Эффективное сканирование луча для высокочастотных беспроводных сетей

Эффективное сканирование луча для высокочастотных беспроводных сетей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее раскрытие относится к сканированию луча в беспроводной сети.

Уровень техники

[0002] Взрывной рост популярности смартфонов резко увеличил спрос на повсеместные услуги мобильных данных. Чтобы справиться с экспоненциальным ростом трафика мобильных данных, предполагается, что новые радиоспектры с существенно большими полосами пропускания, чем те, которые доступны сегодня для мобильной связи, понадобятся в будущем. В результате, технологии, которые делают возможной беспроводную связь через высокочастотные диапазоны (например, диапазоны миллиметровых волн (ММВ)), где доступны большие количества данных недоиспользованного спектра, недавно получили много внимания.

[0003] Обмен данными беспроводным образом через высокочастотные диапазоны, такие как диапазоны ммВ, осуществляется не без проблем. Радиосигналы, передаваемые через такие диапазоны, как правило, страдают от более высоких потерь в тракте передачи, чем те, которые переданы через диапазоны с более низкой частотой, которые в настоящее время используются в сотовой связи. Проблема дополнительно усугубляется в нелицензированном диапазоне 60 Гигагерц (ГГц), где радиосигналы испытывают дополнительные потери из-за поглощения кислородом и дождем.

[0004] Чтобы преодолеть результирующий сжатый энергетический потенциал линии связи, беспроводная связь через высокочастотные диапазоны должна полагаться на большой коэффициент направленного действия, достигаемый путем формирования узких лучей радиосигналов с помощью, например, адаптивно управляемой антенной решетки. К счастью, укороченные длины волн в высокочастотных диапазонах делают возможным для устройства, такого как Узел Доступа (AN) или Пользовательское Оборудование (UE) приемлемого размера, быть оснащенными относительном большим количеством антенн для формирования узкого луча. Большое количество антенн предоставляют устройству связи доступ к высокому пространственному разрешению. Однако, высокое пространственное разрешение также включает в себя большую пространственную неопределенность. Из-за высокой пространственной избирательности, являющейся результатом формирования узкого луча, небольшая ошибка в выборе направления луча может привести к резкому снижению Соотношения Сигнал-Шум (SNR). Таким образом, существует потребность в эффективной процедуре поиска луча для того, чтобы устройство беспроводной связи (например, AN или UE) идентифицировало подходящее направление луча для обмена данными со своим партнером.

Сущность изобретения

[0005] Раскрыты системы и способы, относящиеся к неадаптивному сканированию луча в беспроводной сети. В некоторых вариантах осуществления предоставлен способ работы узла передачи для выполнения неадаптивного сканирования луча для диаграмм направленностей передающего луча узла передачи, которые разделяют зону действия узла передачи на ячейки разделения передачи. Способ работы узла передачи содержит этапы, на которых передают известный сигнал с помощью каждой из нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из нескольких этапов сканирования луча через неперекрывающиеся слоты радиоресурсов. Диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что каждая уникальная комбинация диаграмм направленностей сканирующего луча, состоящая из одной диаграммы направленности сканирующего луча из каждого из этапов сканирования луча, соответствует другой диаграмме направленности передающего луча узла передачи. Этот подход многоэтапного сканирования луча обеспечивает экспоненциально более эффективный процесс для сканирования луча, чем обычный подход Последовательного Качания Луча (SBS).

[0006] В некоторых вариантах осуществления для каждого этапа сканирования луча диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча разделяют зону действия узла передачи на набор ячеек разделения сканирования для этапа сканирования луча так, что каждая пара ячеек разделения сканирования в наборе ячеек разделения сканирования для этапа сканирования луча, разъединена, и объединение ячеек разделения сканирования в наборе ячеек разделения сканирования для этапа сканирования луча покрывает всю зону действия узла передачи. Диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что для каждой уникальной комбинации ячеек разделения сканирования, состоящей из одной ячейки разделения сканирования из каждого из этапов сканирования луча, пересечение уникальной комбинации ячеек разделения сканирования соответствует различной ячейке разделения передачи зоны действия узла передачи, и, таким образом, другой диаграмме направленности передающего луча из диаграмм направленностей передающего луча узла передачи.

[0007] В некоторых вариантах осуществления, способ работы узла передачи дополнительно содержит этапы, на которых принимают, из узла приема, указание предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча и выбирают одну из диаграмм направленностей передающего луча, которая соответствует комбинации предпочтительных диаграмм направленностей сканирующего луча, указанной узлом приема в качестве диаграммы направленности передающего луча для передачи из узла передачи в узел приема.

[0008] В некоторых вариантах осуществления, передача известного сигнала с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча через неперекрывающиеся слоты радиоресурсов содержит этапы, на которых передают известный сигнал с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для ы через неперекрывающиеся слоты радиоресурсов, передающие известный сигнал с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для второго этапа сканирования луча через неперекрывающиеся слоты радиоресурсов. В некоторых вариантах осуществления, неперекрывающиеся слоты радиоресурсов для первого этапа сканирования луча содержат по меньшей мере одно из группы, состоящей из: неперекрывающихся временных ресурсов, неперекрывающихся частотных ресурсов, и неперекрывающихся кодовых ресурсов.

[0009] В некоторых вариантах осуществления, узел передачи содержит несколько антенн, и каждый этап сканирования луча использует различное подмножество антенн.

[0010] В некоторых вариантах осуществления, неперекрывающиеся слоты радиоресурсов содержат неперекрывающиеся временные ресурсы, неперекрывающиеся частотные ресурсы, и/или неперекрывающиеся кодовые ресурсы.

[0011] Также раскрыты варианты осуществления узла передачи, способного выполнять неадаптивное сканирование луча для нескольких диаграмм направленностей передающего луча узла передачи, которые разделяют зону действия узла передачи на несколько ячеек разделения передачи. В некоторых вариантах осуществления, узел передачи содержит радиочастотный приемопередатчик, содержащий радиочастотный передатчик и радиочастотный приемник, соединенные со множеством антенн, и по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью передачи, через радиочастотный передатчик, известного сигнала с помощью каждой из нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из нескольких этапов сканирования луча через неперекрывающиеся слоты радиоресурсов. Диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что каждая уникальная комбинация диаграмм направленностей сканирующего луча, состоящая из одной диаграммы направленности сканирующего луча из каждого из этапов сканирования луча, соответствует другой диаграмме направленности передающего луча узла передачи.

[0012] Раскрыты варианты осуществления способа работы узла приема для предоставления обратной связи для оказания помощи в неадаптивном сканировании луча и выборе, посредством узла передачи, чтобы выбрать диаграмму направленности передающего луча из нескольких диаграмм направленностей передающего луча узла передачи, которые разделяют зону действия узла передачи на несколько ячеек разделения передачи. В некоторых вариантах осуществления, способ работы узла приема содержит этапы, на которых определяют предпочтительную диаграмму направленности сканирующего луча из нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из нескольких этапов сканирования луча и отправляют в узел передачи указание предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча.

[0013] В некоторых вариантах осуществления, диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что каждая уникальная комбинация диаграмм направленностей сканирующего луча, состоящая из одной диаграммы направленности сканирующего луча из каждого из этапов сканирования луча, соответствует другой диаграмме направленности передающего луча из диаграмм направленностей передающего луча узла передачи.

[0014] В некоторых вариантах осуществления, определение предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча содержит этапы, на которых для каждого этапа сканирования луча последовательно наблюдают неперекрывающиеся слоты радиоресурсов, используемые узлом передачи для передачи известного сигнала с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, до тех пор, пока значение метрики качества сигнала для известного сигнала для одной из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча не будет удовлетворять предварительно определенному порогу качества, и выбирают одну из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, для которой значение метрики качества сигнала известного сигнала удовлетворяет предварительно определенному порогу качества, в качестве диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча.

[0015] В некоторых вариантах осуществления, определение предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча содержит этапы, на которых для каждого этапа сканирования луча наблюдают неперекрывающиеся слоты радиоресурсов, используемые узлом передачи для передачи известного сигнала с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, чтобы тем самым определить значение метрики качества сигнала для известного сигнала для каждой из множества диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, и выбирают одну из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча на основе значений метрики качества сигнала известного сигнала для диаграмм направленностей сканирующего луча этапа сканирования луча в качестве предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, выбор одной из диаграмм направленностей сканирующего луча в качестве предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча содержит этапы, на которых выбирают одну из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, имеющий наилучшую метрику качества сигнала.

[0016] В некоторых вариантах осуществления, неперекрывающиеся слоты радиоресурсов содержат неперекрывающиеся временные ресурсы, неперекрывающиеся частотные ресурсы, и/или неперекрывающиеся кодовые ресурсы.

[0017] В других вариантах осуществления, способ работы узла приема для предоставления обратной связи для оказания помощи в неадаптивном сканировании луча и выборе, посредством узла передачи, чтобы выбрать диаграмму направленности передающего луча из нескольких диаграмм направленностей передающего луча узла передачи, которые разделяют зону действия узла передачи на несколько ячеек разделения передачи, содержит этапы, на которых определяют предпочтительную диаграмму направленности сканирующего луча из нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из нескольких этапов сканирования луча. Диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что каждая уникальная комбинация диаграмм направленностей сканирующего луча, состоящая из одной диаграммы направленности сканирующего луча из каждого из этапов сканирования луча, соответствует другой диаграмме направленности передающего луча узла передачи. Способ дополнительно содержит этапы, на которых выбирают одну из диаграмм направленностей передающего луча для узла передачи, которая соответствует комбинации предпочтительных диаграмм направленностей сканирующего луча для этапов сканирования луча, в качестве выбранной диаграммы направленности передающего луча для передачи из узла передачи в узел приема, и передают указание выбранной диаграммы направленности передающего луча в узел передачи.

[0018] Раскрыты варианты осуществления узла приема, способного предоставлять обратную связь для оказания помощи в неадаптивном сканировании луча посредством узла передачи для выбора диаграммы направленности передающего луча из нескольких диаграмм направленностей передающего луча узла передачи, которые разделяют зону действия узла передачи на несколько ячеек разделения передачи. В некоторых вариантах осуществления, узел приема содержит радиочастотный приемопередатчик, содержащий радиочастотный передатчик и радиочастотный приемник, соединенные со множеством антенн, и по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью определения предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча из нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из нескольких этапов сканирования луча и отправки в узел передачи через радиочастотный передатчик указания предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча.

[0019] В некоторых вариантах осуществления, диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что каждая уникальная комбинация диаграмм направленностей сканирующего луча, состоящая из одной диаграммы направленности сканирующего луча из каждого из этапов сканирования луча, соответствует другой диаграмме направленности передающего луча из диаграмм направленностей передающего луча узла передачи.

[0020] В некоторых вариантах осуществления, чтобы определить предпочтительную диаграмму направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча, по меньшей мере один процессор дополнительно выполнен с возможностью, для каждого этапа сканирования луча, последовательно наблюдать, через радиочастотный приемник, неперекрывающиеся слоты радиоресурсов, используемые узлом передачи для передачи известного сигнала с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, до тех пор, пока значение метрики качества сигнала для известного сигнала для одной из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча не будет удовлетворять предварительно определенному порогу качества. Узел приема выполнен с возможностью выбора одной из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, для которой значение метрики качества сигнала известного сигнала удовлетворяет предварительно определенной метрике качества, в качестве предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча.

[0021] В некоторых вариантах осуществления, чтобы определить предпочтительную диаграмму направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча, по меньшей мере один процессор дополнительно выполнен с возможностью, для каждого этапа сканирования луча, наблюдать, через радиочастотный приемник, неперекрывающиеся слоты радиоресурсов, используемые узлом передачи для передачи известного сигнала с помощью каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, чтобы тем самым определить значение метрики качества для известного сигнала для каждой из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча. Одна из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча выбирается на основе значений метрики качества сигнала известного сигнала для диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча в качестве предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча. В некоторых вариантах осуществления, одна из диаграмм направленностей сканирующего луча для этапа сканирования луча, выбранный в качестве предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча, является диаграммой направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча, имеющим наилучшую метрику качества сигнала.

[0022] В некоторых вариантах осуществления, неперекрывающиеся слоты радиоресурсов содержат неперекрывающиеся временные ресурсы, неперекрывающиеся частотные ресурсы, и/или неперекрывающиеся кодовые ресурсы.

[0023] Раскрыты варианты осуществления системы, позволяющей выполнять неадаптивное сканирование луча для нескольких диаграмм направленностей передающего луча узла передачи, которые разделяют зону действия узла передачи на несколько ячеек разделения передачи. Система содержит узел передачи и узел приема. В некоторых вариантах осуществления, узел передачи выполнен с возможностью передачи известного сигнала с помощью каждой из нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из нескольких этапов сканирования луча через неперекрывающиеся слоты радиоресурсов. Диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча таковы, что каждая уникальная комбинация диаграмм направленностей сканирующего луча, состоящая из одной диаграммы направленности сканирующего луча из каждого из этапов сканирования луча, соответствует другой диаграмме направленности передающего луча узла передачи. В некоторых вариантах осуществления, узел приема выполнен с возможностью определения предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча на основе передачи известного сигнала с помощью диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча.

[0024] В некоторых вариантах осуществления, узел приема дополнительно выполнен с возможностью отправки, в узел передачи, указания предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для каждого из множества этапов сканирования луча.

[0025] В других вариантах осуществления, узел приема дополнительно выполнен с возможностью выбора одной из диаграмм направленностей передающего луча для узла передачи, которая соответствует комбинации предпочтительных диаграмм направленностей сканирующего луча для этапов сканирования луча, в качестве выбранной диаграммы направленности передающего луча для передачи из узла передачи в узел приема, и передачи указания выбранной диаграммы направленности передающего луча в узел передачи.

[0026] Специалисты в данной области техники оценят объем настоящего раскрытия и осознают дополнительные его аспекты после прочтения следующего подробного описания вариантов осуществления в связи с прилагаемыми фигурами.

Краткое Описание Фигур

[0027] Прилагаемые фигуры, включенные в состав и образующие часть этого описания изобретения, иллюстрируют несколько аспектов раскрытия и, вместе с описанием, служат для разъяснения принципов раскрытия.

[0028] Фигура 1 иллюстрирует систему, включающую в себя узел передачи, который работает для выполнения процедуры многоэтапного сканирования луча, чтобы выбрать диаграммы направленности луча, или направления луча, для передачи из узла передачи в узел приема в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия;

[0029] Фигура 2 представляет собой графическую иллюстрацию подхода сканирования луча Последовательное Качание Луча (SBS);

[0030] Фигуры с 3A по 3G иллюстрируют один пример множества диаграмм направленностей сканирующего луча для процедуры многоэтапного сканирования луча для одного из примеров множества диаграмм направленностей передающего луча, которое включает в себя восемь диаграмм направленностей передающего луча;

[0031] Фигуры с 4A по 4C иллюстрируют другой пример множества диаграмм направленностей сканирующего луча для процедуры многоэтапного сканирования луча;

[0032] Фигура 5 представляет собой блок-схему последовательности операций, которая иллюстрирует работу узла передачи Фигуры 1 для выполнения процесса многоэтапного сканирования луча в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия;

[0033] Фигура 6 иллюстрирует работу как узла передачи, так и узла приема Фигуры 1 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия;

[0034] Фигура 7 иллюстрирует работу узла приема по выбору предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия;

[0035] Фигура 8 иллюстрирует работу узла приема по выбору предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапа сканирования луча в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0036] Фигура 9 иллюстрирует работу узла передачи и узла приема в соответствии с одним из примеров, в котором неперекрывающиеся слоты радиоресурсов представляют собой неперекрывающиеся временные слоты;

[0037] Фигура 10 иллюстрирует работу узла передачи и узла приема в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0038] Фигура 11 сравнивает производительность обычного подхода SBS и одного из вариантов осуществления подхода многоэтапного сканирования луча;

[0039] Фигура 12 иллюстрирует сравнение, подобное сравнению на Фигуре 11, но основанное на пропускной способности данных вместо Соотношения Сигнал-Шум (SNR);

[0040] Фигура 13 иллюстрирует один из вариантов осуществления, в котором узел передачи и узел приема реализованы в сети сотовой связи;

[0041] Фигура 14 представляет собой структурную схему узла передачи в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия;

[0042] Фигура 15 представляет собой структурную схему узла приема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия;

[0043] Фигура 16 представляет собой структурную схему узла передачи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего раскрытия; и

[0044] Фигура 17 представляет собой структурную схему узла приема в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего раскрытия.

Подробное Описание

[0045] Варианты осуществления, изложенные ниже, представляют информацию для того, чтобы дать возможностью специалистам в данной области техники применить на практике варианты осуществления и проиллюстрировать оптимальный режим применения на практике вариантов осуществления. После прочтения следующего описания с учетом прилагаемых фигур, специалисты в данной области техники поймут концепции раскрытия и распознают применения этих концепций, конкретно не рассмотренных в материалах настоящей заявки. Следует понимать, что эти концепции и применения подпадают под объем раскрытия и прилагаемую формулу изобретения.

[0046] Варианты осуществления систем и способов для идентификации направления передающего луча, или диаграммы направленности передающего луча, для передачи от узла передачи к узлу приема, которые оптимизируют(-ует) качество связи между узлом передачи и узлом приема, раскрыты в материалах настоящей заявки. Это является серьезной проблемой, когда два устройства пытаются установить надежные каналы связи в высокочастотных (например, миллиметровая волна (ММВ)) диапазонах, поскольку передающее устройство изначально не знает, в каком направлении передающий луч должен быть сформирован, чтобы обеспечить надежный прием его сигнала (отправленного вместе с лучом) его предполагаемым приемником.

[0047] В материалах настоящей заявки раскрыты варианты осуществления, которые используют процедуру при содействии пилот-сигнала для того, чтобы идентифицировать подходящее направление передающего луча, или диаграмму направленности, чтобы использовать для обмена данными с узлом приема. Узел передачи отправляет пилот-сигналы, используя различные направления луча, неадаптивным (и предпочтительно, но не обязательно, не зависящим от приемника) способом. В некоторых вариантах осуществления, узел передачи затем определяет предпочтительное направление луча, чтобы достичь конкретного приемника, на основе обратной связи от этого узла приема. Как используется в материалах настоящей заявки, «неадаптивная» процедура сканирования луча представляет собой процедуру сканирования луча, в которой направления луча, используемые для сканирования луча, являются независимыми от обратной связи от узла приема в ходе процедуры сканирования луча. Следует отметить, однако, что направления сканирования луча, или диаграммы направленности, могут меняться с течением времени из-за, например, перемещения узлов доступа или изменения в пользовательском трафике, вызывающем соответствующие изменения в зоне предполагаемого охвата. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, процедура сканирования луча является не зависящей от приемника в том, что процесс сканирования луча является независимым от того, сколько узлов приема пытаются установить соединение с узлом передачи. Не зависящая от приемника и неадаптивная процедура является наиболее эффективной, когда узлу передачи необходимо найти подходящие направления передающего луча для большого количества узлов приема, поскольку общие радиоресурсы, используемые для сканирования луча, могут обслуживать все потенциальные приемники. В отличие от некоторых существующих процедур сканирования луча, где диаграммы направленности луча, используемые для сканирования луча, адаптивно меняются в соответствии с обратной связью от приемника (смотри, например, S. Hur и другие, «Многоуровневое Формирование Луча Миллиметровой Волны для Беспроводного Обратного соединения», 2011, Семинары IEEE GLOBECOM, 5-9 Декабря, 2011, страницы 253-257 (далее «Hur»)), неадаптивная процедура уменьшает возвратно-поступательное рукопожатие между узлом передачи и каждым из его узлов приема, чтобы установить надежную связь. Это является особенно привлекательным для настройки начального подключения, когда узел передачи даже не знает о существовании узла приема.

[0048] Фигура 1 иллюстрирует систему 10, включающую в себя узел 12 передачи, который работает для предоставления не зависящей от приемника и неадаптивной процедуры сканирования луча, чтобы выбрать диаграммы направленности луча, или направления луча, для передачи из узла 12 передачи в узлы приема, например, в узел 14 приема, в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Следует отметить, что хотя варианты осуществления, описанные в материалах настоящей заявки, как правило, относятся к не зависящей от приемника процедуре сканирования луча, варианты осуществления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут также использоваться для зависящих от приемника реализаций. В некоторых вариантах осуществления, узел 12 передачи представляет собой узел доступа в беспроводной системе связи, такой как, например, узел радиодоступа (например, базовая станция, удаленный радиоузел, или тому подобное) в сети радиодоступа системы сотовой связи (например, системы сотовой связи Долгосрочного Развития (LTE) Программы Партнерства 3-го Поколения (3GPP)), и узел 14 приема представляет собой беспроводное устройство (например, Пользовательское Оборудование (UE)), которое осуществляет доступ к системе беспроводной связи через узел доступа.

[0049] В этом примере, узел 12 передачи передает с использованием ряда диаграмм направленностей с 16-1 по 16-8 передающего луча (как правило, называемые в материалах настоящей заявки вместе как диаграммы направленности 16 передающего луча, и отдельно как диаграмма направленности 16 передающего луча), которые разделяют зону 18 действия узла 12 передачи на ряд ячеек с 20-1 по 20-8 разделения передачи (как правило, называемые в материалах настоящей заявки вместе как ячейки 20 разделения передачи, и отдельно как ячейка 20 разделения передачи). Следует отметить, что хотя в этом примере количество диаграмм направленностей 16 передающего луча и, таким образом, количество ячеек 20 разделения передачи равно восьми, количество (N) диаграмм направленностей 16 передающего луча и ячеек 20 разделения передачи может быть любым числом, большим, чем 2. Во многих реализациях, число (N) может быть больше (например, 16, 64, 128 или больше).

[0050] В работе, узел 12 передачи выполняет процедуру многоэтапного сканирования луча, чтобы идентифицировать наилучшую диаграмму направленности 16 передающего луча (или эквивалентно наилучшее направление передающего луча) для передачи в узлы приема, такие как узел 14 приема, в зоне 18 действия узла 12 передачи. Процедура многоэтапного сканирования является неадаптивной и предпочтительно, но не обязательно, не зависящей от приемника.

[0051] Перед описанием процедуры многоэтапного сканирования луча, следует отметить, что один простой и часто используемый подход к проблеме идентификации передающего луча заключается в том, чтобы заставить узел 12 передачи периодически выбирать одно направление луча за один раз циклическим образом из конечного набора возможных направлений луча и передавать пилот-сигнал в выбранном направлении (смотри, например, L. Zhou и другие, «Эффективное Формирование Луча MIMO, Основанное на Шифровальной Книге для WLAN Миллиметровой Волны», 2012 IEEE 23-й Международный Симпозиум по Личным Находящимся в Помещении и Мобильным Радиосвязям, 9-12 Сентября, 2012, страницы 1885-1889 (далее «Zhou»)). Используя этот подход, узел 12 передачи в сущности сканирует все возможные направления луча или передает диаграммы направленности 16 передающего луча в предварительно определенном конечном наборе направлений луча не зависящим от приемника и неадаптивным способом. Узел 14 приема наблюдает качество пилот-сигнала в каждом временном слоте и сообщает обратно в узел 12 передачи индекс слота радиоресурса (временного или частотного) внутри цикла, который дает наилучшее качество принятого пилот-сигнала. Индекс наилучшего слота ресурса в сущности указывает, какое направление луча, или какая диаграмма направленности 16 передающего луча является наиболее подходящей для узла 12 передачи для использования для того, чтобы достичь узла 14 приема. Для общего числа из различных возможных диаграмм направленностей 16 передачи, этот подход требует общего числа слотов ресурсов (например, способами временного разделения или частотного разделения), чтобы пройти через различных диаграмм направленностей 16 передающего луча. Этот подход называется в материалах настоящей заявки как Последовательное Качание Луча (SBS). Подход SBS проиллюстрирован на Фигуре 2. На Фигуре 2, каждая диаграмма направленности 16 передающего луча имеет соответствующий двоичный код.

[0052] Основная проблема SBS заключает в том, что среднее и худшее количество времени, требуемое для того, чтобы узел 14 приема определил индекс слота ресурса, или эквивалентно индекс диаграммы направленности 16 передающего луча, равно N/2 и N-1, соответственно, вне зависимости от того, как близко узел 14 приема расположен по отношению к узлу 12 передачи. Даже если узел 14 приема расположен очень близко к узлу 12 передачи, и, следовательно, достигает очень высокого Соотношения Сигнал-Шум (SNR), узлу 14 приема по-прежнему придется ждать почти полный цикл из N-1 временных слотов, прежде чем узел 14 приема сможет идентифицировать информацию, необходимую для идентификации подходящей диаграммы направленности 16 передающего луча. Для узлов 14 приема с низким SNR, например, тех, которые расположены далеко от узла 12 передачи, это не является проблемой, поскольку этим узлам 14 приема с низкой SNR в любом случае необходимо ждать много временных слотов, чтобы накопить достаточное количество принятой энергии, чтобы корректно определить наилучшую диаграмму направленности 16 передающего луча в присутствии шума. Однако, для узлов 14 приема с высоким SNR, например, тех, которые расположены относительно близко к узлу 12 передачи, более сложное исполнение процесса сканирования луча может значительно уменьшить количество слотов ресурсов, или количество радиоресурсов в общем, для того чтобы эти узлы 14 приема идентифицировали наилучшее направление луча.

[0053] Один из способов просмотра SBS заключает в том, что в сущности индекс направления луча или диаграмма направленности 16 передающего луча (или просто индекс луча), как передается в узел 14 приема через временной слот, в котором диаграмма направленности 16 передающего луча используется для отправки пилот-сигнала, закодирован набором взаимно ортогональных кодов, как проиллюстрировано на Фигуре 2. Однако, использование такого набора ортогональных кодов не является необходимым для обеспечения уникальной идентифицируемости индекса луча и на самом деле является очень неэффективным, поскольку общее число в N бит, как проиллюстрировано на Фигуре 2, используется для представления только N различных возможностей, тогда как N бит могут быть использованы для представления 2^N различных возможностей.

[0054] Чтобы преодолеть эти проблемы, вместо использования подхода SBS, узел 12 передачи использует процедуру многоэтапного сканирования луча. Как подробно обсуждается ниже, процедура многоэтапного сканирования луча передает известный (например, пилотный) сигнал с помощью нескольких диаграмм направленностей сканирующего луча для нескольких этапов сканирования луча. С помощью нескольких этапов сканирования луча и различных наборов диаграмм направленностей сканирующего луча для каждого из этапов сканирования луча, может быть достигнута более эффективная идентификация предпочтительной диаграммы направленности луча для передачи в каждый конкретный узел приема (например, узел 14 приема). Как и с обычным подходом SBS, такой же процесс сканирования луча используется для поддержки поиска луча для любого количества узлов 14 приема, и диаграммы направленности луча, используемые на всех этапах сканирования луча, являются неадаптивными в том смысле, что они не зависят от какой-либо обратной связи из узла(-ов) 14 приема.

[0055] На каждом этапе сканирования луча, узел 14 приема наблюдает слоты радиоресурсов, используемые для передачи известного (например, пилотного) сигнала для диаграмм направленностей сканирующего луча для этого этапа сканирования луча, чтобы определить качество известного сигнала в каждом из этих слотов радиоресурсов. Диаграмма направленности сканирующего луча, которая соответствует слоту радиоресурса, для которой известный сигнал имеет наилучшее качество сигнала, идентифицируется, или выбирается, в качестве предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этого этапа. В частности, узел 14 приема может, в некоторых вариантах осуществления, не иметь сведений об используемых диаграммах направленности сканирующего луча, и в этом случае узел 14 приема идентифицирует слот радиоресурса, имеющий наилучшее качество сигнала для известного сигнала. Для каждого этапа сканирования луча указание (например, индекс) слота радиоресурса, имеющего наилучшее качество сигнала для известного сигнала, возвращается в узел 12 передачи в качестве указания предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этого этапа сканирования луча. Указание предпочтительной диаграммы направленности сканирующего луча для этапов сканирования луча может возвращаться отдельно для каждого этапа (например, на каждом этапе сканирования луча) или, например, в качестве отдельного отчета после того, как все эт