CN111492594B - 用于动态波束对确定的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
在基站与具有毫米波(mmW)能力的UE之间的许多可用波束对之中选择发射(Tx)‑接收(Rx)波束对与该基站和该UE之间的传输性能直接相关。公开了一种在能够进行(mmW)通信的传送方用户装备(UE)处用于基于多个Tx‑Rx波束对的优先级来确定新的服务Tx‑Rx波束对的方法、装置和计算机可读介质。UE可部分地基于发射(Tx)‑接收(Rx)波束对的优先级来从该UE处可用的多个Tx‑Rx波束对中选择Tx‑Rx波束对以用于测量，并部分地基于所选Tx‑Rx波束对的静态信息和动态信息的组合来更新所选Tx‑Rx波束对的优先级。
Description
引言
本申请要求于2017年12月13日在美国专利商标局提交的美国专利申请No.15/841,182的优先权和权益，其全部内容如同在下文全面阐述那样且出于所有适用目的被纳入于此。
领域
本公开一般涉及无线通信系统，尤其涉及用于动态波束对选择的方法和装置。
背景技术
无线通信系统被广泛部署以提供诸如电话、视频、数据、消息接发、和广播等各种电信服务。典型的无线通信系统可采用能够通过共享可用系统资源来支持与多个用户通信的多址技术。此类多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统、以及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
这些多址技术已经在各种电信标准中被采纳以提供使不同的无线设备能够在城市、国家、地区、以及甚至全球级别上进行通信的共同协议。示例电信标准是5G新无线电(NR)。5G NR是由第三代伙伴项目(3GPP)为满足与等待时间、可靠性、安全性、可缩放性(例如，与物联网(IoT))相关联的新要求以及其他要求所颁布的连续移动宽带演进的部分。5GNR的一些方面可以基于4G长期演进(LTE)标准。存在对5G NR技术的进一步改进的需求。这些改进也可适用于其他多址技术以及采用这些技术的电信标准。
NR可支持各种无线通信服务，诸如以宽带宽(例如，超过80MHz)为目标的增强型移动宽带(eMBB)、以高载波频率(例如，60GHz)为目标的毫米波(mmW)、以非后向兼容的MTC技术为目标的大规模MTC(mMTC)、和/或以超可靠低等待时间通信(URLLC)为目标的关键任务。这些服务可包括等待时间和可靠性要求。这些服务还可具有不同的传输时间区间(TTI)以满足相应的服务质量(QoS)要求。另外，这些服务可以在相同子帧中共存。
无线通信系统还可包括或支持被用于基于车辆的通信的网络，该网络也被称为车联网(V2X)、车辆到车辆(V2V)网络、和/或蜂窝V2X(C-V2X)网络。基于车辆的通信网络可提供始终在线的远程信息处理，其中UE(例如车辆UE(v-UE))直接与网络(V2N)、与行人UE(V2P)、与基础设施设备(V2I)以及与其他v-UE(例如，经由网络)进行通信。基于车辆的通信网络可通过提供其中交换交通信号/定时、实时交通和路线规划、对行人/骑行者的安全警报、碰撞避免信息等的智能连通性来支持安全的、始终连通的驾驶体验。
然而，支持基于车辆的通信的此类网络也可能与各种要求(例如，通信要求、安全和隐私要求等)相关联。其它示例要求可包括但不限于降低的等待时间要求、更高的可靠性要求，等等。例如，基于车辆的通信可包括传达可以支持自动驾驶汽车的传感器数据。车辆之间可以使用传感器数据来改进自动驾驶汽车的安全性。
概述
以下给出了一个或多个方面的简要概述以提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更详细描述之序言。
在基站与具有mmW能力的UE之间的许多可用波束对之中选择发射(Tx)-接收(Rx)波束对与该基站和该UE之间的传输性能直接相关。用于选择服务Tx-Rx波束对的一种当前普遍办法是以循环方式测量多个可用波束对中的每个波束对并基于测量结果来确定新的服务波束对。以此循环方式，每个波束对有均等机会在同步循环中被测量。事实上，由于诸如各波束对之间的视线(LoS)和邻近度等因素，波束对被选为服务波束的几率是不同的。该循环办法不区分各波束对并且由此可能引起选择服务波束对的长等待时间。
由此，需要一种在mmW通信环境中的用户装备(UE)处用于在考虑波束对的动态信息和静态信息的情况下向每个波束对指派优先级以快速收敛于良好服务波束对的方法、装置和计算机可读介质。
为了达成前述及相关目的，这一个或多个方面包括在下文充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方面的某些解说性特征。然而，这些特征仅仅是指示了可采用各个方面的原理的各种方式中的若干种，并且本描述旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图简述
图1是解说无线通信系统和接入网的示例的示图。
图2解说了分布式无线电接入网络的示例逻辑架构。
图3是解说接入网中的基站和用户装备(UE)的示例的示图。
图4是解说根据本公开的一个或多个方面的基站与UE处于通信的示图。
图5A是解说根据本公开的一个或多个方面的基站与UE处于通信的示图。
图5B解说了根据本公开的一个或多个方面的用于测量的示例波束对序列。
图6解说了根据本公开的一个或多个方面的支持动态波束选择的无线通信系统的示例。
图7是根据本公开的一个或多个方面的无线通信方法的流程图。
图8解说了根据本公开的一个或多个方面的用于测量的示例波束对序列。
图9示出了根据本公开的一个或多个方面的用于选择用于测量的波束对的不同方法的性能图表。
图10是解说根据本公开的一个或多个方面的示例性装备中的不同装置/组件之间的数据流的概念性数据流图。
图11是解说根据本公开的一个或多个方面的用于采用处理系统的装备的硬件实现的示例的示图。
详细描述
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可以实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以便避免淡化此类概念。
现在将参照各种装置和方法给出电信系统的若干方面。这些装置和方法将在以下详细描述中进行描述并在附图中由各种框、组件、电路、过程、算法等(统称为“元素”)来解说。这些元素可使用电子硬件、计算机软件、或其任何组合来实现。此类元素是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸于整体系统上的设计约束。
作为示例，元素、或元素的任何部分、或者元素的任何组合可被实现为包括一个或多个处理器的“处理系统”。处理器的示例包括：微处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)、应用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算(RISC)处理器、片上系统(SoC)、基带处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路、以及配置成执行本公开通篇描述的各种功能性的其他合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件组件、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等，无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。
相应地，在一个或多个示例实施例中，所描述的功能可以在硬件、软件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘存储、磁盘存储、其他磁存储设备、前述类型的计算机可读介质的组合、或可被用来存储指令或数据结构形式的能被计算机访问的计算机可执行代码的任何其他介质。
图1是解说无线通信系统和接入网100的示例的示图。无线通信系统(亦称为无线广域网(WWAN))包括基站102、UE 104和演进型分组核心(EPC)160。基站102可包括宏蜂窝小区(高功率蜂窝基站)和/或小型蜂窝小区(低功率蜂窝基站)。宏蜂窝小区包括基站。小型蜂窝小区包括毫微微蜂窝小区、微微蜂窝小区和微蜂窝小区。
基站102(统称为演进型通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入网(E-UTRAN))通过回程链路132(例如，S1接口)与EPC 160对接。除了其他功能，基站102还可执行以下功能中的一者或多者：用户数据的传递、无线电信道暗码化和暗码解译、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如，切换、双连通性)、蜂窝小区间干扰协调、连接建立和释放、负载平衡、非接入阶层(NAS)消息的分发、NAS节点选择、同步、无线电接入网(RAN)共享、多媒体广播多播服务(MBMS)、订户和装备追踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、定位、以及警报消息的递送。基站102可以直接或间接地(例如，通过EPC 160)在回程链路134(例如，X2接口)上彼此通信。回程链路134可以是有线的或无线的。
基站102可与UE 104进行无线通信。每个基站102可为各自相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。可能存在交叠的地理覆盖区域110。例如，小型蜂窝小区102'可具有与一个或多个宏基站102的覆盖区域110交叠的覆盖区域110'。包括小型蜂窝小区和宏蜂窝小区两者的网络可被称为异构网络。异构网络还可包括归属演进型B节点(eNB)(HeNB)，该HeNB可以向被称为封闭订户群(CSG)的受限群提供服务。基站102与UE 104之间的通信链路120可包括从UE 104到基站102的上行链路(UL)(亦称为反向链路)传输和/或从基站102到UE104的下行链路(DL)(亦称为前向链路)传输。通信链路120可使用多输入多输出(MIMO)天线技术，包括空间复用、波束成形和/或发射分集。这些通信链路可通过一个或多个载波。对于在每个方向上用于传输的总共最多达Yx MHz(x个分量载波)的载波聚集中分配的每个载波，基站102/UE 104可使用最多达Y MHz(例如，5、10、15、20、100MHz)带宽的频谱。这些载波可以或者可以不彼此毗邻。载波的分配可以关于DL和UL是非对称的(例如，与UL相比可将更多或更少载波分配给DL)。分量载波可包括主分量载波以及一个或多个副分量载波。主分量载波可被称为主蜂窝小区(PCell)，并且副分量载波可被称为副蜂窝小区(SCell)。
某些UE 104可使用设备到设备(D2D)通信链路192来彼此通信。D2D通信链路192可使用DL/UL WWAN频谱。D2D通信链路192可使用一个或多个侧链路信道，诸如物理侧链路广播信道(PSBCH)、物理侧链路发现信道(PSDCH)、物理侧链路共享信道(PSSCH)、以及物理侧链路控制信道(PSCCH)。D2D通信可通过各种各样的无线D2D通信系统，诸如举例而言，FlashLinQ、WiMedia、蓝牙、ZigBee、以IEEE 802.11标准为基础的Wi-Fi、LTE、或NR。
无线通信系统可进一步包括在5GHz无执照频谱中经由通信链路154与Wi-Fi站(STA)152进行通信的Wi-Fi接入点(AP)150。当在无执照频谱中通信时，STA 152/AP 150可在通信之前执行畅通信道评估(CCA)以确定该信道是否可用。
小型蜂窝小区102'可在有执照和/或无执照频谱中操作。当在无执照频谱中操作时，小型蜂窝小区102'可采用NR并且使用与由Wi-Fi AP 150所使用的频谱相同的5GHz无执照频谱。在无执照频谱中采用NR的小型蜂窝小区102'可推升接入网的覆盖和/或增加接入网的容量。
g B节点(gNB)180可以在毫米波(mmW)频率和/或近mmW频率中操作以与UE 104通信。当gNB 180在mmW或近mmW频率中操作时，gNB 180可被称为mmW基站。极高频(EHF)是电磁频谱中的RF的部分。EHF具有30GHz到300GHz的射程以及1毫米到10毫米之间的波长。该频带中的无线电波可被称为毫米波。近mmW可向下扩展至3GHz的频率以及100毫米的波长。超高频(SHF)频带在3GHz到30GHz之间扩展，其亦被称为厘米波。使用mmW/近mmW射频频带的通信具有极高的路径损耗和短射程。mmW基站180可以利用与UE 104的波束成形184来补偿极高路径损耗和短射程。
EPC 160可包括移动性管理实体(MME)162、其他MME 164、服务网关166、多媒体广播多播服务(MBMS)网关168、广播多播服务中心(BM-SC)170和分组数据网络(PDN)网关172。MME 162可与归属订户服务器(HSS)174处于通信。MME 162是处理UE 104与EPC 160之间的信令的控制节点。一般而言，MME 162提供承载和连接管理。所有用户网际协议(IP)分组通过服务网关166来传递，服务网关166自身连接到PDN网关172。PDN网关172提供UE IP地址分配以及其他功能。PDN网关172和BM-SC 170被连接到IP服务176。IP服务176可包括因特网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)、PS流送服务和/或其他IP服务。BM-SC 170可提供用于MBMS用户服务置备和递送的功能。BM-SC 170可用作内容提供方MBMS传输的进入点，可用来授权和发起公共陆地移动网(PLMN)内的MBMS承载服务，并且可用来调度MBMS传输。MBMS网关168可用来向属于广播特定服务的多播广播单频网(MBSFN)区域的基站102分发MBMS话务，并且可负责会话管理(开始/停止)并负责收集eMBMS相关的收费信息。
基站也可被称为gNB、B节点、演进型B节点(eNB)、接入点、基收发机站、无线电基站、无线电收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)、或某个其他合适的术语。基站102为UE 104提供去往EPC 160的接入点。UE 104的示例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型设备、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏控制台、平板设备、智能设备、可穿戴设备、车辆、电表、加油站、烤箱或任何其他类似的功能设备。UE 104中的一些UE可被称为IoT设备(例如，停车定时器、加油站、烤箱、车辆等等)。UE 104也可被称为站、移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端、或某个其他合适术语。
再次参照图1，在某些方面，UE 104可被配置成包括服务波束对选择组件(198)，该组件使得UE 104能够高效地在多个波束对之中确定服务波束对。这进而使得UE能够以最小等待时间来建立该UE与基站之间的链路，尤其是在动态环境中，在动态环境中UE处于快速运动并且当前服务波束对可能需要频繁更新。
图2解说了分布式无线电接入网(RAN)200的示例逻辑架构，其可在图1中所解说的无线通信系统中实现。5G接入节点206可包括接入节点控制器(ANC)202。ANC可以是分布式RAN 200的中央单元(CU)。到下一代核心网(NG-CN)204的回程接口可在ANC处终接。到相邻下一代接入节点(NG-AN)的回程接口可在ANC处终接。ANC可以包括一个或多个TRP 208(其还可被称为BS、NR BS、B节点、5G NB、AP或某一其他术语)。如上所述，TRP可与“蜂窝小区”可互换地使用。
TRP 208可以是DU。TRP可被连接到一个ANC(ANC 202)或者一个以上ANC(未解说)。例如，对于RAN共享、无线电即服务(RaaS)和因服务而异的AND部署，TRP可被连接到一个以上ANC。TRP可以包括一个或多个天线端口。TRP可被配置成个体地(例如，动态选择)或联合地(例如，联合传输)服务至UE的话务。
本地架构200可被用来解说去程(fronthaul)定义。该架构可被定义为支持跨不同部署类型的去程解决方案。例如，该架构可以基于传送网络能力(例如，带宽、等待时间和/或抖动)。
该架构可与LTE共享特征和/或组件。根据各方面，下一代AN(NG-AN)210可支持与NR的双连通性。对于LTE和NR，NG-AN可共享共用去程。
该架构可实现各TRP 208之间和之中的协作。例如，协作可在TRP内和/或经由ANC202跨各TRP存在。根据各方面，可以不需要/不存在TRP间接口。
根据各方面，拆分逻辑功能的动态配置可存在于架构200内。在一个示例方面，无线电资源控制(RRC)层、分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层、媒体接入控制(MAC)层、和物理(PHY)层可适应性地放置于DU或CU(例如，分别为TRP或ANC)处。根据某些方面，BS可包括中央单元(CU)(例如，ANC 202)和/或一个或多个分布式单元(例如，一个或多个TRP 208)。
图3是接入网中基站310与UE 350处于通信的框图。在DL中，来自EPC160的IP分组可被提供给控制器/处理器375。控制器/处理器375实现层3和层2功能性。层3包括无线电资源控制(RRC)层，并且层2包括分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层、以及媒体接入控制(MAC)层。控制器/处理器375提供与系统信息(例如，MIB、SIB)的广播、RRC连接控制(例如，RRC连接寻呼、RRC连接建立、RRC连接修改、以及RRC连接释放)、无线电接入技术(RAT)间移动性、以及UE测量报告的测量配置相关联的RRC层功能性；与报头压缩/解压缩、安全性(暗码化、暗码解译、完整性保护、完整性验证)、以及切换支持功能相关联的PDCP层功能性；与上层分组数据单元(PDU)的传递、通过ARQ的纠错、RLC服务数据单元(SDU)的级联、分段、以及重组、RLC数据PDU的重新分段、以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性；以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU复用到传输块(TB)上、从TB解复用MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处置、以及逻辑信道优先级区分相关联的MAC层功能性。
发射(TX)处理器316和接收(RX)处理器370实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。包括物理(PHY)层的层1可包括传输信道上的检错、传输信道的前向纠错(FEC)编码/解码、交织、速率匹配、映射到物理信道上、物理信道的调制/解调、以及MIMO天线处理。TX处理器316基于各种调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交调幅(M-QAM))来处置至信号星座的映射。经编码和调制的码元随后可被拆分成并行流。每个流随后可被映射到OFDM副载波，在时域和/或频域中与参考信号(例如，导频)复用，并且随后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)组合到一起以产生携带时域OFDM码元流的物理信道。该OFDM流被空间预编码以产生多个空间流。来自信道估计器374的信道估计可被用来确定编码和调制方案以及用于空间处理。该信道估计可从由UE 350传送的参考信号和/或信道状况反馈推导出来。每个空间流随后可经由分开的发射机318TX被提供给一不同的天线320。每个发射机318TX可用相应空间流来调制RF载波以供传输。
在UE 350处，每个接收机354RX通过其各自相应的天线352来接收信号。每个接收机354RX恢复出调制到RF载波上的信息并将该信息提供给接收(RX)处理器356。TX处理器368和RX处理器356实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。RX处理器356可对该信息执行空间处理以恢复出以UE 350为目的地的任何空间流。如果有多个空间流以UE 350为目的地，则它们可由RX处理器356组合成单个OFDM码元流。RX处理器356随后使用快速傅里叶变换(FFT)将该OFDM码元流从时域变换到频域。该频域信号对该OFDM信号的每个副载波包括单独的OFDM码元流。通过确定最有可能由基站310传送的信号星座点来恢复和解调每个副载波上的码元、以及参考信号。这些软判决可基于由信道估计器358计算出的信道估计。这些软判决随后被解码和解交织以恢复出原始由基站310在物理信道上传送的数据和控制信号。这些数据和控制信号随后被提供给实现层3和层2功能性的控制器/处理器359。
控制器/处理器359可与存储程序代码和数据的存储器360相关联。存储器360可被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器359提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、暗码解译、报头解压缩以及控制信号处理以恢复出来自EPC 160的IP分组。控制器/处理器359还负责使用ACK和/或NACK协议进行检错以支持HARQ操作。
类似于结合由基站310进行的DL传输所描述的功能性，控制器/处理器359提供与系统信息(例如，MIB、SIB)捕获、RRC连接、以及测量报告相关联的RRC层功能性；与报头压缩/解压缩、以及安全性(暗码化、暗码解译、完整性保护、完整性验证)相关联的PDCP层功能性；与上层PDU的传递、通过ARQ的纠错、RLC SDU的级联、分段、以及重组、RLC数据PDU的重新分段、以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性；以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU复用到TB上、从TB解复用MACSDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处置、以及逻辑信道优先级区分相关联的MAC层功能性。
由信道估计器358从由基站310所传送的参考信号或反馈推导出的信道估计可由TX处理器368用于选择恰适的编码和调制方案、以及促成空间处理。由TX处理器368生成的空间流可经由分开的发射机354TX被提供给一不同的天线352。每个发射机354TX可用相应空间流来调制RF载波以供传输。
在基站310处以与结合UE 350处的接收机功能所描述的方式相类似的方式来处理UL传输。每个接收机318RX通过其各自相应的天线320来接收信号。每个接收机318RX恢复出调制到RF载波上的信息并将该信息提供给RX处理器370。
控制器/处理器375可与存储程序代码和数据的存储器376相关联。存储器376可被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器375提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、暗码解译、报头解压缩、控制信号处理以恢复出来自UE 350的IP分组。来自控制器/处理器375的IP分组可被提供给EPC 160。控制器/处理器375还负责使用ACK和/或NACK协议进行检错以支持HARQ操作。
图4是解说基站402与UE 404处于通信的示图400。参照图4，基站402可在方向402a、402b、402c、402d、402e、402f、402g、402h中的一个或多个方向上向UE 404传送经波束成形的信号。UE 404可在一个或多个接收方向404a、404b、404c、404d上从基站402接收经波束成形的信号。UE 404也可在方向404a-404d中的一个或多个方向上向基站402传送经波束成形的信号。基站402可在接收方向402a-402h中的一个或多个接收方向上从UE 404接收经波束成形的信号。基站402/UE 404可执行波束训练以确定基站402/UE 404中的每一者的最佳接收方向和发射方向。基站402的发射方向和接收方向可以相同或可以不同。UE 404的发射方向和接收方向可以相同或可以不同。
图5A是解说根据本公开的一个或多个方面的基站501与UE 505处于通信的示图500a。示图500a示出了5G基站处的发射波束集502a-502d以及UE处的接收波束集506a-506d。发射波束502a-502d中的一个发射波束可以与接收波束506a-506d中的一个接收波束配对以形成服务Tx-Rx波束对，进而通过基站501与UE 505之间的毫米波信道504来携带信号。
在一个示例方面，在5G mmW基站501与UE 505之间的任何通信之前，基站501可以首先在波束参考信号(BRS)循环中向传输射程中的所有设备广播所有4个(Tx)波束1-4或即502a-502d。UE 505进而将接收到的Tx波束与其Rx波束配对以寻找用于UE 505与基站501之间的传输的最合适波束对。Tx波束数目和Rx波束数目越大，寻找最合适波束对或新的服务波束对要花费的时间可能越久。在示图500中，存在4个Tx波束和4个Rx波束。即，Tx波束和Rx波束的大小分别是M＝4和N＝4。
BRS循环是可以包括预定数目的同步时段的同步循环。不同术语可被用于同步时段。例如，同步时段可被称为同步帧(SF)。在同步帧期间，可以选择和测量数个候选Tx-Rx波束对以确定新的服务Tx-Rx波束对。例如，在一个SF中，如果选择方法将允许Tx波束变化，则每个Tx波束可与各Rx波束中的一个Rx波束配对以形成候选Tx-Rx波束对序列以用于波束对测量。为了选择相当稳定的服务波束对，可能需要预定数目的同步循环。
在一个方面，可以按波束增益来测量候选Tx-Rx波束对的质量。若干因素可能影响候选波束对的所测得波束增益，包括视线(LoS)。一般而言，在其他因素相等的情况下，具有LoS的波束对比没有LoS的波束对具有更好的波束增益。
在一个示例方面，在一个同步循环期间，预期所有Tx波束以固定模式进行发射，这是因为基站可能不会频繁地改变其位置。再次参照图5A，如果针对波束增益测量仅考虑LoS，则预期Tx-Rx波束对(2,1)和Tx-Rx波束对(3,1)具有较好的波束增益，这是因为Rx波束1与Tx波束2和3具有LoS。
图5B解说了根据本公开的一个或多个方面的示例Tx-Rx波束对序列500b。基于图5A的Tx-Rx波束对，图5B解说了基于循环办法的用于测量的波束对序列。示例序列500b解说了包括4个同步帧512a-512d的同步循环或BRS循环。根据该循环办法，顺序地选择各Rx波束中的一个Rx波束以在SF内与每个Tx波束配对以形成M个候选波束对以用于波束增益测量，其中M是Tx波束集的大小。如图5B中所示，在SF 512a期间，Rx波束1与4个Tx波束1到4中的每一者配对以用于测量，并且随后下一Rx波束(Rx波束2)与4个Tx波束1到4中的每一者配对以用于测量。以循环方式测量所有N个Rx波束。
根据现有办法，通常需要至少完整的BRS或同步循环以使所有Rx波束与Tx波束配对以用于波束增益测量，进而寻找新的服务Tx-Rx波束对。由于UE可能具有一个以上Rx波束，因此在找到合适的服务波束对之前可能花费数个BRS循环。这在建立基站与UE之间的连接时可能引起不小的等待时间和不期望的延迟。基于确定新的服务Tx-Rx波束对的循环办法，等待时间的长度与Rx波束数目成比例。
由此，现有的循环办法很可能浪费同步SF资源，这部分地是因为一些波束对由于其方向、缺乏LoS、或其他因素而可能具有很小的几率或没有几率被选为服务波束对。例如，参照图5A和图5B两者，如果假定LoS，则Tx波束2和3应当观察到比Tx波束1和4多的增益。相应地，向这4个Tx波束指派在一个BRS循环中测量的相同均等机会可能不是必要的并且可能是浪费的。
图6解说了根据本公开的一个或多个方面的支持动态波束对选择的无线通信系统600的示例。无线通信系统600包括基站602和UE 604。在606处，基站602广播基站602处可用的Tx波束。
在608处，UE 606应用动态波束对选择过程(诸如图7中所解说的过程)以基于每个波束对的优先级来选择用于测量的候选Tx-Rx波束对。短语波束对选择也被称为波束对调度。基于动态波束对选择过程，具有较高优先级的那些波束对具有更大几率被选择用于测量。由此，那些波束对具有更好的机会成为新的服务波束对。这在寻找合适的服务波束对以及建立基站与UE之间的连接时可以导致改进的等待时间和延迟。波束对调度或选择方法的细节在图7、10和11中示出并在对应部分中描述。
在610处，UE 604向基站602报告所确定的新的服务波束对。随后在612处，UE 604和基站602使用新的服务波束对来接收和传送数据。
图7是根据本公开的一个或多个方面的无线通信方法700的流程图。方法700可由图1的UE 104、图3的UE 350、图6的UE 604、或图10和11的装备1002/1002’中的一者来执行。可任选步骤在虚线边框中指示。
在702处，方法700包括：由UE部分地基于与候选Tx-Rx波束对相关联的优先级值(或简称优先级)来选择一个候选Tx-Rx波束对。与现有的循环办法(其向所有波束对指派均等的可能性)形成对比，波束对被选择用于测量的可能性可与其他波束对的可能性不同。优先级值表示波束对被选择用于测量的可能性，并且由此表示候选波束对最终成为新的服务Tx-Rx波束对的几率。如稍后将解释的，优先级值基于与候选Tx-Rx波束对相关联的静态信息和动态信息的组合。
UE还基于Tx-Rx波束对的波束模式来选择候选波束对。在一个示例方面，Tx波束具有固定模式。即，基站(诸如gNB)可广播gNB期望UE在测量或其他情况下要遵循的固定Tx波束序列。对于固定的Tx波束模式可能有各种原因，诸如由gNB供应商作出的gNB设计选择或者由操作gNB的服务提供商作出的选择。结果，UE可以自由地选择Rx波束但遵循固定的Tx波束发射模式。例如，图8示出了具有固定Tx波束模式的波束对序列，该固定Tx波束模式具有范围顺序地从Tx波束1到Tx波束4的Tx波束序列。在大多数场景中，假定基站处的天线阵列相对于UE是驻定的。
在一个示例方面，选择Tx-Rx波束对可包括：在预定数目的同步循环期间选择该Tx-Rx波束对达某一次数以用于重测。重测的次数与所选波束对相对于其他Tx-Rx波束对的优先级值的优先级值成比例。换言之，具有较高优先级值的候选波束对可比具有较低优先级值的候选波束对更频繁地被选择用于测量和重测。
在704处，方法700包括：更新所选波束对的优先级值。在一个示例方面，优先级值可基于两种类型的信息：静态信息和动态信息。在一个方面，Tx-Rx波束对的静态信息可包括Tx-Rx波束对之间的空间关系，诸如邻近度信息、视线(LoS)和非LoS(NLoS)等等。
优先级值的动态信息可包括可以逐实例并且逐测量改变的信息。在一个示例方面，动态信息可包括所选Tx-Rx波束对的最近波束测量中的一个或多个波束测量。
在一个示例方面，静态信息和动态信息各自可具有用于更新优先级值的相关联权重。相关联权重可基于情况来调节。例如，如果预期UE要处于非常动态的环境中，则动态信息的权重相对于静态信息的权重可以较大。
在一个示例方面，更新所选波束对的优先级可包括以下一者或多者：更新与静态信息相关联的权重、更新与动态信息相关联的权重、以及部分地基于这两个权重中的一者或两者来组合Tx-Rx波束对的动态信息和静态信息。在一个示例方面，更新优先级值是以使得较高优先级值导致该Tx-Rx波束对有较高几率被选择用于测量和重测的方式来执行的。
在一个示例方面，静态和动态信息可首先基于动态信息并且随后基于静态信息来组合。例如，对于每个波束对，基于诸如该波束对的一个或多个最近波束测量等动态信息来计算优先级。具有最高优先级值的波束对可被选择或调度用于测量或重测。当多个波束对具有相同的优先级值时，则将静态信息(诸如与当前服务波束对的空间相邻关系)作为考虑因素以区分各波束对。取决于特定情况，还可以采用组合动态信息和静态信息以确定波束对的优先级值的其他类似或替换办法。
在706处，方法700包括：由UE查明所选波束对。在一个示例中，查明所选波束对可包括：在预定数目的同步循环期间重复702处的选择波束对和704处的更新所选波束对的优先级值的步骤达数次。查明所选波束对的一个作用是要确保从所选波束对获得的测量达到特定的可靠性程度。这在UE处于非常动态的环境时特别相关。例如，如果UE处于快速旋转运动，则Rx波束可以按高频率改变其相对于固定Tx波束模式的物理位置。由此，在一个时刻有效的一种测量在下一时刻可能无效。
在706处，在替换方面，查明所选波束对可包括：在当前测量轮次中查明具有最高优先级值的所选n个波束对。这替代702处的选择波束对和704处的更新优先级值达较多次数。数目n可以是预定的且可调节。这可引起较快收敛于新的服务波束对。
在708处，方法700包括：确定新的服务Tx-Rx波束对以用于UE与基站之间的传输。在一个示例方面，UE通过在预定数目的同步循环内查明所选候选波束对之后选择具有最高优先级值的Tx-Rx波束对来确定新的服务Tx-Rx波束对。
在710处，方法700包括：从当前Tx-Rx波束对切换到新确定的Tx-Rx波束对。随后UE可在新的服务Tx-Rx波束对上继续与基站的传输。在一个示例方面，新确定的Tx-Rx波束对可与当前的服务Tx-Rx波束对相同。在该情形中，可以避免710处的步骤。
方法700可针对各种时机被触发。一种此类时机是当UE进入基站的传输射程并且刚接收到从基站广播的Tx波束时。另一时机是当UE的位置已改变不小以使得当前服务波束不再有效并且当前服务Tx-Rx波束对的性能已降级超过预定阈值时。
方法700是出于解说目的并且示出了用于选择用于测量的候选波束对以及用于确定新的服务波束对的一种可能过程。实际上，方法700的解说性流程图中所示的一个或多个步骤可以与其他步骤进行组合、以任何合适的顺序来执行、并行地(例如，同时或基本上同时)执行、或被移除。例如，704处的更新所选Tx-Rx波束对的优先级值可以并行于或先于706处的查明所选Tx-Rx波束对来执行。
图8解说了根据本公开的一个或多个方面的用于测量的示例波束对序列800。波束对序列800包括四个同步时段802-805，并且在每个同步时段内，选择和测量四个波束对。与如图5B中所示的用于测量的均等机会、循环固定波束对序列形成对比，图8示出了具有固定Tx波束模式的波束对序列。在图8中，UE可以自由地选择Rx波束，但不能自由地选择Tx波束。例如，在同步时段802-805期间，UE遵循固定Tx波束模式，在每个同步时段期间顺序地选择Tx波束1到Tx波束4。
在另一示例方面，所选波束对的较高优先级值可导致该波束对有更多机会被选择用于测量和重测。如之前讨论的，波束对的优先级值可基于动态信息和静态信息。在一个示例场景中，Tx-Rx波束对(2,1)和(3,1)可具有较高优先级值，这部分地是因为优先级值的静态部分的权重可能较大。例如，Rx波束1与Tx波束2和3具有至少部分LoS，如图5A中所示。由此，Tx-Rx波束对(2,1)和(3,1)可具有较高优先级值。附加地，Tx-Rx波束对(2,1)和(3,1)的优先级值的动态部分的权重也可较大，这是因为其波束增益的先前测量可高于其他波束对。
结果，包括Rx波束1的波束对比Rx波束3和4更频繁地被测量。例如，如图8中所示，Rx波束1与Tx波束2和3配对并且更频繁地被测量，而位于与Rx波束1相对并且具有NLoS的Rx波束3具有远远更少的机会被选择用于测量。
图9示出了用于选择用于测量的波束对的不同方法的性能图表900。图表900是针对Tx波束具有固定Tx波束模式并且UE自由选择Rx波束以用于测量的场景。一种此类场景可以是UE自身处于快速旋转。当UE处于快速旋转时，服务Tx-Rx波束对可能需要频繁地重选以维持波束增益方面的期望性能。
图9的Y轴示出了累积密度函数(CDF)F(x)值，其表示波束对基于指定方法被选择的机会值。X轴示出了针对指定波束对选择方法的波束增益。基线904表示固定的、循环波束对选择方法的结果。Genie线908表示理论最优结果。线906表示基于如本公开所描述且图7中所解说的动态波束对选择方法的性能结果。性能图表900表明基于动态波束对选择方法的性能非常接近理论最优线908的性能，并且比循环波束对选择方法的性能好得多。
图10是解说示例性装备1002中的不同装置/组件之间的数据流的概念性数据流图1000。该装备可以是与基站处于通信的具有mmW能力的UE。该装备包括接收组件1004，其被配置成从基站接收数据和控制信息。例如，具有mmW能力的UE的接收组件1004可在广播消息中从基站接收Tx波束集。
装备1002还包括动态波束对选择及测量组件1006，该动态波束对选择及测量组件1006从接收组件1004接收波束对、选择候选波束对并测量所选波束对。装备1002还包括服务Tx-Rx波束对确定组件1008，该服务Tx-Rx波束对确定组件1008从波束对选择及测量组件1006接收测量结果、部分地基于测量结果来更新每个所选波束对的优先级值、以及部分地基于经更新的优先级值来确定新的服务Tx-Rx波束对。装备1002进一步包括传输组件1010，该传输组件1010向基站1050传送所确定的服务Tx-Rx波束对。
该装备可包括执行图6和7的前述流程图中的算法的每个框的附加组件。如此，图6和7的前述流程图中的每个框可由组件执行，并且该装备可包括那些组件中的一个或多个组件。这些组件可以是专门配置成执行所述过程/算法的一个或多个硬件组件、由配置成执行所述过程/算法的处理器实现、存储在计算机可读介质中以供由处理器实现、或其某种组合。
图11是解说采用处理系统1114的装备1002'的硬件实现的示例的示图1100。处理系统1114可实现成具有由总线1124一般化地表示的总线架构。取决于处理系统1114的具体应用和总体设计约束，总线1124可包括任何数目的互连总线和桥接器。总线1124将各种电路链接在一起，包括一个或多个处理器和/或硬件组件(由处理器1104，组件1004、1006、1008和1010，以及计算机可读介质/存储器1106表示)。总线1124还可链接各种其他电路，诸如定时源、外围设备、稳压器和功率管理电路，这些电路在本领域中是众所周知的，且因此将不再进一步描述。
处理系统1114可耦合到收发机1110。收发机1110耦合到一个或多个天线1120。收发机1110提供用于通过传输介质与各种其他装备进行通信的装置。收发机1110从该一个或多个天线1120接收信号，从收到信号中提取信息，并向处理系统1114(具体而言是传输组件1010)提供所提取的信息。另外，收发机1110从处理系统1114(具体而言是接收组件1104)接收信息，并基于所接收到的信息来生成将要应用于该一个或多个天线1120的信号。
处理系统1114包括耦合到计算机可读介质/存储器1106的处理器1104。处理器1104负责一般性处理，包括对存储在计算机可读介质/存储器1106上的软件的执行。软件在由处理器1104执行时使得处理系统1114执行上文针对任何特定装备描述的各种功能。计算机可读介质/存储器1106还可被用于存储由处理器1104在执行软件时操纵的数据。处理系统1114进一步包括组件1004、1006、1008和1010中的至少一个组件。这些组件可以是在处理器1104中运行的软件组件、驻留/存储在计算机可读介质/存储器1106中的软件组件、耦合到处理器1104的一个或多个硬件组件、或其某种组合。处理系统1114可以是UE 350的组件且可包括存储器360和/或以下至少一者：TX处理器368、RX处理器356、以及控制器/处理器359。
应理解，所公开的过程/流程图中的各个框的具体次序或层次是示例性办法的解说。应理解，基于设计偏好，可以重新编排这些过程/流程图中的各个框的具体次序或层次。此外，一些框可被组合或被略去。所附方法权利要求以范例次序呈现各种框的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或层次。
提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示的方面，而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述除非特别声明，否则并非旨在表示“有且仅有一个”，而是“一个或多个”。措辞“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。除非特别另外声明，否则术语“一些/某个”指的是一个或多个。诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”以及“A、B、C或其任何组合”之类的组合包括A、B和/或C的任何组合，并可包括多个A、多个B或多个C。具体而言，诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”以及“A、B、C或其任何组合”之类的组合可以是仅有A、仅有B、仅有C、A和B、A和C、B和C，或者A和B和C，其中任何这种组合可包含A、B或C的一个或多个成员。本公开通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众，无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。措辞“模块”、“机制”、“元素”、“设备”等等可以不是措辞“装置”的代替。如此，没有任何权利要求元素应被解释为装置加功能，除非该元素是使用短语“用于……的装置”来明确叙述的。
Claims (24)
1.一种在能够进行毫米波(mmW)通信的用户装备(UE)处的无线通信方法，包括：
由所述UE部分地基于发射(Tx)-接收(Rx)波束对的优先级来从所述UE处可用的多个Tx-Rx波束对中选择Tx-Rx波束对以用于测量，其中所述多个Tx-Rx波束对包括Tx波束集和Rx波束集，所述优先级表示波束对被选择用于测量的可能性；
部分地基于所选Tx-Rx波束对的静态信息和动态信息的组合来更新所选Tx-Rx波束对的优先级；
基于所述多个Tx-Rx波束对的优先级来确定新的服务Tx-Rx波束对；
通过在预定数目的同步循环内重测所选Tx-Rx波束对来查明所选Tx-Rx波束对；以及
在所述预定数目的同步循环之后切换到所述新的服务Tx-Rx波束对。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述Tx波束集具有固定Tx波束模式。
3.如权利要求2所述的方法，其中选择所述Tx-Rx波束对进一步包括：基于所述固定Tx波束模式来选择Rx波束。
4.如权利要求2所述的方法，其中选择所述Tx-Rx波束对进一步包括：选择所述Tx-Rx波束对达一次数，所述次数与所述Tx-Rx波束对相对于所述多个Tx-Rx波束对中的其他Tx-Rx波束对的优先级的优先级成比例。
5.如权利要求1所述的方法，其中Tx-Rx波束对的静态信息包括所述Tx-Rx波束对的空间关系、或所述Tx-Rx波束对之间是否存在视线、或其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述动态信息包括所述Tx-Rx波束对的最近波束测量中的一个或多个波束测量。
7.如权利要求1所述的方法，其中更新所述优先级包括以下至少一者：
更新与所述静态信息相关联的第一权重；或者
更新与所述动态信息相关联的第二权重；或者
部分地基于所述第一权重和所述第二权重，组合所述Tx-Rx波束对的所述动态信息和所述静态信息，以使得所述优先级相对于所述多个Tx-Rx波束对中的其他Tx-Rx波束对的优先级与所述Tx-Rx波束对被选择用于测量的几率成比例；或者
其组合。
8.如权利要求1所述的方法，其中确定所述新的服务Tx-Rx波束对进一步包括：在所述预定数目的同步循环之后查明所述多个Tx-Rx波束对中的每一者的优先级之际将具有最高优先级值的Tx-Rx波束对选为所述新的服务Tx-Rx波束对。
9.一种用于用户装备(UE)处的无线通信的设备，包括：
用于由所述UE部分地基于发射(Tx)-接收(Rx)波束对的优先级来从所述UE处可用的多个Tx-Rx波束对中选择Tx-Rx波束对以用于测量的装置，其中所述多个Tx-Rx波束对包括Tx波束集和Rx波束集，所述优先级表示波束对被选择用于测量的可能性；
用于部分地基于所选Tx-Rx波束对的静态信息和动态信息的组合来更新所选Tx-Rx波束对的优先级的装置；
用于基于所述多个Tx-Rx波束对的优先级来确定新的服务Tx-Rx波束对的装置；
用于通过在预定数目的同步循环内重测所选Tx-Rx波束对来查明所选Tx-Rx波束对的装置；以及
用于在所述预定数目的同步循环之后切换到所述新的服务Tx-Rx波束对的装置。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述Tx波束集具有固定Tx波束模式。
11.如权利要求10所述的设备，其中用于选择所述Tx-Rx波束对的装置进一步包括：基于所述固定Tx波束模式来选择Rx波束。
12.如权利要求10所述的设备，其中用于选择所述Tx-Rx波束对的装置进一步包括：选择所述Tx-Rx波束对达一次数，所述次数与所述Tx-Rx波束对相对于所述多个Tx-Rx波束对中的其他Tx-Rx波束对的优先级的优先级成比例。
13.如权利要求9所述的设备，其中Tx-Rx波束对的静态信息包括所述Tx-Rx波束对的空间关系、或所述Tx-Rx波束对之间是否存在视线、或其组合。
14.如权利要求9所述的设备，其中所述动态信息包括所述Tx-Rx波束对的最近波束测量中的一个或多个波束测量。
15.如权利要求9所述的设备，其中用于更新所述优先级的装置包括以下至少一者：
更新与所述静态信息相关联的第一权重；或者
更新与所述动态信息相关联的第二权重；或者
部分地基于所述第一权重和所述第二权重，组合所述Tx-Rx波束对的所述动态信息和所述静态信息，以使得所述优先级相对于所述多个Tx-Rx波束对中的其他Tx-Rx波束对的优先级与所述Tx-Rx波束对被选择用于测量的几率成比例；或者
其组合。
16.如权利要求9所述的设备，其中用于确定所述新的服务Tx-Rx波束对的装置进一步包括：在所述预定数目的同步循环之后查明所述多个Tx-Rx波束对中的每一者的优先级之际将具有最高优先级值的Tx-Rx波束对选为所述新的服务Tx-Rx波束对。
17.一种用于无线通信的装置，包括：
收发机；
存储器；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器耦合到所述存储器中的至少一者并且被配置成：
部分地基于发射(Tx)-接收(Rx)波束对的优先级来从多个Tx-Rx波束对中选择Tx-Rx波束对以用于测量，其中所述多个Tx-Rx波束对包括Tx波束集和Rx波束集，所述优先级表示波束对被选择用于测量的可能性；
部分地基于所选Tx-Rx波束对的静态信息和动态信息的组合来更新所选Tx-Rx波束对的优先级；
基于所述多个Tx-Rx波束对的优先级来确定新的服务Tx-Rx波束对；
通过在预定数目的同步循环内重测所选Tx-Rx波束对来查明所选Tx-Rx波束对；以及
在所述预定数目的同步循环之后切换到所述新的服务Tx-Rx波束对。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述Tx波束集具有固定Tx波束模式。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述至少一个处理器被进一步配置成：通过基于所述固定Tx波束模式选择Rx波束来选择所述Tx-Rx波束对。
20.如权利要求18所述的装置，其中所述至少一个处理器被进一步配置成：通过选择所述Tx-Rx波束对达一次数来选择所述Tx-Rx波束对，所述次数与所述Tx-Rx波束对相对于所述多个Tx-Rx波束对中的其他Tx-Rx波束对的优先级的优先级成比例。
21.如权利要求17所述的装置，其中Tx-Rx波束对的静态信息包括所述Tx-Rx波束对的空间关系、或所述Tx-Rx波束对之间是否存在视线、或其组合。
22.如权利要求17所述的装置，其中所述动态信息包括所述Tx-Rx波束对的最近波束测量中的一个或多个波束测量。
23.如权利要求17所述的装置，其中所述至少一个处理器被进一步配置成通过以下至少一者来更新所述优先级：
更新与所述静态信息相关联的第一权重；或者
更新与所述动态信息相关联的第二权重；或者
部分地基于所述第一权重和所述第二权重，组合所述Tx-Rx波束对的所述动态信息和所述静态信息，以使得所述优先级相对于所述多个Tx-Rx波束对中的其他Tx-Rx波束对的优先级与所述Tx-Rx波束对被选择用于测量的几率成比例；或者
其组合。
24.如权利要求17所述的装置，其中所述至少一个处理器被进一步配置成通过以下操作来确定所述新的服务Tx-Rx波束对：在所述预定数目的同步循环之后查明所述多个Tx-Rx波束对中的每一者的优先级之际将具有最高优先级值的Tx-Rx波束对选为所述新的服务Tx-Rx波束对。
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