具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明的实施方式，在附图中示出了本发明的一些但不是全部实施方式。实际上，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式是为了使本公开可以满足适用的法律要求。贯穿全文，相同的附图标记表示相同的要素。

另外，将理解，在可能的情况下，本文描述和/或考虑的本发明的任何实施方式的任何优点、特征、功能、设备和/或操作方面可以包括在本文描述和/或考虑的本发明的任何其他实施方式中，和/或反之亦然。另外，在可能的情况下，除非另有明确说明，否则本文中以单数形式表达的任何术语也意在包括复数形式，和/或反之亦然。如本文所用，“至少一个”应意指“一个或更多个”，并且这些短语旨在是可互换的。因此，用语“一(a)”和/或“一(an)”应表示“至少一个”或“一个或更多个”，即使在本文中也使用短语“一个或更多个”或“至少一个”。如本文中所使用的，除非上下文另外由于表达语言或必要的暗示而需要，否则词语“包括(comprise)”或诸如“包含(comprises)”或“含有(comprising)”的变体以包括性含义使用，即，指定存在所述特征，但不排除存在或添加本发明的各种实施方式中的其他特征。如本文所使用的，“一组”项目旨在暗示提供一个或更多个项目。

还将理解的是，尽管本文可以使用用语第一、第二等来描述各种要素，但是这些要素不应受到这些用语的限制。这些用语仅用于区分一个要素和另一个要素。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一要素可以被称为第二要素，并且类似地，第二要素可以被称为第一要素。如本文所使用的，用语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

在通常借助于无线电通信或其他电磁通信来操作的无线通信系统中的无线电通信的上下文中描述了实施方式。这样，无线通信系统包括被配置为经由接入节点与网络进行通信的至少一个无线通信设备。该网络可以包括核心网络和连接到该核心网络的多个接入节点。在各种实施方式中，无线系统可以包括蜂窝无线网络，其中多个接入节点可以覆盖连续的区域，并且被配置为当无线通信设备从一个小区移动到另一个小区时，将通信或连接从一个接入节点移交到另一接入节点。在这样的系统中，接入节点通常被称为基站。在用于LTE的3GPP系统中，术语eNB被使用，对于5G新无线电(NR)，术语gNB已经被采用。另选地，接入节点可以形成不连续的或不相关的覆盖，并且例如在一项或更多项3GPP 802.11规范下充当Wi-Fi接入点或热点。

在此，术语接入节点通常将被用于指定无线网络的实体，该实体用于建立和控制用于与无线通信设备进行通信的空中接口。此外，通信设备将是用于这样的无线设备的术语：该无线设备被配置为与接入节点进行通信并且可能直接与接入节点进行通信或经由其他通信设备。在3GPP下的规范中，这样的通信设备通常被称为用户设备UE。

图1示出了根据实施方式的无线通信系统10。无线通信系统10包括接入节点20和多个通信设备。在图1中，示出了两个通信设备30和40。接入节点20可以支持所谓的多输入多输出(MIMO)技术，因此，接入节点20可以具有大量的天线，例如几十个或超过一百个天线。

接入节点20包括天线装置22，该天线装置22包括在图1中用圆圈表示的多个天线。多个天线中的一个示例性天线由附图标记23表示。天线23可以按二维或三维天线阵列布置在载体上。接入节点20可以进一步包括用于天线23的相关联的(未示出)收发器。接入节点20还包括接入节点逻辑部21。接入节点逻辑部21联接到天线装置22，并且包括例如控制器、计算机或微处理器。逻辑部21还可以包括或连接到被配置为包括计算机可读存储介质的数据存储设备。数据存储设备可以包括存储器，并且可以是例如缓冲器、闪存、硬盘驱动器、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器、随机存取存储器(RAM)或其他合适的设备中的一者或更多者。在典型的装置中，数据存储设备包括用于长期数据存储的非易失性存储器和用作控制单元的系统存储器的易失性存储器。数据存储设备可以通过数据总线与逻辑部21的处理器交换数据。数据存储设备被认为是非暂时性计算机可读介质。逻辑部21的一个或更多个处理器可以执行存储在数据存储设备或单独的存储器中的指令，以便执行接入节点20的操作，如本文所述。接入节点20可以包括更多组件，例如电源，但是为清楚起见，这些组件在图1中未示出。尽管在图1中仅示出了一个天线装置22，但是接入节点20可以包括多于一个天线装置，例如，两个、三个、四个或甚至更多个，例如，几十个天线装置，这些天线装置可以彼此协作并且可以布置得彼此靠近或间隔开。

天线装置22可以被配置为向特定方向发送射频信号或简称为无线电信号(本文称为波束)。这些波束中的五个波束在图1中示出，并由附图标记50-54表示。波束的配置可以是静态的或动态的。射频信号向特定方向的发送可以通过MIMO技术中已知的波束成形技术来实现。在连接模式下，通信设备可能能够通过一个波束或可能地超过一个波束与接入节点20通信。然而，接入节点20可以通过波束扫描连续地播报其波束，其中波束是在不同资源中逐个播报的(例如，一次一个)，然后向通信设备提供向接入节点20报告的机会，以指示一个或更多个检测到的波束。这可以称为波束扫描。

天线装置22可以配备有双极化天线，因此可以具有发送和/或接收具有30任何极化(例如，第一极化和第二极化)的信号的能力，其中，第一极化和第二极化彼此正交。此外，特定空间分布的天线装置可以能够发送还具有与第一极化正交并且与第二极化正交的第三极化的射频信号。

在通信系统10中，如图1所示，可以设置多个通信设备，诸如，移动电话、移动和固定计算机、平板计算机、智能可穿戴设备或智能移动设备。在图1中示出了两个示例性通信设备30和40。通信设备30和40中的每一者可以被配置为与接入节点20通信。

在下文中，将更详细地描述通信设备30。然而，通信设备40可以包括与通信设备30类似的特征，并且因此可以类似地起作用。通信设备30包括一个或更多个天线。在图1所示的示例性实施方式中，通信设备30包括两个天线32和33。例如，天线32、33可以各自包括天线面板或天线阵列，或者天线32、33可以由包括多个天线的天线阵列形成。此外，通信设备30包括逻辑部31。逻辑部31可以包括例如控制器或微处理器。逻辑部31还可以包括或连接到被配置为包括计算机可读存储介质的数据存储设备。数据存储设备可以包括存储器，并且可以是例如缓冲器、闪存、硬盘驱动器、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器、随机存取存储器(RAM)或其他合适的设备中的一者或更多者。在典型的装置中，数据存储设备包括用于长期数据存储的非易失性存储器和用作控制单元的系统存储器的易失性存储器。数据存储设备可以通过数据总线与逻辑部31的处理器交换数据。数据存储设备被认为是非暂时性计算机可读介质。逻辑部31的一个或更多个处理器可以执行存储在数据存储设备或单独的存储器中的指令，以便执行通信设备30的操作，如本文所述。通信设备30可以包括更多组件，例如图形用户界面(graphical user interphase)和电池，但是为清楚起见，这些组件在图1中未示出。通信设备30的天线32、33可以被布置为彼此间隔开，例如，两个天线32和33可以靠近边缘地布置在通信设备的顶侧处。作为另选方式，一个或更多个天线可以被布置在通信设备30的顶侧处，而一些其他天线可以被布置在通信设备30的底侧处。两个或更多个天线32、33形成天线装置，由此通信设备30可以被配置为以多个设备波束34、35(例如，多个接收波束和多个发送波束，在本文中简称为设备波束34、35)接收无线电信号。例如，一个设备波束34可以被配置为用于接收和/或发送具有第一相移的无线电信号，而第二设备波束35可以被配置为用于接收和/或发送具有第二相移的无线电信号。在各种实施方式中，这可能意味着第一波束34被配置为在第一方向上接收和/或发送无线电信号，而第二波束被配置为在第二方向上接收和/或发送无线电信号。通信设备30由此被配置为以空间方向性进行通信。可以通过天线结构或者通过借助于连接到天线装置32、33的一个或更多个移相器的相位调整来设置这些方向。由于通信设备30可以是移动的，并且可以相对于接入节点20旋转，因此可以重复地要求设备波束调整和/或选择。

上述设置例如可以在以下场景中有利地使用。例如，接入节点20能够以任意极化进行通信。(例如，用户设备形式的)通信设备30可以被限制为单极化，或者能够区分不同的极化并且选择性地以不同的极化来进行通信。此外，至少一个设备可以是移动的，诸如，通信设备30。此外，上行链路和下行链路天线/天线面板可能不相同，从而互不适用，或者上行链路链接与下行链路链接的数量不同。

图2例示了图1的接入节点20。除了参照图1所阐述的内容之外，接入节点20可以被配置为对设备波束中的极化进行区分。这可以例如借助于连接在移相器与天线装置22之间的极化端口来设置。接入节点20可以被配置为使得一个波束54可以被配置为以第一极化接收和/或发送无线电信号301，而另一波束55可以被配置为以不同于第一极化的第二极化接收和/或发送无线电信号302。更具体地，第一极化和第二极化可以是正交的。

本文提供的解决方案基于这样的概念，即，获得关于哪些接入节点波束是相关联的知识对于通信设备30而言可能是有益的，从某种意义上说这样的波束具有非常相同的方向性但极化不同。然后，通信设备30可以判断波束对(即，一个接入节点波束和一个设备波束)的潜能(potential)，而不仅是针对具有任意极化的接收波束的确定的链路质量度量等级。在许多场景下，环境可能以促进单极化的方式影响接入节点20与通信设备30之间的发送信道。如果接入节点波束未与该极化对准，则通信设备30将不考虑此类波束。因此，本文建议，接入节点20引导具有相反极化但具有相同设置的至少两个不同波束54、55在这样的共同方向上进行发送，并提供使通信设备30知道这一点的手段。由此，通信设备30可以确定具有最佳极化的接入节点波束将给出的潜在性能。

如果接入节点20明确式地共享与极化相关的波束的列表，则这将增加开销，并且总吞吐量将降低。这也不是适合在初始接入中使用的方法。

因此，提出了一种方法和接入节点20，其中提供了与极化相关的波束的信息的含蓄共享。总体上，所提出的解决方案的一个方面涉及一种用于操作接入节点20以波束扫描的多个波束50-55发送无线电信号的方法。

在各种实施方式中，波束50-55可以被分配给特定无线电资源集合或与特定无线电资源集合相关联，并且天线装置22可以借助于逻辑部21而被配置为沿特定方向且以特定极化发送所述无线电资源集合。以波束发送的无线电信号301、302可以利用该波束的无线电资源通过该信号中携带的信息或数据来表征。

该方法涉及以第一波束54利用第一极化从接入节点20发送第一无线电信号301。第一波束54被配置为借助于接入节点20的天线装置22而具有第一波束方向。该方法还包括利用与第一极化不同的第二极化来发送第二无线电信号302。第二无线电信号302以第二波束55发送，其中，第二波束55被配置为借助于接入节点20的天线装置22而具有相同的第一波束方向。换句话说，第一无线电信号301和第二无线电信号302是利用共同的设置来配置的，以具有共同的方向性(诸如，共同的相位或相移)，但是不同的极化。在某些实施方式中，第一极化和第二极化是正交的。此外，根据预定规则，将第一无线电信号301的发送链接到第二无线电信号302的发送。

现在将参照附图结合该方法描述各种实施方式。

图3示意性地例示了与接入节点20相关联的、波束扫描中的发送和接收调度，并且将用于描述多个实施方式。应当注意，图3的调度是示例性的，而不是排他的。

当执行第一波束扫描310时，可以由接入节点20执行下行链路(DL)发送。具体地，可以在分配给具有不同波束索引BI的不同波束的无线电资源中发送无线电信号。在该附图中，各个波束中的发送是沿着轴线x在分开的情况下进行的，该轴线x可以是时间和/或频率。在某个时刻，通常在已完成的DL扫描310之后，可以向通信设备30、40提供上行链路(UL)机会来发送波束报告。这样的波束报告可以至少包括由相应的通信设备检测到的、在先前的波束扫描时段310中的一个或更多个接收到的DL发送的BI的指示。波束报告可以形成接入节点选择波束对的基础，以该波束对与通信设备30传送信号和数据。在时段330中，执行第二波束扫描，在该第二波束扫描中，可以再次在分配给具有不同BI的不同波束的无线电资源中发送无线电信号。

在用于发送无线电信号的波束当中，至少两个波束是相关联的，从某种意义上说它们是在相同或相关方向上发送的但极化不同。作为示例，分配给第一波束的第一波束标识被包括在该波束中发送的第一无线电信号中，并且分配给第二波束的第二波束标识被包括在该第二波束中发送的第二无线电信号中。

在各种实施方式中，预定规则可以规定具有相反或至少不同极化的这种方向相关的波束之间的链接。该链接可以由规范规定，例如，作为波束的强制配置。这样，被配置为在MIMO通信系统中操作的通信设备30、40也知道关于具有不同极化的方向相关的波束的预期波束配置。在另选实施方式中，规定可能在规范中是强制性的，由此，仅使用这样的强制性规定的通信设备可以被配置为获得以下信息：哪些波束与不同的极化是方向相关的。在又一实施方式中，在发送信号301、302或其他广播信号中发送的代码可以通知接收这样的信号的通信设备：接入节点20采用针对波束配置的链路规定的预定规则。

在一个实施方式中，预定规则可以规定波束是关于波束ID(BI)成对极化关联的。作为示例，BI为[0和1]的波束是相关联的，[2和3]以及[4和5]，等等。此方法可以是任何其他ID对。另一个示例可以是超过某个数字的BI与具有减去该数字的BI的波束相关联。因此，[0和64]，[1和65]，[k和(k+64)]，等等。对于每个这样的对，具有第一方向和第一极化的一个波束55被唯一地链接到具有相同或相关方向但极化不同的第二波束56。因此，预定规则将第一波束标识与第二波束标识链接。接收通信设备30可以基于接收到的无线电信号301、302中检测到的BI来获得该链接。

该实施方式提供了方向相关联的波束的有效映射，而无需配置的额外通信。此外，由于其链接到BI(该BI然而优选地被包括在波束的无线电信号301、302的发送中)，因此易于实现。出于相同的原因，通过读取或解码接收到的无线电信号301、302，通信设备30、40也容易获得该链接。

图4示出了与图3的实施方式类似的另一实施方式。然而，在图4的实施方式中，接入节点20被配置为对具有共同方向性但极化不同的波束使用相同的BI。优选地，将这样的波束分配给在时间和/或频率上不同的无线电资源集合。具体地，第一波束54和第二波束55具有共同的波束标识，例如，BI0。利用第一无线电资源集合来发送第一无线电信号301，而利用第二无线电资源集合来发送第二无线电信号，两者都以标记为BI0的波束进行。如果在一次波束扫描中在通信设备30中接收到两个无线电信号301、302，则该通信设备可以被配置为借助于将第一无线电资源集合链接到第二无线电资源集合的预定规则来推断这两个无线电信号301、302表示具有共同的方向性在极化方面不同的波束。

除了关于先前实施方式概述的益处之外，参照图4描述的实施方式具有附加的技术效果，即，预定规则不限制波束索引的使用。如果总计例如126个Bi可供使用，则在本实施方式中可以使用所有所述Bi，而不是仅使用一半。

如图4所示，具有共同波束索引BI的此类关联发送可以以连续对(即，0、0、1、1、2、2等)提供。在另选实施方式中，可以在扫描中以其他类型配置的对提供沿共同方向但具有不同极化的具有共同波束索引BI的发送。作为示例，在扫描中，可以首先在所有提供的BI中以第一极化发送无线电信号，然后可以在所有提供的BI中以第二极化发送无线电信号。

根据该实施方式，通信设备30将能够在不同的资源中检测到相同的ID，并且直接知道它们是不同的，但是(例如，通过正交性)与极化相关。如所指出的，该方法还具有额外的优点，即它不会增加波束计数。

图5例示了另一实施方式，其通常与图3和图4的实施方式重叠。然而，提供了用于链接相关联的波束(即，发送第一极化的无线电信号的第一波束55和发送第二极化的无线电信号的第二波束56，并且其中，第一波束55和第二波束56具有共同的方向性)的不同规则。该实施方式基于以下概念：通常以随时间重复的模式来扫描接入节点20的波束。然后通常将BI分配给预定的无线电资源位置。在图5的实施方式中，接入节点20被配置为在相关联的波束与BI之间交换资源位置。如图5的示例图所示，至少前两个无线电信号的BI已交换位置。换句话说，在第一扫描310中，接收通信设备30可以在第一资源位置检测到BI#0并且在第二资源位置中检测到BI#1。在随后的扫描330中，同一接收通信设备30可以在所述第二资源位置检测到BI#0，并且在所述第一资源位置检测到BI#1。由于资源位置和BI都被通信设备获得，因此将很容易检测到交换。根据预定规则，这将这两个波束标识为与共同的方向性但相反的极化相关联。预定规则因此可以包括执行第二波束扫描，其中第二波束标识被分配给第一波束，而第一波束标识被分配给第二波束。

在各种实施方式中，通信设备30可以被配置为在UL中发送波束报告，例如，在320处。即使接入节点20可以被配置为以多个波束发送无线电信号，通信设备通常也将仅检测到那些波束的子集。如所述，通信设备可以进一步被配置为以多个设备波束34、35接收无线电信号。波束报告可以包括波束对的标识，各个对包括来自接入节点的一个接收波束50-55(由其BI标识)和可能地设备波束34、35的标识的组合。接入节点20可以被配置为基于所发送的无线电信号从通信设备30接收这样的波束报告。具体地，基于来自接入节点的相关联的DL波束的含蓄通知的组合(如本文根据用于链接此类DL波束的许多不同规则所述的)，通信设备可以被配置为标识具有共同方向性但极化不同的波束的第一无线电信号与无线电信号之间的链接。该信息可以由通信设备30在选择要报告的波束对时使用。例如，通信设备30可以确定具有最佳极化的一个或更多个接入节点波束将给出的潜在性能，并因此包括或仅包括在无线电链路质量或强度方面提供最佳潜能的大多数波束的BI。

在一个实施方式中，向波束扫描的各个波束分配无线电资源集合。然而，通信设备30被配置为报告资源位置，而不是报告BI。在这样的实施方式中，在波束报告包括一个或更多个发送波束的无线电资源位置并且优选地不包括BI的情况下，方法将使得能够进一步减少开销。在这样的实施方式中，不同的资源位置优选地是按以下方式极化相关的：预定规则将一对资源位置唯一地链接到具有不同极化但是具有共同方向性的波束。

图6例示了在本发明的实施方式中发送和接收的步骤和信号。在左侧，示出了由无线通信网络的接入节点20执行的步骤。在右侧，示出了由通信设备30执行的步骤。所示出和描述的步骤与整个说明书中参照图1至图5提供的描述一致。

在各种实施方式中，提供了一种用于操作接入节点20以一个或更多个波束扫描310、330的多个波束50-55发送无线电信号的方法。此外，提供了一种操作通信设备30基于以接入节点波束扫描310的多个波束50-55接收到的无线电信号来确定给接入节点20的波束报告620的方法。

在第一波束扫描310的步骤605中，接入节点20以具有第一波束方向的第一波束(54)利用第一极化来发送第一无线电信号(301)，并且利用第二极化来发送第二无线电信号302。第一无线电信号与第二无线电信号之间的极化是不同的，优选是正交的。然而，它们是以具有共同方向的波束54、55发送的。此外，根据预定规则，将第一无线电信号的发送链接到第二无线电信号的发送。

在步骤610中，通信设备30接收由接入节点20发送的至少一些无线电信号，包括第一信号301和第二信号302。所接收的无线电信号可以包括与携带第一无线电信号301和第二无线电信号302的波束54、55有关的波束索引BI。

在针对上面参照图5所述的一些实施方式执行的步骤607中，执行第二波束扫描330，其中第一波束54与第二波束55之间的极化被交换。

在步骤612(如果执行了步骤607则执行该步骤)中，通信设备以波束54、55接收无线电信号，由此在步骤610和612中在交替的资源位置中接收到波束索引BI0和BI1。

在步骤614中，通信设备30可以基于将第一无线电信号301和第二无线电信号302的发送链接的预定规则来确定这些无线电信号是从接入节点20以不同的极化但利用共同的方向性来发送的。换句话说，通信设备可以被配置为基于预定规则来确定第一无线电信号和第二无线电信号是以不同的极化但是沿共同的方向被发送的。

在步骤616中，通信设备可以被配置为确定一个或更多个接收波束54、55用于上行链路报告，或者确定由通信设备30的一组天线32、33配置的、各自包括一个接收波束和一个设备波束的波束对。该步骤可以包括选择提供令人满意的链路质量(例如，由接收到的无线电信号301、302的信号强度测量确定)的波束或波束对。

在步骤618中，通信设备30可以基于接收到的无线电信号301、302来发送波束报告620，并且指示所选择的波束(例如，如在步骤616中确定的)。这可以在以多个波束进行的接入节点发送的第一波束扫描310与第二波束扫描330之间的时段320内发生。由于通信设备30被配置为根据所述预定规则来标识第一无线电信号与第二无线电信号之间的链接，因此波束报告可以被配置为包括具有共同方向性和不同极化的接收波束的指示(诸如，BI)，即使没有以最佳或令人满意的信号强度接收到相关联的无线电信号301、302中的一者或两者。在一些实施方式中，在向波束扫描310的各个波束54、55分配无线电资源集合的情况下，波束报告620可以包括一个或更多个发送波束的无线电资源位置。特别是，波束报告可以包括资源位置的指示而不是波束索引BI。

在步骤608中，接入节点20基于发送的无线电信号301、302从通信设备30接收波束报告620，该通信设备30被配置为根据所述预定规则来标识第一无线电信号与第二无线电信号之间的链接。

步骤609表明波束扫描是重复的或复现的事件，并且波束扫描发送310、330的时段可以在向通信设备30提供在UL中进行发送的机会(例如，用于发送波束报告)的时段320之后再次开始。