[发明专利]在波束成形无线系统中同时进行波束管理和数据传送的方法

说明书

提出了一种在波束成形无线通信系统中配置和应用UE波束训练间隙以同时UE波束训练和数据接收的方法。由基站为每个UE配置UE波束训练间隙。通常，特定于UE的数据传送可以在服务控制波束时间区域(time region)期间发生。UE波束训练间隙是在服务控制波束时间区域内不发生特定于UE的数据传送的时段。在每个UE波束训练间隙期间，可以发生非服务UE波束训练，其中UE使用各种非服务UE波束从服务小区和/或相邻小区执行频内参考信号测量。UE波束训练间隙被配置并通知给每个UE，并且每个单独的UE可以在其服务CB时间区域内具有不同的数据占用区域。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年6月16日递交的申请号为62/520,626题目为″Method for Simultaneous Beam Administration and Data″的美国临时申请案的优先权，在此合并参考上述申请案的全部内容。

技术领域

本申请总体上关于无线通信，更具体地，关于在毫米波(Millimeter Wave，mmWave)波束成形系统中同时进行波束管理和数据传送。

背景技术

移动运营商经历的逐年增长的带宽短缺促使探索3G和300GHz之间的未充分利用的毫米波(mmWave)频谱，以用于下一代宽带蜂窝通信网络。mmWave频段的可用频谱是传统蜂窝系统的两百倍。mmWave无线网络使用窄波束的定向通信，可支持数干兆位(multi-gigabit)的数据速率。mmWave频谱的未充分利用带宽具有从1mm至100mm的波长范围。mmWave频谱的非常小的波长使得能够在小区域中放置大量的小型化天线。这种小型化天线系统可以通过产生定向传送的电可控阵列(steerable array)，来产生高波束成形增益。

随着mmWave半导体电路的最新进展，mmWave无线系统已成为能实际实现的有前途的解决方案。然而，对定向传送的严重依赖和传播环境的脆弱性给mmWave网络带来了特殊的挑战。通常，蜂窝网络系统旨在实现以下目标：1)同时为在广泛动态变化操作条件下的许多使用者服务；2)对信道变化、流量负载和不同QoS要求的动态性具有鲁棒性；3)有效利用带宽和功率等资源。波束成形增加了实现这些目标的难度。

原则上，包括初始波束对准和后续波束跟踪两者的波束训练机制能确保基站(BS)波束和用户设备(UE)波束对准以进行数据通信。在基于下行链路(DL)的波束管理中，BS侧为UE提供了机会来测量BS波束和UE波束的不同组合的波束成形信道。例如，BS利用在各个BS波束上承载的参考信号(reference signal，RS)执行周期性波束扫描。UE可以通过使用不同的UE波束来收集波束成形的信道状态，并将收集信息报告给BS。

通过来自BS的控制波束(control beam，CB)传送，传送模式对UE是已知的或者可以由UE习得。在UE建立连接之前，由控制波束发送的参考信号都可以用于波束训练。在UE建立连接之后，在BS-UE连接正在建立期间或BS-UE连接建立之后，不可避免地也要携带至少一些专用控制信道。在专用波束被进一步训练之前，控制波束是唯一的通信手段。控制波束也可以携带一些低负载数据。当失去对专用波束的跟踪时，控制波束也可以作为稳健的备用(fallback)波束。如果UE RX波束训练依赖于控制波束传送，则波束训练和特定于UE的数据接收可能冲突，尤其是当UE仅具有一个RF收发器时。

对于同时进行波束训练和特定于UE的数据传送，需要解决方案来解决此类冲突并防止数据丢失。

发明内容