[发明专利]在无线通信网络中接收和发送信号的接入节点和波束成形方法

说明书

本发明涉及在无线通信网络(100)中用于接收和发送信号的服务器无线电节点(120)和客户端无线电节点(120)，以及在服务器无线电节点(110)和客户端无线电节点(120)中执行的方法。服务器无线电节点(110)确定所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案。客户端无线电节点(120)基于预定义规则确定发送时空图案。服务器无线电节点(110)基于接收时空扫描图案接收来自客户端无线电节点(120)的信号。客户端无线电节点(120)根据所确定的发送时空图案发送所述信号。

本申请是申请日为2014年9月30日、申请号为201480082357.7的中国发明专利申请“在无线通信网络中接收和发送信号的接入节点和波束成形方法”的分案申请。

技术领域

本文的实施例涉及服务器无线电节点、客户端无线电节点、无线通信网络及其中的方法。具体地，本文的实施例涉及无线通信网络中用于检测来自客户端无线电节点的信号的服务器无线电节点中的波束成形。

背景技术

在30-300GHz的高频下工作的无线通信网络或系统(例如毫米波(MMW)无线系统)正在成为一种有前途的技术，以通过支持多个Gb/s速度来满足爆炸性的带宽要求。例如，第五代(5G)的长期演进(LTE)或超密集网络(UDN)将最有可能部署在MMW频段。在这种高频率下，在发射机、接收机或二者处可以使用大量天线。为了对通常发生的大传播损耗进行补偿，波束成形在MMW系统中成为非常重要的特征。波束成形是用于定向信号发送或接收的信号处理技术。这是通过将相控阵中的天线元件组合来实现的，用这种方式使得在特定角度的信号经历建设性干扰，而另一些角度的信号经历破坏性干扰。波束成形可以在发射端和接收端使用，以实现空间选择性。与全向接收/发送相比的改进被称为波束成形增益。当发射机、接收机或二者处都有多个天线可用时，因此重要的是将有效的波束图案应用于天线，以更好地利用相应无线信道的空间选择性。

在无线通信网络或系统中操作的例如用户设备(UE)的通信设备也被称为例如无线终端、移动终端和/或移动站，以下称为客户端无线电节点。客户端无线电节点能够在通常包括具有接入节点的多个网络的无线通信网络/系统中进行无线通信，例如具有第二/第三代(2G/3G)网络接入节点的蜂窝通信网络、3G LTE网络接入节点，以及微波接入(WiMAX)网络接入节点等的全球互通以及无线本地网络，例如具有接入点的无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)。通信可以例如在两个客户端无线电节点之间、或者在客户端无线电节点和不同的接入节点之间执行。

一旦网络或系统已知客户端无线电节点的位置，波束成形可以应用于将数据发送到客户端无线电节点的物理信道。对于针对网络尚未知晓的客户端无线电节点或网络不知道其位置的客户端无线电节点的广播传输(例如系统信息、寻呼、公共参考信号和同步信号)，波束成形可能更难使用。不能应用简单的波束成形，原因在于不知道应用波束成形的方向。一种常见的解决该问题的方法是不仅仅是一次而是多次使用波束成形来发送这些信号，每次在一个不同的方向上。该过程也被称为波束扫描。应用波束扫描的系统的示例是IEEE802.11ad，在未许可的60GHz频带中工作的Wi-Fi标准。

无线通信网络覆盖被划分为小区区域的地理区域，每个小区区域接入节点(AN)或基站(BS)或接入点(AP)(以下被称为无服务器无线电节点)服务。无线通信网络可以包括可以支持多个UE(即，客户端无线电节点)的通信的多个小区。任意无线系统的基本要求是UE或客户端无线电节点请求通常称为随机接入(RA)的连接建立的可能性。

针对传统LTE系统中的随机接入方式，服务器无线电节点将以全向接收方向检测随机接入序列。这对于MMW系统是不实用的，这是因为在高频带中传播损耗很大，并因此在不使用波束成形的情况下无法可靠地检测随机接入信号。考虑到在服务器无线电节点侧的大量天线元件，上行链路传输中随机接入前导码的检测在未有效利用接收波束成形增益的情况下可能明显地受到负面影响。