949-5G 波束恢复机制.docx
5G分数据和控制信道进行波束恢复机制一般来说，波束失败的恢复机制有两种：网络初始化和UE初始化。支持这两种方法有 利于有效地保证鲁棒性。对于NR的多波束系统，控制信道和数据信道可能通过不同的波束对传输。因此，可能 存在三种不同类型的波束故障： 仅数据信道的波束故障仅控制信道的波束故障 数据和控制信道的波束故障对于第一种情况，由于控制信道仍然可靠，因此恢复数据信道的波束对相对容易： UE初始化方案：UE检测到下行波束故障，并通过上行控制信道反应波束故障指示 或一些其他波束对的建议。在接收到UE的报告后，gNB可以识别当前处于不利状 态的活动波束对，并在其他波束对上调度数据传输；网络初始化方案：gNB检测到上行波束故障，然后在其他波束对上安排数据传输为了支持上述方案，NR需支持通过DCI的波束交换指示。基于上述方案，如果相应控制信道的波束对链路足够可靠，那么可以通过DCI很好地处 理PDSCH传输。对于控制信道发生波束故障的其他两种情况，情况将更加复杂。网络初始化机制通常适用于检测到上行波束故障的情况。当gNB识别/猜想下行波束发 生故障时，也可以使用该方法。网络可能能够基于各种信息/信号检测上下行波束故障：基于上行RS/数据传输的信道状态信息：当上行的CSI在一定时间间隔内低于某 个阈值时，gNB可以确认上行波束故障，如果波束对应保持不变，那么可能猜想下行 波束故障的发生。未收到反应：在当前配置下，gNB预计会收到UE的定期报告，但没有收到相应的 反应。然后gNB可以“猜想”发生上行波束故障。错过上行数据传输：当gNB没有收到预定的上行传输时，它可以“猜想”会出现上 行波束故障或下行波束故障。 UE报告的内容：gNB可以根据UE的报告来决定下行波束是否仍然可靠。 PUCCH上的ACK/NACK：如果gNB没有收到预定下行传输的ACK/NACK,它可以识别 出上行波束故障或下行波束故障。由于不同类型的信息/信号可能包含关于上下行波束故障的不同指示，如何使用这些信 息/信号在很大程度上取决于gNB的实现。如上所述，当gNB决定触发波束恢复时，可能有三种不同的情况： Case 1：上行波束故障Case 2：下行波束故障 Case 3：下行和上行波束故障对于case 1, gNB可以向UE发送上行波束切换命令，UE将根据该命令从新的波束对传 输上行信号。如果没有可用的“备用”上行波束对，整个过程需要额外步骤：l.gNB触发上行波束管理2、接收到触发/配置命令后，UE进行相应的上行波束扫描3. gNB根据相应的测量结果确定新的可用上行波束对。4. gNB向UE发送上行波束切换命令UE从gNB指示的新波束发射信号对于case 2,由于当前活动的下行波束对上的传输不再可靠，gNB需要从其他“备用” 下行波束对传输相应的命令。如果没有预先配置的可用“备份”下行波束对，gNB必须 等待UE启动的波束恢复。Case 3是case 1和case 2的组合。因此，上述解决方案的组合可用于case 3的波束 恢复。UE初始化机制通常用于检测下行波束故障的场景。对于下行链路，UE可以测量一些特定波束的“瞬时”信道状态信息。例如，移动UE可 以检测到比当前活动波束更好的新波束。这意味着与网络相比，UE可以看到更及时的 波束状态信息。因此，支持UE触发的非周期波束报告是有必要的。网络可能提前指示 一些报告配置。然后，当满足一些触发条件时，UE可以开始根据相应的配置报告波束 状态信息。在收到此类报告后，gNB可以及时命令下行波束切换，以防止下行波束故障。 此外，gNB可以根据这种报告选择和配置一些“备份”下行波束对。CSI-RS可用于下行波束管理。由于测量样本数量有限，非周期CSI-RS不适合检测下行 波束故障。相反，周期性或半持久性CSI-RS可用于检测下行波束故障。NR SS也可用于下行波束故障（可能使用不同的滤波器）。该方法可以防止周期性的 CSI-RS或只需要长周期的CSI-RS,从而减少了 RS开销。在检测到下行波束故障时，如果满足一些预定义的触发事件，UE可以启动一些上行传 输以进行波束恢复。上行传输可指示以下类型触发信息的局部： 发生波束故障（以及哪个波束发生连接故障）UE推荐哪些波束详细信息取决于下行波束管理和gNB发出的配置信号。例如，如果gNB和UE维护了 “备份”波束的子集，那么UE可能没有必要报告推荐的下行波束。因此，支持可配置触发和上行传输是有益的，这样gNB就可以灵活地根据部署策略、UE的服务、系统负载 等进行权衡。为了减少恢复延迟，gNB可以配置基于非竞争的上行传输，但代价是更多的资源。应尽 量重用现有信号/信道，例如： PUCCH上的信号（例如，SR）SRS 预留数据资源上的信号 PRACH如果在上述上行传输之后波束恢复不成功，UE可以退回到RACII或一些类似RACH的过 程来恢复传输。如上所述，专用PUCCH/SRS等可以促进快速波束恢复。因此，无需仅为上行传输引入 新的信号/信道来支持波束恢复。在接收到UE的触发信息后，gNB可以在“备份”下行波束或UE推荐的下行波束上发送 命令/信号。因此，波束恢复流程已经完成，后续传输将是正常操作。将波束概念引入NR MIMO的根本动机是充分探索多天线系统的容量。从这个角度来看, 对于数据信道，如PDSCH,波束应旨在增加空间复用增益。因此，窄波束更适合用于 PDSCH,因为窄波束可以实现比宽波束更高的空间承载力。然而，对于控制信道，尤其是下行控制信道PDCCH,更高的空间容量可能不是主要设计 目标。相反，可靠性应该是主要的设计目标。如果波束概念应用于PDCCH,窄波束可能 会受到有限的覆盖，因为如果波束发生变化或切换，重要的控制信息很容易丧失。然 后，从可靠性角度来看，PDCCH的窄波束是有风险的。因此，对于UE,如果同时将相 同的波束应用于PDSCH和PDCCH,那么不合适。一种可能的解决方案是，对于UE,窄波 束用于PDSCH,而宽波束用于PDCCIL当使用模拟波束赋形时，最方便的方法是使用多 个窄波束来合成更宽的波束。一个例如如图1所示PDSCH图1:窄和宽波束示意图在图1中，两条窄波束组成一条宽波束。窄波束用于PDSCH,宽波束用于PDCCH。如果 数据和控制信道的波束配置如图1所示，那么用于PDSCH的波束可以与用于PDCCH的波 束相关联，因为基站通过窄波束组成较宽的波束。在UE可以简化波束选择过程的意义 上，这种波束关联关系在UE侧是有益的。一个例如是，如果UE知道PDCCH和PDSCH 之间的波束关联关系，那么一旦UE选择其PDSCH波束，UE就可以相应地知道其对应的 PDCCH波束。否那么，UE需要单独的PDSCH和PDCCH波束选择/测量程序。当多个波束对应多个信道时，例如TDM中的信道，波束关联关系也可以反映信道关联 关系。例如，具有窄波束的PDSCH中的一些信道可以与具有较宽波束的PDCCH中的信 道相关联。在这种情况下，UE只需要测量窄波束或信道以进行波束选择。
