CN107925459B - 用于无线通信的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了适于彼此无线通信的第一设备80、90和第二设备100、110以及其中执行的方法。基于要在从第一设备到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度来确定54保护间隔长度。具有所确定的保护间隔长度的保护间隔将会被应用56在传送给第二设备的第一传输块与第一传输块之后的第二传输块之间。可增加传输效率并且可降低开销。

Description

用于无线通信的方法和设备

技术领域

本公开涉及无线通信。更具体地，其涉及适于彼此无线通信的第一设备和第二设备，且涉及第一设备和第二设备中执行的方法。

背景技术

波束成形是指用于控制无线电信号的辐射模式的一组技术。波束成形的一种方法是通过调整从每个单独的天线元件辐射的信号分量的传输权重来控制具有多个天线元件的天线的总天线模式。

通过选择传输权重，被传输的能量可以被引导到接收所传输能量的接收机的位置。

图1示出了通过选择相控阵天线的权重来利用波束成形可实现的示意性天线图。示意性天线图显示了强的可调主瓣和几个较弱的旁瓣。强的主瓣实现天线的高天线增益。

一般来说，波束成形是能够增强无线网络中的容量和能量效率的技术。通过执行波束成形操作，天线增益可以增大，导致正在接收的信号的强度增加；实际上，较高的天线方向性可能导致被传输的能量的较大部分被传递给接收机。

同时，干扰在较小的区域中扩散，对***中其他用户而言通常导致干扰级别降低。增加的信号与干扰噪声比(SINR)可能会导致更高的比特率和更高的空中接口容量。面向分组的***中较高的SINR可导致较短的分组传输时间，这有助于减少***中的能量消耗，因为发射机和接收机可能在相对较大比率的时间期间进入空闲模式。

用相控阵天线进行波束成形对于毫米波无线电(即用于发送和接收毫米波长的波的无线电设备)是有用的。这些相对较短的波长减小了单个天线元件的尺寸，这使得构建具有合理尺寸的多个元件的高增益天线阵列成为可能。

相反，如果在毫米波长处使用全向天线或具有低方向性的天线，则所得到的天线孔径很小，这导致相对较低的增益和通过空中接口到接收机的较低功率传递。这在较高频率处表现为增加的路径损耗；实际上，测量到的路径损耗通常指的是各向同性辐射体与各向同性接收天线元件之间的信号衰减。

在点对点通信中，较高的路径损耗可以通过增加天线孔径来补偿，无论是作为固定反射收集器、固定天线阵列还是相控天线阵列。

使用相控天线阵列的波束成形还可以快速调整波束方向。相控阵天线可用于无线电定位或无线电导航(雷达)和无线电通信(如卫星通信)中，并且在某些点对多点固定链路和移动通信中也具有潜在的应用。

在S.Wyne等人的“Beamforming Effects on Measured mm-Wave ChannelCharacteristics”(IEEE Trans.Wireless Communications，Vol.10，No.11，Nov.2011)中注意到波束成形的一个效果是显著降低了在60千兆赫(GHz)处的无线通信信道上接收到的传输的可观察延迟扩展。

图2示意性地示出了当使用全向天线时的多径无线电传播环境和相应的功率延迟分布。多径传播环境包括视距(LOS)路径以及非视距(NLOS)路径。功率延迟分布相应地包括视距(LOS)分量，且还包括对延迟扩展的增加做出贡献的强的非视距分量(NLOS)分量。

图3示意性地呈现了与图2中相同的多径无线电传播环境，但是具有用于发送和接收的定向天线。图3还呈现了使用定向天线时的功率延迟分布。可以看出，与图2中呈现的非视距(NLOS)分量的贡献相比，NLOS分量的贡献降低了，因为图3中的NLOS分量是用较弱的旁瓣发送和/或接收的。

功率延迟分布中的随后接收到的部分因此较弱，并且与图2中相比，图3中的均方根(RMS)延迟扩展被缩短了。

利用波束成形，所传输的功率通量密度可以限制在小的立体角，与将相同的能量扩散在天线周围的整个球上相比，有效地提高了天线的增益。诸如本征波束成形之类的其他波束成形方法旨在以使接收天线所收集的功率通量密度最大化的方式来集中所传输的能量。这种特征波束成形不一定是方向性的，但是用于天线加权的典型解决方案将会倾向于青睐具有小传播延迟和低散射的信号路径。在这方面，发射天线阵列、接收天线或接收天线阵列和传播环境形成可被自适应地设计以提高通信性能的等效信道。通常可以说波束成形可以减少主导分量(包括视距分量和非视距分量)的数量，并且因此可以降低延迟扩展。

波束成形的目的是改善沿主导信号方向的传输能量部分，从而提高能在接收天线的孔径内捕获的能量的量。

在当今的传输***中，通常通过在传输块之间***保护间隔来划分传输块。

图4是被划分成传输块的发送信号的示意表示，其中在块之间***了保护间隔。

当传输块被视为复合符号时，可以看出一个传输块的脉冲响应的尾部可能干扰连续的传输块。这种块间干扰类似于在部分响应通信信道中观察到的码间干扰，即通信信道扩宽了符号并使符号干扰到后续符号。

可以***保护间隔以避免当在色散介质(例如，无线通信信道)上发送时来自传输块的功率泄漏到下一个连续传输块中。如果保护间隔长到足以捕获正在使用的无线电信道的脉冲响应的尾部，则来自第一传输块的所有瞬态在该保护间隔内衰减并且通常不会干扰连续的第二传输块同时，因为由于使用更长的保护间隔会花费更多时间来发送数据，保护间隔会产生开销，因此保护间隔不应长过必要的长度。

存在不同类型的保护间隔。在第一种情况下，在保护间隔内不发送信号。在另一种情况下，在保护间隔中发送后续传输块的最后部分。该部分也称为循环前缀，其是允许对传输的无线电信道线性滤波器操作等同于所发送的符号与无线电信道响应的循环卷积的技术。在又一种情况下，保护间隔可以用于发送已知信号，例如以导频符号的形式。如果该已知信号出现在传输块之前和之后，那么第一副本可以被视为传输块的循环前缀，而第二副本可被视为已知序列的循环前缀。

在无线通信***中，一些消息或传输块旨在针对单个设备。实际上大多数数据信息都属于这种类型。如果设备位置对于基站是已知的，则可以朝着设备对传输定向地进行波束成形，实现波束成形的优点，例如所传输的能量被引导到用户的设备以及减少对其他用户的设备的干扰。可以实现的其他波束成形方法具有改善设备处的信号与干扰噪声比(SINR)的相同目标，并且可以使用天线自适应来沿着一条以上路径向一个或多个设备传递能量，该能量被用于将一个或多个流携带给多个设备。这些路径中的每一条通常都被理解为环境中孤立的散射体簇的结果，其使得能够进行多径分集传输。这种***中的每个设备将会看到针对每个发射流的等效多输入多输出(MIMO)信道，与不使用天线适配时相比，发射流受到明显降低的干扰。如果无线通信***被设计为能够进行波束成形，则可以使用波束成形来发送用户特定的数据。

本文使用的设备可以包括用户的设备，例如用户设备。设备可以附加地或备选地包括机器型通信(MTC)中的传感器和致动器。

一些消息旨在针对许多设备，例如公共控制信令消息。当设备位置未知时(例如在初始接入时)，或者当公共控制消息旨在针对多个设备时(这将使得针对每个设备的波束成形不切实际)，通常不使用波束成形。因此，以降低的方向性来发送通用控制消息具有一些益处，或者是不使用波束成形，或者是与在发送用户特定数据时使用的波束成形增益相比至少使用低得多的波束成形增益。

许多基于正交频分复用(OFDM)的流行通信标准确实允许保护间隔的变化。长期演进(LTE)和全球微波接入互操作性(WiMAX)是无线标准的例子，其允许循环前缀有一个以上的长度选项。例如，LTE网络可以配置为具有5微秒长的循环前缀(CP)或具有大约17微秒长的扩展CP。例如，在蜂窝无线通信***的部署中，可以在多个小区上逐小区地配置这些CP。较长的循环前缀可以用在小区倾向于比城市大得多的农村地区。

尽管可以使用波束成形来发送用户特定的数据并且因此允许使用短的保护间隔，但由于波束成形降低了延迟扩展，无线通信***无论如何都必须使用更长的保护间隔来匹配传输的较大延迟扩展，而无需波束成形或者具有更少的波束成形(例如公共控制消息的传输)。此外，虽然窄波束意味着延迟扩展较小，但它们也意味着较差的用户定位。因此可能需要宽波束以允许用户来定位***，但这意味着更多的延迟扩展。较大的延迟扩展需要较长的保护间隔。较低的延迟扩展可以用较短的保护间隔来处理。

被设计为在连续传输块之间应用长保护间隔的无线通信***将导致以下***：与在具有短功率延迟分布的等效信道上发生的那些通信所需的开销相比，该***有更多的开销。

因此，需要一种解决上述问题的解决方案。

发明内容

本文的示例性实施例的目的是解决上面概述的问题中的至少一些问题，并且能够减少使用比所需保护间隔长度更长的保护间隔长度在信道上发生的通信的开销。根据所附独立权利要求并通过根据从属权利要求的示例性实施例，通过第一设备、第二设备以及其中执行的方法来实现该目的和其他目的。

根据一个方面，示例性实施例提供了一种在与第二设备无线通信的第一设备中执行的方法。所述方法包括获得要在到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度。所述方法还包括基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度。此外，所述方法包括：在传送给所述第二设备的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

根据另一方面，示例性实施例提供了一种适于与第二设备无线通信的第一设备。所述第一设备被配置为获得要在到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度。所述设备还被配置为基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度。此外，所述设备被配置为：在传送给所述第二设备的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

根据又一方面，示例性实施例提供了一种在与第一设备无线通信的第二设备中执行的方法。所述方法包括确定当从所述第一设备接收第一传输块时要应用的波束成形的程度。所述方法还包括：向所述第一设备发送所确定的波束成形的程度，以使得所述第一设备能够确定要应用于保护间隔的保护间隔长度，所述保护间隔在所述第一设备发送给所述第二设备的且位于所述第一传输块之后的传输块之前。

根据又一方面，示例性实施例提供了一种适于与第一设备无线通信的第二设备。所述第二设备被配置为确定当从所述第一设备接收第一传输块时要应用的波束成形的程度。所述第二设备还被配置为：向所述第一设备发送所确定的波束成形的程度，以使得所述第一设备能够确定要应用于保护间隔的保护间隔长度，所述保护间隔在所述第一设备发送给所述第二设备的且位于所述第一传输块之后的传输块之前。

通过应用具有基于在传输块的传送中使用的波束成形的程度确定的保护间隔长度的保护间隔，降低了传输开销并因此提高了***效率。

附图说明

现在将更详细地并参照附图描述实施例，其中：

-图1示意性地示出了根据现有技术的定向天线辐射模式；

-图2呈现了根据现有技术的当使用全向天线时的多径无线电传播环境和功率延迟分布；

-图3呈现了根据现有技术的当使用定向天线时的多径无线电传播环境和功率延迟分布；

-图4示意性地示出根据现有技术的利用居中的保护间隔来划分为传输块的发送信号；

-图5示出了根据示例性实施例的在第一设备中执行的方法的流程图；

-图6示出了根据示例性实施例的在第二设备中执行的方法的流程图；

-图7呈现了根据示例性实施例的第一设备、第二设备和第三设备之间的信令的示意性信令图；

-图8和9示意性地呈现了根据本公开的示例性实施例的第一设备；以及

-图10和11示意性地呈现了根据本公开的示例性实施例的第二设备。

具体实施方式

在下面的描述中，将参考附图更详细地描述示例性实施例。为了解释而非限制的目的，阐述了特定细节(例如具体示例和技术)以提供透彻的理解。

本公开呈现了根据在先前传输块的通信中应用的波束成形的程度对保护间隔长度的适配。

为了简单起见，首先描述实现保护间隔的两个不同长度的情况，一个用于波束成形的传输，另一个用于非波束成形的传输。

当使用波束成形来无线传输传输块时，与不使用波束成形或使用较少波束成形来无线传输传输块时相比，包括正在使用的发送和/或接收天线模式的无线信道通常将具有较少的延迟扩展。这里还参考图2和图3，分别示意性地呈现当使用全向天线和定向天线时的功率延迟分布。定向天线是指具有有意偏置以使得其在至少一个方向上较强而在其他方向上较弱的发射和/或接收模式的天线。相反，全向天线是旨在在所有方向上均等偏置的天线，但是实际上，这样的全向天线的发送和/或接收模式可能偏离在所有方向上均等偏置。图3的延迟扩展明显低于图2的延迟扩展。这是由于与图2的示例相比，图3的示例中由反射引起的瞬态在更短的时间段内衰减。

因此，相对较短的保护间隔可能足以避免在应用波束成形时干扰后续传输块，而对于不具有经历具有相对较长延迟扩展的信道的波束成形的传输，需要较长的保护间隔以避免干扰接下来到来或后续的传输块。

方向性可以进一步指代天线辐射特性的改变，以便与其他方向相比，更多的能量可以在某些方向上辐射。通常，定向天线具有高增益的主瓣和可能的旁瓣。描述天线方向性的优值是峰值增益和半功率波束宽度(HPBW)。全向蜂窝天线在方位角方向上具有近似恒定的峰值增益。

图5示出了根据示例性实施例的在与第二设备100、110无线通信的第一设备80、90中执行的方法的流程图。该方法包括以下动作。

动作52：第一设备80、90获得要应用在第一传输块到第二设备100、110的传送中的波束成形的程度。要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度可以是在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度，或者是在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度。波束成形的程度可以备选地包括在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度与在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度的组合。

因此，在一些实施例中，获得波束成形的程度可以包括：确定在向第二设备100、110发送第一传输块时要由第一设备80、90应用的第一波束成形程度。

在一些实施例中，获得波束成形的程度还可以包括：从第二设备100、110接收第二波束成形程度，第二波束成形程度将由第二设备100、110在从第一设备80、90接收第一传输块时应用。在这样的实施例中，获得波束成形的程度可以包括：基于所确定的第一波束成形程度和接收到的第二波束成形程度来确定波束成形的程度。

在一些实施例中，确定波束成形的程度可包括：通过将与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益相乘来确定波束成形增益。

备选地，确定波束成形的程度可以包括：通过对与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益执行最大值操作来确定波束成形增益。对第一波束成形增益和第二波束成形增益执行最大值操作包括选择第一波束成形增益和第二波束成形增益的最大值。例如，如果第一波束成形增益是20dB，并且第二波束成形增益是15dB，则作为最大值操作的结果选择第一波束成形增益。

动作54：第一设备80、90基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度。

确定保护间隔长度可包括：应用波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系，使得所获得的波束成形的程度越高，所确定的保护间隔长度越短。换句话说，波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系可以是使得当波束成形的程度增加时保护间隔长度减小，且反之亦然，即，使得当波束成形的程度减小时保护间隔长度增加。

确定保护间隔长度还可以包括在映射表中将波束成形的程度映射到保护间隔长度。

在一些实施例中，确定保护间隔长度可以包括：当获得的波束成形的程度低于阈值时确定第一保护间隔长度，且当波束成形的程度等于或高于所述阈值时确定比第一保护间隔长度短的保护间隔长度。

保护间隔可以包括以下中的至少一个：多个零符号；循环前缀，即第二传输块的最后部分的重复；以及第二设备100、110已知的符号序列。

在一些实施例中，第一设备80、90可以将所确定的保护间隔长度或所获得的波束成形的程度传送或发送给第二设备100、110。

动作56：第一设备80、90在传送给第二设备100、110的第一传输块与该第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。在一些实施例中，第一传输块之后的第二传输块可以是在第一传输块之后的下一个传输块。

在第一设备80、90中执行的方法还可以包括：向第二设备100、110传送第一传输块，且传送第二传输块，其中，具有所确定的保护间隔长度的保护间隔将第一传输块和第二传输块在时间上分隔开。第二传输块可以将或可以不将第二设备100、110作为目的地。

在此外的实施例中，第一设备80、90还可以与第三设备无线通信。获得波束成形的程度因而还可以包括：确定要在到第三设备的第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度。在这些实施例中，第三传输块的传送可以与第一传输块的传送同时发生，即与第一传输块的传送同时执行。此外，确定保护间隔长度包括基于所获得要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度与所确定的要在第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度中的较低者来确定保护间隔长度。

所述第一传输块和所述第三传输块的同时传送还可以包括同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送。

同步所述第一传输块和所述第三传输块的所述传送可包括：将所述第一传输块和所述第三传输块作为在时间段中发送的多个传输块中的初始传输块分别传送给所述第二设备和所述第三设备。在该时间段内发送的传输块的数量可取决于传输块之间需要什么样的保护间隔长度。

图6示出了在与第一设备80、90无线通信的第二设备100、110中执行的方法的流程图。该方法包括以下动作。

动作62：第二设备100、110确定当从第一设备80、90接收第一传输块时要应用的波束成形的程度。在一些实施例中，确定波束成形的程度可以包括：从第一设备80、90接收要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度。要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度可以是在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度。然后，在一些实施例中，在从第一设备80、90接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度可以基于在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度来确定。

动作64：第二设备100、110向第一设备80、90发送所确定的波束成形的程度，以使得第一设备80、90能够确定要应用于保护间隔的保护间隔长度，所述保护间隔在第一设备80、90发送给第二设备100、110的且位于第一传输块之后的传输块之前。在一些实施例中，第一设备80、90向第二设备100、110发送的且在第一传输块之后的传输块可以是在第一传输块之后的下一个传输块。

在一些实施例中，第二设备100、110可以基于接收到的波束成形的程度来确定保护间隔长度。在这些实施例中的一些中，保护间隔长度的确定还可以基于当从第一设备80、90接收第一传输块时要应用的所确定的波束成形的程度。

然后，第二设备100、110可以在接收到第一传输块一时间段后接收来自第一设备80、90的第二传输块，其中，所述时间段等于或通过其他方式对应于所确定的保护间隔长度。为了接收第二传输块，第二设备100、110可以使用所确定的保护间隔长度来确定第二传输块何时开始。

在备选实施例中，第二设备100、110可以从第一设备80、90接收保护间隔长度。然后，第二设备100、110可以在接收到第一传输块一时间段后接收来自第一设备的第二传输块，其中，所述时间段等于或通过其他方式对应于所接收的保护间隔长度。为了接收第二传输块，第二设备100、110可以使用所接收的保护间隔长度来确定第二传输块何时开始。

图7示意性地呈现了示出第一设备702、第二设备704和第三设备706之间的信令的信令图的示例。在S71中，第一设备702确定在发送第一传输块时要使用的波束成形的程度。可选地，第一设备702还可以在S71中确定在发送第三传输块时要使用的波束成形的程度。在S72中，第二设备704向第一设备702发送当在第二设备704处接收第一传输块时将会使用的波束成形的程度。在S73中，第三设备706可以可选地向第一设备702发送当在第三设备706处接收第三传输块时将会使用的波束成形的程度。在S74中，第一设备702确定当将第一传输块传送给第二设备704时要使用的波束成形的程度，以及当将第三传输块传送给第三设备706时要使用的波束成形的程度。在S75中，第一设备702基于当传送第一传输块和第三传输块时要分别使用的两个波束成形程度中的较低者来确定保护间隔长度。在S76中，第一传输块由第一设备702发送给第二设备704。在S77中，第三传输块由第一设备702发送给第三设备706。S77中第三传输块的发送可以与S76中第一传输块的发送同时发生，即与第一传输块的发送同时执行。在S78中，第一设备702在传送第二传输块之前将所确定的保护间隔长度应用于保护间隔。该第二传输块可以被发送给第二设备704或第三设备706，或发送给不同于第二设备704或第三设备706的设备。

如果第一设备702每次传送一个传输块，即不存在同时的传送，则对保护间隔长度的确定基于在此时传送的传输块的传送中应用的波束成形的程度。

如果第二设备704在接收第一传输块时没有应用波束成形，则在传送第一传输块时应用的波束成形的程度可以仅是在发送第一传输块时由第一设备702应用的波束成形的程度。类似地，当将第三传输块传送给第三设备706时；如果第三设备706在接收第三传输块时没有使用波束成形，则在传送第三传输块时由第一设备702应用的波束成形的程度可以是在发送第三传输块时由第一设备702应用的波束成形的程度。

如上所述，在应用波束成形时可以减小延迟扩展。延迟扩展可以减小的量取决于所应用的波束成形的程度。波束成形的程度越高，延迟扩展越低。

表1：保护间隔长度与波束成形的程度之间的关系

表1呈现了保护间隔长度如何取决于所应用的波束成形的程度的示例。表1中的保护间隔长度随着波束成形的程度的增加而减小，即L1≥L2≥L3≥L4≥L5≥L6。

波束成形的程度还可以通过将波束成形的程度表达为例如以下各项来量化：波束成形增益、主瓣宽度(在半波瓣高度处测量的)、用于波束成形的天线元件的数量、主瓣强度与旁瓣强度之比等。

波束成形增益	保护间隔长度
		＜阈值	L1
≥阈值	L2

表2：保护间隔长度取决于所应用的波束成形增益的可能方式的示例。

在表2的例子中，可以实现两个保护间隔长度；一个即L1，用于没有波束成形的传输或具有低于某个阈值的波束成形增益的传输；以及另一较短保护间隔即L2，用于使用等于或高于所述某个阈值的波束成形增益的波束成形的传输。

波束成形的程度与波束成形增益之间的关系是使得较高程度的波束成形对应于较高波束成形增益，反之亦然，即较低程度的波束成形对应于较低波束成形增益。

如果不同类型的消息(例如用户特定数据和公共控制消息)或者一般地具有不同波束成形程度的传输在一个传输块中传输，后续保护间隔的保护间隔长度可以被设置为用于传送数据块的各个不同波束成形增益的函数。随后的保护间隔的保护间隔长度可以备选地基于具有最小波束成形增益的传送来确定。

如上所述，在传输块的通信中应用的波束成形可以包括在发送设备处应用的用于发送传输块的波束成形，还包括在接收设备处应用的用于接收所述传输块的波束成形。每个天线阵列具有与其相关联的阵列模式，其将天线阵列中包括的天线元件的模式相乘。所得到的天线方向性可以被称为A(θ，φ)，，其中，θ和φ是方位角和仰角。用于传送传输块的总波束成形增益从而可以是用于发送的波束成形增益和用于接收传输块的波束成形增益的函数。在一个示例中，传送中使用的总波束成形增益或产生的波束成形增益可以被确定为两个波束成形增益的乘积，如下面的表4所示。确定波束成形增益的另一种方式可以是在所有方位角和仰角上最大化发射和接收定向天线增益的乘积，其中，假定两个天线阵列之间具有视距，将公共参考系用于坐标***。然而，在链路预算计算中，可以使用通过将来自每个天线阵列的最大天线增益与相对于各向同性天线对的经验路径损耗相乘的简化计算。

表3：保护间隔长度可如何取决于在发送传输块时应用的波束成形增益和在接收所述传输块时应用的波束成形增益的示例；这里L1、L2和L3指派由特定的等效天线增益来阈值化的保护间隔长度，即，根据用于总波束成形增益(表示为特定的等效天线增益)的阈值条件来应用的保护间隔长度。

可以使用其他确定保护间隔的方法，例如基于阵列模式的方位角和仰角中的角展度的最小值。

表4：保护间隔长度可如何取决于在发送传输块时应用的波束成形增益和在接收所述传输块时应用的波束成形增益的另一示例；这里L1、L2和L3指派由特定的等效天线增益来阈值化的保护间隔长度。例如，具有保护间隔长度L1的保护间隔可以在使用BF增益传送传输块之后应用，其中，O＜BF增益＜Y1×H1。较短的保护间隔长度L2(即L2＜L1)可以在使用BF增益来传送传输块之后应用，其中Y1×H1＜BF增益＜Y2×H2。另外，在使用BF增益(其中Y2×H2＜BF增益＜Y3×H3)来传送传输块之后，甚至更短的保护间隔长度L3(即L3＜L2)可以用于紧接在传输块的传送之后的保护间隔。

基于在传输块的传送中应用的波束成形的程度或者例如波束成形增益来确定保护间隔的长度。可以用相对较短的保护间隔来执行在具有相对较低延迟扩展的信道上对传输块的波束成形传送。可以用相对较长的保护间隔来执行在具有相对较高延迟扩展的信道上对传输块的非波束成形传送或较少波束成形传送。

在这方面，保护间隔的长度可以被认为是基于延迟扩展来确定的。因此，可以利用相对较短的保护间隔来发送经历具有相对低延迟扩展的信道的波束成形传输，而可以利用相对较长的保护间隔来发送经历具有相对较高延迟扩展的信道的非波束成形传输或较少波束成形传输。

由于保护间隔贡献了无线通信***的开销，所以减少正在使用的保护间隔的长度提高了所述***的通信效率。

为了执行本文描述的方法，提供了第一设备80、90。第一设备80、90适于与第二设备100、110无线通信。第一设备80、90被配置为获得要应用在第一传输块到第二设备100、110的传送中的波束成形的程度。第一设备80、90被配置为获得要应用在第一传输块到第二设备100、110的传送中的波束成形的程度可以包括：第一设备80、90被配置为获得在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度和/或在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度。所获得的波束成形的程度因此可以是在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度或在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度。所获得的波束成形的程度可以备选地包括在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度与在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度的组合。

在一些实施例中，第一设备80、90被配置为获得波束成形的程度可包括：第一设备80、90被配置为确定在向第二设备100、110发送第一传输块时要由第一设备80、90应用的第一波束成形程度。

在一些实施例中，第一设备80、90被配置为获得波束成形的程度还可以包括：第一设备80、90被配置为从第二设备100、110接收第二波束成形程度，第二波束成形程度将由第二设备100、110在从第一设备80、90接收第一传输块时应用。

第一设备80、90被配置为获得波束成形的程度可包括：第一设备80、90被配置为基于所确定的第一波束成形程度和接收到的第二波束成形程度来确定波束成形的程度。

第一设备80、90被配置为获得波束成形的程度还可包括第一设备80、90被配置为：通过被配置为将与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益相乘来确定波束成形增益。

备选地，第一设备80、90被配置为获得波束成形的程度可包括第一设备80、90被配置为：通过被配置为对与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益执行最大值操作来确定波束成形增益。

第一设备80、90还被配置为基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度。

第一设备80、90可被配置为将所确定的保护间隔长度或所获得的波束成形的程度传送给第二设备100、110。

第一设备80、90被配置为确定保护间隔长度还可包括：第一设备80、90被配置为应用波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系，使得所获得的波束成形的程度越高，所确定的保护间隔长度越短。换句话说，第一设备80、90被配置为确定保护间隔长度还可包括：第一设备80、90被配置为应用波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系，使得当波束成形的程度增加时保护间隔长度减小，反之亦然，即，使得当波束成形的程度减小时保护间隔长度增加。

在一些实施例中，第一设备80、90被配置为确定保护间隔长度可包括：第一设备80、90被配置为在映射表中将波束成形的程度映射到保护间隔长度。

在一些实施例中，第一设备80、90被配置为确定保护间隔长度可附加地或备选地包括：第一设备80、90被配置为当获得的波束成形的程度低于阈值时确定第一保护间隔长度，且当波束成形的程度等于或高于所述阈值时确定比第一保护间隔长度短的保护间隔长度。

根据一些实施例，保护间隔可包括以下一项或多项：多个零符号、循环前缀(即，第二传输块的最后部分的重复)和第二设备100、110已知的符号序列。

此外，第一设备被配置为：在传送给第二设备100、110的第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。在一些实施例中，第一传输块之后的第二传输块可以是在第一传输块之后的下一个传输块。

第一设备80、90还可以被配置为：通过被配置为向第二设备100、110发送第一传输块来将第一传输块传送给第二设备100、110。此外，第一设备80、90可以被配置为：通过被配置为发送第二传输块来传送第二传输块，其中通过具有所确定的保护间隔长度的保护间隔将第一传输块和第二传输块在时间上分隔开。第二传输块可以将或可以不将第二设备100、110作为目的地。

在另外的实施例中，第一设备80、90还可被配置为：与第三设备无线通信，且确定要在第三传输块到第三设备的传送中应用的第三波束成形程度。在这些实施例中，第三传输块的传送可以与第一传输块的传送同时发生，即与第一传输块的传送同时执行。此外，第一设备80、90可被配置为：基于所获得要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度与所确定的要在第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度中的较低者来确定保护间隔长度。

在一些实施例中，第一设备80、90可以被配置为同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送。

第一设备80、90被配置为同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送还可包括：第一设备80、90被配置为将所述第一传输块和所述第三传输块作为在时间段中发送的多个传输块中的初始传输块分别传送给所述第二设备和所述第三设备。在该时间段内发送的传输块的数量可取决于传输块之间需要什么样的保护间隔长度。

根据本公开的示例性实施例，第一设备80、90的可能实现在图8中被表示为第一设备80，其适于与第二设备100、110无线通信。第一没备80包括接收机82、发射机84和处理器86。第一设备80被配置为经由接收机82获得要应用在第一传输块到第二设备100、110的传送中的波束成形的程度。第一设备80还被配置为：通过处理器86基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度。此外，第一设备80还被配置为：通过使用发射机84，在传送给第二设备100、110的第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

根据本公开的示例性实施例，第一设备80、90的可能实现在图9中被示意性地呈现为第一设备90，其适于与第二设备无线通信。图9的第一设备90包括获得模块92、处理模块94和应用模块96。获得模块92被配置为获得要应用在第一传输块到第二设备100、110的传送中的波束成形的程度。处理模块94被配置为基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度。此外，应用模块96被配置为：在传送给第二设备100、110的第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

为了执行本文描述的方法，提供了第二设备100、110。第二设备100、110适于与第一设备80、90无线通信。第二设备100、110被配置为确定当从第一设备80、90接收传输块时要应用的波束成形的程度。在一些实施例中，第二设备100、110被配置为确定波束成形的程度可以包括：第二设备100、110被配置为从第一设备80、90接收要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度。要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度可以是在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度。在一些实施例中，第二设备100、110然后可以被配置为：基于接收到的波束成形的程度，确定在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度。

第二设备100、110还被配置为：向第一设备80、90发送所确定的波束成形的程度，以使得第一设备80、90能够确定要应用于保护间隔的保护间隔长度，所述保护间隔在第一设备80、90发送给第二设备100、110的且位于第一传输块之后的传输块之前。在一些实施例中，第一设备80、90向第二设备100、110发送的且在第一传输块之后的传输块可以是在第一传输块之后的下一个传输块。

第二设备100、110还可被配置为：基于接收到的波束成形的程度来确定保护间隔长度。在一些实施例中，第二设备100、110还可以被配置为基于在从第一设备80、90接收第一传输块时要应用的所确定的波束成形的程度来确定保护间隔长度。备选地，第二设备100、110可以被配置为通过被配置为从第一设备80、90接收保护间隔长度来确定保护间隔长度。

第二设备100、110还可以被配置为使用所确定的波束成形的程度从第一设备80、90接收第一传输块，且在接收到第一传输块一时间段后接收来自第一设备80、90的第二传输块，其中其中，所述时间段等于或通过其他方式对应于所确定的保护间隔长度。第二传输块因此是由第一设备80、90向第二设备100、110发送且在第一传输块之后的传输块。

图10示意性地呈现了根据本公开的一些示例性实施例的第二设备100、110的可能实现，其在图10中被表示为第二设备100，适于执行该方法。

第二设备100包括接收机102、发射机104和处理器106。

接收机102被配置为从第一设备80、90接收第一传输块。接收机102还可被配置为从第一设备80、90接收要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度。要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度可以是在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度。接收机102还可被配置为接收由第一设备80、90向第二设备100、110发送且在第一传输块之后的传输块。在一些实施例中，接收机102还可以被配置为从第一设备80、90接收保护间隔长度。向保护间隔应用该保护间隔长度，该保护间隔位于由第一设备80、90向第二设备100、110发送且在第一传输块之后的传输块之前。接收到的位于第一传输块之后的传输块可以是由接收机102在接收到第一传输块一时间段后从第一设备80、90接收的第二传输块，其中，所述时间段等于或通过其他方式对应于所确定的保护间隔长度。

处理器106被配置为确定当从第一设备80、90接收第一传输块时要由接收机102应用的波束成形的程度。在一些实施例中，处理器106可被配置为基于从第一设备80、90接收到的要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度来确定在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度。处理器106还可被配置为：基于接收到的波束成形的程度来确定保护间隔长度。在一些实施例中，处理器106还可以被配置为基于在从第一设备80、90接收第一传输块时要应用的所确定的波束成形的程度来确定保护间隔长度。可选地，处理器106可被配置为将保护间隔长度确定为接收机102从第一设备80、90接收的保护间隔长度。

发射机104被配置为：向第一设备80、90发送所确定的波束成形的程度，以使得第一设备80、90能够确定要应用于保护间隔的保护间隔长度，所述保护间隔在第一设备80、90发送给第二设备100、110的且位于第一传输块之后的传输块之前。

图11示意性地示出了根据本公开的一些示例性实施例的第二设备100、110的另一可能实现，其在图11中被表示为第二设备110，适于执行该方法。第二设备110包括处理模块112、发送模块114和接收模块116。

接收模块116被配置为从第一设备80、90接收第一传输块。接收模块116还可被配置为从第一设备80、90接收要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度。要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度可以是在发送第一传输块时要在第一设备80、90处应用的波束成形的程度。接收模块116还可被配置为接收由第一设备80、90向第二设备100、110发送且在第一传输块之后的传输块。在一些实施例中，接收模块116还可以被配置为从第一设备80、90接收保护间隔长度。向保护间隔应用该保护间隔长度，该保护间隔位于由第一设备80、90向第二设备100、110发送且在第一传输块之后的传输块之前。接收到的位于第一传输块之后的传输块可以是由接收模块116在接收到第一传输块一时间段后从第一设备80、90接收的第二传输块，其中，所述时间段等于或通过其他方式对应于所确定的保护间隔长度。

处理模块112被配置为确定当从第一设备80、90接收第一传输块时要由接收模块116应用的波束成形的程度。在一些实施例中，处理模块112可被配置为基于从第一设备80、90接收到的要在第一传输块的传送中应用的波束成形的程度来确定在接收第一传输块时要在第二设备100、110处应用的波束成形的程度。处理模块112还可被配置为：基于接收到的波束成形的程度来确定保护间隔长度。在一些实施例中，处理模块112还可以被配置为基于在从第一设备80、90接收第一传输块时要应用的所确定的波束成形的程度来确定保护间隔长度。可选地，处理模块112可被配置为将保护间隔长度确定为接收模块116从第一设备80、90接收的保护间隔长度。

发送模块114被配置为：向第一设备80、90发送所确定的波束成形的程度，以使得第一设备80、90能够确定要应用于保护间隔的保护间隔长度，所述保护间隔在第一设备发送给第二设备的且位于第一传输块之后的传输块之前。

本公开允许为使用传输块的通信***动态地改变保护间隔长度。

在针对与***一致的信息的帧结构中(即帧长度是固定的并且与保护间隔长度无关)，保护间隔以及因此适合固定帧长度的符号的数量可以根据到正在发送的数据的类型而改变。

通常，使用相当程度的波束成形增益的无线通信***导致相对低的干扰。在这样的***中，可以使用传输块之间的不同保护间隔长度。然而，对正在向通信***的各种无线电接收机广播的传输块的传送进行同步可以是有利的。与传输块被窄波束成形相反，同步可以在通过宽的空间区域发送的控制信号块之间产生对齐，以确保通信***中的导频和信道估计符号被对齐。

在本公开的一些实施例中，数据的分帧(framing)可以类似于在LTE中应用的数据的分帧，其中固定的时间分段(诸如时隙或帧)包括整数个传输块，该整数根据保护间隔的长度而改变。

对于具有期望的最短功率延迟分布的波束成形传输而言，具有N个传输块的标称帧格式可以具有特定的保护间隔长度。其他类别的信号的帧大小可以保持相同，其中传输块的可能减少的整数数量和对应的保护间隔长度与所述减少的传输块数量之间的保护间隔的数量一致。

本示例性实施例的实施例具有以下优点：

基于传输块传送中使用的波束成形的程度来确定保护间隔长度减少了开销并因此提高了***效率。

还可以注意的是，上述实施例仅作为示例给出并且不应当限制本示例实施例，因为在如所附专利权利要求中要求保护的实施例的范围内其他解决方案、用途、目的和功能是显而易见的。

缩写

BF 波束成形

CP 循环前缀

dB 分贝

DL 下行链路

GHz G赫兹

HPBW 半功率波束宽度

LOS 视距

LTE 长期演进

MTC 机器类型通信

NLOS 非LOS

OFDM 正交频分复用

RMS 均方根

RX 接收

SINR 信号与干扰噪声比

TB 传输块

TX 发送

UL 上行链路

WiMAX 全球微波接入互操作性

Claims (22)

1.一种在与第二设备(100；110)无线通信的第一设备(80；90)中执行的方法，所述方法包括：

-获得(52)要在到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度；

其中获得(52)波束成形的程度包括：

确定所述第一设备在向所述第二设备发送所述第一传输块时要应用的第一波束成形程度，以及

从所述第二设备接收第二波束成形程度，并且其中，所述第二波束成形程度将由所述第二设备在接收来自所述第一设备的所述第一传输块时应用；

-基于所获得的波束成形的程度来确定(54)保护间隔长度；以及

在传送给所述第二设备的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用(56)具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得(52)波束成形的程度包括：基于所确定的第一波束成形程度和接收到的第二波束成形程度来确定波束成形的程度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定波束成形的程度包括：通过将与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益相乘来确定波束成形增益。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：将所确定的保护间隔长度或所获得的波束成形的程度传送给所述第二设备。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定(54)保护间隔长度包括：应用波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系，使得所获得的波束成形的程度越高，所确定的保护间隔长度越短。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定(54)保护间隔长度包括：在映射表中将波束成形的程度映射到保护间隔长度。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定(54)保护间隔长度包括：当获得的波束成形的程度低于阈值时确定第一保护间隔长度，而当波束成形的程度等于或高于所述阈值时确定比所述第一保护间隔长度短的保护间隔长度。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，保护间隔包括以下中的至少一项：多个零符号、循环前缀和所述第二设备已知的符号序列。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一设备与第三设备无线通信，获得(52)波束成形的程度还包括确定要在到所述第三设备的第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度，所述第三传输块的传送与所述第一传输块的传送同时发生，并且确定(54)保护间隔长度包括基于所获得的要在所述第一传输块的传送中应用的波束成形的程度与所确定的要在所述第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度中的较低者来确定保护间隔长度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一传输块和所述第三传输块的同时传送包括：同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送包括：将所述第一传输块和所述第三传输块作为在一时间段中发送的多个传输块中的初始传输块分别传送给所述第二设备和所述第三设备，在所述时间段内发送的传输块的数量取决于传输块之间需要什么样的保护间隔长度。

12.一种适于与第二设备(100；110)无线通信的第一设备(80；90)，所述第一设备(80；90)被配置为：

-获得要在到第二设备(100；110)的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度；

其中为了获得波束成形的程度，所述第一设备(80；90)还被配置为：

确定所述第一设备(80；90)在向所述第二设备(100；110)发送所述第一传输块时要应用的第一波束成形程度，以及

从所述第二设备(100；110)接收第二波束成形程度，并且其中所述第二波束成形程度将由所述第二设备(100；110)在接收来自所述第一设备(80；90)的所述第一传输块时应用；

-基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度；以及

在传送给所述第二设备(100；110)的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

13.根据权利要求12所述的第一设备(80；90)，其中，为了获得波束成形的程度，所述第一设备(80；90)还被配置为基于所确定的第一波束成形程度和接收到的第二波束成形程度来确定波束成形的程度。

14.根据权利要求13所述的第一设备(80；90)，其中，为了确定波束成形的程度，所述第一设备(80；90)还被配置为通过将与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益相乘来确定波束成形增益。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的第一设备(80；90)，所述第一设备(80；90)还被配置为将所确定的保护间隔长度或所获得的波束成形的程度传送给所述第二设备(100；110)。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的第一设备(80；90)，其中，为了确定保护间隔长度，所述第一设备(80；90)还被配置为应用波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系，使得所获得的波束成形的程度越高，所确定的保护间隔长度越短。

17.根据权利要求12至14中任一项所述的第一设备(80；90)，其中，为了确定保护间隔长度，所述第一设备(80；90)还被配置为在映射表中将波束成形的程度映射到保护间隔长度。

18.根据权利要求12至14中任一项所述的第一设备(80；90)，其中，为了确定保护间隔长度，所述第一设备(80；90)还被配置为：当获得的波束成形的程度低于阈值时确定第一保护间隔长度，而当波束成形的程度等于或高于所述阈值时确定比所述第一保护间隔长度短的保护间隔长度。

19.根据权利要求12至14中任一项所述的第一设备(80；90)，其中，所述保护间隔包括以下中的至少一项：多个零符号、循环前缀和所述第二设备(100；110)已知的符号序列。

20.根据权利要求12所述的第一设备(80；90)，所述第一设备(80；90)还被配置为与第三设备无线通信且确定要在到所述第三设备的第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度，所述第三传输块的传送与所述第一传输块的传送同时发生，并且其中所述第一设备(80；90)还被配置为基于所获得的要在所述第一传输块的传送中应用的波束成形的程度与所确定的要在所述第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度中的较低者来确定保护间隔长度。

21.根据权利要求20所述的第一设备(80；90)，所述第一设备(80；90)还被配置为同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送。

22.根据权利要求21所述的第一设备(80；90)，其中，为了同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送，所述第一设备(80；90)还被配置为将所述第一传输块和所述第三传输块作为在一时间段中发送的多个传输块中的初始传输块分别传送给所述第二设备和所述第三设备，在所述时间段内发送的传输块的数量取决于传输块之间需要什么样的保护间隔长度。

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