CN107645780B - 无线通信系统中使用波束成形的传送或接收方法和设备 - Google Patents

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Abstract

无线通信系统中使用波束成形的传送或接收方法和设备。在一个方法中，用户设备向网络节点提供与用户设备波束的组合有关的信息，其中组合中的用户设备波束可由用户设备同时产生。用户设备从网络节点接收用于传送或接收的调度信息。用户设备产生组合中的一个或多个用户设备波束以执行传送或接收。

Description

无线通信系统中使用波束成形的传送或接收方法和设备
技术领域
本发明公开大体上涉及无线通信网络，且更具体地说，涉及用于在无线通信系统中使用波束成形进行传送或接收的方法和设备。
背景技术
随着将大量数据传送到移动通信装置以及从移动通信装置传送大量数据的需求的快速增长，传统的移动语音通信网络演变成用互联网协议(IP)数据包通信的网络。此类IP数据包通信可以为移动通信装置的用户提供IP承载语音、多媒体、多播和点播通信服务。
示例性网络结构是演进型通用陆地无线接入网(E-UTRAN)。E-UTRAN系统可以提供高数据吞吐量以便实现上述IP承载语音和多媒体服务。目前，3GPP标准组织正在讨论新的下一代(例如，5G)无线电技术。因此，目前正在提交和考虑对3GPP标准的当前主体的改变以使3GPP标准演进和完成。
发明内容
本文公开用于在无线通信系统中使用波束成形进行传送或接收的方法和设备。在一个方法中，用户设备向网络节点提供与用户设备波束的组合有关的信息，其中组合中的用户设备波束可由用户设备同时产生。用户设备从网络节点接收用于传送或接收的调度信息。用户设备产生组合中的一个或多个用户设备波束以执行传送或接收。可有效地控制将用于经由预定无线电资源进行传送的用户设备波束。
附图说明
图1示出了根据一个示例性实施例的无线通信系统的图式。
图2是根据一个示例性实施例的传送器系统(也被称作接入网络)和接收器系统(也被称作用户设备或UE)的框图。
图3是根据一个示例性实施例的通信系统的功能框图。
图4是根据一个示例性实施例的图3的程序代码的功能框图。
图5示出了5G中的波束概念。
图6示出了独立、与LTE共址和集中式的基带网络。
图7示出了具有低性能传送和共享RAN的集中式网络。
图8示出了在单个TRP小区情况下的不同部署情形。
图9示出了在多个TRP小区情况下的不同部署情形。
图10示出了具有含多个TRP的5G节点的5G小区。
图11示出了LTE小区和NR小区之间的比较。
图12示出了通过HF-NR系统中的波束成形的增益补偿。
图13示出了通过HF-NR系统中的波束成形而减弱的干扰。
图14示出了扫掠子帧的原理。
图15示出了基站波束和PRACH资源之间的一种关联。
图16示出了波束扫掠的一个实例。
图17示出了用于上行链路传送的流程图的一个实例。
图18示出了用于下行链路传送的流程图的一个实例。
图19示出了用于在小区未改变的情况下的连接状态中的移动性的流程图的一个实例(基于UE检测)。
图20示出了用于在小区未改变的情况下的连接状态中的移动性的流程图的一个实例(基于网络检测)。
图21示出了UE波束改变的一个实例。
图22示出了用于确定UE波束候选者的一个实例。
图23示出了用于确定一个或多个特殊UE波束的一个实例。
图24是根据一个示例性实施例的流程图。
图25是根据一个示例性实施例的流程图。
具体实施方式
下文描述的示例性无线通信系统和装置采用支持广播业务的无线通信系统。无线通信系统经广泛部署以提供各种类型的通信，例如语音、数据等。这些系统可以基于码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、时分多址(Time Division MultipleAccess，TDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)、3GPP长期演进(Long Term Evolution，LTE)无线接入、长期演进高级(3GPP LTE-A或LTE-Advanced)、超移动宽带(3GPP2UMB)、WiMax或一些其它调制技术。
具体来说，下文描述的示例性无线通信系统装置可被设计成支持一个或多个标准，例如由名称为“第三代合作伙伴计划”(在本文中被称作3GPP)的协会提供的标准，包含：R2-162366，“波束成形影响(Beam Forming Impacts)”；R2-163716，“论基于波束成形的高频率NR的术语(Discussion on terminology of beamforming based high frequencyNR)”；R2-162709，“NR中的波束支持(Beam support in NR)”；R2-162762，“NR中的作用中模式移动性：SINR在较高频率下下降(Active Mode Mobility in NR:SINR drops in higherfrequencies)”；R3-160947，TR 38.801V0.1.0，“关于新无线电接入技术的研究；无线电接入架构和接口(Study on New Radio Access Technology；Radio Access Architectureand Interfaces)”；R2-164306，“电子邮件讨论[93bis#23][NR]部署情形的总结(Summaryof email discussion[93bis#23][NR]Deployment scenarios)”；RAN2#94会议记录(RAN2#94meeting minute)；R2-163879，“RAN2对HF-NR的影响(RAN2Impacts in HF-NR)”；R2-162210，“波束层级管理<->小区层级移动性(Beam level management<->Cell levelmobility)”；R2-163471，“NR中的小区概念(Cell concept in NR)”；R2-164270，“关于LTE-NR紧密互通的一般考虑(General considerations on LTE-NR tight interworking)”；R2-162251，“高频率新RAT的RAN2方面(RAN2aspects of high frequency New RAT)”；R1-165364，“支持基于波束的公共控制平面(Support for Beam Based Common ControlPlane)”；以及TS 36.321V13.0.0，“介质访问控制(MAC)协议规范(Medium Access Control(MAC)protocol specification)”。上文所列的标准和文档特此明确地以全文引用的方式并入。
图1示出根据本发明的一个实施例的多址无线通信系统。接入网络100(AN)包含多个天线组，其中一个天线组包含104和106，另一天线组包含108和110，并且又一天线组包含112和114。在图1中，针对每一天线组仅示出了两个天线，但是每一天线组可利用更多或更少个天线。接入终端116(AT)与天线112和114通信，其中天线112和114经由前向链路120向接入终端116传送信息，并经由反向链路118从接入终端116接收信息。接入终端(AT)122与天线106和108通信，其中天线106和108经由前向链路126向接入终端(AT)122传送信息，并经由反向链路124从接入终端(AT)122接收信息。在FDD系统中，通信链路118、120、124和126可使用不同频率以供通信。例如，前向链路120可使用与反向链路118所使用的频率不同的频率。
每一天线组和/或它们被设计成在其中通信的区域常常被称作接入网络的扇区。在实施例中，天线组各自被设计成与接入网络100所覆盖的区域的扇区中的接入终端通信。
在经由前向链路120和126的通信中，接入网络100的传送天线可利用波束成形以便改进不同接入终端116和122的前向链路的信噪比。并且，相比于通过单个天线传送到它的所有接入终端的接入网络，使用波束成形以传送到在接入网络的整个覆盖范围中随机分散的接入终端的所述接入网络通常对相邻小区中的接入终端产生更少的干扰。
接入网络(AN)可以是用于与终端通信的固定台或基站，并且也可被称作接入点、节点B、基站、增强型基站、演进节点B(eNB)，或某其它术语。接入终端(AT)还可以被称为用户设备(UE)、无线通信装置、终端、接入终端或某一其它术语。
图2是MIMO系统200中的传送器系统210(也被称作接入网络)和接收器系统250(也被称作接入终端(AT)或用户设备(UE)的实施例的简化框图。在传送器系统210处，从数据源212将用于数个数据流的业务数据提供到传送(TX)数据处理器214。
在一个实施例中，经由相应的传送天线传送每一数据流。TX数据处理器214基于针对每一数据流而选择的特定译码方案而对所述数据流的业务数据进行格式化、译码和交错以提供经译码数据。
可使用OFDM技术将每一数据流的经译码数据与导频数据多路复用。导频数据通常为以已知方式进行处理的已知数据模式，且可在接收器系统处使用以估计信道响应。随后基于针对每一数据流选择的特定调制方案(例如，BPSK、QPSK、M-PSK或M-QAM)来调制(即，符号映射)用于所述数据流的经复用导频和译码数据以提供调制符号。通过由处理器230执行的指令可确定用于每一数据流的数据速率、译码和调制。
接着，将所有数据流的调制符号提供到TX MIMO处理器220，所述TXMIMO处理器220可进一步处理调制符号(例如，用于OFDM)。TX MIMO处理器220接着向NT个传送器(TMTR)222a到222t提供NT个调制符号流。在某些实施例中，TX MIMO处理器220将波束成形权重应用于数据流的符号及从其传送所述符号的天线。
每一传送器222接收和处理相应的符号流以提供一个或多个模拟信号，并且进一步调节(例如，放大、滤波和上转换)所述模拟信号以提供适合于经由MIMO信道传送的经调制信号。接着分别从NT个天线224a到224t传送来自传送器222a到222t的NT个经调制信号。
在接收器系统250处，由NR个天线252a到252r接收所传送的经调制信号，并且将从每一天线252接收到的信号提供到相应的接收器(RCVR)254a到254r。每一接收器254调节(例如，滤波、放大和下转换)相应的接收信号、数字化经调节信号以提供样本，并且进一步处理所述样本以提供对应的“接收”符号流。
接着，基于特定接收器处理技术，RX数据处理器260接收和处理从NR个接收器254接收的NR个符号流，以提供NT个“经检测”符号流。然后，RX数据处理器260对每一经检测符号流进行解调、解交错和解码，以恢复数据流的业务数据。通过RX数据处理器260的处理与通过在传送器系统210处的TX MIMO处理器220和TX数据处理器214执行的处理互补。
处理器270定期确定要使用哪一预译码矩阵(下文论述)。处理器270制定包括矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。
反向链路消息可包括关于通信链路和/或接收到的数据流的各种类型的信息。接着，反向链路消息通过TX数据处理器238处理、通过调制器280调制、通过传送器254a到254r调节，并且传送回到传送器系统210，所述TX数据处理器238还从数据源236接收数个数据流的业务数据。
在传送器系统210处，来自接收器系统250的经调制信号通过天线224接收、通过接收器222调节、通过解调器240解调，并通过RX数据处理器242处理，以提取通过接收器系统250传送的反向链路消息。接着，处理器230确定使用哪一预译码矩阵以确定波束成形权重，然后处理所提取的消息。
转向图3，这个图示出了根据本发明的一个实施例的通信装置的替代性简化功能框图。如图3中所示，无线通信系统中的通信装置300可用于实现图1中的UE(或AT)116和122或图1中的基站(或AN)100，并且无线通信系统优选地是LTE系统。通信装置300可包含输入装置302、输出装置304、控制电路306、中央处理单元(CPU)308、存储器310、程序代码312和收发器314。控制电路306通过CPU 308执行存储器310中的程序代码312，由此控制通信装置300的操作。通信装置300可接收用户通过输入装置302输入(例如，键盘或小键盘)的信号，并且可通过输出装置304(例如，显示器或扬声器)输出图像和声音。收发器314用于接收和传送无线信号，从而将接收到的信号输送到控制电路306，并无线地输出由控制电路306产生的信号。无线通信系统中的通信装置300还可用于实现图1中的AN 100。
图4是根据本发明的一个实施例的图3中所示的程序代码312的简化框图。在此实施例中，程序代码312包含应用层400、层3部分402和层2部分404，并且耦合到层1部分406。层3部分402大体上执行无线电资源控制。层2部分404大体上执行链路控制。层1部分406大体上执行物理连接。
从2015年3月开始，已经启动关于下一代(即5G)接入技术的3GPP标准化活动。下一代接入技术旨在支持以下三类使用情形以同时满足迫切的市场需求和ITU-R IMT-2020提出的更长期要求：eMBB(增强型移动宽带)；mMTC(大规模机器类型通信)；以及URLLC(超可靠和低时延通信)。
关于新的无线电接入技术的5G研究项目的目标是识别和开发新无线电系统需要的技术组件，所述技术组件应该能够使用范围至少高达100GHz的任何频谱频带。支持高达100GHz的载波频率在无线电传播的领域中带来了许多挑战。随着载波频率增加，路径损耗也将增加。
基于3GPP R2-162366，在较低频带(例如，当前LTE频带<6GHz)中，可通过形成宽扇区波束以传送下行链路公共信道来提供所需的小区覆盖范围。然而，当在较高频率(>>6GHz)下利用宽扇区波束时，小区覆盖范围减小，且天线增益相同。因此，为了在较高频带下提供所需的小区覆盖范围，需要较高的天线增益以补偿增加的路径损耗。为了在整个宽扇区波束中增加天线增益，使用较大的天线阵列(天线元件的数目在数十到数百的范围内)以形成高增益波束。
因此，高增益波束比宽扇区波束窄，使得需要多个波束以供传送下行链路公共信道，从而覆盖所需的小区区域。接入点能够形成的并行高增益波束的数目可受到所利用的收发器架构的成本和复杂性限制。实际上，对于较高频率，并行高增益波束的数目比覆盖小区区域所需的波束的总数小得多。换句话说，通过使用波束子集，接入点在任何给定时间仅能够覆盖小区区域的部分。
基于3GPP R2-163716，波束成形是一种用于天线阵列以供方向性信号传送/接收的信号处理技术。在波束成形中，波束可由呈天线的定相阵列形式的组合元素通过使得在特定角度下的信号经历相长干扰而其它信号经历相消干扰的方式形成。可使用多个天线阵列来同时利用不同波束。
基于3GPP R2-162709，并且如图5中所示，演进节点B可具有多个传送/接收点(Transmission/Reception Point，TRP)，它们为集中式或分布式。每一TRP可形成多个波束。波束的数目和在时间/频域上同时的波束的数目取决于天线阵列元件的数目和在TRP处的射频(radio frequency，RF)。
新RAT(New Radio，NR)的可能的移动性类型可列出如下：TRP内移动性；TRP间移动性；以及NR eNB间移动性。
基于3GPP R2-162762，依赖于波束成形且在较高频率下操作的系统的可靠性可能具有挑战性，因为覆盖范围可能对时间和空间变化两者更敏感。因此，相比于LTE的情况，窄链路的信号干扰噪声比(Signal to Interference plusNoise Ratio，SINR)可能下降的快得多。
在接入节点处使用具有数百个元件的天线阵列，可产生相当规律的波束网格的覆盖模式，其中每一节点具有数十或数百候选波束。来自此类阵列的单个波束的覆盖区域可能较小，小到宽度为大约几十米。因此，相比于如LTE提供的广泛区域覆盖范围，在当前服务波束区域外的信道质量劣化更快。
基于3GPP R3-160947，TR 38.801V0.1.0，图6和7中所说明的情形应被视为由NR无线电网络架构支持。
基于R2-164306，采集以下在独立NR的小区布局方面的情形以供研究：仅宏小区部署(Macro cell only deployment)；非均匀部署(Heterogeneous deployment)；以及仅小型小区部署(Small cell only deployment)。
基于3GPP RAN2#94会议记录，一个NR eNB对应于一个或多个TRP。两层网络控制移动性：在‘小区’层级驱动的无线资源控制(RRC driven at“cell”level)；以及零/最小RRC参与(Zero/Minimum RRC involvement)(例如，在MAC/PHY处)。
基于3GPP R2-162210，在5G中，2层移动性处理的原理可能保持如下：
A)小区层级移动性(Cell level mobility)
a.小区对连接状态(CONN)中的空闲、换手(handover)的选择/重新选择
b.由处于CONN状态的无线电资源控制(RRC)处理
B)波束层级管理
a.物理层(L1)处理TRP的恰当选择以用于UE和最佳波束方向
预期除了依赖于常规的基于切换的UE移动性之外，5G系统还更加严重地依赖于“基于波束的移动性”以处理UE移动性。如多入多出技术(MIMO)、去程技术(fronthauling)、云RAN(Cloud RAN，C-RAN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)的技术将允许受一个“5G节点”控制的覆盖区域增长，并因此增加波束层级管理的可能性以及降低对小区层级移动性的需要。一个5G节点的覆盖区域内的所有移动性在理论上可以基于波束层级管理进行处理，这将使得切换仅用于移动性到另一5G节点的覆盖区域。
图8到11示出了5G NR中的小区的概念的一些实例。图8示出了在单个TRP小区情况下的部署。图9示出了在多个TRP小区情况下的部署。图10示出了包括具有多个TRP的5G节点的一个5G小区。图11示出了LTE小区和NR小区之间的比较。
除了基于无线电资源管理(Radio Resource Management，RRM)测量的切换之外，5G UE还应该能够调适服务波束以维持易受波束质量波动或UE小区内移动性影响的5G连接。为了实现这一维持，5G节点B和UE应该能够恰当地跟踪和改变服务波束(下文称为波束跟踪)。
下文可使用以下术语和假设：
●基站(BS)：用于控制一个或多个与一个或多个小区相关联的TRP的NR中的网络中央单元。BS和TRP之间的通信经由前传。BS还可被称作中央单元(CU)、eNB或NodeB。
●TRP：传送和接收点提供网络覆盖，并与UE直接通信。TRP还可被称作分布式单元(DU)。
●小区：小区由一个或多个相关联的TRP组成，即小区的覆盖范围由所有相关联的TRP的覆盖范围组成。一个小区受一个BS控制。小区还可被称作TRP群组(TRPG)。
●波束扫掠(Beam sweeping)：为了覆盖所有可能的传送和/或接收方向，需要数个波束。由于不可能同时产生所有这些波束，所以波束扫掠是指在一个时间间隔中产生这些波束的子集，并在其它时间间隔中改变所产生的波束，即在时域中改变波束。因此，在若干个时间间隔之后可覆盖所有可能的方向。
●波束扫掠数目：在所有可能的传送和/或接收方向上扫掠波束一次的时间间隔的必要数目。换句话说，将在一个时间段内的“波束扫掠数目”时传送应用波束扫掠的信令，例如，在时间段的不同时间在(至少部分)不同的波束中传送信令。
●服务波束：UE的服务波束是由网络(例如，TRP)产生的波束，网络用于与UE通信，例如，以供传送和/或接收。
下文可使用以下用于网络侧的假设：
●使用波束成形的NR可为独立的，即UE可直接驻留NR或连接到NR。
■使用波束成形的NR和不使用波束成形的NR可共存，例如，在不同的小区中。
●TRP将波束成形同时应用于数据和控制信令传送和接收。
■由TRP同时产生的波束的数目取决于TRP能力，例如，由不同TRP同时产生的波束的最大数目可为不同的。
■波束扫掠是必要的，以，例如，在每一方向上提供控制信令。
■TRP可能不支持所有的波束组合，例如，一些波束可能不是同时产生。
●相同小区中的TRP的下行链路时序同步。
●网络侧的RRC层在BS中。
●TRP应该同时支持具有UE波束成形的UE和不具有UE波束成形的UE两者，例如，由于不同的UE能力或UE版本。
下文可使用以下用于UE侧的假设：
●如果可能且有益，那么UE可执行波束成形以供接收和/或传送。
■由UE同时产生的波束数目取决于UE能力，例如，有可能产生超过一个波束。
■由UE产生的波束比由eNB产生的波束宽。
■波束扫掠以供传送和/或接收对于用户数据来说一般不是必要的，但是对于其它信令来说可能是必要的，例如，以执行测量。
■UE可能不支持所有的波束组合，例如，一些波束可能无法同时产生。
●不是每一个UE都支持UE波束成形，例如，由于UE能力或NR第一个(少数)版本中不支持UE波束成形。
●对于一个UE，也许有可能同时产生多个UE波束，并且有可能由来自相同小区的一个或多个TRP的多个服务波束服务。
■相同或不同的(DL或UL)数据可经由不同波束在相同的无线资源上进行传送以用于分集或吞吐量增益。
●存在至少两种UE(RRC)状态：连接状态(或称为作用中状态)和非连接状态(或称为非作用中状态或空闲状态)。
基于3GPP R2-162251，实际上，为了在eNB和UE侧两者中使用波束成形，将通过eNB中的波束成形的天线增益视为大约15到30dBi，并且将UE的天线增益视为大约3到20dBi。图12(根据3GPP R2-162251再现)示出了通过波束成形的增益补偿。
从SINR的角度来看，尖锐波束成形减少来自相邻干扰源的干扰功率，相邻干扰源即在下行链路情况中的相邻eNB或连接到相邻eNB的其它UE。在传送(TX)波束成形情况中，仅有来自其它TX的干扰将是“有效”干扰，其它TX的当前波束指向与接收(RX)相同的方向。“有效”干扰是指干扰功率高于有效噪声功率。在RX波束成形情况中，仅有来自其它TX的干扰将是有效干扰，其它TX的波束方向与UE的当前RX波束方向相同。图13(根据3GPP R2-162251再现)示出了通过波束成形而减弱的干扰。
基于3GPP R1-165364，提出将扫掠公共控制平面功能性集中在特定子帧，特定子帧称为扫掠子帧。将在扫掠子帧中传送的公共控制信令包含同步信号(下行链路(DL))、参考信号(DL)、系统信息(DL)、随机接入信道(UL)等等。图14(根据3GPP R1-165364再现)示出了扫掠子帧的原理。
下行链路扫掠的主要使用情况中的一个是下行链路发现信令。下行链路发现信令包含(但不限于)用于小区搜索的信号、时间和频率同步获取、基本系统信息传信和小区/波束测量(例如，RRM测量)。
对于上行链路物理随机接入信道(PRACH)，高水平概念是利用BS波束互换性，并且当BS在高阵列增益情况下接收或使用朝向传送UE的波束时，使得UE能够传送PRACH前导。换句话说，PRACH资源与定期通过DL发现信令进行广告的BS波束相关联，DL发现信令传送波束特定参考信号。图15(根据3GPP R1-165364再现)示出了BS波束和PRACH资源之间的关联。
由于高增益波束较窄，且可以形成的并行高增益波束的数目可能取决于所利用的收发器架构的成本和复杂性，需要多次进行波束扫掠，例如，波束扫掠数目，以便覆盖所有可能的传送和/或接收方向。例如，在图16中，TRP采用三个时间间隔来覆盖所有方向，并且在每一时间间隔通过此TRP产生四个波束。
用于需要通过波束扫掠覆盖整个小区覆盖范围的传送和/或接收的信令可包含(但不限于)以下中的一个或多个：同步信号、参考信号、系统信息、寻呼、用于启动随机介入程序的信号、随机接入程序的信号(例如，随机接入前导、随机接入响应、冲突解决)，或用于DL/UL调度的信号。对于下行链路信令，通过TRP执行波束扫掠以供传送和/或通过UE执行波束扫掠以供接收。对于上行链路信令，通过UE执行波束扫掠以供传送和/或通过TRP执行波束扫掠以供接收。
当UE处于连接状态时，例如，在某一时间段内网络和UE之间无数据通信，UE可在新数据到达后启动UL传送。
UL数据传送的情况可具有以下步骤：
-调度请求
当UE具有可用于传送的UL数据，但不具有用于传送UL数据的UL资源时，UE应该能够通过从UE传送到网络的请求而请求UL资源进行数据传送。当UE传送请求时，UE的UL时序可能同步或可能不同步。TRP通过波束成形接收请求。
-UL资源调度
当网络(例如，BS或TRP)接收请求时，网络可为UE调度恰当的UL资源以执行UL传送。UE的UL时序可与UL资源调度一起调整。通过波束成形提供UL资源调度。
-UL数据传送
在UE接收UL资源调度之后，UE使用UL资源来传送待决UL数据。TRP使用波束成形来从UE接收UL传送。
并且，网络(例如，BS或TRP)可向UE提供混合自动重复请求(HARQ)反馈，以指示UL传送是否成功接收。如果网络未能接收UL传送，那么UE可能需要执行重新传送。
图17示出了用于UL数据传送的流程图的实例。
当UE处于连接状态时，例如，在某一时间段内网络和UE之间无数据通信，BS可在新数据到达后启动DL传送。
DL数据传送的情况具有以下步骤：
-DL传送之前的准备
当网络具有待传送到UE的DL数据时，网络应该确定TRP和到达UE的波束。UE的UL时序在DL传送之前应该同步。
-DL分配和DL数据的传送
网络(例如，BS或TRP)决定用于DL数据的传送的恰当的DL资源，并经由DL分配通知UE接收DL数据。通过可到达UE的波束中的波束成形来提供DL分配和DL数据。
UE将向网络提供HARQ反馈，以指示DL传送是否成功接收。如果UE未能接收DL传送，那么网络可能需要执行重新传送。
图18示出了用于DL数据传送的流程图的实例。
当UE处于连接状态时，UE可在不同波束或相同服务小区的不同TRP之间移动。此外，如果使用UE波束成形，那么UE波束还可随着时间推移而改变，例如，由于UE旋转。
在小区未改变的情况下的连接状态中的移动性的情况具有以下步骤：
-用于改变检测的信令的配置
UE波束、服务TRP的服务波束和服务TRP的改变可通过UE和/或网络检测。为了检测所述改变，通过TRP或UE定期传送的信令可为基线路径。信令的配置应该被配置成使得UE知道传送或接收信令的方法和时间。
-用于改变检测的信令
一个或多个TRP定期执行波束扫掠以接收或传送信令。如果使用UE波束成形，那么UE定期执行波束扫掠以接收或传送信令。
-UE波束改变
如果UE检测到UE波束改变，那么UE自身可选择恰当的UE波束以供随后的接收(和/或传送，例如，对于TDD)。替代地，UE需要，例如，定期或在检测到改变后向网络提供反馈，并且网络可提供UE波束从网络到UE的改变的指示。接着，UE可使用由网络指示的UE波束以供随后的传送和/或接收。
如果改变将通过网络检测，那么，例如，定期或在检测到改变后可能需要UE波束从网络到UE的改变的指示。UE使用由网络指示的UE波束以供随后的传送(和/或接收，例如，对于TDD)。
有可能不会及时检测到或更新所述改变，并且这将导致波束跟踪失败。
-服务波束和/或服务TRP改变
在UE接收到用于改变检测的信令之后，UE需要向网络提供反馈，并且网络可决定是否改变UE的(DL)服务波束和/或服务TRP。
另一方面，在TRP接收到用于改变检测的信令之后，网络可决定是否改变UE的服务波束和/或服务TRP。可能需要从网络到UE的关于(DL)服务波束/TRP改变的指示。
有可能不会及时检测到或更新所述改变，这将导致波束跟踪失败。
图19和20说明用于在小区未改变的情况下的连接状态中的移动性的流程图的实例。
UE有可能会同时产生一个或多个UE波束。用于与网络(例如，TRP)通信的最恰当UE波束可不时地改变，例如，由于UE移动性。因此，需要用于决定哪一(哪些)UE波束将用于传送或接收UL或DL传送的方法。
对于动态调度的传送，待使用的UE波束可通过网络，例如，经由相关联的调度信息进行动态分配。然而，对于经由预分配无线电资源的传送，例如，所述传送未利用相关联的调度信息进行动态调度，应该指定使用哪一(哪些)UE波束。
经由预分配无线电资源的传送可定期发生(例如，来自UE的周期测量报告)或在可能无法由传送的接收器预测的时间发生(例如，来自网络的调度信息传送可在如3GPP TS36.321V13.0.0中所限定的作用中时间期间发生)。UE可能不需要执行UE波束扫掠以传送或接收所述传送。传送可在其中网络将执行波束扫掠的时间间隔中进行传送或接收，例如，在如3GPP R1-165364中所论述的DL或UL扫掠子帧中。
经由预分配无线电资源的传送可具有以下信令中的一个或多个：
-(UL)周期测量反馈或报告，例如，如LTE中的信道质量指示(CQI)或信道状态信息(CSI)；
-(UL)调度请求；
-(UL)半静态调度传送；
-(DL)半静态调度传送；
-(DL)用于波束和/或TRP维持/改变的周期性DL信号，例如，指示UE波束、网络波束和/或TRP的候选者；或
-(DL)用于DL分配或UL资源的调度信息，例如，如LTE中的物理下行链路控制信道(PDCCH)信号。
在小区中或对于TRP，UE可能会或可能不会使用不同的UE波束或大于一个UE波束来传送或接收所述传送。例如，在小区中或对于TRP，UE可使用相同UE波束来传送或接收上述信令中的一些或全部。对于不同的TRP，UE可使用不同的UE波束来传送或接收经由预分配无线电资源的传送。
用于经由预分配无线电资源的传送的UE波束可称为特殊UE波束。例如特殊UE波束的用于小区中或对于TRP的经由预分配无线电资源的传送的UE波束可能一开始是在用于初始接入或切换的随机接入程序期间使用或分配的UE波束。用于传送的特殊UE波束和用于接收的特殊UE波束可相同或不同。
下文考虑了若干种决定用以经由小区中或TRP的预分配无线电资源传送或接收传送的UE波束的方法。在一个方法中，网络选择用于传送的至少一个特殊UE波束。网络可经由对UE的周期性或非周期性指示(例如，波束改变的指示)而改变或更新特殊UE波束(例如，基于测量结果和/或调度决定)。指示可指示哪一(哪些)UE波束和/或网络波束可能是用于与网络通信的候选者，并且明确或隐含地指示哪一(哪些)UE波束是特殊UE波束。图22和23是指示UE波束候选者和/或特殊UE波束的实例。特殊UE波束可由接收到指示的位置隐含地指示。例如，在UE如图21中所示的那样移动之后，网络可向UE指示波束b和c是候选者，并通过经由波束1提供特殊UE波束指示来指示波束b是特殊UE波束，其中指示通过UE经由波束b接收到。
在另一方法中，网络选择至少一个特殊网络波束以供UE确定用于传送的至少一个特殊UE波束。网络可向UE提供指示以指示至少一个网络波束。在指示中所指示的网络波束可称为特殊网络波束。通过测量特定网络波束的信号，UE可确定特殊UE波束。例如，通过测量特殊网络波束的信号，可将具有大于阈值的接收功率的UE波束或具有最大接收功率的UE波束确定为特殊UE波束。通过此方式，UE得知UE波束和网络波束之间的映射。UE波束和网络波束之间的映射可意味着来自哪一(哪些)UE波束的传送可从哪一(哪些)网络波束接收，和/或来自哪一(哪些)网络波束的传送可从哪一(哪些)UE波束接收。替代地，UE波束和网络波束之间的映射可由网络提供。接着，UE可基于特殊网络波束和映射来确定特殊UE波束。
网络可经由对UE的周期性或非周期性指示(例如，波束改变的指示)而改变或更新特殊网络波束(例如，基于测量结果和/或调度决定)。指示可指示哪一(哪些)UE波束和/或网络波束可能是用于与网络通信的候选者，并且明确或隐含地指示哪一(哪些)网络波束是特殊网络波束。图22和23是指示UE波束候选者和/或特殊UE波束的实例。替代地，指示可指示与待测量的特殊网络波束的信号(例如，波束特定参考信号(BRS))有关的信息(例如但不限于，配置)。特殊网络波束可由传送指示的位置隐含地指示。例如，在UE如图21中所示的那样移动之后，网络可向UE指示波束b和c是候选者，并通过经由波束1提供特殊UE波束指示来指示波束1是特殊网络波束。
在另一方法中，UE确定用于传送的至少一个特殊UE波束。
UE基于测量确定特殊UE波束，例如，具有比阈值更好的测量质量的UE波束或具有最佳测量质量的UE波束。特殊UE波束可为UE波束候选者的部分，例如由网络指示的那些。
基于测量，网络可预测由UE确定的特殊UE波束。在预测可能不精确或预测无法预测的情况下，网络可执行波束扫掠以传送或接收所述传送。
在另一方法中，UE使用所有UE波束候选者以供传送。
UE基于测量确定UE波束候选者，例如，具有比阈值更好的测量质量的UE波束或具有最佳测量质量的UE波束。替代地，UE基于由网络提供的信息(例如，UE波束集合的信息)而推导出UE波束候选者。
UE可使用所有UE波束候选者以同时传送或监测所述传送。
UE波束候选者可用于同一小区或TRP。
特殊UE或网络波束的指示和与经由预分配无线电资源的传送有关的配置可经由不同信令提供，例如，以节约信令开销，因为配置不需要经常改变。指示可由介质访问控制(MAC)或物理(PHY)信令携载。配置可由无线电资源控制(RRC)消息携载。配置可用于指示或供UE使用以确定无线电资源、传送时序、频率资源和/或用于传送的周期性。配置可用于指示信息以供UE确定哪一(哪些)UE波束将用于接收或传送与配置相关联的所述传送，例如，是否使用特殊UE波束或用于传送的所有UE波束候选者。
网络或UE波束候选者可为合适的，例如，具有大于阈值的相关联的测量结果的波束，并且它可用于UE和网络(例如，小区或TRP)之间的通信。波束候选者的数目可小于可同时产生的最大波束数目。此外，UE波束候选者可为可同时产生的UE波束。波束候选者可由网络(定期)向UE指示。
用于不同种类的经由预分配无线电资源的传送的UE波束的数目可能不同。例如，例如特殊UE波束的UE波束候选者的一部分用于经由预分配无线电资源的第一传送(例如，半静态调度(SPS))，并且所有UE波束候选者用于经由预分配无线电资源的第二传送，例如但不限于调度信息。
波束可通过波束特定配置(例如，索引)、用于波束的资源或预译码矩阵进行明确指示和区别。
网络可关于将用于通过UE进行传送或接收的UE波束向UE进行指示，可能地连同用于传送或接收的调度信息一起指示，例如，在物理层信令(如LTE中的PDCCH)中，以实现高效调度。
UE有可能向网络提供与UE波束成形有关的信息。信息可包含UE波束成形能力、UE关于UE波束成形的偏好、UE波束扫掠数目等等。
能够进行UE波束成形的UE也许能够同时产生超过一个UE波束。然而，可能不是所有的UE波束的组合都可以由UE同时产生。UE波束的组合可受硬件能力、复杂性、成本等等限制。例如，存在总共四个UE波束：{a，b，c，d}，并且UE可同时产生两个UE波束。此外，UE可产生UE波束组合：{a，b}、{b，c}、{c，d}、{a，d}，但是它无法产生UE波束组合：{a，c}、{b，d}。
UE向网络提供与有效UE波束组合有关的信息有助于网络调度。信息可为有效UE波束组合、数字UE波束(digital UE beams)的总数、模拟UE波束(analog UE beams)的总数、模拟UE波束的最大并行数目、UE天线元件的数目，和/或UE天线端口的数目。如果网络可以控制哪些UE波束用于传送或接收，那么网络应该知道哪一(哪些)UE波束组合是有效的或不是有效的。并且，网络可基于信息而调度传送或接收。有效的UE波束组合可能意指可同时产生的UE波束组合。
图24是从UE的角度的根据一个示例性实施例的流程图2400。在步骤2405，UE向网络节点提供与UE波束的组合有关的信息，其中组合中的UE波束可由UE同时产生。在步骤2410，UE从网络节点接收用于传送或接收的调度信息。在步骤2415，UE产生组合中的一个或多个UE波束以执行传送或接收。
图25是从网络节点的角度的根据一个示例性实施例的流程图2500。在步骤2505，网络节点从UE接收与UE波束的组合有关的信息，其中组合中的UE波束可由UE同时产生。在步骤2510，网络节点基于信息而调度用于UE的传送或接收。
在一些方法中，信息指示UE波束的至少一个有效组合。信息指示数字和/或模拟UE波束的总数。信息指示模拟UE波束的最大并行数目。信息指示UE天线元件和/或UE天线端口的数目。
在一些方法中，网络节点基于信息来控制(组合中的)哪一(哪些)UE波束用于传送或接收。在所公开的方法中，网络节点可为TRP、基站或5G节点。
在一些方法中，UE向网络节点提供与UE波束成形能力有关的信息。UE无法产生UE波束的每一组合。UE波束组合中的UE波束的数目等于UE可同时产生的UE波束的数目。
返回参看图3和4，在一个实施例中，装置300包含存储在存储器310中的程序代码312。CPU 308可执行程序代码312，以使得UE能够：(i)向网络节点提供与UE波束的组合有关的信息，其中组合中的UE波束可由UE同时产生；(ii)从网络节点接收用于传送或接收的调度信息；以及(iii)产生组合中的一个或多个UE波束以执行传送或接收。
在另一实施例中，CPU 308可执行程序代码312，以使得网络节点能够：(i)从UE接收与UE波束的组合有关的信息，其中组合中的UE波束可由UE同时产生；以及(ii)基于信息而调度用于UE的传送或接收。
此外，CPU 308可执行程序代码312以执行所有上述动作和步骤或本文中描述的其它动作和步骤。
基于本发明，可有效地控制将用于经由预定无线电资源的传送的UE波束。
上文已经描述了本发明的各种方面。应清楚，本文中的教示可以广泛多种形式实施，且本文中所公开的任何特定结构、功能或这两者仅是代表性的。基于本文中的教示，所属领域的技术人员应了解，本文中所公开的方面可独立于任何其它方面而实施，且可以不同方式组合这些方面中的两个或更多个方面。例如，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备或实践方法。此外，通过使用其它结构、功能性或除了在本文中所阐述的方面中的一个或多个方面之外或不同于在本文中所阐述的方面中的一个或多个方面的结构和功能性，可以实施此设备或可以实践此方法。作为上述概念中的一些的实例，在一些方面中，可基于脉冲重复频率而建立并行信道。在一些方面中，可基于脉冲位置或偏移而建立并行信道。在一些方面中，可基于时间跳频序列而建立并行信道。
所属领域的技术人员将理解，可使用各种不同技术和技艺中的任一种来表示信息和信号。例如，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示可贯穿以上描述中所提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文中所公开的各方面描述的各种说明性逻辑块、模块、处理器、构件、电路以及算法步骤可以实施为电子硬件(例如，可以使用信源译码或某一其它技术进行设计的数字实施、模拟实施或这两者的组合)、并入有指令的各种形式的程序或设计代码(为方便起见，其在本文中可称为“软件”或“软件模块”)或这两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的这种可互换性，上文已大体上在各种说明性组件、块、模块、电路和步骤的功能性方面对它们进行描述。此类功能性是实施为硬件还是实施为软件取决于具体应用及强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但此类实施决策不应被解释为引起对本公开的范围的偏离。
此外，结合本文中所公开的各方面描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可在集成电路(“IC”)、接入终端或接入点内实施或由所述集成电路、接入终端或接入点执行。IC可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、电气组件、光学组件、机械组件，或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合，且可执行驻留在IC内、在IC外或这两种情况下的代码或指令。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或任何其它此类配置。
应理解，在任何公开的过程中的步骤的任何特定次序或层级都是示例方法的实例。应理解，基于设计偏好，过程中的步骤的特定次序或层级可以重新布置，同时保持在本公开的范围内。伴随的方法权利要求项以示例次序呈现各个步骤的元件，并且并不意味着限于所呈现的特定次序或层级。
结合本文中所公开的各方面描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、用由处理器执行的软件模块、或用这两者的组合实施。软件模块(例如，包含可执行指令和相关数据)和其它数据可驻留在数据存储器中，所述数据存储器例如RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或所属领域中已知的任何其它形式的计算机可读存储介质。示例存储介质可耦合到例如计算机/处理器等机器(为方便起见，所述机器在本文中可以称为“处理器”)，使得所述处理器可以从存储介质读取信息(例如，代码)和将信息写入到存储介质。示例存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户设备中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件而驻留在用户设备中。此外，在一些方面中，任何合适的计算机程序产品可包括计算机可读介质，所述计算机可读介质包括与本公开的各方面中的一个或多个方面相关的代码。在一些方面中，计算机程序产品可包括封装材料。
虽然已经结合各个方面描述本发明，但应理解本发明能够进行进一步修改。本申请案意图涵盖对本发明的任何改变、使用或调适，这通常遵循本发明的原理且包含对本公开的此类偏离，所述偏离处于在本发明所属的技术领域内的已知及惯常实践的范围内。

Claims (18)

1.一种用于使用波束成形进行传送或接收的用户设备的方法，其特征在于，所述方法包括：
向网络节点提供信息指示有关用户设备波束的有效组合，其中所述有效组合是所有用户设备波束中可由所述用户设备同时产生的多个用户设备波束的组合；
从所述网络节点接收用于传送或接收的调度信息，其中所述调度信息指示所述有效组合中的数个用户设备波束；以及
根据所述调度信息，产生所述有效组合中的所述数个用户设备波束以执行所述传送或所述接收。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效组合中的用户设备波束的数目等于所述用户设备可同时产生的用户设备波束的数目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息指示数字用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的最大并行数目、用户设备天线元件的数目、用户设备天线端口的数目，或其任何组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其进一步包括：
同时产生所述有效组合中的所述数个用户设备波束，并且由来自小区的多个传送/接收点的多个服务波束服务。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备无法产生用户设备波束的每一组合。
6.一种用于使用波束成形进行传送或接收的网络节点的方法，其特征在于，所述方法包括：
从用户设备接收信息指示有关用户设备波束的有效组合，其中所述有效组合是所有用户设备波束中可由所述用户设备同时产生的多个用户设备波束的组合；
基于所述信息而调度用于所述用户设备的传送或接收，选择所述有效组合中的数个用户设备波束用于传送或接收；以及
传送调度信息用于所述用户设备的所述传送或所述接收，其中所述调度信息指示所述有效组合中的所述数个用户设备波束。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有效组合中的用户设备波束的数目等于所述用户设备可同时产生的用户设备波束的数目。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信息指示数字用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的最大并行数目、用户设备天线元件的数目、用户设备天线端口的数目，或其任何组合。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其进一步包括：
从所述用户设备接收与用户设备波束成形能力有关的信息。
10.一种用于使用波束成形进行传送或接收的用户设备，其特征在于，其包括：
控制电路；
安装在所述控制电路中的处理器；以及
安装在所述控制电路中且耦合到所述处理器的存储器；
其中所述处理器被配置成执行存储在所述存储器中的程序代码以进行以下操作：
向网络节点提供信息指示有关用户设备波束的有效组合，其中所述有效组合是所有用户设备波束中可由所述用户设备同时产生的多个用户设备波束的组合；
从所述网络节点接收用于传送或接收的调度信息，其中所述调度信息指示所述有效组合中的数个用户设备波束；以及
根据所述调度信息，产生所述有效组合中的所述数个用户设备波束以执行所述传送或所述接收。
11.根据权利要求10所述的用户设备，其特征在于，所述有效组合中的用户设备波束的数目等于所述用户设备可同时产生的用户设备波束的数目。
12.根据权利要求10所述的用户设备，其特征在于，所述信息指示数字用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的最大并行数目、用户设备天线元件的数目、用户设备天线端口的数目，或其任何组合。
13.根据权利要求10所述的用户设备，其特征在于，其进一步包括：
同时产生所述有效组合中的所述数个用户设备波束，并且由来自小区的多个传送/接收点的多个服务波束服务。
14.根据权利要求10所述的用户设备，其中所述用户设备无法产生用户设备波束的每一组合。
15.一种用于使用波束成形进行传送或接收的网络节点，其特征在于，其包括：
控制电路；
安装在所述控制电路中的处理器；以及
安装在所述控制电路中且耦合到所述处理器的存储器；
其中所述处理器被配置成执行存储在所述存储器中的程序代码以进行以下操作：
从用户设备接收信息指示有关用户设备波束的有效组合，其中所述有效组合是所有用户设备波束中可由所述用户设备同时产生的多个用户设备波束的组合；
基于所述信息而调度用于所述用户设备的传送或接收选择所述有效组合中的数个用户设备波束用于传送或接收；以及
传送调度信息用于所述用户设备的所述传送或所述接收，其中所述调度信息指示所述有效组合中的所述数个用户设备波束。
16.根据权利要求15所述的网络节点，其特征在于，所述有效组合中的用户设备波束的数目等于所述用户设备可同时产生的用户设备波束的数目。
17.根据权利要求15所述的网络节点，其特征在于，所述信息指示数字用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的总数、模拟用户设备波束的最大并行数目、用户设备天线元件的数目、用户设备天线端口的数目，或其任何组合。
18.根据权利要求15所述的网络节点，其特征在于，其进一步包括：
从所述用户设备接收与用户设备波束成形能力有关的信息。
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