CN113316902A - 用于确定相控阵天线的动态波束对应的方法和装置 - Google Patents

用于确定相控阵天线的动态波束对应的方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供了用于在上行TX功率回退条件发生时动态检测UE波束对应的技术。在一个示例中，UE将基站的TX波束列表与RX波束列表进行比较。如果TX波束的排序列表与所述RX波束列表的相对顺序相同，则所述UE可以确定相对于所述基站存在UE波束对应。相反，如果所述TX波束的排序列表与所述RX波束列表的相对顺序不同，则所述UE可以确定相对于所述基站不存在UE波束对应。在任一种情况下，结果都可以通过从所述UE发送到所述基站的波束对应指示来指示。

Description

用于确定相控阵天线的动态波束对应的方法和装置
技术领域
本发明大体上涉及电信，在特定实施例中，涉及用于确定相控阵天线的动态波束对应的方法。
背景技术
在高载波频率下传输的无线信号，如毫米波(millimeter Wave，mmW)信号，往往表现出高自由空间路径损耗。为了补偿高路径损耗率，高频通信可以在基站和用户设备(userequipment，UE)侧使用波束赋形。在毫米波通信中，相控天线通常用于满足链路预算。可以配置天线阵列以在某个波束方向上具有高增益。毫米波频段的无线通信可能是高度定向的。波束管理可以用于在上行和下行方向上将UE天线波束对准基站天线波束方向。在时分双工(time division duplexed，TDD)系统中，上行信道和下行信道可以是对称的。值得注意的是，由于空间互易性，设备发送信号所使用的波束方向提供的空间性能水平通常与设备接收信号所使用的波束方向的空间性能水平类似。本文所使用的术语“波束方向”是指用于定向信号发送和/或接收的无线电天线方向图或波束赋形权重集合。因此，UE和基站可以使用相同的波束方向来发送/接收上行信号和下行信号。
已定义MPE限制来管理辐射到人体的电磁辐射。当前的MPE限制通常要求5GmmWaveUE在人体靠近时回退最大功率。但是，并不是每个波束都可以指向人体。在某些情况下，回退某些波束的功率而不回退其它波束的功率可能会导致上行链路与下行链路之间缺乏波束对应。多路径环境可以提供额外的路径，从而使用不同的TX/RX波束映射重新创建波束对应。因此，5G网络需要有效检测波束对应并通知基站的技术。
发明内容
通过本发明的实施例通常实现了技术优势，这些实施例描述用于确定相控阵天线的动态波束对应的方法。
根据一个实施例，提供了一种用于在上行TX功率回退条件发生时动态检测基站的发射(TX)波束与接收(RX)波束之间的波束对应的方法。在该示例中，所述方法还包括：用户设备(user equipment，UE)接收与所述基站的所述TX波束相关联的下行参考信号；所述UE根据所述参考信号的接收信号质量等级生成所述基站的所述TX波束的列表，其中，所述TX波束列表按接收信号质量的顺序排列所述基站的所述TX波束。所述方法还包括：至少根据所述参考信号的所述接收信号质量等级和所述UE的TX波束的经调整的TX等级，估计所述基站的RX波束列表，其中，所述UE的所述TX波束的所述经调整的TX等级包括至少一个由于所述上行TX功率回退条件而小于最大TX等级的TX等级。所述方法还包括：将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此向所述基站发送波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束是否存在UE波束对应。在一个示例中，所述上行TX功率回退条件由最大允许暴露(maximum permissible exposure，MPE)传感器触发。在另一示例中，所述上行TX功率回退条件由表面温度传感器触发。在上述任一个示例中，或在一个新示例中，所述方法还包括从所述基站接收控制信号，所述控制信号指示所述TX波束列表和所述RX波束的所述列表中的至少一个的大小。在上述任一个示例中，或在一个新示例中，将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此发送所述波束对应指示，包括：确定所述TX波束列表与所述RX波束列表匹配，并基于此发送所述波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束存在UE波束对应。在上述任一个示例中，或在一个新示例中，将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此发送波束对应指示，包括：确定所述TX波束列表与所述RX波束列表不匹配，并基于此发送所述波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束不存在UE波束对应。在上述任一个示例中，或在一个新示例中，所述方法还包括向所述基站发送所述TX波束列表。在上述任一个示例中，或在一个新示例中，所述方法还包括向所述基站发送所述RX波束的所述列表。还提供了一种用于执行该方法的装置。
附图说明
为了更全面地理解本文提供的实施例及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，在附图中：
图1是用于传送数据的网络图；
图2是下行波束赋形传输图；
图3是上行波束赋形传输图；
图4A-图4H是波束对应检测技术的实施例图；
图5是波束对应通信序列的协议图；
图6是用于在上行TX功率回退条件发生时动态检测波束对应的实施例方法的流程图；
图7是用于在UE波束对应不存在时重新映射上行波束的实施例方法的流程图；
图8是用于检测动态波束对应而维护的表的一个示例；
图9是用于检测动态波束对应而维护的表的另一示例；
图10是用于检测动态波束对应而维护的表的又一示例；
图11是用于检测动态波束对应而维护的表的又一示例；
图12是用于检测动态波束对应而维护的表的又一示例；
图13是用于检测动态波束对应而维护的表的又一示例；
图14是用于动态检测波束对应的实施例方法的流程图；
图15是用于执行本文描述的方法的实施例处理系统的框图；
图16是本文描述的示例性实施例提供的用于通过电信网络发送和接收信令的收发机的框图。
具体实施方式
下文详细描述了各种说明性实施例。但应当理解，本发明提供了许多适用的概念，这些概念可在多种具体上下文中体现。所描述的具体实施例仅仅说明制作和使用本文描述的实施例的具体方式，而不限制权利要求的范围。
由于空间互易性，设备发送信号所使用的波束方向提供的空间性能水平通常与设备通过相同路径接收信号所使用的波束方向的空间性能水平类似。如本文所述，当设备的RX波束相对于另一设备提供与设备的TX波束相同的相对性能时，设备具有“波束对应”。进行扩展，当UE的RX波束相对于另一设备提供与UE的TX波束相同的相对性能时，UE具有“UE波束对应”。例如，如果UE有两个RX波束(RX1、RX2)和两个TX波束(TX1、TX2)(其中，TX1映射到RX1，TX2映射到RX2)，当与RX1相关联的性能水平超过与RX2相关联的性能水平，并且与TX1相关联的性能水平超过与TX2相关联的性能水平时，UE相对于基站具有“波束对应”。当与RX1相关联的性能水平超过与RX2相关联的性能水平，并且与TX1相关联的性能水平未能超过与TX2相关联的性能水平时，UE缺乏相对于基站的“UE波束对应”。应当理解，UE的RX波束的相对性能可以在下行波束管理过程期间测量，并且UE的TX波束的相对性能可以在上行波束管理过程中测量，或者根据从下行波束管理过程推导的TX功率设置和路径损耗来估计。当UE保持UE波束对应时，通常可以接受使用与在下行波束管理过程期间选择的UE RX波束对应的UE TX波束，从而可以禁用上行波束管理过程。
在某些场景中，与波束校准和/或TX功率调整相关的情况可能会导致UE波束对应丢失。例如，UE可以在检测到上行TX功率回退条件时调整部分(但不是全部)UE TX波束的TX功率等级，由于TX功率等级的差异，这可能导致与较高路径损耗相关联的UE TX波束产生比与较低路径损耗值相关联的UE TX波束更高的估计/测量的上行参考信号接收功率/质量等级。作为另一个示例，由于非理想性能特性，或更具体地，由于UE的TX链和RX链中的模拟和/或数字波束赋形/信号处理组件的所述性能特性的漂移，UE的TX波束和RX波束可能失去校准。
本发明的实施例提供了用于在上行TX功率回退情况(例如，最大允许暴露(maximum permissible exposure，MPE)条件、表面温度条件等)发生时动态检测UE波束对应的技术。在一个示例中，UE将基站的TX波束列表与RX波束列表进行比较。如果TX波束的排序列表与RX波束列表的相对顺序相同(例如，如果在比较有序列表时，所有TX索引都匹配对应的RX索引)，则UE可以确定相对于基站存在UE波束对应。相反，如果TX波束的排序列表与RX波束列表的相对顺序不同(例如，如果在比较有序列表时，其中一个TX索引与对应的RX索引不匹配)，则UE可以确定相对于基站不存在UE波束对应。在任一种情况下，结果都可以通过从所述UE发送到所述基站的波束对应指示来指示。在一些示例中，UE还可以向基站发送TX波束列表和/或RX波束列表。当波束对应指示指示UE相对于基站具有UE波束对应时，基站可以向UE发送“准共址(QCL'd)”指示，以指示上行波束管理过程已被禁用，在这种情况下，UE可以使用映射到在下行波束管理过程期间选择的RX波束的任何TX波束，代替上行波束管理过程。
此外，本发明的实施例允许UE将UE TX波束重新映射到UE RX波束，以维护和/或恢复UE波束对应。一些设备(例如，通常是基站)可以对设备的对应TX波束和RX波束使用相同的波束ID。其它设备(例如，一些基站和大多数UE)可以对设备的对应TX和RX波束使用不同的波束ID。本发明的实施例允许这些设备更新表以维护设备波束对应。特别地，在确定设备丢失波束对应之后，设备可以更新TX波束ID到RX波束ID的映射，以恢复设备波束对应。应当理解，虽然本发明的大部分内容涉及UE波束对应，但基站也可以维持或丢失相对于UE的“BS波束对应”，并且(与UE一样)当基站的RX波束相对于另一设备提供与基站的TX波束相同的相对性能时，基站通常被认为具有“BS波束对应”。下文更详细地描述这些和其它细节。
图1是用于传送数据的网络100。网络100包括具有覆盖区域101的基站110、多个UE120和回传网络130。如图所示，基站110与用户设备(user equipment，UE)120建立上行(短划线)和/或下行(点虚线)连接，这些连接用于将数据从UE 120传送到基站110，反之亦然。通过上行/下行连接传送的数据可以包括在UE 120之间传送的数据以及通过回传网络130往返远端(未示出)传送的数据。本文所用的术语“基站”是指用于向网络提供无线接入的任何组件(或组件集合)，如发射接收站(transmit receive point，TRP)、增强型Node B(enhanced Node B，eNB)、下一代NB(next-generation NB，gNB)、宏小区、毫微微蜂窝基站、Wi-Fi接入点(access point，AP)或其它具有无线功能的设备。基站110可以根据一个或多个无线通信协议提供无线接入，所述无线通信协议例如第五代新空口(5th generationnew radio，5G_NR)、长期演进(long term evolution，LTE)、高级LTE(LTE advanced，LTE-A)、高速分组接入(High Speed Packet Access，HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等。本文所用的术语“UE”是指能够与基站建立无线连接的任何组件(或组件集合)，所述UE如移动设备、移动站(mobile station，STA)和其它具有无线功能的设备。在一些实施例中，网络100可以包括各种其它无线设备，如中继器、低功率节点等。
如上所述，空间互易性规定，设备发送信号所使用的波束方向提供的空间性能水平通常与设备接收信号所使用的波束方向的空间性能水平类似。但是，在某些情况下，当TX功率回退条件发生时，可能需要UE降低一些UE TX波束的TX功率，这可能会导致，也可能不会导致“UE波束对应”的丢失。
上行TX功率回退条件可能由最大允许暴露(maximum permissible exposure，MPE)传感器触发。更具体地，当UE感测到靠近人体时，可能需要UE降低其发射(TX)功率，以遵守美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission，FCC)和类似其它机构规定的最大允许暴露(maximum permissible exposure，MPE)规定。使用具有定向传输的mmW信号的第五代(fifth generation，5G)设备可以选择性地降低指向人体的特定TX波束的TX功率，而不降低远离人体指向的TX波束的TX功率，这可以提高在全TX功率下工作的TX波束的性能。但是，降低某些TX波束的TX功率，而不降低其它TX波束的TX功率，可能会导致缺乏相对于基站的UE波束对应。也就是说，检测到人体靠近UE的TX天线阵列的UE可以调整指向人体的特定UE TX波束(或一组UE TX波束)的TX功率，同时保持远离人体指向的UE TX波束的正常(例如，非调整)功率等级。
上行TX功率回退条件也可以由表面温度传感器触发。例如，UE可以包括表面温度传感器，该表面温度传感器检测到设备的表面超过阈值温度(为了便于解释，非正式地称为“高温”)时，调整靠近该表面的TX天线阵列的功率，同时继续以正常(例如，非调整)功率等级操作一个或多个其它TX天线阵列。
图2是从基站110到UE 120的下行波束赋形传输图200。如图所示，基站110通过基站110的TX波束211-213(称为“BS TX波束”)发送参考信号。通过BS TX波束211发送的参考信号与第一BS TX波束索引(TX1)相关联，通过BS TX波束212发送的参考信号与第二BS TX波束索引(TX2)相关联，通过BS TX波束213发送的参考信号与第三BS TX波束索引(TX3)相关联。波束赋形参考信号可以携带对应的TX波束索引。或者，波束赋形参考信号可以通过与对应的TX波束索引相关联的资源传送(例如，通过BS TX波束211传送的参考信号可以在与TX1相关联的资源中传送等)。UE 120可以通过UE的RX波束221-223(称为“UE RX波束”)接收波束赋形参考信号。如图4A-图4H中所解释，给定参考信号的接收信号质量在很大程度上由发送/接收参考信号的相应BS TX波束和UE RX波束的组合空间性能决定。
图3是从UE 120到基站110的上行波束赋形传输图300。如图所示，基站110通过基站110的RX波束311-313(称为“BS RX波束”)接收参考信号，这些参考信号由UE 120通过UE120的TX波束321-323(称为“UE TX波束”)发送。应当理解，在实现方式中，参考信号的基站接收的信号质量等级实际上可以根据从UE的下行参考信号和TX功率等级的测量中获得的路径损耗信息来估计。这在与图4A-图4F有关的描述中更详细地解释。
通过BS RX波束311接收的参考信号与第一BS RX波束索引(RX1)相关联，通过BSRX波束312接收的参考信号与第二BS RX波束索引(RX2)相关联，通过BS RX波束313接收的参考信号与第三BS RX波束索引(RX3)相关联。BS RX波束311可以具有与BS TX波束211类似的空间特性，使得RX1与TX1对应。类似地，BS RX波束312可以具有与BS TX波束212类似的空间特性，使得RX2与TX2对应；BS RX波束313可以具有与BS TX波束213类似的空间特性，使得RX3与TX3对应。此外，UE TX波束321、322、323可以分别具有与UE RX波束221、222、223类似的空间特性。在一些实施例中，当检测到功率回退条件时，可以调整UE TX波束321、322、323中的一个或多个的TX功率等级。
在一些实施例中，UE可以生成TX波束和RX波束的列表，并比较列表以确定是否维持UE波束对应。在一些示例中，TX/RX波束列表可以包括UE和/或基站可用的波束的子集，并且基站可以向UE发送控制信号，该控制信号指示要包括在TX/RX波束列表中的波束的数量以用于确定UE波束对应。
图4A-图4H是波束对应检测技术的实施例图401-408。图4A-图4E示出了用于在下行信道估计期间生成BS TX波束列表的过程。如图所示，下行参考信号410、420、430通过BSTX波束211-213从基站110发送到UE 120。下行参考信号410-430中的一些或全部可以在公共时间间隔期间通过BS TX波束211-213传输。或者，部分或全部下行参考信号410-430可以在不同的时间间隔期间通过BS TX波束211-213传输。在该示例中，下行参考信号410通过BSTX波束211传输并与TX1相关联；下行参考信号420通过BS TX波束212传输并与TX2相关联；下行参考信号430通过BS TX波束213传输并与TX3相关联。UE 120通过UE RX波束221、222、223中的每个波束接收下行参考信号410、420和430，然后测量接收的下行参考信号410-430的接收信号质量等级，该接收信号质量等级由图4B-图4D中对应于接收的下行参考信号410-430中的每个信号的箭头的厚度表示。图4E示出了UE进行的下行参考信号测量的累积结果。在该示例中，BS TX波束212与UE RX波束222之间的路径提供的接收信号质量最佳，BSTX波束213与UE RX波束223之间的路径提供的接收信号质量次之，BS TX波束211与UE RX波束221之间的路径提供的接收信号质量最差。相应地，在该示例中，UE 120生成TX波束列表<TX2,TX3,TX1>。
图4F-图4H示出了用于根据从下行信道估计推导的路径损耗信息和UE TX功率等级估计BS RX波束列表的过程。如图所示，UE 210根据接收的下行参考信号410-430估计路径损耗，然后根据UE TX波束321-323的路径损耗和TX等级估计BS RX波束311-313的列表。对于波束对应，当不存在功率回退条件(如图4G所示)时，由于信道在下行链路与上行链路之间是对称的，因此BS RX波束列表<RX2,RX3,RX1>通常与TX波束列表<TX2,TX3,TX1>匹配。但是，当存在功率回退条件时，根据TX功率调整的程度，BS RX波束列表可能与TX波束列表匹配，也可能不匹配。在图4F所示的示例中，UE TX波束322的TX功率调整足以影响BS波束对应，BS RX波束列表<RX3,RX2,RX1>与TX波束列表<TX2,TX3,TX1>不匹配。在其它示例中，当存在功率回退条件时，UE TX波束的调整方式可能不会影响BS波束对应，而BS RX波束列表<RX2,RX3,RX1>可能与TX波束列表<TX2,TX3,TX1>匹配。
本发明的实施例提供了一种使用UE的各种传感器的信息和基站波束管理过程的测量，根据UE天线特性确定UE对应的方法。UE可以使用其内置传感器来感测人体的接近程度，并根据该信息和天线特性确定每个波束的最大功率回退。
在典型的波束赋形通信系统中，上行链路和下行链路都可能需要波束管理。在点对多点系统中，可以执行下行波束管理，因为需要多个UE监控BS。优选下行波束管理，因为波束训练资源可以由多个UE共享，较高的基站功率可以在UE处产生更好的信噪比以进行波束选择。下行波束管理可以包括针对BS TX波束的不同组合测量下行参考信号的接收信号质量。下行参考信号可以包括任何已知信号，如同步信号(例如，主同步信号(primarysynchronization signal，PSS)、辅同步信号(secondary synchronization signal，SSS)等)、物理广播信道(physical broadcast channel，PBCH)信号和小区特定参考信号(cellspecific reference signal，CSI-RS)。然后，UE可以使用上述信息构建BS TX波束和BS RX波束的列表。列表的长度可以根据从基站接收的控制信令确定。UE可以通知基站波束对应不存在。如果波束对应不存在，则上行波束管理过程可以由基站发起，因为上行波束性能可能无法从下行波束管理测量中可靠地推断出来。上行波束管理可以类似于下行波束管理，不同之处在于UE可以传输上行参考信号，如探测参考信号、CSI-RS以及其它参考信号，然后可以用于上行波束训练。
当存在波束对应时，下行波束校准结果可用于确定上行波束。如果上行资源是具有下行波束的QCL'd，则UE可以使用从RX搜索获得的对应波束进行上行传输。波束对应可以通过校准(例如，调整波束的相位/增益等)实现。当上行功率回退条件发生时，可能不存在波束对应。
如果没有UE波束对应，则基站可以使用不同的波束用于特定UE的下行(TX)和上行(RX)操作。存在基站与给定UE之间使用匹配的BS TX波束和RX波束进行下行和上行发送和接收的场景，而UE可以使用不匹配的TX波束和RX波束与基站进行上行和下行发送/接收。在这种场景下，UE可以使用不同的波束进行上行发送和下行接收。当存在动态波束对应时，UE可以确定关于BS波束的动态波束对应，创建与TX和RX波束映射的波束对应。UE可以更新准共址(quasi-co-located，QCL)上行波束的RX/TX波束映射。
波束对应是指当可以从RX波束推断TX波束的相对性能时(反之亦然)，同一设备的TX波束和RX波束之间的有序属性。在一些实施例中，当UE能够根据DL测量选择对应的TX波束进行UL传输而不参与UL波束管理过程时，UE可以具有UE波束对应。从实现的角度来看，即使移相器由UL路径和DL路径共用，前端上的不同匹配网络也可能导致UL波束与DL波束之间的差异。UL波束和DL波束的实际对应可能会受到方向和功率差异的影响。上行和下行路径特性可能会导致不同的天线方向图。
已定义MPE限制来管理辐射到人体的电磁辐射。当前的MPE限制通常要求5GmmWave UE在人体靠近时回退最大功率。但是，并不是每个波束都可以指向人体。在某些情况下，回退某些选择波束的功率而不回退其它波束的功率可能会导致上行链路与下行链路之间缺乏波束对应。对于移动和便携式应用，多个天线阵列可以放置在设备的不同部分处。相控阵天线可能会经历不同的热环境，并且可能存在由于热问题而产生的选择性功率回退，这会破坏波束对应。多路径环境可以提供额外的路径，从而使用不同的TX/RX波束映射重新创建动态波束对应。因此，5G网络需要有效检测动态波束对应并通知基站的技术。
本发明的实施例提供了一种使用UE的各种传感器的信息和基站波束管理过程的测量，根据UE天线特性确定UE动态波束对应的方法。UE可以使用其内置传感器来感测人体的接近程度，并根据该信息和天线特性确定每个波束的最大功率回退。
图5是UE 120与基站110之间的波束对应通信序列的协议图500。当基站110向UE120传送下行参考信号510时，序列开始。然后，UE 120测量下行参考信号510的信号质量，生成BS TX波束列表，并估计UE TX波束与BS RX波束之间的路径损耗值。然后，UE 120检测上行TX功率回退条件，并根据路径损耗值和UE TX波束的经调整的UE TX功率等级估计BS RX波束列表。然后，UE 120将BS RX波束列表与BS TX波束列表进行比较，并向基站110发送波束对应指示520，所述波束对应指示520指示是否存在相对于BS TX波束和BS RX波束的UE波束对应。
图6是用于在上行TX功率回退条件发生时动态检测BS TX波束与BS RX波束之间的波束对应的实施例方法600的流程图，该方法600可以由UE执行。在步骤610中，UE接收与基站的TX波束相关联的下行参考信号。在步骤620中，UE根据参考信号的接收信号质量等级生成基站的TX波束列表。在步骤630中，UE检测需要调整UE的一个或多个TX波束的TX等级的上行TX功率回退条件。在步骤640中，UE至少根据BS参考信号的UE接收信号质量等级和UE的TX波束的经调整的TX等级，估计基站的RX波束列表。在步骤650中，UE将TX波束列表与RX波束列表进行比较，以确定基站的TX波束与RX波束之间的波束对应。在步骤660中，UE向基站发送波束对应指示，所述波束对应指示指示是否存在相对于基站的TX波束和RX波束的UE波束对应。
虽然可以校准UE TX/RX特性以实现波束对应，但由于某些波束的选择性功率回退，波束对应可能会丢失，如上文所解释的。在典型的UE实现方式中，UE可以维护UE波束的TX/RX性能的表。当上行功率回退条件发生时，UE还可以为每个UE波束维护TX功率调整设置(例如，最大功率回退设置)的表。当上行功率回退条件不存在时，UE可以通过校准维持波束对应。当上行功率回退条件存在时，UE可以根据感测信息或其它软件控制更新每个UE波束的TX/RX差值。
图7是用于在UE波束对应不存在时重新映射上行波束的实施例方法700的流程图。在步骤710中，UE接收与基站的TX波束相关联的下行参考信号。在步骤720中，UE根据参考信号的接收信号质量等级生成基站的TX波束列表。在步骤730中，UE检测需要调整UE的一个或多个TX波束的TX等级的上行TX功率回退条件。在步骤740中，UE至少根据BS参考信号的UE接收信号质量等级和UE的TX波束的经调整的TX等级，估计基站的RX波束列表。此时，UE可以根据当前映射确定UE波束对应不存在。在步骤750中，UE向基站发送TX波束列表和RX波束列表。在步骤760中，UE从基站接收波束重新映射指示。波束重新映射指示由基站根据TX波束列表和RX波束列表的比较确定。在一个示例中，波束重新映射指示可以是“QCL上行资源”指示，通过比较UE报告的最佳X个TX波束和RX波束确定，并发送映射对应上行TX和下行RX资源的信令，所述对应的上行TX和下行RX资源相对于彼此具有“QCL关联”，用于波束赋形传输(这意味着用于通过相应资源传输上行和下行数据的波束提供类似的空间性能)。在步骤770中，UE根据所指示的一个或多个QCL资源将至少一个UE TX波束映射到至少一个UE RX波束。
图8-图13是UE可以维护用于检测动态波束对应的表示例。在图8中，已经认为BSTX波束与RX波束之间存在波束对应，并且维护将UE TX波束映射到UE RX波束的表，使得每个UE RX波束与对应的UE TX波束相关联，所述对应的UE TX波束具有与UE RX波束相同的方向和相同的波束ID。在图9中，创建并更新表以跟踪TX/RX性能差异。对于每个UE波束，创建静态TX/RX增益差值，以反映TX/TX性能的特性。这种差值可能来自阵列增益差值、TX与RX之间的天线失配差值、各波束之间的PA/LNA差值。这种差值可以在工厂中生产时形成，使用一个波束作为参考波束。在图10中，也动态维护和更新每个波束的选定功率回退，总TX/RX差值对应于每个波束的最大功率回退与TX/RX增益差值之和。
在波束校准过程期间，UE可以针对每个BS波束扫描UE波束，并根据接收信号接收功率(received signal receive power，RSRP)等级提供BS波束质量。此外，UE可以根据RX信号质量和TX/RX差值计算可实现的TX信号质量(强度)。图11-图12是用于根据UE接收信号强度估计基站处的相对接收信号强度的表。对于每个BS TX波束i，UE测量关于每个可用UE波束j的信号强度Rij。对于具有K个BS波束和N个UE波束的链路，将有K×N个测量值。对于每个BS TX/UE RX波束组合，UE计算反向链路(UE TX/BS RX)信号质量。对于每个UE波束j和BS波束i，UE使用总TX/RX差值tj和测量的RX信号功率以及常数T估计BS接收器处的可用UE TX功率，以调整由于路径损耗而产生的恒定偏移。BS接收器处计算出的可用TX功率为T+Rij–tj。T是任何波束测量间隔下所有UE/BS波束的常数。BS接收器处计算出的可用UE TX功率反映了BS处接收的UE信号质量，如果存在BS波束对应，则该UE信号质量可以用于选择UE/BS波束进行上行传输。
UE可以根据波束测量结果从列表中选择多个BS波束。图13是使用测量的RSSP和BS接收器处计算出的UE可用TX功率的每个BS波束的列表的表。对于每个BS波束i，选择最佳的UE RX波束和TX波束。对于具有K个BS波束的链路，将有K个UE RX波束和K个UE TX波束。这K个UE RX波束和K个UE TX波束将分别按照信号质量标准。对应的BS波束ID用于创建K BS波束ID列表。例如，在K＝4且N＝3的链路中，如果RX测量为R13、R31、R21、R43，则使用RX标准的BS波束列表为BR1、BR3、BR2、B4(BS波束1、3、2、4/UE波束3、1、1、3)。类似地，如果对K个BS波束使用计算出的TX功率的列表为t12、t33、t21、t22，则使用TX标准的BS波束列表为Bt1、Bt3、Bt2、Bt4(BS波束1、3、2、4/UE波束2、3、1、2)。如果BS波束列表具有相同的波束和相同的波束顺序，则UE可以确定存在波束对应。在上文示例中，来自RX标准的BS列表与来自TX标准的BS列表相同(尽管对应的UE列表不同)，确定相对于BS波束的动态波束对应。列表中用于比较的波束数量可能小于可用的BS波束数量。例如，如果BS有64个波束，但仅配置UE报告4个最佳BS波束以用于波束管理，则仅使用列表中的前4个BS波束来确定是否存在动态波束对应。如果BS波束列表具有不同的波束或不同的波束顺序，则UE可以确定不存在波束对应。当UE存在波束对应时，BS可以选择发送准并置(quasi-collocated，QCL)波束，这些波束通常可以是具有波束ID的一对TX波束和RX波束。当QCL波束为信号时，可以禁用上行波束管理，从而节省开销、处理资源和功率。对于动态波束对应，QCL'd下行和上行波束/资源可以根据先前的测量具有不同的UE RX波束和TX波束。UE可以为每个分配的下行BS波束维持RXUE波束与TX UE波束之间的映射，并且该映射可以对BS透明。在一个实施例中，UE可以在发送波束对应指示时报告BS波束列表。在一个实施例中，基站可以初始化上行波束管理过程以确定最佳上行波束对。在另一个实施例中，基站可以使用波束对应信息和报告的BS波束列表，而不触发上行波束管理过程。如果存在波束对应，BS可以利用报告的BS波束列表发送QCL波束用于上行传输。在另一个实施例中，当UE报告没有波束对应时，BS可以命令UE进一步报告数量X的BS波束(使用TX标准)的估计TX信号质量。UE可以使用TX标准从BS波束列表中选择前X个BS波束，并报告给BS。在接收到使用RX标准和TX标准的BS波束列表时，BS可以在没有上行波束管理的情况下为特定UE发送re-QCL BS波束。例如，如果UE使用RX标准向BS报告BS波束1、3、4，并在BS请求时进一步使用TX标准报告BS波束2、3、1，则BS可以选择映射波束1(BS TX)/波束2(BS RX)、波束3/波束3、波束4/波束1，并向UE发送QCLed波束。基站可以假设UE波束对应，并通过下行控制信令通知UE。UE在接收BS信令后，可以使用广义QCL为BS RX波束确定对应的UE TX波束。
图14是可以由UE执行的实施例方法的流程图。在步骤1405中，UE进入空闲/连接模式。在1410中，UE检查硬件波束对应。如果硬件波束对应不存在，则在步骤1418中，UE向基站发送指示没有波束对应能力的消息。
在步骤1415中，UE执行MPE处理算法(或其它功率回退算法)，并在步骤1425中确定是否报告功率回退条件。如果是，则UE执行步骤1430-1440，否则UE进入步骤1495。
在步骤1430中，UE根据人体接近信息等确定每个波束的最大功率回退等级。在步骤1435中，UE确定每个波束对的TX/RX差值，并在步骤1440中使用最大功率回退等级更新每个波束的TX/RX增益差值。
在步骤1445中，UE确定是否在P1/P2过程中。如果是，则所述方法转到步骤1450。否则，所述方法跳到1495。在步骤1450中，UE对每个BS波束扫描每个UE波束并记录对应的UE波束ID。在步骤1455中，UE根据每个BS波束的RSRP和TX/RX增益差值计算预期的最大TX等级。在步骤1460中，UE使用RX RSRP质量和UE波束ID创建BS波束列表。在步骤1465中，UE使用计算的TX信号等级和UE波束ID创建BS波束列表。在步骤1470中，UE确定来自RX标准的BS波束列表是否与来自TX标准的BS波束列表相同。如果否，则所述方法转到步骤1418。否则，所述方法转到步骤1475，在步骤1475中，UE选择BS波束，并将选择的波束报告给基站。
在步骤1480中，UE确定是否向基站报告使用RX标准和TX标准具有相同UE波束ID的波束。如果是，则在步骤1485中，UE向基站发送包括波束对应能力信息的更新。否则，UE在步骤1490中仅更新下行-上行波束映射表，并返回呼叫处理。
UE可以确定其UE波束互易状态，并向BS发送“UE波束互易状态”消息，这相应地触发合适的上行波束管理。当UE尝试注册到网络时，可以发送UE波束互易状态消息。本发明的实施例识别多路径环境何时影响波束对应。当存在动态波束对应时，可以更新TX波束与RX波束之间的映射表。本发明的实施例解决了由于MPE(或热条件)而引起的最大功率回退，并在上行功率回退条件发生时通过更好的波束跟踪(例如，利用多路径环境，提供更好的接收和发送性能等)和更低的功耗(例如，利用动态波束对应并减少由于上行波束对准过程而产生的开销)提高了性能。
图15示出了可以安装在主机设备中的用于执行本文描述的方法的实施例处理系统1500的框图。如图所示，处理系统1500包括处理器1504、存储器1506、接口1510-1512和一个或多个传感器1514，它们可以(也可以不)如图15所示布置。处理器1504可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任何组件或组件集合，存储器1506可以是用于存储处理器1504执行的程序和/或指令的任何组件或组件集合。用于为UE配置上下文的模块可以包括处理器1504。在一个实施例中，存储器1506包括非瞬时性计算机可读介质。接口1510、1512可以是允许处理系统1500与其它设备/组件和/或用户通信的任何组件或组件集合。例如，接口1510、1512中的一个或多个接口可以用于将数据、控制或管理消息从处理器1504传送给安装在主机设备和/或远程设备中的应用程序。作为另一个示例，接口1510、1512中的一个或多个接口可以用于允许用户或用户设备(例如，个人计算机(personal computer，PC)等)与处理系统1500交互/通信。一个或多个传感器1514可以包括用于检测上行TX功率回退条件的任何组件或组件集合。例如，传感器1514包括最大允许暴露(maximum permissibleexposure，MPE)传感器和/或表面温度传感器。也可以存在其它示例。处理系统1500可以包括图15中未示出的附加组件，如长期存储器(例如，非易失性存储器等)。
在一些实施例中，处理系统1500包括在网络设备中，该网络设备接入电信网络或以其它方式成为电信网络一部分。在一个示例中，处理系统1500位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，如网络TRP、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器、或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统1500位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，如移动站、用户设备(user equipment，UE)、个人计算机(personalcomputer，PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)，或任何用于接入电信网络的其它设备。
在一些实施例中，接口1510、1512中的一个或多个接口将处理系统1500连接到用于通过电信网络发送和接收信令的收发机。图16示出了用于通过电信网络发送和接收信令的收发机1600的框图。收发机1600可以安装在主机设备中。如图所示，收发机1600包括网络侧接口1602、耦合器1604、发射器1606、接收器1608、信号处理器1610和设备侧接口1612。网络侧接口1602可以包括用于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的任何组件或组件集合。网络侧接口1602还可以包括用于通过短程接口发送或接收信令的任何组件或组件集合。网络侧接口1602还可以包括用于通过Uu接口发送或接收信令的任何组件或组件集合。耦合器1604可以包括用于便于通过网络侧接口1602进行双向通信的任何组件或组件集合。发射器1606可以包括用于将基带信号转换为适于通过网络侧接口1602发送的调制载波信号的任何组件或组件集合(例如，上变频器、功率放大器等)。用于发送接入过程的初始消息的模块可以包括发射器1606。接收器1608可以包括用于将通过网络侧接口1602接收到的载波信号转换为基带信号的任何组件或组件集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)。用于接收移动用户标识符、接入过程的初始下行消息和连接到网络的转发请求的模块可以包括接收器1608。
信号处理器1610可以包括用于将基带信号转换为适于通过一个或多个设备侧接口1612通信的数据信号或者进行反向转换的任何组件或组件集合。一个或多个设备侧接口1612可以包括用于在信号处理器1610与主机设备(例如，处理系统1500、局域网(localarea network，LAN)端口等)内的组件之间传送数据信号的任何组件或组件集合。
收发机1600可以通过任何类型的通信介质发送和接收信令。在一些实施例中，收发机1600通过无线介质发送和接收信令。例如，收发机1600可以是用于根据无线电信协议进行通信的无线收发机，所述无线电信协议如蜂窝协议(例如，长期演进(long-termevolution，LTE)等)、无线局域网(wireless local area network，WLAN)协议(例如，Wi-Fi等)，或任何其它类型的无线协议(例如，蓝牙、近场通信(near field communication，NFC)等)。在这些实施例中，网络侧接口1602包括一个或多个天线/辐射单元。例如，网络侧接口1602可以包括单天线、多个独立天线或用于多层通信的多天线阵列，例如单输入多输出(single input multiple output，SIMO)、多输入单输出(multiple input singleoutput，MISO)、多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)等。在其它实施例中，收发机1600通过双绞电缆、同轴电缆、光纤等有线介质来发送和接收信令。特定的处理系统和/或收发机可以利用所示的所有组件，或者仅利用这些组件的子集，并且集成的水平可能因设备而异。
在整个本发明中，程序被描述为存储由设备中的处理器执行的指令。应当理解，当指令由处理器执行时，处理器可以使设备，或以其它方式控制设备内的一个或多个组件，执行由指令定义的功能步骤或过程。例如，当执行“接收信号的指令”时，处理器可以使设备接收信号或以其它方式控制设备中的电路执行信号处理步骤以接收信号。同样，当执行“发送信号的指令”时，处理器可以使设备发送信号或以其它方式控制设备中的电路执行信号处理步骤以发送信号。
虽然本发明已经结合特定特征和实施例描述，但描述并不打算以限制性的意义解释。参考描述，说明性实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，所附权利要求书意图涵盖任何此类修改或实施例。

Claims (20)

1.一种用于在上行发射(TX)功率回退条件发生时动态检测基站的TX波束与接收(RX)波束之间的波束对应的方法，其特征在于，所述方法包括：
用户设备(user equipment，UE)接收与所述基站的所述TX波束相关联的下行参考信号；
所述UE根据所述参考信号的接收信号质量等级生成所述基站的所述TX波束的列表，所述TX波束列表按接收信号质量的顺序排列所述基站的所述TX波束；
所述UE至少根据所述参考信号的所述接收信号质量等级和所述UE的TX波束的经调整的TX等级，估计所述基站的RX波束列表，所述UE的所述TX波束的所述经调整的TX等级包括至少一个由于所述上行TX功率回退条件而小于最大TX等级的TX等级；
所述UE将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此向所述基站发送波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束是否存在UE波束对应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行TX功率回退条件由最大允许暴露(maximum permissible exposure，MPE)传感器触发。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行TX功率回退条件由表面温度传感器触发。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括从所述基站接收控制信号，所述控制信号指示所述TX波束列表和所述RX波束的所述列表中的至少一个的大小。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此发送所述波束对应指示，包括：
确定所述TX波束列表与所述RX波束列表匹配，并基于此发送所述波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束存在UE波束对应。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此发送波束对应指示，包括：
确定所述TX波束列表与所述RX波束列表不匹配，并基于此发送所述波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束不存在UE波束对应。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，还包括向所述基站发送所述TX波束列表。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，还包括向所述基站发送所述RX波束的所述列表。
9.一种用于在上行发射(TX)功率回退条件发生时动态检测基站的TX波束与接收(RX)波束之间的波束对应的用户设备(user equipment，UE)，其特征在于，所述UE包括：
处理器；
非瞬时性计算机可读存储介质，存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于以下操作的指令：
接收与所述基站的所述TX波束相关联的下行参考信号；
根据所述参考信号的接收信号质量等级生成所述基站的所述TX波束的列表，所述TX波束列表按接收信号质量的顺序排列所述基站的所述TX波束；
至少根据所述参考信号的所述接收信号质量等级和所述UE的TX波束的经调整的TX等级，估计所述基站的RX波束列表，所述UE的所述TX波束的所述经调整的TX等级包括至少一个由于所述上行TX功率回退条件而小于最大TX等级的TX等级；
将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此向所述基站发送波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束是否存在UE波束对应。
10.根据权利要求9所述的UE，其特征在于，所述上行TX功率回退条件由最大允许暴露(maximum permissible exposure，MPE)传感器触发。
11.根据权利要求9所述的UE，其特征在于，所述上行TX功率回退条件由表面温度传感器触发。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的UE，其特征在于，所述程序还包括用于从所述基站接收控制信号的指令，所述控制信号指示所述TX波束列表和所述RX波束的所述列表中的至少一个的大小。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的UE，其特征在于，用于将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此发送所述波束对应指示的所述指令包括用于以下操作的指令：
确定所述TX波束列表与所述RX波束列表匹配，并基于此发送所述波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束存在UE波束对应。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的UE，其特征在于，用于将所述TX波束列表与所述RX波束列表进行比较，并基于此发送所述波束对应指示的所述指令包括用于以下操作的指令：
确定所述TX波束列表与所述RX波束列表不匹配，并基于此发送所述波束对应指示，所述波束对应指示指示所述基站的所述TX波束和所述RX波束不存在UE波束对应。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的UE，其特征在于，所述程序还包括用于向所述基站发送所述TX波束列表的指令。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的UE，其特征在于，所述程序还包括用于向所述基站发送所述RX波束的所述列表的指令。
17.一种用于在UE波束对应不存在时重新映射上行波束的方法，其特征在于，所述方法包括：
用户设备(user equipment，UE)接收与所述基站的所述TX波束相关联的下行参考信号；
所述UE根据所述参考信号的接收信号质量等级生成所述基站的所述TX波束的列表，所述TX波束列表按接收信号质量的顺序排列所述基站的所述TX波束；
所述UE至少根据所述参考信号的所述接收信号质量等级和所述UE的TX波束的经调整的TX等级，估计所述基站的RX波束列表，所述UE的所述TX波束的所述经调整的TX等级包括至少一个由于所述上行TX功率回退条件而小于最大TX等级的TX等级；
所述UE向所述基站发送所述TX波束列表和所述RX波束列表的指示；
所述UE从所述基站接收QCL上行资源指示，基于此将至少一个上行波束重新映射到一个下行波束，所述QCL上行资源指示指示一个上行资源与至少一个下行资源具有用于波束赋形传输的QCL关联。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
所述UE根据更新的QCL资源将至少一个UE TX波束映射到至少一个UE RX波束，其中，假设在所述映射的至少一个UE TX波束与所述至少一个UE RX波束之间存在波束对应。
19.一种用户设备(user equipment，UE)，其特征在于，包括：
处理器；
非瞬时性计算机可读存储介质，存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于以下操作的指令：
接收与所述基站的所述TX波束相关联的下行参考信号；
根据所述参考信号的接收信号质量等级生成所述基站的所述TX波束的列表，所述TX波束列表按接收信号质量的顺序排列所述基站的所述TX波束；
至少根据所述参考信号的所述接收信号质量等级和所述UE的TX波束的经调整的TX等级，估计所述基站的RX波束列表，所述UE的所述TX波束的所述经调整的TX等级包括至少一个由于所述上行TX功率回退条件而小于最大TX等级的TX等级；
向所述基站发送所述TX波束列表和所述RX波束列表的指示；
从所述基站接收QCL上行资源指示，基于此将至少一个上行波束重新映射到一个下行波束，所述QCL上行资源指示指示一个上行资源与至少一个下行资源具有用于波束赋形传输的QCL关联。
20.根据权利要求19所述的UE，其特征在于，所述程序还包括用于以下操作的指令：
根据更新的QCL资源将至少一个UE TX波束映射到至少一个UE RX波束，其中，假设在所述映射的至少一个UE TX波束与所述至少一个UE RX波束之间存在波束对应。
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