CN110169113A - 在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的方法及其装置 - Google Patents

在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线通信系统。更具体地，本发明涉及在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的方法和装置，该方法包括以下步骤：测量小区的多个服务波束中的每一个的下行链路无线电链路质量；当所述服务波束全部都满足不同步条件时，向所述UE的上层发送第一指示；以及当至少一个服务波束满足同步条件时，向所述UE的上层发送第二指示。

Description

在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障 过程的方法及其装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及用于在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的方法及其装置。
背景技术
简要地描述第三代合作伙伴计划长期演进(下文中，被称为LTE)通信系统作为适用本发明的移动通信系统的示例。
图1是示意性地例示作为示例性无线电通信系统的E-UMTS的网络结构的视图。演进型通用移动电信系统(E-UMTS)是传统的通用移动电信系统(UMTS)的高级版本并且其基本标准当前是在3GPP中进行的。E-UMTS可以通常被称为长期演进(LTE)系统。至于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，可以参考“3rd Generation Partnership Project；TechnicalSpecification Group Radio Access Network”的版本7和版本8。
参照图1，E-UMTS包括用户设备(UE)、eNode B(eNB)以及位于网络(E-UTRAN)的端部处并且与外部网络连接的接入网关(AG)。eNB可以同时发送用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。
每个eNB可以存在一个或更多个小区。小区被设置成在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz这样的带宽中的一个中操作并且在该带宽中向多个UE提供下行链路(DL)或上行链路(UL)发送服务。不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。eNB控制将数据发送到多个UE或者从多个UE接收数据。eNB向对应的UE发送DL数据的DL调度信息，以将假定发送DL数据的时域/频域、编码、数据大小和混合自动重传请求(HARQ)相关信息告知UE。另外，eNB向对应的UE发送UL数据的UL调度信息，以将UE可以使用的时域/频域、编码、数据大小和HARQ相关信息告知UE。可以在eNB之间使用用于发送用户业务或控制业务的接口。核心网络(CN)可以包括用于进行UE的用户注册的AG和网络节点等。AG基于跟踪区(TA)来管理UE的移动性。一个TA包括多个小区。
虽然无线通信技术已经发展到了基于宽带码分多址(WCDMA)的LTE，但是用户和服务供应商的需求和期望在上涨。另外，考虑到正在开发的其它无线电接入技术，需要用新的技术演进来确保未来的高竞争力。需要减少每比特成本、提高服务可用性、灵活使用频带、简化结构、开放接口、适当消耗UE的电力等。
发明内容
技术问题
被设计以解决所述问题的本发明的目的是在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的方法和装置。
本发明所解决的技术问题不限于以上的技术问题并且本领域技术人员可以根据以下描述来理解其它技术问题。
问题的解决方案
本发明的目的可以通过提供如所附的权利要求中阐述的一种用于用户设备(UE)在无线通信系统中操作的方法来实现。
在本发明的另一方面，本文中提供了如所附的权利要求中阐述的一种通信设备。
要理解，本发明的以上总体描述和以下详细描述二者均是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。
本发明的有益效果
在本发明中，提出了如何从物理层向上层告知不同步/同步的方法。
本领域技术人员应该领会，本发明所实现的效果不限于上文已经特定描述的内容，并且将根据结合附图进行的以下详细描述来更清楚地理解本发明的其它优点。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并入本申请并构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式并且与说明书一起用于说明本发明的原理。
图1是示出作为无线通信系统的示例的演进通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的图；
图2A是例示演进型通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图，并且图2B是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图；
图3是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的图；
图4A是例示NG无线电接入网络(NG-RAN)架构的网络结构的框图，并且图4B是描绘NG-RAN和5G核心网络(5GC)之间的功能分离的架构的框图；
图5是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和NG-RAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的图；
图6是UE和NG-RAN之间的L2数据流的示例；
图7是NR中的高级测量模型的示例；
图8是LTE中的无线电链路故障操作的示例；
图9和图10是根据本发明的实施方式的在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的概念图；以及
图11是根据本发明的实施方式的通信设备的框图。
具体实施方式
通用移动电信系统(UMTS)是在基于欧洲系统的宽带码分多址(WCDMA)、全球移动通信系统(GSM)和通用分组无线电服务(GPRS)中进行操作的第三代(3G)异步移动通信系统。UMTS的长期演进(LTE)是通过使UMTS标准化的第三代合作伙伴计划(3GPP)进行讨论的。
3GPP LTE是使得能够进行高速分组通信的技术。已经针对包括旨在减少用户和供应商成本、提高服务质量以及扩展并提高覆盖范围和系统能力的目标的LTE目标提出了许多方案。3G LTE需要降低每比特的成本，增加服务可用性，灵活使用频带，简化结构、开放接口和作为上级要求的终端的足够功耗。
下文中，将根据本发明的实施方式来容易地理解本发明的结构、操作和其它特征，在附图中例示了这些实施方式的示例。随后描述的实施方式是本发明的技术特征应用于3GPP系统的示例。
虽然在本说明书中使用长期演进(LTE)系统和高级LTE(LTE-A)系统描述了本发明的实施方式，但是它们仅仅是示例性的。因此，本发明的实施方式适用于与以上限定对应的任何其它通信系统。另外，虽然在本说明书中是基于频分双工(FDD)方案来描述本发明的实施方式的，但是本发明的实施方式可以被容易地修改并应用于半双工FDD(H-FDD)方案或时分双工(TDD)方案。
图2A是例示演进型通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图。E-UMTS还可以被称为LTE系统。通信网络被广泛地部署，以通过IMS和分组数据提供诸如语音(VoIP)这样的各种通信服务。
如图2A中所示，E-UMTS网络包括演进型UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、演进型分组核心(EPC)和一个或更多个用户设备。E-UTRAN可以包括一个或更多个演进型NodeB(eNodeB)20，并且多个用户设备(UE)10可以位于一个小区中。一个或更多个E-UTRAN移动性管理实体(MME)/系统架构演进(SAE)网关30可以设置在网络的端部并且与外部网络连接。
如本文中使用的，“下行链路”是指从eNodeB 20到UE 10的通信，并且“上行链路”是指从UE到eNodeB的通信。UE 10是指用户携带的通信设备并且还可以被称为移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)或无线装置。
图2B是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图。
如图2B中所示，eNodeB 20向UE 10提供用户平面和控制平面的端点。MME/SAE网关30针对UE 10提供会话和移动性管理功能的端点。eNodeB和MME/SAE网关可经由S1接口连接。
eNodeB 20通常是与UE 10通信的固定站，并且还可以被称为基站(BS)或接入点。可以每个小区部署一个eNodeB 20。可以在eNodeB 20之间使用用于发送用户业务或控制业务的接口。
MME提供各种功能，包括至eNodeB 20的NAS信令、NAS信令安全、AS安全控制、用于3GPP接入网络之间的移动性的CN间节点信令、空闲模式UE可达性(包括寻呼重新发送的控制和执行)、跟踪区列表管理(针对空闲和激活模式下的UE)、PDN GW和服务GW选择、针对利用MME改变的切换的MME选择、用于切换至2G或3G 3GPP接入网络的SGSN选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、对于PWS(其包括ETWS和CMAS)消息发送的支持。SAE网关主机提供各式各样的功能，包括基于每个用户的分组过滤(通过例如深度分组检查)、合法拦截、UE IP地址分配、下行链路中的传输级分组标记、UL和DL服务级计费、选通和速率执行、基于APN-AMBR的DL速率执行。为了清晰起见，MME/SAE网关30将在本文中被简称为“网关”，但是要理解，该实体包括MME和SAE网关二者。
多个节点可以经由S1接口连接在eNodeB 20和网关30之间。eNodeB 20可以经由X2接口彼此连接，并且相邻的eNodeB可以具有包括X2接口的网状网络结构。
如所示出的，eNodeB 20可以执行网关30的选择、在无线电资源控制(RRC)启动期间朝着网关的路由、寻呼消息的调度和发送、广播信道(BCCH)信息的调度和发送、上行链路和下行链路二者中的朝着UE 10的资源动态分配、eNodeB测量的配置和设置、无线电承载控制、无线电准入控制(RAC)和LTE_ACTIVE状态下的连接移动性控制的功能。在EPC中，并且如上所述，网关30可以执行寻呼发起、LTE-IDLE状态管理、用户平面的加密、系统架构演进(SAE)承载控制以及非接入层(NAS)信令的加密和完整性保护的功能。
EPC包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)和分组数据网络-网关(PDN-GW)。MME具有关于UE的连接和能力的信息，主要用于管理UE的移动性。S-GW是以E-UTRAN作为端点的网关，并且PDN-GW是以分组数据网络(PDN)作为端点的网关。
图3是示出基于3GPP无线电接入网络标准的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的图。控制平面是指用于发送用于管理UE和E-UTRAN之间的呼叫的控制消息的路径。用户平面是指用于发送应用层中生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)的路径。
第一层的物理(PHY)层使用物理信道来向上层提供信息传输服务。PHY层经由传输信道与位于上层上的介质访问控制(MAC)层连接。数据经由传输信道在MAC层和PHY层之间传输。数据经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间传输。物理信道使用时间和频率作为无线电资源。详细地，在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)方案来对物理信道进行调制，并且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案来对物理信道进行调制。
第二层的MAC层经由物理信道向上层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据发送。可以由MAC层的功能块来实现RLC层的功能。第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩功能，以减少用于在具有相对小的带宽的无线电接口中高效地发送诸如IP版本4(IPv4)分组或IP版本6(IPv6)分组这样的互联网协议(IP)分组的不必要的控制信息。
仅在控制平面中限定位于第三层底部的无线电资源控制(RRC)层。RRC层与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放有关地控制逻辑信道、传输信道和物理信道。RB是指第二层提供的用于UE和E-UTRAN之间的数据发送的服务。为此，UE的RRC层和E-UTRAN的RRC层彼此交换RRC消息。
eNB的一个小区被设置成在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz这样的带宽中的一个中操作，并且在该带宽中向多个UE提供下行链路或上行链路发送服务。不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。
用于将数据从E-UTRAN发送到UE的下行链路传输信道包括用于发送系统信息的广播信道(BCH)、用于发送寻呼消息的寻呼信道(PCH)和用于发送用户业务或控制消息的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播或广播服务的业务或控制消息可以通过下行链路SCH进行发送，并且还可以通过单独的下行链路多播信道(MCH)进行发送。
用于将数据从UE发送到E-UTRAN的上行链路传输信道包括用于发送初始控制消息的随机接入信道(RACH)和用于发送用户业务或控制消息的上行链路SCH。限定在传输信道上并且映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。
图4a是例示NG无线电接入网络(NG-RAN)架构的网络结构的框图，并且图4b是描绘NG-RAN和5G核心网络(5GC)之间的功能分离的架构的框图。
NG-RAN节点是朝着UE提供NR用户平面和控制平面协议终止的gNB或者朝着UE提供E-UTRA用户平面和控制平面协议终止的ng-eNB。
gNB和ng-eNB借助Xn接口彼此互连。gNB和ng-eNB也借助NG接口连接到5GC，更具体地，借助NG-C接口连接到AMF(接入和移动性管理功能)并且借助NG-U接口连接到UPF(用户平面功能)。
Xn接口包括Xn用户平面(Xn-U)和Xn控制平面(Xn-C)。Xn用户平面(Xn-U)接口被限定在两个NG-RAN节点之间。传输网络层被构建在IP传输上，并且GTP-U用于UDP/IP之上以承载用户平面PDU。Xn-U提供无保证的用户平面PDU传递并且支持以下功能：i)数据转发以及ii)流控制。Xn控制平面接口(Xn-C)被限定在两个NG-RAN节点之间。传输网络层被构建在IP之上的SCTP上。应用层信令协议被称为XnAP(Xn应用协议)。SCTP层提供有保证的应用层消息传递。在传输中，使用IP层点对点发送来传递信令PDU。Xn-C接口支持以下功能：i)Xn接口管理，ii)包括上下文传输和RAN寻呼的UE移动性管理以及iii)双连接性。
NG接口包括NG用户平面(NG-U)和NG控制平面(NG-C)。NG用户平面接口(NG-U)被限定在NG-RAN节点和UPF之间。传输网络层被构建在IP传输上，并且GTP-U用于UDP/IP之上以承载NG-RAN节点和UPF之间的用户平面PDU。NG-U提供NG-RAN节点和UPF之间的无保证的用户平面PDU传递。
NG用户平面接口(NG-C)被限定在NG-RAN节点和AMF之间。传输网络层被构建在IP传输上。为了可靠地传输信令消息，在IP之上添加SCTP。应用层信令协议被称为NGAP(NG应用协议)。SCTP层提供有保证的应用层消息传递。在传输中，使用IP层点对点发送来传递信令PDU。
NG-C提供以下功能：i)NG接口管理，ii)UE上下文管理，iii)UE移动性管理，iv)配置传输以及v)警告消息发送。
gNB和ng-eNB承载以下功能：i)无线电资源管理的功能：无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制、在上行链路和下行链路二者中向UE动态分配资源(调度)，ii)数据的IP报头压缩、加密和完整性保护，iii)可以根据UE提供的信息确定不路由到AMF时在UE附着处的AMF的选择，iv)将用户平面数据朝着UPF路由，v)将控制平面信息朝着AMF路由，vi)连接建立和释放，vii)调度和发送寻呼消息(源自AMF)，viii)调度和发送系统广播信息(源自AMF或O&M)，ix)用于移动性和调度的测量和测量报告配置，x)上行链路中的传输级别分组标记，xi)会话管理，xii)支持网络切片以及xiii)QoS流管理和映射到数据无线电承载。接入和移动性管理功能(AMF)承载以下主要功能：i)NAS信令终止，ii)NAS信令安全，iii)AS安全控制，iv)用于3GPP接入网络之间的移动性的CN节点间信令，v)空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行)，vi)注册区管理，vii)支持系统内和系统间移动性，viii)接入认证，ix)移动性管理控制(订阅和策略)，x)支持网络切片和xi)SMF选择。
用户平面功能(UPF)承载以下主要功能：i)用于RAT内/RAT间移动性的锚点(适用时)，ii)与数据网络的互连的外部PDU会话点，iii)策略规则实施的分组检查和用户平面部分，iv)业务使用报告，v)支持至数据网络的路由业务流的上行链路分类器，vi)用于用户平面的QoS处理(例如，分组过滤、选通、UL/DL速率实施)以及vii)上行链路业务验证(SDF至QoS流映射)。
会话管理功能(SMF)承载以下主要功能：i)会话管理，ii)UE IP地址分配和管理，iii)UP功能的选择和控制，iv)在UPF处配置业务导向以将业务路由到适当目的地，v)控制策略实施和QoS的部分，vi)下行链路数据通知。
图5是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和NG-RAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的图。
用户平面协议栈包含新引入的支持5G QoS模型的Phy、MAC、RLC、PDCP和SDAP(服务数据自适应协议)。
SDAP实体的主要服务和功能包括i)QoS流与数据无线电承载之间的映射以及ii)在DL和UL分组二者中标记QoS流ID(QFI)。针对每个独立的PDU会话配置SDAP的单个协议实体。
在针对QoS流从上层接收到SDAP SDU时，如果没有用于QoS流的所存储的QoS流至DRB映射规则，则发送SDAP实体可以将SDAP SDU映射到默认DRB。如果存在用于QoS流的所存储的QoS流至DRB映射规则，则SDAP实体可以根据所存储的QoS流至DRB映射规则将SDAP SDU映射到DRB。另外，SDAP实体可以构造SDAP PDU并且将所构造的SDAP PDU传递到下层。
图6是UE和NG-RAN之间的L2数据流的示例。
在图6上描绘了层2数据流的示例，其中，由MAC通过将来自RBx的两个RLC PDU和来自RBy的一个RLC PDU连接在一起来生成传输块。来自RBx的这两个RLC PDU各自与一个IP分组(n和n+1)对应，而来自RBy的RLC PDU是IP分组(m)的片段。
图7是NR中的高级测量模型的示例。
在RRC_CONNECTED时，UE测量小区的多个波束(至少一个)，并且对测量结果(功率值)求平均值以推导小区质量。在这样做时，UE被配置为考虑检测到的波束的子集：高于绝对阈值的N个最佳波束。在两个不同的层处发生过滤：在物理层处推导波束质量，然后在RRC层处从多个波束推导小区质量。针对服务小区和非服务小区，以相同的方式推导来自波束测量的小区质量。如果UE被配置为由gNB这样做，则测量报告可以包含X个最佳波束的测量结果。
在图7中描述了对应的高级测量模型。
要注意，K个波束对应于对由gNB针对L3移动性而配置并且由UE在L1处检测的NR-SS块或CSI-RS资源的测量。
“A”是物理层内部的测量(波束特定样本)。
“层1过滤”是在A点处测得的输入的内部层1过滤。精确过滤是依赖于实现方式的。如何通过实现方式(输入A和层1过滤)在物理层中实际执行测量不受标准约束。
“A1”是在层1过滤之后由层1至层3报告的测量(即，波束特定测量)。
“波束合并/选择”是在N>1时合并波束特定测量以推导小区质量，否则当N＝1时，选择最佳波束测量以推导小区质量。波束合并/选择的行为是标准化的，并且由RRC信令提供该模块的配置。B处的报告周期等于A1处的一个测量周期。
“B”是用在波束合并/选择之后报告给层3的波束特定测量推导的测量(即，小区质量)。
“针对小区质量的层3过滤”是对在点B处提供的测量执行的过滤。层3过滤器的行为是标准化的并且层3过滤器的配置由RRC信令提供。C处的过滤报告周期等于B处的一个测量周期。
“C”是在层3过滤器中处理之后的测量。报告速率与B点处的报告速率相同。该测量值被用作报告准则的一个或更多个评估的输入。
“报告准则的评估”是检查在点D处是否有必要进行实际测量报告。评估可以基于参考点C处的不止一个测量流，例如，以比较不同的测量值。这由输入的C和C1例示。每当在点C、C1处报告新的测量结果时，UE就应当至少评估报告准则。报告准则是标准化的并且由RRC信令(UE测量)提供配置。
“D”是在无线电接口上发送的测量报告信息(消息)。
“L3波束过滤”是对在点A1处提供的测量(即，波束特定测量)执行的过滤。波束过滤器的行为是标准化的，并且由RRC信令提供波束过滤器的配置。E处的过滤报告周期等于A1处的一个测量周期。
“E”是在波束过滤器中处理之后的测量(即，波束特定测量)。报告速率与A1点处的报告速率相同。该测量值被用作选择要报告的X测量的输入。
“针对波束报告的波束选择”从在点E处提供的测量中选择X测量。波束选择的行为是标准化的，并且由RRC信令提供该模块的配置。
“F”是在无线电接口上(发送)的测量报告中所包括的波束测量信息。
层1过滤引入了一定测量平均水平。UE如何以及何时精确地执行所需的测量是特定于B处的输出实现3GPP TS 38.133中设置的性能要求的点的实现方式。
用于小区质量的层3过滤和所使用的相关参数是在3GPP TS 38.331中指定的，并且在B和C之间的样本可用性中没有引入任何延迟。点C、C1处的测量值是在事件评估时使用的输入。L3波束过滤和所使用的相关参数是在3GPP TS 38.331中指定的，并且在E和F之间的样本可用性中没有引入任何延迟。
测量报告的特征如下：i)测量报告包括触发报告的关联测量配置的测量标识；ii)要包括在测量报告中的小区和波束测量量由网络配置；iii)可以通过由网络进行的配置来限制要报告的非服务小区的数目；iv)属于由网络配置的黑名单的小区不被用于事件评估和报告，相反地，当由网络配置白名单时，只有属于白名单的小区被用于事件评估和报告；以及v)要包括在测量报告中的波束测量由网络(仅波束标识符、测量结果和波束标识符或者无波束报告)配置。
图8是LTE中的无线电链路故障操作的示例。
两个阶段控制如图8所示的与无线电链路故障相关的行为。
第一阶段包括：i)在无线电问题检测时开始；ii)导致无线电链路故障检测；iii)没有基于UE的移动性；iv)基于定时器或其它(例如，计数)准则(T1)。
第二阶段包括：i)在无线电链路故障检测或切换故障时开始；ii)导致RRC_IDLE；iii)基于UE的移动性；iv)基于定时器(T2)。
在RRC_CONNECTED时，UE在满足以下准则中的一个时声明无线电链路故障(RLF)：i)在指示来自物理层的无线电问题之后启动的定时器期满(如果在定时器期满之前恢复了无线电问题，则UE停止定时器)；ii)随机接入过程失败；或iii)RLC故障。
在声明RLF之后，UE保持RRC_CONNECTED，ii)选择合适的小区并且随后发起RRC重建，以及iii)如果在声明RLF之后的特定时间内没有找到合适的小区，则进入RRC_IDLE。
特别地，关于定时器的期满，在T310期满时，或者在T312期满时，或者在T300、T301、T304和T311都未在运行时有来自MCG MAC的随机接入问题指示时，UE认为针对MCG检测到无线电链路故障(即，RLF)。
在T300、T301、T304和T311都未在运行时从下层接收到针对PCell的N310个连续的“不同步”指示时，UE启动定时器T310。
另外，在T310正在运行的同时从下层接收到针对PCell的N311个连续的“同步”指示时，UE停止定时器T310，并且停止定时器T312(如果运行的话)。在这种情况下，UE在没有显式信令的情况下保持RRC连接，即，UE保持整个无线电资源配置。
在这种情况下，N310是从下层接收到的针对PCell的连续“不同步”指示的最大数目，并且N311是从下层接收到的针对PCell的连续“同步”指示的最大数目。
在针对NR设计RLM和RLF时，应该考虑的一方面是波束操作，尤其是在高频下。从UE的角度来看，波束可以分为三类：服务波束、候选波束、不可服务波束。服务波束是被用于发送到UE或者从UE接收的波束。从链路质量的角度来看，该波束可能并不是最佳的。候选波束是在服务波束出现问题的情况下可以替代服务波束的波束。这些波束的信道质量应该比特定水平好。不可服务波束被认为是具有使得它不能够被用于服务特定UE的低信道质量的波束。考虑到波束操作，不确定向上层告知是在哪种情况下不同步。
此外，如果存在对于UE而言可视的多个波束并且这些波束中的一些的质量足够好而其它波束的质量不好，则从用户的QoS的角度来看，仅基于一个波束声明不同步并不是优选的。就由于从RLF恢复而导致服务中断而言，声明不必要的RLF将影响用户的QoS。为了避免该问题，需要基于多个波束(例如，所有服务/候选波束)告知不同步。
图9是根据本发明的实施方式的在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的概念图。
在本发明中，提出了如何从物理层向上层告知不同步/同步的方法。
如下地限定所述方法中的术语：i)服务波束是当前被用于发送到UE或者从UE接收的波束。从链路质量的角度来看，该波束可能不是最佳的，ii)候选波束是在服务波束出现问题的情况下可以替代服务波束的波束。这些波束的信道质量应该比特定水平好，以及iii)不可服务波束被认为是具有使得它不能够被用于服务特定UE的低信道质量的波束。
在以下的方法中，不同步条件和同步条件指示以下内容。
不同步条件的示例：当在最后特定时间段(例如，200ms)内估计的服务波束的下行链路无线电链路质量变得比阈值Qout差时，UE的层1确定波束满足不同步条件。
同步条件的示例：当在最后特定时间段(例如，100ms)内估计的服务波束的下行链路无线电链路质量变得比阈值Qin好时，UE的层1确定波束满足同步条件。
在本发明中，UE的层1对包括使得UE能够进行快速决策以确定RLF的服务波束的多个波束执行无线电链路监测。
在UE的层1(即，物理层)评估多个波束以确定是否向上层(即，RRC)告知不同步的情况下，UE的层1评估所有评估波束的下行链路无线电链路质量的时间段对于所有评估波束而言都是相同的。
在这种方法中，假定服务波束可以是多个并且还假定UE的层1得知服务波束和每个服务波束的标识。
UE的层1测量服务小区的多个服务波束中的每一个的下行链路无线电链路质量(S901)。当所有服务波束都满足以上限定的不同步条件时，UE的层1在Qout评估时段内向更高的层发送针对服务小区的不同步指示(S903)。
在N个最佳波束的情况下，当所有N个最佳波束都满足以上限定的不同步条件时，UE的层1在Qout评估时段内向更高的层发送针对服务小区的不同步指示。
另外，以上实施方式可以应用基于定时器的确定。
在这种方法中，当UE的层1中的定时器期满时，UE的层1向上层(例如，RRC)告知不同步。当服务波束或任何波束当中的至少一个最佳波束在层1中满足同步条件时，UE的层1向上层告知同步。当所有服务波束(或所有N个最佳波束)都满足以上限定的不同步条件时，UE的层1在Qout评估时段内向更高的层发送针对服务小区的不同步指示，并且UE的层1启动定时器T1。直到T1期满为止，如果没有N个最佳波束、服务波束或满足同步条件的任何波束当中的波束，则UE的层1在T1期满时向上层告知服务小区的不同步。UE的层1重置并再次启动定时器T1。
在从下层接收到针对服务小区的N310个连续的“不同步”指示时，UE的层3启动定时器T310(S905)。
当至少一个服务波束满足同步条件时，UE的层1在Qin评估时段内向上层告知同步(S907)。
在N个最佳波束的情况下，当N个最佳波束当中的至少一个最佳波束满足同步条件时，UE的层1在Qin评估时段内向上层告知同步。
在基于定时器进行确定的情况下，当N个最佳波束、服务波束或任何波束当中的至少一个波束在T1正在运行期间满足同步条件时，UE的层1在Qin评估时段内(甚至在T1正在运行期间)向上层告知同步。
即使多个波束满足同步条件，在Qin评估时段内从UE的层1向上层也仅告知1次同步。
在T310正在运行的同时从下层接收到针对服务小区的N311个连续的“同步”指示时，UE停止定时器T310(S909)。
在N个最佳波束的情况下，当UE的层1估计每个波束的不同步/同步条件时，N个最佳波束可以是不同的。
在T310期满时，UE的层3考虑要检测无线电链路故障(S911)。
在基于定时器进行确定的情况下，如果直到T1期满为止没有任何波束当中的波束，则UE的层1在T1期满时向上层告知针对服务小区的不同步。也就是说，当UE确定RLF时，如果在同一小区中存在另一良好波束(不是服务波束)，则UE能够避免过早地产生RLF。也就是说，由于能够在T1运行期间执行波束恢复过程(其用于用良好波束替代不良波束)，因此UE能够避免不必要地产生RLF。
图10是根据本发明的实施方式的在无线通信系统中执行多波束操作的无线电链路监测和故障过程的概念图。
在这种方法中，当所有服务波束都满足不同步条件时，UE的上层(例如，RRC)确定发生了不同步。在一定时间段期间接收到至少一个同步时，UE的上层确定从上层的角度来看发生了1次同步。
在这种方法中，假定服务波束可以是多个并且UE的层3得知服务波束和每个服务波束的标识。
UE的层1测量服务小区的多个服务波束中的每一个的下行链路无线电链路质量(S1001)。当服务波束中的每一个都满足以上限定的不同步条件时，UE的层1在Qout评估时段内向更高的层发送针对服务小区的不同步指示(S1003)。
优选地，当UE的层1向UE的上层发送针对服务小区的不同步指示时，层1还可以告知发生了不同步的波束的波束标识。
在一定时间段内接收到数目与服务波束的数目相同的不同步时，UE的上层确定从上层的角度来看发生了1次不同步(S1005)。
优选地，如果在S1003的该步骤的时间段期间接收到所有服务波束标识，则UE可以确定从上层的角度来看发生的1次不同步。
在UE的层3确定了发生了针对服务小区的N310个连续的“不同步”时，UE的层3启动定时器T310(S1007)。
当服务波束满足同步条件时，UE的层1在Qin评估时段内向上层告知同步(S1009)。
在一定时间段期间接收到至少一个同步时，UE的上层确定从上层的角度来看发生了1次同步(S1011)。
在UE的层3确定在T310正在运行的同时发生了针对服务小区的N311个连续的“同步”时，UE停止定时器T310(S1013)，并且在T310期满时，UE的层3考虑要检测无线电链路故障(S1015)。
在以上方法中，所使用的计数器/定时器值(例如，N、N310、N311、T310)由网络配置或者被预先配置/固定。N是正整数值。
在以上方法中，如果检测到无线电链路故障，则UE执行小区选择和RRC连接重建过程。
图11是根据本发明的实施方式的通信设备的框图。
图11中示出的设备可以是适于执行以上机制的用户设备(UE)和/或eNB，但是它可以是用于执行相同操作的任何设备。
如图11中所示，该设备可以包括DSP/微处理器(110)和RF模块(收发器；135)。DSP/微处理器(110)与收发器(135)电连接并且对它进行控制。基于其实现方式和设计者的选择，该设备还可以包括电力管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键盘(120)、SIM卡(125)、存储装置(130)、扬声器(145)和输入装置(150)。
具体地，图11可以表示包括被配置为从网络接收请求消息的接收器(135)和被配置为将发送或接收定时信息发送到网络的发送器(135)的UE。这些接收器和发送器可以构成收发器(135)。UE还包括与收发器(135：接收器和发送器)连接的处理器(110)。
另外，图11可以表示包括被配置为向UE发送请求消息的发送器(135)和被配置为从UE接收发送或接收定时信息的接收器(135)的网络设备。这些发送器和接收器可以构成收发器(135)。网络还包括与发送器和接收器连接的处理器(10)。该处理器(110)可以被配置为基于发送或接收定时信息来计算延迟时间。
下面描述的本发明的实施方式是本发明的元件和特征的组合。除非另外提到，否则这些元件或特征可以被视为是选择性的。每个元件或特征可以在不与其它元件或特征组合的情况下实践。另外，可以通过组合元件和/或特征的部分来构造本发明的实施方式。本发明的实施方式中描述的操作顺序可以被重新排列。任一个实施方式的一些构造可以被包括在另一实施方式中并且可以被另一实施方式1的对应构造取代。对于本领域技术人员而言显而易见的是，在所附的权利要求中没有彼此明确引用的权利要求可以按组合形式作为本发明的实施方式存在，或者在提交申请之后通过后续修改被包括作为新的权利要求。
在本发明的实施方式中，由BS执行的所描述的特定操作可以由BS的上节点执行。即，显而易见的是，在包括含有BS的多个网络节点的网络中，可以通过BS或者除了BS之外的网络节点来执行为了与MS通信而执行的各种操作。术语“eNB”可以被术语“固定站”、“NodeB”、“基站(BS)”、“接入点”等替换。
上述实施方式可以通过各种手段(例如，通过硬件、固件、软件或其组合)来实现。
在硬件配置中，根据本发明的实施方式的方法可以由一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器或微处理器来实现。
在固件或软件配置中，根据本发明的实施方式的方法可以按照执行上述功能或操作的模块、程序、函数等的方式来实现。软件代码可以被存储在存储单元中并且由处理器执行。存储单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以经由各种已知手段将数据发送到处理器和从处理器接收数据。
本领域技术人员应该领会的是，可以在不脱离本发明的本质特征的情况下按照与本文中所阐述的方式不同的其它特定方式来执行本发明。以上实施方式因此被理解为在所有方面都是例示性的，而非限制性的。本发明的范围应该由所附的权利要求而非以上描述限定，并且落入所附的权利要求的含义内的所有改变旨在被涵盖在本文中。
工业实用性
虽然上述方法已经集中在应用于3GPP LTE系统的示例被描述，但是本发明适用于除了3GPP LTE系统之外的各种无线通信系统。

Claims (14)

1.一种用于用户设备(UE)在无线通信系统中操作的方法，该方法包括以下步骤：
测量小区的多个波束中的每一个的下行链路无线电链路质量；
当所述波束全部都满足不同步条件时，向所述UE的上层发送第一指示；以及
当至少一个波束满足同步条件时，向所述UE的所述上层发送第二指示，
其中，当在第一时间段内估计的波束的下行链路无线电链路质量变得比第一阈值差时，所述UE确定所述波束满足所述不同步条件，并且
其中，当在第二时间段内估计的波束的下行链路无线电链路质量变得比第二阈值好时，所述UE确定所述波束满足所述同步条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述多个波束全部都同样地应用所述第一时间段。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，即使两个或更多个波束满足同步条件，在所述第一时间段内向所述UE的所述上层也仅发送一个第二指示。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
当向所述UE的所述上层发送所述第一指示时，启动定时器；以及
如果直到所述定时器期满为止没有所述UE的满足所述同步条件的任何波束当中的波束，则在所述定时器期满时向所述UE的所述上层重新发送所述第一指示。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一定时器时段比所述第二时间段长。
6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
当从下层接收到针对所述小区的N310个连续的第一指示时，由RRC层启动T310；
当在T310正在运行的同时从下层接收到针对所述小区的N311个连续的第二指示时，由RRC层停止所述定时器T310；以及
当T310期满时，考虑要由RRC层检测无线电链路故障。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，下行链路无线电链路质量被所述UE测量的所述多波束是被用于发送到所述UE或者从所述UE接收的服务波束。
8.一种在无线通信系统中操作的用户设备(UE)，该UE包括：
射频(RF)模块；以及
处理器，该处理器在操作上与所述RF模块联接并且被配置为：
测量小区的多个波束中的每一个的下行链路无线电链路质量；
当所述波束全部都满足不同步条件时，向所述UE的上层发送第一指示；并且
当至少一个波束满足同步条件时，向所述UE的所述上层发送第二指示，
其中，当在第一时间段内估计的波束的下行链路无线电链路质量变得比第一阈值差时，所述UE确定所述波束满足所述不同步条件，并且
其中，当在第二时间段内估计的波束的下行链路无线电链路质量变得比第二阈值好时，所述UE确定所述波束满足所述同步条件。
9.根据权利要求8所述的UE，其中，对所述多个波束全部都同样地应用所述第一时间段。
10.根据权利要求8所述的UE，其中，即使两个或更多个波束满足同步条件，在所述第一时间段内向所述UE的所述上层也仅发送一个第二指示。
11.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器还被配置为：
当向所述UE的所述上层发送所述第一指示时，启动定时器；并且
如果直到所述定时器期满为止没有所述UE的满足所述同步条件的任何波束当中的波束，则在所述定时器期满时向所述UE的所述上层重新发送所述第一指示。
12.根据权利要求8所述的UE，其中，所述第一定时器时段比所述第二时间段长。
13.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器还被配置为：
当从下层接收到针对所述小区的N310个连续的第一指示时，由RRC层启动T310；
当在T310正在运行的同时从下层接收到针对所述小区的N311个连续的第二指示时，由RRC层停止所述定时器T310；并且
当T310期满时，考虑要由RRC层检测无线电链路故障。
14.根据权利要求8所述的UE，其中，下行链路无线电链路质量被所述UE测量的所述多波束是被用于发送到所述UE或者从所述UE接收的服务波束。
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