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它实施方式中，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它特征。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它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成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，并且被配置成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，并且对于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。

在本文中，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，通信设备将是用于如下无线设备的术语：该无线设备被配置成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它通信设备与接入节点进行通信。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还可以包括用于天线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。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彼此间隔开。

天线装置22可以被配置成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传输可以通过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，可以布置多个通信设备，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成与接入节点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成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)或其它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内存的易失性存储器。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，例如图形用户接口(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，而一些其它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被配置成以多个设备波束34、36、38接收无线电信号，如将参照图2进一步讨论的。通信设备30可以被配置成操作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、36、38。例如，一个设备波束34可以被配置成用于接收和/或发送具有第一相移的无线电信号，而第二设备波束36可以被配置成用于接收和/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被配置成在第一方向上接收和/或发送无线电信号，而第二波束被配置成在第二方向上接收和/或发送无线电信号。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，并且由此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。

图2例示了图1的通信设备30。除了参照图1所阐述的内容之外，通信设备30可以被配置成区分设备波束中的极化。这可以例如借助于连接在移相器与天线32、33之间的极化端口来布置。通信设备30可以被配置成使得一个设备波束34可以被配置成以第一极化接收和/或发送无线电信号341，而另一波束35可以被配置成以不同于第一极化的第二极化接收和/或发送无线电信号351。更具体地，第一极化和第二极化可以是正交的。

在NR中，波束的概念很重要。传统地，波束是抽象对象，其仅被认为是例如在接入节点20(例如，eNB)与通信设备30BS(例如，UE)之间的可能链路。因此，波束仅以编号或标识为特征。向BS提供不仅仅是“可能的路径编号X具有Y的质量”的信息会为接入节点提供作出有关通信设备调度和传输模式的更好决策的可能性。与道路网的相似性很强。与我们知道道路1和道路2彼此分开仅50m被建造而道路3则以完全不同的方式链接城市相比，如果我们只知道在A点与B点之间存在三条道路(即，道路1、道路2和道路3)，则我们要引导交通更加困难。本发明是基于为接入节点20提供关于所报告波束的极化特性的信息的思想的。在各种实施方式中，这涉及报告所报告波束中的哪些波束被配置有共同的设置但是极化不同。这可能指的是具有不同极化(例如，正交波束)但在其它方面被相同地配置的一对波束。在各种实施方式中，这样的一对波束可以具有相同的物理方向特性或空间特性(诸如，到达角度或离开角度)但是极化不同。发明人已经认识到，一旦从SISO传输发展到NR中的(上行链路)-MIMO，这将证明是很重要的。

图3例示了表格，该表格示意性地示出了在上行链路和下行链路二者中操作MIMO的无线通信系统的示例性实施方式中，可以由通信设备30在检测到下行链路中的无线电信号时收集的信息。两个或更多个天线32、33形成天线装置，由此通信设备30的逻辑部31被联接至天线装置并被配置成以不同设备波束从无线网络接收一个或更多个可识别的无线电信号(诸如，图2的341、351)。一旦接入节点20结束波束扫描，通信设备30就已经跨所有或至少多个检测到的接入节点tx波束以及所有它自己的rx设备波束收集了信号强度。所获取的信息可以如在图3的表格中那样被可视化，其中在多个行中列出了多个接入节点波束1至5，并且在多个列1至6中列出了多个设备波束。

在这种情形下，可以以所谓的波束对来执行接入节点20与通信设备30之间的连接和通信。参照图1，这样的波束对可以例如是波束50、34。通信设备30的逻辑部31被配置成基于接收到的无线电信号来确定针对一个或更多个设备波束的链路质量度量。参照图3的表格，针对接入节点波束2和设备波束1的组合标记链路质量度量“8”，这意味着如果接入节点20要选择波束2和UE波束1，则在某些测量系统中，通信链路的链路质量为8。

在无线网络使用或声明了MIMO传输的情形下，通信设备30可以被配置成报告几个(在规格上可配置的)优选波束对。本文所针对的问题是，如从接入节点20看到的那样，所报告的波束索引只是编号，对于设备波束没有适当的物理意义。更具体地，接入节点20不能知道哪些设备波束被配置成在哪些方向上用于信号接收，因此不能使用该信息。

由于这些原因，建议将通信设备配置成向接入节点20发送设备波束指示数据，所述设备波束指示数据包括针对所述一个或更多个设备波束中的至少一个设备波束的链路质量度量，所述设备波束指示数据被格式化以标识所述多个设备波束中的被配置有共同的设置但是极化不同的至少一个对。如所指出的，这可以指的是具有不同极化(例如，正交极化)但在其它方面被相同地配置的一对波束。在各种实施方式中，该对波束可以具有相同的物理方向特性或空间特性但是不同的极化。这样的一对波束可以例如借助于被连接至天线装置32、33的一个或更多个移相器来配置有共同的相移、相位设置或相位调整的设置。在各种实施方式中，该对波束可以被配置有共同的设置，以定义共同的波束角度，诸如，到达角度或离开角度。在此上下文中，应当理解，在无线电通信内的波束成形领域中，以其通常已知的含义使用波束对，即，一个下行链路(DL)波束和一个上行链路(UL)波束。该对设备波束是指通信设备30的两个波束，其中，已从接入节点检测到无线电信号，这对波束具有不同的极化，但借助于共同的设置(诸如，共同的相移或相位设置或相关或共同的到达方向或离开方向)而相关。

例如，可以借助于在通信设备30的天线装置中的一个或更多个贴片天线来实现在具有共同的设置的波束中的不同极化的无线电信号的检测和区分。尽管从图3的表格看起来，似乎通信设备30具有6个波束，它们可以因此被配置成成对出现。存在由图1中所示的设备波束34、36、38表示的3个不同的到达角度AoA(和/或离开角度AoD)，并且对于每个角度或方向，存在两个极化。在每个方向上，因此可以报告例如图2的34和35两个波束。如今，接入节点20不能认为这是理所当然的，因为通信设备30的天线配置可能取决于实现方式。然而，通过格式化设备波束指示数据以标识所述多个设备波束中的被配置有共同的设置但极化不同的至少一个对，上行链路波束对报告将向通信节点20隐式地传达关于通信设备30中的波束配置的信息。而且，这是在没有通过空中接口提供的任何数据开销的情况下获得的。

优选地，设备波束指示数据根据预定规则被格式化，以标识设备波束的一对或更多对34、36。在各种实施方式中，这可以通过以下面为条件来实现：使所述对中的具有第一极化的第一设备波束34的标识借助于在设备波束指示数据中提供的索引或顺序唯一地链接到所述对中的第二波束36。

在各种实施方式中，预定规则由通信设备30和无线网络(具体来说是接入节点20)共享，并且因此不需要开销数据来传达规定配对或规则的数据。在一个实施方式中，预定规则由规范定义。该规则在规范下可能是强制性的，或者在通信设备向无线网络提供其支持以针对至少一个共同的波束配置设置(诸如一个方向)的两个极化的通信的信息的情况下是强制性的。在各个实施方式中，通信设备30因此可以被配置成向无线网络发送指示极化区分能力的能力指示。这可以在接入无线网络时执行，并且因此通常可以针对在该网络内的后续小区重选而避免。

图4示意性地例示了与图3中相同的表格，但是在此共同的设置(诸如相同方向的)的波束被标记为成对的分组41、42、43。对于这些对中的每个对，例如对于对41，存在被配置成接收第一极化的无线电信号341的第一波束34以及被配置成接收第二极化的无线电信号351的第二波束35。第一极化和第二极化是不同的，并且优选是正交的。

图4的表格例示了通信设备波束被格式化以用于要成对不知的上行链路波束报告中，其中，连续报告的设备波束或连续设备波束索引与具有诸如共同方向或相关方向之类的共同的设置的波束有关。在这样的实施方式中，设备波束指示数据可以根据预定规则被格式化以标识设备波束的每个对，例如，如(奇数索引，下一偶数索引)，这导致接入节点能够将设备波束对确定为(1，2)、(2，4)、(5，6)。

在格式化设备波束指示数据以标识被配置有共同的设置但极化不同的一对或更多对多个设备波束的步骤的范围内，其它另选方式也是可行的。一个这样的变型例可以包括提供多个通信设备波束的报告，其中，波束的前半部分具有第一极化，而波束的后半部分具有不同的、优选正交的极化。例如，对于设备波束索引i＝1至k，接入节点20可以根据预定公式(i，i+k/2)来评估配对。在图3的示例中，波束指示数据标识6个设备波束，这意味着设备波束对可以由接入节点20根据来自通信设备30的上行链路报告确定为(1，4)、(2，5)、(3，6)。

在各种实施方式中，通信设备可以被配置成根据从接入节点20提供或检测到的波束50至55确定要报告哪些波束。这可以包括确定哪些DL波束(即，接入节点波束50至55)以及哪些UL波束(，即设备波束34至39)适合用于数据通信。接入节点20将决定使用哪个波束对，但是通信设备30将借助于波束指示数据来提供关于合适的波束对的信息。因此，通信设备30可以被配置成基于通信设备支持或期望用于数据传输的多个上行链路波束、借助于波束指示数据来确定要报告的波束对的哪个子集，其中，所述波束指示数据标识波束的所述子集的所述链路质量度量。

在各种实施方式中，获得进一步的技术效果，因为通信设备30可以报告波束指示数据，以隐式地通知接入节点20具有不同极化但是在其它方面具有共同的设置(诸如，相关方向)的设备波束34、35。在这样的实施方式中，通信设备30可以被配置成确定具有第一极化的当前使用的设备波束34的链路质量，并且其中，所述波束指示数据被格式化以标识当前未使用的设备波束36，其中，所述使用的波束和所述未使用的波束形成所述至少一对设备波束。因此，该实施方式提供了预定规则的用于提供例如具有不同极化的方向相关的设备波束的信息的另一变型例，其中，一个或更多个当前使用的波束也在正交极化中被探测(sound)(SRS)。对于这样的正交但相关的波束，在预定义资源中存在SRS的事实通知接入节点20。

图5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执行的步骤，主要由接入节点20执行。在右边，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4提供的描述一致。

在各种实施方式中，通信设备30可以向无线网络发送510能力指示520，该能力指示520指示极化区分能力。可以在无线通信系统的任何接入节点中接收500能力指示520。在规定了极化区分能力(例如，由规范规定)或者无线网络可以通过其它数据或信号检测到极化区分能力的情况下，可以省去这些步骤。因此，这些步骤在图中用虚线表示。

在步骤502中，接入节点20发送至少一个可识别的无线电信号321、322，并且通常发送多个可识别的无线电信号。所发送的信号可以例如被整形为以波束扫描的形式从接入节点发送的同步信号(所谓的SS突发)。在步骤512中，在通信设备30中接收至少一个可识别的无线电信号321、322。所述无线电信号321、322中的至少一个无线电信号可以源自接入节点20。

在步骤514中，通信设备30基于至少一个或更多个接收到的无线电信号来确定针对一个或更多个设备波束34、35的链路质量度量。该步骤可以包括确定反映或基于接收到的一个或更多个无线电信号321、322的检测信号强度的链路质量度量。

在可选的步骤515中，通信设备30可以基于通信设备支持或期望用于数据传输的多个上行链路波束来确定所述一个或更多个波束的子集。然后，波束指示数据将标识波束的所述子集的链路质量度量。

在步骤516中，通信设备将设备波束指示数据522发送到无线网络的接入节点20，所述设备波束指示数据522包括所述一个或更多个设备波束中的至少一个设备波束的链路质量度量。在步骤504中，在接入节点20中接收设备波束指示数据522。设备波束指示数据可以形成指示多个波束对的链路质量的波束对报告的一部分，每个波束对被针对接入节点20的一个DL tx波束和通信设备30的一个rx设备波束而提供。设备波束标识数据因此可以标识与接收到的512的无线电信号321、322相关联的标识。可以从在接收到的至少一个无线电信号321、322中或与接收到的至少一个无线电信号321、322相关联地获得的波束索引数据中获取接入节点20的tx波束的标识。设备波束标识数据522被格式化以标识所述多个设备波束中的被配置有共同的设置(诸如，共同的相位或共同的方向)但极化不同的至少一对设备波束34、35。在各种实施方式中，设备波束标识数据522可以根据预定规则被格式化，例如，如通信设备30和接入节点20两者所指定和已知的那样，以标识至少一对设备波束34、35，例如根据本文提供的任一示例。

在步骤506中，接入节点20可以被布置为配置用于波束成形的天线装置22。在各种实施方式中，这涉及基于设备波束指示数据522来配置天线装置以便以一个或更多个接入节点波束进行通信。这可能涉及选择报告的波束对中的与设备波束指示数据522相关联的一个波束对。

该过程的暗含含义之一是，它允许接入节点20决定应使用波束MIMO还是极化MIMO。波束MIMO涉及以两个不同AoA的通信，并且需要更多的波束管理。极化MIMO仅涉及一个AoA，但涉及两个极化，并且需要较少的波束管理。具体地，接入节点20可以考虑通信设备30的报告的设备波束指示数据522，该设备波束指示数据提供关于以具有共同的设置(诸如，共同的方向性)的波束接收具有不同极化的两个流的可能性的信息。接入节点20还可以考虑其它通信设备的业务信息，并且在步骤506中做出关于采用哪些波束或波束对的决定。由于接入节点20知道其自身的极化特性，因此如果通信设备30在给定方向上施加极化波束形成，则其完全控制该情况并且可以预测链路质量。总体上，获得了用于在步骤506中做出波束选择决定的改进基础。

在步骤508，接入节点20可以将确定的波束对数据524发送到通信设备30，该通信设备30在步骤518接收该波束对数据524。信号或有效载荷数据随后可以在接入节点20与通信设备30(未示出)之间的DL和/或UL中传送，在通信设备处执行时，数据524可以被在连接模式下共享。

在步骤526中，接入节点20可以优选地通过广播再次发送无线电信号321、322，以供通信设备接收，并重复所描述的过程。在各种实施方式中，步骤526可以提供从第一波束扫描到第二波束扫描的步骤。