CN111052804B - 用于随机接入通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于操作接入节点的方法包括：接收第一随机接入资源中的第一随机接入前导，其中所述第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识用户设备(user equipment，UE)选择的第一波束，所述第一随机接入资源是分配给所述UE的多个随机接入资源中的一个；以及确定需要与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，发送响应于所述第一随机接入前导的第一消息，所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的所述附加信息；以及接收第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息。

Description

用于随机接入通信的系统和方法
本发明要求2018年5月25日递交的发明名称为“用于随机接入通信的系统和方法”的第15/990,203号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请又要求2017年9月7日递交的发明名称为“用于随机接入通信的系统和方法”的第62/555,375号美国临时专利申请案、2017年10月4日递交的发明名称为“用于随机接入通信的系统和方法”的第62/567,860号美国临时专利申请案以及2017年10月11日递交的发明名称为“用于随机接入通信的系统和方法”的第62/571,054号美国临时专利申请案的在先申请优先权，这些在先申请的全部内容以引入的方式并入本文本中。
技术领域
本发明大体上涉及一种用于数字通信的系统和方法，在具体实施例中，涉及一种用于随机接入通信的系统和方法。
背景技术
在免竞争或基于竞争的随机接入资源中传输前导序列，从而发起请求。然而，由于存在传播时延和多路径时延扩展，因此在前导序列中使用大于传播时延与多路径时延扩展的组合的循环前缀，以保持前导序列的正交性。与前导序列的长度相比，循环前缀可能非常长，从而导致很大的通信开销。因此，需要用于在降低通信开销的情况下执行随机接入通信的系统和方法，从而提高整体效率。
发明内容
示例性实施例提供了一种用于随机接入通信的系统和方法。
根据一个示例性实施例，提供了一种用于操作接入节点的计算机实施方法。所述方法包括：所述接入节点从用户设备(user equipment，UE)接收第一随机接入资源中的第一随机接入前导，其中所述第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第一波束，所述第一随机接入资源是分配给所述UE的多个随机接入资源中的一个；以及所述接入节点确定需要与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，所述接入节点向所述UE发送响应于所述第一随机接入前导的第一消息，所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的所述附加信息；以及所述接入节点从所述UE接收第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，所述第一随机接入前导以及所述第一随机接入资源在所述多个随机接入资源中的位置标识所述UE选择的所述第一波束。
可选地，在任一前述实施例中，还包括：所述接入节点从所述UE接收第二随机接入资源中的第二随机接入前导，其中所述第二随机接入前导和所述第二随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第二波束，所述第二随机接入资源是分配给所述UE的所述多个随机接入资源中的一个；以及所述接入节点确定不需要与所述第二波束相关联的第二附加信息，并且在此基础上，所述接入节点向所述UE发送响应于所述第二随机接入前导的第三消息，所述第三消息包括第二信息，所述第二信息被设置为不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，将所述第一信息设置为第一值，以便请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；将所述第二信息设置为第二值，以便不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，所述第二值是零值。
可选地，在任一前述实施例中，与所述第一波束相关联的所述第一附加信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的信道质量信息、所述第一波束在所述随机接入资源内的波束索引、所述第一波束在参考信号波束内的波束索引或所述第一波束的信道状态信息参考信号(channel state information reference signal，CSI-RS)资源索引(CSI-RS resource index，CRI)。
可选地，在任一前述实施例中，所述第一波束的所述信道质量信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的参考信号接收功率(reference signal received power，RSRP)、所述第一波束的参考信号接收质量(reference signal received quality，RSRQ)、所述第一波束的信号干扰噪声比(signal plus interference to noise ratio，SINR)或所述第一波束的信噪比(signal to noise ratio，SNR)。
可选地，在任一前述实施例中，所述第一随机接入前导是分配给所述UE的多个随机接入前导中的一个。
可选地，在任一前述实施例中，所述第一随机接入前导包括波束故障恢复前导，所述第一随机接入资源包括波束故障恢复资源。
根据一个示例性实施例，提供了一种用于操作UE的计算机实施方法。所述方法包括：所述UE选择第一波束；所述UE从分配给所述UE的多个随机接入资源中选择一个随机接入资源，其中随机接入前导和所选随机接入资源至少部分地标识所述第一波束；所述UE在所选随机接入资源中向接入节点发送所述随机接入前导；所述UE从所述接入节点接收响应于所述随机接入前导的第一消息；以及所述UE确定所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，所述UE向所述接入节点发送第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，与所述第一波束相关联的所述第一附加信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的信道质量信息、所述第一波束在所述随机接入资源内的波束索引、所述第一波束在参考信号波束内的波束索引或所述第一波束的CRI。
可选地，在任一前述实施例中，所述第一波束的所述信道质量信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的RSRP、所述第一波束的RSRQ、所述第一波束的SINR或所述第一波束的SNR。
可选地，在任一前述实施例中，将所述第一信息设置为第一值，以便请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；将第二信息设置为第二值，以便不请求与第二波束相关联的第二附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，所述第二值是零值。
可选地，在任一前述实施例中，所述随机接入前导是分配给所述UE的多个随机接入前导中的一个。
可选地，在任一前述实施例中，所述随机接入前导包括波束故障恢复前导，所述随机接入资源包括波束故障恢复资源。
根据一个示例性实施例，提供了一种接入节点。所述接入节点包括含有指令的内存存储器以及与所述内存存储器进行通信的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器执行所述指令以：从UE接收第一随机接入资源中的第一随机接入前导，其中所述第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第一波束，所述第一随机接入资源是分配给所述UE的多个随机接入资源中的一个；以及确定需要与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，向所述UE发送响应于所述第一随机接入前导的第一消息，所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的所述附加信息；以及从所述UE接收第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：从所述UE接收第二随机接入资源中的第二随机接入前导，其中所述第二随机接入前导和所述第二随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第二波束，所述第二随机接入资源是分配给所述UE的所述多个随机接入资源中的一个；以及确定不需要与所述第二波束相关联的第二附加信息，并且在此基础上，向所述UE发送响应于所述第二随机接入前导的第三消息，所述第三消息包括第二信息，所述第二信息被设置为不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，将所述第一信息设置为第一值，以便请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；将所述第二信息设置为第二值，以便不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
根据一个示例性实施例，提供了一种UE。所述UE包括含有指令的内存存储器以及与所述内存存储器通信的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器执行所述指令以：选择第一波束；从分配给所述UE的多个随机接入资源中选择一个随机接入资源，其中随机接入前导和所选随机接入资源至少部分地标识所述第一波束；在所选随机接入资源中向接入节点发送所述随机接入前导；从所述接入节点接收响应于所述随机接入前导的第一消息；以及确定所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，向所述接入节点发送第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息。
可选地，在任一前述实施例中，与所述第一波束相关联的所述第一附加信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的信道质量信息、所述第一波束在所述随机接入资源内的波束索引、所述第一波束在参考信号波束内的波束索引或所述第一波束的CRI。
可选地，在任一前述实施例中，所述第一波束的所述信道质量信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的RSRP、所述第一波束的RSRQ、所述第一波束的SINR或所述第一波束的SNR。
实践上述实施例能够在设备知道传播时延时提高传输用于随机接入的前导的效率。知道传播时延使得设备能够补偿传播时延且不需要依赖扩展循环前缀值，扩展循环前缀值会降低整体通信效率。
实践上述实施例还使第一设备能够在参考信号块少于波束故障参考信号资源的情况下获取与第二设备的候选波束有关的附加详细信息，因为可从前导分配和波束故障恢复资源索引中获取的信息不足以识别第二设备的候选波束。与始终发送附加详细信息的部署相比，根据需要获取附加详细信息的能力提高了效率。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1示出了根据本文所述示例性实施例的示例性无线通信系统；
图2示出了根据本文所述示例性实施例的突出波束故障和波束故障恢复的无线通信系统；
图3示出了传统PRACH前导的图；
图4A示出了根据本文所述示例性实施例的在配置PRACH操作的接入节点处发生的示例性操作的流程图，其中用于初始接入的PRACH前导可与用于波束故障恢复请求的PRACH前导进行复用；
图4B示出了根据本文所述示例性实施例的在UE处发生的示例性操作的流程图，其中该UE使用用于初始接入的PRACH前导进行操作，用于初始接入的PRACH前导与用于波束故障恢复请求的PRACH前导进行复用；
图5A示出了根据本文所述示例性实施例的在参与波束故障恢复过程的接入节点中发生的示例性操作的流程图，该波束故障恢复过程请求后续消息交换以获得附加详细波束信息；
图5B示出了根据本文所述示例性实施例的在参与波束故障恢复的UE中发生的示例性操作的流程图，其中需要进行后续消息交换以获得附加详细波束信息；
图6A示出了根据本文所述示例性实施例的在参与波束故障恢复过程的接入节点中发生的示例性操作的流程图，该波束故障恢复过程请求后续消息交换以获得关于CSI-RS波束的附加详细波束信息；
图6B示出了根据本文所述示例性实施例的在参与波束故障恢复的UE中发生的示例性操作的流程图，其中需要进行后续消息交换以获得关于CSI-RS波束的附加详细波束信息；
图7A示出了根据本文所述示例性实施例的在参与波束故障恢复过程的接入节点中发生的示例性操作的流程图，该波束故障恢复过程请求后续消息交换以获得关于候选CSI-RS波束的附加详细波束信息；
图7B示出了根据本文所述示例性实施例的在参与波束故障恢复的UE中发生的示例性操作的流程图，其中需要进行后续消息交换以获得关于候选CSI-RS波束的附加详细波束信息；
图8示出了根据本文所述示例性实施例的示例性通信系统；
图9A和图9B示出了可实现根据本发明的方法和教示的示例性设备；
图10是可用于实现本文公开的设备和方法的计算系统的方框图。
具体实施方式
下文将详细论述所公开实施例的制作和使用。但应了解，本发明提供的许多适用发明性概念可体现在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用实施例的具体方式，而不限制本发明的范围。
图1示出了示例性无线通信系统100。通信系统100包括服务用户设备(userequipment，UE)115的接入节点105。在第一操作模式下，去往和来自UE 115的通信经过接入节点105。在第二操作模式下，去往和来自UE 115的通信不经过接入节点105，但是接入节点105通常分配UE 115用来进行通信的资源。接入节点通常还可称为演进型NodeB(evolvedNodeB，eNB)、基站、NodeB、主eNB(master eNB，MeNB)、辅eNB(secondary eNB，SeNB)、下一代(next generation，NG)NodeB(NG NodeB，gNB)、主gNB(master gNB，MgNB)、辅gNB(secondary gNB，SgNB)、远程射频头、接入点等，而UE通常还可称为移动设备、移动台、终端、订户、用户、台站等。
虽然理解通信系统可采用能够与多个UE进行通信的多个接入节点，但是为简单起见，仅示出一个接入节点和一个UE。
在高频(high frequency，HF)(6千兆赫(gigahertz，GHz)及更高频率，例如毫米波长(millimeter wavelength，mmWave))工作频率下运行的通信系统中的路径损耗很高，而波束成形可用于解决高路径损耗。如图1所示，接入节点105和UE 115都使用波束成形的传输和接收进行通信。例如，接入节点105使用包括波束110和112在内的多个通信波束进行通信，而UE 115使用包括波束120和122在内的多个通信波束进行通信。
波束可以是码本预编码的上下文中的一组预定义波束成形权重，或者是非码本预编码的上下文中的一组动态定义的波束成形(例如，基于本征的波束成形(Eigen-basedbeamforming，EBB))权重。波束还可以是一组预定义相移预处理器，这些相移预处理器组合了来自射频(radio frequency，RF)域中的天线阵列的信号。应当理解，UE可依赖码本预编码来传输上行信号和接收下行信号，而传输接收点(transmission reception point，TRP)可依赖非码本预编码来构成特定辐射模式以传输下行信号或接收上行信号。
由于HF下存在很高的路径损耗，因此HF通信系统的波束容易受损。波束很容易被位于源与目的地之间的路径上或附近的物体或实体阻挡。与被阻挡之前的信号质量(或甚至未被阻挡的波束)相比，被阻挡的波束的信号质量通常要低得多。当信号质量下降到指定阈值以下时，关联波束可被视为发生故障。换言之，当与波束相关联的信号质量下降到指定阈值以下时，该波束被视为故障波束。可替代地，如果特定信道的接收数据包的解码对于指定数量的数据包或在指定时间内失败，则波束可被视为发生故障。
当检测到接入节点与UE之间的波束故障时，UE可从其可检测的接入节点的一组候选波束中选择一个或多个替代波束来替代故障波束。用一个或多个替代波束来替代故障波束在由UE和接入节点执行的波束故障恢复过程中发生。波束故障恢复过程可由UE启动，或者可替代地，接入节点可启动波束故障恢复过程。下文详细论述了由UE启动的示例性波束故障恢复过程：
—UE检测到整个或部分信道(例如物理下行控制信道(physical downlinkcontrol channel，PDCCH)或某些其它控制信道)发生故障的波束故障，其中信道在以下情况下会发生故障：质量值或指示(例如信号质量(例如，信号干扰噪声比(signal plusinterference to noise ratio，SINR)、信噪比(signal to noise ratio，SNR)、参考信号接收功率(reference signal receivedpower，RSRP)、参考信号接收质量(referencesignal received quality，RSRQ)等)不满足指定阈值，性能指标(例如，指定次数的连续失败数据包解码尝试、时间间隔内的失败数据包解码尝试的次数等)超过指定阈值，等等)；
—UE检测(或选择)一个或多个候选波束并确定其身份，即新识别波束(NewIdentified Beam，NIB)。可根据接入节点在该接入节点的不同波束上传输的参考信号，例如波束故障参考信号(beam failure reference signal，BFRS)，的测量结果来检测一个或多个候选波束。需要说明的是，BFRS可包括信道状态信息参考信号(channel stateinformation reference signal，CSI-RS)、同步信号(synchronization signal，SS)、专门用于恢复波束故障的参考信号，或它们的组合。NIB可以是BFRS的波束索引，例如CSI-RS索引(CSI-RS index，CRI)、SS索引(SS index，SSI)等；
—UE向接入节点发送波束故障恢复请求(beam failure recovery request，BFRQ)。BFRQ可包括至少一个前导。前导可以是UE特定的，使得接入节点能够根据所接收的前导来识别UE。接入节点可通过无线资源控制(radio resource control，RRC)消息等将前导预分配给UE。因此，在本文中将前导称为波束故障随机接入信道(beam recovery randomaccess channel，BRACH)前导；以及
—接入节点分析所接收的前导以识别UE，即，确定UE ID。识别UE使得接入节点能够相应地执行操作，例如，向发送BFRQ的UE发送对BFRQ的响应(波束故障恢复响应(beamfailure recovery response，BFRP))。
图2示出了突出波束故障和波束故障恢复的无线通信系统200。通信系统200包括服务UE 215的接入节点205。如图2所示，接入节点205和UE 215都使用波束成形的传输和接收进行通信。例如，接入节点205使用包括波束210和212在内的多个通信波束进行通信，而UE 215使用包括波束220和222在内的多个通信波束进行通信。
首先，接入节点205和UE 215通过波束对链路(beam-pair-link，BPL)225进行通信，BPL 225包括波束210和222。然而，由于阻挡或UE移动，BPL 225发生故障。UE 215检测来自接入节点205的候选波束212以替代故障波束210。UE 215通过向接入节点205发送BFRQ来启动波束故障恢复。在完成波束故障恢复后，建立了BPL 230(包括波束212和220)。
在第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project，3GPP)RAN1第89次会议上，一致约定在以下信道上支持波束故障恢复请求传输：
—基于物理随机接入信道(physical random access channel，PRACH)的非竞争信道，其使用与其它PRACH传输的资源正交的资源，至少针对频分复用(frequencydivision multiplexing，FDM)情况；
—其它实现正交性的方式，例如与其它PRACH资源进行码分复用(code divisionmultiplexing，CDM)或时分复用(time division multiplexing，TDM)有待进一步研究；
—是否具有与PRACH不同的用于其它目的的序列或格式有待进一步研究；
—需要说明的是，这不妨碍其它议程项目进行波束故障恢复请求的PRACH设计优化尝试；以及
—该PRACH资源上的重传行为与常规PRACH过程相似且有待进一步研究。
—支持使用物理上行控制信道(physical uplink control channel，PUCCH)进行波束故障恢复请求传输；
—PUCCH是否进行波束扫描有待进一步研究；以及
—需要说明的是，这可能是PUCCH设计，也可能不是PUCCH设计。
在3GPPRAN1第90次会议上，将以下内容视为波束故障恢复的工作假设：
—对于PRACH上的波束故障恢复请求传输，支持使用与其它PRACH资源进行码分复用的PRACH资源；
—需要说明的是，码分复用意味着与PRACH前导相同的序列设计；
—还需要说明的是，与PRACH一起用来传输波束故障恢复请求的前导是从3GPPLTE版本15中用于免竞争PRACH操作的前导中选择的。
—还需要说明的是，该特征不会对与其它PRACH资源有关的设计产生任何影响；以及
—是否需要与其它PRACH资源进行时分复用有待进一步研究。
与传统PRACH前导选择有关，接入节点向UE发送以下信息：
—PRACH配置
—指定前导格式以及系统帧号或子帧号；
—循环移位大小
—指定循环移位增量N_CS或循环移位偏移，使得序列的零相关区域保证PRACH序列的正交性，而不考虑每个UE的时延扩展或时间不确定性；
—PRACH频率偏移；以及
—根序列索引。
图3示出了传统PRACH前导的图300。如图3所示，PRACH时隙时长305包括与PRACH前导307和保护时间(guard time，GT)309对应的时长。图3所示的第一组PRACH前导310表示在接入节点处接收的PRACH前导，产生于由靠近该接入节点的UE传输的PRACH前导。PRACH前导包括循环前缀(cyclic prefix，CP)315和序列317。虽然UE传输的是单个PRACH前导，但是由于多路径，接入节点可能收到该PRACH前导的多个副本，这导致多路径传播和时延扩展。第二组PRACH前导320表示在接入节点处接收的PRACH前导，产生于由远离该接入节点的UE传输的PRACH前导。时延322是由于UE到接入节点的距离而产生的。时延322通常称为传播时延。一般而言，UE离接入节点越远，传播时延越大。
与N_CS和零相关区域有关，相同的PRACH时隙时长中的不同PRACH前导具有不同的循环移位时延。需要说明的是，PRACH前导序列是基于Zadoff-Chu序列生成的，Zadoff-Chu序列具有如下属性：如果每个循环移位都大于传输设备与接收设备之间的信号的组合传播时延和多路径时延扩展，则Zadoff-Chu序列的循环移位版本彼此正交。在3GPP LTE技术标准中，将循环移位时延值定义为N_CS的整数倍，由接入节点指定。因此，N_CS应足够大，使其比信道的组合传播时延和多路径时延扩展(加上任何额外的时间不确定性)长，从而确保PRACH前导的移位版本彼此正交。
PRACH前导(以及相关时长、时延等)的设计是针对用于初始接入的PRACH前导。在用于初始接入的随机接入中，UE不知道到任何特定接入节点的传播时延。然而，用于波束故障恢复请求的随机接入具有不同的用户行为。例如，在用于波束故障恢复请求的随机接入中，由于UE已经同步到接入节点，所以UE(例如，通过测量下行信号)知道到接入节点的传播时延。由于传播时延对于正在按照波束故障恢复请求发送PRACH前导的UE是已知的，所以UE可以补偿传播时延。因此，使用与用于初始接入的PRACH前导相同的设计来传输用于波束故障恢复请求的PRACH前导会导致性能下降。
根据一个示例性实施例，提供了当PRACH前导复用时，用于按照波束故障恢复请求发送PRACH前导(即，当UE知道传播时延时)的系统和方法，其中使用的设计与发送PRACH前导用于初始接入时(即，当UE不知道传播时延时)的设计不同。作为一个说明性示例，在按照波束故障恢复请求发送PRACH前导时，使用第一N_CS，而在发送PRACH前导用于初始接入时，使用第二N_CS。第一N_CS可小于第二N_CS。
根据一个示例性实施例，用于波束故障恢复请求的PRACH前导和用于初始接入的PRACH前导分摊不同的循环移位区域。例如，用于初始接入的PRACH前导对应的第一区域使用第一N_CS值，而用于波束故障恢复请求的PRACH前导对应的第二区域使用第二N_CS值，其中第一N_CS大于第二N_CS。
图4A示出了在配置PRACH操作的接入节点处发生的示例性操作400的流程图，其中用于初始接入的PRACH前导可与用于波束故障恢复请求的PRACH前导进行复用。操作400可表示当接入节点配置PRACH操作时在该接入节点中发生的操作，其中用于初始接入的PRACH前导可与用于波束故障恢复请求的PRACH前导进行复用。
操作400开始于：接入节点指定循环移位增量(步骤405)。例如，接入节点为用于初始接入的PRACH前导指定第一N_CS值N_CSi，为用于波束故障恢复请求的PRACH前导指定第二N_CS值N_CSb。接入节点可通过发送或用信号通知循环移位增量(或任何其它值、配置或信息)或其表示形式来指定循环移位增量。在一个实施例中，接入节点通过在一个或多个消息中向UE传输N_CSi值和N_CSb值来指定N_CSi值和N_CSb值。在另一个实施例中，N_CSi值和N_CSb值存储在(接入节点和UE都可用的)列表或表格中，接入节点通过在一个或多个消息中向UE传输与这两个值对应的索引来指定这两个值。在又一个实施例中，UE先前已收到N_CSi值和N_CSb值，接入节点通过在一个或多个消息中向UE传输当前值与先前值之间的差值来指定这两个值。因此，一般而言，当第一设备向第二设备指定值时，第一设备可向第二设备传输实际值，或者第一设备可向第二设备传输该值的表示形式。接入节点指定可用于基于竞争的随机接入的前导的数量N_CB(步骤407)。
在一个实施例中，接入节点将N_CSi指定为N_CSb的整数倍。在另一个实施例中，接入节点将UE用于波束故障恢复请求的特定PRACH前导指定为N_CSb的整数倍。在另一个实施例中，接入节点将UE用于免竞争随机接入的特定PRACH前导指定为N_CSi的整数倍，其中免竞争随机接入不用于波束故障恢复请求。在另一个实施例中，UE从接入节点发送的信息中识别N_CSi，并且UE使用预先确定的N_CSb。
图4B示出了在UE处发生的示例性操作450的流程图，其中该UE使用用于初始接入的PRACH前导进行操作，用于初始接入的PRACH前导与用于波束故障恢复请求的PRACH前导进行复用。操作450可表示当UE使用用于初始接入的PRACH前导进行操作时在该UE中发生的操作，其中用于初始接入的PRACH前导与用于波束故障恢复请求的PRACH前导进行复用。
操作450开始于：UE接收循环移位增量或其表示形式(步骤455)。UE可能接收N_CSi或N_CSb。UE接收可用于基于竞争的随机接入的一个或多个前导的前导分配(步骤457)。UE对前导应用根据UE要传输的PRACH前导的类型来选择的循环移位增量的倍数(步骤459)。例如，如果PRACH前导用于初始接入，则UE对前导应用N_CSi的倍数，而如果PRACH前导用于波束故障恢复请求，则UE对前导应用N_CSb的倍数。换言之，循环移位增量根据UE打算发送的请求的请求类型来选择。UE传输前导(步骤461)。
根据一个示例性实施例，用于波束故障恢复请求的PRACH前导和用于初始接入的PRACH前导使用不同的根序列。使用不同的根序列使得同一PRACH时隙中能够存在可能更大数量的PRACH前导，并且这些PRACH前导彼此之间的交叉干扰较低。在一个实施例中，用于初始接入的PRACH前导和用于波束故障恢复请求的PRACH前导具有不同的根序列，但是这些根序列的长度相等。在另一个实施例中，用于初始接入的PRACH前导和用于波束故障恢复请求的PRACH前导具有长度不同的不同根序列，其中用于波束故障恢复请求的PRACH前导对应的循环前缀和保护时间比用于初始接入的PRACH前导对应的循环前缀和保护时间要短。在另一个实施例中，用于初始接入的PRACH前导和用于波束故障恢复请求的PRACH前导共享同一个根序列。
与BFRQ传输有关，接入节点可在一个BRACH区域内为每个UE配置一个或多个唯一的波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)前导。需要说明的是，BRACH是基于用于波束故障恢复请求的PRACH的非竞争信道。此外，BRACH前导是用于波束故障恢复的PRACH前导的另一个名称，并且在后续论述中使用以避免混淆。然后，在进行波束故障恢复时，UE可使用BRACH前导来发送BFRQ。接入节点可在一个或多个资源中发送多个参考信号(例如SS)，其中不同资源上的参考信号的波束成形不同。接入节点可在时域中配置多个BRACH区域或资源，其可指示(或在技术标准中隐式定义)BRACH资源与参考信号资源之间的固定关系。固定关系的一个示例是，每个不同参考信号资源的发射波束成形与每个不同BRACH资源的接收波束成形具有一对一关联关系，例如，第一参考信号资源的发射波束与第一BRACH资源的接收波束保持波束对应关系。
通常，参考信号块的资源数量可以明显少于候选波束选择参考信号的资源数量。例如，CSI-RS可用于候选波束选择参考信号，而参考信号块(例如SS块)可以是小区特定的且具有宽波束，以实现稳健操作。CSI-RS资源可以是用户特定的并且是窄波束，以获得更高的波束成形增益，从而提高数据传输速率。
当接入节点在一个BRACH区域内为每个UE配置一个或多个唯一的BRACH前导时，如果UE传输其分配到的BRACH前导并且接入节点在BRACH资源中正确地接收该BRACH前导，则BRACH资源的索引和(所识别的)BRACH前导可能无法提供关于UE候选波束的足够信息。因此，应传输关于UE候选波束的附加信息，导致通信开销增加。
接入节点可在一个BRACH区域内为一个UE配置一个以上的BRACH前导。每个BRACH前导可表示参考信号块内的与BRACH区域具有波束对应关系的一个CSI-RS波束。然而，在这种情况下，支持多个UE所需要的BRACH前导的数量可能超过可用BRACH前导的数量。
例如，当信道的信号质量低于指定阈值时，UE检测到波束故障。对于信道的信号质量，可以使用几个度量。在3GPP RAN1讨论中，在检测波束故障时考虑了两种信号质量度量。第一种是假设的PDCCH误块率(Block Error Rate，BLER)，第二种是层1参考信号接收功率(Layer 1Reference Signal Received Power，L1-RSRP)。L1-RSRP更容易测量，测量L1-RSRP不需要估计从UE接收的干扰水平。由于从UE接收的干扰水平可能在时间上波动明显并且非常敏感，尤其是对于干扰信号在空间上定向的情况(来去都很快的定向干扰)，所以测量和估计从UE接收的干扰水平比较复杂，增加了很大的实现复杂性。此外，估计的准确性不强。从这个意义上来说，使用L1-RSRP作为信号质量度量可以降低实现复杂性。然而，由于L1-RSRP没有考虑UE的一些能力，例如噪声指数、UE传输或接收处理增益等，所以L1-RSRP可能无法正确地反映UE能力相关的性能度量。
这里，噪声指数是以dB为标度表示的噪声系数，其中设备的噪声系数通过室温下噪声源的噪声来指定(Nin＝kT)，其中，k是波耳兹曼常数，T是以开氏温度表示的大概室温，kT在室温下约为-174dBm/Hz。另一方面，假设的PDCCH BLER直接表示接收信号的信号干扰噪声比(signal to interference plus noise ratio，SINR)，其考虑了干扰水平并包括对UE相关能力的调整。从这个意义上来说，假设的PDCCH BLER可以更准确地表示接收信号质量。然而，这需要额外测量和估计干扰水平，增加了实现复杂性。
根据一个示例性实施例，UE使用混合信号质量度量来进行波束故障检测，其中考虑了UE能力且无需测量和估计干扰水平。
在一个实施例中，UE使用调整后的L1-RSRP作为波束故障检测的信号质量度量。为了使UE声明检测到的波束故障，UE需要将L1-RSRP与UE能力进行组合。UE能力包括但不限于噪声指数、UE传输或接收处理增益等。
在一个实施例中，调整后的L1-RSRP(表示为A_RSRP)可表达为：
Figure GDA0002901286560000091
其中：
Na是在计算A_RSRP时考虑的调整次数，
s(n)是第n次调整的符号，该符号可以是+或－，
Adj(n)是以dB为标度表示的第n次调整的值。
在一个实施例中，将UE的噪声指数用作其中一个调整值(Adj(n))。在另一实施例中，将UE的传输或接收处理增益用作其中一个调整值。在另一个实施例中，将UE的噪声指数和UE的传输或接收处理增益各用作一个调整值(分别为Adj(1)和Adj(2))。除了UE的噪声指数和UE的传输或接收处理增益外，还可使用额外调整。
在一个实施例中，UE使用假设的PDCCH性能作为波束故障检测的信号质量度量。为了使UE声明检测到的波束故障，UE确定或计算接收信号的SINR，其中假设接收信号的干扰水平为预先确定的值。因此，UE不需要测量和估计接收信号的干扰水平。
在一个实施例中，假设的PDCCH性能(表示为SINR_PDCCH)可表达为：
SINR_PDCCH＝S/(N0+I0)，
其中：
S是以线性标度测量的接收信号功率电平，
N0是以线性标度测量的噪声功率电平，
I0是预先确定的干扰水平。
在一个实施例中，I0被认为是零(0)。在另一个实施例中，I0使用固定值。在另一个实施例中，I0使用在接收信号之前测量到的平均干扰值。
根据一个示例性实施例，提供了各种系统和方法，其中接入节点在从UE接收BRACH前导之后，向UE指示接入节点已经调度了用于进行波束故障恢复的后续消息交换。当接入节点需要附加信息时，可执行后续消息交换。因此，如果接入节点不需要附加信息，则不执行后续消息交换。
根据一个示例性实施例，当需要附加详细波束信息时，接入节点请求后续消息交换。
图5A示出了在参与波束故障恢复过程的接入节点中发生的示例性操作500的流程图，该波束故障恢复过程请求后续消息交换以获得附加详细波束信息。操作500可表示当接入节点参与波束故障恢复过程时在该接入节点中发生的操作。
操作500开始于：接入节点为UE分配BRACH前导(步骤505)。接入节点可向UE指示已将哪些BRACH前导分配给了哪些UE。例如，接入节点可向每个UE发送单播消息，这些单播消息中包含分配给每个UE的一个或多个BRACH前导。再例如，接入节点可向多个UE广播一个消息，该消息中包含针对这多个UE中的UE的BRACH前导分配。可替代地，BRACH前导的分配可在技术标准中规定，也可由通信系统运营商规定。接入节点在BRACH区域中的BRACH资源中接收来自UE的BRACH前导(步骤507)。接入节点处理BRACH前导并确定需要详细波束信息(步骤509)。接入节点发送对详细波束信息的请求(步骤511)。该请求可在第一响应中发送。例如，该请求的形式可以是设置为第一指定值以请求详细波束信息的信息，例如标志或一个或多个比特。在一个实施例中，如果该信息被设置为另一个值，例如数字或二进制零，则接入节点不请求详细波束信息。第一响应还可包括资源分配信息，指定UE要用来发送详细波束信息的网络资源。接入节点接收详细波束信息(步骤513)。详细波束信息可在资源分配信息指定的网络资源中接收。接入节点可发送第二响应(步骤515)。
在一个实施例中，详细波束信息可包括与BRACH区域中的BRACH资源中的BRACH前导对应的候选波束的接收信号质量信息。详细波束信息可包括与BRACH区域中的BRACH资源中的BRACH前导对应的候选波束的RSRP信息。详细波束信息可包括与BRACH区域中的BRACH资源中的BRACH前导对应的候选波束的RSRQ信息或者SINR或SNR信息。在另一个实施例中，详细波束信息可包括用于启动与UE的波束管理、波束报告或波束细化过程的信息。在又一个实施例中，详细波束信息可包括UE选为候选波束的CSI-RS的详细信息或UE选为候选波束的CSI-RS的CSI-RS资源指示(CSI-RS Resource Indicator，CRI)。
接入节点接收的BRACH前导可表示或标识候选波束的参考信号块标识。接入节点接收的BRACH前导可表示或标识候选波束的CSI-RS波束标识。例如，特定BRACH前导表示或标识参考信号块标识或CSI-RS波束标识。再例如，该BRACH前导在分配给UE的多个BRACH前导中的位置表示或标识参考信号块标识或CSI-RS波束标识。
在步骤507中接收BRACH前导之后，接入节点可向UE发送第一响应。在接收详细波束信息之后，接入节点可通过向UE发送第二响应来启动与UE的波束管理、波束报告或波束细化过程。
在一个实施例中，如果接入节点发送表示不请求详细波束信息的信息(例如，在步骤511中)，则使用PDCCH来携带第一响应。然而，如果接入节点发送表示请求详细波束信息的信息，则使用PDCCH和物理下行共享信道(physical downlink shared channel，PDSCH)来携带第一响应。在这种情况下，PDCCH传送指定用于PDSCH的网络资源的资源分配信息，PDSCH携带表示请求详细波束信息的信息。在另一个实施例中，当接入节点发送表示不请求详细波束信息的信息时的PDCCH负载大小和当接入节点发送表示请求详细波束信息的信息时的PDCCH负载大小相同(相等)。
需要说明的是，如果接入节点(在第一响应中)请求详细波束信息(例如，步骤509)，则第一响应还可包括表示接入节点正启动与UE的波束管理、波束报告或波束细化过程的信息。在一个实施例中，请求详细波束信息的信息和表示接入节点正启动波束管理、波束报告或波束细化过程的信息可相同。换言之，对详细波束信息的请求还表示接入节点正启动波束管理、波束报告或波束细化过程，反之亦然。需要说明的是，如果接入节点指示不需要详细波束信息(例如，在步骤509中)，则操作500终止。
图5B示出了在参与波束故障恢复的UE中发生的示例性操作550的流程图，其中需要进行后续消息交换以获得附加详细波束信息。操作550可表示当UE参与波束故障恢复时在该UE中发生的操作，其中需要进行后续消息交换以获得附加详细波束信息。
操作550开始于：UE识别波束故障(步骤555)。UE识别候选波束(步骤557)。UE在BRACH区域中的BRACH资源中发送与候选波束对应的BRACH前导(步骤559)。UE接收对详细波束信息的请求(步骤561)。该请求可在接入节点发送的第一响应中接收。例如，该请求的形式可以是设置为第一指定值以请求详细波束信息的标志或一个或多个比特。在一个实施例中，如果该标志或一个或多个比特被设置为另一个值，例如数字或二进制零，则接入节点不请求详细波束信息。第一响应还可包括资源分配信息，指定UE要用来发送详细波束信息的网络资源。UE向接入节点发送详细波束信息(步骤563)。详细波束信息可在资源分配信息指定的网络资源中发送。UE可从接入节点接收第二响应(步骤565)。需要说明的是，如果UE收到表示不需要详细波束信息的信息，则操作550终止。
根据一个示例性实施例，当需要关于CSI-RS波束的附加详细波束信息时，接入节点请求后续消息交换。
图6A示出了在参与波束故障恢复过程的接入节点中发生的示例性操作600的流程图，该波束故障恢复过程请求后续消息交换以获得关于CSI-RS波束的附加详细波束信息。操作600可表示当接入节点参与波束故障恢复过程时在该接入节点中发生的操作。
操作600开始于：接入节点指定一个或多个参考信号块与一个或多个CSI-RS波束之间的空间关系(步骤605)。接入节点为UE分配BRACH前导(步骤607)。接入节点可向UE指示已将哪些BRACH前导分配给了哪些UE。例如，接入节点可向每个UE发送单播消息，这些单播消息中包含分配给每个UE的一个或多个BRACH前导。再例如，接入节点可向多个UE广播一个消息，该消息中包含针对这多个UE中的UE的BRACH前导分配。可替代地，BRACH前导的分配可在技术标准中规定，也可由通信系统运营商规定。接入节点在BRACH区域中的BRACH资源中接收来自UE的BRACH前导(步骤609)。接入节点处理BRACH前导并发送对关于UE所选CSI-RS波束的详细波束信息的请求(步骤611)。该请求可在第一响应中发送。第一响应还可包括资源分配信息，指定UE要用来发送详细波束信息的网络资源。接入节点接收详细波束信息(步骤613)。详细波束信息可在资源分配信息指定的网络资源中接收。
在一个实施例中，CSI-RS波束的详细波束信息可包括：
—CSI-RS波束的CRI；
—参考信号块中的CSI-RS波束的索引；
—CSI-RS波束的接收信号质量；
—CSI-RS波束的RSRP；或者
—CSI-RS波束的RSRQ或者SINR或SNR。
在一个实施例中，接入节点在接收详细波束信息之后可向UE发送第二响应。在一个实施例中，接入节点识别到UE处已发生波束故障。在一个实施例中，当BRACH前导的接收信号质量(或信号质量的某种其它表示形式)低于指定阈值时，接入节点指示需要更多CSI-RS信息。
在一个实施例中，在接收CSI-RS波束的详细波束信息之后，如果接入节点请求更多CSI-RS信息，则接入节点可在空间上与参考信号波束准共址(quasi-co-located，QCLed)的波束上向UE发送第二响应。准共址定义了两个参考信号或数据信号之间的关系，这种关系使得这两个信号可以被视为具有相似的特性。空间准共址信息可包括CSI-RS资源与参考信号之间的关联关系，或各参考信号之间的关联关系，或CSI-RS资源与BRACH信道之间的关联关系。第二响应可启动波束管理、波束报告或波束细化过程。
在一个实施例中，如果接入节点请求更多CSI-RS信息，则第一响应还包括表示接入节点启动与UE的波束管理、波束报告或波束细化过程的信息。在一个实施例中，请求详细波束信息的信息和表示接入节点正启动波束管理、波束报告或波束细化过程的信息可相同。换言之，对详细波束信息的请求还表示接入节点正启动波束管理、波束报告或波束细化过程，反之亦然。
在一个实施例中，接入节点向UE指示在BRACH区域中的BRACH资源处接收的BRACH前导表示UE的候选参考信号块索引还是表示CSI-RS索引。如果接入节点指示在BRACH区域中的BRACH资源处接收的BRACH前导表示UE的候选参考信号块索引，则接入节点在每个RACH资源或区域为UE分配一个BRACH前导。如果接入节点指示在BRACH区域中的BRACH资源处接收的BRACH前导表示候选CSI-RS索引，则接入节点在每个RACH资源或区域为UE分配一个或多个BRACH前导。
图6B示出了在参与波束故障恢复的UE中发生的示例性操作650的流程图，其中需要进行后续消息交换以获得关于CSI-RS波束的附加详细波束信息。操作650可表示当UE参与波束故障恢复时在该UE中发生的操作，其中需要进行后续消息交换以获得关于CSI-RS波束的附加详细波束信息。
操作650开始于：UE接收BRACH前导分配(步骤655)。UE识别波束故障(步骤657)。UE识别候选波束(步骤659)。UE在BRACH区域中的BRACH资源中发送与候选波束对应的BRACH前导(步骤661)。UE接收对关于CSI-RS波束的详细波束信息的请求(步骤663)。该请求可在接入节点发送的第一响应中接收。第一响应还可包括资源分配信息，指定UE要用来发送详细波束信息的网络资源。UE向接入节点发送详细波束信息(步骤665)。在一个实施例中，UE还可接收请求更多CSI-RS信息的第二响应。
根据一个示例性实施例，当需要关于附加CRI信息的附加详细波束信息时，接入节点请求后续消息交换。
图7A示出了在参与波束故障恢复过程的接入节点中发生的示例性操作700的流程图，该波束故障恢复过程请求后续消息交换以获得关于候选CSI-RS波束的附加详细波束信息。操作700可表示当接入节点参与波束故障恢复过程时在该接入节点中发生的操作。
操作700开始于：接入节点为UE分配BRACH前导(步骤705)。接入节点指定分配给UE的每个BRACH前导与候选CSI-RS波束之间的映射(步骤707)。存在一个或多个CSI-RS波束映射到每个BRACH前导。接入节点可向UE指示已将哪些BRACH前导分配给了哪些UE。可替代地，BRACH前导的分配可在技术标准中规定，也可由通信系统运营商规定。接入节点在BRACH区域中的BRACH资源中接收来自UE的BRACH前导(步骤709)。接入节点处理BRACH前导并发送对关于UE所选候选CSI-RS波束的详细波束信息的请求(步骤711)。该请求可在第一响应中发送。第一响应还可包括资源分配信息，指定UE要用来发送详细波束信息的网络资源。接入节点接收详细波束信息(步骤713)。详细波束信息可在资源分配信息指定的网络资源中接收。
在一个实施例中，CSI-RS波束的详细波束信息可包括：
—候选CSI-RS波束的CRI；
—所接收的BRACH前导中的候选CSI-RS波束的索引；
—CSI-RS波束的接收信号质量；
—候选CSI-RS波束的RSRP；或者
—候选CSI-RS波束的RSRQ或者SINR或SNR。
在一个实施例中，接入节点在接收详细波束信息之后可向UE发送第二响应。在一个实施例中，接入节点识别到UE处已发生波束故障。在一个实施例中，在接收候选CSI-RS波束的详细波束信息之后，如果接入节点请求更多候选CSI-RS波束信息，则接入节点可在空间上与候选CSI-RS波束准共址的波束上向UE发送第二响应。第二响应可启动波束管理、波束报告或波束细化过程。
在一个实施例中，如果接入节点请求更多候选CSI-RS波束信息，则第一响应还包括表示接入节点正启动与UE的波束管理、波束报告或波束细化过程的信息。在一个实施例中，请求详细波束信息的信息和表示接入节点正启动波束管理、波束报告或波束细化过程的信息可相同。换言之，对详细波束信息的请求还表示接入节点正启动波束管理、波束报告或波束细化过程，反之亦然。
图7B示出了在参与波束故障恢复的UE中发生的示例性操作750的流程图，其中需要进行后续消息交换以获得关于候选CSI-RS波束的附加详细波束信息。操作750可表示当UE参与波束故障恢复时在该UE中发生的操作，其中需要进行后续消息交换以获得关于候选CSI-RS波束的附加详细波束信息。
操作750开始于：UE接收BRACH前导分配(步骤755)。UE识别波束故障(步骤757)。UE识别候选波束(步骤759)。UE在BRACH区域中的BRACH资源中发送与候选波束对应的BRACH前导(步骤761)。UE接收对关于候选CSI-RS波束的详细波束信息的请求(步骤763)。该请求可在接入节点发送的第一响应中接收。第一响应还可包括资源分配信息，指定UE要用来发送详细波束信息的网络资源。UE向接入节点发送详细波束信息(步骤765)。在一个实施例中，UE还可接收第二响应，第二响应包含表示需要更多CRI信息的信息。
图8示出了示例性通信系统800。一般而言，系统800使多个无线或有线用户能够传输和接收数据以及其它内容。系统800可实施一种或多种信道接入方法，例如码分多址(code division multiple access，CDMA)、时分多址(time division multiple access，TDMA)、频分多址(frequency division multiple access，FDMA)、正交FDMA(orthogonalFDMA，OFDMA)、单载波FDMA(single-carrier FDMA，SC-FDMA)或非正交多址(non-orthogonal multiple access，NOMA)。
在本示例中，通信系统800包括电子设备(electronic device，ED)810a至810c、无线接入网(radio access network，RAN)820a和820b、核心网830、公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)840、互联网850和其它网络860。尽管图8中示出了一定数量的这些组件或元件，但是系统800中可包括任何数量的这些组件或元件。
ED 810a至810c用于在系统800中进行操作或通信。例如，ED 810a至810c用于通过无线或有线通信信道进行传输或接收。ED 810a至810c中的每个ED表示任何适当的终端用户设备，并且可包括如下设备(或者可称为)：用户设备(user equipment or device，UE)、无线传输接收单元(wireless transmit or receive unit，WTRU)、移动台、固定或移动用户单元、蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触摸板、无线传感器或消费者电子设备。
这里的RAN 820a和820b分别包括基站870a和870b。基站870a和870b中的每个基站用于与ED 810a至810c中的一个或多个通过接口进行无线连接，以便能够接入核心网830、PSTN 840、互联网850或其它网络860。例如，基站870a和870b可包括(或可以是)若干个众所周知的设备中的一个或多个，例如基站收发信台(base transceiver station，BTS)、Node-B(NodeB)、演进型NodeB(evolvedNodeB，eNodeB)、家庭NodeB、家庭eNodeB、站点控制器、接入点(access point，AP)或无线路由器。ED 810a至810c用于与互联网850通过接口连接和通信，并可接入核心网830、PSTN 840或其它网络860。
在图8所示的实施例中，基站870a构成RAN 820a的一部分，RAN 820a可包括其它基站、元件或设备。另外，基站870b构成RAN 820b的一部分，RAN 820b可包括其它基站、元件或设备。基站870a和870b中的每个基站进行运作以在特定地理区域或范围内传输或接收无线信号，其中该特定地理区域或范围有时称为“小区”。在一些实施例中，可采用多入多出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术，使得每个小区有多个收发器。
基站870a和870b使用无线通信链路通过一个或多个空口890与ED 810a至810c中的一个或多个ED进行通信。空口890可使用任何适当的无线接入技术。
预期系统800可使用多信道接入功能，包括如上所述的方案。在特定实施例中，基站和ED实施LTE、LTE-A或LTE-B。当然，可使用其它多址方案和无线协议。
RAN 820a和820b与核心网830进行通信，以便为ED 810a至810c提供语音、数据、应用、基于IP的语音传输(Voice over Internet Protocol，VoIP)或其它服务。可以理解，RAN820a和820b或核心网830可与一个或多个其它RAN(未示出)进行直接或间接通信。核心网830还可充当其它网络(例如PSTN 840、互联网850和其它网络860)的网关接入。此外，ED810a至810c中的部分或所有ED可包括使用不同无线技术或协议通过不同无线链路与不同无线网络进行通信的功能。替代于无线通信(或除此之外)，ED可通过有线通信信道与服务提供商或交换机(未示出)以及互联网850进行通信。
尽管图8示出了通信系统的一个示例，但是可对图8进行各种更改。例如，通信系统800可以包括任何数量的ED、基站、网络或任何适当配置的其它组件。
图9A和图9B示出了可实现根据本发明的方法和教示的示例性设备。具体而言，图9A示出了示例性ED 910，图9B示出了示例性基站970。这些组件可以在系统800或任何其它适当的系统中使用。
如图9A所示，ED 910包括至少一个处理单元900。处理单元900实施ED 910的各种处理操作。例如，处理单元900可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理，或使得ED 910能够在系统800中操作的任何其它功能。处理单元900还支持上文详细描述的方法和教示。每个处理单元900包括用于执行一个或多个操作的任何适当的处理或计算设备。每个处理单元900可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路等。
ED 910还包括至少一个收发器902。收发器902用于调制数据或其它内容以通过至少一个天线或网络接口控制器(Network Interface Controller，NIC)904进行传输。收发器902还用于解调通过至少一个天线904接收的数据或其它内容。每个收发器902包括用于生成进行无线或有线传输的信号或者用于处理以无线或有线方式接收的信号的任何适当结构。每个天线904包括用于传输或接收无线或有线信号的任何适当结构。在ED 910中可以使用一个或多个收发器902，并且在ED 910中可以使用一个或多个天线904。虽然收发器902示为单个功能单元，但是收发器902也可以使用至少一个发射器和至少一个独立接收器来实现。
ED 910还包括一个或多个输入/输出设备906或接口(例如到互联网850的有线接口)。输入/输出设备906有助于与网络中的用户或其它设备的交互(网络通信)。每个输入/输出设备906包括用于向用户提供信息或从用户接收或提供信息的任何适当结构，例如扬声器、麦克风、数字键盘、键盘、显示器或触摸屏，包括网络接口通信。
此外，ED 910包括至少一个存储器908。存储器908存储ED 910使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器908可以存储处理单元900执行的软件或固件指令以及用于减少或消除传入信号中的干扰的数据。每个存储器908包括任何适当的易失性或非易失性存储和检索设备。可使用任何适当类型的存储器，例如随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriber identity module，SIM)卡、记忆棒、安全数码(secure digital，SD)存储卡等。
如图9B所示，基站970包括至少一个处理单元950、至少一个包括发射器和接收器的功能的收发器952、一个或多个天线956、至少一个存储器958，以及一个或多个输入/输出设备或接口966。本领域技术人员可以理解的调度器耦合到处理单元950。该调度器可以包含在基站970中，也可以与基站970分开运行。处理单元950实施基站970的各种处理操作，例如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理，或任何其它功能。处理单元950还可以支持上文详细描述的方法和教示。每个处理单元950包括用于执行一个或多个操作的任何适当的处理或计算设备。每个处理单元950可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路等。
每个收发器952包括用于生成信号以向一个或多个ED或其它设备进行无线或有线传输的任何适当结构。每个收发器952还包括用于处理从一个或多个ED或其它设备以无线或有线方式接收的信号的任何适当结构。虽然发射器和接收器示为组合成收发器952，但是它们也可以是分开的组件。每个天线956包括用于传输或接收无线或有线信号的任何适当结构。尽管这里示出公共天线956耦合到收发器952，但是可以将一个或多个天线956耦合到收发器952，从而当发射器和接收器配置为分开的组件时，各个天线956可以耦合到发射器和接收器。每个存储器958包括任何适当的易失性或非易失性存储和检索设备。每个输入/输出设备966有助于与网络中的用户或其它设备的交互(网络通信)。每个输入/输出设备966包括用于向用户提供信息或从用户接收或提供信息的任何适当结构，该信息包括网络接口通信。
图10是可用于实现本文公开的设备和方法的计算系统1000的框图。例如，该计算系统可以是UE、接入网(access network，AN)、移动性管理(mobility management，MM)、会话管理(session management，SM)、用户平面网关(userplane gateway，UPGW)或接入层(access stratum，AS)中的任何实体。特定设备可利用所有所示组件或这些组件的仅一子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可包括组件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器和接收器等。计算系统1000包括处理单元1002。处理单元包括中央处理器(central processing unit，CPU)1014、存储器1008，还可以包括连接至总线1020的大容量存储设备1004、视频适配器1010以及I/O接口1012。
总线1020可以是任意类型的若干个总线架构中的一个或多个，包括存储器总线或存储器控制器、外设总线或视频总线。CPU 1014可包括任何类型的电子数据处理器。存储器1008可包括任意类型的非瞬时性系统存储器，例如静态随机存取存储器(static randomaccess memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或它们的组合。在一个实施例中，存储器1008可包含在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的存储程序和数据的DRAM。
大容量存储器1004可包括任意类型的非瞬时性存储设备，其用于存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息通过总线1020访问。例如，大容量存储器1004可包括固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器或光盘驱动器中的一个或多个。
视频适配器1010和I/O接口1012提供接口以将外部输入和输出设备耦合到处理单元1002。如图所示，输入和输出设备的示例包括耦合到视频适配器1010的显示器1018和耦合到I/O接口1012的鼠标/键盘/打印机1016。其它设备可以耦合到处理器单元1002，并且可以使用额外或更少的接口卡。例如，可使用如通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)(未示出)等串行接口将接口提供给外部设备。
处理单元1002还包含一个或多个网络接口1006，该网络接口可以包括例如以太网电缆等有线链路，和/或到接入节点或不同网络的无线链路。网络接口1006允许处理单元1002经由网络与远程单元进行通信。例如，网络接口1006可以经由一个或多个发射器或发射天线以及一个或多个接收器或接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元1002耦合到局域网1022或广域网，用于处理数据以及与远程设备进行通信，远程设备是例如其它处理单元、互联网或远程存储设施。
应当理解，本文提供的实施例方法的一个或多个步骤可由相应的单元或模块执行。例如，信号可由传输单元或传输模块进行传输。信号可由接收单元或接收模块进行接收。信号可由处理单元或处理模块进行处理。其它步骤可由指示单元/模块、应用单元/模块或识别单元/模块来执行。各个单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如，这些单元/模块中的一个或多个可以是集成电路，例如现场可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。
虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。

Claims (21)

1.一种用于操作接入节点的计算机实施方法，其特征在于，所述方法包括：
所述接入节点从用户设备UE接收第一随机接入资源中的用于指示波束故障恢复请求的第一随机接入前导，其中，所述第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第一波束，所述第一随机接入资源是分配给所述UE的多个随机接入资源中的一个；以及
所述接入节点根据波束故障恢复请求识别波束故障，确定是否需要与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，
所述接入节点向所述UE发送响应于所述第一随机接入前导的第一消息，所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息的一个或多个第一比特；以及
所述接入节点从所述UE接收第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；
其中，所述第一随机接入前导以及所述第一随机接入资源在所述多个随机接入资源中的位置标识所述UE选择的所述第一波束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述接入节点从所述UE接收第二随机接入资源中的第二随机接入前导，其中所述第二随机接入前导和所述第二随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第二波束，所述第二随机接入资源是分配给所述UE的所述多个随机接入资源中的一个；以及
所述接入节点确定不需要与所述第二波束相关联的第二附加信息，并且在此基础上，
所述接入节点向所述UE发送响应于所述第二随机接入前导的第三消息，所述第三消息包括第二信息，所述第二信息被设置为不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述第一信息设置为第一值，以便请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；将所述第二信息设置为第二值，以便不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二值是零值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述第一波束相关联的所述第一附加信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的信道质量信息、所述第一波束在所述随机接入资源内的波束索引、所述第一波束在参考信号波束内的波束索引或所述第一波束的信道状态信息参考信号CSI-RS资源索引CRI。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一波束的所述信道质量信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的参考信号接收功率RSRP、所述第一波束的参考信号接收质量RSRQ、所述第一波束的信号干扰噪声比SINR或所述第一波束的信噪比SNR。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一随机接入前导是分配给所述UE的多个随机接入前导中的一个。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一随机接入前导包括波束故障恢复前导，所述第一随机接入资源包括波束故障恢复资源。
9.一种用于操作用户设备UE的计算机实施方法，其特征在于，所述方法包括：
所述UE选择第一波束；
所述UE从分配给所述UE的多个随机接入资源中选择第一随机接入资源，其中第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识所述第一波束；
所述UE在所选随机接入资源中向接入节点发送用于指示波束故障恢复请求的所述第一随机接入前导；
所述UE从所述接入节点接收响应于所述第一随机接入前导的第一消息；以及
所述UE确定所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的第一附加信息的一个或多个第一比特，并且在此基础上，
所述UE向所述接入节点发送第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；
其中，所述第一随机接入前导以及所述第一随机接入资源在所述多个随机接入资源中的位置标识所述UE选择的所述第一波束。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，与所述第一波束相关联的所述第一附加信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的信道质量信息、所述第一波束在所述随机接入资源内的波束索引、所述第一波束在参考信号波束内的波束索引或所述第一波束的信道状态信息参考信号CSI-RS资源索引CRI。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一波束的所述信道质量信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的参考信号接收功率RSRP、所述第一波束的参考信号接收质量RSRQ、所述第一波束的信号干扰噪声比SINR或所述第一波束的信噪比SNR。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述第一信息设置为第一值，以便请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；将第二信息设置为第二值，以便不请求与第二波束相关联的第二附加信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二值是零值。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述随机接入前导是分配给所述UE的多个随机接入前导中的一个。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述随机接入前导包括波束故障恢复前导，所述随机接入资源包括波束故障恢复资源。
16.一种接入节点，其特征在于，包括：
内存存储器；以及与所述内存存储器进行通信的一个或多个处理器，
其中，所述存储器存储有指令；
所述指令被所述一个或多个处理器执行以实现以下方法：从用户设备UE接收第一随机接入资源中的用于指示波束故障恢复请求的第一随机接入前导，其中，所述第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第一波束，所述第一随机接入资源是分配给所述UE的多个随机接入资源中的一个；以及
根据波束故障恢复请求识别波束故障，并确定是否需要与所述第一波束相关联的第一附加信息，并且在此基础上，
向所述UE发送响应于所述第一随机接入前导的第一消息，其中，所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息的一个或多个第一比特；以及
从所述UE接收第二消息，其中，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；
其中，所述第一随机接入前导以及所述第一随机接入资源在所述多个随机接入资源中的位置标识所述UE选择的所述第一波束。
17.根据权利要求16所述的接入节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：从所述UE接收第二随机接入资源中的第二随机接入前导，其中所述第二随机接入前导和所述第二随机接入资源至少部分地标识所述UE选择的第二波束，所述第二随机接入资源是分配给所述UE的所述多个随机接入资源中的一个；以及确定不需要与所述第二波束相关联的第二附加信息，并且在此基础上，向所述UE发送响应于所述第二随机接入前导的第三消息，所述第三消息包括第二信息，所述第二信息被设置为不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
18.根据权利要求17所述的接入节点，其特征在于，将所述第一信息设置为第一值，以便请求与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；将所述第二信息设置为第二值，以便不请求与所述第二波束相关联的所述第二附加信息。
19.一种用户设备UE，其特征在于，包括：
内存存储器；以及
与所述内存存储器进行通信的一个或多个处理器，
其中，所述存储器存储有指令；
所述指令被所述一个或多个处理器执行以实现以下方法：
选择第一波束；
从分配给所述UE的多个随机接入资源中选择第一随机接入资源，其中第一随机接入前导和所述第一随机接入资源至少部分地标识所述第一波束；
在所选随机接入资源中向接入节点发送用于指示波束故障恢复请求的所述第一随机接入前导；
从所述接入节点接收响应于所述第一随机接入前导的第一消息；以及
确定所述第一消息包括第一信息，所述第一信息被设置为请求与所述第一波束相关联的第一附加信息的一个或多个第一比特，并且在此基础上，
向所述接入节点发送第二消息，所述第二消息包括与所述第一波束相关联的所述第一附加信息；
其中，所述第一随机接入前导以及所述第一随机接入资源在所述多个随机接入资源中的位置标识所述UE选择的所述第一波束。
20.根据权利要求19所述的UE，其特征在于，与所述第一波束相关联的所述第一附加信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的信道质量信息、所述第一波束在所述随机接入资源内的波束索引、所述第一波束在参考信号波束内的波束索引或所述第一波束的信道状态信息参考信号CSI-RS资源索引CRI。
21.根据权利要求20所述的UE，其特征在于，所述第一波束的所述信道质量信息包括以下内容中的至少一项：所述第一波束的参考信号接收功率RSRP、所述第一波束的参考信号接收质量RSRQ、所述第一波束的信号干扰噪声比SINR或所述第一波束的信噪比SNR。
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