CN106688286A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

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。

Description

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
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***(例如毫米波(MMW)无线***)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***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***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***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/***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***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***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***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***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***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***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。
WO2010027865公开了一种用于802.11ad***的波束成形方法，其中对每个用户设备或客户端无线电节点执行接收波束扫描，这导致了几个缺点。首先，该方法会导致很大的开销。例如，将需要N*M个资源块来完成该接收波束扫描，其中N是服务器无线电节点中扫描波束的数量，并且M是客户端无线电节点的数量。这种接收波束扫描可能甚至需要分配更多的资源块，以将碰撞率限制在某一可接受的水平以下。第二，该方法导致干扰。这种干扰降低了其他节点(例如其他服务器无线节点或客户端无线电节点)的信号质量。
发明内容
因此，本文实施例的目的在于：提供一种用于服务器无线电节点的改进方法，以在无线通信网络中从客户端无线电节点接收随机接入请求或任意其他信号。
根据本文实施例的第一方案，通过以下方法实现了目的：一种在服务器无线电节点中执行的方法，用于在无线通信网络中从客户端无线电节点接收信号。服务器无线电节点确定所述服务器无线电节点的接收时空扫描图案；以及基于所述接收时空扫描图案，从所述客户端无线电节点接收至少一个信号。所述至少一个信号由所述客户端无线电节点根据由所述客户端无线电节点基于预定义规则确定的发送时空图案来发送。
根据本文实施例的第二方案，通过以下方法实现了目的：一种在客户端无线电节点中执行的方法，用于在无线通信网络中向服务器无线电节点发送信号。所述客户端无线电节点基于预定义规则确定发送时空图案；以及根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点发送至少一个信号。
根据本文实施例的第三方案，通过以下方法实现了目的：一种无线通信网络中的方法，用于在第一无线电节点和第二无线电节点之间接收和发送信号。所述第一无线电节点可以是服务器无线电节点并且第二无线电节点可以是客户端无线电节点，或者所述第一无线电节点可以是客户端无线电节点并且第二无线电节点可以是服务器无线电节点。第一无线电节点在其作为服务器无线电节点操作时，确定接收时空扫描图案。第二无线电节点在其作为客户端无线电节点操作时，基于预定义规则确定发送时空图案。第二无线电节点根据所确定的发送时空图案发送信号。第一无线电节点根据定义的第一无线电节点的接收时空扫描图案来检测该信号，并且当检测到信号时，向所述第二无线电节点发送响应。
根据本文实施例的第四方案，通过以下实现了目的：一种服务器无线电节点，用于在无线通信网络中从客户端无线电节点接收信号。服务器无线电节点被配置为：确定接收时空扫描图案；以及基于所述接收时空扫描图案，从所述客户端无线电节点接收至少一个信号。所述至少一个信号由所述客户端无线电节点根据由所述客户端无线电节点基于预定义规则确定的发送时空图案来发送。
根据本文实施例的第五方案，通过以下实现了目的：一种客户端无线电节点，用于在无线通信网络中向服务器无线电节点发送信号。客户端无线电节点被配置为：基于预定义规则确定发送时空图案；以及根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点发送至少一个信号。
由于接收时空扫描图案是针对服务器无线电节点预先确定的，并且发送时空图案是由客户端无线电节点基于预定义规则确定的，所以它们的时空关系是客户端无线电节点已知的，当服务器无线电节点的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点所位于的区域时，客户端无线电节点可以发送至少一个信号(例如随机接入前导码)。也就是说，通过这种预先确定的接收时空扫描图案，客户端无线电节点知道服务器无线电节点的接收时空扫描图案的波束何时指向自身，使得当服务器无线电节点的接收波束指向其他方向时，客户端无线电节点不必重复发送随机接入前导码。因此，可以显著减少或避免在关联或连接建立期间从客户端无线电节点侧发送随机接入前导码的重复次数、少量数据和报告。与802.11ad***中的接收波束扫描相比，这将显著降低开销。由于开销降低，干扰也降低。
因此，本文的实施例提供了在无线通信网络中具有高增益波束成形的服务器无线电节点和客户端无线电节点的改进方法。本文的实施例还增加并提高无线通信网络的容量和信号质量。
附图说明
参照附图更详细地描述本文的实施例的示例，在附图中：
图1是示出无线通信网络中的服务器无线电节点与客户端无线电节点之间的通信的场景。
图2是描绘根据一些可能的实施例的服务器无线电节点中的方法的流程图。
图3a示出了信标扫描图案的示例。
图3b示出了接收时空扫描图案的示例。
图4是根据其他可能的实施例的客户端无线电节点中的方法的流程图。
图5是根据另外可能的实施例示出服务器/客户端无线电设备的框图。
图6是描绘根据附加可能实施例的无线通信设备中的方法的流程图。
图7示出了用于服务器无线电节点的波束特定随机接入配置的示例。
图8示出了关于随机接入配置的信标信息的示例。
图9示出了关于随机接入配置的波束特定信标信息的示例。
具体实施方式
图1示出了可以在其中实施本文的实施例的无线通信网络100的示例。无线通信网络100包括多个网络接入节点，图1中示出了多个网络节点中的两个：服务器无线电节点110和客户端无线电节点120。服务器无线电节点110可以是在例如LTE网络、任意第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝网络、MWV网络、Wimax网络、WLAN/Wi-Fi、WPAN等任意无线***或蜂窝网络中的节点B、基站(BS)、eNB、eNodeB、家庭节点B、家庭eNode B，接入点或能够服务客户端无线电节点的任意其他网络节点。客户端无线电节点120可以是例如具有无线能力的用户设备、移动无线终端或无线终端、移动电话、计算机(例如平板电脑)、个人数字助理(PDA)或平板计算机(有时也称为平板手机)，具有无线能力的传感器或致动器，或能够在无线通信网络中的无线电链路上通信的任意其他无线电通信单元。应该注意，该文档中使用的术语客户端无线电节点也包括其他无线设备，例如机器到机器(M2M)设备(也称为机器类型通信(MTC)设备)。
本文中针对服务器无线电节点接收或监测来自多个客户端无线电节点的随机接入请求/前导码或任意其他信号的实施例的特征在于：事先获得或确定接收时空扫描图案，以使得服务器无线电节点110和客户端无线电节点120预定义或预先确定为：在服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点所位于的区域时，发送随机接入前导码。也就是说，通过这种预定义的接收时空扫描图案，客户端无线电节点知道服务器无线电节点的接收时空扫描图案的波束何时指向客户端无线电节点，使得当服务器无线电节点将其波束指向其他方向时，客户端无线电节点不必重复发送随机接入前导码。
此外，这种预定义的基于波束成形的接收时空扫描图形的方法也可以用于从客户端无线电节点120接收其他控制和数据信息。例如，它可以用于接收调度请求、缓存状态报告和少量数据，以及用于从客户端无线电节点接收争用消息、跟踪区域更新等，下文称为从客户端无线电节点向服务器无线电节点发送的信号。
现在将参照图2描述在服务器无线电节点110中执行的用于在无线通信网络100中从接收客户端无线电节点120接收信号的方法的一些可能实施例。该方法包括以下动作：
动作201
服务器无线电节点110确定接收时空扫描图案。在一些实施例中，服务器无线电节点110可以通过接收或以其他方式配置有来自网络中的另一个节点的接收时空扫描图案来确定接收时空扫描图案，而在其他实施例中，确定可以包括服务器无线电节点110使用在服务器无线电节点110处可获得的信息或由服务器无线电节点110可获得的信息来定义接收时空扫描图案。
动作201a
根据一个实施例，服务器无线电节点110基于信标扫描图案确定接收时空扫描图案。这可以通过确定具有相对于信标扫描图案的信标波束的索引的索引偏移的接收时空扫描图案来完成。信标扫描可以由服务器无线电节点110以信标传输间隔(BTI)执行，其中针对加入无线通信网络100的新的客户端无线电节点，服务器无线电节点110可以在不同方向上执行定向多千兆字节(DMG)信标，即服务器无线电节点经由根据信标扫描图案发送的信标波束来广播***信息。
图3示出了具有相对于信标扫描图案的信标波束的索引偏移量为2的接收时空扫描图案的示例。图3以图3a和3b两部分来说明这一点。图3a示出了信标扫描图案，其中左侧示出了具有索引号0，1，…7的信标波束，每个信标波束针对不同的方向，以及右侧示出了具有索引号0，1，…7的信标波束的发送时间，每个信标波束在不同时间发送。图3b示出了接收时空扫描图案，并且可以看出，接收时空扫描图案中的接收波束2与信标扫描图案中的信标波束0相对应，即接收时空扫描图案中的接收波束2具有相对于信标波束0的索引的等于2的索引偏移。这种信标扫描图案与接收时空扫描图案之间的映射(即上述索引偏移)是预定义的，使得不需要来自所述服务器无线电节点110的信令以向所述客户端无线电节点120通知所述索引偏移。备选地，索引偏移可以经由广播或专用信令指示给客户端无线电节点120。
动作201b
根据另一实施例，服务器无线电节点110确定候选接收时空扫描图案的合。用这种方式，服务器无线电节点110可以从候选接收时空扫描图案集合中选择接收时空扫描图案。
动作202
根据一些实施例，服务器无线电节点110在以上动作201b中定义或确定候选接收时空扫描图案集合。服务器无线电节点110可以在一些实施例中还向客户端无线电节点120通知从所述候选接收时空扫描图案集合中所选择的接收时空扫描图案。
根据一个实施例，服务器无线电节点将所选择的接收时空扫描图案的索引发送给客户端无线电节点120。这可以经由广播或专用信令来完成。
动作203
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的至少一个信号。该至少一个信号由所述客户端无线电节点120根据由所述客户端无线电节点120基于预定义规则确定的发送时空图案来发送。因此，由服务器无线电节点110使用接收时空扫描图案检测和/或接收来自客户端无线电节点120的至少一个信号。
根据一个实施例，预定义规则基于所述服务器无线电节点110的接收时空扫描图案。由于服务器无线电节点的接收时空扫描图案如在动作201中那样被预定义或预先确定，客户端无线电节点120的发送时空图案可以基于服务器无线电节点的接收时空扫描图案110而确定。因此，客户端无线电节点120知晓服务器无线电节点的接收时空扫描图案与客户端无线电节点120的发送时空图案之间的时空关系。
根据一个实施例，预定义规则基于服务器无线电节点的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点120所位于的区域的定时。用这种方式，每当客户端无线电节点120根据客户端无线电节点120的预定发送时空图来发送信号时，服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点的方向。
根据一个实施例，预定义规则基于所述服务器无线电节点110通过信标扫描图案的相应信标波束向客户端无线电节点120指示所述客户端无线电节点120的针对所述发送时空图案的每个波束的发送时空图案。换言之，通过在信标扫描图案的相应信标波束上指示发送时空图案的每个波束的信息，服务器无线电节点110向客户端无线电节点120指示关于发送时空图案的信息。用这种方式，客户端无线电节点120能够确定何时通过其检测到的最强信标波束中的一个或多个来发送RA前导码或信号。指示是波束特定的，例如，在信标扫描图案的一个信标波束中，服务器无线电节点110只能指示客户端无线电节点120的发送时空图案的相应波束。
动作204
根据一些实施例，服务器无线电节点110在接收和检测至少一个信号时向客户端无线电节点120发送响应，使得客户端无线电节点120不需要重新发送信号。
现在将参照图4描述在服务器无线电节点120中执行的用于在无线通信网络100中向服务器无线电节点110发送信号的方法的一些可能实施例。在该示例中该方法包括以下动作：
动作401
客户端无线电节点120基于预定义规则确定发送时空图案。
预定义规则可以根据以下任意实施例来实现：
根据一个实施例，客户端无线电节点120基于服务器无线电
节点110的接收时空扫描图案来确定发送时空图案。根据一个实施例，客户端无线电节点120基于由服务器无线
电节点110指示给客户端无线电节点120的信息来确定发送时空图案。服务器无线电节点110可以通过信标扫描图案的相应信标波束向客户端无线电节点120指示关于客户端无线电节点120的针对发送时空图案的每个波束的发送时空图案的信息。
根据一个实施例，客户端无线电节点120根据信标扫描图案来确定优选信标波束的索引。优选信标波束可以是具有客户端无线电节点120检测到的最强信号强度的最佳信标波束。然后客户端无线电节点120基于最佳信标波束的索引确定发送时空图案。
根据一个实施例，客户端无线电节点120基于所述服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点110所位于的区域的定时来确定发送时空图案。在附加实施例中，客户端无线电节点120确定客户端无线电节点120的发送时空图案中重复传输的次数。这意味着客户端无线电节点120在某一时间根据所确定的发送时空图案发送至少一个信号，并重复该发送确定的次数。
动作402
客户端无线电节点120根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点110发送至少一个信号。
根据一个实施例，客户端无线电节点120在所述服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点120所位于的区域的时间期间，向服务器无线电节点110发送至少一个信号。
根据一个实施例，客户端无线电节点120在服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的确定的波束发生时并且在与确定的波束发生空间相邻的波束发生时重复发送所述至少一个信号。服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的确定的波束发生的波束可以具有相对于优选信标波束的索引的索引偏移，并且与确定的波束发生空间相邻的波束发生的波束分别具有相对于确定的波束发生的波束的索引偏移的索引偏移+1和索引偏移-1。这将通过下一部分的示例进一步解释。
动作403
例如，在接收方向和发送方向之间(即在服务器无线电节点110的接收波束与发送波束之间)存在失配的情况下，客户端无线电节点120可能不会从服务器无线电节点110获得对于使用所确定的时空发送图案发送的至少一个信号的任何响应。丢失的响应可能是失配的结果，原因在于服务器无线电节点110可能不能够检测从客户端无线电节点120使用确定的时空发送图案发送的至少一个信号。在一些实施例中，客户端无线电120可以根据回退发送时空图案向所述服务器无线电节点110发送至少一个信号。
根据一个实施例，在回退时空发送图案中的至少一个信号的重复传输的次数大于所确定的发送时空图案中的至少一个信号的重复传输。
根据一个实施例，所述回退时空发送图案由所述服务器无线电节点110基于所述服务器无线电节点110的接收波束与发送波束之间的空间失配来配置。在一些实施例中，可以经由广播来进行配置。
可以预先定义该回退程序和回退发送时空图案。
根据本文的实施例，从客户端无线电节点120向服务器无线电节点110发送的至少一个信号可以是以下中的一个或多个：随机接入前导码、控制或数据信息、调度请求、缓存状态报告、争用消息、跟踪区域更新信息等。
为进一步解释上述一些实施例，现在将参照图3描述示例，以客户端无线电节点发送的至少一个信号是随机接入前导码为例进行说明。如图3所示，接收时空扫描图案具有相对于信标波束的索引的索引偏移2。索引偏移可以是预定义的或预先确定的，使得客户端无线电节点120预先知道索引偏移，或者可以经由广播或专用信令向客户端无线电节点120指示索引偏移。如果客户端无线电节点120确定优选或“最佳”信标波束是信标波束3，则客户端无线电节点120能够确定指向其位置的服务器无线电节点110的接收波束将是在针对随机接入前导码检测的接收波束扫描期间第5个接收波束发生的接收波束。因此，客户端无线电节点120可以仅在第五个接收波束发生时发送随机接入前导码。这通过表1中的左列和中间列之间的映射来说明。表1是客户端无线电节点120的发送时空图案中最佳信标波束的索引和发送波束的索引之间的映射表，其中左列显示最佳信标波束索引，中间列显示仅在客户端无线电节点120的发送时空图案中的最佳上行链路(UL)发送(TX)波束的索引，并且右列显示最佳UL TX波束(粗体突出显示的数字)的索引加上发送时空图案中的空间上相邻的UL TX波束。用这种方式，客户端无线电节点120仅当服务器无线电节点110的接收波束直接指向客户端无线电节点120时发送一次随机接入前导码。因此，仅执行随机接入前导码的单次传输，而不是像802.11AD那样进行8次重复，即可实现7/8的开销降低。
在本文实施例的另一示例中，客户端无线电节点120可以在确定的接收波束发生时和与确定的接收波束发生空间相邻接收波束发生时，重复发送至少一个信号(例如，随机接入前导码)。这在针对随机接入前导码检测存在信标波束与对应的确定的接收波束之间的方向偏差时，可以减少随机接入前导码的误检率。根据图3所示的接收时空扫描图案，当客户端无线电节点120确定最佳信标波束为信标波束3时，如上所述，客户端无线电节点120能够确定指向其位置的服务器无线电节点110的接收波束将是第5个接收波束发生的波束。然后与第5个接收波束发生的确定的接收波束空间上相邻的接收波束将是第4个和第6个接收波束发生的接收波束，即分别具有相对于确定的接收波束的索引偏移的索引偏移为+1和索引偏移为-1的空间相邻的接收波束。因此，客户端无线电节点120可以在第4～6个接收波束发生期间重复发送随机接入前导码。这通过表1中的左列和右列之间的映射来说明。用这种方式，存在3次重复的随机接入前导码传输，而不是像802.11AD那样进行8次重复，即可实现5/8的开销降低。
表格1最佳信标索引与RA前导码的时空发送图案之间的映射
为了在上述关于图2和图4所述的无线通信网络100中执行服务器无线电节点110和客户端无线电节点120中的接收和发送信号的方法动作，服务器无线电节点110和客户端无线电节点120可以包括如图5所示的电路或模块。服务器无线电节点110和客户端无线电节点120基本上可以具有相同的结构，并且各自包括类似的电路、单元或模块，例如接收模块502、确定模块504、发送模块506、处理器508和存储器510，其中每个模块可以根据要执行的特定功能进行不同地配置。
服务器无线电节点110被配置为例如通过确定模块504来确定所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案。服务器无线电节点110还被配置为例如通过接收模块502来基于接收时空扫描图案接收来自客户端无线电节点120的至少一个信号。至少一个信号由所述客户端无线电节点120根据由所述客户端无线电节点120基于预定义规则确定的发送时空图案来发送。服务器无线电节点110因此被配置为使用接收时空扫描图案检测和/或接收来自客户端无线电节点120的至少一个信号。服务器无线电节点110还被配置为例如通过发送模块506来向客户端无线电节点120发送响应。
客户端无线电节点120被配置为例如通过确定模块504基于预定义规则来确定发送时空扫描图案。客户端无线电节点120还被配置为例如通过发送模块506来根据确定的发送时空扫描图案来向服务器无线电节点110发送至少一个信号。
现在将参照图6描述无线通信网络100中用于在第一无线电节点110和第二无线电120节点之间接收和发送信号的方法的实施例的示例。第一节点110和第二节点120是接入节点，并且每个节点可以是服务器无线电节点或客户端无线电节点。在该示例中该方法包括以下动作：
动作601
假设第一无线电节点110作为用于接收信号的服务器无线电节点操作，定义或确定第一无线电节点110的接收时空扫描图案。可以在第一无线电节点110处确定接收时空扫描图案。
动作602
假设第二无线电节点120作为用于发送信号的客户端无线电节点操作，基于第二无线电节点120的预定义规则来确定发送时空图案。可以在第二无线电节点120处确定发送时空图案。
动作603
第二无线电节点120根据所确定的发送时空图案发送信号。
动作604
第一无线电节点110根据第一无线电节点110的接收时空扫描图案来检测信号。
动作605
当检测到信号时，第一无线电节点110向第二无线电节点120发送响应。
动作606
当未从第一无线电节点110接收到响应时，第二无线电节点120根据回退发送时空图案重新发送信号。
作为示例，本文的实施例可以在以10-30GHz的高频率操作的下一代或5G LTE无线通信***中实现。图7示出了定义或确定BS(即服务器无线电节点110)的接收时空扫描图案的示例。图7的上部显示了确定的接收时空扫描图案作为随机接入资源块配置。随机接入资源块是服务器无线电节点110期望从执行随机接入的客户端无线电节点接收前导码的资源块。如图7的右下部分所示，波束1-4是从BS侧的接收波束标识(ID)(例如，方向)。针对每个波束(例如波束1)或波束组(例如波束1+2)配置特定的随机接入资源块。具体地，可以针对不同的波束来配置特定的物理随机接入信道(PRACH)资源块(连续的或不连续的)。对于时分/频分复用(TDM/FDM)***，如图7所示，某一资源块仅被配置用于某一波束的使用。
该接收时空扫描图案是客户端无线电节点和服务器无线节点均已知的。从客户端无线电节点侧看，客户端无线电节点知道服务器无线电节点从哪个波束方向接收其信号。然后客户端无线电节点在具有与接收波束ID相对应的波束ID的资源块中发送随机接入前导码。从服务器无线电节点侧看，服务器无线电节点知道针对不同的随机接入资源块使用哪个接收波束方向。
作为通过5G LTE***中的服务器无线电节点110基于向客户端无线电节点120指示的信息来确定发送时空图的实施例的示例，如图8所示，BS可以在信标扫描图案的每个信标波束中发送针对所有接收波束的随机接入资源块配置。备选地，如图9所示，BS仅在信标扫描图案的相应信标波束中发送针对特定接收波束的随机接入资源块配置，即，在信标波束i中指示和发送针对接收波束i的随机接入资源块配置。
如上所述，本文实施例的原理为：服务器无线电节点110使用预定义或预定的接收时空扫描图案检测和/或接收至少一个信号(例如，RA前导码)，客户端无线电节点120根据所确定的发送时空图案发送RA前导码。基于接收时空扫描图案，或者基于服务器无线电节点的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点所位于的区域的定时，或基于向客户端无线电节点指示的信息(例如通过服务器无线电节点110的信标扫描图案的相应信标波束向客户端无线电节点指示针对每个波束的客户端无线电节点的发送时空图案的信息)来确定客户端无线电节点120的发送时空图案。通过这种图案定义，客户端无线电节点120知道服务器无线电节点110的接收时空扫描图案的一个或多个波束指向它所位于的区域的时间，并且客户端无线电节点120可以仅在这些波束发生期间发送至少一个信号(例如RA前导码)。因此，可以显著减少或避免在关联或连接建立期间从客户端无线电节点120发送的重复信号或RA前导频码的数量。也减小了这些重复发送所引起的干扰。因此，无线通信网络的吞吐量和信号质量得到提高和改进。
本领域技术人员还将理解，上面针对服务器无线电节点110或客户端无线电节点120描述的接收模块502、确定模块504和发射模块506可以被称为一个电路或一个模块、模拟和数字电路的组合、配置有软件和/或固件的一个或多个处理器和/或执行每个模块的功能的任意其他数字硬件。这些处理器中的一个或多个、模拟和数字电路的组合，以及其它数字硬件可以被包括在单个专用集成电路(ASIC)中，或者若干个处理器和各种数字硬件可以分布在若干个分离的组件上，不论单独封装还是组装为片上***(SoC)。
可以通过一个或更多个处理器(例如服务器/客户端无线电节点中的处理器508)以及用于执行本文实施例的功能和动作的计算机程序代码，来实现本文针对无线通信网络100中的服务器无线电节点110和/或客户端无线电节点120的实施例。上述程序代码还可以被提供为计算机程序产品，例如采用承载当被加载到服务器/客户端无线电节点110/120中时用于执行本文的实施例的计算机程序代码的数据载体。这样的一种载体可以是CD ROM盘的形式。然而还可以是诸如存储棒之类的其它数据载体。计算机程序代码还可以作为纯程序代码被提供在服务器上并下载到服务器/客户端无线电节点110/120。
服务器/客户端无线电节点110/120中的存储器510可以包括一个或多个存储器单元，并且可以被布置为用于存储接收的信息、测量、数据、配置，以在服务器/客户端无线电节点110/120中运行时执行本文中的方法。
当使用词语″包括″或″包括……″时，应当被理解为非限制性的，即意味着″至少包括″。
此处的实施例不限于上述优选实施例。可使用各种替代、修改和等同物。因此，上述实施例应该被认为不限制通过所附权利要求定义的本发明的范围。

Claims (48)

1.一种在服务器无线电节点(110)中执行的方法，用于在无线通信网络(100)中从客户端无线电节点(120)接收信号，所述方法包括：
确定(201)所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案；以及
基于所述接收时空扫描图案，从所述客户端无线电节点(120)接收(203)至少一个信号，所述至少一个信号由所述客户端无线电节点(120)根据由所述客户端无线电节点(120)基于预定义规则确定的发送时空图案来发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定(201)所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案包括：
基于信标扫描图案确定(201a)接收时空扫描图案。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于信标扫描图案确定接收时空扫描图案包括：确定具有相对于信标扫描图案的信标波束的索引的索引偏移的接收时空扫描图案。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述索引偏移是预定义的，使得不需要来自所述服务器无线电节点(110)的信令以向所述客户端无线电节点(120)通知所述索引偏移。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，经由广播或专用信令将所述索引偏移指示给所述客户端无线电节点(120)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述预定义规则基于由所述服务器无线电节点(110)通过信标扫描图案的相应信标波束向客户端无线电节点(120)指示所述客户端无线电节点(120)的针对所述发送时空图案的每个波束的发送时空图案。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定(201)所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案包括：
确定(201b)候选接收时空扫描图案集合。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括向客户端无线电节点(120)通知(202)从所述候选接收时空扫描图案集合中所选择的接收时空扫描图案。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，向客户端无线电节点(120)通知(202)所选择的接收时空扫描图案包括：向所述客户端无线电节点(120)发送所选择的接收时空扫描图案的索引。
10.根据权利要求1-5或7-9中任一项所述的方法，其中，所述预定义规则基于所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案。
11.根据权利要求1-5或7-9中任一项所述的方法，其中，所述预定义规则基于所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点(120)所位于的区域的定时。
12.一种在客户端无线电节点(120)中执行的方法，用于在无线通信网络(100)中向服务器无线电节点(110)发送信号，所述方法包括：
基于预定义规则确定(401)发送时空图案；以及
根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)发送(402)至少一个信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定义规则基于所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定义规则基于由所述服务器无线电节点(110)向所述客户端无线电节点(120)指示的信息。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，由服务器无线电节点(110)向客户端无线电节点(120)指示的信息包括关于客户端无线电节点(120)的针对发送时空图案的每个波束的发送时空图案的信息。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定义规则基于由客户端无线电节点(120)根据信号扫描图案确定的优选信标波束的索引。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定义规则基于所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点(120)所位于的区域的定时。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其中，基于所述预定义规则确定(401)所述发送时空图案还包括确定在所述客户端无线电节点(120)的发送时空图案中的重复传输的次数。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)发送(402)至少一个信号包括：在服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点(120)所位于的区域的时间期间，向所述服务器无线电节点(110)发送所述至少一个信号。
20.根据权利要求12所述的方法，其中，根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)发送(402)至少一个信号包括：在服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的确定的波束发生时并且在与确定的波束发生空间相邻的波束发生时重复发送所述至少一个信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的确定的波束发生的波束具有相对于优选信标波束的索引的索引偏移，并且与确定的波束发生空间相邻的波束发生的波束分别具有相对于确定的波束发生的波束的索引偏移的索引偏移+1和索引偏移-1。
22.根据权利要求12-21中任一项所述的方法，还包括：当未从所述服务器无线电节点(110)接收到响应时，根据回退发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)重新发送(403)所述至少一个信号。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述回退时空发送图案中的重复传输的次数多于所确定的发送时空图案中的重复传输的次数。
24.根据权利要求22-23中任一项所述的方法，其中，所述回退时空发送图案由所述服务器无线电节点(110)基于所述服务器无线电节点(110)的接收波束与发送波束之间的空间失配来配置。
25.根据权利要求12-24中任一项所述的方法，其中，从客户端无线电节点(120)向服务器无线电节点(110)发送的至少一个信号包括以下中的一个或多个：随机接入前导码、控制或数据信息、调度请求、缓存状态报告、争用消息、跟踪区域更新信息。
26.一种服务器无线电节点(110)，用于在无线通信网络(100)中从客户端无线电节点(120)接收信号，其中所述服务器无线电节点(110)被配置为：
确定所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案；以及
基于所述接收时空扫描图案，从所述客户端无线电节点(120)接收至少一个信号，所述至少一个信号由所述客户端无线电节点(120)根据由所述客户端无线电节点(120)基于预定义规则确定的发送时空图案来发送。
27.根据权利要求26所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述服务器无线电节点(110)被配置为：基于信标扫描图案确定接收时空扫描图案。
28.根据权利要求27所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述服务器无线电节点(110)被配置为：通过被配置为确定具有相对于所述信标扫描图案的信标波束的索引的索引偏移的接收时空扫描图案，基于信标扫描图案来确定所述接收时空扫描图案。
29.根据权利要求28所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述索引偏移是预定义的，使得不需要来自所述服务器无线电节点(110)的信令以向所述客户端无线电节点(120)通知所述索引偏移。
30.根据权利要求28所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述服务器无线电节点(110)被配置为：经由广播或专用信令将所述索引偏移指示给所述客户端无线电节点(120)。
31.根据权利要求26所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述服务器无线电节点(110)被配置为：通过被配置为定义候选接收时空扫描图案集合，确定所述接收时空扫描图案。
32.根据权利要求31所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述服务器无线电节点(110)还被配置为：向客户端无线电节点(120)通知从所述候选接收时空扫描图案集合中所选择的接收时空扫描图案。
33.根据权利要求32所述的服务器无线电节点(110)，其中，所述服务器无线电节点(110)还被配置为：通过被配置为向所述客户端无线电节点(120)发送所选择的接收时空扫描图案的索引，向客户端无线电节点(120)通知所选择的接收时空扫描图案。
34.一种客户端无线电节点(120)，用于在无线通信网络(100)中向服务器无线电节点(110)发送信号，其中所述客户端无线电节点(120)被配置为：
基于预定义规则确定发送时空图案；以及
根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)发送至少一个信号。
35.根据权利要求34所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述预定义规则基于所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案。
36.根据权利要求34所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述预定义规则基于由所述服务器无线电节点(110)向所述客户端无线电节点(120)指示的信息。
37.根据权利要求36所述的客户端无线电节点(120)，其中，由服务器无线电节点(110)向客户端无线电节点(120)指示的信息包括关于客户端无线电节点(120)的针对发送时空图案的每个波束的发送时空图案的信息。
38.根据权利要求34所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述预定义规则基于由客户端无线电节点(120)根据信号扫描图案确定的优选信标波束的索引。
39.根据权利要求34所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述预定义规则基于所述服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点(120)所位于的区域的定时。
40.根据权利要求34-39中任一项所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述客户端无线电节点(120)被配置为：通过被配置为确定所述客户端无线电节点(120)的发送时空图案中的重复传输的次数，基于所述预定义规则确定所述发送时空图案。
41.根据权利要求34所述的客户端无线电节点(120)，其中，客户端无线电节点(120)被配置为：通过被配置为在服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的波束指向客户端无线电节点(120)所位于的区域的时间期间向所述服务器无线电节点(110)发送所述至少一个信号，根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)发送所述至少一个信号。
42.根据权利要求34所述的客户端无线电节点(120)，其中，客户端无线电节点(120)被配置为：通过被配置为在服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的确定的波束发生时并且在与确定的波束发生空间相邻的波束发生时重复发送所述至少一个信号，根据所确定的发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)发送至少一个信号。
43.根据权利要求42所述的客户端无线电节点(120)，其中，服务器无线电节点(110)的接收时空扫描图案的确定的波束发生的波束具有相对于优选信标波束的索引的索引偏移，并且与确定的波束发生空间相邻的波束发生的波束分别具有相对于确定的波束发生的波束的索引偏移的索引偏移+1和索引偏移-1。
44.根据权利要求34-43中任一项所述的客户端无线电节点(120)，其中，客户端无线电节点还被配置为：当未从所述服务器无线电节点(110)接收到响应时，根据回退发送时空图案向所述服务器无线电节点(110)重新发送所述至少一个信号。
45.根据权利要求44所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述回退时空发送图案中的重复传输的次数多于所确定的发送时空图案中的重复传输的次数。
46.根据权利要求44-45中任一项所述的客户端无线电节点(120)，其中，所述回退时空发送图案由所述服务器无线电节点(110)基于所述服务器无线电节点(110)的接收波束与发送波束之间的空间失配来配置。
47.一种无线通信网络(100)中的方法，用于在第一无线电节点(110)和第二无线电节点(120)之间接收和发送信号，其中所述第一无线电节点(110)是服务器无线电节点并且第二无线电节点是客户端无线电节点，或者所述第一无线电节点(110)是客户端无线电节点并且第二无线电节点是服务器无线电节点，所述方法包括：
确定(601)所述第一无线电节点(110)的接收时空扫描图案；
基于预定义规则确定(602)第二无线电节点(120)的发送时空图案；
根据所确定的发送时空图案从所述第二无线电节点(120)发送(603)信号；
根据定义的第一无线电节点(110)的接收时空扫描图案在第一无线电节点(110)中检测(604)信号；以及
当检测到信号时，从第一无线电节点(110)向所述第二无线电节点(120)发送(605)响应。
48.根据权利要求47所述的方法，还包括：当未从所述服务器无线电节点(110)接收到响应时，根据回退发送时空图案从所述客户端无线电节点(120)向所述服务器无线电节点(110)重新发送(606)所述信号。
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