波束成形和载波聚合的制作方法

1.本发明涉及设备、无线通信网络、用于操作设备的方法和用于评估设备的链路性能的方法，特别是能够组合波束成形和载波聚合的设备。本发明总体上进一步涉及波束成形和载波聚合的组合。


背景技术：

2.波束成形或空间滤波是一种用于天线阵列中的信号处理技术，用于定向信号传输或接收。这是通过组合天线阵列中的元件来实现的，使得从特定角度到达的信号会受到相长干扰，而其他信号会受到相消干扰。波束成形可用于无线链路的发送端和接收端，以实现空间选择性。与全向接收/发送相比的改进被称为阵列的方向性。对于在6ghz以上和所谓的毫米波范围内(例如》24ghz和《100ghz)操作的系统，波束成形是必不可少的，因为它的高度定向传输补偿显著的传播和穿透损耗。数字波束成形提供了最大的灵活性，因为它可以将每个天线元件连接到自己的rf链。然而，在毫米波频率下，当使用大量天线元件时，数字波束成形在复杂性、功耗和成本方面通常会变得令人望而却步[1]。另一方面，模拟波束成形通常使用移相器、衰减器和电延迟来实现。它在动态控制辐射图案方面的灵活性有限——尤其是在考虑多波束图案时——但它是一个有吸引力的选择，主要是因为它相对简单并且所需的rf链数量较少。由于这些原因，目前提出的毫米波系统解决方案侧重于混合配置，其中波束成形在数字和模拟域中都执行。在混合波束成形中，模拟波束成形器通常由数个子阵列组成，其中每个子阵列具有专用的rf链，并且潜在地具有一组移相器、延迟线和衰减器，允许控制子阵列的天线辐射图案[1]。
[0003]
载波聚合是用于无线通信的技术，用于提高每个用户的数据速率，从而将系统带宽的多个频率块分配给同一用户。所谓的分量载波描述在频谱的特定部分中操作并占用一定带宽(通常称为系统带宽，例如在4g-lte中为1.4mhz、5mhz、10mhz、20mhz)，以增加每条链路分配的带宽超出分量载波(cc)的带宽，可以聚合多个cc，而频谱中的定位可以是相邻的或分布式/分段的。每个用户的最大可能数据速率随着分配给用户的频率块/cc越多而增加。也由于更好的资源利用，小区的总数据速率增加。此外，通过载波聚合可以实现负载平衡。载波聚合最早是在lte版本10中引入的。在那里，多个载波可以并行发送到同一个终端/enb/从同一个终端/enb发送，从而允许增加的带宽并相应地提高每条链路的数据速率[2]。
[0004]
因此，需要提高网络吞吐量。


技术实现要素：

[0005]
因此，本发明的目的是提高无线通信网络的吞吐量。
[0006]
发明人已经发现，为了获得高网络吞吐量，可以以特定方式组合波束成形技术和载波聚合技术。由于波束成形通常被执行为在一定频率范围控制天线布置，因此当改变或修正频率范围，特别是其大小时，这种控制机制可能缺乏效率或精确性，因为它是载波聚合的目的。发明人已经找到了合适的方式来通过使用载波聚合以及用于通过载波聚合获得的
频率范围的波束成形权重的组合或联合集合来控制天线布置。
[0007]
根据实施例，被配置用于在无线通信网络中操作并且用于通过交换无线信号来与无线通信网络内的通信伙伴进行通信的设备被配置用于使用波束成形技术形成发送波束图案以与通信伙伴通信，发送波束图案为从由设备可形成的多个发送波束图案中选择的波束图案。设备被配置为：响应于触发事件，向通信伙伴或无线通信网络的不同实体提供数个发送波束图案，数个发送波束图案为多个可形成的发送波束图案的至少子集；接收与数个波束图案的波束图案有关的反馈信息；基于反馈信息使用所提供的多个波束图案中的至少一个作为选择的波束图案；以及使用载波聚合进行通信。设备包括天线布置和控制单元，控制单元被配置为控制天线布置以形成用于载波聚合的选择的发送波束图案。因此，控制单元被配置为将一个载波中的波束成形的控制扩展到载波的聚合。这允许获得高吞吐量，即使偏离了单个载波到一组特定的波束成形权重的关联，以获得针对此特定载波优化的特定波束图案。根据实施例，无线通信网络包括这样的设备。
[0008]
根据实施例，被配置用于在无线通信网络中操作并且用于通过交换无线信号来与无线通信网络内的通信伙伴进行通信的设备被配置为向无线通信网络的实体发送指示设备执行载波聚合的能力和执行波束成形以用于通信的能力的能力信息和/或接收与另一设备有关的这种能力信息。
[0009]
进一步的实施例涉及用于控制这种设备的方法和计算机程序。
[0010]
本发明的有利实施例在从属权利要求中定义。
附图说明
[0011]
现在将参考附图描述本发明的实施例，其中：
[0012]
图1a-c示出了表示用具有均匀布置在线性阵列中的八个天线元件的示例天线布置形成的辐射功率或灵敏度的曲线的示例图；
[0013]
图2a示出了具有根据实施例的设备的根据实施例的网络的示意框图；
[0014]
图2b示出了无线通信网络200的示意框图，示出了设备20在第一时间实例期间基于波束成形权重191提供第一传输波束图案161并且在优选地与第一个时间实例不相交的第二时间实例期间基于波束成形权重192提供第二传输波束图案162；
[0015]
图2c示出了无线通信网络200的示意框图，示出了设备20提供传输波束图案162作为选择的波束图案；
[0016]
图3a示出了根据实施例的在频率上彼此相邻布置的无线通信网络的两个载波的示意图；
[0017]
图3b示出了根据实施例的无线通信网络的彼此不相邻地布置的两个载波中的载波的示意图；
[0018]
图4示出了表示根据实施例的不同波束成形权重的确定的示意图；
[0019]
图5示出了根据实施例的聚合两个载波的方法的示意性流程图；
[0020]
图6示出了聚合至少三个载波的方法的示意性流程图；
[0021]
图7示出了根据实施例的通过交换信号或消息来说明的方法的示意性流程图；
[0022]
图8示出了可用于操作设备的方法的示意流程图；
[0023]
图9a示出了根据实施例的控制单元的示意框图；
[0024]
图9b示出了根据实施例的另一个控制单元的示意图；
[0025]
图9c示出了可以是图2的无线通信网络的无线通信网络的示意图；
[0026]
图9d示出了根据实施例的具有遭受干扰的附加设备的无线通信网络的示意图；
[0027]
图10示出了根据实施例的方法的示意性流程图；
[0028]
图11示出了图2a的无线通信网络的示意框图，其中设备能够分别形成发送波束图案和接收波束图案；
[0029]
图12a-d示出了不同波束成形概念的示意图；
[0030]
图13a-c示出了根据实施例的波束成形器和天线面板的不同配置；
[0031]
图14示意性地说明了在此描述的设备中的波束斜视效应；
[0032]
图15是示出本发明测量或测试过程的第一实施例的流程图，假设用户设备使用相同天线同时对第一和第二分量载波进行波束成形，
[0033]
图16是示出本发明测量或测试过程的第二实施例的流程图，假设用户设备使用不同的天线同时对第一和第二分量载波进行波束成形，
[0034]
图17示出了根据本发明的实施例的安装在测量室内用于测量或测试本文所述的设备的dut；以及
[0035]
图18示出了基于ieee std 149-1979的坐标系几何结构，并通过角度θ和φ示出了图17的dut和la之间的相对角度配置或方向。
[0036]
相同或等效的元件或具有相同或等效功能的元件在以下描述中由相同或等效的附图标记表示，即使出现在不同的附图中。
具体实施方式
[0037]
在以下描述中，阐述了多个细节以提供对本发明实施例的更彻底的解释。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，以框图形式而不是详细地示出众所周知的结构和设备，以避免模糊本发明的实施例。此外，除非另有特别说明，否则下文描述的不同实施例的特征可以相互组合。
[0038]
本文描述的实施例涉及形成也可以称为波束图案的天线辐射图案。用于形成这种天线辐射图案的技术可以称为波束成形。可以针对发送和接收执行波束成形以实现或生成发送无线电信号的一个或多个优选方向，以分别用于接收无线电信号。本文所描述的实施例涉及模拟波束成形技术以及数字波束成形技术，并且尤其涉及混合波束成形技术。也就是说，波束成形网络可以包括到天线布置的每个天线元件的信号路径，但不是必须的。关于在多个天线阵列、面板、子阵列等上使用混合波束形成的载波聚合，可以对每个面板/子阵列/阵列独立或联合或独立选择的波束形成权重集应用于部分或全部，同时针对主分量载波(pcc)和/或次分量载波(scc)进行优化。也就是说，根据实施例的设备可以被配置用于模拟波束成形、数字波束成形和混合波束成形(其中混合波束成形包括模拟和数字波束成形)中的至少一个，优选地用于混合波束成形，其中与所选择的或重新选择的波束图案相关联的一组波束成形权重整体应用于用于聚合的天线布置。
[0039]
将在本文描述的实施例中形成的波束或波束图案可以包括至少一个主瓣。此主瓣可以旨在沿着视线(los)或非视线(nlos)路径被控制或操纵或形成为朝向特定方向。天线辐射图案进一步可以包括附加的主瓣、一个或多个旁瓣以及布置在这些瓣之间的零点。尽
管没有明确讨论附加的主瓣、旁瓣和零点，但实施例不限于仅包括一个主瓣的波束。此外，可以通过形成单个波束图案或作为波束图案的组合来获得辐射波束图案。
[0040]
本文描述的实施例进一步涉及天线布置。天线布置可以包括用于发送或接收表示信号的无线能量的多个天线元件。实施例涉及用于聚合频带或载波的联合波束成形预编码器。在混合波束成形中，同样以混合方式完成，允许将两个频率(频带)或覆盖大带宽连接到一组连结的延迟线或移相器，这组延迟线或移相器用于影响去往或来自特定的阵列天线/天线布置的天线元件的相位。例如，当将所有天线元件单独连接到收发器链时，可以为每个子带/频带/载波选择单独的波束成形权重。实施例与各种混合波束成形特别相关，其中对于单个天线元件或天线元件组(天线组/子面板)，连结的延迟线/移相器应用于数字、中频(if)和/或射频(rf)信号。
[0041]
尽管本文描述的实施例涉及包括天线布置的设备，但这并不将实施例限制为具有单个天线布置。虽然天线布置可以理解为具有由一个或多个波束成形网络单独地、成组地或共同地控制的多个天线元件(辐射元件或天线)的天线面板，但是根据本发明的设备可替代地包括两个或多个天线布置，共同形成也可称为天线布置的天线结构。例如，这样的子面板可以布置在设备的不同侧以便允许沿着设备的外壳等的不同主要标志进行有效的波束成形。
[0042]
本文描述的实施例进一步涉及载波聚合。尽管本文描述了一些实施例，同时参考了主分量载波(pcc)和聚合到pcc的副分量载波(scc)，并且虽然一些实施例进一步涉及聚合附加分量载波(cc)，但这些实施例不是仅限于诸如4g、5g或6g等移动通信标准中给出的规范。通过增加用于通信的占用带宽同时执行频率选择性信号成形，特别是波束成形，可以结合涉及载波聚合的组合的任何无线通信网络来实施实施例。
[0043]
由于形成天线阵列或天线布置的天线元件的机械间距可以是固定的，因此它们的电分离(例如，在波长方面测量的)将随操作频率而变化。一般而言，天线阵列的设计可以考虑在给定频率范围内的操作要求。当这样的阵列与在给定方向上形成或操纵波束所必需的组件组合时，与这些组件相关的相位或电延迟也可以是频率相依的。换言之，在每个操作频率下，需要不同的一组波束成形权重来在相似方向上形成波束。这意味着，如果在波束成形器权重不变的情况下改变操作的频率，则可能无法正确形成波束。这可能导致图案形成错误(像差)，其示例不限于包括波束失准、波束展宽、旁瓣电平和/或宽度的增加以及零点深度的减少。
[0044]
结合图1a、图1b和图1c描述了图案操作的示例。图1a-c示出了表示用具有均匀布置在线性阵列中的八个天线元件的示例天线布置形成的辐射功率(发送波束)或灵敏度(接收波束)的曲线图22、22、23、24和25的示例图。虽然在图1a中，阵列设计用于在25.5ghz下操作，但图1b中的阵列设计用于在27.5ghz下操作。图1c中的阵列设计用于在29.5ghz下操作，这意味着图1a、1b和1c中的阵列例如以天线元件之间的不同距离实现。曲线图21到25将沿不同角度的发送功率或灵敏度在横坐标处表示为相对于对数标度(纵坐标)中的最大值的归一化电平值。这些曲线分别针对使用的频率范围的不同的信号频率、中心频率示出。图21表示中心频率为25.5ghz的信号，图22表示中心频率为26.5ghz的信号，图23表示中心频率为27.5ghz的信号，图24表示中心频率为28.5ghz的信号，图25表示29.5ghz的信号。可以看出，虽然每个天线布置可以用于形成每个信号，但是鉴于中心频率的匹配和天线布置的设计，
每个天线布置仅对应于一个信号。也就是说，其余四个信号的中心频率偏离用于设计的频率。这可能分别导致空间扩展4a(图1a)、4b(图1b)、4c(图1c)，其中所形成的波束的角度和因此的方向响应于改变的频率而偏离。这种效应也可以称为像差。
[0045]
可以看出，当改变波束的频率时，方向也可能在使用相同的波束成形权重时发生变化。当以可比较的方式使用载波聚合时，可能会发生此效果，因为当聚合载波时，频率范围可能变宽和/或中心频率可能发生变化。因此，在使用波束成形时，使用载波聚合可能导致pcc和scc处的波束图案失准/不一致。
[0046]
换句话说，为了说明由于在不同频率下操作时用于设计波束成形权重的一个频率的影响而导致的图案像差，图1a-c示出了八元件均匀线性阵列的阵列因子，其权重被设计为分别在25.5ghz、27.5ghz和29.5ghz下操作。
[0047]
由于载波聚合可以理解为对天线阵列的要求以在可能更宽的频率范围内操作，则不太可能对所有感兴趣的频率/频带实现最佳性能。因此，需要某种形式的决定来根据一组标准确定波束成形权重，这些标准尤其考虑了阵列在与任何特定载波聚合方案相关联的所有频率上的最佳性能。在图1a-c中，所示出的由于频率效应引起的图案像差的示例表明在确定波束成形权重时要考虑载波聚合。
[0048]
图2a示出了根据实施例的设备20的示意框图。设备20被配置为在可以包括设备20的通信伙伴25的无线通信网络200中操作。通信可以包括交换无线信号12，其中无线信号12可以是如针对无线信号12
t
所指示的那样发送的信号或者可以是如针对无线信号12r所指示的接收信号。因此，交换无线信号涉及无线信号12的发送和接收。设备20被配置为使用无线通信网络的第一载波与通信伙伴25进行通信，并且使用可以与第一载波相关联的第一组波束成形权重。设备20被配置为使用无线通信网络200的第二载波并使用可以与第二载波相关联的不同的第二组波束成形权重来与通信伙伴通信以交换无线信号。
[0049]
也就是说，在不执行载波聚合的时间期间，设备20可以被配置为使用第一载波与通信伙伴进行通信而不使用第二载波，并且在稍后的在载波聚合模式中操作时的第二时间实例中进行聚合第二载波到第一载波。例如，当使用可能作为单载波的第一载波时，设备20可以使用第一组波束成形权重。当替代地使用作为单载波的第二载波时，设备20可以实施或使用第二组波束成形权重。除此之外，设备20可以被配置为聚合第一载波和第二载波以增强通信。
[0050]
设备20的天线布置14可以被配置为基于所应用的一组波束成形权重来形成天线辐射图案16。设备20被配置为执行波束成形，即，使用波束成形技术形成发送波束图案以进行通信，该发送波束图案是从由设备可形成的多个发送波束图案中选择的波束图案。设备20因此可以被配置为从它可以形成的多个波束图案中选择一个波束图案并且将相应的权重应用到天线布置的波束成形网络以便形成天线辐射图案。这可以包括从数据库或查找表或码本获得权重，但也可能涉及基于这样的码本中的条目计算权重，其中码本可以存储在作为设备20或另一设备的一部分的存储器中。
[0051]
结合一些实施例，设备20被配置为将天线辐射图案16形成为发送波束图案，即，作为用于发送目的的辐射图案。因此，当在多于一个载波中形成传输波束图案时，设备20可能会遭受如结合图1a-1c所示的像差的影响，因为用于控制天线布置14的波束成形网络的波束成形权重191或192可以被适应或优化到所使用的载波之一，同时对于其他载波不太被适
应或不适应，并可能会导致波束成形精度欠佳。
[0052]
尽管天线布置14被示意性地绘制为单个天线元件，但上面提供的天线布置的定义适用，即，天线布置14可以包括多个天线元件，例如2个或更多、4个或更多、8个或更多、16个或更多或任何其他数量。尽管天线辐射图案16被示意性地绘制为包括单瓣，但天线辐射图案16可以包括至少一个主瓣、至少一个旁瓣和布置在相邻瓣之间的至少一个零点，例如，如在图1a-c中可以看出的。
[0053]
设备20包括控制单元18，控制单元18被配置为控制天线布置14，即，应用波束成形权重，并用于提供要通过天线布置14发送或接收的信号。也就是说，控制单元18被配置为控制天线布置14，以形成用于发送目的或接收目的的天线辐射图案16。
[0054]
因此，天线布置14可以是设备20的天线面板，其由控制单元18整体控制，控制单元18被配置为向天线布置14提供选择的一组波束成形权重，以便形成与波束组相关联的天线辐射图案。即，天线布置可以由一组可以由控制单元18选择或确定的波束成形权重整体控制。然而，要生成的波束图案的选择可以由控制单元或由无线网络的另一个实体进行，例如，通信伙伴25、无线通信网络的另一实体的控制单元，例如无线通信网络200的另一节点或无线通信网络200的网络控制器。
[0055]
然而，设备20可以至少包括另外的第二天线布置。可以在设备20中实现任意数量的天线布置。可以进行波束图案的选择以便为每个天线辐射图案选择一个波束图案。每个天线布置可以被提供有波束成形网络和收发器链。也就是说，设备20可以被配置为将波束成形权重的集合24应用于天线布置14的单个波束成形网络。
[0056]
设备20可以被配置为实现载波的载波聚合的变化，以进一步与通信伙伴进行通信。这样的动作可以形成触发事件，导致对要使用的传输波束图案的新选择。改变聚合可以涉及以下中的一个或多个：将至少一个载波聚合到单个载波中，例如，将副分量载波(scc)聚合到主分量载波(pcc)等，以便从单载波通信获得聚合；增加聚合内的载波数量，例如，从x个载波数量增加到y个载波数量，其中x,y》2,y》x；减少载波的数量，例如从a个载波的数量减少到b个载波的数量以达到至少两个载波的数量，例如，a，b》1，a》b；和/或将聚合的载波替换为另一个载波。这些情况中的每一个都可能导致适用于所选择的波束图案的权重的行为发生变化，例如，在特定载波中，在联合使用相同权重的不同载波处。
[0057]
设备20可以基于聚合的变化重新选择波束图案或要生成的波束。可以根据优化标准26来进行重新选择。控制单元18可以访问已经存储了优化标准26的存储器。例如，存储器还可以在其上存储允许基于与反馈信息22一起接收的标识符等生成辐射波束图案16的波束成形权重191和192。可替代地，用于得出权重的权重或参数可以存储在不同的存储器中。
[0058]
优化标准可以涉及设备20在无线通信网络200内的通信，例如与通信伙伴25的通信，其可以包括测量设备20和通信伙伴25之间的通信的参数或质量的至少一个度量。例如，优化标准可替代地或附加地包括指示通信的效果的度量或参数，特别是关于无线通信网络200的部分或非部分的其他节点的发送辐射图案16，如图9d所示。优化标准可以例如与层1-参考信号接收功率(l1-rsrp)、参考信号接收质量(rsrq)、信号加干扰噪声比(sinr)、链路容量指标、链路吞吐量指标；链路稳定性/弹性指标；视场(fov)指标，和/或其组合有关。根据实施例，优化标准可以与与通信伙伴的通信和/或在无线通信网络的其他实体处引起的干扰有关。
[0059]
设备20可以被配置为从无线网络接收反馈信号22，例如，由通信伙伴25或不同的网络实体发送的反馈信号22。反馈信号22可以包括指令或信息，这些指令或信息与无线通信网络中与设备20不同的至少一个实体做出的决定有关，与对这种决定的建议或指示在设备允许这种决定的参数或测量值有关。决定可以与要生成的波束图案的选择相关，并因此与要使用的波束成形器相关。例如，响应于触发事件，设备20可以生成数个发送波束图案，这些发送波束图案是设备20可以生成的多个发送波束图案的至少子集，从而将数个波束图案提供给通信伙伴或无线通信网络的不同实体。也就是说，接收实体可以评估所生成的波束图案并且可以反馈关于评估的信息，所述信息在反馈信号22中指示。反馈信息22通常可以与作为解释的子集所提供的波束图案相关。反馈信息可以指示特定波束匹配一个或多个标准或不匹配，但可替代地或附加地，指的是扫描波束的影响，例如sinr改变等。反馈信息可以形成用于决定将哪个传输波束图案用于聚合的基础的至少一部分。所述决定可以在设备处做出，也可以在无线通信网络的另一个实体处做出，例如，在网络控制器或网络的控制单元处做出。设备20可以实施包含在反馈信号22中的决定，可以做出自己的决定和/或可以评估当与反馈信号22中的决定相比时将不同的波束图案用作选择的波束图案。
[0060]
例如，如果在反馈信息的评估期间没有发现冲突，则设备可以被配置为使用所指示的波束图案；和/或在评估期间发现冲突时使用不同的波束图案。
[0061]
设备可以例如，通过自行选择、遵循在反馈信号中陈述的选择和/或通过进一步的设备评估而改进的选择，基于反馈信息使用所提供的数个波束图案中的至少一个作为选择的波束图案。使用反馈信息可以涉及接收与已经做出的决定相关的指示，使得结果已经在反馈信息22中被指示。替代地或附加地，度量或参数可以包含在反馈信息中并且与提供的波束相关，使得设备20可以基于评估反馈信息做出决定，例如，根据优化标准26。替代地或附加地，反馈信息可以指示已经做出的决定，并且设备可以被配置为例如，当具有诸如来自另一设备的反馈信息或干扰信息或性能信息等附加信息时，决定是否执行该决定或偏离该决定。
[0062]
接收到的反馈信息22因此可以明确地或隐含地指示所提供的数个波束图案中的波束图案，例如，被评估为关于至少一个度量的最佳波束图案或最合适的波束图案的波束图案，该度量可以与优化标准相同或不同。替代地或附加地，可以包含允许得出这种信息的信息。
[0063]
设备可以被配置为基于外部决定(接收到的指令)和/或内部自己的决定来选择要提供或建议的数个波束图案。例如，当将scc聚合到pcc时，设备20可以被实现为针对pcc和scc的聚合生成与pcc相关联的波束图案，作为数个波束图案中的一个，并且针对pcc和scc的聚合生成与scc相关联的波束图案，作为数个波束图案的另一个波束。这样生成的发送波束图案因此可以适用于聚合的一个单载波。根据实施例，所提供的数个波束图案中的至少一个与任何载波无关，即，是另一个可能的独立的传输波束图案。即，所提供的数个波束图案中的每个发送波束图案适用于聚合的至多一个单载波。设备可以被配置为将所选择的波束图案用于聚合的每个载波，即，联合用于聚合。这可以允许使用来自数个提供的或建议的波束图案的传输波束图案，这些波束图案在优化标准的边界内提供最低的误差、不足或劣化并且因此可以被认为是最优的。即，反馈信息22可以包括指示根据优化标准在所提供的多个波束图案中的最佳波束图案的信息和/或包括指示低于(例如引起干扰)或高于(例如
吞吐量增益)给定阈值的所有波束图案的信息。评估可以由设备20外部的实体完成或提供，例如通信伙伴或不同节点，只要它能够向设备20，例如直接地，间接地或经由无线通信网络200的其他节点，传输信息，它甚至不需要为无线通信网络的一部分。
[0064]
反馈信息22因此可以直接指示由反馈实体选择的传输波束图案。替代地或附加地，反馈信息22可以包括指示所指示的波束图案包括用于通信伙伴和/或用于网络的不同实体的高于或低于预定义阈值的载波的聚合的联合性能度量的信息。这样的信息可以允许在设备20处决定和/或排序关于最终使用哪个传输波束图案作为选择的波束图案。如人们所见，所选择的传输波束图案不一定是不同的波束图案。根据改变的载波聚合，它可以是仍然是最佳选择的相同的传输波束图案。
[0065]
设备可以被配置为使用第一载波和第一发送波束图案，即，单载波和相关联的传输波束图案，例如pcc，来与通信伙伴建立通信。然后设备可以将第二载波聚合到第一载波以获得触发事件的一个变体；以及选择发送波束图案和联合地或共同地使用所选择的发送波束图案用于载波的聚合。设备可以被配置为基于触发事件进一步选择发送波束图案而不改变载波的聚合。
[0066]
基于要使用哪个传输波束图案的决定，设备20可以例如通过使用码本、表格、确定规则连同计算能力和/或接收值，得到要应用于天线布置14的波束成形权重。这些波束成形权重可以称为联合波束成形权重，因为它们总体上用于聚合而不是仅用于单个载波。
[0067]
指令可以包括边界条件，例如，用波束成形权重的联合集合24生成的辐射波束图案应该适合的条件(例如，方向、增益、多路径分量的数量、los路径、nlos路径
……
)或可以包括允许导出联合集24的更具体的信息。也就是说，要使用的波束成形器可以由网络决定或选择，或者这种决定可以至少由网络辅助。换言之，关于最终从一组波束成形器中选择的波束成形器的决定是由通信链路、网络的另一端，例如基站，或由诸如网络控制器的更高实体来完成或辅助的。
[0068]
根据实施例，出于实施方式的原因，波束成形器可以由不同于设备20的实体选择，而相关的波束成形权重将由设备20选择。根据实施例，也可以由其他实体或设备外部的实体进行波束成形权重的选择。例如，当设备20被配置为实现混合波束成形并且天线布置14的子阵列被标记有参考信号(rs)时，诸如使用允许接收器计算另一个码本条目或预编码器的码本的导频，向发送器指示/反馈将在设备20处应用/选择的具有相关值/权重的特定波束图案。然而，权重不是必须由其他实体计算或发送，因为它们对于控制单元18可能是已知的，这被实现为基于要生成哪个波束的指示来选择或确定要应用的权重。
[0069]
结合实施例，设备20被配置用于在无线通信网络200中操作并且用于通过交换无线信号来与无线通信网络内的通信伙伴进行通信；其中，设备被配置为使用波束成形技术形成发送波束图案以与通信伙伴25通信，发送波束图案是从由设备20可形成的多个发送波束图案中选择的波束图案。设备20被配置为响应于触发事件，提供是多个可形成的发送波束图案的至少子集的数个发送波束图案到通信伙伴或无线通信网络的不同实体。设备被配置为接收与数个波束图案中的波束图案有关的反馈信息。设备被配置为基于反馈信息使用所提供的数个波束图案中的至少一个作为选择的波束图案。使用可以涉及自行选择、遵循在反馈信号中陈述的选择或实施反馈信息22中指示的并且由另外的设备做出的选择的改善。设备被配置为使用载波的聚合进行通信。设备包括天线布置和控制单元，控制单元被配
置为控制天线布置选择或重新选择和形成所选择的发送波束图案用于载波的聚合。
[0070]
图2b示出了无线通信网络200的示意框图，示出了设备20在第一时间实例期间基于波束成形权重191提供第一传输波束图案161并且在与第一时间实例优选地不相交的第二时间实例期间基于波束成形权重192提供第二传输波束图案162。例如，设备20已经使用第一载波和基于第一载波中的波束成形权重191的集合的波束图案与通信伙伴25建立通信。进一步，反馈信息22可指示评估通信伙伴25考虑将传输波束图案162作为建议的传输波束图案内的最佳选项。
[0071]
图2c示出了无线通信网络200的示意框图，示出了设备20提供传输波束图案162作为选择的波束图案。设备可以被配置为基于反馈信息22通过考虑与无线通信网络内的通信有关的优化标准26来选择至少一个选择的波束图案162，例如，用于直接通信和/或用于网络中的整体通信。然而，当设备20执行可能包含在反馈信号22中并且可能由另一个实体做出的决定时，设备20中可能不需要优化标准。也就是说，可以在设备20和/或在无线通信网络的另一实体处评估或考虑评估标准。
[0072]
也就是说，控制单元18可以被配置为通过接收包含波束成形权重的联合集合24的信息和/或通过接收指示多个波束成形权重的集合的信息来接收指示波束成形权重的联合集合24的信息，其中，对于后者情况，控制单元18可以被配置为从所指示的多个集合中选择波束成形权重的联合集合24或者基于所指示的多个集合来计算波束成形权重的联合集合24。也就是说，信号22可以指示用于确定联合集合24的边界条件。
[0073]
替代地或附加地，在不同的操作模式中，设备20可以被配置为自行确定联合集合24。需要注意的是，集合191和192以及优化准则26可以存储在相同或不同的存储器和/或相同或不同的存储器区域中。控制单元18可以被配置为使用优化标准26通过使用或组合集合191和192来确定波束成形权重的联合集合24。即，当自主地或自行确定波束成形权重的联合集合24时，设备20可以基于优化标准26基于它将用于使用单个第一载波或单个第二载波的设置来计算/选择联合集合24。
[0074]
优化标准26可以包括要在无线通信网络200内优化的任何合适的度量。例如，优化标准26可以包括对相关参考信号的监测的信号质量度量。例如，信号质量度量可以包括层1-参考信号接收功率(l1-rsrp)、参考信号接收质量(rsrq)、信号加干扰噪声比(sinr)或其组合中的至少一个，同时不排除允许增加网络吞吐量的其他或另外的标准。当接收到联合集合24或指示集合的信息与信号22时，联合集合24的计算可以在网络侧执行，因此允许减少设备20的计算能力。
[0075]
例如，设备20可以向网络200指示其执行载波聚合和波束成形的能力，并且可以报告其用于确定波束成形权重的联合集合24的其当前信道状况的至少一部分。响应于此，网络200可以向设备20提供选择的波束成形器，例如通过指示波束成形器索引和/或波束成形权重的联合集合24。例如，设备20可以被配置为向无线通信网络200发送能力信号28，能力信号28指示设备20能够为至少两个载波共同使用联合波束成形权重的集合。能力信号28可以用天线布置14发送，或者可以用不同的接口有线或无线发送。信号22也是如此，可以通过任何有线或无线接口接收，其中包括天线布置14。
[0076]
根据实施例，设备被配置为向无线通信网络的实体发送能力信息和/或接收与另一个设备相关的这种能力信息，能力信息指示设备执行载波聚合的能力和针对通信执行波
束成形的能力。这样的实现可以根据提供发送波束图案和实现从所提供的子集中进行选择，但也可以作为独立实施例单独实现。
[0077]
例如，设备可以被配置为发送能力信息以指示：用于通信的天线阵列或天线面板的数量；由设备生成的无线电天线图案的数量；以及是否支持或不支持载波聚合，例如，通过指示聚合的载波的数量。例如，能力可以涉及天线布置、收发器链、波束成形网络以及流和/或载波的数量的组合中的一个或多个。
[0078]
能力信息，信号28分别可以涉及以下至少一项：
[0079]-同时支持的空间流的数量；
[0080]-同时用于传输的天线布置/面板的数量；
[0081]-每个空间波束同时映射的载波的数量；
[0082]-每个天线布置/面板同时映射的载波的数量；
[0083]-将天线端口控制/分配单元与波束成形网络和/或天线布置/面板连接的收发器链的数量；
[0084]-载波、空间波束和/或天线布置/面板之间的支持映射选项；
[0085]-支持多个载波上的mimo，每个载波具有独立的波束成形权重，或在用于多个载波上的波束成形的波束成形中的相关性；
[0086]-如被请求，提供的波束成形器的数量；
[0087]-待被触发的优选波束重选程序的阈值；
[0088]-描述波束(主瓣、旁瓣、零点)偏差与频谱中载波距离、主瓣与天线布置的相对方向的相关性的度量；
[0089]-经由同一面板/波束成形网络同时操作的载波的最大数量；以及
[0090]-经由同一面板/波束成形网络同时操作的两个或更多个载波之间的最大谱距离。
[0091]
也就是说，例如如果两个面板同时可用且处于活动状态：如果设备只能将一个载波映射到一个面板上，或者设备可以同时在每个面板上映射多个载波。
[0092]
尽管设备20和通信伙伴25的表示可以被解释为表示手持设备，例如，用户设备(ue)或用户驻地设备(cpe)，但是设备20也可以被适配为作为无线通信网络的基站、直连链路操作中的另一终端、无线通信网络的中继节点、接入回传一体化(iab)节点或用户驻地设备(cpe)来操作。
[0093]
图3a示出了在频率上彼此相邻布置的两个载波321和322的示意图。可以使用载波321和322，可选地与无线通信网络200中的另外的附加载波一起使用。设备20可以被配置为聚合载波321和322以将它们用作组合或联合载波。考虑到新的组合或联合中心频率f
cc
，当使用载波321或载波322时可能用于确定波束成形权重的载波321的中心频率f
c1
和载波322的f
c2
可能因此至少部分变为无效的，f
cc
通过确定波束成形权重的联合集合来至少部分补偿。
[0094]
图3b示出了图3a的载波321和322彼此不相邻地布置的示意图，例如，由当前未用于设备20的通信的至少第三载波323彼此隔开。然而，通过聚合载波321和322，组合中心频率f
cc
可以是可能位于另一载波323内的频率，其通过组合载波聚合和波束成形来说明可能的误差的基础。在图3b中，还可以看出，聚合的载波所跨越的总频率范围可能变得非常大，并且还可以基于在聚合的载波之间布置的载波的数量。通过确定或至少使用考虑到优化标准而被适配的波束成形权重的联合集合24，可以补偿这样的缺点。应该注意的是，辐射图案的
方向/主瓣/旁瓣/零方向的频率相关性的根本原因是用于波束成形的多个天线元件之间的相位和衰减比必须与要波束成形的电磁波的波长相匹配。如果调制rf信号的占用带宽大约为rf载波频率的1/10.000，并且发送和/接收方向接近天线阵列的视轴，则频率相关性在跨用于传输/接收的整个频谱的角扰动方面是可以容忍的。如果在大约28ghz的rf载波上，聚合的载波的分配/占用带宽为例如1ghz或几ghz，则频率相关性在性能(吞吐量、干扰等)方面可能变得很重要。
[0095]
图4示出了由参数值(纵坐标)表示的不同波束成形权重191、192和24的示意图。然而，可以理解，波束成形权重可以作为一个集合提供或使用，从而提供多个单个参数值。这些值可以具有任何维度，例如，基于控制单元18和/或波束成形网络和/或天线布置14的要求。作为替代或与固定的波束成形权重组组合，各个波束成形权重可以通过算法单独获得或以迭代方式在总体值的子集中获得，例如ai支持或不支持的基于蛮力或基于轨迹的选择，以实现更快的收敛、稳定性和/或最优性。
[0096]
例如，鉴于结合图3a和图3b描述的载波聚合，控制单元18可以具有关于集合191和集合192的知识。通过组合集合191和集合192，例如，使用函数34或可能受优化标准影响的任何其他确定规则，控制单元18或网络可以确定波束成形权重的联合集合24。确定规则34可以包括线性和/或非线性函数并且可以考虑1、2或更多数量的不同参数和/或边界条件。可选地，集合191和192中的仅一个可以用作确定规则34的输入值，这不排除附加输入值。
[0097]
当考虑设备并且特别是控制单元被配置为确定波束成形权重的联合集合24时，控制单元18还可以被配置为选择第一组波束成形权重191或第二组波束成形权重192作为波束成形权重的联合集合24。也就是说，联合集合24不需要偏离集合191和192，其中使用哪个集合的决定是基于优化标准。
[0098]
例如，根据优化标准，控制单元18可以比较将第一组用于聚合的载波还是将第二组用于聚合的载波更具希望。
[0099]
控制单元18可以被配置为从多个波束成形权重的集合，例如诸如所有集合或至少与要实现的当前方向相关的集合的大数量中选择用于第一载波的第一组波束成形权重，并且被配置为从多组波束成形权重中选择用于无线通信网络的第二载波并且与所选择的天线辐射图案相关联的第二组波束成形权重。控制单元18可以被配置为基于优化标准选择波束成形权重的第一集合191和波束成形权重的第二集合192中的一个，并且用于将选择的一组波束成形权重应用于用于交换信号的第一载波和第二载波的聚合。
[0100]
控制单元18可以配置为在一方面选择第一组波束成形权重191和另一方面第二组波束成形权重192时，根据优化准则，对所获得的包括载波321和322并可选地包括附加载波的载波聚合的效果进行比较，从而选择波束成形权重的联合集合24。可以选择具有更好的效果的一组波束成形权重。
[0101]
除了选择集合中的一个用于聚合之外，控制单元18可以被配置为确定或计算波束成形权重的联合集合24作为波束成形权重的第一集合191和波束成形权重的第二集合192中的至少一个的修正。
[0102]
确定联合集合24和/或提供用于在另一实体处选择的波束图案的一种实用方式可以通过使用波束调整来实现，例如，通过执行波束扫描和/或迭代地窄化波束的技术，同时考虑沿其可获得并保持波束的优选方向的方向。例如，设备可以被配置为基于特定传输波
束图案的波束扫描来提供数个传输波束图案。例如，设备可以被配置为接收指示特定波束/波束图案的反馈信息22，其中设备可以被配置为从网络接收第一传输波束扫描请求，并且响应于第一传输波束扫描请求使用特定波束图案执行传输波束扫描过程；以及从网络接收第二传输波束扫描请求，并且用于响应于第二传输波束扫描请求对在第二请求中指示的传输波束图案执行传输波束扫描。可以由设备执行波束扫描过程作为提供图案的一个选项，或者，设备可以提供多个替代波束，例如标记有探测参考符号(srs)、同步信号块(ssb)、信道状态信息参考信号(csi-rs)等id。扫描可以理解为一个接一个地创建相邻甚至重叠的波束。即提供可以包括根据扫描产生相似波束和/或在更高程度上彼此不同的波束。
[0103]
如结合图4所描述的，控制单元18可以被配置为通过根据确定规则34组合集合191和192从而计算波束成形权重的联合集合，来确定波束成形权重的联合集合24。然而，根据实施例，控制单元可以被配置为选择集合191和192之一作为联合集合。根据实施例，或者基于设备20的不同实现或者基于不同场景，不选择集合191和192中的一个，可以选择/计算第三组波束成形权重，其当考虑两个载波而不是仅考虑一个载波例如pcc时，根据特定的度量执行地更好。设备可以被配置为基于由被聚合的载波321和322的最低频率和最高频率，即所获得的聚合的最低和最高频率，所跨越的连续频率范围δf，来选择发送波束图案。
[0104]
设备20可以被配置用于确定波束成形权重的联合集合24，以及用于从无线通信网络接收信息以从多个集合中选择波束成形权重的联合集合24或者计算波束成形权重的联合集合。也就是说，设备20可以接收指示设备20根据实施例进行操作的信号，例如，连同指示设备20执行载波聚合和/或波束成形。此类指令可替代地或附加地包含要考虑的边界条件，例如要用于选择和/或要从这种选择中排除的波束图案。
[0105]
图5示出了根据实施例的方法500的示意性流程图，该方法可以至少部分地由设备20执行或实施。方法500具体地涉及两个载波的聚合，而结合图6描述的方法600解决了至少三个载波的聚合问题。
[0106]
方法500的步骤510包括建立rrc(无线电资源控制)连接状态，即，建立到通信伙伴，例如基站/gnb、ue、中继等的连接，这可以包括执行波束调整过程。
[0107]
步骤520包括对连接执行波束优化过程，仅作为非限制性示例，该连接被称为主分量载波pcc上的ue-bs链路。pcc可以是例如载波321或322。链路可以在从ue到bs和/或从bs到ue的方向上使用，即，从设备之一到另一个或双向。
[0108]
步骤530包括激活副分量载波scc，例如，另一个载波322或321。例如，基于指令或基于请求，可以分配或占用另一个载波用于通信。也就是说，可以建立载波聚合，其可以包括添加和/或激活scc。
[0109]
当已激活scc时，ue与基站之间的通信以及scc中使用的链路(或设备20及其通信伙伴25)可以使用为pcc优化的相同波束成形权重，如步骤540所示。
[0110]
方法500的步骤550包括确定是否满足波束调整标准。例如，如果满足导致波束调整的触发条件，则可以评估pcc和/或scc和/或聚合或不同的标准。例如，可以由网络或由设备20确定pcc、scc或用于聚合、与其相关联的其他或修正的波束成形权重是否更适合于使用pcc和scc的聚合的组合。如果决定是“是”，则流程图可以沿着路径552向步骤560前进，在该步骤中，在第一次迭代中将所用链路的波束调整适应于scc，如果重新执行，则适应于不同的先前确定的最优值，因此到达针对可能被识别为scc的最佳cc优化的波束。在步骤570
中，通信可以以组合的、聚合的方式在pcc和scc上继续。如果步骤550中的决定导致“否”，则路径554可以通向步骤570，从而导致在步骤570中使用pcc权重。例如，可能是网络决定导致网络指示ue切换到scc，参见步骤550，但ue可以知道哪些波束成形权重用于pcc，哪些用于scc。
[0111]
结合选择pcc权重或scc权重之一用于通信来说明方法500。还可以执行步骤550和560以便通过计算或推算波束成形权重的联合集合24来确定最佳权重集。
[0112]
方法500可以被理解为在获得聚合时可执行。即，设备可以被实现为使得控制单元被配置为基于聚合第二载波的事件来确定波束成形权重的联合集合。然而，有时或至少一个附加的时间，已经获得的最优值可以被验证或新确定，例如，以补偿信道条件的变化。这样的设备可以被实现为控制单元被配置为基于触发事件来确定波束成形权重的联合集合以更新波束成形权重的联合集合，即，可以迭代地或重复地确定联合集合来确定联合波束成形权重的集合。
[0113]
触发事件可以与以下至少一项有关
[0114]-定时器；
[0115]-计数器；
[0116]-固定或自适应周期；
[0117]-设备和通信伙伴之间的信道条件的确定的变化；
[0118]-优化标准的变化；
[0119]-设备响应于使用的波束图案而受到干扰的报告；
[0120]-用于通信的设备的天线布置的变化；
[0121]-设备与通信伙伴或受聚合通信链路影响的其他设备之间的相对或绝对方向角的变化；
[0122]-载波聚合的变化；
[0123]-从无线通信网络的实体接收的指令，可能包括请求选择某个数字波束成形码本的请求；
[0124]-载频间分离频率超出预定阈值；
[0125]-信道的可变性超过阈值；以及
[0126]-其组合。
[0127]
载波聚合的变化可以包括以下至少一项：
[0128]-将至少一个载波聚合到单个载波以获得聚合；
[0129]-增加聚合内的载波数量；
[0130]-将载波的数量减少到至少两个载波；
[0131]-将聚合的载波替换为另一个载波；以及
[0132]-增加/减少/替换设备的附近/范围内的另一个无线通信链路的聚合载波的数量，另一个无线通信链路可指同一频带或相邻频带内可能受干扰影响或可能引起干扰的其他共存链路；
[0133]-其组合。
[0134]
设备可以被配置为迭代地更新该组波束成形权重，以便评估用于波束成形权重的联合集合的替代选项。即，根据优化标准，设备可以尝试、评估或确定不同的波束成形权重
的集合以及因此不同的波束是否更适合于与通信伙伴的通信。这包括优化标准可以改变，例如，从最高吞吐量到最低时延，或者到无线网络内的任何其他本地或整体测量。
[0135]
图6示出了方法600的示意性流程图，其中设备20被配置为通过使用第一载波、第二载波和至少第三载波来进行载波聚合。步骤610可包括如步骤510所述建立rrc连接状态。步骤620可包括如步骤520所述pcc上的ue-bs链路的波束优化/波束对应过程。
[0136]
步骤630可以包括一个或多个附加cc的激活和/或聚合。例如，当仅聚合一个另外的分量载波是scc时，步骤630可以至少部分对应于步骤530。然而，步骤630允许聚合一个或多个cc。
[0137]
步骤640包括在获得的链路ue-bs中的通信(ue-》bs；ue《-bs或ue《-》bs；其中ue和bs是如图5中的非限制性示例)，其使用如结合步骤540描述的针对pcc优化的波束。
[0138]
步骤650可以包括根据可以至少部分地对应于优化标准的预定义标准对cc和/或scc进行排序。排序的结果可以是识别的最佳载波和/或具有按排序顺序的聚合载波或其子集的载波列表。步骤660包括决定是否已经满足第一排序的调整标准，例如，根据排序的或第一排序的cc。即，可以做出不同于pcc的载波是否比pcc更适合或哪个cc最适合的决定。如果以“是”回答该决定，则路径662可通向步骤670，在该步骤670中，根据排名第一的scc来调整针对ue-bs链路的波束调整，从而针对所识别的最佳分量载波优化波束。因此，在步骤670之后执行的步骤680允许使用步骤670的设置在所有分量载波上继续通信。如果以“否”回答步骤660的决定，则路径664可以通向步骤680，从而导致通信通过使用用于pcc的设置在所有cc上继续。
[0139]
可选地，步骤690包括添加新的scc。步骤690可以作为决定来实施。如果以“是”回答该决定，则路径692可以允许在方法600中跳回到例如方法630以聚合或激活一个或多个附加的载波。然后，可以再次对新获得的聚合进行优化。如果以“否”回答决定690，则路径694可以返回到步骤650，从而允许再次对聚合的载波进行排序。例如，可以遵循、执行路径694，或者可以基于定时器、计数器、检测到的信道条件的变化等来触发对载波再次进行优化或排序的迭代。
[0140]
如结合图5所描述的，方法600涉及迭代地将载波聚合到第一载波并且用于迭代地获得用于聚合的载波的波束成形权重的联合集合24。同样，方法600涉及从与聚合的分量载波相关联的集合中决定特定集合。然而，根据实施例，波束成形权重的联合集合24可以被确定或计算为与例如结合图4所描述的那些集合偏离的集合。
[0141]
两种方式，通过从关联的集合中选择或通过计算新值来确定波束成形权重的联合集合24允许评估通过聚合载波获得的聚合以便获得波束成形权重的联合集合。
[0142]
尽管方法600允许迭代地获得波束成形权重的联合集合24，例如，当在步骤630中仅聚合一个附加cc时，但实施例不限于此。例如，当在步骤630中聚合多于一个附加cc时，也可以非迭代地执行波束成形权重的联合集合24的计算或推算。如结合步骤560和670所描述的，设备20可以被配置用于将载波聚合到聚合，用于获得将聚合的载波指示为所选择的载波的信息，以及用于基于所选择的载波执行用于聚合的波束调整过程。
[0143]
结果，可以基于基于设备的决定和/或基于基于网络的决定来执行发送波束(重新)选择。
[0144]
如针对图5所描述的，方法600可以重复地或迭代地执行以调整波束成形权重，即
使没有实施载波聚合的修正。方法600和其他实施例可替代地或附加地在减少载波的数量时和/或在用另一个载波代替时执行。也就是说，一般来说，当改变载波聚合时，可以为更新的载波聚合确定优化的波束成形权重的联合集合。
[0145]
换言之，虽然图5示出了所提议的pcc/scc波束调整过程的概览，但是图6通过示例的方式示出了在执行scc的排序时用于多于两个分量载波的过程。实施例涉及首先对第二、第三和可选地附加的scc进行排序，然后应用与在两个载波的情况下相同的评估和选择标准。也就是说，可以选择最佳scc，然后可以将其与pcc进行比较。
[0146]
换言之，根据实施例的方法可以包括以下步骤中的一个或多个。根据实施例的设备被实现为至少部分地执行这样的方法。例如，这些步骤可以表述为：
[0147]
1.在bts和ue之间建立rrc连接状态-pcc。
[0148]
1.a.在活动连接期间的任何点处，例如ue在rrc_connected中，bts可以请求(附加)ue无线接入能力信息。ue以能力信息进行响应。与本发明相关的是指示支持发送波束调整的ue能力信息，其还可以包括附加参数，诸如天线面板的数量、支持的波束的最大数量等。
[0149][0150]
2.建立载波聚合——添加并激活scc。
[0151]
3.网络或ue可以(通过计算)确定scc在某种程度上比pcc“更好”。例如，网络实体可以确定(通过计算)它可以在scc上为ue分配更大的带宽，或者ue可以从网络接收反馈，反馈它在探测参考信号(srs)、解调参考信号(dm-rs)或任何其他相关上行链路参考信号上测量的scc上具有更好的l1-rsrp/rsrq/sinr或任何其他受监控的信号质量度量。
[0152]
4.因此，无论是自动还是基于由一组定义的条件产生的决定，ue或网络实体决定应使用与scc(而不是pcc)相关联的操作的频率范围来选择或通过计算确定适当的一组或多组波束成形权重用于传输。
[0153]
5.执行ue tx波束调整/重选
[0154]
a.基于ue的决定
[0155]
ue可以被预先配置/配置(根据系统规范)有将触发根据指定标准优化的tx波束重选的条件或一组条件。条件的示例可以是从网络接收到反馈信息的情况，该反馈信息向ue指示来自两个载波的性能指标。根据系统规范，当使用采用的度量，即srs、解调参考信号或任何其他相关参考上行链路信号上的l1-rsrp/rsrq/sinr，gnb(接收侧)scc与pcc相比的信
号质量度量滞后超过/低于预定义阈值时，网络可以被配置为发出这样的指示。一旦满足条件，对于scc上的给定gnb rx波束，ue可以：i)切换到之前提供的最佳tx波束；或ii)根据一些预定义的标准，启动tx波束提供/扫描程序并计算/选择波束成形权重的组合集合/联合集合。注意，如果波束对应成立，则假定用于下行链路接收的波束适合于上行链路发送。考虑到这是基于ue的决定，ue还应使用上行链路控制信息/信道通知基站有关波束调整/重选的信息。例如，pcc/scc波束选择或优化的波束索引可以在信道状态信息(csi)报告中复用。
[0156]
b)基于网络的决定
[0157]
基站可以在对一组提供的ue tx波束进行测量之后，基于某个条件或一组条件，诸如接收信号质量度量，诸如pcc和scc上的srs、解调参考信号或任何其他相关的参考上行链路信号的l1-rsrp/rsrq/sinr，或基于分量载波上的可用带宽，来决定请求ue执行tx波束调整/重选。为此，基站可以使用rrc信令和/或mac控制单元和/或下行链路控制信息的组合。然后，对于给定的gnb rx波束，ue可以：i)切换到指示的tx波束；或ii)根据信号通知的标准，启动tx波束重选/扫描程序并计算波束成形权重的组合集合/联合集合。如果波束对应成立，则ue可以考虑使用请求的波束，并且此外，可以考虑使用与用于下行链路接收的最佳rx波束对应的tx波束。
[0158]
6.在ue使用针对最佳cc或其他预定义标准优化的联合波束的两个载波上继续通信
[0159]
当再次参考图2a-c示出示例无线通信网络，其可以包括至少一个设备20，但也可以包括任意数量的这种设备。无线通信网络可以包括被配置为基于优化标准重新选择波束图案的控制单元，这样的控制单元可以在一个或多个实体处实现并且可以提供与所提供的波束有关的决定和/或测量以便提供反馈信号22的基础。因此，控制单元可以是设备的控制单元或无线通信网络的不同实体的控制单元。
[0160]
设备和通信伙伴可以被配置为以自主方式或由用于重新选择波束图案的网络实体协调来联合执行波束管理过程或波束调整过程。
[0161]
设备和通信伙伴可以被配置为在波束管理过程或波束调整过程期间使用相同或不同的度量来进行发送波束选择。
[0162]
无线通信网络可以被配置为考虑与与通信伙伴和/或不同设备的通信有关的优化标准，即，用于直接通信和/或用于网络中的整体通信。
[0163]
实施例提供允许在pcc上建立链路的设备和方法，包括从设备的任一方向选择波束成形器，例如朝着通信伙伴的方向。可以使用scc发起载波聚合。在那个阶段，波束成形可以仍然针对pcc进行优化。载波聚合可以触发执行允许至少一个设备或实体探测其他/不同联合波束成形权重对pcc(cc1)和scc(cc2)的性能以及根据特定标准度量的联合性能的影响的过程。接收传输波束图案的设备可以向发送设备提供性能反馈信号22，以允许对载波的最佳或新联合波束做出决定。关于在发送设备处使用的tx波束的决定可以由接收设备做出并通过关于例如波束索引的反馈来传递，该反馈描述了在发送设备处联合使用特定发送波束图案用于聚合的请求。
[0164]
图7示出了方法700的示意性流程图，该方法通过ue，例如设备20与其通信伙伴，例如基站bs之间的信号或消息的交换来示出。在701，执行较低层程序以获得初始访问和连接建立。在702中，基站可以向设备发送能力信息查询。在703中，ue可以用信号通知通信伙伴
和/或基站，例如，使用信号28，通知它们例如：载波聚合能力和执行tx波束重新选择的能力。在704，通信伙伴通知设备20调度rrc重新配置，例如，响应于测量配置。在706，ue可以通知基站rrc重新配置完成。在708中，可以执行较低层程序以在通信链路两端的tx和rx波束之间执行波束调整。因此可以在主载波中建立通信以用于交换数据和/或控制信号，712。例如，在716，ue可以报告关于波束测量结果的信息，例如，信道状态信息(csi)。通信伙伴可以通过发送相应的信号来请求rrc重新配置，例如，基于小区组配置和/或测量配置，718。
[0165]
在720，ue可以通知基站rrc重新配置完成。在722，通信伙伴或不同实体，例如基站，可以指示设备20激活附加载波，以便在724中激活或聚合用于数据和/或控制信号的辅助载波。在726/727，ue可以报告关于波束测量结果，例如，信道状态信息(csi)。可以在728中使用csi请求用于两个载波的非周期性或周期性报告，这可能导致两个载波上的附加波束测量报告，730。在734，可以评估是否满足载波聚合(ca)波束调整触发条件例如，如针对步骤550和/或660所描述的那样。此评估可替代地或附加地在ue处被执行。在736，可以向相应的其他通信节点通知载波聚合tx波束调整的激活，使得在738，在较低层程序中，ue可以切换到最佳或最高排名的tx波束，或者可以计算波束成形权重的联合集合以优化tx波束。在740中可以交换另外的信号，例如，请求去激活ca波束调整/重选或者完成了调整。
[0166]
换言之，图7呈现了详细说明与从pcc切换到scc操作相关联的建议信令的信号流程图。图7示出了针对最佳cc优化的基于网络的波束成形调整的决定的信令示例的示意图。
[0167]
在某些载波聚合组合中，可以使用多于两个的分量载波。在这种情况下，可以实施以下方法(也参见图6)：
[0168]
1.a.在活跃连接期间的任何点处，例如ue在rrc_connected中，bts可以请求(附加)ue无线接入能力信息。ue以能力信息进行响应。与本发明相关的是指示支持发送波束调整的ue能力信息，它还可以包括附加参数，诸如天线面板的数量、支持的波束的最大数量等。
[0169][0170]
2.建立载波聚合——将scc添加到pcc。
[0171]
3.建立附加的载波聚合——向现有的pcc和scc添加另外的cc。
[0172]
4.根据预定义的标准对scc进行排序，例如使用相关参考信号或使用由基站提供的反馈信息，在特定scc上对ue的更宽带宽和/或最佳l1-rsrp/rsrq/sinr或在特定scc上的任何其他监测的信号质量度量。排序可以由ue或gnb执行。
[0173]
5.执行针对排名第一的scc优化的ue tx波束调整
[0174]
a.基于ue的决定
[0175]
ue可以被预先配置/配置(根据系统规范)有将触发根据指定标准优化的tx波束重选的条件或一组条件。条件的示例可以是接收到来自网络的反馈信息的情况，反馈信息向ue指示来自主载波和排名第一的scc的性能指标。根据系统规范，当使用采用的度量，即srs、解调参考信号或任何其他相关参考上行链路信号上的l1-rsrp/rsrq/sinr，gnb(接收侧)scc与pcc相比的信号质量度量滞后超过/低于预定义阈值时，网络可以被配置为发出这样的指示。
[0176]
一旦满足条件，对于排名第一的scc上的给定gnb rx波束，ue可以：i)切换到之前提供的最佳tx波束；或ii)根据一些预定义的标准，启动tx波束提供/扫描程序并计算/选择波束成形权重的组合集合/联合集合。注意，如果波束对应成立，则假定用于下行链路接收的波束适合于上行链路发送。考虑到这是基于ue的决定，ue还应使用上行链路控制信息/信道通知基站有关波束调整/重选的信息。例如，pcc/scc波束选择的指示或优化的波束索引可以在信道状态信息(csi)报告中复用。
[0177]
b)基于网络的决定
[0178]
基站可以在对一组提供的ue tx波束进行测量之后，基于某个条件或一组条件，诸如接收信号质量度量，诸如pcc和排名第一的scc上的srs、解调参考信号或任何其他相关的参考上行链路信号的l1-rsrp/rsrq/sinr，或基于分量载波上的可用带宽，来决定请求ue执行tx波束调整/重选。为此，基站可以使用rrc信令和/或mac控制单元和/或下行链路控制信息的组合。然后，对于给定的gnb rx波束，ue可以：i)切换到指示的tx波束；或ii)根据信号通知的标准，启动tx波束重选/扫描程序并计算波束成形权重的组合集合/联合集合。如果波束对应成立，则ue可以考虑使用请求的波束，并且此外，可以考虑使用与用于下行链路接收的最佳rx波束对应的tx波束。
[0179]
6.根据预定义的标准，在ue使用优化到最佳cc的波束的所有载波上继续通信。
[0180]
实施例提供具有控制单元18的设备，控制单元18被配置为接收指示波束成形权重的联合集合的信息，例如通过接收信号22。设备20可以被配置为从网络接收第一接收波束扫描请求并且响应于第一接收波束扫描请求，使用波束成形权重的联合集合执行接收波束扫描过程。设备进一步可以被配置为从网络接收第二接收波束扫描请求，并且响应于波束扫描请求对请求中指示的传输波束图案执行接收波束扫描，如结合708所描述的。例如，ue(设备20)可以从网络获得切换cc的指令，并且ue可以发起波束扫描过程。第一接收波束扫描请求和/或第二接收波束扫描请求可以通过使用任何信令方法来接收，例如，基于无线电资源控制(rrc)信令、媒体访问控制(mac)控制单元、下行链路控制信息(dci)、上行链路控制信息(uci)、直连链路控制信息和/或它们的组合。
[0181]
根据实施例，提供了一种设备，该设备被配置为确定波束成形权重的联合集合24，即，以执行自己的计算或在了解有关要生成的波束图案时执行查找。控制单元18可以被配置为响应于触发条件的评估的结果，使用波束成形权重的联合集合，对通信伙伴的传输波束图案执行传输波束扫描。例如，设备可以被配置为使用与基于第一和/或第二传输波束扫描请求调整的接收波束图案相对应的发送波束图案用于上行链路传输。替代地或附加地，控制单元可以被配置为通知网络波束调整已完成。
[0182]
从图7可以看出，设备20和通信伙伴25可以被配置为以自主方式联合地执行波束管理过程或波束调整过程。然而，这样的过程也可以由网络实体来协调，例如，当具有允许联合评估波束图案特征的分布在网络内的传感节点时。
[0183]
设备和通信伙伴可以被配置为在波束管理过程或波束调整过程中使用相同或不同的矩阵进行波束选择。
[0184]
图8示出了方法800的示意性流程图，该方法800可以用于操作设备以便在无线通信网络中与无线通信网络内的通信伙伴一起操作。例如，可以控制设备以交换无线信号。例如，可以控制设备通过交换无线信号与无线通信网络内的通信伙伴进行通信；其中，设备被配置为使用波束成形技术形成发送波束图案以与通信伙伴进行通信，此发送波束图案是从由设备可形成的多个发送波束图案中选择的波束图案。例如，可以实施此方法以便操作设备20。
[0185]
步骤810包括响应于触发事件向通信伙伴或无线通信网络的不同实体提供作为多个可形成的发送波束图案的至少子集的数个发送波束图案。
[0186]
步骤820包括接收与数个波束图案的波束图案有关的反馈信息。
[0187]
步骤830包括基于反馈信息使用提供的数个波束图案中的至少一个作为选择的波束图案。
[0188]
步骤840包括使用载波的聚合用于通信。
[0189]
步骤850包括控制天线布置形成选择的发送波束图案用于载波的聚合。
[0190]
尽管在特定情况下，仅实施关于波束成形权重的联合集合，即波束的选择，的基于网络的决定和基于ue的决定中的一个可能就足够了。然而，也可以联合执行决定。
[0191]
方法800可以可选地包括在聚合第二载波之前使用第一载波建立到通信伙伴的连接。方法800进一步可以包括发送与载波聚合有关的信息以通知通信伙伴关于第一载波中的聚合，例如结合图7所描述的。
[0192]
实施例涉及确定要用于载波的聚合的波束成形权重的联合集合。可以例如从码本或从本身不是码本的表中选择波束成形权重的集合。替代地或附加地，波束成形权重的联合集合可以由设备本身计算，例如，基于正在使用的特定分量载波和/或在使用中的所有分量载波之间的折衷。替代地或附加地，波束成形权重的联合集合可以由诸如更高网络实体的另一设备发送到该设备。可替代地或附加地，由于设备性能的改变，例如内部补偿/反馈/故障恢复/冗余，设备可以调整波束成形权重的联合集合。也就是说，设备可以使用特定的触发或评估。即，联合集合可以是选择的值或者可以是计算、适应、补偿或组合的结果。
[0193]
进一步注意，当已经确定了将被理解为选择要生成的波束图案的波束成形权重的联合集合时，当应用联合集合时，要用于第二载波的波束成形权重的第二集合与在第一载波中使用的波束成形权重的第一集合相同。实施例涉及为具有第一频率范围的第一载波计算最佳波束成形权重集合和对于第二频率范围处的第二载波最佳的另一波束成形权重集合。这允许获得波束成形权重191和192。那些波束成形权重可能依赖于相同的来源。在已经基于频率确定了集合之后，可以决定对两个频率应用第一集合或第二集合以使其对于两个频率中的至少一个是最佳的。作为替代，可以选择第三集合用于波束成形权重，这对于两个频率都不是最佳的，但根据跨两个频带/频率/载波的联合矩阵，其降级较小。这并不意味着要同时应用两组不同的波束成形器。相比之下，可以根据某些矩阵计算是最佳的不同组的
波束成形器，但是实施例涉及做出选择哪一个的决定。此外，整个机制可以被描述为在通信链路的任一侧上进行选择的手段，并且在优选实施例中，协调所涉及的选择过程和度量。这可以包括两端相同或不同的标准/度量。
[0194]
图9a示出了根据实施例的控制单元90的示意框图，例如设备20的控制单元18。控制单元90可以被配置用于内部通信或控制52，例如选择、计算、适配和/或组合波束成形权重(bfw)的集合。例如，内部控制可以包括对存储器的访问、向天线布置提供波束成形权重等。
[0195]
除此之外，控制单元90可以被配置用于外部通信或控制。例如，外部通信54可以与交换或传递请求或指令有关，例如以提供数个发送波束图案或将特定波束图案用于任何目的。外部通信56可以与相关配置改变的交换或通信有关。外部通信58可以涉及设备的能力的交换或通信，例如，通过使用能力信号28。外部通信62可以涉及测量、关键参数指标(kpi)、决定和/或观察的交换或通信，诸如反馈信号22。
[0196]
可以理解，控制单元90可以被实现为一个单个单元或一组单元，这些单元可以相互通信和/或可以布置或放置在相同和/或不同的网络实体中。每个控制单元可以实现一个或多个命名的功能。优选地，无线通信网络总体上实现所有功能，其中这些功能中的一些也可以是可选的，诸如能力的传输。
[0197]
图9b示出了根据实施例的控制单元92的示意图，控制单元92可以替代地或除通信52、54、56、58和/或62之外实现到通信伙伴和/或来自通信伙伴的信令和/或向和/或来自通信伙伴的报告74。两者都可以称为外部通信/信令，例如，使用合适的信道。信令72可以包括例如至少一个请求、至少一个指令、至少一个要求、至少一个优化标准和/或至少一个能力的交换。报告74可以包括例如至少一个测量或其结果、至少一个kpi、做出的至少一个决定和/或至少一个观察的交换或通信。替代地或附加地，控制单元可实施如针对内部信令52所描述的内部通信或控制76。这可用于选择、计算、调适和/或组合波束成形权重。
[0198]
图9c示出了无线通信网络900的示意性表示，该无线通信网络900至少部分地可以是无线通信网络200。无线通信网络900的设备951和设备952可以由另外的设备补充。每个设备951和952(称为设备/节点a和设备/节点b)可以包括至少一个收发器链、至少一个天线布置和至少一个控制单元，每个控制单元实现控制单元90的至少一部分功能，不排除功能的冗余。设备951和952可以形成相应其他设备的通信伙伴。设备951和/或952中的每一个可以被实现为设备20。
[0199]
图9d示出了根据实施例的无线通信网络950的示意图。当与无线通信网络900相比时，附加设备953和954，其中一方面设备951和952以及另一方面设备953和954形成一对通信伙伴，其中实施例不限于成对通信。然而，可能不需要具有通信伙伴或甚至是无线通信网络950的一部分的设备954可以确定来自设备951的干扰，例如，当被设备951形成的发送辐射图案的主瓣或旁瓣照射时。因此，设备951可以为受害者954实施攻击者。设备954可以直接或间接地通知设备951关于感知到的干扰，从而导致触发事件。设备951的共享/分布式控制单元和/或控制单元考虑的优化标准可以考虑设备954处的干扰以及聚合到设备952的链路质量。网络因此可以在设备a上执行tx波束优化，测量和监测设备952的所需链路以及在设备954处测量和监测攻击者。设备954可以例如向设备952的反馈信息发送附加反馈信息。
[0200]
图10示出了根据实施例的方法1000的示意性流程图。步骤1010包括在pcc上建立
链路并选择相应的波束成形，即传输波束图案。也可以是步骤1010的一部分的步骤1020可以包括针对scc发起载波聚合并且在应用于聚合时使用针对scc优化的波束成形。步骤1030可以包括识别触发器，该触发器可以导致执行允许诸如通信伙伴的节点(节点a)探测其他联合波束成形的影响的过程。
[0201]
图11示出了网络200的示意框图，其中设备20和设备25都能够分别形成发送波束图案161和163以及接收波束图案162和164。波束图案16和164以及波束图案162和163可以形成允许空间分离的信号的传输的图案的部分。也就是说，这两个设备都可以被实现，例如，使用它们的控制单元，以形成发送波束图案和接收波束图案。发送波束图案161和162的权重，即决定波束图案的权重，可以在设备20基于可以自主执行和/或在设备20处执行的rx波束选择机制来决定。替代地或附加地，该决定可以在设备25的帮助下，使用对性能、至少一个指标等的预测，至少部分地在设备20处执行。可替换地或附加地，该决定可以至少部分地在设备25或选择或请求特定码本条目(即，将在设备20处应用于聚合的至少两个载波的发送波束图案)的不同网络实体处执行。
[0202]
图12a示出了模拟波束成形器的示意图，其中数字基带82连接到模拟波束成形器84，模拟波束成形器84连接到天线布置的天线元件861至86i以便控制所有这些。相反，图12b示出了数字波束成形器，其中数字基带82连接到天线元件861至86i以允许独立的收发器链。图12c和12d示出了混合波束成形器的示意图，其中模拟波束成形器841至844、841和842分别仅连接到天线元件的子集，但因此使用了多于一个模拟波束成形器。在混合情况下，连接到模拟波束成形器的天线元件的数量在波束成形器之间可以相同或不同。此外，可以任意选择天线元件和模拟波束成形器的数量。
[0203]
当考虑设备中使用的天线阵列或天线面板的数量以及设备能够产生的波束和/或流的数量时，还考虑到设备能够与单个分量载波或多个分量载波一起操作，总结在下表中。
[0204][0205]
虽然在实施例中描述了模拟波束成形实施方法(“a”)，但不应将数字方法(“b”)和混合方法(“c”)排除在实施例之外。由于一组波束成形权重与“a”、“b”和“c”相关联，因此实施例的组合方面可以提供由“a”和“c”形成的新的波束成形权重的集合。
[0206]
同时参考图12c和12d的混合波束成形，图13a示出根据实施例的配置，其中数字信号处理82连接到两个波束成形网络或模拟波束成形器841和842，每个都连接到具有相同或不同数量的天线元件的天线面板(面板1和面板2)。流一，即信号可以提供给数字基带82并
提供给两个波束成形器，即面板1和面板2，而对于面板1，波束成形网络1上使用波束成形权重在面板1上创建发送波束图案，参见步骤a。在步骤b中，流1也可以提供给面板2，以便在步骤c中面板1和面板2使用数字预编码器或波束成形器82在波束成形网络841和842之间分配流1，用于从面板1和2创建两个单独的波束，其在远场中叠加成联合波束。即，图13a示出了根据实施例的单流、单波束的配置。
[0207]
图13b示出了根据在两个面板处使用具有单个波束的两个分量载波的配置。数字信号处理(dsp)82可以在例如不同的cc上接收两个流/信号a和b。每个流可以被提供给相应的波束成形器841和842以分别供应面板881、882。数模转换器(dac)921和922可以连接在dsp 82与波束成形器841和842之间。也就是说，在步骤a中，cc上的流a仅经由面板1或面板2传输，cc2上的流经由剩余的面板传输，一个空间波束成形器为面板1完成，以及一个空间波束从面板2传输。这可以允许每个cc独立的波束成形器。根据步骤b，cc1和cc2通过dsp中的预编码器/码本映射到两个面板上，导致每个面板路径两个cc相同的波束成形网络并在天线布置上经历不同的相位。
[0208]
图13c示出了布置，其中dsp 82在相应数量的cc上接收流1到4(或任何其他数量)，其中每个cc一个流被映射到一个面板上，该面板等效于使用载波聚合的单个面板，如图所示路径“a”。在“b”中，每个cc的两个流被分配到2个面板上，允许cc1和cc2的联合波束成形权重，然后再将它们馈送到每个面板。图13c可称为2个cc加mimo(每个cc多输入多输出和2个面板。
[0209]
实施例涉及波束优化和波束对应。虽然波束管理可以被理解为向通信伙伴提供一组特定的波束，更恰当地说是向通信伙伴提供参考信号(rs)，但通信链路/伙伴的另一端可以响应，提供在未来选择哪个波束用于通信的指示并且在某些情况下，为进一步的信令信息提供引用条件，波束对应或波束优化可以在一侧或两侧(n)上的接收器可以接收信号的基础上工作，根据合适的度量优化其接收波束成形权重，然后使用与接收波束的辐射图案“最佳”相对应的发送波束。因此，可以利用传播路径互易性的原理。然而，实施例涉及波束管理和波束对应的组合，如果只有一组波束成形权重可以用于不同的载波/频带的组合，那么可以使用哪些波束成形权重仍然是一个悬而未决的问题。此问题通过确定波束成形权重的联合集合24来确定。
[0210]
结合波束管理，实施例可以实现以下一项或多项：
[0211]
图案控制
[0212]
在前面讨论的上下文中，为了在设备(例如基站和一个用户设备)之间形成最佳链路，可以使用波束管理来确保每个设备的波束指向正确。
[0213]
天线阵列可以允许生成发送辐射图案和/或接收辐射图案。例如，与接收或感测信号有关。传感器元件阵列可以提供一种手段来克服与单个传感器(天线)相关的方向性限制，从而提供比单个元件更高的增益和更窄的波束宽度。此外，阵列能够基于信号环境的变化条件，诸如到达方向、极化、功率电平和频率，来控制其响应[3]。
[0214]
阵列由两个或更多个传感器组成或可以包括两个或更多个传感器，其中信号以提高天线的性能的方式相干地组合。与单个传感器相比，实施例中使用的阵列可以具有以下优点：
[0215]
1.更高的增益。增益更高，因为阵列增益是阵列中元件数量的数量级。更高的分辨
率或更窄的主波束来自更大的孔径尺寸。
[0216]
2.电子波束扫描。物理或机械移动大型天线以操纵主波束是缓慢的。每个元件上带有移相器的阵列能够在没有机械运动的情况下操纵波束，因为信号以波束转向角同相相加。
[0217]
3.低旁瓣。如果期望的信号进入主波束，而干扰信号进入旁瓣，则相对于主波束降低旁瓣可提高信号干扰比。
[0218]
4.多波束。某些阵列馈电允许同时使用多个主波束。
[0219]
5.自适应调零。自适应阵列在旁瓣区域上的信号方向上自动移动零点。
[0220]
6.波束/链路性能对设备的运动、移动、旋转或来自同一位置区域内操作的其他链路的同信道干扰的弹性。
[0221]
7.波束/方向在例如切换程序的准备中或在抵御阻塞的弹性的情况下是优选的，例如选择覆盖更大角度范围的辐射图案，因此不像辐射图案的窄视场/角度开口那样容易阻塞。
[0222]
除了上述接收优势之外，阵列在用于传输目的时也提供了相当大的优势。
[0223]
无论阵列是用于发送还是接收目的，通常都需要提供一种可以控制阵列的天线辐射图案的手段，原因如下：将一个或多个波束指向给定方向；控制旁瓣的方向和相对电平；或控制零点的位置和相对深度。
[0224]
可以结合相控天线阵列来解释用于控制天线辐射图案的示例。所提供的示例涉及要在天线阵列的天线处或天线之间实施的措施。
[0225]
值得注意的是，由于基于非扫描阵列天线实际上仍然是相控阵列天线，其操作依赖于元件之间的相对相位，对于扫描波束阵列天线的术语相控阵列天线存在反对意见。尽管有这样的论点，但将使用与波束操纵相关的相控术语，从而遵循历史发展。[3]无论是仅创建单个波束还是多个波束，以及波束成形是否仅涉及数字、模拟域中的权重或两者的组合，也都将使用术语波束成形器。
[0226]
相控阵列通常由排列在二维或三维空间中的多个天线元件组成。元件相对于彼此的位置通常是固定的——换句话说，它们不会在自己的阵列空间中移动。然而，这并不一定将相控阵列系统排除在便携式和移动应用之外。阵列的元件可以以规则或不规则方式以几何方式排列为线性、平面或保形的。上述类别的组合也是可能的。
[0227]
在全数字波束成形系统的情况下，天线元件可以单独连接到它们自己的发送器或接收器或收发器电路。可替代地，在模拟波束成形系统中，多于一个天线元件可以经由串联或联合馈电网络连接到公共无线电电路。每个无线电的元件数量由系统要求和设计约束确定。所谓的混合波束成形系统组合了数字和模拟实现。
[0228]
几乎不管用于实现波束成形器的是什么方法，如数字、模拟或混合，它的元件的激发决定了阵列的某些辐射特性。为了控制这些特性，例如波束指向的方向，必须适当配置单个元件激发的相位。类似地，如下所讨论的旁瓣电平可以通过幅度锥度来控制。
[0229]
相移的实现
[0230]
在解释了控制阵列天线元件的相位激发的原因后，本节概述了可用于实现所需相移的四种示例方法。
[0231]
改变频率
[0232]
通过改变频率或频率扫描的相移是通过串联馈电阵列天线元件来实现的，其中元件沿馈线等距定位。通过改变频率，在阵列天线元件上产生变化的线性相位锥度，因为输入信号必须经过物理距离和电长度才能到达k元件线性阵列天线的第i个元件。如果选择馈线的物理长度，使得在中心频率，相控阵列天线波束垂直于阵列或广角，将频率更改为低于和高于中心频率的值将引导波束分别到小于和大于宽视野的角度[3]。然而，当相控阵列用于通信目的时，其中固定频率信道分配是典型的，通过改变操作频率来实现相移是不切实际的。
[0233]
改变长度
[0234]
此类型的相移可以应用于串联馈电阵列，以及联合馈电阵列[4]。在前数字时代，基于改变物理长度的移相器是通过机电手段实现的。线展宽器[4]是早期类型的移相器的示例。线展宽器是(同轴)传输线部分，弯曲成“u”形。此“u”的底部连接到构成固定馈电网络一部分的两个“臂”。“u”的底部充当伸缩部分，可以通过机电手段拉伸，从而延长和缩短传输线部分，而不会改变“u”的“臂”的位置[3]。
[0235]
如今，不同长度的传输线是以数字方式选择的。每个部分中的开关用于将标准长度的传输线切换到网络中，或者用于切换添加到此标准长度的一条预定长度的传输线。选择这些长度，使得当以标准长度的级联作为参考(具有相位ψ＝0
°
)时，选择16个相位(对应于4个比特位)，范围从ψ＝0
°
到ψ＝337.5
°
，步长可以选择22.5
°
(最低有效位)。通过使用更短的长度和更多的位可以实现更高的分辨率。用于正向和反向偏置的pin二极管通常用作开关元件[4,5]。开关移相器可以在微带技术中实现，使用高介电常数衬底材料，从而最小化物理移相器尺寸[3]。
[0236]
在级联混合耦合移相器中可以找到另一种切换物理线路长度的方法。3db混合是一种四端口设备，将输入端口1处的功率平均分配到输出端口2和3，并且不将功率传递到输出端口4。从端口2和3离开的信号的反射返回到混合并在输出端口4处组合，没有任何功率返回到输入端口1。级联混合耦合移相器的每个段(位)中的二极管开关要么直接要么在已经走过额外的线路长度δl/2两次之后返回离开端口2和3的信号。例如，四位移相器δl/2＝λ/32用于最低有效位，对于以下三位，分别为δl/2＝λ/16，δl/2＝λ/8和δl/2＝λ/4[3]。
[0237]
butler矩阵是波束成形网络的另一示例，并且包括混合耦合器和固定值移相器的n
×
n矩阵，其中n是2的某个幂。该设备同时具有n个输入端口(波束端口)和n个输出端口(元件端口)，n个天线元件连接到这些端口。butler矩阵通过元件之间的渐进相位差向元件供电，从而在所需方向上产生波束。通过将电源切换到所需的波束端口来控制波束方向。可以同时激活多于一个的波束，甚至所有n个波束。butler矩阵可用于发送和接收目的。通过简单的硬件实现，它提供了优于其他角度波束成形方法的优势，因为它需要的移相器比其他方法少得多，并且可以在低成本印刷电路板上在微带中实现。
[0238]
改变电容率(介电常数)
[0239]
通过调整流过包含气体放电或等离子体的设备的电流，可以控制其介电常数和因此控制相移[4]。调节设备的电容率的另一种方法是通过使用所谓的铁电材料，其中电容率是施加在材料上的电场的函数[3]。可以在天线阵列的天线之间调整电容率。
[0240]
改变渗透率
[0241]
亚铁磁性材料或铁氧体是渗透率随材料所处的外加磁场的变化而变化的材料。基于铁氧体的移相器已经使用了很长时间，特别是与波导传输线技术结合使用。在reggia-spencer移相器[4]的情况下——它由一根铁磁材料棒组成，位于波导内部的中心，螺线管缠绕在波导周围——相位可以连续改变，使移相器在本质上模拟。另一方面，螺线管的功能可以通过电流线通过铁磁棒来执行。通过级联不同长度的亚铁磁棒，可以实现不同的(离散的)相移，从而使这种移相器本质上是数字化的[3]。可以在天线阵列的天线之间调整渗透率。
[0242]
如所讨论的，也可以使用幅度锥度，例如来控制旁瓣。
[0243]
元件激发的强度或幅度——也称为元件权重——控制阵列因子的方向性和旁瓣电平。幅度锥度的示例包括二项式、dolph-chebyshev、tseng-cheng-chebyshev、taylor、taylor-woodard、hansen、bickmore-spellmire和bayliss[6]。低旁瓣幅度锥度在阵列中心具有高幅度权重，并且权重通常从中心向边缘减小。一般来说，随着锥度效率的降低，半功率波束宽度会增加，而旁瓣电平会降低。
[0244]
幅度实现
[0245]
天线元件的幅度激发调整可以通过控制放大器级的增益来实现，根据系统的实现，可以包括发送器和接收器链的数字增益、中频(if)增益和射频(rf)增益设置。在适当的情况下，也可以通过例如控制连接到混频器设备的本地振荡器设备的驱动电平在频率转换级中实现有源信号放大。除了上述引入信号放大的有源设备外，还可以使用无源设备，由于它们的性质，它们会衰减信号而不是放大信号。这种设备的示例包括功率分配器或分解器、耦合线或耦合器、变压器、阻抗转换器、电阻网络和寄生元件。
[0246]
自适应阵列
[0247]
自适应阵列可以包括一种算法，该算法可以是基于计算机的并且控制元件处的信号电平直到阵列性能质量的测量得到改善。它可以调整其形成的图案，即天线辐射图案，以形成零点，修正增益，降低旁瓣，或采取任何措施来提高其性能。与传统阵列相比，自适应阵列提供了增强的可靠性。当传统阵列中的单个传感器元件/天线元件发生故障时，阵列图案的旁瓣结构会退化。然而，使用自适应阵列，阵列中剩余的操作传感器自动调整以恢复图案。出于此原因，自适应阵列比传统阵列更可靠，因为它们优雅地发生故障。当安装在诸如塔或车辆等结构上时，或者当手持、放在头部旁边或佩戴在身体上时，阵列的接收图案通常与隔离(在消声室中)测量的阵列图案有很大不同，这是由于天线附近的车辆结构或与用户的交互而发生的信号散射。即使天线图案因近场效应而严重失真，自适应阵列也可以成功运行。自适应能力克服了近场中发生的许多甚至任何失真，并且仅响应由任何此类失真导致的信号环境。同样，在远场中，自适应天线没有任何失真[6]。
[0248]
自适应阵列可以通过保留指向所期望的信号的主波束同时在图案中放置零点以抑制干扰信号来提高sinr/sir。通过在窄带宽上形成图案零点，可以实现非常强的干扰抑制。与波形处理技术相比，这种卓越的干扰抑制能力是自适应阵列的主要优势，波形处理技术通常需要较大的频谱扩展因子才能获得相当水平的干扰抑制。拥有这种关键自动响应能力的传感器阵列有时被称为“智能”阵列，因为它们对传感器输出处可用的信号信息的响应远多于传统阵列系统[6]。
[0249]
用于评估设备的链路性能的方法
[0250]
目前为止所描述的实施例涉及组合波束成形和载波聚合的设备、包括该设备的无线通信网络以及用于操作该设备的方法。然而，本发明不限于这样的实施例。根据进一步的实施例，本发明提供了一种用于评估如上述实施例中描述的设备的链路性能的方法。换言之，本发明的实施例提供了一种方法，该方法适用于无线通信网络的用户设备或通信设备的测试、测量、鉴定和认证，该无线通信网络在操作时组合了波束成形和载波聚合。
[0251]
图14示意性地示出了具有一个或多个阵列天线ant的ue，如上面更详细描述的设备。在通过使用具有多个天线或阵列元件的天线阵列来发送/接收多个分量载波cc1和cc2或在更大的频谱区域(例如从几百兆赫到几千兆赫)上延伸的带宽部分的波束成形的情况下，同时对于所有分量载波cc1、cc2或分量载波的带宽部分，阵列元件间距可能无法完美匹配所需的间距，如λ/2间距。对于非视轴波束方向，这种与频率相关的失配会导致波束斜视，如图14所示。波束斜视的影响是阵列失配的函数，与最佳间距，如λ/2间距，以及目标主瓣方向与天线阵列视轴的偏离相比。这意味着两个波束成形的分量载波cc1和cc2在使用相同的天线阵列使用例如，由移相器、延迟线、衰减器提供的共同的波束成形权重，进行波束成形时，会经历更多的主瓣方向偏离。当对天线阵列中的元件施加增量相位差或时间延迟时，就会发生波束斜视。例如，当操作在与cc1相对应的频率时，并且当cc1波束指向视轴方向时，如果不存在任何元件间相位差，则所有元件的绝对相位或时间延迟相同。同时，在不改变针对cc1优化的波束成形器的情况下，当以对应于cc2的第二频率操作时，cc2波束也指向视轴方向，因为天线元件之间也没有增量相移。然而，当波束被电子扫描远离视轴时，波束成形器会产生增量相位差或时间延迟，并将其应用于天线阵列的元件。这会产生图14中所示的波束斜视。波束斜视是阵列操作频率与电子扫描角α的函数，并且当扫描角α为零时，或者换句话说，在视轴上没有波束斜视。当阵列以其设计频率操作时也是如此。两个分量载波的中心频率差越大，则第二分量载波cc2的主波束方向越偏离平面阵列的视轴。在系统性能方面，另一个因素发挥了作用——随着每个阵列维度的大量天线元件获得的阵列增益增加，波束变得更窄，这意味着从特定方向的任何偏差对传输到远离主峰方向的特定方向的有效功率的影响相对更大。例如，随着阵列增益的增加或每个阵列维度的天线元件数量的增加，3db波束宽实际上变得更小。注意，平面天线阵列ant只是阵列天线配置的一个示例。任何其他形式的天线阵列也会出现波束斜视效应。
[0252]
如上所述，由于分量载波是使用针对分量载波之一优化的公共波束成形权重由相同天线阵列波束成形的，因此发生波束斜视。然而，当通过使用针对相应分量载波优化的不同波束成形权重的不同天线阵列对分量载波进行波束成形时，也可能经历波束斜视。换言之，也可能在不一定使用公共天线阵列也不一定使用公共波束成形器的设备或ue中经历波束斜视。这样的设备可以使用单独的天线阵列和/或单独的波束成形装置来实现发送和接收的目的。由于用于不同目的的天线阵列可能包括不同数量的天线元件，并且这些阵列中使用的天线元件可能具有不同的特性，而且由于两个阵列不可能同时完全位于同一空间中，波束斜视效应也可能存在于不为所有分量载波使用公共天线阵列和公共波束成形器的其他实际实现中。此外，某些设备可以使用多个天线面板来实现它们的设计，例如，在设备的相对端或相对侧或表面上，并且这里也可能存在波束斜视。
[0253]
对于本文所述的组合波束成形和载波聚合的设备，可能需要评估这种设备可实现的链路性能，例如，在设备或其天线与接收器之间的相对角位置的特定范围内。为了解决此
问题，本发明的实施例提供了一种用于测试如本文所述的设备的方法，以允许限定或量化设备的可实现的链路性能。
[0254]
本发明提供一种用于评估无线通信系统的设备的链路性能的方法，其中设备使用公共的波束成形权重对多个分量载波进行波束成形，多个分量载波至少包括第一分量载波(pcc)和第二分量载波(scc)，方法包括：
[0255]
(a)对第一和第二分量载波(pcc、scc)的第一波束图案使用公共波束成形权重进行波束成形，其中选择公共波束成形权重，使得根据一个或多个预定义标准针对第一分量载波(pcc)优化第一波束图案，
[0256]
(b)测量根据第一波束图案发送的第一和第二分量载波(pcc、scc)的一个或多个信号度量，
[0257]
(c)对第一和第二分量载波(pcc、scc)的第二波束图案使用公共波束成形权重进行波束成形，其中选择公共波束成形权重，使得根据一个或多个预定义标准针对第二分量载波(scc)优化第二波束图案，
[0258]
(d)测量根据第二波束图案发送的第一和第二分量载波(pcc、scc)的一个或多个信号度量，以及
[0259]
(e)比较在步骤(b)和(d)中测量的一个或多个信号度量，以限定或量化链路性能。
[0260]
根据实施例，设备包括多个天线元件，并且其中第一和第二分量载波(pcc、scc)使用相同的天线元件进行波束成形。
[0261]
根据实施例，步骤(a)包括控制用于对第一和第二分量载波(pcc、scc)的第一波束图案进行波束成形的多个天线元件，并且步骤(c)包括控制用于对第一和第二分量载波(pcc、scc)的第二波束图案进行波束成形的多个天线元件。
[0262]
根据实施例，多个天线元件包括被激活用于波束成形的设备的一个或多个天线阵列的一些或所有天线元件。
[0263]
根据实施例，第一和第二分量载波(pcc、scc)由天线元件波束成形，天线元件
[0264]
·
分布在设备的多个天线阵列上，或
[0265]
·
仅属于设备的多个天线阵列中的一个，或
[0266]
·
选自设备的一个或多个天线阵列的可用天线元件。
[0267]
本发明提供一种用于评估无线通信系统的设备的链路性能的方法，其中设备使用相应的波束成形权重对多个分量载波进行波束成形，多个分量载波至少包括第一分量载波(pcc)和第二分量载波(scc)，方法包括：
[0268]
(a)使用第一波束成形权重对第一分量载波(pcc)的第一波束图案进行波束成形，其中选择第一波束成形权重使得根据一个或多个预定义标准而针对第一分量载波(pcc)优化第一波束图案，以及使用第二波束成形权重对第二分量载波(scc)的第二波束图案进行波束成形，其中选择第二波束成形权重使得根据一个或多个预定义标准而针对第二分量载波(scc)优化第二波束图案，
[0269]
(b)测量根据第一波束图案发送的第一分量载波(pcc)的一个或多个信号度量，以及根据第二波束图案发送的第二分量载波(scc)的一个或多个信号度量，以及
[0270]
(c)比较在步骤(b)中测量的第一和第二分量载波的信号度量，以限定或量化链路性能。
[0271]
根据实施例，设备包括多个天线元件，并且其中第一和第二分量载波(pcc、scc)由不同的天线元件波束成形。
[0272]
根据实施例，步骤(a)包括控制用于对第一分量载波(pcc)的第一波束图案进行波束成形的第一多个天线元件，以及控制用于对第二分量载波(scc)的第二波束图案进行波束成形的第二多个天线元件。
[0273]
根据实施例，
[0274]
·
第一多个天线元件包括被激活用于波束成形的设备的一个或多个天线阵列的一些或所有天线元件，以及
[0275]
·
第二多个天线元件包括被激活用于波束成形的设备的一个或多个天线阵列的一些或所有天线元件。
[0276]
根据实施例，第一和第二分量载波(pcc、scc)由不同的天线元件波束成形，这些天线元件
[0277]
·
分布在设备的多个天线阵列上，
[0278]
·
仅属于设备的多个天线阵列之一，
[0279]
·
选自设备的一个或多个天线阵列的可用天线元件。
[0280]
根据实施例，限定或量化链路性能包括以下一项或多项：
[0281]
·
限定或量化使用第一和第二波束图案时链路性能的差异或劣化，
[0282]
·
获得每个分量载波与根据与第一分量载波和第二分量载波相关的标准选择的波束成形器的链路性能差异，
[0283]
·
获得每个分量载波相对于根据与第一分量载波和第二分量载波相关的标准选择的波束成形器的链路性能差异变化，
[0284]
·
根据在设备处选择的波束对应标准，当使用第一和第二波束图案时，对上行链路或下行链路性能进行限定或量化，
[0285]
·
根据选择的标准，当使用第一和第二波束图案时，对上行链路或下行链路性能进行限定或量化。
[0286]
根据实施例，方法包括
[0287]
在设备，如ue，和收发器之间建立链路，
[0288]
对从收发器到设备的下行链路传输执行控制和测量，其中第一和第二波束图案是第一和第二接收波束图案，
[0289]
对从设备到收发器的上行链路传输执行控制和测量，其中第一和第二波束图案是第一和第二发送波束图案，以及
[0290]
比较为限定或量化下行链路性能和上行链路性能而测量的一个或多个信号度量。
[0291]
根据实施例，接收器包括
[0292]
·
设备位于测量地点或测量环境中，测量环境包括测量设备me，me包括收发器，或
[0293]
·
设备位于无线通信网络中，并且收发器包括无线通信网络的一个或多个其他实体，如基站或另一ue。
[0294]
根据实施例，针对设备和收发器之间的多个不同的相对角度配置或方向执行步骤(a)至(e)，如相对于设备的天线阵列朝向收发器的天线的视轴的多个不同的角度配置或方向。
[0295]
根据实施例，方法包括
[0296]
聚合在步骤(b)和(d)中针对不同角度配置或方向获得的一个或多个信号测量值，例如，使用累积分布函数cdf或互补累积分布函数cddf，以及
[0297]
比较聚合的度量。
[0298]
根据实施例，对于多个不同的相对角度配置或方向中的每一个，
[0299]
步骤(a)包括：
[0300]
·
针对下行链路中的第一分量载波优化设备处的接收波束，以及
[0301]
·
针对上行链路中的第一分量载波优化设备处的发送波束，
[0302]
步骤(b)包括：
[0303]
·
在设备的天线测量端口处为第一和第二分量载波测量和记录下行链路中的接收信号强度或功率，以及
[0304]
·
在收发器处为第一和第二分量载波测量并记录上行链路中的接收信号强度或功率，
[0305]
步骤(c)包括：
[0306]
·
针对下行链路中的第二分量载波优化设备处的接收波束，以及
[0307]
·
针对上行链路中的第二分量载波优化设备处的发送波束，以及
[0308]
步骤(d)包括：
[0309]
·
在设备的天线测量端口处为第一和第二分量载波测量和记录下行链路中的接收信号强度或功率，以及
[0310]
·
在收发器处为第一和第二分量载波测量和记录上行链路中的接收信号强度或功率。
[0311]
根据实施例，使用波束管理程序或波束对应来优化第一和第二波束图案或发送和接收波束。
[0312]
根据实施例，测量以下一项或多项：
[0313]
·
信号强度或功率，
[0314]
·
有效或等效全向辐射功率，eirp，
[0315]
·
误码率，ber，或数据包错误率，per，
[0316]
·
接收信号强度指标rssi变化，
[0317]
·
一个或多个辐射图案测量，如以下的一项或多项
[0318]
о波束峰值方向，
[0319]
о图案零方向和零深度，
[0320]
о旁瓣方向，
[0321]
о相对于主波束峰值的旁瓣电平
[0322]
о最大增益，
[0323]
о半功率波束宽度，
[0324]
о第一旁瓣电平，
[0325]
о前后比例，
[0326]
о第一个零的位置，
[0327]
о交叉极化比。
[0328]
根据实施例，设备是根据本发明的设备。
[0329]
本发明的测量方法的实施例的以下描述适用于评估可能经历波束斜视的影响的设备，而与产生或生成影响的机制无关。换言之，方法同样适用于使用以下聚合多个分量载波的设备的测量或测试
[0330]
·
用于多个分量载波的相同天线阵列；或者
[0331]
·
用于每个分量载波的不同天线阵列和/或波束成形装置；或者
[0332]
·
相同或不同天线阵列和/或波束成形装置的组合。
[0333]
在评估波束斜视对在聚合载波上使用波束成形的无线设备所贡献的链路性能产生的影响时，可以在现场测试这种设备，即，当部署在无线通信系统内时，或在测量环境中以适当的适配方式利用主导分量载波的改变或更换。
[0334]
图15是示出本发明的测量或测试过程的第一实施例的流程图，假设无线通信系统的设备，如用户设备，ue，使用公共波束成形权重对多个分量载波cc1、cc2进行波束成形。多个分量载波至少包括第一或主分量载波pcc或cc1以及第二或副分量载波scc或cc2。在第一步骤s100中，用于第一和第二分量载波pcc、scc的第一波束图案使用公共波束成形权重进行波束成形。选择公共波束成形权重，使得根据一个或多个预定义标准针对第一分量载波pcc优化第一波束图案。
[0335]
在第二步骤s102中，测量根据第一波束图案发送的第一和第二分量载波pcc、scc的一个或多个信号度量。
[0336]
在第二步骤s104中，使用公共波束成形权重对第一和第二分量载波pcc、scc的第二波束图案进行波束成形。选择公共波束成形权重，使得根据一个或多个预定义标准针对第二分量载波scc优化第二波束图案。
[0337]
在第四步骤s106中，测量根据第二波束图案发送的第一和第二分量载波pcc、scc的一个或多个信号度量。
[0338]
在第五步骤s108中，将在步骤102和106中测量的一个或多个信号度量进行比较，以限定或量化链路性能。
[0339]
根据实施例，设备具有多个天线元件，并且第一和第二分量载波pcc、scc使用相同的波束成形使能组件进行波束成形，包括例如天线元件、移相器、延迟线、衰减器或其他合适的装置。例如，设备可以包括波束成形网络，波束成形网络包括一个或多个波束成形组件，如移相器、延迟线、衰减器等。当对分量载波进行波束成形时，在波束成形网络内，与一组天线元件相关联的一组公共波束成形组件可以用于对第一和第二分量载波进行波束成形。在步骤100中，可以控制多个天线元件用于对第一和第二分量载波pcc、scc的第一波束图案进行波束成形，并且在步骤104中，可以控制相同的多个天线元件用于对第一和第二分量载波pcc、scc的第二波束图案进行波束成形。
[0340]
多个天线元件可以包括被激活用于波束成形的设备的一个或多个天线阵列的一些或所有天线元件。换言之，根据实施例，第一和第二分量载波pcc、scc可以由天线元件波束成形，天线元件
[0341]
·
分布在设备的多个天线阵列上，或
[0342]
·
仅属于设备的多个天线阵列中的一个，或
[0343]
·
选自设备的天线阵列的可用天线元件，例如，可用的天线元件可以包括单个天
线阵列的天线元件，或者两个或更多个天线阵列的一个或多个天线元件。
[0344]
图16是示出本发明的测量或测试过程的第二实施例的流程图，假设无线通信系统的设备，如用户设备ue，使用相应的波束成形权重对多个分量载波进行波束成形。多个分量载波至少包括第一分量载波pcc或cc1和第二分量载波scc或cc2。在第一步骤s200中，使用第一波束成形权重对第一分量载波pcc的第一波束图案进行波束成形。选择第一波束成形权重，使得根据一个或多个预定义标准针对第一分量载波pcc优化第一波束图案。同时，即也在步骤s200期间，使用第二波束成形权重为第二分量载波scc波束成形第二波束图案。选择第二波束成形权重，使得根据一个或多个预定义标准针对第二分量载波scc优化第二波束图案。
[0345]
在第二步骤s202中，测量根据第一波束图案发送的第一分量载波pcc的一个或多个信号度量，以及根据第二波束图案发送的第二分量载波scc的一个或多个信号度量。
[0346]
在第三步骤s204中，比较在步骤202中测量的针对第一和第二分量载波测量的度量，用于限定或量化链路性能。
[0347]
根据实施例，设备具有多个天线元件，并且第一和第二分量载波pcc、scc由不同的天线元件波束成形。设备可以包括波束成形网络，波束成形网络包括一个或多个波束成形组件，如移相器、延迟线、衰减器等。当通过不同的天线元件对分量载波进行波束成形时，在波束成形网络内，与第一组天线元件相关联的第一组波束成形组件用于对第一分量载波进行波束成形，并且与第二组天线元件相关联的第二组波束成形组件用于对第二分量载波进行波束成形。在步骤200中，可以控制第一组或多个天线元件，例如，使用波束成形网络的第一组波束成形组件，用于对第一分量载波pcc的第一波束图案进行波束成形，并且可以控制第二组或多个天线元件，例如，使用波束成形网络的第二组波束成形组件，用于对第二分量载波scc的第二波束图案进行波束成形。
[0348]
第一组天线元件和第二组天线元件中的每一个可以包括被激活用于波束成形的设备的一个或多个天线阵列的一些或所有天线元件，其中第一组和第二组包括不同的天线元件。换言之，第一组的元件可以是一个或多个阵列的一些或全部元件。第二组天线元件不同于第一组天线元件，但第二组的天线元件也可以是一个或多个阵列的一些或全部元件。因此，两组天线元件可以取自不同的阵列或取自相同的阵列。
[0349]
换言之，第一和第二分量载波pcc、scc可以由不同的天线元件波束成形，天线元件
[0350]
·
分布在设备的多个天线阵列上，或
[0351]
·
仅属于设备的多个天线阵列中的一个，或
[0352]
·
选自设备的多个天线阵列中的一个的可用天线元件。例如，可用的天线元件可以包括单个天线阵列的天线元件，或者两个或更多个天线阵列的一个或多个天线元件。
[0353]
上述天线阵列可以包括多个子阵列，并且一个天线阵列的一个或多个子阵列可以与属于另一天线阵列的一个或多个子阵列组合使用以创建联合波束。天线阵列可以包括在一端朝向设备的数字信号处理元件的数字接口或rf输入，以及朝向在天线元件或天线元件连接器处结束的另一方向的波束成形网络。如果波束成形网络不能同时为不同的cc配置和应用独立的波束成形系数，则一个cc或所有聚合cc的信号有效地通过此公共波束成形网络进入两个可能的方向，如ul和dl。
[0354]
在下文中，描述了为了评估波束斜视影响将ue置于特定测量环境中的实施例。当
被放置或定位在测量环境中时，ue也被称为被测设备，dut。图17示出了安装到测量室204如消声测量室内的3d定位器202如转盘的dut 200。测量环境包括连接到测量设备me的链路天线la，例如当dut是ue时充当基站bs。ue或dut 200配备有阵列天线ant，用于对接收到的信号进行波束成形以优化从me到dut 200的下行链路dl中的链路性能，并用于对发送波束进行波束成形以优化从dut 200到me的上行链路ul中的链路性能。
[0355]
为了评估波束斜视对链路性能的影响，根据本发明的实施例提出了以下测量过程。ue或dut 200安装到定位器202，定位器202使得dut 200或其天线阵列ant相对于链路天线la能够像喇叭天线一样进行相对角运动。链路天线la位于距dut 200适当距离处并且连接到测量环境me。me充当dut 200的通信伙伴或对应方，例如，当dut是用户设备ue时，me可以充当基站bs。
[0356]
为了评估由于(a)第一分量载波cc1和第二分量载波cc2之间的频率分离和(b)相对于阵列天线的视轴的波束方向角或扫描角而引起的波束斜视，dut 200被布置为给定角度配置或朝向链路天线la的方向。dut 200与me建立链路，使得dut在rrc连接状态下操作，在此期间dut尝试通过选择适当的接收波束(例如使用来自me的参考信号)来优化下行链路性能。通过使用天线测试端口，可以在dut 200处测量每个分量载波的接收信号功率，并且可以使用现有的测试模式命令将结果报告给me。接收到的波束针对主分量载波pcc或cc1进行了优化。同时，由于链路正在聚合分量载波，辅助分量载波scc或cc2也通过由pcc使用的相同天线阵列元件和波束成形器。由于cc频率的差异，与pcc和scc相关联的波束的角度方向并不完全相同，并且由于嵌入式模拟相移、延迟改变和/或幅度改变元件在不同的频率中操作，不具有相同的强度。与cc1和cc2相关的天线图案之间的差异与许多参数有关，但不限于包括以下参数：操作频率；cc频率的差异；扫描角度；天线阵列及其元件的设计；以及波束成形器的设计。
[0357]
在上行链路或反向链路中，从dut 200到me应用了类似的程序，并且使用波束管理程序或波束对应来针对pcc优化发送波束。波束对应描述了dut选择的最佳接收波束和dut自主或半自主选择的发送波束之间的关系。由于在ca场景中，波束对应是在第一个或第二个cc上操作的，因此另一个cc由于波束斜视而经历潜在的性能劣化。相同的阵列波束成形权重应用于通过波束成形器和阵列天线的scc。假设pcc和scc上的发送功率是已知的或至少在各个测量点上保持恒定，即天线阵列ant的视轴和链路天线la之间的相对角度对，则链路天线la上的接收功率由me观察和监控。因此，可以针对dut 200和la之间的各种相对位置或方向或角度进行性能评估。可以选择角度以覆盖dut 200周围的密集网格，以允许评估进入许多方向的链路，这些可以表示为假想球体表面上的点。
[0358]
图18示出了基于ieee std149-1979的坐标系几何结构并且示出了dut 200和链路天线la。dut 200和la之间的相对角度配置或方向由角度θ和φ标记。根据实施例，为了评估在ul和dl中波束斜视对链路性能的影响，针对每个角位置θ[1
…
i]和φ[1
…
j]提出以下测量程序：
[0359]
步骤1：使用针对cc1优化的联合波束成形器：
[0360]
1.1下行链路性能——在dut/ue侧测量
[0361]
·
根据来自la的参考信号，为dl中的cc1优化dut 200处的接收波束，以及
[0362]
·
针对cc1和cc2，在dut/ue 200的天线测量端口处测量并记录dl中的接收信号强
度或功率，
[0363]
1.2上行链路性能——在me/bs侧测量
[0364]
·
根据波束管理或波束对应，为ul中的cc1优化dut 200处的发送波束，以及
[0365]
·
针对cc1和cc2，在me/bs处测量并记录ul中的接收信号强度或功率
[0366]
步骤2：针对cc2优化的联合波束成形器：
[0367]
2.1下行链路性能——在dut/ue侧测量
[0368]
·
根据来自la的参考信号，为dl中cc2优化dut 200处的接收波束，以及
[0369]
·
针对cc1和cc2，在dut/ue 200的天线测量端口处测量并记录dl中的接收信号强度或功率
[0370]
2.2上行链路性能——在me/bs侧测量
[0371]
·
根据波束管理或波束对应，为ul中的cc2优化dut 200处的发送波束，以及
[0372]
·
针对cc1和cc2，在me/bs处测量并记录ul中的接收信号强度或功率
[0373]
步骤3(对步骤1和步骤2的测量进行逐点比较)：
[0374]
·
比较来自步骤1和步骤2的用于以下的测量结果：
[0375]
о根据选择的指标的下行链路，以及
[0376]
о根据选择的指标的上行链路
[0377]
对于所有测量的角位置[1
…
i]x[1
…
j]，可以通过比较以下一项或多项，直接定量评估ul和dl中的链路性能(因为优化一个特定分量载波的天线和波束形成器相对于另一个分量载波的效果)：
[0378]
·
接收到的功率差；
[0379]
·
相关的snr；
[0380]
·
接收器处的吞吐量；
[0381]
·
接收器处的ber/per。
[0382]
在此类评估期间，每个cc的固定功率传输电平可用于步骤1和2。然而，当这不可能时，可记录功率电平的差异并在后续补偿中使用。
[0383]
逐点测量可以通过统计操作进一步巩固，例如根据通过一致性和/或性能测试的目标洞察力和/或定义的标准，使用累积分布函数cdf或互补累积分布函数cddf。上述逐点测量可以理解为用于实现或实施本发明测量过程的一个实施例，根据此实施例，ue或dut被定位在相对于接收器天线的相对角位置。如图18所示，相对位置或方向可以通过选择的角度对θ和φ来描述。对于每个角度对，执行测量，并存储测量结果以供进一步后处理。然而，本发明不限于这样的实施例。
[0384]
根据其他实施例，可以沿着球体或轨迹上的连续曲线或路径进行测量。根据进一步的实施例，由θ和φ描述的特定测量点可以沿着连续的角路径或运动来选择。换言之，在以逐步、分段或连续方式在θ/φ域中移动ue或dut的同时，可以在接收器侧和/或ue侧执行和存储测量。在特定角度位置进行的特定测量可以用合适的标记来标记，如时间戳，允许在后处理期间关联ul和dl中的两侧测量。ue或dut处的天线阵列与me处的链路天线之间的在dut周围切割球体的连接线的轨迹或移动或路径可以被选择为覆盖将被正在测试中的天线阵列覆盖的球体的选择的部分。选择的部分可以是不相交的、互补的或重叠的，以提供更全面和完整的球面覆盖范围或要评估的性能。
[0385]
根据又一实施例，可以获得任意的测量点的云。由于球面部分的评估可能是耗时的，因此可以仅使用足以满足某些统计标准的测量点的数量或子集。根据这样的实施例，例如，作为上述具有沿该路径的测量的连续路径或定义在球体上的固定测量网格的替代方案，可以选择任意测量点或角位置。当满足统计性能指标时，这种方法的优点是不依赖于测量点在整个球体上的特定确定性分布，并结合重复的安装方式和将dut指向测量室内的底座上。尽管获得了较少数量的测量点，因此当与前述实施例相比时，在特定方向上的点密度可能是稀疏的，但这可以通过增加测量点的数量来补偿。
[0386]
根据实施例，评估
[0387]
·
限定或量化当使用第一和第二波束图案时链路性能的差异或劣化，和/或
[0388]
·
获得每个分量载波相对于根据与第一分量载波和第二分量载波相关的标准选择的波束成形器的链路性能差异，和/或
[0389]
·
获得每个分量载波相对于根据与第一分量载波和第二分量载波相关的标准选择的波束成形器的链路性能差异变化，和/或
[0390]
·
根据在ue处选择的波束对应标准，当使用第一和第二波束图案时，对上行链路或下行链路性能进行限定或量化，和/或
[0391]
·
根据选择的标准，当使用第一和第二波束图案时，对上行链路或下行链路性能进行限定或量化。
[0392]
为了评估链路性能，可以测量以下一项或多项：
[0393]
·
信号强度或功率，
[0394]
·
有效或等效全向辐射功率，eirp，
[0395]
·
误码率，ber，或数据包错误率，per，
[0396]
·
接收信号强度指标rssi变化，
[0397]
·
一个或多个辐射图案测量，如以下的一项或多项
[0398]
о波束峰值方向，
[0399]
о图案零方向和零深度，
[0400]
о旁瓣方向，
[0401]
о相对于主波束峰值的旁瓣电平
[0402]
о最大增益，
[0403]
о半功率波束宽度，
[0404]
о第一旁瓣电平，
[0405]
о前后比例，
[0406]
о第一个零的位置，
[0407]
о交叉极化比。
[0408]
尽管到目前为止已经描述了测量过程以发生在某个测量环境中，但是根据其他实施例，测量过程可以是就地的，即，可以根据上述过程来评估被部署或位于无线通信网络中并且处于rrc连接状态的ue的链路性能。在这种情况下，除了图17之外，ue位于某个位置并连接到网络的另一个实体，如另一个ue和/或基站，并且天线la是另一个实体的天线。可以将测量结果传送给特定实体，如ue或其他实体，或者传送给核心实体以评估链路性能。
[0409]
还可能需要就地测量，因为除了在明确定义的测量环境中之外，在真实环境中的
性能可能会有所不同，例如，由于用户与例如头和手的交互。此外，由于在测试设置中未考虑或测试的多路径传播，波束斜视影响可能会放松或增加。因此，当设备连接到网络或与另一设备就地，即在现网通信时，测量波束斜视的有效影响也是有益的。在就地测量设置中，两个通信伙伴可以通过一种测试模式来协调它们的交互，这可以通过由常规或正常操作模式设计提供的特定手段来补充，用于ue和基站或者gnb之间的通信。由于缺乏明确定义的坐标系，ue和基站之间的相对角度关系可能难以准确确定，但是可以由ue或其他手持设备内部的内部传感器，例如陀螺仪检测和测量就地在测设备的静止和/或相对移动或旋转。因此，在激活波束成形和载波聚合之前，可以通过连续测量网络侧可用的特定分量载波候选的波束斜视影响来启动空中ota性能评估。可以执行测量，例如在静态情况或移动情况下，用于提供足够的样本点来评估ue周围的球形部分或特定链路情况，例如可以从ca中受益的静态链接。
[0410]
就地测量还允许基站自我测试其自身的性能，例如在软件更新之后，并且当与参考图17描述的测量场景相比时，现场中的分布式ue可以被认为是分布式链路天线。因此，设备或dut可以是ue或bs或任何其他适合作为网络中的通信伙伴或适用于测试要在网络中使用的设备，以及为了一致性或性能评估或维护、调试或优化目的而进行测试的设备。
[0411]
上面已经参考使用两个分量载波的设备，如ue，描述了本发明的实施例，即波束成形和组合两个分量载波。然而，本发明不限于这样的实施例。相反，上述创造性方法可以应用于测试或测量采用多于两个分量载波的设备，例如应用于波束成形和组合五个或甚至更多分量载波的设备。根据进一步的实施例，除了多个分量载波之外，设备可以发送和/或接收另外的信号，如用于与网络中的其他实体通信的无线电信号，或用于距离测量的雷达信号。
[0412]
上面已经参考使用相同天线元件或使用不同天线元件的设备波束成形和组合分量载波来描述本发明的实施例。然而，本发明不限于这样的实施例。相反，上述创造性方法可以应用于通过使用相同天线元件对两个或更多个分量载波进行波束成形和组合以及通过使用不同天线元件对两个或更多个附加分量载波进行波束成形和组合来测试或测量提供多个分量载波的设备。
[0413]
本发明的实施例已经在上面参考设备进行了描述，如ue。然而，本发明不限于这样的实施例。相反，上述创造性方法可以应用于无线通信网络的任何实体。根据本发明的实施例，设备包括以下中的一个或多个：功率受限的ue，或手持式ue，如行人使用的ue，以及被称为交通弱势群体，vru，或行人ue，p-ue，或由公共安全人员和急救人员使用的佩戴或手持ue，并称为公共安全ue、ps-ue或iot-ue，例如校园网络中提供的传感器、致动器或ue，用于执行重复性任务和需要以周期性间隔从网关节点的输入、移动终端或固定终端、或蜂窝iot-ue、或车载ue、或车载组长(gl)ue、或直连链路中继、或iot或窄带iot、nb-iot、设备或可穿戴设备，如智能手表、或健身追踪器、或智能眼镜、或基于地面的车辆、或飞行器、或无人机、或移动基站或路边单元(rsu)、或建筑物或任何其他提供使物品/设备能够使用无线通信网络进行通信的网络连接的物品或设备，例如，传感器或致动器，或提供有网络连接的任何其他物品或设备，使得物品/设备能够使用与/到无线通信网络的直连链路进行通信，例如传感器或致动器，或任何具有直连链路能力的网络实体。
[0414]
根据本发明的进一步实施例，设备可以是以下的一个或多个：宏小区基站，或小小
区基站，或基站的中央单元，或基站的分布式单元，或路边单元(rsu)，或远程无线电头，接入回传一体化(iab)节点或任何发送/接收点，trp，使物品或设备能够使用无线通信网络进行通信，物品或设备被提供有网络连接以使用无线通信网络进行通信。
[0415]
尽管已经在装置的上下文中描述了一些方面，但显然这些方面也表示相应方法的描述，其中块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对应装置的对应块或项目或特征的描述。
[0416]
取决于某些实施要求，本发明的实施例可以以硬件或软件来实施。可以使用数字存储介质来执行实施，例如软盘、dvd、cd、rom、prom、eprom、eeprom或闪存，其上存储有电子可读控制信号，它们与可编程计算机系统协作(或能够合协作)，从而执行相应的方法。
[0417]
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，其能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文描述的方法之一。
[0418]
通常，本发明的实施例可以实现为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，该程序代码可操作用于执行方法之一。程序代码可以例如存储在机器可读载体上。
[0419]
其他实施例包括存储在机器可读载体上的用于执行本文描述的方法之一的计算机程序。
[0420]
换言之，本发明方法的实施例因此是具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于当计算机程序在计算机上运行时执行本文描述的方法之一。
[0421]
因此，本发明方法的进一步实施例是数据载体(或数字存储介质，或计算机可读介质)，包括其上记录有用于执行本文所述方法之一的计算机程序。
[0422]
因此，本发明方法的进一步实施例是表示用于执行本文所述方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列可以例如被配置为经由数据通信连接，例如经由互联网传送。
[0423]
进一步实施例包括处理装置，例如计算机或可编程逻辑器件，其被配置为或适于执行本文描述的方法之一。
[0424]
进一步实施例包括其上安装有用于执行本文所述方法之一的计算机程序的计算机。
[0425]
在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如现场可编程门阵列)可用于执行本文描述的方法的一些或所有功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行本文描述的方法之一。通常，这些方法优选地由任何硬件装置来执行。
[0426]
上述实施例仅用于说明本发明的原理。应当理解，本文描述的布置和细节的修正和变化对于本领域的其他技术人员来说将是显而易见的。因此，意图仅受所附专利权利要求的范围的限制，而不是受本文实施例的描述和解释所呈现的具体细节的限制。
[0427]
参考文献
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rd ed.,mcgraw-hill,new york,1993
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