用于使用主波束通信鏈路切換的方法
【專利說明】用于使用主波束通信鏈路切換的方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年8月28日提交的美國臨時申請序列號61/694, 162和2013年 3月8日提交的美國臨時申請序列號61/774, 979的權(quán)益，所述申請的內(nèi)容通過引用結(jié)合于 此。
【背景技術(shù)】
[0003] 高頻率為寬帶寬提供了可能。在這些頻率處啟用的窄波束形成（伴隨著高穿透損 耗）為傳送的信號提供了高空間容量。這些頻率可以被稱為毫米波（_W)頻率。精確的頻 率范圍可以從大約28GHz延伸到160GHz或300GHz，并且具有對未許可的V-頻帶（60GHz頻 帶）和E-頻帶（70/80/90GHZ點對點頻帶）的特殊興趣。甚至可以使用或者可以應(yīng)用更高 的頻率（有時被稱為太赫（THz))。對V-頻帶特別感興趣，因為~7GHz(取決于國家）的 未許可頻譜可用以及發(fā)展中的標(biāo)準(zhǔn)（諸如WiGig、無線HD等）的成長的生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的 60GHz標(biāo)準(zhǔn)，諸如電氣與電氣工程師協(xié)會（IEEE)802.llad和IEEE802. 15. 3c規(guī)定了發(fā)起波 束獲取和后續(xù)波束追蹤的過程。然而，這些過程不足以用于戶外應(yīng)用中更具挑戰(zhàn)的無線發(fā) 射/接收單元（WTRU)移動性場景。此外，這些過程也沒有利用來自鄰近小區(qū)的測量的優(yōu)勢 來幫助WTRU追蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 于此描述了用來執(zhí)行并改進(jìn)mmW波束追蹤的方法和設(shè)備。于此描述的是改進(jìn)WTRU 位置預(yù)測的定位方法，其可允許毫米波基站（mB)適當(dāng)選擇修改的（modified)波束而不必 在WTRU每次移動時執(zhí)行波束獲取。于此描述了定位技術(shù)中，其中mB可以控制方向性測量 活動（compaign)以生成方向性無線電環(huán)境地圖（DREM)。mB可以請求關(guān)聯(lián)的WTRU執(zhí)行方 向性（directional)信號強(qiáng)度測量，方向性信號強(qiáng)度測量然后可以被報告回mB。然后mB可 以基于方向性信號強(qiáng)度測量報告生成DREM，其可以被用于當(dāng)主鏈路失敗時識別輔助鏈路。 DREM的另一個應(yīng)用是用于確定到不同WTRU的多個同時傳輸?shù)目赡苄?。mB可以將DREM存 儲在數(shù)據(jù)庫中以由其他mB網(wǎng)絡(luò)訪問和用于輔助鏈路選擇。
[0005] 于此還描述了使用內(nèi)部/外部信息來預(yù)測的附加定位技術(shù)。信息可以是時間戳、 信號強(qiáng)度測量、位置信息（全球定位系統(tǒng)（GPS)坐標(biāo)）、以及來自諸如陀螺儀、加速度計等 內(nèi)部裝置的輸入。另一個示例方法可以使用已用波束的之前的歷史以及其他歷史數(shù)據(jù)，諸 如繪制的地形信息。在另一個示例中，可以使用由mB-mB合作獲得的包括反饋信息和參考 信令信息的數(shù)據(jù)。還描述了使用WTRU的群組移動來執(zhí)行WTRU群組的波束追蹤。還描述了 用于方向性中繼的波束追蹤和初始波束訓(xùn)練優(yōu)化方法。最后，于此描述了WTRU定位精度提 高、波束寬度自適應(yīng)以及輔助波束追蹤和切換方法。
【附圖說明】
[0006] 從以下描述中可以更詳細(xì)地理解本發(fā)明，這些描述是以結(jié)合附圖的示例的方式給 出的，其中：
[0007] 圖1A為可以在其中實現(xiàn)一個或多個所公開的實施方式的示例通信系統(tǒng)的系統(tǒng) 圖；
[0008] 圖1B為可以在如圖1A所示的通信系統(tǒng)中使用的示例無線發(fā)射/接收單元（WTRU) 的系統(tǒng)圖；
[0009] 圖1C為可以在如圖1A所示的通信系統(tǒng)中使用的示例無線電接入網(wǎng)絡(luò)和示例核心 網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)圖；
[0010] 圖2A是高級流程圖，其中mB可以控制方向性測量活動（campaign)以便于生成方 向性無線電環(huán)境地圖（DREM);
[0011] 圖2B是mB控制的方向性測量的第一階段的示例；
[0012] 圖2C是mB控制的方向性測量的第二階段的示例；
[0013] 圖2D是mB控制的方向性測量的第三階段的示例；
[0014] 圖2E是mB控制的方向性測量的第四階段的示例；
[0015] 圖2F是接著方向性信號強(qiáng)度測量和報告在WTRU處輔助鏈路發(fā)現(xiàn)的示例；
[0016] 圖2G是方向性測量幀的示例；
[0017] 圖3A是使用來自其他源的數(shù)據(jù)來追蹤WTRU的移動以生成DREM的示例；
[0018] 圖3B是使用來自其他源的數(shù)據(jù)來追蹤WTRU的移動以生成DREM的第二個示例；
[0019] 圖4A是用于DREM生成的示例小區(qū)內(nèi)/基本服務(wù)集（BSS)方向性測量過程的流程 示意圖；
[0020] 圖4B是用于DREM生成的示例小區(qū)間/基本服務(wù)集（BSS)方向性測量過程流程示 意圖；
[0021] 圖5是輔助波束激活的示例；
[0022] 圖6A是進(jìn)行隱式小區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)換到輔助波束過程的示例調(diào)用流程；
[0023] 圖6B是進(jìn)行顯式小區(qū)間轉(zhuǎn)換到輔助波束過程的示例調(diào)用流程；
[0024] 圖7A是mB具有兩個波束并且可以基于WTRU移動選擇波束的示例；
[0025] 圖7B是位置信息如何被用于改進(jìn)的切換決定的示例；
[0026] 圖8是可以使用歷史數(shù)據(jù)追蹤WTRU的示例；
[0027] 圖9是WTRU可以由多個mB追蹤的示例；
[0028] 圖10A是WTRU將數(shù)據(jù)反饋從多個mB提供到服務(wù)mB的示例；
[0029] 圖10B是mB到mB通信信令的示例；
[0030] 圖11A是當(dāng)前IEEE802. 1lad扇區(qū)級掃描（SLS)過程的示例；
[0031] 圖11B是修訂的SLS過程的示例；
[0032] 圖11C是圖11B的修訂的SLS過程示例的繼續(xù)；
[0033] 圖12是用于地理位置精度的改進(jìn)的方法的示例；
[0034] 圖13是直接和間接mB-WTRU鏈路的示例；
[0035] 圖14A是由WTRU移動觸發(fā)的對R-WTRU-WTRU鏈路的波束追蹤的示例；
[0036] 圖14B是mB可以如何提供中繼波束追蹤信息到中繼WTRU并且可以調(diào)度SP用于 WTRU-R-WTRU波束追蹤的示例；
[0037] 圖14C是可以由mB提供到R-WTRU的中繼波束追蹤字段的示例；
[0038] 圖15是經(jīng)由全方位頻帶（Oband)信令波束追蹤的示例；
[0039] 圖16是使用可變波束寬度的示例；以及
[0040] 圖17是接收機(jī)波束自適應(yīng)過程的示例。
【具體實施方式】
[0041]圖1A是可以在其中實施一個或者多個所公開的實施方式的示例通信系統(tǒng)100的 圖示。通信系統(tǒng)100可以是將諸如語音、數(shù)據(jù)、視頻、消息、廣播等之類的內(nèi)容提供給多個 無線用戶的多接入系統(tǒng)。通信系統(tǒng)100可以通過系統(tǒng)資源（包括無線帶寬）的共享使得 多個無線用戶能夠訪問這些內(nèi)容。例如，通信系統(tǒng)100可以使用一個或多個信道接入方 法，例如碼分多址（CDMA)、時分多址（TDMA)、頻分多址（FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波 FDMA(SC-FDMA)等等。
[0042] 如圖1A所示，通信系統(tǒng)100可以包括無線發(fā)射/接收單元（WTRU) 102a，102b， 102c，102d、無線電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN) 104、核心網(wǎng)絡(luò)106、公共交換電話網(wǎng)（PSTN) 108、因特網(wǎng) 110和其他網(wǎng)絡(luò)112,但可以理解的是所公開的實施方式可以涵蓋任意數(shù)量的WTRU、基站、 網(wǎng)絡(luò)和/或網(wǎng)絡(luò)元件。WTRU102a，102b，102c，102d中的每一個可以是被配置成在無線通信 中操作和/或通信的任何類型的裝置。作為示例，WTRU102a，102b，102c，102d可以被配置 成發(fā)射和/或接收無線信號，并且可以包括用戶設(shè)備（UE)、移動站、固定或移動訂戶單元、 尋呼機(jī)、蜂窩電話、個人數(shù)字助理（PDA)、智能電話、便攜式電腦、上網(wǎng)本、個人計算機(jī)、無線 傳感器、消費電子產(chǎn)品等等。
[0043] 通信系統(tǒng)100還可以包括基站114a和基站114b?；?14a，114b中的每一個可 以是被配置成與WTRU102a，102b，102c，102d中的至少一者無線交互，以便于接入一個或 多個通信網(wǎng)絡(luò)（例如核心網(wǎng)絡(luò)106、因特網(wǎng)110和/或網(wǎng)絡(luò)112)的任何類型的裝置。例如， 基站114a，114b可以是基站收發(fā)信站（BTS)、節(jié)點B、e節(jié)點B、家用節(jié)點B、家用e節(jié)點B、站 點控制器、接入點（AP)、無線路由器等等。盡管基站114a，114b每個均被描述為單個元件， 但是可以理解的是基站114a，114b可以包括任何數(shù)量的互聯(lián)基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件。
[0044] 基站114a可以是RAN104的一部分，該RAN104還可以包括諸如基站控制器 (BSC)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC)、中繼節(jié)點等之類的其他基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件（未示出）。 基站114a和/或基站114b可以被配置成發(fā)射和/或接收特定地理區(qū)域內(nèi)的無線信號，該特 定地理區(qū)域可以被稱作小區(qū)（未示出）。小區(qū)還可以被劃分成小區(qū)扇區(qū)。例如與基站114a 相關(guān)聯(lián)的小區(qū)可以被劃分成三個扇區(qū)。由此，在一種實施方式中，基站114a可以包括三個 收發(fā)信機(jī)，即針對所述小區(qū)的每個扇區(qū)都有一個收發(fā)信機(jī)。在另一實施方式中，基站114a 可以使用多輸入多輸出（MHTO)技術(shù)，并且由此可以使用針對小區(qū)的每個扇區(qū)的多個收發(fā) 信機(jī)。
[0045]基站 114a，114b可以通過空中接口 116 與WTRU102a，102b，102c，102d中的一者 或多者通信，該空中接口 116可以是任何合適的無線通信鏈路（例如無線電頻率（RF)、微 波、紅外（IR)、紫外（UV)、可見光等）?？罩薪涌?116可以使用任何合適的無線電接入技術(shù) (RAT)來建立。
[0046] 更為具體地，如前所述，通信系統(tǒng)100可以是多接入系統(tǒng)，并且可以使用一個或多 個信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，在RAN104中的基 站114a和WTRU102a，102b，102c可以實施諸如通用移動電信系統(tǒng)（UMTS)陸地?zé)o線電接入 (UTRA)之類的無線電技術(shù)，其可以使用寬帶CDMA(WCDMA)來建立空中接口 116。WCDMA可以 包括諸如高速分組接入（HSPA)和/或演進(jìn)型HSPA(HSPA+)的通信協(xié)議。HSPA可以包括高 速下行鏈路分組接入（HSDPA)和/或高速上行鏈路分組接入（HSUPA)。
[0047] 在另一實施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實施諸如演進(jìn)型UMTS 陸地?zé)o線電接入（E-UTRA)之類的無線電技術(shù)，其可以使用長期演進(jìn)（LTE)和/或高級 LTE(LTE-A)來建立空中接口 116。
[0048] 在其他實施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實施諸如IEEE 802. 16 (即全球微波互聯(lián)接入（WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001x、CDMA2000EV-D0、臨時標(biāo)準(zhǔn) 2000 (IS-2000)、臨時標(biāo)準(zhǔn)95 (IS-95)、臨時標(biāo)準(zhǔn)856 (IS-856)、全球移動通信系統(tǒng)（GSM)、增 強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)（EDGE)、GSMEDGE(GERAN)等等之類的無線電技術(shù)。
[0049] 舉例來講，圖1A中的基站114b可以是無線路由器、家用節(jié)點B、家用e節(jié)點B或 者接入點，并且可以使用任何合適的RAT，以用于促進(jìn)在諸如公司、家庭、車輛、校園等等之 類的局部區(qū)域的無線連接。在一種實施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以實施諸 如IEEE802. 11之類的無線電技術(shù)以建立無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN)。在另一實施方式中，基 站114b和WTRU102c，102d可以實施諸如IEEE802. 15之類的無線電技術(shù)以建立無線個人 局域網(wǎng)絡(luò)（WPAN)。在又一實施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以使用基于蜂窩的 RAT(例如WCDMA、CDMA2000、65]?、1^￡、1^￡-4等）以建立微微小區(qū)化1(3〇〇611)和毫微微小 區(qū)（femtocell)。如圖1A所示，基站114b可以具有至因特網(wǎng)110的直接連接。由此，基站 114b不必經(jīng)由核心網(wǎng)絡(luò)106來接入因特網(wǎng)110。
[0050]RAN104可以與核心網(wǎng)絡(luò)106通信，該核心網(wǎng)絡(luò)106可以是被配置成將語音、數(shù)據(jù)、 應(yīng)用和/或網(wǎng)際協(xié)議上的語音（VoIP)服務(wù)提供到WTRU102a，102b，102c，102d中的一者或 多者的任何類型的網(wǎng)絡(luò)。例如，核心網(wǎng)絡(luò)106可以提供呼叫控制、賬單服務(wù)、基于移動位置 的服務(wù)、預(yù)付費呼叫、網(wǎng)際互聯(lián)、視頻分配等，和/或執(zhí)行高級安全性功能，例如用戶驗證。 盡管圖1A中未示出，需要理解的是RAN104和/或核心網(wǎng)絡(luò)106可以直接或間接地與其他 RAN進(jìn)行通信，這些其他RAT可以使用與RAN104相同的RAT或者不同的RAT。例如，除了 連接到可以采用E-UTRA無線電技術(shù)的RAN104,核心網(wǎng)絡(luò)106也可以與使用GSM無線電技 術(shù)的另一RAN(未不出）通信。
[0051]核心網(wǎng)絡(luò) 106 也可以用作WTRU102a、102b，102c、102d接入PSTN108、因特網(wǎng) 110 和/或其他網(wǎng)絡(luò)112的網(wǎng)關(guān)。PSTN108可以包括提供普通老式電話服務(wù)（POTS)的電路交換 電話網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)110可以包括使用公共通信協(xié)議的互聯(lián)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和裝置的全球系統(tǒng)， 所述公共通信協(xié)議例如傳輸控制協(xié)議（TCP)/網(wǎng)際協(xié)議（IP)因特網(wǎng)協(xié)議套件的中的TCP、用 戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP)和IP。網(wǎng)絡(luò)112可以包括由其他服務(wù)提供方擁有和/或操作的無線或 有線通信網(wǎng)絡(luò)。例如，網(wǎng)絡(luò)112可以包括連接到一個或多個RAN的另一核心網(wǎng)絡(luò)，這些RAN 可以使用與RAN104相同的RAT或者不同的RAT。
[0052] 通信系統(tǒng)100中的WTRU102a，102b，102c，102d中的一些或者全部可以包括多模 式能力，即WTRU102a，102b，102c，102d可以包括用于通過不同通信鏈路與不同的無線網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行通信的多個收發(fā)信機(jī)。例如，圖1A中顯示的WTRU102c可以被配置成與使用基于蜂 窩的無線電技術(shù)的基站114a進(jìn)行通信，并且與使用IEEE802無線電技術(shù)的基站114b進(jìn)行 通信。
[0053] 圖1B是示例WTRU102的系統(tǒng)框圖。如圖1B所示，WTRU102可以包括處理器118、 收發(fā)信機(jī)120、發(fā)射/接收元件122、揚聲器/麥克風(fēng)124、鍵盤126、顯示屏/觸摸板128、不 可移除存儲器130、可移除存儲器132、電源134、全球定位系統(tǒng)芯片組136和其他外圍設(shè)備 138。需要理解的是，在與以上實施方式一致的同時，WTRU102可以包括上述元件的任何子 組合。
[0054] 處理器118可以是通用目的處理器、專用目的處理器、常規(guī)處理器、數(shù)字信號處理 器（DSP)、多個微處理器、與DSP核心相關(guān)聯(lián)的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、專 用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)電路、其他任何類型的集成電路（1C)、狀態(tài) 機(jī)等。處理器118可以執(zhí)行信號編碼、數(shù)據(jù)處理、功率控制、輸入/輸出處理和/或使得WTRU 102能夠操作在無線環(huán)境中的其他任何功能。處理器118可以耦合到收發(fā)信機(jī)120,該收發(fā) 信機(jī)120可以耦合到發(fā)射/接收元件122。盡管圖1B中將處理器118和收發(fā)信機(jī)120描述 為獨立的組件，但是可以理解的是處理器118和收發(fā)信機(jī)120可以被一起集成到電子封裝 或者芯片中。
[0055] 發(fā)射/接收元件122可以被配置成通過空中接口 116將信號發(fā)射到基站（例如基 站114a)，或者從基站（例如基站114a)接收信號。例如，在一種實施方式中，發(fā)射/接收 元件122可以是被配置成發(fā)射和/或接收RF信號的天線。在另一實施方式中，發(fā)射/接收 元件122可以是被配置成發(fā)射和/或接收例如IR、UV或者可見光信號的發(fā)射器/檢測器。 在又一實施方式中，發(fā)射/接收元件122可以被配置成發(fā)射和接收RF信號和光信號兩者。 需要理解的是發(fā)射/接收元件122可以被配置成發(fā)送和/或接收無線信號的任意組合。
[0056] 此外，盡管發(fā)射/接收元件122在圖1B中被描述為單個元件，但是WTRU102可以 包括任何數(shù)量的發(fā)射/接收元件122。更特別地，WTRU102可以使用M頂0技術(shù)。由此，在 一種實施方式中，WTRU102可以包括兩個或更多個發(fā)射/接收元件122(例如多個天線）以 用于通過空中接口 116發(fā)射和接收無線信號。
[0057] 收發(fā)信機(jī)120可以被配置成對將由發(fā)射/接收元件122發(fā)送的信號進(jìn)行調(diào)制，并 且被配置成對由發(fā)射/接收元件122接收的信號進(jìn)行解調(diào)。如上所述，WTRU102可以具有 多模式能力。由此，收發(fā)信機(jī)120可以包括多個收發(fā)信機(jī)以用于使得WTRU102能夠經(jīng)由多 RAT進(jìn)行通信，例如UTRA和IEEE802. 11。
[0058] WTRU102的處理器118可以被耦合到揚聲器/麥克風(fēng)12