CN110089048B - 终端在无线通信系统中确定波束的方法以及用于确定波束的终端 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于将用于支持高于4G系统的数据传输速率的数据传输速率的5G通信系统与IoT技术合并的通信方法及其系统。本公开能够被应用于基于5G通信技术和IoT相关技术的智能服务(例如，智能家庭、智能楼宇、智能城市、智能汽车或互联汽车、健康护理、数字教育、零售业、安保和安全有关的服务等等)。本公开涉及一种方法，通过其终端在无线通信系统中确定波束，包括步骤：执行用于发现终端的接收波束和无线通信系统的发射接收点(TRP)的发射波束的波束扫描过程，接收波束和发射波束的定向方向彼此对准；当在波束扫描过程被执行之后终端被旋转时，通过使用向终端提供的旋转检测传感器来确定旋转的终端的旋转角度；当所确定的旋转角度是预先确定的角度或更大时，基于所确定的旋转角度来确定将在其上接收下行链路信号的接收波束。

Description

终端在无线通信系统中确定波束的方法以及用于确定波束的 终端
技术领域
本发明涉及一种终端和一种用于该终端在无线通信系统中确定用于接收下行链路信号的接收波束的方法。
背景技术
为了满足因为4G通信系统的部署已经增加的无线数据业务量的需求，已经作出努力来开发改善的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也被称作“超4G网络”或‘后LTE系统’。5G通信系统被考虑为实施在更高的频率(mmWave)带(例如，60GHz频带)中，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并且提高传输距离，在5G通信系统中讨论波束形成、对于系统网络改善的开发正在基于海量多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，系统网络改进的开发正在基于高级小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密度网路、设备至设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)、接收端干扰消除等等，进行。在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(ACM)的混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)，以及稀疏码多址接入(SCMA)。
因特网(其是以人为中心的连通性网络，其中人类生成和消费信息)现在演变至物联网(IoT)，其中诸如物品之类的分布式实体在没有人类干预的情况下交换和处理信息。万物互联(IoE)已经涌现，其是IoT技术和大数据处理技术通过与云服务器的连接的组合。随着已经为了IoT实施方式要求诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”，和“安全技术”之类的技术要素，最近已经在研究传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)，等等。这样的IoT环境可以提供智能因特网技术服务，其通过收集和分析在连接的物品当中的所生成的数据来为人类生活创造新的价值。通过现有信息技术(IT)和各种工业应用之间的融合和组合，IoT可以被应用于各种领域，包括智能家庭、智能楼宇、智能城市、智能汽车或互联汽车、智能电网、健康护理、智能家电和高级医疗服务。
据此，已经作出各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，可以通过波束形成、MIMO，以及阵列天线来实施诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)以及机器对机器(M2M)通信之类的技术。云无线电接入网络(RAN)作为以上描述的大数据处理技术的应用也可以被视为5G技术和IoT技术之间的融合的示例。
5G通信系统也被称作新的无线电接入技术(NR)。与当前LTE和LTE-A相比，NR系统旨在使用高于100MHz带宽的超宽频带来提供具有若干Gbp的超高速的数据服务。然而，由于难以在LTE和LTE-A中使用的数百MHz或若干GHz的频带中获取100MHz或更多的超宽频带频率，NR系统考虑使用存在于6GHz或更多的频带中的宽频带来传送信号。具体地，NR系统考虑通过使用诸如28GHz频带或60GHz频带之类的毫米波(mmWave)频带来增加传输速率。然而，由于无线电波的路径损失与频率成比例，所以无线电波的路径损失在这样的超高频中较大，使得服务区域变得较小。
为了克服NR系统中服务区域的减小，波束形成技术变得重要，其使用多个天线来生成定向波束以增加无线电波的传播距离。波束形成技术能够被应用于发射器和接收器，并且除服务区域的放大之外，其还能够减少由于目标方向上的物理波束集中所引起的干扰。
发明内容
技术问题
当在NR系统中使用波束形成技术时，为了确保通信质量，发射接收点(TRP)(在这里，TRP是用于在网络中传送和接收无线电信号的装置，并且可以是基站(5G NB)或连接到5G NB的设备)的下行链路发射波束的方向和终端的下行链路接收波束的方向能够与彼此对准。
然而，当在发射波束和接收波束对准的状态中移动或旋转终端时，发射波束的方向和接收波束的方向可能彼此不对准。
如果方向不对准，则通信质量可能快速地恶化。另外，可能是需要相当数量的时间进行波束恢复过程以便实现发射波束的方向和接收波束的方向之间的对准。
因此，本发明的一方面用于最小化可能由终端的移动或旋转引起的通信质量的恶化。
本发明的方面或目的不局限于在以上描述的那些。根据以下描述，本发明的其他方面和特征将对那些本领域技术人员变得明显。
技术方案
根据本发明的方面，提供一种在无线通信系统中用于终端的波束确定的方法。该方法可以包括：在无线通信系统中执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和发射接收点(TRP)的发射波束；当波束扫描过程被执行并且终端被旋转时，通过使用终端的旋转检测传感器来确定终端的旋转角度；以及如果所确定的旋转角度大于或等于阈值角度，则基于所确定的旋转角度来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
根据本发明的另一个方面，提供一种在无线通信系统中用于终端的波束确定的方法。该方法可以包括：在无线通信系统中执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和发射接收点(TRP)的发射波束；当波束扫描过程被执行并且终端被移动时，通过使用终端的移动检测传感器来确定终端的移动的程度；以及如果移动的程度大于或等于阈值，则重新执行波束扫描过程。
根据本发明的另一个方面，提供一种能够在无线通信系统中进行波束确定的终端。终端可以包括：被配置为测量终端的角度的传感器；被配置为在无线通信系统中与发射接收点(TRP)进行通信的收发器；以及控制器。控制器可以被配置为：执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束；当波束扫描过程被执行并且终端被旋转时，通过使用传感器来确定终端的旋转角度；以及如果所确定的旋转角度大于或等于阈值角度，则基于所确定的旋转角度来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
根据本发明的另一个方面，提供一种能够在无线通信系统中进行波束确定的终端。终端可以包括：被配置为测量终端的移动的传感器；被配置为在无线通信系统中与发射接收点(TRP)进行通信收发器；以及控制器。控制器可以被配置为：执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束；当波束扫描过程被执行并且终端被移动时，通过使用传感器来确定终端的移动的程度；以及如果移动的程度大于或等于阈值，则重新执行波束扫描过程。
有益效果
在本发明的特征中，当终端被旋转时，可能快速地对准发射波束的方向和接收波束的方向。也就是说，能够最小化通信质量由于终端的旋转而降低的时间。
在本发明的另一个特征中，当终端被移动时，基于终端的移动的程度来提前执行波束扫描过程，使得能够防止通信质量的恶化。
在详细描述中直接地或隐含地公开从本发明的实施例可获得的或预测的其他特征或优点。例如，将在以下详细描述内公开本发明的实施例的各种预测的效果。
附图说明
图1A图示出无线通信系统的体系结构。
图1B描绘波束扫描过程。
图2描绘在终端的旋转或移动的情况下的波束扫描过程。
图3是根据本发明的实施例的、用于通过使用旋转检测传感器来对准TRP和终端之间的波束的处理的流程图。
图4A和4B描绘根据本发明的实施例的、用于基于旋转角度来确定接收波束的处理。
图5是根据本发明的实施例的、用于通过使用移动检测传感器来对准TRP和终端之间的波束的处理的流程图。
图6是根据本发明的实施例的终端的框图。
图7是根据本发明的实施例的TRP的框图。
图8是根据本发明的实施例的、用于终端确定波束的方法的流程图。
图9是根据本发明的另一个实施例的用于终端确定波束的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细地描述了本发明的实施例。贯穿附图使用相同的或类似的参考标记来指代相同的或类似的部分。可以省略对合并于此的公知功能和结构的描述以避免模糊本发明的主题。考虑如下所述的术语在本发明中的功能来定义它们，并且这些术语可以根据用户、操作员，或客户的意图而改变。因此，应当基于本说明书的总体内容来确定它们的意义。
在说明书中，单数形式“一”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出其他。
在说明书中，术语“第1”或“第一”和“第2”或“第二”可以使用对应的组件而不管重要性或次序如何并且用于在不限制组件的情况下将一个组件与另一个相区分。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一组件可以被表示为第二组件，并且反之亦然。在“X和/或Y”的上下文中使用的术语“和/或”应当被解释为“X”，或“Y”，或“X和Y”。
可以仅仅提供在本文使用的一些术语来描述特定实施例而不限制另一个实施例的范围。在说明书中，单数形式意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出其他。将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”和其变体指定所陈述的特征、图、步骤、操作、要素、组件，或者其组合的存在，但是不排除存在或增添一个或多个其他特征、图、步骤、操作、要素、组件，或者其组合。
在说明书中，词语或词组“与相关联的”、“关联与此的”和其变体可以意指以下表达“包括”、“被包括在内”、“与互连”、“包含”、“被包含在内”、“连接到或与连接”、“耦合到或与耦合”、“与可通信”、“与协作”、“交织”、“并置”、“接近于”、“绑定到或与绑定”、“具有”，以及“具有属性”。
将理解的是，当元件(例如，第一元件)被称为(操作地或通信地)“与另一个元件(例如，第二元件)耦合/耦合到其”或“与另一个元件(例如，第二元件)连接/连接到其”时，其能够直接地或经由第三元件与另一个元件耦合或连接。
除非另外定义，在本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明属于的本领域普通技术人员所共同理解的意义。应当进一步理解，诸如那些在通用词典中定义的术语应当被解释为具有与它们在说明书和相关技术的上下文中的意义相一致的意义，并且不应当以理想或过于正式的意义被解释，除非在本文被明确地如此定义。
在具体实施方式之前，描述了为理解本发明所必需的一些术语或定义。然而，应当以非限制性方式解释这些术语。
“基站”是与终端进行通信并且向终端分配通信网络资源的实体，并且可以被称为BS、节点B(NB)、e节点B(eNB)、NG RAN(下一代无线电接入网络)、无线接入单元、基站控制器、或网络上的节点。
“终端(或通信终端)”是与基站或另一个终端进行通信的实体，并且可以被称为节点、用户设备(UE)、NG UE(下一代UE)、移动站(MS)、移动装备(ME)，或设备。
该终端可以是智能电话、平板个人计算机(PC)、移动式电话、视频电话、电子书阅读器、台式机PC、膝上型PC、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、医疗仪器、照相机，或者可穿戴设备中的至少一个。终端可以是电视(TV)、数字化通用盘(DVD)播放器、音频播放器、冰箱、空调、清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、媒体盒(例如，SamsungHomeSyncTM、Apple TVTM，或Google TVTM)、游戏控制台(例如，XboxTM或PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、录像摄像机或者数码相框中的至少一个。终端可以是以下各项中的至少一个：医疗设备(例如，便携式医疗量表(诸如血糖计、心率计、血压计，或温度计)、磁共振血管造影(MRA)仪器、磁共振成像(MRI)仪器、计算机断层摄影(CT)仪器、医疗扫描仪或超声波设备)、导航装备、全球导航卫星系统(GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、汽车娱乐信息设备、船用电子设备(例如，船用导航设备以及陀螺罗盘，等等)、航空电子、安全设备、车头单元、工业或家用机器人、无人航空载具、银行的自动柜员机(ATM)、用于购物的销售点(POS)系统或物联网(IoT)设备(例如，电子灯泡、传感器、洒水设备、火警、恒温器、街灯、烤箱、健身器械、热水槽、加热器，或者锅炉)。
另外，终端可以是能够执行通信功能的各种类型的多媒体系统之一。
接下来，参考附图描述了本发明的实施例。
图1A示出NR(新无线电接入技术)系统的体系结构作为无线通信系统的示例。
如图1A中所示，NR系统可以包括下一代基站(新的无线电节点B(NRNB))1a-10和下一代核心网络(新的无线电核心网络(NR CN))1a-05。用户终端(新的无线电用户装备(NRUE)或终端)1a-15能够通过NR NB 1a-10和NR CN 1a-05接入外部网络。
在图1A中，NR NB 1a-10能够执行与现有的LTE系统中的eNB(演进节点B)的角色对应的角色。NR NB 1a-10经由无线电信道连接到NR UE 1a-15，并且与现有的节点B相比能够提供更高级别的服务。在NR系统中，由于通过共享信道服务于所有用户业务，所以需要收集关于每个终端的缓冲器状态、可用的传输功率和信道状态的状态信息的调度装置。NR NB1a-10执行该调度功能。通常，每个NR NB可以控制多个小区。为了与现有的LTE系统相比实现超高速数据传输，能够使用超过现有的最大带宽的带宽，并且能够将波束形成与作为无线电接入技术当前被使用的正交频分复用(OFDM)一起使用。采用自适应调制和编码(AMC)以依照终端的信道条件来确定调制方案和信道编码率。NR CN 1a-05执行诸如移动性支持、承载设立，以及QoS设立之类的功能。NR CN 1a-05负责终端的移动性管理和各种控制功能，并且能够被连接到多个基站。另外，NR系统可以与现有的LTE系统交互工作并且可以经由移动性管理实体(MME)1a-25和网络接口被连接。MME能够被连接到作为遗留LTE基站的eNB1a-30。
与现有的LTE系统相比较，NR系统目标在于支持更高的数据速率。为了提高NR系统中的数据传输速率，考虑使用存在于6GHz频带或更多中的宽频带来传送信号。也就是说，NR系统考虑通过使用诸如28GHz频带或60GHz频带之类的毫米波(mmWave)频带来提高传输速率。在为mmWave考虑的频带中，由于每距离的信号衰减率相对大，需要使用多个天线进行基于定向波束的传输以确保覆盖。基于定向波束的传输具有在没有形成波束的位置难以传送或接收信号的问题，并且波束扫描技术用于解决该问题。
波束扫描是一种处理，其中终端和TRP顺序地或随机地扫描具有固定的波束宽度的定向波束以确定方向与彼此对准的发射波束和接收波束。TRP是用于在如上所述的网络中传送和接收无线电信号的装备并且可以是5G NB或连接到5G NB的设备。
图1B描绘波束扫描过程。
在图1B中，TRP 1b-05可以在时间t1在特定方向上传送具有预设宽度的发射波束，在时间t2在另一个方向上传送具有相同宽度的发射波束，等等，使得能够在所有方向上传送波束。例如，由TRP所传送的发射波束信号可以在时间t9达到终端1b-15并且在时间t4达到终端1b-10。
当基站不知道将被应用于终端的发射波束的方向时，主要使用波束扫描，并且通过波束扫描来传送去往处于空闲状态的终端的公共开销信号。
为了提高波束效率，可以使用接收波束以及发射波束。在该情况下，发射波束的方向和接收波束的方向必须与彼此对准。例如，尽管终端位于发射波束的区域，但如果接收波束的方向不与发射波束的方向对准(如由标记1b-20所指示的)，终端可能无法接收该发射波束。另一方面，当发射波束的方向和接收波束的方向对准(如由标记1b-25所指示的)时，与其中不使用接收波束的情况相比较，能够以高得多的效率传送和接收数据。
为了找出将与接收波束对准的发射波束，终端通过将多个接收波束与多个发射波束匹配来搜索提供最佳接收质量的最优发射和接收波束。
具体地，终端可以在不同的方向上生成n个接收波束，并且TRP可以在不同的方向上生成k个发射波束。
在这里，终端可以测量通过将n个接收波束与TRP的k个发射波束顺序地或随机地匹配所接收的n x k个下行链路波束参考信号(BRS)中的每一个的信号强度。例如，测量的信号强度可以是接收信号强度指示(RSSI)、载波与干扰和噪声比(CINR)、信号干扰比(SIR)以及参考信号接收功率(RSRP)值。然后，终端能够基于下行链路波束参考信号强度值来确定最优接收和发射波束。
终端可以存储关于最优接收波束的信息并且向TRP传送发射波束信息(例如，k个发射波束模式当中的具有最佳信号强度的第i波束的索引)。
因此，终端的接收波束的方向和TRP的发射波束的方向被对准，并且终端能够通过接收波束和发射波束来接收下行链路信号。
同时，终端可以以对应的方式将关于接收波束和发射波束的下行链路信息用于关于发射波束和接收波束的上行链路信息。
图2描绘当终端被旋转或移动时的下一代移动通信系统中的波束扫描。
参考图2，作为无线通信系统的NR系统可以包括中央单元(CU)201、TRP 211和212、和终端221。CU 201可以包括在以上描述的图1中的NR CN。
在图2的部分(a)中，可以执行波束扫描过程，并且将TRP 211的发射波束231的方向和终端221的接收波束232的方向对准。在该状态中，当终端221被旋转某角度时，TRP 211的发射波束231的方向和终端221的接收波束232的方向彼此不对准，并且通信质量可能恶化。
为了改善通信质量，TRP 211的发射波束231的方向和终端221的接收波束232的方向需要被再次对准。
在图2的部分(b)中，执行波束扫描过程，并且将TRP 211的发射波束231的方向和终端221的接收波束232的方向对准。在该状态中，终端221能够被移动。当终端221被移动并且终端221的接收波束232在TRP 211的发射波束的区域外部时，终端221需要关于新的TRP212再次执行波束扫描过程。
也就是说，可能出现重新搜索方向与彼此对准的TRP 212的发射波束和终端221的接收波束的需要。
因此，本公开提出用于通过快速地将终端221的接收波束232和TRP 211或212的发射波束的方向对准来最小化通信质量的恶化的方法。
图3是根据本发明的实施例的、用于通过使用旋转检测传感器来对准TRP和终端之间的波束的处理的流程图。
在操作301，终端可以执行波束扫描过程。更具体地，当启动HF(高频)/BF(波束形成)无线通信时，终端可以执行波束扫描过程以找出方向对准的终端的接收波束和TRP的发射波束。也就是，在波束扫描过程中，终端可以测量由至少一个发射波束传送的并且通过至少一个接收波束接收的参考信号，并且可以确定具有最强的参考信号强度的发射波束和接收波束的波束对。
在操作303，终端可以激活旋转检测传感器。然后，终端可以使用旋转检测传感器来测量终端的当前角度并且将其设置为参考角度。同时，可以在波束扫描过程之前激活旋转检测传感器。
在操作305，终端可能在波束扫描过程被执行之后被旋转。
在操作307，终端可以测量通过对准的接收和发射波束所接收的下行链路信道信号的质量。
下行链路信道的信号质量可以是下行链路信道的子帧的一部分中的信号质量，诸如波束参考信号(BRS)的强度或信道状态指示符参考信号(CSI-RS)的至少一部分的信号质量。在这里，信号质量的类型可以包括但不限于信噪比(SNR)、接收信号强度指示(RSSI)、载波对干扰和噪声比(CINR)、信号干扰比(SIR)，和参考信号接收功率(RSSP)。
在操作309，终端可以确定所测量的下行链路信号质量是否低于或等于预设阈值。
如果下行链路信号质量高于阈值，则终端可以确定下行链路信道条件是可接受的并且可以继续测量下行链路信号的质量。
如果下行链路信号质量低于或等于阈值，则在操作311，终端可以确定下行链路信道条件已经恶化并且可以通过使用终端的旋转检测传感器来测量终端的当前角度。
在操作313，终端可以确定在操作303测量的参考角度与在操作311测量角度之间的差为旋转角度。
在操作315，终端可以确定所确定的旋转角度是否大于或等于阈值角度。
如果旋转角度大于或等于阈值角度，则在操作317，终端可以确定下行链路信道条件已经由于其旋转而恶化并且可以基于旋转角度来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
更具体地，图4A和4B描绘用于终端基于旋转角度来确定接收波束的处理。
在图4A中，终端在与旋转角度相对应的方向上确定接收波束。在图4B中，终端对于与旋转角度相对应的候选接收波束执行部分波束扫描过程。
在图4A的部分中，终端可以被定向在第一方向401上。在终端被定向在第一方向401上时，可以执行波束扫描过程并且因此定向在第一方向411上的第一接收波束421可以是图4A的部分(b)中示出的接收波束当中的用于接收下行链路信号的接收波束。
在该状态中，终端可以被旋转第一角度(θ)并且被定向在第二方向403上。然后，终端可以确定被定向在与旋转的第一角度(θ)相对应的方向上的接收波束。
这能够通过下面的公式1来表示。
[公式1]
Beam_adjusted＝f(θ,Beam_current)
在公式1中，θ是旋转角度，Beam_current是在旋转之前通过终端的波束扫描过程所确定的接收波束，并且Beam_adjusted是基于旋转角度和接收下行链路信号的先前的接收波束所确定的新的接收波束。
更具体地，在图4A中，当在第一方向401上的终端被旋转第一角度(θ)并且被定向在第二方向403上时，通过在与第一方向411相反的方向上旋转与第一角度(θ)相对应的第二角度(θ')所获取的、定向在第二方向413上的第二接收波束423能够被确定为用于接收下行链路信号的接收波束。在这里，第一角度(θ)和第二角度(θ')可以是相同的或类似的角度，但是根据生成波束的天线的实现，它们可以是不同的角度。
在图4B中，终端对于与旋转角度相对应的候选接收波束执行部分波束扫描过程。
在图4B的部分(a)中，终端可以被定向在第一方向451上。在终端被定向在第一方向451上时，可以执行波束扫描过程并且因此定向在第一方向461上的第一接收波束471可以是图4B的部分(b)中示出的候选接收波束当中的用于接收下行链路信号的接收波束。
在该状态中，终端可以被旋转第一角度(θ)并且被定向在第二方向453上。在该情况中，终端可以对与第一角度(θ)相对应的候选接收波束执行部分波束扫描过程。
更具体地，在图4B中，当在第一方向451上的终端被旋转第一角度(θ)并且被定向在第二方向453上时，通过在与第一方向461相反的方向上旋转与第一角度(θ)相对应的第二角度(θ')所获取的、定向在或接近于第二方向463的接收波束473、475和477能够被选择作为候选接收波束。在这里，第一角度(θ)和第二角度(θ')可以是相同的或类似的角度，但是根据生成波束的天线的实现，它们可以是不同的角度。
在选择候选接收波束473、475和477之后，终端可通过对候选接收波束473、475和477执行部分波束扫描过程来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
例如，在顺序地或随机地选择候选接收波束473、475和477之一时，终端能够测量与所选择的候选接收波束相对应的下行链路波束参考信号的信号强度。然后，终端能够基于下行链路波束参考信号强度来确定最优接收和发射波束。
返回参考图3，如果在操作315旋转角度小于阈值角度，则终端可以确定下行链路信道条件已经由于终端的位置的改变而变差。
也就是说，由于确定难以仅仅通过接收波束的调整来实现接收波束和发射波束之间的对准，在操作319，终端能够重新执行波束扫描过程。
在各个实施例中，当终端的位置大体上改变时，通过接收波束和发射波束的下行链路信号的质量可能恶化。
然而，不管终端的位置如何，下行链路信号的质量都可能改变。例如，如果通信被障碍物暂时地阻挡，则下行链路参考信号的质量可能改变。
作为另一个示例，为了减少资源(电池或时间)的消耗，终端可以操作在不连续接收(DRX)模式中，其中仅仅当数据被传送时，接收模块Rx被激活。在这种情况下，当再次从休眠状态将接收模块Rx激活时，波束扫描过程被反复地执行并且通信可能被延迟。
另外地，根据终端的实际移动的信号强度与终端所测量的信号强度之间可能存在差异。例如，由于终端所测量的信号强度基于信号强度的先前值和平均值，所以可能难以实时地反映终端的信号强度。
因此，可以考虑一种方案，其中终端考虑终端的移动的程度来有选择地执行波束扫描过程。
为了处理以上情形，图5是根据本发明的实施例的、用于通过使用移动检测传感器来对准TRP和终端之间的波束的处理的流程图。
在操作501，当启动无线通信时，终端能够执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束。在波束扫描过程中，终端可以测量由至少一个发射波束传送的并且通过至少一个接收波束接收的参考信号，并且可以确定具有最强的参考信号强度的发射波束和接收波束的波束对。
在操作503，终端可以激活移动检测传感器。然后，终端能够使用移动检测传感器来测量终端的当前移动值并且将其设置为参考移动值。移动值例如可以是终端的位置、终端的海拔(altitude)，或由终端计数的走步的数量。同时，可以在波束扫描过程之前激活移动检测传感器。
在操作505，终端可能在波束扫描过程被执行之后被移动。
在操作507，终端能够通过使用移动检测传感器来测量移动之后的终端的当前移动值。
在操作509，终端可以确定在操作503测量的移动值与在操作507测量的移动值之间的差异作为移动的程度。
例如，如果移动值是在移动前和移动后的终端的位置，则移动的程度能够是所行进的距离。如果移动值是在移动前和移动后的终端的海拔，则移动的程度可以是移动高度。如果移动值是在步行前和步行后由步程计所测量的用户的步数，则移动的程度可以是用户行进的步数的差异。
在操作511，终端能够确定所确定的移动的程度是否大于或等于阈值。
如果移动的程度大于或等于阈值，则在操作513，终端可以重新执行波束扫描过程。
如果移动的程度小于阈值，则终端可以继续测量其移动值。
图6是在本发明的无线通信系统中的终端的框图。
参考图6，终端包括射频(RF)处理器2030、基带处理器2020、存储器2040、传感器2050，以及控制器2010。
RF处理器2030执行用于通过无线电信道传送和接收信号的功能，诸如信号的频带转换和放大。也就是说，RF处理器2030将来自基带处理器2020的基带信号增频转换为RF频带信号并且通过天线传送RF频带信号，并且将通过天线接收的RF频带信号降频转换为基带信号。例如，RF处理器2030可以包括发射滤波器、接收滤波器、放大器、混频器、振荡器、数字模拟转换器(DAC)，以及模拟数字转换器(ADC)。尽管仅仅示出了一个天线，但终端可以具有多个天线。RF处理器2030可以包括多个RF链。RF处理器2030可以执行波束形成。对于波束形成，RF处理器2030能够通过多个天线或天线元件所传送和接收的每一个信号的相位和幅度。在MIMO操作期间，RF处理器2030可以执行MIMO，并且可以接收多个层。RF处理器2030可以通过适当地配置多个天线或天线元件来执行接收波束扫描，或可以在控制器的控制下调整接收波束的方向和宽度以将接收波束与发射波束对准。
基带处理器2020根据物理层规范来执行基带信号和比特串之间的转换。例如，对于数据传输，基带处理器2020通过对传输比特流进行编码和调制来生成复数符号。对于数据接收，基带处理器2020通过对从RF处理器2030提供的基带信号进行解调和解码来恢复接收比特流。例如，在正交频分复用(OFDM)的情况下，对于数据传输，基带处理器2020通过对传输比特流进行编码和调制来生成复数符号，将复数符号映射到子载波，并且通过逆快速傅里叶变换(IFFT)和循环前缀(CP)插入来构成OFDM符号。对于数据接收，基带处理器2020将从RF处理器2030提供的基带信号划分为OFDM符号，通过快速傅里叶变换(FFT)恢复被映射至子载波的信号，并且通过解调和解码来恢复接收比特流。
基带处理器2020和RF处理器2030如上所述传送和接收信号。因此，基带处理器2020和RF处理器2030可以被称为发射器、接收器、收发器，或者收发器2060。收发器2060能够与外部节点进行通信。外部节点例如可以是本发明的TRP基站、公共控制功能提供设备、网络切片管理设备或者第三方服务器。当收发器2060与外部节点进行通信时，其可以经由中间媒介与外部节点进行通信。
同时，基带处理器2020或RF处理器2030中的至少一个可以包括多个通信模块来支持不同的无线电接入技术。而且，基带处理器2020和RF处理器2030中的至少一个可以包括不同的通信模块来处理不同的频带的信号。例如，不同的无线电接入技术可以包括LTE网络和NR网络。不同的频带可以包括超高频(SHF)频带(例如，2.5GHz、5GHz)和毫米波段(例如，60GHz)。
存储器2040存储诸如操作终端所需要的基本程序、应用程序，和配置信息之类的数据。在控制器2010的请求下，存储器2040提供存储的数据。存储器2040例如可以包括内部存储器和外部存储器。内部存储器例如能够包括易失性存储器(例如，DRAM、SRAM，或SDRAM)或非易失性存储器(例如，一次性可编程ROM(OTPROM)、PROM、EPROM、EEPROM、掩模型ROM、闪存ROM、闪速存储器、硬盘驱动器，或固态驱动器(SSD))。外部存储器可以包括诸如紧凑式闪存(CF)之类的闪存驱动、安全数字(SD)、微型SD、迷你型SD、极速卡(xD)、多媒体卡(MMC)，或记忆棒。外部存储器可以通过各种类型的接口功能地或物理地连接到终端。
传感器2050能够测量终端的角度、移动值，和姿态。例如，传感器2050能够测量物理量或测量终端的操作状态并且将测量的或感测的信息转换为电信号。
传感器2050的旋转检测传感器(未示出)能够测量终端的角度。旋转检测传感器可以包括陀螺仪传感器、加速度传感器或者地磁传感器中的至少一个。移动检测传感器(未示出)可以包括以下中的至少一个：定位传感器(例如，全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(Glonass)、北斗导航卫星系统(北斗)、或欧洲全球星载导航系统(伽利略))、空气压力传感器，或者步程计。
控制器2010控制终端的总体操作。例如，控制器2010通过收发器2060来传送和接收信号。而且，控制器2010向存储器2040写入数据并且从存储器2040读取数据。为此，控制器2010可以包括至少一个处理器。例如，控制器2010可以包括用于通信控制的通信处理器(CP)和用于控制诸如应用程序之类的更高层的应用处理器(AP)。
在各个实施例中，控制器2010可以执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TPR的发射波束。当在执行波束扫描过程之后终端被旋转时，控制器2010能够通过使用传感器2050(例如，旋转检测传感器)来确定终端的旋转角度。在这里，旋转角度可以是在旋转之前所测量的终端的角度与在旋转之后所测量的终端的角度之间的差异。
如果确定的旋转角度大于或等于阈值角度，则控制器2010能够基于所确定的旋转角度来确定用于接收下行链路信号的接收波束。例如，控制器2010能够在对应于旋转角度的方向上确定接收波束。替换地，控制器2010可以对与旋转角度相对应的多个候选接收波束执行部分波束扫描过程以确定用于接收下行链路信号的接收波束。
如果所确定的旋转角度小于阈值角度，则控制器2010能够重新执行波束扫描过程。
在各个实施例中，控制器2010可以测量通过接收波束和发射波束接收的下行链路信号的信号质量，并且如果测量的信号质量小于或等于阈值则可以确定终端的旋转角度。
在各个实施例中，控制器2010可以执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TPR的发射波束。当在执行波束扫描过程之后终端被移动时，控制器2010能够通过使用传感器2050(例如，移动检测传感器)来确定终端的移动的程度。如果确定的移动的程度大于或等于阈值，则控制器2010可以执行波束扫描过程。在这里，移动的程度可以是在移动之前所测量的终端的移动值与在移动之后所测量的终端的移动值之间的差异。
图7是在本发明的无线通信系统中的TRP(例如，基站)的框图。
如图7中所示，TRP包括RF处理器3010、基带处理器3020、回程收发器3050、存储器3040，和控制器3030。
RF处理器3010执行用于通过无线电信道传送和接收信号的功能，诸如信号的频带转换和放大。也就是说，RF处理器3010将来自基带处理器3020的基带信号增频转换为RF频带信号并且通过天线传送RF频带信号，并且将通过天线接收的RF频带信号降频转换为基带信号。例如，RF处理器3010可以包括发射滤波器、接收滤波器、放大器、混频器、振荡器、DAC，以及ADC。尽管仅仅示出了一个天线，但TRP可以具有多个天线。RF处理器3010可以包括多个RF链。RF处理器3010可以执行波束形成。对于波束形成，RF处理器3010能够通过多个天线或天线元件所传送和接收的每一个信号的相位和幅度。RF处理器3010可以通过传送一个或多个层来执行下行链路MIMO。
基带处理器3020根据物理层规范来执行基带信号和比特串之间的转换。例如，对于数据传输，基带处理器3020通过对传输比特流进行编码和调制来生成复数符号。对于数据接收，基带处理器3020通过对从RF处理器3010提供的基带信号进行解调和解码来恢复接收比特流。例如，在OFDM的情况下，对于数据传输，基带处理器3020通过对发射比特流进行编码和调制来生成复数符号，将复数符号映射到子载波，并且通过IFFT和CP插入构成OFDM符号。对于数据接收，基带处理器3020将从RF处理器3010提供的基带信号划分为OFDM符号，通过FFT恢复被映射至子载波的信号，并且通过解调和解码来恢复接收比特流。基带处理器3020和RF处理器3010如上所述传送和接收信号。因此，基带处理器3020和RF处理器3010可以被称为发射器、接收器、收发器，或者收发器。
存储器3040存储诸如操作TRP所需要的基本程序、应用程序，和配置信息之类的数据。具体地，存储器3040可以存储关于分配给连接的终端的承载以及从连接的终端所报告的测量结果的信息。存储器3040也可以存储关于确定是否向终端配置多连接特征的准则的信息。在控制器3030的请求下，存储器3040提供存储的数据。
控制器3030控制TRP的总体操作。例如，控制器3030通过基带处理器3020和RF处理器3010或者通过回程收发器3030来传送和接收信号。控制器3030向存储器3040写入数据并且从存储器3040读取数据。为此，控制器3030可以包括至少一个处理器。
在各个实施例中，当终端通过波束扫描过程确定方向被对准的接收波束和发射波束时，能够将关于发射波束的信息发送给TRP。在这种情况下，TRP的控制器3030能够通过对应于所接收的发射波束信息的发射波束向终端传送下行链路信号。
图8是根据本发明的实施例的、用于终端确定波束的方法的流程图。
在操作801，终端能够执行波束扫描过程。在波束扫描过程中，终端可以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束。也就是说，在波束扫描过程中，终端可以测量由至少一个发射波束所传送的并且通过至少一个接收波束接收的参考信号，并且可以确定具有最强的参考信号强度的发射波束和接收波束的波束对。
其后，在操作803，当终端被旋转时，终端能够通过使用终端的检测传感器来确定终端的旋转角度。在这里，旋转检测传感器可以包括陀螺仪传感器、加速度传感器，或者地磁传感器中的至少一个。旋转角度可以是在旋转之前所测量的终端的角度与在旋转之后所测量的终端的角度之间的差异。
在操作805，终端可以确定旋转角度是否大于或等于阈值角度。
如果旋转角度大于或等于阈值角度，则在操作807，终端可以基于旋转角度来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
例如，终端可以确定方向对应于旋转角度的接收波束。替换地，终端可以通过对与旋转角度相对应的候选接收波束执行部分波束扫描过程来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
另一方面，如果旋转角度小于阈值角度，则终端能够重新执行波束扫描过程。
在各个实施例中，终端可以如在操作801中那样执行波束扫描过程并且测量通过接收波束和发射波束所接收的下行链路信号的信号质量。如果测量的信号质量小于或等于阈值，则如在操作803那样终端能够确定终端的旋转角度。
图9是根据本发明的另一个实施例的用于终端确定波束的方法的流程图。
在操作901，终端能够执行波束扫描过程。在波束扫描过程中，终端可以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束。也就是说，在波束扫描过程中，终端可以测量由至少一个发射波束所传送的并且通过至少一个接收波束接收的参考信号，并且可以确定具有最强的参考信号强度的发射波束和接收波束的波束对。
其后，在操作903，当终端被移动时，终端能够通过使用终端的移动检测传感器来确定终端的移动的程度。在这里，移动的程度可以是在移动之前所测量的终端的移动值与在移动之后所测量的终端的移动值之间的差异。移动的程度能够是终端的行进距离、终端的移动高度或用户行进的步数的差异。
在操作905，终端能够确定移动的程度是否大于或等于阈值。
如果移动的程度大于或等于阈值，则在操作907，终端可以重新执行波束扫描过程。
根据本发明的实施例，无线通信系统的至少一些组件(例如，模块或功能)或者方法(例如，操作)可以被实施为程序模块的指令，其能够将存储在非暂时性计算机可读的存储器媒介中。当通过处理器执行指令时，处理器可以执行与指令相对应的功能。
程序或程序模块可以被存储在非暂时性计算机可读的存储器媒介中，并且能够被计算机读取和执行以因此实现本发明的特定实施例。
非暂时性存储器媒介指的是半永久地存储数据并且设备可读的媒介，并且可以包括暂时地存储用于计算或传输的数据的易失性或非易失性存储器，诸如寄存器、高速缓存，或缓冲器。另一方面，诸如信号或电流之类的暂时传输介质不是非暂时性存储器媒介。
为了分发，可以将在以上描述的程序模块存储在非暂时性存储器媒介中，诸如CD、DVD、硬盘、蓝光磁盘、USB、本发明的设备的内部存储器，存储卡、ROM或RAM。
可以经由网络将在以上描述的程序存储在服务器的存储器中并且下载到连接到服务器的终端(例如本发明的设备)用于出售。可以将程序上载到服务器用于由程序提供商(例如程序开发者或制造商)转移或注册。
当向终端提供在以上描述的程序用于出售时，可以将程序的至少一部分暂时地存储在服务器的缓冲器中用于传输。在该情况下，服务器的缓冲器可以是本发明的非暂时性存储器媒介。
在一个实施例中，非暂时性计算机可读存储器媒介可以存储程序，当该程序被执行时使终端：执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束；当在执行波束扫描过程之后终端被旋转时，通过使用终端的旋转检测传感器来确定终端的旋转角度；以及如果旋转角度大于或等于阈值角度，则基于旋转角度来确定用于接收下行链路信号的接收波束。
在另一个实施例中，非暂时性计算机可读存储器媒介可以存储程序，当该程序被执行时使终端：执行波束扫描过程以找出方向与彼此对准的终端的接收波束和TRP的发射波束；当在执行波束扫描过程之后终端被移动时，通过使用终端的移动检测传感器来确定终端的移动的程度；以及如果移动的程度大于或等于阈值，则重新执行波束扫描过程。
在上文，已经参考其各个实施例示出和描述了本发明。那些本领域技术人员应当理解，在本文描述的方法和装置的许多变化和修改将仍然落入在所附权利要求和它们的等同物所限定的本发明的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种由无线通信系统中的终端执行的方法，该方法包括：
执行波束扫描过程以确定终端的接收波束和发射接收点(TRP)的发射波束，其中所确定的接收波束对应于所确定的发射波束；
识别参考信号的功率，该参考信号是在所确定的发射波束上发送的并且基于所确定的接收波束接收的；
在所述功率小于或等于阈值的情况下，基于终端的旋转检测传感器来识别终端的旋转角度；
在旋转角度大于或等于旋转阈值的情况下，确定与旋转角度对应的接收波束；
在旋转角度小于旋转阈值的情况下，基于终端的运动检测传感器识别终端的移动值；并且
在终端的移动值大于或等于移动阈值的情况下，执行波束扫描过程以确定接收波束和发送波束。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，旋转角度是在旋转之前所测量的终端的角度与在旋转之后所测量的终端的角度之间的差异。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与旋转角度对应的接收波束包括：确定方向对应于旋转角度的接收波束。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与旋转角度对应的接收波束包括：
通过对于接收波束候选执行波束扫描过程来确定接收波束，接收波束候选是基于旋转角度在终端的接收波束中识别的，以及
其中，旋转检测传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器，或者地磁传感器中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，移动值是在移动之前所测量的终端的移动值与在移动之后所测量的终端的移动值之间的差异，
其中，移动值包括终端的移动距离、终端的移动高度，或者终端的步数。
6.一种无线通信系统中的终端，包括：
传感器，被配置为测量终端的旋转角度和终端的移动值中的至少一个；
收发器；以及
控制器，与收发器耦合并且被配置为：
执行波束扫描过程以确定终端的接收波束和发射接收点(TRP)的发射波束，其中所确定的接收波束对应于所确定的发射波束；
识别参考信号的功率，该参考信号是在所确定的发射波束上发送的并且基于所确定的接收波束接收的；
在所述功率小于或等于阈值的情况下，基于传感器来识别旋转角度；
在旋转角度大于或等于旋转阈值的情况下，确定与旋转角度对应的接收波束；
在旋转角度小于旋转阈值的情况下，基于传感器识别移动值；并且
在终端的移动值大于或等于移动阈值的情况下，执行波束扫描过程以确定接收波束和发送波束。
7.根据权利要求6所述的终端，其中，旋转角度是在旋转之前所测量的终端的角度与在旋转之后所测量的终端的角度之间的差异。
8.根据权利要求6所述的终端，其中，控制器被配置为确定方向对应于旋转角度的接收波束。
9.根据权利要求6所述的终端，其中，控制器被配置为通过对于接收波束候选执行波束扫描过程来确定接收波束，接收波束候选是基于旋转角度在终端的接收波束中识别的，并且
其中，传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器，或者地磁传感器中的至少一个。
10.根据权利要求6所述的终端，其中，移动值是在移动之前所测量的终端的移动值与在移动之后所测量的终端的移动值之间的差异，并且
其中，移动值包括终端的移动距离、终端的移动高度，或者终端的步数。
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High level views on beam management for NR-MIMO;ZTE, ZTE Microelectronics;《3GPP TSG RAN WG1 Meeting #87，R1-1611474》;20161106;第1-6页 *

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