CN111699728B - 用于在无线通信系统中执行增强同步的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种将支持比4G系统更高的数据传输速率的5G通信系统与IoT技术融合的通信技术及其系统。本公开可基于5G通信技术和IoT相关技术应用于智能服务(诸如，智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、医疗保健、数字教育、零售业务、安全和安保相关服务等)。本公开涉及一种用于在测量和报告波束时报告关于波束故障的信息的方法和装置。

Description

用于在无线通信系统中执行增强同步的方法和装置

技术领域

本公开涉及5G无线通信(或下一代无线通信)。更具体地，本公开涉及在无线通信系统中终端执行同步的过程。

背景技术

为了满足自4G通信系统的商业部署以来日益增长的对无线数据通信量的需求，已经做出了努力来研发改进的5G或者预5G通信系统。因此，5G或者预5G通信系统还被称为“超4G网络系统”或者“后LTE系统”。

为了实现高数据速率，5G通信系统被考虑在极高频率(毫米波)频带(例如，60G Hz频带)中实现。为了在毫米波频带中降低无线电波的路径损耗并增加传输距离，针对5G通信系统讨论了包括波束成形、大规模多输入多输出(大规模MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线的各种技术。

为了在5G通信系统中改进系统网络，关于演进的小小区、先进小小区、云无线电接入网络(云RAN)、超密集网络、设备对设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)、干扰消除等正在进行技术改进。

此外，也正在针对5G系统开发先进的编码和调制(ACM)方案(诸如混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC))、以及先进的接入技术(诸如滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA))。

与此同时，互联网正从人类创造和消费信息的以人为中心的网络演变为诸如事物的分布式元件交换和处理信息的物联网(IoT)。还出现了万物互联(IoE)技术，该技术通过与云服务器的连接，将IoT技术与大数据处理技术相结合。为了实现IoT，需要与感测、有线/无线通信和网络基础设施、服务接口和安全相关的技术元素，并且近年来正在研究将诸如传感器网络、机器对机器(M2M)或机器类型通信(MTC)的将事物互联的技术。在IoT环境中，有可能提供智能互联网技术服务，其收集和分析由互联事物产生的数据，来为人类生活增加新的价值。通过现有信息技术与各种领域的融合和组合，IoT技术可以应用于各种领域，如智能家居、智能建筑、智能城市、智能或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能消费电子和先进医疗服务。

相应地，正在进行各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，正在通过使用包括波束成形、MIMO、和阵列天线的5G通信技术来实现传感器网络和机器对机器(M2M)或机器类型通信(MTC)。作为上述大数据处理的云RAN的应用可以是5G技术和IoT技术融合的实例。

同时，对于终端而言，重要的是执行低功率操作，因为它使用电池，并且由于在上述5G通信系统中射频(RF)链(或RF模块)的功耗特别高，因此需要最小化功耗。

发明内容

技术问题

本公开旨在减少终端在同步过程中的功耗，通过该同步过程，终端获取同步以从为降低功耗而设置的低功率模式返回。

本公开中要实现的技术目标不限于上面描述的那些，并且本领域技术人员可以从下面将要描述的本公开的实施例中考虑到没有提到的其他技术问题。

问题的技术方案

为了解决上述问题，根据本公开的实施例，一种用于终端的方法包括：由终端识别先前的同步信息；以及通过使用先前的同步信息来执行与基站的同步。

根据本公开的另一实施例，先前的同步信息可以是与频率同步获取、时间同步获取或波束搜索中的至少一个相关的信息；并且先前的同步信息可以是关于当终端关闭射频(RF)模块以进入低功率模式时丢失的同步的信息。

根据本公开的另一实施例，先前的同步信息中的与频率同步获取相关的信息包括关于通过丢失的同步接收的同步信号的在频率轴上的位置的信息、关于子载波间隔的信息以及关于补偿载波频率误差的值的信息；并且执行同步可以通过应用关于位置的信息、关于子载波间隔的信息以及该值，来获得与基站的频率同步。

根据本公开的另一实施例，先前的同步信息中的与时间同步获取相关的信息包括关于由不同的RF模块测量的时间间隔的长度的信息、关于发送同步信号的周期的信息、以及关于丢失的同步的时间偏移的信息；并且执行同步可以通过从关于时间间隔的长度的信息、关于周期的信息、和关于时间偏移的信息中识别时间间隔的边界，来获得与基站的时间同步。

根据本公开的另一实施例，先前的同步信息中的与波束搜索相关的信息包括关于基站的波束发送周期的信息和关于终端最后使用的接收波束的信息；并且执行同步可以通过在针对每个波束发送周期改变终端的接收波束的同时使用最后使用的接收波束，来执行与基站的同步。

根据本公开的另一实施例，先前的同步信息中的与波束搜索相关的信息包括关于基站的同步块发送周期和同步块发送频率位置的信息；并且执行同步可以通过在针对每个同步块发送周期改变终端的接收波束的同时监视同步块发送频率位置，来执行与基站的同步。

根据本公开的另一实施例，使用先前的同步信息的同步，根据先前的同步信息，可以省略基于时间资源、频率资源或接收波束中的至少一个的同步信号的监视。

根据本公开的另一实施例，与先前的同步信息相关的基站可以和与其执行同步的基站相同。

根据本公开的另一实施例，该方法可以还包括在执行同步的同时确定是否使用先前的同步信息；如果确定使用先前的同步信息，则可以基于先前的同步信息来执行同步；并且如果确定不使用先前的同步信息，则可以不考虑先前的同步信息来执行同步。

根据本公开的另一实施例，确定是否使用先前的同步信息可以基于在低功率模式下操作的同时终端的移动性来确定；并且如果终端的移动性低于阈值，则可以确定使用先前的同步信息。

根据本公开的另一实施例，如果使用先前的同步信息执行的同步失败，则终端可以不考虑先前的同步信息来再次执行同步。

为了解决上述问题，根据本公开的另一实施例，终端包括：收发器，用于发送和接收信号；以及控制器，被配置为由在低功率模式下操作的终端识别存储的先前的同步信息，并且通过使用先前的同步信息来执行与基站的同步。

本发明的有利效果

根据本公开的实施例，可以有效地缩短终端执行同步过程所需的时间。由于可以以简化的方式执行同步过程，所以终端可以主动操作低功率模式，增加其电池的寿命。

此外，每当在5G通信系统中需要高速数据通信时，减少开始通信所需的延迟时间，从而可以改善用户体验。

附图描述

图1是示出在通信系统中执行的同步过程的图。

图2是示出根据本公开的实施例的同步方法的图。

图3是示出根据本公开的另一实施例的同步方法的图。

图4是描述根据本公开的实施例的用于获得时间同步的详细过程的图。

图5是描述根据本公开的实施例的用于波束搜索的详细过程的图。

图6是描述根据本公开的实施例的用于受限的波束搜索的详细过程的图。

图7是示出根据本公开的另一实施例的同步方法的图。

图8是用于将根据本公开的实施例的同步方法所需的时间与一般同步方法所需的时间进行比较的图。

图9是用于将根据本公开的另一实施例的同步方法所需的时间与一般同步方法所需的时间进行比较的图。

图10是示出根据本公开的实施例的终端的结构的框图。

图11是示出根据本公开的实施例的基站的结构的框图。

具体实施方式

下文中，参考附图详细描述本公开的优选实施例。应当注意，遍及附图使用相同或相似的附图标记来指代相同或相似的部分。可以省略对众所周知的功能和构造的描述，以避免模糊本公开的主题。

在本公开的实施例的以下描述中，可以省略本领域公知的并且与本公开没有直接关系的技术细节的描述。这是为了通过省略不必要的描述来更清楚地传达本公开的要点而不模糊。

同样，在附图中，一些元件被夸大、省略或仅被简要概述。此外，每个元件的大小不必反映实际大小。在附图中，相同的附图标记用于指代相同或相应的部分。

从下面结合附图对实施例的详细描述中，本公开的优点和特征以及实现它们的方法将清晰。然而，本公开不限于下面公开的实施例，而是可以以各种不同的方式实现，提供这些实施例仅仅是为了使本公开完整，并且向本公开所属领域的技术人员充分告知本公开的范围，并且本公开仅由权利要求的范围限定。遍及说明书使用相同的附图标记来指代相同的部分。

同时，将理解，流程图的块和流程图的组合可以由计算机程序指令来执行。这些计算机程序指令可以被加载在通用计算机、专用计算机或可编程数据处理设备的处理器上，并且由计算机或可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于执行流程图的块中描述的功能的装置。为了以某种方式实现功能，计算机程序指令也可以存储在计算机可用或可读的存储器中，该存储器适用于专用计算机或可编程数据处理设备，并且存储在计算机可用或可读的存储器中的计算机程序指令可以产生包含用于执行流程图的块中描述的功能的装置的制品。由于计算机程序指令可以加载在计算机或可编程数据处理设备上，所以当计算机程序指令作为具有一系列操作的过程在计算机或可编程数据处理设备上被执行时，它们可以提供用于执行流程图的块中描述的功能的步骤。

流程图的每个块可以对应于包含用于执行一个或多个逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、段或代码，或者对应于其一部分。还应当注意，在一些替代情况下，由块描述的功能可以以不同于所列顺序的顺序执行。例如，根据相应的功能，顺序列出的两个块可以基本上同时执行，或者以相反的顺序执行。

这里，在实施例中使用的词语“单元”、“模块”等可以指软件组件或硬件组件，诸如能够执行功能或操作的FPGA或ASIC。然而，“单元”等不限于硬件或软件。单元等可以被配置以便驻留在可寻址存储介质中或者驱动一个或多个处理器。例如，单元等可以指诸如软件组件、面向对象软件组件、类组件或任务组件、进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组或变量的组件。由组件和单元提供的功能可以是更小组件和单元的组合，并且它可以与其他组件和单元组合以构成更大的组件和单元。可以实现组件和单元来驱动设备或安全多媒体卡中的一个或多个处理器。

图1是示出在通信系统中执行的同步过程的图100。

为了终端130与基站120通信，终端130必须接入由基站120提供的小区110。终端130接入小区110的第一过程(process)是同步过程(procedure)，并且由终端130接收由基站120发送的同步信号并与基站120同步的过程来执行。

在执行该同步过程中，终端130最初不具有关于基站120的任何信息。因此，终端130可以接收由基站120发送的同步信号(诸如主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)或物理广播信道(PBCH))，以获得与基站120的同步(即，被同步)，并且在获得同步之后，终端130可以向基站120发送信号或者从基站120接收信号。

同时，最近，为了解决频率短缺问题，在5G通信系统中开发了使用高频率带的无线通信。然而，在高频无线通信的情况下，会出现过多的路径损耗，因此需要波束成形来提高发送和接收性能。在这种使用高频频带的无线通信的情况下，由于波束成形功率消耗非常大，因此，除非需要高速通信，否则终端在低功率模式下操作以最小化功率消耗。例如，对于与LTE/LTE-A通信系统相比需要更多功耗的5G通信，需要终端切断RF模块(或RF链)的电力。

当考虑应用波束成形的5G通信系统的特性时，应该考虑基站的发送波束和终端的接收波束来执行同步过程。随着基站的发送波束的数量和终端的接收波束的数量的增加，同步过程所需的时间和功率消耗也增加，因此从终端和基站的角度来看，照原样应用一般同步过程可能是重大的负担。

具体而言，为了终端与基站同步，需要波束搜索、频率同步的获取和时间同步的获取。波束搜索是在由终端管理的波束中找到能够最好地接收基站的波束的波束的过程，并且对于终端的一个接收波束，测量基站的所有发送波束花费等于基站的波束发送周期的时间。频率同步获取是终端减小与基站的载波频率(或载波频率偏移(CFO))之间的差异的过程，其中重复执行反映测量和结果值的校正过程。时间同步获取是通过解码包含基站的时间信息的分组而获得的过程。在终端的同步过程中，波束搜索和频率同步尤其在时间方面占据很大部分。

因此，在下文中，给出了用于改进同步过程的实施例的描述，并且具体地，将描述可以应用于如上所述应用波束成形的通信系统中的同步过程。

图2至7是示出根据本公开的实施例的同步方法的图200、300、400、500、600和700。在详细描述图2至7之前，给出了所提出的实施例的总体描述。

如上所述，同步过程(procedure)可以包括三个过程(process)，诸如波束搜索、频率同步获取和时间同步获取。接下来，建议在新的同步过程中，利用在终端关闭用于5G通信的RF功率之前存在的信息，即，在与基站保持的先前同步丢失之前的信息。具体地，终端可以在新的同步过程中将与丢失之前的先前的同步相关的信息(以下称为先前的同步信息)分别应用于波束搜索、频率同步获取和时间同步获取，在这种情况下，可以减少新的同步过程所需的时间和负担，并且可以执行快速和简化的同步过程。这样的实施例可以被理解为同步重新获取过程，因为先前的同步信息被用于获得新同步的过程。

图2是示出根据本公开的实施例的同步方法的图200。首先，当关闭用于5G通信系统的RF模块时，保持与5G基站的同步以进行通信的终端存储与针对5G基站获取的同步相关的信息(即，先前的同步信息)(210)。相关的信息(或先前的同步信息)是通过终端和5G基站之间的无线电资源控制(RRC)连接接收的信息，并且除了例如用于确定各个载波之间的子载波间隔的SSB-scs(同步信号PBCH块-子载波间隔)之外，还可以包括各种信息或参数，诸如SSB-transmitted、SSB-periodicity-serving-cell、和half-frame-index。同时，在5G通信系统中应用的子载波间隔可以被确定为15kHz或30kHz(<6GHz)，以及120kHz和240kHz(>6GHz)。虽然上述用于存储先前的同步信息的过程可以与关闭5G RF模块同时执行，但是终端也可以在关闭5G RF模块之前存储先前的同步信息。在关闭5G RF模块后，终端继续存储先前的同步信息并对其进行保持。

此后，当终端处于与5G基站执行新同步的情况下，终端检查存储的先前的同步信息，并利用该信息来执行新同步过程(220)。下面将参考图3和图4详细描述终端利用先前的同步信息的详细过程。为了终端通过使用先前的同步信息来执行新的同步过程，终端所拥有的先前的同步信息也必须适用于将与之执行新同步的基站。换句话说，在移动性很小或没有移动性的固定终端的情况下，当在断开与基站的连接之后再次执行同步时，终端可以以相同或相似的方式利用先前的同步信息。

如果作为使用先前的同步信息执行简化的(或受限的)同步过程的结果，终端成功地获得同步(230)，则终端结束同步过程。另一方面，作为使用先前的同步信息执行简化的同步过程的结果，终端可能无法获取同步(230)。这种情况可能由于各种原因而发生，诸如由于终端的移动要新获取同步的目标基站改变的情况，以及基站的发送波束或终端的接收波束中的特定波束的条件不好的情况。当终端无法使用先前的同步信息获取同步时，它新执行同步过程，而不考虑先前的同步信息(240)。换句话说，终端确定先前的同步信息无效，并根据一般同步过程执行与基站的同步过程。因为终端在扫描接收波束的同时通过检测来自基站的具有预设强度或更高强度的信号来执行同步，如果终端未能使用先前的同步信息来获取同步，则这可能意味着终端已经针对所有接收波束未能检测到来自基站的信号。

图3是示出根据本公开的实施例的同步方法的图300。在图3中，将描述使用图2中描述的先前的同步信息的特定过程，并且图3的过程可以被理解为图2的步骤220的详细描述。

如上所述，在应用波束成形的通信系统中，终端和基站之间的同步过程可以包括波束搜索、频率同步获取和时间同步获取。在图3中，给出了一种方法的描述，在该方法中，终端发起与5G基站的同步过程以建立与5G基站的新连接(310)，并且在频率同步获取、时间同步获取和波束搜索的每个过程中利用先前的同步信息。

首先，给出获得终端和基站之间的频率同步的过程的描述。在5G通信系统中，发送同步信号(或包括SS和PBCH的SSB)的系统带宽位置可能变化。也就是说，由于同步信号(SSB)甚至可以在系统频带中心以外的位置发送，所以在某些情况下，终端可能必须直接搜索并找到频率轴上发送同步信号的位置。在这种情况下，终端可以存储在初始同步过程中基站发送同步块的周期和频率带中的块位置，并且此后可以将其应用于新的同步过程，从而减少同步获取过程所需的时间。例如，终端可以将在5G同步丢失之前通过与5G基站建立的最新无线电资源控制(RRC)连接接收的信息存储为先前的同步信息，并且可以在新的同步过程中将其用作频率同步信息。

此外，由于硬件特性而出现终端和基站之间的载波频率误差(CFO)，并且终端在与基站的同步过程期间补偿载波频率误差。如果终端在与基站同步的过程中已经计算了用于补偿载波频率误差的最终值，则终端可以利用先前的计算结果，而不必再次测量用于针对同一基站的同步的补偿值。因此，终端可以在关闭5G RF模块并在低功率模式下操作之前存储载波频率误差值，并且可以在新的同步过程中使用它。换句话说，终端可以将所存储的载波频率误差值存储为先前的同步信息，并且可以在新的同步过程中将其直接应用于测量载波频率误差的过程，省略误差测量过程。

总之，终端可以将在与5G基站的同步丢失之前的、关于频率轴上的发送同步信号的位置的信息或者关于载波频率误差的信息中的至少一个存储为先前的同步信息，并且可以在与5G基站执行新的同步的过程中将其用作频率同步相关的信息(320)。

接下来，给出获得终端和基站之间的时间同步的过程的描述。执行与5G基站的新同步的终端可以通过使用先前的同步信息来获得与时间同步相关的信息(330)。参考图4详细描述了终端从上述先前的同步信息获得要用于5G同步的时间同步相关的信息的详细过程。

为了终端实现与基站的时间同步，终端必须通过使用基站的同步信号来检查帧，并通过分组解码来识别帧号。如果终端能够知道在关闭5G RF模块之后，在低功率模式下的操作时间期间已经过去了多少时间，则终端能够减少在新的同步过程中获取时间同步的过程。

首先，终端存储在关闭5G RF模块并丢失与5G基站的同步之前从5G基站接收的时间同步相关的参数(410)。这些时间同步相关的参数可以是各种参数或信息，诸如SSB-scs、SSB-index-explicit、UL-frequency-shift-7p5khz、SSB-transmitted、SSB-periodicity-serving-cell和half-frame-index，它们在上面被描述为先前的同步信息的示例。特别地，在5G通信系统中，可以改变OFDM符号长度和子载波间隔以具有几个值中的一个，并且因此SSB-scs参数可以被解释为对应于关于OFDM符号长度以及此外时隙或子帧长度的信息的值。

然后，即使5G RF模块被关闭，由于终端可以连续驱动另一个RF模块(例如，用于LTE/LTE-A通信的RF模块)，因此终端可以通过另一个RF模块计算5G RF模块已经关闭多长时间，并且从计算结果中导出新同步过程的时间信息。

具体地，当5G通信系统的一个子帧是30720个采样和0.2毫秒，并且LTE通信系统的一个子帧是30720个采样和1毫秒时，5G的采样时间比LTE的采样时间短5倍。因此，当5G RF模块开启时，终端可以存储5G通信系统和LTE通信系统的采样时间如何彼此对应。换句话说，终端可以预先存储用比率或值来表示的5G采样时间和LTE采样时间的长度或间隔(子帧、传输时间间隔(TTI)、时隙、OFDM符号长度等)之间的对应关系。

随后，终端可以识别对应于5G RF模块关闭的时间的LTE/LTE-A通信系统的同步时间信息，并且可以从所识别的先前的同步时间信息根据已经过去的LTE/LTE-A系统的帧(或子帧、TTI、采样)的数量计算执行新同步的时间(420)。也就是说，终端可以以4G(LTE)系统的采样为单位来计算5G同步丢失之后经过的时间。在该计算过程之后，终端可以通过反映所存储的对应关系(例如，5倍)将以4G采样为单位的时间转换为5G时间(430)，并且终端可以计算当执行5G同步过程时相对于5G系统已经过去了多少时间(440)。已经针对5G通信系统计算了时间同步的终端可以在针对5G通信系统执行同步时利用计算的结果(450)，减少了新实现时间同步的过程所需的时间。

即，在终端在子帧或时隙的长度可以具有几个值中的一个的5G通信系统中操作的情况下，终端可以计算与配置的5G子帧或时隙的长度相比的LTE子帧的相对长度信息，并且将其应用于新的5G同步过程中的时间同步计算过程。例如，终端可以在5G时间同步计算过程中设置或利用通过最近建立的与基站的无线电资源控制(RRC)连接接收的同步相关的信息。接收到的信息可以包括通过更高层信令(诸如至少SSB-scs)设置的值或参数。

同时，在5G系统中操作的5G基站在改变发送波束的同时在5毫秒的窗口内发送同步信号(或SSB)。通过不同的波束发送多个同步信号，并且当基于特定的波束观察时，终端可以确定在SS-periodicity的每个周期(例如，20毫秒)发送SSB。因此，即使在与5G基站的同步丢失之后经过的时间可以通过使用先前的同步信息如上所述计算(以5G采样为单位的时间)，对应的时间点也可以不同于5G系统的同步信号(SSB)被发送的时间点。因此，终端可以存储和使用关于时间差(或偏移)的信息作为补充信息，该时间差(或偏移)是从丢失同步之前最后接收到同步信号(SSB)的时间到丢失5G同步的时间。关于时间差的信息可以存储为预设值，并且可以在使用4G采样时间计算与5G基站同步的时间之后一起考虑。通过该实施例，终端可以准确计算从5G系统发送的SSB被接收的时间点。

此外，终端可以当RF模块开启时周期性地更新和存储关于5G通信系统和LTE通信系统之间的时间对应关系的信息，或者可以当预设条件被满足或触发时非周期性地更新和存储上述信息。在该计算过程中，终端可以通过利用用于LTE/LTE-A系统的采样时钟计数器来计算5G通信系统的帧/子帧号和边界，并且可以从计算结果中导出关于新同步的时间同步的信息。因为时钟计数器值是表示绝对时间长度的值，所以它可以被用作指示上述同步信号的最后接收时间和5G同步丢失的时间之间的差(即偏移)的值。

最后，给出终端和基站之间的波束搜索过程的描述。执行与5G基站的新同步的终端可以通过使用图3和图4中描述的先前的同步信息和时间同步信息，来执行波束搜索过程(340)。如上所述，将参照图5详细描述终端使用先前的同步信息执行波束搜索过程的详细过程。

基站的波束发送周期依赖于基站操作的发送波束的数量而变化，并且终端可以通过在获得同步之后解码从基站发送的分组来知道基站的波束发送周期。因此，终端应该通过在同步过程期间在波束搜索阶段中假设波束发送周期的最大值来执行测量，这是同步过程花费大量时间的原因之一。同时，如果终端在与5G基站同步和执行通信的过程中能够知道或估计基站的波束发送周期，则能够最小化无线电资源的浪费和为相应的5G基站执行的新同步过程所需的功率。

例如，参考图5，执行与5G基站的新同步的终端启动波束搜索过程(510)，并且终端可以存储可以在与5G基站的波束搜索过程中使用的信息(例如，SSB-scs、接收波束、波束发送周期(或发送波束的数量)等)作为先前的同步信息，然后在波束搜索过程中使用它(520)。终端可以在新的同步过程中使用先前的同步信息并将其应用于从基站接收同步信号的过程，从而减少同步获取过程所需的时间和消耗的功率。

作为关于接收波束的例子，如果终端是没有移动的固定终端，则终端将具有高概率在通过重用最后使用的接收波束获得同步中成功，而不必在波束搜索过程中搜索所有波束。因此，终端可以存储关于最后使用的波束的信息作为先前的同步信息，并且通过在新的同步过程中将最后使用的波束设置为接收波束来执行波束搜索。

当终端通过将最后使用的波束(即，先前的同步终端波束)设置为接收波束来执行波束搜索过程时，终端可以通过应用存储的基站信息来执行波束搜索。例如，终端可以存储至少一条可用于波束搜索的信息，诸如存储的SSB-scs信息、关于基站的波束发送周期的信息、从5G同步丢失的时间点起的偏移、以及关于基站是否发送同步波束的信息，然后将其应用于波束搜索过程。

同时，终端通过使用特定接收波束(例如，最后使用的波束)的上述波束搜索过程，在波束发送周期(存储在先前的同步信息中的周期和偏移)内试图从5G基站接收同步信号(530)。如果在波束发送周期内接收到同步信号(540)，则终端解码同步信号以执行同步过程，并且已经成功同步的终端(550)可以终止同步过程并执行与基站的通信。另一方面，尽管在基站的波束发送周期期间已经执行了使用最后使用的波束的波束搜索过程，但是如果没有从基站接收到足够强度的同步信号或者终端不能解码同步信号(540)，也就是说，如果同步失败，则终端改变接收波束并且执行与基站的同步(560)。此时，终端可以在根据预设顺序来顺序地改变接收波束(扫描(sweeping))的同时执行波束搜索过程，但是终端也可以优先选择在空间上与最后使用的波束相邻的波束并执行波束搜索过程。因为终端可以通过使用嵌入式传感器(例如，GPS传感器、陀螺仪传感器等)来收集位置信息和移动信息，所以终端可以检测终端位置或天线方向的变化，并且如果使用最后使用的波束的波束搜索在新的同步过程中失败，则确定要优先选择的接收波束。终端执行波束搜索过程，用于针对所有波束依次检测来自基站的信号，并且如果终端针对所有波束未能接收到来自基站的信号，则最终确定波束搜索过程已失败。

如上所述，通过存储先前的同步信息并在新的5G同步过程中使用它，终端可以在新的同步过程中减少波束搜索所需的时间或消耗的功率。该过程可以被称为简化的波束搜索过程或受限的波束搜索过程，并且执行简化的(或受限的)波束搜索过程的终端的详细操作将在下面参考图6来描述。

已经参考图5详细描述了图6中的启动波束搜索过程并从先前的同步信息获得要用于波束搜索的信息的过程，并且省略对其的详细描述。此后，终端确定执行受限的波束搜索过程(630)。在确定从先前的同步信息获得的信息足以执行新的5G同步时，终端可以确定执行受限的波束搜索。

例如，当终端已经从先前的同步信息中获得了关于SBS-scs的信息时，基于SSB-scs(同步信号PBCH块子载波间隔)是确定各个子载波之间的子载波间隔的参数，终端可以将用于监视同步信号的子载波间隔确定为15kHz或30kHz(<6GHz)，或120kHz和240kHz(>6GHz)，并应用它。使用该信息，终端可以通过尝试仅与实际的SCS同步而不是尝试与所有可能的SCS同步来执行波束搜索过程。

作为另一个实施例，当终端从先前的同步信息获得关于SSB-periodicity-serving-cell的信息时，终端可以通过使用相应的参数来识别发送同步信号的周期，并且在同步过程中使用该周期。终端可以利用该信息来通过仅等待从同步信号中选择最佳波束所需的最小时间来执行波束搜索过程。在该过程中，如上所述，终端还可以一起使用与从最后接收同步信号到5G同步丢失的偏移相关的信息。

作为另一个实施例，当终端从先前的同步信息获得关于SSB-transmitted的信息时，终端可以通过使用相应的参数来确定对应于SSB(包括SS和PBCH)的资源与其他信号或信道不重叠。可选地，当终端从先前的同步信息获得关于频率轴上的发送同步信号的位置的信息时，终端可以根据相应的信息确定频率轴上的优先监视同步信号的位置。

作为另一个实施例，当终端从先前的同步信息获得关于half-frame-index的信息时，终端可以通过使用相应的参数来检查同步信号是出现在无线电帧内的第一个5毫秒还是第二个5毫秒中，并且在监视同步信号的过程中使用该结果。终端可以通过利用上述各种信息中的一个或多个，省略对时间资源、频率资源和接收波束的至少一部分的波束搜索过程(即，同步尝试)(640)。因此，终端可以成功地完成同步，同时通过减少使用所有接收波束在所有无线电资源上监视同步信号的无条件SSB解码尝试来有效地降低功耗(650)。

上述实施例可以理解如下。也就是说，在其中5G通信依赖于4G的5G非独立(NSA)模式下，基站可以通过4G通信系统向终端发送5G通信控制信号。根据实施例，基站可以通过4G网络发送控制信号以停止终端的5G通信，然后根据情况发送控制信号以恢复5G通信。在这种情况下，终端可以存储在与5G网络的初始同步的过程中基站发送同步块的周期和在频率带中的块位置，然后将其应用于从4G基站接收到用于恢复5G通信的控制信号时开始的新同步过程中，从而减少同步获取过程所需的时间。此外，基站可以通过4G网络将上述RRC信息传送给恢复5G通信的终端。换句话说，上述实施例不仅可以应用于常规终端和5G基站之间的同步过程，还可以应用于NSA模式或EN-DC(E-UTRAN NR双连接)场景，其中通过4G基站进行对5G通信网络的连接。

根据上述实施例，终端通过利用先前的同步信息执行波束搜索、时间同步获取和频率同步获取来执行与基站的新同步过程(350)。同时，在图3中，为了便于描述，步骤320、330和340以预设的顺序列出，并且相应的过程可以在同步过程中以不同的顺序执行。例如，终端可以首先选择要用于波束搜索的波束，并通过使用该波束来获得频率同步和时间同步。

图7是示出根据本公开的实施例的同步方法的图700。在图7中，给出了对其中终端在执行根据参考图2至图6描述的实施例的同步之前，确定是否使用先前的同步信息的实施例的描述。

根据实施例，在使用先前的同步信息执行同步过程之前，终端首先确定情况是否允许使用先前的同步信息(710)。如图2所述，因为使用先前的同步信息在同步过程中失败的终端必须不考虑先前的同步信息再次执行同步过程，所以终端可以首先确定是否使用先前的同步信息。

上面已经描述了当固定终端执行与同一基站的同步时，使用先前的同步信息的同步具有高的成功概率。因此，为了确定是否使用先前的同步信息，终端可以考虑在5G RF模块关闭时其移动性。具体地，当确定在5GRF模块被关闭的同时(即，在丢失与基站的同步之后在低功率模式下操作的同时)，已经发生大于或等于预设量的移动时，终端可以确定新执行的同步过程不是针对同一基站的。因此，由于使用先前的同步信息的同步过程成功的概率不高，所以终端可以不考虑先前的同步信息来执行同步过程(720，740)。这里，终端可以丢弃存储的先前的同步信息，但是可以将先前的同步信息与关于相应基站的信息一起存储。

即使5G RF模块关闭，终端也可以通过使用不同的RF模块继续与另一个通信系统通信。因此，例如，如果在关闭5G RF模块的同时已经发生了与LTE基站的切换，则终端可以确定不使用先前的同步信息。在这样的实施例中，终端可以通过使用LTE基站的小区ID来确定移动是否已经发生，并且如果检测到与关闭5G RF模块之前存储的小区ID不同的小区ID，则终端可以确定移动已经发生，并且可以确定不使用先前的同步信息。此外，终端可以通过使用LTE基站的厂商ID来确定是否发生了移动，并且如果检测到与关闭5G RF模块之前存储的厂商ID不同的厂商ID，则终端可以确定已经发生了移动，并且可以确定不使用先前的同步信息。作为另一个例子，终端可以通过使用能够测量位置信息和移动信息的传感器或模块，诸如GPS传感器、陀螺仪传感器和加速度传感器，来直接确定其移动性。

相反，当确定在5G RF模块被关闭时测量的移动性小于阈值时，终端可以确定新的同步过程将对与在关闭5G RF模块之前的基站相同的基站执行。在这种情况下，终端可以通过使用先前的同步信息来执行新的同步过程(720，730)。例如，还可以从连接的LTE基站通知终端，新执行同步的基站是否与丢失同步之前的基站相同。

图8是用于将根据本公开的实施例的同步方法所需的时间与一般同步方法所需的时间进行比较的图800。图8示出了根据一般同步过程获取同步所需的时间和根据所提出的实施例获取同步所需的时间之间的比较结果。

根据一般同步过程，终端获得同步大约花费2秒，并且，不仅时间同步所需的时间(810)，而且波束选择所需的时间和频率同步所需的时间尤其占很大比例(820，830)。

另一方面，可以看出，根据所提出的实施例，当终端通过使用先前的同步信息来执行同步时，用于获得同步的时间减少了一半以上。特别地，除了RF模块设置和连接完成所需的时间之外，通过利用先前的同步信息，波束搜索、频率同步获取和时间同步获取所需的实际时间被减少到大约1/5(840)。

通过如上所述根据所提出的实施例使用先前的同步信息来执行同步过程，终端可以减少总体同步所需的时间，并且有效地减少从低功率模式返回的总时间。因此，根据所提出的实施例，终端可以有效地操作低功率模式，从而降低电池消耗。

图9是用于将根据本公开的另一实施例的同步方法所需的时间与一般同步方法所需的时间进行比较的图900。图9中第一种提出的方法与图8中描述的方法相同，其详细描述将被省略。同时，图9中第二种提出的方法表示根据图3中描述的实施例的、终端通过利用最后使用的波束作为接收波束来执行同步过程的方法。也就是说，当终端优先选择最后使用的波束作为接收波束来执行新的同步过程时，终端可以进一步减少用于波束选择过程的扫描接收波束所需的时间。因此，与图8中描述的第一种提出的方法(910)相比，波束搜索的时间可以进一步减少。

图10是示出根据本公开的实施例的终端的结构的图1000。参考图10，终端可以包括收发器1010、终端控制器1020和存储装置1030。在本公开中，终端控制器1020可以被定义为电路、专用集成电路或至少一个处理器。

收发器1010向其他网络实体发送信号和从其他网络实体接收信号。收发器1010可以接收例如来自基站的同步信号，并且收发器1010可以以包括调制解调器的RF单元的形式实现。

终端控制器1020可以根据本公开提出的实施例控制终端的整体操作。例如，终端控制器1020可以控制收发器1010和存储装置1030来执行根据先前附图中描述的实施例的操作。具体地，终端控制器1020可以通过使用用于执行同步过程的各种类型的信息来执行同步。

存储装置1030可以存储通过收发器1010发送和接收的至少一条信息或通过终端控制器1020生成的信息。

图11是示出根据本公开的实施例的基站的结构的图1100。图11是示出根据本公开的实施例的基站的结构的图。参考图11，基站可以包括收发器1110、基站控制器1120和存储装置1130。在本公开中，基站控制器1120可以被定义为电路、专用集成电路或至少一个处理器。

收发器1110可以向其他网络实体发送信号和从其他网络实体接收信号。收发器1110可以向终端发送例如同步信号，并且收发器1110可以以包括调制解调器的RF单元的形式实现。

基站控制器1120可以根据本公开提出的实施例控制基站的整体操作。例如，基站控制器1120可以控制收发器1110和存储装置1130来执行根据先前附图中描述的实施例的操作。具体地，基站控制器1120可以根据预设的周期或间隔向终端发送同步信号。

存储装置1030可以存储通过收发器1110发送和接收的至少一条信息或通过基站控制器1120生成的信息。

根据上述实施例，终端可以通过存储先前的同步信息(波束相关的信息、频率同步相关的信息、时间同步相关的信息)并将其用于新的同步过程来执行简化的同步过程。通过简化的同步过程，可以快速执行同步获取过程，并且可以减少终端的同步过程所需的时间和功耗，从而可以减少在低功率模式下驱动5G模块的负担。

同时，在说明书和附图中已经公开了本公开的优选实施例，并且尽管已经使用了特定的术语，但是它们在一般意义上用于容易地描述本公开的技术细节和帮助理解本公开，而不是旨在限制本公开的范围。对于本领域技术人员来说，明显的是，本文描述的基本发明概念的许多变化和修改仍将落入本公开的精神和范围内。

Claims (12)

1.一种由终端执行的用于在应用波束成形的无线通信系统中执行同步的方法，所述方法包括：

从基站接收包括同步信号和物理广播信道PBCH的同步信号块SSB；

基于SSB执行与基站的第一同步；

存储与第一同步相关联的先前的同步信息，所述先前的同步信息包括波束搜索信息、频率同步获取信息和时间同步获取信息；

识别基于第一同步的连接丢失；

识别在连接丢失时是否满足与终端的移动性相关联的条件；以及

在连接丢失时满足与终端的移动性相关联的条件的情况，基于先前的同步信息来执行与基站的第二同步，

其中，保持所存储的先前的同步信息，直到第二同步完成。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，频率同步获取信息包括频域中接收SSB的块位置，以及基于终端与基站之间的载波频率差计算的载波频率偏移CFO，并且

其中，第二同步是基于在块位置处接收的第二SSB和CFO来执行的。

3.根据权利要求1所述的方法，

其中，时间同步获取信息包括与SSB相关联的子载波间隔和接收SSB的接收时间，并且

其中，第二同步是基于时间同步获取信息来执行的。

4.根据权利要求1所述的方法，

其中，波束搜索信息包括接收SSB的接收波束、SSB的发送周期、SSB的索引、以及与SSB相关联的SSB突发中的波束总数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，条件是以下至少之一：

终端的移动距离小于预定距离；

终端的小区标识没有改变；以及

与终端的通信相关联的厂商标识没有改变。

6.根据权利要求1所述的方法，

其中，在与第一同步相关联的第一射频RF模块被关闭的情况下，连接被识别为丢失，

其中，第二同步是基于第一同步和第二同步之间的时间偏移来执行的，并且

其中，第一同步和第二同步之间的时间偏移是基于与SSB相关联的SCS、接收时间以及在连接丢失时由第二RF模块识别的时间间隔来计算的。

7.一种在应用波束成形的无线通信系统中执行同步的终端，所述终端包括：

收发器；和

控制器，与收发器耦合，并被配置为：

从基站接收包括同步信号和物理广播信道PBCH的同步信号块SSB；

基于SSB执行与基站的第一同步；

存储与第一同步相关联的先前的同步信息，所述先前的同步信息包括波束搜索信息、频率同步获取信息和时间同步获取信息；

识别基于第一同步的连接丢失；

识别在连接丢失时是否满足与终端的移动性相关联的条件；以及

在连接丢失时满足与终端的移动性相关联的条件的情况，基于先前的同步信息来执行与基站的第二同步，

其中，保持所存储的先前的同步信息，直到第二同步完成。

8.根据权利要求7所述的终端，

其中，频率同步获取信息包括频域中接收SSB的块位置，以及基于终端与基站之间的载波频率差计算的载波频率偏移CFO，并且

其中，第二同步是基于在块位置处接收的第二SSB和CFO来执行的。

9.根据权利要求7所述的终端，

其中，时间同步获取信息包括与SSB相关联的子载波间隔和接收SSB的接收时间，并且

其中，第二同步是基于时间同步获取信息来执行的。

10.根据权利要求7所述的终端，

其中，波束搜索信息包括接收SSB的接收波束、SSB的发送周期、SSB的索引、以及与SSB相关联的SSB突发中的波束总数。

11.根据权利要求7所述的终端，条件是以下至少之一：

终端的移动距离小于预定距离；

终端的小区标识没有改变；以及

与终端的通信相关联的厂商标识没有改变。

12.根据权利要求7所述的终端，

其中，在与第一同步相关联的第一射频RF模块被关闭的情况下，连接被识别为丢失，

其中，第二同步是基于第一同步和第二同步之间的时间偏移来执行的，并且

其中，第一同步和第二同步之间的时间偏移是基于与SSB相关联的SCS、接收时间以及在连接丢失时由第二RF模块识别的时间间隔来计算的。

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