相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有于2014年6月16日提交的、題目為“beamformschedulingbasedonthedirectionalityofues”的美國專利申請no.14/306,120的優(yōu)先權(quán)，通過引用的方式明確地將其全部內(nèi)容并入本文。

一般而言，本公開內(nèi)容涉及通信系統(tǒng)，具體而言，涉及對帶寬進(jìn)行劃分以及對通信波束寬度進(jìn)行調(diào)整以提高帶寬效率并在相同的時(shí)間間隔期間高效地調(diào)度與多個(gè)ue的通信。

背景技術(shù)：

無線通信系統(tǒng)被廣泛地部署用于提供各種電信服務(wù)，諸如電話、視頻、數(shù)據(jù)、消息發(fā)送和廣播。典型的無線通信系統(tǒng)可以利用能夠通過共享可用系統(tǒng)資源(例如，帶寬、發(fā)射功率)來支持與多個(gè)用戶的通信的多址技術(shù)。這樣的多址技術(shù)的例子包括碼分多址(cdma)系統(tǒng)、時(shí)分多址(tdma)系統(tǒng)、頻分多址(fdma)系統(tǒng)、正交頻分多址(ofdma)系統(tǒng)、單載波頻分多址(sc-fdma)系統(tǒng)和時(shí)分同步碼分多址(td-scdma)系統(tǒng)。

這些多址技術(shù)已經(jīng)被用于各種電信標(biāo)準(zhǔn)中以提供使不同無線設(shè)備在城市、國家、地區(qū)甚至全球水平上能夠通信的公共協(xié)議。新興電信標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)示例是長期演進(jìn)(lte)。lte是第三代合作伙伴項(xiàng)目(3gpp)發(fā)布的對通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(umts)移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的一組增強(qiáng)。lte被設(shè)計(jì)為通過使用下行鏈路(dl)上的ofdma、上行鏈路(ul)上的sc-fdma、以及多輸入多輸出(mimo)天線技術(shù)來提高頻譜效率、降低成本、改善服務(wù)、利用新頻譜、以及更好地結(jié)合其它開放標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地支持移動(dòng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。然而，隨著對移動(dòng)寬帶接入的需求不斷增大，需要對lte技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)。優(yōu)選地，這些改進(jìn)應(yīng)該可應(yīng)用于采用這些技術(shù)的其它多址技術(shù)和電信標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在公開內(nèi)容的一個(gè)方面，提供了用于在通信系統(tǒng)中進(jìn)行波束成形的方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、和裝置。所述裝置確定至少兩個(gè)用戶設(shè)備(ue)的波束成形方向和信噪比(snr)，并且基于該至少兩個(gè)ue的波束成形方向和snr來確定是否調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同的時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue的通信。當(dāng)調(diào)度了經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同的時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue的所述通信時(shí)，所述裝置在所述至少兩個(gè)ue當(dāng)中相應(yīng)分配帶寬資源，將單個(gè)通信波束的寬度改變大小(size)以涵蓋(encompass)所述至少兩個(gè)ue的波束成形方向，以及使用經(jīng)過改變大小的單個(gè)通信波束經(jīng)由相應(yīng)分配的帶寬資源在相同時(shí)間間隔期間與所述至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue的通信。

附圖說明

圖1是示出網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的例子的框圖。

圖2是示出接入網(wǎng)的例子的框圖。

圖3是示出接入網(wǎng)中的演進(jìn)節(jié)點(diǎn)b和用戶設(shè)備的例子的框圖。

圖4a到圖4c是示出結(jié)合lte系統(tǒng)使用的mmw系統(tǒng)的示例性部署的框圖。

圖5a和圖5b是示出連接點(diǎn)和ue之間進(jìn)行的經(jīng)波束成形的信號的傳輸?shù)睦拥目驁D。

圖6是示出時(shí)分多址(tdma)調(diào)度的框圖。

圖7是示出使用固定波束寬度的用于多個(gè)ue的頻分多址(fdma)調(diào)度的框圖。

圖8是示出使用自適應(yīng)波束寬度的用于多個(gè)ue的fdma調(diào)度的框圖。

圖9是無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行波束成形的流程圖。

圖10是示出示例性裝置中的不同模塊/單元/組件之間的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流框圖。

圖11是示出用于采用了處理系統(tǒng)的裝置的硬件實(shí)現(xiàn)方案的示例的框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出的具體實(shí)施方式旨在對各種配置進(jìn)行描述，而不旨在表示可以實(shí)踐本文所描述的概念的唯一配置。出于提供對各種概念的徹底理解的目的，具體實(shí)施方式包括具體細(xì)節(jié)。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見地是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐這些概念。在一些實(shí)例中，以框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和組件以避免對這些概念造成模糊。

本申請將參照多種裝置和方法來對電信系統(tǒng)的多個(gè)方面進(jìn)行示出。這些裝置和方法將在以下具體實(shí)施方式中進(jìn)行描述，并通過多種部件、模塊、組件、電路、步驟、進(jìn)程、算法等等(統(tǒng)稱為“元件”)進(jìn)行示出。這些元件可以利用電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的任意組合來實(shí)現(xiàn)。至于這些元件是實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件，取決于特定的應(yīng)用和對整個(gè)系統(tǒng)所施加的設(shè)計(jì)約束。

例如，元件、或元件的任何部分或元件的任意組合可以用包括一個(gè)或多個(gè)處理器的“處理系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)。處理器的示例包括微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器(dsp)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、可編程邏輯設(shè)備(pld)、狀態(tài)機(jī)、門控邏輯、離散硬件電路和被配置為執(zhí)行貫穿本公開內(nèi)容描述的各種功能的其它適用的硬件。該處理系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)處理器可以執(zhí)行軟件。軟件應(yīng)該廣義地解釋為意指指令、指令集合、代碼、代碼段、程序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應(yīng)用、軟件應(yīng)用、軟件包、例程、子例程、對象、可執(zhí)行程序、運(yùn)行中的線程、過程、函數(shù)等，而無論被稱為軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語言等等。

相應(yīng)地，在一個(gè)或多個(gè)示例性的實(shí)施例中，所描述的功能可以用硬件、軟件、固件或其任意組合來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以將這些功能存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或者編碼為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一個(gè)或多個(gè)指令或代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)能夠存取的任何可用介質(zhì)。通過示例的方式而非限制，這種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、電子可擦除可編程rom(eeprom)、壓縮盤rom(cd-rom)或其它光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、或者能夠用于攜帶或存儲(chǔ)具有可以被計(jì)算機(jī)存取的指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼的任何其它介質(zhì)。以上的任意組合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。

圖1是示出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(例如，lte網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))100的框圖。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)100可以稱為演進(jìn)型分組系統(tǒng)(eps)100。eps100可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶設(shè)備(ue)102、演進(jìn)型umts陸地?zé)o線接入網(wǎng)(e-utran)104、演進(jìn)型分組核心(epc)110和運(yùn)營商的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(ip)服務(wù)122。eps可以與其它接入網(wǎng)互連，但是為了簡化起見，沒有示出那些實(shí)體/接口。如圖所示，eps提供分組交換服務(wù)，但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易了解地，貫穿本公開內(nèi)容給出的各種概念可以被擴(kuò)展到提供電路交換服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。

e-utran包括演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)b(enb)106和其它enb108，并且可以包括多播協(xié)調(diào)實(shí)體(mce)128。enb106提供到ue102的用戶和控制平面協(xié)議終止。enb106可以經(jīng)由回程(例如，x2接口)連接到其它enb108。mce128分配用于演進(jìn)型多媒體廣播多播服務(wù)(mbms)(embms)的時(shí)間/頻率無線資源，并且確定用于embms的無線配置(例如，調(diào)制和編碼機(jī)制(mcs))。mce128可以是獨(dú)立實(shí)體或enb106的一部分。enb106還可以被稱為基站、節(jié)點(diǎn)b、接入點(diǎn)、基礎(chǔ)收發(fā)機(jī)站、無線電基站、無線電收發(fā)機(jī)、收發(fā)機(jī)功能體、基本服務(wù)集(bss)、擴(kuò)展服務(wù)集(ess)、或者一些其它適當(dāng)術(shù)語。enb106向ue102提供到epc110的接入點(diǎn)。ue102的示例包括蜂窩電話、智能電話、會(huì)話發(fā)起協(xié)議(sip)電話、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、衛(wèi)星無線電設(shè)備、全球定位系統(tǒng)、多媒體設(shè)備、視頻設(shè)備、數(shù)字音頻播放器(例如，mp3播放器)、攝像機(jī)、游戲控制臺(tái)、平板電腦、或者任何其它類似功能的設(shè)備。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以將ue102稱為移動(dòng)站、用戶站、移動(dòng)單元、用戶單元、無線單元、遠(yuǎn)程單元、移動(dòng)設(shè)備、無線設(shè)備、無線通信設(shè)備、遠(yuǎn)程設(shè)備、移動(dòng)用戶站、接入終端、移動(dòng)終端、無線終端、遠(yuǎn)程終端、手持裝置、用戶代理、移動(dòng)客戶端、客戶端、或者一些其它適當(dāng)術(shù)語。

enb106連接到epc110。epc110可以包括移動(dòng)管理實(shí)體(mme)112、歸屬用戶服務(wù)器(hss)120、其它mme114、服務(wù)網(wǎng)關(guān)116、多媒體廣播多播服務(wù)(mbms)網(wǎng)關(guān)124、廣播多播服務(wù)中心(bm-sc)126和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(pdn)網(wǎng)關(guān)118。mme112是處理ue102與epc110之間的信令的控制節(jié)點(diǎn)。通常，mme112提供承載和連接管理。所有用戶ip分組通過服務(wù)網(wǎng)關(guān)116來傳送，服務(wù)網(wǎng)關(guān)116本身連接到pdn網(wǎng)關(guān)118。pdn網(wǎng)關(guān)118提供ueip地址分配以及其它功能。pdn網(wǎng)關(guān)118和bm-sc126被連接到ip服務(wù)122。ip服務(wù)122可以包括互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、ip多媒體子系統(tǒng)(ims)、以及ps流式傳送服務(wù)(pss)和/或其它ip服務(wù)。bm-sc126可以提供用于mbms用戶服務(wù)設(shè)定和遞送的功能。bm-sc126可以作為內(nèi)容提供商mbms傳輸?shù)倪M(jìn)入點(diǎn)，可以被用以授權(quán)和啟動(dòng)plmn內(nèi)的mbms承載服務(wù)，并且可以被用以調(diào)度和遞送mbms傳輸。mbms網(wǎng)關(guān)124可以被用以將mbms業(yè)務(wù)分發(fā)給屬于廣播了特定服務(wù)的多播廣播單頻網(wǎng)絡(luò)(mbsfn)區(qū)域的enb(例如106、108)，并且可以負(fù)責(zé)會(huì)話管理(開始/結(jié)束)以及收集embms相關(guān)的收費(fèi)信息。

在一個(gè)方面，ue102能夠經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和毫米波(mmw)系統(tǒng)來傳送信號。因此，ue102可以通過lte鏈路與enb106和/或其它enb108通信。另外，ue102可以通過mmw鏈路與連接點(diǎn)(cp)或基站(bs)130(能夠進(jìn)行mmw系統(tǒng)通信)通信。

在另一個(gè)方面，其它enb108中的至少一個(gè)enb108可以能夠經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和mmw系統(tǒng)來傳送信號。于是，enb108可以稱為lte+mmwenb。在另一個(gè)方面，cp/bs130可以能夠經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和mmw系統(tǒng)來傳送信號。于是，cp/bs130可以稱為lte+mmwcp/bs。ue102可以通過lte鏈路還有mmw鏈路與其它enb108通信。

在又一個(gè)方面，其它enb108可以能夠經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和mmw系統(tǒng)來傳送信號，而cp/bs130僅能夠經(jīng)由mmw系統(tǒng)來傳送信號。因此，不能夠經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)向其它enb108發(fā)送信號的cp/bs130可以通過mmw回程鏈路與其它enb108通信。以下詳細(xì)討論了諸如ue102和cp130之間的eps100的定向無線網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)現(xiàn)技術(shù)。

圖2是示出網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(例如，lte網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))中的接入網(wǎng)200的例子的框圖。在這個(gè)例子中，接入網(wǎng)200被劃分為大量蜂窩區(qū)域(小區(qū))202。一個(gè)或多個(gè)較低功率等級的enb208可以具有與小區(qū)202中的一個(gè)或多個(gè)小區(qū)重疊的蜂窩區(qū)域210。較低功率等級的enb208可以是毫微微小區(qū)(例如，歸屬enb(henb))、微微小區(qū)、微小區(qū)或遠(yuǎn)程無線電頭端(rrh)。宏enb204中的每一個(gè)都被分配給相應(yīng)的小區(qū)202并且被配置以為小區(qū)202中的所有ue206提供到epc110的接入點(diǎn)。在接入網(wǎng)200的這個(gè)例子中沒有集中控制器，但是在其它配置中可以使用集中控制器。enb204負(fù)責(zé)所有無線電相關(guān)的功能，包括無線電承載控制、準(zhǔn)入控制、移動(dòng)性控制、調(diào)度、安全和到服務(wù)網(wǎng)關(guān)116的連接性。enb可以支持一個(gè)或多個(gè)(例如，3個(gè))小區(qū)(也稱為扇區(qū))。術(shù)語“小區(qū)”可以指enb的最小覆蓋區(qū)域和/或服務(wù)特定覆蓋區(qū)域的enb子系統(tǒng)。另外，在本文中，“enb”、“基站”和“小區(qū)”可以互換使用。

在一個(gè)方面，ue206可以經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和毫米波(mmw)系統(tǒng)來傳送信號。因此，ue206可以通過lte鏈路與enb204通信以及通過mmw鏈路與連接點(diǎn)(cp)或基站(bs)212(能夠進(jìn)行mmw系統(tǒng)通信)通信。在另一個(gè)方面，enb204和cp/bs212可以經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和mmw系統(tǒng)來傳送信號。于是，ue206可以(當(dāng)enb204能夠進(jìn)行mmw系統(tǒng)通信時(shí))通過lte鏈路和mmw鏈路與enb204通信，或(當(dāng)cp/bs212能夠進(jìn)行l(wèi)te網(wǎng)絡(luò)通信時(shí))通過mmw鏈路和lte鏈路與cp/bs212通信。在另一個(gè)方面，enb204經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)和mmw系統(tǒng)來傳送信號，而cp/bs212僅經(jīng)由mmw系統(tǒng)來傳送信號。因此，不能夠經(jīng)由lte網(wǎng)絡(luò)向enb204發(fā)送信號的cp/bs212可以通過mmw回程鏈路與enb204通信。

此外，接入網(wǎng)200所采用的調(diào)制和多址方案可以根據(jù)被部署的特定電信標(biāo)準(zhǔn)而變化。在lte應(yīng)用中，在dl上使用ofdm而在ul上使用sc-fdma以同時(shí)支持頻分雙工(fdd)和時(shí)分雙工(tdd)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)以下具體實(shí)施方式將容易理解地，本申請中給出的各種概念非常適合lte應(yīng)用。然而，這些概念可以容易地?cái)U(kuò)展到采用了其它調(diào)制和多址技術(shù)的其它電信標(biāo)準(zhǔn)。舉例來講，這些概念可以擴(kuò)展到演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化(ev-do)或超移動(dòng)寬帶(umb)。ev-do和umb是第三代合作伙伴計(jì)劃2(3gpp2)所發(fā)布的作為cdma2000標(biāo)準(zhǔn)家族的一部分的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，并且采用cdma以提供到移動(dòng)站的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。這些概念還可以被擴(kuò)展到采用寬帶cdma(w-cdma)和cdma的其它變體(諸如，td-scdma)的通用陸地?zé)o線電接入(utra)；采用tdma的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(gsm)；以及采用ofdma的演進(jìn)型utra(e-utra)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、以及flash-ofdm。utra、e-utra、umts、lte以及gsm是在來自3gpp組織的文件中描述的。cdma2000和umb是在來自3gpp2組織的文件中描述的。所采用的實(shí)際無線通信標(biāo)準(zhǔn)和多址技術(shù)將取決于具體應(yīng)用和施加到系統(tǒng)上的整體設(shè)計(jì)約束。

enb204可以有支持mimo技術(shù)的多個(gè)天線。mimo技術(shù)的使用使得enb204能夠利用空間域以支持空間復(fù)用、波束成形和發(fā)射分集?？臻g復(fù)用可以被用以在相同頻率上同時(shí)發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流?？梢詫?shù)據(jù)流發(fā)送給單個(gè)ue206以提高數(shù)據(jù)速率或者發(fā)送給多個(gè)ue206以提高總體系統(tǒng)容量。這是通過對每個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間預(yù)編碼(例如，應(yīng)用對振幅和相位的縮放)以及隨后通過dl上的多個(gè)發(fā)射天線對每個(gè)經(jīng)空間預(yù)編碼的流進(jìn)行發(fā)送來實(shí)現(xiàn)的。具有不同空間簽名的經(jīng)空間預(yù)編碼的數(shù)據(jù)流到達(dá)ue206，這使得每個(gè)ue206能夠恢復(fù)去往該ue206的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流。在ul上，每個(gè)ue206發(fā)送經(jīng)空間預(yù)編碼的數(shù)據(jù)流，這使得enb204能夠識別每個(gè)經(jīng)空間預(yù)編碼的數(shù)據(jù)流的源。

當(dāng)信道狀況良好時(shí)，通常使用空間復(fù)用。當(dāng)信道狀況較差時(shí)，可以使用波束成形將發(fā)射能量集中在一個(gè)或多個(gè)方向上。這是通過對通過多個(gè)天線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行空間預(yù)編碼來實(shí)現(xiàn)的。為了在小區(qū)邊沿獲得良好的覆蓋，可以結(jié)合發(fā)射分集來使用單個(gè)流波束成形發(fā)射。

在以下的具體實(shí)施方式中，將參照在dl上支持ofdm的mimo系統(tǒng)對接入網(wǎng)的各個(gè)方面進(jìn)行描述。ofdm是在ofdm符號內(nèi)的大量子載波上調(diào)制數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻技術(shù)。子載波是以精確的頻率間隔開的。所述間隔提供了使得接收機(jī)能夠從子載波中恢復(fù)出數(shù)據(jù)的“正交性”。在時(shí)間域內(nèi)，可以將保護(hù)間隔(例如，循環(huán)前綴)添加到每個(gè)ofdm符號以抑制ofdm符號間干擾。ul可以以dft-擴(kuò)展ofdm信號的形式使用sc-fdma以補(bǔ)償高峰均功率比(papr)。

圖3是接入網(wǎng)中與ue350進(jìn)行通信的基站310的框圖?；?10可以是例如lte系統(tǒng)的enb、毫米波(mmw)系統(tǒng)的連接點(diǎn)(cp)/接入點(diǎn)/基站、能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)來傳送信號的enb、能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)來傳送信號的連接點(diǎn)(cp)/接入點(diǎn)/基站。ue350可以能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和/或mmw系統(tǒng)來傳送信號。在dl中，將來自核心網(wǎng)的上層分組提供給控制器/處理器375。在dl中，控制器/處理器375提供報(bào)頭壓縮、加密、分組分段和重排、邏輯信道和傳輸信道之間的復(fù)用、以及基于各種優(yōu)先級對ue350進(jìn)行的無線電資源分配?？刂破?處理器375還負(fù)責(zé)harq操作、丟失分組的重傳、以及向ue350發(fā)送信號。

發(fā)射(tx)處理器316實(shí)現(xiàn)各種信號處理功能。信號處理功能包括便于在ue350處實(shí)現(xiàn)前向糾錯(cuò)(fec)的編碼和交織、以及基于各種調(diào)制方案(例如，二進(jìn)制相移鍵控(bpsk)、正交相移鍵控(qpsk)、m相移鍵控(m-psk)、m正交幅度調(diào)制(m-qam))對信號星座圖的映射。經(jīng)編碼和調(diào)制的符號可以分成平行流。每個(gè)流隨后映射到ofdm子載波，與參考信號(例如，導(dǎo)頻)進(jìn)行時(shí)域和/或頻域復(fù)用，并且隨后使用逆快速傅里葉變換(ifft)結(jié)合到一起以產(chǎn)生攜帶有時(shí)域ofdm符號流的物理信道。對ofdm流進(jìn)行空間預(yù)編碼以產(chǎn)生多個(gè)空間流。可以使用來自信道估計(jì)器374的信道估計(jì)以確定編碼和調(diào)制方案以及空間處理。信道估計(jì)可以來源于ue650發(fā)送的參考信號和/或信道狀況反饋。然后經(jīng)由單獨(dú)的發(fā)射機(jī)318tx可以將每個(gè)空間流提供給不同的天線320。每個(gè)發(fā)射機(jī)318tx可以利用用于傳輸?shù)南鄳?yīng)空間流對rf載波進(jìn)行調(diào)制。

在ue350處，每個(gè)接收機(jī)354rx通過其相應(yīng)的天線352接收信號。每個(gè)接收機(jī)354rx將調(diào)制到rf載波上的信息恢復(fù)出來并且將所述信息提供給接收(rx)處理器356。rx處理器356實(shí)現(xiàn)各種信號處理功能。rx處理器356可以對所述信息執(zhí)行空間處理以恢復(fù)去往ue350的任何空間流。如果有多個(gè)空間流去往ue350，rx處理器356可以將這些空間流組合到單個(gè)ofdm符號流內(nèi)。rx處理器356隨后使用快速傅里葉變換(fft)將ofdm符號流從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域。頻域信號包括用于ofdm信號的每個(gè)子載波的獨(dú)立的ofdm符號流?？梢酝ㄟ^判斷由基站310所發(fā)送的最可能的信號星座點(diǎn)來恢復(fù)和解調(diào)每個(gè)子載波上的符號和參考信號。這些軟判決可以是基于由信道估計(jì)器358所計(jì)算的信道估計(jì)的。軟判決隨后被解碼和解交織以恢復(fù)原本由基站310在物理信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號和控制信號。隨后將所述數(shù)據(jù)信號和控制信號提供給控制器/處理器359。

控制器/處理器359可以與存儲(chǔ)了程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器360相關(guān)聯(lián)。存儲(chǔ)器360可以稱作計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在ul中，控制器/處理器359提供傳輸信道和邏輯信道之間的解復(fù)用、分組重組、解密、報(bào)頭解壓縮、控制信號處理，以將上層分組從核心網(wǎng)中恢復(fù)出來。隨后將上層分組提供給數(shù)據(jù)宿362。還可以將各種控制信號提供給數(shù)據(jù)宿362，用于處理?？刂破?處理器359還負(fù)責(zé)使用確認(rèn)(ack)和/或否定確認(rèn)(nack)協(xié)議來進(jìn)行差錯(cuò)檢測，以支持harq操作。

在ul中，使用數(shù)據(jù)源367以向控制器/處理器359提供上層分組。類似于結(jié)合通過基站310進(jìn)行的dl傳輸來描述的功能性，控制器/處理器359提供報(bào)頭壓縮、加密、分組分段和重排以及基于通過基站310進(jìn)行的無線資源分配的對邏輯信道和傳輸信道之間的復(fù)用。控制器/處理器359還負(fù)責(zé)harq操作、丟失分組的重傳、以及向基站310發(fā)送信號。

tx處理器368可以使用由信道估計(jì)器358根據(jù)基站310所發(fā)送的參考信號或反饋而導(dǎo)出的信道估計(jì)來選擇合適的編碼和調(diào)制方案，從而便于空間處理?？梢詫x處理器368所產(chǎn)生的空間流經(jīng)由分開的發(fā)射機(jī)354tx提供給不同的天線352。每個(gè)發(fā)射機(jī)354tx可以利用相應(yīng)的空間流來調(diào)制rf載波，用于傳輸。

ul傳輸是在基站310處以類似于關(guān)于ue350處的接收機(jī)功能所描述的方式的方式來處理的。每個(gè)接收機(jī)318rx通過其相應(yīng)的天線320接收信號。每個(gè)接收機(jī)318rx將調(diào)制到rf上的信息恢復(fù)出來，并且將所述信息提供給rx處理器370。

控制器/處理器375可以與存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)的376相關(guān)聯(lián)。存儲(chǔ)器376可以被稱作計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在ul中，控制器/處理器375提供傳輸信道和邏輯信道之間的解復(fù)用、分組重組、解密、報(bào)頭解壓縮、控制信號處理，以將上層分組從ue350中恢復(fù)出?？梢詫碜钥刂破?處理器375的上層分組提供給核心網(wǎng)?？刂破?處理器375還負(fù)責(zé)使用ack和/或nack協(xié)議來進(jìn)行差錯(cuò)檢測，以支持harq操作。

lte的動(dòng)機(jī)是要增加用于移動(dòng)數(shù)據(jù)需求的蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶寬。隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)需求的增加，可以利用各種其它技術(shù)以滿足該需求。例如，可以使用毫米波(mmw)信道遞送高速移動(dòng)數(shù)據(jù)。

可以將mmw鏈路定義為基帶符號從能夠進(jìn)行mmw波束成形的發(fā)射機(jī)到能夠進(jìn)行mmw波束成形的接收機(jī)的遞送。mmw源單元可以包括波束寬度、波速方向和時(shí)隙的特定組合。所述時(shí)隙可以是lte子幀的一部分并且可以與lte物理下行鏈路控制信道(pdcch)幀定時(shí)對齊。為了有效地提高接收mmw信號強(qiáng)度而不用增加發(fā)射機(jī)處的傳輸功率，可以應(yīng)用波束成形。通過減少發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的一者或兩者的mmw波束寬度，可以提高接收機(jī)增益。例如，通過對天線陣應(yīng)用相移，可以改變波束寬度。

mmw通信系統(tǒng)可以運(yùn)行在非常高的頻帶(例如，10ghz到300ghz)上。這樣高的載波頻率允許使用較大的帶寬。例如，60ghz的mmw無線網(wǎng)絡(luò)在大約60ghz的頻帶處提供了較大的帶寬并且具有支持非常高數(shù)據(jù)速率(例如，高達(dá)6.7gbps)的能力。非常高的頻帶可以用于例如回程通信或者用于網(wǎng)絡(luò)接入(例如，ue接入網(wǎng))。mmw系統(tǒng)所支持的應(yīng)用可以包括例如未經(jīng)壓縮的視頻流式傳送、快速同步轉(zhuǎn)發(fā)(sync-n-go)文件傳輸、視頻游戲以及到無線顯示的投影(projectionstowirelessdisplays)。

mmw系統(tǒng)可以在多個(gè)天線和波束成形的幫助下運(yùn)行以克服具有低增益的信道。例如，高載波頻帶處的嚴(yán)重衰減可以將發(fā)送的信號的范圍限制到幾米(例如1個(gè)到3米)。此外，障礙物(例如，墻、家具、人等等)的存在可以阻塞高頻毫米波的傳播。于是，高載波頻率處的傳播特性使得波束成形成為必需以克服損耗。經(jīng)由合作以將高頻信號在特定方向上波束成形到接收設(shè)備的天線陣(例如，相控陣)可以實(shí)現(xiàn)波束成形，并從而擴(kuò)展信號的范圍。雖然mmw系統(tǒng)可以獨(dú)立模式運(yùn)行，但是mmw系統(tǒng)可以結(jié)合較成熟但是較低頻(以及較低帶寬)的系統(tǒng)(諸如lte)來實(shí)現(xiàn)。

在一個(gè)方面，本公開內(nèi)容可以提供lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)之間的合作技術(shù)。例如，本公開內(nèi)容可以利用一個(gè)較健壯的系統(tǒng)來幫助進(jìn)行波束成形、同步、或基站的發(fā)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^以下各項(xiàng)來促使mmw系統(tǒng)和較低頻率系統(tǒng)(例如，lte)之間的合作：1)可以通過不同的較低頻率的健壯載波來發(fā)送對mmw信道上的發(fā)現(xiàn)、同步或結(jié)合支持的信令的類型；2)在mmw信道和較低頻率載波(例如，lte)之間發(fā)送發(fā)現(xiàn)和同步信令的次序；3)現(xiàn)有連接性的開發(fā)；4)被基站(bs)/用戶設(shè)備(ue)包括在發(fā)送消息中的信息；以及5)要被包括在lte信令中的信息。

在一個(gè)方面，具有mmw能力的連接點(diǎn)(cp)或基站(bs)(用于具有mmw能力的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn))可以安裝在電線桿、建筑物的兩側(cè)和/或與城域小區(qū)(metrocell)搭配使用。可以通過沿著視線(los)或障礙物附近的主要反射路徑或折射路徑進(jìn)行波束成形來形成mmw鏈路。對具有mmw能力的設(shè)備的挑戰(zhàn)是找到用于波束成形的合適的los或反射路徑。

圖4a到圖4c是示出結(jié)合lte系統(tǒng)使用的mmw系統(tǒng)的示例性部署的框圖。在圖4a中，框圖400示出了在其中l(wèi)te系統(tǒng)獨(dú)立于mmw系統(tǒng)運(yùn)行的部署并與mmw系統(tǒng)并行地運(yùn)行的部署。如在圖4a所示出地，ue402能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)來傳送信號。因此，ue402可以通過lte鏈路410與enb404通信。與lte鏈路410并行地，ue402還可以通過第一mmw鏈路412與第一bs406通信以及通過第二mmw鏈路414與第二bs408通信。

在圖4b中，框圖430示出了在其中l(wèi)te系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)搭配使用的部署。如圖4b所示，ue432能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)來傳送信號。在一個(gè)方面，bs434可以是能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)來傳送信號的lteenb。于是，bs434可以稱為lte+mmwenb。在另一個(gè)方面，bs434可以是能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)來傳送信號的mmwcp。于是，bs434可以稱為lte+mmwbs。ue432可以通過lte鏈路436與bs434通信。同時(shí)，ue432還可以通過mmw鏈路438與bs434通信。

在圖4c中，圖470示出了在其中能夠經(jīng)由lte系統(tǒng)和mmw系統(tǒng)(lte+mmw基站)來傳送信號的bs與僅能夠經(jīng)由mmw系統(tǒng)來傳送信號的bs一起存在的部署。如在圖4c中所示，ue472可以通過lte鏈路480與lte+mmwbs474通信。lte+mmwbs474可以是lte+mmwenb。與lte鏈路480并行地，ue472還可以通過第一mmw鏈路482與第二bs476通信以及通過第二mmw鏈路484與第三bs478通信。第二bs476還可以通過第一mmw回程鏈路484與lte+mmwbs474通信。第三bs478還可以通過第二mmw回程鏈路486與lte+mmwbs474通信。

圖5a和圖5b是示出了cp和ue之間的經(jīng)波束成形的信號的傳輸?shù)睦拥目驁D。cp可以被實(shí)施為mmw系統(tǒng)中的bs(mmwbs)。參照圖5a，框圖500示出了在不同發(fā)射方向(例如方向a、b、c和d)上發(fā)送經(jīng)波束成形的信號506(例如，同步信號或發(fā)現(xiàn)信號)的mmw系統(tǒng)的cp504。在一個(gè)例子中，cp504可以按照a-b-c-d的順序掃過發(fā)射方向。在另一個(gè)例子中，cp504可以根據(jù)b-d-a-c的順序掃過發(fā)射方向。雖然參照圖5a僅描述了四個(gè)發(fā)射方向和兩個(gè)發(fā)射順序，但也考慮任意數(shù)量的不同發(fā)射方向和發(fā)射順序。

在發(fā)送信號之后，cp504可以轉(zhuǎn)換到接收模式。在接收模式中，cp504可以以下面的順序或圖案掃過不同的接收方向：即對應(yīng)于(映射到)cp504之前在不同發(fā)射方向上發(fā)送同步/發(fā)現(xiàn)信號所用的順序或圖案的順序或圖案。例如，如果cp504先前根據(jù)a-b-c-d的順序在發(fā)射方向上發(fā)送同步/發(fā)現(xiàn)信號，那么cp504可以根據(jù)a-b-c-d的順序掃過接收方向以嘗試接收來自ue502的關(guān)聯(lián)信號。在另一個(gè)例子中，如果cp504先前根據(jù)b-d-a-c的順序在發(fā)射方向上發(fā)送同步/發(fā)現(xiàn)信號，那么cp504可以根據(jù)b-d-a-c的順序掃過接收方向以嘗試接收來自ue502的關(guān)聯(lián)信號。

每個(gè)經(jīng)波束成形的信號上的傳播延遲允許ue502執(zhí)行接收(rx)掃描。接收模式中的ue502可以掃過不同的接收方向以嘗試檢測同步/發(fā)現(xiàn)信號506(見圖5b)?？梢酝ㄟ^ue502檢測同步/發(fā)現(xiàn)信號506中的一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)檢測到較強(qiáng)的同步信號/發(fā)現(xiàn)信號506時(shí)，ue502可以確定對應(yīng)于較強(qiáng)的同步信號/發(fā)現(xiàn)信號的cp504的優(yōu)選發(fā)射方向和ue502的優(yōu)選接收方向。例如，ue502可以確定較強(qiáng)的同步/發(fā)現(xiàn)信號506的初步的天線權(quán)重/方向，并且可以進(jìn)一步確定在其中cp504被預(yù)期優(yōu)選地接收經(jīng)波束成形的信號的時(shí)間和/或資源。ue502隨后可以嘗試經(jīng)由經(jīng)波束成形的信號與cp504進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

參照圖5b的框圖520，ue502可以在不同接收方向(例如，方向e、f、g和h)上偵聽經(jīng)波束成形的發(fā)現(xiàn)信號。在一個(gè)例子中，ue502可以根據(jù)e-f-g-h的順序掃過接收方向。在另一個(gè)例子中，ue502可以根據(jù)f-h-e-j的順序掃過接收方向。雖然參照圖5b只描述了四個(gè)接收方向和兩個(gè)接收順序，但是也考慮任意數(shù)量的不同接收方向和接收順序。

ue502可以通過在不同發(fā)射方向(例如方向e、f、g和h)上發(fā)送經(jīng)波束成形的信號526(例如，關(guān)聯(lián)信號)來嘗試進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在一個(gè)方面，ue502可以通過沿著ue502的優(yōu)選接收方向在于其中cp504被預(yù)期優(yōu)選地接收關(guān)聯(lián)信號的時(shí)間/資源處進(jìn)行發(fā)送來發(fā)送關(guān)聯(lián)信號526。接收模式中的cp504可以掃過不同的接收方向以及在對應(yīng)于接收方向的一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙期間從ue502檢測關(guān)聯(lián)信號526。當(dāng)檢測到較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)信號526時(shí)，cp504可以確定對應(yīng)于該較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)信號的ue502的優(yōu)選發(fā)射方向和cp504的優(yōu)選接收方向。例如，cp504可以確定較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)信號526的初步天線權(quán)重/方向，并且可以進(jìn)一步確定在其中ue502被預(yù)期優(yōu)選地接收經(jīng)波束成形的信號的時(shí)間和/或資源。以上參照圖5a和圖5b所討論的處理過程中的任意處理過程都可以隨著時(shí)間細(xì)化或重復(fù)，使得ue502和cp504最終得知用于彼此間建立鏈路的最優(yōu)選發(fā)射方向和接收方向。這樣的細(xì)化和重復(fù)可以稱為波束訓(xùn)練(beamtraining)。

在一個(gè)方面，cp504可以根據(jù)多個(gè)波束成形方向來選擇用于發(fā)送同步/發(fā)現(xiàn)信號的順序或圖案。cp504然后可以在長到足以使得ue502掃過多個(gè)波束成形方向以嘗試檢測同步/發(fā)現(xiàn)信號的時(shí)間量內(nèi)發(fā)送信號。例如，cp波束成形方向可以由n標(biāo)記，其中n是從0到n的整數(shù)，n是發(fā)射方向的最大數(shù)量。此外，ue波束成形方向可以由k標(biāo)記，其中k是從0到k的整數(shù)，k是接收方向的最大數(shù)量。當(dāng)ue502檢測到來自cp504的同步/發(fā)現(xiàn)信號時(shí)，ue502可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)ue502波束成形方向是k＝2并且cp504波束成形方向是n＝3時(shí)接收到最強(qiáng)的同步/發(fā)現(xiàn)信號。因此，ue502可以使用相同的天線權(quán)重/方向用于在對應(yīng)的響應(yīng)時(shí)隙中對cp504進(jìn)行響應(yīng)(發(fā)送經(jīng)波束成形的信號)。也就是說，ue502可以在當(dāng)cp504被預(yù)期在cp504波束成形方向n＝3處執(zhí)行接收掃描時(shí)的時(shí)隙期間，使用ue502波束成形方向k＝2，向cp504發(fā)送信號。

在mmw通信系統(tǒng)中，mmwcp或mmw基站可以調(diào)度資源以與多個(gè)ue通信。本公開內(nèi)容提供了用于劃分帶寬(例如，涉及fdma和/或ofdma)和調(diào)整通信波束寬度以提高帶寬效率并在相同時(shí)間間隔期間高效地調(diào)度與多個(gè)ue的通信的自適應(yīng)方法。

圖6是示出時(shí)分多址(tdma)調(diào)度的框圖600。在一個(gè)方面，可以使用固定的通信波束寬度，根據(jù)圖6中示出的tdma結(jié)構(gòu)，在cp和多個(gè)設(shè)備(ue)之間進(jìn)行波束成形(根據(jù)ieee802.11ad的mac協(xié)議的波束成形)。例如，在第一時(shí)隙620期間，cp602可以使用具有固定寬度的通信波束650，將整個(gè)帶寬660用于在上行鏈路和/或下行鏈路方向上與ue1604通信。cp602隨后可以轉(zhuǎn)換通信波束650的方向以在第二時(shí)隙622期間在上行鏈路和/或下行鏈路方向上與ue2606通信。cp602可以將整個(gè)帶寬660用于在第二時(shí)隙622期間與ue2606通信。

圖7是示出使用固定波束寬度的用于多個(gè)ue的頻分多址(fdma)調(diào)度的框圖700。在通信系統(tǒng)中，兩個(gè)或多個(gè)ue可能彼此距離較近和/或具有相同的波束成形方向(例如，ue在居民密集的區(qū)域中)。因此，可以使用fdma/ofdma技術(shù)來一起調(diào)度與具有相同波束成形方向的兩個(gè)ue的通信，以提高帶寬效率。由于彼此距離較近，兩個(gè)ue受益于這樣的事實(shí)：即它們受到有限的源自干擾的噪聲，并從而可以不由于劃分的帶寬而丟失大量數(shù)據(jù)速率。

參照圖7，在示例性下行鏈路操作中，cp702可以意識到用于所有附近ue(例如，ue1704、ue2706、ue3708和ue4710)的有利的波束成形方向。cp702可以將具有類似波束成形方向的ue(例如，ue3708和ue4710)配對。例如，通過確定ue3708的波束成形方向是否在ue4710的波束成形方向的一個(gè)波束寬度之內(nèi)，cp702可以確定ue3708是否與ue4710具有類似的波束成形方向。另外地或可選地，通過確定ue3708的波束成形方向和ue4710的波束成形方向之間的角度小于角度閾值，cp702可以確定ue3708是否與ue4710具有類似的波束成形方向。

一旦cp702確定ue具有類似的波束成形方向并且將ue配對，cp702可以在所配對的ue當(dāng)中劃分帶寬資源(例如，使用fdma/ofdma技術(shù))以及在相同的時(shí)間間隔期間使用單個(gè)通信波束與ue通信。例如，在第一時(shí)隙720期間，cp702可以在ue3708和ue4710之間劃分帶寬760，并使用具有固定寬度的通信波束750將下行鏈路信號發(fā)送到ue3708(經(jīng)由分配給ue3708的帶寬資源)和ue4710(經(jīng)由分配給ue4710的帶寬資源)。因此，通過使用用于多個(gè)ue的fdma調(diào)度，cp702可以由于在與兩個(gè)ue通信時(shí)不必轉(zhuǎn)換波束方向(不像圖6中所描述的tdma操作)，因而節(jié)約時(shí)間。如果ue的數(shù)目很大，那么fdma調(diào)度進(jìn)一步允許cp702節(jié)約時(shí)間，這是因?yàn)榻?jīng)由fdma調(diào)度將所有ue調(diào)度一輪花費(fèi)的時(shí)間可以比tdma調(diào)度少。

仍然參照圖7，在第二時(shí)隙722期間，cp702可以使用具有固定寬度的通信波束752來將整個(gè)帶寬760用于在上行鏈路和/或下行鏈路方向與ue1704通信。cp702隨后可以使用具有固定寬度的通信波束754在第三時(shí)隙724期間在上行鏈路和/或下行鏈路方向上與ue2706通信。cp702可以將整個(gè)帶寬760用于在第三時(shí)隙724期間與ue2706通信。

圖8是示出使用自適應(yīng)波束寬度的用于多個(gè)ue的fdma調(diào)度的框圖800。在一個(gè)方面，一些ue可以在cp(或mmwbs)附近或具有高質(zhì)量信號路徑。因此，ue可以能夠具有高信噪比(snr)(例如，snr閾值以上的snr)，使得對應(yīng)的頻譜率可以超過最大頻譜效率。因此，使用較強(qiáng)的窄波束來單獨(dú)調(diào)度高-snr的ue可能是浪費(fèi)。在一個(gè)方面，可以使用單個(gè)通信波束來一起調(diào)度高-snr的ue以提高帶寬和調(diào)度效率?？梢赃m應(yīng)性地調(diào)整通信波束的寬度以防止ue的波束成形方向不能用窄波束覆蓋。

參照圖8，在示例性下行鏈路操作中，cp802可以意識到用于所有附近ue(例如，ue1804、ue2806、ue3808和ue4810)的有利的波束成形方向和snr。cp802可以將具有足夠大的snr(例如，閾值以上的snr)并從而不需要太大波束成形增益的ue(例如，ue3808和ue4810)配對。另外地或可選地，cp802可以根據(jù)類似的波束成形方向?qū)e配對。例如，通過確定ue3808的波束成形方向與ue4810的波束成形方向之間的角度是否小于角度閾值，cp802可以確定ue3808和ue4810是否具有類似的波束成形方向。

一旦cp802將ue配對，cp802可以將通信波束850的寬度調(diào)整(改變大小)以覆蓋ue3808和ue4810的波束成形方向。cp802然后可以在所配對的ue當(dāng)中劃分帶寬資源(例如，使用fdma/ofdma技術(shù))并使用具有經(jīng)調(diào)整的寬度的通信波束850與ue通信。例如，在第一時(shí)隙820期間，cp802在ue3808和ue4810之間劃分帶寬860，并使用具有經(jīng)調(diào)整的寬度的通信波束850向ue3808(經(jīng)由分配給ue3808的帶寬資源)和ue4810(經(jīng)由分配給ue4810的帶寬資源)發(fā)送下行鏈路信號。

仍然參照圖8，在第二時(shí)隙822期間，cp802可以使用具有固定寬度的通信波束852來將整個(gè)帶寬860用于在上行鏈路和/或下行鏈路方向上與ue1804通信。cp802隨后可以使用具有固定寬度的通信波束854在第三時(shí)隙824期間在上行鏈路和/或下行鏈路方向上與ue2806通信。cp802可以將整個(gè)帶寬860用于在第三時(shí)隙824期間與ue2806通信。

在示例性下行鏈路操作中，兩個(gè)ue可以彼此距離較近，例如，兩個(gè)ue的波束成形方向之間的角度可以小于閾值。因此，cp可以在不同時(shí)隙中調(diào)度與兩個(gè)ue的通信(例如，tdma調(diào)度)。cp可以將第一時(shí)隙的全部帶寬資源用于第一ue并將第二時(shí)隙的全部帶寬資源用于第二ue。snr1可以是第一ue的snr，snr2可以是第二ue的snr。因此，如果cp使用tdma調(diào)度算法，那么總的頻譜效率可以由以下方程式(1)來提供：

方程(1)：

總的頻譜效率＝log2(1+snr1)+log2(1+snr2)

然而，由于波束成形cp和tdma調(diào)度處的相位轉(zhuǎn)換，可以導(dǎo)致產(chǎn)生時(shí)延。此外，如果snr極大，那么cp處的snr計(jì)算可以考慮(例如，涉及自噪聲的)其它變量。在一個(gè)例子中，如果最大的snr(snrmax)等于30db，那么用于計(jì)算頻譜效率的有用snr(snrtrue)可以由以下方程(2)提供：

方程(2)：

因此，經(jīng)調(diào)整的頻譜效率可以由以下方程(3)來提供：

方程(3)：

頻譜效率＝log2(1+f(snr1))+log2(1+f(snr2))

在一個(gè)方面，cp可以在相同時(shí)隙中一起調(diào)度與兩個(gè)ue的通信(例如，fdma調(diào)度)，用于下行鏈路操作。如果x是分配給第一ue的功率的比例而y是分配給第一ue的帶寬的比例，那么用于fdma調(diào)度的總的數(shù)據(jù)速率可以由以下方程(4)來提供：

方程(4)：

為了調(diào)度與兩個(gè)ue的通信，cp可以加寬通信波束寬度以涵蓋兩個(gè)ue的波束成形方向。波束寬度的加寬可以減少陣列增益但是可以提高頻譜效率。在一個(gè)例子中，l可以是由于通信波束寬度的加寬所導(dǎo)致的陣列增益的損失。相應(yīng)地，頻譜效率可以由以下方程(5)提供：

方程(5)：

在一個(gè)方面，用于加寬通信波束以涵蓋所述兩個(gè)ue的波束成形方向的條件是：兩個(gè)ue是否都將增加頻譜效率?？梢杂^測到兩個(gè)ue的snr值和由于波束加寬而導(dǎo)致的陣列增益的損失(l)，以確定波束加寬是否恰當(dāng)。在示例性場景中，ue1的snr1＝50db，ue2的snr2＝-5db，以及l(fā)＝1.5。因此，ue1可以是帶寬受限的(band-limited)，其中可以調(diào)度較少功率而不會(huì)丟失太多數(shù)據(jù)速率(帶寬越大越好)，以及ue2可以是功率受限的，其中可以調(diào)度較少帶寬而不會(huì)丟失太多數(shù)據(jù)速率(功率越大越好)。因此，在某些情況下(例如，具有對應(yīng)于特定損失(l)值的特定snr值的兩個(gè)ue)，加寬波束寬度以經(jīng)由fdma調(diào)度與兩個(gè)ue通信是適當(dāng)?shù)?，這是因?yàn)椴ㄊ訉挒閮蓚€(gè)ue都產(chǎn)生頻譜效率增益。

在一個(gè)方面，波束加寬的程度可以是受限的。隨著波束寬度增加，陣列增益的損失(l)也增加。在一個(gè)例子中，l＝2，以及針對ue2的頻譜效率可以由以下方程(6)來近似：

方程6：

如果f是線性的，那么使用fdma調(diào)度的ue2的頻譜效率是(1-y)snr2，該頻譜效率不比使用tdma調(diào)度的ue2的頻譜效率高。于是，將波束寬度加寬到當(dāng)陣列增益的損失為l＝2時(shí)對ue2是不合適的，這是因?yàn)檫@樣的加寬沒有提高ue2的頻譜效率。值得注意的是，當(dāng)l＝2時(shí)，ue1的頻譜效率可以提高。

在示例性上行鏈路操作中，cp可以控制用于兩個(gè)ue的帶寬資源的劃分。使用tdma調(diào)度的頻譜效率可以上面的方程(3)來提供。使用fdma調(diào)度的頻譜效率可以由以下方程(7)來提供：

方程(7)：

如同下行鏈路操作一樣，對于上行鏈路操作的某些情況(例如，具有對應(yīng)于特定損失(l)值的特定snr值的兩個(gè)ue)，加寬波束寬度以經(jīng)由fdma調(diào)度在上行鏈路中與兩個(gè)ue通信是合適的，這是因?yàn)椴ㄊ訉挒閮蓚€(gè)ue都產(chǎn)生了頻譜效率增益。在一個(gè)方面，當(dāng)兩個(gè)ue都是功率受限的時(shí)，在上行鏈路中在兩個(gè)ue當(dāng)中劃分帶寬資源將不會(huì)對ue造成太大影響，這是因?yàn)獒槍蓚€(gè)ue的snr值都將同頻譜效率一樣增加。

圖9是無線通信系統(tǒng)中的波束成形的流程圖900。方法可以由cp(例如，cp702或cp802)來執(zhí)行。在步驟902處，cp確定至少兩個(gè)用戶設(shè)備(ue)(例如，ue3708和ue4710；或ue3808和ue4810)的波束成形方向和信噪比(snr)。

在步驟904處，基于至少兩個(gè)ue的波束成形方向和snr，cp確定是否調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue的通信。在一個(gè)方面，通過測量第一ue的波束成形方向與第二ue的波束成形方向之間的角度以及通過將第一ue的第一snr和第二ue的第二snr與snr閾值相比較，cp確定是否調(diào)度與至少兩個(gè)ue的通信。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)谝籹nr和第二snr大于snr閾值并且所測得的角度小于角度閾值時(shí)，cp確定調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與第一ue和第二ue的通信。

在另一個(gè)方面，通過測量第一ue的波束成形方向和第二ue的波束成形方向之間的角度，cp確定是否調(diào)度與至少兩個(gè)ue的通信。當(dāng)所測得的角度小于角度閾值時(shí)，如果第一ue和第二ue被調(diào)度用于經(jīng)由不同的通信波束在不同時(shí)間間隔期間通信，那么cp先確定第一ue的第一頻譜效率和第二ue的第二頻譜效率。第一頻譜效率可以基于第一ue的snr來確定，以及第二頻譜效率可以基于第二ue的snr來確定。

如果第一ue和第二ue被調(diào)度用于經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間的通信，那么cp隨后確定第一ue的第三頻譜效率和第二ue的第四頻譜效率。第三頻譜效率可以基于以下各項(xiàng)來確定：第一ue的snr、分配給第一ue的功率的比例、分配給第一ue的帶寬資源的比例和/或由于單個(gè)通信波束的寬度所導(dǎo)致的第一ue的陣列增益的損失。第四頻譜效率可以基于以下各項(xiàng)來確定：第二ue的snr、分配給第二ue的功率的比例、分配給第二ue的帶寬資源的比例和/或由于單個(gè)通信波束的寬度所導(dǎo)致的第二ue的陣列增益的損失。此后，當(dāng)?shù)谝籾e的第三頻譜效率大于第一ue的第一頻譜效率并且第二ue的第四頻譜效率大于第二ue的第二頻譜效率時(shí)，cp確定調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與第一ue和第二ue的通信。

當(dāng)調(diào)度了經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue的通信時(shí)，操作進(jìn)行到步驟906。在步驟906處，cp在至少兩個(gè)ue當(dāng)中相應(yīng)分配帶寬資源。在步驟908處，cp將單個(gè)通信波束的寬度改變大小(調(diào)整)以涵蓋至少兩個(gè)ue的波束成形方向。在一個(gè)方面，將單個(gè)通信波束的寬度改變大小以促使第三頻譜效率大于第一ue的第一頻譜效率且第四頻譜效率大于第二ue的第二頻譜效率。

在步驟910處，cp使用所述改變大小的單個(gè)通信波束，經(jīng)由相應(yīng)分配的帶寬資源在相同時(shí)間間隔期間，與至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue通信。該通信可以包括向至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue發(fā)送下行鏈路信號或從至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue接收上行鏈路信號。

圖10是示出示例性裝置1002中的不同模塊/單元/組件之間的數(shù)據(jù)流的概念性數(shù)據(jù)流框圖1000。該裝置可以是cp(例如，cp702或cp802)。該裝置包括接收模塊1004、波束成形方向確定模塊1006、snr確定模塊1008、調(diào)度模塊1010、資源分配模塊1012、通信模塊1014和發(fā)送模塊1016。

波束成形方向確定模塊1006確定至少兩個(gè)用戶設(shè)備(ue)(例如，第一ue1050和第二ue1060)的波束成形方向。snr確定模塊1008確定至少兩個(gè)ue的信噪比(snr)?；谥辽賰蓚€(gè)ue的波束成形方向和snr，調(diào)度模塊1010確定是否調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue的通信。

在一個(gè)方面，通過測量第一ue1050的波束成形方向與第二ue1060的波束成形方向之間的角度，并通過將第一ue1050的第一snr和第二ue1060的第二snr與snr閾值相比較，調(diào)度模塊1010確定是否調(diào)度與至少兩個(gè)ue的通信。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)谝籹nr和第二snr大于snr閾值并且所測量的角度小于角度閾值時(shí)，調(diào)度模塊1010確定調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與第一ue1050和第二ue1060的通信。

在另一個(gè)方面，通過測量第一ue1050的波束成形方向和第二ue1060的波束成形方向之間的角度，調(diào)度模塊1010確定是否調(diào)度與至少兩個(gè)ue的通信。當(dāng)所測得的角度小于角度閾值時(shí)，如果第一ue1050和第二ue1060被調(diào)度用于經(jīng)由不同的通信波束在不同時(shí)間間隔期間的通信，那么調(diào)度模塊1010先確定第一ue1050的第一頻譜效率和第二ue1060的第二頻譜效率。第一頻譜效率可以基于第一ue1050的snr來確定，以及第二頻譜效率可以基于第二ue1060的snr來確定。

如果第一ue1050和第二ue1060被調(diào)度用于經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間的通信，那么調(diào)度模塊1010隨后確定第一ue1050的第三頻譜效率和第二ue1060的第四頻譜效率。第三頻譜效率可以基于以下各項(xiàng)來確定：第一ue1050的snr、分配給第一ue1050的功率的比例、分配給第一ue1050的帶寬資源的比例和/或由于單個(gè)通信波束的寬度所導(dǎo)致第一ue1050的陣列增益的損失。第四頻譜效率可以基于以下各項(xiàng)來確定：第二ue1060的snr、分配給第二ue1060的功率的比例、分配給第二ue1060的帶寬資源的比例和/或由于單個(gè)通信波束的寬度所導(dǎo)致第二ue1060的陣列增益的損失。此后，當(dāng)?shù)谝籾e1050的第三頻譜效率大于第一ue1050的第一頻譜效率并且第二ue1060的第四頻譜效率大于第二ue1060的第二頻譜效率時(shí)，cp確定調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與第一ue1050和第二ue1060的通信。

當(dāng)調(diào)度了經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue的通信時(shí)，資源分配模塊1012在至少兩個(gè)ue當(dāng)中相應(yīng)分配帶寬資源。通信模塊1014然后將單個(gè)通信波束的寬度改變大小(調(diào)整)以涵蓋至少兩個(gè)ue的波束成形方向。在一個(gè)方面，將單個(gè)通信波束的寬度改變大小以促使第一ue1050的第三頻譜效率大于第一ue1050的第一頻譜效率以及第二ue1060的第四頻譜效率大于第二ue1060的第二頻譜效率。

此后，通信模塊1014使用所述改變大小的單個(gè)通信波束，經(jīng)由相應(yīng)分配的帶寬資源在相同時(shí)間間隔期間與至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue通信(經(jīng)由資源模塊1004和/或發(fā)送模塊1016)。該通信可以包括向至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue發(fā)送下行鏈路信號或從至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue接收上行鏈路信號。

所述裝置可以包括執(zhí)行圖9的前述流程圖中的算法的每一步的額外模塊。于是，圖9的前述流程圖中的每一步都可以由模塊來執(zhí)行并且所述裝置可以包括那些模塊中的一個(gè)模塊或多個(gè)模塊。所述模塊可以是一個(gè)或多個(gè)硬件組件，其被專門配置以執(zhí)行上述過程/算法、由配置以執(zhí)行上述過程/算法的處理器實(shí)現(xiàn)、被存儲(chǔ)在用于通過處理器來實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)、或上述的某一組合。

圖11是示出用于采用了處理系統(tǒng)1114的裝置1002’的硬件實(shí)現(xiàn)方案的例子的框圖1100。可以利用總線架構(gòu)(通常由總線1124來表示)來實(shí)現(xiàn)處理系統(tǒng)1114。總線1124可以包括任意數(shù)量的互連總線和橋，這取決于處理系統(tǒng)1114的具體應(yīng)用和總體設(shè)計(jì)約束?？偩€1124將包括一個(gè)或多個(gè)處理器和/或硬件模塊(由處理器1104、模塊1004、1006、1008、1010、1012、1014、1016和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1106表示)的多個(gè)電路鏈接在一起?？偩€1124還可以鏈接各種其它電路，諸如定時(shí)源、外圍設(shè)備、電壓調(diào)節(jié)器和電源管理電路，這些是本領(lǐng)域所公知的，因此不再做進(jìn)一步的描述。

處理系統(tǒng)1114可以耦合到收發(fā)機(jī)1110。收發(fā)機(jī)1110耦合到一個(gè)或多個(gè)天線1120。收發(fā)機(jī)1110提供了用于通過傳輸介質(zhì)與各種其它裝置通信的單元。收發(fā)機(jī)1110從一個(gè)或多個(gè)天線1120接收信號，從接收到的信號中提取信息，然后將提取到的信息提供給處理系統(tǒng)1114(具體來說，給接收模塊1004)。此外，收發(fā)機(jī)1110從處理系統(tǒng)1114(具體來說，從發(fā)送模塊1016)接收信息，并且基于所接收到的信息來生成要應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)天線1120的信號。處理系統(tǒng)1114包括耦合到計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1106的處理器1104。處理器1104負(fù)責(zé)通用處理，包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1106上的軟件的執(zhí)行。當(dāng)由處理器1104執(zhí)行時(shí)，所述軟件促使處理系統(tǒng)1114執(zhí)行前面針對任意特定裝置所描述的各種功能。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1106還可以用于存儲(chǔ)在執(zhí)行軟件時(shí)由處理器1104所操縱的數(shù)據(jù)。處理系統(tǒng)還包括模塊1004、1006、1008、1010、1012、1014和1016中的至少一個(gè)模塊。所述模塊可是運(yùn)行在處理器1104中、駐留/存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1106中的軟件模塊，耦合到處理器1104的一個(gè)或多個(gè)硬件模塊，或上述的組合。處理系統(tǒng)1114可以是基站310的組件，并且可以包括存儲(chǔ)器376和/或tx處理器316、rx處理器370和控制器/處理器375中的至少一個(gè)。

在一種配置中，用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行波束成形的裝置1002/1002’包括：用于確定至少兩個(gè)用戶設(shè)備(ue)的波束成形方向和信噪比(snr)的單元，用于基于所述至少兩個(gè)ue的所述波束成形方向和所述snr確定是否調(diào)度經(jīng)由單個(gè)通信波束在相同的時(shí)間間隔期間與所述至少兩個(gè)ue的通信的單元，用于在所述至少兩個(gè)ue當(dāng)中相應(yīng)分配帶寬資源的單元，用于將所述單個(gè)通信波束的寬度改變大小以涵蓋所述至少兩個(gè)ue的所述波束成形方向的單元，以及用于使用所述改變大小的單個(gè)通信波束經(jīng)由相應(yīng)分配的帶寬資源在所述相同的時(shí)間間隔期間與所述至少兩個(gè)ue中的一個(gè)ue或多個(gè)ue通信的單元。

前述單元可以是被配置以執(zhí)行由前述單元所記載的功能的裝置1002的前述模塊中的一個(gè)模塊或多個(gè)模塊和/或裝置1002’的處理系統(tǒng)1114。如前所描述地，處理系統(tǒng)1114可以包括tx處理器316、rx處理器370和控制器/處理器375。于是，在一種配置中，前述單元可以是被配置以執(zhí)行由前述單元所記載的功能的tx處理器316、rx處理器370和控制器/處理器375。

將明白地是，所公開的處理過程/流程圖中的步驟的具體順序或?qū)蛹壥菍κ纠苑椒ǖ膱D示。根據(jù)設(shè)計(jì)偏好，應(yīng)該理解地是，所述處理過程/流程圖中的步驟的具體順序或?qū)蛹壙梢员恢匦虏贾谩４送?，一些步驟可以被合并或省略。所附的方法權(quán)利要求以示例性順序給出各個(gè)步驟的元素，并且不意在限制于給出的具體順序或?qū)蛹墶?/p>

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`在本文描述的多個(gè)方面，提供了先前的描述。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對于這些方面的各種修改都是顯而易見的，并且，在本文定義的總體原理也可以被應(yīng)用于其它方面。因此，權(quán)利要求書并不是要限于在本文示出的方面，而是要與權(quán)利要求書的語言一致的全部范圍相符合，其中，除非特別說明，以單數(shù)形式提到元件并不是意為“一個(gè)且只有一個(gè)”，而是意為“一個(gè)或多個(gè)”。詞語“示例性”在本文被用以意指“用作例子、實(shí)例或圖示”。在本文被描述為“示例性”的任何方面不必被解釋為比其它方面優(yōu)選或有益。除非特別說明，否則術(shù)語“一些”指的是一個(gè)或多個(gè)。諸如“a、b或c中的至少一個(gè)”、“a、b和c中的至少一個(gè)”、“a、b、c或其組合”的組合包括a、b和/或c的任何組合，并且可以包括多個(gè)a、多個(gè)b或多個(gè)c。具體而言，諸如“a、b或c中的至少一個(gè)”、“a、b和c中的至少一個(gè)”、“a、b、c或其組合”的組合可以是僅a、僅b、僅c、a和b、a和c、b和c或a和b和c，其中，任何這種組合可以包含a、b或c中的一個(gè)或多個(gè)成員。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員已知的或稍后將會(huì)知道的、貫穿本公開內(nèi)容所描述的各個(gè)方面的元素的所有結(jié)構(gòu)性和功能性等價(jià)物，被明確地以引用的形式并入本文，并且意在由權(quán)利要求書涵蓋。此外，本文中公開的內(nèi)容都不是要奉獻(xiàn)給公眾的，而無論這種公開內(nèi)容是否在權(quán)利要求中有明確記載。沒有權(quán)利要求的元素是要被解釋為功能模塊(meansplusfunction)的，除非該元素是使用短語“用于…的單元”明確記載的。