毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104254981 A (43)申请公布日 2014.12.31 C N 1 0 4 2 5 4 9 8 1 A (21)申请号 201380017215.8 (22)申请日 2013.09.25 61/815,744 2013.04.25 US H04B 7/04(2006.01) (71)申请人英特尔公司 地址美国加利福尼亚州 (72)发明人 A梅尔特瑟弗 AS萨德瑞 V瑟奇耶夫 A普德耶夫 (74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人毛力 (54) 发明名称 毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密 度的智能控制的方法 (57) 摘要 本文。

2、一般地描述了毫米波(mmW)通信设备和 用于智能控制发射功率和功率密度的方法的实施 例。在一些实施例中，mmW基站包括波束成形处 理器，该波束成形处理器配置大孔径阵列天线用 于以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传 输。所述波束成形处理器可以为每个UE分配完 整信道带宽的一个非干扰谱部分，所述非干扰谱 部分大大少于所述完整信道带宽，并且执行多波 束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出 (MU-MIMO)天线波束指向UE以用于根据发射功率 分配在UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流 的同时传输。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.09.26 (86)P。

3、CT国际申请的申请数据 PCT/US2013/061558 2013.09.25 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/175918 EN 2014.10.30 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104254981 A CN 104254981 A 1/3页 2 1.配置基站的大孔径阵列天线以毫米波(mmW)频率对多个用户装备(UE)的多波束传 输的波束成形处理器，所述波束成形处理器被配置为： 为每个UE分配完整信道带宽的一个非干。

4、扰谱部分； 为每个UE确定发射功率分配；以及 执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向所 述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的非干扰谱部分内对所述UE的数据流的 同时传输。 2.如权利要求1所述的波束成形处理器，其特征在于，所述基站可配置为根据无线吉 比特联盟(WiGig)规范操作，在所述规范中，在60GHz频带内利用所述完整信道带宽与每个 UE发生通信，所述完整信道带宽是2GHz宽的带宽，以及 其中所述基站被安排为： 指令所述UE在被分配的非干扰谱部分时抑制使用所述完整信道带宽；以及 在取代所述完整信道带宽的所述被分配的非干扰谱部分内与所述UE。

5、通信。 3.如权利要求1所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器被安排为 分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个UE提 供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(P max )限制、信号功率密度(S max )限制 和PSD限制，以及 其中所述大孔径阵列天线具有至少是mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。 4.如权利要求3所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器还被安排 为确定每个UE的所述发射功率分配，这样： 总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制， 用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度。

6、限制之下，并且 PSD遵循发射谱掩码。 5.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器还被安排 为确定每个UE的发射功率分配以最大化所述多个UE的总吞吐量。 6.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，其中所述发射功率限制是由联 邦通信委员会(FCC)所设定的发射功率限制， 其中所述信号功率密度限制是由所述FCC设定的最大允许的信号功率密度限制，以及 其中所述PSD遵循设定了最大谱密度的发射谱掩码。 7.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述非干扰谱部分包括1到3个 物理资源块(PRB)，并且完整信道带宽包括至少50个PRB，每个PRB包括相同数目的正交。

7、频 分多址(OFDM)子载波。 8.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，还包括处理电路，所述处理电路 生成告知每个所述UE已经分配了所述完整信道带宽的哪个非干扰谱部分的指令，所述指 令被安排用于在无线电资源控制(RRC)消息中传输。 9.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器被安排为 基于当前每个UE的方向使得所述阵列天线将所述MU-MIMO天线波束之一指向每个UE，以及 其中重叠的天线波束被指向具有相同方向的UE. 10.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，由所述波束成形处理器根据频 权 利 要 求 书CN 104254981 A 2/3页 3 。

8、分多址(FDMA)技术来配置所述多波束传输，在其中，一个或多个非干扰物理资源块(PRB) 被分配给每个UE。 11.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器还被安排 为： 将UE的MU-MIMO组分配给物理资源块(PRB)； 生成对UE的每个MU-MIMO组的OFDMA传输；以及 配置所述大孔径阵列天线基于到所述UE的方向将一个天线波束指向每个所述UE， 具有相同方向的UE可以被分配不同的PRB。 12.如权利要求5所述的波束成形处理器，其特征在于，其中每个UE的发射功率分配 是至少部分基于下述一个或多个项：路径损耗、干扰、到所述UE的距离以及服务质量(QoS) 等级。。

9、 13.一种用于由毫米波(mmW)基站所执行的多用户多输入多输出(MU-MIMO)的方法，所 述方法包括： 配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输； 为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分,所述非干扰谱部分大大少于所述 完整信道带宽；以及 执行多波束波束成形以同时将多个MU-MIMO天线波束指向所述UE以用于根据发射功 率分配在所述UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。 14.如权利要求13所述的方法。其特征在于，所述mmW基站被安排为： 指令所述UE在分配非干扰谱部分时抑制使用所述完整信道带宽；以及 在取代所述完整信道带宽的所述被分配的非干扰谱部分。

10、内与所述UE通信。 15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱 部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出 总的发射功率(P max )限制、信号功率密度(S max )限制和PSD限制，以及 其中所述大孔径阵列天线具有至少是mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。 16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括确定每个UE的发射功率分配，这样 总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制， 用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且 PSD遵循发射谱掩码。 17.一种毫米波(。

11、mmW)基站，包括： 大孔径阵列天线；以及 配置所述大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输的波束成形 处理器， 其中所述波束成形处理器被安排为： 为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分,所述非干扰谱部分大大少于所述 完整信道带宽； 指令所述UE在被分配非干扰谱部分时抑制使用所述完整信道带宽；以及 为每个UE确定发射功率分配；以及 执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向所 权 利 要 求 书CN 104254981 A 3/3页 4 述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的非干扰谱部分内对所述UE的数据流的 同时传输。 1。

12、8.如权利要求17所述的mmW基站，其特征在于，所述mmW基站可配置为根据无线吉 比特联盟(WiGig)规范操作，在所述规范中，在60GHz频带内利用所述完整信道带宽与每个 UE发生通信，所述完整信道带宽是2GHz宽的带宽，以及 其中所述mmW基站被安排为在取代所述完整信道带宽的所述被分配的非干扰谱部分 内与所述UE通信。 19.如权利要求18所述的mmW基站，其特征在于，其中所述波束成形处理器被安排为： 分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个 UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(P max )限制、信号功率密度(S max ) 限制和。

13、PSD限制；以及 为每个UE确定所述发射功率分配，这样： 总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制， 用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且 PSD遵循发射谱掩码。 20.存储用于由一个或多个处理器执行以执行多用户多输入多输出(MU-MIMO)波束成 形的操作的指令的非瞬态计算机可读存储介质，所述操作包括： 配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输； 为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分,所述非干扰谱部分大大少于所述 完整信道带宽；以及 配置所述大孔径阵列天线执行多波束波束成形以同时将多个MU-MIMO天线波束指向 所。

14、述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时 传输。 21.如权利要求20所述的非瞬态计算机可读存储介质，其特征在于，所述操作还包括： 分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个 UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(P max )限制、信号功率密度(S max ) 限制和PSD限制；以及 为每个UE确定所述发射功率分配，这样： 总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制， 用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且 PSD遵循发射谱掩码。 权 利 要 求 书CN 104。

15、254981 A 1/11页 5 毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制 的方法 0001 优先权请求 0002 本申请要求25.04.2013提交的美国临时专利申请S/N：61/815,744的优先权的权 益，该申请通过引用整体结合于此。 技术领域 0003 实施例涉及无线通信。一些实施例涉及毫米波(mmW)通信和波束成形。一些实施 例涉及使用毫米波频率来通信的无线个域网(WPAN)以及无线局域网(WLAN)。一些实施例 涉及根据用于非常高的吞吐量的无线吉比特联盟(WiGig)规范和/或IEEE802.11ad规范 操作的毫米波网络。一些实施例涉及根据3GPP LTE标准的蜂窝通。

16、信。 背景技术 0004 许多无线通信网络服从于各种规则实体提供的规则。这样的规则可以包括对传输 功率的限制和对功率密度的限制。在美国，联邦通信委员会(FCC)是提出这样的规则的规 则实体之一。涉及无线通信网络的问题包括在满足这些对传输功率和功率密度的限制的同 时，还要提供充足的吞吐量和覆盖范围以便以最小传输延迟同时服务大量的用户。 0005 附图简述 0006 图1是根据一些实施例的mmW基站的功能框图。 0007 图2A示出了可以将完整信道带宽用于通信的用户装备(UE)的信号功率谱密度 (PSD)和噪声PSD。 0008 图2B示出了根据一些实施例的用于可以将少于完整信道带宽的信道带宽用于。

17、通 信的信号PSD和噪声PSD。 0009 图2C示出了根据一些实施例的可以通过减少的信号带宽来实现的在通信范围中 的增加。 0010 图3A示出了根据一些实施例的基于频分多址(FDMA)技术的非干扰谱部分的利用 率。 0011 图3B示出了根据一些实施例的对UE的多个天线波束的同时传输。 0012 图3C示出了根据一些实施例的通过一些重叠的波束和不同的发射功率分配的对 UE的多个天线波束的同时传输。 0013 图4A示出了根据一些实施例的基于FDMA技术对在物理资源块(PRB)中的多个UE 的同时传输。 0014 图4B示出了根据一些实施例的以不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的 同。

18、时传输。 0015 图4C示出了根据一些实施例的以不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的 多个天线波束的同时传输。 0016 图5A示出根据传统的时分多址(TDMA)技术的对UE的非连续传输。 说 明 书CN 104254981 A 2/11页 6 0017 图5B示出根据一些实施例的基于FDMA技术的对UE的连续传输。 0018 图6A示出了根据一些实施例的将UE的多用户多输入多输出(MU-MIMO)组分配给 PRB。 0019 图6B示出根据一些实施例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传 输；以及 0020 图6C示出根据一些实施例对单独天线波束内的图6的MU-MI。

19、MO组的UE的同时传 输，所述单独天线波束中的一些是重叠的。 0021 详细描述 0022 以下的描述和附图充分地示出了具体实施例以使本领域中的技术人员能够实施 它们。其它的实施例可结合结构、逻辑、电、进程和其它改变。某些实施例的部分和特征可 被包括在其它实施例的部分和特征中、或代替其它实施例的部分和特征。在权利要求中陈 述的实施例包括这些权利要求的所有可用的等效技术方案。 0023 图1是根据一些实施例的mmW基站102的功能框图。在一些实施例中，mmW基站 102可以是增强的节点B(eNB)。在一些其它实施例中，mmW基站102可以是接入点。mmW基 站102可以包括大孔径阵列天线104和。

20、波束成形(BF)处理器106以配置大孔径阵列天线 104用于以mmW频率对多个UE的多波束传输。mmW基站102还可以包括用于生成传输的信 号以及处理所接收的信号的物理层电路108。mmW基站102还可以包括执行在此所述的各 种操作的处理电路112。 0024 根据实施例，波束成形处理器106可以被安排为分配给每个UE一个完整信道带宽 的非干扰谱部分，该非干扰谱部分大大少于完整信道带宽，确定每个UE的发射功率分配， 以及执行多波束的波束成形以同时将多个天线波束指向UE。所述多个天线波束可以被配置 用于根据所述发射功率分配将数据流同时传输给它们被分配的谱部分内的UE。 0025 在一些实施例中，。

21、完整信道带宽的非干扰谱部分可以是大大小于完整信道带宽的 小的非干扰谱部分。在一些实施例中，所述小的非干扰谱部分可以是大大小于完整信道带 宽(例如不超过完整信道带宽的四分之一，但较佳地为小于完整信道带宽的1/10)。在一些 使用2GHz的频带通信的WiGig的实施例中，非干扰谱部分可以大大小于(例如比其小50 倍或100倍)完整信道带宽。 0026 在一些实施例中，多波束传输可以是根据多用户(MU)多输入多输出(MIMO) (MU-MIMO)技术的空分多址(SDMA)传输。在一些实施例中，多波束传输还可以根据频分多 址(FDMA)技术。这些实施例将在下面被更加详细地描述。 0027 在一些实施例。

22、中，mmW基站102可以被安排为根据WiGig规范操作。在一些实施 例中，mmW基站102可以被安排为根据IEEE 802.11ad规范操作。 0028 在一些实施例中，波束成形处理器106被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部 分来减少每个UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不会超出总的 发射功率(P max )限制、信号功率密度(S max )限制或PSD限制。 0029 在一些实施例中，大孔径阵列天线104可以具有至少是用于通信的mmW频率的波 长的十倍的宽度和长度尺寸。这可以允许非常窄的天线波束的生成以及多个天线波束的同 时传输。 0030 在一些实施例中，波束成。

23、形处理器被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部分来 说 明 书CN 104254981 A 3/11页 7 减少每个UE的信号带宽以为每个UE提供PSD的增加，而不会超出总的发射功率限制、信号 功率密度限制和PSD限制。在这些实施例中，波束成形处理器还可以确定每个UE的发射功 率分配，使得给UE的总的发射功率分配不超过整个信道带宽的总的发射功率限制。波束成 形处理器还可以确定每个UE的发射功率分配，使得任意天线波束所传输的信号功率密度 在所述信号功率密度限制之下。波束成形处理器还可以确定每个UE的发射功率分配，这样 PSD遵循发送谱掩码。 0031 在这些实施例中，总的发射功率限制可以是预定数目。

24、的毫瓦(mW)。可以依据在预 定距离的每单位面积的功率来指定(例如每平放厘米的微瓦(uW/cm 2 )。所述信号功率密 度是关于空间中的固定角度(solid angle)的功率密度。信号功率密度限制可以因以高功 率生成的波束太窄而被违犯。具有多个波束的MU-MIMO的使用降低了给定方向的信号功率 密度。PSD限制可以是关于频率的能量密度。如果窄的频带被分配有高发射功率则可以违 犯PSD限制。 0032 在一些实施例中，PSD限制可以基于可针对所发射的谱所指定的发射谱掩码。在 一些实施例中，发射谱掩码可以定义相对于信号的最大谱密度的以dB为单位的发射谱。 0033 在一些WiGig实施例中，发射。

25、谱，在该设备正在发送的信道内，在带宽不超过 1.88GHz时可以具有0dBr(相对于信号的最大谱密度的dB)，在1.2GHz偏移时为-20dBr， 在1.8GHz偏移时为-25dBr，和在2.2GHz偏移和之上时为-30dBr。在一些实施例中，分辨 率带宽为1MHz，而发射掩码可以基于长度超过10微秒的不具有训练字段的数据分组。 0034 在一些实施例中，mmW基站102可以被安排为在毫米波频率上传送正交频分复用 (OFDM)信号。OFDM信号可以具有多个紧密间隔开的子载波，并且可以被配置有特定的调制 和编码方案(MCS)。 0035 图2A示出了可以将完整信道带宽212用于通信的UE的信号P。

26、SD和噪声PSD。由 于信号能量跨该完整信道带宽212扩散，信号PSD可能并不比噪声PSD大许多。 0036 图2B示出了根据一些实施例的用于可以将少于完整信道带宽的信道带宽用以通 信的UE的信号PSD和噪声PSD。如图2B所示，通过分配少于信道带宽212的信道带宽212 的非干扰谱部分202(即部分使用信道带宽)，UE的信号带宽被减少以提供UE的信号PSD 的增加，而不会增加噪声PSD。由于信号能量是跨谱的较小部分(即谱部分202)扩散，信号 PSD可能并不比噪声PSD大许多。 0037 图2C示出了根据一些实施例的可以通过减少的信号带宽来实现的在通信范围中 的增加。如图2C所示，当完整信号。

27、带宽212用于通信时可以实现最大范围220，然而，通过 减少的信号带宽可以实现增加的最大范围222。 0038 图3A示出了根据一些实施例的基于频分多址(FDMA)技术的非干扰谱部分的利用 率。如图3A所示，每个UE可以被分配一个完整信道带宽312的非干扰谱部分302以用于 FDMA通信。图3B示出了根据一些实施例的对UE 304的多个天线波束304的同时传输。图 3C示出了根据一些实施例的通过一些重叠的波束350和不同的发射功率分配的对UE 304 的多个天线波束的同时传输。 0039 在图3A和3B中示出的实施例中，波束成形处理器106(图1)可以被安排为分配每 个UE一个信道带宽312的。

28、非干扰谱部分302，该非干扰谱部分302大大少于信道带宽312。 波束成形处理器106还可以执行多波束的波束成形以将多个MU-MIMO天线波束320同时指 说 明 书CN 104254981 A 4/11页 8 向UE 304以根据发射功率的分配将数据流同时传输给它们被分配的谱部分内的UE304。 0040 在一些实施例中，波束成形处理器106还可以确定每个UE的发射功率分配，这样， 总的发射功率分配不超过信道带宽的发射功率限制(P max )，并且用于由任意天线波束320 传输的信号功率密度是在信号功率密度限制之下。对于重叠的天线波束(例如天线波束 350(图3C)，可以确定UE的发射功率分。

29、配，以便由任意重叠的天线波束350传输的信号功 率密度在信号功率密度限制之下。在一些实施例中，还可以确定每个UE 304的发射功率分 配，以便总的发射功率分配不超过阵列天线104的可用发射功率(P 0 )。波束成形处理器106 还可以确定每个UE的发射功率分配，这样PSD遵循发送谱掩码。 0041 在一些实施例中，波束成形处理器106还可以确定每个UE的发射功率分配以最大 化多个UE的总吞吐量。在一些实施例中，多个UE可以驻留在小区中，该小区由mmW基站 102服务。在这些实施例中，波束成形处理器106可以确定每个UE的发射功率分配以最大 化小区吞吐量。在一些实施例中，发射功率分配还可以包括用。

30、于与每个UE通信的发射功率 设置。 0042 在一些实施例中，发射功率限制是管辖的或规则主体，例如FCC，的发射功率限制。 在一些实施例中，信号功率密度限制是FCC最大所允许的信号功率密度限制。 0043 因此，通过几次减少信号带宽(即减少到小的非干扰谱部分302而不是整个信道 带宽)以及通过以不同方向(即在不同的天线波束内)发射能量，可以实现在特定方向中 的PSD的增加，而不会超出FCC发射功率限制或FCC信号功率密度限制。这可以提供在更 大的距离上的改进的通信和在不利的信道条件下的改进的通信。在一些实施例中，FCC发射 功率限制(P max )可以是500毫瓦(mw)，而FCC信号功率密度。

31、限制(S max )可以是18uW/cm 2 ，但 是这并非一种要求，因为所述实施例可等同地应用于其它发射功率和信号功率密度限制。 0044 在一些示例实施例中，所述非干扰谱部分302可以包括1到3个物理资源块 (PRB)，而信道带宽包括至少50个PRB。每个PRB可以包括大约40MHz，但是所述实施例的 范围并不局限于此。信道带宽可以包括上至2GHz。在一些实施例中，非干扰谱部分302可 以包括许多OFDM子载波。例如，每个PRB可以包括预定数目的子载波。在一些实施例中， 可以将1024点FFT用于OFDM信号的传输，所述OFDM信号可以包括大约每PRB 20个子载 波。 0045 在一些实。

32、施例中，mmW基站102的处理电路112(图1)可以生成告知每个UE它们 被分配的非干扰谱部分302的指令。在这些实施例中，接收器，(即在UE处)，可以应用过 滤来调整处理在减少的信号带宽内的从mmW基站102接收的下行链路信号的过滤带宽。这 提供了在UE处的SNR中的增加。过滤带宽可以与减少的信号带宽(即小的非干扰谱部分 302)相等。在一些LTE实施例中，下行链路信号可以是物理下行链路共享信道(PDSCH)，并 且可以在物理下行链路控制信道(PDCCH)上的无线电资源控制(RRC)消息中发送所述指 令。 0046 在一些实施例中，波束成形处理器106可以被安排为配置阵列天线104来基于每 。

33、个UE的当前方向将天线波束320之一指向每个UE(参见图3B)。重叠的天线波束350可以 指向具有相同方向的UE。对于重叠的天线波束(例如图3C的天线波束350)，可以确定UE 的发射功率分配，以便所述重叠的天线波束350所得到的信号功率密度在信号功率密度限 制之下。如图3C所示，对于具有相同方向的UE 304，可以分配重叠的天线波束350，因为每 说 明 书CN 104254981 A 5/11页 9 个UE 304都被分配了允许根据FDMA技术来进行通信的非干扰谱部分302。例如，图3C的 重叠的天线波束350可以为图3A所示的UE 4、5和6使用非干扰谱部分302。在图3B所 示出的示例。

34、中，对于所有的UE(UE 1-6)的天线波束的功率分配可以是相同的。如图3C所 示，UE#4、#5和#6可以相对于大孔径阵列天线104被定位在相同的大致方向上。在这个示 例中，UE#4可以更近，而其天线可以被配置有比可以更远的UE#6更低的功率设置。在图3C 中，天线波束350的大小被示出为反映了功率设置或传输功率(例如较大的天线波束对应 于较大的传输功率等级)。 0047 在一些实施例中，可以基于具有特定UE、在UE的方向中可实现的天线增益以及可 用的发射功率的信道传送函数来确定发射功率分配，以最大化到UE的吞吐量。如上所述， 可以确定每个UE的发射功率分配，以使得总的发射功率分配不超过信道。

35、带宽的发射功率 限制，使得任意天线波束320所传输的信号功率密度在信号功率密度限制之下，以及使得 PSD遵循发射谱掩码。 0048 图4A示出了根据一些实施例的基于FDMA技术对在PRB中的多个UE的同时传输。 在这些实施例中，由波束成形处理器106将多波束传输配置用于根据在其中一个或多个 PRB 402被分配给每个UE的FDMA技术的传输。在这些实施例中，被分配给UE的信道带宽 412的小的谱部分可以包括一个或多个PRB 402。每个PRB 402可以例如包括预定数目的 OFDM子载波。在一些FDMA/OFDMA实施例中，PRB 402可以被分配给一组两个或更多的UE。 0049 图4B示出。

36、了根据一些实施例的以不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的 同时传输。在这些实施例中，UE的功率分配可以至少部分基于一个或多个下述项：路径损 耗、干扰、到UE的距离以及所要求的或期望的数据流的服务质量(QoS)等级。例如，可以为 单独的UE确定更高的功率分配以实现更高的QoS等级，以及为单独的UE确定更低的功率 分配以实现更低的QoS等级。例如，可以为更远的单独UE确定更高的功率分配，所述更远 的单独UE与可能更近的、具有更低路径损耗或可能经受更少干扰的UE相比具有更多的路 径损耗或经受更大干扰。 0050 图4C示出了根据一些实施例的以图4B的不同的发射功率分配对图4A的PRB内的 U。

37、E的多个天线波束的同时传输。如图4B所示，可以为UE#1确定比UE#2更大的功率分配， 可以为UEs#3UEs#(k-1)确定更少的功率分配，而可以为UE#k确定另一个功率分配440。 在图4C中示出了天线波束450的对应的功率设置。 0051 图5A示出根据传统的TDMA技术的对UE的非连续传输。对不同的UE的传输通常 以时间划分。对于大量用户(例如数百)，这样的TDMA技术导致对于任意单独用户而言的 突发通信量和相当大延迟。如图5A所示，物理延迟501可以取决于用户数目。 0052 图5B示出根据一些实施例的基于FDMA技术的对UE的连续传输。在这些实施例 中，处理电路112(图1)可以被。

38、安排为通过物理层电路108根据FDMA技术同时调度在用于 传输的信道带宽的非干扰谱部分502上的对多个UE的传输。在一些实施例中，处理电路 112可以被安排为通过物理层电路108根据FDMA技术调度在用于传输的非干扰谱部分502 上的对多个UE的连续传输。在不使用FDMA技术的情况下，对不同UE的传输将被以时间划 分，如图5A所示。FDMA的使用通过在UE之间分布谱以使得每个UE可以以由发送或接收设 备的物理层引入的最小延迟连续地接收数据来解决等待时间和延迟问题。虽然减少的带宽 可能导致对特定UE的减少的吞吐量，但可以确定足以维持所期望的QoS等级的吞吐量。 说 明 书CN 104254981。

39、 A 6/11页 10 0053 图6A示出根据一些实施例的将UE的MU-MIMO组分配给PRB。图6B示出根据一些 实施例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传输。图6C示出根据一些实施 例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传输，所述单独天线波束中的一些是 重叠的。 0054 在这些实施例中，可以由波束成形处理器106(图1)根据MU-MIMO技术来配置多 波束传输。波束成形处理器106可以将UE的MU-MIMO组分配给PRB 602(参见图6A)并生 成到每个MU-MIMO组的OFDMA传输。波束成形处理器106还可以配置大孔径阵列天线104 来基于到UE。

40、的方向将天线波束620指向每个UE(如图6B和6C所示)。具有相同方向的 UE可以被分配不同的PRB。 0055 在图6A所示出的示例中，UE组#1(即UE 1、4和7)的UE可以被分配第一PRB，UE 组#2(即UE 2、5和8)的UE可以被分配第二PRB，而UE组#3(即UE 3、6和9)的UE可以 被分配第三PRB。如图6B所示，波束成形处理器106可以配置大孔径阵列天线104来将天 线波束620指向每个UE。如图6C所示，UE 4、5和6可以被定位在相同方向并被分配不同 的PRB以使得它们的天线波束650不在频率上干扰。 0056 在这些实施例中，到UE的MU-MIMO组的OFDMA传。

41、输可以使用相同的OFDM子载波 集并可以根据MU-MIMO技术被配置。换句话说，可以在OFDMA传输中将每个UE的数据流提 供给共享PRB的MU-MIMO组的UE。MU-MIMO组的UE可以使用MU-MIMO处理来解码它们想 要的数据流。 0057 在图6B所示出的示例中，对于所有的UE(UE 1-9)的天线波束的功率设置可以是 相同的。在图6C示出的示例中，一些UE(UE 1-3、5和79)的天线波束的功率设置可以是 相同的，可以为UE#6确定更大的功率设置，而为UE#4确定更低的功率设置。 0058 在这个示例中，UE#4被示为离大孔径阵列天线104更近，因此具有比UE#6更低的 功率设置。

42、，然而，如上所述，各种因素可以被用于确定功率分配以及UE天线波束的功率设 置。 0059 在一些实施例中，大孔径阵列天线104可以包括多个天线模块。每个模块可以包 括子阵列且可以包括耦合到波束成形处理器106的RF波束成形单元。在这些实施例中，大 孔径阵列天线104可以是非常大的孔径的模块化阵列天线(MAA)。在这些实施例中，波束 成形单元106配置RF波束成形单元生成多个如在此所述的天线波束。天线阵列的物理大 小可以是与允许同时生成非常窄的波束和/或多个窄的波束的波长相比而言非常得大(即 10x)。 0060 在一些WiGig实施例中，mmW基站102可以是可配置在60GHz频带内与使用完整。

43、的 信道带宽的单独的UE通信。在这些实施例中，完整的信道带宽可以是2GHz宽的带宽。在 这些实施例中，mmW基站被安排为在将完整信道带宽的非干扰的谱部分分配给UE时指令UE 抑制使用完整的2GHz信道带宽并在该减少的信号带宽内与UE通信。 0061 在这些实施例中，在预定距离处的总的发射功率限制和最大信号功率密度可以对 应于FCC要求(例如对于59.05到64GHz的毫米波带，在离开天线三米处所测量的500mW 最大值和18uW/cm 2 )。在一些实施例中，mmW基站102所使用的与UE进行通信的毫米波频 率可以是在60GHz频带(V-频带)，但可以在从30GHz一直到70GHz或更高的范围。

44、内。 0062 在一些实施例中，PHY层电路108(图1)可以从基带处理器接收基带信号109。基 说 明 书CN 104254981 A 10 7/11页 11 带信号可以表示每个UE的数据流。所发送的数据流可以包括单独定址的数据分组。 0063 在一些LTE实施例中，PRB在频域x0.5ms时域中可以包括12个子载波。PRB可以 (在时域中)成对分配。在这些实施例中，PRB可以包括多个资源元素(RE)。RE可以包括 一个子载波x一个码元。 0064 在一些实施例中，可以提供智能MU-MIMO波束功率控制技术以优化配备有大孔径 天线阵列的站的MU-MIMO吞吐量性能，所述大孔径天线阵列受到在发。

45、射的总的发射功率和 峰值功率密度上的规则(例如FCC)限制。在这些实施例中，空分(SDMA或MU-MIMO)和频 分(FDMA或OFDMA)技术的联合使用创建了用于毫米波带通信的非常灵活和强大的系统。 所述实施例包括几种利用频分维度(除了MU-MIMO或SDMA之外)来改进各种系统性能特 性，例如聚合吞吐量、覆盖范围、由接入点或基站同时服务的用户数目等。例如，由mmW基站 102同时服务的用户数目可以达到几百或更多，而每个UE可以接收具有1毫秒之下延迟的 10+Mbps的吞吐量。这可以在基站发射的总的发射功率和信号功率密度上的FCC限制内实 现。 0065 如上所述，一些实施例可以在mmW频带。

46、上联合使用SDMA(MU-MIMO)和FDMA技术。 在这些FDMA实施例中，信号谱被分为多个部分，且不同部分可以被分配给相同或不同的用 户。在一些实施例中，谱被划分成几个具有相等带宽的部分。例如，通过OFDM调制，整个 OFDM子载波集可以被拆分成相等大小的几个子集，并且所述子集可以被分配给相同或不同 的UE。可以被分配给一个用户的最小的子载波子集可以是一个PRB。 0066 在一些FDMA和OFDMA实施例中，可以仅在谱的部分中服务单个UE。可以以许多方 式来有效地使用这种属性；一种方式是与非常远的用户通信，不然的话，该远程用户将由于 在基站的整体发射功率或信号功率密度上的限制而落到基站覆。

47、盖范围之外。在没有干扰的 情况下，在两个站之间的连接性可以通过一个站在其它站的接收器处创建在阈值(其取决 于站用于通信的调制和编码方案(MCS)之上的SNR的能力来确定。所接收的SNR继而取 决于所发射的功率、路径损耗(信号功率随距离的减少)以及接收器处的噪声功率。另一 种观察是接收器的噪声功率与站用于通信的信号的频率带宽成比例。因此，通过成倍减少 信号带宽并保持总的发射功率，可以在无需改变发射功率或由于所接收的噪声功率的减少 单独改变波束成形设置的情况下实现在接收器处的SNR的类似增加。 0067 这也可以依据PSD(PSD)来解释，所述PSD是信号(噪声)功率与信号(噪声)的 频率带宽的比。

48、率。由于接收器应用信号过滤，过滤带宽与信号带宽相等(或滤出所有位于 有用的信号频带之外的不想要的信号)，SNR可以被视作信号的PSD与噪声的PSD的比率。 对于OFDM和OFDMA系统，为一个子载波测量的该值也可以被称为每子载波SNR。例如，如果 整个2GHz谱被用于仅与一个用户通信，通过最大允许功率确定信号的最大允许PSD，接着 通过总发射功率限制或信号功率密度限制确定最大允许功率(在图2A中示出)。通过部分 使用谱，可以在系统的整体发射功率下实现更大的PSD(在图2B中示出)。因此，在接收器 (例如UE)处的滤波器可以调整为处理减少的信号带宽内的信号。SNR(即等于信号PSD对 噪声PSD。

49、的比率)也增加，并且因此，可以在没有FCC要求的妨碍的情况下在更大的距离上 建立通信(在图2C中所示)。 0068 如已经提及的，FDMA或OFDMA技术允许基站102将信号谱的不同部分分配给不同 的用户(在图3A中示出)。在一些实施例中，不同的BF设置可以被应用于信号谱的不同 说 明 书CN 104254981 A 11 8/11页 12 部分。例如，通过模块化天线阵列，可以由波束成形处理器106应用不同的精细波束成形设 置。可以在不同的方向上创建几个波束，并同时服务多个用户，即使所述波束成形处理器不 支持MU-MIMO(在图3B中示出)。 0069 当多个波束如刚才所述的那样被创建时，由天线发射的能量在比如果将整个带宽 分配给单个用户(即跨整个谱具有一个BF设置)时它将扩散的角度更大的角度上被扩散。 如此，传输方案可以减少功率密度，并且因此，允许mmW基站102更多空间来增加服务FCC 的信号功率密度内的用户的功率，总的发射功率限制可被满足。因此，在FCC要求的限制 (例如P max 。