CN111357213A - 无线网络中波束恢复的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种无线网络的客户端设备用于接收参考信号，并检测与所述无线网络的网络节点的通信连接中的波束故障，其中，所述通信连接涉及通过当前波束接收参考信号。所述客户端设备用于基于对波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束。所述客户端设备还用于确定传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)，其中，所述PDI表示针对所述当前波束的第一传播时延和针对所述候选波束的第二传播时延之间的差值。所述客户端设备用于基于所述传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。

Description

无线网络中波束恢复的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线网络通信领域，尤其涉及客户端设备和网络节点的波束恢复。此外，本发明还涉及相应的方法和计算机程序。

背景技术

在第五代(fifth generation，简称5G)系统等高级无线通信中，一个中心基站gNB可以控制若干个发送接收点(transmission or reception point，简称TRP)。每个gNB或TRP可形成若干空间波束，用于同时使用一定时间、频率和编码向若干用户设备(userequipment，简称UE)发送或从若干UE接收数据。这些UE也可以称为客户端设备、用户节点、用户设备(user device)、移动终端、移动设备或移动节点。gNB和TRP也可以称为网络节点或网络设备。术语网络节点或网络设备还包括但不限于通信环境中的基站、NodeB或eNodeB、接入节点、基站控制器、汇聚节点或任何其它类型的接口设备。

当前用于发射机和接收机之间进行通信的波束不可用时，则发生了波束故障。波束故障的可能原因包括但不限于UE的移动、UE与网络节点之间障碍物的出现、UE朝向的变化等。

现有技术建议了一种在检测到波束故障后进行波束恢复的过程。建议的过程包括识别备份波束，并选择其中一个波束用于与UE继续通信。已知的波束恢复方法的缺点包括相对缓慢和射频带宽的低效使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于快速有效地进行波束恢复的方法和设备。

通过独立权利要求的特征实现前述和其它目的。根据从属权利要求、说明书和附图，进一步的实现方式和优点是显而易见的。

根据第一方面，提供了一种无线网络的客户端设备。所述客户端设备用于接收参考信号，并检测与所述无线网络的网络节点的通信连接中的波束故障，其中，所述通信连接涉及通过当前波束接收参考信号。所述客户端设备用于基于对波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束，并确定传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)，其中，所述PDI表示针对所述当前波束的第一传播时延和针对所述候选波束的第二传播时延之间的差值。所述客户端设备还用于基于所述传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。

在第一方面提供的客户端设备的第一种可能的实现方式中，所述客户端设备用于：作为所述从至少两个波束恢复备选机制中进行选择的一部分，基于所述传播时延信息选择用于请求所述波束恢复的信道。基于传播时延信息选择信道的优点是，可以选择上行控制信道等效率较高的信道，而不是选择随机接入信道等效率较低的信道。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于：当所述客户端设备根据预定义的充分性标准发现所述传播时延信息不足时，选择用于请求所述波束恢复的随机接入信道。该选择的优点是，在发现传播时延信息不足的情况下进行稳健上行传输。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于：当所述客户端设备根据预定义的可靠性标准发现所述传播时延信息不可靠时，选择用于请求所述波束恢复的随机接入信道。该选择的优点是，在发现传播时延信息不可靠的情况下进行稳健上行传输。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于：当所述客户端设备发现所述传播信息满足所述预定义的充分性和可靠性标准时，选择用于请求所述波束恢复的上行控制信道；并确定所述第一传播时延和所述第二传播时延之间的差值。该选择的优点是，在尽量减少对物理无线资源的额外使用的同时实现了非常快速的波束恢复。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于：当所述第一传播时延和所述第二传播时延之间的差值小于第一预定阈值时，将与所述第一传播时延匹配的时间提前量也用于通过所述候选波束进行通信。这具有节省客户端设备中的时间和计算资源的优点。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于：当所述第一传播时延和所述第二传播时延之间的差值大于第一预定阈值但小于第二预定阈值时，其中，所述第二预定阈值大于所述第一预定阈值：使用所述差值计算用于通过所述候选波束进行通信的新时间提前量；以及将所述新时间提前量发送给所述无线网络的网络节点。所述第二阈值可以是可选的或定义为非常大或无穷大的值，使得所述客户端设备用于：当所述差值大于所述第一阈值时，使用所述差值计算用于通过所述候选波束进行通信的新时间提前量；以及将所述新时间提前量发送给所述无线网络的网络节点。这具有以下优点：在很少额外使用物理无线资源的情况下，且肯定少于在将随机接入信道用于发送波束恢复请求时，实现了较快的波束恢复。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于在向所述网络节点传输的波束恢复请求消息中发送所述新时间提前量。这具有新时间提前量将尽早为网络所知的优点。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于在与波束恢复请求消息分开发送给所述网络节点的信令消息中发送所述新时间提前量。这具有波束恢复请求消息可以尽可能短和紧凑的优点。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于在与所述波束恢复请求消息相同的上行控制信道中传输所述信令消息。这具有以下优点：由于不需要额外的上行信道，简化了通信设备中流程的执行。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于在所述无线网络的共享上行信道上传输所述信令消息。这可具有优化信道使用的优点。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于以从所述无线网络接收的时间提前量值的形式获得所述传播时延信息。这具有优化无线网络的控制可能性的优点。

在第一方面的另一种实现方式中，所述客户端设备用于通过所述当前波束和所述候选波束的传播时延测量，获得所述传播时延信息。这具有允许客户端设备调度其测量和在网络中均匀地分配处理负载的优点。

根据第二方面，提供了一种无线网络的网络节点。所述网络节点用于：从所述无线网络的客户端设备接收上行控制信道上的波束恢复请求，其中，所述波束恢复请求指示用于波束恢复的候选波束。所述网络节点还用于从所述客户端设备接收用于所请求的波束恢复的新时间提前量，并将所述新时间提前量存储为针对所述客户端设备的值。

在第二方面的另一种实现方式中，所述网络节点用于在与接收波束恢复请求的同一消息中接收所述新定时提前量。这具有新时间提前量将尽早为网络所知的优点。

在第二方面的另一种实现方式中，所述网络节点用于在与波束恢复请求不同的消息中接收所述新定时提前量。这具有波束恢复请求消息可以尽可能短和紧凑的优点。

根据第三方面，提供了一种方法。所述方法包括：接收参考信号；检测与无线网络的网络节点的通信连接中的波束故障，其中，所述通信连接涉及通过当前波束接收参考信号；基于对波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束；确定传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)，其中，所述PDI表示针对所述当前波束的第一传播时延和针对所述候选波束的第二传播时延之间的差值；以及基于所述传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。

根据第四方面，提供了一种方法。所述方法包括：从无线网络的客户端设备接收上行控制信道上的波束恢复请求，其中，所述波束恢复请求指示用于波束恢复的候选波束；从所述客户端设备接收用于所请求的波束恢复的新时间提前量；以及将所述新时间提前量存储为针对所述客户端设备的值。

根据第五方面，提供了一种计算机程序。所述计算机程序包括程序代码，当在计算机上执行所述程序代码时，用于执行第三方面或第四方面中所述的方法。所述计算机程序可以以程序代码的形式存储在易失性或非易失性计算机可读非瞬时性记录介质上。

附图说明

图1示出了使用波束的通信；

图2示出了波束恢复的示例；

图3示出了波束恢复的示例；

图4示出了波束恢复的示例；

图5示出了一种用于客户端设备的方法；

图6示出了一种用于网络节点的方法；

图7示出了一种客户端设备。

具体实施方式

图1示出了无线网络的客户端设备101与所述无线网络的网络节点102具有通信连接的情况。假设所述客户端设备101为移动设备，尽管这不是必要要求。客户端设备的示例包括但不限于手机、便携式计算机、平板电脑、摄像头、个人数字助理、导航设备、车载通信设备、可穿戴通信设备等。

所述客户端设备101和所述网络节点102均用于使用波束进行传输。使用波束进行传输意味着该设备能够并利用定向接收和发送无线信号。波束形成和使用过程中涉及复杂的硬件和软件。例如，就相位和幅度而言，可以通过不同方式处理通过空间上不同的天线元件的信号分量，并且可以以各种方式组合和采样所得到的已处理信号分量。使用波束的一个主要优点是提高了信噪比，从而在相同的总功耗下的传输速率比全向天线更高。

在图1中，假设所述客户端设备101和所述网络节点102用于使用所述网络节点102的当前波束103进行通信。此外，假设客户端设备101在图1中具有波束成形能力，因此客户端设备101的相应波束104也在图1中示出。形容词“当前的”用于实际意义，即，目前正在使用。

例如，由于客户端设备101的用户正在行走，客户端设备101已经移动，导致客户端设备101与网络节点102之间出现了障碍物105。通过波束103和104发射和接收的信号的信号路径106较长且不平直。在某个点上可能发生波束故障，这意味着通过波束103和104的通信丢失或至少通信质量降低到低于某个可接受的阈值。

波束故障后，应选择候选波束进行波束恢复。在某些情况下，特别是如果通过当前波束的通信干扰只是暂时的，则当前波束可以用作候选波束。然而，在许多情况下，以及在图1的示例中，存在一个或多个其它波束可供选择作为候选波束。示意性地，波束107作为示例在图1中示出。客户端设备101处的对应波束示为波束108。

在图1的情况下，由于另一波束107提供视距通信，故可提供比当前波束103更好的通信质量。此外，与使用波束103和104相比，使用波束107和108时通信路径的距离更短。距离不同，无线信号的传播时延也会不同。

可以通过时间提前量来补偿无线网络的客户端设备和网络节点之间的传输路径上的传播时延。时间提前量为客户端设备相对于时间参考提前其无线传输的时间量，该提前是为了无线传输在到达网络节点时与网络节点应用的帧调度或其它传输时间安排保持适当一致。在第三代无线网络中，客户端设备向网络节点发送随机接入前导，网络节点使用随机接入前导的已知特性来测量传播时延。然后，网络节点将测量的传播时延转换为时间提前量值，并将其传输到客户端设备。从网络节点接收到时间提前量值之后，客户端设备使用所述时间提前量值并相应地提前其后续传输。如果在3G系统中传播时延发生变化，网络节点将更新的时间提前量值发送给客户端设备，客户端设备使用它来替换之前的时间提前量值。

根据传输客户端设备是否能够使用有效时间提前量值，无线网络的上行信令信道可以分为两类。不了解有效时间提前量值的客户端设备将在随机接入信道上进行上行传输，其定时定义得足够宽松，以使在时间上稍微偏移的到达网络节点的上行传输不会彼此造成干扰。另一种上行信令信道为上行控制信道。它们在时间方面受到更严格的规定：当客户端设备在上行控制信道上进行传输时，客户端设备将具有并使用有效时间提前量值。上行控制信道的定时可以基于循环前缀，使得来自客户端设备的上行传输必须在合适的循环前缀内到达网络节点，以便不会对其它同时的通信连接造成干扰。在客户端设备连接到网络期间，网络监控传播时延的变化。如果有需要，网络节点使用专用的时间提前命令来命令客户端设备调整其上行时间提前量(uplink timing advance，简称UL TA)。

在图1的情况下，客户端设备101应通过发送波束恢复请求，从网络节点102请求波束恢复。如果客户端设备101在随机接入信道上发送波束恢复请求，则依照以下过程：网络节点102测量传播时延，将测量的传播时延转换为时间提前量值，并将获得的时间提前量值传输给客户端设备101。只有在客户端设备101从网络节点102接收到时间提前量值并存储以供使用之后，客户端设备101才可以发送其下一次上行传输。该过程较慢，并且可以说消耗了较多的可用物理无线资源。

网络节点102用于传输下行参考信号，简称DL RS。参考信号是波束特定的，这意味着用于接收参考信号的客户端设备可以判断哪些接收的参考信号是特定于网络节点102的哪个波束的。波束特定参考信号也可以称为同步信号或波束识别参考信号。客户端设备101可以测量波束特定参考信号。更具体地，客户端设备101可以使用波束特定参考信号的测量来选择用于波束恢复的候选波束以及确定传播时延信息(propagation delayinformation，简称PDI)。PDI表示针对当前波束103的第一传播时延和针对候选波束107的第二传播时延之间的差值。客户端设备可用于基于所述确定的传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。

此处，波束恢复机制是一个通用术语，可能涉及选择用于请求波束恢复的特定信道和选择用于请求波束恢复的消息的类型等方面。波束恢复机制还可涉及其它方面，例如，是否使用一个或多个已传输消息进行波束恢复，以及在请求波束恢复时将使用何种定时。

图2示出了如何配置客户端设备以执行操作的示例。图2示意性地示出了在无线网络中具有通信连接的客户端设备101和网络节点102。如步骤201所示，网络节点102用于传输DL RS，客户端设备101用于接收这些DL RS作为参考信号。

如图2中的方框202所示，客户端设备101用于检测与无线网络的网络节点102的通信连接中的波束故障。检测到波束故障的通信连接是指涉及通过当前波束接收无线信号201的通信连接。客户端设备101检测波束故障的确切机制并不重要。通常，由于错误的波束调整，客户端设备101可以检测到网络不再能够通过(下行)控制信道到达客户端设备101。例如，客户端设备101可以评估通过波束传输的假设物理下行控制信道(physicaldownlink control channel，简称PDCCH)接收的质量，网络将使用该波束到达客户端设备101。在波束故障检测中，客户端设备101评估从参考信号接收假设PDCCH的质量。

即使在202中检测到波束故障之后，客户端设备101也可以继续接收参考信号201。具体地，客户端设备101可以接收网络节点102通过多个波束传输的参考信号201，或者两个或两个以上网络节点通过多个波束传输的参考信号，并测量波束特定参考信号。如图2中的方框203所示，客户端设备101用于基于波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束。一般而言，在203中选择用于波束恢复的候选波束应意味着选择其测量参考信号将提供假设PDCCH接收的最高质量评估的波束。

如图2中的方框204所示，客户端设备101用于确定传播时延信息(propagationdelay information，简称PDI)。PDI表示针对当前波束(对应202中检测到的波束故障)的第一传播时延和针对203中所选的候选波束的第二传播时延之间的差值。在204中确定PDI可以根据各种实施例实现。这些实施例可以相互替代，且将在下文中更详细地描述。

根据在204中确定PDI的第一实施例，客户端设备101可能已经具有针对不同波束的一个或多个有效时间提前量(timing advance，简称TA)值。例如，如果客户端设备101具有多波束能力，并且在202中检测到波束故障之前，已经接收特定于所述不同波束的参考信号(并测量所述参考信号)，则情况可能就是这样。另一种可能的情况是，最近发生了波束切换，从其它波束切换为在202中检测到波束故障的当前波束，且现在该其它波束可以再次作为候选波束。根据第一实施例，所述确定的PDI包括客户端设备已经具有的TA值。

根据在204中确定PDI的第二实施例，客户端设备101可以从客户端设备在201中接收的特定于波束的参考信号测量当前波束与候选波束之间的传播时延差值。如果该测量成功，且客户端设备101具有在检测到波束故障之前在通过当前波束的通信中使用的有效时间提前量，则客户端设备101也能为候选波束计算时间提前量。

根据在204中确定PDI的第三实施例，客户端设备101可以发现其没有关于特定于在203中所选的候选波束的传播时延的足够信息。例如，如果客户端设备101未成功进行上述参考信号201的测量，则情况可能是这样。例如，认为的充足取决于在特定的无线网络中，要求对上行传输进行定时的准确度。可以假设无线网络的标准中定义了预定义的充分性标准，即，为了在特定信道上产生可接受的上行传输，客户端设备必须具有多少和何种类型的传播时延信息。根据确定PDI的第三实施例，客户端设备根据所述预定义的充分性标准发现传播时延信息不足。

根据在204中确定PDI的第四实施例，客户端设备101可以发现，即使其具有一些传播时延信息，根据预定义的可靠性标准，该传播时延信息也不可靠。例如，可以定义，对于每个确定的时间提前量，都有一个到期时间，从确定时间提前量的时刻开始测量。到期时间之后，时间提前量太旧而不再可靠。在另一个示例中，预定的可靠性标准可以只是用于通过当前波束进行通信的时间提前量的最大允许差值：大于预定义阈值的差值可以理解为传播时延信息不可靠。

在另一个示例中，客户端设备101可用于比较计算的时间提前量与其在不久前使用的之前时间提前量。之前时间提前量可以看作是一种概率分布，其均值反映了最近使用过的最典型的时间提前量。此外，可以注意到之前时间提前量的趋势：最近时间提前量是如何发展的(例如，可以告知客户端设备最近是否更靠近或更远离网络节点)。预定义的可靠性标准可以理解为，如果在204中确定的传播时延信息似乎非常不适合之前时间提前量中的分布和/或趋势，则该传播时延信息是不可靠的。

客户端设备101用于基于在204中确定的传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。选择波束恢复机制反过来可能涉及可以相互替代的实施例，以下将更详细地描述这些实施例。基于传播时延信息选择机制的优点是：可以在每种情况下选择最佳机制，从而在优化使用物理无线资源的同时，通信中的时延也非常短，特别是在可以选择最快机制之一的情况下。

根据选择波束恢复机制的第一实施例，客户端设备可用于基于传播时延信息，选择用于请求波束恢复的信道。通常，如果客户端设备具有关于要通过所选的候选波束在通信中使用的定时的准确和可靠信息，则可以使用上行控制信道来请求波束恢复。如果客户端设备具有的关于要通过所选的候选波束进行通信中使用的定时信息不足和/或不可靠，则可以使用随机接入信道来请求波束恢复。基于传播时延信息选择信道的优点是，可以选择上行控制信道等效率较高的信道，而不是选择随机接入信道等效率较低的信道。

根据选择波束恢复机制的第二实施例，客户端设备可用于选择其向网络发送与已恢复的通信相关的任何信息的方式。在一个示例中，可以认为，客户端设备可能已经以某种方式确定了用于通过所选的候选波束进行通信的新时间提前量。如果网络还不了解新时间提前量，客户端设备可以将新时间提前量发送给无线网络的网络节点。客户端设备可以用于在向网络节点传输的波束恢复请求消息中发送新定时提前量。该选择具有新时间提前量将尽早为网络所知的优点。可选地，客户端设备可以用于在与波束恢复请求消息分开传输给网络节点的信令消息中发送新时间提前量。该选择具有波束恢复请求消息可以尽可能短和紧凑的优点。

如果客户端设备用于在与波束恢复请求消息分开传输给网络节点的信令消息中发送新时间提前量，则所述信令消息可以与所述波束恢复请求消息在同一上行控制信道中传输，或者通过无线网络的其它共享上行信道传输。在同一个上行控制信道中传输的优点可以是，由于不需要涉及额外的上行信道，简化了通信设备中流程的执行。在无线网络的其它共享上行信道上传输的优点可以是，以其它方式优化信道的使用，例如，由于同一上行信道不用于同时传输新定时提前量，可以容纳最大数量的可能的波束恢复请求消息。

在图2的示例性说明中，在204中确定PDI给出的结果是，客户端设备101根据预定义的充分性标准发现传播时延信息不足，或者，客户端设备根据预定义的可靠性标准发现传播时延信息不可靠。因此，如步骤205所示，客户端设备选择用于请求波束恢复的随机接入信道。

图3示出了一个替代示例，在该示例中，设备的操作依照上文参考图2解释的过程，直至确定PDI。在图3中，在步骤301中确定PDI的结果是，客户端设备101发现传播时延信息满足上文提及的预定义的充分性和可靠性标准。该发现意味着，在301中，客户端设备101还用于确定第一传播时延和第二传播时延，即，分别针对当前波束和候选波束的传播时延，之间的差值。在图3中，还假设所述差值小于第一预定阈值。因此，如图3中的方框302所示，客户端设备用于将与第一传播时延匹配的时间提前量也用于通过候选波束进行的通信。如图3中的步骤303所示，了解有效的时间提前量使得客户端设备能够选择用于请求波束恢复的上行控制信道。

图4示出了另一示例，在该示例中，设备的操作也依照上文参考图2和图3解释的过程，直至确定PDI。在图4中，在401中确定PDI的结果是，第一传播时延和第二传播时延之间的差值大于第一预定阈值但小于第二预定阈值。所述第二预定阈值大于所述第一预定阈值。换言之，针对只通过候选波束进行通信，客户端设备101发现通过候选波束进行通信中的传播时延和通过当前波束进行通信中的传播时延差别太大。因此，如图4中的方框402所示，客户端设备用于使用所述差值计算用于通过所述候选波束进行通信的新时间提前量。然而，如图4中的步骤403所示，通过了解该计算的新时间提前量，客户端设备能够选择用于请求波束恢复的上行控制信道。相同的请求或如前所述的一些其它上行信令消息可用于向无线网络的网络节点102发送新时间提前量。

图5为示出了客户端设备如何用于继续进行确定PDI以及某些后续操作的示例的流程图。确定PDI之前参考图2、图3和图4中的204、301和401进行了说明。图5也可以为客户端设备的一实施例提供的方法步骤的图示。

前面的步骤501包括：接收参考信号，以及检测与无线网络的网络节点的通信连接中的波束故障，其中所述通信连接涉及通过当前波束接收参考信号。步骤502包括：基于对波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束，因此对应于图2、图3和图4中的方框203中客户端设备是如何用于操作的。

在图5中，确定传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)开始于客户端设备根据步骤503检查是否能够通过其自身操作获得用于通过所选的候选波束进行的通信中的时间提前量。如果客户端设备不能获得当前波束和候选波束之间的传播时延(或有效TA)差，则转到步骤504。这意味着，选择波束恢复机制本次涉及使用随机接入信道进行波束恢复。尽管在物理无线资源方面速度较慢且效率较低，但是在当前TA可能不适合补偿通过所选的候选波束进行通信中的传播时延的情况下，该选择可以使得上行传输稳健。

在步骤503中的肯定性决定意味着客户端设备至少具有指示当前波束和候选波束之间的传播时延差值的一些信息。步骤505包括：评估该差值，即，比较应用于通过候选波束进行通信的时间提前量与用于通过当前波束进行通信的时间提前量。步骤506包括：评估比较结果。如果该比较示出了应通过候选波束进行通信的时间提前量几乎等于通过当前波束进行通信的时间提前量，则转至步骤507。例如，可以应用(第一)阈值进行比较，为了该方法转到步骤507，TA值之间的差值必须在该阈值以下。该阈值可以取决于循环前缀长度配置或配置的无线帧参数，或者例如，可以通过无线资源控制(radio resource control，简称RRC)信令发送到客户端设备。

在步骤507中，客户端设备选择用于传输波束恢复请求的上行控制信道。由于发现针对候选波束的TA几乎等于针对当前波束的TA，因此客户端设备在此阶段不需要向网络发送任何新时间提前量。该选择的优点是，在尽量减少对物理无线资源的额外使用的同时实现了非常快速的波束恢复。

在步骤506中的否定性决定意味着TA值之间的差值太大，使得该方法无法转到步骤507。如果在比较中使用上述第一阈值，则在步骤506中的否定性决定意味着TA值之间的差值不低于所述第一阈值。在步骤508中进一步评估，包括找出该差异是否过大，即，大于比上述提及的第一预定阈值大的第二预定阈值。如果是，根据预定义的可靠性标准，必须认为确定的传播时延信息不可靠，且转至步骤504，其结果如上所述。

在步骤508中的否定性决定意味着TA值之间的差值大于第一预定阈值但小于第二预定阈值。因此，转至步骤509，包括使用所述差值计算用于通过候选波束进行通信的新时间提前量。在步骤510中，客户端设备选择用于请求波束恢复的上行控制信道。为了保持TA与网络之间的同步，客户端设备将新定时提前量发送给无线网络的网络节点。该选择的优点是，在很少额外使用物理无线资源的情况下，且肯定少于在将随机接入信道用于发送波束恢复请求时，实现了较快的波束恢复。

对于不同的循环前缀长度配置或不同的无线帧参数配置，第一预定阈值和第二预定阈值可以具有不同的值。可以预定义且固定这些阈值，使得一旦客户端设备了解要使用的循环前缀长度配置和/或无线帧参数配置，就可以从其存储器中读取预定阈值。可选地，网络可以使用下行信令向所有客户端设备通知适用的第一和/或第二阈值。在某些情况下，第二阈值可以定义得非常大或无穷大，这基本上意味着不存在有意义的第二阈值，但是当所述差值大于所述第一阈值时，客户端设备将始终使用传播时延之间的差值来计算用于通过候选波束进行通信中的新时间提前量，并将新时间提前量发送给无线网络的网络节点。

图6为示出了网络节点如何用于继续响应其从根据上述实施例中之一操作的客户端设备接收的波束恢复请求的示例的流程图。图6还可以被解读为一实施例提供的方法的图示。

如图6中的步骤601所示，所述网络节点用于从无线网络的客户端设备接收波束恢复请求。由于如果波束恢复请求来自随机接入信道，则可以依照已知的过程(在步骤602中进行评估以及在步骤603中进行随机接入过程)。因此，以下描述关注于网络节点如何用于在接收上行控制信道上的波束恢复请求时执行操作。

为了使所述方法步骤从步骤602前进到步骤604，网络节点必须用于在上行控制信道上接收来自客户端设备的波束恢复请求。步骤604包括检查是否从客户端设备接收到新时间提前量，以用于所请求的波束恢复。若否，则客户端设备已根据图5中的步骤507进行操作，且网络节点可相应地执行步骤605，包括继续波束恢复，而无需对存储的针对发送请求的客户端设备的TA值进行任何更改。在步骤604中的肯定性决定意味着客户端设备已按照图5中的步骤509和步骤510进行操作。相应地，网络节点可以执行步骤606，包括依照在上行控制信道上启动的波束恢复过程，并将接收到的新时间提前量存储为针对客户端设备的值。

图7为一实施例提供的客户端设备的图示。客户端设备的操作由一个或多个处理器701控制，所述一个或多个处理器701执行以程序代码的形式存储在一个或多个存储器702中的机器可读指令。客户端设备与无线网络的网络节点之间的无线通信经过连接块703，所述连接块703可以包括用于移动无线、无线局域网、短距离无线电和/或短距离光通信等各种技术的无线通信模块。通过传感器块704，客户端设备能够测量和观察其直接环境和其自身运动，包括但不限于旋转、平移运动、磁场方向、环境光量和外部物体的接近程度。

通过定位块705，客户端设备能够找到并跟踪其自身在全球坐标系或建筑物内的本地坐标系等坐标系中的位置。通过音频块706，客户端设备能够发出声音，例如在语音呼叫期间接收的复制语音和/或用于警示用户的信号声音。通过视频块707，客户端设备能够记录视觉信息，例如静止图像和视频。通过显示块708，客户端设备能够向其用户显示可视信息。它还可以包括触摸屏控制功能，通过触摸屏控制功能，客户端设备能够从用户接收触摸命令。电源块709包括为客户端设备中需要工作电源的组件提供工作电源所必需的组件和功能。

接收参考信号、检测波束故障、选择候选波束、确定PDI、从波束恢复机制中选择以及发送合适的传输至少可涉及处理器701、存储器702和连接块703的操作。配置客户端设备执行上述操作不仅涉及为它配备合适的硬件组件，如图7中示意所示，还涉及在存储器702中生成和存储处理器701可执行的机器可读指令，从而使得客户端设备执行上述操作。

网络设备可以涉及与处理器701、存储器702、连接块703和电源块709类似的硬件部件，在图7中这些部件作为客户端设备的部件示出。配置网络设备执行上述操作不仅涉及为网络设备配备合适的硬件组件，还涉及在存储器中生成和存储其处理器可执行的机器可读指令，从而使得网络设备执行上述操作。

在此结合各种实施例描述了本发明。但本领域技术人员通过实践本发明，研究附图、本发明以及所附的权利要求，能够理解并获得公开实施例的其它变体。在描述以及权利要求中，术语“包括”并不排除其它元件和步骤，且“一个”并不排除复数可能。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项目的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能被有效地使用。计算机程序可存储和/或分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。

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。

尽管已经参考本发明的特定特征和实施例描述了本发明，但是明显在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以制定本发明的各种修改和组合。说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的本发明的说明并且考虑落于本说明书的范围内的任何和所有修改、组合或均等物。

传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)可以定义为表示针对当前波束的第一传播时延和针对候选波束的第二传播时延之间的差值。然而，PDI也可以定义为上行时间校准信息，包括一个或多个客户端设备的时间提前量值和/或时间提前量值和/或时间提前量值的有效性之间的差值。因此，选择波束恢复机制和/或信道可以取决于客户端设备的上行波束时间校准值的有效性。因此，在上述所有实施例中，可以使用客户端设备的上行波束时间校准值来代替传播时延信息。

Claims (15)

1.一种无线网络的客户端设备，其特征在于，用于：

接收参考信号；

检测与所述无线网络的网络节点的通信连接中的波束故障，其中，所述通信连接涉及通过当前波束接收参考信号；

基于对波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束；

确定传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)，其中，所述PDI表示针对所述当前波束的第一传播时延和针对所述候选波束的第二传播时延之间的差值；以及

基于所述传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。

2.根据权利要求1所述的客户端设备，其特征在于，用于：作为所述从至少两个波束恢复备选机制中进行选择的一部分，基于所述传播时延信息选择用于请求所述波束恢复的信道。

3.根据权利要求2所述的客户端设备，其特征在于，用于：当所述客户端设备根据预定义的充分性标准发现所述传播时延信息不足时，选择用于请求所述波束恢复的随机接入信道。

4.根据权利要求2或3所述的客户端设备，其特征在于，用于：当所述客户端设备根据预定义的可靠性标准发现所述传播时延信息不可靠时，选择用于请求所述波束恢复的随机接入信道。

5.根据权利要求3或4所述的客户端设备，其特征在于，用于：当所述客户端设备发现所述传播信息满足所述预定义的充分性和可靠性标准时，选择用于请求所述波束恢复的上行控制信道；并确定所述第一传播时延和所述第二传播时延之间的差值。

6.根据权利要求5所述的客户端设备，其特征在于，用于：当所述第一传播时延和所述第二传播时延之间的差值小于第一预定阈值时，将与所述第一传播时延匹配的时间提前量也用于通过所述候选波束进行通信。

7.根据权利要求5或6所述的客户端设备，其特征在于，用于：当所述第一传播时延和所述第二传播时延之间的差值大于第一预定阈值但小于第二预定阈值时，其中，所述第二预定阈值大于所述第一预定阈值：

使用所述差值计算用于通过所述候选波束进行通信的新时间提前量；以及

向所述无线网络的网络节点所述新时间提前量。

8.根据权利要求7所述的客户端设备，其特征在于，用于在向所述网络节点传输的波束恢复请求消息中发送所述新时间提前量。

9.根据权利要求7所述的客户端设备，其特征在于，用于在与波束恢复请求消息分开发送给所述网络节点的信令消息中发送所述新时间提前量。

10.根据权利要求9所述的客户端设备，其特征在于，用于在与所述波束恢复请求消息相同的上行控制信道中传输所述信令消息。

11.根据权利要求9所述的客户端设备，其特征在于，用于在所述无线网络的共享上行信道上传输所述信令消息。

12.一种无线网络的网络节点，其特征在于，用于：

从所述无线网络的客户端设备接收上行控制信道上的波束恢复请求，其中，所述波束恢复请求指示用于波束恢复的候选波束；

从所述客户端设备接收用于所请求的波束恢复的新时间提前量；以及

将所述新时间提前量存储为针对所述客户端设备的值。

13.一种方法，其特征在于，包括：

接收参考信号；

检测波束故障；

基于对波束特定参考信号的测量，选择用于波束恢复的候选波束；

确定传播时延信息(propagation delay information，简称PDI)，其中，所述PDI表示针对当前波束的第一传播时延和针对所述候选波束的第二传播时延之间的差值；以及

基于所述传播时延信息，从至少两个波束恢复备选机制中进行选择。

14.一种方法，其特征在于，包括：

从无线网络的客户端设备接收上行控制信道上的波束恢复请求，其中，所述波束恢复请求指示用于波束恢复的候选波束；

从所述客户端设备接收用于所请求的波束恢复的新时间提前量；以及

将所述新时间提前量存储为针对所述客户端设备的值。

15.一种计算机程序，其特征在于，包括程序代码，当在计算机上执行所述计算机程序时，用于执行权利要求13或14所述的方法。

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