本申請(qǐng)要求于2014年7月16日遞交的名稱為“LOW-FREQUENCY ASSISTED METHODS FOR BEAMFORMING,TIMING AND FREQUENCY OFFSET IN MM-WAVE ACCESS SYSTEMS”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/333,449的權(quán)益，以引用方式將其全部?jī)?nèi)容明確地并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體上涉及通信系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于毫米波(mmW)接入系統(tǒng)中的波束成形、以及定時(shí)和頻率偏移估計(jì)的低頻輔助方法。

背景技術(shù)：

無(wú)線通信系統(tǒng)被廣泛地部署以提供諸如電話、視頻、數(shù)據(jù)、消息傳送以及廣播的多種電信服務(wù)。典型的無(wú)線通信系統(tǒng)可以采用能夠通過(guò)共享可用的系統(tǒng)資源(例如，帶寬、發(fā)射功率)來(lái)支持與多個(gè)用戶進(jìn)行通信的多址技術(shù)。這樣的多址技術(shù)的示例包括碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)、正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、單載波頻分多址(SC-FDMA)系統(tǒng)以及時(shí)分同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)。

已經(jīng)在多種電信標(biāo)準(zhǔn)中采用這些多址技術(shù)以提供共同的協(xié)議，該協(xié)議使得不同的無(wú)線設(shè)備能夠在地方、國(guó)家、區(qū)域、以及甚至全球水平上進(jìn)行通信。一種新興的電信標(biāo)準(zhǔn)的示例是長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)。LTE是對(duì)由第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)發(fā)布的通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(UMTS)移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)的集合。LTE被設(shè)計(jì)為通過(guò)提高頻譜效率、降低成本、改進(jìn)服務(wù)、利用新光譜來(lái)更好地支持移動(dòng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入，以及在下行鏈路(DL)上使用OFDMA，在上行鏈路(UL)上使用SC-FDMA以及使用多輸入多輸出(MIMO)天線技術(shù)來(lái)更好地與其它開放標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合。然而，隨著對(duì)移動(dòng)寬帶接入的需求的持續(xù)增長(zhǎng)，存在對(duì)LTE技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)的需求。更可取地，這些改進(jìn)應(yīng)該可適用于其它多址技術(shù)以及采用這些技術(shù)的電信標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本公開內(nèi)容的方面中，提供了一種方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及裝置。所述裝置確定用于與第一網(wǎng)絡(luò)中的基站(BS)的通信的第一波束成形方向集合；基于所確定的第一波束成形方向集合，監(jiān)測(cè)用于與mmW-BS的通信的第二波束成形方向集合中的波束，其中，所述第二波束成形方向集合包括所述第一波束成形方向集合，并且其中，所述mmW-BS在相比所述第一網(wǎng)絡(luò)具有更高載波頻率的第二網(wǎng)絡(luò)中；以及基于所述第二波束成形方向集合中的波束成形方向，建立與所述mmW-BS的通信鏈路。

附圖說(shuō)明

圖1是示出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示例的圖。

圖2是示出了接入網(wǎng)的示例的圖。

圖3是示出了LTE中的DL幀結(jié)構(gòu)的示例的圖。

圖4是示出了LTE中的UL幀結(jié)構(gòu)的示例的圖。

圖5是示出了針對(duì)用戶和控制平面的無(wú)線協(xié)議架構(gòu)的示例的圖。

圖6是示出了接入網(wǎng)中的演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B和用戶設(shè)備的示例的圖。

圖7是設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)的圖。

圖8是示出了低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中的波束成形的示例的圖。

圖9是示出了mmW無(wú)線通信系統(tǒng)中的波束成形的示例的圖。

圖10是示出了無(wú)線通信系統(tǒng)的示例的圖。

圖11是無(wú)線通信的方法的流程圖。

圖12是示出了在示例性裝置中的不同模塊/單元/組件間的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流圖。

圖13是示出了采用處理系統(tǒng)的裝置的硬件實(shí)現(xiàn)方式的示例的圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖闡述的具體實(shí)施方式旨在于作為對(duì)各種配置的描述，而不旨在于代表可以實(shí)施本文描述的概念的唯一的配置。出于提供對(duì)各種概念的全面理解的目的，具體實(shí)施方式包括具體細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下，也可以實(shí)施這些概念。在一些實(shí)例中，眾所周知的結(jié)構(gòu)和部件以框圖形式示出，以便避免模糊這樣的概念。

現(xiàn)在將參考各種裝置和方法來(lái)給出電信系統(tǒng)的若干方面。這些裝置和方法將通過(guò)各種方框、模塊、部件、電路、步驟、過(guò)程、算法等(共同地被稱作為“元素”)，在以下具體實(shí)施方式中進(jìn)行說(shuō)明，以及在附圖中進(jìn)行示出。這些元素可以使用電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或其任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。至于這樣的元素是實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件，取決于特定的應(yīng)用以及施加在整個(gè)系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)約束。

舉例而言，元素或者元素的任何部分或者元素的任意組合可以利用包括一個(gè)或多個(gè)處理器的“處理系統(tǒng)”來(lái)實(shí)現(xiàn)。處理器的示例包括被配置為執(zhí)行遍及本公開內(nèi)容所描述的各種功能的微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件(PLD)、狀態(tài)機(jī)、門控邏輯、分立硬件電路以及其它適當(dāng)?shù)挠布Ｌ幚硐到y(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)處理器可以執(zhí)行軟件。無(wú)論是被稱作為軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語(yǔ)言或其它術(shù)語(yǔ)，軟件應(yīng)該被廣義地解釋為意指指令、指令集、代碼、代碼段、程序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應(yīng)用、軟件應(yīng)用、軟件包、例程、子例程、對(duì)象、可執(zhí)行文件、執(zhí)行線程、過(guò)程、功能等。

相應(yīng)地，在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例中，所描述的功能可以在硬件、軟件、固件或其任意組合中實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，則所述功能可以作為一個(gè)或多個(gè)指令或代碼存儲(chǔ)在或編碼在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用的介質(zhì)。通過(guò)舉例而非限制性的方式，這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、壓縮盤ROM(CD-ROM)或其它光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備，或者可以用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式攜帶或存儲(chǔ)期望的程序代碼以及可以由計(jì)算機(jī)來(lái)存取的任何其它的介質(zhì)。

圖1是示出了LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)100的圖。LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)100可以被稱為演進(jìn)分組系統(tǒng)(EPS)100。EPS 100可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶設(shè)備(UE)102、演進(jìn)的UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(E-UTRAN)104、演進(jìn)分組核心(EPC)110、運(yùn)營(yíng)商的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)服務(wù)122。EPS可以與其它接入網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，但是為了簡(jiǎn)明起見，并沒(méi)有示出那些實(shí)體/接口。如所示出的，EPS提供分組交換服務(wù)，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于認(rèn)識(shí)到，可以將遍及本公開內(nèi)容所介紹的各種概念擴(kuò)展到提供電路交換服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中。

E-UTRAN包括演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B 106和其它eNB 108，并且可以包括多播協(xié)調(diào)實(shí)體(MCE)128。eNB 106向UE 102提供用戶和控制平面協(xié)議終止。eNB 106可以經(jīng)由回程(例如，X2接口)連接到其它eNB 108。MCE 128分配用于演進(jìn)的多媒體廣播多播服務(wù)(MBMS)(eMBMS)的時(shí)間/頻率無(wú)線資源，以及確定用于eMBMS的無(wú)線配置(例如，調(diào)制與編碼策略(MCS))。MCE 128可以是單獨(dú)的實(shí)體或eNB 106的一部分。eNB 106還可以被稱為基站、節(jié)點(diǎn)B、接入點(diǎn)、基站收發(fā)機(jī)、無(wú)線基站、無(wú)線收發(fā)機(jī)、收發(fā)機(jī)功能單元、基本服務(wù)集(BSS)、擴(kuò)展服務(wù)集(ESS)或某種其它適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)。eNB 106為UE 102提供到EPC 110的接入點(diǎn)。UE 102的示例包括蜂窩電話、智能電話、會(huì)話發(fā)起協(xié)議(SIP)電話、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、衛(wèi)星無(wú)線電、全球定位系統(tǒng)、多媒體設(shè)備、視頻設(shè)備、數(shù)字音頻播放器(例如，MP3播放器)、照相機(jī)、游戲機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、或任意其它具有類似功能的設(shè)備。UE 102還可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為移動(dòng)站、用戶站、移動(dòng)單元、用戶單元、無(wú)線單元、遠(yuǎn)程單元、移動(dòng)設(shè)備、無(wú)線設(shè)備、無(wú)線通信設(shè)備、遠(yuǎn)程設(shè)備、移動(dòng)用戶站、接入終端、移動(dòng)終端、無(wú)線終端、遠(yuǎn)程終端、手持設(shè)備、用戶代理、移動(dòng)客戶端、客戶端、或某種其它適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)。

eNB 106連接到EPC 110。EPC 110可以包括移動(dòng)管理實(shí)體(MME)112、家庭用戶服務(wù)器(HSS)120、其它MME 114、服務(wù)網(wǎng)關(guān)116、多媒體廣播多播服務(wù)(MBMS)網(wǎng)關(guān)124、廣播多播服務(wù)中心(BM-SC)126、以及分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)118。MME 112是處理在UE 102和EPC 110之間的信令的控制節(jié)點(diǎn)。通常，MME 112提供承載和連接管理。所有的用戶IP分組通過(guò)服務(wù)網(wǎng)關(guān)116來(lái)轉(zhuǎn)移，該服務(wù)網(wǎng)關(guān)116本身連接到PDN網(wǎng)關(guān)118。PDN網(wǎng)關(guān)118提供UE IP地址分配以及其它功能。PDN網(wǎng)關(guān)118和BM-SC 126連接到IP服務(wù)122。IP服務(wù)122可以包括互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)、PS流服務(wù)(PSS)、和/或其它IP服務(wù)。BM-SC 126可以提供針對(duì)MBMS用戶服務(wù)供應(yīng)和傳送的功能。BM-SC 126可以充當(dāng)用于內(nèi)容提供者M(jìn)BMS傳輸?shù)娜肟邳c(diǎn)，可以用于在PLMN內(nèi)授權(quán)和發(fā)起MBMS承載服務(wù)、并且可以用于調(diào)度和傳送MBMS傳輸。MBMS網(wǎng)關(guān)124可以用于向?qū)儆趶V播特定服務(wù)的多播廣播單頻網(wǎng)絡(luò)(MBSFN)區(qū)域的eNB(例如，106、108)分發(fā)MBMS業(yè)務(wù)，并且可以負(fù)責(zé)會(huì)話管理(開始/停止)和收集與eMBMS相關(guān)的計(jì)費(fèi)信息。

在一個(gè)方面中，UE 102能夠經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。因此，UE 102可以在LTE鏈路上與eNB 106和/或其它eNB 108進(jìn)行通信。另外，UE 102可以在mmW鏈路上與連接點(diǎn)(CP)、(能夠進(jìn)行mmW系統(tǒng)通信的)基站(BS)、或毫米波基站(mmW-BS)130進(jìn)行通信。

在進(jìn)一步的方面中，其它eNB 108中的至少一個(gè)能夠經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。照此，eNB 108可以被稱為L(zhǎng)TE+mmW eNB。在另一個(gè)方面中，CP/BS/mmW-BS 130能夠經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。照此，CP/BS/mmW-BS 130可以被稱為L(zhǎng)TE+mmW CP/BS/mmW-BS。UE 102可以在LTE鏈路上以及在mmW鏈路上與其它eNB 108進(jìn)行通信。

在再一個(gè)方面中，其它eNB 108能夠經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)，而CP/BS/mmW-BS 130僅能夠經(jīng)由mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。因此，無(wú)法經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)來(lái)用信號(hào)向其它eNB 108進(jìn)行發(fā)送的CP/BS/mmW-BS 130可以在mmW回程鏈路上與其它eNB 108進(jìn)行通信。

圖2是示出了LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的接入網(wǎng)200的示例的圖。在這個(gè)示例中，接入網(wǎng)200被劃分成多個(gè)蜂窩區(qū)域(小區(qū))202。一個(gè)或多個(gè)較低功率等級(jí)eNB 208可以具有與小區(qū)202中的一個(gè)或多個(gè)小區(qū)重疊的蜂窩區(qū)域210。較低功率等級(jí)eNB 208可以是毫微微小區(qū)(例如，家庭eNB(HeNB))、微微小區(qū)、微小區(qū)、或遠(yuǎn)程無(wú)線頭端(RRH)。宏eNB 204均被分配給相應(yīng)的小區(qū)202并且被配置為小區(qū)202中的所有UE 206提供到EPC 110的接入點(diǎn)。在接入網(wǎng)200的這個(gè)示例中沒(méi)有集中式控制器，但是可以在替代的配置中使用集中式控制器。eNB 204負(fù)責(zé)所有與無(wú)線相關(guān)的功能，包括無(wú)線承載控制、準(zhǔn)入控制、移動(dòng)控制、調(diào)度、安全、以及到服務(wù)網(wǎng)關(guān)116的連接性。eNB可以支持一個(gè)或多個(gè)(例如，三個(gè))小區(qū)(還被稱為扇區(qū))。術(shù)語(yǔ)“小區(qū)”可以指代為特定覆蓋區(qū)域服務(wù)的eNB和/或eNB子系統(tǒng)的最小覆蓋區(qū)域。此外，在本文中可以互換地使用術(shù)語(yǔ)“eNB”、“基站”以及“小區(qū)”。

在一個(gè)方面中，UE 206可以經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。因此，UE 206可以在LTE鏈路上與eNB 204進(jìn)行通信以及在mmW鏈路上與CP或(能夠進(jìn)行mmW系統(tǒng)通信的)BS 212進(jìn)行通信。在進(jìn)一步的方面中，eNB 204和CP/BS/mmW-BS 212可以經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。照此，UE 206可以在LTE鏈路和mmW鏈路上與eNB 204進(jìn)行通信(當(dāng)eNB 204能夠進(jìn)行mmW系統(tǒng)通信時(shí))、或者在mmW鏈路和LTE鏈路上與CP/BS/mmW-BS 212進(jìn)行通信(當(dāng)CP/BS/mmW-BS 212能夠進(jìn)行LTE網(wǎng)絡(luò)通信時(shí))。在再一個(gè)方面中，eNB 204經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)，而CP/BS/mmW-BS 212僅經(jīng)由mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。因此，無(wú)法經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)來(lái)用信號(hào)向eNB 204進(jìn)行發(fā)送的CP/BS/mmW-BS 212可以在mmW回程鏈路上與eNB 204進(jìn)行通信。

由接入網(wǎng)200所采用的調(diào)制和多址方案可以取決于被部署的特定的電信標(biāo)準(zhǔn)來(lái)改變。在LTE應(yīng)用中，在DL上使用OFDM以及在UL上使用SC-FDMA以支持頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)二者。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將從下面的具體實(shí)施方式中易于認(rèn)識(shí)到的，本文所介紹的各種概念很好地適用于LTE應(yīng)用。然而，這些概念可以容易地?cái)U(kuò)展到采用其它調(diào)制和多址技術(shù)的其它電信標(biāo)準(zhǔn)中。通過(guò)舉例的方式，這些概念可以擴(kuò)展到演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化(EV-DO)或超移動(dòng)寬帶(UMB)。EV-DO和UMB是由第三代合作伙伴計(jì)劃2(3GPP2)發(fā)布的、作為CDMA2000系列標(biāo)準(zhǔn)的一部分的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，并且采用CDMA來(lái)提供到移動(dòng)站的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。這些概念還可以擴(kuò)展到采用寬帶-CDMA(W-CDMA)和諸如TD-SCDMA的CDMA的其它變型的通用陸地?zé)o線接入(UTRA)；采用TDMA的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)；以及演進(jìn)的UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20以及采用OFDMA的閃速OFDM。在來(lái)自3GPP的組織的文檔中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE以及GSM。在來(lái)自于3GPP2的組織的文檔中描述了CDMA2000和UMB。所采用的實(shí)際的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)和多址技術(shù)將取決于特定的應(yīng)用和施加在系統(tǒng)上的整體設(shè)計(jì)約束。

eNB 204可以具有多個(gè)支持MIMO技術(shù)的天線。MIMO技術(shù)的使用使得eNB 204能夠利用空間域來(lái)支持空分復(fù)用、波束成形以及發(fā)射分集?？辗謴?fù)用可以用于在相同的頻率上同時(shí)發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流?？梢詫?shù)據(jù)流發(fā)送給單個(gè)UE 206以增加數(shù)據(jù)速率，或?qū)?shù)據(jù)流發(fā)送給多個(gè)UE 206以增加整體系統(tǒng)容量。這通過(guò)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間預(yù)編碼(即，應(yīng)用對(duì)振幅和相位的縮放)并且隨后在DL上通過(guò)多個(gè)發(fā)射天線來(lái)發(fā)送每個(gè)經(jīng)空間預(yù)編碼的流來(lái)實(shí)現(xiàn)。具有不同的空間特征的、經(jīng)空間預(yù)編碼的數(shù)據(jù)流到達(dá)UE 206，這使得UE 206中的每一個(gè)UE能夠恢復(fù)出去往該UE 206的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流。在UL上，每個(gè)UE 206發(fā)送經(jīng)空間預(yù)編碼的數(shù)據(jù)流，這使得eNB 204能夠識(shí)別每個(gè)經(jīng)空間預(yù)編碼的數(shù)據(jù)流的源。

當(dāng)信道條件好時(shí)通常使用空分復(fù)用。當(dāng)信道條件不太良好時(shí)，可以使用波束成形來(lái)在一個(gè)或多個(gè)方向上聚集傳輸能量。這可以通過(guò)對(duì)針對(duì)通過(guò)多個(gè)天線進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行空間預(yù)編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)在小區(qū)邊緣處的好的覆蓋，可以結(jié)合發(fā)射分集來(lái)使用單個(gè)流波束成形傳輸。

在隨后的具體實(shí)施方式中，將參照在DL上支持OFDM的MIMO系統(tǒng)來(lái)描述接入網(wǎng)的各個(gè)方面。OFDM是在OFDM符號(hào)內(nèi)在多個(gè)子載波上調(diào)制數(shù)據(jù)的技術(shù)。在精確的頻率處將子載波隔開。間隔提供了“正交性”，該“正交性”使接收機(jī)能夠從子載波中恢復(fù)出數(shù)據(jù)。在時(shí)域中，可以將保護(hù)間隔(例如，循環(huán)前綴)添加到每個(gè)OFDM符號(hào)中以對(duì)抗OFDM符號(hào)間干擾。UL可以以DFT擴(kuò)展OFDM信號(hào)的形式來(lái)使用SC-FDMA以補(bǔ)償高峰均功率比(PAPR)。

圖3是示出了LTE中的DL幀結(jié)構(gòu)的示例的圖300。幀(10ms)可以被劃分成10個(gè)相等大小的子幀。每個(gè)子幀可以包括兩個(gè)連續(xù)的時(shí)隙?？梢允褂觅Y源網(wǎng)格來(lái)代表兩個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙包括一個(gè)資源塊。資源網(wǎng)格被劃分成多個(gè)資源元素。在LTE中，針對(duì)常規(guī)循環(huán)前綴，資源塊包含在頻域中的12個(gè)連續(xù)的子載波和在時(shí)域中的7個(gè)連續(xù)的OFDM符號(hào)，總共為84個(gè)資源元素。針對(duì)擴(kuò)展循環(huán)前綴，資源塊包含在頻域中的12個(gè)連續(xù)的子載波和在時(shí)域中的6個(gè)連續(xù)的OFDM符號(hào)，總共為72個(gè)資源元素。被指示為R 302、304的資源元素中的一些資源元素包括DL參考信號(hào)(DL-RS)。DL-RS包括小區(qū)特定的RS(CRS)(有時(shí)還被稱為共同RS)302和UE特定的RS(UE-RS)304。僅在其上映射了相應(yīng)的物理DL共享信道(PDSCH)的資源塊上發(fā)送UE-RS 304。每個(gè)資源元素?cái)y帶的比特的數(shù)量取決于調(diào)制方案。因此，UE接收的資源塊越多并且調(diào)制方案越高，那么針對(duì)該UE的數(shù)據(jù)速率就越高。

圖4是示出了LTE中的UL幀結(jié)構(gòu)的示例的圖400。針對(duì)UL的可用的資源塊可以被劃分成數(shù)據(jù)部分和控制部分?？刂撇糠挚梢栽谙到y(tǒng)帶寬的兩個(gè)邊緣處形成并且可以具有可配置的大小?？梢詫⒖刂撇糠种械馁Y源塊分配給UE以用于控制信息的傳輸。數(shù)據(jù)部分可以包括所有未被包括在控制部分中的資源塊。UL幀結(jié)構(gòu)使得數(shù)據(jù)部分包括連續(xù)的子載波，這可以允許將在數(shù)據(jù)部分中的連續(xù)子載波中的所有連續(xù)子載波分配給單個(gè)UE。

可以將控制部分中的資源塊410a、410b分配給UE以向eNB發(fā)送控制信息。還可以將數(shù)據(jù)部分中的資源塊420a、420b分配給UE以向eNB發(fā)送數(shù)據(jù)。UE可以在控制部分中的所分配的資源塊上、在物理UL控制信道(PUCCH)中發(fā)送控制信息。UE可以在數(shù)據(jù)部分中的所分配的資源塊上、在物理UL共享信道(PUSCH)中僅發(fā)送數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信息二者。UL傳輸可以橫跨子幀的兩個(gè)時(shí)隙并且可以跨越頻率來(lái)跳變。

可以使用資源塊的集合來(lái)執(zhí)行初始的系統(tǒng)接入以及實(shí)現(xiàn)在物理隨機(jī)接入信道(PRACH)430中的UL同步。PRACH 430攜帶隨機(jī)序列并且不能攜帶任何UL數(shù)據(jù)/信令。每個(gè)隨機(jī)接入前導(dǎo)碼占用對(duì)應(yīng)于6個(gè)連續(xù)資源塊的帶寬。由網(wǎng)絡(luò)指定起始頻率。也就是說(shuō)，隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的傳輸受限于某些時(shí)間和頻率資源。不存在針對(duì)PRACH的頻率跳變。在單個(gè)子幀(1ms)或少數(shù)連續(xù)子幀的序列中攜帶PRACH嘗試，并且對(duì)于每幀(10ms)UE僅能夠進(jìn)行單個(gè)PRACH嘗試。

圖5是示出了針對(duì)LTE中的用戶和控制平面的無(wú)線協(xié)議架構(gòu)的示例的圖500。針對(duì)UE和eNB的無(wú)線協(xié)議架構(gòu)被示為具有三個(gè)層：層1、層2以及層3。層1(L1層)是最低層并且實(shí)現(xiàn)各種物理層信號(hào)處理功能。在本文中L1層將被稱為物理層506。層2(L2層)508位于物理層506之上，并且負(fù)責(zé)在物理層506上的UE和eNB之間的鏈路。

在用戶平面中，L2層508包括：介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)子層510、無(wú)線鏈路控制(RLC)子層512、以及分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)514子層，這些子層終止于網(wǎng)絡(luò)側(cè)的eNB處。雖然未示出，但是UE可以具有位于L2層508之上的若干較上層，包括終止于網(wǎng)絡(luò)側(cè)的PDN網(wǎng)關(guān)118處的網(wǎng)絡(luò)層(例如，IP層)，以及終止于連接的另一端(例如，遠(yuǎn)端UE，服務(wù)器等)的應(yīng)用層。

PDCP子層514提供在不同的無(wú)線承載和邏輯信道之間的復(fù)用。PDCP子層504還提供針對(duì)較上層數(shù)據(jù)分組的報(bào)頭壓縮以減少無(wú)線傳輸開銷，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分組加密來(lái)提供安全性，針對(duì)UE在eNB之間的切換支持。RLC子層512提供對(duì)較上層數(shù)據(jù)分組的分段和重組，對(duì)丟失的數(shù)據(jù)分組的重傳；以及對(duì)數(shù)據(jù)分組的重新排序以補(bǔ)償由混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)導(dǎo)致的無(wú)序接收。MAC子層510提供在邏輯信道和傳輸信道之間的復(fù)用。MAC子層510還負(fù)責(zé)在一個(gè)小區(qū)中在UE間分配各種無(wú)線資源(例如，資源塊)。MAC子層510還負(fù)責(zé)HARQ操作。

在控制平面中，對(duì)于物理層506和L2層508來(lái)說(shuō)，針對(duì)UE和eNB的無(wú)線協(xié)議架構(gòu)實(shí)質(zhì)上是相同的，除了不存在針對(duì)控制平面的報(bào)頭壓縮功能。控制平面還包括在層3(L3層)中的無(wú)線資源控制(RRC)子層516。RRC子層負(fù)責(zé)獲得無(wú)線資源(例如，無(wú)線承載)以及使用在eNB和UE之間的RRC信令來(lái)對(duì)較低層進(jìn)行配置。

圖6是基站610與UE 650在接入網(wǎng)中相通信的框圖?；?10可以是例如LTE系統(tǒng)的eNB、mmW系統(tǒng)的連接點(diǎn)(CP)/接入點(diǎn)/基站、能夠經(jīng)由LTE系統(tǒng)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)的eNB、或能夠經(jīng)由LTE系統(tǒng)和mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)的連接點(diǎn)(CP)/接入點(diǎn)/基站。UE 650夠經(jīng)由LTE系統(tǒng)和/或mmW系統(tǒng)來(lái)傳送信號(hào)。在DL中，將來(lái)自于核心網(wǎng)的較上層分組提供給控制器/處理器675。控制器/處理器675實(shí)現(xiàn)L2層的功能。在DL中，控制器/處理器675提供報(bào)頭壓縮、加密、分組分段和重新排序、在邏輯信道和傳輸信道之間的復(fù)用、以及基于各種優(yōu)先級(jí)度量來(lái)向UE 650進(jìn)行的無(wú)線資源分配?？刂破?處理器675還負(fù)責(zé)HARQ操作，對(duì)丟失的分組的重傳，以及以信號(hào)形式向UE 650進(jìn)行發(fā)送。

發(fā)送(TX)處理器616實(shí)現(xiàn)針對(duì)L1層(即，物理層)的各種信號(hào)處理功能。信號(hào)處理功能包括編碼和交織以有助于在UE 650處的前向糾錯(cuò)(FEC)，以及基于各種調(diào)制方案(例如，二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、M-相移鍵控(M-PSK)、M-正交振幅調(diào)制(M-QAM))來(lái)映射到信號(hào)星座圖。經(jīng)編碼和調(diào)制的符號(hào)隨后被拆分成并行的流。每個(gè)流隨后被映射到OFDM子載波，與時(shí)域和/或頻域中的參考信號(hào)(例如，導(dǎo)頻)復(fù)用，并且隨后使用快速傅里葉逆變換(IFFT)將流結(jié)合到一起以產(chǎn)生攜帶時(shí)域OFDM符號(hào)流的物理信道。OFDM流被空間預(yù)編碼以產(chǎn)生多個(gè)空間流。來(lái)自于信道估計(jì)器674的信道估計(jì)可以用于確定編碼和調(diào)制方案，以及用于空間處理。可以從由UE 650發(fā)送的參考信號(hào)和/或信道條件反饋中導(dǎo)出信道估計(jì)。可以隨后經(jīng)由單獨(dú)的發(fā)射機(jī)618TX將每一個(gè)空間流提供給不同的天線620。每個(gè)發(fā)射機(jī)618TX可以利用相應(yīng)的針對(duì)傳輸?shù)目臻g流來(lái)對(duì)RF載波進(jìn)行調(diào)制。

在UE 650處，每個(gè)接收機(jī)654RX通過(guò)其各自的天線652接收信號(hào)。每個(gè)接收機(jī)654RX恢復(fù)出在RF載波上調(diào)制的信息，并且將該信息提供給接收(RX)處理器656。RX處理器656實(shí)現(xiàn)L1層的各種信號(hào)處理功能。RX處理器656可以執(zhí)行對(duì)信息的空間處理以恢復(fù)出去往UE 650的任何空間流。如果多個(gè)空間流是去往UE 650的，那么可以通過(guò)RX處理器656將它們合并成單個(gè)OFDM符號(hào)流。RX處理器656隨后使用快速傅里葉變換(FFT)將該OFDM符號(hào)流從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域。頻域信號(hào)包括針對(duì)該OFDM信號(hào)中的每一個(gè)子載波的單獨(dú)的OFDM符號(hào)流。通過(guò)確定由基站610發(fā)送的最可能的信號(hào)星座圖點(diǎn)來(lái)對(duì)每個(gè)子載波上的符號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)和解調(diào)。這些軟決定可以基于由信道估計(jì)器658計(jì)算的信道估計(jì)。該軟決定隨后被解碼和解交織以恢復(fù)出由基站610在物理信道上最初發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。隨后將該數(shù)據(jù)和控制信號(hào)提供給控制器/處理器659。

控制器/處理器659實(shí)現(xiàn)L2層?？刂破?處理器可以與存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器660相關(guān)聯(lián)。存儲(chǔ)器660還可以被稱為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在DL中，控制器/處理器659提供在傳輸信道和邏輯信道之間的解復(fù)用、分組重組、解密、報(bào)頭解壓縮、控制信號(hào)處理以恢復(fù)出來(lái)自于核心網(wǎng)的較上層分組。隨后將該較上層分組提供給數(shù)據(jù)宿662，所述數(shù)據(jù)宿662代表位于L2層之上的所有協(xié)議層。還可以將各種控制信號(hào)提供給數(shù)據(jù)宿662用于L3處理?？刂破?處理器659還負(fù)責(zé)使用確認(rèn)(ACK)和/或否定確認(rèn)(NACK)協(xié)議來(lái)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)以支持HARQ操作。

在UL中，數(shù)據(jù)源667用于向控制器/處理器659提供較上層分組。數(shù)據(jù)源667代表位于L2層之上的所有協(xié)議層。與結(jié)合由基站610進(jìn)行的DL傳輸所描述的功能性相類似，控制器/處理器659通過(guò)提供報(bào)頭壓縮、加密、分組分段和重新排序，以及基于基站610進(jìn)行的無(wú)線資源分配在邏輯信道和傳輸信道之間的復(fù)用，來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)用戶平面和控制平面的L2層?？刂破?處理器659還負(fù)責(zé)HARQ操作、對(duì)丟失的分組的重傳、以及以信號(hào)形式向基站610進(jìn)行發(fā)送。

TX處理器668可以使用由信道估計(jì)器658從由基站610發(fā)送的參考信號(hào)或反饋中導(dǎo)出的信道估計(jì)來(lái)選擇適當(dāng)?shù)木幋a和調(diào)制方案，并且來(lái)有助于空間處理。可以經(jīng)由單獨(dú)的發(fā)射機(jī)654TX將由TX處理器668生成的空間流提供給不同的天線652。每個(gè)發(fā)射機(jī)654TX可以利用相應(yīng)的用于傳輸?shù)目臻g流來(lái)對(duì)RF載波進(jìn)行調(diào)制。

以與結(jié)合在UE 650處的接收機(jī)功能所描述的方式相類似的方式來(lái)在基站610處處理UL傳輸。每個(gè)接收機(jī)618RX通過(guò)其各自的天線620接收信號(hào)。每個(gè)接收機(jī)618RX恢復(fù)出在RF載波上調(diào)制的信息并且將該信息提供給RX處理器670。RX處理器670可以實(shí)現(xiàn)L1層。

控制器/處理器675實(shí)現(xiàn)L2層?？刂破?處理器675可以與存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器676相關(guān)聯(lián)。存儲(chǔ)器676還可以被稱為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在UL中，控制器/處理器675提供在傳輸信道和邏輯信道之間的解復(fù)用、分組重組、解密、報(bào)頭解壓縮、控制信號(hào)處理以恢復(fù)出來(lái)自于UE 650的較上層分組?？梢詫?lái)自于控制器/處理器675的較上層分組提供給核心網(wǎng)?？刂破?處理器675還負(fù)責(zé)使用ACK和/或NACK協(xié)議來(lái)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)以支持HARQ操作。

圖7是設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)700的圖。設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)700包括多個(gè)無(wú)線設(shè)備704、706、708、710。設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)700可以與蜂窩通信系統(tǒng)(諸如舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN))重疊。無(wú)線設(shè)備704、706、708、710中的一些無(wú)線設(shè)備可以在使用DL/UL WWAN頻譜的設(shè)備到設(shè)備通信中一起進(jìn)行通信，一些無(wú)線設(shè)備可以與基站702進(jìn)行通信，以及一些無(wú)線設(shè)備可以進(jìn)行以上兩種通信。例如，如圖7所示，無(wú)線設(shè)備708、710處于設(shè)備到設(shè)備通信中以及無(wú)線設(shè)備704、706處于設(shè)備到設(shè)備通信中。無(wú)線設(shè)備704、706還與基站702進(jìn)行通信。

下文論述的示例性方法和裝置可應(yīng)用于多種無(wú)線設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)中的任何一種，諸如舉例來(lái)說(shuō)，基于FlashLinQ、WiMedia、藍(lán)牙、紫蜂(ZigBee)、或基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi的無(wú)線設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)化論述，在LTE的上下文內(nèi)論述了示例性方法和裝置。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是，示例性方法和裝置可更一般地應(yīng)用于多種其它無(wú)線設(shè)備到設(shè)備通信系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率信令的mmW系統(tǒng)可能遭受高的傳播和穿透損耗?？梢酝ㄟ^(guò)多個(gè)天線(諸如以相控陣的形式)的使用來(lái)克服這些損耗的顯著部分。與在低頻無(wú)線通信系統(tǒng)(例如，使用頻率低于6GHz的載波的LTE網(wǎng)絡(luò))中相比，可以在高頻無(wú)線通信系統(tǒng)(例如，使用頻率范圍為10.0GHz到300.0GHz的載波的mmW無(wú)線通信系統(tǒng))中在相同口徑/區(qū)域內(nèi)組裝更多的天線，這是由于載波波長(zhǎng)在更高頻率處顯著的更小。一種用于mmW系統(tǒng)中的信令的方法是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩者處的物理動(dòng)機(jī)的陣列引導(dǎo)，該物理動(dòng)機(jī)的陣列引導(dǎo)通過(guò)獲得陣列/波束成形增益的好處來(lái)允許鏈路余量的提高。由于陣列引導(dǎo)向量的半功率波束寬度隨著相控陣中的天線數(shù)量的增加而減小，因此物理動(dòng)機(jī)的陣列引導(dǎo)允許因信令的高度的定向特性導(dǎo)致的高頻重用。

mmW系統(tǒng)中的物理動(dòng)機(jī)的陣列引導(dǎo)不同于在當(dāng)前及過(guò)去幾代無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)化努力中已經(jīng)將波束成形協(xié)議設(shè)計(jì)用于低頻載波系統(tǒng)所采用的方式。在這樣的標(biāo)準(zhǔn)化努力中，通常使用諸如基于碼本或非基于碼本的預(yù)編碼方案的方法。

可以通過(guò)無(wú)線信道中主要多徑的角度信息的發(fā)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)物理動(dòng)機(jī)的陣列引導(dǎo)。例如，角度信息可以包括在方位和高度上的發(fā)射角和/或在方位和高度上的到達(dá)角。在一個(gè)方面中，高頻載波系統(tǒng)(諸如mmW系統(tǒng))可以與低頻載波系統(tǒng)(諸如LTE網(wǎng)絡(luò))共存。在這樣的方面中，當(dāng)?shù)皖l載波系統(tǒng)沒(méi)有用于建立發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的通信鏈路時(shí)，可以使用低頻載波系統(tǒng)進(jìn)行mmW鏈路建立過(guò)程。

圖8是示出了低頻無(wú)線通信系統(tǒng)(例如，LTE)中的波束成形的示例的圖800。圖8包括天線陣列802和804。在一個(gè)方面中，天線陣列802可以包括以網(wǎng)格模式(例如，平面陣列)排列的多個(gè)天線元素(例如，天線元素812)并且可以位于BS中。在這樣的方面中，天線陣列804可以包括以網(wǎng)格模式排列的多個(gè)天線元素(例如，天線元素814)并且可以位于UE中。如圖8所示，天線陣列802可以發(fā)送波束806并且天線陣列804可以經(jīng)由波束808進(jìn)行接收。在一個(gè)方面中，波束806和808可以經(jīng)由位于區(qū)域810處的群集來(lái)反射、散射和/或衍射。

圖9是示出了高頻無(wú)線通信系統(tǒng)(例如，mmW系統(tǒng))中的波束成形的圖900。圖9包括天線陣列902和904。在一個(gè)方面中，天線陣列902可以包括以網(wǎng)格模式排列的多個(gè)天線元素(例如，天線元素912)并且可以位于mmW-BS中。在這樣的方面中，天線陣列904可以包括以網(wǎng)格模式排列的多個(gè)天線元素(例如，天線元素914)并且可以位于UE中。如圖9所示，天線陣列902可以發(fā)送波束906并且天線陣列904可以經(jīng)由波束908進(jìn)行接收。在一個(gè)方面中，波束906和908可以經(jīng)由位于區(qū)域910處的群集來(lái)反射、散射和/或衍射。

應(yīng)當(dāng)注意的是，圖9中的天線陣列902包括比圖8中的天線陣列802更大數(shù)量的天線元素，并且圖9中的天線陣列904包括比圖8中的天線陣列804更大數(shù)量的天線元素。前者場(chǎng)景中的更大數(shù)量的天線(相對(duì)于后者)是由于與更小波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的更大載波頻率允許相同口徑/區(qū)域內(nèi)的更大數(shù)量的天線的部署。相對(duì)于來(lái)自天線陣列802和804的波束806和808，天線陣列902和904中的更大數(shù)量的天線元素允許波束906和908具有窄的半功率波束寬度以提供高的角度分辨率。因此，與mmW系統(tǒng)相比，低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中的天線陣列802和804中的更少數(shù)量的天線元素可以導(dǎo)致更寬的角度分辨率，同時(shí)提供更好的鏈路余量。

在獨(dú)立mmW無(wú)線通信系統(tǒng)中，(因穿透、衍射、反射等導(dǎo)致的)高鏈路損耗可能阻止多徑的角度信息的發(fā)現(xiàn)。相反，與獨(dú)立mmW無(wú)線通信系統(tǒng)中的鏈路相比，低頻無(wú)線通信系統(tǒng)可以提供具有更高質(zhì)量的鏈路(例如，具有更高SNR的鏈路)?？梢允褂玫皖l無(wú)線通信系統(tǒng)的這種更高的SNR以及低頻無(wú)線通信系統(tǒng)和獨(dú)立mmW無(wú)線通信系統(tǒng)的共存來(lái)確定針對(duì)波束成形方案的角度信息和/或相對(duì)路徑增益。由于針對(duì)波束成形方案的角度信息和/或相對(duì)路徑增益是僅由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和散射體的相對(duì)幾何形狀確定的，因此這樣的角度信息和/或相對(duì)路徑增益在獨(dú)立mmW無(wú)線通信系統(tǒng)和低頻無(wú)線通信系統(tǒng)兩者中通常是不變的。雖然存在路徑的(優(yōu)勢(shì)的)排名可能隨著改變載波頻率(例如，由于不同頻率處的差分散射和/或吸收損耗導(dǎo)致的)而變化的場(chǎng)景，但是這樣的排名在大多數(shù)情況下可能是不變的。

在一個(gè)方面中，用于成功獲悉高SNR處的波束的到達(dá)角和發(fā)射角的方法可以用于獲悉低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中的波束的到達(dá)角和發(fā)射角。這樣的方法可以包括多信號(hào)分類(MUSIC)、經(jīng)由旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì)(ESPRIT)、空間交替廣義期望最大(SAGE)算法等。在一些場(chǎng)景中，低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中的低頻傳輸?shù)膶挼牟ㄊ鴮挾瓤梢詫?dǎo)致不良的角度精度。在一個(gè)方面中，針對(duì)低頻無(wú)線通信系統(tǒng)獲悉的角度可以充當(dāng)對(duì)進(jìn)行mmW無(wú)線通信系統(tǒng)中的波束成形所需要的角度(也被稱為角度信息)的粗略估計(jì)?？梢允褂媒?jīng)由低頻無(wú)線通信系統(tǒng)獲得的粗略角度估計(jì)作為初始值(也被稱為種子值)來(lái)確定mmW無(wú)線通信系統(tǒng)的角度信息的精細(xì)估計(jì)。例如，可以使用諸如精細(xì)波束調(diào)諧或受限MUSIC的算法來(lái)確定精細(xì)估計(jì)。

在一個(gè)方面中，可以使用低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中的粗略角度估計(jì)以及跟在其后的mmW無(wú)線通信系統(tǒng)中的精細(xì)波束調(diào)諧的迭代組合，來(lái)減小與mmW無(wú)線通信系統(tǒng)的初始發(fā)現(xiàn)和同步過(guò)程、波束成形過(guò)程、和/或鏈路建立相關(guān)聯(lián)的延時(shí)。在一個(gè)方面中，這樣的迭代過(guò)程可以包括低頻無(wú)線通信系統(tǒng)以及跟在其后的mmW無(wú)線通信系統(tǒng)的重復(fù)使用，以改善對(duì)各種量的估計(jì)質(zhì)量。

在一個(gè)方面中，可以使用mmW無(wú)線通信系統(tǒng)和低頻無(wú)線通信系統(tǒng)之間的不對(duì)稱能力來(lái)降低用于實(shí)現(xiàn)mmW無(wú)線通信系統(tǒng)和低頻無(wú)線通信系統(tǒng)的算法的復(fù)雜度。例如，與mmW無(wú)線通信系統(tǒng)相比，低頻無(wú)線通信系統(tǒng)可以使用更少數(shù)量的天線?？梢允褂眠@種天線數(shù)量的不對(duì)稱性，使用諸如MUSIC、ESPRIT和/或SAGE的算法來(lái)估計(jì)可能的信號(hào)方向。應(yīng)當(dāng)注意的是，利用任何這樣的算法(例如，MUSIC、ESPRIT和/或SAGE)來(lái)估計(jì)可能的信號(hào)方向是基于獲得信號(hào)協(xié)方差矩陣的準(zhǔn)確估計(jì)的。例如，與更大維度的系統(tǒng)相比，對(duì)于更小的天線系統(tǒng)，可以使用更少數(shù)量的訓(xùn)練樣本(或更短的協(xié)方差矩陣獲取和角度獲悉周期)以及利用更低的計(jì)算成本(更少數(shù)量的乘積和相加，以及更小維度的矩陣求逆)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)協(xié)方差矩陣的準(zhǔn)確估計(jì)。

在一個(gè)方面中，可以使用發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的不對(duì)稱能力來(lái)在低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中按比例地分配比在mmW無(wú)線通信系統(tǒng)中更多的資源來(lái)進(jìn)行角度確定。例如，不對(duì)稱能力可以包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的不同數(shù)量的天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的不同的波束成形能力(例如，數(shù)字波束成形能力或RF波束成形能力)、和/或接收機(jī)處的更低功率。

在一個(gè)方面中，可以使用從低頻無(wú)線通信系統(tǒng)獲得的小區(qū)幀和OFDM符號(hào)定時(shí)信息作為初始值來(lái)進(jìn)一步精煉mmW無(wú)線通信系統(tǒng)。在這樣的方面中，由于低頻無(wú)線通信系統(tǒng)通常提供比mmW無(wú)線通信系統(tǒng)更好的SNR，因此在更低頻率(例如，低于6.0GHz)處可以比在更高頻率(例如，10.0GHZ到300.0GHz之間的頻率)處更可靠地估計(jì)這些量。在一個(gè)方面中，可以使用同步信號(hào)(例如，主同步信號(hào)(PSS)和輔同步信號(hào)(SSS))來(lái)確定小區(qū)幀和/或OFDM符號(hào)定時(shí)信息，同步信號(hào)使UE能夠與小區(qū)同步和檢測(cè)感興趣的量，諸如小區(qū)幀定時(shí)、載波頻率偏移、OFDM符號(hào)定時(shí)和/或小區(qū)標(biāo)識(shí)(ID)。

在一個(gè)方面中，可以在低頻無(wú)線通信系統(tǒng)所提供的估計(jì)附近進(jìn)行精細(xì)調(diào)諧之后，估計(jì)mmW無(wú)線通信系統(tǒng)的載波頻率偏移。例如，可以利用更少數(shù)量的頻率假設(shè)來(lái)執(zhí)行精細(xì)調(diào)諧。因此，低頻輔助可以顯著地增強(qiáng)關(guān)于延時(shí)、針對(duì)相同性能的更低的SNR要求、和/或更低的計(jì)算成本的mmW協(xié)議的性能。

圖10是示出了通信系統(tǒng)1000的示例的圖。在一個(gè)方面中，通信系統(tǒng)1000可以實(shí)現(xiàn)低頻通信系統(tǒng)(例如，在低于6.0GHz的頻率處操作的通信系統(tǒng)，諸如LTE)和和高頻通信系統(tǒng)(例如，在10.0GHZ到300.0GHz之間的mmW頻率處操作的通信系統(tǒng))兩者。如圖10所示，通信系統(tǒng)1000包括基站1002和UE 1004。在一個(gè)方面中，基站1002包括具有多個(gè)天線元素(諸如天線元素1026和1028)的天線陣列1006。在一個(gè)方面中，可以將天線陣列1006中的天線元素分組以便形成一個(gè)或多個(gè)天線子陣列，諸如天線子陣列1008和1010。在一個(gè)方面中，天線陣列1006中的天線元素可以被配置為使用低頻載波和/或高頻載波來(lái)發(fā)送和/或接收。例如，天線元素1026可以被基站1002配置為使用低頻載波或高頻載波(被指定為“L/H”)來(lái)發(fā)送和/或接收，而天線元素1028可以被基站1002配置為使用高頻載波(被指定為“H”)來(lái)發(fā)送和/或接收。

在一個(gè)方面中，UE 1004包括具有多個(gè)天線元素(諸如天線元素1030和1032)的天線陣列1012。在一個(gè)方面中，可以將天線陣列1012中的天線元素分組以便形成一個(gè)或多個(gè)天線子陣列，諸如天線子陣列1014和1016。在一個(gè)方面中，天線陣列1012中的天線元素可以被配置為使用低頻載波和/或高頻載波來(lái)發(fā)送和/或接收。例如，天線元素1030可以被UE 1004配置為使用低頻載波或高頻載波(被指定為“L/H”)來(lái)發(fā)送和/或接收，而天線元素1032可以被UE 1004配置為使用高頻載波(被指定為“H”)來(lái)發(fā)送和/或接收。

在一個(gè)方面中，BS 1002和/或UE 1004可以確定使用低頻載波形成的波束的波束成形方向。在一個(gè)方面中，使用低頻載波形成的波束可以被BS 1002和/或UE 1004用于建立BS 1002和UE 1004之間的低頻通信鏈路(例如，在低于6.0GHz的頻率處使用LTE標(biāo)準(zhǔn)建立的無(wú)線通信鏈路)。

在一個(gè)方面中，BS 1002和/或UE 1004可以在低頻無(wú)線通信系統(tǒng)中使用物理動(dòng)機(jī)的天線陣列引導(dǎo)來(lái)確定基站1002和UE 1004之間的主要散射路徑的全部或子集的到達(dá)角和發(fā)射角和/或相對(duì)增益的估計(jì)。例如，參照?qǐng)D10，基站1002可以確定與低頻載波波束1018(在圖10中用虛線指示)相關(guān)聯(lián)的路徑的到達(dá)角和發(fā)射角和/或相對(duì)增益，以及UE 1004可以確定與低頻載波波束1020(在圖10中用虛線指示)相關(guān)聯(lián)的路徑的到達(dá)角和發(fā)射角和/或相對(duì)增益。在一個(gè)方面中，基站1002和UE 1004可以交換與低頻載波波束1018和1020相關(guān)聯(lián)的路徑的到達(dá)角和發(fā)射角和/或相對(duì)增益。

在一個(gè)方面中，基站1002和/或UE 1004可以使用低頻載波波束1018和1020的估計(jì)值作為初始值(也被稱為種子值)來(lái)精煉針對(duì)使用高頻載波(例如，在10.0GHZ到300.0GHz的mmW頻率范圍中的載波)的信令的角度和路徑增益。例如，基站1002可以使用估計(jì)值的至少一部分來(lái)作為用于生成高頻載波波束1022(在圖10中用陰影區(qū)域指示)的角度和路徑增益的初始值，以及UE 1004可以使用估計(jì)值的至少一部分來(lái)作為用于生成高頻載波波束1024(在圖10中用陰影區(qū)域指示)的角度和路徑增益的初始值。在一個(gè)方面中，低頻載波波束1018和1020的估計(jì)值可以被基站1002和/或UE 1004用于生成多波束，可以針對(duì)使用高頻載波的信令來(lái)精煉該多波束。在一個(gè)方面中，低頻載波波束1018和1020的估計(jì)值可以被基站1002和/或UE 1004用于通過(guò)簡(jiǎn)化估計(jì)算法(例如，MUSIC、ESPRIT或SAGE)中的計(jì)算(乘積和相加的次數(shù))來(lái)估計(jì)角度和路徑增益。

圖11是無(wú)線通信的方法的流程圖1100。可以由UE(例如，UE 1004、UE裝置1202/1202’)執(zhí)行該方法。應(yīng)當(dāng)理解的是，在圖11中用虛線指示的步驟表示可選步驟。

在步驟1102處，UE確定用于與第一網(wǎng)絡(luò)中的BS(例如，BS 1002)的通信的第一波束成形方向集合。在一個(gè)方面中，第一網(wǎng)絡(luò)可以是使用頻率低于6.0GHz的載波的LTE網(wǎng)絡(luò)。例如，第一波束成形方向集合可以包括波束1018和/或1020中的每一個(gè)波束的、在方位和高度上的發(fā)射角和/或在方位和高度上的到達(dá)角。在一個(gè)方面中，UE可以使用諸如多信號(hào)分類(MUSIC)、經(jīng)由旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì)(ESPRIT)、以及空間交替廣義期望最大(SAGE)算法的方法來(lái)確定第一波束成形方向集合。

在步驟1104處，UE基于所確定的第一波束成形方向集合，監(jiān)測(cè)用于與mmW-BS的通信的第二波束成形方向集合中的波束。在一個(gè)方面中，第二波束成形方向集合可以包括第一波束成形方向集合，并且mmW-BS可以在相比第一網(wǎng)絡(luò)具有更高載波頻率的第二網(wǎng)絡(luò)中。在一個(gè)方面中，并且參照?qǐng)D10，第一網(wǎng)絡(luò)的BS和第二網(wǎng)絡(luò)的mmW-BS可以共置于單個(gè)基站(諸如BS 1002)中。例如，第二波束成形方向集合可以對(duì)應(yīng)于與波束1022和/或1024相關(guān)聯(lián)的方向。

在步驟1106處，UE基于第二波束成形方向集合中的波束成形方向，建立與mmW-BS的通信鏈路。在一個(gè)方面中，第一波束成形方向集合對(duì)應(yīng)于第一天線集合，以及第二波束成形方向集合對(duì)應(yīng)于第二天線集合。在一個(gè)方面中，第一天線集合是第二天線集合的子集。

在步驟1108處，UE確定第一網(wǎng)絡(luò)的載波頻率偏移或符號(hào)及幀定時(shí)中的至少一者。

在步驟1110處，UE基于第一網(wǎng)絡(luò)的載波頻率偏移或符號(hào)及幀定時(shí)中的至少一者，確定第二網(wǎng)絡(luò)的第二載波頻率偏移或第二符號(hào)及幀定時(shí)中的至少一者。

在步驟1112處，UE關(guān)閉與第一網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路。

在步驟1114處，UE確定所建立的通信鏈路的質(zhì)量低于門限。

最終，在步驟1116處，UE向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送用于請(qǐng)求通過(guò)第一網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行通信的信息。

圖12是示出了在示例性裝置1202中的不同模塊/單元/組件間的數(shù)據(jù)流的概念性數(shù)據(jù)流圖1200。該裝置可以是UE。該裝置包括：模塊1204，其從一個(gè)或多個(gè)基站(例如，基站1250)接收波束；模塊1206，其確定用于與第一網(wǎng)絡(luò)中的BS的通信的第一波束成形方向集合；模塊1208，其基于所確定的第一波束成形方向集合，監(jiān)測(cè)用于與mmW-BS的通信的第二波束成形方向集合中的波束，第二波束成形方向集合包括第一波束成形方向集合，mmW-BS在相比第一網(wǎng)絡(luò)具有更高載波頻率的第二網(wǎng)絡(luò)中；模塊1210，其基于第二波束成形方向集合中的波束成形方向，建立與mmW-BS的通信鏈路；模塊1212，其關(guān)閉與第一網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路；模塊1214，其確定所建立的通信鏈路的質(zhì)量低于門限；模塊1216，其確定第一網(wǎng)絡(luò)的符號(hào)及幀定時(shí)；模塊1218，其確定第一網(wǎng)絡(luò)的載波頻率偏移；以及模塊1220，其向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送用于請(qǐng)求通過(guò)第一網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行通信的信息。

該裝置可以包括執(zhí)行上述圖11的流程圖中的算法的步驟中的每一步的附加模塊。照此，可以由模塊執(zhí)行上述圖11的流程圖中的每一步，而該裝置可以包括那些模塊中的一個(gè)或多個(gè)模塊。模塊可以是特定地被配置為執(zhí)行所述過(guò)程/算法的、由被配置為執(zhí)行所述過(guò)程/算法的處理器實(shí)現(xiàn)的、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)用于由處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)的、或它們的某種組合的一個(gè)或多個(gè)硬件部件。

圖13是示出了針對(duì)采用處理系統(tǒng)1314的裝置1202'的硬件實(shí)現(xiàn)方式的示例的圖1300。可以利用總線架構(gòu)(通常由總線1324代表)來(lái)實(shí)現(xiàn)處理系統(tǒng)1314?？偩€1324可以包括任何數(shù)量的互聯(lián)的總線和橋路，這取決于處理系統(tǒng)1314的特定應(yīng)用和整體設(shè)計(jì)約束?？偩€1324將包括一個(gè)或多個(gè)處理器和/或硬件模塊(由處理器1304代表)、模塊1204、1206、1208、1210、1212、1214、1216、1218和1220以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1306的各種電路鏈接到一起。總線1324還可以將諸如定時(shí)源、外圍設(shè)備、電壓調(diào)節(jié)器以及功率管理電路的各種其它電路進(jìn)行鏈接，它們是本領(lǐng)域公知的電路，因此將不做進(jìn)一步地描述。

處理系統(tǒng)1314可以耦合到收發(fā)機(jī)1310。收發(fā)機(jī)1310耦合到一個(gè)或多個(gè)天線1320。收發(fā)機(jī)1310提供用于通過(guò)傳輸介質(zhì)與其它裝置進(jìn)行通信的單元。收發(fā)機(jī)1310從一個(gè)或多個(gè)天線1320接收信號(hào)，從所接收的信號(hào)中提取信息、以及向處理系統(tǒng)1314(具體為接收模塊1204)提供所提取的信息。另外，收發(fā)機(jī)1310從處理系統(tǒng)1314(具體為發(fā)送模塊1220)接收信息，并且基于所接收到的信息來(lái)生成要被應(yīng)用到一個(gè)或多個(gè)天線1320的信號(hào)。處理系統(tǒng)1314包括耦合到計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1306的處理器1304。處理器1304負(fù)責(zé)一般的處理，包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1306上的軟件的執(zhí)行。當(dāng)處理器1304執(zhí)行軟件時(shí)，該軟件使得處理器系統(tǒng)1314執(zhí)行上面所描述的針對(duì)任何特定裝置的各種功能。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1306還可以用于存儲(chǔ)執(zhí)行軟件時(shí)由處理器1304所操縱的數(shù)據(jù)。處理系統(tǒng)還包括模塊1204、1206、1208、1210、1212、1214、1216、1218和1220中的至少一個(gè)。模塊可以是在處理器1304中運(yùn)行的、駐存/存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)/存儲(chǔ)器1306上、耦合到處理器1304的一個(gè)或多個(gè)硬件模塊、或它們的某種組合的軟件模塊。處理器系統(tǒng)1314可以是UE 650的部件，并且可以包括TX處理器668、RX處理器656以及控制器/處理器659中的至少一個(gè)和/或存儲(chǔ)器660。

在一個(gè)配置中，用于無(wú)線通信的裝置1202/1202’包括：用于確定用于與第一網(wǎng)絡(luò)中的BS的通信的第一波束成形方向集合的單元；用于基于所確定的第一波束成形方向集合，監(jiān)測(cè)用于與mmW-BS的通信的第二波束成形方向集合中的波束的單元，第二波束成形方向集合包括第一波束成形方向集合，mmW-BS在相比第一網(wǎng)絡(luò)具有更高載波頻率的第二網(wǎng)絡(luò)中；用于基于第二波束成形方向集合中的波束成形方向，建立與mmW-BS的通信鏈路的單元；用于關(guān)閉與第一網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路的單元；用于確定所建立的通信鏈路的質(zhì)量低于門限的單元；用于向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送用于請(qǐng)求通過(guò)第一網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行通信的信息的單元；用于確定第一網(wǎng)絡(luò)的載波頻率偏移或符號(hào)及幀定時(shí)中的至少一者的單元；用于基于第一網(wǎng)絡(luò)的載波頻率偏移或符號(hào)及幀定時(shí)中的至少一者，確定第二網(wǎng)絡(luò)的第二載波頻率偏移或第二符號(hào)及幀定時(shí)中的至少一者的單元。上述的單元可以是被配置為執(zhí)行由上述單元所記載的功能的裝置1202的上述模塊和/或裝置1202'的處理系統(tǒng)1314中的一個(gè)或多個(gè)。如上面所描述的，處理系統(tǒng)1314可以包括TX處理器668、RX處理器656、以及控制器/處理器659。照此，在一個(gè)配置中，上述的單元可以是被配置為執(zhí)行由上述單元所記載的功能的TX處理器668、RX處理器656、以及控制器/處理器659。

應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開的過(guò)程/流程圖中步驟的特定次序或?qū)哟沃皇菍?duì)示例性方法的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，基于設(shè)計(jì)偏好可以重新排列過(guò)程/流程圖中步驟的特定次序或?qū)哟?。此外，可以合并或省略一些步驟。所附的方法權(quán)利要求以樣本次序給出了各個(gè)步驟的元素，但是并不意味著受限于所給出的特定次序或?qū)哟巍?/p>

提供前面的描述以使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍疚拿枋龅母鱾€(gè)方面。對(duì)這些方面的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，以及本文所定義的一般原則可以應(yīng)用到其它方面。因此，本權(quán)利要求書不旨在受限于本文所示出的方面，而是符合與權(quán)利要求書所表達(dá)的內(nèi)容相一致的全部范圍，其中，除非明確地聲明如此，否則提及單數(shù)形式的元素不旨在意指“一個(gè)和僅僅一個(gè)”，而是“一個(gè)或多個(gè)”。本文使用的詞語(yǔ)“示例性的”意味著“作為例子、實(shí)例或說(shuō)明”。本文中描述為“示例性”的任何方面不必被解釋為優(yōu)選于其它方面或者比其它方面有優(yōu)勢(shì)。除非以其它方式明確地聲明，否則術(shù)語(yǔ)“某些”指的是一個(gè)或多個(gè)。諸如“A、B或C中的至少一個(gè)”、“A、B、和C中的至少一個(gè)”、以及“A、B、C或其任意組合”的組合包括A、B和/或C的任意組合，并且可以包括A的倍數(shù)、B的倍數(shù)或C的倍數(shù)。具體地，諸如“A、B或C中的至少一個(gè)”、“A、B、和C中的至少一個(gè)”、以及“A、B、C或其任意組合”的組合可以是僅A、僅B、僅C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C，其中任何這樣的組合可以包含A、B或C中的一個(gè)或多個(gè)成員或數(shù)個(gè)成員。遍及本公開內(nèi)容描述的各個(gè)方面的元素的、對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言已知或者稍后將知的全部結(jié)構(gòu)的和功能的等效物以引用方式明確地并入本文中，以及旨在由權(quán)利要求書來(lái)包含。此外，本文中所公開的內(nèi)容中沒(méi)有內(nèi)容是想要奉獻(xiàn)給公眾的，不管這樣的公開內(nèi)容是否明確記載在權(quán)利要求書中。沒(méi)有權(quán)利要求元素要被解釋為功能模塊，除非元素是明確地使用短語(yǔ)“用于……的單元”來(lái)記載的。