣列的多個波 束具有在所述波束之間的靈活功率共享的垂直波束形成的波束形成能力。由有源天線陣列 200、205、210形成的不同波束可形成常規蜂窩式系統布局內的內及外覆蓋區。在虛擬扇區 化中，多個波束映射到同一扇區內的覆蓋區，如本文中所論述。有源天線陣列200、205、210 的各種實施例可支持本文中所描述的波束形成能力的不同組合以及其它波束形成能力。
[0032] 圖3A、3B、3C及3D描繪部署于基站300上的有源天線陣列的不同實施例的示范性 能力。雖然這些圖中所描繪的實施例與基站300相關聯，但受益于本發明的所屬領域的技 術人員應了解，基站300的不同實施例可能夠執行這些圖中所描繪的能力中的一些或所有 能力的不同組合。圖3A通過由箭頭310指示的角度展示波束305的數字傾角。圖3B描繪 分別用于上行鏈路及下行鏈路發射的波束315、320之間的有差別的傾角。圖3C描繪用于 不同頻率、載波或帶（FpF 2)的波束325、330之間的有差別的傾角。圖3D描繪其中朝向較 高垂直位置引導波束335且朝向相對較低垂直位置引導波束340的垂直波束形成。
[0033] 圖4概念性地圖解說明無線通信系統400的第二示范性實施例。在所圖解說明實 施例中，無線通信系統400包含使用垂直波束形成來將不同波束410、415提供到建筑物420 內的不同位置的基站405。舉例來說，可形成波束410、415使得所述波束的中心（例如，由 所述波束在接收器處的最高信號強度界定）聚焦于建筑物420內的特定樓層上。雖然圖4 中描繪兩個波束410、415,但受益于本發明的所屬領域的技術人員應了解，可支持不同數目 個波束。舉例來說，基站405可包含配置為將一個波束提供到建筑物420的每一樓層、將多 個波束提供到建筑物420的高入住率樓層、不將波束提供到建筑物420的無入住的樓層或 其它配置的有源天線陣列。
[0034] 圖5概念性地圖解說明無線通信系統500的第三示范性實施例。在所圖解說明實 施例中，無線通信系統500包含可將信號提供到有源天線陣列510且從有源天線陣列510 接收信號的基站505。有源天線陣列510支持與在扇區520及虛擬扇區525中的用戶設備 515的無線通信。
[0035] 在所圖解說明實施例中，虛擬扇區525可形成且映射到由有源天線陣列510形成 的不同波束530。舉例來說，虛擬扇區525可在使用垂直波束形成時包含內扇區525(1)及 外扇區525 (2)。或者，針對支持水平及垂直波束形成的有源天線陣列510的實施例，可在與 水平扇區（例如扇區505)相關的垂直或方位角方向內的任何地方形成虛擬扇區525。可 給兩個虛擬扇區525指派與扇區505相關聯的扇區識別符。虛擬扇區525可由唯一或至少 充分唯一的CSI-RS識別以允許使用CSI-RS及可用于用戶設備515的其它信息對虛擬扇區 525彼此進行區分。
[0036] 用戶設備515可以對應于包含用戶設備515的虛擬扇區525的CSI-RS配置，使得 用戶設備515可使用所接收CSI-RS執行測量。舉例來說，用戶設備515可使用參考信號來 測量信道狀態信息（CQI、RI或PMI)且將指示測量的結果的報告往回發射到基站505。在 一個實施例中，基于對用戶設備515的位置的估計而執行用戶設備515到CSI-RS的分配。 舉例來說，為了支持在立面上的虛擬扇區化，可基于信道互易性使用在基站505處執行的 一或多個上行鏈路信道測量（例如探測參考信號（SRS)測量、時序提前的測量或下行鏈路 (DL)PL測量報告）估計用戶設備515的位置。在支持在方位角及立面上的虛擬扇區化的 實施例中，基站505可基于來自用戶設備505的所接收上行鏈路信號使用信道互易性技術 (例如垂直估計或到達角估計）估計用戶設備515的位置。在一些實施例中，用戶設備515 可經配置以支持其中用戶設備515可報告基于與不同虛擬扇區525相關聯的不同CSI-RS 確定的多個CSI (例如，CQI、RI或PMI)的多個CSI-RS報告。接著，基站505的實施例可使 用所述多個報告動態地執行動態波束切換或動態MU-MIM0調度。
[0037] 在所圖解說明實施例中，基扇區520由唯一共用參考信號（CRS)識別且基扇區 520的覆蓋區由CRS覆蓋區確定。基站505可使用有源天線陣列510在不執行波束形成 的情況下發射共用信道（例如控制信道（PCFICH、PHICH及PCCH)、同步信道（PSS及SSS) 或Rel-8/9信道）。共用信道的發射功率可經選擇以提供由小區規劃或小區間業務負載 確定的覆蓋范圍。即使無線通信系統500支持虛擬扇區525,但共用信道的解調制（針對 Rel-8/9用戶設備）及接收（針對Rel-ΙΟ用戶設備）仍可使用CRS信道估計。經配置以 接收CSI-RS信號的用戶設備515 (例如Rel-ΙΟ用戶設備）可使用CSI-RS信號在其被指派 到虛擬扇區525時進行CSI報告。或者，不可經配置以接收CSI-RS信號的老式用戶設備 515(例如Rel-8用戶設備）可使用CRS進行CSI報告。
[0038] 基站505的實施例可使用波束530中的一或多者或使用單獨波束535在虛擬扇區 化系統500中發射共用信道。舉例來說，共用信道覆蓋范圍可由外波束530(2)提供，外波 束530 (2)可在一些部署中覆蓋地理區的80%以上。針對另一實例，可將共用信道映射到內 波束530及外波束530兩者。在此情形中，在空中組合且在用戶設備515處接收共用信道。 針對又一實例，可使用一或多個額外波束535來將共用信道發射到未被虛擬扇區波束530 覆蓋的區域中。前兩個選項的實施例可有利地將波束的數目限于低于第三選項的數目。
[0039] 圖6A、6B、6C、6D展示用于發射與虛擬扇區化系統中的基扇區相關聯的共用參考 信號的波束的覆蓋區的示范性實施例。受益于本發明的所屬領域的技術人員應了解，這些 示范性實施例為說明性的，且不必打算為相互排斥的，其也不打算為可用于無線通信系統 中的配置的窮盡性列表。替代實施例可包含這些圖中所展示的覆蓋區的實施例的組合或可 包含替代覆蓋區。在示范性實施例中的每一者中，基站600使用有源天線陣列來將與基扇 區605相關聯的共用參考信號及其它參考信號（例如CSI-RS)提供到相應虛擬扇區610、 615。在每一情形中，共用參考信號的覆蓋區由雙陰影線指示。
[0040] 圖6A描繪其中共用參考信號的覆蓋區由實質上覆蓋全部覆蓋區605 (包含虛擬扇 區610、615的覆蓋區）的一或多個專用波束提供的一個示范性實施例。圖6B描繪其中共 用參考信號的覆蓋區由提供對基扇區605的實質上不與虛擬扇區615重疊的部分的覆蓋的 一或多個專用波束提供的一個替代實施例。圖6C描繪其中共用參考信號由還用于發射用 于虛擬扇區的參考信號的波束發射的替代實施例。在此情形中，用戶設備可組合由兩個波 束在其處于虛擬扇區610、615的重疊區域中時在空中發射的共用參考信號。圖6D描繪其 中共用參考信號由用于發射用于虛擬扇區610的參考信號的波束發射的另一替代實施例。
[0041] 圖7概念性地圖解說明無線通信系統700的第四示范性實施例。在所圖解說明實 施例中，無線通信系統具有用于提供到一或多個用戶設備710的上行鏈路/下行鏈路無線 連接性的一或多個基站705。基站705以電磁方式及/或以通信方式耦合到包含用于將下 行鏈路信號發射到用戶設備710且從用戶設備710接收上行鏈路信號的多個天線720的有 源天線陣列715。基站705中的收發器（RX/TX)725用于產生信號且將所述信號提供到天線 陣列715以驅動下行鏈路發射。收發器725還可經配置以從天線陣列715接收上行鏈路信 號。如本文中所論述，基站705經配置以執行虛擬扇區化。
[0042] 在所圖解說明實施例中，基站705包含用于確定波束形成參數（例如傾角、功率或 經由用于界定用于每一虛擬扇區的波束的不同天線720的發射之間的相對相位差）的波束 形成器730。用于界定具有特定波束寬度、立面、發射功率、頻率或其它參數的波束的波束形 成參數的技術（例如預編碼）為此項技術中已知的且為了清楚起見將不在本文中詳細地論 述。在一個實施例中，波束形成器730可經配置以朝向熱點區、朝向用于業務卸載的建筑物 樓層或朝向任何其它位置或區導引虛擬扇區。波束形成器730可取決于用戶設備710的業 務分布或其它準則而界定一或多個虛擬扇區。還可基于業務負載導引虛擬扇區，因此可在 業務負載從一個區改變到另一區時改變虛擬扇區的位置。此外，虛擬扇區的覆蓋區可取決 于業務負載或其它準則而為小的或大的（及增加或減少）。在一個實施例中，可通過調整虛 擬扇區的CSI-RS功率而改變所述虛擬扇區中的一或多者的覆蓋區。還可取決于業務負載 或其它準則而優化支持虛擬扇區的天線720的波束型式及天線傾角。可取決于虛擬扇區的 位置、業務負載、為了干擾管理、為了功率節約或為了其它目的而接通或切斷驅動有源天線 陣列720的收發器715。
[0043] 在一個實施例中，波束形成器730可用于針對上行鏈路及下行鏈路發射界定同一 組虛擬扇區。或者，可針對上行鏈路發射及下行鏈路發射界定不同組虛擬扇區。舉例來說， 波束形成器730可針對下行鏈路發射界定多個虛擬扇區以便改進總體下行鏈路容量，且針 對上行鏈路接收界定單個虛擬扇區以改進多用戶多輸入多輸出（MU-MM0)增益以提供經 改進上行鏈路覆蓋范圍。使用單個虛擬扇區用于上行鏈路發射的接收可為有益的，這至少 部分地因為上行鏈路信號通常并非方向的。
[0044] 還可在基站705中實施位置估計器735。在一個實施例中，位置估計器735經配置 以（例如，使用信道互易性技術）確定或估計用戶設備710的位置。接著，可使用所估計位 置來通過將用戶設備710的所估計位置與虛擬扇區的覆蓋區進行比較而將用戶設備710指 派到虛擬扇區。在一個實施例中，位置估計器735可周期性地、響應于某一事件或以其它選 定間隔執行位置估計。舉例來說，位置估計器735可用于響應于由波束形成器730執行的 虛擬扇區的改變而估計用戶設備710的位置。接著，可使用經修正位置估計來維持或改變 用戶設備710到由波束形成器730界定的虛擬扇區的指派。
[0045] 調度器740用于調度基站705與用戶設備710之間的上行鏈路或下行鏈路發射。 在一個實施例中，調度器740還可用于執行或實施與由波束形成器730界定的虛擬扇區相 關聯的鏈路適應算法。在一個實施例中，調度器740經配置以取決于準則或參數（例如用戶 設備710的所估計位置或來自用戶設備710的CSI反饋）而實施單用戶或多用戶調度。舉 例來說，當用戶設備710處于對應于由與不同虛擬扇區相關聯的波束覆蓋的重疊區的區域 中時，調度器740可實施單用戶調度使得在給定時間頻率資源中調度一個用戶設備710。針 對另一實例，當在與不同波束相關聯的虛擬扇區中的不同用戶設備710在空間上分離時， 調度器740可使用多用戶調度來調度不同用戶設備710使得不同用戶設備710之間的信道 狀態信息（CSI)為正交的。虛擬扇區之間的干擾可由調度器740 (例如，使用頻分多路復用 (FDM)或時分多路復用（TDM))動態地管理。
[0046] 在所圖解說明實施例中，調度器740還負責使用戶設備710分布在虛擬扇區之間。 舉例來說，調度器740可在用戶設備710移動穿過基扇區內的不同位置時或在環境條件改 變虛擬扇區的覆蓋區時將用戶設備710的指派從一個虛擬扇區改變到另一虛擬扇區。調度 器可在無需執行用戶設備710的越區切換的情況下改變用戶設備710的虛擬扇區指派，這 是因為虛擬扇區共享同一扇區識別符（即，基扇區的扇區識別符）。
[0047] 來自用戶設備710的反饋可用于確定用戶設備的位置、選擇波束形成參數或者調 度上行鏈路或下行鏈路發射。在所圖解說明實施例中，用戶設備710包含用于從基站705 接收下行鏈路信號且將上行鏈路信號發射到基站705的收發器（RX/TX) 745。用戶設備710 包含可使用由基站705發射的參考信號來估計基站705與用戶設備710之間的空氣接口通 信信道的參數的信道估計器747。舉例來說，Rel-ΙΟ用戶設備710中的估計器747的一個 實施例可使用與其虛擬扇區相關聯的CSI-RS信號來確定可反饋到基站705的信道質量信 肩、。
[0048] 在一個實施例中，未配置為接收CSI-RS信號的老式用戶設備710可使用發射到 基扇區中的共用參考信號來估計可接著反饋到基站705的信道質量信息。舉例來說，即使 用戶設備710不能接收發射到虛擬扇區中的CSI-RS，但仍可將用戶設備710指派到所述虛 擬扇區，且可將業務信道波束形成到所述虛擬扇區中。用戶設備因此基于與重疊基扇區相 關聯的共用參考信號產生信道質量反饋。然而，可存在可并非波束形成的由老式用戶設備 710基于共用參考信號執行信道質量估計與波束形成到虛擬扇區中的業務信道之間的增益 不匹配。如果使用基于CRS的反饋來估計信道且確定用于波束形成的業務信道的調制與編 碼方案（MCS)，那么可因此發生調制與編碼方案不匹配。
[0049] 基站705可因此包含用于補償增益不匹配的質量控制回路750。在一個實施例中， 質量控制回路750可確定用于在第二虛擬扇區中的一者上調度的老式用戶設備710的第一 MCS。接著，質量控制回路750可在質量控制回路750確定由老式用戶設備提供的信道質量 反饋是基于共用參考信號而非與指派到老式用戶設備710的虛擬扇區相關聯的波束形成 的CSI-RS而估計時將校正應用于所述反饋或修改所述第一 MCS。在一個實施例中，可基于 共用參考信號及CSI-RS的不同特性而計算對信道質量反饋的校正或對MCS的修改。舉例 來說，質量控制回路750可將較高級調制與編碼方案分配到指派到受益于經減小干擾的虛 擬扇區（例如位于相對接近于基站705處的虛擬扇區）的老式用戶設備710。接著，調度器 740可使用經校正反饋或經修改MCS調度朝向老式用戶設備710的發射。
[0050] 還可在無線通信系統700的實施例中實施自優化網絡（SON)技術以改進覆蓋范 圍、容量或能量效率。在一個實施例中，波束形成器730可針對虛擬扇區調整天線參數（例 如下傾角、方位角或天線輻射型式）以實現業務負載平衡或業務導引。還可基于容量與覆 蓋范圍之間的選定折衷而調整分配到虛擬扇區的導頻信號的發射功率。此外，可取決于業 務負載或其它準則而調整虛擬扇區的發射功率。
[0051] 圖8概念性地圖解說明用于將業務流映射到虛擬扇區的功能性800的一個示范性 實施例。功能性800可使用基站（例如本申請案中所描述的其它實施例中所描繪的基站） 中的硬件、固件或軟件來實施。在所圖解說明實施例中，功能性800包含經配置以接收多個 用戶業務流810的基帶805。舉例來說，可將指定用于第一用戶設備的下行鏈路業務810(1) 及指定用于第二用戶設備的下行鏈路業務810 (2)兩者并發提供到基帶805。映射元件815 可用于將下行鏈路業務映射到不同信道流820。舉例來說，基帶805可使用映射元件815來 將下行鏈路業務810映射到由不同頻率（Fi、F 2)界定的信道流820。然而，受益于本發明的 所屬領域的技術人員應了解，映射元件815的不同實施例可用于將下行鏈路業務810映射 到通過例如信道編碼、頻率、時間、副載波的性質或其它性質或者這些性質的組合區分的信 道或流。
[0052] 在所圖解說明實施例中，功能性800包含經配置以將至少兩個不同波束830發射 到不同虛擬扇區的有源天線陣列（AAA)825。舉例來說，波束830可經配置以具有對應于內 波束830 (1)及外波束830 (2)的不同下傾角值（θ ρ θ p。可基于網絡部署、用戶設備的分 布或其它準則而確定波束830的下傾角值或其它參數。然而，如本文中所論述，可使用波束 830的其它參數來界定虛擬扇區。接著，可基于用戶設備的位置而將用戶設備分配到波束 830。舉例來說，可如本文中所論述估計對應于不同用戶設備的仰角。接著，可將用戶設備 調度到以對應于用戶設備的所估計仰角的仰角波束形成的頻率信道中的一者。基帶805還 可確定由有源天線陣列825中的不同天線發射的信號之間的適當相位差以產生波束830且 連同流815 -起提供此信息。
[0053] 圖9概念性地圖解說明與在虛擬扇區中的用戶設備通信的方法900的一個示范性 實施例。在所圖解說明實施例中，由有源天線陣列將共用參考信號發射（在905處）到基 扇區中，所述基扇區與可在越區切換到其它基扇區期間使用的扇區識別符相關聯。一或多 個虛擬扇區還可如本文中所論述界定為與基扇區重疊。可將參考信號（例如CSI-RS)發射 (在910處）到對應虛擬扇區中。基扇區參考信號及虛擬扇區參考信號的發射（在905、910 處）可為同時或并發的。接著，可將用戶設備分配（在915處）到虛擬扇區。舉例來說，可 將對用戶設備的位置的估計與虛擬扇區的覆蓋區進行比較，且可使用所述比較來將用戶設 備分配（在915處）到提供對用戶設備的位置的覆蓋的虛擬扇區。可使用調度器來調度 (在920處）與用戶設備的上行鏈路或下行鏈路通信。
[0054] 系統可確定（在925處）是否修改虛擬扇區的數目或分布或者用戶設備到虛擬扇 區的分配。在一個實施例中，系統可基于用戶設備的分布的改變、業務負載準則、業務導引 準則或其它準則而確定（在925處）修改虛擬扇區的數目或分布。在可除先前實施例之外 還實踐或與先前實施例單獨實踐的另一實施例中，系統可響應于用戶設備的所估計位置的 改變、由環境改變或虛擬扇區的重新配置導致的虛擬扇區的覆蓋區的改變或者其它準則而 確定（在925處）修改用戶設備到虛擬扇區的分配。如果系統決定（在925處）修改虛擬 扇區或用戶設備的分配，那么可執行（在930處）所述修改。否則，可繼續將參考信號發射 (在905、910處）到基扇區及虛擬扇區。
[0055] 就對計算機存儲器內的數據位的操作的軟件或算法及符號表示來說呈現了所揭 示標的物及對應詳細描述的部分。這些描述及表示為所屬領域的技術人員借此向所屬領域 的其它技術人員有效地傳達其工作的實質的描述及表示。如此處所使用且如通常所使用， 術語算法設想為產生所要結果的自相一致步驟序列。所述步驟為需要對物理量進行物理操 控的步驟。通常（但未必），這些量采取能夠存儲、傳送、組合、比較及以其他方式進行操控 的光學信號、電信號或磁信號的形式。已證實，主要出于常用的原因，將這些信號稱為位、 值、元素、符號、字符、項、數字等等有時比較方便。
[0056] 然而，應記住，所有這些術語及類似術語均與適當物理量相關聯，且僅作為應用于 這些量的方便標簽。除非另有具體陳述或從論述明了，否則例如"處理"或"計算"或"運算" 或"確定"或"顯示"等等的術語指計算機系統或類似電子計算器件的動作及過程，其將在計 算機系統的寄存器及存儲器內表示為物理、電子量的數據操控及變換為在計算機系統存儲 器或寄存器或者其它此類信息存儲、傳輸或顯示器件中類似地表示成物理量的其它數據。
[0057] 還注意，所揭示標的物的軟件實施的方面通常編碼于某種形式的程序存儲媒體上 或經由某種類型的傳輸媒體實施。程序存儲媒體可為磁性的（例如，軟盤或硬盤驅動器） 或者光學的（例如，光盤只讀存儲器或"CD ROM"）且可為只讀或隨機存取的。類似地，傳輸 媒體可為雙絞線、同軸電纜、光纖或此項技術中已知的某種其它適合傳輸媒體。所揭示標的 物不受任何給定實施方案的這些方面限制。
[0058] 上文所揭示的特定實施例僅為說明性的，這是因為所揭示標的物可以受益于本文 中的教示的所屬領域的技術人員明了的不同但等效方式修改及實踐。此外，除了所附權利 要求書中所描述，不打算限制所展示的本文中的構造或設計的細節。因此，顯而易見，可更 改或修改上文所揭示的特定實施例，且所有此類變化均視為在所揭示標的物的范圍內。因 此，本文中所尋求的保護如所附權利要求書中所陳述。
【權利要求】
1. 一種裝置，其包括： 發射器，其用于將信號提供到有源天線陣列，其中所述信號致使所述有源天線陣列將 第一參考信號發射到第一扇區，所述第一扇區通過扇區識別符指示給所述第一扇區內的用 戶設備，且其中所述信號致使所述有源天線陣列將多個第二參考信號發射到與所述第一扇 區重疊的對應多個第二虛擬扇區中；及 調度器，其用于基于由用戶設備使用所述第一參考信號或所述第二參考信號中的至少 一者產生的反饋而調度到所述用戶設備的發射。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一參考信號為共用參考信號CRS且所述第 二參考信號為信道狀態信息-參考信號CSI-RS。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其包括用于估計用戶設備的位置的位置估計器，其中 所述調度器經配置以基于所述用戶設備的所述所估計位置而將所述用戶設備分配到所述 第一扇區或所述多個第二虛擬扇區中的至少一者，且其中所述有源天線陣列使用多個第二 波束發射所述多個第二參考信號，且其中所述調度器經配置以基于用戶設備的所述所估計 位置而將所述用戶設備分配到所述多個第二波束中的一者。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其包括用于修改所述多個第二波束的輻射型式的波束 形成器，其中所述波束形成器經配置以基于所述用戶設備的所述所估計位置、由所述用戶 設備產生的所述反饋、業務負載平衡或業務導引中的至少一者而修改所述多個第二波束的 所述輻射型式。
5. 根據權利要求1所述的裝置，其包括用于經由所述有源天線陣列接收上行鏈路信號 的接收器，且其中所述調度器可配置為針對所述上行鏈路信號的發射將用戶設備分配到至 少一個第三扇區。
6. 根據權利要求1所述的裝置，其包括質量控制回路，所述質量控制回路經配置以將 校正應用于由在所述多個第二虛擬扇區中的一者上調度的老式用戶設備在從所述第一參 考信號估計信道反饋時產生的反饋，其中所述校正基于所述第一參考信號及所述多個第二 信號中的至少一者的不同特性而確定，且其中所述調度器經配置以使用所述經校正反饋調 度朝向所述老式用戶設備的發射。
7. -種方法，其包括： 將信號提供到有源天線陣列，其中所述信號致使所述有源天線陣列將第一參考信號發 射到第一扇區，所述第一扇區通過扇區識別符指示給所述第一扇區內的用戶設備，且其中 所述信號致使所述有源天線陣列將多個第二參考信號發射到與所述第一扇區重疊的對應 多個第二虛擬扇區中；及 基于由用戶設備使用所述第一參考信號或所述第二參考信號中的至少一者產生的反 饋而調度到所述用戶設備的發射。
8. 根據權利要求7所述的方法，其包括估計所述用戶設備的位置且基于所述用戶設備 的所述所估計位置而將所述用戶設備分配到所述第一扇區或所述多個第二虛擬扇區中的 至少一者。
9. 根據權利要求7所述的方法，其包括基于所述用戶設備的所述所估計位置、由所述 用戶設備產生的所述反饋、業務負載平衡或業務導引中的至少一者而修改輻射型式。
10. 根據權利要求7所述的方法，其包括針對上行鏈路信號的接收將所述用戶設備分 配到至少一個第三扇區且經由所述有源天線陣列從所述用戶設備接收上行鏈路信號。
11.根據權利要求7所述的方法，其包括將校正應用于由老式用戶設備基于所述第一 參考信號及所述多個第二信號中的至少一者的不同特性而產生的反饋且使用所述經校正 反饋調度朝向所述老式用戶設備的發射。
【文檔編號】H04W72/12GK104160774SQ201380012787
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年3月4日 優先權日:2012年3月8日
【發明者】李君亞, 菲利普·塞哈爾, 讓-皮埃爾·巴萊什, 鄭方政 申請人:阿爾卡特朗訊