在使用波束成形的无线通信系统中用于短移交时延的方法和设备

摘要

提供了波束选择。用于移动站中的移交的方法包括：将用于针对服务基站（BS）和邻近的BS扫描下行链路（DL）波束的扫描请求消息发送到服务BS，以及接收服务响应消息；通过基于扫描响应消息利用服务BS和邻近的BS来实施扫描来确定用于MS的DL波束；将包括扫描的结果的扫描报告消息发送到服务BS；当从服务BS接收Air-HO请求消息时，基于Air-HO请求消息生成包括MS移交到的邻近的BS的信息的Air-HO响应消息；基于Air-HO请求消息利用移交的邻近的BS来实施波束选择；以及实施移交。

说明书

技术领域

本公开总地涉及波束成形系统。更具体地，本公开涉及用于改善由使 用波束成形以在无线通信系统中支持较宽覆盖范围而引起的移交时延问 题的方法和设备。

背景技术

智能电话的出现以指数方式增加用户流量，即数据使用。因此，用户 越来越需求高数据吞吐量。这意味着要求高带宽。为此，需要使用高频。

然而，高频使信号衰减随距离而增大。也就是说，当使用30GHz之 上的中心频率时，由信号衰减所致使的基站覆盖范围减小是不可避免的。 覆盖范围减小要求更多的波束使用，这增加了时延。因此，需要用于改善 时延的方法和设备。

发明内容

技术问题

为了解决上文所讨论的现有技术的缺陷，本公开的首要方面提供在使 用波束成形的无线通信系统中用于短移交时延的方法和设备。

本公开的另一方面提供在使用波束成形的无线通信系统中用于提前 在扫描间隔中进行波束选择的方法和设备。

本发明的又一方面提供在使用预存储的下行链路/上行链路链接波束 信息的移交中通过省略波束选择来将波束选择中的移交时延增加最小化 的方法和设备。

根据本公开的一个方面，用于在调整波束方向的无线通信系统的移动 站（MS）中的移交的方法包括：将针对服务基站（BS）和邻近的BS来 扫描最佳下行链路（DL）波束或最佳DL波束和上行链路（UL）波束的 Scan_Request（扫描_请求）消息发送到服务BS，以及接收Scan_Response （扫描_响应）消息；通过基于Scan_Response消息实施对于服务BS和邻 近的BS的扫描或扫描与关联（Scanning and Association）来确定用于MS 的最佳DL波束或最佳DL波束和UL波束；将包括扫描或扫描与关联的 结果的Scan_Report（扫描_报告）消息发送到服务BS；当从服务BS接收 Air-HO_Request（空中移交请求）消息时，基于Air-HO_Request消息生成 包括MS移交到的邻近的BS的信息的Air-HO_Response（空中移交响应） 消息；基于Air-HO_Request消息利用移交的邻近的BS实施波束选择，以 及实施移交，并且向和从移交的邻近的BS发射和接收数据。

根据本公开的另一方面，用于在调整波束方向的无线通信系统的服务 BS中的移交的方法包括：从MS接收用于扫描用于MS的最佳DL波束 或最佳DL波束和UL波束的Scan_Request消息，通过与邻近的BS进行 协商来从邻近的BS接收MS的专用测距代码，以及将包括关于是否实施 扫描或扫描与关联的信息的Scan_Response消息发送到MS；从MS接收 包括用于MS的最佳DL波束或最佳DL波束和UL波束的信息和扫描或 扫描与关联的结果的Scan_Report消息；基于Scan_Response消息将 NW-HO_Request（网络移交请求）消息发送到至少一个邻近的BS以标识 能够支持MS的移交的BS并共享MS的上下文；从至少一个邻近的BS 接收包括指示MS的移交是否是可支持的信息的NW-HO_Response（网络 移交响应）消息；基于NW-HO_Response消息将Air-HO_Request消息发 送到MS，并接收包括指示MS是否能够进行移交的信息和MS移交到的 至少一个邻近的BS的信息的Air-HO_Response消息；以及基于 Air-HO_Response消息将通知是否实施了MS的移交的NW-HO_Confirm （网络移交确认）消息发送到发送NW-HO_Request消息的邻近的BS。

根据本公开的又一方面，用于在调整波束方向的无线通信系统的邻近 的BS中的移交的方法包括：通过与服务BS进行协商来将MS的专用测 距代码发送到服务BS，以及实施与MS的关联以扫描用于MS的最佳DL 波束或最佳DL波束和UL波束；基于包括MS的扫描或扫描与关联的结 果的Scan_Response消息来从服务BS接收NW-HO_Request消息以标识能 够支持MS的移交的BS并共享MS的上下文；生成包括指示MS的移交 是否是可支持的信息的NW-HO_Response消息并将其发送到服务BS；基 于Air-HO_Response消息将通知是否实施了MS的移交的 NW-HO_Confirm消息从服务BS接收到发送NW-HO_Request消息的邻近 的BS；基于NW-HO_Confirm消息利用MS实施波束选择；以及向和从 移交的MS发射和接收数据。

根据本公开的又一方面，用于在调整波束方向的无线通信系统中的移 交的MS的设备包括：接收器，用于以至少一个DL Tx波束方向从BS接 收至少一个参考信号；发射器，用于以至少一个UL Tx波束方向将测距信 号发送到BS；信道估计器，用于使用至少一个参考信号根据至少一个DL  Tx波束方向来估计信道；以及控制器，用于通过根据至少一个DL Tx波 束方向考虑信道信息来在BS和MS之间选择最佳DL和UL波束，并进 行控制以向和从BS发送和接收消息。

根据本公开的进一步的方面，用于在调整波束方向的无线通信系统中 的移交的服务BS的设备包括：至少一个天线，其包括多个天线元件；发 射器，用于以至少一个DL Tx波束方向发送至少一个参考信号；接收器， 用于根据至少一个UL Tx波束方向从MS接收信道信息；控制器，用于根 据至少一个UL Tx波束方向通过考虑经接收器从MS所接收的信道信息来 选择UL Tx波束方向，通过鉴于所选择的UL Tx波束方向发送和接收用 于MS的消息来在MS和服务BS之间选择最佳DL波束和UL波束，以 及将用于移交的信息提供到MS；以及多个射频（RF）路径，其连接到各 自的天线元件，并形成波束以根据由控制器所选择的DL Tx波束方向将信 号发送到MS。

根据本公开的进一步的方面，用于在调整波束方向的无线通信系统中 的移交的邻近的BS的设备包括：至少一个天线，其包括多个天线元件； 发射器，用于以至少一个DL Tx波束方向发送至少一个参考信号；接收器， 用于根据至少一个UL Tx波束方向从MS接收信道信息；控制器，用于根 据至少一个UL Tx波束方向通过考虑经接收器从MS所接收的信道信息来 选择UL Tx波束方向，通过鉴于所选择的UL Tx波束方向发送和接收用 于MS的消息来在MS和服务BS之间选择最佳DL波束和UL波束，以 及将用于移交的信息提供到服务BS；以及多个RF路径，其连接到各自 的天线元件，并形成波束以根据由控制器所选择的DL Tx波束方向将信号 发送到MS。

结合附图，通过下面的公开本发明的例示性实施例的详细描述，本发 明的其他方面、优点和显著特征对本领域技术人员将是显而易见的。

在进行下文的具体实施方式之前，阐述贯穿本专利文档所使用的某些 单词和短语的定义可以是有益的：术语“包括”和“包含”及其衍生词， 意指包含而非限制；术语“或”是包容的，意指和/或；短语“与……相 关联的”和“与其相关联的”及其衍生词可以意指包括、被包括在……内、 互连、包含、被包含在……内、连接到或与……连接、耦连到或与……耦 连、可与……通信、与……协作、交错、并列、接近、绑定或与……绑定、 具有、具有……性质等等；术语“控制器”意指控制至少一个操作的任何 设备、系统或其部分，这类设备可以以硬件、固件或软件、或以其中的至 少两个的某一组合来实现。应注意的是，与任何特定控制器相关联的功能 可以是集中或分布式的，而不论其是本地或远程的方式。贯穿本专利文档 提供了的某些单词和短语的定义，本领域技术人员应理解的是，在许多实 例中（如果不是大多数实例中），该定义适用于该定义的单词和短语的以 前和未来的使用。

附图说明

为了更完全地理解本公开和其优点，现在结合附图对下面的描述进行 参考，其中相同的参考数字代表相同部分：

图1示出根据本公开的例示性实施例的下行链路波束的发射和接收；

图2示出根据本公开的例示性实施例的粗糙波束和精细波束选择；

图3示出根据本公开的例示性实施例的上行链路波束发射和接收；

图4示出根据本公开的例示性实施例的移交延迟时间；

图5示出根据本公开的例示性实施例的移交的消息流；

图6示出根据本公开的例示性实施例的移动站的操作；

图7示出根据本公开的例示性实施例的服务基站的操作；

图8示出根据本公开的例示性实施例的邻近的基站的操作；

图9示出根据本公开的例示性实施例的发射级；以及

图10示出根据本公开的例示性实施例的接收级。

在附图中，相同的参考数字将被理解为是指相同部件、组件和结构。

具体实施方式

下文所讨论的图1到10和用来描述本专利文档中的本公开的原理的 各实施例仅是示意目的的，并且不应被视为以任何方式对公开的范围加以 限制。本领域技术人员将理解的是，本公开的原理可以实现在任何适当地 布置的系统或设备中。提供了下面对附图加以参考的描述以协助全面地理 解由权利要求和其等同物所限定的本发明的例示性实施例。包括各种具体 细节以协助理解，但这些仅被视为是例示性的。因此，本领域技术人员将 意识到的是，可对本文所描述的实施例做出各种改变和修改而不脱离本发 明的范围和精神。此外，为了简明起见，可省略对众所周知的功能和构造 的描述。

在下面的描述和权利要求中所使用的术语和单词不限于书目意义，而 是仅由发明人用来使本发明能够被明确和一贯地了解。因此，对本领域技 术人员显而易见的是，仅出于例示目的而非出于限制本发明的目的来提供 本发明的例示性实施例的以下描述，而本发明由所附权利要求和其等同物 来限定。

将理解的是，除非上下文明确地另行规定，否则单数形式“一”、“一 个”和“该”包括复数的指代对象。因此，例如谈及“部件表面”时包括 涉及一个或多个的这类表面。

术语“大致”意指不需要精确地达成所阐述的特性、参数或值，而是 可出现不妨碍特性意图提供的效果的量的偏差或变化，所述偏差或变化包 括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素。

本公开涉及用于改善在使用30GHz之上的高频的毫米波无线通信系 统中可由用于支持较宽覆盖范围的波束成形所导致的移交时延增加的方 法和设备。

本公开的例示性实施例提供用于在使用波束成形的无线通信系统中 的短移交时延的方法和设备。

图1描绘根据本公开的例示性实施例的下行链路（DL）波束发射和接 收。

参考图1，在DL中，基站（BS）110通过使用阵列天线改变DL Tx 波束方向来发射数据（包括广播消息）。接下来，移动站（MS）120通过 改变Rx波束方向来接收数据。

为了在BS110和MS120之间获得最大数据吞吐量，BS110的DL Tx 波束应朝向MS120，并且用于MS120的DL Rx波束的有源阵列天线也 应朝向BS110。

图2描绘根据本公开的例示性实施例的粗糙波束和精细波束选择。

参考图2，MS220为DL Rx波束设定方向并随后尝试接收BS210的 DL Tx波束。在本文中，MS220可在同步信道（SCH）上接收导言 （preamble）。导言包括波束ID。可替代地，波束ID可被包含在SCH之 后的广播信道（BCH）中，并且BCH中的消息随着在SCH上的发射由诸 如SCH的DL Tx波束来承载。帧结构基于设计理念可以不同。

MS220通过改变DL Rx波束来重复该过程。接下来，MS220确定 BS210的哪个DL Tx波束具有最大信号强度。

接下来，在待说明的测距过程中，MS220将最大信号强度的DL Tx 波束的波束ID通告到BS210。

这样，MS220和BS210确定要使用的DL Tx/Rx波束并结束DL数据 发射/接收的准备。这可称为波束成形基本过程，以及粗糙波束选择。

为了覆盖范围的扩展以及考虑到优化的可靠数据发射，可实行附加的 波束成形。也就是说，可选择比在粗糙波束选择中所使用的波束宽度更窄 的波束，这称为精细波束选择。

与SCH/BCH中所使用的宽波束不同，使用了参考信号（例如导言）、 中间码（midamble）、或来自BS210的相应信号，并且参考信号包括精细 （或窄）波束ID。

参考信号在DL精细（或窄）Tx波束之上从BS210发射到MS220。 MS220通过针对BS210的DL精细（或窄）Tx波束来改变DL Rx波束 的方向从而接收信号、测量信道、并随后确定DL精细（或窄）Rx波束 的方向。该过程重复的次数与MS220的DL精细（或窄）Rx波束数目相 同。换句话说，DL中的BS精细（或窄）波束和MS宽或精细（或窄） 波束的选择可以是精细波束选择。

通过精细波束选择，MS220可标识粗糙波束选择的DL精细（或窄） Rx波束，和最大信号强度的DL精细（或窄）Tx波束。

接下来，MS220向BS210通知DL精细（或窄）Tx波束（要由BS210 用来将数据发射到MS220的DL精细（或窄）Tx波束）。

图3描绘根据本公开的例示性实施例的上行链路（UL）波束发射和接 收。

参考图3，UL如同DL一样也要求波束选择。这类波束选择类似于 DL粗糙波束选择，但在MS320的的测距过程中而非SCH/BCH的测距过 程中选择波束。

也就是说，MS320在UL Tx波束之上发送测距代码，并且测距代码 包括如在粗糙波束选择中的DL Tx波束ID（通过DL中的MS粗糙波束 选择所标识/选择的具有最大信号强度的BS的DL Tx波束）。这意味着BS 的最佳TX波束的信号强度代表BS的信号强度。在全向天线系统的情况 中，仅测量来自BS的一个信号强度。但是对于波束成形系统，存在来自 一个BS的多个波束，并且MS将测量每个波束的信号强度。最终，BS 的一个最佳波束代表BS的信号，其与具有全向天线的BS的情况相似（即， 一种单波束）。测距代码还包括UL Tx波束ID，使得BS可标识包括从 MS所接收的测距代码的UL Tx波束。MS320通过改变UL Tx波束来发 送测距代码。该过程重复的次数与BS310的UL Rx波束数目相同。图3 通过示例的方式描绘单个UL Rx波束。当BS包括多个UL Rx波束时， BS310可通过改变所述UL Rx波束来重复地接收MS的UL Rx波束，并 随后确定MS320的哪个UL Tx波束具有最大信号强度。

为了通告要由MS320所使用的UL Tx波束以发射数据，BS310将诸 如RNG-ACK的消息发送到MS320。

因此，MS320结束与BS310的UL数据发射和接收的准备。显然， 可如在DL中一样地来实施精细波束选择。然而，因为紧凑的MS中的精 细（或窄）波束的生成一般消耗大量功率并增加实现方案的复杂性，所以 通常使用宽波束。

因为MS320通常是移动的，所以BS310的DL Tx波束/UL Rx波束 和MS320的DL Rx波束/UL Tx波束的方向改变是无法避免的。为此， MS320和BS310需周期性地改变波束，以找到用于彼此的最佳波束，这 称为波束跟踪。

通过如上文所阐述的波束成形，覆盖范围的改进（扩展）和更可靠的 数据发射是可能的。然而，为了在物理同步之后发起与一个BS的数据通 信，MS和BS要求波束选择，这可能增加时延。虽然波束选择中的时延 在初始的网络进入中不是值得考虑的问题，但在移交期间由波束选择所导 致的长移交时延可能会造成负担。

图4描绘根据本公开的例示性实施例的移交延迟时间。

参考图4，MS420实施用于DL接收的波束选择。BS410在SCH之 上发送其导言。为了接收导言，MS420通过改变Rx波束来寻找接收最大 信号功率级别的导言的波束。在图4中，WB表示宽波束。

该过程要求M x N（M：接收MS的一个DL Rx波束之上的BS410 的所有DL Tx波束所需要的总时间，N：DL Rx波束的数目）长的附加时 间，并直接影响移交时延。

当MS420实施测距时，MS420通过改变UL Tx波束来发送测距代码。 这类UL Tx波束发射重复的次数与BS410的UL Rx波束的数目相同。也 就是说，要求M’x N’（M’：MS接收一个UL Rx波束之上的MS的所有 UL Tx波束所需要的时间，N’：BS的UL Rx波束的数目）长的附加时间。 这类事件可直接影响移交时延。

图5示出根据本公开的例示性实施例的移交的消息流图。

参考图5，为了MS510的移交，服务BS520和邻近的BS530和540 应测量信道。信道测量被称为扫描。为了扫描，MS510和服务BS520需 要控制消息事务。

例如，通过Scan_Request/Scan_Response消息事务（步骤1-1和1-2） 来履行扫描。在Scan_Request/Scan_Response消息事务中确定如何进行待 说明的扫描/关联。

Scan_Request/Scan_Response消息的参数如下。

扫描类型指示扫描类型，并被分类成仅扫描（0）和扫描与关联（1） 两个类型。仅扫描（0）指示仅实施扫描，扫描与关联（1）指示实施扫描 与关联二者（步骤1-3）。

扫描迭代指示扫描重复了多少次；也就是说，（扫描持续期+交错间 隔）迭代了多少次。

扫描持续期指示MS510扫描（选择粗糙波束并测量信道）服务BS520 和邻近的BS530和540时的持续期。当BS（例如服务BS520）确定在该 持续期中与MS的通信不可实行时，因此不将数据发射到MS510。

扫描交错间隔是扫描持续期和扫描持续期之间的间隔，在其中，BS （例如服务BS520）与MS510可以通信。在该间隔中，MS510将扫描 结果报告到BS（例如服务BS520）。

扫描度量（Scanning metric）指示测量的度量，并被用来设定接收信 号强度指示（RSSI）、载波干扰噪声比（CINR）、和RTD。

扫描报告类型用来确定用于将测量结果报告到BS的方法。可设定周 期性报告或事件驱使报告。周期性报告指示周期性的报告，事件驱使报告 指示当事件发生时的报告。

报告周期是当扫描报告类型指示周期性报告，即，指示用于MS510 的周期时，将信道测量结果发射到BS520所要求的附加周期。在本文中 可使用各种单位。例如，可使用时间或帧数。在本文中，可使用扫描监听 间隔的数目。也就是说，当值是5时，MS510需要在每第五个扫描监听 间隔中将至少一个扫描持续期的测量结果报告到MS520。

报告条件是当扫描报告类型是事件驱使报告时所包括的参数。MS510 使用与服务BS520的事件驱使报告广播相关的信息（报告条件）或使用 Scan_Response的报告条件信息来获得报告条件。当信道测量结果满足报 告条件（例如在邻近的BS530和540与服务BS520之间的CINR差大于 3dB）时，MS510在随机扫描交错间隔期间可将扫描报告发送到BS520。 在一些实现方案中，可在扫描持续期中发射扫描报告。

BSID用来指定要扫描的BS。

专用测距代码指示在关联过程中，在具有特定BSID的相应的BS中 要由MS510所使用的专用测距代码。

专用测距时机用来指示用于MS510发射专用测距代码的、MS510的 专用测距时机，并且其包括位置信息和尺寸信息。

专用测距代码的周期指示在关联过程中在相应的BS中所发射的MS 510的专用测距代码的有效时间，并起计时器的作用。也就是说，当专用 测距代码的周期超期时，MS无法使用相应的专用测距代码。专用测距代 码的周期的单位可使用时间的秒/毫秒，并可指示特定帧以用于使用帧数 的最低有效位来结束专用测距代码。

通过包括那些参数的Scan_Request/Scan_Response消息事务，BS或 MS确定在扫描间隔中由MS510或BS520实施哪个操作。例如，BS或 MS确定是否仅进行扫描或进行扫描与关联二者。

对扫描的说明如下（步骤2）。

MS510从基础上（fundamentally）测量BS520的DL的信道。因为 应用了波束成形，所以在MS510和BS520之间实施粗糙波束选择，并且 MS510测量BS520的每个DL Tx波束。这样，所使用的度量可以是RSSI 或者CINR二者之一。MS510存储在DL Tx波束的测量结果之中的最佳 信号强度的DL Tx波束的ID和测量结果（例如DL波束ID和测量结果）。 在扫描过程期间，可在MS510和BS520之间实施精细波束选择。在该情 况下：

A.MS首先实施粗糙波束选择以找到最佳‘x’个BS（即，X=具有 最佳信号强度的候选BS的数目）。因此，MS利用邻近的BS重复粗糙波 束选择，并且在被MS用来实施粗糙波束选择的所有BS中选择出最佳‘x’ 个BS。MS利用所选的‘x’个BS来实施精细波束选择过程。实际上，进 行精细波束选择花费较长时间，因为精细波束的数目大于宽波束的数目。 所以减少被用来进行精细波束选择的BS的数目。当MS在扫描+（可 选的）关联过程之后将测量结果发送到服务BS时，MS可包括用于精细 波束的所有BS的或者最佳‘y’个BS的测量结果。

B.不同于A)，MS可直接实施精细波束选择而不进行第1步骤（即， 由粗糙波束选择来选择‘x’个BS）。其余操作与A)相同。

可替代地，MS可实施所有邻近的BS而不用过滤具有较弱信号强度 的BS。

对关联的描述如下（步骤2）。

关联在MS510和BS520之间实施测距，并在MS510和BS520之间 实施UL粗糙波束选择。当实施扫描时，可在MS510和BS520之间选择 性地或附加地进行关联。MS还可仅与上文所提及的‘x’或‘y’个候选BS 实施关联过程。或者，MS可实施与所有邻近的BS的关联过程。

当激活关联时，MS510可使用Scan_Response消息来逐BS地获得要 使用的专用测距代码。当扫描相应的BS时，MS510附加地将专用测距代 码发送到相应的BS。所使用的测距时机可以是对每个MS可用的基于竞 争的公共测距时机，以用于发送测距代码。

当测距时机被分开设定在扫描响应中时，其指示被分配到相应的MS 的专用测距代码，并可使用区域来发射专用测距代码。专用测距代码包括 BS的最佳DL Tx波束ID。因此，BS520可标识DL Tx波束以用来将响 应发送到MS510。

邻近的BS530和540可标识基于专用测距代码实施关联的MS （Scan_Request/Scan_Response消息可在服务BS520和邻近的BS530和 540之间进行协商，这可指示由邻近的BS530和540分配到MS510的测 距代码）。

通过利用MS510测距（一种UL粗糙波束选择），BS520可获得MS 510的最佳UL Tx波束以及其此时所使用的最佳UL Rx波束。

BS520需要向MS510通知最佳UL Tx波束。为此，可使用若干方法。 例如，在完成MS510的测距之后，BS520可发送包括最佳UL波束的 UL波束ID的RNG-ACK。

总而言之，MS510可通过扫描来获得BS520的DL Tx波束/DL Rx 波束，并通过关联来获得UL Tx波束/UL Rx波束。

在扫描交错间隔中，MS510可将扫描持续期的扫描/关联结果报告到 服务BS520。报告可使用周期性报告或事件驱使报告。当MS报告测量结 果时，报告消息可包括一个BS或多于一个BS的测量结果。

基于信息，服务BS520可确定MS510的移交。也就是说，通过使用 MS510的报告（Scan_Report，步骤3），当确定MS510要求移交时，服 务BS520确定是否通过基于被包含在MS510中的Scan_Report消息中的 BS测量信息与相应,BS关于相应的MS的移交进行协商来实施移交。

一旦确定移交，NW-HO_Request消息（步骤4-1）和NW-HO_Response 消息（步骤4-2）在服务BS520与邻近的BS530和540之间被发射和接 收，并且消息承载MS的信息。

当服务BS520与邻近的BS530和540关于移交进行协商时， NW-HO_Request消息包括至少以下参数。

MSID指示用于移交的MS的ID。

DL波束ID用来指示在MS的移交（网络重入过程）完成之后要由相 应的邻近BS用来将数据发射到MS的DL Tx波束。DL波束ID指示在相 应的BS的扫描期间由MS所确定的最大信号强度的DL Tx波束的ID。

UL波束ID用来指示在MS的移交（网络重入过程）完成之后要由相 应的邻近BS用来从MS接收数据的UL Rx波束。可以仅当MS实施关联 时包括该参数。

接收NW-HO_Request消息的邻近的BS530和540利用 NW-HO_Response消息对服务BS520做出响应。NW-HO_Response消息 包括至少以下参数。

MSID指示用于移交的MS的ID。DL波束选择是用来指示相对于相 应的邻近BS，MS是应用还是省略DL波束选择的参数。如果期望通过 HO过程所流逝的时间比相干时间（信道脉冲在其上视为不改变的时间持 续期）更长，则该DL波束选择将被设定为1。出于其他目的，该DL波 束选择可被设定为0或1。流逝的时间意指在a)将报告测量消息发送到服 务BS与b)当MS附到目标BS时的作用时间之间的时间。

UL波束选择指示当MS对相应的邻近BS实施网络重入时是否实施 UL波束选择，也就是说，指示MS需要实施测距（测距包括UL波束选 择）。测距可以是专用测距或常规测距。0的UL波束选择意味着MS不需 要UL波束选择。这意指MS通过关联（连同UL波束ID）来获得最佳 UL Tx波束。也就是说，当MS发送包括UL波束ID的Scan_Report时， 其被反映到NW-HO_Request并报告到邻近的BS。基于此，一旦确定MS 的UL波束选择是不必要的，邻近的BS就将相应的参数设定为0。即使 MS已通过关联过程实施了UL波束选择，如果期望通过HO过程所流逝 的时间比相干时间更长，则该UL波束选择将被设定为1。出于其他目的， 该UL波束选择可被设定为0或1。

当专用测距被设定为1时，作用时间用来通告用于使用专用测距代码 的时间。也就是说，作用时间用来指示利用相应的BS发起网络进入的时 间，并且单位可表示成时间或帧数。同时，当DL波束选择=0并且UL 波束选择=0时，作用时间指示实际数据发射和接收时间。

当UL波束选择=1时，专用测距被用于相应的邻近BS以分配专用 测距代码或专用测距时机用于MS的快速移交。在该情况下，参数专用测 距被设定为1。当UL波束选择=1并且专用测距=0时，因为专用测距 代码没有被分开地分配，所以MS随机地选择测距代码并实施常规测距。 当UL波束选择=0时，MS省略利用邻近BS的测距并且因此可省略该 参数。

当专用测距=1（随着UL波束选择=1）时，包括专用测距代码。 该参数指示在测距中要由MS所使用的测距代码。BS基于所分配的测距 代码识别相应的MS。

当专用测距被设定为1时，包括专用测距代码的周期。也就是说，当 MS对相应的BS实施移交（网络重入）时，所述参数指示要由MS所使 用的专用测距代码的有效时间。该时间过去后，相应的专用测距代码可被 分配到其他MS并且因此MS可不再使用专用测距代码。最终，该时间过 去后，MS随机地选择测距代码并实施网络重入。

当专用测距=1时，包括专用RACH模式ID，并且其指示由BS分 配到相应的MS的专用RACH（测距时机）的调度模式索引。通过使用索 引，可获知专用测距时机被定位在何时和何处。也就是说，从作用时间到 第一测距时机的分配周期/数目/时机位置/时间偏移的模式可从索引中获 得。

通过NW-HO_Request/Response消息发射和接收（步骤4-1和4-2）， MS510的上下文共享/更新在相应的服务BS520与邻近的BS530和540 之间完成（步骤5）。

通过与邻近的BS530和540进行移交协商，服务BS520可标识邻近 的BS530和540以用于处理相应的MS510的移交，并与MS510交易移 交消息。

接下来，服务BS520将Air-HO_Request消息发送到MS520（步骤6）。 Air-HO_Request消息包括至少以下参数。

BSID指示MS移交到的BS的ID。可存在多个BSID。

DL波束选择与NW-HO_Response的DL波束选择相同。

UL波束选择与NW-HO_Response的UL波束选择相同。

专用测距与NW-HO_Response的专用测距相同。

作用时间与NW-HO_Response的作用时间相同。

专用测距代码与NW-HO_Response的专用测距代码相同。

专用测距代码的周期与NW-HO_Response的专用测距代码的周期相 同。

专用RACH模式ID与NW-HO_Response的专用RACH模式ID相 同。

接收Air-HO_Request消息的MS510作为回应将Air-HO_Response消 息发送到服务BS520（步骤7）。

Air-HO_Response消息包括至少以下参数。

确认代码指示MS是否允许BS的Air-HO_Request的移交请求。也就 是说，当MS可以移交时，确认代码被设置为0。当MS无法移交时，确 认代码被设置为1。

BSID指示当确认代码是0时，即，当实施了移交时确定MS的移交 的BS的ID。

最后SN指示每个MS的服务流所成功使用（发射）的最后分组的序 列号。该参数与MS的服务流的数目相同。

当Air-HO_Response消息的确认代码是0时，从MS510接收 Air-HO_Response的服务BS520将NW-HO_Confirm消息发送到邻近的 BS530和540，所述邻近的BS530和540确定在关于相应的MS的移交 而进行协商的邻近的BS530和540中支持MS510的移交（步骤8）。 NW-HO_Confirm消息包括至少以下消息。

MSID指示MS的ID。

BSID指示确定MS的移交的BS的ID。

最后SN与Air-HO_Response消息的最后SN相同。

接收NW-HO_Confirm消息的邻近的BS530和540中，因为不需要 维持资源所以不采用相应的BSID的邻近的BS540可释放针对相应的MS 510所保留的资源。由于具有相应的BSID的邻近的BS530确定MS510 的移交，其维持所保留的资源并准备MS510的移交（网络重入）。

具有NW-HO_Confirm消息的BSID的相应的邻近BS530从由所协商 的作用时间所指示的帧中利用MS进行波束选择（步骤9）或发起实际DL 数据发射（步骤10）。MS的操作根据所协商的参数而有所不同。

当在Air-HO_Request消息中DL波束选择=0并且UL波束选择=0 时，这意味着MS510在DL/UL中不需要波束选择。使用通过扫描/关联 所获得的DL Rx波束（BS基于DL波束ID使用相应的DL Tx波束）和 UL Tx波束（BS基于UL波束ID使用相应的UL Rx波束），MS从由作用 时间所指示的帧中，使用相应的波束来发射和接收数据。也就是说，不分 开地进行波束选择，因此可防止移交时延。

当DL波束选择=0并且UL波束选择=1时，这意味着MS不需要 利用相应的邻近BS的DL波束选择。UL波束选择=1表明MS不实施关 联，并请求UL波束选择。当专用测距=1时，相应的邻近BS530和540 将专用资源（专用测距代码/专用测距时机）分配到MS510，并且MS510 使用该资源实施测距（同时实施UL波束选择）。

当专用测距=0时，BS不将专用资源分配到MS510，因此MS510 实施常规测距（同时实施UL波束选择）。

DL波束选择=1和UL波束选择=1表明MS请求DL波束选择和 UL波束选择二者。因为MS的波束信息是旧的和无效的，所以有必要选 择新波束。

因此，类似于DL波束选择=0并且UL波束选择=1，当专用测距= 1时，相应的邻近BS530和540将专用资源（专用测距代码/专用测距时 机）分配到MS510，并且MS510使用该资源实施测距（同时实施UL波 束选择）。相反，当专用测距=0时，BS不将专用资源分配到MS，因此 MS实施常规测距（同时实施UL波束选择）。

图6示出根据本公开的例示性实施例的MS的操作的流程图。

参考图6，MS在步骤605中将Scan_Request消息发送到服务BS，在 步骤610中从服务BS接收Scan_Response消息，并确定是否以及如何实 施扫描与关联。

在步骤615中，MS扫描服务BS和/或邻近的BS。当在步骤620中 在Scan_Request/Scan_Response消息协商中关于关联进行协商时，在步骤 625中MS实施关联。

接下来，在步骤630中，MS将扫描结果报告到服务BS。

基于Scan_Request/Scan_Response消息协商实施扫描，MS在被设定 的时间间隔期间扫描包括服务BS的若干BS，并在交错间隔中将扫描结 果报告到服务BS。Scan_Request/Scan_Response消息包括参数扫描类型， 其指示是否仅进行扫描或进行扫描与关联二者。扫描周期由参数扫描迭代 来确定。也就是说，扫描迭代指示扫描重复多少次以及（扫描持续期+交 错间隔）迭代多少次。MS可获得由服务BS添加到Scan_Response消息 的以及从邻近的BS所接收的专用测距代码，并使用专用测距代码以利用 邻近的BS选择UL波束。

MS可通过扫描与关联来确定服务BS和邻近的BS的最佳DL Tx和 Rx波束以及UL Tx和Rx波束。

当在步骤635中从服务BS接收Air-HO_Request消息时，在步骤640 中，MS基于Air-HO_Request消息的参数来确定是否进行移交、以及用于 移交的邻近的BS。

在步骤645中，MS将包括关于是否进行移交以及用于移交的邻近的 BS的信息的Air-HO_Response消息发送到服务BS。

在步骤650中，如果必要的话，MS基于Air-HO_Request消息的参数 实施利用所确定的BS的UL和/或DL波束选择，并在步骤655中交换数 据。

图7示出根据本公开的例示性实施例的服务BS的操作的流程图。

参考图7，当在步骤705中从MS接收Scan_Request消息时，在步骤 710中，服务BS设定用于扫描或关联的参数，并在与邻近的BS的关联 协商中从邻近的BS接收MS的专用测距代码。

在步骤715中，服务BS将包括参数的Scan_Response消息发送到 MS。接下来，MS实施扫描与/或关联。

在步骤735中，服务BS从MS接收Scan_Report。BS可通过扫描与 关联确定到MS的最佳DL Tx和Rx波束以及UL Tx和Rx波束。

在步骤740中，服务BS将NW-HO_Request消息发送到邻近的MS。 NW-HO_Request消息包括由MS所用于邻近的BS的MSID、DL波束ID、 以及UL波束ID。

当在步骤745中从邻近的BS接收NW-HO_Response消息时，在步骤 750中，服务BS基于NW-HO_Response消息的参数标识MS可移交到的 BS。

在步骤755中，服务BS发送Air-HO_Request消息。Air-HO_Request 消息包括MS可移交到的BS的ID、以及关于UL和DL波束选择是否是 针对BS进行的信息。

一旦在步骤760中从MS接收Air-HO_Response消息，服务BS在 Air-HO_Response消息中标识MS是否可移交、以及用于MS的移交的BS。

在步骤765中，服务BS将包括允许MS的移交的BS的列表的 NW-HO_Confirm消息发送到可支持MS的移交的邻近的BS。

图8示出根据本公开的例示性实施例的邻近的BS的操作的流程图。

参考图8，在步骤805中，随着关于关联与服务BS进行协商，邻近 的BS将相应的MS的专用测距代码发射到服务BS。稍后，接收专用测距 代码的邻近的BS可标识哪个MS实施关联。

当在步骤820中要求与MS的关联时，在步骤825中邻近的BS进行 与MS的关联。

当在步骤830中从服务BS接收NW-HO_Request消息时，在步骤835 中，邻近的BS从NW-HO_Request消息获得MS的上下文信息，并确定 是否支持MS的移交以及是否选择DL/UL波束。MS的上下文信息可包括 要由MS用于邻近的BS的MSID、DL波束ID和UL波束ID。

在步骤840中，邻近的BS将包括关于是否支持MS的移交以及是否 选择了DL/UL波束的信息的NW-HO_Response消息发送到服务BS。

在步骤850中，当从服务BS接收NW-HO_Confirm消息时，邻近的 BS基于NW-HO_Confirm消息的参数来确定是否保留用于MS的资源， 并且如果必要，利用MS实施DL和/或UL波束选择。

在步骤855中，邻近的BS在最佳UL和DL波束上与MS交换数据。

图9示出根据本公开的例示性实施例的发射级的框图。在本文中，发 射级被假定为采取数字/模拟混合（hybrid）波束成形，并可表示MS和 BS的发射级。

参考图9，发射级包括K-ary信道编码器900-1到900-K、多输入多 输出（MIMO）编码器910、预编码器920、N_T-ary射频（RF）路径930-1 到930-N_T、N_T-ary天线950-1到950-N_T、波束设定器960、以及控制器 970。

K-ary信道编码器900-1到900-K每个包括信道编码器和调制器用于 编码、调制、以及将信号输出以发射到接收级。

MIMO编码器910将从K-ary信道编码器900-1到900-K所馈送的经 调制的信号多路复用成通过N_T-ary流（stream）发射的信号，以将其在 N_T-ary天线950-1到950-N_T上发送。

预编码器920将从MIMO编码器910所馈送的N_T-ary信号预编码成 用于数字波束成形的预代码（precode），并分别将预代码提供到RF路径 930-1到930-N_T。

N_T-ary RF路径930-1到930N_T每个处理从预编码器920所馈送的信 号，以通过相应的天线950-1到950-N_T输出信号。这样，N_T-ary RF路径 930-1到930-N_T构造相同。因此在此主要说明第一RF路径930-1。其他 N_T-ary RF路径930-2到930-N_T与第一RF路径930-1构造相同。

第一RF路径930-1包括N_A-ary调制器932-11到932-1N_A、模拟波束 成形器990、以及N_A-ary功率放大器940-11到440-1N_A。在本文中，N_A表示构成第一天线950-1的天线元件的数目。

N_A-ary调制器932-11到932-1N_A每个根据通信方案对从预编码器920 所馈送的信号加以调制和输出。例如，N_A-ary调制器932-11到932-1N_A每个包括快速傅里叶逆变换（IFFT）运算器以及数字模拟转换器（DAC）。 IFFT运算器使用IFFT将从预编码器920所输出的信号转换成时域信号。 DAC将从IFFT运算器所输出的时域信号转换成模拟信号。

模拟波束成形器990根据指示从波束设定器960所提供的Tx波束方 向的控制信号来改变并输出从N_A-ary调制器932-11到932-1N_A所输出的 N_A-ary发射信号的Tx波束方向。

例如，模拟波束成形器990包括多个移相器934-11到934-1N_A和 936-11到936-1N_A、以及组合器938-11到938-1N_A。N_A-ary调制器932-11 到932-1N_A每个将输出信号分成N_A-ary信号，并将其输出到各自的移相 器934-11到934-1N_A和936-11到936-1N_A。移相器934-11到934-1N_A和 936-11到936-1N_A根据指示从波束设定器960所提供的Tx波束方向的控 制信号来改变从N_A-ary调制器932-11到932-1N_A所输出的信号的相位。 组合器938-11到938-1N_A将与天线元件相对应的移相器934-11到934-1N_A和936-11到936-1N_A的输出信号加以组合。

功率放大器940-11到440-1N_A每个将从组合器938-11到938-1N_A所 输出的信号的功率加以放大，并将经放大的信号通过第一天线950-1输出 到外部。

波束设定器960在控制器970控制之下，选择用来发射信号的Tx波 束方向，并根据所选择的Tx波束方向来将控制信号提供到模拟波束成形 器990。

例如，波束设定器960在控制器970控制之下，根据用于承载参考信 号、导言/中间码、或数据的Tx波束方向来将控制信号提供到模拟波束成 形器990。

例如，波束设定器960在控制器970控制之下，通过考虑从MS所提 供的Tx波束方向的信道信息来选择Tx波束方向，以用于利用接收级获 得优化的发射效率。

控制器970控制波束设定器960来选择Tx波束方向。例如，控制器 970控制波束设定器960在由发射级所支持的Tx波束方向中发送参考信 号或数据。例如，控制器970控制波束设定器960，以通过考虑从接收级 所提供的Tx波束方向的信道信息来选择优化的Tx波束方向。

发射级可从接收级接收由接收级所选择的优化Tx波束方向。在该情 况下，波束设定器960根据由接收级所选择的优化Tx波束方向来向模拟 波束成形器990提供控制信号和数据。

发射级的控制器970可将控制消息发送到对立的节点（例如，服务 BS、邻近的BS或MS）。

图10示出根据本公开的例示性实施例的接收级的框图。在本文中， 接收级被假定为采取数字/模拟混合波束成形，并可表示MS和BS的接收 级。

如图10所示，接收级包括N_R-ary天线1000-1到1000N_R、N_R-ary RF 路径1010-1到1010-N_R、后处理器1020、MIMO解码器1030、T-ary信道 解码器1040-1到1040-T、信道估计器1050、控制器1060、以及波束设定 器1070。

N_R-ary天线1000-1到1000N_R处理经由相应的天线1000-1到1000-N_R所接收的信号。N_R-ary RF路径1010-1到1010-N_R构造相同。因此，主要 描述第一RF路径1010-1的结构。其他RF路径1010-2到1010-N_R与第 一RF路径1010-1构造相同。

第一RF路径1010-1包括模拟波束成形器1080和N_B-ary解调器 1018-11到1018-1N_B。在本文中，N_B表示构成第一天线1000-1的天线元 件的数目。

模拟波束成形器1080根据从波束设定器1070所提供的Tx波束方向 来改变并输出从第一通信1000-1的通信元件所输出的N_B-ary接收信号的 方向。例如，模拟波束成形器1080包括多个移相器1012-11到1012-1N_B和1014-11到1014-1N_B、以及组合器1016-11到1016-1N_B。第一天线1000-1 的天线元件将接收信号分成N_B-ary信号，并将其输出到各自的移相器 1012-11到1012-1N_B和1014-11到1014-1N_B。移相器1012-11到1012-1N_B和1014-11到1014-1N_B根据从波束设定器1070所提供的Rx波束方向改 变从第一天线1000-1的天线元件所输出的信号的相位。组合器1016-11 到1016-1N_B将与天线元件相对应的移相器1012-11到1012-1N_B和1014-11 到1014-1N_B的输出信号加以组合。

N_B-ary解调器1018-11到1018-1N_B根据通信方案对从组合器1016-11 到1016-1N_B所馈送的被接收的信号加以解调和输出。例如，N_B-ary解调 器1018-11到1018-1N_B每个包括模拟数字转换器（ADC）以及FFT运算 器。ADC将从组合器1016-11到1016-1N_B所馈送的接收信号转换成数字 信号。FFT运算器使用FFT将从ADC所馈送的信号转换成频域信号。

后处理器1020根据发射级的预编码方案对从N_R-ary RF路径1010-1 到1010-N_R所馈送的信号进行后解码（post-decode），并将经后解码的信 号提供到MIMO解码器1030。

MIMO解码器1030将从后处理器1020所输出的N_R-ary接收信号多 路复用成T-ary信号，使得T-ary信道解码器1040-1到1040-T可解码信号。

T-ary信道解码器1040-1到1040-T每个包括解调器和信道解码器， 以用于对从发射级所接收的信号加以解调和解码。

信道估计器1050基于在Tx波束方向中从发射级所发射的参考信号 来估计信道信息。当扫描事件发生时，信道估计器1050估计每个Tx波束 方向的信道信息。在本文中，信道信息包括SNR、CINR、以及RSSI中 的至少一个。

控制器1060将由信道估计器1050所估计的Tx波束方向的信道信息 发射到发射级。例如，控制器1060将良好信道状态的Tx波束方向的信道 信息发射到发射级。

例如，当接收级支持Rx波束成形时，控制器1060可将在每个Rx波 束方向上具有超过参考值的信道状态的Tx波束方向的信道信息发射到发 射级。

控制器1060可通过考虑由信道估计器1050所估计的Tx波束方向的 信道信息来选择Tx波束方向，以用于利用发射级来获得优化的发射效率。

例如，控制器1060通过考虑由信道估计器1050所估计的Tx波束方 向的信道信息来选择Tx波束方向，以用于利用发射级来获得优化的发射 效率。

当发射级和接收级属于MS时，其如下来进行操作。

MS可通过发送和接收Scan_Request/Scan_Response消息来确认扫描 或关联，实行扫描或关联，以及将结果发送到服务BS。

MS基于Air-HO_Request消息的参数确定用于移交的邻近的BS，并 将结果发送到服务BS。

MS可基于Air-HO_Request消息的参数来选择性地实施用于移交BS 的DL/UL波束选择。

当发射级和接收级属于BS时，其如下进行操作。

服务BS通过发送和接收Scan_Request/Scan_Response消息来确定是 否实施MS的扫描或关联。服务BS可从邻近的BS接收MS专用测距代 码。

服务BS可通过将NW-HO_Request消息发送到邻近的BS来标识用于 支持MS的移交的BS，并使用Air-HO_Request消息向MS通知支持MS 移交的BS。

一旦从MS接收NW-HO_Response，服务BS可标识MS移交到的BS， 并向邻近的BS通知该邻近的BS是否是MS移交的目标BS。

当发射级和接收级属于邻近的BS时，控制器970如下进行操作。

邻近的BS将MS的专用测距代码发送到服务BS。邻近的BS可通过 发送和接收NW-HO_Request/NW-HO_Response消息来向服务BS通知MS 的移交是否被支持。

邻近的BS可基于NW-HO_Confirm消息来确认MS的移交目标BS， 并准备MS的移交。

控制器可起到如图9和10中的波束设定器的作用。

如上文所阐述的，提前在扫描间隔中进行波束选择，在使用所存储的 DL/UL波束信息的移交的过程中省略波束选择。因此，由波束选择所导 致的移交时延增加可被最小化。

虽然已参考本发明的某些例示性实施例来对其加以示出和描述，但本 领域技术人员将理解的是，可以在不脱离本发明的如由所附权利要求和其 等同物所限定的精神和范围的情况下，对本发明在形式和细节上进行各种 改变。