[发明专利]在无线通信系统中自适应性波束成形的装置和方法

说明书

提供了无线通信系统中用于维持最优波束方向的装置和方法。用于操作无线通信系统中的接收节点的方法包括，使用由发送节点发送的多个参考信号来确定第一发送波束被确定为优选的发送波束，生成优选的发送波束信息，向发送节点发送优选的发送波束信息，经由第一发送波束从发送节点接收传输，以及确定发送波束的改变是否必要。当发送波束的改变被确定为必要时，生成波束改变请求，并且向发送节点发送波束改变请求。

技术领域

本发明涉及无线通信系统。更具体地，本发明涉及在使用超高频(SHF)带的无线通信系统中自适应性地执行波束成形的装置和方法。

背景技术

为了满足不断增长的射频(RF)数据业务的需求，无线通信系统正在发展以便支持更高的数据传输速率。例如，在第4代(4G)无线通信系统的开发上的重点是谱效率上的提高，以便增加数据传输速率。然而，仅在谱效率上提高，已变得难以满足不断增长的RF数据业务需求。

通过采用更宽的频带可以替换地解决以上问题。由相关技术的移动通信系统使用的频带代表性地是10GHz或更低。如此的原因是在10GHz或更低处难以确保更宽的频带。然而，在超高频带(例如，30GHz到150GHz)中可以更容易地确保更宽的频带。超高频带还可以被称为毫米(mm)波段。

然而，超高频带的使用的缺点在于，随着无线通信的频率提高，无线路径损耗增加。因此，因为用于无线通信的频率提高，所以相应地缩短无线到达距离，从而导致缩小的服务覆盖范围。但是，有一种技术来解决此缺点，即波束成形。波束成形解决了无线路径损耗并增加了无线到达距离。

可以将波束成形分类为发送波束成形和接收波束成形。发送波束成形集中特定方向上的无线电波的到达区域。使用多个天线可以在特定的方向上集中无线电波的到达区域。通常，包括多个天线的结构被称为天线阵，并且包括在天线阵中的单独的天线被称为阵元素。在应用发送波束成形的情况中，信号的传输距离在意图的方向上增加，并且同时，最小化在除了意图的方向之外的方向上的信号的传输距离。因此，减少了对位于意图的方向之外的方向上的其他用户的干扰。在接收波束成形中，接收侧使用接收天线阵来集中来自特定的方向的无线电波的接收。因此，从意图的方向接收的信号的强度增加，而排除从意图的方向之外的方向接收的信号的强度，从而有效地阻挡了来自意图的方向之外的方向的干扰信号。

如上所述，为了确保更宽的频带，期望利用超高频带，即，毫米(mm)波段。在这种情况下，可以采用波束成形来克服无线路径损耗。因此，渴望用于在其中用户移动并且无线环境改变的移动通信环境中有效地执行波束成形的技术。

发明内容

本发明的各方面是要解决至少上述问题和/或缺点，以及提供至少下述优点。因此，本发明的一方面是要提供在无线通信系统中有效地执行波束成形的装置和方法。

本发明的另一方面是要提供用于克服在无线通信系统中的周期性波束获得过程的限制的装置和方法。

本发明的又一方面是要提供用于在无线通信系统中响应于波束选择错误而执行波束改变过程的装置和方法。

本发明的再一方面是要提供用于在无线通信系统中使用除了用于波束获得过程的参考信号之外的参考信号来检测波束选择错误的发生的装置和方法。

本发明的仍一方面是要提供用于在无线通信系统中使用除了用于波束获得过程的参考信号之外的参考信号来重新选择优选的波束的装置和方法。

根据本发明的一方面，提供了一种用于在无线通信系统中操作接收节点的方法。该方法包括：使用发送节点发送的多个参考信号来将第一发送波束确定为优选的发送波束；生成优选的发送波束信息；向发送节点发送优选的发送波束信息；经由第一发送波束从发送节点接收传输；确定是否需要发送波束的改变；以及当确定需要发送波束的改变时，生成波束改变请求，并且向发送节点发送波束改变请求。