本公開涉及用于在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中為了高效越區(qū)切換而跟蹤上行鏈路波束的方法和裝置。

背景技術(shù)：

為了滿足對自第四代(4G)通信系統(tǒng)的商業(yè)化以來一直在增加的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，已做出努力來發(fā)展第五代(5G)或準5G通信系統(tǒng)。這是5G或準5G通信系統(tǒng)被稱作超過4G網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)或后長期演進(LTE)系統(tǒng)的原因。

為了實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率，在毫米波(mmWave)頻帶(例如，60-GHz頻帶)中部署5G通信系統(tǒng)值得考慮。為了在mmWave頻帶中減輕傳播路徑損耗并且增加傳播距離，一直在針對5G通信系統(tǒng)討論波束成形、大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)、全向MIMO(FD-MIMO)、陣列天線、模擬波束成形以及大規(guī)模天線技術(shù)。

另外，為了改進系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，一直在為5G通信系統(tǒng)開發(fā)諸如演進型小小區(qū)、高級小小區(qū)、云無線接入網(wǎng)(RAN)、超密網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信、無線回程、移動網(wǎng)絡(luò)、協(xié)作式通信、協(xié)調(diào)多點(CoMP)以及干擾消除的技術(shù)。

此外，一直在為5G通信系統(tǒng)開發(fā)諸如混合FSK與QAM調(diào)制(FQAM)以及滑窗疊加編碼(sliding window superposition coding)(SWSC)的高級編碼調(diào)制(ACM)技術(shù)以及諸如濾波器組多載波(FBMC)和非正交多址(NOMA)以及稀疏碼多址(SCMA)的高級接入技術(shù)。

與無線通信技術(shù)的顯著發(fā)展一起，用戶的要求也一直在增加。當用戶要求更高容量時，更高質(zhì)量數(shù)據(jù)發(fā)送和接收、多天線技術(shù)已吸引了更多關(guān)注。為了使用多個天線來為特定方向或信道實現(xiàn)大增益，特定增益通過每個天線的響應而倍增。這被稱作波束成形?；?BS)可以通過分配給用戶的波束來發(fā)送指向用戶的信號。在多波束技術(shù)中，移動臺(MS)或BS在多個方向或信道中生成多個波束。BS可以通過分配給用戶的至少一個波束來發(fā)送指向一個或多個用戶的信號。

波束成形提供以下的益處：信號發(fā)送/接收功率增加了和波束增益一樣多，由于窄波束的使用而導致的信號干擾的減小，以及結(jié)果得到的增加的通信性能。BS和UE中的每一個可以生成一個或多個波束，并且可以通過一個陣列天線同時或者逐一地生成所有波束。為了維持最佳通信性能，BS和UE在(Nb x Nm)個下行鏈路和上行鏈路波束對當中搜索提供最佳接收信號質(zhì)量的波束對。然而，由于MS不能一次測量多個波束對的接收信號質(zhì)量的物理約束，檢測最佳波束對需要很長時間。當隨著MS從服務(wù)小區(qū)移動到鄰近小區(qū)發(fā)生越區(qū)切換事件時，這個時間延遲可能在MS正在為鄰近小區(qū)搜索新波束對的同時導致通信中斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本公開的一個目的是為了提供一種用于在通信系統(tǒng)中發(fā)送和接收信息的方法和裝置。

本公開的另一目的是為了提供一種用于使用基于多個天線的波束成形來在移動通信系統(tǒng)中為了高效越區(qū)切換而跟蹤移動臺(MS)的上行鏈路波束的方法和裝置。

本公開的另一目的是為了提供一種用于使得目標基站(BS)能夠在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤MS的上行鏈路波束的方法和裝置。

本公開的另一目的是為了提供一種用于向目標BS發(fā)送在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中由服務(wù)BS跟蹤MS的上行鏈路波束所需要的信息的方法和裝置。

技術(shù)解決方案

在本發(fā)明的一個方面中，一種用于在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤上行鏈路波束的方法包括：向服務(wù)基站(BS)發(fā)送包括服務(wù)BS和鄰近BS的信號質(zhì)量的測量報告；從服務(wù)BS接收關(guān)于至少一個波束跟蹤目標BS的上行鏈路波束跟蹤信息；基于上行鏈路波束跟蹤信息來發(fā)送針對所述至少一個波束跟蹤目標BS的上行鏈路波束訓練信號；以及從服務(wù)BS接收關(guān)于所述波束跟蹤目標BS的最佳移動臺(MS)發(fā)送波束的信息，并且存儲所接收到的信息。

在本發(fā)明的另一方面中，一種用于在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤上行鏈路波束的方法包括：從MS接收包括服務(wù)BS和鄰近BS的信號質(zhì)量的測量報告；基于測量報告從鄰近BS當中確定被確定為需要上行鏈路波束跟蹤的一個或多個波束跟蹤候選BS，并且向所確定的波束跟蹤候選BS發(fā)送關(guān)于MS的周期隨機接入信道的信息；從一個或多個波束跟蹤候選BS中的至少一個接收上行鏈路波束跟蹤信息；從發(fā)送所述上行鏈路波束跟蹤信息的至少一個波束跟蹤候選BS當中確定至少一個波束跟蹤目標BS，并且向MS發(fā)送關(guān)于波束跟蹤目標BS的上行鏈路鏈路波束跟蹤信息；向波束跟蹤目標BS發(fā)送關(guān)于所述MS的上行鏈路波束訓練信號的發(fā)送的信息；以及從波束跟蹤目標BS接收關(guān)于為MS確定的最佳MS發(fā)送波束的信息，并且將關(guān)于最佳MS發(fā)送波束的所述信息發(fā)送到MS。

在本公開的另一方面中，一種用于在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤上行鏈路波束的方法包括：通過鄰近BS從MS的服務(wù)BS接收關(guān)于由MS周期性地發(fā)送的周期隨機接入信道的信息；基于關(guān)于周期隨機接入信道的信息來檢測由MS發(fā)送的周期隨機接入信道的序列，并且向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于鄰近BS的上行鏈路波束跟蹤信息；從服務(wù)BS接收關(guān)于MS的上行鏈路波束訓練信號的發(fā)送的信息；通過基于關(guān)于上行鏈路波束訓練信號的發(fā)送的信息來檢測MS的上行鏈路波束訓練信號而為所述MS確定最佳MS發(fā)送波束；以及向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于所述最佳MS發(fā)送波束的信息。

在本發(fā)明的另一方面中，一種支持在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤上行鏈路波束的MS包括：收發(fā)器，該收發(fā)器用于向服務(wù)BS發(fā)送包括服務(wù)BS和鄰近BS的信號質(zhì)量的測量報告，從服務(wù)BS接收關(guān)于至少一個波束跟蹤目標BS的上行鏈路波束跟蹤信息，并且基于上行鏈路波束跟蹤信息來發(fā)送針對至少一個波束跟蹤目標BS的上行鏈路波束訓練信號；以及控制器，該控制器用于從服務(wù)BS接收關(guān)于波束跟蹤目標BS的最佳MS發(fā)送波束的信息，并且存儲所接收到的信息。

在本公開的另一方面中，一種支持在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤上行鏈路波束的BS包括：收發(fā)器，該收發(fā)器用于從MS接收包括服務(wù)BS和鄰近BS的信號質(zhì)量的測量報告，向一個或多個波束跟蹤候選BS發(fā)送關(guān)于所述MS的周期隨機接入信道的信息，從一個或多個波束跟蹤候選BS中的至少一個接收上行鏈路波束跟蹤信息，向MS發(fā)送關(guān)于波束跟蹤目標BS的上行鏈路波束跟蹤信息，向波束跟蹤目標BS發(fā)送關(guān)于MS的上行鏈路波束訓練信號的發(fā)送的信息，從波束跟蹤目標BS接收關(guān)于為MS確定的最佳MS發(fā)送波束的信息，并且將關(guān)于所述最佳MS發(fā)送波束的信息發(fā)送到MS；以及控制器，該控制器用于基于所述測量報告從鄰近BS當中確定被確定需要上行鏈路波束跟蹤的一個或多個波束跟蹤候選BS，并且從發(fā)送上行鏈路波束跟蹤信息的至少一個波束跟蹤候選BS當中確定至少一個波束跟蹤目標BS。

在本公開的另一方面中，一種支持在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中跟蹤上行鏈路波束的BS包括：收發(fā)器，該收發(fā)器用于從MS的服務(wù)BS接收關(guān)于由MS周期性地發(fā)送的周期隨機接入信道的信息，基于關(guān)于周期隨機接入信道的信息來檢測由MS發(fā)送的周期隨機接入信道的序列，并且向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于鄰近BS的上行鏈路波束跟蹤信息，從服務(wù)BS接收關(guān)于MS的上行鏈路波束訓練信號的發(fā)送的信息，并且向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于MS的最佳MS發(fā)送波束的信息；以及控制器，該控制器用于通過基于關(guān)于上行鏈路波束訓練信號的發(fā)送的信息來檢測MS的上行鏈路波束訓練信號而為MS確定最佳MS發(fā)送波束。

附圖說明

圖1例示了適用本公開的示例性基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)。

圖2例示了根據(jù)本公開的實施例的基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中可用的幀結(jié)構(gòu)。

圖3是例示了根據(jù)本公開的實施例的用于跟蹤?quán)徑?BS)的上行鏈路波束的過程的消息流的圖。

圖4a至圖4i例示了根據(jù)本公開的實施例的跟蹤?quán)徑麭S的上行鏈路波束的流程。

圖5是例示了根據(jù)本公開的實施例的移動臺(MS)的操作的流程圖。

圖6是例示了根據(jù)本公開的實施例的服務(wù)BS的操作的流程圖。

圖7是例示了根據(jù)本公開的實施例的鄰近BS的操作的流程圖。

圖8是例示了根據(jù)本公開的實施例的BS的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖9是例示了根據(jù)本公開的實施例的BS發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖10是例示了根據(jù)本公開的實施例的BS接收器調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖11是例示了根據(jù)本公開的實施例的UE的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖12是例示了根據(jù)本公開的實施例的UE發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖13是例示了根據(jù)本公開的實施例的UE接收器調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。

具體實施方式

將參考附圖詳細地描述本公開的優(yōu)選實施例。將省略已知功能或構(gòu)造的詳細描述，以免它將要使本公開的主題混淆。本文中使用的術(shù)語是考慮到根據(jù)本公開的功能而定義的，并且可以根據(jù)用戶或運營商的意圖或習慣而改變。因此，應該基于本公開的全面內(nèi)容做出定義。

圖1例示了適用本公開的示例性基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)。

參考圖1，基站(BS)110可以使用被配置成陣列天線的發(fā)送天線來為小區(qū)內(nèi)的移動臺(MS)120和130服務(wù)。BS 110通過針對每個發(fā)送天線的方向(或信道)控制增益值來為一個或多個調(diào)度的MS 120和130形成波束。在所例示的示例中，MS#1 120可以被分配BS 110的波束#1 112并且形成轉(zhuǎn)向BS 110的波束122。也就是說，即使MS#1 120由于障礙物而不在從BS 110起的視線上，BS 110也可以通過波束成形給MS#1 120提供具有MS#1 120所需要的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的服務(wù)。類似地，MS#2 130可以被分配給BS 110的波束#6 114并且形成轉(zhuǎn)向BS 110的波束132。BS 110使用一對波束114和132來與MS#2 130進行通信。

雖然未示出，但是可以獨立地配置并形成從BS 110指向MS 120和130的下行鏈路(DL)的BS-MS波束對以及從MS 120和130指向BS 110的上行鏈路(UL)的MS-BS波束對。

圖2例示了根據(jù)本公開的實施例的基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中可用的幀結(jié)構(gòu)。

參考圖2，無線幀被劃分成多個子幀200。在時分雙工(TDD)系統(tǒng)中，每個子幀200被劃分成DL周期202和UL周期204。可以將每個子幀200劃分成20個時隙，并且可以將每個時隙分配給特定DL或UL信道。

同步/廣播信道(SYNC/BCH)時隙212被布置在無線幀中的第一子幀的特定位置處，以用在MS的DL同步和小區(qū)搜索?？刂茣r隙210遞送諸如在初始隨機接入期間定義的隨機接入響應(RAR)信息的DL控制信息，或者UL控制信息。波束測量(BM)時隙216承載DL/UL波束訓練信號以及UL數(shù)據(jù)發(fā)送所需的信息，該DL/UL波束訓練信號用于在估計最佳DL波束對(BS的最佳發(fā)送波束和MS的最佳接收波束)、DL信號質(zhì)量等或者估計最佳UL波束對(BS的最佳接收波束和MS的最佳發(fā)送波束)時使用。隨機接入信道(RACH)時隙214被用于獲取用于MS的初始接入和在MS的接入之后周期UL定時同步的定時提前(TA)信息。數(shù)據(jù)時隙218承載BS與MS之間的DL數(shù)據(jù)或UL數(shù)據(jù)。

因為用于初始接入的SYNC/BCH時隙212、用于在確定最佳DL波束對時使用的DL BM時隙216以及包括小區(qū)公共控制信息的DL控制時隙210承載為小區(qū)內(nèi)的所有MS所共有的信號，所以BS在符號、時隙或幀基礎(chǔ)上分配發(fā)送波束，并且通過改變每個分配單元中的波束來發(fā)送信號。類似于BS，MS在符號、時隙或幀基礎(chǔ)上分配發(fā)送波束，并且針對為初始接入而發(fā)送的RACH時隙214、用于在確定最佳UL波束對時使用的UL BM時隙216以及在最佳UL波束對被確定之前承載MS的UL控制信息的UL控制時隙210，通過改變每個分配單元中的波束來發(fā)送信號。

DL SYNC/BCH時隙212和UL RACH時隙214可以承載MS應該甚至在網(wǎng)絡(luò)接入之前接收的公共信號，而DL BM和UL BM時隙216可以承載用于MS的專用信號以估計在網(wǎng)絡(luò)接入之后BS與MS之間的最佳發(fā)送和接收波束。

MS可以使用由服務(wù)BS和鄰近BS發(fā)送的DL波束訓練信號來測量DL信號質(zhì)量，并且基于所測量到的DL信號質(zhì)量來確定是否執(zhí)行越區(qū)切換。如果由MS從服務(wù)BS測量的信號質(zhì)量是M_S并且由MS從鄰近BS測量的信號質(zhì)量是M_T，則可以將越區(qū)切換條件表示為M_T>M_S+a，其中a表示預定遲滯。如果MS滿足越區(qū)切換條件，則MS執(zhí)行越區(qū)切換。

MS搜索鄰近BS以得到具有最大DL信號質(zhì)量M_T的目標BS，通過服務(wù)BS向目標BS發(fā)送越區(qū)切換請求消息，并且接收響應于越區(qū)切換請求消息的越區(qū)切換命令消息。在收到越區(qū)切換命令消息時，MS停止來自服務(wù)BS的數(shù)據(jù)接收并且通過在RACH時隙214中發(fā)送RACH信號來嘗試對目標BS的網(wǎng)絡(luò)進入。在基于波束成形的蜂窩系統(tǒng)中，當在MS處的發(fā)送波束的偏離角等于在BS處的接收波束的到達角時，發(fā)送/接收的信號具有最大信號強度。因此，如果MS在發(fā)送RACH信號之后未能從目標BS接收到RAR，則MS應該通過改變發(fā)送波束來重傳RACH信號，并且目標BS應該通過改變接收波束來接收RACH信號。

然后，可以使用MS波束的數(shù)量和BS波束的數(shù)量的組合來給出RACH發(fā)送所花費的最大時間，并且RACH發(fā)送至多可能花費Nb*Nb*5ms。一般而言，如果BS接收到具有等于或者大于預定值的信號強度的RACH信號，則BS確定RACH已被檢測到。因此，即使MS接收到對RACH的響應(即，RAR)，用于RAR接收的UL波束對也不總是最佳波束對。在這個上下文中，MS應該通過在UL BM時隙中發(fā)送UL波束訓練信號來確定BS與MS之間的最佳UL波束。在從目標BS收到RAR時，MS停止RACH發(fā)送并且發(fā)送UL波束訓練信號以便估計最佳UL波束。像RACH時隙的發(fā)送一樣，UL波束訓練信號的發(fā)送和接收涉及通過改變MS發(fā)送波束和BS接收波束來測量所有波束對的信號質(zhì)量，從而導致大的時間延遲。

然而，一旦越區(qū)切換被確定，MS和BS就可能不發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，直到在MS發(fā)送RACH之后通過UL BM時隙確定了最佳MS發(fā)送/接收波束為止。因此，在估計最佳UL波束時涉及的時間延遲中斷了BS與MS之間的通信。

為了避免通信中斷，有必要將RACH發(fā)送到UL波束判定的延遲招致過程簡化。在模擬波束成形系統(tǒng)中，由波束切換引起的時間延遲可能波束成形不會物理上被減小。因此，MS在越區(qū)切換判定之前初步將目標BS確定為越區(qū)切換候選，并且在如下面所描述的本公開的實施例中為目標BS而跟蹤并確定UL發(fā)送波束。因為MS將為作為越區(qū)切換候選的目標BS初步確定UL波束，所以可以使在越區(qū)切換期間發(fā)送RACH時隙所花費的時間最小化并且可以省略UL波束判定過程。

現(xiàn)在，將參考附圖在下面給出本公開的實施例的詳細描述。

波束成形是借助于多個天線在朝向服務(wù)區(qū)域的特定方向上使波集中的技術(shù)。波束成形包括幾乎不在除預定方向外的任何其它方向上發(fā)送信號的發(fā)送波束成形以及幾乎不從除預定方向外的任何其它方向接收信號的接收波束成形。因此，在波束成形技術(shù)中最重要的是從BS與MS之間的多個發(fā)送和接收波束對當中檢測最佳DL波束對(BS的最佳發(fā)送波束和MS的最佳接收波束)以及最佳UL波束對(BS的最佳接收波束和MS的最佳發(fā)送波束)。

圖3是例示了根據(jù)本公開的實施例的用于跟蹤?quán)徑麭S的UL波束的過程的消息流的圖。

參考圖3，在操作302中MS可能正在向服務(wù)BS發(fā)送數(shù)據(jù)并且從服務(wù)BS接收數(shù)據(jù)。如在操作304中一樣，MS可以在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收期間周期性地發(fā)送RACH。

塊306指示包括操作308至314的DL測量過程。

在操作308中，服務(wù)BS在每個預定周期和/或資源中發(fā)送用于DL測量的信號(參考信號、導頻信號、前導碼信號、信標信號等)。同樣地，在操作310中鄰近BS也發(fā)送用于DL測量的信號。用于DL測量的信號可以是在前述DL BM時隙中承載的信號。在操作312中，MS使用由BS在DL BM時隙中發(fā)送的信號來執(zhí)行DL信號測量。在另一實施例中，MS可以使用DL BM時隙或DL SYNC/BCH時隙來測量服務(wù)BS和鄰近BS的DL信號質(zhì)量。

在操作314中MS確定是否有必要為鄰近BS而估計和跟蹤UL波束。具體地，MS將從鄰近BS測量的信號質(zhì)量與從服務(wù)BS測量的信號質(zhì)量進行比較。如果鄰近BS的信號質(zhì)量大于(服務(wù)BS的信號質(zhì)量–b)，則MS確定UL波束跟蹤是鄰近BS所需要的(M_T>M_S–b，其中b表示波束跟蹤的遲滯)。當使用以上UL波束跟蹤條件時，可以在非常好的信道上與服務(wù)BS進行通信的MS中防止針對鄰近BS的UL波束跟蹤的不必要的開銷。在操作314中，MS可以檢測滿足UL波束跟蹤條件的一個或多個鄰近BS并且對所檢測到的鄰近BS中的每一個執(zhí)行以下操作。

在操作316中，MS將DL信號測量的結(jié)果報告給服務(wù)BS。測量報告包括關(guān)于在操作314中被檢測為滿足UL波束跟蹤條件的一個或多個鄰近BS的信息。可以按DL信號強度的升序報告一個或多個鄰近BS的小區(qū)標識符(ID)。也就是說，服務(wù)BS可以通過從最高有效位(MSB)開始對由MS報告的UL信道進行解碼，來按較大DL信號強度的次序確定鄰近BS。

在操作318中，服務(wù)BS確定MS針對鄰近BS的UL波束跟蹤。具體地，服務(wù)BS基于測量報告消息來選擇MS將對其執(zhí)行UL波束跟蹤的一個或多個鄰近BS，該測量報告包括關(guān)于按較高信號質(zhì)量的次序排列的鄰近BS的信息(即，小區(qū)ID)。服務(wù)BS可以選擇由MS報告的一個或多個鄰近BS中的一個或者由MS報告的一個或多個鄰近BS的至少一部分作為用于波束跟蹤的候選BS。

塊320指示針對鄰近BS的UL波束跟蹤過程，包括操作330至338。

在操作330中，服務(wù)BS向在操作318中選擇的波束跟蹤候選BS發(fā)送關(guān)于由MS周期性地發(fā)送的RACH序列的ID的信息。也就是說，為了從服務(wù)BS接收用于UL同步的TA信息，與服務(wù)BS進行通信的MS以每隔預定時間間隔發(fā)送周期RACH序列。因為周期RACH是以無爭用方式而被管理的，所以鄰近BS不知道RACH序列ID。然而，服務(wù)BS通過向波束跟蹤候選BS通知由MS發(fā)送的周期RACH序列的ID，使得波束跟蹤候選BS能夠來檢測由MS發(fā)送的周期RACH序列。如在操作332和334中一樣，服務(wù)BS和MS可以甚至在針對鄰近BS的UL波束跟蹤過程期間也執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收以及周期RACH過程。在獲取了關(guān)于在周期RACH過程中由MS發(fā)送的周期RACH序列的信息(ID)后，波束跟蹤候選BS可以檢測由MS發(fā)送的周期RACH序列。

在操作336中，波束跟蹤候選BS中的每一個檢測MS的周期RACH序列并且向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于該周期RACH序列的檢測的響應消息。響應消息是針對UL波束跟蹤的RAR并且包括標識發(fā)送該響應消息的BS的小區(qū)ID、用于UL同步的TA信息以及要用于MS發(fā)送UL波束訓練信號的至少一個參數(shù)。

即使波束跟蹤候選BS已檢測到由MS發(fā)送的RACH序列，也仍然尚不判定要用于到MS和來自MS的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的最佳波束。一般而言，如果BS接收到具有等于或者大于預定值的信號強度的RACH序列，則BS確定它已檢測到RACH，并且因此可以用來接收RACH的UL波束對可用于UL控制信道的發(fā)送和接收。然而，這不意味著UL波束對也總是可用于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。因此，MS應該發(fā)送UL波束訓練信號，使得波束跟蹤候選BS可以估計用于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的最佳波束。因為UL波束訓練信號是專用信號，所以每個BS可以以不同的方式管理UL波束訓練信號。也就是說，因為用于發(fā)送UL波束訓練信號的參數(shù)可以指示用于發(fā)送UL波束訓練信號的頻帶、時間或代碼索引，所以應該將這些參數(shù)發(fā)送到MS。

響應于在操作336中接收到的響應消息，服務(wù)BS從發(fā)送響應消息的BS當中選擇最適合MS的一個或多個波束跟蹤目標BS。在實施例中，服務(wù)BS可以從已發(fā)送響應消息的波束跟蹤候選BS當中選擇具有由MS報告的最佳信號質(zhì)量的BS作為波束跟蹤目標BS。

在操作338中，服務(wù)BS將從波束跟蹤目標BS接收到的響應消息發(fā)送到MS。響應消息包括波束跟蹤目標BS的ID、用于UL同步的TA信息以及用于發(fā)送UL波束訓練信號的參數(shù)中的至少一個。如在操作340中一樣，服務(wù)BS和MS可以甚至在波束跟蹤目標BS的確定期間繼續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

塊342指示針對波束跟蹤目標BS的UL波束跟蹤過程，包括操作344至350。

在操作344中，服務(wù)BS向波束跟蹤目標BS發(fā)送關(guān)于MS的UL波束訓練信號的信息。在操作346中MS基于關(guān)于UL波束訓練信號的信息在UL BM時隙中發(fā)送UL波束訓練信號。關(guān)于UL波束訓練信號的信息可以包括關(guān)于發(fā)送該UL波束訓練信號的時間(即，時隙位置)的信息。

如果MS具有充足的發(fā)送功率，則MS可以對針對服務(wù)BS和波束跟蹤目標BS的UL波束訓練信號進行復用并且在UL BM時隙中發(fā)送經(jīng)復用的UL波束訓練信號。復用可以是頻分復用、時分復用或碼分復用。然而，因為MS的發(fā)送功率在真實通信環(huán)境中是有限的，所以針對服務(wù)BS和波束跟蹤目標BS的UL BM時隙可以彼此區(qū)分開。在實施例中，MS可以在偶數(shù)子幀的UL BM時隙中發(fā)送針對服務(wù)BS的UL波束訓練信號，然而MS可以在奇數(shù)子幀的UL BM時隙中發(fā)送針對波束跟蹤目標BS的UL波束訓練信號。僅預先確定的BS可以成功地接收被應用有TA的專用UL波束訓練信號，并且根據(jù)該專用UL波束訓練信號估計最佳UL波束對。

在操作348中，波束訓練目標BS基于UL波束訓練信號的測量結(jié)果為MS估計最佳發(fā)送和接收波束，并且發(fā)送關(guān)于波束對的信息。在實施例中，波束跟蹤目標BS可以僅向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于為MS估計的最佳UL發(fā)送波束的信息。

在操作350中，服務(wù)BS向MS發(fā)送從波束跟蹤目標BS接收到的關(guān)于MS的最佳UL發(fā)送波束的信息。MS可以通過以上過程在不中斷與服務(wù)BS的通信的情況下獲取關(guān)于波束跟蹤目標BS的最佳UL發(fā)送波束的信息。隨后，如在操作352中一樣，服務(wù)BS和MS可以繼續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收直到越區(qū)切換被確定為止。

MS管理關(guān)于波束跟蹤目標BS的最佳UL發(fā)送波束的信息。MS可以管理一個或多個波束跟蹤目標BS的最佳UL發(fā)送波束。如果受管理的一個或多個波束跟蹤目標BS中的一個成為越區(qū)切換目標BS，則MS可以基于關(guān)于越區(qū)切換目標BS的最佳UL發(fā)送波束的信息向越區(qū)切換目標BS發(fā)送越區(qū)切換相關(guān)信號。

圖4a至圖4i例示了根據(jù)本公開的實施例的針對鄰近BS的UL波束跟蹤流程。

參考圖4a，MS 400測量從服務(wù)BS 410接收到的DL信號的信號質(zhì)量M_S 402以及從鄰近BS 412接收到的DL信號的信號質(zhì)量M_T 404。在所例示的示例中，鄰近BS 412是鄰近BS i并且從鄰近BS i測量的信號質(zhì)量是M_T(i)。

參考圖4b，MS 400確定UL波束跟蹤是否是鄰近BS 412所需要的。也就是說，MS確定UL波束跟蹤是滿足UL波束跟蹤條件M_T(i)>M_S–b的鄰近BS i 412所需要的。波束跟蹤的遲滯b可以由服務(wù)BS預先確定或者發(fā)信號通知。

參考圖4c，MS 400向服務(wù)BS 410發(fā)送包括關(guān)于滿足條件的至少一個鄰近BS 412的標識信息和/或信號質(zhì)量信息的測量報告420。測量報告420可以包括按較高信號質(zhì)量的次序排列的滿足條件的一個或多個鄰近BS 412的小區(qū)ID。然后，服務(wù)BS 410基于測量報告420將具有較高信號質(zhì)量的一個或多個鄰近BS 412確定為波束跟蹤候選BS。

在另一實施例中，MS 400可以在測量報告中將所有(或預定數(shù)量的)檢測到的鄰近BS的信號質(zhì)量發(fā)送到服務(wù)BS 410，而無需考慮條件，并且服務(wù)BS 410可以將具有等于或者高于預定閾值的信號質(zhì)量的一個或多個鄰近BS 412確定為波束跟蹤候選BS。

參考圖4d，服務(wù)BS 410向波束跟蹤候選BS 414發(fā)送UL波束跟蹤-RA通知消息424，該通知消息424包括關(guān)于由MS 400周期性地發(fā)送的周期RACH的序列ID的信息。MS 400通過在周期RACH的每個發(fā)送周期中改變發(fā)送波束來發(fā)送周期RACH的序列。波束跟蹤候選BS 414可以基于包括在UL波束跟蹤-RA通知消息424中的信息來檢測由MS 400發(fā)送的周期RACH的序列。

參考圖4e，波束跟蹤候選BS 414檢測由MS 400發(fā)送的周期RACH的序列，并且向服務(wù)BS 410發(fā)送指示周期RACH的序列的檢測的UL波束跟蹤-RA響應消息426。UL波束跟蹤-RA響應消息426包括關(guān)于波束跟蹤候選BS 414的TA信息以及用于發(fā)送UL波束訓練信號的至少一個UL BM參數(shù)。該至少一個UL BM參數(shù)指示例如用于UL波束訓練信號的代碼劃分的序列ID或用于發(fā)送UL波束訓練信號的頻率/時間資源。服務(wù)BS 410從已發(fā)送UL波束跟蹤-RA響應消息426的一個或多個波束跟蹤候選BS 414當中選擇一個或多個波束跟蹤目標BS。在實施例中，服務(wù)BS 410可以基于由圖4c中所例示的測量報告所報告的信號質(zhì)量來選擇具有最佳信號質(zhì)量的至少一個鄰近BS作為波束跟蹤目標BS。

參考圖4f，服務(wù)BS 410向MS 400發(fā)送UL波束跟蹤-RA響應消息428，其包括波束跟蹤目標BS 416的小區(qū)ID、用于發(fā)送UL波束訓練信號的參數(shù)以及TA信息。

參考圖4g，服務(wù)BS 410向波束跟蹤目標BS 416發(fā)送UL波束跟蹤通知消息430，該UL波束跟蹤通知消息430包括關(guān)于承載來自MS 400的UL波束訓練信號的UL BM時隙的定時的信息。MS 400可以在一個UL BM時隙中對針對服務(wù)BS 410和波束跟蹤目標BS 416的UL波束訓練信號進行復用并且發(fā)送經(jīng)復用的UL波束訓練信號?；蛘進S 400可以在不同的UL BM時隙中發(fā)送針對服務(wù)BS 410和波束跟蹤目標BS 416的UL波束訓練信號。根據(jù)關(guān)于BS的TA信息，針對BS 410和416中的每一個的UL波束訓練信號以提前的定時被發(fā)送。波束跟蹤目標BS 416可以使用從MS 400接收到的波束訓練信號來估計最佳BS接收波束和最佳MS發(fā)送波束。

參考圖4h，波束跟蹤目標BS 416通過UL波束跟蹤響應消息434來向服務(wù)BS 410報告關(guān)于為MS 400確定的MS發(fā)送波束的信息。

參考圖4i，服務(wù)BS 410向MS400發(fā)送由波束跟蹤目標BS 416估計的包括關(guān)于MS 400的最佳發(fā)送波束的信息的UL波束跟蹤響應消息436?？梢詫⒃撔畔⑴c作為關(guān)于波束跟蹤目標BS 416的標識信息的小區(qū)ID一起發(fā)送到MS 400。MS 400管理波束跟蹤目標BS 416的最佳發(fā)送波束，以用在可以被稍后執(zhí)行的越區(qū)切換中。

如上所述，MS 400向滿足圖4b的UL波束跟蹤條件的每個波束跟蹤目標BS發(fā)送UL波束訓練信號，并且通過服務(wù)BS 410來接收指示波束跟蹤目標BS的最佳MS發(fā)送波束的響應。

圖5是例示了根據(jù)本公開的實施例的MS的操作的流程圖。

參考圖5，MS基于從BS接收到的DL信號來測量服務(wù)BS和鄰近BS的信號質(zhì)量，并且向服務(wù)BS發(fā)送包括所測量到的信號質(zhì)量的測量報告。在本文中，MS可以在測量報告中僅報告關(guān)于滿足預定條件的信號質(zhì)量的信息。預定條件例如是M_T(i)>M_S-b。

在操作510中，MS從服務(wù)BS接收至少一個波束跟蹤目標BS的UL波束跟蹤信息。波束跟蹤目標BS的UL波束跟蹤信息可以包括波束跟蹤目標BS的小區(qū)ID、用于發(fā)送UL波束訓練信號的參數(shù)以及TA信息中的至少一個。

在操作515中，MS基于UL波束跟蹤信息發(fā)送針對波束跟蹤目標BS的UL波束訓練信號。在操作520中，MS從服務(wù)BS接收關(guān)于波束跟蹤目標BS的最佳MS發(fā)送波束的信息。

圖6是例示了根據(jù)本公開的實施例的服務(wù)BS的操作的流程圖。

參考圖6，在操作605中服務(wù)BS從MS接收包括鄰近BS或者被確定為需要UL波束發(fā)送的鄰近BS的信號質(zhì)量的測量報告。在操作610中，服務(wù)BS從通過測量報告所報告的鄰近BS當中確定一個或多個波束跟蹤候選BS，并且向所確定的波束跟蹤候選BS發(fā)送關(guān)于MS的周期RACH信息。周期RACH信息意指由MS周期性地發(fā)送的RACH序列的ID。

在操作615中，服務(wù)BS從所確定的一個或多個波束跟蹤候選BS的至少一部分接收發(fā)送UL波束訓練信號所需的TA信息和UL BM參數(shù)。在操作620中，服務(wù)BS從已發(fā)送UL BM參數(shù)的一個或多個波束跟蹤候選BS當中確定至少一個波束跟蹤目標BS，并且向MS發(fā)送與該波束跟蹤目標BS有關(guān)的TA信息和UL BM參數(shù)。

在操作625中，服務(wù)BS向波束跟蹤目標BS發(fā)送關(guān)于來自MS的UL波束訓練信號的發(fā)送的信息。關(guān)于UL波束訓練信號的發(fā)送的信息意指關(guān)于MS在其中發(fā)送UL波束訓練信號的UL BM時隙的定時的信息。服務(wù)BS在操作630中接收關(guān)于由波束跟蹤目標BS所確定的用于MS的最佳MS發(fā)送波束的信息，并且在操作635中將關(guān)于最佳MS發(fā)送波束的信息發(fā)送到MS。

圖7是例示了根據(jù)本公開的實施例的鄰近BS的操作的流程圖。

參考圖7，在操作705中鄰近BS從MS的服務(wù)BS接收關(guān)于由MS周期性地發(fā)送的周期RACH序列的信息。鄰近BS在操作710中基于該信息檢測由MS發(fā)送的周期RACH序列，并且在操作715中向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于鄰近BS的TA信息以及用于發(fā)送UL訓練信號的參數(shù)。

鄰近BS在操作720中從服務(wù)BS接收關(guān)于MS發(fā)送UL波束訓練信號的定時的信息，并且在操作725中通過基于定時信息檢測MS的UL波束訓練信號來為MS確定最佳MS發(fā)送波束。在操作730中，鄰近BS向服務(wù)BS發(fā)送關(guān)于最佳MS發(fā)送波束的信息，使得當MS執(zhí)行到鄰近BS的越區(qū)切換時，MS可以使用該信息。

圖8是例示了根據(jù)本公開的實施例的BS的結(jié)構(gòu)的框圖。

參考圖8，發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器805生成要在控制和數(shù)據(jù)時隙中發(fā)送的信號。所生成的信號通過發(fā)送器射頻(RF)單元810并且然后通過天線815而被發(fā)送。通過天線815接收到的信號通過接收器RF單元820被發(fā)送到接收器調(diào)制解調(diào)器825?？刂破?30確定是否為控制時隙或數(shù)據(jù)時隙生成信號，使用由接收器調(diào)制解調(diào)器825估計的信息來確定發(fā)送信號和波束，并且向波束映射器835發(fā)送波束信息。波束映射器835控制發(fā)送器RF單元810和接收器RF單元820以使用通過控制器830接收到的波束信息來生成適合于發(fā)送信號和接收信號的波束。

圖9是例示了根據(jù)本公開的實施例的BS的發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器805的結(jié)構(gòu)的框圖。

參考圖9，SS/BCH時隙發(fā)送器905基于BCH ID和小區(qū)ID生成用于MS的DL同步的SS/BCH信號。BM時隙發(fā)送器910基于小區(qū)ID生成DL BM信號，使得MS可以估計DL波束對并且測量信號質(zhì)量。控制時隙發(fā)送器915響應于對周期RACH序列的檢測生成RAR消息，或者生成包括控制比特的控制信號。數(shù)據(jù)時隙發(fā)送器920生成包括數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)信號。所生成的信號通過發(fā)送器RF單元810和天線815在空中輻射。

圖10是例示了根據(jù)本公開的實施例的BS的接收器調(diào)制解調(diào)器825的結(jié)構(gòu)的框圖。

參考圖10，RACH時隙接收器1005檢測用于MS的初始BS進入的初始RACH以及該MS的周期RACH。BM時隙接收器1010從接收到的信號中檢測UL BM時隙信號，以用于估計UL波束對并且測量MS的信號質(zhì)量。控制時隙接收器1015從所接收到的信號中檢測由MS發(fā)送的控制時隙信號，并且數(shù)據(jù)時隙接收器1020從所接收到的信號中檢測由MS發(fā)送的數(shù)據(jù)時隙信號。

圖11是例示了根據(jù)本公開的實施例的MS的結(jié)構(gòu)的框圖。

參考圖11，發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器1105生成要在控制時隙和數(shù)據(jù)時隙中發(fā)送的信號。所生成的信號通過發(fā)送器RF單元1110并且然后通過天線1115而被發(fā)送。通過天線1115接收到的信號通過接收器RF單元1120被發(fā)送到接收器調(diào)制解調(diào)器1125?？刂破?130確定是否在發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器1105中為控制時隙或數(shù)據(jù)時隙生成信號，使用由接收器調(diào)制解調(diào)器1125估計的信息來確定發(fā)送信號和波束，并且向波束映射器1135發(fā)送波束信息。波束映射器1135控制發(fā)送器RF單元1110和接收器RF單元1120以使用通過控制器1130接收到的波束信息來生成適合于發(fā)送信號和接收信號的波束。

圖12是例示了根據(jù)本公開的實施例的MS的發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器1105的結(jié)構(gòu)的框圖。

參考圖12，RACH時隙發(fā)送器1205生成用于MS的初始BS進入的初始RACH以及該MS的周期RACH。BM時隙發(fā)送器1210基于小區(qū)ID生成用于UL波束對的估計的UL BM時隙信號以及MS與BS之間的鏈路質(zhì)量測量結(jié)果?？刂茣r隙發(fā)送器1215生成控制時隙信號，并且數(shù)據(jù)時隙發(fā)送器1220發(fā)送MS的UL數(shù)據(jù)。所生成的信號通過發(fā)送器RF單元1110和天線1115在空中輻射。

圖13是例示了根據(jù)本公開的實施例的MS的接收器調(diào)制解調(diào)器1125的結(jié)構(gòu)的框圖。

參考圖13，SS/BCH時隙接收器1305從接收到的信號中檢測SS/BCH信號，以用于DL同步和小區(qū)搜索。BM時隙接收器1310從所接收到的信號中檢測DL BM時隙信號，測量DL波束對和信號質(zhì)量，并且確定最佳BS發(fā)送波束和最佳MS接收波束?？刂茣r隙接收器1315從所接收到的信號中檢測控制信息，并且數(shù)據(jù)時隙接收器1320從所接收到的信號中檢測由BS發(fā)送的數(shù)據(jù)。

雖然已經(jīng)參照本公開的特定實施例示出并描述了本公開，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，在不脫離如由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可以在其中做出形式和細節(jié)上的各種改變。