CN111567119A - 用于执行波束故障恢复的方法和无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

根据各种实施方式，用于执行波束故障恢复的方法和无线通信设备包括，使用波束故障恢复请求媒体接入控制—控制元素(BFRR MAC CE)来传递波束故障恢复信息(例如，从无线网络的一个节点向另一个节点——诸如从移动无线通信设备向基站(BS))。BFRR MAC CE可以包括下列中的一个或多个：参考信号(RS)类型(即，RS资源的类型)，RS资源的标识，频率位置的标识(例如，在使用带宽部分(BWP)情况下，带宽部分的标识)，以及服务小区的标识。

Description

用于执行波束故障恢复的方法和无线通信设备
技术领域
本公开总体上涉及无线网络中的通信，以及更具体地，涉及用于执行波束故障恢复的方法和无线通信设备。
背景技术
面向带宽日益增长的需求，下一代系统无线系统将采用高达100GHz的高工作频率。当使用这样的高工作频率时，传播损耗往往是较高的。为了解决这一问题，下一代无线通信设备可以采用天线阵列和波束赋形(beamforming，BF)训练技术，其使用大规模多输入多输出(MIMO)技术(例如，1024个天线元件用于一个节点)以便实现波束对准并且获得足够高的天线增益。
当前，无线网络使用物理随机接入信道(PRACH)来恢复波束故障。为了使基于PRACH的波束故障恢复方案工作，无线网络应当显式地或隐式地提供与每个候选波束相关联的专用随机接入信道(RACH)资源，即每个候选参考信号(RS)资源。候选RS资源可以是同步信号(SS)块或信道状态信息参考信号(CSI-RS)资源。然而，用于波束故障恢复的这些RACH资源，仅当无线通信设备的一个或多个波束对链路故障时才被使用。因此，一直预留这些资源导致这些无线资源的浪费。这在专用RACH资源的情况下尤为如此，专用RACH资源被用于基于非竞争的随机接入(即，这些资源专门为每个无线通信设备所预留)。专用于波束故障恢复目的的一个或多个RACH资源应当在波束故障之前，被配置用于可能的候选波束(并且关于这种配置的信息应当被网络上的无线设备所知)。这些一个或多个专用资源应当与无线设备可以执行的其它PRACH传输(即，无线设备用于其它目的所进行的PRACH传输)是正交的，并且还应当与所配置用于其它无线设备的一个或多个专用RACH资源是正交的。
附图说明
尽管所附的权利要求以特殊性阐述了本技术的特征，但是这些技术，连同它们的目的和优点，可以从结合下列附图的以下详细说明中得到最佳的理解：
图1描绘了无线通信系统，其中，可以实施本文所描述的各种实施例。
图2示出了根据实施例的由图1的每个无线通信设备所实现的基本硬件架构。
图3和图4示出了两种波束故障的情况。
图5示出了根据实施例的波束故障恢复过程。
图6、图7和图8示出了根据实施例的BFRR MAC CE的可能实施方式。
图9A和图9B示出了BWP通信。
图10示出了根据实施例的包括仅最优候选RS资源的BFRR MAC CE。
图11和图12示出了根据实施例的包括一个以上的候选RS资源的两个可能的BFRRMAC CE示例。
图13示出了载波聚合。
图14示出了根据实施例的仅包括最优候选RS资源的BFRR MAC CE。
图15和图16示出了根据实施例的包括一个以上的候选RS资源的两个可能的BFRRMAC CE示例。
图17示出了配置有一个PCell和两个SCell的通信设备。
图18示出了根据实施例的包括仅最优候选RS资源的BFRR MAC CE。
图19和图20示出了根据实施例的包括一个以上的候选RS资源的两个可能的BFRRMAC CE示例。
具体实施方式
本公开总体上涉及用于执行波束故障恢复的方法和无线通信设备。根据实施例，波束故障恢复请求媒体接入控制协议—控制元素(BFRR MAC CE)被用于传递波束故障恢复信息(例如，从无线网络的一个节点向另一个节点——诸如从移动无线通信设备向基站(BS))。BFRR MAC CE可以包括以下中的一个或多个：参考信号(RS)类型(即，RS资源的类型)、RS资源的标识、频率位置的标识，例如，带宽部分的标识(例如，在带宽部分(BWP)被使用的情况下)以及服务小区的标识(例如，辅服务小区的标识)。
在实施例中，无线通信设备在BFRR MAC CE内可以包括：(1)通信设备所识别的仅最优候选RS资源，(2)通信设备所识别的一个或多个合格的候选RS资源，或者(3)通信设备所识别的最多N个候选RS资源。
根据实施例，RS资源(例如，波束)为SS块(SSB)(例如，由SSB索引号识别的)或信道状态信息参考信号(CSI-RS)资源。如果BFRR MAC CE包括一个以上候选RS资源，则BFRR MACCE中的每个RS类型比特指示对应RS资源的RS类型。
在实施例中，“合格的”候选RS资源指的是质量(例如RSRP)高于阈值的RS资源。
在实施例中，在来自网络信令通知的上行链路(UL)资源上向网络信令通知(例如，由移动无线通信设备向BS信令通知)BFRR MAC CE。这样的UL资源可以是，在发生波束故障之前被分配给MAC实体(例如被分配给无线通信设备的MAC层)的UL资源。例如，如果波束故障声明是在MAC实体中评估的，则“在发生波束故障之前”指的是在MAC实体声明发生了波束故障之前的时间。如果波束故障声明是在无线通信设备的另一层中而不是在MAC实体中评估的，则“在发生波束故障之前”指的是在MAC实体从其中故障被评估的层接收到波束故障指示之前的时间。无线通信设备的评估波束故障的层可以是物理层(例如，无线通信设备的物理层)或高层(例如，无线通信设备的无线资源控制(RRC)层)。在各种实施例中，可以在网络接收到来自无线设备的调度请求(SR)之后由网络来分配UL资源，或者响应于由无线通信设备所作出的随机接入请求由网络来分配UL资源。
根据实施例，当发生波束故障时，例如，响应于从声明波束故障的层的接收到波束故障指示，或当MAC实体确定发生了波束故障发生时，如果不存在与用于波束故障恢复的任何候选波束相关联的专用RACH资源，则无线通信设备进行以下工作：
(1)如果MAC实体(无线通信设备的)在该时间具有分配用于新传输的UL资源，则无线通信设备在该UL资源上发送BFRR MAC CE。(2)如果在该时间没有分配用于新传输的UL资源，但是在任何其它正常工作的激活的BWP或在任何其它正常工作的服务小区上配置有用于发送SR的有效的物理上行链路控制信道(PUCCH)资源，则MAC实体命令物理层发送SR。然后，物理层在网络由于接收到SR而分配的UL资源上发送BFRR MAC CE。(3)如果在该时间既不存在分配用于新传输的UL资源，在任何其它正常工作的激活BWP或在任何其它正常工作的服务小区上也未配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则无线通信设备发起基于竞争的随机接入，并且在UL资源上发送BFRR MAC CE，该UL资源是由网络在随机接入响应中分配的。
在实施例中，无线通信设备可以使用传统过程，诸如候选波束上的基于竞争的RACH，并且如果候选波束具有基于竞争的RACH资源，则无线通信设备在MAC CE中包括显式指示。
根据实施例，在发送BFRR MAC CE之后，MAC实体监测针对无线通信设备的小区无线网络临时标识符(C-RNTI)的物理下行链路控制信道(PDCCH)。
在实施例中，如果BFRR MAC CE中包括最优RS资源，则MAC实体监测最优候选波束上的PDCCH。如果在最优候选波束上接收到针对C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备认为波束故障恢复过程成功完成。
根据实施例，如果BFRR MAC CE中包括一个或多个合格候选RS资源，则通信设备监测这些一个或多个合格候选RS资源上的PDCCH。如果在一个或多个合格候选RS资源中的任何一个上接收到针对无线通信设备的C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备认为波束故障恢复过程成功完成。
在实施例中，如果BFRR MAC CE中包括由通信设备所识别的最多N个候选RS资源，则通信设备监测在所有的这些N个候选RS资源上的PDCCH。如果在一个或多个合格候选RS资源中的任何一个上接收到针对无线通信设备的C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备认为波束故障恢复过程成功完成。
根据实施例，BS经由RRC信令向无线通信设备显式地指示无线通信设备应该使用BFRR MAC CE的哪种类型。通信设备采用根据BS指示的BFRR MAC CE类型。
图1描绘了无线通信系统100，其中可以实施本文档中所描述的各种实施例。通信系统100包括若干无线通信设备(为了方便引用，“无线通信设备”在本文中有时将被缩写为“通信设备”或“设备”)。所描绘的通信设备是第一通信设备102(被描绘为用户设备(UE))，第二通信设备104(被描绘为基站)以及第三通信设备106(被描绘为UE)。可以理解的是，可以存在许多其它通信设备，并且在图1中所示出的通信设备仅意味着示例目的。在实施例中，无线通信系统100具有在图中未被描绘的许多其它组件，包括其它基站、其它UE、无线基础设施、有线基础设施以及在无线网络中常见的其它设备。通信设备的可能实施方式包括能用于无线通信的任何设备，诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑和非传统设备(例如，家用电器或“物联网”的其它部分)。
当作为无线通信系统的一部分工作时，无线通信设备可以被称作“无线网络节点”。此外，为了描述在BS与另一通信设备(诸如UE)之间的通信，非BS设备将通常被称作“无线通信设备”(或“通信设备”)以将其与BS区分开，尽管无线BS也是一种类型的“无线通信设备”。
另外地，无线通信设备的MAC层在本文中有时将被称作“MAC实体”(即，媒体接入控制实体)。这一术语帮助表达了在MAC层与其它层(诸如无线通信设备的物理层或RRC层)之间的交互。可以理解的是，当本公开提及执行某一动作的MAC实体或物理层或RRC层时，其实是指无线通信设备在执行该动作。
最后，可以理解的是，在各种实施例中，一个或多个无线网络节点接收、处理以及响应于本文档中所描述的BFRR MAC CE。例如，网络节点可以接收指示一个或多个候选波束的标识的MAC CE，基于MAC CE的内容识别候选波束，以及在所识别的候选波束上向无线通信设备传送响应。
图2示出了根据实施例的由图1的每个无线通信设备所实现的基本硬件架构。图1的元件也可以具有其他部件。图2中所描绘的硬件架构包括：逻辑电路202、存储器204、收发器206和由天线208(包括发射天线和/或接收天线)所代表的一个或多个天线。存储器204可以是或包括，例如保存传入的传输直到逻辑电路能够处理该传输为止的缓存器。存储器204可以被实现为，例如其上存储有用于执行本文描述的一个或多个方法的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质。图2的元件经由一个或多个数据路径210通信地链接于另一元件。数据路径的示例包括导线、微芯片上的传导路径和无线连接。
本文中所使用的术语“逻辑电路”意味着设计为执行按照数学逻辑所定义的复杂功能的电路(一种类型的电子硬件)。逻辑电路的示例包括：微处理器、控制器或专用集成电路。当本公开提及执行某一动作的设备时，可以理解的是，这也能够意味着实际上是集成于设备的逻辑电路在执行该动作。
尽管存在多种现有方法用于在发射器和接收器之间的无线链路改变时(重新)获取发射器和接收器之间的波束对准，但是可能存在接收器因遭受阻挡会导致信号强度突然急剧下降(例如，由于实物阻挡接收器—发射器链路)的情况。在这样的情况下，发生波束故障。图3和图4示出了两种波束故障的情况。
在图3中，通信设备302当前正处于发射/接收点(TRP)304的覆盖中，并且正在由TRP 304利用波束2(B2)和波束3(B3)来服务。然后，随着小汽车(实物)306的出现，B2和B3的信号强度急剧下降，并且这导致波束故障。
在图4中，通信设备402当前正处于TRP1和TRP2的覆盖中。TRP1和TRP2是连接到相同基站(BS)404的两个TRP，例如连接到BS 404的基带单元(BBU)或中心单元。并且通信设备正在由从TRP2辐射的波束服务。然后，随着小汽车406的出现，来自TRP2的波束的信号强度突然下降，并且这再一次导致波束故障。
在高频率上工作的接收器—发射器波束对链路对于辐射环境非常敏感。随着障碍物的出现/消失以及手持机接收器的旋转和移动，如上所述将不时发生波束故障。在许多情况下，机会是存在可行的/备选的波束代替当前被阻挡的或未对准的一个或多个服务波束，并且允许通信设备从波束故障中恢复。所以，通信设备将搜索从波束故障中恢复的方式，以便维持与网络的连接性。
波束故障恢复过程能够包括四个阶段：波束故障检测、新的候选/备选/可用波束(被称为“候选波束”)的识别、向网络(例如，向BS)发送波束故障恢复信息(即波束故障恢复过程)以及监测网络对于波束故障恢复信息的响应。
波束故障检测：在这一阶段期间，通信设备监测当前服务波束质量(例如，基于诸如CSI-RS的参考信号)，以评估质量是否高于预定阈值。如果质量下降到阈值以下，则认为已经满足用于检测波束故障的触发条件。用于检测波束故障的触发条件可以是，例如连续检测的波束故障实例的数量超过所有服务波束上所配置的最大数量。并且，波束故障实例可以指的是，例如相关的控制信道的一个或多个波束对链路的质量下降到足够低(例如，与阈值相比或相关联的定时器超时)的情况。以上所述的触发条件能够在通信设备的物理层中被评估。在这种情况下，当物理层检测到波束故障时，它向MAC实体发送波束故障指示。可替选地，每个波束故障实例能够在物理层中被评估。然而，波束故障事件的声明是在高层中执行的，例如在RRC层中或在MAC实体本身中。物理层向高层指示每个波束故障实例。如果从物理层接收到至少最大数量的连续波束故障实例，则高层声明发生了波束故障。在这种情况下，如果高层为RRC层，当RRC检测到发生波束故障时，RRC将波束故障指示发送到MAC实体。
新的候选/备选/可用波束的识别：在如上所述检测波束故障之后，通信设备测量并识别具有良好质量的新的波束。这些新的波束被称为候选波束。候选波束的识别是基于测量在候选波束上所传送的参考信号(RS)的信号强度/质量。这些RS可以是SS块和/或CSI-RS。如果，例如所测量的RS的信号质量/强度高于预定阈值，则将该波束选择为候选波束。
向网络发送波束故障恢复信息：在识别波束故障之后，如果至少一个候选波束被识别，则波束故障恢复过程被触发。如果在MAC实体中执行波束故障声明并且MAC实体确定波束故障发生，则波束故障恢复过程由MAC实体触发。如上所述，在MAC层从另一层接收到波束故障指示时，则波束故障恢复过程也可以由MAC层触发。在触发波束故障恢复过程时，MAC实体触发随机接入过程。随机接入过程可以是非竞争的或基于竞争的。在这两种情况下，网络根据RACH资源与波束之间的关联，识别候选波束。要注意的是，候选波束能够对应于SS块或CSI-RS资源。网络(例如BS)基于所接收的RACH消息以及基于RACH资源与候选波束之间的关联，识别候选波束的标识。
网络响应：一旦网络在候选波束上接收到RACH信号，网络就通过在PDCCH上发送消息来响应UE，所述PDCCH是针对UE的C-RNTI发送的，并且是在所识别的候选波束上发送的。随着该网络响应的接收，认为完成了用于波束恢复的过程。
在如上所述的机制中，经由RACH资源与SS块/CSI-RS资源之间的关联，候选波束被指示给网络。与每个候选SS块相关联的RACH资源应当由网络显式地提供。然而，如前所述，提供RACH资源导致较大的开销，尤其是在被用于基于非竞争随机接入的专用RACH资源的情况下，即，这些资源被预留用于特定UE。本文所描述的各种实施例解决了这些问题。
根据实施例，一种用于从波束故障中恢复的方法涉及网络在一些候选波束上不配置RACH资源。这减少了否则在所有候选波束上使用RACH资源将会导致的信令开销。因此，在另一波束上的RACH资源(例如，基于竞争的RACH资源)应当由UE用来从波束故障中恢复。为了在这种情况下将最优候选波束指示给网络，UE在RACH过程中包含候选波束标识的显式指示。
根据一个实施例，如前所述，无线通信设备使用BFRR MAC CE(有时被称为MACCE)。在各种实施例中，MAC CE至少包括RS类型和一个或多个RS资源的标识。此外，在一些实施例中，在MAC CE中可以包括频率位置(例如，带宽部分)的标识和/或服务小区的标识。BFRR MAC CE可以包括(a)通信设备所识别的仅最优的候选波束；(b)通信设备所识别的一个或多个合格的候选波束；或者(c)通信设备所识别的最多N个候选波束。代替MAC CE，任何其它指示(例如在上行链路控制信道，诸如PUCCH上的物理层指示)可以被用来显式地指示候选波束标识。
在各种实施例中，响应于接收到来自物理层的波束故障指示，无线通信设备识别用于波束恢复的一个或多个候选波束，并且生成包括这些候选波束中的一个或多个的标识的MAC CE。其中这可以发生的一些基本网络场景如下：
情况1：没有BWP操作的单个服务小区，
情况2：具有BWP操作的单个服务小区，
情况3：(a)在任一服务小区上没有BWP操作的多个服务小区，或(b)具有BWP操作的多个服务小区，但是在某一给定时间在每个服务小区上仅允许有一个激活的BWP。
情况4：具有BWP操作的多个服务小区，并且在某一给定时间在每个服务小区上允许一个以上激活的BWP。
现在将对涉及这些情况的每个的实施例进行描述。
情况1：没有BWP操作的单个服务小区
在实施例中，通信设备监测CSI-RS，以确定是否存在波束故障事件。如果检测到波束故障，则通信设备将监测SS块和/或CSI-RS资源，以识别可能的候选波束。通常，SS块利用较宽的带宽进行传送，并且因此能够覆盖小区内的宽区域和服务更多的通信设备。相比之下，CSI-RS利用较窄的带宽进行传送，因此能够提供小区内的高空间分辨率，并且从而服务较少的通信设备。SS块可以被认为是小区特定的RS，然而CSI-RS可以被认为是特定于通信设备而配置的RS，其并不总是进行传送，而是可以被有效地打开/关闭。用于波束的公共RACH资源可以仅被配置为与SS块相关联，而专用RACH资源能够被配置为与SS块或CSI-RS资源相关联。公共RACH资源由接入小区的通信设备所共享。如果提供的话，配置给通信设备的专用RACH资源可以被其它通信设备重新使用。
根据实施例，与SS块相关联的公共RACH资源必须被提供给通信设备。相比之下，专用RACH资源仅在必要时才被配置给通信设备。例如，用于波束故障恢复目的的一个或多个专用RACH资源应当与由通信设备用于其它目的的其它PRACH传输正交，并且与配置用于其它通信设备的波束故障恢复目的的一个或多个专用RACH资源正交。因此，在一开始，网络将不向通信设备提供与每个SS块/CSI-RS相关联的专用RACH资源。相反，根据上行链路中所接收的波束管理质量报告，网络可以只提供与可能的候选波束相关联的专用RACH资源。然而，随着障碍物的出现、设备的转动、手持机接收器的移动等，高频率信号的无线特性会突然改变。所以可能存在这样的情况：当发生波束故障时，通信设备不能找到被配置有一个或多个专用RACH资源的任何候选波束(SS块或CSI-RS资源)。
在实施例中，如上所述当发生波束故障时，如果通信设备不能找到被配置有一个或多个专用RACH资源的任何候选波束，则MAC实体只能选择一个SS块，以发起基于竞争的随机接入。换言之，波束故障仅能够在所选择的SS块上被恢复，这通常比CSI-RS具有更低的空间分辨率。为了让网络获知通信设备所识别的最优候选波束，或者通信设备识别的一个或多个合格候选波束，或者甚至通信设备所识别的所有候选波束，通信设备可以在随机接入响应中被调度的UL授权中包含BFRR MAC CE。
转到图5，现在将根据实施例对过程进行描述。
在S0处：当发生波束故障时，例如，从物理层或RRC层接收到波束故障指示，通信设备502发起随机接入过程。通信设备502首先尝试找到具有一个或多个专用RACH资源的候选波束。遗憾的是，没有找到这样的波束。因此，通信设备502替代地选择SS块(具有良好质量，例如，具有高于阈值的质量)来发起基于竞争的波束故障恢复过程。
在S1(Msg1)处：通信设备502向BS 504传送与所选择的SS块相关联的随机接入前导码。
在S2(Msg2)处：接收到随机接入前导码，BS 504根据RACH资源与SS块之间的关联来识别SS块(由通信设备所选择的SS块)。在所识别的SS块上，BS 504向通信设备502发送随机接入响应。随机接入响应包括UL授权。通信设备502在对应于所选择的SS块的BS Tx波束上监测并从BS 504接收随机接入响应。
在S3(Msg3)处：响应于接收到随机接入响应，通信设备502根据随机接入响应中所接收的UL授权，将BFRR MAC CE包括在后续上行链路传输中。为了竞争解决的目的，同时应当将C-RNTI MAC CE包括在上行链路传输中。
在S4(Msg4)处：通信设备502从BS 504接收响应。如果从BS 504接收到针对无线通信设备502的C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备502认为波束故障恢复过程成功完成。根据在BFRR MAC CE中报告的一个或多个候选波束，通信设备502在对应的一个或多个BS Tx波束上监测PDCCH。这里，BS Tx波束指的是SS块或CSI-RS资源。
在实施例中，如果在BFRR MAC CE中包括最优候选波束，则通信设备502在最优候选波束上监测PDCCH。如果在最优候选波束上接收到针对C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备502认为波束故障恢复过程成功完成。
在实施例中，如果在BFRR MAC CE中包括一个或多个合格的候选波束，则通信设备502在这些一个或多个合格的候选波束上监测PDCCH。如果在一个或多个合格的候选波束中的任何一个上接收到针对C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备502认为波束故障恢复过程成功完成。这里，合格的候选波束指的是其质量(例如RSRP)高于阈值的波束(SS块或CSI-RS资源)。所述阈值由BS504提供或在通信规范中指定。除了阈值，BS 504还能够提供额外允许包括的合格的候选波束的最大数量(例如M)。如果提供的话，则在BFRR MAC CE中能够包括多达M个的合格的候选波束。
根据实施例，如果在BFRR MAC CE中包括由通信设备所识别的最多N个候选波束，则通信设备在所有这些N个候选波束上监测PDCCH。如果在N个候选波束中的任何一个上接收到针对C-RNTI的PDCCH传输，则通信设备认为波束故障恢复过程成功完成。这里，最大数量N由BS提供或在通信规范中指定。
以这种方式，代替具有低空间分辨率的仅SS块上的波束恢复，网络能够获取最优候选波束的信息，或者一个或多个合格候选波束，或者最多N个候选波束，并且机会是能够在具有高空间分辨率的CSI-RS上恢复波束故障。
参考图6、图7和图8，现在将对根据实施例的BFRR MAC CE的可能实施方式进行描述。如上所示，在MAC CE中能够包括仅最优候选波束、或者一个或多个合格候选波束、或最多N个候选波束。如果仅最优波束被包括在BFRR MAC CE中，则最优RS资源的标识(即，最优候选波束的标识)和最优RS资源的RS类型被包括在BFRR MAC CE中。如果一个以上候选波束被包括在BFRR MAC CE中，则一种或多种RS类型和一个或多个RS资源的标识被包括在BFRRMAC CE中。MAC CE中的每个RS类型比特指示对应RS资源的RS类型。
根据实施例，RS类型(在以下所有示例中，为了简便表示为RS)代表对应RS资源的参考信号类型。例如，设置为“1”的RS类型指示对应RS资源为SS块。因此，RS资源的对应标识为SS块的标识(在以下示出的示例中，表示为SSB索引)。设置为“0”的RS类型指示对应RS资源为CSI-RS资源。因此，RS资源的对应标识为CSI-S资源的标识(在以下示例中，表示为CSI-RS资源ID)。
假设7比特长度用于RS资源的每个标识的字段(例如，7比特用于资源的标识，诸如SS块索引(SSB)或CSI-RS资源ID)，图6示出了根据实施例的包括仅最优候选RS资源的BFRRMAC CE。图7和图8示出了根据实施例的包括一个以上候选RS资源的两个可能的BFRR MACCE示例。
在图6的示例中可以看到，MAC CE占据一个八位字节。RS类型比特被设置在八位字节的最右比特中。剩余7比特为最优候选RS资源的标识。在图7和图8的示例中，所占据的实际八位字节取决于所包括的候选RS资源的数量。
在图7中，RS类型比特被设置在每个八位字节的最右比特中。每个八位字节中的剩余7比特为对应RS资源的标识。
在图8中，RS类型比特被设置在最先的一个或多个八位字节中。RS比特的数量取决于所包括的候选RS资源的数量。R比特为预留比特。用于情况1的BFRR MAC CE在本文中被表示为类型1BFRR MAC CE。应当注意的是，用于RS资源的标识的7比特长度仅为一个示例。SSB索引的长度和CSI-RS资源ID可以是相同的或不同的，并且实际长度取决于实际系统设计。
情况2：具有BWP操作的单个服务小区
在传统系统中，当分配信道带宽时，信道带宽涉及BS和BS与之通信的所有通信设备两方的发射带宽和接收带宽。然而，对于较新一代无线系统，在相同的频谱内可以支持不同通信设备信道带宽。这被称作带宽部分(BWP)操作。在BWP操作中，通信设备在宽带载波上执行通过中心频率调谐的RF适配、带宽适配或以上两者。BWP考虑到宽带载波内降低的通信设备带宽能力，考虑到由带宽适配而降低的通信设备电能消耗，并且允许通信设备在宽带载波内使用频分多路复用(FDM)中的不同参数集(numerology)。
例如，如图9A所示，BS以宽的BS信道带宽进行工作。然而，不同通信设备可以被配置有不同信道带宽。例如，窄带UE1可以被分配有整个BS信道带宽的仅一部分。具有载波聚合能力或宽带能力的UE2可以被分配一个以上的BWP(例如3个BWP)。具有宽带能力的UE3可以被分配整个BS信道带宽。同时，对于单个通信设备，所分配的BWP能够根据所需要的数据速率来改变。例如，如果通信设备正在以低数据速率进行传送，则可以向该同通信设备配置较小BWP。不同BWP能够被配置有不同参数集，例如，具有不同子载波间隔。
在当前实施方式中，尽管可以向通信设备配置多个BWP(用于下行链路(DL)和UL两者)，但是在给定的时间多个BWP中的仅一个(用于DL和UL两者)可以被激活。在多个BWP中，存在至少一个初始DL BWP和初始UL BWP。网络将在初始UL BWP上配置RACH资源，但是对于其它BWP，不能假设将一直存在有RACH资源。
在实施例中，如果波束故障发生在激活的DL BWP上，并且激活的BWP上存在配置有专用RACH资源的一个或多个候选波束，则MAC实体能够发起非竞争随机接入。可以根据与由MAC实体所选择用于传送随机接入前导码的候选波束相关联的RACH资源来识别候选波束。或者，如果在激活BWP上没有配置有专用RACH资源的候选波束，但是在该激活BWP上有与公共RACH资源相关联的候选SS块激活，则在该激活BWP上能够执行基于竞争的随机接入。或者，如果在激活BWP上既没有配置有专用RACH资源的候选波束激活也没有与公共RACH资源相关联的候选SS块，则通信设备可以回退到初始BWP，以发起基于竞争的随机接入。如果发起了基于竞争的随机接入，图5中所示出的过程以及针对情况1的图6—图8中所示出的相同BFRR MAC CE能够由无线通信设备用来传递波束故障恢复信息(例如，向BS)。
然而，随着无线技术进一步发展，例如，通信设备可能能够同时以多种参数集工作，在给定时间可以激活一个以上的BWP(用于DL和UL两者)。然后，如果在一个激活的BWP上发生波束故障，并且没有任何一个与候选波束有关联的专用RACH资源，则另一正常工作的激活的BWP可以用来辅助波束恢复。
在图9B中，例如，通信设备被配置有三个BWP，BWP1～BWP3。BWP3是初始激活的BWP，通信设备在BWP3上接入基站。所有三个BWP同时被激活。然后(图9B)，物理层(PHY)检测到波束故障事件发生在BWP1上。但是BWP2和BWP3仍然处于正常工作中。PHY向MAC实体指示BWP1的波束故障。
根据实施例，当发生波束故障时，例如，从PHY接收到波束故障指示，并且如果该波束故障的BWP上没有任何一个与候选波束有关联的专用RACH资源，则MAC实体(即，无线通信设备)生成BFRR MAC CE，其包括带宽部分的标识、一种或多种RS类型、以及一个或多个RS资源的标识。带宽部分的标识(在以下示例中表示为bandwidthPartId)指示波束故障发生在哪个BWP上。与情况1中相同的可能性能够被用于包括一种或多种RS类型以及一个或多个RS资源的标识。即，仅最优候选波束、或一个或多个合格候选波束、或最多N个候选波束能够被包括在MAC CE中。
例如，假设7比特长度用于每个RS资源的标识字段，并且假设最多4个BWP(用于DL和UL两者)能够被配置用于通信设备，即bandwidthPartId为2比特。图10示出了根据实施例的包括仅最优候选RS资源的BFRR MAC CE。图11和图12示出了根据实施例的包括一个以上候选RS资源的两个可能BFRR MAC CE示例。针对情况2的BFRR MAC CE在本文中被表示为类型2 BFRR MAC CE。
根据实施例，当波束故障发生时，例如，从PHY接收到激活BWP中的一个上的波束故障指示，并且如果该波束故障的BWP上没有任何一个与候选波束有关联的专用RACH资源，则无线通信设备能够使用正常工作的激活的BWP，来辅助以下波束恢复：
如果MAC实体在该时间(即，在波束故障发生的时间)具有分配用于新传输(例如，来自其它正常工作的激活BWP的任何一个)的可用的UL资源，则通信设备使用该UL资源来发送BFRR MAC CE。否则，如果在该时间不存在分配用于新传输的UL资源，但是在其它正常工作的激活的BWP上配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则MAC实体命令物理层在任何一个具有用于发送SR的有效PUCCH资源的激活的BWP上发送SR。随着SR的接收，BS利用UL授权来进行响应，该UL授权包含分配用于该激活BWP上的上行链路传输的UL资源。利用所分配的UL资源，可以向BS发送BFRR MAC CE。
否则，如果在该时间即不存在分配用于新传输的UL资源，在其它任何一个正常工作的激活的BWP上也未配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则可以发起基于竞争的随机接入，并且如图5中所示，BFRR MAC CE能够被包括在Msg3中，以传递波束故障恢复信息。
情况3：在任一服务小区上没有BWP操作的多个服务小区，或者具有BWP操作的多个服务小区，但是在给定时间在每个服务小区上仅允许有一个激活的BWP。
具有载波聚合(CA)能力的通信设备能够被配置有一个以上服务小区。在所配置的服务小区中，一个是主服务小区(Pcell)，而其它是辅服务小区(SCell)。所有的这些服务小区共享一个公共MAC实体。例如，在图13中，通信设备被配置有一个PCell以及另外两个SCell。PCell和两个SCell共享相同的MAC实体。当以CA进行工作时，PCell一直是激活的，换言之，PCell不能够被去激活。SCell能够由BS激活/去激活。一个以上的SCell能够在给定时间被激活。每个服务小区能够在使用或不使用BWP的情况下进行工作。在此处的这一示例中，可以假设的是，如果使用BWP进行工作，在给定时间在每个服务小区上允许仅一个BWP被激活。
在实施例中，当通信设备处于CA操作中时，当在激活的服务小区中的一个上发生波束故障激活时，例如，如图13所示，从PHY接收到波束故障指示，如果不存在与该激活服务小区的候选波束中的任何一个相关联的专用RACH资源，则MAC实体(无线通信设备的)生成BFRR MAC CE，其包括服务小区的标识、一种或多种RS类型和一个或多个RS资源的标识。服务小区的标识(在以下所有示出的示例中，被表示为ScellIndexID)指示波束故障发生在哪个服务小区。再一次，与在情况1中所讨论的相同的可能性能够被使用，以包括一种或多种RS类型以及一个或多个的RS资源的标识。即，仅最优候选波束、或一个或多个合格候选波束、或最多N个候选波束能够被包括在MAC CE中。
例如，假设7比特长度用于每个RS资源的标识字段，进一步假设最多32个服务小区能够被配置用于通信设备，即ScellIndexID为5比特。图14示出了根据实施例的包括仅最优候选RS资源的BFRR MAC CE。图15和图16示出了根据实施例的包括一个以上候选RS资源的两个可能BFRR MAC CE示例。用于情况3的BFRR MAC CE在本文中被表示为类型3BFRR MACCE。
在实施例中，随着从PHY接收到在激活服务小区中的一个上的波束故障指示，并且如果不存在与该波束故障服务小区的候选波束中的任何一个相关联的专用RACH资源，则无线通信设备可以使用另一正常工作的激活服务小区，以辅助如下波束恢复：
如果MAC实体在该时间具有分配用于新传输(例如，来自其它正常工作的激活服务小区中的任何一个)的UL资源，则通信设备使用该UL资源来发送BFRR MAC CE(例如，向BS)。否则，如果在该时间不存在分配用于新传输的UL资源，但是在其它任何一个正常工作的激活的BWP上配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则(通信设备的)MAC实体命令物理层在激活BWP中的一个上使用用于SR的有效的PUCCH资源来发送SR激活。随着SR的接收，BS以UL授权来进行响应，该UL授权包含分配用于激活的BWP上的上行链路传输的UL资源。利用所分配的UL资源，无线通信设备可以向BS发送BFRR MAC CE。
否则，如果在该时间既不存在分配用于新传输的UL资源，在其它任何一个正常工作的激活的BWP上也未配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则可以发起基于竞争的随机接入，并且如图5中所示，BFRR MAC CE能够被包括在Msg3中，以传递波束故障恢复信息。
情况4：具有BWP操作的多个服务小区，并且在给定时间在每个服务小区允许一个以上的激活BWP。
在实施例中，对于具有载波聚合能力并且同时具有在单个服务小区内多个同时激活的BWP的其他通信设备，通信设备能够被配置有一个以上的服务小区，并且在每个服务小区上，在给定时间一个以上BWP能够处于激活状态。所有这些服务小区和BWP共享一个公共MAC实体。例如，在图17中，通信设备被配置有一个PCell和两个SCell。并且在SCell1和SCell2上，两个BWP同时被激活。
在该实施例中，当波束故障发生在一个激活的服务小区的激活BWP中的一个上时，例如，如图17所示，从PHY接收到波束故障指示，如果不存在与激活服务小区的该激活BWP的候选波束中的任何一个相关联的专用RACH资源，则MAC实体(无线通信设备的)生成BFRRMAC CE，其包括服务小区的标识、带宽部分的标识、一种或多种RS类型和一个或多个RS资源的标识。带宽部分的标识(在以下所有示出的示例中，被表示为bandwidthPartId)和服务小区的标识(在以下所有示出的示例中，被表示为ScellIndexID)指示波束故障发生在哪个服务小区的BWP上。类似地，与在情况1中所讨论的相同的可能性能够被使用，以包括一种或多种RS类型以及一个或多个的RS资源的标识。即，仅最优候选波束、或一个或多个合格候选波束、或最多N个候选波束能够被包括在MACCE中。
例如，假设存在有7比特长度用于每个RS资源的标识字段，5比特用于ScellIndexID，并且2比特用于bandwidthPartId。图18示出在实施例中包括仅最优候选RS资源的BFRR MAC CE。图19和图20示出了根据实施例的包括一个以上候选RS资源的两个可能BFRR MAC CE示例。用于情况4的BFRR MAC CE在本文中被表示为类型4BFRR MAC CE。
在实施例中，从PHY接收到在激活的服务小区中的一个上的波束故障指示，并且如果该波束故障的BWP上没有任何一个与候选波束有关联的专用RACH资源，则无线通信设备可以使用该服务小区上的其它正常工作的激活的BWP或其它正常工作的激活的服务小区，以通过执行以下动作来辅助如下波束恢复：
如果MAC实体在该时间具有分配用于新传输(例如，来自该服务小区的其它正常工作的激活BWP中的任何一个，或来自其它正常工作的激活服务小区中的任何一个)的UL资源，则通信设备在该UL资源上发送BFRR MAC CE(例如，向BS)。
否则，如果在该时间不存在分配用于新传输的UL资源，但是在该服务小区的其它正常工作的激活BWP的任何一个上或者在其他正常工作的激活服务小区上配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则(无线通信设备的)MAC实体命令物理层在激活服务小区的一个上利用用于发送SR的有效的PUCCH资源来发送SR。随着SR的接收，BS以UL授权进行响应，该UL授权包含分配用于该激活服务小区上的上行链路传输的UL资源。使用所分配的UL资源，无线设备能够向BS发送BFRR MAC CE。
否则，如果在该时间既不存在分配用于新传输的UL资源，在该服务小区的其他正常工作的激活BWP上或者在其他正常工作的激活服务小区上也未配置有用于发送SR的有效的PUCCH资源，则无线通信设备可以发起基于竞争的随机接入，并且如图5中所示，BFRR MACCE可以被包括在Msg3中，以传递波束故障恢复信息。
根据各种实施例，如上所描述的是针对不同情况的不同类型的BFRR MACCE格式。通信设备可能需要确定使用哪种类型的BFRR MAC CE。在实施例中，不管通信设备是否正在以载波聚合和/或BWP进行操作，通信设备总是使用类型4来传递波束故障恢复信息。通信设备将bandwidthPartID比特和SCellIndex比特设置为0。在这种情况下，如果通信设备仅与不具有BWP操作的单个服务小区进行操作，则由bandwidthPartID字段和SCellIndex字段所消耗的比特被浪费。
在另一实施例，通信设备选择与当前工作状态相对应的类型。例如，如果在情况1下进行操作，则通信设备选择类型1。如果在情况2下进行操作，则通信设备选择类型2等。在这种情况下，通信设备在这方面的行为不受网络的控制。然而，可能存在这样的情况，通信设备与BS的理解之间存在不一致。这样的话，会发生波束故障恢复失败。因此，在另一实施例中，BS在RRC信令中显式地指示BFRR MAC CE类型。并且通信设备采用根据BS指示的BFRRMACCE类型。
在一些场景中，关于双连接操作，无线网络的小区可以用作特殊小区(SpCell)。SpCell可以指的是主要小区群组(MCG)中的主小区(PCell)或者辅小区群组(SCG)中的主辅小区(PSCell)，这取决于MAC实体相应地是与MCG相关联还是与SCG相关联。否则，术语SpCell指的是PCell。在实施例中，当MAC实体确定波束故障恢复失败时，无线通信设备如下操作：
(1)如果波束故障发生在特殊小区(SpCell)，则无线通信设备声明无线链路故障。(2)如果波束故障发生在辅服务小区(SCell)而不是SpCell，则无线通信设备向网络报告SCell故障。无线通信设备经由SpCell或其它正常工作的SCell向网络传送SCell故障。
在实施例中，当波束故障发生时，例如，响应于从声明波束故障的层接收到波束故障指示，或当MAC实体确定发生了波束故障时，MAC实体启动恢复定时器。如果接收到针对无线通信设备的C-RNTI的PDCCH传输，例如，响应于BFRR MAC CE，MAC实体停止并重置恢复定时器。当恢复定时器过期时MAC实体确定波束故障恢复失败。或者，如果为了如上所述的波束故障恢复的目的，发起基于竞争的随机接入，并且如果MAC实体已经尝试所允许的最大数量的随机接入尝试，则MAC实体确定波束故障恢复失败了。
应当理解的是，本文中所描述的示例性实施例应当被认为仅在描述意义上的并且不是为了限制性的目的。在每个实施例中的特征或方面的描述通常应当被认为是可用于其它实施例中的其它类似特征或方面。本领域中普通技术人员将理解的是，在不脱离由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中对形式和细节进行各种变化。例如，各种方法的步骤能够以对于本领域中的技术人员显而易见的方式被重新排序。

Claims (26)

1.一种用于在无线通信设备上从波束故障中恢复的方法，所述方法包括：
响应于检测到波束故障，识别用于恢复所述无线通信设备与网络节点之间的无线链路的候选波束；
在媒体接入控制协议控制元素中传送所述候选波束的标识；以及
监测所述候选波束以获得响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选波束的标识包括参考信号资源和参考信号类型。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选波束为多个候选波束中的一个，所述方法还包括在所述媒体接入控制协议控制元素中向所述网络节点传送所述多个候选波束中的每个候选波束的标识。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括确定不存在与所述候选波束相关联的随机接入信道资源。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选波束为同步信号或信道状态信息参考信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选波束是最优候选波束，并且是在所述媒体接入控制协议控制元素中所识别的唯一候选波束。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，监测所述候选波束包括监测使用所述候选波束的物理下行链路控制信道，所述方法还包括：
经由所述物理下行链路控制信道，接收被定址到所述无线通信设备的小区无线网络临时标识符的传输。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述候选波束的质量高于阈值的确定，将所述候选波束识别为合格候选波束。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述阈值是参考信号接收功率阈值。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括从基站接收所述阈值。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括：
基于至少一个额外候选波束的质量高于所述阈值的确定，将所述至少一个额外候选波束识别为合格候选波束。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在所述合格候选波束上，监测物理下行链路控制信道；以及
在所监测的物理下行链路控制信道上，接收被定址到所述无线通信设备的小区无线网络临时标识符的传输。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从基站接收最大数量的候选波束的指示；以及
在所述媒体接入控制协议控制元素中包括数量等于或小于所述最大数量的多个候选波束的标识。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括，在所述媒体接入控制协议控制元素中包括所述波束故障发生的频率位置的标识。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括，在所述媒体接入控制协议控制元素中包括所述波束故障发生的服务小区的标识。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信设备具有分配用于新传输的上行链路资源，所述方法还包括在所述上行链路资源上发送所述媒体接入控制协议控制元素。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信设备具有配置用于传送调度请求的有效物理上行链路控制信道资源，所述方法还包括触发调度请求。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括，在由于接收到所述调度请求由网络分配用于新传输的上行链路资源上，发送所述媒体接入控制协议控制元素。
19.根据权利要求1所述的方法，在随机接入响应中由网络分配用于新传输的上行链路资源上，发送所述媒体接入控制协议控制元素。
20.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从基站，接收媒体接入控制协议控制元素的类型的指示；以及
根据所指示的类型，生成所述媒体接入控制协议控制元素。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述媒体接入控制协议控制元素的所述类型是从包括下列项的组中选择的：(a)包括所述候选波束的媒体接入控制协议控制元素，(b)包括所述候选波束和所述波束故障发生的所述频率位置的标识的媒体接入控制协议控制元素，(c)包括所述候选波束和所述波束故障发生的服务小区的标识的媒体接入控制协议控制元素，以及(d)包括所述候选波束、所述波束故障发生的频率位置的标识和所述波束故障发生的服务小区的标识。
22.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定从波束故障失败中恢复；以及
如果波束故障恢复是用于辅小区的，则向网络传送辅小区故障的报告。
23.一种被配置为执行根据权利要求1至22中任一项所述的方法的无线通信设备。
24.一种执行下列步骤的网络节点，所述步骤包括：
配置用于根据权利要求23所述的无线通信设备的参考信号，其中，所述参考信号允许所述无线通信设备识别所述候选波束；
配置用于所述无线通信设备的随机接入信道资源，所述随机接入信道资源与不是候选波束的波束相关联；
从所述无线通信设备接收媒体接入控制协议控制元素；以及
向所述无线通信设备传送响应。
25.一种执行下列步骤的网络节点，所述步骤包括：
从根据权利要求23的所述无线通信设备接收媒体接入控制协议控制元素；
基于所述媒体接入控制协议控制元素的内容，确定候选波束的标识；以及
在所述候选波束上，向所述无线通信设备传送响应。
26.一种非暂态计算机可读介质，其上存储有用于执行根据权利要求1至22中任一项所述的方法的计算机可执行指令。
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