CN104335500B - 在使用波束形成的移动通信***中发送和接收参考信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于在使用波束形成的移动通信***中由基站(BS)发送参考信号的方法包括：确定用于参考信号(RS)发送(Tx)波束的传输的波束形成信息，其中，基于在BS的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及取决于所确定的波束形成信息向有关Rx区域发送RS Tx波束。

Description

在使用波束形成的移动通信***中发送和接收参考信号的方 法和装置

技术领域

本公开一般涉及用于在移动通信***中发送和接收参考信号的方法和装置，并且更具体地，涉及用于在使用波束形成的移动通信***中有效地发送和接收参考信号的方法和装置。

背景技术

由于诸如智能电话之类的终端或移动站(MS)逐渐流行，移动用户所消费的数据平均量已呈指数地增加，并且用户对更高数据速率的需求也已不断地增加。

通常，用于在移动通信***中提供高数据速率的方法可以被分成使用更宽频带来提供通信的方法，以及增加频率使用效率的方法。用后一方法难以提供较高的平均数据速率，因为当前一代的通信技术早已支持接近于其理论极限的频率使用效率，从而难以通过改善技术来进一步增加频率使用效率。

因此，更可行的用来增加数据速率的方法是通过更宽的频带来提供数据服务。在这种情况下，需要考虑可利用的频带。在当前频率配给政策中，1GHz或以上的可利用的宽带通信频带是有限的，并且实际上可利用的频带仅包括30GHz或以上的毫米波(mmW)频带。在这些高频带中，与在某些蜂窝***所使用的2GHz频带不同，信号取决于距离相当大地衰减。由于信号衰减，在使用与某些蜂窝式***相同的功率的基站(BS)的情况下，其服务覆盖范围相当大地减小。为了解决这些及其它问题和缺点，波束形成技术被广泛用来通过在窄空间中集中发送/接收功率来增加天线的发送/接收效率。

图1图示了使用阵列天线来提供波束形成的包括MS和BS的移动通信***。

参照图1，BS 110通过切换下行链路(DL)发送(Tx)波束111的方向使用多个阵列天线阵列0和阵列1来在每个小区(或扇区)101、103和105中发送数据。MS 130也通过切换接收(Rx)波束131的方向来接收数据。

在使用波束形成技术执行通信的移动通信***中，BS 110和MS 130通过从Tx波束和Rx波束的各种方向中选择示出最佳信道环境的Tx波束的方向和Rx波束的方向来提供数据服务。波束形成技术不但可以应用到将数据从BS 110携带到MS 130的DL信道，而且同样可以应用到将数据从MS 130携带到BS 110的上行链路(UL)信道。

在波束形成技术中，如果假定BS 110可以在其中发送数据的Tx波束方向的数量是N，并且MS 130可以在其中接收数据的Rx波束方向的数量是M，则选择最佳DL Tx/Rx方向的最简单的方式是BS 110在N个可利用的Tx波束方向中的每一个中发送预定信号至少M次，并且MS 130使用M个Rx波束接收N个Tx波束中的每一个。在这个方法中，BS 110需要发送特定参考信号至少N×M次，并且MS 130接收所述参考信号N×M次，并测量所接收到的参考信号的信号强度。MS 130将N×M个测量的信号强度中示出最高的测量的信号强度的方向确定为最佳Tx/Rx波束方向。

因而，由BS 110在所有可能的Tx方向上发送信号至少一次的过程被称为波束扫描过程，并且由MS 130选择最佳Tx/Rx波束方向的过程被称为波束选择过程。这个最佳的DLTx/Rx波束选择过程甚至同样可以应用到将数据从MS 130发送到BS 110的UL Tx/Rx过程。

在普通的蜂窝式***中，BS使用保留给同步信道(SCH)或参考信号的特定无线资源发送DL参考信号。使用足够的发送功率不止一次地重复发送此DL参考信号从而存在于BS的覆盖范围中的所有MS接收到DL参考信号。在像图1中那样的使用波束形成技术执行通信的移动通信***中，为了发送遍及其覆盖范围的DL参考信号，BS需要使用上述波束扫描方法在所有可能的Tx方向上不止一次地发送DL参考信号。通过波束扫描发送DL参考信号所要求的传输数量与存在于BS 110的覆盖范围中的Tx波束的数量成正比。

图2图示了使用波束形成的移动通信***中的波束宽度、仰角和方位角。

在图2中将假定BS 210被安装在离地面具有例如建筑的高度201的位置中，并且具有预定波束宽度205。BS 210的波束宽度205可以针对每个仰角和方位角来定义。通常，仰角是指用于发送和接收无线电波的天线看卫星的角度(例如，天线和地面之间的角度)。在图2的示例中，因为BS 210的天线俯视地面，所以其仰角203被解释为Tx波束和在其上安装了BS210的建筑物的垂直表面之间的角度。虽然图2中未图示，但是方位角可以被解释为传播Tx波束的水平方向的角度。

图3图示了Tx波束在使用波束形成的移动通信***中取决于仰角而到达的范围的示例。

在图3中将假定BS 310如图2中所述地被安装在例如建筑上，并且例如具有35m的安装高度和大约200m的半径的覆盖范围。

如图3中所图示的，在没有障碍的情况下，如果Tx波束的仰角例如是25°，则将BS310所发送的Tx波束发送到直到在BS 310的覆盖范围内的20m的距离(见301)；如果其仰角是50°，则将Tx波束发送到直到42m的距离(见303)；如果其仰角是65°，则将Tx波束发送到直到96m的距离(见305)；并且如果其仰角是75°，则将Tx波束发送到直到198m的距离(见307)。从图3的示例可以理解到，BS 310所发送的Tx波束随着其仰角增大而到达更远的区域，并且随着更加远离BS 310地发送Tx波束，其到达的时间更长且其可以在更宽的区域中被接收到。

图4图示了BS取决于仰角和方位角而可以使用的Tx波束的数量。

具体地，图4图示了在以下假设情况下BS 410可发送的Tx波束的数量：即，BS 410例如像图2中那样被安装在建筑上，并且BS 410被安装在例如35m的高度处、且在具有30°的角度和200m的覆盖范围的一个扇区中发送相对于仰角和方位角中的每个具有5°的波束宽度的Tx波束。

在图4的示例中，因为BS 410可发送的Tx波束的数量是以5°的单位内的16个仰角Tx方向和针对每个仰角Tx方向的以5°的单位内的6个方位角Tx方向的乘积，并且其总计是96，所以Tx波束的可能的Tx方向的总数是96。

虽然BS所发送的Tx波束是以如图3中所图示的扇区(或扇状物)的形式散播的，但是为了方便起见，在图4的示例中假定每个Tx波束以矩形的形式到达地面。在图4中，矩形是指具有特定方位角和仰角的Tx波束已到达地面的96个区域。如结合图3所述，随着所指示的96个Tx波束的仰角增大，96个Tx波束被发送到更远的地区，并且随着更加远离BS地发送Tx波束，其到达的时间更长且其可以在更宽的区域中被接收到。写在每个矩形中的比率表示被发送到矩形的位置的Tx波束的接收(Rx)区域与总共96个区域在尺寸上的比率。可以理解，如图4中图示的，即使对于具有相同波束宽度的Tx波束，被发送到接近于BS的边界区域的地区的Tx波束与被发送到接近于BS的中央区域的地区的Tx波束相比，在取决于仰角和方位角的宽得多的区域中被接收到。在BS具有35m的高度和200m的覆盖范围的图4的示例中示出仿真，在Tx波束的Rx区域之间存在最大480倍的尺寸差异。

如图4的示例中所图示的，如果使用了具有窄波束宽度的仰角和方位角的Tx波束，则多个可能的Tx波束和Rx区域存在于BS的覆盖范围中。在图4的示例中，如果通过波束扫描在所有可能的Tx方向上发送DL参考信号不止一次，则BS需要重复发送DL参考信号至少96次。因为通过波束扫描发送DL参考信号所要求的传输数量与在BS的覆盖范围中可利用的Tx波束的数量成正比，所以减少图4的BS中的DL参考信号的Tx开销的最简单的方式是支持具有较少数量的Tx波束的BS的完全的覆盖范围。为此，每个Tx波束需要具有更宽的波束宽度。例如，为了支持具有两个Tx波束的60°的扇区，每个Tx波束需要具有大约30°的波束宽度。

然而，通常，随着Tx波束具有更宽的波束宽度，其波束形成效果与其成正比地降低。换句话说，随着波束宽度变窄，波束形成效果变高。如果波束宽度被减小以增加波束形成效果，则支持一个BS区域所需的Tx波束的数量根据波束宽度减小而增加，从而使得发送DL参考信号所需的开销增加。因而，波束形成效果和传输开销彼此具有权衡关系。

呈现以上信息作为背景信息仅帮助对本公开的理解。关于以上任何信息相对于本公开是否可适用，不进行判定，也不进行断言。

发明内容

技术问题

为解决以上论述的不足，本公开的实施例包括用于在使用波束形成的移动通信***中有效地发送和接收下行链路(DL)参考信号的方法和装置。

本公开的某些实施例包括用于在使用波束形成的移动通信***中通过调整发送(Tx)波束的波束宽度有效地发送和接收DL参考信号的方法和装置。

本公开的某些实施例包括用于在使用波束形成的移动通信***中通过调整Tx波束的Tx周期有效地发送和接收DL参考信号的方法和装置。

技术方案

本公开的某些实施例包括一种用于在使用波束形成的移动通信***中由基站(BS)发送参考信号的方法。所述方法包括：确定用于参考信号(RS)发送(Tx)波束的传输的波束形成信息，其中，基于在BS的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸不同地确定RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及取决于所确定的波束形成信息向有关Rx区域发送RS Tx波束。

本公开的某些实施例包括一种用于在使用波束形成的移动通信***中由移动站(MS)接收从基站(BS)发送的参考信号的方法。所述方法包括：获得用于参考信号(RS)发送(Tx)波束的传输的波束形成信息，其中，基于在BS的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸不同地确定RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及使用所获得的波束形成信息接收包括参考信号的至少一个RS Tx波束。

本公开的某些实施例包括一种用于在使用波束形成的移动通信***中发送参考信号的基站(BS)。所述BS包括：发送器，用于发送包括参考信号的参考信号(RS)发送(Tx)波束以及包括与参考信号相对应的数据的数据Tx波束；以及控制器，用于确定用于RS Tx波束的传输的波束形成信息，其中，基于在BS的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个，并且控制发送器以取决于所确定的波束形成信息向有关Rx区域发送RS Tx波束。

本公开的某些实施例包括一种用于在使用波束形成的移动通信***中接收从基站(BS)发送的参考信号的移动站(MS)。所述MS包括：接收器，用于从BS接收波束形成信息和基于波束形成信息生成的参考信号(RS)发送(Tx)波束，其中，基于在BS的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及控制器，用于从BS接收波束形成信息，并且控制接收器以使用所接收的波束形成信息接收包括参考信号的至少一个RS Tx波束。

本领域技术人员将从下列结合附图、公开了本公开的实施例的详细描述领会本公开的其它方面、优点和显著特征。

在下面进行详细描述之前，对贯穿本专利文件中所使用的某些词汇和短语的定义进行阐述将会是有利的：术语“包括”和“包含”及其派生词是指没有限制的包括；术语“或”是包括性的，是指和/或；短语“与……相关联”和“与其相关联”及其派生词的可以指包括、被包括在内、与……互连、包含、被包含在内、连接到或与……连接、耦接到或者与……耦接、可与……通信、与……合作、交织、并列、接近于、绑定到或与……绑定、具有、具有……的性质等等；并且术语“控制器”是指控制至少一个操作的任意设备、***或它们的部件，这样的设备可以在硬件、固件或软件、或者硬件、固件或软件中的至少两个的某种组合中实现。应当注意到，与任意特定控制器相关联的功能可以是集中式的或者分布式的，而不论其是本地的或是远程的。在整个该专利文献中提供特定词汇和短语的定义，本领域普通技术人员应当理解，即便不是在大多数情况下，那么也是在许多情况下，这些定义也适用于现有的以及将来的对这些所定义词汇和短语的使用。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考下列结合附图的描述，附图中同样的参考标记表示同样的部件。本公开的某些实施例的以上及其它方面、特征和优点将从下列结合附图的描述中更加明显，附图中：

图1图示了根据本公开的使用阵列天线提供波束形成的包括MS和BS的移动通信***；

图2图示了根据本公开的使用波束形成的移动通信***中的波束宽度、仰角和方位角；

图3图示了根据本公开的在使用波束形成的移动通信***中，Tx波束取决于仰角而到达的范围的示例；

图4图示了根据本公开的，BS取决于仰角和方位角而可以使用的Tx波束的数量。

图5图示了根据本公开的实施例的，使用波束形成技术的移动通信***中的帧结构的示例；

图6图示了与图4中的示例相比较的、根据本公开的实施例的RS传输方法的示例；

图7图示了与图4中的示例相比较的、根据本公开的实施例的RS传输方法的另一示例；

图8图示了根据本公开的实施例的，用于在BS中发送参考信号的方法；

图9图示了根据本公开的实施例的，用于在MS中接收参考信号的方法；

图10图示了与图4中的示例相比较的、根据本公开的实施例的RS传输方法；

图11图示了根据本公开的实施例的，发送具有不同周期的DL参考信号的定时；

图12图示了根据本公开的实施例的，用于在BS中发送参考信号的方法；

图13图示了根据本公开的实施例的，用于在MS中接收参考信号的方法；

图14图示了根据本公开的实施例的BS的结构；以及

图15图示了根据本公开的实施例的MS的结构。

贯穿图中，同样的参考标记将被理解为指代同样的部件、组件和结构。

具体实施方式

下面讨论的图5到图15以及本专利文件中用来描述本公开原理的各种实施例仅是示例性的，并且将被解释为不以任何形式限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解本公开的原理可以在任意适当安排的无线通信***中实现。提供下列参考附图的描述以帮助对权利要求书及其等效物所定义的本发明的实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解，但是其仅仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下对这里描述的实施例进行各种变化和修改。另外，为了清楚和简明，可能省略对公知功能和构造的描述。

下列描述和权利要求中使用的术语和词汇不限于文献学含义，但可以将它们用来实现对本公开清楚且一致的理解。因此，本领域技术人员应当理解，提供下列对本公开实施例的描述仅用于说明的目的，而非为了限制权利要求书及其等效物所定义的本发明的目的。

将要理解，除非上下文清楚地另有指示，否则单数形式“一”、“一个”、和“该”也包括复数指代。因此，例如，当提及“一组件表面”时包括提及一个或多个这样的表面。

本公开的实施例包括用于在波束形成***中有效地发送下行链路(DL)参考信号的方法。

为此，本公开的实施例包括用于在基站(BS)中通过调整用于数据传输的DL发送(Tx)波束的波束宽度来有效地发送DL参考信号的方法。本公开的某些实施例包括用于在其中DL Tx波束的数量小于或等于可能的DL Tx波束的数量的范围内有效地发送DL参考信号的方法。

另外，本公开的某些实施例包括使用与BS用于其数据传输的DL Tx波束的宽度相同或不同的波束宽度来有效地发送DL参考信号的方法。本公开的某些实施例包括用于通过调整DL参考信号的Tx周期(或Tx频率)来有效地发送DL参考信号的方法。

在本公开的某些实施例中，移动站(MS)通过接收BS在以上述方式调整其波束宽度和/或Tx周期(或Tx频率)之后发送的DL参考信号来选择最佳DL发送/接收(Tx/Rx)波束。

图5图示了根据本公开的实施例的，使用波束形成技术的移动通信***中的帧结构的示例。

参照图5，例如，一个帧501具有5ms的长度，并且包括五个子帧503。为了方便起见，帧501的长度和帧501中子帧503的数量是说明性的，并且它们并不意图将本公开的范围限于此。

子帧503包括其中BS向MS发送信号的DL Tx间隔511、513、……、515，以及其中MS向BS发送信号的上行链路(UL)Tx间隔531、533、……、535。参照图5，DL Tx间隔511、513、……、515中的一些被用作调度区域551、553、……、555以用于携带调度信息，并且DL Tx间隔511、513、……、515中的其它一些被用作参考信号(RS)区域571、573、……、575以用于携带DL参考信号。

分配给DL RS区域571、573、……、575的资源量与DL参考信号的数量和DL参考信号的Tx周期中的至少一个成正比。例如，如果使用如图4中图示的相对于仰角和方位角中的每个具有5°的波束宽度的96个Tx波束来配置扇区，且在每个子帧中发送DL参考信号一次，则足够的资源应当分配给DL RS区域571、573、……、575从而96个Tx波束被发送。

本公开的某些实施例分别定义了用于数据传输的Tx波束的波束宽度以及用于参考信号传输的Tx波束的波束宽度，以便有效地发送DL参考信号。

本公开的某些实施例提供了以下方式：即，使用与用于数据传输的Tx波束的波束宽度相同或比其更宽的波束宽度来用于参考信号的传输，并且通过使用与用于参考信号传输的Tx波束的波束宽度不同的多个波束宽度来最小化发送参考信号所要求的资源量。

另外，本公开的某些实施例包括以下方法：通过设定用于参考信号传输(下文中，简称为RS传输)的Tx波束的波束宽度来发送DL参考信号，从而接收到包括参考信号的Tx波束的区域在尺寸上几乎相同。

此外，本公开的某些实施例包括以下方法：即，如果包括参考信号的Tx波束被发送到接近于BS边界区域的地区，则以使用较窄的仰角波束宽度的方式来有效地发送DL参考信号，并且如果包括参考信号的Tx波束被发送到接近于BS中央区域的地区，则使用较宽的仰角波束宽度。

虽然在图4的示例中假定所有DL Tx波束在仰角和方位角具有5°的相同波束宽度，但是本公开的下述实施提供了例如以下的方式：即，通过使用用于数据传输的、例如在仰角和方位角具有5°的波束宽度的Tx波束并且使用用于RX传输的、在仰角和方位角具有10°的波束宽度的Tx波束来最小化发送参考信号所消耗的资源量。

为了描述的方便，用于数据传输的Tx波束的波束宽度“5°”以及用于RS传输的Tx波束的波束宽度“10°”是说明性的，并且用于数据传输的波束宽度以及用于RS传输的波束宽度可以被设定为在满足用于RS传输的波束宽度与用于数据传输的波束宽度相同或比其更宽的条件的范围内的各种不同的角度。

图6图示了与图4中的示例相比较的、根据本公开的实施例的RS传输方法的示例。

参照图6，参考标记611表示用于RS传输的Tx波束所到达的区域，所述用于RS传输的Tx波束根据本公开的某些实施例具有与用于数据传输的Tx波束的波束宽度不同的多个波束宽度。矩形所定义的除了区域611之外的其它区域对应于Tx波束所到达的区域，所述Tx波束具有如联系图4所述的在仰角和方位角中例如5°的波束宽度。

在图6的示例中将假定使用具有5°的方位角的波束宽度和具有5°、10°、15°和20°的仰角的波束宽度的Tx波束来发送参考信号。在图6的示例中，使用较窄的仰角波束宽度发送被发送到接近于BS的边界区域的地区的Tx波束，使用较宽的仰角波束宽度发送被发送到接近于BS的中央区域的地区的Tx波束，从而接收到包括参考信号的Tx波束的地区在宽度上彼此类似。

换句话说，当向用于数据传输的Tx波束所覆盖的区域发送参考信号(所述Tx波束在0°～15°的仰角方向上发送，并且具有5°的波束宽度)时，BS使用用于RS传输的一个Tx波束发送DL参考信号，所述Tx波束具有20°的仰角波束宽度。当向用于数据传输的Tx波束所覆盖的区域发送参考信号(所述Tx波束在20°～35°的仰角方向上发送)时，BS使用用于RS传输的一个Tx波束发送DL参考信号，所述Tx波束具有20°的仰角波束宽度。

另外，当向用于数据传输的Tx波束所覆盖的区域发送参考信号(所述Tx波束在40°～50°的仰角方向上发送)时，BS使用用于RS传输的一个Tx波束发送DL参考信号，所述Tx波束具有15°的仰角波束宽度。当向用于数据传输的Tx波束所覆盖的区域发送参考信号(所述Tx波束在55°～60°的仰角方向上发送)时，BS使用用于RS传输的一个Tx波束发送DL参考信号，所述Tx波束具有10°的仰角波束宽度。当向用于数据传输的Tx波束所覆盖的区域发送参考信号(所述Tx波束在65°～70°的仰角方向上发送)时，BS使用用于RS传输的一个Tx波束发送DL参考信号，所述Tx波束具有10°的仰角波束宽度。当向用于数据传输的Tx波束所覆盖的区域发送参考信号(所述Tx波束在75°的仰角方向上发送)时，BS使用用于RS传输的一个Tx波束发送DL参考信号，所述Tx波束具有5°的仰角波束宽度。在图6的示例中，写在发送参考信号的区域611的每个矩形中的比率表示被发送到矩形的位置的Tx波束的Rx区域与完整区域在尺寸上的比率。

图7图示了与图4中的示例相比较的、根据本公开的实施例的RS传输方法的另一示例。

参照图7，参考标记711表示用于RS传输的Tx波束所到达的区域，所述用于RS传输的Tx波束根据本公开的某些其它实施例具有与用于数据传输的Tx波束的波束宽度不同的多个波束宽度。矩形所定义的除了区域711之外的其它区域对应于Tx波束所到达的区域，所述Tx波束具有如联系图4所述的在仰角和方位角中例如5°的波束宽度。

在图7的示例中将假定使用具有10°的方位角的波束宽度和具有5°、10°、15°和20°的仰角的波束宽度的Tx波束来发送参考信号。除了用于RS传输的Tx波束的方位角波束宽度是10°之外，图7的示例与图6的示例相同，所以将省略对其的详细描述。

在图6和图7的示例中，如果可以同时生成两个或更多个Tx/Rx波束，则BS可以使用两个或更多个Tx波束同时发送两个或更多个参考信号。BS使用相同的时频资源来发送包括两个或更多个参考信号的两个或更多个Tx波束。在这种情况下，BS使用不同的代码或序列信息来发送两个或更多个Tx波束，或将两个或更多个Tx波束发送到不同的空间，从而使MS可以区分包括在每个Tx波束中的参考信号。

本公开的某些其它实施例所提出的RS传输方法用于通过将用于发送DL参考信号的Tx波束的波束宽度设定为与用于发送实际数据的Tx波束的波束宽度相同或不同，来发送比用于数据传输的Tx波束(下文中称为“数据Tx波束”)更少数量的用于RS传输的Tx波束(下文中称为“RS Tx波束”)。

因此，当MS接收一个RS Tx波束时，可以有与RS Tx波束相对应的多个数据Tx波束。因为DL参考信号是MS用来估计DL数据信道的接收性能(或质量)或用于选择最佳DL数据Tx波束的信息，所以MS应当基于接收到的DL参考信号针对多个数据Tx波束中的每一个计算估计接收性能。

MS使用例如内插法作为计算使用更少数量的RS Tx波束的数据Tx波束的性能的方法。换句话说，MS选择最佳数据Tx波束并使用用于Tx方向(即，方位角和仰角)的多个RS Tx波束之间的距离比率、角度比率、或接收信号强度比来估计数据Tx波束的接收性能，所述多个RS Tx波束对应于特定Tx方向(即，方位角和仰角)的数据Tx波束。例如，在图6的示例中，MS通过将与数据Tx波束的距离比率(或角度比率或接收信号强度比)应用到与5°的方位角和0°～20°的仰角相对应的RS Tx波束的接收性能(在10°的中心仰角；在图6中的0.10％的尺寸比的情况下)，以及与5°的方位角和20°～40°的仰角相对应的RS Tx波束的接收性能(在30°的中心仰角；在图6中的0.17％的尺寸比的情况下)，使用内插法计算与5°的方位角和15°的仰角相对应的数据Tx波束的估计接收性能。

可以在BS中执行计算使用较少数量的RS Tx波束的数据Tx波束的接收性能的操作。为此，MS测量每个RS Tx波束的接收性能，其中RS Tx波束的数量比数据Tx波束的数量少，并且MS向BS报告测量结果。BS使用多个RS Tx波束的接收性能、其比率信息、和MS已报告给BS的RS Tx波束之间的距离比率或角度比率来估计数据Tx波束的实际接收性能。例如，上述内插法可以被用于估计。

图8图示了根据本公开的实施例的，用于在BS中发送参考信号的方法。

参照图8，在块801中，BS考虑到如联系图6和图7中所述的BS的覆盖范围中接收到RS Tx波束的区域的宽度或位置，将包括例如RS Tx波束的波束宽度、在其中将要发送RS Tx波束的Tx方向(即，仰角和方位角)、和要发送RS Tx波束的定时(或Tx次序)中的至少一个确定为RS Tx波束的波束形成信息。波束宽度可以被解释为在Tx方向(即，仰角和方位角)的波束宽度。发送RS Tx波束的定时被确定为例如，取决于BS的调度而确定的定时。在本公开的某些实施例中，波束形成信息可选地包括Tx方向和Tx定时。

在块801中确定的波束形成信息在BS和MS之间预先确定，或可在每次BS发送RS Tx波束时动态地改变。如果在块801中的确定在每个RS Tx定时处都动态地改变，则所确定的RS Tx波束的波束形成信息在BS向MS发送参考信号之前，被通过例如控制信道或广播信道或由分开的信令输送到MS。在BS使用两个或更多个Tx波束同时发送两个或更多个参考信号的情况下，用于两个或更多个Tx波束的波束形成信息被在BS和MS之间预先确定，或者每次BS发送RS Tx波束时动态地改变。

其后，在块803中，BS在如联系图5所述的被分配为RS区域571、573、……、575的时频域中，将RS Tx波束发送到用于Tx波束的Rx区域之中的相关Rx区域，所述Rx区域取决于在块801中确定的波束形成信息而在BS的覆盖范围中定义。BS在块805中确定BS是否已向其所有区域发送参考信号。如果BS已向BS的所有区域发送参考信号，则BS完成RS传输操作。相反，如果在块805中参考信号还未被发送到所有区域，则BS返回到方块801以继续将参考信号传输到还未发送参考信号的其它区域。

虽然在某些实施例中假定图8的操作是针对BS的所有区域执行的，但是图8的操作可以仅针对BS的Tx波束可以到达的区域之中的预定区域来执行。在这种情况下，在除了预定区域之外的其它区域中，将以另一种方式发送参考信号。

图9图示了根据本公开的实施例的，用于在MS中接收参考信号的方法。

参照图9，在块901中，MS尝试在如联系图5所述的被分配为RS Tx/Rx区域的特定时频域中，接收BS取决于波束形成信息所发送的RS Tx波束。如上所述，波束形成信息，可以在BS和MS之间预先确定，或者可以从BS输送到MS。

在块903中，MS确定对来自BS的RS Tx波束的接收是否完成。MS重复块901的接收操作直到所有(或预定)RS Tx波束的接收完成。MS可以测量每个接收到的RS Tx波束的接收性能。

其后，在块905中，MS基于关于针对多个接收到的RS Tx波束测量的接收性能的信息、以上述方式选择最佳数据Tx波束(其接收性能被预期为最高)或计算特定数据Tx波束的估计接收性能。在图9中，与数据Tx波束有关的信息包括数据Tx波束的接收性能(或估计接收强度)，其是例如使用内插法、基于RS Tx波束的接收性能估计的。在可替换实施例中，在通过图9的操作计算数据Tx波束的估计接收性能之后，MS另外执行向BS报告估计值的操作。在允许BS计算数据Tx波束的估计接收性能的***中，MS向BS报告接收到的RS Tx波束的接收形成信息，例如，作为反馈信息，并且基于此信息，BS计算数据Tx波束的估计接收性能。

本公开的某些实施例提供了以下方法：即，考虑到接收DL Tx波束的区域，通过由BS变化发送DL参考信号的周期(或频率)来有效地发送DL参考信号。

这个假定Tx波束具有相同波束宽度的实施例提供以下方法：即，基于接收DL Tx波束的区域的尺寸，通过以比经由具有更窄Rx区域的Tx波束发送的DL参考信号更短的周期(或以比其更高的频率)发送通过具有更宽的Rx区域的Tx波束而发送的DL参考信号，来更有效地发送DL参考信号。

在这个实施例中，MS通过接收以不同周期(或不同频率)发送的DL参考信号来选择最佳DL Tx/Rx波束。

图10图示了与图4中的示例相比较的、根据本公开的实施例的RS传输方法。

参照图10，矩形所定义的区域对应于数据Tx波束所到达的区域，该数据Tx波束例如像图4中那样在仰角和方位角具有5°的波束宽度，并且由BS1010发送。在本公开的某些实施例中，使用具有与数据Tx波束的波束宽度相同的波束宽度的RS Tx波束来发送DL参考信号，但是考虑到接收Tx波束的区域将不同的RS Tx周期(或频率)用于不同的Tx波束。

在图10的示例中，RS Tx周期(或频率)p11011用于与0°～20°的仰角相对应的Tx波束，RS Tx周期(或频率)p21013用于与25°～40°的仰角相对应的Tx波束，RS Tx周期(或频率)p31015用于与45°～55°的仰角相对应的Tx波束，RS Tx周期(或频率)p41017用于与60°～65°的仰角相对应的Tx波束，并且RS Tx周期(或频率)p51019用于与70°～75°的仰角相对应的Tx波束。至于周期p1～p5的值，基于接收DL Tx波束的区域的尺寸，经由具有更宽的区域的Tx波束发送的DL参考信号的Tx周期可以被设定为比针对具有更窄的区域的Tx波束的DL参考信号的Tx周期更短的周期(或比其频率更高)。换句话说，例如，p1、p2、p3、p4和p5可以分别被设定为5ms、4ms、3ms、2ms和1ms。

图11图示了根据本公开的某些实施例的，在图5的帧结构中发送具有不同周期的DL参考信号的定时。

参照图11，参考标记1101、1103、……、105表示在其中发送DL参考信号的区域，并且区域1101、1103、……、1105对应于图5中的RS区域571、573、……、575。对于RS Tx周期p1、p2、p3、p4和p5如图10中那样分别被设定为5ms、4ms、3ms、2ms和1ms的情况，RS在RS区域1101、1103、1105的扩展部分中图示出，并且在图10中的发送与数据Tx波束相对应的参考信号的定时T1到T15与在图11中的相应定时画有相同阴影。

依照某些实施例，具有不同周期p1～p5的DL参考信号在如图11中所图示的不同定时处、在帧的RS区域1101、1103、……、1105中发送。

在图10和图11的示例中，如果BS可以同时生成两个或更多个Tx/Rx波束，则BS可以使用两个或更多个Tx波束来同时发送两个或更多个参考信号。BS可以使用相同的时频资源来发送包括两个或更多个参考信号的两个或更多个Tx波束。在这种情况下，BS使用不同的代码或序列信息来发送两个或更多个Tx波束，或将两个或更多个Tx波束发送到不同的空间，从而使MS可以区分包括在每个Tx波束中的参考信号。

图12图示了根据本公开的实施例的，用于在BS中发送参考信号的方法。

参照图12，在块1201中，BS考虑到接收Tx波束的区域，将Tx周期和Tx定时(或Tx次序)中的至少一个确定为与数据Tx波束相对应的参考信号的波束形成信息，如联系图10和图11所述的。虽然波束形成信息在某些实施例中被确定为包括Tx波束的波束宽度、Tx方向、和Tx定时中的至少一个，但是根据某些其它实施例，可以仅仅使用Tx波束的Tx周期和Tx定时，从排除了存在于前面实施例中的波束宽度和Tx方向。在实施例的组合中，指示Tx波束的波束宽度、Tx方向、Tx周期、和Tx定时的信息的至少一个组合被确定为波束形成信息。为了描述方便，在下列描述中将假定根据本公开的某些实施例使用Tx周期和Tx定时。

在块1201中，参考信号的Tx周期和Tx定时(或Tx次序)被在BS和MS之间预先确定，或者每次BS发送RS Tx波束时就动态地改变。如果在块1201中的确定在每个RS Tx定时处动态地改变，则所确定的参考信号的Tx周期和Tx定时(或Tx次序)在BS向MS发送参考信号之前被通过例如控制信道或广播信道或由分开的信令输送到MS。

其后，在块1203中，BS在如联系11所述的被分配为RS区域1101、1103、……、1105的时频域中，向Tx波束的Rx区域之中的相关Rx区域(即，与每个Tx波束相对应的Rx区域)发送参考信号，所述Tx波束的Rx区域是在BS的覆盖范围中取决于在块1201中确定的波束形成信息(即，Tx周期和Tx定时(或Tx次序))而定义的。在块1205中，BS确定是否已向其所有区域发送参考信号。如果已向所有区域发送参考信号，则BS完成RS传输操作。另一方面，如果在块1205中参考信号还未被发送到所有区域，则BS返回到方块1201以继续将参考信号传输到还未向其发送参考信号的其它区域。

虽然在本示例中假定图12的操作是针对BS的所有区域执行的，但是图12的操作可以仅针对BS的Tx波束可以到达的区域之中的预定区域来执行。在这种情况下，在除了预定区域之外的其它区域中，将以另一种方式发送参考信号。

图13图示了根据本公开的实施例的用于在MS中接收参考信号的方法。

参照图13，在块1301中，MS尝试在如联系图11所述的被分配为RSTx/Rx区域的特定时频域中接收BS取决于波束形成信息所发送的RS Tx波束。如上所述，波束形成信息可以在BS和MS之间预先确定，或者可以从BS输送到MS。

在块1303中，MS确定对来自BS的RS Tx波束的接收是否完成。MS重复块1301的接收操作直到所有(或预定)RS Tx波束的接收完成。在通过图13的操作接收RS Tx波束之后，MS基于接收到的RS Tx波束计算数据Tx波束的估计接收性能。MS另外向BS报告估计值。在允许BS计算数据Tx波束的估计接收性能的***中，MS向BS报告接收到的RS Tx波束的接收形成信息，并且基于此信息，BS计算数据Tx波束的估计接收性能。

图14图示了根据本公开的实施例的BS的结构。

参照图14，BS包括：发送器1410，其用于分别生成并通过无线网络向MS发送被用来发送数据和用于数据接收的参考信号的数据Tx波束和RS Tx波束；以及接收器1430，其用于通过无线网络接收从MS发送的信号。另外，BS包括控制器1450，所述控制器1450用于确定指示取决于根据本公开的如联系图5到图13所述的实施例的参考信号的Rx区域的RS Tx波束的波束宽度、Tx方向、Tx周期和Tx定时中的至少一个的波束形成信息，并且控制发送器1410取决于所确定的波束形成信息来发送RS Tx波束。控制器1450控制发送器1410向MS发送所确定的波束形成信息。

已经参照图8和图12描述了BS的详细操作，所以将省略对其的详细描述。

图15图示了根据本公开的实施例的MS的结构。

参照图15，MS包括用于通过无线网络向BS发送信号的发送器1510，以及接收器1530，所述接收器1530用于通过无线网络接收从BS发送的参考信号并接收从BS发送的对应于参考信号的数据。

另外，MS包括控制器1550，所述控制器1550用于根据本公开的如联系图5到图13所述的实施例从BS接收RS Tx波束，并且控制接收器1530接收包括与经由RS Tx波束接收到的参考信号相对应的数据的数据Tx波束。另外，控制器1550控制以下操作：接收用于RS Tx波束的接收的波束形成信息并取决于波束形成信息接收RS Tx波束。已经参照图9和图13描述了MS的详细操作，所以将省略对其的详细描述。

虽然已经利用示例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员建议各种变化和修改。本公开意图涵盖落入权利要求范围的这样的变化和修改。

Claims (33)

1.一种用于在使用波束形成的移动通信***中由基站(BS)发送参考信号(RS)的方法，所述方法包括：

确定用于RS发送(Tx)波束的传输的波束形成信息，所述参考信号发送波束用于由移动站(MS)选择最佳数据Tx波束，其中，基于在所述基站的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定RSTx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及

取决于所确定的波束形成信息向有关Rx区域发送所述RS Tx波束，

其中，所述RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个从数据Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个单独地确定，所述数据Tx波束向所述RS Tx波束被发送的Rx区域发送。

2.如权利要求1所述的方法，还包括向位于所述基站的覆盖范围中的移动站(MS)提供所确定的波束形成信息。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述发送包括使用相同的时频资源发送两个或更多个RS Tx波束。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

从已接收到所述RS Tx波束的移动站接收针对所述RS Tx波束的接收性能信息；以及

使用所接收到的接收性能信息估计数据Tx波束的接收性能。

5.如权利要求4所述的方法，其中，使用内插法估计所述数据Tx波束的接收性能。

6.如权利要求1所述的方法，还包括从已接收到所述RS Tx波束的移动站接收关于数据Tx波束的接收性能的信息，所述信息是基于所述RS Tx波束的接收性能估计的。

7.一种用于在使用波束形成的移动通信***中由移动站(MS)接收从基站(BS)发送的参考信号(RS)的方法，所述方法包括：

获得用于RS发送(Tx)波束的传输的波束形成信息，所述参考信号发送波束用于由移动站(MS)选择最佳数据Tx波束，其中，基于在所述基站的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定RSTx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及

使用所获得的波束形成信息接收包括参考信号的至少一个RS Tx波束，

其中，所述RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个从数据Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个单独地确定，所述数据Tx波束向所述RS Tx波束被发送的Rx区域发送。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

接收所述至少一个RS Tx波束；以及

基于每个RS Tx波束的信号强度来选择具有最高接收性能的数据Tx波束。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述接收包括接收使用相同的时频资源发送的两个或更多个RS Tx波束。

10.如权利要求7所述的方法，还包括：

测量所述RS Tx波束的接收性能；以及

向所述基站发送包括所测量的接收性能的反馈信息。

11.如权利要求7所述的方法，还包括：

测量所述RS Tx波束的接收性能；

使用所测量的接收性能估计数据Tx波束的接收性能；以及

向所述基站发送包括数据Tx波束的估计接收性能的反馈信息。

12.如权利要求11所述的方法，其中，使用内插法来估计所述数据Tx波束的接收性能。

13.一种用于在使用波束形成的移动通信***中发送参考信号(RS)的基站(BS)，所述基站包括：

发送器，被配置为发送包括所述参考信号的RS发送(Tx)波束以及包括与所述参考信号相对应的数据的数据Tx波束；以及

控制器，被配置为确定用于所述RS Tx波束的传输的波束形成信息，其中，基于在所述基站的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个，并且控制发送器来取决于所确定的波束形成信息向有关Rx区域发送RS Tx波束，

其中所述RS Tx波束用于由移动站(MS)选择最佳数据Tx波束，

其中，所述RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个从数据Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个单独地确定，所述数据Tx波束向所述RS Tx波束被发送的Rx区域发送。

14.如权利要求1所述的方法或如权利要求13所述的基站，其中，所述参考信号是在由所述基站发送的帧中定义的RS区域中发送的。

15.如权利要求13所述的基站，其中，所述控制器还被配置为控制向位于所述基站的覆盖范围中的移动站(MS)提供所确定的波束形成信息的操作。

16.如权利要求13所述的基站，其中，所述控制器还被配置为控制使用相同的时频资源发送两个或更多个RS Tx波束的操作。

17.如权利要求13所述的基站，其中，所述控制器还被配置为控制以下操作：从已接收到RS Tx波束的移动站接收针对所述RS Tx波束的接收性能信息，并使用所接收到的接收性能信息估计数据Tx波束的接收性能。

18.如权利要求17所述的基站，其中，使用内插法来估计所述数据Tx波束的接收性能。

19.如权利要求13所述的基站，其中，所述控制器还被配置为控制以下操作：从已接收到所述RS Tx波束的移动站接收关于数据Tx波束的接收性能的信息，所述信息是基于所述RS Tx波束的接收性能而估计的。

20.一种用于在使用波束形成的移动通信***中接收从基站(BS)发送的参考信号(RS)的移动站(MS)，所述移动站包括：

接收器，被配置为从基站接收波束形成信息和基于所述波束形成信息生成的RS发送(Tx)波束，其中，基于在所述基站的覆盖范围中接收到多个Tx波束的接收(Rx)区域的尺寸而不同地确定所述RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个；以及

控制器，被配置为从基站接收所述波束形成信息，并且控制所述接收器使用所接收的波束形成信息来接收包括参考信号的至少一个RS Tx波束，

其中所述RS Tx波束用于由移动站(MS)选择最佳数据Tx波束，

其中，所述RS Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个从数据Tx波束的Tx周期和波束宽度中的至少一个单独地确定，所述数据Tx波束向所述RS Tx波束被发送的Rx区域发送。

21.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求20所述的移动站，其中，所述Rx区域的尺寸与从所述基站到所述Rx区域的距离成正比地增加。

22.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求20所述的移动站，其中，所述波束形成信息还包括所述RS Tx波束的Tx方向和Tx定时中的至少一个。

23.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求20所述的移动站，其中，所述RS Tx波束的波束宽度被确定为与Rx区域的尺寸成反比。

24.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求20所述的移动站，其中，所述RS Tx波束的Tx周期被确定为与所述Rx区域的尺寸成正比。

25.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求20所述的移动站，其中，所述RS Tx波束的波束宽度与用于下行链路(DL)数据传输的数据Tx波束的波束宽度相同或比其更宽。

26.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求20所述的移动站，其中，所述RS Tx波束的数量被确定为以下之一：等于以及小于可能的DL Tx波束的数量。

27.如权利要求7所述的方法或如权利要求20所述的移动站，其中，所述参考信号是在由所述基站发送的帧中定义的RS区域中接收的。

28.如权利要求20所述的移动站，其中，所述控制器还被配置为控制以下操作：接收至少一个RS Tx波束并基于每个RS Tx波束的信号强度选择具有最高接收性能的数据Tx波束。

29.如权利要求20所述的移动站，其中，所述控制器还被配置为控制接收两个或更多个RS Tx波束的操作，所述两个或更多个RS Tx波束是使用相同的时频资源来发送的。

30.如权利要求1所述的方法、如权利要求7所述的方法、如权利要求13所述的基站或如权利要求29所述的移动站，其中，使用相同的时频资源发送的两个或更多个RS Tx波束各自通过在所述两个或更多个RS Tx波束的传输期间使用的代码、序列和空间中的至少一个来区分。

31.如权利要求20所述的移动站，其中，所述控制器还被配置为控制以下操作：

测量所述RS Tx波束的接收性能，以及

向所述基站发送包括所测量的接收性能的反馈信息。

32.如权利要求20所述的移动站，其中，所述控制器还被配置为控制以下操作：

测量所述RS Tx波束的接收性能，

使用所测量的接收性能估计数据Tx波束的接收性能，以及

向所述基站发送包括数据Tx波束的估计接收性能的反馈信息。

33.如权利要求32所述的移动站，其中，使用内插法来估计所述数据Tx波束的接收性能。