CN111066366B - 波束故障恢复装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于识别基站中的用户设备波束索引的装置和方法。所述基站指示波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源，以及向所述用户设备传输一个或多个同步信号块资源以及一个或多个新波束识别参考信号资源。然后，所述基站接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源，以及基于所述BRACH资源中的信息和所述接收到的其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。

Description

波束故障恢复装置和方法
本发明要求2017年10月17日递交的发明名称为“波束故障恢复装置和方法”的第15/785,834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8月9日递交的发明名称为“波束故障恢复装置和方法”的第62/543,175号美国临时专利申请案的在先申请优先权，这两个专利申请的全部内容均以引入的方式并入本文本中。
技术领域
本发明大体上涉及无线通信网络，尤其涉及用户设备与基站之间的波束故障恢复。
背景技术
随着移动宽带通信的容量需求逐年急剧增加，无线通信系统处理移动流量的能力也在不断提高。在第五代(fifth generation，5G)技术等下一代系统中，毫米波(millimeter-wave，mm-wave)通信等具有潜在的每秒千兆数据速率的高级通信成为提高总体容量和传输速度的候选技术。基站(base station，BS)和移动台(mobile station，MS)都需要高定向波束成形天线，以补偿毫米波频段的高衰减并扩大其传输范围。
发射(transmitting，Tx)波束和接收(receiving，Rx)波束之间的位置不对准可能会大大损失接收功率，尤其是对于使用窄波束的系统，并且会导致波束故障。为了避免这种波束故障，必须使毫米波通信系统中的波束对准，以从所有可能的波束对中找出最佳波束对，从而获得最大波束成形效率。不过在发生波束故障的情况下，采用上报和恢复机制来报告和恢复故障。在3GPP TSG RAN WG1第89次会议期间，一致约定支持使用以物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，PRACH)和物理上行控制信道(Physical UplinkControl Channel，PUCCH)为基础的基于非竞争的信道进行波束故障恢复请求传输。PRACH表示由终端传输的长期演进(Long Term Evolution，LTE)上行信道，传输的目的是建立初始同步，而PUCCH表示LTE上行控制信道，可以包括信道质量指示(Channel QualityIndicator，CQI)信息。
发明内容
根据本发明一方面，提供了一种识别基站中的用户设备波束索引的方法，包括：指示波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源；向所述用户设备传输一个或多个同步信号(synchronization signal，SS)块资源以及一个或多个新波束识别参考信号资源；接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源；以及基于所述BRACH资源中的信息和所述接收到的其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：将每个新波束识别参考信号资源内的所述一个或多个资源的所述组分配给所述用户设备并且向所述用户设备指示所述组的信息，其中所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域覆盖所述BRACH资源中的每一个的一个或多个发射波束的空域，以及所述BRACH资源中的每一个的接收波束的空域覆盖所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域。
可选地，在任一前述方面中，所述SS块资源的数量小于所述新波束识别参考信号资源的数量。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：向所述用户设备指示所述一个或多个资源的所述组与每个BRACH资源中的所述一个或多个新波束识别参考信号的数量之间的映射。
可选地，在任一前述方面中，所述BRACH资源内分配给所述用户设备的所述一个或多个资源在1到每个BRACH资源内的所述新波束识别参考信号的所述数量之间。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：将一个或多个接收RF链中的每一个对应的接收波束的方向设置为与所述BRACH资源处的方向不同。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：当接收所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源时，计算所述一个或多个接收RF链中的每一个的接收信号质量；以及基于具有最高接收信号质量的接收RF链的接收波束方向来识别用户设备方向。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：基于所述BRACH资源的所述信息、所述用户设备方向和所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
根据本发明另一方面，提供了一种设备，包括：含有指令的非瞬时性内存存储器；以及与所述存储器进行通信的一个或多个处理器，其中所述一个或多个处理器执行所述指令以：指示波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源；向所述用户设备传输一个或多个同步信号块资源以及一个或多个波束故障检测参考信号资源；接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源；以及基于所述BRACH资源中的信息和所述接收到的其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
根据本发明又一方面，提供了一种非瞬时性计算机可读介质，存储用于恢复用户设备中的波束故障的计算机指令，所述计算机指令由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：指示波束故障随机接入信道(beam failure randomaccess channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源；向所述用户设备传输一个或多个同步信号块资源以及一个或多个波束故障检测参考信号资源；接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源；以及基于所述BRACH资源中的信息和所述接收到的其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
根据本发明再一方面，提供了一种用于识别基站中的用户设备波束索引的方法，包括：将一个或多个资源分配到新波束识别参考信号索引，其中将至少一个所述资源分配给一个以上的新识别参考信号索引；使用所述一个或多个资源中的一个从用户设备接收波束故障恢复请求(beam failure recovery request，BFRR)；从所述用户设备用来传输所述BFRR的所述一个或多个资源中确定所述新波束识别参考信号；以及向所述用户设备发送波束故障恢复响应(beam failure recovery response，BFRP)，其中所述BFRP包括由所述基站确定的所述新波束识别参考信号。
根据本发明再又一方面，提供了一种用于识别波束索引的方法，包括：识别用于进行波束恢复的新信道状态信息参考信号(new channel state information-referencesignal，CSI-RS)波束，其中所述CSI-RS用作新波束识别参考信号；将波束故障恢复响应(beam failure recovery response，BFRR)从用户设备发送到基站，其中所述BFRR包括同步信号(synchronization signal，SS)块的索引，所述SS块与所述识别的新CS-RS波束的所述CSI-RS在空间上准共址；以及从所述基站接收波束故障恢复响应(beam failurerecovery response，BFRP)，其中所述BFRP包括所述基站为所述用户设备确定作为所述识别的新波束识别参考信号的CSI-RS的索引。
本发明内容简单地介绍了下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中所述的任意或所有缺点的实施方式。
附图说明
本发明各方面通过示例进行说明并且不限于附图，相同的附图标记表示元件。
图1示出了用于传送数据的无线网络。
图2示出了根据示例性实施例的具有发射波束和接收波束的基站。
图3示出了根据图2的物理信道和在物理信道上传输信号。
图4为在检测到波束故障时识别新波束的示例。
图5A和图5B示出了将BRACH资源内的唯一资源分配给用户设备。
图6为参考信号波束映射到同步信号波束的示例。
图7为参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。
图8为参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。
图9为参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。
图10为参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。
图11A至图11D示出了来自基站和用户设备的流程的流程图。
图12示出了基于参考信号关联关系的波束故障恢复请求传输。
图13A示出了根据本发明的可以实现各种方法和教示的示例性用户设备。
图13B示出了根据本发明的可以实现各种方法和教示的示例性基站。
图14示出了能够用于实现各种实施例的网络系统的方框图。
具体实施方式
本发明涉及恢复用户设备与基站之间的波束故障的技术。
用户设备和基站使用下行(downlink，DL)波束对和上行(uplink，UL)波束对来建立连接。通常情况下，例如，由于被阻挡或用户设备旋转或移位，用户设备与基站之间的连接中断，导致波束故障。为了解决这种故障，波束故障恢复机制可以帮助提高高频链路性能。具体而言，公开了一种基于类PRACH(例如，来自PRACH的前导序列具有不同参数)信道的波束故障恢复请求(BFRR或者BFRQ)方法，其中通过BFRR来识别UE的新波束索引。因此，当服务基站(例如gNB)具有多个射频(radio frequency，RF)链时，可以显著降低指示新波束索引而产生的系统开销。在一个实施例中，可以根据不同基站的RF链配置来自适应地调整指示新波束索引而产生的系统开销。
应当理解，本发明实施例可通过许多不同形式来实施，而且所请求保护的范围不应解释为限于本文所陈述的实施例。相反，提供这些实施例使得本发明变得透彻和完整，并向本领域技术人员充分传达发明性实施例概念。事实上，本发明旨在覆盖包括在由随附权利要求书限定的本发明的范围和精神内的替代物、修改和等同物。此外，在以下本发明实施例的详细描述中，陈述许多具体细节以便提供彻底理解。然而，本领域普通技术人员很清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明实施例。
图1示出了用于传送数据的无线网络。通信系统100包括，例如用户设备110A至110C、无线接入网(radio access network，RAN)120A和120B、核心网130、公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)140、互联网150以及其它网络160。其它或替代网络包括私有和公共数据分组网，包括公司内网。虽然图中示出了某些数量的这些组件或元件，但是系统100中可以包括任意数量的这些组件或元件。
在一个实施例中，无线网络可以是第五代(fifth generation，5G)网络，包括至少一个采用正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)和/或非OFDM以及短于1ms(例如100毫秒或200毫秒)的传输时间间隔(transmission timeinterval，TTI)的5G基站，以便与通信设备进行通信。一般而言，基站还可以用来指eNB和5GBS(gNB)中的任一个。另外，网络还可以包括网络服务器，用于处理通过至少一个eNB或gNB从通信设备接收到的信息。
系统100使得多个无线用户能够传输和接收数据和其它内容。系统100可以实现一种或多种信道接入方法，例如但不限于码分多址(code division multiple access，CDMA)、时分多址(time division multiple access，TDMA)、频分多址(frequencydivision multiple access，FDMA)、正交FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)或单载波FDMA(single-carrier FDMA，SC-FDMA)。
配置用户设备(user equipment，UE)110A至110C在系统100中工作和/或通信。例如，用户设备110A至110C用于传输和/或接收无线信号或有线信号。用户设备110A至110C均代表任何合适的终端用户设备并且可以包括如下设备(或可以称为)：用户设备(userequipment/device)、无线传输/接收单元(wireless transmit/receive unit，WTRU)、移动台、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触摸板、无线传感器或消费电子设备。
在所描述的实施例中，RAN 120A和120B分别包括一个或多个基站170A、170B(统称为基站170)。基站170分别用于与UE 110A、110B、110C中的一个或多个进行无线连接，使得能够接入到核心网130、PSTN 140、互联网150和/或其它网络160。例如，基站(basestation，BS)170可以包括若干熟知设备中的一个或多个，例如基站收发信台(basetransceiver station，BTS)、NodeB(NodeB)、演进型基站(evolved NodeB，eNB)、下一代(第五代)(fifth generation，5G)基站(next generation NodeB，gNB)、家庭NodeB、家庭eNodeB、站点控制器、接入点(access point，AP)、无线路由器、服务器、路由器、交换机或有线网络或无线网络下的其它处理实体。
在一个实施例中，基站170A构成RAN 120A的一部分，RAN 120A可以包括其它基站、元件和/或设备。同样地，基站170B构成RAN 120B的一部分，RAN 120B可以包括其它基站、元件和/或设备。基站170分别工作，以在特定地理区或区域内传输和/或接收无线信号，该地理区或区域有时称为“小区”。在一些实施例中，可以采用多入多出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)技术，为每个小区提供多个收发器。
基站170使用无线通信链路通过一个或多个空口(未示出)与用户设备110至110C中的一个或多个进行通信。空口可以采用任何合适的无线接入技术。
预计系统100可以使用多信道接入功能，包括基站170和用户设备110A至110C用于实施长期演进(Long Term Evolution，LTE)无线通信标准、高级LTE(LTE Advanced，LTE-A)和/或LTE广播(LTE Broadcast，LTE-B)的方案等。在其它实施例中，基站170和用户设备110A至110C用于实施UMTS、HSPA或HSPA+标准和协议。当然，也可以采用其它多址方案和无线协议。
RAN 120A和120B与核心网130进行通信，以便为用户设备110A至110C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。应当理解，RAN 120A和120B和/或核心网130可以与一个或多个其它RAN(未示出)进行直接或间接通信。核心网130还可以充当接入其它网络(例如PSTN 140、互联网150和其它网络160)的网关。另外，用户设备110A至110C中的一些或全部可以包括使用不同的无线技术和/或协议通过不同的无线链路与不同的无线网络进行通信的功能。
RAN 120A和120B还可以包括毫米波接入点(access point，AP)和/或微波AP。AP可以是基站170的一部分，也可以位于远离基站170的位置。AP可以包括但不限于连接点(毫米波CP)或能够进行毫米波通信的基站170(例如毫米波基站)。毫米波AP可以在6GHz到100GHz等频率范围内传输和接收信号，但不需要在整个范围内都工作。本文所使用的术语基站是指基站和/或无线接入点。
虽然图1示出了通信系统的一个示例，但是可以对图1进行各种更改。例如，通信系统100可以包括任意数量的用户设备、基站、网络或任何合适配置下的其它组件。还应当理解，术语用户设备可以指任何类型的与蜂窝通信系统或移动通信系统中的无线网络节点进行通信的无线设备。用户设备的非限制性示例包括目标设备、设备到设备(device-to-device，D2D)用户设备、机器类用户设备或能够进行机对机(machine-to-machine，M2M)通信的用户设备、笔记本电脑、PDA、iPad、平板电脑、移动终端、智能手机、笔记本电脑嵌入式设备(laptop embedded equipped，LEE)、笔记本电脑安装式设备(laptop mountedequipment，LME)和USB数据卡。
图2示出了根据示例性实施例的具有发射波束和接收波束的基站。基站202管理划分为一个或多个扇区作为业务覆盖区域的小区204，并且使用波束成形方案来形成多个发射/接收(transmit/receive，Tx/Rx)波束BM1至BM7，这些波束成形方案包括数字波束成形(发射(Transmit，Tx)快速傅里叶逆变换前(pre-Inverse Fast Fourier Transform，pre-IFFT)波束成形/接收(Receive，Rx)快速傅里叶变换后(post-Fast Fourier Transform，post-FFT)波束成形)、模拟波束成形(例如发射IFFT后波束成形/接收FFT前波束成形)，或两者的组合等。基站202通过同时或先后扫描波束成形信号来传输这些波束成形信号，先后扫描是指，例如，从波束BM1开始扫描，到BM7结束。
用户设备(user equipment，UE)，例如用户设备110A至110C(图1)，位于基站202的小区内，可以用于在不支持接收波束成形的情况下全方位地接收信号，在支持接收波束成形时每次使用一种波束成形模式来接收信号，或者在支持接收波束成形时同时使用多种波束成形模式在不同方向上接收信号。
如果用户设备110A至110C不支持接收波束成形，则用户设备110A至110C测量每个发射波束的参考信号(reference signal，RS)的信道质量并向基站202上报测量结果。基站202从多个发射波束中为用户设备110A至110C选择最佳波束。如果用户设备110A至110C用于支持接收波束成形，则用户设备110A至110C测量在每种接收波束模式下从基站202接收到的多个发射波束的信道质量，并向基站202上报所有发射-接收波束对的全部或部分排序较高的测量结果。基站202可以将合适的发射波束分配给用户设备110A至110C。如果用户设备110A至110C能够从基站202接收多个发射波束或者能够支持多个基站发射-用户设备接收的波束对，则基站202可以在考虑分集传输到重复传输或同时传输的情况下选择一个波束。
图3示出了根据图2的物理信道以及在物理信道上传输信号。当用户设备110A至110C(图1)启动或进入小区204(图2)等新小区时，用户设备执行初始小区搜索302。初始小区搜索302涉及获取与gNB 202等基站的同步。具体地，用户设备将其时间同步到gNB，并通过从gNB 202接收主同步信道(Primary Synchronization Channel，P-SCH)和辅同步信道(Secondary Synchronization Channel，S-SCH)来获取小区标识(Identifier，ID)和其它信息。随后，用户设备可以通过从gNB 202接收物理广播信道(Physical BroadcastChannel，PBCH)来获取在小区中广播的信息。在初始小区搜索期间，用户设备可以通过接收下行(downlink，DL)参考信号(downlink reference Signal，DL RS)来监测下行信道状态。
在初始小区搜索之后，用户设备110A至110C可以通过接收物理下行控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)以及基于PDCCH中包含的信息来接收物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)，从而在304处获取详细的系统信息。
如果用户设备110A至110C首先接入gNB 202或没有用于向gNB 202传输信号的无线资源，则用户设备110A至110C可以在306处执行与gNB 202的随机接入过程。在随机接入过程306期间，
在完成上述过程之后，用户设备110A至110C可以从gNB 202接收PDCCH和/或PDSCH并向gNB 202传输物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)和/或PUCCH，这就是308处的通用DL和UL信号传输流程。具体地，用户设备110A至110C在PDCCH上接收下行控制信息(Downlink Control Information，DCI)。例如，该DCI包括控制信息，例如用户设备110A至110C的资源分配信息。
用户设备110A至110C在上行(uplink，UL)信道上向gNB 202传输的或者在DL信道上从gNB 202接收的控制信息包括DL/UL应答/否定应答(ACKnowledgment/NegativeACKnowledgment，ACK/NACK)信号、信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)、预编码矩阵索引(Precoding Matrix Index，PMI)、秩指示(Rank Indicator，RI)等。CQI、PMI、RI等控制信息可以在PUSCH和/或PUCCH上传输。
图4示出了在检测到波束故障时识别新波束的示例。如图所示，gNB具有与参考信号资源1至4对准的发射波束1tx至4tx以及与波束故障随机接入控制信道(beam failurerandom access control channel，BRACH)资源1至4对准的接收波束1rx至4rx。本文所使用的BRACH表示以波束故障报告使用的类物理随机接入信道(physical random accesschannel，PRACH)(也就是说，波束故障报告使用的物理层信道结构可以与PRACH不同)为基础的基于非竞争的信道(波束故障使用的资源是基于非竞争的，即专用的)。
UE 110负责有规律地、周期性地监测波束故障检测参考信号RS，从而确定是否已经检测到波束故障。例如，UE 110测量波束故障检测参考信号RS的接收质量，在这种情况下，波束故障检测参考信号就是从基站中的相应天线端口传输而来的信道状态信息参考信号(Channel State Information–Reference Signal，CSI-RS)。应当理解，通过波束传输的波束故障检测参考信号不限于CSI-RS，而且可以是主同步信号(Primary SynchronizationSignal，PSS)、辅同步信号(Secondary Synchronization Signal，SSS)、增强型SS、发现信号、数据解调参考信号(Data Demodulation–Reference Signal，DM-RS)，等等。
在另一个实施例中，可以监测服务小区内的同步信号(synchronization signal，SS)块，从而确定是否已经检测到波束故障。
一旦UE 110已经检测到波束故障，通过监测新波束识别参考信号并基于测量到的接收质量，选择接收质量好的波束1tx至4tx，UE 110就可以识别新候选波束。在一个实施例中，新波束识别参考信号是CSI-RS。在另一个实施例中，新波束识别参考信号是SS块。在另一个实施例中，波束识别包括UE 110监测所有波束资源(周期性CSI-RS)。在另一个实施例中，波束识别包括UE 110监测服务小区(未示出)内的波束资源(周期性CSI-RS)和SS资源(块)。
一旦UE 110已经检测到波束故障并选择了新候选波束，UE 110就向基站(例如gNB202)发送波束故障恢复请求(beam failure recovery request，BFRR)传输。为了发送BFRR，gNB可以在UE 110传输BFRR之前为每个UE 110配置BRACH区内的唯一BRACH前导。也就是说，gNB可以调度信道来上报波束故障(即BRACH)并通知UE 110。下文进一步论述gNB202调度BRACH。
在波束恢复的情况下，UE 110则可以使用BRACH前导来发送BFRR。在一个实施例中，gNB可以在一个或多个资源中发出多个SS，其中不同资源上SS的波束成形不同。也就是说，gNB 202可以使用不同时间帧内的不同波束来发出多个资源，如图4所述。
在另一个实施例中，gNB 202可以调度时域中的多个BRACH资源。因此，gNB 202可以指示BRACH资源与SS资源之间的固定关系。例如，SS资源(SS资源1至4)中的每一个均具有BRACH资源(BRACH资源1至4)中的每一个的对应接收波束成形，使得存在一对一关联关系(例如，结合附图，SS资源1的发射波束与BRACH资源1的接收波束存在波束对应关系)。
在所描述的示例中，出于论述目的，SS资源用作新波束识别参考信号，而且存在四(4)个SS资源和四(4)个BRACH资源，其中SS资源的发射波束1tx至4tx中的每一个与BRACH资源1至4的接收波束1rx至4rx中的每一个分别存在波束对应关系。应当理解，所公开的实施例是非限制性的，可以采用UE、基站、发射波束、接收波束、SS资源、CSI-RS资源和BRACH资源的任何数量的配置。
在该示例中，当UE 110测量SS资源1至4时，UE 110将SS资源3识别为具有最高接收信号质量(接收信号质量可以通过各种方式进行测量，例如参考信号接收功率(referencesignal received power，RSRP)(RSRP可以使用传统技术进行测量)或者接收参考信号的信噪比)。随后，当UE 110向所有BRACH资源1至4传输先前分配的(如由gNB 202调度的)BRACH前导时，gNB 202在BRACH资源3上接收具有最高接收功率的前导，UE 110将BRACH资源3识别为具有最高RSRP。在另一示例中，UE 110传输先前分配给对应于SS资源的BRACH资源的BRACH前导，UE 110已经将该BRACH资源识别为具有最高接收信号质量。在这种情况下，gNB202仅在BRACH资源3上从UE 110接收BRACH前导。
然而，虽然gNB能够使用SS资源(例如SS资源1至4)来确定新波束识别，但是gNB202不能使用CSI-RS资源来检测新波束识别。由于在大多数操作场景下CSI-RS资源比SS资源窄(图7示出了SS资源内的较窄CSI-RS资源的示例，其中每个SS资源由4个CSI-RS资源组成)，所以gNB 202无法检测到CSI-RS资源。不过，每个BRACH资源与每个SS资源保持波束对应关系。因此，当UE 110使用CSI-RS资源找到新波束时，UE 110将发送对应于CSI-RS所属的SS资源的BRACH资源。基于UE 110向gNB 202发送的BRACH资源，gNB 202接收对应的BRACH前导，从而使gNB 202能够识别对应于CSI-BS资源的SS资源。不过，gNB 202在没有额外信息的情况下无法识别SS资源内的特定CSI-RS资源。因此，需要传输关于UE 110的新波束的额外信息，这就需要额外的系统开销。
图5A和图5B示出了将BRACH资源内的唯一资源分配给用户设备。出于论述目的，假设了若干个因素。在UE 110发送BFRR之前，gNB 202首先将对应于UE ID和新候选波束索引(new candidate beam index，NBI)(即候选波束或新波束)的唯一资源的分配通知给UE110。也就是说，BFRR包括UE 110的ID和UE 110识别的NBI。在一个实施例中，UE 110可以不选择优选波束，这不作为本发明的一部分进行讨论；gNB 202可以(或可以不)具有多个RF链；gNB 202和UE 110均具有波束对应关系。因此，gNB 202和UE 110可以基于接收波束来识别发射波束，gNB 202和UE 110可以基于发射波束来识别接收波束；CSI-RS既用作波束故障检测RS又用作新波束识别RS；SS资源块中的波束数量可以等于或小于CSI-RS中的波束数量。例如，单个SS波束由K个CSI-RS波束组成，其中K是单个SS波束中的CSI-RS波束的数量(K≥1)。
结合附图，图5A示出了频分复用(Frequency Division Multiplexing，FDM)下的唯一资源的分配，图5B示出了时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)下的唯一资源的分配。出于论述目的，在以下示例中，每个SS波束中存在4个CSI-RS波束：C1、C2、C3和C4。
在一个实施例中，当gNB 202将BRACH资源内的唯一资源分配给UE 110时，不同的资源可以是，例如不同的BRACH前导、在不同时间TDM下分配的唯一BRACH前导(图5B)、在不同的频率资源FDM下分配的唯一BRACH前导(图5A)或者上述情况的组合。如图所示，每个描述的BRACH前导是一个资源。例如，在图5A中，第一列BRACH#1具有四个资源，每个资源由单个BRACH块表示。
在另一个实施例中，gNB 202将SS资源分配给UE 110，使得一个分配的SS资源对应于一个以上的CSI-RS波束。
在另一个实施例中，BRACH资源内存在四个CSI-RS波束(C1、C2、C3和C4)，而且gNB202只将BRACH资源内的两个资源(相比于4个)分配给UE 110。将这两个资源命名为R1和R2，由gNB 202指示给UE 110，其中R1表示C1和C2，R2表示C3和C4(在一个实施例中，该信息可以通过预定方式隐式指示)。因此，如果UE 110将优选波束识别为C1或C2，则选择R1；如果UE110将优选波束识别为C3或C4，则选择R2。相比于使用4个资源(C1至C4)，使用两个资源(R1和R2)使得资源数量减少了50％。
在另一个实施例中，gNB 202为一个以上的新波束识别RS索引分配一个资源，用于波束故障恢复。当UE 110发生波束故障并且UE 110识别到新波束时，UE 110在对应于所识别的新波束(新波束识别RS索引)的资源上传输BFRR，其中该资源表示一个以上的新波束识别RS索引。在该资源上接收UE 110在BRACH资源处发送的BFRR之后，gNB 202确定使用来自UE 110的哪个新波束识别RS索引，并且gNB 202向UE返回波束故障恢复响应(beam failurerecovery response，BFRP)，其中BFRP包括gNB确定的新波束识别RS索引。
在另一个实施例中，当UE 110发生波束故障时，将CSI-RS用作新波束识别RS，而且UE 110识别新CSI-RS波束进行波束恢复。然后，UE 110在对应于SS波束的资源上传输BFRR，该SS波束与识别出的用于进行波束恢复的新CSI-RS波束准共址(该SS波束覆盖识别出的新CSI-RS波束)。在在资源上接收UE 110在BRACH资源处发送的BFRR之后，gNB202确定使用来自UE 110的哪个新波束识别RS索引，并且gNB 202向UE 110返回BFRP，其中BFRP包括gNB202确定的新波束识别RS索引(CSI-RS索引)。
在又一个实施例中，gNB 202具有多个RF链(gNB可以识别出的接收路径)。由于存在多个RF链，gNB 202可以在多个假设(BRACH前导)中搜索UE 110的新候选波束索引，同时搜索为UE 110分配的每个资源。这结合图7等进行描述(在下文更详细地论述)，其中UE 110分配有一个BRACH前导，gNB 202具有检查不同波束方向RX1至RX4(与每个CSI-RS波束相匹配)的不同RF链，gNB 202能够确定来自UE 110的哪一个CSI-RS波束(由CSI#13至CSI#16指示)是新候选波束。通过使用本技术，即便gNB 202具有一个以上的RF链，UE110也只占用一个BRACH前导。这种方式可以减小指示UE的新候选波束的索引的大小(在下文示例中说明)。
在一个实施例中，gNB 202负责指示BRACH资源内分配给UE 110的资源的数量(N_R)，以及到BRACH资源内的一个或多个CSI-RS的组的映射。下文结合表1和以下等式详细描述了N_R个资源与对应CSI-RS资源的索引之间的映射(K，N_R)的示例。
表1
Figure BDA0002380795280000091
Figure BDA0002380795280000101
在一个实施例中，对于给定的(K，N_R)对，将BRACH资源内的第k个波束故障检测RS波束映射到分配给UE的第mod(k,N_R)个资源和BRACH资源索引[0,N_R–1]，其中，0≤k≤K–1。
在另一个实施例中，对于给定的(K，N_R)对，将BRACH资源内的第k个波束故障检测RS波束映射到分配给UE的第(mod(k–1,N_R)+1)个资源和BRACH资源索引[1,N_R]，其中，1≤k≤K。
在又一个实施例中，对于给定的(K，N_R)对，将BRACH资源内的第k个波束故障检测RS波束映射到分配给UE的第mod(k–1,N_R)个资源和BRACH资源索引[0,N_R–1]，其中，1≤k≤K。
图6示出了参考信号波束映射到同步信号波束的示例。在本示例中，K＝1(回想上文，K是单个SS波束中的RS波束的数量)，而且RS波束是映射到每个SS波束的CSI-RS波束。因此，在本示例中，BRACH资源内分配给UE的资源的数量(N_R)等于1。
出于论述目的，图6示出的非限制性操作示例显示了具有四个SS资源#1至#4的SS块和分配给参考信号CSI-RS的对应数量的资源(CSI-RS资源#1至#4)。在发生波束故障之前，基站(gNB)202指示分配给UE 110的资源的数量(N_R＝1)，gNB 202向UE 110分配和指示BRACH前导。gNB 202还传输第i个SS块资源和第i个CSI-RS资源的波束成形，并从UE 110接收具有波束对应关系的第i个BRACH资源的波束成形(1≤i≤4)。例如，gNB 202传输第4个SS块资源和第4个CSI-RS资源的波束成形，并从UE 110接收具有相同空间滤波(波束对应关系)的第4个BRACH资源的波束成形。
在发生波束故障时，UE 110识别波束故障并测量每个新波束识别RS(本示例中为CSI-RS)资源的信号质量，然后向gNB 202传输BFRR。在本示例中，UE 110识别出资源#4的信号质量在候选CSI-RS资源中是最佳的(即，在4个CSI-RS资源#1至#4中是最佳的，UE 110确定CSI-RS资源#4是进行波束传输的最佳新候选资源)，并且传输(先前由gNB分配的)CSI-RS资源#4到BRACH资源#4的BRACH前导。gNB 202接收UE 110在BRACH资源#4处发送的BRACH前导并确认UE 110通过UE 110的优选波束向gNB发送BFRR，该优选波束被指示为对应于CSI-RS#4的波束。
图7示出了参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。在本示例中，单个SS波束区域可能会覆盖多个CSI-RS波束区域(即K>1)。例如，如图所述，SS波束#4覆盖CSI-RS波束CSI#13至CSI#16。在一个实施例中，这通过gNB 202指示BRACH资源内分配给UE 110的资源(即BRACH子资源BRACH 4-1至BRACH 4-4，如图9所述)的数量(N_R)以及到BRACH资源内的CSI-RS组的相应映射来完成，其中1≤N_R≤K。
如果UE的优选(候选)波束是SS波束(例如SS#4)所覆盖的CSI-RS波束(例如CSI#13至CSI#16)中的任一个，则UE 110可以发送一个资源，该资源映射到BRACH资源内对应于UE优选波束的CSI-RS，该资源与SS波束存在波束对应关系。在一个实施例中，BRACH资源内的资源与CSI-RS组之间的映射可以由gNB 202显式指示，还可以在没有显式指示的情况下预定。
在图7所示的示例中，gNB 202具有已分配的四个SS块资源(SS#1至SS#4)和十六个CSI-RS资源(CSI#1至CSI#16)，其中每个SS波束(SS#1至SS#4)由四个CSI-RS波束组成(K＝4)。例如，SS#4具有四个CSI-RS波束CSI#13至CSI#16。
第i个SS块资源的gNB发射波束覆盖第4(i–1)+1个、第4(i–1)+2个、第4(i–1)+3个和第4(i–1)+4个CSI-RS资源的发射波束。例如，SS#1、SS#2、SS#3和SS#4的发射波束分别覆盖CSI-RS#1至#4、CSI-RS#5至#8、CSI-RS#9至#12和CSI-RS#13至#16。
如图所示，gNB 202具有四个接收天线链(RX1至RX4)。gNB 202还在发生波束故障之前向UE 110指示N_R＝1，并向UE 110分配和指示BRACH前导，如上文结合图6所述。如果UE的优选(候选)波束是SS波束所覆盖的CSI-RS波束中的任一个，则UE 110向gNB 202发送覆盖CSI-RS波束的BRACH资源内的(如先前由gNB分配的)BRACH前导。
由于gNB 202具有四个接收天线链，所以每个天线链的接收波束指向BRACH资源内的每个CSI-RS波束。例如，RX1、RX2、RX3和RX4的接收波束与CSI#13、CSI#14、CSI#15和CSI#16的发射波束具有相同的空间滤波。当UE 110识别出已经发生了波束故障时，UE 110测量每个新波束识别RS(本示例中为CSI-RS)资源的信号质量，如上所述。
在随后的示例中，在已经检测到波束故障之后，UE 110识别出CSI-RS#15的信号质量在候选CSI-RS资源中是最佳的。例如，UE 110基于测量到的RSRP来确定CSI-RS#15的信号质量是最佳的。由于CSI-RS#15对应于BRACH资源#4，所以UE 110在BRACH资源#4处传输gNB202分配的BRACH前导。
在每个BRACH资源处，gNB的天线链RX1至RX4接收从UE 110传输而来的BRACH前导，并且确定是否检测到该BRACH前导以及该BRACH前导是否与先前由gNB 202分配的CSI-RS波束CSI#13至CSI#16中的任一个相匹配。由于UE位于CSI#15的区域内，所以gNB的天线链RX3检测到BRACH前导，确定UE 110将BFRR与UE 110的对应于CSI-RS#15的优选波束一起发送给gNB，并且在BRACH资源#4上接收传输。
图8示出了参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。在本示例中，单个SS波束区域可能会覆盖多个CSI-RS波束区域(即K>1)，类似于图7。
在示例性实施例中，gNB 202具有已分配的四个SS块资源(SS#1至SS#4)和十六个CSI-RS资源(CSI#1至CSI#16)，其中每个SS波束由四个CSI-RS波束组成(K＝4)，第i个SS块资源的gNB 202发射波束覆盖第4(i–1)+1个、第4(i–1)+2个、第4(i–1)+3个和第4(i–1)+4个CSI-RS资源的发射波束，类似于图7的实施例。
然而，在图8的实施例中，gNB 202具有两个接收天线链RX1和RX2(相比于四个天线链)。因此，gNB 202在发生波束故障之前向UE 110指示N_R＝2，并且向UE 110分配和指示两个BRACH前导(seq1，seq2)。
除上文提供的信息之外，UE 110在发生波束故障之前通过gNB 202的显式指示或在没有显式指示的情况下通过预定规则获知每个BRACH前导与对应CSI-RS资源之间的以下映射：(1)第4(i–1)+1个和第4(i–1)+3个CSI-RS资源使用seq1，第4(i–1)+2个和第4(i–1)+4个CSI-RS资源使用seq2，(2)如果UE的优选波束是SS波束所覆盖的CSI-RS波束中的任一个，则UE110发送覆盖CSI-RS波束的BRACH资源内的对应BRACH前导(seq1或seq2)，(3)gNB 202处的第i个SS块资源的发射波束成形与gNB 202处的第i个BRACH资源的接收波束成形存在波束对应关系(1≤i≤4)。
gNB 202用来直接指示映射的另一映射示例如下表2所示：
表2
CSI# BRACH资源 BRACH前导
1 1 seq1
2 1 seq2
3 1 seq1
4 1 seq2
5 2 seq1
6 2 seq2
7 2 seq1
8 2 seq2
9 3 seq1
10 3 seq2
11 3 seq1
12 3 seq2
13 4 seq1
14 4 seq2
15 4 seq1
16 4 seq2
在表2的示例中，gNB 202指示每个CSI-RS与(BRACH资源，BRACH前导)之间的映射，没有指示SS索引，而且可以将相同的BRACH资源和BRACH前导分配给多个CSI#。
在先前的示例中，当UE 110识别到波束故障时，UE 110测量每个资源(即新波束识别RS，在这种情况下是CSI-RS)的信号质量。UE 110识别出CSI-RS#15的信号质量是候选CSI-RS资源中最佳的。由于CSI-RS#15对应于BRACH#4和BRACH前导(seq1)，所以UE110在BRACH资源#4处传输对应的BRACH前导(seq1)，如上所述。
在每个BRACH资源(BRACH资源#1至#4)处，gNB的天线链RX1覆盖第4(i–1)+1个和第4(i–1)+2个CSI-RS波束，天线链RX2覆盖第4(i–1)+3个和第4(i–1)+4个CSI-RS波束。因此，gNB 202的天线链RX1检查第4(i-1)+1个和第4(i-1)+2个CSI-RS资源的BRACH前导接收，gNB202的天线链RX2检查第4(i–1)+3个和第4(i–1)+4个CSI-RS资源的BRACH前导接收。
根据本示例，在BRACH资源#4处，由于UE 110位于CSI#15的区域内，所以gNB 202的发射链RX2检测到BRACH前导(seq1)。由于gNB 202的天线链RX2覆盖CSI#15和CSI#16资源，而且检测到的BRACH前导(seq1)被分配给UE的CSI#13和CSI#15资源，所以只有CSI-RS#15同时满足两个条件。因此，在接收之后，gNB 202确定UE 110将BFRR发送给了gNB 202，该BFRR包括对应于CSI-RS#15的UE优选波束。
图9示出了参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。在本示例中，单个SS波束区域可能会覆盖多个CSI-RS波束区域(即K>1)，类似于图7和图8。
在示例性实施例中，gNB 202具有已分配的四个SS块资源(SS#1至SS#4)和十六个CSI-RS资源(CSI#1至CSI#16)，其中每个SS波束由四个CSI-RS波束组成(K＝4)，第i个SS块资源的gNB 202发射波束覆盖第4(i–1)+1个、第4(i–1)+2个、第4(i–1)+3个和第4(i–1)+4个CSI-RS资源的发射波束，类似于图7和图8的实施例。
然而，在图9的实施例中，gNB具有1个接收天线链(未示出)，并向UE 110分配和指示BRACH前导。在本示例中，gNB 202在发生波束故障之前向UE 110指示N_R＝4。
在一个实施例中，每个BRACH资源由四个BRACH子资源4-1、4-2、4-3和4-4组成，其中每第j个BRACH子资源映射到第4(i-1)+j个CSI-RS资源。如果UE的优选波束是SS波束(SS#1至SS#4)所覆盖的CSI-RS波束(CSI-RS#13至CSI-RS#16)中的任一个，则UE 110在BRACH资源内的对应BRACH子资源(该BRACH子资源能够使用不同的频率资源或时间资源，在本示例中，使用了不同的时间资源)处发送对应BRACH前导，BRACH子资源与SS波束存在波束对应关系。
第i个SS块资源的发射波束成形与来自gNB 202的第i个BRACH资源的接收波束成形存在波束对应关系(其中1≤i≤4)。当UE 110识别到波束故障时，UE 110测量每个资源(即新波束识别RS，在这种情况下是CSI-RS)的信号质量(例如RSRP)。
UE 110识别出CSI-RS#15的信号质量是候选CSI-RS资源中最佳的。由于CSI-RS#15对应于BRACH#4和BRACH子资源#3，所以UE 110在BRACH资源#4中的BRACH子资源#3处传输BRACH前导。然后，gNB 202在BRACH资源#4中的BRACH子资源#3处接收分配给UE 110的BRACH前导，并确认UE 110向gNB 202发送了BFRR，该BFRR包括对应于CSI-RS#15的UE优选波束。
图10示出了参考信号波束映射到同步信号波束的另一示例。类似于上述示例，单个SS波束区域可能会覆盖多个CSI-RS波束区域(即K>1)。然而，与UE 110由单个CSI-RS波束覆盖的先前示例不同，在这里，UE 110位于两个波束(CSI#15和CSI#16)之间的覆盖区域内。
gNB 202具有已分配的四个SS块资源(SS#1至SS#4)和十六个CSI-RS资源(CSI#1至CSI#16)，其中每个SS波束由四个CSI-RS波束组成(K＝4)，第i个SS块资源的gNB 202发射波束覆盖第4(i–1)+1个、第4(i–1)+2个、第4(i–1)+3个和第4(i–1)+4个CSI-RS资源的发射波束，如上所述。
如图所示，gNB 202具有四个天线链RX1至RX4，并在发生波束故障之前向UE 110指示N_R＝1。gNB 202向UE 110分配和指示BRACH前导。如果UE的优选波束是SS波束(SS#4)所覆盖的CSI-RS波束(CSI-RS#13至CSI-RS#16)中的任一个，则UE 110发送覆盖CSI-RS波束的BRACH资源内的BRACH前导。
由于gNB 202具有四个接收天线链，所以每个天线链的接收波束指向BRACH资源内的每个CSI-RS波束。例如，RX1、RX2、RX3和RX4的接收波束与CSI#13、CSI#14、CSI#15和CSI#16的发射波束具有相同的空间滤波。当UE 110识别到波束故障时，UE 110测量每个资源(即新波束识别RS，在这种情况下位CSI-RS)的信号质量(例如RSRP)。
UE 110识别出CSI-RS#16的信号质量是候选CSI-RS资源中最佳的。由于CSI-RS#16对应于BRACH#4，所以UE 110在BRACH资源#4处传输BRACH前导。
在每个BRACH资源处，gNB的天线链RX1至RX4接收从UE 110传输而来的BRACH前导，确定是否检测到该BRACH前导并确定该BRACH前导是否与先前由gNB 202分配的CSI-RS波束CSI#13至CSI#16中的任一个相匹配。在BRACH资源#4处，gNB天线链RX3和RX4检测到分配给UE 110的BRACH前导。不过，RX3天线处的接收功率高于RX4天线处的接收功率。相应地，gNB202确认UE 110向gNB 202发送了BFRR，而且UE的优选波束对应于CSI-RS#15。
图11A和图11B示出了来自基站(图11A)和用户设备(图11B)的流程的流程图。在流程图中，出于论述目的，由基站或用户设备中的一个来实施这些流程。然而，应当理解，流程可以由附图中的任一个或多个中公开的任何组件或设备来实施，并且所公开实施例是非限制性的。
结合图11A，在1102处，基站(例如gNB 202)指示对应于波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给用户设备的资源的数量(N_R)的信息。gNB 202向用户设备传输同步信号(synchronization signal，SS)块资源(1104处)和新波束识别参考信号资源(例如CSI-RS)(1106处)，其中SS块资源中的每一个的发射波束的空域覆盖BRACH资源中的每一个的一个或多个发射波束的空域。
在1108处，gNB 202接收BRACH资源内分配给对应于BRACH资源的用户设备的资源组中的其中一个资源，其中BRACH资源中的每一个的接收波束的空域覆盖SS块资源中的每一个的发射波束的空域。
在1110处，gNB 202基于BRACH资源中的信息和接收到的其中一个资源来识别用户设备的优选波束索引。
结合图11B，在1112处，UE 110识别由gNB 202分配的资源的数量(N_R)，并测量SS块资源(1114处)和新波束识别参考信号资源(1116处)，如上所述。
在1118处，UE 110基于1116处的测量结果来确定优选波束索引，在1120处根据优选波束索引来确定UE的资源。在1122处，在BRACH资源处向gNB 202传输确定的资源。
参见图11C，描述了一个流程图，其中将资源组分配给UE 110，gNB 202向UE 110指示该资源组的映射以及关于新波束识别RS的数量的信息。
在1123处，gNB 202将每个BRACH资源内的资源组分配给UE 110并向UE 110指示关于该组的信息。具体地，在1126处，对于发射波束，SS块资源中的每一个的发射波束的空域覆盖BRACH资源中的每一个的发射波束的空域(1128)，而对于接收波束，BRACH资源中的每一个的接收波束的空域覆盖SS块资源中的每一个的发射波束的空域(1130)。
在1132处，gNB 202向UE 110指示资源组与每个BRACH资源中的波束故障检测RS的数量之间的映射。
参考图11D，在1134处，gNB 202将接收RF链中的每一个的接收波束的方向设置为与BRACH资源处的方向不同。在1136处，gNB 202在从UE 110接收资源组中的资源之后计算接收RF链中的每一个的接收信号强度(例如RSRP)，并且在1138处，基于具有最高接收信号强度的接收RF链的接收波束方向来识别UE 110的方向。在1140处，gNB 202基于BRACH资源的信息、UE方向和资源组中的资源来识别UE的优选波束索引。
图12示出了基于参考信号关联关系的波束故障恢复报告传输。
2017年4月3日至7日在美国斯波坎市的3GPP TSG RAN WG1第88次二次会议上，RAN1主持人的笔记RAN1_88b记录到，一致约定“波束故障检测RS至少包括用于进行波束管理的周期性CSI-RS”。2017年5月15日至19日在中国杭州的3GPP TSG RAN WG1第89次会议上，RAN1主持人的笔记RAN1_89记录到，一致约定“当至少在只有CSI-RS用于新候选波束识别的情况下检测到波束故障并识别到候选波束时”。因此，新识别的波束索引n至少包括UE110处的CSI-RS波束索引，例如CRI。
2017年5月15日至19日在中国杭州的3GPP TSG RAN WG1第9次会议上，RAN1主持人的笔记RAN1_89记录到，一致约定“支持CSI-RS资源内的天线端口与小区中的SS块(或SS块时间索引)的天线端口之间的空间准共址(quasi-colocation，QCL)假设”，同时“UE特定NR-PDCCH的QCL配置是通过RRC和MAC-CE信令进行的”。例如，假设gNB202持有一组要进行同步的M个SS信号SS1……SSm……SSM。由此可见，对于任一组CSI-RS波束，例如CRI1……CRIn……，gNB可以将CSI-RS与SS之间的QCL关系指示给UE 110。因此，根据新识别的波束索引n，UE 110可以推断出具有索引m的对应SS，使得SSm和CRIn在空间上准共址。
在一个实施例中，单个SS信号可以与一个以上的CSI-RS信号存在空间QCL关系。也就是说，单个SS信号的波束宽度可以比单个CSI-RS信号的宽，如上所述。如果Φm是与SSm存在空间QCL关系的一组CSI-RS信号(不考虑顺序)，则在不失一般性的情况下，令CRIn为信号集合Φm内的第i个CSI-RS。由于n可以由{m,i}对唯一地识别，因此应该清楚，为了使gNB202获取新识别的波束索引n，UE 110指示SS索引m以及信号集合Φm内的CRIn的副索引i就足够了，其中CRIn与SS索引m在空间上准共址。
2017年5月15日至19日在中国杭州的3GPP TSG RAN WG1第89次会议上，RAN1主持人的笔记RAN1_89记录到，一致约定支持“以PRACH为基础的基于非竞争的信道，其使用与其它PRACH传输的资源正交的资源，至少在FDM情况下”，如图12所示，其中初始接入使用的PRACH资源与波束故障恢复(beam failure recover，BFR)使用的BRACH(BFR RACH)资源频分复用。在一个实施例中，附图示出了SS区和BRACH区，在SS区中，gNB202使用多个发射预编码器传输多个SS信号(SS#1至SS#3)的；在BRACH区中，在以FDM方式分配多个BRACH资源(BRACH#1至BRACH#3)和PRACH资源的同时gNB 202使用多个接收预编码器/合并器进行接收。对于使用特定发射预编码器的每个SS信号，存在唯一的BRACH资源，其使用对应于接收器组合器的波束并且具有固定的相对时频关系。换句话说，对于M个SS信号SS1……SSm……SSM，存在具有一对一映射关系的M个BRACH资源BRACH1……BRACHm……BRACHM。
从UE 110的角度来看，可以通过在第m个BRACH资源BRACHm上发送BFRR以隐式方式指示SS索引m(CRIn与SS索引m在空间上准共址)，BRACHm与SSm存在一对一映射关系。通过分析使用了哪个BRACH资源，gNB 202可以检测到SS索引m。
在一个实施例中，可以使用若干种不同方法单独指示信号集合Φm内CRIn的副索引i。例如，当UE 110已经获得传输授权时，可以显式指示副索引i。在另一示例中，可以提前为每个UE 110分配多个唯一序列，其中每个序列表示信号集合Φm内的一个副索引。因此，可以通过在UE侧选择合适的序列来向gNB 202隐式指示副索引i。通过分析使用的前导序列，gNB202可以检测到UE 110的身份和副索引i。
在又一示例中，可以为每个UE 110分配多个BRACH子资源，在这些子资源上可以传输前导序列，其中每个BRACH子资源表示信号集合Φm内的一个副索引。因此，可以通过在UE侧选择合适的BRACH资源来向gNB 202隐式指示副索引i。通过分析使用的BRACH资源，gNB202可以检测到副索引i。
其它实施例可以包括以下方面中的任一个：一个或多个资源的组中的资源为不同BRACH前导；一个或多个资源的组中的资源为在BRACH资源内分配的不同时隙中分配的BRACH前导；一个或多个资源的组中的资源为在BRACH资源内分配的不同频率块中分配的BRACH前导；CSI-RS用作波束故障检测参考信号；关于一个与每个BRACH资源内的波束故障检测参考信号的数量之间的映射的信息在没有显式指示的情况下预定；将第k个波束故障检测参考信号映射到分配给UE的第mod(K,N_R)个资源，其中K表示每个BRACH资源中的波束故障检测参考信号中的第三个，N_R表示分配给UE的一个或多个资源的组中的资源，mod(x,y)运算符表示x除以y之后的余数。
图13A示出了根据本发明的可以实现各种方法和教示的示例性用户设备。如图所示，UE1300包括至少一个处理器1304。处理器1304执行UE 1300的各种处理操作。例如，处理器1304可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或者任何其它使UE 1300能够在系统100(图1)中工作的功能。处理器1304可以包括用于执行一个或多个操作的任何适当的处理设备或计算设备。例如，处理器1304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。
UE 1300还包括至少一个收发器1302。收发器1302用于调制数据或其它内容以通过至少一个天线1310进行传输。收发器1302还用于解调通过至少一个天线1310接收的数据或其它内容。每个收发器1302均可以包括任何适当的结构，用于生成信号进行无线传输和/或处理无线接收的信号。每个天线1310均包括任何适当的结构，用于传输和/或接收无线信号。应当理解，UE 1300中可以使用一个或多个收发器1302，UE 1300中可以使用一个或多个天线1310。虽然收发器1302示为单个功能单元，但是还可以使用至少一个发射器和至少一个单独接收器来实现收发器1302。
UE 1300还包括一个或多个输入/输出设备1308。输入/输出设备1308有助于与用户进行交互。每个输入/输出设备1308包括任何适当的结构，用于为用户提供信息或从用户接收信息，例如扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏。
另外，UE 1300包括至少一个存储器1306。存储器1306存储UE 1300使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器1306可以存储处理器1304执行的软件指令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1306均包括任何适当的易失性和/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(randomaccess memory，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，等等。
图13B示出了根据本发明的可以实现各种方法和教示的示例性基站。如图所示，基站1350包括至少一个处理器1358、至少一个发射器1352、至少一个接收器1354、一个或多个天线1360和至少一个存储器1356。处理器1358执行基站1350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。每个处理器1358均包括用于执行一个或多个操作的任何适当的处理设备或计算设备。例如，每个处理器1358均可以包括微处理器、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。
每个发射器1352均包括任何适当的结构，用于生成信号以无线传输到一个或多个UE或其它设备。每个发射器1354均包括任何适当的结构，用于处理从一个或多个UE或其它设备无线接收的信号。虽然至少一个发射器1352和至少一个接收器1354示为单独的组件，但它们可以组合成收发器。每个天线1360均包括任何适当的结构，用于传输和/或接收无线信号。虽然常见天线1360在这里示为分别耦合到发射器1352和接收器1354，但一个或多个天线1360可以耦合到发射器1352，一个或多个单独的天线1360可以耦合到接收器1354。每个存储器1356均包括任何适当的易失性和/或非易失性存储和检索设备。
图14为能够用于实现各种实施例的网络设备的框图。特定网络设备可利用所有示出的组件或仅这些组件的子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，网络设备1400可以包含部件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器，等等。网络设备1400可以包括配备一个或多个输入/输出设备的处理单元1401，例如网络接口、存储接口，等等。处理单元1401可以包括连接到总线1470的中央处理器(central processing unit，CPU)1410、存储器1420、大容量存储设备1430和I/O接口1460。总线1470可以为任何类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或者存储控制器、外设总线，等等。
CPU 1410可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器1420可包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(static random access 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)或其组合，等等。在一个实施例中，存储器1420可以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。在各种实施例中，存储器1420是非瞬时的。在一个实施例中，存储器1420包括：接收模块1421A，从BRACH资源内分配给对应于BRACH资源的用户设备的一个或多个资源的组中接收其中一个资源；识别模块1421B，基于BRACH资源中的信息和接收到的其中一个资源来识别用户设备的优选波束索引；分配模块，将每个BRACH资源内的一个或多个资源的组分配给用户设备，并将该组的信息指示给用户设备；指示模块1421C，指示波束故障随机接入信道(beam failure randomaccess channel，BRACH)资源内分配给用户设备的一个或多个资源；以及传输模块1421D，向用户设备传输一个或多个同步信号(synchronization signal，SS)块资源以及一个或多个波束故障检测参考信号资源。
大容量存储器设备1430可以包括任何类型的存储设备，该存储设备用于存储数据、程序和其它信息并使这些数据、程序和其它信息能够通过总线1470访问。大容量存储器设备1430可以包括，例如固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器，等等。
处理单元1401还包括一个或多个网络接口1450，网络接口1450可以包括以太网电缆等有线链路，和/或到接入节点或者一个或多个网络1480的无线链路。网络接口1450允许处理单元1401通过网络1480与远程单元进行通信。例如，网络接口1450可以通过一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线来提供无线通信。在一个实施例中，处理单元1401耦合到局域网或广域网以进行数据处理以及与远程设备进行通信，这些远程设备包括例如其它处理单元、互联网、远程存储设施，等等。
应当理解，本主题可以通过多种不同的形式来体现，且不应解释为限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本主题将变得透彻和完整，并将向本领域技术人员充分传达本发明。事实上，本主题旨在覆盖包括在由随附权利要求书限定的主题的精神和范围内的替代物、修改和等同物。此外，在以下本主题的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本主题的透彻理解。然而，本领域普通技术人员很清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实践本主题。
本文结合根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明各方面。将理解，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置中的处理器以生成机器，这样，这些通过计算机中的处理器或其它可编程指令执行装置执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的机制。
非瞬时性计算机可读介质包括所有类型的计算机可读介质，包括磁性存储介质、光存储介质、固态存储介质，但具体不包括信号。应当理解，软件可以安装在计算机中并与计算机一起出售。可选地，可以获取软件并加载到设备中，包括通过磁盘介质或从网络或分发系统中获取软件，例如，包括从属于软件开发者的服务器或从不属于软件开发者但为其所用的服务器中获取软件。例如，软件可以存储在服务器上，以通过互联网进行分发。
本文中使用的术语仅仅是出于描述特定方面的目的，并非旨在限制本发明。除非上下文清楚说明，否则本文所使用的单数形式“一”和“所述”包括其复数形式。应当进一步理解，本说明书中使用的术语“包括”用于说明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们形成的组。
本发明的描述仅出于说明和描述目的而提出，并非旨在详尽无遗或以任何所公开的形式限制本发明。在不偏离本发明的范围和精神的前提下，多种修改和变体对本领域技术人员而言是显而易见的。为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解如适合所设想的特定用途的、具有各种修改的本发明，选择和描述本发明各个方面。
出于本文档的目的，与公开的技术相关联的每个过程均可以由一个或多个计算设备连续地执行。过程中的每个步骤均可以由与在其它步骤中使用的相同或不同的计算设备执行，并且每个步骤不必由单个计算设备执行。
虽然已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求书中定义的主题不必局限于上面描述的具体特征或动作。相反，上文描述的具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例性形式。

Claims (17)

1.一种用于识别基站中的用户设备波束索引的方法，其特征在于，包括：
指示波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源；
向所述用户设备传输一个或多个同步信号(synchronization signal，SS)块资源以及一个或多个新波束识别参考信号资源CSI-RS；
接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源；以及
其中，所述BRACH资源包括一个或多个BRACH前导，每个所述BRACH前导与所述一个或多个SS块资源和/或与所述一个或多个新波束识别参考信号资源相关联；
其中，接收到的所述资源中的一个包括与来自一个或多个波束索引的分配的BRACH前导索引相对应的BRACH前导，所述分配的BRACH前导索引与所述一个或多个CSI-RS中的一个在空间准共址的SS块资源相关联；以及
基于所述BRACH前导来识别所述用户设备的优选波束索引；
将每个BRACH资源内的所述一个或多个资源的所述组分配给所述用户设备并且向所述用户设备指示所述组的信息，其中
所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域覆盖所述新波束识别参考信号资源中的每一个的一个或多个发射波束的空域，以及
所述BRACH资源中的每一个的接收波束的空域覆盖所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SS块资源的数量小于所述新波束识别参考信号资源的数量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
向所述用户设备指示所述一个或多个资源的所述组与每个BRACH资源中的所述一个或多个新波束识别参考信号的数量之间的映射。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述BRACH资源内分配给所述用户设备的所述一个或多个资源在1到每个BRACH资源内的所述新波束识别参考信号的所述数量之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将一个或多个接收RF链中的每一个对应的接收波束的方向设置为与所述BRACH资源处的方向不同。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
当接收所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源时，计算所述一个或多个接收RF链中的每一个的接收信号质量；以及
基于具有最高接收信号质量的接收RF链的接收波束方向来识别用户设备方向。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述BRACH资源的所述信息、所述用户设备方向和所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
8.一种用于识别基站中的用户设备波束索引的设备，其特征在于，包括：
含有指令的非瞬时性内存存储器；以及
与所述存储器进行通信的一个或多个处理器，其中所述一个或多个处理器执行所述指令以：
指示波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源；
向所述用户设备传输一个或多个同步信号(synchronization signal，SS)块资源和一个或多个新波束识别参考信号资源；
接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源；以及
其中，所述BRACH资源包括一个或多个BRACH前导，每个所述BRACH前导与所述一个或多个SS块资源和/或与所述一个或多个新波束识别参考信号资源相关联；
其中，接收到的所述资源中的一个包括与来自一个或多个波束索引的分配的BRACH前导索引相对应的BRACH前导，所述分配的BRACH前导索引与所述一个或多个CSI-RS中的一个在空间准共址的SS块资源相关联；以及
基于所述BRACH前导来识别所述用户设备的优选波束索引；
在每个BRACH资源内将所述一个或多个资源的所述组分配给所述用户设备并且向所述用户设备指示所述组的信息，其中
所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域覆盖所述新波束识别资源中的每一个的一个或多个发射波束的空域，以及
所述BRACH资源中的每一个的接收波束的空域覆盖所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述SS块资源的数量小于所述新波束识别参考信号资源的数量。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：向所述用户设备指示所述一个或多个资源的所述组与每个BRACH资源中的所述一个或多个新波束识别参考信号的数量之间的映射。
11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述BRACH资源内分配给所述用户设备的所述一个或多个资源在1到每个BRACH资源内的所述新波束识别参考信号的所述数量之间。
12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述一个或多个处理还执行所述指令以：将一个或多个接收RF链中的每一个对应的接收波束的方向设置为与所述BRACH资源处的方向不同。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：
当接收所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源时，计算所述一个或多个接收RF链中的每一个的接收信号质量；以及
基于具有最高接收信号质量的接收RF链的接收波束方向来识别用户设备方向。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：基于所述BRACH资源的所述信息、所述用户设备方向和所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
15.一种非瞬时性计算机可读介质，存储用于识别基站中的用户设备波束索引的计算机指令，其特征在于，所述计算机指令由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：
指示波束故障随机接入信道(beam failure random access channel，BRACH)资源内分配给所述用户设备的一个或多个资源；
向所述用户设备传输一个或多个同步信号(synchronization signal，SS)块资源以及一个或多个新波束识别参考信号资源；
接收所述BRACH资源内分配给对应于所述BRACH资源的所述用户设备的所述一个或多个资源的组中的其中一个资源；以及
其中，所述BRACH资源包括一个或多个BRACH前导，每个所述BRACH前导与所述一个或多个SS块资源和/或与所述一个或多个新波束识别参考信号资源相关联；
其中，接收到的所述资源中的一个包括与来自一个或多个波束索引的分配的BRACH前导索引相对应的BRACH前导，所述分配的BRACH前导索引与所述一个或多个CSI-RS中的一个在空间准共址的SS块资源相关联；以及
基于所述BRACH前导来识别所述用户设备的优选波束索引；
将每个BRACH资源内的所述一个或多个资源的所述组分配给所述用户设备并且向所述用户设备指示所述组的信息，其中
所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域覆盖所述新波束识别资源中的每一个的一个或多个发射波束的空域，以及
所述BRACH资源中的每一个的接收波束的空域覆盖所述SS块资源中的每一个的发射波束的空域。
16.根据权利要求15所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，还包括：
将一个或多个接收RF链中的每一个的接收波束方向设置为与所述BRACH资源处的方向不同。
17.根据权利要求16所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行以下步骤：
当接收所述一个或多个资源的组中的所述其中一个所述资源时，计算所述一个或多个接收RF链中的每一个的接收信号强度；
基于具有最高接收信号质量的接收RF链的接收波束方向来识别用户设备方向；以及
基于所述BRACH资源的所述信息、所述用户设备方向和所述一个或多个资源的组中的所述其中一个资源来识别所述用户设备的优选波束索引。
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