CN111385812A - 一种波束管理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种波束管理方法及装置，用以解决高频通信的波束管理。该方法为：网络设备确定载波带宽上的窄带区域；网络设备在所述窄带区域向终端发送波束管理消息，在所述载波带宽上的宽带区域从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据；所述窄带区域和所述宽带区域频域不重叠，所述窄带区域和所述宽带区域位于相同的时域资源上。

Description

一种波束管理方法及装置
本申请要求在2018年12月29日提交中国专利局、申请号为201811647335.7、发明名称为“一种波束管理方法及装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束管理方法及装置。
背景技术
在新无线(new radio，NR)通信系统中，如图1所示，主要通过天线阵列对信号波束赋型，实现精准窄波束对用户数据提供服务。通过波束赋形可以获得更远的覆盖距离，并减少干扰。频率越高路损越大，高频路损远高于低频路损。由于天线尺寸与频率成反比，高频更适合做更大的天线阵列，通过阵列增益来抵抗路损的增加。为了进一步提升阵列增益，波束需要更窄使得功率集中在更窄的方向上获得更高的增益。但是波束越窄，收发波束的对准难度就会越大，越容易发生对准丢失的问题。
现有的NR系统采用的波束管理方式，是通过发送同步信号广播信道块(synchronization signal/PBCH block，SSB)用于初始接入和波束跟踪，在接入之后，通过SSB和CSI参考信号(CSI reference signal，CSI-RS)来进行波束管理。其中，SSB由主同步信号(primary synchronization signal，PSS)、辅同步信号(secondary synchronizationsignal，SSS)和物理层广播信道(physical broadcast channel，PBCH)组成。PSS和SSS一起携带小区标识(identifier，ID)，PBCH携带系统消息和波束ID。CSI-RS通过控制信令进行调度。现有波束管理方式的缺点是，SSB/CSI-RS所在的时隙上，SSB/CSI-RS之前的OFDM符号只能用作下行，这样对上行资源有很大限制，当上行链路(Up link，UL)业务量大时，波束资源无法满足要求。另一方面，在波束发送跳变时，控制信令也会丢失，无法及时调度CSI-RS，使得CSI-RS波束恢复失败率高，只能进入链路失败重新接受SSB进行接入，波束重新对准，导致波束对准耗时较长，影响通信效果。
综上所述，在NR高频通信中，现有的波束管理方法需要进一步完善。
发明内容
本申请实施例提供一种波束管理方法及装置，用以进一步完善NR高频通信的波束管理方法。
本申请实施例提供的具体技术方案如下：
第一方面，提供一种波束管理方法，该方法的执行主体为网络设备，该方法可以通过以下步骤实现：网络设备确定载波带宽上的窄带区域；网络设备在所述窄带区域向终端发送波束管理消息，并且在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据；其中，所述窄带区域和所述宽带区域频域不重叠，所述窄带区域和所述宽带区域位于相同的时域资源上。由于波束管理消息占用窄带区域发送，载波带宽的其它区域可以用于上行也可用于下行。该方法能够使得在发送波束管理消息时上下行解耦，不再绑定，能够更好的应对eMBB业务的多样性。上下行数据可以与波束管理消息共同占用相同时域资源，上下行干扰变为窄带对宽带的干扰。
在一个可能的设计中，所述网络设备在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息，具体实现方式为：所述网络设备在第一子阵上在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息；所述网络设备在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据，包括：所述网络设备在第二子阵上，在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据。这样能够帮助实现波束管理时的上下行解耦。
在一个可能的设计中，所述第一子阵和所述第二子阵上发送的模拟波束指向独立(或指向不同)。两个子阵模拟波束的指向独立。
在一个可能的设计中，所述波束管理消息也可以为调度到窄带的CSI-RS，窄带大小具备在器件能力范围内实现如上所述的上下行解耦。
在一个可能的设计中，所述波束管理消息包括同步信号和波束指示信息。通过在载波带宽上的窄带区域向终端发送波束管理消息，并在波束管理消息中携带同步信号和波束指示信息，能够使得波束管理消息占用更小的带宽，即占用更少的频域资源，当在载波带宽的宽带区域发送上下行数据时，占用窄带的波束管理消息对宽带的干扰变得可控，优化了NR高频通信的波束管理方法。
在一个可能的设计中，所述波束指示信息包括波束标识ID和奇偶校验信息，所述奇偶校验信息用于对所述波束ID进行校验。采用奇偶校验信息能够进一步降低波束管理消息携带的数据量，以及降低波束管理消息的MCS，提升解调性能。
在一个可能的设计中，所述奇偶校验信息占用1比特。
在一个可能的设计中，所述波束指示信息包括波束ID和循环冗余CRC校验信息，所述CRC校验信息用于对所述波束ID进行校验。能够减少传输波束指示信息占用比特数，在较少资源情况下也可以使用低的MCS。
在一个可能的设计中，所述CRC校验信息占用4比特。
在一个可能的设计中，所述波束指示信息还包括物理层广播信道PBCH周期指示，所述PBCH周期指示用于指示发送PBCH的周期。
在一个可能的设计中，所述网络设备周期性向所述终端发送PBCH。PBCH中不再携带波束指示。PBCH中的系统消息用于初始接入，对时间要求不如波束对准高，PBCH的发送周期较长，从而实现波束指示信息的窄带传输。
在一个可能的设计中，所述网络设备在一个周期内占用前M个时隙发送所述PBCH。这样一个周期内的后续时隙可以仅发送波束管理消息，可以采用时域更密集的方式发送波束管理消息。
在一个可能的设计中，在所述窄带区域上，每M个时隙上发送的所述波束管理消息中包含的所述波束指示信息，用于指示N个波束。
第二方面，提供一种波束管理方法，该方法的执行主体为终端，可以通过以下步骤实现：终端在载波带宽上宽带区域，向网络设备发送上行信号，和/或，终端在载波带宽上宽带区域，从所述网络设备接收下行数据；其中，所述载波带宽包括所述宽带区域和窄带区域，所述窄带区域用于承载波束管理消息。由于波束管理消息占用窄带区域，载波带宽的其它区域可以用于上行也可用于下行。该方法能够使得在波束管理消息与上行数据解耦，不再绑定，能够更好的应对eMBB业务的多样性。上下行数据可以与波束管理消息共同占用相同的时隙，即时域资源，上下行干扰变为窄带对宽带的干扰。
在一个可能的设计中，所述波束管理消息包括同步信号和波束指示信息，通过在载波带宽上的窄带区域接收波束管理消息，并且波束管理消息中携带同步信号和波束指示信息，能够使得波束管理消息占用更小的带宽，即占用更少的频域资源，当在载波带宽的宽带区域发送上下行数据时，占用窄带的波束管理消息对宽带的干扰变得可控，优化了NR高频通信的波束管理方法。
在一个可能的设计中，所述终端在所述载波带宽上的宽带区域，按照定时提前TA偏移，向网络设备发送上行信号；其中，所述TA偏移的值为整数个正交频分复用OFDM符号。通过TA offset的调整，使得下行非连续性不会在上行的OFDM解调截取信号出现，进一步降低干扰。
在一个可能的设计中，所述OFDM符号包括循环前缀。
第四方面，提供一种波束管理装置，该装置应用于网络设备。该装置具有实现上述第一方面和第一方面中任一种可能的设计中网络设备执行的方法的功能，其包括用于执行上述方面所描述的步骤或功能相对应的部件(means)。所述步骤或功能可以通过软件实现，或硬件(如电路)实现，或者通过硬件和软件结合来实现。
在一种可能的设计中，上述波束管理装置包括一个或多个处理器和通信单元。所述一个或多个处理器被配置为支持所述信号处理装置执行上述方法中的功能。例如，确定载波带宽上的窄带区域。所述通信单元用于支持所述波束管理装置与其他设备通信，实现接收和/或发送功能。例如，在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息，在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据。
可选的，所述装置还可以包括一个或多个存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存装置必要的程序指令和/或数据。所述一个或多个存储器可以和处理器集成在一起，也可以与处理器分离设置。本申请并不限定。
所述通信单元可以是收发器，或收发电路。可选的，所述收发器也可以为输入/输出电路或者接口。
所述装置还可以为通信芯片。所述通信单元可以为通信芯片的输入/输出电路或者接口。
另一个可能的设计中，上述波束管理装置，包括收发器、处理器和存储器，存储器为可选的。该处理器用于控制收发器或输入/输出电路收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于运行该存储器中的计算机程序，使得该装置执行第一方面和第一方面中任一种可能的设计中的方法。
第四方面，提供一种波束管理装置，该装置应用于终端，或该装置为一种终端，该装置具有实现上述第二方面和第二方面中任一种可能的设计中终端执行的方法的功能，其包括用于执行上述方面所描述的步骤或功能相对应的部件(means)。所述步骤或功能可以通过软件实现，或硬件(如电路)实现，或者通过硬件和软件结合来实现。
在一种可能的设计中，上述波束管理装置包括一个或多个处理器和通信单元。所述一个或多个处理器被配置为支持所述信号处理装置执行上述方法中的功能。例如，确定载波带宽上的窄带区域，在所述窄带区域，检测波束管理消息。所述通信单元用于支持所述信号处理装置与其他设备通信，实现接收和/或发送功能。例如，接收波束管理消息。
可选的，所述装置还可以包括一个或多个存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存装置必要的程序指令和/或数据。所述一个或多个存储器可以和处理器集成在一起，也可以与处理器分离设置。本申请并不限定。
所述通信单元可以是收发器，或收发电路。可选的，所述收发器也可以为输入/输出电路或者接口。
所述装置还可以为通信芯片。所述通信单元可以为通信芯片的输入/输出电路或者接口。
另一个可能的设计中，上述波束管理装置，包括收发器、处理器和存储器。该处理器用于控制收发器或输入/输出电路收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于运行该存储器中的计算机程序，使得该装置执行第二方面或第二方面中任一种可能的设计中的方法。
第五方面，提供了一种系统，该系统包括终端和网络设备，其中，所述网络设备执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的设计网络设备中所执行的方法；或者，所述终端执行上述第二方面或第二方面的任一种可能的设计中终端所执行的方法。
第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行上述各方面中方法的指令。
第七方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面中的方法。
附图说明
图1为现有技术中NR系统波束赋形示意图；
图2为本申请实施例中系统架构示意图；
图3为本申请实施例中波束管理方法的流程示意图；
图4为本申请实施例中波束管理方法的实现示意图；
图5为本申请实施例中一种应用场景下波束管理方式示意图；
图6为本申请实施例中波束管理装置结构示意图之一；
图7为本申请实施例中波束管理装置结构示意图之二。
具体实施方式
本申请实施例提供一种波束管理方法及装置，通过在载波带宽上的窄带区域向终端发送波束管理消息，并在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据；其中，所述窄带区域和所述宽带区域频域不重叠，所述窄带区域和所述宽带区域位于相同的时域资源上。这样能够使得波束管理消息占用更小的带宽，即占用更少的频域资源，当在载波带宽的宽带区域发送上下行数据时，占用窄带的波束管理消息对宽带的干扰变得可控，从而实现发送波束管理消息时的上下行解耦，优化了NR高频通信的波束管理方法。
其中，方法和装置是基于同一构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
本申请实施例的描述中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请中所涉及的至少一个是指一个或多个；多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
本申请实施例提供的信号处理方法可以应用于第四代(4th generation，4G)通信系统、第五代(5th generation，5G)通信系统或未来的各种通信系统。
下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
以5G NR系统为例，图2示出了本申请实施例提供的运动状态的上报方法适用的一种可能的通信系统的架构。如图2所示，5G NR系统主要通过天线阵列对信号进行波束赋形，实现精准窄波束对用户数据提供服务。该通信系统200包括：网络设备201和终端202。
网络设备201为无线接入网(radio access network，RAN)中的节点，又可以称为基站，还可以称为RAN节点(或设备)。目前，一些网络设备101的举例为：通用型基站(general node B，gNB)、新空口基站(new radio node B，NR-NB)、传输接收点(transmission reception point，TRP)、演进型节点B(evolved Node B，eNB)、无线网络控制器(radio network controller，RNC)、节点B(Node B，NB)、基站控制器(base stationcontroller，BSC)、基站收发台(base transceiver station,BTS)、家庭基站(例如，homeevolved NodeB，HeNB；或home Node B，HNB)、基带单元(base band unit，BBU)，或无线保真(wireless fidelity，Wifi)接入点(access point，AP)，或5G通信系统或者未来可能的通信系统中的网络侧设备等。
终端202，又称之为用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等，是一种向用户提供语音或数据连通性的设备，也可以是物联网设备。例如，终端102包括具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，终端202可以是：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device，MID)、可穿戴设备(例如智能手表、智能手环、计步器等)，车载设备(例如，汽车、自行车、电动车、飞机、船舶、火车、高铁等)、虚拟现实(virtualreality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、工业控制(industrialcontrol)中的无线终端、智能家居设备(例如，冰箱、电视、空调、电表等)、智能机器人、车间设备、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端，或智慧家庭(smart home)中的无线终端、飞行设备(例如，智能机器人、热气球、无人机、飞机)等。
5G通信系统中将会采用相对于长期演进(long term evolution，LTE)更高的载波频率(一般地，大于6GHz以上)，比如28GHz、38GHz、或者72GHz频段等，来实现更大带宽、更高传输速率的无线通信。由于载波频率较高，使得其发射的无线信号在空间传播过程中经历更加严重的衰落，甚至在接收端难以检测出该无线信号。为此，5G通信系统中将采用波束赋形(beamforming，BF)技术来获得具有良好方向性的波束，以提高在发射方向上的功率，改善接收端的信干噪比(signal to interference plus noise ratio,SINR)。为了增加覆盖范围和控制天线阵列成本，混合波束赋形(hybrid beamforming，HBF)技术成为最佳选择，它同时包含了模拟波束赋形(analogy beamforming，ABF)和数字波束赋形(digitalbeamforming，DBF)。其中，DBF和LTE中多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)类似，而ABF则通过改变天线阵列中各阵元间的权值来调节模拟波束的指向。为了进一步提高通信质量，终端也会使用波束赋形技术来产生不同方向上的模拟波束，用于接收和发送数据。网络设备201和终端202都会使用较窄的模拟波束通信，所以只有当用于发送和接收的模拟波束对准时才会获得更好的通信质量。因此，在3GPP RAN1会议中已确定5G NR中会用波束扫描(beam sweeping)过程来确定网络设备和终端之间的波束对(发送波束和接收波束)，如图2所示。并且，在通信过程中监视多个波束对，以提高通信链路的鲁棒性。另外，为了增加小区(cell)覆盖能力，5G NR的一个小区可能包含多个TRP，每个TRP可以发射多个不同的模拟波束。
基于上述系统架构的描述，以下具体介绍一下本申请实施例提供的波束管理方法。如图3所示，本申请实施例提供的波束管理方法的具体流程如下所述。
S301、网络设备在载波带宽上的窄带区域，向终端发送波束管理消息；
可选的，网络设备首先确定载波带宽上的窄带区域。载波带宽还可以称为系统带宽，或网络设备的工作带宽，用于网络设备与覆盖范围下的一个或多个终端进行通信。窄带区域为协议规定好的，或者网络设备选定的。可选的，协议可能规定多个候选的窄带区域，网络设备从候选的窄带区域中选择一个来使用。
S302、网络设备在载波带宽上的宽带区域，从终端接收上行信号或向终端发送下行数据。
S301和S302在同一时域资源上执行的，可认为可以同时发生。
波束训练即通过波束扫描的方式来确定网络设备和终端之间的波束对，即波束对准的过程。网络设备的波束方向一般较多，在一个波束训练周期网络设备发送N个方向的波束，终端在一个波束训练周期扫描N个方向的波束。一般来说终端的波束方向少于网络设备的波束方向。在一个可能的实现方式中，若终端的波束方式为P个，终端可以在一个波束训练周期确定一个方向的波束对，通过P个波束训练周期确定P个方向的波束对。
波束管理消息占用的带宽变窄，相对于载波带宽来说为窄带，那么一个训练周期的波束管理消息可以占用更多的时域资源。从而一个训练周期可以指示的波束方向的数量N可以更大，N值更大意味着波束更窄，越能够获取更高的阵列增益。
另一方面，由于波束管理消息占用窄带区域发送，载波带宽的其它区域可以用于上行也可用于下行。当用于上行时，由于波束管理消息占用的窄带区域，上行信号在宽带上传输，带来的窄带对宽带的干扰变得可控。相比现有技术，在SSB和CSI-RS的时隙均需要绑定发送下行，若发送上行会导致很大的干扰，本申请提供的方法能够使得在发送波束管理消息时上下行解耦，不再绑定，能够更好的应对增强型移动宽带(enhance mobilebroadband，eMBB)业务的多样性。需要说明的是，本申请所述的窄带是相对于载波带宽来说占用很少的频域资源，宽带是指除了窄带区域之外的其它更大区域的频域资源。窄带区域和宽带区域频域不重叠，窄带区域和宽带区域位于相同的时域资源上。宽带区域可以用于上下行数据的传输。即终端可以在宽带区域发送上行数据或上行信号，网络设备在宽带区域接收上行数据或上行信号，例如，上行数据为物理上行共享信道(physical uplinkshared channel，PUSCH)。网络设备也可以在宽带区域发送下行数据，终端可以在宽带区域接收下行数据。当然，上下行数据在时域上分开传输，上下行数据可以与波束管理消息共同占用相同的时隙，即时域资源，上下行干扰变为窄带对宽带的干扰。
为了实现波束管理时的上下行解耦，一种可能的实现方式中，本申请实施例通过多子阵(panel)的方式，在第一panel上发送波束管理消息，在第二panel上发送或接收数据，即第二panel用于上下行数据传输。第一panel和第二panel为不同的panel，两个panel模拟波束的指向独立。
一种可选的实现方式中，波束管理消息包括同步信号和波束指示信息。相比于传统技术中SSB携带同步信号和PBCH，PBCH中包括系统消息和波束ID，本申请中波束管理消息中不包括系统消息。由于系统消息主要用于初始接入，对时间要求并不迫切，本申请中将PBCH即系统消息独立出去，采用比波束训练更长的周期来发送。另一种可选的实现方式中，波束管理消息也可以为调度到窄带的CSI-RS，窄带大小具备在器件能力范围内实现如上所述的上下行解耦。
为了进一步降低波束管理消息占用的带宽，可选的，本申请实施例中，波束指示信息中包括波束ID和奇偶校验信息，该奇偶校验信息用于对波束ID进行校验，用于接收端校验接收到的波束ID是否检错。在实际应用中，奇偶校验信息只占用1比特(bit)。采用奇偶校验信息能够进一步降低波束管理消息携带的数据量，以及降低波束管理消息的调制编码方式(modulation and coding scheme，MCS)，提升解调性能。
在另一种可能的设计中，还可以用循环冗余校验(cyclic redundancy check，CRC)来对波束ID进行校验，即波束指示信息中包括波束ID和CRC校验信息，CRC校验信息最多占用4bit。不管是采用奇偶校验还是CRC校验，相比现有技术发送PBCH采用的数十bit级别来说能够很大程度减少波束管理消息的所占用的信息比特，在较少资源情况下也可以使用较低的MCS。
由于波束管理消息占用窄带传输，本申请中可以采用时域更密集的方式发送波束管理消息。由于上下行解耦，波束管理消息可实现免调度，网络设备根据确定的窄带区域，在窄带区域上发送波束管理消息。相比于现有技术在接入后通过控制信令调度CSI-RS来进行波束训练，本申请对高频的波束管理不需要依赖控制信令，对波束管理消息的发送是免调度的，在窄带上以时域较密的发送波束管理消息，从而能够快速及时的处理不同情况下的波束跳变和对准丢失等情况，也避免了控制信道丢失导致的波束管理失控。波束跟踪，波束恢复，链路失败流程可以统一到波束跟踪一个流程。
如前文所述，本申请实施例中将PBCH从波束管理消息中独立出去，PBCH中不再携带波束指示。PBCH中的系统消息用于初始接入，因此对时间要求不高，PBCH的发送周期较长。假设PBCH的发送周期用TPBCH来表示，在一个TPBCH中可能会发送多个波束训练周期。而PBCH可以在一个TPBCH中的前M个时隙上发送。前M个时隙可以对应一个波束训练周期，发送N个方向的波束，即，在窄带区域上每M个时隙上发送的波束管理消息中包含的波束指示信息，用于指示N个波束。可选的，波束指示信息中携带PBCH周期指示，该PBCH周期指示用于指示发送PBCH的周期TPBCH。
S303、终端在载波带宽上的宽带区域，向网络设备发送上行信号。
可选的，终端首先要确定载波带宽上的窄带区域。
S304、终端在载波带宽上的宽带区域，从网络设备接收下行数据。
可选的，终端还可以在载波带宽上的窄带区域，检测波束管理消息。
对于终端侧，类似的，载波带宽上的窄带区域可以根据协议规定。终端在窄带区域上检测网络设备发送的波束管理消息。在一个TPBCH中，前M个时隙上检测PBCH用于初始接入，并在前M个时隙上检测波束管理消息。并在后续时域资源上，继续高时域密度的检测波束管理消息，并且不需要在检测PBCH。在一个可能的实现方式中，若终端的波束方式为P个，终端可以在一个波束训练周期(M个时隙)确定一个方向的波束对，通过P个波束训练周期确定P个方向的波束对。在下一个TPBCH中的前M个时隙上，又可以检测PBCH，并且根据下一个TPBCH中检测的PBCH对上一个TPBCH中确定的P个波束方向进行检验，以提高波束方向的精度。
终端在载波带宽上的宽带区域，可以向网络设备发送上行信号或上行数据，如PUSCH。可选的，还可以在该宽带区域，从网络设备接收下行数据。与终端位于相同小区的多个终端均可以使用载波带宽上的宽带区域接收和/或发送数据。实际应用中，终端不要求同时具备收发波束的能力。一般情况下，在同小区的终端，部分终端可能在检测波束管理消息进行波束对准，部分终端可能在做业务进行数据传输。
在一个可能的设计方案中，由于网络设备从上行到下行的切换时延，终端会在定时提前(timing advance，TA)基础上进一步提前发送，即按照TA offset发送上行数据。现有技术是根据5us切换时延+2us余量构成7us的TA offset。本申请中可以调整余量，使TAoffset的值为正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)符号的整数倍。其中，OFDM符号包含循环前缀(cyclic prefix，CP)。例如，TA offset从13792Tc调整为13152Tc。
通过TA offset的调整，使得下行非连续性不会在上行的OFDM解调截取信号出现，进一步降低干扰。
下面结合具体的应用场景对本申请提供的波束管理方法做进一步详细说明。
如图4所示，示出了本申请提供的波束管理方法的实现示意图。在不同的panel上分别传输波束管理消息和上下行数据，例如在panel n上传输波束管理消息，在panel k上传输上下行数据，包括下行链路(down link，DL)数据和上行链路(up link，UL)数据。在panel k和panel n准共址(quasi-collocation)时，根据在panel n上确定的模拟波束方向可以确定panel k上的模拟波束方向。在panel n上，在窄带上发送多个方向的波束管理消息，波束管理消息包括同步信号(synchronization signal，SS)和波束标识(beamidentifier)。SS携带小区标识。波束管理消息用同步信号和波束标识(SS and beamidentifier，SSBI)来表示。网络设备在panel n上免调度发送SSBI，终端通过SSBI确定波束方向，并可以通过下一个PBCH周期TPBCH发送的PBCH来提高波束方向的测量精度。因为在一个TPBCH的前M个时隙上发送SSBI和PBCH。PBCH为周期性发送的。在同一时域资源上，在窄带上且在panel n上发送SSBI，在同一时域资源上，在宽带上且在panel k上可以选择发送下行信号，也可以选择接收上行信号，上下行干扰为窄带对宽带的干扰。发送波束管理消息时实现上下行解耦，且调度简单，波束导频不占数据资源，数据上下行调度与波束调度解耦。波束管理消息通过时域加密，免调度发送，提高波束扫描的鲁棒性和有效性。
如图5所示，以400MHz带宽为例，PBCH的发送周期TPBCH＝20ms。子载波间隔(subcarrier spacing，SCS)为480KHz，一个子帧(subframe)为1ms，一个子帧分成32个时隙(slot)，半个子帧为16个时隙。在每个时隙中放6个波束管理消息(SSBI)，波束管理消息包括SS和波束指示，波束指示即前文所述的波束ID。那么每16个时隙就可以指示96个SSBI，即指示96个波束。半个子帧即可以完成一圈的波束训练，即波束训练周期为半个子帧。由于波束管理消息不包括系统消息，占用很少的比特数，例如，96波束仅占用7bit。
在一个周期TPBCH中可以完成多个波束训练周期，例如，20ms包括40个0.5ms，最多可完成40个波束训练周期。当然实际应用中也有可能不会设置波束训练周期这么满，在时域上可能会留一些时隙用于其他作用，例如图5所示的随机接入信道(random accesschannel，RACH)或数据调度。
在一个周期TPBCH中的前0.5ms，包括slot0～slot15，可以用于在宽带上发送PBCH，用于终端的初始接入，在该周期的后续时隙上，不再发送PBCH，仅在窄带上发送SSBI。在窄带上发送SSBI时，可以在相同时隙的宽带上发送上下行数据，包括仅发送上行数据、仅发送下行数据、或者发送上行和下行数据。例如，在图5所示的slot31，在窄带发送SSBI，在宽带的前半部分时隙上发送下行数据，在宽带的后半部分时隙上发送上行数据。
如图5所示，在该TPBCH后的下一个TPBCH上，还会采用与该TPBCH相同或相似的发送模式。例如在前0.5ms，在宽带上发送PBCH。终端可以在发送PBCH时，对上一个TPBCH确定的波束方向进行再进行测量以提高精度。
在上述举例场景下，PBCH+SSBI的开销小于10％，并且不随用户数改变。终端若有16个波束，每一个波束训练周期确定一个波束对方向，那么16个波束用16个波束训练周期，也只需0.5*16＝8ms。波束跟踪，波束恢复，链路失败流程可以统一到波束跟踪一个流程。遍历波束鲁棒性强，并且SSBI不依赖控制信令调度，上下行解耦的引入，避免大量时隙资源只能被用作为下行资源。
当然实际应用还可以设置不同长度的波束训练周期，例如，还可以设置1个子帧，那么1个子帧可以完成96*2＝192个SSBI，也就是指示192个波束。
基于上述方法实施例的同一构思，如图6所示，本申请实施例还提供一种波束管理装置600，波束管理装置600用于执行上述波束管理方法网络设备执行的操作，或者用于执行上述波束管理方法中终端执行的操作。该波束管理装置600包括发送单元601和接收单元602。其中，当波束管理装置600用于执行上述波束管理方法网络设备执行的操作时：
发送单元601用于在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息。
接收单元602用于在载波带宽上的宽带区域，从终端接收上行信号；
发送单元601还用于在载波带宽上的宽带区域，向终端发送下行数据；
其中，窄带区域和宽带区域频域不重叠，窄带区域和宽带区域位于相同的时域资源上。
可选的，波束管理消息包含同步信号和波束指示信息。
可选的，发送单元601用于在第一子阵上在窄带区域，向终端发送波束管理消息；
可选的，接收单元602用于在第二子阵上，在载波带宽上的宽带区域，从终端接收上行信号；发送单元601还用于在第二子阵上，在载波带宽上的宽带区域，向终端发送下行数据。
可选的，第一panel和第二panel上发送的模拟波束指向独立(或指向不同)。
该波束管理装置600各单元还用于执行上述方法实施例中网络设备执行的其它操作，重复之处不再赘述。
当波束管理装置600用于执行上述波束管理方法终端执行的操作时：
发送单元601，用于在载波带宽上宽带区域，向网络设备发送上行信号，和/或，
接收单元602，用于在载波带宽上宽带区域，从所述网络设备接收下行数据。
其中，所述载波带宽包括所述宽带区域和窄带区域，所述窄带区域用于承载波束管理消息，所述波束管理消息包括同步信号和波束指示信息。
接收单元602，还用于在窄带区域，检测波束管理消息，波束管理消息包括同步信号和波束指示信息。
可选的，发送单元601用于在载波带宽上的宽带区域，按照定时提前TA偏移，向网络设备发送上行信号；其中，TA偏移的值为整数个正交频分复用OFDM符号。
可选的，OFDM符号包括循环前缀。
该波束管理装置600各单元还用于执行上述方法实施例中终端执行的其它操作，重复之处不再赘述。
基于与上述波束管理方法同一构思，如7所示，本申请实施例还提供了一种波束管理装置700，该波束管理装置700用于执行上述方法实施例中网络设备执行的操作，或者用于执行上述方法实施例中终端执行的操作。该波束管理装置700包括：收发器701、处理器702、存储器703。存储器703为可选的。存储器703用于存储处理器702执行的程序。当该波束管理装置700用于实现上述方法实施例网络设备执行的操作时，处理器702用于调用一组程序，当程序被执行时，使得处理器702调用收发器701执行上述方法实施例中网络设备执行的操作。当该波束管理装置700用于实现上述方法实施例中终端执行的操作时，处理器702用于调用一组程序，当程序被执行时，使得处理器702调用收发器701执行上述方法实施例中终端执行的操作。图6中的功能模块发送单元601和接收单元602可以通过收发器601来实现。
其中，处理器702可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(network processor，NP)或者CPU和NP的组合。
处理器702还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器703可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器703也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器703还可以包括上述种类的存储器的组合。
在本申请上述实施例提供的波束管理方法中，所描述的网络设备和终端所执行的操作和功能中的部分或全部，可以用芯片或集成电路来完成。
为了实现上述图6或图7所述的装置的功能，本申请实施例还提供一种芯片，包括处理器，用于支持该波束管理装置600和该波束管理装置700实现上述实施例提供的方法中终端和网络设备所涉及的功能。在一种可能的设计中，该芯片与存储器连接或者该芯片包括存储器，该存储器用于保存该装置必要的程序指令和数据。
本申请实施例提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序包括用于执行上述实施例提供的波束管理方法的指令。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的波束方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (25)

1.一种波束管理方法，其特征在于，包括：
网络设备在载波带宽上的窄带区域向终端发送波束管理消息；并
在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据；
其中，所述窄带区域和所述宽带区域频域不重叠，所述窄带区域和所述宽带区域位于相同的时域资源上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息，包括：所述网络设备在第一子阵上在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息；
所述网络设备在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据，包括：所述网络设备在第二子阵上，在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据。
3.如权利要求1～2任一项所述的方法，其特征在于，所述波束管理信息包含同步信号和波束指示信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述波束指示信息包括波束标识ID和奇偶校验信息，所述奇偶校验信息用于对所述波束ID进行校验。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述奇偶校验信息占用1比特。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述波束指示信息包括波束ID和循环冗余CRC校验信息，所述CRC校验信息用于对所述波束ID进行校验。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述CRC校验信息占用4比特。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述波束指示信息还包括物理层广播信道PBCH周期指示，所述PBCH周期指示用于指示发送PBCH的周期。
9.如权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述网络设备周期性向所述终端发送PBCH。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述网络设备周期性向所述终端发送PBCH，包括：
所述网络设备在一个周期内占用前M个时隙发送所述PBCH。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述窄带区域上，每M个时隙上发送的所述波束管理消息中包含的所述波束指示信息，用于指示N个波束。
12.一种波束管理方法，其特征在于，包括：
终端在载波带宽上宽带区域，向网络设备发送上行信号，和/或，
终端在载波带宽上宽带区域，从所述网络设备接收下行数据；
其中，所述载波带宽包括所述宽带区域和窄带区域，所述窄带区域用于承载波束管理消息。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述终端在所述载波带宽上的宽带区域，向网络设备发送上行信号，包括：
所述终端在所述载波带宽上的宽带区域，按照定时提前TA偏移，向网络设备发送上行信号；其中，所述TA偏移的值为整数个正交频分复用OFDM符号。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述OFDM符号包括循环前缀。
15.一种波束管理装置，其特征在于，包括：
发送单元，用于在载波带宽上的窄带区域向终端发送波束管理消息；
接收单元，用于在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号；所述发送单元还用于在所述载波带宽上的宽带区域向所述终端发送下行数据；
其中，所述窄带区域和所述宽带区域频域不重叠，所述窄带区域和所述宽带区域位于相同的时域资源上。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述通信单元用于：在第一子阵上在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息；
在第二子阵上，在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据。
17.如权利要求15～16任一项所述的装置，其特征在于，所述波束管理消息包含同步信号和波束指示信息。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述波束指示信息包括波束标识ID和奇偶校验信息，所述奇偶校验信息用于对所述波束ID进行校验。
19.一种波束管理装置，其特征在于，包括：
发送单元，用于在载波带宽上宽带区域，向网络设备发送上行信号，和/或，
接收单元，用于在载波带宽上宽带区域，从所述网络设备接收下行数据；
其中，所述载波带宽包括所述宽带区域和窄带区域，所述窄带区域用于承载波束管理消息，所述波束管理消息包括同步信号和波束指示信息。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述通信单元还用于：
在所述载波带宽上的宽带区域，按照定时提前TA偏移，向网络设备发送上行信号；其中，所述TA偏移的值为整数个正交频分复用OFDM符号。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述OFDM符号包括循环前缀。
22.一种波束管理装置，其特征在于，包括收发器和处理器，所述处理器用于执行一组程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求1～11任一项所述的方法；
所述收发器用于与终端进行通信，包括在所述窄带区域，向终端发送波束管理消息，并在所述载波带宽上的宽带区域，从所述终端接收上行信号或向所述终端发送下行数据；
其中，所述窄带区域和所述宽带区域频域不重叠，所述窄带区域和所述宽带区域位于相同的时域资源上。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述波束管理装置为芯片或集成电路。
24.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行如权利要求1-14任意一项所述的方法。
25.一种计算机程序产品，其特征在于，当计算机读取并执行所述计算机程序产品时，使得计算机执行如权利要求1-14任意一项所述的方法。
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