DE112018007826T5 - Nicht-orthogonaler mehrfachzugriff und mehrfinger-strahlformung - Google Patents

Abstract

Verfahren, Vorrichtung und computerlesbare Medien werden beschrieben, um Mehrfmger-Strahlformung für Multimeterwellenkommunikationen zu verwenden. Eine Basisstation ist einem ersten und zweiten Benutzerendgerät zugeordnet. Gewichtungssummenraten werden für das Benutzerendgerät bestimmt. Übertragungen an das Benutzerendgerät werden basierend auf den Gewichtungssummenraten geplant. Daten werden für das erste Benutzerendgerät codiert und basierend auf dem Plan gesendet. Daten werden für das zweite Benutzerendgerät codiert und basierend auf dem Plan gesendet. Die Übertragungen werden in dem Leistungsbereich gemultiplext.

Description

• GEBIET DER OFFENBARUNG
• Aspekte beziehen sich auf drahtlose Kommunikationen. Einige Aspekte beziehen sich auf drahtlose Netzwerke, umfassend 3GPP- (Third Generation Partnership Project; Partnerschaftsprojekt der dritten Generation) Netzwerke, 3 GPP LTE-(Long Term Evolution; Langzeitentwicklung) Netzwerke, 3GPP LTE-A- (LTE Advanced) Netzwerke und Netzwerke der fünften Generation (5G), umfassend 5G New Radio- (NR) (oder 5G-NR) Netzwerke und 5G-LTE-Netzwerke.
• HINTERGRUND
• Die mobile Kommunikation hat sich von frühen Sprachsystemen zu der heutigen hoch entwickelten integrierten Kommunikationsplattform erheblich weiterentwickelt. Es ist vorgesehen, dass das zellulare System der nächsten Generation (5G+) 1.000-mal mehr Datenverkehr als aktuelle zellulare Systeme aufweist. Um eine Steigerung des Datenvolumens um das 1.000-fache zu realisieren, werden die Verwendung neuer Frequenzbänder wie Millimeterwellen- (mmWave) Bänder und die Verdichtung des Netzes, z. B. ultra-dichte Netze (UDN; ultra-dense networks), zwei zentrale Wegbereiter sein. Der hohe Ausbreitungsverlust, die Richtwirkung, Hardware-Beeinträchtigungen (Breitbandfilter, Phasenrauschen usw.) und die Kanaldynamik aufgrund der Mobilität von mmWave-Kommunikationen erfordern neue Gedanken und Einblicke in Architekturen und Protokolle. Die Bänder unter 6 GHz, z. B. LTE usw., sind bereits überlastet und weisen eine begrenzte Datenkapazität auf. Als Lösung kann das große Spektrum der Millimeterbänder für hohe Datenraten berücksichtigt werden. Aufgrund des hohen Pfadverlusts von mmWave-Bändern müssen phasengesteuerte Array-Antennensysteme jedoch eine Strahlformungsverstärkung aufweisen. Phasengesteuerte Arrays weisen jedoch eine begrenzte Anzahl von Antennen-Ports auf, was sowohl die Anzahl der Benutzer, die jeweils bedient werden können, als auch den durchschnittlichen Zellendurchsatz für zellulare mmWave-Kommunikationen begrenzt.
• Figurenliste
• Die vorliegende Offenbarung ist beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente anzeigen und in denen gilt:
• 1 stellt ein Millimeter- (mm) Wellen- (mmWave) zellulares Netz gemäß einigen Aspekten dar.
• 2 stellt ein gleichmäßiges lineares Array mit Mehrfmger-Strahlformung gemäß einigen Aspekten dar.
• 3 stellt ein direktionales Sektor-Sweeping gemäß einigen Aspekten dar.
• 4A stellt einen einzelnen Strahl mit maximaler Strahlformung gemäß einigen Aspekten dar.
• 4B stellt zwei Strahlen mit Strahlformungsverstärkungen gemäß einigen Aspekten dar.
• 5 stellt einen unidirektionalen Strahl und eine Einzelbenutzer-Planung gemäß einigen Aspekten dar.
• 6 stellt unidirektionale Strahlformung und eine Zwei-Benutzer-Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff- (NOMA; non-orthogonal multiple access) Planung gemäß einigen Aspekte dar.
• 7 stellt eine bidirektionale Strahlformung und Zwei-Benutzer-NOMA-Planung gemäß einigen Aspekten dar.
• 8 stellt eine Kumulativverteilungsfunktions- (CDF; cumulative distribution function) Kurve für Strahlverstärkung eines Zwei-Finger-Codebuchs gemäß einigen Aspekten dar.
• 9 stellt einen Vollduplex-Sendeempfänger mit einem Selbstinterferenzunterdrücker gemäß einigen Aspekten dar.
• 10A stellt einen realen Abgriff dar.
• 10B stellt einen komplexen Abgriff gemäß einigen Aspekten dar.
• 11 zeigt die komplexe Antwort eines Leckkanals mit unterschiedlichen Inphasen- und Quadraturphasen-Frequenzantworten.
• 12 stellt einen komplexen Abgriff gemäß einigen Aspekten dar.
• 13 stellt eine Hüllkurvenverzögerung für ein moduliertes Signal gemäß einigen Aspekten dar.
• 14 stellt eine Trägerphasenverschiebung für ein moduliertes Signal gemäß einigen Aspekten dar.
• 15 stellt einen komplexen Abgriff, der verwendet werden kann, um eine Hüllkurvenverzögerung und eine Trägerphasenverschiebung zu kompensieren, gemäß einigen Aspekten dar.
• 16 stellt ein auf einem komplexen Abgriff basierendes Endliche-Impulsantwort- (FIR; finite impulse response) Filter dar.
• 17 stellt ein Blockdiagramm eines komplexen Abgriffs gemäß einigen Aspekten dar.
• 18 stellt simulierte Phasenverschiebungen, die durch Variieren der Gewichtungen A und B erreicht werden können, gemäß einigen Aspekten dar.
• 19 stellt ein Ende-zu-Ende-Blockdiagramm eines RF-RF-Unterdrückers mit drei programmierbaren Abgriffen gemäß einigen Aspekten dar.
• 20 stellt die Unterdrückung versus Übertragungsfrequenz einer Zwei-Abgriff-FIR gemäß einigen Aspekten dar.
• 21 stellt die Unterdrückung versus Übertragungsfrequenz einer Drei-Abgriff-FIR gemäß einigen Aspekten dar.
• 22 stellt die simulierte Größe, Phase und Gruppenverzögerungs-Antwort eines Kanals und Unterdrückers bei einer Übertragungsfrequenz von 5,69 GHz für ein Zwei-Abgriff-FIR-Filter gemäß einigen Aspekten dar.
• 23 stellt die simulierte Größe, Phase und Gruppenverzögerungs-Antwort eines Kanals und Unterdrückers bei einer Übertragungsfrequenz von 5,69 GHz für ein Drei-Abgriff-FIR-Filter gemäß einigen Aspekten dar.
• 24 stellt Schritte zum Herleiten einer gewünschten Halbwertsstrahlbreite für ein UE gemäß einigen Aspekten dar.
• 25 stellt eine Herleitung einer Winkelbewegung gemäß einigen Aspekten dar.
• 26 stellt Beschränkungspunkte und ein resultierendes Muster für fünf Strahlen gemäß einigen Aspekten dar.
• 27 stellt einen Algorithmus, der einen optimalen Strahlformungsvektor w* zurückgibt, gemäß einigen Aspekten dar.
• 28 stellt eine einzelne lineare Gruppenantenne für jede von einer Senderkette und einer Empfängerkette gemäß einigen Aspekten dar.
• 29 stellt beispielhafte Beschränkungspunkte für ein Vollduplex-Codebuch gemäß einigen Aspekten dar.
• 30 stellt beispielhafte Strahlformungs-Muster, die durch Aspekte für Lenkwinkel von 50 und 130 Grad erzeugt werden, gemäß einigen Aspekten dar.
• 31 stellt einen Performance-Vergleich zwischen einem Diskrete-Fourier-Transformation- (DFT; discrete Fourier transform) Codebuch und einem Codebuch basierend auf offenbarten Aspekten dar.
• 32 stellt einen Leistungsverlust an einem Hauptstrahl im Vergleich zu einem DFT-Codebuch gemäß einigen Aspekten graphisch dar.
• 33 stellt eine Gruppenantennen-Struktur für einen mmWave-Vollduplex-Sendeempfänger gemäß einigen Aspekten dar.
• 34 stellt eine Gruppenantennen-Struktur für einen mmWave-Vollduplex-Sendeempfänger gemäß einigen Aspekten dar.
• 35 stellt eine beispielhafte Gruppenantennen-Struktur zum Entwerfen eines Codebuchs gemäß einigen Aspekten dar.
• 36 stellt eine Performance eines Codebuch-Entwurfs für einen Mehrpanel-Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger gemäß einigen Aspekten dar.
• 37 stellt eine Performance eines Codebuch-Entwurfs für einen Mehrpanel-Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger gemäß einigen Aspekten dar.
• 38 stellt eine Benutzervorrichtung gemäß einem Aspekt dar.
• 39 stellt eine Basisstation oder einen Infrastrukturausrüstung-Funkkopf gemäß einem Aspekt dar.
• 40A und 40B stellen Aspekte eines Funk-Frontendmoduls dar.
• 41A stellt eine beispielhafte Millimeterwellen-Kommunikationsschaltungsanordnung gemäß einigen Aspekten dar.
• 41B und 41C stellen Beispiele für die Sendeschaltungsanordnung in 41A in einigen Aspekten dar.
• 41D stellt eine beispielhafte Funkfrequenzschaltungsanordnung in 41A gemäß einigen Aspekten dar.
• 41E stellt die beispielhafte Empfangsschaltungsanordnung in 41A gemäß einigen Aspekten dar.
• 42 stellt ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung wie beispielsweise eines Evolved Node-B (eNB), eines neuen Generation-Node-B (gNB), eines Zugriffspunkts (AP; access point), einer drahtlosen Station (STA), einer Mobilstation (MS; mobile station) oder eines Benutzerendgeräts (UE; user equipment) gemäß einigen Aspekten dar.
• Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen. Die gleichen Bezugszeichen können in unterschiedlichen Zeichnungen verwendet werden, um die gleichen oder ähnliche Elemente zu identifizieren. In der folgenden Beschreibung werden spezifische Details zu Erklärungszwecken und nicht einschränkend ausgeführt, wie beispielsweise bestimmte Strukturen, Architekturen, Schnittstellen, Techniken etc., um ein tiefgreifendes Verständnis der verschiedenen Aspekte von verschiedenen Aspekten bereitzustellen. Für Fachleute auf dem Gebiet, die den Vorteil der vorliegenden Offenbarung haben, ist es jedoch offensichtlich, dass die verschiedenen Aspekte der verschiedenen Aspekte bei anderen Beispielen, die von diesen spezifischen Details abweichen, praktiziert werden können. Bei bestimmten Fällen werden Beschreibungen von bekannten Vorrichtungen, Schaltungen und Verfahren weggelassen, um die Beschreibung der verschiedenen Aspekte nicht mit unnötigen Details zu verunklaren.
• Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen stellen bestimmte Aspekte ausreichend dar, um es Fachleuten zu ermöglichen, diese auszuführen. Andere Aspekte können strukturelle, logische, elektrische, prozessuale und andere Veränderungen umfassen. Abschnitte und Merkmale mancher Aspekte können bei anderen Aspekten umfasst sein oder gegen solche aus anderen Aspekten ausgetauscht werden. Die in den Ansprüchen dargelegten Aspekte umfassen alle verfügbaren Entsprechungen dieser Ansprüche.
• BESCHREIBUNG
• Verschiedene Aspekte beschreiben eine analoge Mehrstrahl-Strahlformung mit Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff- (NOMA) Schema für phasengesteuerte mmWave-Array-Systeme. Mit diesen Aspekten kann der durchschnittliche Zellendurchsatz im Vergleich zu aktuellen mmWave-Kommunikationssystemen um bis zu 10% steigen. Das NOMA-Schema erlaubt es einem Sender, mehrere Benutzer mit einer einzelnen Funkfrequenz- (RF; radio frequency) Kette zu bedienen. Zusätzlich kann der Sender basierend auf der Mehrfinger-Strahlformung mehrere Benutzer in verschiedenen Richtungen bedienen. Somit erhöhen hierin beschriebene Aspekte den Zellendurchsatz und erlauben es Benutzern in verschiedenen Richtungen, unter Verwendung einer einzelnen RF-Kette bedient zu werden.
• 1 stellt ein Millimeter- (mm) Wellen- (mmWave) zellulares Netz 100 gemäß einigen Aspekten dar. Das Netzwerk 100 umfasst mehrere Basisstationen wie beispielsweise 110, 112 und 114 und mehrere Benutzerendgeräte (UEs) wie beispielsweise 120, 122 und 124. Die Basisstationen 110, 112 und 114 und die UEs 120, 122 und 124 können eine analoge phasengesteuerte Gruppenantenne umfassen, wie z. B. analoge und hybride Strahlformungs-Arrays mit einzelnen oder mehreren Antennen-Ports (RF-Ketten).
• 2 stellt ein gleichmäßiges lineares Array mit Mehrfinger-Strahlformung gemäß einigen Aspekten dar. Der Einfachheit halber ist ein einzelner Antennen-Port an der Basisstation (BS; base station) und den UEs, z. B. analoge Strahlformung mit analogen Phasenschiebern, in 2 gezeigt. Bekannte Systeme, die eine BS aufweisen, verwenden eine einzelne Strahlrichtung mit einem Diskrete-Fourier-Transformation- (DFT) Codebuch und bedienen jeweils nur einen einzelnen Benutzer. Ein Formen eines unidirektionalen Strahls begrenzt den Zellendurchsatz von Mehrbenutzer-Kommunikationen, da die Wahrscheinlichkeit, mehrere Benutzer in derselben Richtung aufzuweisen, sehr gering sein kann, wenn die Anzahl von Antennen sehr groß ist und die Benutzerdichte gering ist.
• Um ein Bedienen mehrerer Benutzer zu erlauben, beziehen sich verschiedene hierin beschriebene Aspekte auf Mehrfmger-Strahlformung und Mehrbenutzer-Planung mit Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff-Techniken. Der Zellendurchsatz kann durch ein Ermöglichen einer mehrdirektionalen Strahlformung verbessert werden. Mehrfmger-Strahlformung kann durch Anpassen der Phasenschieberwerte entworfen werden. Ein Algorithmus zum Entwerfen einer Strahlformung kann die gewünschten Strahlrichtungen, Strahlformungsverstärkungen und den maximalen Nebenkeulenpegel als Eingabe nehmen und optimale Phasenschieberwerte der kleinsten Quadrate erzeugen, um das gewünschte Strahlmuster zu erzeugen. Ein beispielhaftes Strahlmuster 202 für 16 Antennenelemente 204 ist in 2 gezeigt. In offenbarten Systemen kann der Algorithmus zum Entwerfen der erforderlichen Strahlmuster an der BS implementiert sein.
• Ein zellulares Netzwerk, wie z. B. Netzwerk 100, kann mit dem folgenden Modell beschrieben werden. Die Sendeleistung einer BS kann bezeichnet werden durch P_t. Abstand zwischen BS_i und UE_j kann bezeichnet werden durch d_ji, j = 1, ..., N und i = 1, ..., K und der Pfadverlust zwischen BS_i und UE_j als l(d_ji). Die Gesamtanzahl von Antennen an der BS und dem UE wird jeweils angenommen als N_bs und N_ue. Die Strahlformungsverstärkung von BS_i zu UE_j kann bezeichnet werden als G_ji, was sowohl die Sender- als auch die Empfänger-Strahlformungsverstärkung berücksichtigt, z.B. , G_ji = 10log₁₀(N_ue/V_bs). Daher kann bei jedem Planungsintervall, unter Berücksichtigung der synchronen Übertragung der BS, das empfangene Downlink- (Abwärts) Signal-zu-Rausch-plus-Interferenz-Verhältnis (SNIR; signal-to-noise-plus-interference ratio) bei UE_j geschrieben werden als: $$SNI{R}_{ji}=\frac{P_t{G}_{ji}l\left(d_{ji}\right)}{{\sigma }^2+{\displaystyle {\sum }_{i=1}^N{P}_t{G}_{ji}l\left(d_{ji}\right)}},\text{ wobei }{\sigma }^2\text{ die Rauschleistung ist}.$$

  
• Bei einem Aspekt führen sowohl die BS als auch das UE eine Sektor-Ebene-Sweep- (SLS; sector level sweep) Prozedur aus, bei der die BS und das UE einen einzelnen Strahl formen, der sequenziell alle Richtungen abdeckt, um die besten Sende- und Empfangssektoren zu finden. 3 stellt ein direktionales Sektor-Sweeping gemäß einigen Aspekten dar. Eine Basisstation 302 teilt die Richtungen in Halbwertsstrahlbreiten, θ_HPBW, sodass es insgesamt an der BS 302 $\frac{360}{{\theta }_{HPBW}}$

  

  Strahlen gibt, wie z. B. 310. Bei verschiedenen Aspekten kann der Wert von θ_HPBW zwischen 10 und 45 sein.
• Ignoriert man die Zwischenzellinterferenz, misst jedes UE 320 während des SLS die stärkste Referenzsignal-Empfangsleistung (RSRP; reference signal received power) von allen benachbarten BSs, z. B. 302. Dann ist jeder Benutzer einer einzelnen BS zugeordnet, die diejenige BS ist, von der das UE 320 das stärkste Referenzsignal durch den strahlgeformten Kanal empfängt. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Zuordnungsregel erweitert werden kann, wenn es eine Interferenz gibt, in welchem Fall die Zuordnungsregel auf dem Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-Verhältnis (SINR; signal-to-interference and noise ratio) basieren kann.
• Kurz gesagt, kann der Index der BS, die einem jten Benutzerendgerät zugeordnet ist, bezeichnet werden durch: $$i_j=\underset{i\in \mathrm{1,..,}N}{{\displaystyle max}}{P}_t{G}_{ji}l\left(d_{ji}\right).$$

  
• Es kann eine Benutzerplanung erfolgen, um mit Kriterien der proportionalen Fairness übereinzustimmen. Die momentane Rate des Benutzers j kann bezeichnet werden durch r_j(t). Für die proportionale Fairness kann die gewichtete Summenrate der Benutzer an der iten BS wie folgt maximiert werden: R_i(t) = ∑_j∈i_jw_j(t)r_j(t), wobei Gewichtungen w_j gemäß den Kriterien der proportionalen Fairness definiert werden. Beispielsweise können die Gewichtungen gemäß einer momentanen Rückmeldung von den Benutzern wie folgt berechnet werden:
• $w_i\left(t\right)=\frac{1}{\left(1-\alpha \right){\overline{r}}_J\left(t-1\right)+\alpha r_J\left(t\right)},$
  
  wobei a der Vergessensfaktor ist und r_j (t-1) die durchschnittliche Rate des Benutzers j bis zur Zeit t-1 ist.
• Unter Verwendung von Strahlformung können mehrere Benutzer durch eine einzelne BS-RF-Kette bedient werden. Aspekte sind auf ein Verwenden eines Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff- (NOMA) Schemas gerichtet, bei dem die Nachrichten der UEs in dem Leistungsbereich gemultiplext werden, was zu höheren Raten führen kann als Orthogonaler-Mehrfachzugriff-Techniken. Einige Aspekte fokussieren sich auf Zwei-Benutzer-NOMA-Techniken, aber die Techniken können auf mehr als zwei Benutzer ausgeweitet werden.
• Betrachtet werden die Benutzer UE m und n, die jeweils der iten BS mit der strahlgeformten Kanalverstärkung G_mil(d_mi) und G_nil(d_ni) zugeordnet sind. Ohne an Allgemeinheit einzubüßen, wird SNIR_ni < SNIR_mi angenommen, was bedeutet, dass das UE n („schwaches“ UE) eine geringere Kanalqualität als das UE m („starkes“ UE) aufweist. Somit wird betrachtet, dass das UE n seine eigene Nachricht decodiert, indem es die Nachricht des UE m als Rauschen behandelt. Andererseits decodiert das starke UE zuerst die Nachricht des schwachen UE, während es seine eigene Nachricht als Rauschen behandelt, und unterdrückt dann die Interferenz des schwachen Benutzers, um seine eigene Nachricht zu decodieren. Dies impliziert, dass die durch das UE m erreichbare Rate wie folgt ist: $$r_m\left(t\right)={\text{log}}_2\left(1+\frac{\left(1-\beta \right)P_t{G}_{mi}l\left(d_{mi}\right)}{{\sigma }^2+{\displaystyle {\sum }_{i=1}^N{P}_t{G}_{mi}l\left(d_{mi}\right)}}\right),$$

  

  wobei β, 0 ≤ β ≤ 1, ein Leistungs-Gemeinschaftsverwendungs-Parameter ist, der den Bruchteil der BS-Leistung definiert, der dem UE n zugeordnet ist, und die verbleibende Leistung dem UE m zugeordnet wird. Die durch das UE n erreichbare Rate ist gegeben durch $$r_n\left(t\right)={\text{log}}_2\left(1+\frac{\beta P_t{G}_{ni}l\left(d_{ni}\right)}{\left(1-\beta \right)P_t{G}_{ni}l\left(d_{ni}\right)+{\sigma }^2+{\displaystyle {\sum }_{i=1}^N{P}_t{G}_{ni}l\left(d_{ni}\right)}}\right).$$

  
• Bei den obigen erreichbaren Raten kann der optimale Leistungszuordnungsparameter β gegeben sein durch: $$\beta =1-\frac{w_m\left(t\right)SNI{R}_{mi}-w_n\left(t\right)SNI{R}_{ni}}{SNI{R}_{mi}SNI{R}_{ni}\left(w_n\left(t\right)-w_m\left(t\right)\right)}.$$

  
• Bei einem Aspekt, wenn die obige Gleichung β ≤ 0.5 oder β > 1 ergibt, wird die gesamte verfügbare Leistung dem starken Benutzer zugeordnet, d.h. β = 0.
• Bei einem Aspekt wird Strahlformung für mmWave-Mehrbenutzer-Kommunikationen verwendet. Strahlformung kann mit einem unidirektionalen Strahl oder unter Verwendung von mehrdirektionalen Strahlen erreicht werden. 4A stellt einen einzelnen Strahl 410, als eine gepunktete Linie, mit maximaler Strahlformung gemäß einigen Aspekten dar. Die maximale Strahlformungsverstärkung beträgt 10log₁₀ N_bs für einen einzelnen Strahl wie beispielsweise den einzelnen Strahl 410. 4B stellt zwei Strahlen 420 und 430 mit Strahlformungsverstärkungen gemäß einigen Aspekten dar. Wenn es mehrere Strahlen gibt, wie beispielsweise die Strahlen 420 und 430, gibt es einen Verstärkungsverlust an den Strahlen aufgrund eines Spaltens der Verstärkung in mehrere Strahlen. Der Strahlformungsverstärkungsverlust an den Fingern kann bezeichnet werden durch Δ_fi, i = 1, ..., F, wobei F die Gesamtanzahl von Fingern ist. Die Strahlformungsverstärkungen für die Strahlen 420 und 430 können bezeichnet werden als $$\left(10{\text{log}}_{10}{N}_{bs}-{\mathrm{\Delta }}_{f1}\right)\text{ und }\left(10{\text{log}}_{10}{N}_{bs}-{\mathrm{\Delta }}_{f2}\right).$$

  
• Um mehrere UEs zu unterstützen, kann eine Benutzerplanung erfolgen. 5 stellt einen unidirektionalen Strahl und eine Einzelbenutzer-Planung gemäß einigen Aspekten dar. Eine BS kann einen einzelnen Strahl 505 für ein UE 510 formen. Für den dargestellten Plan ist der Strahl 505 für das UE 510, und andere UEs wie beispielsweise UE 515 und 520 usw. werden durch den Strahl 505 nicht bedient. Andere UEs 515 und 520 können während anderer Planungsperioden durch zusätzliche Strahlen bedient werden. Bei dem in 5 gezeigten Fall kann die BS den einzelnen Strahl 505 mit voller Sendeleistung zu einem Benutzer mit der höchsten gewichteten Rate formen. Dementsprechend ist der Index des geplanten Benutzers gegeben durch $j*=arg\underset{j\in i_j}{{\displaystyle \text{max}}}{w}_j\left(t\right)r_j\left(t\right).$

  
• 6 stellt eine unidirektionale Strahlformung und eine Zwei-Benutzer-Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff- (NOMA) Planung gemäß einigen Aspekten dar. In 6 formt eine BS einen einzelnen Strahl und wendet ein Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff-Schema auf zwei UEs 610 und 615 an, die in der gleichen Strahlrichtung des Strahls 605 positioniert sind. Die UEs, die eine maximale gewichtete Summenrate aufweisen, werden zur Übertragung geplant. Dementsprechend ist der Index eines geplanten Benutzers gegeben durch k*, l*: k*, l* = $arg\underset{k,l=\left\{j\in i_j\right\}}{{\displaystyle \text{max}}}{w}_k\left(t\right)r_k\left(t\right)+w_l\left(t\right)r_l\left(t\right).$

  
• 7 stellt eine zweidirektionale Strahlformung und eine Zwei-Benutzer-NOMA-Planung gemäß einigen Aspekten dar. In 7 formt eine BS zwei Strahlen 705 und 720 und wendet ein Nicht-Orthogonaler-Mehrfachzugriff-Schema auf zwei UEs 710 und 715 an. In diesem Fall können die UEs in irgendeiner Richtung positioniert sein, da die Mehrfinger-Strahlformung die Flexibilität aufweist, Strahlen in irgendeiner Richtung zu formen. Somit wird das UE 710 durch den Strahl 705 bedient, während das UE 715 durch den Strahl 720 bedient wird. Die UEs, die die maximale gewichtete Summenrate aufweisen, sind zur Übertragung geplant. Dementsprechend ist der Index des geplanten Benutzers gegeben durch $$k*,l*:k*,l*=\underset{k,l=\left\{j\in i_j\bigcap \forall jinthe\text{ same }beam\right\}}{{\displaystyle \text{arg max}}}{w}_k\left(t\right)r_k\left(t\right)+w_l\left(t\right)r_l\left(t\right).$$

  
• Aufgrund der Flexibilität, einen Strahl mit unterschiedlichen Strahlverstärkungen zu formen, kann die gewichtete Summenrate weiter optimiert werden, indem die Strahlverstärkungen wie folgt angepasst werden:

  

  wobei

  

  ein machbarer Strahlformungsverstärkungssatz, gegeben durch einen Strahlformungsalgorithmus, ist. Bei einem Aspekt kann die BS ein oder mehrere UEs basierend auf den UEs, die die höchste gewichtete Rate aufweisen, planen.
• Diese UEs können dann Daten von der BS basierend auf Strahlformung für die UEs empfangen.
• Die Performance des offenbarten mmWave-zellularen Systems kann unter Verwendung von bekannten Verfahren modelliert werden. Bei einem Modell gibt es N BSs, die unabhängig gemäß einem homogenen Poisson-Prozess (PPP; Poisson point process) der Dichte λ_bs über ein Gebiet verteilt sind. K UEs werden auch mit einem unabhängigen PPP der Dichte λ_ue verteilt. Für einen gegebenen Abstand d zwischen BS und UE wird der Pfadverlust zwischen denselben erzeugt durch: $l\left(d\right)=\{\begin{array}{c}{C}_L{d}^{-{\alpha }_L},w.p.p_{LOS}\left(d\right)\\ C_N{d}^{-{\alpha }_N},w.p.1-p_{LOS}\left(d\right)\end{array},$

  

  wobei C_L und C_N Sichtverbindungs-(LOS; line of sight) und Nicht-Sichtverbindungs- (NLOS; non-line-of-sight) Abfangpunkte sind, und α_L und α_N jeweils Pfadverlust-Exponenten für LOS- und NLOS-Kanäle sind. In der obigen Gleichung ist die Wahrscheinlichkeit, in einem LOS-Kanal zu sein, gegeben durch $$p_{LOS}\left(d\right)=\text{min}\left(\frac{A}{d}\mathrm{,1}\right)\left(1-e^{-\frac{d}{B}}\right)+e^{-\frac{d}{B}},\text{ wobei }A=\mathrm{6,659}\text{m und }B-\mathrm{129,9}\text{m}.$$

  
• Unter Verwendung dieses Modells wurde die Performance eines Mehrfinger-Codebuchs für 16 Antennenelemente an der BS modelliert. Zwei in Richtung einer zufälligen Richtung in Azimut-Winkeln von 45 bis 135 Grad gerichtete Strahlen wurden berücksichtigt. 8 stellt eine Kumulativverteilungsfunktions- (CDF; cumulative distribution function) Kurve für eine Strahlverstärkung eines Zwei-Finger-Codebuchs gemäß einigen Aspekten dar. Wie in 8 gezeigt ist, ist die minimale Strahlformungsverstärkung 8 dB, was einem maximalen Strahlformungsverstärkungsverlust von 4 dB entspricht.
• Gemäß 8 wird der Strahlformungsverstärkungsverlust im schlimmsten Fall berücksichtigt. Basierend auf dem Strahlformungsverstärkungsverlust im schlimmsten Fall ist die Annahme, dass es beim Verwenden von Zwei-Finger-Strahlformung einen Verlust von 4dB gibt. Für das getestete Modell wurden die folgenden Variablen verwendet: θ_HPBW = 10 Grad, λ_bs = 0,0001, und λ_ue = 0,001. Zusätzlich wurden die folgenden Parameter verwendet: P_t = 30dBm und die maximale BS- und die UE-Strahlformungsverstärkung wurde auf G_ji =24dB, Vji eingestellt. TABELLE 1 unten zeigt den durchschnittlichen Zellendurchsatz des modellierten mmWave-zellularen Systems. Unter Verwendung aller drei Arten von Planung stieg der durchschnittliche Durchsatz einer Zelle um 10%. TABELLE 1

  	1. Unidirektionale Strahlformung und Einzelbenutzer-	1. Unidirektionale Strahlformung und Einzelbenutzer-Planung	1. Unidirektionale Strahlformung und Einzelbenutzer-Planung
  	Planung	2. Unidirektionale Strahlformung und Zwei-Benutzer-NOMA-Planung	2. Unidirektionale Strahlformung und Zwei-Benutzer-NOMA-Planung
  			3. Bidirektionale Strahlformung und Zwei-Benutzer-NOMA-Planung
  Durchschnittl. Zellendurchsatz	6,97Gbps	7,32 Gbps (+5%)	7,67 Gbps (+10%)

  Auftreten
  1. Unidirektionale Strahlformung und Einzelbenutzer-Planung	100%	72%	32,7%
  2. Unidirektionale Strahlformung und Zwei-Benutzer-NOMA-Planung	0%	28%	25,8%
  3. Bidirektionale Strahlformung und Zwei-Benutzer-NOMA-Planung	0%	0%	41,5%

• Der Vollduplex-Betrieb erlaubt es einer Funkvorrichtung, gleichzeitig Signale zu senden und zu empfangen. Bei einer traditionellen Funkvorrichtung verursacht der Sender jedoch eine Interferenz in dem Empfänger aufgrund des gleichzeitigen Betriebs. Diese Interferenz macht es unmöglich, einen Vollduplex-Betrieb zu erreichen, ohne die Interferenz zu berücksichtigen. Ein Aspekt der Erfindung ist auf ein Niedrigleistungs-Selbstinterferenz-Unterdrücker-System gerichtet, das auf einem Komplexer-Abgriff-Endliche-Impulsantwort- (FIR) Filter basieren kann. Bei einem Aspekt ist das Filter für eine Silizium-Implementierung geeignet, die die Interferenzunterdrückung ausführt. Ein Komplexer-Abgriff-FIR-Filter ist aufgrund seiner unabhängigen Steuerung der Gruppenverzögerung und der durch den Kanal eingeführten Trägerphasenverschiebung sehr leistungsfähig beim Replizieren eines Selbstinterferenzkanals. Ferner weist der Leckkanal selbst eine „komplexe“ Antwort auf, die durch ein „komplexes“ abgriffbasiertes FIR-Filter repliziert werden kann.
• Verschiedene Aspekte ermöglichen einen gleichzeitigen Mehrkanalbetrieb in RF-Sendeempfängern, die in verschiedenen Kommunikationsstandards umfassend Wi-Fi, Bluetooth, Globales System für Mobilkommunikation (GSM; Global System for Mobile Communications) usw. verwendet werden können. Der gleichzeitige Mehrkanalbetrieb erlaubt es, dass zwei unabhängige Kommunikationsverbindungen zur gleichen Zeit verwendet werden, wodurch sich die Anzahl der unabhängigen Benutzer verdoppelt. Infolgedessen können Funkvorrichtungen, die die verschiedenen beschriebenen Aspekte verwenden, im Vergleich zu bekannten Funkvorrichtungen die doppelte Anzahl von Benutzern unterstützen. Die Erhöhung der Anzahl von Benutzern macht die verschiedenen beschriebenen Aspekte in aufkommenden Konnektivitätsmärkten wie beispielsweise Internet-of-Things (IoT; Internet der Dinge) Hardwarelösungen, Wearables und Sensornetzwerken attraktiv.
• Verschiedene bekannte Filter können chipexterne Kabel verwenden, mehrere Frequenzübersetzungen erfordern oder eine große Anzahl von Abgriffen erfordern. Diese bekannten Filter weisen eine Vielzahl von Nachteilen auf. Zum Beispiel weisen Filter, die chip externe Koaxialkabel verwenden, einen großen Formfaktor auf und können nicht in Silizium implementiert werden. Zusätzlich beeinträchtigt die Notwendigkeit mehrerer Frequenzübersetzungen wie z. B. einer Abwärtswandlung und dann einer Aufwärtswandlung das Vorwärtskopplungs- (feedforward) Unterdrückungssignal mit Rauschen und Nichtlinearität, was die Qualität des Haupt-Empfangssignals verschlechtern kann. Filter, die eine große Anzahl von realen Abgriffen anstelle von komplexen Abgriffen verwenden, weisen im Vergleich zu offenbarten Filtern, die komplexe Abgriffe verwenden, einen erhöhten Leistungsverbrauch auf. Die chipexterne Übertragungsleitungsverzögerung kann auch reale Abgriffe, die groß sind, was eine Silizium-Implementierung kostenaufwändig und zu groß macht, um machbar zu sein.
• 9 stellt einen Vollduplex-Sendeempfänger mit einem Selbstinterferenzunterdrücker gemäß einigen Aspekten dar. Im Vollduplex-Betrieb arbeiten sowohl der Sender als auch der Empfänger gleichzeitig. Ein Signal zum Senden 902 wird durch einen Sender 916 erzeugt. Das Signal zum Senden 902 kann schließlich über eine oder mehrere Antennen 918 als ein gesendetes Signal 920 gesendet werden. Das Signal zum Senden 902 kann als ein Blocker zu einem Empfänger 904 fungieren, der als Selbstinterferenz-Signal 906 bekannt ist. Die durch einen Diplexer/Zirkulator 908 bereitgestellte Isolierung ist möglicherweise nicht ausreichend, und infolgedessen kann das Selbstinterferenz-Signal 906 den Empfänger 904 komprimieren, wodurch die Funktionalität desselben beeinträchtigt wird. Um dieses Problem abzuschwächen, kann ein RF-Selbstinterferenz- (SI; self-interference) Unterdrücker 910 verwendet werden, der das gesendete Signal 902 abgreift und eine Replik des Selbstinterferenz-Signals 912 durch Nachahmung der Leckkanal-Antwort durch den Diplexer/Zirkulator 908 erzeugt. Diese Replik 912 wird von dem Selbstinterferenz-Signal 906 an dem Empfängereingang subtrahiert, um die Unterdrückung 914 zu erreichen, wodurch eine Komprimierung des Empfängers 904 vermieden wird.
• Der RF-SI-Unterdrücker kann ein FIR-Filter sein, das unter Verwendung von entweder realen Abgriffen oder komplexen Abgriffen implementiert werden kann. 10A stellt einen realen Abgriff 1000 dar. Der reale Abgriff 1000 umfasst eine Zeitverzögerungszelle 1002 und eine skalare Gewichtung 1004. 10B stellt einen komplexen Abgriff 1050 gemäß einigen Aspekten dar. Im Gegensatz zu dem realen Abgriff 1000 umfasst der komplexe Abgriff 1050 eine Zeitverzögerungszelle 1052 und eine komplexe Gewichtung 1054, die sowohl eine Größe 1056 als auch eine Phase 1058 aufweist. Im Allgemeinen ist ein komplexer Abgriff sehr effektiv bei der Nachahmung der Kanalantwort, da die Kanalantwort selbst komplex ist. 11 zeigt die komplexe Antwort eines Leckkanals mit unterschiedlichen Inphasen- und Quadraturphasen-Frequenzantworten.
• 12 stellt einen komplexen Abgriff 1200 dar, der unterschiedliche Inphasen- und Quadraturphasen-Gewichtungen 1202 und 1204 aufweist, die es dem komplexen Abgriff 1200 ermöglichen, die komplexe Antwort eines Leckkanals nachzuahmen. Ferner unterläuft, wie in 13 gezeigt ist, wenn ein moduliertes Signal 1302 durch einen komplexen Kanal läuft, das modulierte Signal 1302 eine Hüllkurvenverzögerung (τ) 1304. Das modulierte Signal 1302 mit einer Hüllkurvenverzögerung 1304 kann als hüllkurvenverzögertes Signal 1306 bezeichnet werden. 14 zeigt, dass das modulierte Signal 1302 auch eine Trägerphasenverschiebung (0) 1402 durchläuft. 15 stellt einen komplexen Abgriff 1500 dar, der verwendet werden kann, um eine Hüllkurvenverzögerung, z. B. die Gruppenverzögerung, und eine Trägerphasenverschiebung zu kompensieren. Ein komplexer Abgriff 1500 kann die Hüllkurvenverzögerung 1304 unter Verwendung seiner Verzögerungszelle 1502 kompensieren und auch die Trägerphasenverschiebung 1402 durch jeweiliges Steuern der Inphasen- und Quadratur-Gewichtungen 1504 und 1506 kompensieren, die durch die Beziehung θ=tan^-1(B/A) gegeben sind. Reale Abgriffe können auch zum Nachahmen desselben Kanals verwendet werden. Die Anzahl von realen Abgriffen ist jedoch größer als die Anzahl von komplexen Abgriffen, die benötigt werden, um die Hüllkurvenverzögerung 1304 und die Trägerphasenverschiebung 1402 zu kompensieren.
• Es gibt bekannte, auf einem komplexen Abgriff basierende FIR-Filter, die zur Selbstinterferenz-Unterdrückung verwendet wurden. Die bekannten, auf einem komplexen Abgriff basierenden FIR-Filter sind jedoch nicht für eine chipinterne Implementierung geeignet. Beispielsweise verwenden einige bekannte, auf einem komplexen Abgriff basierende FIR-Filter chipexterne Koaxialkabel als Verzögerungszellen, was eine chipinterne Implementierung unmöglich macht.
• Bei einem anderen bekannten, auf einem komplexen Abgriff basierenden FIR-Filter kann das Filter chipintern implementiert sein, allerdings mit mehreren Nachteilen. 16 stellt ein auf einem komplexen Abgriff 1600 basierendes FIR-Filter dar. Der komplexe Abgriff 1600 wird durch Abwärtswandlung auf Basisband, Erzeugen von I/Q und dann Verwendung von Basisband-Verzögerungen und dann Aufwärtswandlung zu RF implementiert. Die Komplexer-Abgriff- 1600 Lösung ist aufgrund der zwei beteiligten Frequenzübersetzungen, d. h. Aufwärtswandlung und Abwärtswandlung, leistungshungrig. Es gibt auch Rauschfaltung aufgrund der zwei beteiligten Frequenzübersetzungen, was das Vorwärtskopplungs-Unterdrückungs-Signal mit Rauschen und auch mit Nichtlinearität beeinträchtigt. Schließlich verwendet diese Implementierung Basisband-I/Q und daher werden die zusätzlichen Kreuzkoppel-Gewichtungen (-B und B) für eine Komplexer-Abgriff-Implementierung benötigt, wodurch insgesamt vier Gewichtungen pro Abgriff (A, A, -B, B) erforderlich sind.
• 17 zeigt ein Blockdiagramm eines komplexen Abgriffs 1700. Anstatt auf Basisband abwärtszuwandeln und I/Q zu erzeugen, verwendet der komplexe Abgriff ein Polyphasenfilter 1702, um ein um 0 Grad phasenverschobenes Signal 1704 und ein um 90 Grad phasenverschobenes Signal 1706 zu erzeugen. Diese zwei Signale können die gleiche Amplitude aufweisen und erfordern daher nicht die in dem komplexen Abgriff 1600 benötigten Kreuzkoppel-Gewichtungen. Es ist auch keine Frequenzübersetzung beteiligt, und daher weist der komplexe Abgriff 1700 einen geringeren Leistungsverbrauch auf und beeinträchtigt das Vorwärtskopplungs-Signal nicht mit Rauschen und Nichtlinearität. Das Polyphasenfilter 1702 kann ein passives Widerstand-Kondensator- (RC; resistor-capacitor) Filter sein. Verzögerungszellen 1708 können unter Verwendung eines passiven RC-RC-basierten Allpassfilters implementiert werden. Gewichte 1710 können unter Verwendung eines 5-Bit-inverterbasierten Verstärkers mit variabler Verstärkung (VGA; variable gain amplifier) implementiert werden. Da er meist passiv ist, ist der komplexe Abgriff 1700 leistungsarm, rauscharm und hochlinear. Die Gewichtungen 1710 können so gesteuert werden, dass sie irgendwelche Fehlanpassungs- und Prozessvariations-Auswirkungen abschwächen. Mit passiven RC-Komponenten, Puffern und unabhängiger Steuerung der Gewichtungen ist der komplexe Abgriff 1700 robust. 18 stellt simulierte Phasenverschiebungen dar, die durch ein Variieren der Gewichtungen A und B gemäß einigen Aspekten erreicht werden können.
• 19 stellt ein Ende-zu-Ende-Blockdiagramm eines RF-RF-Unterdrückers 1900 mit drei programmierbaren Abgriffen gemäß einigen Aspekten dar. Eine Schaltermatrix 1902 kann verwendet werden, um den Wert von τ und die Anzahl von Abgriffen 1904, 1906 und 1908 zu steuern, um sich an verschiedene Abgriffswerte eines Diplexers 1910 anzupassen. Der RF-RF-Unterdrücker 1900 kann auf Silizium implementiert sein. Wie in 20 gezeigt ist, kann ein Zwei-Abgriff-FIR mit einer Einheitsverzögerung von 100ps eine Unterdrückung zwischen 16 dB und 31 dB über eine Bandbreite von 80 MHz mit einem ungefähren Gesamtleistungsverbrauch von 22 mA erreichen.
• Wie in 21 gezeigt ist, kann ein Drei-Abgriff-FIR mit einer Einheitsverzögerung von 400ps eine Unterdrückung zwischen 28 dB und 45 dB über eine Bandbreite von 80 MHz mit einem ungefähren Gesamtleistungsverbrauch von 45 mA erreichen. 22 stellt die simulierte Größe, Phase und Gruppenverzögerungs-Antwort eines Kanals und Unterdrückers bei einer Übertragungsfrequenz von 5,69 GHz für das Zwei-Abgriff-FIR-Filter gemäß einigen Aspekten dar. 23 stellt die simulierte Größe, Phase und Gruppenverzögerungs-Antwort eines Kanals und Unterdrückers bei einer Übertragungsfrequenz von 5,69 GHz für das Drei-Abgriff-FIR-Filter gemäß einigen Aspekten dar.
• Bei einem Aspekt können mehrere UEs zusammen gemultiplext werden. Beispielsweise können mehrere UEs zum Zweck eines Steuerungskanals zusammen gemultiplext werden. Die UEs können variierende Schnelligkeiten, Interferenzumgebungen usw. aufweisen, was effektiv zu erheblich unterschiedlichen Kanalkohärenzzeiten zwischen den UEs führt. Beispielsweise weist ein statisches UE mit einer Sichtverbindungs- (LoS) Kanalbedingung eine sehr hohe Kohärenzzeit auf. Infolgedessen muss ein Evolved Node-B (eNB) möglicherweise nicht erneut in Richtung dieses UE strahlformen, unter der Annahme, dass das UE nicht blockiert wird, und die erforderliche Strahlbreite für die Kommunikation mit diesem UE kann beliebig klein und für eine lange Zeitdauer sein. Im Gegensatz dazu würde ein hoch mobiles UE, insbesondere mit Nicht-Sichtverbindungs- (nLoS) Kanalbedingungen, eine sehr niedrige Kohärenzzeit aufweisen. Der eNB muss möglicherweise zum Zweck des Daten- oder Steuerungsverkehrs häufig in Richtung dieses UE erneut strahlformen. Die Notwendigkeit, häufig erneut strahlzuformen kann den Mehraufwand erheblich erhöhen und die Gesamtspektrumverwendung verringern.
• Verschiedene Aspekte adressieren das Problem, wie die Kanal-Kohärenzzeit und Mobilität eines UE in der Konstruktion des Steuerungskanals untergebracht werden können. Wenn z. B. ein eNB eine höhere Strahlbreite für ein mobiles UE verwenden würde, kann der Steuerungskanal potenziell für eine längere Zeitdauer gültig sein, z .B. für die Dauer eines Super-Rahmens oder bis zur nächsten Sektor-Sweep-Prozedur. Im Gegensatz dazu kann ein schmaler Strahlsteuerungskanal schnell ausfallen, was dazu führt, dass die Sektor-Sweep-Prozedur oder die Zellenumschaltung erneut instanziiert wird, was den Mehraufwand für das UE und das System erhöht.
• Vorherige Arbeiten in diesem Technologiebereich haben vorgeschlagen, mehrdirektionale Strahlen zum Zweck der Konstruktion des Steuerungskanals zu nutzen. Maximales Multiplexen und ein blockierungsrobuster Steuerungskanal wurden ebenfalls diskutiert. Frühere Arbeiten haben einen zweistufigen Strahlformungsentwurf mit breiten Stufe-1-Strahlen, verwendet für einen Steuerungskanal, und schmalen Stufe-2-Strahlen für Datenkanäle vorgeschlagen. Stufe-1-Strahlen weisen eine sehr hohe Halbwertsstrahlbreite (HPBW; half power beam-width) mit niedriger Strahlformungsverstärkung auf. Dies hilft einem Stufe-1-Strahl, UEs mit heterogenen gewünschten HPBWs unterzubringen, indem er konservativ ist und einen breiten Strahl für alle UEs verwendet. Das Verwenden von Stufe-1-Strahlen kann jedoch zu unnötiger Energieübertragung führen, sogar in Richtungen, in denen kein UE existiert. Die unnötige Energieübertragung reduziert die Multiplex-Verstärkung und macht den Steuerungskanal auch äußerst anfällig für Blockierungen. Um diese Probleme zu überwinden, haben frühere Arbeiten mehrdirektionale Strahlformungsschemata vorgeschlagen, die Energie nur in Richtungen übertragen, in denen UEs vorliegen.
• Keine der früheren Arbeiten berücksichtigt jedoch die Mobilität der UEs und die Heterogenität der Kohärenzzeiten. Verschiedene Aspekte beschreiben die Signalgebung und Mechanismen derart, dass der eNB eine Schätzung der UE-Kohärenzzeit aufweisen würde, und entwerfen ferner einen mehrdirektionalen Strahlformungsalgorithmus, der explizit die erforderliche Halbwertsstrahlbreite in der interessierenden Richtung berücksichtigt.
• Bei verschiedenen Aspekten erlaubt ein eNB den UEs, ihre gewünschten Halbwertsstrahlbreiten (HPBWs) zu wählen. Bei einem Aspekt wird die HPBW zum Zweck des Steuerungskanals gewählt. Jedes UE kann kontextabhängige und historische Informationen verwenden, z .B. ob das UE in LoS/nLoS ist, die ungefähre Lage des UE im Hinblick auf den eNB und die aktuelle oder historische Geschwindigkeit des UE, um seine gewünschte HPBW zu berechnen, und sendet diese Informationen an den eNB. Alternativ kann der eNB Informationen von dem UE empfangen, z. B. die historische oder aktuelle Geschwindigkeit des UE usw., und kann eine entsprechende HPBW für jedes UE auswählen. Sobald der eNB die entsprechenden HPBW-Informationen aufweist, kann der eNB sein mehrdirektionales Strahlmuster für die aktuelle Gruppe von UEs anpassen.
• Bei einem Aspekt werden Signalgebung und Mechanismen derart beschrieben, dass ein eNB Informationen über die gewünschte HPBW jedes UE erwirbt. Entweder berechnet das UE seine gewünschte HPBW und sendet diese Information an den eNB, oder das UE kann eine Anzeige seiner Geschwindigkeit bereitstellen und der eNB berechnet die gewünschte HPBW für das UE. Entweder können die Informationen als Teil einer Sektor-Sweep-Prozedur oder während jedes Teilrahmens, in dem das UE geplant ist, an den eNB gesendet werden.
• Bei einem Aspekt erlaubt eine Sektor-Sweep-Prozedur dem eNB, den Strahlindex und das entsprechende SNR zur Übertragung an jedes UE zu erwerben. Diese Strahlen können als Stufe-2-Strahlen bezeichnet werden, die eine hohe Strahlformungsverstärkung und eine schmale HPBW aufweisen. Unter Verwendung der Informationen von den UEs kann ein eNB Parameter berechnen, die zur Synthese eines mehrdirektionalen Steuerungskanalstrahls verwendet werden können.
• Signalgebung zwischen eNB und UE
• Bei verschiedenen Aspekten können Kontextinformationen von dem UE und empfangen durch den eNB zum Herleiten einer gewünschten HPBW für jedes UE verwendet werden. Die Herleitung kann an dem UE oder an dem eNB implementiert werden. Die UE-Implementierung wird zuerst beschrieben, gefolgt von der eNB-Implementierung.
• 24 stellt Schritte zum Herleiten einer gewünschten Halbwertsstrahlbreite für ein UE gemäß einigen Aspekten dar. Bei 2402 bestimmt ein UE, ob das UE im Hinblick auf einen eNB in LoS/nLoS ist. Bei 2404 bestimmt das UE eine geschätzte Lage des UE und des eNB. Bei 2406 berechnet ein UE einen ungefähren Abstand zwischen dem UE und dem eNB. Bei einem Aspekt verwendet das UE Kontextinformationen wie beispielsweise, ob das UE in LoS/nLoS ist, und eine Lage des UE und des eNB, um sich dem Abstand zu nähern. Bei einem Aspekt kann das eNB seine Geolokalisierungsinformationen an die UEs über Funkressourcensteuerung (RRC; Radio Resource Control) oder eine Rundsendung wie beispielsweise einen Master-Informationsblock (MIB; Master Information Block) oder einen System-Informationsblock (SIB; System Information Block) bereitstellen. Die Geolokalisierungsinformationen können durch die UEs verwendet werden, um den Abstand genauer zu berechnen.
• Wenn der Kanal in LoS ist, kann der Abstand der geographische 3D-Abstand zwischen dem UE und dem eNB sein. Wenn der Kanal in nLoS ist, prallt das Signal an Hindernissen ab, bevor es das UE erreicht. Zur Annäherung an den Abstand kann das UE daher den LoS-Abstand mit einem Skalierungsfaktor multiplizieren. Der Skalierungsfaktor ist größer als eins, da der nLoS-Abstand größer als der LoS-Abstand ist.
• Bei 2410 berechnet das UE eine ungefähre erwartete Winkelbewegung aus der Perspektive des eNB. Bei einem Aspekt kann das UE den berechneten ungefähren Abstand von 2406, die aktuelle oder historische UE-Schnelligkeit oder Geschwindigkeit 2408, die Bewegungsrichtung im Hinblick auf die Ankunftsrichtung und die erwartete Zeitdauer bis zum nächsten Sektor-Sweep verwenden, um eine ungefähre Winkelbewegung zu berechnen.
• Das UE kann bekannte Techniken verwenden, um die Ankunftsrichtung (DoA; direction of arrival) zu berechnen. Das UE kann auch historische Ortsinformationen verwenden oder Sensoren auf dem UE nutzen, um die Bewegungsrichtung (DoT; direction of travel) im Hinblick auf die DoA zu berechnen. 25 stellt die Herleitung der Winkelbewegung dar. β 2502 soll der Winkel zwischen DoT und DoA sein. Alternativ kann das UE konservativ sein und annehmen, dass β=π/2-a, was zu maximal a 2504 führt.
• Als nächstes kann das UE mit der bekannten UE-Schnelligkeit und der Zeitdauer bis zum nächsten Sektor-Sweep seine erwartete physikalische Bewegung 2506 als d' = v X t berechnen, wobei v die Geschwindigkeit des UE ist und t das Sektor-Sweep-Intervall ist.
• Aus 25 kann die Winkelbewegung (a) 2504 berechnet werden als: $\mathrm{\alpha }={\text{tan}}^{-1}(\frac{\sqrt{d{\text{'}}^2-{\left(d\text{'}Cos\left(\beta \right)\right)}^2}}{d-d\text{'}Cos\left(\beta \right)}.$

  

  Bei 2412 in 24 kann das UE eine entsprechende HPBW auswählen.
• Verschiedene Aspekte können einen von zwei Mechanismen verwenden, um eine entsprechende HPBW auszuwählen. Bei einem Aspekt deklariert das UE an den eNB explizit seine gewünschte HPBW (a). Bei einem alternativen Aspekt quantisiert der eNB die gewünschte HPBW. Der eNB kann die gewünschte HPBW als Teil des Master-Informationsblocks (MIB) oder anderer Systeminformationen senden, die durch einen Rundsende-Steuerungskanal (BCH; Broadcast Control Channel) gesendet werden können. Beispielsweise kann ein eNB vier mögliche HPBWs aufweisen, die 1^, 5^, 10^, 15^ entsprechen. In diesem Fall kann das UE zwei Bits von Informationen senden, die der gewünschten HPBW entsprechen. Im Allgemeinen kann ein eNB M = 2^(N) Schwellen aufweisen, in welchem Fall das UE die N Bits senden kann, die dem gewünschten HPBW des UE entsprechen. Bei einem Aspekt kann das UE die Schwelle wählen, die höher ist als die berechnete HPBW des UE. Wenn die berechnete HPBW höher als die maximale Schwelle ist, kann das UE die maximale mögliche HPBW wählen.
• Bei einem anderen Aspekt kann der eNB die entsprechende HPBW für jedes UE herleiten. Ähnliche Operationen aus 24 können verwendet werden. Das UE kann die Winkeldifferenz zwischen DoA und DoT (β) herleiten und sendet diese zusammen mit der Geschwindigkeit an den eNB. Zusätzlich kann das UE seine aktuellen Geolokalisierungsinformationen bereitstellen, sodass der eNB den Abstand genauer berechnen kann. Alternativ kann das UE nur den hergeleiteten β-Wert senden und der eNB verwendet historische UE-Ortsinformationen, um die Schnelligkeit des UE herzuleiten.
• Entwurf eines adaptiven Strahlbreiten-Steuerungskanals
• Basierend auf der HPBW kann ein mehrdirektionales Strahlmuster mit einstellbarer Strahlbreite entworfen werden, um die UEs zu bedienen. Bei einem Aspekt kann eine hybride Antennenarchitektur verwendet werden, bei der jede RF-Kette mit einem Array von Antennen verbunden ist. Ein Phasenschieber kann mit jeder Antenne verbunden werden. Durch entsprechendes Einstellen der Phasenverschiebung auf jeder Antenne kann ein gewünschtes Strahlmuster mit unterschiedlicher Anzahl von Strahlen, Leistungsverstärkung und Strahlbreite erreicht werden.
• Bei einem Aspekt möchte ein eNB einen mehrdirektionalen Strahl in Richtung von B verschiedenen UEs formen. Aus einem Sektor-Sweep weist der eNB Informationen über den Stufe-2-Strahlindex für jedes der B UEs und das entsprechende SNR auf. Da Stufe-2-Strahlen sehr schmal sein können, entspricht jeder Stufe-2-Strahl einem Elevations- und Azimut-Winkel (Theta, Phi). Würde der eNB einen Strahlformer w verwenden, wäre das resultierende SNR an dem UE somit unter der Annahme, dass sich die Sendeleistung des eNB nicht ändert, ungefähr gleich: SNR(Tier-2) - (BFming-gain-Tier-2-k (Theta, Phi) - Bfming-gain-w(Theta, Phi))
• Steuerungskanalinformationen können bei einem festen Modulations- und Kodierungsschema gesendet werden und benötigen daher möglicherweise ein minimales SNR, um an dem UE korrekt decodiert zu werden. SNR(Basis) soll das minimal erforderliche SNR an dem UE bezeichnen. Aus der obigen resultierenden SNR-Formel wäre der maximale Strahlformungsverlust, den das UE möglicherweise toleriert und den Steuerungskanal noch korrekt decodiert, (SNR(Stufe-2) - SNR(Basis)). Bei einem Aspekt kann der eNB konservativer sein und eine Spanne zur Berücksichtigung von Ungenauigkeiten hinzufügen. Nun wird die minimale Strahlformungsverstärkung eines UE mit Stufe-2-Index k definiert als: P_i =BFming-gain(Tier-2(k)) - (SNR(Tier-2(k))@UE(i) - SNR(Base)).
• Unter Verwendung der minimalen Strahlformungsverstärkungen kann ein Vektor der Strahlformungsverstärkungen über UEs definiert werden als p = p_c[p₁,..., p_B]p = p_c[p₁,p_B] wobei p_c ≥ 1 ein Skalierungsfaktor ist, um ein machbares Strahlmuster zu konstruieren, und p_i, i = 1, ..., B die minimale Strahlformung ist, die zum Einrichten eines Steuerungskanals für UE/Strahl i verwendet wird. Zusätzlich ist die Strahlbreite von Strahlen in einem Vektor f = [f_1, ..., f_B]f = [f₁,..., f_B] gegeben, wobei f_i die Strahlbreite des Strahls i ist. Wenn für einen Strahl keine Strahlverbreiterung benötigt wird, dann f_i = 0. Die Strahlrichtung kann auch als Vektor 0 = θ₁, ...,θ_B] definiert werden, wobei θ_i die Richtung des Strahls i ist. Die Anzahl von Antennen kann dargestellt werden als N.
• Dann kann ein Satz von Beschränkungspunkten um den Winkel θ_i mit Strahlbreite f_i, i = 1, ..., B wie folgt gebildet werden: $${\phi }_i=\left[{\theta }_i-\frac{f_i}{2},{\theta }_i+\frac{f_i}{2}\right],i=\mathrm{1,}\dots ,B.$$

  
• Die entsprechende Beschränkungsmatrix kann gegeben sein als: ${\text{A}}_{\text{i}}=\left[\begin{array}{c}{\text{a}}_i^T\left({\varphi }_{i\mathrm{,1}}\right)\\ ⋮\\ {\text{a}}_i^T\left({\varphi }_{i,K}\right)\end{array}\right],$

  

  wobei Φ_i ∈ φ_i die Abtastpunkte aus dem Satz φ_i und ${\text{a}}_i^T\left({\varphi }_1\right)=\left[\mathrm{1,}{e}^{i\pi cos{\varphi }_1},\dots ,e^{i\pi \left(N-1\right)cos{\varphi }_1}\right]$

  

  sind. 26 stellt Beschränkungspunkte und ein resultierendes Muster für fünf Strahlen gemäß einigen Aspekten dar. Die Richtungen der fünf Strahlen sind angezeigt als θ_i 2602, 2604, 2606, 2608 und 2610. Die Strahlbreiten 2612 und 2614 von zwei der Strahlen sind im Vergleich zu Strahlbreiten der anderen drei Srahlen verbreitert. Bei diesem beispielhaften Aspekt ist die Strahlbreite 2614 größer als 15 Grad breit, z. B. 20 Grad breit.
• 27 stellt einen Algorithmus dar, der einen optimalen Strahlformungsvektor w* zurückgibt. Bei einem Aspekt verwendet der Algorithmus die Gleichungen in Tabelle 2. TABELLE 2

  $${\text{L}}^{\left(\text{n}\right)}\left(\text{i},\text{j}\right)=\{\begin{array}{c}\text{cos}\left({\text{arg w}}_{\text{k}}^{\left(\text{n}\right)}\right),\text{i}=\text{j}=\text{k}\\ \begin{array}{l}\text{sin}\left({\text{arg w}}_{\text{k}}^{\left(\text{n}\right)}\right),\text{i}=\text{k},\text{j}=\text{k}+\text{N}\\ \mathrm{0,}\text{otherwise}\end{array}\end{array}$$

  $${\text{R}}^{\left(\text{n}\right)}=\left[\begin{array}{cc}\text{Re}\left\{{\text{AC}}^{\left(\text{n}\right)}{\text{A}}^{\text{H}}\right\}& -\text{Im}\left\{{\text{AC}}^{\left(\text{n}\right)}{\text{A}}^{\text{H}}\right\}\\ \text{Im}\left\{{\text{AC}}^{\left(\text{n}\right)}{\text{A}}^{\text{H}}\right\}& \text{Re}\left\{{\text{AC}}^{\left(\text{n}\right)}{\text{A}}^{\text{H}}\right\}\end{array}\right]$$

  $${\text{q}}^{\left(\text{n}\right)}={\left[\text{Re}\left\{{\text{AC}}^{\left(\text{n}\right)}{\text{d}}^{\left(\text{n}\right)}\right\}\text{Im}\left\{{\text{AC}}^{\left(\text{n}\right)}{\text{d}}^{\left(\text{n}\right)}\right\}\right]}^{\text{T}}$$

  $${\text{C}}^{\left(\text{n}\right)}=\text{diag}\left({\text{c}}_{\text{i}}\text{'}\text{s}\right)$$

  $$\text{A}=\left[{\text{A}}_1,\dots ,{\text{A}}_{\text{B}}\right]$$

• Ein anderer Aspekt adressiert das Problem des Entwerfens eines Codebuchs in mmWave-Bändern, das bei der Realisierung einfacher Vollduplex-Sendeempfänger und Funkarchitekturen hilft. Vollduplex bezieht sich auf ein gleichzeitiges Senden und Empfangen auf demselben Frequenzband. Insbesondere kann ein Codebuch entworfen werden, das zwei Ziele gleichzeitig erreicht: (i) das Codebuch tastet einen gewünschten Bereich in Azimut und Elevation ab, wodurch die Strahlformungsverstärkung in bestimmten Richtungen in dem Abdeckungsgebiet maximiert wird, und (ii) das Codebuch minimiert die Energie in Richtung einer Sichtverbindungs- (LoS) Komponente zwischen Sende- und Empfangsantennen-Arrays oder Strahlen. Letzteres hilft bei der Realisierung einer kostengünstigen Vollduplex-Funkarchitektur. Es gibt aktuell keine anderen Lösungen, Vollduplex-mmWave-Funkvorrichtungen oder Codebücher zu entwerfen.
• mmWave-Funkköpfe basieren auf analoger Strahlformung, bei der jedes Antennenelement mit einem Phasenschieber verbunden ist und ein Array von Antennen durch eine RF-Kette hergeleitet wird. Die Phase und Amplitude jedes Antennenelements können durch Anpassung des Phasenschiebers und bei einigen Implementierungen durch Anpassung der RF-Verstärkung / des Leistungsverstärkers modifiziert werden. Bei einem Aspekt nutzt ein Codebuchentwurf diese groben Freiheitsgrade, um Codes zu erzeugen, die die Strahlformungsverstärkung in bestimmten Richtungen maximieren und gleichzeitig die Interferenz in Richtung einer LoS-Komponente minimieren. Die obige RF-Bereich-Strahlformungsunterdrückung beseitigt einen Großteil der LoS-Interferenz. Die Rest-Interferenz kann dann im digitalen Bereich entfernt werden, was die Realisierung kostengünstiger Vollduplex-Sendeempfänger erlaubt.
• Bei einem Aspekt wird ein Entwurf eines Vollduplex-Codebuchs und eines Funksendeempfängers speziell für mmWave-Bänder beschrieben. Es kann mehrere Vorteile haben, Vollduplex in mmWave-Bändern im Gegensatz zu niedrigeren Frequenzbändern zu ermöglichen. Zum Beispiel gibt es eine größere Menge an Spektrum, was zu einer deutlich höheren Spitzendatenrate führt. Zusätzlich sind mmWave-Systeme im Wesentlichen rauschbegrenzt, im Gegensatz zu Systemen mit niedrigeren Frequenzen, die interferenzbegrenzt sind. Dies macht ein Verwalten von Interferenz in Mehrzellen-mmWave-Netzwerken im Gegensatz zu niedrigeren Frequenzbändern einfacher. Die Antennengröße und Kosten können bei mmWave-Bändern auch drastisch sinken. Das macht ein Verwenden von RF-Unterdrückungstechniken, die eine höhere Anzahl von Antennen nutzen, in mmWave-Systemen einfacher.
• mmWave-Bänder werden aktuell für die nächste Generation von zellulären und WiFi-Standards berücksichtigt. Um den höheren Frequenzen zugeordneten hohen Pfadverlust zu kompensieren, ist eine Strahlformung mit großen Gruppenantennen erforderlich. Um die höchste Strahlformungsverstärkung aufzuweisen, können auf diskreter Fourier-Transformation (DFT) basierende Codebücher berücksichtigt werden. Obwohl ein DFT-Codebuch die beste Strahlformungsverstärkung bereitstellt, weist ein DFT-Codebuch auch große Nebenkeulen auf, die eine hohe Interferenz erzeugen können. Daher sind DFT-basierte Codebücher möglicherweise nicht für Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger geeignet. Bei einem Aspekt wird ein neuartiges Verfahren zum Entwerfen von Strahlformungs-Codebüchem vorgeschlagen, die eine minimale Interferenz mit benachbarten Empfänger-Gruppenantennen aufweisen.
• Der Einfachheit der Darstellung halber können die Sende- (Tx) und Empfangs-(Rx) Kette mit verschiedenen Gruppenantennen verbunden sein. Ein Aufweisen von getrennten Sende- und Antennen-Arrays reduziert ferner die Selbstinterferenz aufgrund von Pfadverlust weiter. Da mmWave-Gruppenantennen viel kleiner als RF-Antennen sind, macht dies ferner die Lösung für mmWave-Bänder attraktiv. Bei einem anderen Aspekt ist ein Codebuch-Entwurf auf eine mmWave-Funkarchitektur anwendbar, bei der jedes Antennenelement sowohl mit der Rx- als auch mit der Tx-RF-Kette mit einem mmWave-Zirkulator verbunden ist.
• Codebuch-Entwurf für einen Einzelpanel-Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger.
• 28 stellt eine einzelne lineare Gruppenantenne 2812 für eine Senderkette 2810 und eine einzelne lineare Gruppenantenne 2822 für eine Empfängerkette 2820 dar. Ohne an Allgemeinheit einzubüßen, wird ein einheitliches lineares Array mit N Antennen betrachtet. Eine Haupt-Interferenz 2830 ist die direktionale Sichtverbindungs- (LOS) Interferenz von einem Sender 2814 zu einem Empfänger 2824. Um die Interferenz 2830 zu reduzieren, wird eine Null 2816 an dem Strahlmuster des Senders 2814 in Richtung der LOS-Richtung des Empfängers 2824 platziert. Ähnlich wird eine andere Null 2828 an dem Strahlmuster des Empfängers 2824 aus der LOS-Richtung des Senders 2814 platziert. Es wird darauf hingewiesen, dass die LOS-Interferenz sehr stark ist und eine hohe Interferenz-Zurückweisung zur Bekämpfung der LOS-Interferenz verwendet werden kann.
• Zusätzlich können zusätzliche Interferenzen 2840 und 2842 aus verschiedenen Richtungen aufgrund von Hardware- (HW) Beeinträchtigungen und/oder einigen Mehrpfad-Reflexionen an dem Empfänger beobachtet werden. In diesem Fall ist der empfangene Interferenzpegel möglicherweise nicht so stark wie die LOS-Interferenz 2830, aber die zusätzlichen Interferenzen 2840 und 2842 können eine erhebliche Auswirkung auf die Performance aufweisen. Bei einem Aspekt wird eine zusätzliche Einkerbung an den Strahlmustern platziert, um die zusätzliche Interferenz zu reduzieren. Wie vorangehend erwähnt, kann sich der Pegel der Einkerbung von dem Pegel der LOS-Null unterscheiden, da die Reflexionen und Interferenz von HW oder Reflexion unterschiedlich sein können und viel geringer als die LOS-Interferenz sein können.
• Bei einem Aspekt kann ein Codebuch für ein einzelnes Panel eines Vollduplex-mmWave-Sendeempfängers entworfen werden. Die Phasenanregung von Antennen soll bezeichnet werden durch [w₀, w₁, w_N-1] ^T, wobei |w_n|= 1,n = 0, ..., N - 1 und N die Gesamtanzahl von Antennen für jedes Panel ist. Nachfolgend ist eine DFT-Matrix, die zur Definition von Beschränkungspunkten an dem Array-Muster verwendet werden kann: $$\text{A}\in {ℂ}^{NO\times N}=\left[\begin{array}{c}\begin{array}{l}{\text{a}}_1^T\\ ⋮\end{array}\\ \begin{array}{l}{\text{a}}_k^T\\ ⋮\end{array}\\ {\text{a}}_{NO}^T\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& e^{j\frac{2\pi }{NO}}& \cdots & e^{j\frac{2\pi \left(N-1\right)}{NO}}\\ ⋮& ⋮& ⋮& ⋮\\ 1& e^{j\frac{2\pi k}{NO}}& \cdots & e^{j\frac{2\pi \left(N-1\right)k}{NO}}\\ ⋮& ⋮& ⋮& ⋮\\ 1& e^{j\frac{2\pi NO}{NO}}& \cdots & e^{j\frac{2\pi \left(N-1\right)NO}{NO}}\end{array}\right]$$

  

  wobei 0 das Überabtastungs-Verhältnis ist, und ${\text{a}}_k^T=\left[\mathrm{1,}{e}^{j\frac{2\pi k}{NO}},\dots ,e^{j\frac{2\pi \left(N-1\right)k}{NO}}\right].$

  

  Hier ist der DFT-Codebuch-Index k entsprechend dem gewünschten Lenkwinkel θ_d durch $k_d=\left[\frac{NO}{\lambda }{d}_{a}cos\left({\theta }_d\right)\right].$

  

  Hier ist └·┘ ein Operator, um die nächste Ganzzahl zu finden, d_a ist der Abstand zwischen Elementen für ein einheitliches lineares Array im Hinblick auf die Wellenlänge λ.
• Dann kann das Fernfeld-Strahlungsmuster am Azimut-Winkel θ_k gefunden werden, z. B. ${\text{a}}_k^T,$

  

  durch $d\left({\theta }_k\right)={\text{a}}_k^T\text{w}.$

  

  Der Azimut-Winkel θ_m kann definiert werden als die Lage des Hauptstrahls, der Azimut-Winkel θ_n als wo es eine Null gibt, und einen Satz von Azimut-Winkeln für die Nebenkeulen θ_s, um die Nebenkeulenpegel unter eine bestimmte Schwelle zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Winkel durch die DFT-Indizes der Matrix A definiert werden. Für den Fall, wenn Sende- und Empfangs-Gruppenantennen nebeneinander platziert sind, sind die Nullstellen 180° und 0°.
• 29 stellt beispielhafte Beschränkungspunkte für ein Vollduplex-Codebuch gemäß einigen Aspekten dar. Ein Azimut-Winkel 2902 wird in der Nähe von 120 gezeigt, und eine Null 2904 wird bei 180° gezeigt. Zusätzlich sind alle Nebenkeulen, wie beispielsweise 2908 und 2910, unterhalb eines Satzes von Azimut-Winkeln 2906.
• Bei einem Aspekt wird ein Codebuch entworfen, das die Interferenz zu jeder Tx/Rx-Gruppenantenne minimiert. Das Problem der Fehlerminimierung des kleinsten Quadrats kann verwendet werden, um bei den gegebenen Beschränkungen einen minimalen Fehler zwischen dem gewünschten Muster und dem erreichten Muster aufzuweisen. Unter Verwendung dieses Optimierungsproblems kann ein Nur-Phasen-Codebuch entworfen werden, das die Selbstinterferenz reduziert. Ein Algorithmus ist nachfolgend in TABELLE 3 gegeben.

  Algorithmus für ein Nur-Phasen-Codebuch für ein Vollduplex-mmWave-Array:

  Eingang: Gesamtanzahl von Antennen N, θm, θn und θs = [θs,1,...,θs,S], die

  Hauptstrahlverstärkung $d_m=\sqrt{N},$ die Verstärkung bei null dn, der maximale

  Nebenkeulenpegel ds = [ds,1, ..., ds,S], w(0) ∈ CN×1 Anfangsphasenwerte (will-

  kürlich), Gewichtungen der kleinsten Quadrate C(0), e(0) = ∞, Al ←

  [a(θm), a(θn),...,a(θs,1),..., a(θs,S)]

  
• Bei einem Aspekt kann ein Beispiel-Codebuch für N=16 Antennen entworfen und ausgewertet werden, das eine Null in der Richtung von 180° platziert. Die Nebenkeulenpegel können wie in einem DFT-Codebuch so eingestellt werden, dass sie zumindest ungefähr 13 dB unter dem Hauptstrahl liegen. 30 stellt beispielhafte Strahlformungs-Muster, die durch Aspekte für Lenkwinkel von 50 und 130 Grad erzeugt werden, dar. Wie in 30 zu sehen ist, wurde eine tiefe Null bei 180 Grad platziert. 31 stellt einen Performance-Vergleich zwischen einem DFT-Codebuch und einem Codebuch basierend auf offenbarten Aspekten dar. 31 stellt den Grad der Unterdrückung (in dB) bei 180 Grad als eine Funktion des Codebuch-Winkels für sowohl das DFT- als auch das vorgeschlagene Codebuch graphisch dar. Wie in 31 gezeigt, weist das durch bestimmte beschriebene Aspekte erzeugte Codebuch eine erhebliche Fähigkeit zur Interferenzunterdrückung auf.
• Die Auswirkung der Interferenzunterdrückung bei 180 Grad auf die Strahlformungsverstärkung in dem gewünschten Blickwinkel kann verifiziert werden. Beispielsweise kann der Grad des Strahlformungsverstärkungsverlusts als eine Funktion des gewünschten Blickwinkels im Vergleich zu dem DFT-Codebuch berechnet werden. 32 stellt einen Leistungsverlust an einem Hauptstrahl im Vergleich zu einem DFT-Codebuch graphisch dar. Bei dem graphisch dargestellten Beispiel ist der maximale Hauptleistungsverlust bei 35 Grad und 145 Grad.
• Codebuch-Entwurf für einen Mehrpanel- (Mehrbenutzer-) Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger.
• 33 stellt eine Gruppenantennen-Struktur für einen mmWave-Vollduplex-Sendeempfänger gemäß einigen Aspekten dar. In 33 bedient jedes Panel einen einzelnen Benutzer. Dementsprechend wird ein einzelner Benutzer durch den Sender 3302 und den Empfänger 3304 bedient. Alternativ können mehrere Panels für einen einzelnen Benutzer verwendet werden. 34 stellt eine Gruppenantennen-Struktur für einen mmWave-Vollduplex-Sendeempfänger gemäß einigen Aspekten dar. In 34 können mehrere Panels verwendet werden, um einen einzelnen Benutzer zu bedienen. Die Amplitude und Phase jedes Panels können unter Verwendung der TX-RF-Kette angepasst werden, um die Interferenz weiter zu reduzieren.
• Um ein Codebuch für einen Mehrpanel- und Mehrbenutzer-Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger zu entwerfen, sind eine Gruppenantennen-Architektur und Nomenklatur nützlich. 35 stellt eine beispielhafte Gruppenantennen-Struktur zum Entwerfen eines Codebuchs dar. Jedes Panel, wie z. B. 3502, weist N Antennen auf und es gibt insgesamt K Panels an dem Sender. Bei einem Aspekt ist die Hauptstrahlrichtung θ_m Der Lenkungsvektor kann durch Folgendes gegeben sein: $a\left({\theta }_m\right)={\left[\mathrm{1,}{e}^{j\pi cos\left({\theta }_m\right)},\dots ,e^{j\pi \left(N-1\right)cos\left({\theta }_m\right)}\right]}^T.$

  
• Ähnlich kann der Null-Lenkungs-Vektor a(θ_n) = ${\left[\mathrm{1,}{e}^{j\pi cos\left({\theta }_n\right)},\dots ,e^{j\pi \left(N-1\right)cos\left({\theta }_n\right)}\right]}^T$

  

  sein.
• Dann kann w, ein ungefähr Null erzwingender Vektor, wie folgt gefunden werden: $$\text{H}={\left(\left[\begin{array}{c}1\\ e^{j\pi \text{Ncos}\left({\theta }_m\right)}\\ ⋮\\ e^{j\pi \text{N}\left(\text{K}-1\right)\text{cos}\left({\theta }_m\right)}\end{array}\right]\otimes {\left[\begin{array}{c}{\text{a}}^T\left({\theta }_m\right)\text{w}\\ {\text{a}}^T\left({\theta }_n\right)\text{w}\end{array}\right]}^T\right)}^{†}$$

  
• Wo ⊗ ein Kronecker-Produkt ist, ist (.)^t eine Pseudoinverse, und ist w ein Codewort, das aus dem Codebuch-Entwurf für einen Einzelpanel-Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger erhalten wird. Der digitale Anregungsvektor kann dann aus der ersten Spalte von H erhalten werden. 36 und 37 stellen die Performance dieses Aspekts dar. Die Performance der Nullung kann durch Verwendung mehrerer Teil-Arrays verbessert werden, wie in 37 gezeigt ist.
• Bei einem anderen Aspekt wird eine Null-Erzwingung an dem digitalen Basisband angewendet. Obwohl dieses Verfahren zu einem Codebuch mit geringer Interferenz führt, weist es den höchsten Verlust an dem Hauptstrahl und hohe Nebenkeulen auf. Es wird betrachtet, dass die Hauptstrahlrichtung θ_m ist. Dann kann der Lenkungsvektor durch Folgendes gegeben sein: $a\left({\theta }_m\right)={\left[\mathrm{1,}{e}^{j\pi cos\left({\theta }_m\right)},\dots ,e^{j\pi \left(KN-1\right)cos\left({\theta }_m\right)}\right]}^T.$

  
• Ähnlich kann der Null-Lenkungs-Vektor $a\left({\theta }_n\right)={\left[\mathrm{1,}{e}^{j\pi cos\left({\theta }_n\right)},\dots ,e^{j\pi \left(KN-1\right)cos\left({\theta }_n\right)}\right]}^T$

  

  sein.
• Dann kann der Null erzwingende Vektor wie folgt gefunden werden: $$\text{H}={\left(\left[\begin{array}{c}{\text{a}}^T\left({\theta }_m\right)\\ {\text{a}}^T\left({\theta }_n\right)\end{array}\right]\left({\text{I}}_K\otimes \text{w}\right)\right)}^{†}$$

  
• Wo ⊗ ein Kronecker-Produkt, ist (.)^t eine Pseudo-Inverse, und w ist ein aus dem Codebuch-Entwurf erhaltenes Codewort für einen vorangehend beschriebenen Einzelpanel-Vollduplex-mmWave-Sendeempfänger. Dann kann der digitale Anregungsvektor aus der ersten Spalte von H erhalten werden.
• 38 stellt eine Benutzervorrichtung 3800 gemäß einem Aspekt dar. Die Benutzervorrichtung 3800 kann bei einigen Aspekten eine mobile Vorrichtung sein und umfasst einen Anwendungsprozessor 3805, einen Basisbandprozessor 3810 (auch als ein Basisband-Teilsystem bezeichnet), ein Funk-Frontendmodul (RFEM; radio front end module) 3815, einen Speicher 3820, ein Konnektivitäts-Teilsystem 3825, eine Nahfeldkommunikations- (NFC-; near field communication) Steuerung 3830, einen Audiotreiber 3835, einen Kameratreiber 3840, einen Touchscreen 3845, einen Anzeigentreiber 3850, Sensoren 3855, einen entfernbaren Speicher 3860, eine integrierte Leistungsmanagementschaltung (PMIC; power management integrated circuit) 3865 und eine smarte Batterie 3870.
• Bei einigen Aspekten kann der Anwendungsprozessor 3805 zum Beispiel einen oder mehrere CPU-Kerne und eines oder mehrere aus einem Cache-Speicher, Reglern mit niedriger Abfallspannung (LDOs; low drop-out voltage regulators), Unterbrechungssteuerungen, seriellen Schnittstellen, wie etwa eine serielle periphere Schnittstelle (SPI; serial peripheral interface), eine zwischenintegrierte Schaltung (I²C; inter-integrated circuit) oder eine universelle programmierbare serielle Schnittstellenschaltung, Echtzeittaktgeber (RTC; real time clock), Zeitgeber-Zähler, die Intervall- und Überwachungszeitgeber umfassen, Allzweck-Eingang-Ausgang (IO), Speicherkartensteuerungen, wie etwa sichere digitale / multimediale (SD-/MMC-) Karten oder Ähnliche, universelle serielle Bus- (USB; universal serial bus) Schnittstellen, Mobilindustrieprozessorschnittstellen- (MIPI; mobile industry processor interface) Schnittstellen und Joint Test Access Group-(JTAG-) Testzugriffsports umfassen.
• Bei einigen Aspekten kann der Basisbandprozessor 3810 zum Beispiel als ein gelötetes Substrat, umfassend eine oder mehrere integrierte Schaltungen, eine einzelne gepackagte integrierte Schaltung, die auf eine Hauptschaltungsplatine gelötet ist, und/oder ein Mehrchip-Modul, umfassend zwei oder mehr integrierte Schaltungen, implementiert sein.
• 39 stellt eine Basisstation oder einen Infrastrukturausrüstung-Funkkopf 3900 gemäß einem Aspekt dar. Der Basisstation-Funkkopf 3900 kann einen oder mehrere aus einem Anwendungsprozessor 3905, Basisbandprozessoren 3910, einem oder mehreren Funkfrontendmodulen 3915, einem Speicher 3920, einer Leistungsmanagementschaltungsanordnung 3925, einer Leistungs-T-Schaltungsanordnung 3930, einer Netzwerksteuerung 3935, einem Netzwerkschnittstellenverbinder 3940, einem Satellitennavigationsempfänger 3945 und einer Benutzerschnittstelle 3950 umfassen.
• Bei einigen Aspekten kann der Anwendungsprozessor 3905 einen oder mehrere CPU-Kerne und eines oder mehrere aus einem Cache-Speicher, Spannungsreglern mit niedrigem Dropout (LDOs; low drop-out voltage regulators), Unterbrechungssteuerungen, seriellen Schnittstellen, wie beispielsweise SPI, I²C oder einer universellen programmierbaren seriellen Schnittstelle, Echtzeittaktgeber (RTC; real time clock), Zeitgeber-Zählern, die Intervall- und Überwachungszeitgeber umfassen, Allzweck-IO, Speicherkartensteuerungen, wie etwa SD-/MMC- oder Ähnliche, USB-Schnittstellen, MIPI-Schnittstellen und Joint Test Access Group-(JTAG-) Testzugriffsports umfassen.
• Bei einigen Aspekten kann der Basisbandprozessor 3910 zum Beispiel als ein gelötetes Substrat, umfassend eine oder mehrere integrierte Schaltungen, eine einzelne gepackagte integrierte Schaltung, die auf eine Hauptschaltungsplatine gelötet ist, oder ein Mehrchip-Modul, umfassend zwei oder mehr integrierte Schaltungen, implementiert sein.
• Bei einigen Aspekten kann der Speicher 3920 einen oder mehrere flüchtige Speicher, umfassend einen dynamischen Direktzugriffspeicher (DRAM; dynamic random access memory) und/oder einen synchronen dynamischen Direktzugriffspeicher (SDRAM; synchronous dynamic random access memory), und nichtflüchtige Speicher (NVM; nonvolatile memory), umfassend einen elektrisch löschbaren Hochgeschwindigkeitsspeicher (allgemein als Flash-Speicher bekannt), einen Phasenänderungs-Direktzugriffspeicher (PRAM; phase change random access memory), einen magneto-resistiven Direktzugriffspeicher (MRAM; magnetoresistive random access memory) und/oder einen dreidimensionalen Kreuzpunktspeicher, umfassen. Der Speicher 3920 kann als ein/e oder mehrere aus gelöteten gepackagten integrierten Schaltungen, gesockelten Speichermodulen und Steckspeicherkarten implementiert sein.
• Bei einigen Aspekten kann die integrierte Leistungsmanagementschaltungsanordnung 3925 eine/einen oder mehrere aus Spannungsreglern, Überspannungsschutzeinrichtungen, Leistungsalarm-Detektionsschaltungsanordnungen und eine oder mehrere Backup-Leistungsquellen, wie beispielsweise eine Batterie oder einen Kondensator, umfassen. Eine Leistungsalarm-Detektionsschaltungsanordnung kann einen oder mehrere aus Brownout- (Unterspannung) und Surge- (Überspannung) Zuständen detektieren.
• Bei einigen Aspekten kann die Leistungs-T-Schaltungsanordnung 3930 eine elektrische Leistung bereitstellen, die aus einem Netzwerkkabel entnommen wird, um dem Basisstation-Funkkopf 3900 sowohl eine Leistungsversorgung als auch eine Datenkonnektivität unter Verwendung eines einzelnen Kabels bereitzustellen.
• Bei einigen Aspekten kann die Netzwerksteuerung 3935 einem Netzwerk unter Verwendung eines Standardnetzwerkschnittstellenprotokolls, wie beispielsweise Ethernet, eine Konnektivität bereitstellen. Eine Netzwerkkonnektivität kann unter Verwendung einer physischen Verbindung bereitgestellt sein, die eines von elektrisch (allgemein als Kupferverbindung bezeichnet), optisch oder drahtlos ist.
• Bei einigen Aspekten kann ein Satellitennavigationsempfänger 3945 eine Schaltungsanordnung umfassen, um Signale zu empfangen und zu decodieren, die durch eine oder mehrere Navigationssatellitenkonstellationen, wie etwa das globale Positionsbestimmungssystem (GPS; global positioning system), das globale Satellitennavigationssystem (GLONASS; Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema), Galileo und/oder BeiDou, gesendet werden. Der Empfänger 3945 kann dem Anwendungsprozessor 3905 Daten bereitstellen, die eines oder mehrere aus Positionsdaten oder Zeitdaten umfassen können. Der Anwendungsprozessor 3905 kann Zeitdaten verwenden, um Operationen mit anderen Funkbasisstationen zu synchronisieren.
• Bei einigen Aspekten kann die Benutzerschnittstelle 3950 einen oder mehrere physische oder virtuelle Knöpfe, wie etwa einen Zurücksetzknopf, einen oder mehrere Indikatoren wie etwa Leuchtdioden (LEDs; light emitting diodes) und einen Anzeigebildschirm, umfassen.
• 40A stellt einen Aspekt eines Funk-Frontendmoduls 4000 dar, das ein Millimeterwellen-Funk-Frontendmodul (RFEM; radio front end module) 4005 und eine oder mehrere integrierte Submillimeterwellen-Funkfrequenzschaltungen (RFIC; radio frequency integrated circuit) 4015 einbringt. Bei diesem Aspekt können die eine oder die mehreren Submillimeterwellen-RFICs 4015 physisch von einem Millimeterwellen-RFEM 4005 getrennt sein. Die RFICs 4015 können eine Verbindung mit einer oder mehreren Antennen 4020 umfassen. Das RFEM 4005 kann mit mehreren Antennen 4010 verbunden sein.
• 40B stellt einen alternativen Aspekt eines Funk-Frontendmoduls 4025 dar. Bei diesem Aspekt können sowohl Millimeterwellen- als auch Submillimeterwellen-Funkfunktionen in demselben physischen Funk-Frontendmodul 4030 implementiert sein. Das RFEM 4030 kann sowohl Millimeterwellen-Antennen 4035 als auch Submillimeterwellen-Antennen 4040 einbringen.
• 41A stellt eine beispielhafte Millimeterwellen-Kommunikationsschaltungsanordnung 4100 gemäß einigen Aspekten dar. Die Schaltungsanordnung 4100 ist alternativ gemäß Funktionen gruppiert. Komponenten, wie in 4100 gezeigt, sind hier zu darstellenden Zwecken gezeigt und können andere Komponenten umfassen, die in 41A nicht gezeigt sind.
• Die Millimeterwellen-Kommunikationsschaltungsanordnung 4100 kann eine Protokollverarbeitungsschaltungsanordnung 4105 umfassen, die eines oder mehrere von einer Mediumzugriffssteuerung (MAC; medium access control), einer Funkverbindungssteuerung (RLC; radio link control), einem Paketdatenkonvergenzprotokoll (PDCP; packet data convergence protocol), einer Funkressourcensteuerung (RRC; radio resource control) und Nichtzugriffsstratum- (NAS-; non-access stratum) Funktionen implementieren kann. Die Protokollverarbeitungsschaltungsanordnung 4105 kann einen oder mehrere Verarbeitungskerne (nicht gezeigt), um Anweisungen auszuführen, und eine oder mehrere Speicherstrukturen (nicht gezeigt), um Programm- und Dateninformationen zu speichern, umfassen.
• Die Millimeterwellen-Kommunikationsschaltungsanordnung 4100 kann ferner eine digitale Basisbandschaltungsanordnung 4110 umfassen, die Funktionen einer physikalischen Schicht (PHY; physical layer) implementieren kann, die eine oder mehrere Funktionen einer hybriden automatischen Wiederholungsanfrage (HARQ; hybrid automatic repeat request), Verwürfelung und/oder Entwürfelung, Kodieren und/oder Decodieren, Schichtabbilden und/oder -rückabbilden, Modulationssymbolabbilden, Bestimmung eines empfangenen Symbols und/oder einer Bitmetrik, Mehrantennenport-Vorkodieren und/oder -decodieren, das eines oder mehrere von einem Raum-Zeit-, Raum-Frequenz- oder Raumkodieren umfasst, Referenzsignalerzeugung und/oder Detektion, Präambelsequenzerzeugung und/oder -decodieren, Synchronisationssequenzerzeugung und/oder -detektion, Steuerungskanalblindsignaldecodieren und andere verwandte Funktionen umfassen können.
• Die Millimeterwellen-Kommunikationsschaltungsanordnung 4100 kann ferner eine Sendeschaltungsanordnung 4115, eine Empfangsschaltungsanordnung 4120 und/oder eine Gruppenantennen-Schaltungsanordnung 4130 umfassen.
• Die Millimeterwellen-Kommunikationsschaltungsanordnung 4100 kann ferner eine Radiofrequenz- (RF-) Schaltungsanordnung 4125 umfassen. Bei einem Aspekt der Erfindung kann die RF-Schaltungsanordnung 4125 mehrere parallele RF-Ketten für eine oder mehrere Sende- oder Empfangsfunktionen umfassen, die jeweils mit einer oder mehreren Antennen der Gruppenantenne 4130 verbunden sind.
• Bei einem Aspekt der Offenbarung kann die Protokollverarbeitungsschaltungsanordnung 4105 eine oder mehrere Instanzen einer Steuerungsschaltungsanordnung (nicht gezeigt) umfassen, um einer oder mehreren von der digitalen Basisbandschaltungsanordnung 4110, Sendeschaltungsanordnung 4115, Empfangsschaltungsanordnung 4120 und/oder Radiofrequenzschaltungsanordnung 4125 Steuerfunktionen bereitzustellen.
• 41B und 41C stellen Beispiele für die Sendeschaltungsanordnung 4115 in 41A in einigen Aspekten dar.
• Die beispielhafte Sendeschaltungsanordnung 4115 von 41B kann einen oder mehrere von Digital-zu-Analog-Wandlern (DACs; digital to analog converters) 4140, analoger Basisbandschaltungsanordnung 4145, Aufwärtswandlungsschaltungsanordnung 4150 und Filterungs- und Verstärkungsschaltungsanordnung 4155 umfassen. Bei einem anderen Aspekt stellt 41C eine beispielhafte Sendeschaltungsanordnung 4115 dar, die eine digitale Sendeschaltungsanordnung 4165 und eine Ausgangsschaltungsanordnung 4170 umfasst.
• Wie in 41D ersichtlich ist, kann die Radiofrequenzschaltungsanordnung 4125 eine oder mehrere Instanzen einer Funkkettenschaltungsanordnung 4172 umfassen, die bei einigen Aspekten ein oder mehrere Filter, Leistungsverstärker, rauscharme Verstärker, programmierbare Phasenverschieber und Leistungsversorgungen (nicht gezeigt) umfassen kann.
• Die Radiofrequenzschaltungsanordnung 4125 kann bei einigen Aspekten eine Leistungskombinierungs- und -teilungsschaltungsanordnung 4174 umfassen. Bei einigen Aspekten kann die Leistungskombinierungs- und -teilungsschaltungsanordnung 4174 bidirektional arbeiten, sodass die gleiche physische Schaltungsanordnung ausgebildet sein kann, um als ein Leistungsteiler beim Senden durch die Vorrichtung und als ein Leistungskombinierer beim Empfangen durch die Vorrichtung zu arbeiten. Bei einigen Aspekten kann die Leistungskombinierungs- und -teilungsschaltungsanordnung 4174 eine oder mehrere ganz oder teilweise getrennte Schaltungsanordnungen umfassen, um die Leistungsteilung beim Senden durch die Vorrichtung und die Leistungskombination beim Empfangen durch die Vorrichtung durchzuführen. Bei einigen Aspekten kann die Leistungskombinierungs- und -teilungsschaltungsanordnung 4174 eine passive Schaltungsanordnung umfassen, die einen oder mehrere Zweiwege-Leistungsteiler/-kombinierer in einer Baumanordnung umfasst. Bei einigen Aspekten kann die Leistungskombinierungs- und -teilungsschaltungsanordnung 4174 eine aktive Schaltungsanordnung umfassen, die Verstärkerschaltungen umfasst.
• Bei einigen Aspekten kann die Funkfrequenzschaltungsanordnung 4125 mit der Sendeschaltungsanordnung 4115 und der Empfangsschaltungsanordnung 4120 in 41A über eine oder mehrere Funkkettenschnittstellen 4176 oder eine kombinierte Funkkettenschnittstelle 4178 verbinden.
• Bei einigen Aspekten können eine oder mehrere Funkkettenschnittstellen 4176 eine oder mehrere Schnittstellen zu einem oder mehreren Empfangs- oder Sendesignalen bereitstellen, die jeweils einer einzelnen Antennenstruktur zugeordnet sind, die eine oder mehrere Antennen umfassen kann.
• Bei einigen Aspekten kann die kombinierte Funkkettenschnittstelle 4178 eine einzelne Schnittstelle zu einem oder mehreren Empfangs- oder Sendesignalen bereitstellen, die jeweils einer Gruppe von Antennenstrukturen zugeordnet sind, die eine oder mehrere Antennen umfassen.
• 41E stellt die beispielhafte Empfangsschaltungsanordnung 4120 in 41A gemäß einigen Aspekten dar. Die Empfangsschaltungsanordnung 4120 kann eine oder mehrere parallele Empfangsschaltungsanordnungen 4182 und/oder eine oder mehrere kombinierte Empfangsschaltungsanordnungen 4184 umfassen.
• Bei einigen Aspekten können die eine oder die mehreren parallelen Empfangsschaltungsanordnungen 4182 und eine oder mehreren kombinierten Empfangsschaltungsanordnungen 4184 eine oder mehrere Zwischenfrequenz- (IF-; Intermediate Frequency) Abwärtsumwandlungsschaltungsanordnungen 4186, IF-Verarbeitungsschaltungsanordnungen 4188, Basisband-Abwärtswandlungsschaltungsanordnungen 4190, Basisband-Verarbeitungsschaltungsanordnungen 4192 und Analog-zu-Digital-Wandler- (ADC-; analog-to-digital converter) Schaltungsanordnungen 4194 umfassen.
• 42 stellt ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung wie beispielsweise eines Evolved Node-B (eNB), eines neuen Generation-Node-B (gNB), eines Zugriffspunkts (AP; access point), einer drahtlosen Station (STA), einer Mobilstation (MS; mobile station) oder eines Benutzerendgeräts (UE; user equipment) gemäß einigen Aspekten dar. Bei alternativen Aspekten kann die Kommunikationsvorrichtung 4200 als eine eigenständige Vorrichtung arbeiten oder mit anderen Kommunikationsvorrichtungen verbunden (z. B. vernetzt) sein.
• Eine Schaltungsanordnung (z. B. eine Verarbeitungsschaltungsanordnung) ist eine Sammlung von Schaltungen, die in greifbaren Entitäten der Vorrichtung 4200 implementiert sind, die Hardware (z. B. einfache Schaltungen, Gates, Logik, etc.) umfassen. Schaltungsanordnungsmitgliedschaft kann im Laufe der Zeit flexibel sein. Schaltungsanordnungen umfassen Mitglieder, die allein oder in Kombination während eines Betriebs festgelegte Operationen durchführen können. Bei einem Beispiel kann eine Hardware der Schaltungsanordnung unveränderlich entworfen sein, um eine spezifische Operation (z. B. fest verdrahtet) auszuführen. Bei einem Beispiel kann die Hardware der Schaltungsanordnung variabel verbundene physikalische Komponenten (z. B. Ausführungseinheiten, Transistoren, einfache Schaltungen etc.) umfassen, umfassend ein maschinenlesbares Medium, das physikalisch modifiziert (z. B. magnetisch, elektrisch, bewegliche Platzierung von invarianten, mit Masse versehenen (massed) Partikeln etc.) ist, um Anweisungen der spezifischen Operation zu codieren.
• Bei einem Verbinden der physikalischen Komponenten werden die zugrunde liegenden elektrischen Eigenschaften eines Hardwarebestandteils verändert, beispielsweise von einem Isolator zu einem Leiter oder umgekehrt. Die Anweisungen ermöglichen es eingebetteter Hardware (z. B. den Ausführungseinheiten oder einem Belastungsmechanismus), Mitglieder der Schaltungsanordnung in Hardware über die variablen Verbindungen zu erzeugen, um, wenn in Betrieb, Abschnitte der festgelegten Operation auszuführen. Dementsprechend sind bei einem Beispiel die maschinenlesbaren Medienelemente Teil der Schaltungsanordung oder sind, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, kommunikativ mit den anderen Komponenten der Schaltungsanordnung gekoppelt. Bei einem Beispiel kann irgendeine der physikalischen Komponenten in mehr als einem Mitglied von mehr als einer Schaltungsanordnung verwendet werden. Beispielsweise können während einer Operation Ausführungseinheiten in einer ersten Schaltung einer ersten Schaltungsanordnung zu einem Zeitpunkt verwendet werden und von einer zweiten Schaltung in der ersten Schaltungsanordnung oder von einer dritten Schaltung in einer zweiten Schaltungsanordnung zu einem anderen Zeitpunkt wiederverwendet werden. Zusätzliche Beispiele dieser Komponenten im Hinblick auf die Vorrichtung 4200 folgen nach.
• Bei einigen Aspekten kann die Vorrichtung 4200 als eine eigenständige Vorrichtung arbeiten, oder kann mit anderen Vorrichtungen verbunden (z. B. vernetzt) sein. In einem vernetzten Betrieb kann die Kommunikationsvorrichtung 4200 in der Funktion einer Server-Kommunikationsvorrichtung, einer Client-Kommunikationsvorrichtung oder in sowohl Server- als auch Client-Netzwerkumgebungen arbeiten. Bei einem Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung 4200 als eine Peer-Kommunikationsvorrichtung in Peer-to-Peer- (P2P) (oder anderen verteilten) Netzwerkumgebungen agieren. Die Kommunikationsvorrichtung 4200 kann ein UE, eNB, PC ein Tablet-PC, eine STB, ein PDA, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine Web-Anwendung, ein Netzwerk-Router, -Schalter oder eine -Brücke, oder irgendeine Kommunikationsvorrichtung sein, die fähig zum Ausführen von Anweisungen (sequenziell oder anderweitig) ist, die Aktionen spezifizieren, die durch diese Kommunikationsvorrichtung ausgeführt werden sollen. Während nur eine einzige Kommunikationsvorrichtung dargestellt ist, soll der Begriff „Kommunikationsvorrichtung‟ ferner auch irgendeine Sammlung von Kommunikationsvorrichtungen umfassen, die individuell oder gemeinsam einen Satz (oder mehrere Sätze) von Anweisungen ausführen, um irgendeine oder mehrere der hierin erörterten Methoden auszuführen, z. B. Cloud-Computing, Software as a Service (SaaS) oder andere Computer-Cluster-Konfigurationen.
• Beispiele, wie hierin beschrieben, können Logik oder eine Anzahl von Komponenten, Modulen oder Mechanismen umfassen oder basierend auf denselben arbeiten. Module sind greifbare Einheiten (z. B. Hardware), die fähig zum Ausführen bestimmter Operationen sind, und können auf bestimmte Weise ausgebildet oder angeordnet sein. Bei einem Beispiel können Schaltungen auf eine bestimmte Weise als ein Modul angeordnet sein (z. B. intern oder im Hinblick auf externe Einheiten, z. B. andere Schaltungen). Bei einem Beispiel kann das ganze oder ein Teil von einem oder mehreren Computersystemen (z. B. ein alleinstehendes, Client- oder Server-Computersystem) oder ein oder mehrere Hardware-Prozessoren durch Firmware oder Software (z. B. Anweisungen, einen Anwendungsabschnitt oder eine Anwendung) als ein Modul ausgebildet sein, das arbeitet, um bestimmte Operationen auszuführen. Bei einem Beispiel kann die Software auf einem durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbaren Medium vorliegen. Bei einem Beispiel verursacht die Software bei Ausführung durch die zugrundeliegende Hardware des Moduls, dass die Hardware die spezifischen Operationen ausführt.
• Dementsprechend ist der Begriff „Modul“ so zu verstehen, dass er eine greifbare Einheit umfasst, sei dies eine Einheit, die physisch konstruiert ist, speziell ausgebildet ist (z. B. fest verdrahtet) oder temporär (z. B. vorübergehend) ausgebildet (z. B. programmiert) ist, um auf eine bestimmte Weise zu arbeiten oder einen Teil oder alles von irgendeiner hierin beschriebenen Operation auszuführen. Bei Betrachtung von Beispielen, bei denen Module temporär ausgebildet sind, ist es nicht erforderlich, dass jedes der Module zu irgendeinem Zeitpunkt instantiiert wird. Zum Beispiel, wo die Module einen Allzweck-Hardware-Prozessor umfassen, der unter Nutzung von Software ausgebildet ist, kann der Allzweck-Hardware-Prozessor als jeweilige unterschiedliche Module zu unterschiedlichen Zeiten ausgebildet sein. Software kann dementsprechend einen Hardware-Prozessor ausbilden, um zum Beispiel ein bestimmtes Modul zu einem Zeitpunkt zu bilden und ein unterschiedliches Modul zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt zu bilden.
• Die Kommunikationsvorrichtung (z. B. UE) 4200 kann einen Hardware-Prozessor 4202 (z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU; central processing unit), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU; graphics processing unit), einen Hardware-Prozessorkern oder irgendeine Kombination davon), einen Hauptspeicher 4204, einen statischen Speicher 4206, und Massenspeicherung 4207 (z. B. Festplatte, Bandlaufwerk, Flash-Speicher oder andere Block- oder Speicherungsvorrichtungen) umfassen, von denen einige oder alle möglicherweise miteinander über einen Zwischenlink (z. B. Bus) 4208 kommunizieren.
• Die Kommunikationsvorrichtung 4200 kann ferner eine Anzeigevorrichtung 4210, eine alphanumerische Eingangsvorrichtung 4212 (z. B. eine Tastatur) und eine Navigationsvorrichtung 4214 mit Benutzerschnittstelle (UI; user interface) (z. B. eine Maus) aufweisen. Bei einem Beispiel können die Anzeigevorrichtung 4210, die Eingangsvorrichtung 4212 und die UI-Navigationsvorrichtung 4214 eine Touchscreen-Anzeige sein. Die Kommunikationsvorrichtung 4200 kann zusätzlich eine Signalerzeugungsvorrichtung 4218 (z. B. einen Lautsprecher), eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung 4220, und einen oder mehrere Sensoren 4221, wie beispielsweise einen Globales-Positionsbestimmungssystem- (GPS) Sensor, Kompass, einen Beschleunigungssensor oder anderen Sensor umfassen. Die Kommunikationsvorrichtung 4200 kann eine Ausgangs-Steuerung 4228, wie etwa eine serielle (z. B. einen universellen seriellen Bus (USB), eine parallele oder andere drahtgebundene oder drahtlose (z. B. Infrarot (IR; infrared) Nahfeldkommunikation- (NFC; near field communication) usw.) Verbindung umfassen, um mit einer oder mehreren Peripherievorrichtungen (z. B. einem Drucker, einem Kartenlesegerät usw.) zu kommunizieren oder dieselbe zu steuern.
• Die Speicherungsvorrichtung 4207 kann ein durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbares Medium 4222 aufweisen, auf dem ein oder mehrere Sätze von Datenstrukturen oder Anweisungen 4224 (z. B. Software) gespeichert sind, die durch eine oder mehrere der Techniken oder Funktionen, die hierin beschrieben werden, ausgeführt oder benutzt werden. Bei einigen Aspekten können Register des Prozessors 4202, der Hauptspeicher 4204, der statische Speicher 4206, oder der Massenspeicher 4207 das durch eine Vorrichtung lesbare Medium 4222 sein oder umfassen (vollständig oder zumindest teilweise), auf dem der eine oder die mehreren Sätze von Datenstrukturen oder Anweisungen 4224 gespeichert sind, die irgendeine oder mehrere der hierin beschriebenen Techniken oder Funktionen verkörpern oder durch dieselbe verwendet werden. Bei einem Beispiel können eine oder irgendeine Kombination von dem Hardware-Prozessor 4202, dem Hauptspeicher 4204, dem statischen Speicher 4206, oder dem Massenspeicher 4216 das durch eine Vorrichtung lesbare Medium 4222 bilden.
• Wie hierin verwendet, ist der Begriff „durch eine Vorrichtung lesbares Medium“ austauschbar mit „computerlesbares Medium“ oder „maschinenlesbares Medium“. Während das durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbare Medium 4222 als ein einzelnes Medium dargestellt ist, kann der Begriff „durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbares Medium“ ein einzelnes Medium oder mehrere Medien umfassen (z. B. eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder zugeordnete Caches und Server), die ausgebildet sind, die eine oder die mehreren Anweisungen 4224 zu speichern.
• Der Begriff „durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbares Medium“ kann irgendein Medium umfassen, das in der Lage ist zum Speichern, Codieren oder Tragen von Anweisungen (z. B. Anweisungen 4224) zur Ausführung durch die Kommunikationsvorrichtung 4200 und das verursacht, dass die Kommunikationsvorrichtung 4200 irgendeine oder mehrere der Techniken der vorliegenden Offenbarung ausführt, oder das in der Lage ist zum Speichern, Codieren oder Tragen von Datenstrukturen, die durch solche Anweisungen verwendet oder denselben zugeordnet sind. Nicht einschränkende Beispiele eines durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbaren Mediums können Solid-State-Speicher, und optische und magnetische Medien umfassen. Spezifische Beispiele für durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbare Medien können Folgendes umfassen: einen nichtflüchtigen Speicher, wie etwa Halbleiterspeichervorrichtungen (z. B. elektrisch programmierbare Nur-Lese-Speicher (EPROM; Electrically Programmable Read-Only Memory) oder elektrisch löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher (EEPROM; Electrically Ersable Programmable Read-Only Memory)), und Flash-Speichervorrichtungen; Magnetplatten, wie etwa interne Festplatten und entfernbare Platten; magneto-optische Platten; Direktzugriffsspeicher (RAM; Random Access Memory); und CD-ROM- und DVD-ROM-Platten. Bei einigen Beispielen können durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbare Medien nicht vorübergehende, durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbare Medien umfassen. Bei einigen Beispielen können durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbare Medien durch eine Kommunikationsvorrichtung lesbare Medien umfassen, die kein sich vorübergehend ausbreitendes Signal sind.
• Die Anweisungen 4224 können ferner über ein Kommunikationsnetzwerk 4226 gesendet oder empfangen werden, unter Verwendung eines Übertragungsmediums über die Netzwerkschnittstellenvorrichtung 4220, die irgendeines von einer Anzahl von Übertragungsprotokollen (z. B. Frame Relay, Internetprotokoll (IP), Transmission Control Protocol (TCP; Übertragungssteuerungsprotokoll), User Datagram Protocol (UDP; Benutzer-Datagramm-Protokoll), Hypertext-Übertragungsprotokoll (HTTP; Hypertext Transfer Protocol) etc.) nutzt. Beispielhafte Kommunikationsnetzwerke können u.a. ein Lokales Netz (LAN; Local Area Network), ein weites Netz (WAN; Wide Area Network), ein Paketdatennetz (z. B. das Internet), Mobiltelefonnetze (z. B. zellulare Netze), Herkömmliche-Analoge-Telefon- (POTS-; Plain Old Telephone) Netze und drahtlose Datennetze (z. B. Institute of Electrical and Electronics Engineers- (IEEE-) 802.11-Standardfamilie, bekannt als Wi-Fi®, IEEE 802.16-Standardfamilie, bekannt als WiMAX®), IEEE 802.15.4-Standardfamilie, eine LTE- (Long Term Evolution) Standardfamilie, eine Universal Mobile Telecommunications System- (UMTS-) Standardfamilie, Peer-to-Peer- (P2P-) Netze umfassen. Bei einem Beispiel kann die Netzwerkschnittstellenvorrichtung 4220 eine oder mehrere physische Buchsen (z. B. Ethernet, koaxial oder Telefonbuchsen) oder eine oder mehrere Antennen zum Verbinden mit dem Kommunikationsnetzwerk 4226 umfassen. Bei einem Beispiel kann die Netzwerkschnittstellenvorrichtung 4220 eine Mehrzahl von Antennen umfassen, um drahtlos zu kommunizieren, unter Verwendung von zumindest einer von einer Einzel-Eingang-Mehrfach-Ausgang- (SIMO-; Single-Input Multiple-Output), MIMO oder Mehrfach-Einfang-Einzel-Ausgang- (MISO-; Multiple-Input Single-Output) Technik. Bei einigen Beispielen kann die Netzwerkschnittstellenvorrichtung 4220 unter Verwendung von Mehrbenutzer-MIMO-Techniken drahtlos kommunizieren.
• Der Begriff „Übertragungsmedium“ ist so aufzufassen, dass er irgendein ungreifbares Medium umfasst, das fähig ist zum Speichern, Codieren oder Tragen von Anweisungen zur Ausführung durch die Kommunikationsvorrichtung 4200, und digitale oder analoge Kommunikationssignale oder ein anderes ungreifbares Medium zum Ermöglichen einer Kommunikation solcher Software umfasst. Diesbezüglich ist ein Übertragungsmedium im Kontext dieser Offenbarung ein durch eine Vorrichtung lesbares Medium.
• Zusätzliche Anmerkungen und Beispiele:
• Beispiel 1 ist eine Vorrichtung einer Basisstation (BS), die Vorrichtung umfassend: einen Speicher; eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgebildet ist zum: Zuordnen zu einem ersten Benutzerendgerät (UE) und einem zweiten, unterschiedlichen UE; Bestimmen von Gewichtungssummenraten für das erste UE und das zweite UE; Planen von Übertragungen an das erste UE und das zweite UE basierend auf den Gewichtungssummenraten, wobei die Gewichtungssummenraten in dem Speicher gespeichert sind; Codieren erster Daten zur Übertragung an das erste UE, wobei die ersten Daten basierend auf der geplanten Übertragung an das erste UE gesendet werden; und Codieren zweiter Daten zur Übertragung an das zweite UE, wobei die zweiten Daten basierend auf der geplanten Übertragung an das zweite UE gesendet werden.
• Bei Beispiel 2 umfasst der Gegenstand von Beispiel 1, wobei zum Planen von Übertragungen die Verarbeitungsschaltungsanordnung bestimmt, dass die Übertragungen unidirektionale Strahlformung und nicht-orthogonalen Mehrfachzugriff verwenden.
• Bei Beispiel 3 umfasst der Gegenstand von Beispiel 2, wobei die Übertragungen codiert werden, um in einem Leistungsbereich gemultiplext zu werden.
• Bei Beispiel 4 umfasst der Gegenstand der Beispiele 1-3, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer ersten Richtung eines ersten Strahls, um die ersten Daten an das erste UE zu senden; und Bestimmen einer zweiten Richtung eines zweiten Strahls, um die zweiten Daten an das zweite UE zu senden.
• Bei Beispiel 5 umfasst der Gegenstand von Beispiel 4, wobei die erste Richtung gleich der zweiten Richtung ist.
• Bei Beispiel 6 umfasst der Gegenstand der Beispiele 4-5, wobei sich die erste Richtung von der zweiten Richtung unterscheidet.
• Bei Beispiel 7 umfasst der Gegenstand der Beispiele 4-6, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer ersten Strahlverstärkung für den ersten Strahl; und Bestimmen einer zweiten Strahlverstärkung für den zweiten Strahl.
• Beispiel 8 ist ein Verfahren einer Basisstation (BS), das Verfahren umfassend: Zuordnen zu einem ersten Benutzerendgerät (UE) und einem zweiten, unterschiedlichen UE; Bestimmen von Gewichtungssummenraten für das erste UE und das zweite UE; Planen von Übertragungen an das erste UE und das zweite UE basierend auf den Gewichtungssummenraten, wobei die Gewichtungssummenraten in dem Speicher gespeichert sind; Codieren erster Daten zur Übertragung an das erste UE, wobei die ersten Daten basierend auf der geplanten Übertragung an das erste UE gesendet werden; und Codieren zweiter Daten zur Übertragung an das zweite UE, wobei die zweiten Daten basierend auf der geplanten Übertragung an das zweite UE gesendet werden.
• Bei Beispiel 9 umfasst der Gegenstand von Beispiel 8, wobei das Planen von Übertragungen ein Bestimmen umfasst, dass die Übertragungen unidirektionale Strahlformung und nicht-orthogonalen Mehrfachzugriff verwenden.
• Bei Beispiel 10 umfasst der Gegenstand von Beispiel 9, wobei die Übertragungen codiert werden, um in einem Leistungsbereich gemultiplext zu werden.
• Bei Beispiel 11 umfasst der Gegenstand der Beispiele 8-10 ein Bestimmen einer ersten Richtung eines ersten Strahls, um die ersten Daten an das erste UE zu senden; und Bestimmen einer zweiten Richtung eines zweiten Strahls, um die zweiten Daten an das zweite UE zu senden.
• Bei Beispiel 12 umfasst der Gegenstand von Beispiel 11, wobei die erste Richtung gleich der zweiten Richtung ist.
• Bei Beispiel 13 umfasst der Gegenstand der Beispiele 11-12, wobei sich die erste Richtung von der zweiten Richtung unterscheidet.
• Bei Beispiel 14 umfasst der Gegenstand der Beispiele 11-13 ein Bestimmen einer ersten Strahlverstärkung für den ersten Strahl; und Bestimmen einer zweiten Strahlverstärkung für den zweiten Strahl.
• Beispiel 15 ist eine Vorrichtung, umfassend: eine oder mehrere Verzögerungszellen, umfassend ein passives Widerstand-Kondensator-(RC) RC-Allpassfilter und ausgebildet, eine Gruppenverzögerung bereitzustellen; einen oder mehrere komplexe Abgriffe, umfassend: ein Polyphasenfilter, umfassend ein passives RC-Filter, wobei das Polyphasenfilter ausgebildet ist zum: Empfangen der Gruppenverzögerung als Eingang; Bereitstellen einer ersten Gewichtung für eine Größe basierend auf der Gruppenverzögerung; und Bereitstellen einer zweiten Gewichtung für eine Phase basierend auf der Gruppenverzögerung; und einen Kombinierer zum Kombinieren der ersten Gewichtung und der zweiten Gewichtung, um eine Kanalantwort eines Kanals zu erzeugen.
• Bei Beispiel 16 umfasst der Gegenstand von Beispiel 15, wobei die erste Verzögerungszelle ausgebildet ist, ein Sendesignal als Eingang zu empfangen.
• Bei Beispiel 17 umfasst der Gegenstand von Beispiel 16 einen Sender, der ausgebildet ist, das Sendesignal auf dem Kanal zu senden; und einen Empfänger, der ausgebildet ist, ein Empfangssignal zu empfangen, wobei der Sender und der Empfänger in einem Vollduplex-Modus arbeiten.
• Bei Beispiel 18 umfasst der Gegenstand von Beispiel 17 einen zweiten Kombinierer, der ausgebildet ist, die erzeugte Kanalantwort des Kanals mit dem Empfangssignal zu kombinieren, um die Selbstinterferenz von dem Sender zu reduzieren, wobei die Kanalantwort ein Lecken von dem Sender zu dem Empfänger schätzt.
• Bei Beispiel 19 umfasst der Gegenstand von Beispiel 18 eine Schaltermatrix, die ausgebildet ist, eine Anzahl von aktiven komplexen Abgriffen und einen Wert der Gruppenverzögerung, bereitgestellt als Eingang, zu steuern.
• Bei Beispiel 20 umfasst der Gegenstand von Beispiel 19, wobei die Vorrichtung chipintern implementiert ist.
• Beispiel 21 ist ein chipintern implementiertes Verfahren, das Verfahren umfassend: Bereitstellen, unter Verwendung einer oder mehrere Verzögerungszellen, umfassend ein passives Widerstand-Kondensator-(RC) RC-Allpassfilter, einer Gruppenverzögerung; einen oder mehrere komplexe Abgriffe, umfassend: Empfangen, an einem Polyphasenfilter, umfassend ein passives RC-Filter, der Gruppenverzögerung als Eingang; Bereitstellen, durch das Polyphasenfilter, einer ersten Gewichtung für eine Größe basierend auf der Gruppenverzögerung; und Bereitstellen, durch das Polyphasenfilter, einer zweiten Gewichtung für eine Phase basierend auf der Gruppenverzögerung; und Kombinieren, durch einen Kombinierer, der ersten Gewichtung und der zweiten Gewichtung, um eine Kanalantwort eines Kanals zu erzeugen.
• Bei Beispiel 22 umfasst der Gegenstand von Beispiel 21 ein Empfangen, an der ersten Verzögerungszelle, eines Sendesignals als Eingang.
• Bei Beispiel 23 umfasst der Gegenstand von Beispiel 22 ein Senden, durch einen Sender, des Sendesignals auf dem Kanal; und Empfangen, durch einen Empfänger, eines Empfangssignals, wobei der Sender und der Empfänger in einem Vollduplex-Modus arbeiten.
• Bei Beispiel 24 umfasst der Gegenstand von Beispiel 23 ein Kombinieren, durch einen zweiten Kombinierer, der erzeugten Kanalantwort des Kanals mit dem Empfangssignal, um die Selbstinterferenz von dem Sender zu reduzieren, wobei die Kanalantwort ein Lecken von dem Sender zu dem Empfänger schätzt.
• Bei Beispiel 25 umfasst der Gegenstand von Beispiel 24 ein Steuern, durch eine Schaltermatrix, einer Anzahl von aktiven komplexen Abgriffen und einen Wert der Gruppenverzögerung, bereitgestellt als Eingang.
• Beispiel 26 ist eine Vorrichtung eines Benutzerendgeräts (UE), die Vorrichtung umfassend: einen Speicher; eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgebildet ist zum: Berechnen eines Abstands zwischen dem UE und einer Basisstation (BS); Bestimmen einer Zeitdauer bis zu einem nächsten Sektor-Sweep von der BS; Berechnen einer erwarteten Winkelbewegung des UE aus einer Perspektive der BS während der Zeitdauer; Bestimmen einer Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung basierend auf der erwarteten Winkelbewegung, wobei die Halbwertsstrahlbreite in dem Speicher gespeichert ist; und Codieren der Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung zur Übertragung an die BS.
• Bei Beispiel 27 umfasst der Gegenstand von Beispiel 26, wobei das UE eine Sichtverbindung zu der BS aufweist.
• Bei Beispiel 28 umfasst der Gegenstand der Beispiele 26-27, wobei das UE keine Sichtverbindung zu der BS aufweist und wobei zum Berechnen des Abstands die Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgebildet ist zum: Berechnen eines geographischen Sichtverbindungs-Abstands zwischen dem UE und der BS; und Multiplizieren des geographischen Sichtverbindung-Abstands mit einem Skalierungsfaktor, wobei der Skalierungsfaktor größer als eins ist.
• Bei Beispiel 29 umfasst der Gegenstand der Beispiele 26-28, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist, eine Nachricht von der BS zu decodieren, wobei die Nachricht mit einer Strahlbreite basierend auf der Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung gesendet wurde.
• Bei Beispiel 30 umfasst der Gegenstand von Beispiel 29, wobei die Stahlbreite größer als 15 Grad ist.
• Bei Beispiel 31 umfasst der Gegenstand der Beispiele 26-30, wobei zum Berechnen der erwarteten Winkelbewegung die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer Bewegungsrichtung von dem UE; und Bestimmen einer erwarteten physikalischen Bewegung des UE während der Zeitdauer, wobei die erwartete Winkelbewegung auf der Bewegungsrichtung von dem UE und der erwarteten physikalischen Bewegung basiert.
• Bei Beispiel 32 umfasst der Gegenstand der Beispiele 26-31, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist, einen Informationsblock aus einer Rundsende-Nachricht zu decodieren, wobei der Informationsblock eine Anzeige einer Geolokalisierung der BS umfasst, wobei der Abstand zwischen dem UE und der BS auf der Geolokalisierung der BS basiert.
• Beispiel 33 ist ein Verfahren eines Benutzerendgeräts (UE), das Verfahren umfassend: Berechnen eines Abstands zwischen dem UE und einer Basisstation (BS); Bestimmen einer Zeitdauer bis zu einem nächsten Sektor-Sweep von der BS; Berechnen einer erwarteten Winkelbewegung des UE aus einer Perspektive der BS während der Zeitdauer; Bestimmen einer Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung basierend auf der erwarteten Winkelbewegung, wobei die Halbwertsstrahlbreite in dem Speicher gespeichert ist; und Codieren der Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung zur Übertragung an die BS.
• Bei Beispiel 34 umfasst der Gegenstand von Beispiel 33, wobei das UE eine Sichtverbindung zu der BS aufweist.
• Bei Beispiel 35 umfasst der Gegenstand der Beispiele 33-34, wobei das UE keine Sichtverbindung zu der BS aufweist, und das Berechnen des Abstands umfassend: Berechnen eines geographischen Sichtverbindungs-Abstands zwischen dem UE und der BS; und Multiplizieren des geographischen Sichtverbindung-Abstands mit einem Skalierungsfaktor, wobei der Skalierungsfaktor größer als eins ist.
• Bei Beispiel 36 umfasst der Gegenstand der Beispiele 33-35 ein Decodieren einer Nachricht von der BS, wobei die Nachricht mit einer Strahlbreite basierend auf der Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung gesendet wurde.
• Bei Beispiel 37 umfasst der Gegenstand gemäß Beispiel 36, wobei die Stahlbreite größer als 15 Grad ist.
• Bei Beispiel 38 umfasst der Gegenstand der Beispiele 33-37, das Berechnen der erwarteten Winkelbewegung umfassend: Bestimmen einer Bewegungsrichtung von dem UE; und Bestimmen einer erwarteten physikalischen Bewegung des UE während der Zeitdauer, wobei die erwartete Winkelbewegung auf der Bewegungsrichtung von dem UE und der erwarteten physikalischen Bewegung basiert.
• Bei Beispiel 39 umfasst der Gegenstand der Beispiele 33-38 ein Decodieren eines Informationsblocks aus einer Rundsende-Nachricht, wobei der Informationsblock eine Anzeige einer Geolokalisierung der BS umfasst, wobei der Abstand zwischen dem UE und der BS auf der Geolokalisierung der BS basiert.
• Beispiel 40 ist eine Vorrichtung einer Basisstation (BS), die Vorrichtung umfassend: einen Speicher; eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgebildet ist zum: Bestimmen Definieren von Beschränkungen an einem Array-Muster basierend auf einer Diskrete-Fourier-Transformation- (DFT) Matrix; Bestimmen eines ersten Azimut-Winkels für einen Hauptstrahl; Bestimmen von Nullpunkten; Bestimmen eines zweiten Azimut-Winkels für einen Seitenstrahl; und Bestimmen eines Codebuchs für ein Vollduplex-Multimeterwellen- (mmWave) Array, wobei das Codebuch auf der DFT-Matrix, dem ersten Azimut-Winkel, den Nullpunkten und dem zweiten Azimut-Winkel basiert.
• Bei Beispiel 41 umfasst der Gegenstand von Beispiel 40, wobei die Nullpunkte 0° und 180° umfassen.
• Bei Beispiel 42 umfasst der Gegenstand der Beispiele 40-41 einen Vollduplex-Sendeempfänger, umfassend: eine Mehrzahl von mmWave-Sendern; und eine Mehrzahl von mmWave-Empfängern, wobei das Codebuch die Selbstinterferenz von der Mehrzahl von mmWave-Sendern reduziert.
• Bei Beispiel 43 umfasst der Gegenstand von Beispiel 42, wobei ein Benutzerendgerät durch einen einzelnen Sender bedient wird.
• Bei Beispiel 44 umfasst der Gegenstand der Beispiele 42-43, wobei ein Benutzerendgerät durch mehrere Sender der Mehrzahl von Sendern bedient wird.
• Bei Beispiel 45 umfasst der Gegenstand der Beispiele 42-44 ein Antennenelement, das mit einem ersten mmWave-Empfänger und einem ersten mmWave-Sender gekoppelt ist.
• Bei Beispiel 46 umfasst der Gegenstand der Beispiele 42-45 ein erstes Antennenelement, das mit einem ersten mmWave-Empfänger gekoppelt ist, und ein zweites Antennenelement, das mit einem ersten mmWave-Sender gekoppelt ist.
• Beispiel 47 ist ein Verfahren einer Basisstation (BS), das Verfahren umfassend: Bestimmen von Beschränkungen an einem Array-Muster basierend auf einer Diskrete-Fourier-Transformation- (DFT) Matrix; Bestimmen eines ersten Azimut-Winkels für einen Hauptstrahl; Bestimmen von Nullpunkten; Bestimmen eines zweiten Azimut-Winkels für einen Seitenstrahl; und Bestimmen eines Codebuchs für ein Vollduplex-Multimeterwellen- (mmWave) Array basierend auf der DFT-Matrix, dem ersten Azimut-Winkel, den Nullpunkten und dem zweiten Azimut-Winkel.
• Bei Beispiel 48 umfasst der Gegenstand von Beispiel 47, wobei die Nullpunkte 0° und 180° umfassen.
• Bei Beispiel 49 umfasst der Gegenstand der Beispiele 47-48, wobei das Codebuch die Selbstinterferenz an einem mmWave-Empfänger von einem mmWave-Sender reduziert.
• Bei Beispiel 50 umfasst der Gegenstand von Beispiel 49, wobei ein Benutzerendgerät durch den mmWave-Sender bedient wird.
• Bei Beispiel 51 umfasst der Gegenstand der Beispiele 49-50, wobei ein Benutzerendgerät durch mehrere mmWave-Sender bedient wird.
• Beispiel 52 ist zumindest ein maschinenlesbares Medium, umfassend Anweisungen, die, wenn sie durch eine Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgeführt werden, verursachen, dass die Verarbeitungsschaltungsanordnung Operationen ausführt, um irgendeines der Beispiele 1-51 zu implementieren.
• Beispiel 53 ist eine Vorrichtung umfassend Mittel, um irgendeines der Beispiele 1-51 zu implementieren.
• Beispiel 54 ist ein System, um irgendeines der Beispiele 1-51 zu implementieren.
• Beispiel 55 ist ein Verfahren, um irgendeines der Beispiele 1-51 zu implementieren.
• Die obige detaillierte Beschreibung nimmt Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die Bestandteil der detaillierten Beschreibung sind. Veranschaulichend zeigen die Zeichnungen spezifische Aspekte, die in der Praxis ausgeführt werden können. Diese Aspekte werden hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet. Solche Beispiele können Elemente zusätzlich zu den Gezeigten oder Beschriebenen umfassen. Jedoch werden auch Beispiele betrachtet, die die gezeigten oder beschriebenen Elemente umfassen. Ferner werden auch Beispiele betrachtet, die irgendeine Kombination oder Permutation jener gezeigten oder beschriebenen Elemente (oder einen oder mehrere Aspekte derselben) verwenden, entweder im Hinblick auf ein bestimmtes Beispiel (oder einen oder mehrere Aspekte desselben) oder im Hinblick auf andere Beispiele (oder einen oder mehrere Aspekte derselben), die hierin gezeigt oder beschrieben sind.
• Offenlegungen, Patente und Patentdokumente, auf die in diesem Dokument Bezug genommen ist, sind hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen, als ob sie individuell durch Bezugnahme aufgenommen sind. In dem Fall von inkonsistenten Verwendungen zwischen diesem Dokument und diesen Dokumenten, die derart durch Bezugnahme aufgenommen sind, ist die Verwendung in der einen oder den mehreren aufgenommenen Bezugnahmen ergänzend zu der dieses Dokuments; bei unvereinbaren Inkonsistenzen gilt die Verwendung in diesem Dokument.
• In diesem Dokument werden die Begriffe „ein, eine“ verwendet, wie in Patentdokumenten üblich, um einen oder mehrere als einen zu umfassen, unabhängig von irgendwelchen anderen Fällen oder Verwendungen von „zumindest ein,e,s“ oder „ein,e,s oder mehrere“. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ verwendet, um auf ein nicht-exklusives oder Bezug zu nehmen, derart, dass „A oder B“ „A aber nicht B“, „B aber nicht A“ und „A und B“ umfasst, sofern es nicht anderweitig angegeben ist. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „aufweisend“ und „bei dem,r“ als die einfachen Entsprechungen der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. In den folgenden Ansprüchen sind ferner die Begriffe „aufweisend“ und „umfassend“ offene Begriffe, d. h. ein System, Bauelement/Vorrichtung (device), Artikel oder Prozess, der Elemente zusätzlich zu jenen umfasst, die nach einem solchen Begriff in einem Anspruch aufgeführt sind, fällt immer noch in den Schutzbereich dieses Anspruchs. Ferner werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste,r,s“ „zweite,r,s“ und „dritte,r,s“ etc. lediglich als Kennzeichnungen verwendet und sollen nicht auf eine numerische Reihenfolge ihrer Objekte hinweisen.
• Die Aspekte, wie vorstehend beschrieben, können in verschiedenen Hardware-Konfigurationen implementiert sein, die einen Prozessor zur Ausführung von Anweisungen umfassen können, die die beschriebenen Techniken ausführen können. Solche Anweisungen können in einem maschinenlesbaren Medium wie beispielsweise einem geeigneten Speicherungsmedium oder einem Speicher oder anderen prozessorausführbarem Medium umfasst sein.
• Die obige Beschreibung soll veranschaulichend und nicht einschränkend sein. Zum Beispiel können die vorangehend beschriebenen Beispiele (oder einer oder mehrere Aspekte derselben) in Kombination mit anderen verwendet werden. Andere Aspekte können verwendet werden, wie etwa durch Fachleute auf dem Gebiet bei Überprüfung der vorangegangenen Beschreibung. Die Zusammenfassung dient dazu, es dem Leser zu erlauben, das Wesen der technischen Offenbarung schnell zu verstehen. Sie wird mit dem Verständnis eingereicht, dass sie nicht benutzt wird, um den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder einzuschränken. Ferner können in der obigen detaillierten Beschreibung verschiedene Merkmale zu einer Gruppe zusammengefasst werden, um die Offenbarung zu vereinheitlichen. Jedoch führen die Ansprüche möglicherweise nicht jedes hierin offenbarte Merkmal auf, da Aspekte eine Teilmenge der Merkmale umfassen können. Ferner umfassen Aspekte möglicherweise weniger Merkmale als die, die bei einem bestimmten Beispiel offenbart sind. Somit sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei ein Anspruch als ein getrennter Aspekt für sich steht. Der Schutzbereich der hierin offenbarten Aspekte sollte deshalb Bezug nehmend auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollständigen Schutzbereich von Entsprechungen, auf welche solche Ansprüche Anrecht haben.

Claims (25)

1. Eine Vorrichtung einer Basisstation (BS), die Vorrichtung umfassend: einen Speicher; und eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung mit dem Speicher gekoppelt ist und ausgebildet ist zum: Zuordnen zu einem ersten Benutzerendgerät (UE) und einem zweiten, unterschiedlichen UE; Bestimmen von Gewichtungssummenraten für das erste UE und das zweite UE; Planen von Übertragungen an das erste UE und das zweite UE basierend auf den Gewichtungssummenraten, wobei die Gewichtungssummenraten in dem Speicher gespeichert sind; Codieren erster Daten zur Übertragung an das erste UE, wobei die ersten Daten basierend auf der geplanten Übertragung an das erste UE übertragen werden; und Codieren zweiter Daten zur Übertragung an das zweite UE, wobei die zweiten Daten basierend auf der geplanten Übertragung an das zweite UE übertragen werden.
2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei zum Planen von Übertragungen die Verarbeitungsschaltungsanordnung bestimmt, dass die Übertragungen unidirektionale Strahlformung und nicht-orthogonalen Mehrfachzugriff verwenden.
3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Übertragungen codiert werden, um in einem Leistungsbereich gemultiplext zu werden.
4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer ersten Richtung eines ersten Strahls, um die ersten Daten an das erste UE zu senden; und Bestimmen einer zweiten Richtung eines zweiten Strahls, um die zweiten Daten an das zweite UE zu senden.
5. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die erste Richtung gleich der zweiten Richtung ist.
6. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei sich die erste Richtung von der zweiten Richtung unterscheidet.
7. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer ersten Strahlverstärkung für den ersten Strahl; und Bestimmen einer zweiten Strahlverstärkung für den zweiten Strahl.
8. Eine Vorrichtung, umfassend: eine oder mehrere Verzögerungszellen, umfassend ein passives Widerstand-Kondensator-(RC) RC-Allpassfilter und ausgebildet, eine Gruppenverzögerung bereitzustellen; einen oder mehrere komplexe Abgriffe, umfassend: ein Polyphasenfilter, umfassend ein passives RC-Filter, wobei das Polyphasenfilter ausgebildet ist zum: Empfangen der Gruppenverzögerung als Eingang; Bereitstellen einer ersten Gewichtung für eine Größe basierend auf der Gruppenverzögerung; und Bereitstellen einer zweiten Gewichtung für eine Phase basierend auf der Gruppenverzögerung; und einen Kombinierer zum Kombinieren der ersten Gewichtung und der zweiten Gewichtung, um eine Kanalantwort eines Kanals zu erzeugen.
9. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die erste Verzögerungszelle ausgebildet ist, ein Sendesignal als Eingang zu empfangen.
10. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, ferner umfassend: einen Sender, der ausgebildet ist, das Sendesignal auf dem Kanal zu senden; und einen Empfänger, der ausgebildet ist, ein Empfangssignal zu empfangen, wobei der Sender und der Empfänger in einem Vollduplex-Modus arbeiten.
11. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, ferner umfassend einen zweiten Kombinierer, der ausgebildet ist, die erzeugte Kanalantwort des Kanals mit dem Empfangssignal zu kombinieren, um die Selbstinterferenz von dem Sender zu reduzieren, wobei die Kanalantwort ein Lecken von dem Sender zu dem Empfänger schätzt.
12. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 11, ferner umfassend eine Schaltermatrix, die ausgebildet ist, eine Anzahl von aktiven komplexen Abgriffen und einen Wert der Gruppenverzögerung, bereitgestellt als Eingang, zu steuern.
13. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Vorrichtung chipintern implementiert ist.
14. Eine Vorrichtung eines Benutzerendgeräts (UE), die Vorrichtung umfassend: einen Speicher; und eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung mit dem Speicher gekoppelt ist und ausgebildet ist zum: Berechnen eines Abstands zwischen dem UE und einer Basisstation (BS); Bestimmen einer Zeitdauer bis zu einem nächsten Sektor-Sweep von der BS; Berechnen einer erwarteten Winkelbewegung des UE aus einer Perspektive der BS während der Zeitdauer; Bestimmen einer Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung basierend auf der erwarteten Winkelbewegung, wobei die Halbwertsstrahlbreite in dem Speicher gespeichert ist; und Codieren der Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung zur Übertragung an die BS.
15. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das UE eine Sichtverbindung zu der BS aufweist.
16. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das UE keine Sichtverbindung zu der BS aufweist und wobei zum Berechnen des Abstands die Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgebildet ist zum: Berechnen eines geographischen Sichtverbindungs-Abstands zwischen dem UE und der BS; und Multiplizieren des geographischen Sichtverbindung-Abstands mit einem Skalierungsfaktor, wobei der Skalierungsfaktor größer als eins ist.
17. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist, eine Nachricht von der BS zu decodieren, wobei die Nachricht mit einer Strahlbreite basierend auf der Halbwertsstrahlbreiten-Einstellung gesendet wurde.
18. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Stahlbreite größer als 15 Grad ist.
19. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei zum Berechnen der erwarteten Winkelbewegung die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer Bewegungsrichtung von dem UE; und Bestimmen einer erwarteten physikalischen Bewegung des UE während der Zeitdauer, wobei die erwartete Winkelbewegung auf der Bewegungsrichtung von dem UE und der erwarteten physikalischen Bewegung basiert.
20. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung ferner ausgebildet ist, einen Informationsblock aus einer Rundsende-Nachricht zu decodieren, wobei der Informationsblock eine Anzeige einer Geolokalisierung der BS umfasst, wobei der Abstand zwischen dem UE und der BS auf der Geolokalisierung der BS basiert.
21. Eine Vorrichtung einer Basisstation (BS), die Vorrichtung umfassend: einen Speicher; und eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, wobei die Verarbeitungsschaltungsanordnung mit dem Speicher gekoppelt ist und ausgebildet ist zum: Bestimmen Definieren von Beschränkungen an einem Array-Muster basierend auf einer Diskrete-Fourier-Transformation- (DFT) Matrix; Bestimmen eines ersten Azimut-Winkels für einen Hauptstrahl; Bestimmen von Nullpunkten; Bestimmen eines zweiten Azimut-Winkels für einen Seitenstrahl; und Bestimmen eines Codebuchs für ein Vollduplex-Multimeterwellen-(mmWave) Array, wobei das Codebuch auf der DFT-Matrix, dem ersten Azimut-Winkel, den Nullpunkten und dem zweiten Azimut-Winkel basiert.
22. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die Nullpunkte eine Sichtverbindungs-Richtung eines Senders, eine Sichtverbindungs-Richtung eines Empfängers und eine Richtung einer Mehrfach-Pfad-Selbstinterferenz umfassen.
23. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 21, ferner umfassend: einen Vollduplex-Sendeempfänger, umfassend: eine Mehrzahl von mmWave-Sendern; und eine Mehrzahl von mmWave-Empfängern, wobei das Codebuch die Selbstinterferenz von der Mehrzahl von mmWave-Sendern reduziert.
24. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei ein Benutzerendgerät durch einen einzelnen Sender bedient wird.
25. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei ein Benutzerendgerät durch mehrere Sender der Mehrzahl von Sendern bedient wird.

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