TW201904216A

TW201904216A - 用戶設備及其操作方法，網路裝置及其操作方法

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Publication number: TW201904216A
Application number: TW106127912A
Authority: TW
Inventors: 何從廉; 陳仁智; 陳贊羽; 陳文江
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2019-01-16
Also published as: TWI666891B

Abstract

一種用戶設備包括：一天線陣列，用以接收複數個波束所傳來的複數個無線信號，以及一處理單元，用以測量該些無線信號的複數個無線信號品質，找出該些無線信號品質之一目標無線信號品質，選擇發出該目標無線信號品質的一波束為一候選服務波束。該處理單元控制該天線陣列回傳對應到該目標無線信號品質的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼給該些波束中之一目前服務波束。

Description

用戶設備及其操作方法，網路裝置及其操作方法

本發明是有關於一種用戶設備及其操作方法，網路裝置及其操作方法。

利用無線通訊的智慧型手機已成為人們生活的必需品。以無線通訊或行動通訊而言，使用者可能會碰到阻擋性(blockage)及行動終端移動力(mobility)的問題。

阻擋性(blockage)是指，由基地台所發出的無線信號可能會被位於用戶設備(user equipment)或行動終端附近的建築物所阻擋，導致用戶設備或行動終端接收不到無線信號或者無線信號品質不良。

而行動終端移動力則是指，由於使用者可能帶著用戶設備或行動終端移動。當用戶設備或行動終端移動到服務基地台的邊界(edge)時，需要進行換手(handover)，而換手可能導致信號喪失或者是傳輸延遲的問題。

另外，當用戶設備或行動終端在移動時，可能出現「扇形區塊內波束選擇」及/或「扇形區塊間波束選擇」。如何避免「扇形區塊內波束選擇」及/或「扇形區塊間波束選擇」所造成的傳輸延遲，亦是業界努力方向之一。

本發明係有關於一種用戶設備，無線耦接至複數個扇形區塊，該用戶設備包括：一天線陣列，用以接收複數個波束所傳來的複數個無線信號，以及一處理單元，耦接至該天線陣列，用以測量該些無線信號的複數個無線信號品質，找出該些無線信號品質之一目標無線信號品質，選擇該些扇形區塊中之發出該目標無線信號品質的一波束為一候選服務波束。該處理單元控制該天線陣列回傳對應到該目標無線信號品質的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼給該些波束中之一目前服務波束。

根據本案一例，提出一種網路裝置，用於一無線通訊系統，該無線通訊系統包括複數個扇形區塊，該網路裝置無線耦接到一用戶設備，該些扇形區塊發出複數個波束至該用戶設備，該網路裝置包括：一處理單元與一通訊模組，耦接至該處理單元與該些扇形區塊之至少一扇形區塊。根據從該些波束中之一服務波束所接收到的由該用戶設備所回傳的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼，該處理單元決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束；以及當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定是否要進行扇形區塊內波束選擇，或者進行扇形區塊間波束選擇。

根據本案另一例，提出一種用戶設備之操作方法，該用戶設備無線耦接至複數個扇形區塊，該用戶設備包括一天線陣列與一處理單元，該操作方法包括：該天線陣列接收複數個波束所傳來的複數個無線信號；該處理單元測量該些無線信號的複數個無線信號品質；該處理單元找出該些無線信號品質之一目標無線信號品質；該處理單元選擇該些扇形區塊中之發出該目標無線信號品質的一波束為一候選服務波束；以及該處理單元控制該天線陣列回傳對應到該目標無線信號品質的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼給該些波束中之一目前服務波束。

根據本案更一例，提出一種網路裝置之操作方法，用於一無線通訊系統，該無線通訊系統包括複數個扇形區塊，該網路裝置無線耦接到一用戶設備，該些扇形區塊發出複數個波束至該用戶設備，該網路裝置之操作方法包括：根據從該些波束中之一服務波束所接收到的由該用戶設備所回傳的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼，該處理單元決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束；以及當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定是否要進行扇形區塊內波束選擇，或者進行扇形區塊間波束選擇。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

現請參照第1圖，其顯示根據本案一實施例的無線通訊系統的示意圖。如第1圖所示，根據本案實施例的無線通訊系統100包括：至少一控制裝置110與複數個網路裝置。至少一用戶設備(例如但不受限於，智慧型手機)無線耦接至無線通訊系統100，並由其中一個扇形區塊服務。為方便解釋，在此以該些網路裝置是無線前端節點(Radio Front Node, RFN)RFN1與RFN2為例做說明，但本案並不受限於此。例如，網路裝置可能是大型基地台(main base station)，RFN，gNB(十億位元節點B，gigabit Node B)，eNB(演進節點B，Evolved Node B)等。更甚者，無線通訊系統100可以包括多個控制裝置110，各控制裝置110可以控制多個網路裝置。另外，各網路裝置RFN1與RFN2的天線陣列(未示出)可以涵蓋複數個扇形區塊(sector)。例如，各網路裝置RFN1與RFN2的天線陣列(未示出)可以包括複數個天線，該些天線可以形成3個扇形區塊，各扇形區塊涵蓋120度。各扇形區塊形成(form)複數個波束(beam)，各波束指向不同方向。例如，在120度的空間內，一個扇形區塊可以形成8個波束，各波束指向不同方向。一般而言，如果一個扇形區塊包括愈多根天線，則各波束的寬度愈窄，各波束所傳出的無線信號的傳輸距離愈遠；反之，如果一個扇形區塊包括較少根天線，則各波束的寬度愈寬，各波束所傳出的無線信號的傳輸距離愈近。相似地，用戶設備具有天線陣列(未示出)，該用戶設備的天線陣列可以形成複數個波束，各波束指向不同方向。

例如，網路裝置RFN1涵蓋3個扇形區塊，且網路裝置RFN2涵蓋3個扇形區塊，但為簡化起見，在第1圖中顯示兩個扇形區塊S1-1與S2-1，扇形區塊S1-1屬於網路裝置RFN1，而扇形區塊S2-1屬於網路裝置RFN2，各扇形區塊S1-1與S2-1形成4個波束Bn(n=0-3，n為正整數，代表波束識別碼(beam ID)，亦可稱為波束索引(beam index))，各波束Bn指向不同方向。

第2A圖顯示在無線通訊系統中，單一用戶設備存在時的示意圖。第2B圖顯示在無線通訊系統中，多用戶設備存在時的示意圖。

如第2A圖與第2B圖所示，在無線通訊系統200中，控制裝置210管理3個網路裝置RFN0-RFN2，網路裝置RFN0涵蓋3個扇形區塊S0-0至S0-2，網路裝置RFN1涵蓋3個扇形區塊S1-0至S1-2，網路裝置RFN2涵蓋3個扇形區塊S2-0至S2-2。各扇形區塊S0-0至S2-2皆形成8個波束B0-B7，各扇形區塊覆蓋相同角度(亦即120度)。網路裝置RFN0-RFN2的波束架構參數分別為configuration 0-2。以網路裝置RFN0的波束架構參數configuration 0而言，扇形區塊S0-0的8個波束B0-B7分別在t=0至t=7進行掃描；扇形區塊S0-1與S0-2亦同。以網路裝置RFN1的波束架構參數configuration 1而言，扇形區塊S1-0的8個波束B0在t=7時進行掃描，波束B1在t=0時進行掃描，其餘類推。相同地，以網路裝置RFN2的波束架構參數configuration 2而言，扇形區塊S2-0的8個波束B0在t=6時進行掃描，波束B1在t=7時進行掃描，其餘可類推。波束架構參數代表不同的波束排列方式。

對網路裝置RFN2而言，在時間t=0時，扇形區塊S2-0發出波束B2進行掃描，扇形區塊S2-1發出波束B2進行掃描，扇形區塊S2-2發出波束B2進行掃描，網路裝置RFN0與RFN1亦同。

在第2A圖中，當t=1與t=5時，用戶設備UE0分別可以接收到由扇形區塊S2-1的波束B3與扇形區塊S0-2的波束B5所傳來的信號。

在第2B圖中，當t=1、t=4與t=5時，用戶設備UE0分別可以接收到由扇形區塊S2-1的波束B3所傳來的信號、由扇形區塊S1-0的波束B5所傳來的信號與扇形區塊S0-2的波束B5所傳來的信號。當t=2、t=3與t=4時，用戶設備UE1分別可以接收到由扇形區塊S1-0的波束B3所傳來的信號、由扇形區塊S2-1的波束B5所傳來的信號與扇形區塊S0-2的波束B4所傳來的信號。

請參照第3圖，其顯示根據本案一實施例的波束選擇/再選擇的示意圖。如第3圖所示，在步驟310中，網路裝置(RFN)傳輸下行(DL)信號給用戶設備(UE)。在步驟320中，用戶設備(UE)對所接收到的下行信號進行波束品質測量。在步驟330中，用戶設備(UE)將波束品質測量結果上傳給網路裝置(RFN)。在步驟340中，網路裝置(RFN)可以得知扇形區塊與波束品質測量結果。如果扇形區塊與波束品質測量結果顯示要進行扇形區塊內(intra-sector)波束選擇/再選擇的話，則扇形區塊內波束選擇/再選擇可由網路裝置(RFN)進行。另一方面，如果扇形區塊與波束品質測量結果顯示要進行扇形區塊間(inter-sector)波束選擇/再選擇的話，則由網路裝置(RFN)告知控制裝置(如第1圖的控制裝置110)，由控制裝置進行扇形區塊間波束選擇/再選擇。第3圖的各步驟的細節將於底下說明之。

現將說明扇形區塊內波束選擇/再選擇。例如，以第1圖為例，假設目前用戶設備正由扇形區塊S1-1的波束B3服務。然而，根據用戶設備所進行的扇形區塊與波束品質測量結果，控制裝置及/或網路裝置判斷扇形區塊S1-1的波束B2對用戶設備而言是較好的，亦即，用戶設備選擇波束B2而非波束B3。但用戶設備並不知道所選擇的該波束B2屬於哪一個扇形區塊。透過用戶設備所回傳的信號測量品質結果，網路裝置(RFN)得知用戶設備所選擇的波束B2屬於扇形區塊S1-1。所以，網路裝置(RFN)可以自行選擇由扇形區塊S1-1的波束B2來服務用戶設備。亦即，「扇形區塊內波束選擇/再選擇」是指，前一服務波束(扇形區塊S1-1的波束B3)與下一服務波束(扇形區塊S1-1的波束B2)皆屬於同一服務扇形區塊，服務波束切換是在同一服務扇形區塊內進行。故而，在本案實施例中，為避免傳輸延遲，「扇形區塊內波束選擇/再選擇」可由網路裝置(RFN)決定，而無需上傳至控制裝置再由控制裝置決定。

現將說明扇形區塊間波束選擇/再選擇。例如，以第1圖為例，假設目前用戶設備正由扇形區塊S1-1的波束B3服務。扇形區塊與波束品質測量結果顯示波束B1對用戶設備而言是較好的(然而，用戶設備並不知道所選擇的該波束B1屬於哪一個扇形區塊，在此假設此波束B1屬於扇形區塊S2-1)。透過用戶設備所回傳的信號測量品質結果，網路裝置(RFN)得知需要切換至扇形區塊S2-1的波束B1來服務用戶設備。所以，網路裝置(RFN)告知控制裝置110，由控制裝置110進行扇形區塊間波束選擇/再選擇，以讓扇形區塊S2-1的波束B1來服務用戶設備。亦即，「扇形區塊間波束選擇/再選擇」是指，前一服務波束(扇形區塊S1-1的波束B3)與下一服務波束(扇形區塊S2-1的波束B1)屬於不同服務扇形區塊，服務波束切換是在不同扇形區塊內進行。在本案實施例中，「扇形區塊間波束選擇/再選擇」不是由網路裝置(RFN)決定，而是由控制裝置決定。

另外，由於用戶設備具有多個波束，所以用戶設備可從該些波束中擇一當成目標用戶設備波束，以跟網路裝置(RFN)之間進行信號傳輸。

現請參考第4圖，其顯示在本案一實施例中，對各波束導入「波束掃描序列識別碼」(beam scan sequence ID或者標示為Seq. ID)，以幫助扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇/再選擇。請注意，在本案實施例中，波束掃描序列識別碼的定義不同於波束識別碼(beam ID)與波束索引(beam index)。波束掃描序列識別碼可代表各波束的掃描順序。

如第4圖所示，扇形區塊S1-1的波束B0-B3的波束掃描序列識別碼分別為Seq. ID0、Seq. ID1、Seq. ID2與Seq. ID3；而扇形區塊S2-1的波束B0-B3的波束掃描序列識別碼也分別為Seq. ID0、Seq. ID1、Seq. ID2與Seq. ID3。亦即，不同扇形區塊應用相同的波束掃描序列識別碼。但當知本案並不受限於此。

亦即，假設在無線通訊系統中使用J個波束掃描序列識別碼(以第4圖為例，共用了4個波束掃描序列識別碼)，則J的範圍可以是：Q≦J≦(Q*Nd)，其中，Q代表單一扇形區塊的總波束數，而Nd則代表同一控制裝置所控制的扇形區塊總數量(以第1圖而言，Q=4而Nd=2)。

當在進行波束選擇時，用戶設備進行J次的測量/偵測即可以找出所欲選擇的波束。故而，第4圖的優點在於測量較快，以及低信令開銷(signaling overhead)。

然而，如果波束掃描序列識別碼的設計不良，可能導致「波束掃描序列識別碼混淆(ambiguity)」。第5圖顯示可能的波束掃描序列識別碼混淆。如第5圖所示，當時間t=2時，用戶設備UE的波束B1同時接收由扇形區塊S1-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID2)與扇形區塊S2-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID2)所發出的信號，故而，對於用戶設備而言，造成混淆。亦即，如果用戶設備同時接收到的多個波束具有相同波束掃描序列識別碼，則用戶設備會被混淆。

故而，在本案實施例中，利用波束掃描序列(beam scan sequence, BSS)來解決波束掃描序列識別碼混淆。BSS具有交錯(interlaced)特性。第6圖顯示，在本案實施例中，波束可以將波束掃描序列(BSS)傳輸出去，以幫助扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇/再選擇。

下表1顯示可能的波束/扇形區塊傳輸態。表1

如上表1所示，扇形區塊S1-1的波束B0-B3的波束掃描序列識別碼分別為Seq. ID0、Seq. ID1、Seq. ID2與Seq. ID3；而扇形區塊S2-1的波束B0-B3的波束掃描序列識別碼分別為Seq. ID3、Seq. ID0、Seq. ID1與Seq. ID2。所以，當時間t=2時，用戶設備UE的波束B1同時接收到由扇形區塊S1-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID2)與扇形區塊S2-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID1)所發出的信號(這些信號包括BSS)，故而，對於用戶設備而言，將不會造成混淆，因為該些波束的波束掃描序列識別碼彼此不同。亦即，不同扇形區塊的具有不同波束掃描序列識別碼的複數個波束如果同時被用戶設備接收，則用戶設備不會被混淆。

下表2更顯示波束掃描序列識別碼的映對(mapping)的一例。表2

由上表2可看出，以單一控制裝置控制8個扇形區塊，各扇形區塊形成4個波束來看，同時間最多有8個不同波束(該些波束的波束掃描序列識別碼皆彼此不同)可發射至用戶設備(所發射的信號可能包括BSS)，如此一來，在進行波束選擇/再選擇時，將不會對用戶設備造成波束掃描序列識別碼混淆。

第7圖顯示本案實施例如何解決波束掃描序列識別碼混淆的另一例。如第7圖所示，當時間t=2時，處在範圍A7內的用戶設備將接收到2個波束B2與B2(波束掃描序列識別碼分別為Seq. ID2與 Seq. ID3)所發出的信號(信號含有BSS)。

另外，BSS亦可分為主要BSS(PBSS, primary BSS)與次要BSS(SBSS, secondary BSS)。在網路進入模式(network entry mode)下，PBSS有助於快速找到UE的目標波束，而SBSS則有助於找到服務扇形區塊的服務波束。網路進入模式是指，用戶設備剛開機之時，故而用戶設備尚未找到服務扇形區塊與服務波束。至於在UE連接模式下(UE connection mode)，則可利用PSBB或SBSS來協助追蹤UE波束與服務波束。UE連接模式是指，UE已經跟服務扇形區塊之間完成連接。

底下將說明在進行無線信號的傳輸時，PBSS與SBSS的配置。第8A圖顯示在本案一實施例中，以集中式結構(localized structure)來傳輸PBSS與SBSS，而第8B圖顯示在本案一實施例中，以分散式結構(distributed structure)來傳輸PBSS與SBSS。

在第8A圖與第8B圖中，1個無線傳輸時框(radio frame)包括10個子時框(subframe，SF)SF0-SF9，其中，ctrl HD代表控制標頭(control header)。假設第0個子時框SF0被用以傳輸控制標頭(當然本案並不受限於此，也可利用其他子時框來傳輸控制標頭)。控制標頭包括下行控制標頭(DL Ctrl HD)與上行控制標頭(UL Ctrl HD)，其中，下行控制標頭(DL Ctrl HD)用以配置PBSS與SBSS。

如第8A圖所示，波束B0以Configuration 0所定義的方式(例如波束B0的波束掃描序列識別碼為Seq. ID0)，來傳輸2個PBSS 0信號給用戶設備。接著，波束B1以Configuration 1所定義的方式(例如波束B1的波束掃描序列識別碼為Seq. ID1)，來傳輸2個PBSS 1信號給用戶設備。依此類推。在波束B0-B7傳輸完PBSS之後，波束B0以Configuration 1所定義的方式，來傳輸1個SBSS 0信號給用戶設備；波束B1以Configuration 2所定義的方式，來傳輸1個SBSS 1信號給用戶設備其餘可依此類推。

另一方面，如第8B圖所示，波束B0以Configuration 0所定義的方式，來傳輸2個PBSS 0信號給用戶設備，以及，波束B0以Configuration 1所定義的方式，來傳輸4個SBSS 0信號給用戶設備。其餘可依此類推。

更進一步地說明，在傳輸PBSS與SBSS時，波束掃描序列識別碼的映對表例如但不受限於如下表3。表3

在第8A圖的集中式結構下，PBSS與SBSS的傳輸沒有混雜(interleaved)，亦即，波束B0-B7先來傳輸PBSS，之後，波束B0-B7才傳輸SBSS。而且，對於波束B0而言，在第8A圖中，在傳輸PBSS與SBSS時，波束B0套用不同的波束架構參數configuration(例如，傳輸PBSS時，波束B0套用configuration 0，而傳輸SBSS時，波束B0套用configuration 1)。

至於在第8B圖的分散式架構中，PBSS與SBSS的傳輸被混雜。亦即，於波束B0傳輸完PBSS與SBSS後，波束B1傳輸PBSS與SBSS。同樣地，對於波束B0而言，在第8B圖中，在傳輸PBSS與SBSS時，波束B0套用不同的波束架構參數configuration(例如，傳輸PBSS時，波束B0套用configuration 0，而傳輸SBSS時，波束B0套用configuration 1)。

現將說明本案實施例如何進行扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇。在進行波束追蹤時，用戶設備測量波束的信號品質，例如但不受限於，SNR(訊號雜訊比， Signal-to-noise ratio)，SIR(信號干擾比，Signal to Interference ratio)，SINR(信號與干擾加雜訊比，Signal to Interference plus Noise Ratio)，RSSI(接收信號強度指示，receive signal strength indicator)，RSRP(参考信號接收功率，Reference Signal Receiving Power)，RSRQ(參考信號接收質量，Reference Signal Received Quality)等。

用戶設備可以計算成對的波束與用戶設備波束的信號品質，並將之列於表中(或者儲存於用戶設備的記憶體內)。例如，以第6圖為例，在t=2時，用戶設備可以計算用戶設備波束B1所接收到的兩個波束B2(波束掃描序列識別碼分別為Seq. ID2與Seq. ID3)的個別無線信號品質，並將之列於表中。另外，用戶設備可以計算/決定所接收到的波束掃描序列信號的信號品質。

例如，用戶設備所需要計算的SNR如第9圖。第9圖顯示根據本案實施例的信號品質列表。第9圖以用戶設備具有4個波束且用戶設備接收4個波束(其波束掃描序列識別碼分別為Seq. ID0-Seq. ID3)為例做說明(然而，用戶設備並不知道該些波束屬於哪一個扇形區塊)，但當知本案不受限於此。在第9圖中，於第1個下行(DL)扇形區塊掃描束波周期內(t=1)，假設傳送波束為候選服務波束0 (i.e. Seq. ID 0)，用戶設備分別利用UE波束B0-B3來接收並跟候選服務波束0 (i.e. Seq. ID 0)進行匹配(matched)後，用戶設備得到無線信號品質γ_0,0 (0)、γ_1,0 (0)、γ_2,0 (0)、γ_3,0 (0)；接著，假設傳送波束是候選服務波束1 (i.e. Seq. ID 1)，用戶設備分別利用UE波束B0-B3來接收並跟候選服務波束1 (i.e. Seq. ID 1)進行匹配後，用戶設備得到無線信號品質γ_0,1 (0)、γ_1,1 (0)、γ_2,1 (0)、γ_3,1 (0)。其餘可依此類推。在第9圖中，γ_a,b (t)代表，在第t個(t為傳輸時間索引，t=0-3)DL扇形區塊掃描束波周期內，用戶設備測量利用UE波束Ba (a=0-3)來接收並假設傳送波束為候選服務波束0-3 (其波束掃描序列辨識碼為Seq. IDb (b=0-3)，於進行匹配後，用戶設備所得到的無線信號品質。故而，在4個DL扇形區塊掃描束波周期(從t=0到t=3)內，用戶設備獲得對扇形區塊的64個可能的無線信號量測結果，且儲存所量測到的64個無線信號品質γ_a,b (t)。接著，用戶設備的處理單元(未示出)可以決定這64個無線信號品質γ_a,b (t)當中的一目標值(例如但不受限於，最大值)，並將接收到這個目標無線信號品質的該波束選擇為目標UE波束(亦即，於正常操作下，UE將利用此波束來接收無線信號)，並將發出目標無線信號品質的該假設傳送波束選擇為「UE選擇波束」(亦可稱為「候選服務波束」，亦即，用戶設備想要讓「候選服務波束」服務)。在此假設，在這64個無線信號品質γ_a,b (t)當中的最大值為γ_2,1 (t)(其對應到「t=1」與「Seq. ID1」)，則用戶設備將接收到這個無線信號品質最大值的該波束B2選擇為UE目標波束。另外，用戶設備回傳對應到該無線信號品質最大值的傳輸時間索引(在此例中，t=1)與UE選擇波束的波束掃描序列識別碼(在此例中為Seq. ID1)回傳給扇形區塊。另外，在回傳時，用戶設備可以將UE目標波束所測量到的無線信號品質的全部或者一部份回傳給扇形區塊。

第10圖顯示根據本案實施例之進行扇形區塊內波束選擇之示意圖。在用戶設備決定UE目標波束及選擇「UE選擇波束」之後，用戶設備透過「UE目標波束B2」回傳「傳輸時間索引(在此例中，t=1)」、「UE選擇波束的波束掃描序列識別碼(在此例中為Seq. ID1)」，以及/或「UE目標波束所測量到的無線信號品質的全部或者一部份」給服務扇形區塊的服務波束(在此假設扇形區塊S1-1為目前服務扇形區塊，且扇形區塊S1-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID2)為目前服務波束)。

由於用戶設備可能移動或/及旋轉，在本案實施例中，藉由追蹤波束信號，以切換至想所要的服務波束及/或服務扇形區塊。切換服務波束即為扇形區塊內波束選擇，而切換服務扇形區塊即為扇形區塊間波束選擇。

現將說明本案實施例如何進行扇形區塊內波束選擇。如上述般，假設扇形區塊S1-1為目前服務扇形區塊，且扇形區塊S1-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID2)為目前服務波束。在網路裝置RFN1接收到用戶設備所回傳的資訊「傳輸時間索引(在此例中，t=1)」與「UE選擇波束的波束掃描序列識別碼(在此例中為Seq. ID1)」後，網路裝置RFN1將之比對於內部所儲存的波束掃描序列識別碼的映對表(如上表2)，假設扇形區塊S1-1應用Configuration 0而扇形區塊S2-1應用Configuration 7。經查表後，網路裝置RFN1得知，UE回傳的資訊「t=1」與「Seq. ID1」不匹配於目前服務波束(扇形區塊S1-1的波束B2，其對應至「t=2」與「Seq. ID2」)。也就是說，經查表後，網路裝置RFN1判斷出UE回傳的資訊「t=1」與「Seq. ID1」乃是對應至是扇形區塊S1-1的波束B1(這種情況也可稱為，經比對後，回傳資訊不匹配於該服務波束但匹配於該服務扇形區塊)。故而，網路裝置RFN1判斷要進行扇形區塊內波束選擇，並且網路裝置RFN1將目前服務波束由扇形區塊S1-1的B2切換成扇形區塊S1-1的B1。由於扇形區塊內波束選擇/切換無需經過控制裝置，所以可以降低延遲。

當然，如果經比對後，網路裝置RFN1得知，UE回傳的資訊「t=2」與「Seq. ID2」匹配於目前服務波束(扇形區塊S1-1的波束B2，其對應至「t=2」與「Seq. ID2」)，則可以維持目前服務波束(亦即繼續選擇扇形區塊S1-1的波束B2為服務波束)。

現將說明本案實施例如何進行扇形區塊間波束選擇。第11圖顯示根據本案實施例之進行扇形區塊間波束選擇之示意圖。如上述般，假設扇形區塊S1-1為目前服務扇形區塊，且扇形區塊S1-1的波束B2(波束掃描序列識別碼為Seq. ID2)為目前服務波束。經過無線品質計算後，用戶設備將資訊「傳輸時間索引(t=2)」與「UE選擇波束的波束掃描序列識別碼(Seq. ID1)」回傳給目前服務扇形區塊S1-1的目前服務波束B2，以再傳給網路裝置RFN1，如步驟S1110所示。同樣地，經過查表後，網路裝置RFN1判斷需要進行扇形區塊間波束選擇，因為用戶設備所回傳的資訊「傳輸時間索引(t=2)」與「UE選擇波束的波束掃描序列識別碼(Seq. ID1)」不匹配於目前服務扇形區塊S1-1的目前服務波束B2，相反地，是匹配至另一扇形區塊S2-1(這種情況稱為，該回傳資訊不匹配於該目前服務波束也不匹配於該目前服務扇形區塊)。

網路裝置RFN1將用戶設備所回傳的資訊「傳輸時間索引(t=2)」與「UE選擇波束的波束掃描序列識別碼(Seq. ID1)」上傳給控制裝置110，如步驟S1120所示。當控制裝置110檢查由用戶設備所回傳的「傳輸時間索引(t=2)」與「候選服務波束的波束掃描序列識別碼(在此例中為Seq. ID1)」後，控制裝置110將之比對於內部所儲存的波束掃描序列識別碼的映對表(如上表2)(如步驟S1130)。經查表後，控制裝置110得知，UE回傳的資訊「t=2」與「Seq. ID1」並不匹配於目前服務扇形區塊S1-1的目前服務波束B2(對應至「t=2」與「Seq. ID2」)。也就是說，經查表後，控制裝置110判斷出UE回傳的資訊「t=2」與「Seq. ID1」乃是對應至是扇形區塊S2-1的波束B2。故而，控制裝置110告知網路裝置RFN1需要進行扇形區塊間波束選擇(以將服務扇形區塊從S1-1切換至S2-1)，如步驟S1140。

於步驟S1150中，回應於控制裝置110的要求，網路裝置RFN1將目前尚未傳輸完的資料(亦可稱為待傳輸資料)回傳給控制裝置110。接著，於步驟S1160中，控制裝置110將扇形區塊間波束選擇指令告知網路裝置RFN2，以讓網路裝置RFN2得知，扇形區塊S2-1的波束B2被選擇為服務波束；而且控制裝置110將網路裝置RFN1所傳來的資料傳給網路裝置RFN2，以透過扇形區塊S2-1的波束B2來傳輸給用戶設備UE。

在本案實施例中，在進行扇形區塊間波束選擇時，由於仍是由同一控制裝置110來進行，所以傳輸延遲可以得到有效控制。

第12圖顯示根據本案一實施例的用戶設備的功能方塊圖。如第12圖所示，根據本案一實施例的用戶設備1200包括：處理單元1210，記憶體1220與天線陣列1230。處理單元1210(例如但不受限於，為微處理器)耦接至記憶體1220與天線陣列1230。處理單元1210可測量所接收的無線信號的品質，並選擇用戶設備目標波束，其細節如上述，於此不重述。記憶體1220可儲存波束掃描序列識別碼映對表，及/或無線信號品質表(如第9圖)。天線陣列1230可形成波束，以無線通訊於無線通訊系統。

第13圖顯示根據本案一實施例的網路裝置(如RFN)的功能方塊圖。如第13圖所示，根據本案實施例的網路裝置1300包括：處理單元1310，記憶體1320與通訊模組1330。處理單元1310(例如但不受限於，為微處理器)耦接至記憶體1320與通訊模組1330。處理單元1310可根據用戶設備的回傳資訊而決定是否要進行「扇形區塊內波束選擇」及/或「扇形區塊間波束選擇」，其細節如上述，於此不重述。記憶體1320可儲存波束掃描序列識別碼映對表。通訊模組1330可無線通訊於控制裝置(110)。

第14圖顯示根據本案一實施例的用戶設備的操作示意圖。如第14圖所示，於步驟1410中，該天線陣列接收複數個波束所傳來的複數個無線信號。於步驟1420中，該處理單元測量該些無線信號的複數個無線信號品質。於步驟1430中，該處理單元找出該些無線信號品質之一目標無線信號品質(e.g. 最大值)。於步驟1440中，該處理單元選擇該些扇形區塊中之發出該目標無線信號品質的一波束為一候選服務波束。於步驟1450中，該處理單元控制該天線陣列回傳對應到該目標無線信號品質的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼給該些波束中之一目前服務波束。

第15圖顯示根據本案一實施例的網路裝置(如RFN)的操作示意圖。如第15圖所示，於步驟1510中，根據從該些波束中之一服務波束所接收到的由該用戶設備所回傳的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼，該處理單元決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束；以及於步驟1520中，當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定是否要進行扇形區塊內波束選擇，或者進行扇形區塊間波束選擇。

如上所述，在本案實施例中，於進行扇形區塊內波束選擇時，由於無需上層控制裝置的控制，傳輸延遲較為減少。

此外，在進行扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇時，在本案實施例中，由用戶設備進行無線信號品質的測量並回傳。如此一來，網路裝置可以無需量測波束所發出的無線信號品質，使得網路裝置可以更快地判斷哪個波束的無線信號品質是所想要的，有助於扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇的切換速度。

綜上所述，本案實施例具有：降低運算複雜度(computational complexity)，縮短信號測量時間，以及較低的信令開銷(overhead)的好處。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧無線通訊系統

110‧‧‧控制裝置

RFN1與RFN2‧‧‧網路裝置

B0-B7‧‧‧波束

200‧‧‧無線通訊系統

210‧‧‧控制裝置

RFN0-RFN2‧‧‧網路裝置

S0-0至2-2‧‧‧扇形區塊

UE0、UE1‧‧‧用戶設備

310-340‧‧‧步驟

S1110-S1150‧‧‧步驟

1200‧‧‧用戶設備

1210‧‧‧處理單元

1220‧‧‧記憶體

1230‧‧‧天線陣列

1300‧‧‧網路裝置

1310‧‧‧處理單元

1320‧‧‧記憶體

1330‧‧‧通訊模組

1410-1450、1510-1520‧‧‧步驟

第1圖顯示根據本案一實施例的無線通訊系統的示意圖。第2A圖顯示在無線通訊系統中，單一用戶設備存在時的示意圖。第2B圖顯示在無線通訊系統中，多用戶設備存在時的示意圖。第3圖顯示根據本案一實施例的波束選擇/再選擇的示意圖。第4圖，其顯示在本案一實施例中，對各波束導入「波束掃描序列識別碼」，以幫助扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇/再選擇。第5圖顯示可能的波束掃描序列識別碼混淆。第6圖顯示，在本案實施例中，透過波束來傳輸波束掃描序列(BSS)，以幫助扇形區塊內/扇形區塊間波束選擇/再選擇。第7圖顯示本案實施例如何解決波束掃描序列識別碼混淆的另一例。第8A圖顯示在本案一實施例中，以集中式結構(localized structure)來傳輸PBSS與SBSS，而第8B圖顯示在本案一實施例中，以分散式結構(distributed structure)來傳輸PBSS與SBSS。第9圖顯示根據本案實施例的信號品質列表。第10圖顯示根據本案實施例之進行扇形區塊內波束選擇之示意圖。第11圖顯示根據本案實施例之進行扇形區塊間波束選擇之示意圖。第12圖顯示根據本案一實施例的用戶設備的功能方塊圖。第13圖顯示根據本案一實施例的網路裝置(如RFN)的功能方塊圖。第14圖顯示根據本案一實施例的用戶設備的操作示意圖。第15圖顯示根據本案一實施例的網路裝置(如RFN)的操作示意圖。

Claims

一種用戶設備，無線耦接至複數個扇形區塊，該用戶設備包括：一天線陣列，用以接收複數個波束所傳來的複數個無線信號，以及一處理單元，耦接至該天線陣列，用以測量該些無線信號的複數個無線信號品質，找出該些無線信號品質之一目標無線信號品質，選擇該些扇形區塊中之發出該目標無線信號品質的一波束為一候選服務波束，其中，該處理單元控制該天線陣列回傳對應到該目標無線信號品質的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼給該些波束中之一目前服務波束。
如申請專利範圍第1項所述之用戶設備，其中，該用戶設備的該天線陣列形成複數個用戶設備波束；根據該目標無線信號品質，該處理單元從該些用戶設備波束之中選擇出一目標用戶設備波束，該目標無線信號品質為該些無線信號品質之一最大值。
如申請專利範圍第2項所述之用戶設備，其中，該處理單元控制該天線陣列，以透過被選擇的該目標用戶設備波束，來回傳該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼給該目前服務波束。
如申請專利範圍第2項所述之用戶設備，其中，該處理單元控制該天線陣列，以回傳該些無線信號品質的全部或者一部份回傳給該候選服務波束。
如申請專利範圍第1項所述之用戶設備，更包括一記憶體，耦接至該處理單元，用以儲存所測量的該些無線信號品質。
一種網路裝置，用於一無線通訊系統，該無線通訊系統包括複數個扇形區塊，該網路裝置無線耦接到一用戶設備，該些扇形區塊發出複數個波束至該用戶設備，該網路裝置包括：一處理單元，以及一通訊模組，耦接至該處理單元與該些扇形區塊之至少一扇形區塊，其中，根據從該些波束中之一服務波束所接收到的由該用戶設備所回傳的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼，該處理單元決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束；以及當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定是否要進行扇形區塊內波束選擇，或者進行扇形區塊間波束選擇。
如申請專利範圍第6項所述之網路裝置，更包括一記憶體，耦接至該處理單元，用以儲存一波束掃描序列識別碼映對表，該處理單元根據該波束掃描序列識別碼映對表以決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束。
如申請專利範圍第7項所述之網路裝置，其中，根據該波束掃描序列識別碼映對表，當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束但匹配於該服務扇形區塊，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定進行扇形區塊內波束選擇，以選擇該些扇形區塊中之一服務扇形區塊之該些波束之另一波束為該服務波束。
如申請專利範圍第8項所述之網路裝置，其中，根據該波束掃描序列識別碼映對表，當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束也不匹配於該服務扇形區塊，該處理單元將該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼上傳給該無線通訊系統中之一控制裝置。
如申請專利範圍第9項所述之網路裝置，其中，根據該波束掃描序列識別碼映對表與由該網路裝置所上傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼，該控制裝置決定進行扇形區塊間波束選擇，以選擇該些扇形區塊中之另一扇形區塊為該服務扇形區塊，且選擇該服務扇形區塊之一波束為該服務波束；回應於該控制裝置的一要求，該網路裝置將一待傳輸資料回傳給該控制裝置；以及該控制裝置將該待傳輸資料傳給該服務扇形區塊，以透過該服務扇形區塊的該服務波束傳輸給該用戶設備。
一種用戶設備之操作方法，該用戶設備無線耦接至複數個扇形區塊，該用戶設備包括一天線陣列與一處理單元，該操作方法包括：該天線陣列接收複數個波束所傳來的複數個無線信號；該處理單元測量該些無線信號的複數個無線信號品質；該處理單元找出該些無線信號品質之一目標無線信號品質；該處理單元選擇該些扇形區塊中之發出該目標無線信號品質的一波束為一候選服務波束；以及該處理單元控制該天線陣列回傳對應到該目標無線信號品質的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼給該些波束中之一目前服務波束。
如申請專利範圍第11項所述之用戶設備之操作方法，其中，該用戶設備的該天線陣列形成複數個用戶設備波束；根據該目標無線信號品質，該處理單元從該些用戶設備波束之中選擇出一目標用戶設備波束，該目標無線信號品質為該些無線信號品質之一最大值。
如申請專利範圍第12項所述之用戶設備之操作方法，其中，該處理單元控制該天線陣列，以透過被選擇的該目標用戶設備波束，來回傳該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼給該目前服務波束。
如申請專利範圍第12項所述之用戶設備之操作方法，其中，該處理單元控制該天線陣列，以回傳該些無線信號品質的全部或者一部份回傳給該候選服務波束。
如申請專利範圍第11項所述之用戶設備之操作方法，其中該用戶設備更包括一記憶體，耦接至該處理單元，用以儲存所測量的該些無線信號品質。
一種網路裝置之操作方法，用於一無線通訊系統，該無線通訊系統包括複數個扇形區塊，該網路裝置無線耦接到一用戶設備，該些扇形區塊發出複數個波束至該用戶設備，該網路裝置之操作方法包括：根據從該些波束中之一服務波束所接收到的由該用戶設備所回傳的一傳輸時間索引與一波束掃描序列識別碼，該處理單元決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束；以及當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定是否要進行扇形區塊內波束選擇，或者進行扇形區塊間波束選擇。
如申請專利範圍第16項所述之網路裝置之操作方法，其中，該網路裝置更包括一記憶體，耦接至該處理單元，用以儲存一波束掃描序列識別碼映對表，該處理單元根據該波束掃描序列識別碼映對表以決定是否該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼匹配於該服務波束。
如申請專利範圍第17項所述之網路裝置之操作方法，其中，根據該波束掃描序列識別碼映對表，當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束但匹配於該服務扇形區塊，該處理單元根據該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼決定進行扇形區塊內波束選擇，以選擇該些扇形區塊中之一服務扇形區塊之該些波束之另一波束為該服務波束。
如申請專利範圍第18項所述之網路裝置之操作方法，其中，根據該波束掃描序列識別碼映對表，當該處理單元決定該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼不匹配於該服務波束也不匹配於該服務扇形區塊，該處理單元將該用戶設備所回傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼上傳給該無線通訊系統中之一控制裝置。
如申請專利範圍第19項所述之網路裝置之操作方法，其中，根據該波束掃描序列識別碼映對表與由該網路裝置所上傳的該傳輸時間索引與該波束掃描序列識別碼，該控制裝置決定進行扇形區塊間波束選擇，以選擇該些扇形區塊中之另一扇形區塊為該服務扇形區塊，且選擇該服務扇形區塊之一波束為該服務波束；回應於該控制裝置的一要求，該網路裝置將一待傳輸資料回傳給該控制裝置；以及該控制裝置將該待傳輸資料傳給該服務扇形區塊，以透過該服務扇形區塊的該服務波束傳輸給該用戶設備。