用于在基于波束形成的无线通信系统中根据发送和接收波束图案的改变的波束形成增益差补偿的装置和方法

摘要

一种在使用波束形成的无线通信系统中操作移动站(MS)的方法包括：接收在多个下行链路发送(Tx)波束上的参考信号，测量所接收的参考信号的信道质量信息，并且通过根据信道质量信息补偿波束形成增益补偿信息来生成有效的信道质量信息。

说明书

技术领域

本公开涉及模拟波束形成、数字波束形成、或者组合了模拟波束形成和 数字波束形成的混合波束形成。

背景技术

直至第四代的无线移动通信系统基于在1GHz以下或1～3GHz之间的频 带中的各向同性或全向天线来发送和接收控制信道和数据。无线移动通信系 统可以支持用于通过数字波束形成向满足特定信道条件的用户分配一些资 源的选择性功能。蜂窝系统对于通过施加发送(Tx)分集和接收(Rx)分集(诸如 根据信道特性而自然产生的多径传播)和使用多个发送/接收天线的多输入多 输出(MIMO)引起的附加性能增益进行研究。

相反，在诸如毫米波的超高频中，信道特性和Tx/Rx波束形成通过减轻 信道多径传播可以获得波束形成增益，但是难以支持Tx/Rx分集。因此，当 波束形成被应用时，研究主要限于通过最大化波束形成增益来最优化诸如接 收信噪比(SNR)的性能指标的波束形成权重系数。有关技术以包括基于单一 射频(RF)路径而不支持MIMO的多个RF/天线单元的模拟阵列来操作波束形 成。在这种情况下，在接收级中通过扫描在若干方向上的特定波束图案以及 选择和反馈最强接收信号的一个波束来操作波束形成。这适合于没有移动性 的、在几米之内的接近距离的、以视线(Light of Sight，LoS)为信道路径的室 内环境。

在经受每小时数十千米的移动、终端的快速旋转或者非视线(NLoS)路径 特性或由于障碍物引起的信道衰退而导致的突发信道状况变化的室外无线 通信中，当在特定方向上最大化波束形成增益并且按照方向性操作窄带宽 时，由于根据用户环境的相当大的性能下降，敏感性可能增大。通过如上讨 论地使用波束形成，无线通信系统通过最大化波束形成增益可以最优化诸如 接收SNR的性能指标。

然而，因为多径传播减少，所以使用波束形成的无线通信系统不能获得 分集增益。终端移动性或信道状况以及直到在波束被测量/选择之后的实际波 束分配为止的延迟所导致的波束形成信息失配可能使得性能对波束形成敏 感。即，因为超高频带的信道传播所引起的大的传播损耗和大的穿透损耗、 小的多径传播以及由于波束形成引起的强方向性，基于波束形成的超高频无 线移动通信系统对于信道衰退和障碍物敏感。

因此，可以基于以下假设来设计系统：通过考虑在具有不同的编码增益 的数据信道和控制信道之间、在上行链路和下行链路之间(或者发送和接收 之间)、或者在广播信道和单播信道之间的信道状况或者资源特性，而不同 地操作具有不同的波束宽度和增益的一个或多个波束图案。

然而，当操作不同波束宽度和增益的波束图案时，根据依照波束图案的 波束宽度和波束形成增益之间的折中，在特定方向上出现波束形成增益差。

发明内容

技术方案

为了解决上述不足，本公开的主要方面提供一种在基于波束形成的无线 通信系统中用于根据Tx/Rx波束图案改变来操作波束形成增益差异补偿的 方法和装置。

本公开另一方面提供一种在用具有不同的波束宽度和波束形成增益的 一个或多个波束图案来发送和接收上行链路/下行链路的基于波束形成的系 统中通过考虑基于不同的Tx/Rx波束图案的波束形成增益差来有效地操作 波束形成的方法和装置。

根据本公开一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的移动站 (MS)的操作方法包括：通过多个下行链路发送(Tx)波束接收参考信号；测量 所接收的参考信号的信道质量信息；以及通过根据信道质量信息补偿波束形 成增益补偿信息来生成有效的信道质量信息。所述信道质量信息或有效的信 道质量信息可以包括：诸如载波干扰噪声比(CINR)和接收信号强度指示符 (RSSI)的信道质量信息，或者诸如从对CINR进行后处理所估计的可支持 MCS级别或CINR的有效信道质量信息。

根据本公开另一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的基站 (BS)的操作方法包括：使用多个下行链路Tx波束来发送参考信号；以及接 收响应于所发送的参考信号的有效信道质量信息。通过MS根据波束形成增 益补偿信息补偿用于所发送的参考信号的接收(Rx)信道质量信息来生成有 效信道质量信息。

这里，波束形成增益补偿信息是用于补偿根据在MS处接收的参考信号 的信道质量信息测量选择的参考信号的波束形成增益与要用于发送控制信 道或数据信道的波束形成增益的信息，并且有效信道质量信息还包括与补偿 的信道质量信息对应的调制和编码方案(MCS)级别。此外，该方法还可以包 括向MS发送波束形成增益补偿信息。

根据本公开又一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的MS的 装置包括：接收器，用于通过多个下行链路Tx波束来接收参考信号；以及 控制器，用于测量所接收的参考信号的信道质量信息，并通过根据信道质量 信息补偿波束增益补偿信息来生成有效信道质量信息。

根据本公开仍一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的BS的 装置包括：发送器，用于使用多个下行链路Tx波束来发送参考信号；以及 接收器，用于接收响应于所发送的参考信号的有效信道质量信息。通过MS 根据波束形成增益补偿信息补偿用于所发送的参考信号的Rx信道质量信息 来生成有效信道质量信息。

这里，波束形成增益补偿信息是用于补偿根据在MS处接收的参考信号 的信道质量信息测量选择的参考信号的波束形成增益与要用于发送控制信 道或数据信道的波束形成增益的信息，并且还包括控制器，该控制器被配置 为从有效信道质量信息获得与补偿的信道质量信息对应的调制和编码方案 (MCS)级别。此外，发送器还被配置为向MS发送波束形成增益补偿信息。

根据本公开又一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的BS的 操作方法包括：通过多个下行链路Tx波束来发送参考信号；接收所发送的 参考信号的信道质量信息；以及通过根据波束形成增益补偿信息补偿信道质 量信息来生成有效信道质量信息。这里，波束形成增益补偿信息包括用于补 偿根据参考信号的所测量的信道质量信息选择的参考信号的波束形成增益 与要用于发送控制信道或数据信道的波束形成增益的信息。该方法还包括： 向移动站(MS)发送波束形成增益补偿信息；以及向MS发送所生成的有效信 道质量信息。此外，该方法还包括：接收多个上行链路Tx波束上的参考信 号，测量所接收的参考信号的信道质量信息；以及

通过根据波束形成增益补偿信息补偿信道质量信息来生成有效信道质 量信息。此外，通过根据波束形成增益补偿信息补偿信道质量信息来生成有 效信道质量信息包括确定对应于补偿的信道质量信息的调制和编码方案 (MCS)级别。

根据本公开又一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的MS的 操作方法包括：使用多个下行链路Tx波束来接收参考信号；以及测量所接 收的参考信号的信道质量信息；以及向BS发送信道质量信息。

根据本公开又一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的BS的 装置包括：发送器，用于通过多个下行链路Tx波束来发送参考信号；接收 器，用于接收所发送的参考信号的信道质量信息；以及控制器，用于通过根 据波束形成增益补偿信息补偿信道质量信息来生成有效信道质量信息。这 里，波束形成增益补偿信息包括用于补偿根据参考信号的所测量的信道质量 信息选择的参考信号的波束形成增益与要用于发送控制信道或数据信道的 波束形成增益的信息。此外，发送器被配置为向移动站(MS)发送波束形成增 益补偿信息，并且向MS发送所生成的有效信道质量信息。此外，接收器被 配置为接收多个上行链路Tx波束上的参考信号，并且控制器被配置为测量 所接收的参考信号的信道质量信息，并且通过根据波束形成增益补偿信息补 偿信道质量信息来生成有效信道质量信息。此外，当通过根据波束形成增益 补偿信息补偿信道质量信息来生成有效信道质量信息时，控制器被配置为确 定与补偿的信道质量信息对应的调制和编码方案(MCS)级别。

根据本公开又一方面，一种在使用波束形成的无线通信系统中的MS 的装置包括：接收器，用于使用多个下行链路Tx波束来接收参考信号；以 及控制器，用于测量所接收的参考信号的信道质量信息；以及发送器，用于 向BS发送信道质量信息。

根据以下结合附图来公开本公开的示范性实施例的详细描述，本公开的 其它方面、优点和显著特征将对本领域技术人员变得显然。

在进行下面的详细描述之前，阐述遍及此专利文档中使用的某些词语 和短语的定义可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其衍生词意思是没 有限制的包括；术语“或”是包括的，意思是和/或；短语“与……相关联” 和“与其相关联的”及其衍生词可以意指包括、被包括在……之内、与…… 互连、包含、被包含在……之内、连接到或与……连接、耦接到或与……耦 接、与……可通信的、与……合作、交织、并置、接近、绑定到或与……绑 定、具有、具有……的属性等等；并且术语“控制器”意思是控制至少一个 操作的任何设备、系统或其部分，这样的设备可以用硬件、固件或软件、或 至少其中两个的某种组合来实现。应该注意到，与任何特定的控制器相关联 的功能可以是集中式或分布式的，不管是本地的还是远程的。遍及此专利文 档提供某些词语和短语的定义，本领域普通技术人员应该理解，如果不是在 大多数情况也是在很多情况中，这样的定义适用于如此定义的词语和短语的 先前以及未来的使用。

附图说明

为了更完全地理解本公开及其优点，现在参考以下结合附图的描述，在 附图中，相似的参考标号代表相似的部分：

图1示出根据本公开的示范性实施例的用于支持波束形成的基站(BS)发 送级物理层(PHY)；

图2示出根据本公开的示范性实施例的用于支持波束形成的移动站(MS) 接收级PHY；

图3示出根据本公开的示范性实施例的操作多个Tx波束的BS和在一 个BS扇区中支持多个Rx波束的MS之间的通信；

图4示出根据本公开的示范性实施例的通过基于波束形成权重系数(诸 如相对于16×1均匀线性阵列(ULA)的离散傅立叶变换(DFT)矩阵)将180度扇 区划分成均匀波数的16个扇区的多个基本单位波束；

图5示出根据本公开的示范性实施例的当基于诸如相对于16×1 ULA的 DFT矩阵的波束形成权重系数重叠并添加在0度方向上的基本单位波束的两 个相邻单位波束时的波束图案；

图6示出根据本公开的示范性实施例的每个扇区发送的信号帧以及在相 应帧结构中用于上行链路/下行链路的BS和MS的不同Tx/Rx波束图案操作；

图7示出根据本公开的示范性实施例的通过考虑MS的信道质量测量和 波束形成增益差补偿来确定的调制和编码方案(MCS)级别；

图8示出根据本公开的示范性实施例的MS用于确定下行链路的MCS 级别的操作；

图9示出根据本公开的示范性实施例的当MS确定下行链路的MCS级 别时的BS的操作；

图10示出根据本公开的示范性实施例的当BS确定下行链路的MCS级 别时的MS的操作；

图11示出根据本公开的示范性实施例的BS用于确定下行链路的MCS 级别的操作；

图12示出根据本公开的示范性实施例的当BS确定下行链路的MCS级 别时的MS的操作；

图13示出根据本公开的示范性实施例的BS用于确定下行链路的MCS 级别的操作；

图14示出根据本公开的示范性实施例的当MS和BS确定下行链路的 MCS级别时的MS的操作；

图15示出根据本公开的示范性实施例的当MS和BS确定下行链路的 MCS级别时的BS的操作；

图16示出根据本公开的示范性实施例的当BS确定上行链路的MCS级 别时的MS的操作；以及

图17示出根据本公开的示范性实施例的BS用于确定上行链路的MCS 级别的操作。

遍及附图，相似的参考数字将被理解为指代相似的部分、组件和结构。

具体实施方式

下面讨论的图1至17以及在此专利文献中用于描述本公开的原理的各 种实施例仅作为说明，而不应该以任何方式解释为限制本公开的范围。本领 域技术人员将理解可以在任何适当布置的系统或设备中实施本公开的原理。 提供以下参照附图的描述来帮助对如权利要求及其等同定义的本公开的示 范性实施例的全面理解。它包括帮助理解的各种特定细节，但是这些应被认 为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员将认识到在不脱离本公开的 范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外， 为了清楚和简明，可能省略公知功能和结构的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词汇不限于词典意义，而是仅由 发明人用来使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，对于本领域技术人员 来说应该显然的是，提供本公开的示范性实施例的以下描述仅出于说明的目 的，而不是为了限制如所附权利要求及其等同所定义的本公开的目的。

应该理解，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，附非上 下文清楚地规定除外。因而，例如，提及“一个组件表面”包括提及一个或 多个这样的表面。

通过术语“基本上”意思是不需要确切的达到所述特征、参数或值，而 是可以以不影响该特征打算提供的效果的量发生偏差或变化，包括例如容 差、测量误差、测量精度限制和对领域技术人员已知的其它因素。

本公开的示范性实施例提供了一种在基于波束形成的无线通信系统中 根据发送(Tx)/接收(Rx)波束图案变化来操作波束形成增益差补偿的方法和 装置。

本公开提供了一种在操作具有关于下行链路的方向性的一个或多个波 束图案(例如，波束宽度、波束形成增益)的基于波束形成的无线通信系统中 通过根据多个波束和波束图案变化来补偿参考信号控制信道和数据信道之 间的波束形成增益差来高效地操作波束形成的方法和装置。

无线通信系统正在发展从而支持更高的数据速率，以便满足持续增长的 无线电数据业务需求。例如，为了增加数据速率，无线通信系统正在经历基 于诸如正交频分多址(OFDMA)和多输入多输出(MIMO)的通信技术来提高谱 效率的发展。

然而，随着对于智能手机和平板PC的需求增加以及要求大量业务的应 用程序急剧增长，对于数据业务的需求被进一步加速。在这点上，谱效率提 高单独不能满足急剧增加的无线电数据业务需求。为了克服这个缺点，使用 超高频带的无线通信系统正吸引着更多的关注。

当在超高频带中支持无线电通信时，超高频带的频率特性增加了诸如路 径损耗或回波损耗的传播损耗。从而，因为传播损耗缩短了传播距离，所以 使用超高频带的无线通信系统经受服务覆盖的缩小。

因此，使用超高频带的无线通信系统可以通过使用波束形成减轻传播路 径损耗来延长传播距离，从而增加服务覆盖。

在波束形成系统中，Tx波束形成通过使用多个天线将传播集中在特定 方向上而增强了方向性。在这种情况下，天线的集合被称为天线阵列，并且 阵列中的天线被称为天线单元。

天线阵列可以包括线性阵列、平面阵列等等。因为Tx波束形成通过增 强信号方向性可以加长传输距离并且在除了相应方向的其它方向上不发送 信号，所以它可以大大地消除相应用户之外的其他用户的信号干扰。

同时，接收级可以使用Rx天线阵列对于接收信号执行波束形成。Rx波 束形成通过将接收集中在特定方向上可以增加相应方向上的信号接收灵敏 度，并且通过排除接收信号之外的其它方向的信号可以阻挡干扰信号。

高频带无线通信系统需要采用波束形成来减轻高频带中的高传播路径 损耗，特别是始终减少在数据和控制信号之间的不平衡。对于波束形成，由 电气和电子工程师协会(IEEE)802.11ad采用的扇区级扫描(SLS)和波束精化 协议(BRP)在考虑中。

基于无线局域网(WLAN)的IEEE 802.11ad在60GHz的超高频带中提供 10～20米的半径之内的非常小的服务覆盖。波束形成用来解决超高频带中的 传播问题。

根据在IEEE 802.11ad规范中定义的SLS，用于波束形成的移动站(MS) 重复地在若干方向上发送相同的扇区帧，并且相对的MS通过准全向天线接 收扇区帧并且在最佳灵敏度的方向上反馈。因而，相应的MS可以获得相对 的MS的最佳灵敏度方向的信息，从而完成波束形成。

在IEEE 802.11ad规范中定义的BRP执行SLS并且然后更精细地调整 MS之间的Tx和Rx波束方向来增强Tx/Rx波束形成增益。一般，在两个 MS通过SLS扫描最佳Tx波束之后，BRP用于扫描对于Tx波束最合适的 Rx波束。通过重复此过程来校准Tx/Rx波束方向组合。

首先在本公开的混合波束形成系统中解释波束形成增益差补偿。

根据所选择的MIMO/波束形成(BF)模式(单波束还是多波束、Tx波束的 数量、所支持的波束图案和波束形成增益、或者MIMO Tx模式(例如MIMO 波束形成、MIMO空间复用和MIMO空时编码))，由于不同的波束形成图案 的阵列波束形成差，导频(pilot)子载波的功率启动/制动电平不同于现有的参 考功率电平(例如，所测量的帧前同步码/中间码/信道状态信息参考信号 (CSI-RS))。这影响自适应增益控制(AGC)设计，并要求载波对干扰噪声比 (CINR)/接收信号强度指示符(RSSI)测量/反馈。

为了预测有效的CINR，预先定义基本MIMO/BF模式(或所使用的波束 图案和波束形成增益)。在这种情况中，基站(BS)根据所选择或调度的混合 MIMO/BF模式来补偿波束形成增益变化。

接下来，BS将Tx MIMO/BF模式通知给MS。BS向MS通知用于传递 参考信号的特定的波束形成图案。

为了继续有效的CINR预测，BS将MIMO/BF模式(或所使用的波束形 成图案和波束形成增益)通知给MS。MS可以补偿由不同于参考信号的不同 波束(或波束对)引起的波束形成增益变化。

替换地，MS向BS通知可支持的Rx MIMO/BF模式或可支持的Rx波 束图案和波束形成增益。接下来，当报告信道质量指示符(CQI)或有效的 CINR时，MS通知用于特定的BS Tx图案的特定的MS Rx波束图案。BS 可以补偿相对于相应MS的不同波束(或波束对)所引起的波束形成增益变 化。

图1示出根据本公开的示范性实施例的用于支持波束形成的BS发送级 物理层(PHY)的框图。

为了表示一般波束形成支持结构，图1示出应用模拟波束形成和数字波 束形成两者的混合结构。

参照图1，发送级包括K个信道编码器100-1至100-K、MIMO编码器 110、预编码器120、N_T个射频(RF)路径130-1至130-N_T、N_T个天线150-1 至150-N_T、波束设置器160、控制器170和模拟波束形成器190。

K个信道编码器100-1至100-K的每个包括信道编码器和调制器，用于 将信号编码、调制并输出以发送到接收级。

MIMO编码器110将从K个信道编码器100-1至100-K馈送的经调制的 信号复用为信号以通过N_T个流发送，以便在N_T个天线150-1至150-N_T上发 送它们。

预编码器将从MIMO编码器110馈送的N_T个信号预编码为预代码用于 数字波束形成，并且将所述预代码分别提供到RF路径130-1至130-N_T。

N_T个RF路径130-1至130-N_T处理从预编码器120馈送的信号以便通过 相应的天线150-1至150-N_T输出信号。在这种情况下，N_T个RF路径130-1 至130-N_T被相同地构建。因而，这里主要解释第一RF路径130-1。与第一 RF路径130-1相同地构建其它RF路径130-2至130-N_T。

第一RF路径130-1包括N_A个调制器132-11至132-N_A、模拟波束形成 器190和N_A个功率放大器140-11至140-1N_A。在此，N_A表示构成第一天线 150-1的天线单元的数量。

N_A个调制器132-11至132-1N_A的每个根据通信方案调制并输出从预编 码器120馈送的信号。例如，N_A个调制器132-11至132-1N_A的每个包括快 速傅立叶逆变换(IFFT)运算器和数模转换器(DAC)。IFFT运算器使用IFFT 将从预编码器120输出的信号转换为时域信号。DAC将从IFFT运算器输出 的时域信号转换为模拟信号。N_A个调制器132-11至132-1N_A的每个还包括 并串(P/S)转换器和循环前缀(CP)添加器。

模拟波束形成器190根据从波束设置器160提供的、指示Tx波束方向 的控制信号改变并输出从N_A个调制器132-11至132-1N_A输出的N_A个发送 信号的Tx波束方向。

例如，模拟波束形成器190包括多个移相器134-11至134-1N_A和136-11 至136-1N_A，以及组合器138-11至138-1N_A。N_A个调制器132-11至132-1N_A每个将输出信号拆分为N_A个信号并且将它们输出到各个移相器134-11至 134-1N_A和136-11至136-1N_A。

移相器134-11至134-1N_A和136-11至136-1N_A根据从波束设置器160 提供的、指示Tx波束方向的控制信号改变从N_A个调制器132-11至132-1N 输出的信号的相位。

组合器138-11至138-1N_A组合与天线单元对应的移相器134-11至 134-1N_A和136-11至136-1N_A的输出信号。

功率放大器140-11至140-1N_A的每个放大从组合器138-11至138-1N_A输出的信号的功率，并且通过第一天线150-1将放大的信号输出到外部。

在控制器170的控制下，波束设置器160选择要用于发送信号的Tx波 束方向，并且将根据所选择的Tx波束方向的控制信号提供给模拟波束形成 器190。

例如，在控制器170的控制下，波束设置器160提供根据Tx波束方向 的用于携载参考信号、前同步码/中间码或数据的控制信号给模拟波束形成器 190。

例如，在控制器170的控制下，波束设置器160通过考虑从MS提供的 Tx波束方向的信道信息，选择用于获得与接收级的最佳传输效率的Tx波束 方向。

控制器170控制波束设置器160选择Tx波束方向。例如，控制器170 控制波束设置器160在发送级支持的Tx波束方向上发送参考信号或数据。 例如，控制器170通过考虑从接收级提供的Tx波束方向的信道信息，来控 制波束设置器160选择最佳Tx波束方向。

发送级可以从接收级接收由接收级选择的最佳Tx波束方向。在这种情 况中，波束设置器向模拟波束形成器190提供根据由接收级选择的最佳Tx 波束方向的控制信号和数据。

发送级的控制器170可以向相对的节点(例如，服务BS、相邻BS或MS) 发送控制消息。

即，通过以多个移相器、功率放大器(PA)和可变增益放大器(VGA)控制 天线单元的相位和幅度，在DAC之后的模拟波束形成块在特定方向上形成 波束。

在这种情况下，通过将天线单元分组成天线阵列，增加了波束形成增益。 相反，在DAC之前的包括IFFT、MIMO编码器和预编码器的RF路径可以 获得额外的波束形成增益，并且也实现了多用户操作、频率选择性分配和多 波束形成。通过改变和组合功能块，实际的波束形成结构可以变化。

在此，基于混合波束形成结构，根据参考信号/数据信道/控制信道、MS 移动性和信道特性、或者通过模拟波束形成的上行链路/下行链路或发送/接 收，不同地操作一个或多个不同波束宽度和波束形成增益的波束。

因而，通过调整模拟/数字级的波束形成权重系数来在特定方向上获得特 定的波束宽度和特定的波束形成增益，生成所选择的波束。在这种情况下， 以相同的天线输入功率，宽波束宽度一般减小相对于波束方向性的最大波束 形成增益。

除了一些组件(例如，FFT，LNA和ADC)之外，图1的框图和波束形成 结构/操作基本上可适用于波束形成接收级。

图2示出根据本公开的示范性实施例的用于支持波束形成的MS接收级 PHY的框图。

参照图2，接收级包括N_R个天线200-1至200-N_R、N_R个RF路径210-1 至210-N_R、后处理器220、MIMO解码器230、T个信道解码器240-1至240-T、 信道估计器250、控制器260和波束设置器270。

N_R个RF路径210-1至210-N处理经由相应的天线200-1至200-N_R接收 的信号。相同地构建N_R个RF路径210-1至21-N_R。因此，主要描述第一RF 路径210-1的结构。与第一RF路径210-1相同地构建其它RF路径210-2至 210-N_R。

第一RF路径210-1包括模拟波束形成器280和N_B个解调器218-11至 218-1N_B。在此，N_B表示构成第一天线200-1的天线单元的数量。

模拟波束形成器280根据从波束设置器270提供的Tx波束方向来变更 并输出从第一天线200-1的天线单元输出的N_B个接收信号的方向。例如， 模拟波束形成器280包括多个移相器212-11至212-1N_B和214-11至214-1N_B， 以及组合器216-11至216-1N_B。

第一天线200-1的天线单元将接收信号拆分成N_B个信号，并且将它们 输出到各个移相器212-11至212-1N_B和214-11和214-1N_B。移相器212-11 至212-1N_B和214-11至214-1N_B根据从波束设置器270提供的Rx波束方向 改变从第一天线200-1的天线单元输出的信号的相位。组合器216-11至 216-1N_B组合与天线单元对应的移相器212-11至212-1N_B和214-11至 214-1N_B的输出信号。

N_B个解调器218-11至218-1N_B根据通信方案来解调并输出从组合器 216-11至216-1N_B馈送的接收信号。例如，N_B个解调器218-11至218-1N_B每个包括模数转换器(ADC)和FFT运算器。ADC将从组合器216-11至 216-1N_B馈送的接收信号转换为数字信号。FFT运算器使用FFT将从ADC 馈送的信号转换为频域信号。

后处理器220根据发送级的预编码方案来对从N_R个RF路径210-1至 210-N_R馈送的信号进行后解码，并且向MIMO解码器230提供经后解码的 信号。

MIMO解码器230将从后处理器220输出的N_R个接收信号复用为T个 信号以便T个信道解码器240-1至240-T可以解码信号。

T个信道解码器240-1至240-T每个包括：解调器和信道解码器，用于 对从发送级接收的信号解调和解码。

信道估计器基于在Tx波束方向上从发送级发送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250估计每个Tx波束方向的信道信 息。在此，信道信息包括SNR、CINR和RSSI中的至少一个。

控制器260向发送级发送通过信道估计器250估计的Tx波束方向的信 道信息。例如，控制器260向发送级发送良好信道状态的Tx波束方向的信 道信息。

例如，当接收级支持Rx波束形成时，控制器260可以向发送级发送每 个Rx波束方向的具有超过参考值的信道状态的Tx波束方向的信道信息。

控制器260通过考虑由信道估计器250估计的Tx波束方向的信道信息， 可以选择用于获得与发送级的最佳传输效率的Tx波束方向。

例如，控制器260通过考虑由信道估计器250估计的Tx波束方向的信 道信息，选择用于获得与发送级的最佳传输效率的Tx波束方向。

图3示出根据本公开的示范性实施例的操作多个Tx波束的BS和支持 单一BS扇区中的多个Rx波束的MS之间的通信。

参照图3，BS 310同时或顺序地扫描并发送多个波束形成信号。

根据各种实施方式，MS 320可以在所有方向上接收波束而不支持Rx波 束形成，因为接收级结构约束而在某时支持特定波束形成图案的Rx波束形 成，或者支持Rx波束形成并在不同的方向上接收多个波束形成图案。

不支持Rx波束形成的MS测量并报告BS的每个Tx波束的参考信号的 信道质量，并且从BS的Tx波束中选择最佳波束。

支持Rx波束形成的MS测量MS的每个Rx波束图案的BS的Tx波束 的信道质量，并且向BS报告BS Tx波束和MS Rx波束的每个组合的靠前结 果的全部或一部分，以便BS向MS分配适当的Tx波束。

在这种情况下，当MS可以同时接收BS的多个Tx波束或者支持BS Tx 波束和MS Rx波束的多个组合时，BS可以通过考虑重复的传输或同时分集 传输来选择波束。

根据参考信号/数据信道/控制信道、MS移动性和信道特性、或者通过模 拟波束形成的上行链路/下行链路或发送/接收，在图1的混合波束形成结构 中不同地操作一个或多个不同波束宽度和波束形成增益的波束。

在图3中，BS通过窄波束宽度的波束扫描并发送用于操作链路适配(包 括关于相应MS的数据发送/接收的MCS级别确定)的参考信号，并且通过宽 波束宽度的波束来发送或接收相应MS的实际数据。

图4示出根据本公开的示范性实施例的通过基于波束形成权重系数(诸 如相对于16×1均匀线性阵列(ULA)的离散傅立叶变换(DFT)矩阵)将180度扇 区划分成均匀波数的16个扇区的多个基本单位波束。

参照图4，每个基本单位波束在特定方向上获得相同的最大波束形成增 益，并且在波束的相同波束形成增益范围之内均等地支持180度扇区。

图5示出根据本公开的示范性实施例的当基于诸如相对于16×1 ULA的 DFT矩阵的波束形成权重系数重叠并添加在0度方向上的基本单位波束的两 个相邻单位波束时的波束图案。

参照图5，当所选择的波束被重叠时，为了相同功率用于模拟级的天线， 根据被重叠的波束的数量来归一化(normalize)波束权重系数。依靠被重叠的 单位波束，归一化降低了方向性但是增加了特定方向上的波束宽度。相反， 在特定方向上最大波束形成增益减小。因此，在实际操作中考虑这样的折中 来确定被重叠的单位波束的数量，并且通过考虑被重叠的波束的减小的波束 形成增益来另外执行诸如MCS确定的链路适配。

替换地，为了操作用于信号Tx方向的不同波束图案，可以设置预编码 或波束形成权重或系数来获得天线阵列的特定波束宽度和波束形成增益，或 者可以构建子阵列来不同地操作天线单元或波束权重系数。在这种情况下， 也可以涉及波束宽度和波束形成增益之间的折中。

图6示出根据本公开的示范性实施例的每个扇形发送的信号帧以及在相 应帧结构中用于上行链路/下行链路的BS和MS的不同Tx/Rx波束图案操作。

在图6中，诸如用于下行链路的中间码或CSI-RS的参考信号携载导频 信号，其中所述导频信号被映射到不同方向上的相对窄的波束宽度的基本单 位波束。

参照图6，BS向MS广播或单播不同波束方向的BS Tx波束图案信息。 BS Tx波束图案信息包括波束宽度、波束形成增益等等。BS广播或单播参考 信号(CSI-RS)的BS Tx波束图案以及被估计以用于CQI(RSSI/CINR或有效 CINR)测量/报告的特定BS Tx波束图案信息。

参照图6，MS基于被映射到在不同方向上从BS接收的窄波束宽度的单 位波束的导频信号，来测量信道质量并估计在相应的宽波束宽度中重叠或生 成的一个或多个波束或者特定的单波束。

基于所述测量，MS可以测量、更新和预测下行链路的诸如CINR或RSSI 的信道质量度量的瞬时或时间平均/变差/标准偏差。

基于通过测量/估计所获取的信息，MS选择对于MS的数据发送/接收所 支持的足够的MCS级别，并且将所选择的MCS级别作为有效CINR(或MCS 级别)报告给BS。

MS可以通过使用从BS接收的波束形成增益差信息来补偿在用于测量 信道质量(例如，CINR，RSSI)的参考信号的波束形成增益信息和对于BS的 数据传输所使用或假设的波束形成增益之间的差来预测信道质量，并选择最 佳MCS级别。

图7示出根据本公开的示范性实施例的通过考虑MS的信道质量测量和 波束形成增益差补偿来确定的MCS级别。

在图7中，BS 700在小区/扇区中向MS(例如，MS 750)广播或单播相对 于被应用来估计和报告有效CINR的参考信号而被施加到实际数据的波束形 成增益差。

MS 750的CINR测量器752通过估计从BS接收的参考信号的信道来测 量CINR。CINR测量器752基于被映射到在不同方向上从BS接收的窄波束 宽度的单位波束的导频信号，来测量信道质量并估计在相应的宽波束宽度中 重叠或生成的一个或多个波束或者特定的单波束。

波束选择器753基于CINR测量器752的测量来选择BS Tx波束和MS  Rx波束。

CINR预测器754通过使用从BS接收的波束形成增益差信息来补偿用 于测量信道质量(例如，CINR，RSSI)的参考信号的波束形成增益信息和对于 BS的数据传输所使用或假定的波束形成增益之间的差来预测信道质量。

MCS选择器755基于预测值和指示所接收的数据脉冲是否被成功解码 的确认(ACK)/否定ACK(NACK)信息来选择最佳MCS级别，并且将所选择 的MCS作为有效CINR发送给BS 700的CINR校正器704。CINR阈值控制 器757调整用于基于ACK/NACK统计来选择MCS级别的CINR阈值。在 CINR阈值控制器757的阈值范围之内选择MCS级别。解调器756对从BS  700接收的脉冲解调并解码，并且将相应的ACK/NACK信息提供给MCS选 择器755。

波束选择器753的波束选择信息被提供给BS 700的波束选择器702以 便BS 700可以选择波束。在这种情况中，可以向BS 700的CINR校正器704 提供相对于用于估计和报告有效CINR的参考信号的、被应用到实际数据的 波束形成增益差。

在这种情况下，CINR校正器704向MCS选择器706提供补偿后的波束 形成增益差的改善的信道质量，并且调制器708根据由MCS选择器706选 择的MCS级别来调制、编码和发送脉冲。

替换地，BS可以根据每个MS所应用的波束图案来向MS广播或单播 相对于特定参考波束的波束形成增益差，并且MS可以周期地或不定期地通 知用于波束形成增益补偿的波束图案。

其间，MS可以向BS报告所测量的信道质量，并且BS可以通过靠自己 根据波束图案差来补偿波束形成增益而执行基于链路适配的调度。

表1和表2显示了包括从BS到MS的、用于携载基于波束图案的相对 于特定参考波束的波束形成增益差的消息的信息表。

表1

相对于Beam_Type_1的阵列增益差 dB Beam_Type_2 -4.7712 Beam_Type_3 -6.9897 Beam_Type_4 -8.4510 Beam_Type_5 -9.5424 Beam_Type_6 -10.4139

表2

相对于Beam_Type_(x-1)的阵列增益差 dB Delta_Beam_Type_2 -4.7712 Delta_Beam_Type_3 -2.2185 Delta_Beam_Type_4 -1.4613 Delta_Beam_Type_5 -1.0914 Delta_Beam_Type_6 -0.8715

在这种情况下，可以如下计算来自接收级的信号的CINR。

$\begin{array}{c}{r}_k=\sqrt{B_p}{{\rho }_{d}v}_d^{*}{H}_d{\omega }_d{x}_k+\sqrt{B_p}\underset{({\omega }_j\ne {\omega }_d)}{\underset{j\in N_{beam}}{\Sigma }}{\rho }_j{v}_d^{*}{H}_d{\omega }_j{x}_{j,k}\\ +\sqrt{B_p}\underset{(i\ne sBS)}{\underset{i\in N_{BS}}{\Sigma }}\underset{j\in N_{beam}}{\Sigma }{\rho }_j^{\left(i\right)}{v}_d^{*}{H}_l^{\left(i\right)}{\omega }_j^{\left(i\right)}{x}_{j,k}^{\left(i\right)}+n_k\end{array}\mathrm{...}\left(1\right)$

N_BS和N_beam分别表示BS的数量和每个BS的波束的数量。

P_d和P_j表示在数据音调中的期望信号信道系数和干扰信号信道系数。

H、v和ω表示信道矩阵、接收器BF权重和发送器BF权重。

χ_k表示所发送的中间码符号。

B_p表示每个音调的功率启动因子。

n_k表示音调k中的热噪声。

此时，基于以下公式来定义从参考信号测量的接收信号和参考信号的信 号强度。

$\begin{array}{c}{P}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}\approx \frac{B_{A,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{B}_p}{N_p}\underset{k=0}{\overset{N_p-1}{\Sigma }}{\left|c_k\right|}^2\\ \approx \frac{G_{MSRx,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{G}_{BSTx,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{B}_p}{N_p}\underset{k=0}{\overset{N_p-1}{\Sigma }}{\left|c_k\right|}^2\end{array}\mathrm{...}\left(2\right)$

$I_{S,Rcf}^{\left(n\right)}=\frac{B_{A,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{B}_p}{N_p}\underset{k=0}{\overset{N_p-1}{\Sigma }}{\left|c_k\right|}^2$

例如，为了估计CINR，数据信道的接收信号和干扰信号可以被表示为 如下公式。

$\begin{array}{c}{P}_{S,data}^{\left(n\right)}=\frac{B_{A,data}^{\left(n\right)}}{N_d}\underset{k=0}{\overset{N_d-1}{\Sigma }}{\left|c_k\right|}^2\\ \approx \frac{G_{MSRx,data}^{\left(n\right)}{G}_{BSTx,data}^{\left(n\right)}}{N_d}\underset{k=0}{\overset{N_d-1}{\Sigma }}{\left|c_k\right|}^2\\ \approx \frac{B_{A,data}^{\left(n\right)}}{B_{A,\mathrm{Rcf}}^{\left(n\right)}{B}_p}{P}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}=\frac{G_{MSRx,data}^{\left(n\right)}}{G_{MSRx,Rcf}^{\left(n\right)}}\frac{G_{BSTx,data}^{\left(n\right)}}{G_{BSTx,Rcf}^{\left(n\right)}}\frac{1}{B_p{}^{}}{P}_{S,\mathrm{Ref}}^{\left(n\right)}\end{array}\mathrm{...}\left(3\right)$

$\left(\begin{array}{c}{I}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}\approx \frac{B_{A,data}^{\left(n\right)}}{N_d}\underset{k=0}{\overset{N_d-1}{\Sigma }}{\left|c_k\right|}^2\\ \approx \frac{B_{A,data}^{\left(n\right)}}{B_{A,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{B}_p}{I}_{S,Rcf}^{\left(n\right)}=\frac{G_{MSRx,data}^{\left(n\right)}}{G_{MSRx,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}}\frac{G_{BSTx,data}^{\left(n\right)}}{G_{BSTx,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}}\frac{1}{B_p}{I}_{S,Rcf}^{\left(n\right)}\end{array}\right)$

可以通过如下公式给出从所述值中估计的CINR。

$\begin{array}{c}CINR=\underset{n=0}{\overset{N_b-1}{\Sigma }}\frac{P_S^{\left(n\right)}}{P_I^{\left(n\right)}+P_N^{\left(n\right)}}\\ \approx \underset{n=0}{\overset{N_b-1}{\Sigma }}\frac{B_{A,data}^{\left(n\right)}{P}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}}{B_{A,data}^{\left(n\right)}{P}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}+B_{A,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{B}_p{N}_0^{\left(n\right)}}\\ \approx \underset{n=0}{\overset{N_b-1}{\Sigma }}\frac{G_{MSRx,data}^{\left(n\right)}{G}_{BSTx,data}^{\left(n\right)}{P}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}}{G_{MSRx,data}^{\left(n\right)}{G}_{BSTx,data}^{\left(n\right)}{P}_{S,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}+G_{MSRx,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{G}_{BSTx,\mathrm{Re}f}^{\left(n\right)}{B}_p{N}_0^{\left(n\right)}}\end{array}\mathrm{...}\left(4\right)$

和分别表示信号功率、干扰功率和噪声功率。

和表示相对于具有不同的 BS Tx波束和MS Rx波束方向的第N波束对N_b的参考信号的MS Rx波束形 成增益、数据的MS Rx波束形成增益、参考信号的BS Tx波束形成增益和 数据的BS Tx波束形成增益。

此时，可以用相似的方式通过以下公式给出对于相同的Tx方向的根据 BS的波束图案(波束宽度、BF增益)差的波束形成增益差。

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta P}}_S^{\left(n\right)}\left(dB\right)\stackrel{\Delta }{=}10{\log }_{10}\left(\frac{\left|\right|v_d^{\left(n\right)}*H_d^{\left(n\right)}{\omega }_d^{\prime \left(n\right)}|{|}^2}{\left|\right|v_d^{\left(n\right)}*H_d^{\left(n\right)}{\omega }_d^{\left(n\right)}|{|}^2}\right)\\ \approx {\mathrm{\Delta G}}_{array}^{{\mathrm{BS}}_{TX}}=G_{{\omega }_{\bar{d}}}^{{\mathrm{BS}}_{TX}}-G_{{\omega }_d}^{{\mathrm{BS}}_{TX}}\end{array}\mathrm{...}\left(5\right)$

如此，BS可以向MS发送根据所计算的波束图案的波束形成增益差以 便补偿波束形成增益差，或者考虑到资源调度来操作相应值。

如上所述，当特定的BS Tx波束和MS Rx波束被选择时，BS向MS通 知关于在波束Tx方向上可以被不同地操作的一个或多个波束图案(波束宽 度、波束形成增益等)的信息，并且MS基于在相同Tx/Rx方向上的波束图 案的改变来补偿波束形成增益差。

替换地，当特定的BS Tx波束和MS Rx波束被选择时，MS可以向BS 通知关于在波束Rx方向上可以被不同地操作的一个或多个波束图案(波束宽 度、波束形成增益等)的信息，并且BS可以基于在相同Tx/Rx方向上的波束 图案的改变来补偿波束形成增益差。

图8示出根据本公开的示范性实施例的MS用于确定下行链路的MCS 级别的操作的流程图。

参照图8，MS在步骤805中接收由BS广播或单播的BS Tx波束形成增 益补偿信息。BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支持 信息(包括波束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx波 束图案。

接着，MS在步骤810中估计BS的参考信号的信道，并且在步骤815 中基于信道估计值来确定优选的BS Tx波束和MS Rx波束。在这种情况中， 假定MS支持Rx波束形成。当BS扫描Tx波束和MS扫描Rx波束时，MS 确定BS Tx波束和MS Rx波束的信道质量，并且将最佳信道质量的BS Tx 波束和MS Rx波束确定为优选BS Tx波束和MS Rx波束。

在步骤820中，基于优选的BS Tx波束和MS Rx波束，MS通过补偿可 以用于发送控制信道或数据信道的BS Tx波束和MS Rx波束的波束形成增 益变化来确定CINR。在这种情况中，假定MS获得MS Rx波束形成增益补 偿信息。MS Rx波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束 宽度/波束形成增益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波 束假设信息。

在步骤825中，MS确定用于所确定的CINR的MCS级别。

在步骤830中，MS将所确定的MCS级别作为有效CINR发送给BS。

在步骤835中，MS对下行链路脉冲解调和解码，其中下行链路脉冲使 用最终由BS确定的MCS级别并且用于携载数据脉冲。接着，MS完成此过 程。

图9示出根据本公开的示范性实施例的当MS确定下行链路的MCS级 别时的BS的操作的流程图。

参照图9，BS在步骤905中广播或单播BS Tx波束形成增益信息。BS Tx 波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支持信息(包括波束宽度/ 波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx波束图案。

在步骤907中，BS广播参考信号。利用参考信号，MS可以估计信道， 并且将具有最佳信道质量的BS Tx波束和MS Rx波束确定为优选BS Tx波 束和MS Rx波束。

在步骤910中，BS从MS接收有效CINR。

在步骤915中，BS使用基于有效CINR选择的MCS级别来调制并编码 下行链路脉冲。

接着，BS完成此过程。

图10示出根据本公开的示范性实施例的当BS确定下行链路的MCS级 别时的MS的操作的流程图。

参照图10，MS在步骤1010中接收由BS广播或单播的BS Tx波束形成 增益补偿信息。BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支 持信息(包括波束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx 波束图案。

在步骤1015中，MS向BS发送MS Rx波束形成增益补偿信息。MS Rx 波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束宽度/波束形成增 益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波束假设信息。

接着，MS在步骤1020中估计BS的参考信号的信道，并且在步骤1025 中基于信道估计值来确定优选的BS Tx波束和MS Rx波束。在这种情况中， 假定MS支持Rx波束形成。当BS扫描Tx波束和MS扫描Rx波束时，MS 确定BS Tx波束和MS Rx波束的信道质量，并且将最佳信道质量的BS Tx 波束和MS Rx波束确定为优选BS Tx波束和MS Rx波束。

在步骤1030中，MS向BS发送优选的BS Tx波束和MS Rx波束的CINR 信息。

接着，MS在步骤1035中从BS接收MCS级别，并且在步骤1040中使 用所接收的MCS级别来对脉冲数据解调和解码。

接着，MS完成此过程。

图11示出根据本公开的示范性实施例的BS用于确定下行链路的MCS 级别的操作的流程图。

参照图11，在步骤1105中，BS广播或单播BS Tx波束形成增益信息。 BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支持信息(包括波 束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx波束图案。

在步骤1110中，BS从MS接收MS Rx波束形成增益补偿信息。MS Rx 波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束宽度/波束形成增 益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波束假设信息。

在步骤1112中，BS广播参考信号。利用参考信号，MS可以估计信道， 并且将具有最佳信道质量的BS Tx波束和MS Rx波束确定为优选BS Tx波 束和MS Rx波束。

在步骤1115中，BS从MS接收MS的优选的BS Tx波束和MS Rx波束 的CINR信息。

在步骤1120中，基于优选的BS Tx波束和MS Rx波束的CINR信息， BS通过补偿可以用于发送控制信道或数据信道的BS Tx波束和MS Rx波束 的波束形成增益变化来确定CINR。

在步骤1125中，BS确定用于所确定的CINR的MCS级别。

在步骤1130中，BS向MS发送所确定的MCS级别。

在步骤1135中，BS使用所确定的MCS级别来调制并编码下行链路脉 冲。

接着，BS完成此过程。

图12示出根据本公开的示范性实施例的当BS确定下行链路的MCS级 别时的MS的操作的流程图。

参照图12，MS在步骤1210中接收由BS广播或单播的BS Tx波束形成 增益补偿信息。BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支 持信息(包括波束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx 波束图案。

在步骤1215中，MS向BS发送MS Rx波束形成增益补偿信息。MS Rx 波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束宽度/波束形成增 益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波束假设信息。

接着，MS在步骤1220中估计BS的参考信号的信道，并且在步骤1225 中基于信道估计值来确定优选的BS Tx波束。当BS扫描Tx波束时，MS确 定BS Tx波束的信道质量并且将最佳信道质量的BS Tx波束确定为优选BS  Tx波束。

在步骤1230中，MS向BS发送优选的BS Tx波束的CINR信息。

接着，MS在步骤1235中从BS接收MCS级别，并且在步骤1240中使 用所接收的MCS级别来对脉冲数据解调和解码。

接着，MS完成此过程。

图13示出根据本公开的示范性实施例的BS用于确定下行链路的MCS 级别的操作的流程图。

参照图13，在步骤1305中，BS广播或单播BS Tx波束形成增益信息。 BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支持信息(包括波 束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx波束图案。

在步骤1310中，BS从MS接收MS Rx波束形成增益补偿信息。MS Rx 波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束宽度/波束形成增 益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波束假设信息。

在步骤1312中，BS广播参考信号。利用参考信号，MS可以估计信道， 并且将具有最佳信道质量的BS Tx波束确定为优选BS Tx波束。

在步骤1315中，BS从MS接收MS的优选的BS Tx波束的CINR信息。

在步骤1320中，基于优选的BS Tx波束的CINR信息和特定的MS Rx 波束，BS通过补偿可以用于发送控制信道或数据信道的BS Tx波束和MS Rx 波束的波束形成增益变化来确定CINR。

在步骤1325中，BS确定用于所确定的CINR的MCS级别。

在步骤1330中，BS向MS发送所确定的MCS级别。

在步骤1335中，BS使用所确定的MCS级别来调制并编码下行链路脉 冲。

接着，BS完成此过程。

图14示出根据本公开的示范性实施例的当MS和BS确定下行链路的 MCS级别时的MS的操作的流程图。

参照图14，在步骤1410中，MS接收由BS广播或单播的BS Tx波束形 成增益补偿信息。BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx 支持信息(包括波束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS  Tx波束图案。

在步骤1415中，MS向BS发送MS Rx波束形成增益补偿信息。MS Rx 波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束宽度/波束形成增 益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波束假设信息。

接着，MS在步骤1420中估计BS的参考信号的信道，并且在步骤1425 中基于信道估计值来确定优选的BS Tx波束和MS Rx波束。在这种情况中， 假定MS支持Rx波束形成。当BS扫描Tx波束和MS扫描Rx波束时，MS 确定BS Tx波束和MS Rx波束的信道质量，并且将最佳信道质量的BS Tx 波束和MS Rx波束确定为优选BS Tx波束和MS Rx波束。

在步骤1430中，基于优选的BS Tx波束和MS Rx波束，MS通过补偿 可以用于发送控制信道或数据信道的BS Tx波束和MS Rx波束的波束形成 增益变化来确定CINR。

在步骤1435中，MS确定用于所确定的CINR的MCS级别。

在步骤1440中，MS将所确定的MCS级别作为有效CINR发送给BS。

接着，MS在步骤1445中从BS接收更新的MCS级别，并且在步骤1450 中使用更新的MCS级别来对脉冲数据解调和解码。

接着，MS完成此过程。

图15示出根据本公开的示范性实施例的当MS和BS确定下行MCS级 别时的BS的操作的流程图。

参照图15，在步骤1505中，BS广播或单播BS Tx波束形成增益信息。 BS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的BS Tx支持信息(包括波 束宽度/波束形成增益)、数据的BS Tx波束假定信息和BS Tx波束图案。

在步骤1510中，BS从MS接收MS Rx波束形成增益补偿信息。MS Rx 波束形成增益补偿信息可以包括MS Rx波束图案(包括波束宽度/波束形成增 益)、参考信号的MS Rx波束支持信息和数据的MS Rx波束假设信息。

在步骤1512中，BS广播参考信号。利用参考信号，MS可以估计信道， 并且将具有最佳信道质量的BS Tx波束和MS Rx波束确定为优选BS Tx波 束和MS Rx波束。

在步骤1515中，BS从MS接收由MS确定的优选BS Tx波束和MS Rx 波束的CINR信息。在步骤1520中，BS通过从MS接收有效CINR可以获 得由MS确定的MCS级别。

在步骤1525中，基于优选的BS Tx波束和MS Rx波束的CINR信息， BS通过补偿可以用于发送控制信道或数据信道的BS Tx波束和MS Rx波束 的波束形成增益变化来确定CINR。

在步骤1530中，BS确定用于所确定的CINR的MCS级别，并且更新 从MS接收到的有效CINR的MCS级别。

在步骤1535中，BS向MS发送所更新的MCS级别。

在步骤1540中，BS使用更新的MCS级别来调制并编码下行链路脉冲。

接着，BS完成此过程。

图16示出根据本公开的示范性实施例的当BS确定上行链路的MCS级 别时的MS的操作的流程图。

参照图16，在步骤1605中，MS向BS发送MS Tx波束形成增益补偿 信息。MS Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的MS Tx波束支持 信息(包括波束宽度/波束形成增益)、数据的MS Tx波束假定信息和MS Tx 波束图案。

在步骤1610中，MS发送参考信号。

在步骤1615中，MS接收由BS确定的有效CINR。

在步骤1620中，MS从有效CINR中获得MCS级别。

在步骤1630中，MS使用获得的MCS级别来调制并编码上行链路脉冲。

接着，MS完成此过程。

图17示出根据本公开的示范性实施例的BS用于确定上行链路的MCS 级别的操作的流程图。

参照图17，BS在步骤1705中接收MS Tx波束形成增益补偿信息。MS  Tx波束形成增益补偿信息可以包括参考信号的MS Tx波束支持信息(包括波 束宽度/波束形成增益)、数据的MS Tx波束假定信息和MS Tx波束图案。

接着，BS在步骤1710中估计MS的参考信号的信道，并且在步骤1715 中确定优选的BS Rx波束和MS Tx波束。

当BS扫描Tx波束和MS扫描Rx波束时，MS确定BS Rx波束和MS Tx 波束的信道质量，并且将最佳信道质量的BS Rx波束和MS Tx波束确定为 优选BS Rx波束和MS Tx波束。

在步骤1720中，基于所确定的优选的BS Rx波束和MS Tx波束，BS 通过补偿可以用于发送控制信道或数据信道的BS Rx波束和MS Tx波束的 波束形成增益变化来确定CINR。

在步骤1725中，BS确定用于所确定的CINR的MCS级别。

在步骤1730中，BS将所确定的MCS级别作为有效CINR发送给MS。

在步骤1735中，BS使用所确定的MCS级别来调制并编码上行链路脉 冲。

接着，BS完成此过程。

如上面阐述的，在用于以不同波束宽度和波束形成增益的一个或多个波 束图案发送和接收下行链路的基于波束形成的系统中，通过考虑根据不同的 Tx/Rx波束图案的波束形成增益差来有效地操作波束形成的方法和装置可以 提高发送/接收性能并实现有效的波束形成。

虽然已经参照其某些实施例显示和描述了本公开，但是本领域技术人员 将理解，在不脱离由所附权利要求及其等价物定义的本公开的精神和范围的 情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。