[發明專利]高效波束搜索

在審

• 申請號: 201780096459.8
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN111316571A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: T.維格倫;R.米德爾頓;R.德爾加多;K.劉;R.卡爾松
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H04W64/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 付曼;姜冰

提供了一種用于生成由網絡節點服務的小區的概率圖的方法。該方法包括生成指示主波束方向的可能性的第一概率圖（P1）（步驟602）。生成第一概率圖包括記錄第一用戶設備（UE）的第一方向，該第一方向指示當第一UE出現在由網絡節點服務的小區中時與第一UE相關聯的第一波束（例如，天線權重的第一集合（也稱為預編碼向量））的方向。該方法還包括生成指示主波束方向和輔波束方向的聯合可能性的第二概率圖（P2）（步驟604）。生成第二概率圖包括：當第一UE從第一波束切換到第二波束時記錄與第一UE相關聯的第二波束的第二方向，第二方向與第一方向相關聯地來記錄。

技術領域

公開了與波束搜索相關的實施例。

背景技術

在新興的5G蜂窩系統中，波束成形和MIMO傳輸將是核心技術。原因是頻譜資源正在低載波頻率處用盡，這導致逐漸遷移到更高的頻段(像毫米波(“mmw”)頻段)中。在那里，需要波束成形和使用大規模天線陣列以實現足夠的覆蓋范圍。例如，在美國和其他市場中，在28GHz和39GHz周圍存在大量可用頻譜。需要利用此頻譜來滿足不斷增長的容量要求。預期5G頻率遷移開始于3.5-5GHz，并且然后延續到預期在不太遠的將來變得可用的這些28GHz和39GHz頻段。

在以下描述中，因為5G對等物(counterpart)的標準化尚未完結，所以使用4G LTE系統的3GPP術語(除非另有說明)。

如今波束成形和MIMO傳輸是成熟的課題。本節介紹基礎技術(basics)。

為了解釋波束成形概念，考慮圖1，其示出理想化的一維波束成形情況。在系統100中，如果假設UE 102位于遠離天線陣列104(例如，在基站(BS)處被發現)，則由此可見，相鄰天線元件之間從基站到UE的行進距離的差是l＝kλsin(θ)，其中kλ是天線元件間距(separation)。此處，k是間距因子，在典型的相關天線元件布置中，k可以例如是0.5-0.7。這意味著如果從第i個天線元件傳送參考信號s_ie^-jωt，則它將作為加權和到達用戶設備(UE)天線：

這里ω是角載波頻率；h_i是來自第i個天線元件的復信道；t是時間；并且f_c是載波頻率。在上述等式中，θ和h_i是未知的。在反饋解決方案的情況下，UE因此需要搜索所有復信道系數h_i和未知角度θ。為此，該標準定義了由像w_m,i＝e^-jf(m,i)的導向矢量(steeringvector)系數給出的不同方向上的波束的碼本，其中m指示定向碼本條目，并且其中f()表示函數。然后，UE測試每個碼本并估計信道系數。計算對于每個碼本條目m所達到的信息速率，并且最佳的碼本條目定義方向和信道系數。這是可能的，因為s_i是已知的。然后，該結果被編碼并報告回到基站。這為基站提供了允許其建立信道矩陣H的信息和最佳方向(碼本條目)。該矩陣表示從每個發射天線元件到每個接收天線元件的信道。通常，H的每個元素由復數表示。

然后，可以將信道矩陣用于波束成形計算，或者可以直接使用由所報告的碼本條目表示的方向。在MIMO傳輸的情況下，需要確定MIMO波束成形權重矩陣W，使得實現例如對于條件WH＝I的最佳匹配。I表示單位矩陣。在精確匹配的情況下，每個層將變得獨立于其他層。這個概念可以應用于單個用戶或多個用戶。

自從LTE中的版本11，信道狀態信息(CSI)參考信號(CSI-RS)已經可用。這些信號(即，CSI-RS)支持波束成形。CSI-RS被指派到特定的天線端口。CSI-RS可以被傳送到整個小區，或者可以采用UE特定的方式被波束成形。在3GPP中，自從版本13，已經引入了兩類CSI-RS報告模式：A類CSI-RS模式使用基于固定波束碼本的波束成形，而B類CSI-RS模式可以用任何方式發送波束成形的CSI-RS。