CN109600158B - 波束调度方法、ue及通信系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种波束调度方法、UE及通信系统，其中的方法包括：网络侧设备设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系并下发给UE；UE确定信号最强波束，基于对应关系获取与信号最强波束对应的preamble序列以及波束标识，向网络侧设备发送接入请求，携带的信息包括与信号最强波束对应的波束标识或preamble序列；网络侧设备根据接入请求采用信号最强波束与UE进行数据收发。本公开的方法、UE及通信系统，能够有效解决由于UE与网络侧设备连接建立完成之前，网络侧设备只能使用全向波束和波束扫射的方式发送信号导致的资源利用率低的问题，提出有效的辅助网络资源调度方式，能够显著提升网络的资源利用率。

Description

波束调度方法、UE及通信系统

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束调度方法、UE及通信系统。

背景技术

在5G(第五代移动通信技术)通信系统中,为了进一步提升系统资源利用率，引入了波束赋形(beam forming)技术。网络可以向某个方向发送特定的波束(beam)，为这个方向上的UE服务。当波束间距离足够远时，在各个方向上发送的波束可以复用相同的无线资源，通过空分复用的方式来提升系统资源利用率。同时，波束赋形还可以提升高频信号的穿透能力，可以应用于5G高频段的信号发送。

但是，在当前的5G通信系统中，如果基站不知道UE的具体位置，只能通过全向波束(omni beam)或者波束扫射(beam sweeping)的方式向UE发送信号，而这两种发送方式无法利用空分复用的方式提高资源利用率。在UE建立起与网络的连接之前，网络都无法知道UE的位置，因此随机接入和连接建立过程中的信号传输占据了较多的无线资源，降低了网络的资源利用率。

发明内容

有鉴于此，本公开要解决的一个技术问题是提供一种波束调度方法、UE及通信系统。

根据本公开的一个方面，提供一种波束调度方法，包括：网络侧设备设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系，将所述对应关系下发给用户设备UE；所述UE测量所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束；所述UE基于所述对应关系获取与所述信号最强波束对应的preamble序列以及波束标识；所述UE向所述网络侧设备发送接入请求，其中，所述接入请求中携带的信息包括：与所述信号最强波束对应的波束标识或preamble序列；所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发。

可选地，所述网络侧设备设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系包括：所述网络侧设备对preamble序列进行分组，设置每个preamble组中的preamble序列与所述波束标识的对应关系。

可选地，所述将所述对应关系下发给用户设备UE包括：所述网络侧设备通过广播方式将所述对应关系下发给所述UE。

可选地，所述UE测量所述网络侧设备采用多个波束发送的信号、确定信号最强波束包括：所述UE接收所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，其中，所述信号包括：同步信号、广播信号；所述UE测量所述信号的信号强度，选择信号强度最强的信号所对应的波束作为所述信号最强波束。

可选地，所述UE基于所述对应关系获取与所述信号最强波束对应的preamble序列以及波束标识包括：所述UE获取所述信号最强波束对应的波束标识，基于所述对应关系确定与此波束标识对应的preamble序列。

可选地，所述UE向所述网络侧设备发送接入请求包括：在发起随机接入请求时，所述UE向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，其中，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发包括：所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的preamble序列确定对于所述UE采用的所述信号最强波束。

可选地，所述UE向所述网络侧设备发送接入请求包括：在发起随机接入请求时，所述UE向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，其中，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；所述UE接收到所述网络侧设备返回的随机接入响应消息；所述UE向所述网络侧设备发送Msg3消息，其中，所述Msg3消息中携带有与所述信号最强波束对应的波束标识；所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发包括：所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的波束标识确定对于所述UE采用的所述信号最强波束。

根据本公开的另一方面，提供一种用户设备UE，包括：信号检测单元，用于测量所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束；信息接收单元，用于接收网络侧设备发送的波束标识与前导码preamble序列的对应关系；前导码确定单元，用于基于所述对应关系获取与所述信号最强波束对应的preamble序列以及波束标识；接入请求单元，用于向所述网络侧设备发送接入请求，以使所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发；其中，所述接入请求中携带的信息包括：与所述信号最强波束对应的波束标识或preamble序列。

可选地，所述信号检测单元，用于接收所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，其中，所述信号包括：同步信号、广播信号；测量所述信号的信号强度，选择信号强度最强的信号所对应的波束作为所述信号最强波束。

可选地，所述前导码确定单元，用于获取所述信号最强波束对应的波束标识，基于所述对应关系确定与此波束标识对应的preamble序列。

可选地，所述接入请求单元，用于在发起随机接入请求时，向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，其中，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；其中，所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的preamble序列确定对于所述UE采用的所述信号最强波束。

可选地，所述接入请求单元，用于在发起随机接入请求时，向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；接收到所述网络侧设备返回的随机接入响应消息，向所述网络侧设备发送Msg3消息，所述Msg3消息中携带有与所述信号最强波束对应的波束标识；其中，所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的波束标识确定对于所述UE采用的所述信号最强波束。

根据本公开的又一方面，提供一种用户设备UE，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的波束调度方法。

根据本公开的再一方面，提供一种通信系统，包括：网络侧设备、如上所述的UE。

可选地，所述网络侧设备对preamble序列进行分组，设置每个preamble组中的preamble序列与所述波束标识的对应关系。

可选地，所述网络侧设备通过广播方式将所述对应关系下发给所述UE。

本公开的波束调度方法、UE及通信系统，网络侧设备将波束标识与前导码preamble序列的对应关系下发给UE；UE确定信号最强波束并在进行随机接入时向网络侧设备发送与信号最强波束对应的波束标识或preamble序列；网络侧设备根据波束标识或preamble序列采用信号最强波束与UE进行数据收发；能够有效解决由于UE与网络侧设备连接建立完成之前，网络侧设备只能使用全向波束和波束扫射的方式发送信号导致的资源利用率低的问题，能够显著提升网络的资源利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开的波束调度方法的一个实施例的流程示意图；

图2为根据本公开的波束调度方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为根据本公开的波束调度方法的又一个实施例的流程示意图；

图4为根据本公开的UE的一个实施例的模块示意图；

图5为根据本公开的UE的另一个实施例的模块示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

图1为根据本公开的波束调度方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：

步骤101，网络侧设备设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系，将对应关系下发给用户设备UE。网络侧设备可以为基站等，UE可以为手机、PAD等。

步骤102，UE测量网络侧设备采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束。

确定信号最强波束可以有多种方法。例如，UE接收网络侧设备采用多个波束发送的信号，信号包括：同步信号、广播信号等。UE测量信号的信号强度，选择信号强度最强的信号所对应的波束作为信号最强波束。

步骤103，UE基于对应关系获取与信号最强波束对应的波束标识以及preamble序列。

步骤104，UE向网络侧设备发送接入请求，接入请求中携带的信息包括：与信号最强波束对应的波束标识或preamble序列等。

步骤105，网络侧设备根据接入请求采用信号最强波束与UE进行数据收发。

在一个实施例中，网络侧设备设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系可以有多种方法。例如，网络侧设备对preamble序列进行分组，设置每个preamble组中的preamble序列与波束标识的对应关系。网络侧设备通过广播消息将对应关系下发给UE。

在UE的随机接入过程中需要传输preamble，主要作用是通知基站有一个随机接入请求，并使得基站能估计其与UE之间的传输时延，以便基站校准各种参数，preamble可以在PRACH上进行传输。例如，每个小区有64个可用的preamble序列，UE会选择其中一个在PRACH上传输。preamble序列可以分成两部分，一部分用于基于竞争的随机接入，另一部分用于基于非竞争的随机接入。用于基于竞争的随机接入的preamble序列可分为两组：group A和group B。基站能够根据收到的preamble知道该preamble所属的group。

UE基于对应关系获取与信号最强波束对应的波束标识以及preamble序列可以有多种方法，例如，UE测量网络侧设备采用多个波束发送的同步信号、广播信号等时，可以从同步信号、广播信号等中获取波束标识，可以为波束的ID号。UE获取信号最强波束对应的波束标识，基于对应关系确定与此波束标识对应的preamble组以及在preamble组中的preamble序列。

在一个实施例中，UE向网络侧设备发送接入请求可以有多种方式。例如，在发起随机接入请求时，UE向网络侧设备发送随机请求接入消息，随机请求接入消息中携带有与信号最强波束对应的preamble序列。网络侧设备基于与信号最强波束对应的preamble序列确定对于UE采用的信号最强波束。

图2为根据本公开的波束调度方法的另一个实施例的流程示意图，如图2所示：

步骤201，gNB设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系，将preamble序列进行分组，设置每个preamble组内的preamble序列与波束的标识ID一一对应的对应关系。gNB通过广播或者专用信令的方式将对应关系发送给UE。

步骤202，处于IDLE或者INACTIVE状态的UE测量gNB采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束，并确定信号最强波束的波束标识。

步骤203，发起随机接入过程时，处于IDLE或者INACTIVE状态的UE选择与信号最强波束的波束标识对应的preamble组内的preamble序列，并将选取的preamble序列发送给gNB。

步骤204，gNB根据收到UE发送的preamble序列，基于preamble序列选择合适的波束来发送后续的信号。

在一个实施例中，在发起随机接入请求时，UE向网络侧设备发送随机请求接入消息，随机请求接入消息中携带有与信号最强波束对应的preamble序列。UE接收到网络侧设备返回的随机接入响应消息。UE向网络侧设备发送Msg3消息，Msg3消息中携带有与信号最强波束对应的波束标识。网络侧设备基于与信号最强波束对应的波束标识确定对于UE采用的信号最强波束。

图3为根据本公开的波束调度方法的又一个实施例的流程示意图，如图3所示：

步骤301，gNB设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系，将preamble序列进行分组，设置每个preamble组内的preamble序列与波束的标识ID一一对应的对应关系。通过广播或者专用信令的方式将对应关系发送给UE。

步骤302，处于IDLE或者INACTIVE状态的UE测量gNB采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束，并确定信号最强波束的波束标识。

步骤303，发起随机接入过程时，处于IDLE或者INACTIVE状态的UE选择与信号最强波束的波束标识对应的preamble组内的preamble序列，并将选取的preamble序列发送给gNB。

步骤304，gNB根据收到UE发送的preamble序列，基于preamble序列选择信号最强波束发送随机接入响应。

步骤305，UE在Msg 3消息中携带信号最强波束的波束标识，并发送给gNB。

在随机接入过程中，由于MAC层没有相应逻辑信道与PRACH对应，因此引入了Msg1、Msg2、Msg3、Msg4、Msg5用于RA过程，其中Msg3、Msg4、Msg5用于发送与RRC层相关信息。Msg3消息的大小根据消息内容就可能为56、144、208和256bit。

步骤306，gNB根据收到的波束标识，选择合适的波束来发送后续的信号。

上述实施例中提供的波束调度方法，能够有效解决由于UE与网络侧设备连接建立完成之前，网络侧设备只能使用全向波束和波束扫射的方式发送信号导致的资源利用率低的问题，提出有效的辅助网络资源调度方式，能够显著提升网络的资源利用率。

在一个实施例中，如图4所示，本公开提供一种用户设备UE40，包括：信号检测单元41、信息接收单元42、前导码确定单元43和接入请求单元44。信号检测单元41测量网络侧设备采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束。信息接收单元42接收网络侧设备发送的波束标识与前导码preamble序列的对应关系。

前导码确定单元43基于对应关系获取与信号最强波束对应的波束标识以及preamble序列。接入请求单元44向网络侧设备发送接入请求，以使网络侧设备根据接入请求采用信号最强波束与UE进行数据收发，接入请求中携带的信息包括：与信号最强波束对应的波束标识或preamble序列等。

信号检测单元41接收网络侧设备采用多个波束发送的信号，信号包括：同步信号、广播信号等。信号检测单元41测量信号的信号强度，选择信号强度最强的信号所对应的波束作为信号最强波束。前导码确定单元43获取信号最强波束对应的波束标识，基于对应关系确定与此波束标识对应的preamble序列。

接入请求单元44在发起随机接入请求时，向网络侧设备发送随机请求接入消息，随机请求接入消息中携带有与信号最强波束对应的preamble序列。网络侧设备基于与信号最强波束对应的preamble序列确定对于UE采用的信号最强波束。

接入请求单元44在发起随机接入请求时，向网络侧设备发送随机请求接入消息，随机请求接入消息中携带有与信号最强波束对应的preamble序列。接入请求单元44接收到网络侧设备返回的随机接入响应消息，向网络侧设备发送Msg3消息，Msg3消息中携带有与信号最强波束对应的波束标识。网络侧设备基于与信号最强波束对应的波束标识确定对于UE采用的信号最强波束。

图5为根据本公开的UE的另一个实施例的模块示意图。如图5所示，该装置可包括存储器51、处理器52、通信接口53以及总线54。存储器51用于存储指令，处理器52耦合到存储器51，处理器52被配置为基于存储器51存储的指令执行实现上述的波束调度方法。在网络侧设备上和UE上设置有存储器51、处理器52、通信接口53以及总线54。

存储器51可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(NoN-volatile memory)等，存储器51也可以是存储器阵列。存储器51还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器52可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(ApplicatioN SpecificINtegrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开的波束调度方法的一个或多个集成电路。

在一个实施例中，本公开提供一种通信系统，包括网络侧设备、如上任一实施例中的UE。

上述实施例中提供的波束调度方法、UE及通信系统，网络侧设备将波束标识与前导码preamble序列的对应关系下发给UE；UE确定信号最强波束并在进行随机接入时向网络侧设备发送与信号最强波束对应的波束标识或preamble序列；网络侧设备根据波束标识或preamble序列采用信号最强波束与UE进行数据收发；能够有效解决由于UE与网络侧设备连接建立完成之前，网络侧设备只能使用全向波束和波束扫射的方式发送信号导致的资源利用率低的问题，提出有效的辅助网络资源调度方式，能够显著提升网络的资源利用率。

可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种波束调度方法，包括：

网络侧设备设置波束标识与前导码preamble序列的对应关系，将所述对应关系下发给用户设备UE，包括：

所述网络侧设备对preamble序列进行分组，设置每个preamble组中的preamble序列与所述波束标识的对应关系；

所述UE测量所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束；

所述UE基于所述对应关系获取与所述信号最强波束对应的preamble序列以及波束标识，包括：

所述UE获取所述信号最强波束对应的波束标识，基于所述对应关系确定与此波束标识对应的preamble序列；

所述UE向所述网络侧设备发送接入请求，其中，所述接入请求中携带的信息包括：与所述信号最强波束对应的波束标识或preamble序列；

所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发；

其中，所述UE向所述网络侧设备发送接入请求包括：

在发起随机接入请求时，所述UE向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；所述UE接收到所述网络侧设备返回的随机接入响应消息；所述UE向所述网络侧设备发送Msg3消息，所述Msg3消息中携带有与所述信号最强波束对应的波束标识；

所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发包括：

所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的波束标识确定对于所述UE采用的所述信号最强波束；其中，所述网络侧设备为gNB。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述将所述对应关系下发给用户设备UE包括：

所述网络侧设备通过广播方式将所述对应关系下发给所述UE。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述UE测量所述网络侧设备采用多个波束发送的信号、确定信号最强波束包括：

所述UE接收所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，其中，所述信号包括：同步信号、广播信号；

所述UE测量所述信号的信号强度，选择信号强度最强的信号所对应的波束作为所述信号最强波束。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述UE向所述网络侧设备发送接入请求包括：

在发起随机接入请求时，所述UE向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，其中，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；

所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发包括：

所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的preamble序列确定对于所述UE采用的所述信号最强波束。

5.一种用户设备UE，其中，包括：

信号检测单元，用于测量网络侧设备采用多个波束发送的信号，确定信号最强波束；

信息接收单元，用于接收网络侧设备发送的波束标识与前导码preamble序列的对应关系；

前导码确定单元，用于基于所述对应关系获取与所述信号最强波束对应的preamble序列以及波束标识；

其中，所述网络侧设备对preamble序列进行分组，设置每个preamble组中的preamble序列与所述波束标识的对应关系；

所述前导码确定单元，用于获取所述信号最强波束对应的波束标识，基于所述对应关系确定与此波束标识对应的preamble序列；

接入请求单元，用于向所述网络侧设备发送接入请求，以使所述网络侧设备根据所述接入请求采用所述信号最强波束与所述UE进行数据收发；

其中，所述接入请求中携带的信息包括：与所述信号最强波束对应的波束标识或preamble序列；

所述接入请求单元，用于在发起随机接入请求时，向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；接收到所述网络侧设备返回的随机接入响应消息，向所述网络侧设备发送Msg3消息，所述Msg3消息中携带有与所述信号最强波束对应的波束标识；

其中，所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的波束标识确定对于所述UE采用的所述信号最强波束；所述网络侧设备为gNB。

6.如权利要求5所述的UE，其中，

所述信号检测单元，用于接收所述网络侧设备采用多个波束发送的信号，其中，所述信号包括：同步信号、广播信号；测量所述信号的信号强度，选择信号强度最强的信号所对应的波束作为所述信号最强波束。

7.如权利要求5所述的UE，其中，

所述接入请求单元，用于在发起随机接入请求时，向所述网络侧设备发送随机请求接入消息，其中，所述随机请求接入消息中携带有与所述信号最强波束对应的preamble序列；

其中，所述网络侧设备基于与所述信号最强波束对应的preamble序列确定对于所述UE采用的所述信号最强波束。

8.一种用户设备UE，其中，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至4中任一项中所述的波束调度方法。

9.一种通信系统，其中，包括：

网络侧设备、如权利要求5至7任一项所述的UE。

10.如权利要求9所述的系统，其中，

所述网络侧设备通过广播方式将所述对应关系下发给所述UE。

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