CN114173414A - 用于随机接入的波束管理的系统、方法和设备 - Google Patents

用于随机接入的波束管理的系统、方法和设备 Download PDF

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CN114173414A CN202111060207.4A CN202111060207A CN114173414A CN 114173414 A CN114173414 A CN 114173414A CN 202111060207 A CN202111060207 A CN 202111060207A CN 114173414 A CN114173414 A CN 114173414A
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Abstract

一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：在UE处检测第一候选波束，在UE处检测第二候选波束，从UE发送随机接入过程的一个或多个第一消息，以及通过所述一个或多个第一消息指示第一候选波束和第二候选波束。另一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：在UE处检测第一候选波束，在UE处检测第二候选波束，在UE处接收第一候选波束和第二候选波束的流量信息，基于流量信息来选择第一候选波束，以及基于所述选择，使用第一候选波束来发送随机接入过程的第一消息。所述流量信息包括负载信息。

Description

用于随机接入的波束管理的系统、方法和设备
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月16日提交的题目为“用于在随机接入中进行波束自适应的方法和装置”第63/093,150号美国临时专利申请和于2020年9月10日提交的题目为“用于初始接入的波束细化”的第63/076,574号美国临时专利申请的优先权和权益，这两个申请通过引用被合并于此。
技术领域
本公开总体涉及通信系统，并且具体地涉及用于随机接入的波束管理的系统、方法和设备。
背景技术
无线通信网络可以使用波束成形技术通过在设备之间创建一个或多个相对窄的通信波束来改善诸如基站和用户设备(UE)的设备之间的数据传输。可以使用诸如波束自适应和波束细化的波束管理技术来进一步改善设备之间的波束的建立和/或操作。例如，一旦在两个设备之间建立了相对宽的波束，就可以使用波束细化技术来使波束更窄，这可以改善其范围、效率、吞吐量等。
在所述背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：在UE处检测第一候选波束，在UE处检测第二候选波束，从UE发送随机接入过程的一个或多个第一消息，以及通过所述一个或多个第一消息指示第一候选波束和第二候选波束。第一候选波束和第二候选波束可以由一个或多个第一消息的第一实例指示。第一候选波束和第二候选波束可以由一个或多个第一消息的第一实例的随机接入信道(RACH)时机指示。通过在RACH时机中传送前导码来指示第一候选波束和第二候选波束。所述方法可以还包括在UE处对随机接入过程的第二消息监测第一候选波束和第二候选波束。所述方法可以还包括在UE处使用第一候选波束来接收第二消息。所述方法可以还包括基于使用第一候选波束接收到第二消息，使用第一候选波束从UE传送随机接入过程的第三消息。所述方法可以还包括在基站处选择第一候选波束，以及基于所述选择使用第一候选波束从基站向UE传送第二消息。所述UE是第一UE，所述方法可以还包括在所述基站处对第二UE检测网络流量，以及基于第二UE的网络流量来选择第一候选波束。所述指示包括使用第一候选波束从所述UE传送一个或多个第一消息的第一实例。所述方法可以还包括在UE处对随机接入过程的第二消息监测第一候选波束和第二候选波束。所述方法可以还包括基于UE处的监测来确定使用第一候选波束或第二候选波束来接收第二消息。所述方法可以还包括基于接收到第二消息，使用第一候选波束从UE传送随机接入过程的第三消息。所述方法可以还包括在UE处使用第一候选波束来接收第四消息。所述方法可以还包括基于UE处的监测来确定未能接收到第二消息。所述方法可以还包括使用第二候选波束从UE传送一个或多个第一消息的第二实例。所述方法可以还包括在UE处对随机接入过程的第二消息监测第二候选波束。第一候选波束可以由一个或多个第一消息的第一实例指示，并且第二候选波束可以由一个或多个第一消息的第二实例指示。所述方法可以还包括使用第一候选波束从UE传送一个或多个第一消息的第一实例，以及使用第二候选波束从UE传送一个或多个第一消息的第二实例。所述方法可以还包括在UE处对随机接入过程的第二消息监测第一候选波束和第二候选波束。所述方法可以还包括在UE处使用第一候选波束来接收第二消息。所述方法可以还包括基于使用第一候选波束接收到第二消息，使用第一候选波束从UE传送随机接入过程的第三消息。所述方法可以还包括在基站处选择第一候选波束，以及基于所述选择使用第一候选波束从基站向UE传送第二消息。所述UE可以是第一UE，所述方法可以还包括在所述基站处检测第二UE的网络流量，以及基于第二UE的所述网络流量来选择第一候选波束。第二消息是第二消息的第一实例，所述方法可以还包括在UE处使用第二候选波束来接收第二消息的第二实例。所述方法可以还包括基于接收到第二消息的第一实例和第二消息的第二实例来选择第一候选波束，以及基于所述选择来使用第一候选波束从UE传送随机接入过程的第三消息。所述方法可以还包括在基站处解码第一消息的第一实例，以及基于解码第一消息的第一实例来从基站向UE传送第二消息的第一实例。所述方法可以还包括在基站处解码第一消息的第二实例，以及基于解码第一消息的第二实例来从基站向UE传送第二消息的第二实例。
一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：在UE处检测第一候选波束，在UE处检测第二候选波束，在UE处接收第一候选波束和第二候选波束的流量信息，基于流量信息来选择第一候选波束，以及基于所述选择，使用第一候选波束来发送随机接入过程的第一消息。流量信息可以包括负载信息。流量信息可以包括优先级信息。选择可以包括基于第一候选波束的空闲状况来选择第一候选波束。所述UE是第一类型的UE，并且所述选择可以包括使用第二候选波束基于第二类型的UE来选择第一候选波束。第一类型的UE可以包括容量减小(RedCap)UE，并且第二类型的UE可包括增强型移动宽带(eMBB)UE。
一种用于通信网络中的随机接入的方法，包括：在用户设备(UE)处接收参考信号模式，其中，所述模式可以基于第一发送波束和第二发送波束，在所述UE处测量所述参考信号模式中的两个或更多个参考信号，基于测量所述两个或更多个参考信号来选择第一发送波束，从所述UE传送随机接入过程的连接请求消息，其中，所述消息指示第一发送波束。所述方法可以还包括在UE处通过第一发送波束接收随机接入过程的竞争解决消息。所述模式可以基于第一接收波束和第二接收波束，所述方法可以还包括基于测量所述两个或更多个参考信号来选择第一接收波束。竞争解决消息可在UE处通过第一接收波束被接收。所述方法可以还包括在所述UE处接收测量配置信息，其中，测量所述两个或更多个参考信号可以基于所述测量配置信息。所述方法可以还包括在所述UE处确定发送宽波束，其中，第一发送波束和第二发送波束是与所述发送宽波束相对应的发送窄波束。可以在系统信息块(SIB)中接收测量配置信息。测量配置信息可以包括基于发送宽波束的准同位置(QCL)信息的两个或更多个参考信号的QCL信息。参考信号模式可以包括同步信号块信号的模式。参考信号模式可以包括信道状态信息参考信号(CSI-RS)的模式。参考信号模式可以包括随机接入响应(RAR)消息的模式。所述接收可以包括接收所述参考信号模式的第一实例，所述测量可以包括测量所述两个或更多个参考信号的第一实例；所述方法可以还包括在所述UE处接收所述参考信号模式的第二实例，在所述UE处测量所述两个或更多个参考信号的第二实例；以及所述选择可以进一步基于测量所述两个或更多个参考信号的第二实例。
一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：从用户设备(UE)发送参考信号模式，其中，所述参考信号模式可以是基于第一发送波束和第二发送波束的，以及在所述UE处接收随机接入过程的响应消息，其中，所述响应消息可以包括选择第一发送波束的指示。所述方法可以还包括：通过第一发送波束从UE发送随机接入过程的连接请求消息。所述方法可以还包括：基于第一发送波束来选择UE接收波束。可以基于与第一发送波束的对应关系来选择UE接收波束。所述方法可以还包括在UE处通过UE接收波束接收竞争解决消息。发送参考信号模式可以包括：通过第一发送波束发送随机接入过程的请求消息的第一实例，以及通过第二发送波束发送请求消息的第二实例。所述方法可以还包括：在所述UE处接收配置信息，其中，发送所述参考信号模式可以是基于所述配置信息的。可以在系统信息块(SIB)中接收配置信息。配置信息可以包括用于发送参考信号模式的资源。资源可以包括用于物理随机接入信道(PRACH)的频率和时间资源。所述方法可以还包括：在所述UE处确定基站的发送宽波束，其中，第一发送波束和第二发送波束是与所述发送宽波束相对应的发送窄波束。配置信息可以包括基于相对于发送宽波束的准同位置(QCL)信息的相对于参考信号模式的QCL信息。所述方法可以还包括：在基站处接收所述参考信号模式中的两个或更多个参考信号，在所述基站处测量所述参考信号模式中的所述两个或更多个参考信号，基于所述测量来选择第一发送波束，以及基于所述选择来从所述基站向所述UE发送所述响应消息。所述发送可以包括发送所述参考信号模式的第一实例，所述接收可以包括接收所述两个或更多个参考信号的第一实例，所述测量可以包括测量所述两个或更多个参考信号的第一实例；所述方法可以还包括：从所述UE发送所述参考信号模式的第二实例，在所述基站处接收所述两个或更多个参考信号的第二实例，以及在所述基站处测量所述两个或更多个参考信号的第二实例；并且所述选择可以进一步基于测量所述两个或更多个参考信号的第二实例。所述发送可以包括发送所述参考信号模式的第一实例，所述接收可以包括接收所述两个或更多个参考信号的第一实例，所述测量可以包括测量所述两个或更多个参考信号的第一实例；所述方法可以还包括：从所述UE发送所述参考信号模式的第二实例，在所述基站处接收所述两个或更多个参考信号的第二实例，以及在所述基站处测量所述两个或更多个参考信号的第二实例；并且所述选择可以进一步基于测量所述两个或更多个参考信号的第二实例。所述方法可以还包括：基于预编码信息来发送所述参考信号模式，以及在所述UE处接收所述预编码信息。
一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：在基站处接收随机接入过程的第一消息，确定第一消息的质量，以及基于第一消息的质量来从所述基站传送所述随机接入过程的第二消息，其中，第二消息可以包括用于波束细化过程的测量配置信息。所述方法可以还包括基于测量配置信息来执行波束细化过程。所述方法可以还包括基于波束细化过程来确定所选发送波束，以及通过所选发送波束从基站传送随机接入过程的竞争解决消息。
一种用于通信网络中的随机接入的方法可以包括：通过第一发送窄波束从基站发送第一参考信号，通过第二发送窄波束从所述基站发送第二参考信号，以及在所述基站处接收随机接入过程的第一消息，其中，第一消息可以包括选择第一发送窄波束的指示。第一参考信号可以被映射到第一随机接入信道(RACH)时机，并且第二参考信号可以被映射到第二RACH时机。所述方法可以还包括在用户设备(UE)处接收第一参考信号和第二参考信号，在UE处测量第一参考信号和第二参考信号，在UE处基于所述测量来选择第一发送窄波束，以及基于所述选择来从UE传送随机接入过程的第一消息。
附图说明
附图不一定按比例绘制，并且在整个附图中，出于说明的目的，相似结构或功能的元件通常由相同的附图标记或其部分表示。附图仅旨在便于描述本文描述的各种实施例。附图没有描述本文公开的教导的每个方面，并且不限制权利要求的范围。为了防止附图变得模糊，可能未示出所有的组件、连接等，并且并非所有的组件都具有附图标记。然而，组件配置的模式可以从附图中容易地显而易见。附图与说明书一起图示了本公开的示例实施例，并与描述一起用于解释本公开的原理。
图1图示了根据本公开的4步随机接入过程的实施例。
图2图示了经历由多个UE同时尝试接入网络引起网络拥塞的示例实施例。
图3图示了根据本公开的用于随机接入过程的波束自适应方法的实施例。
图4图示了根据本公开的用于传送具有发送波束和接收波束的不同组合的多个参考信号以用于波束细化的方法的实施例。
图5图示了根据本公开的窄波束扫描操作的实施例。
图6图示了根据本公开的用于利用基于基站的Tx窄波束扫描的随机接入过程的波束细化方法的实施例。
图7图示了根据本公开的用于利用基于基站的Tx窄波束扫描的随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。
图8图示了根据本公开的用于随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。
图9图示了根据本公开的用于利用基于用户设备的Tx窄波束扫描的随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。
图10图示了根据本公开的用于随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。
图11图示了根据本公开的用于随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。
图12图示了根据本公开的用户设备(UE)的示例实施例。
图13图示了根据本公开的基站的示例实施例。
具体实施方式
概述
本公开涵盖与用于随机接入的波束管理有关的若干发明原理。这些原理可以具有独立的效用并可以单独体现，并且不是每个实施例都可以利用每个原理。此外，所述原理还可以以各种组合来体现，其中，一些组合可以以协同的方式放大各个原理的益处。
本公开的原理中的一些原理涉及用于在随机接入过程期间的波束自适应的技术。在这些技术中的一些技术中，UE可以使用随机接入过程的请求消息(例如，Msg1)来指示UE已经确定为良好的波束(例如，SSB波束)。
在用于波束自适应的方法的一些第一实施例中，可以使用请求消息的单个实例来指示多个良好波束。例如，UE可以在已经被映射到由UE检测到的良好SSB波束集合的RACH时机(RO)处向基站传送Msg1。UE可以使用良好波束中的一个向基站发送Msg1。随后，UE可以对Msg2监测波束集合。在一些场景中，基站可以选择由RO指示的波束中的一个，并通过使用所选波束向UE传送Msg2来向UE通知所选波束。因此，可通过解码所选波束上的Msg2来向UE通知所选波束，并且UE和基站可以在RACH过程期间使用所选波束来进行进一步消息传送。取决于实现细节，这可以使基站能够跨多个波束执行负载平衡。
在使用第一实施例的一些其他场景中，如果UE使用波束集合中的任何波束检测到Msg2，则UE可以选择用于传送Msg1的波束用于UE和基站进一步传输。然而，如果UE未在由RO指示的任何波束上检测到Msg2，则UE可以假定用于传送Msg1的波束不再良好。随后，UE可以使用波束集合中的不同波束向基站重传Msg1，直到UE解码来自基站的Msg2为止。然后，UE可以选择其最近在其上发送Msg1的波束，用于UE和基站进一步传输。
在用于波束自适应的方法的一些第二实施例中，UE可以传送随机接入过程的请求消息的多个实例，其中，每个实例可以指示由UE检测到的良好波束。例如，UE可以传送重复的Msg1，其中，对于每次重复，UE可以使用来自被UE检测为良好的波束集合的不同SSB波束来传送Msg1。随后，UE可以对Msg2来监测波束集合。在使用第二实施例的一些场景中，基站可以选择基站在其上接收到Msg1的波束之一，以通过使用所选波束向UE传送Msg2来向UE通知所选波束。因此，可以通过解码所选波束上的Msg2来向UE通知所选波束，并且UE和基站可以在RACH过程期间使用所选波束来进行进一步消息传送。取决于实现细节，这可以使基站能够跨多个波束执行负载平衡。
在使用第一实施例的一些其他场景中，UE可以在UE在其上解码Msg1的每个SSB波束上向UE传送Msg2。然后，UE可以选择UE在其上解码Msg2的波束中的一个，用于UE和基站进行进一步传输。
在用于波束自适应的方法的一些第三实施例中，基站可以向UE提供可以由UE使用的一些或所有波束的流量信息(例如，负载和/或优先级信息)。在确定哪些波束是良好波束之后，UE可以使用流量信息来选择良好波束之一用于UE和基站进行进一步传输。例如，UE可以选择可以是空闲的波束或可以避免与其他高优先级流量拥塞的波束。然后，UE可以使用Msg1向基站指示它已经选择了哪个波束。
本公开的原理中的一些原理涉及用于在随机接入过程期间的波束细化的技术。
在随机接入过程期间的波束细化的一些第一实施例中，基站可以传送用于波束扫描的参考信号模式。参考信号模式可以实现发送(Tx)窄波束扫描和接收(Rx)窄波束扫描。参考信号模式可以扫描与已经由UE选择的Tx宽波束(例如，SSB波束)相对应的Tx窄波束。参考信号可以包括SSB信号、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、随机接入响应(RAR)消息的重复等。UE可以使用例如在系统信息块(SIB)中从基站接收的测量配置信息来测量参考信号。UE可以例如使用波束对应性，基于所述测量来选择Tx窄波束和/或Rx窄波束。UE可以使用竞争消息(例如，Msg3)向基站报告所选Tx窄波束。基站随后可以使用所选Tx窄波束来发送竞争解决消息(例如，Msg4)，和/或UE可以使用所选Rx窄波束来接收竞争解决消息。
在随机接入过程期间的波束细化的一些第二实施例中，UE可以传送可以用于Tx和Rx窄波束扫描的参考信号模式。基站可以向UE提供波束配置信息，所述波束配置信息可以包括用于UE Tx窄波束扫描的资源(例如，用于物理随机接入信道(PRACH)的频率和时间资源)。UE可以通过使用资源重复地发送Msg1作为参考信号来扫描Tx窄波束。基站可以测量Msg1重复，并基于测量来选择UE Tx窄波束。基站还可以基于重复对Msg1的测量来选择基站Rx窄波束。然后，基站可以例如使用Msg2向UE通知所选UE Tx窄波束。UE可以基于例如与由基站选择的UE Tx窄波束的对应关系来选择UE Rx窄波束。基站可以基于例如与基站Rx窄波束的对应关系来选择基站Tx窄波束。基站随后可以使用所选基站Tx窄波束来发送竞争解决消息(例如，Msg4)，和/或UE可以使用所选UE Rx窄波束来接收竞争解决消息。
在随机接入过程期间的波束细化的一些第三实施例中，基站可以基于从UE接收的Msg1的质量来决定是否执行波束细化。如果基站决定执行波束细化，则它可以例如使用Msg2向UE发送测量配置信息。然后，如上述在随机接入过程期间进行波束细化的第一实施例或第二实施例中的任何实施例中那样，可以进行波束细化。
在随机接入过程期间的波束细化的一些第四实施例中，基站可以在接收到Msg1之前扫描窄波束参考信号。波束扫描可以基于例如参考信号与RACH时机之间的映射。UE可以选择窄波束中的一个，并例如通过使用对应的前导码和/或RACH时机来向基站发送Msg1，以向基站指示所选波束。
在一些实施例中，波束可以指可以用波束成形信息预编码的信号(例如，参考信号)。例如，在上述波束细化(例如，基于基站的波束细化)的一些第一实施例中，波束可以指可以用波束成形权重(其也可以被称为系数)预编码的参考信号(RS)，诸如同步信号块(SSB)或信道状态信息参考信号(CSI-RS)。可以将不同的波束成形权重集合应用于每个RS资源，以对每个RS资源生成不同的定向波束。作为另一示例，在上述波束细化(例如，基于UE的波束细化)的一些第二实施例中，物理随机接入信道(PRACH)可以用作参考信号。在一些实施例中，每个RS资源可以唯一地标识Tx窄波束的准同位置(QCL)和/或传输控制信息(TCI)状态信息。
本文描述了图示根据本公开的一些可能的实现细节的系统、装置、设备、过程、方法等的一些示例实施例。提供这些示例是为了说明本公开的原理，但是原理不限于这些实施例、实现细节等或由这些实施例、实现细节等定义。例如，可以在5G和/或新无线电(NR)无线通信系统的情境中描述一些实施例，但是原理也可以被应用于任何其他类型的通信系统，包括3G、4G和/或下一代无线网络，和/或任何其他通信系统。此外，一些实施例可以在特定应用和/或它们可以减轻的问题的情境中描述，但是原理不限于这些情境，并且一些实施例可能不适用于这些情境。
随机接入过程
图1图示了根据本公开的4步随机接入过程的实施例。图1所示的实施例可以用于例如实现任何波束管理技术，包括本文公开的波束自适应和/或波束细化技术。
参考图1，在随机接入(RA)过程开始之前，在所述实施例中可以被实现为下一代节点B(gNB)的基站100可以向范围内的任何UE——诸如UE102——广播一个或多个同步信号块(SSB)104。SSB 104可以包括例如诸如主同步信号(PSS)和副同步信号(SSS)的同步信号(SS)以及物理广播信道(PBCH)。在一些实施例中，一个或多个SSB可以作为波束(例如，宽波束)被发送和/或可以用作参考信号。
同样在RA过程开始之前，基站100可以向范围内的任何UE广播系统信息106诸如，UE 102。系统信息106可以包括例如主信息块(MIB)和一个或多个系统信息块(SIB)。MIB和/或SIB传输可以包括UE可以用于通过无线网络进行通信的基本系统信息，其包括关于RA过程的配置的信息。
当UE 102在可以由MIB/SIB中的系统信息配置的PRACH上向gNB 100发送包括随机接入前导码的第一消息(消息1或Msg1)时，可以由UE 102发起随机接入消息交换。这可以涉及使用随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)来标识由UE使用以发送随机接入前导码的时频资源。在一些实施例中，Msg1可以被表征为随机接入请求，并且因此可以更一般地被称为请求消息。
在接收到Msg1之后，gNB 100可以使用随机接入前导码来为UE 102分配资源以用于通过物理上行链路共享信道(PUSCH)向gNB 100发送Msg3。然后，gNB 100可以将第二消息(Msg2)发送回UE 102。Msg2可以是随机接入响应(RAR)，其可以包括UE 102可以使用以发送Msg3的诸如PUSCH时间/频率资源的上行链路(UL)资源的授权，和/或UE 102可以将其用于RA过程的其余部分的临时C无线电网络临时标识符(TC-RNTI)。在一些实施例中，Msg2可以更一般地被称为响应消息。
在接收到Msg2之后，UE 102可以使用由在Msg2中接收的上行链路授权分配的PUSCH资源将Msg3发送到gNB 100。因此，gNB 100可以基于上行链路资源的授权来调度Msg3的PUSCH传输。Msg3中的数据有效载荷可以包含例如竞争解决序列，并可以被实现为无线电资源控制(RRC)连接请求消息。在一些实施例中，Msg3可以更一般地被称为连接请求消息。
在接收到Msg3之后，gNB 100然后可以通过向UE 102传送包括竞争解决响应的第四消息(Msg4)来进行响应。Msg4可以包括例如由UE 102传送的相同竞争解决序列。在接收到Msg4之后，UE 102可以确认由gNB 100传送的竞争解决序列与其在Msg3中发送的序列相同。如果序列匹配，则UE 102可以认为自身已连接并将临时标识符TC-RNTI提升为专用UE标识符C-RNTI。在一些实施例中，Msg4可以更一般地被称为竞争解决消息。
随机接入中的波束自适应
在一些场景中，多个UE可以同时尝试连接到网络(这些可以被称为第一场景)。多个(例如，许多)UE，诸如减小容量(RedCap)和/或物联网(IoT)UE的可以连接到网络的相同小区和/或波束，和/或在其范围内。这些UE中的一些UE可以同时尝试接入网络(例如，使用随机接入信道(RACH))，这会导致RACH过载和/或拥塞。这对于诸如IoT传感器的静态设备会尤其如此。此外，这些波束和/或小区上的拥塞会集中在特定时间和/或特定事件期间，如以下示例所示：
(1)许多网络连接的自行车可以停放在相同的位置，并可以在几乎相同的时间(例如，高峰时段期间)通过网络解锁。
(2)协同定位的IoT相机和/或工业传感器可以被调度为在相同的指定时间将数据上传到网络。
在这些和其他类型的场景中，诸如RedCap和/或IoT UE的大量UE可以使用所有或几乎所有可用的物理随机接入信道(PRACH)资源，从而在尝试连接到网络的同时导致临时拥塞、冲突和/或延迟。这会使诸如增强型移动宽带(eMBB)UE的其他UE无法连接到网络。
图2图示了经历由多个UE同时尝试接入网络引起的拥塞的网络的示例实施例。在图2所示的实施例中，网络可以包括分别由物理小区标识符(PCI)PCI 1和PCI 2指示的小区202和206。小区202和206可以分别使用波束204和208进行通信。RedCap UE 210(由无阴影屏幕指示)可能正在尝试同时接入网络，并因此使用所有或几乎所有可用的PRACH资源。因此，eMBB UE 212(由阴影屏幕指示)可能无法连接。
NR规范可以提供可以在如上所述的拥塞和/或冲突的情况下使用的退避指示符(BI)机制。BI机制可以由随机接入过程的随机接入响应(RAR)消息(例如，Msg2)调用。然而，BI机制是基于时间的，并且因此，当整个波束过载时，它可能无法帮助减轻拥塞。此外，BI机制是反应性机制，其直到冲突发生之后才会被调用，因此缓解网络拥塞可能太晚。
在一些场景(其可以被称为第二场景)中，波束扫描可以具有相对长的延时。因此，UE可以在波束扫描操作期间检测到良好的波束，但是在UE尝试将其用于随机接入过程时，例如，如果UE正在移动和/或环境改变，波束可能不再是良好的。这可能导致Msg1至Msg4中的任何消息在RACH阶段中的失败。由于与宽和/或窄波束扫描中的先听后说(LBT)相关联的不确定性，例如在60GHz频带中的NR非许可频谱的情况下，可能发生相对较大的波束扫描延迟。
在根据本公开的一些实施例中，用于随机接入中的波束自适应的一种或多种方法可以例如通过在第一、第二和/或其他场景中防止延迟、减少不必要的UE功耗等来改善性能。
图3图示了根据本公开的用于随机接入过程的波束自适应方法的实施例。图3所示的实施例可以用于例如实现本文公开的任何波束自适应方法。
在操作302，所述方法可以在UE处检测第一候选波束。候选波束可以是例如由基站发送并被UE检测为良好SSB波束(例如，宽波束)。在操作304，所述方法可以在UE处检测第二候选波束。因此，UE可以已经标识了两个良好SSB波束。在操作306，所述方法可以从UE发送随机接入过程的一个或多个第一消息。例如，UE可以向基站发送Msg1的一个或多个实例。在操作308，所述方法可以通过一个或多个第一消息指示第一候选波束和第二候选波束。因此，UE可以向基站通知其已经检测到的两个或更多个良好SSB波束。在一些实施例中，UE和/或基站然后可以根据本文描述的一种或多种波束自适应方法来选择良好SSB波束之一。
1.0第一实施例：具有与多个候选波束相对应的Msg1的波束自适应
1.1第一场景
一些第一实施例可以适用于例如上述第一场景之一，其中，多个UE可以同时尝试接入网络。因此，出于说明的目的，可以在这些场景的情境中描述一些第一实施例。然而，这些实施例也可以应用于其他情境和/或场景中，并不限于任何特定的情境和/或场景。
在一些实施例中，多个RedCap UE可以检测多于一个的良好SSB波束。在一些实现方式中，每个RedCap UE可以随机地选择一个良好SSB波束。然而，取决于实现细节，这可能导致次优的结果，例如，因为跨不同良好SSB波束的现有负载可能不均匀。例如，由UE检测到的良好SSB波束中的一个可能已经具有一个或多个(在一些情形中为许多)现有eMBB UE，而由UE检测到的其他良好SSB波束之一可能是空闲的。UE可能不知道在良好波束之一上存在其他UE，而网络(NW)和/或基站(例如，gNB)可以具有所有波束上的流量的全局视图。在这种类型的情况下，可以通过将RedCap UE分配给空闲SSB波束而不是允许RedCap UE均匀地和/或随机地选择其检测到的良好SSB波束中的一个来获得更好的结果。
此外，使NW为RedCap UE选择良好SSB波束可以为NW提供实现RedCap UE和eMBB UE流量的智能流量转向和/或优先级排序的灵活性。这种类型的流量管理方案可以考虑RedCap流量(其可以具有低QoS要求)、eMBB流量(其可以具有中等QoS)或超可靠低时延通信(URLLC)流量(其可以具有高QoS)等的不同服务质量(QoS)规范或要求。例如，可以将RedCapUE分配给良好SSB波束，其中，可以存在较少的eMBB UE。取决于实现细节，这可以使RedCapUE能够避免与eMBB UE相关联的RACH拥塞。
在一些实施例中，RACH时机(RO)可以被映射到SSB波束集合。因此，在如下所述的一些实施例中，RO可以用于指示UE已检测到哪些SSB波束是良好的。取决于实现细节，RedCap UE可以总是找到映射到SSB组的RO，SSB可能已经基于所述UE执行的测量而被特定RedCap标识为良好。例如，假定每个RO配置两个SSB，如果RO池包含具有两个不同SSB的所有组合的RO，则UE可以总是找到具有SSB波束的正确组合的RO。
在一些实现中，RO池可以仅包含两个不同SSB的有限组合。例如，池可以包含有限数量的有限组合，其可以基于来自过去的网络规划经验来分组，诸如相邻SSB波束可以由于它们的质量会倾向于相关而被组合。在这样的实现方式中，UE可能不能总是找到与良好波束的精确组合相对应的RO，但是找到与良好波束的精确组合相对应的RO仍然会是非常可能的，因此，取决于实现细节，较小RO池的益处可以超过偶尔的不精确RO选择。
在一些实施例中，如果RedCap UE仅检测到一个良好SSB波束，则它可以选择例如与一个或多个eMBB UE一起遵循传统RACH过程。
波束自适应方法的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)已经检测到多于一个良好SSB波束的不同UE(例如，eMBB和RedCap UE)可以被分成不同的初始带宽部分(BWP)和/或不同的RACH时机(RO)池。在一些实施例中，仅具有一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以被放置在具有eMBB UE的初始BWP和/或RO池中。在一些实施例中，用于RedCap UE的良好SSB波束被定义为具有大于特定阈值的测量参考信号接收功率(RSRP)值的SSB波束。在一些实施例中，如果存在多于一种类型(类别)的RedCap UE，则可以按照每个RedCap UE类别定义阈值。
(阶段2)仅具有一个检测到的良好SSB波束的RedCap和eMBB UE可以在初始BWP中使用传统RO池。具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以在与初始BWP不同的BWP中使用新的RO池。可以在新RO池中定义一个或多个新映射，使得一个RO可以被映射到SSB波束集合。例如，一个RO可以被映射到SSB1、SSB2和SSB3。这些新映射对于具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以是特定的。一些NR规范支持将一个RO映射到多个SSB波束(例如，在RACH-ConfigCommon中，如果ssb-perRACH-occision＝2、4、8、16个SSB波束)。因此，在一些实施例中，并且取决于实现细节，在修改很少或没有修改的情况下，gNB可以例如通过同时监测给定RO中的一组传输配置指示(TCI)状态来处理与用于Msg1接收的接收器波束成形相关联的不确定性。
(阶段3)具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以使用所选新RO中的特定前导码来传送Msg1，所述特定前导码可以指示良好SSB波束集合(例如，具有大于特定RedCap UE处阈值的测量RSRP值的波束)。因此，RedCap UE可以使用这些SSB波束之一作为用于传送Msg1的发送波束。
(阶段4)在一些实施例中，如果基站(例如，gNB)检测到过载，则它能够对具有多于一个检测到的良好SSB波束的特定RedCap UE实现跨SSB波束的负载平衡。例如，gNB可以从良好SSB波束集合中为具有多于一个检测到的良好SSB波束的每个RedCap UE选择SSB波束，并例如经由所选SSB波束使用Msg2向RedCap UE通知所选SSB波束。为了解码Msg2，具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以同时监测多个控制资源集合(CORESET)零(CORESET#0)的物理下行链路控制信道(PDCCH)，CORESET#0具有与SSB波束集合相对应的TCI状态，SSB波束集合具有大于特定RedCap UE处的阈值的测量RSRP值的。
(阶段5)具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以使用所选波束来向基站发送Msg3。
(阶段6)基站可以使用所选波束来将Msg4发送到具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE。
在上述波束自适应方法的详细示例实施例以及本文描述的所有其他实施例中，操作仅是示例性的。一些实施例可以涉及未示出的各种附加操作，并且一些实施例可以省略一些操作。此外，在一些实施例中，操作的时间顺序可以变化。此外，尽管一些操作可以被示出为单独的操作，但是在一些实施例中，单独描述的一些操作可以集成到单个操作中，和/或描述为单个操作的一些操作可以用多个操作来实现。
1.2第二场景
一些第一实施例可以适用于例如上述第二场景之一，其中，当UE尝试将其用于随机接入过程时，在波束扫描操作期间已经被UE检测为良好的波束不再良好。因此，出于说明的目的，可以在这些场景的情境中描述一些第一实施例。然而，这些实施例也可以应用于其他情境和/或场景中，并不限于任何特定的情境和/或场景。
波束自适应方法的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)一个或多个UE可以使用具有映射的RO池，在所述映射中，一个RO可以被映射到SSB波束集合，例如SSB1、SSB2和SSB3。一些NR规范支持将一个RO映射到多个SSB波束(例如，在RACH-ConfigCommon中，如果ssb-perRACH-Occasion＝2、4、8、16个SSB波束)。因此，在一些实施例中，取决于实现细节，在修改很少或没有修改的情况下，gNB可以例如通过同时监测给定RO中的一组传输配置指示(TCI)状态来处理与用于Msg1接收的接收器波束成形相关联的不确定性。
(阶段2)UE可以执行先听后说(LBT)序列。在成功的LBT序列之后，UE可以使用所选RO中的特定前导码来传送Msg1，其可以指示具有大于特定UE处阈值的先前测量的RSRP值的良好SSB波束。UE可以使用这些良好SSB波束中的一个作为发送波束以向基站传送Msg1。
(阶段3)如果基站成功地解码来自UE的Msg1，则基站可以例如使用RACH过程来向UE传送Msg2，其中，所述RACH过程可以将用于Msg1传输的相同TCI状态应用于Msg2传输。为了解码Msg2，RedCap UE可以同时监测多个CORESET#0的PDCCH，多个CORESET#0具有与良好SSB波束集合相对应的TCI状态，良好SSB波束集合具有大于所述特定UE处阈值的先前测量的RSRP值。
在一些实施例中，如果UE没有从基站接收到Msg2，则它可以假定因为在其上向基站传送Msg1的先前良好SSB波束的质量已经劣化到波束不再良好的程度所以基站没有接收到Msg1。因此，UE可以使用来自先前检测到的良好SSB波束集合的不同SSB波束来向基站重新发送Msg1。UE可以连续地尝试使用不同的先前检测到的良好SSB波束来发送Msg1，直到其从基站接收到Msg2为止。
(阶段4)在从基站成功地接收到Msg2之后，UE可以标识用于成功地发送Msg1和接收Msg2的SSB波束，并将其选择为供UE和基站进行未来传输的波束。
(阶段5)UE可以使用所选波束来向基站发送Msg3。在一些实施例中，无论LBT序列是否成功，都可以使用所选波束。
(阶段6)基站可以使用所选波束来将Msg4发送到具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE。
2.0第二实施例：具有多个Msg1的波束自适应，每个Msg1与单独的候选波束相对应
2.1第一场景
一些第一实施例可以适用于例如上述第一场景之一，其中，多个UE可以同时尝试接入网络。因此，出于说明的目的，可以在这些场景的情境中描述一些第二实施例。然而，这些实施例也可以应用于其他情境和/或场景中，并不限于任何特定的情境和/或场景。
波束自适应方法的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)已经检测到多于一个良好SSB波束的不同UE(例如，eMBB和RedCap UE)可以被分成不同的初始带宽部分(BWP)和/或不同的RACH时机(RO)池。在一些实施例中，仅具有一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以被放置在具有eMBB UE的初始BWP和/或RO池中，eMBB UE可以选择使用传统RACH过程。在一些实施例中，用于RedCap UE的良好SSB波束被定义为具有大于特定阈值的测量参考信号接收功率(RSRP)值的SSB波束。在一些实施例中，如果存在多于一种类型(类别)的RedCap UE，则可以按照每个RedCap UE类别定义阈值。
(阶段2)具有多于一个检测到的良好SSB波束的每个RedCap UE可以在任意RO集合中重复地传送Msg1的实例(Msg1重复)，其中的每个RO可以与UE的先前检测到的良好SSB波束集合(例如，具有大于阈值的测量的RSRP值)相对应。
(阶段3)在一些实施例中，如果基站(例如，gNB)检测到过载，则它能够对具有多于一个检测到的良好SSB波束的特定RedCap UE实现跨SSB波束的负载平衡。例如，gNB可以从良好SSB波束集合中为具有多于一个检测到的良好SSB波束的每个RedCap UE选择SSB波束，并例如经由所选SSB波束使用Msg2向RedCap UE通知所选SSB波束。
(阶段4)具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以在由基站选择的SSB波束上接收一个Msg2响应。为了解码Msg2，具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以同时监测具有TCI状态的多个CORESET#0的PDCCH，TCI状态与RedCap UE在阶段1中传送的Msg1的重复集合相对应。
(阶段5)具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE可以使用所选波束来向基站发送Msg3。
(阶段6)基站可以使用所选波束来将Msg4发送到具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE。
2.2第二场景
一些第二实施例可以适用于例如上述第二场景之一，其中，当UE尝试将其用于随机接入过程时，在波束扫描操作期间已经被UE检测为良好的波束不再良好。因此，出于说明的目的，可以在这些场景的情境中描述一些第二实施例。然而，这些实施例也可以应用于其他情境和/或场景中，并不限于任何特定的情境和/或场景。
在一些实施例中，由于UE可能不知道在小区搜索的延迟之后哪些先前检测到的良好波束仍然良好，因此如果UE从候选良好SSB波束集合中随机选择一个SSB波束，则所选择的波束可能是次优的。然而，如果UE经由候选良好SSB波束集合向基站发送Msg1的多个实例，则基站可以基于多次Msg1接收来确定哪些SSB波束仍然良好。如果UE在其先前确定为良好SSB波束的多个波束上重复发送Msg1，并且基站选择多个波束中的一个，则选择到不再良好SSB波束的概率降低。因此，允许基站确定哪些SSB波束在由UE发送的多个波束上接收到Msg1的多个实例之后保持良好可以提供改进的结果。
这种波束自适应方法的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)UE可以执行LBT序列。在成功的LBT序列之后，UE可以在任意RO集合中向基站重复发送Msg1，其中的每个RO可以与先前检测到的良好SSB波束集合(例如，具有大于阈值的测量的RSRP值)相对应。
(阶段2)基站可以通过使用由UE使用以传送Msg1的RO(SSB波束)向UE传送对应的Msg2来响应其成功解码的每个Msg1。(可替代地，如果基站确定利用UE使用的RO(SSB波束)接收的Msg1良好，则它可以使用RO(SSB波束)向UE传送应的Msg2。)否则，基站不响应Msg1。
(阶段3)UE可以接收对其Msg1的多个副本的多个Msg2响应。然后，UE可以选择用于Msg2响应的SSB波束之一，并使用与所述SSB波束相对应的TCI状态来向基站发送Msg3。为了解码Msg2，UE可以同时监测具有TCI状态的多个CORESET#0的PDCCH，其中，TCI状态与UE在阶段1中发送的Msg1的重复集合相对应。
(阶段4)UE可以使用所选波束来向基站发送Msg3。在一些实施例中，无论LBT序列是否成功，都可以使用所选波束。
(阶段5)基站可以使用所选波束来向UE发送Msg4。
3.0第三实施例:SIB信令流量信息，UE在Msg1中指示波束选择
一些第三实施例可以适用于例如上述第一场景之一，其中，多个UE可以同时尝试接入网络。因此，出于说明的目的，可以在这些场景的情境中描述一些第三实施例。然而，这些实施例也可以应用于其他情境和/或场景中，并不限于任何特定的情境和/或场景。
这种波束自适应方法的详细示例实施例可以如下进行。
基站可以向一个或多个UE——例如，具有多于一个检测到的良好SSB波束的RedCap UE——提供流量信息，诸如一个或多个UE的部分或全部SSB波束的负载和/或优先级信息。可以例如在UE发起随机接入过程之前在SIB信息中提供流量信息。
具有多于一个良好波束的UE可以解码SIB信息中一些或所有SSB波束的流量信息(例如，负载和/或优先级信息)。UE随后可以基于由基站提供的流量信息来智能地选择良好SSB波束。例如，UE可以基于由基站提供的负载信息来选择与拥塞波束相比可能具有更大的空闲概率的良好SSB波束。作为另一示例，UE可以基于由基站提供的优先级信息来选择没有eMBB UE或具有较少eMBB UE的良好SSB波束，以避免与其他高优先级流量的拥塞。
UE可以例如在向基站的Msg1传输中通知基站其选择的良好波束。在一些实施例中，随机接入过程的剩余部分可以例如以图1所示的方式进行。
用于随机接入的波束细化
在一些实施例中，在初始接入期间，由于有限数量的可用SSB，gNB可以利用相对宽的波束来发送SSB。例如，SSB波束的最大数量在频率范围1(FR1)中可以是4或8，在频率范围2(FR2)中可以是64。宽波束的相对低的SS和/或PBCH波束增益可以限制在初始接入期间使用的对应信道的通信范围。结果，在初始接入期间使用的一个或多个信道可能产生覆盖瓶颈。
在一些实施例中，例如，因为基站可以具有更多的发送天线和/或传输功率和/或基于互易性和/或信道状态信息(CSI)报告的更准确的信道估计，所以下行链路(DL)信道覆盖通常可以比上行链路(UL)信道更好。然而，即使Msg4(例如，PDCCH和PDSCH上的竞争解决消息)是下行链路消息，在一些实施例中，Msg4接收也可能是有问题的。Msg4故障可能至少部分地是因为它可以具有比用于无线电资源控制(RRC)连接模式下的UE的PDSCH更少的可用覆盖增强特征而导致的。例如，在一些NR规范中，Msg4 PDSCH不支持波束管理或PDSCH时隙聚合，这是因为在用于初始接入的随机接入过程期间尚未建立RRC连接。
在一些实施例中，可以通过在下行链路上使用足够低的编码率来提供覆盖。这可以增加递送给UE的能量和/或最大化编码增益。然而，取决于实现细节，这可能是实现下行链路覆盖的相对昂贵的方式，例如，这是因为它可能消耗相对大量的物理资源。
在一些实施例中，NR规范可以经由数字和/或模拟波束成形提供大量阵列增益，而不增加下行链路资源量，因此，这可以是实现覆盖的频谱有效的方式。由适当的波束成形带来的阵列增益引起UE处的更高的接收信号功率和更高的SNR，这可以改善覆盖。然而，为了提供波束成形增益，发送器可能需要知道将窄波束的能量引导到何处，因此可能需要来自接收器的反馈。在一些实施例中，所述反馈在初始接入期间可能不可用。
一些NR规范支持在建立RRC连接之后的CSI报告和/或波束细化，其可以用于波束成形。然而，在RACH过程期间，CSI反馈可能不可用。替代地，可以在UE与网络(例如，诸如gNB的基站)之间建立相对粗糙的波束配对以用于(例如，Msg1的)PRACH传输，并且可以在初始接入过程的剩余部分期间使用粗糙波束。
在根据本公开的一些实施例中，在随机接入过程期间，早期CSI报告和/或波束细化可以是可用的。因此，取决于实现细节，增加的阵列增益可以在随机接入期间改善下行链路信道的覆盖(例如，以改善Msg4的覆盖)，而没有在低码率PDSCH传输中涉及的增加的开销。
本文公开的用于随机接入过程的波束细化方法的一些实施例可以涉及基站(例如，gNB)和UE商定可以提供可接受或最佳通信的一对Tx和Rx窄带波束。在一些实施例中，用于商定这样一对波束的过程可以涉及传输由Tx窄波束预编码的RS信号并尝试用Rx窄波束对其进行解码。因此，确定Tx和Rx波束的最佳组合的过程可以基于利用Tx和Rx波束的不同组合传送多个RS并选择最佳组合。
图4图示了根据本公开的用于利用发送波束和接收波束的不同组合来发送多个参考信号以用于波束细化的方法的实施例。图4所示的实施例可以独立于哪个装置是发送器或接收器而操作。因此，可以在不参考哪个信号参考信号(RS)用于Tx波束的情况下描述图4所示的实施例的操作。然而，出于实现的目的，当Tx波束由基站生成时，RS信号可以用CSI-RS信号、SSB信号等来实现。当Tx波束由UE生成时，RS信号可以例如用PRACH信号来实现。
参考图4，可以存在K个Tx窄波束和N个Rx窄波束，并且波束细化过程可以尝试确定最佳Tx/Rx窄带组合。在一些实施例中，一个RS信号可以在由每个Tx窄波束预编码之后被发送。这创建了K个不同RS信号的集合，其中，每个信号可以是原始RS的不同预编码版本。每个这样的RS可以被发送N次，其中，每次可以将不同的Rx窄波束用于接收。在图4所示的实施例中，标记为(RS01)的RS信号可以由第一Tx波束预编码并由第一Rx波束接收；标记为(RS09)的RS信号可以由第一Tx波束预编码并由第三Rx波束接收；标记为(RS07)的RS信号可以由第三Tx波束预编码并由第二Rx波束接收。从发送的角度来看，RS信号RS01、RS05、RS09、RS13和RS17可以是相同的信号，因此可以被认为是相同预编码RS的重复。
可以使用时间上不同的配置——其可以被称为模式——来发送K*N个RS信号。例如，在第一模式(模式1)中，可以按照RS01、RS05、RS09、RS13、RS17、RS02、RS06、…、RS20的顺序发送参考信号。在模式1中，可以在改变预编码之前将一个预编码的RS信号重复N次。在第二模式(模式2)中，可以按照RS01、RS02、RS03、RS04、RS05、…、RS20的顺序发送参考信号。在模式2中，可以在K个预编码RS信号的集合中发送RS信号，其中，每个信号可以利用不同的Tx预编码来发送，并且，整个K个预编码RS信号的集合可以被重复N次。
在模式1和2中，可以发送K*N个预编码RS信号的整个集合。K*N个预编码RS信号的整个集合的传输可以被称为一个波束细化实例。因此，波束细化实例可以持续一段时间，在该持续时间期间BS广播特定的RS模式，这可以允许UE标识一次最佳UE Rx窄波束和最佳BSTx窄波束。在一些实施例中，为了在确定最佳Tx/Rx波束配对时获得更好的准确性，可以使用多个实例。多个波束细化实例的汇集可以被称为一个波束细化时机。
图4所示的实施例中所示的参考信号模式可以用于例如实现本文公开的任何波束细化方法。
图5图示了根据本公开的窄波束扫描操作的实施例。图5中示出的操作可被用于例如实现本文所描述的任何波束细化方法。在图5中示出的实施例中，多个窄波束504a、504b、504c和504d可以与由基站发送的单个宽波束502相对应。宽波束502可以基于例如SSB参考信号。窄波束504a、504b、504c和504d可以基于例如可以在RS0、RS1、RS2…RSN-1中发送的TCI-N0、TCI-N1、TCI-N2…TCI-N-1。在一些实施例中，在SSB宽波束502的较宽角度内，窄波束504a、504b、504c和504d中的每一个可以具有相同的波束宽度以及固定的相对方向和/或角度。
4.0第一实施例：利用基于基站(BS)的Tx窄波束扫描的波束细化
图6图示了根据本公开的利用基于基站的Tx窄波束扫描进行随机接入过程的波束细化方法的实施例。图6中示出的实施例可以用于例如实现本文公开的利用基于BS的Tx窄波束扫描的任何波束细化方法。
在操作602处，所述方法可以在UE处接收参考信号模式，其中，所述模式可以基于第一发送波束和第二发送波束。参考信号模式可以是例如从基站发送的如图5所示出的TCI窄波束模式。在操作604处，所述方法可以在UE处测量参考信号模式中的两个或更多个参考信号。例如，UE可以测量图5中示出的TCI窄波束中的至少两个。在操作606处，所述方法可以基于测量两个或更多个参考信号来选择第一发送波束。例如，UE可以选择TCI窄波束中可以提供最大RSRP的一个窄波束。在操作608处，所述方法可以从UE传送随机接入过程的消息，其中，所述消息指示第一发送波束。例如，UE可以传送Msg3，Msg3向基站指示UE选择了提供最大RSRP的特定Tx波束。
图7图示了根据本公开的利用基于基站的Tx窄波束扫描进行随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。在操作708处，基站700可以在SIB中向UE 702广播波束细化测量配置信息。SIB可以包括相对于对应SSB宽波束的QCL的每个DL RS资源的QCL信息集合。在操作710处，UE 702可以选择具有与从基站700接收的最佳接收SSB宽波束相对应的波束的SSB宽波束中的一个。UE可以向基站700传送具有所选SSB宽波束的指示的Msg1。在操作712处，基站700可以向UE 702传送Msg2。UE 702可以使用在操作710处选择的宽波束来解码Msg2。
在操作714处，基站700可以通过遵循特定模式广播窄波束集合来开始窄波束扫描，所述窄波束集合可以由UE基于初始SSB检测选择的SSB宽波束覆盖。在操作716处，UE702可以测量不同窄波束的RS，选择最佳BS Tx窄波束，并使用Msg3向基站700报告最佳BSTx窄波束。在一些实施例中，UE 702可以在Msg3的内容中报告所选最佳BS Tx窄波束。可替代地，UE 702可以通过在与所选最佳BS Tx窄波束相对应的特定时间和频率资源中发送Msg3，来报告所选最佳BS Tx窄波束。在操作718处，基站700可以使用所选最佳Tx窄波束向UE 702传送Msg4，并且UE 702可以使用通过波束对应关系确定的最佳UE Rx窄波束来接收Msg4。
利用基于基站(BS)的Tx窄波束扫描进行波束细化以用于随机接入过程的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)基站可以在SIB1中向UE广播波束细化测量配置信息。所述配置可以包括用于测量诸如CSI-RS和/或SSB的参考信号(RS)的频率和时间资源。用于波束细化的一种技术可以涉及配置RS的连续实例的集合，并在时域中多次重复连续RS的集合(在Msg2接收之前或之后)，以便训练最佳BS Tx窄波束和UE Rx窄波束两者，并获得用于选择最佳BS Tx窄波束的足够准确度。
在一些实施例中，UE还可以在SIB1中接收关于相对于宽波束(例如，SSB宽波束)的一个实例的QCL的每个RS资源的QCL信息集合的信息。因此，UE可以理解相对于DL宽波束的QCL信息的每个RS窄波束传输的QCL信息，以用于在给定频率和时间资源进行接收。例如，如图5所示，一个特定SSB波束可以覆盖可以在RS0、RS1、RS2…RSN-1中发送的窄波束集合TCI-N0、TCI-N1、TCI-N2…TCI-N-1，其中，每个窄波束SSB波束的角度内可以具有相同波束宽度和固定的相对方向和/或角度。可以经由SIB1向一个或多个UE通知映射RS0<->TCI_N0、RS1<->TCI_N1…RSN-1<->TCI_N-1。在一些实施例中，相同的映射关系可以应用于任何SSB波束。
(阶段2)UE可以选择与从BS接收的SSB宽波束中具有最佳波束对应性的宽波束。随后，UE可以向基站传送Msg1以指示所选SSB宽波束。
(阶段3)在一个实例内，基站可以遵循特定模式广播连续参考信号，诸如SSB或CSI-RS。例如，在第一模式(模式1)中，可以首先通过唯一窄波束发送RS中的每一个(例如，N次)，然后可以将具有其对应窄波束的相同的RS集合重复若干(例如，K)次。作为另一示例，在第二模式(模式2)中，可以利用特定于所述RS的相同窄波束在时域中将每个RS发送K次重复，然后可以对其他唯一窄波束中的每一个将每个RS在时域中重复N次。例如，在具有K个RS索引和K个窄波束的实现中，模式2可以被实现为(波束1、波束1、波束1、波束2、波束2、波束2、...波束K、波束K、波束K)。作为另一示例，可以实现第三模式(模式3)，使得可以利用特定于所述RS的唯一窄波束连续发送每个RS而不重复。最后，在单个时机内，基站可以在发送Msg2之前或之后在时域中多次重复广播相同的RS模式。窄波束集合可以被宽波束覆盖，所述宽波束可以由UE基于初始SSB检测来选择。例如，可以在SIB1中配置用于发送RS的频率和时间资源。
可替代地，基站可以通过由基于UE初始SSB检测所选宽波束覆盖的窄波束集合来广播RAR消息副本和RS的集合。在这样的实施例中，可以通过一个窄波束发送一个RS和一个RAR消息副本。
(阶段4)UE可以初始随机地选择由从初始SSB检测中选择的UE Rx宽波束覆盖的UERx窄波束。然后，UE可以在一个时间实例中执行对不同窄波束的RS的测量，并选择具有最佳接收RSRP的窄波束。最后，UE可以通过一个波束细化实例或时机来测量不同窄波束的RS，以实现足够的准确度来选择最佳BS Tx窄波束和最佳UE Rx窄波束。然后，UE可以使用Msg3向基站报告与最佳UE Rx窄波束匹配的最佳BS Tx窄波束。可替代地，代替在Msg3中显式地报告最佳BS Tx窄波束，UE可以使用可以与所选最佳BS Tx窄波束相对应的特定频率和时间资源(作为UL授权的一部分被接收)来发送Msg3。
(阶段5)通过应用最佳UE Rx窄波束，UE可以使用在初始SSB检测中选择的宽波束来解码由基站发送的Msg2/RAR。如果Msg2/RAR解码发生在RS的传输之前，则在初始SSB检测中选择的宽波束可以用作UE Rx波束。为了指示用于Msg3的UL授权，Msg2中的UL授权可以包括对Msg2的频率资源的频率偏移和对用于发送Msg2的时间资源的波束细化的预定义时间偏移，所述预定义时间偏移被添加到用于Msg3的所选资源的动态时间偏移。如果Msg2在多个RS实例之后发生，则它可能影响Msg2监测窗口。例如，SIB1可以将用于执行波束细化的附加时间偏移添加到Msg2监测窗口。因此，可以在SIB1中指示用于波束细化的预定义时间偏移。如果通过每个窄波束重复Msg2/RAR，则UE可以组合RAR的多个接收副本并提高接收可靠性和/或SNR。
(阶段6)UE可以通过使用基于所标识的最佳UE Rx窄波束的波束对应性来选择最佳UE Tx窄波束，来向基站发送Msg3。Msg3可以报告与来自基站的一个或多个最佳BS Tx窄波束相对应的一个或多个RS索引。
(阶段7)基站可以使用最佳BS Tx窄波束来传送Msg4，并且UE可以使用最佳UE Rx窄波束来接收Msg4。
5.0第二实施例：利用基于UE的Tx窄波束扫描进行波束细化
图8图示了根据本公开的随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。图8中所示的实施例可以用于例如实现本文公开的利用基于UE的Tx窄波束扫描进行的任何波束细化方法。
在操作802处，所述方法可以从UE发送参考信号模式，其中，参考信号模式可以基于第一发送波束和第二发送波束。例如，UE可以基于PRACH资源然而使用Msg1的重复作为参考信号来发送窄波束参考信号模式，诸如图5中所示出的窄波束参考信号模式。在操作804处，所述方法可以在UE处接收随机接入过程的消息，其中，所述消息可以包括选择第一发送波束的指示。例如，消息可以被实现为Msg2。
图9图示了根据本公开的利用基于UE的Tx窄波束扫描进行用于随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。在操作920处，基站900可以在SIB1中向UE 902广播精细(窄)波束配置信息。配置信息可以包括用于UE Tx窄波束扫描的频率和时间PRACH资源。可以使用这些频率和时间PRACH资源中的每一个来发送唯一UE Tx窄波束。在操作922处，UE 902可以通过窄波束集合在所配置的PRACH资源上重复地传送具有相同前导码的Msg1。UE Tx窄波束集合可以由具有与最佳接收SSB宽波束的波束对应性的UE Tx宽波束覆盖。
在操作924处，基站900可以通过与最佳BS Rx窄波束的波束对应性来确定最佳BSTx窄波束。基站900可以使用最佳BS Tx窄波束向UE 902发送Msg2/RAR，从而向UE 902指示哪个UE Tx窄波束是由基站900最佳接收的UE Tx窄波束。在操作926处，UE 902可以使用选择的最佳UE Tx窄波束来向基站900发送Msg3。在操作928处，基站900可以使用最佳BS Tx窄波束向UE 902传送Msg4，并且UE可以使用最佳UE Rx窄波束接收Msg4。
利用基于UE的Tx窄波束扫描进行波束细化以用于随机接入过程的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)基站可以在SIB1中向UE广播波束细化测量配置信息，其中，所述配置信息可以包括用于UE Tx窄波束扫描的频率和时间PRACH资源。可以使用频率和时间PRACH资源中的每一个来发送唯一UE Tx窄波束。这些配置的PRACH资源上的窄波束集合可以由UE在初始SSB检测中选择的相同SSB宽波束覆盖。相对于初始SSB检测中所选Tx宽波束的QCL/TCI状态信息，频率和时间PRACH资源中的每一个可以使用PRACH资源来唯一地标识Tx窄波束的QCL/TCI状态信息。
在窄波束集合的第一特定模式中，在一个实例内，UE可以首先在时域中的连续PRACH资源上重复地发送Msg1，首先使用唯一窄波束集合，然后在时域中多次重复相同的唯一窄波束集合以选择最佳UE Tx和BSRx窄波束两者一次。在第二模式中，UE可以利用相同的唯一窄波束在时域中1M次重复地发送消息，其随后可以对其他唯一窄波束中的每一个在时域中重复。例如，在具有K个窄波束的实施例中，第二模式(模式2)可以继续作为波束1、波束1、波束1、波束2、波束2、波束2、…波束K、波束K、波束K进行。在第三模式(模式3)中，每个Msg1可以用唯一窄波束连续发送而不重复。最后，在一个时机内，UE可以在时域中多次重复一个实例的相同Msg1传输模式，以达到用于选择最佳UE Tx和BSRx窄波束的足够准确度。在一些实施例中，UE可以在多个实例期间或在一个时机内不进行功率斜坡或不改变波束模式，这是因为在多个实例或一个时机上使用相同的波束模式和/或功率可以仅是为了或主要是为了提高波束细化的准确性。此外，可能不会期望UE在每个PRACH实例之后监测Msg2。相反，在上面定义的Msg1传输的一个时机或预定义的多个PRACH实例之后，UE可能仅被期望监测Msg2。
(阶段2)如上所述，UE可以通过窄波束集合在所配置的PRACH资源上重复地向基站发送具有相同前导码的Msg1。UE Tx窄波束集合可以被具有与从基站接收的最佳SSB宽波束的波束对应性的UE Tx宽波束覆盖。
(阶段3)基站可以在配置的PRACH资源上重复接收Msg1。可以首先选择在一个实例内提供最佳接收质量的PRACH资源，以选择最佳UE Tx窄波束。然后，在多个重复实例期间，基站可以选择提供最佳接收质量的PRACH资源，以选择最佳BS Rx窄波束。
(阶段4)基站可以使用通过与最佳BS Rx窄波束的波束对应性获得的最佳BS Tx窄波束来向UE发送Msg2/RAR。在Msg2/RAR中，基站可以向UE指示哪个UE Tx窄波束是由基站最佳接收的。在一些实施例中，基站可以向UE提供指示，例如，通过包括UE用于最佳UE Tx窄波束的PRACH/PRACH时机的ID来。这可以允许UE确定哪个UE Tx窄波束已经被确定为最佳波束。可替代地，基站可以在DCI调度Msg2中向UE提供指示。例如，可以使用用于Msg2调度的下行链路控制信息(DCI)格式1_0中的一个或多个保留比特来实现这样的指示。
(阶段5)通过初始应用任意Rx窄波束或宽波束，UE可以解码由基站发送的Msg2/RAR。因此，UE可以通过波束对应性来确定最佳UE Tx窄波束和最佳UE Rx窄波束。
(阶段6)UE可以使用最佳UE Tx窄波束向基站发送Msg3。基站可以通过应用最佳BSRx窄波束来接收Msg3。
(阶段7)基站可以使用最佳BS Tx窄波束向UE传送Msg4，并且UE可以使用最佳UERx窄波束接收Msg4。
在一些实施例中，在执行基于UE的Tx波束细化的同时，UE可以发送多个PRACH信号，其中，每个PRACH信号可以用特定的窄带波束成形权重进行预编码。UE可以使用由UE发送的CSI-RS信号来获得这些预编码权重。例如，基站可以为服务小区中的UE传送早期CSI-RS。具体地，基站可以RRC配置小区特定的非零功率(NZP)CSI-RS，以允许处于RRC IN_ACTIVE或RRC_IDLE模式的UE获得用于预编码权重确定的CSI。在一些实施例中，此信号可以被配置为可以由UE使用的周期性信号，而不需要通过信令发送对CSI-RS的请求。可替换地，信号可以被配置为半持久或非周期性信号，其中，可能需要UE发送请求CSI-RS的信号。UE可以请求CSI-RS，例如，通过在由基站出于请求CSI-RS的目的而配置的专用PRACH资源中传送一个或多个PRACH前导码。例如，可以以小区特定的方式来配置资源，在这种情况下，UE竞争传送具有可能冲突的PRACH前导码。在一些实施例中，基站可能不一定需要识别正在请求CSI-RS的UE。例如，只要存在由一个UE在专用资源中发送的前导码，基站就可以发送CSI-RS。
6.0第三实施例:Msg2携带波束细化测量配置信息
图10图示了根据本公开的用于随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。图10中所示的实施例可以用于例如实现其中Msg2可以携带本文所公开的波束细化测量配置信息的任何波束细化方法。在操作1002处，所述方法可以在基站处接收随机接入过程的第一消息。在操作1004处，所述方法可以确定第一消息的质量。在操作1006，所述方法可以基于第一消息的质量来从基站传送随机接入过程的第二消息，其中，第二消息可以包括用于波束细化过程的测量配置信息。
Msg2可以携带测量配置信息的用于随机接入过程的波束细化的详细示例实施例可以如下进行。
(阶段1)基站可以从UE接收Msg1。基于Msg1的接收质量，基站可以决定是否对后续Msg 3和Msg 4传输来执行波束细化操作。
(阶段2)如果基站决定进行波束细化操作，则它可以在Msg2中向UE发送波束细化测量配置。例如，配置信息的内容可以类似于上述用于随机接入的波束细化的第一实施例中描述的内容。
(阶段3)例如，如在第一实施例的阶段4中那样，UE可以解码Msg2，然后执行波束细化。取决于实现细节，UE可以获得最佳BS Tx窄波束和UE Rx窄波束。此外，为了在Msg2中指示用于Msg3的UL授权，SIB1中指示的预定义时间偏移值集合可以用于Msg2与Msg3之间的波束细化。基站可以选择预定义时间偏移值中的一个并在Msg2中指示它。
(阶段4)通过应用波束对应性，UE可以基于所标识的最佳UE Rx窄波束来选择最佳UE Tx窄波束。UE可以通过向基站发送Msg3来向基站指示所述选择。例如，Msg3可以报告与来自基站的一个或多个最佳BS Tx窄波束相对应的一个或多个RS索引。
(阶段5)基站可以使用最佳BS Tx窄波束来传送Msg4，并且UE可以使用最佳UE Rx窄波束来接收Msg4。
7.0第四实施例:Msg1之前的波束细化
图11图示了根据本公开的随机接入过程的波束细化方法的另一实施例。图11中所示的实施例可以用于例如实现其中可以在Msg1之前执行波束细化的任何波束细化方法。在操作1102处，所述方法可以通过第一发送窄波束从基站发送第一参考信号。在操作1104处，所述方法可以通过第二发送窄波束从基站发送第二参考信号。在操作1106处，所述方法可以在基站处接收随机接入过程的第一消息，其中，第一消息可以包括选择第一发送窄波束的指示。
可以在Msg1之前执行波束细化的随机接入过程的波束细化的详细示例实施例可以如下进行。用于初始接入的过程可以为覆盖增强UE指定特定的RO，例如，这是因为消息传送可能与Msg1、Msg2、Msg3和Msg4随机接入过程不同，并且因为基站可能不知道UE能力。在这样的实施例中，基站可以在Msg1之前扫描窄波束RS(例如，CSI-RS)。这样的实施例可以实现窄波束RS与RO之间的映射，例如，类似于SSB到RO映射，其可以在SIB1中配置。覆盖增强UE可以在传送Msg1之前执行对所发送窄波束RS(例如，CSI-RS)的测量。基于这些测量，UE可以选择具有最佳信号与干扰加噪声比(SINR)的最佳测量DL窄波束。UE还可以选择对应的前导码和/或RO以用于向基站传送Msg1。基于所选前导码和/或用于Msg1的RO，UE可以向基站指示所选窄波束。
用户设备
图12图示了根据本公开的用户设备(UE)的示例实施例。图12所示的实施例1200可以包括无线电收发器1202和控制器1204，其中，控制器1204可以控制收发器1202和/或UE1200中的任何其他组件的操作。UE 1200可以用于例如实现本公开中描述的任何功能。收发器1202可以向基站发送一个或多个信号/从基站接收一个或多个信号，并可以包括用于这种发送/接收的接口单元。控制器1204可以包括例如一个或多个处理器1206和存储器1208，其中，存储器1208可以存储用于一个或多个处理器1206执行代码以实现本公开中描述的任何功能的指令。例如，UE 1200和/或控制器1204可以用于实现与用于随机接入的波束自适应和/或波束细化有关的功能。
基站
图13图示了根据本公开的基站的示例实施例。图13所示的实施例1300可以包括无线电收发器1302和控制器1304，其中，控制器1304可以控制收发器1302和/或基站1300中的任何其他组件的操作。基站1300可以用于例如实现本公开中描述的任何功能。收发器1302可以向用户设备发送一个或多个信号/从用户设备接收一个或多个信号，并可以包括用于这种发送/接收的接口单元。控制器1304可以包括例如一个或多个处理器1306和存储器1308，其中，存储器1308可以存储用于一个或多个处理器1306执行代码以实现本公开中描述的任何基站功能的指令。例如，基站1300和/或控制器1304可以用于实现与用于负载平衡和/或干扰管理等的网络发起的波束重新配置相关的功能。
在图12和图13所示的实施例中，收发器1202和1302可以利用各种组件来实现以接收和/或发送RF信号，诸如放大器、滤波器、调制器和/或解调器、A/D和/或DA转换器、天线、开关、移相器、检测器、耦合器、导体、传输线等。控制器1204和1304可以利用硬件、软件和/或其任何组合来实现。例如，完全或部分硬件实现可以包括组合逻辑、顺序逻辑、定时器、计数器、寄存器、门阵列、放大器、合成器、多路复用器、调制器、解调器、滤波器、向量处理器、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、特殊应用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、状态机、诸如ADC和DAC的数据转换器等。全部或部分软件实现可以包括一个或多个处理器核心、存储器、程序和/或数据贮存器等，其可以位于本地和/或远程，并可以被编程为执行指令以执行控制器的一个或多个功能。一些实施例可以包括执行存储在任何类型的存储器中的指令的一个或多个CPU，诸如复杂指令集计算机(CISC)处理器，诸如x86处理器，和/或精简指令集计算机(RISC)处理器，诸如ARM处理器等。
本文公开的实施例可以在各种实现细节的上下文中描述，但是本公开的原理不限于这些或任何其他具体细节。一些功能已经被描述为由特定组件实现，但是在其他实施例中，功能可以分布在不同位置的不同系统和组件之间。对组件或元件的引用可以仅指代组件或元件的一部分。在本公开和权利要求书中使用诸如“第一”和“第二”的术语可能仅用于区分它们所修饰的事物的目的，并可以不指示任何空间或时间顺序，除非从上下文中另有明确说明。对第一事物的引用可以不暗示第二事物的存在。此外，可以组合上述各种细节和实施例以产生根据本专利公开的发明原理的附加实施例。方便起见，可以提供诸如章节标题等的各种组织辅助，但是根据这些辅助布置的主题和本公开的原理不受这些组织辅助限定或限制。
由于在不脱离本发明构思的情况下，可以在布置和细节上修改本专利公开的发明原理，因此这些改变和修改被认为落入所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于通信网络中的随机接入的方法，所述方法包括：
从用户设备(UE)发送参考信号模式，其中，所述参考信号模式基于第一发送波束和第二发送波束；以及
在所述UE处接收随机接入过程的响应消息，其中，所述响应消息包括选择第一发送波束的指示。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：通过第一发送波束从所述UE传送所述随机接入过程的连接请求消息。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于与第一发送波束的对应关系来选择UE接收波束。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在所述UE处通过所述UE接收波束接收竞争解决消息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，发送所述参考信号模式包括：
通过第一发送波束来发送所述随机接入过程的请求消息的第一实例；以及
通过第二发送波束来发送所述请求消息的第二实例。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述UE处接收配置信息，其中，所述参考信号模式的发送是基于所述配置信息的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述配置信息在系统信息块(SIB)中被接收。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述配置信息包括用于发送所述参考信号模式的资源。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述资源包括用于物理随机接入信道(PRACH)的频率和时间资源。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括：在所述UE处确定基站的发送宽波束，其中，第一发送波束和第二发送波束是与所述发送宽波束相对应的发送窄波束。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置信息包括基于所述发送宽波束的准同位置(QCL)信息的所述参考信号模式的QCL信息。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在基站处接收所述参考信号模式中的两个或更多个参考信号；
在所述基站处测量所述参考信号模式中的所述两个或更多个参考信号；
基于所述测量来选择第一发送波束；以及
基于所述选择，从所述基站向所述UE发送响应消息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述发送包括发送参考信号模式的第一实例；
所述接收包括接收所述两个或更多个参考信号的第一实例；
所述测量包括测量所述两个或更多个参考信号的第一实例；
所述方法还包括：
从所述UE发送参考信号模式的第二实例；
在所述基站处接收所述两个或更多个参考信号的第二实例；和
在所述基站处测量所述两个或更多个参考信号的第二实例；以及所述选择还基于测量所述两个或更多个参考信号的第二实例。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于预编码信息来发送参考信号模式；以及
在所述UE处接收预编码信息。
15.根据权利要求1所述的方法，其中：
第一波束基于由第一传输控制信息(TCI)状态标识的第一参考信号；以及
第二波束基于由第二TCI状态标识的第二参考信号。
16.根据权利要求1所述的方法，其中：
第一波束基于由第一QCL信息标识的第一参考信号；以及
第二波束基于由第二QCL信息标识的第二参考信号。
17.一种用于通信网络中的随机接入的方法，所述方法包括：
在用户设备(UE)处接收参考信号模式，其中，所述模式基于第一发送波束和第二发送波束；
在所述UE处测量所述参考信号模式中的两个或更多个参考信号；
基于测量所述两个或更多个参考信号来选择第一发送波束；以及
从所述UE传送随机接入过程的连接请求消息，其中，所述连接请求消息指示第一发送波束。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：在所述UE处确定发送宽波束，其中，第一发送波束和第二发送波束是与所述发送宽波束相对应的发送窄波束。
19.一种用于通信网络中的随机接入的方法，所述方法包括：
在基站处接收随机接入过程的第一消息；
确定第一消息的质量；以及
基于第一消息的质量来从所述基站传送所述随机接入过程的第二消息，其中，第二消息包括用于波束细化过程的测量配置信息。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：基于所述测量配置信息来执行所述波束细化过程。
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