CN115474208B - 一种无线通信系统以及方法 - Google Patents

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CN115474208B CN202211361653.3A CN202211361653A CN115474208B CN 115474208 B CN115474208 B CN 115474208B CN 202211361653 A CN202211361653 A CN 202211361653A CN 115474208 B CN115474208 B CN 115474208B
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Abstract

本申请实施例公开了一种无线通信系统以及方法，该系统通过核心网设备以及Sub‑6G基站设备完成远距离的终端设备入网；通过CMF功能实体根据天线波束信息、天线位置信息以及终端位置信息计算目标波束簇以及终端目的距离并发送至毫米波基站设备以使mmWave基站设备执行波束管理以及执行时延管理；通过向Sub‑6G基站设备发送携带终端标识的SN添加请求以触发所述终端设备的SN添加过程以使所述终端设备在所述毫米波基站设备完成双连接接入，实现了毫米波基站设备突破最大64波束的限制以增加覆盖距离及提升传输容量，同时突破最大接入距离1.25Km的限制，借助Sub‑6G基站设备完成远距离终端设备的双连接接入。

Description

一种无线通信系统以及方法
技术领域
本申请实施例涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通信系统以及方法。
背景技术
在5G（5th Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术）通信3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）规范中定义了2大类频谱范围：mmWave（毫米波，24GHz~52.6GHz频率范围）和Sub-6G（6GHz以下频率范围）。
mmWave与Sub-6G在系统传输容量与覆盖距离上各有优劣。首先，从系统传输容量来看，相对于Sub-6G而言，mmWave拥有更多的频谱资源，例如相对于Sub-6G的100MHz单载波最大带宽，mmWave可达400MHz；相对于Sub-6G频段一般只有500MHz总带宽的频段范围，mmWave往往可达3GHz以上；这意味着在相同的频谱利用率的情况下，mmWave可以提供更大的系统传输容量。其次，从覆盖距离来看，相对于Sub-6G，mmWave的覆盖距离非常有限。例如，相对于Sub-6G，mmWave拥有高频率，大信号带宽以及子载波间隔，这些都与覆盖距离成反比，会伴随很高的大气衰减、路径损耗导致覆盖距离下降。以频段n79（4.9GHz，Sub-6G）和频段n258（26GHz，mmWave）为例，mmWave至少比Sub-6G的覆盖距离下降5倍以上。
按3GPP协议规范，mmWave能实现较大系统传输容量的要求，但是在通信距离上则有以下限制：
（1）mmWave的高频率与大带宽特性，导致通信距离下降。通信距离的下降只能以增加EIRP（Effective Isotropic Radiated Power，有效全向辐射功率）来弥补，但3GPP协议规范只定义了最大64波束，能弥补的EIRP增益是有限的，对于通信距离的改善也是有限的。当然，单纯地加设备的发射功率以提高EIRP也是可行的，但由于3GPP协议规范定义的OFDM制式本身的较高峰均比，发射功率也无法无限制地提高。
（2）mmWave的大子载波间隔与短时隙时间特性，导致PRACH（Physical RandomAccess Channel，物理接入信道）难以支持采用长序列格式（L839），而支持的短序列格式（L139），以支持最大接入距离的C2格式为例，接入距离由于其CP（Cyclic Prefix）长度，被限制在了1.25Km，无法达到正常的远距离通信的要求。与mmWave的接入距离相对照，支持长序列格式的Sub-6G接入距离限制则超过了100Km。当然，单纯地设计一种格式突破现有的1.25Km的接入距离限制也是可行的，但现网中已有的终端往往并不一定能支持这种新的格式。
在某些既需要远距离覆盖又需要较大系统传输容量的特殊场景，诸如一些僻远地区的应急通信等，3GPP协议规范则不一定能很好地兼容两类频谱达成相应的通信目标。
发明内容
为了克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种无线通信系统以及方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种无线通信系统，所述系统包括核心网设备、Sub-6G基站设备、mmWave基站设备以及CMF功能实体；所述核心网设备、所述Sub-6G基站设备和所述mmWave基站设备之间通过有线传输载体连接；
所述CMF功能实体用于，接收所述mmWave基站设备上报的天线波束信息和天线位置信息；
所述Sub-6G基站设备用于，与终端设备建立无线连接以使所述终端设备利用所述无线连接与所述核心网设备通信完成入网；
所述CMF功能实体还用于，在所述终端设备的入网过程中获取终端标识；接收所述终端设备上报的第一终端位置信息；根据所述天线位置信息以及所述第一终端位置信息计算第一终端目标距离；根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第一终端位置信息以及所述第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇；将所述终端标识、所述第一终端目标距离以及所述第一终端目标波束簇发送至所述mmWave基站设备；
所述mmWave基站设备用于，对所接收到的所述第一终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的所述第一终端目标距离执行时延管理，以及向所述Sub-6G基站设备发送SN添加请求，其中SN添加请求携带所述终端标识；
所述Sub-6G基站设备还用于，接收到所述SN添加请求后，触发所述终端设备的SN添加过程以使所述终端设备在所述mmWave基站设备完成NR-DC接入。
第二方面，本申请实施例还提供了一种无线通信方法，该方法包括：
CMF功能实体接收mmWave基站设备上报的天线波束信息和天线位置信息；
Sub-6G基站设备与终端设备建立无线连接以使所述终端设备利用所述无线连接与所述核心网设备通信完成入网；
所述CMF功能实体，在所述终端设备的入网过程中获取终端标识；接收所述终端设备上报的第一终端位置信息，根据所述天线位置信息以及所述第一终端位置信息计算第一终端目标距离，根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第一终端位置信息以及所述第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇，将所述终端标识、所述第一终端目标距离以及所述第一终端目标波束簇发送至所述mmWave基站设备；
所述mmWave基站设备对所接收到的所述第一终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的所述第一终端目标距离执行时延管理，以及向所述Sub-6G基站设备发送SN添加请求，其中SN添加请求携带所述终端标识；
所述Sub-6G基站设备接收到所述SN添加请求后，触发所述终端设备的SN添加过程以使所述终端设备在所述mmWave基站设备完成NR-DC接入。
本申请实施例中，无线通信系统通过核心网设备以及Sub-6G基站设备完成远距离的终端设备入网；通过CMF功能实体根据天线波束信息、天线位置信息以及终端位置信息计算目标波束簇以及终端目的距离并发送至mmWave基站设备以使mmWave基站设备根据目标波束簇执行波束管理以及按照终端目标距离执行时延管理；通过向Sub-6G基站设备发送携带终端标识的SN添加请求以触发所述终端设备的SN添加过程以使所述终端设备在所述mmWave基站设备完成NR-DC接入，实现了mmWave基站设备突破最大64波束的限制以增加覆盖距离及提升传输容量，同时突破最大接入距离1.25Km的限制，借助Sub-6G基站设备完成远距离终端设备的NR-DC接入。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种无线通信系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的mmWave基站设备支持的波束簇的示意图；
图3为本申请实施例提供的一个帧结构周期内的上下行时域信号对照过程的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种无线通信方法的数据传输过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请实施例，而非对本申请实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请实施例相关的部分而非全部结构。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
按3GPP协议规范，mmWave能实现较大系统传输容量的要求，但是在通信距离上则有以下限制：
（1）mmWave的高频率与大带宽特性，导致通信距离下降。通信距离的下降只能以增加EIRP来弥补，但3GPP协议规范只定义了最大64波束，能弥补的EIRP增益是有限的，对于通信距离的改善也是有限的。当然，单纯地加设备的发射功率以提高EIRP也是可行的，但由于3GPP协议规范定义的OFDM制式本身的较高峰均比，发射功率也无法无限制地提高。
（2）mmWave的大子载波间隔与短时隙时间特性，导致PRACH（物理接入信道）难以支持采用长序列格式（L839），而支持的短序列格式（L139），以支持最大接入距离的C2格式为例，接入距离由于其CP长度，被限制在了1.25Km，无法达到正常的远距离通信的要求。相对照，支持长序列格式的Sub-6G接入距离限制则超过了100Km。当然，单纯地设计一种格式突破现有的1.25Km的接入距离限制也是可行的，但现网中已有的终端往往并不一定能支持这种新的格式。
基于此，本申请实施例提供一种无线通信系统以及方法，来解决在某些既需要远距离覆盖又需要较大系统传输容量的特殊场景，诸如一些僻远地区的应急通信等，3GPP协议规范则不一定能很好地兼容两类频谱达成相应的通信目标的问题。
在本申请实施例中，核心网设备支持3GPP协议规范定义的基本功能，Sub-6G基站支持3GPP协议规范定义的基本入网功能，发起NR-DC（New Radio - Dual Connectivity，双连接）过程，mmWave基站支持3GPP协议规范定义的基本功能，包括：Beam Forming（波束赋形）及Beam Manager（波束管理）；以及NR-DC。终端设备支持3GPP协议规范定义的基本入网以及NR-DC功能，支持通过5G网络上报终端位置信息至CMF，具体定位手段可以是GPS、北斗、甚至3GPP网络的NRPPa、LPP（LTE Positioning Protocol，LTE定位协议）等，本申请对此不做限制。
图1为本申请实施例提供的一种无线通信系统100的示意图，如图1所示，系统100包括核心网设备110、Sub-6G基站设备130、mmWave基站设备120，其中CMF功能实体部署在核心网设备110；
在一个实施例中，CMF功能实体部署于核心网设备110或独立物理设备。例如CMF功能实体可以以软件程序形式安装在核心网设备110上，又例如，CMF功能实体可以安装在独立物理设备上，该独立物理设备可以单独部署，也可以部署在基站侧，本申请对此不做限制。
核心网设备110、Sub-6G基站设备130和mmWave基站设备120之间通过有线传输载体连接；
CMF功能实体用于，接收mmWave基站设备120上报的天线波束信息和天线位置信息；
在一个实施例中，天线波束信息包括波束数量、波束宽度以及波束簇数量。例如， 波束数量可以用
Figure 751949DEST_PATH_IMAGE001
表示，将波束整体看成是波束阵列，
Figure 242974DEST_PATH_IMAGE002
表示水平方向上波束阵列的 波束数量，
Figure 628955DEST_PATH_IMAGE003
表示垂直方向上波束阵列的波束数量，那么mmWave基站设备120天线支持的波 束总数，即
Figure 313752DEST_PATH_IMAGE004
，可以不受3GPP协议规范定义的64波束的限制；波束宽度可以用
Figure 912224DEST_PATH_IMAGE005
表 示，
Figure 992176DEST_PATH_IMAGE006
表示水平波束宽度，
Figure 752321DEST_PATH_IMAGE007
表示垂直波束宽度，水平波束宽度表示在水平方向上，在最大 辐射方向两侧，辐射功率下降3dB的两个方向的夹角；垂直波束宽度表示在垂直方向上，在 最大辐射方向两侧，辐射功率下降3dB的两个方向的夹角。波束簇可以用
Figure 222617DEST_PATH_IMAGE008
表示，
Figure 329506DEST_PATH_IMAGE009
表示水平方向上波束数量，
Figure 529544DEST_PATH_IMAGE010
表示垂直方向上波束数量。
在一个实施例中，天线位置信息包括天线位置坐标以及天线法向角。例如天线位 置坐标可以用
Figure 257328DEST_PATH_IMAGE011
表示，
Figure 418182DEST_PATH_IMAGE012
表示经度，
Figure 951932DEST_PATH_IMAGE013
表示纬度，
Figure 147421DEST_PATH_IMAGE014
表示海拔；天线法向角可以用
Figure 842844DEST_PATH_IMAGE015
表示，
Figure 490995DEST_PATH_IMAGE016
表示水平方向夹角，
Figure 766118DEST_PATH_IMAGE017
表示垂直方向夹角。
在一个实施例中，mmWave基站设备120向CMF功能实体上报天线波束信息和天线位置信息的过程，可选用3GPP协议规范中NRPPa标准的TRP（Transmission-Reception Point，收发点，即“天线”）信息上报过程，在TRP INFORMATION RESPONSE消息中增加上述天线波束信息和天线位置信息，本发明对于选用的信息上报过程不做限制。
Sub-6G基站设备130用于，与终端设备200建立无线连接以使终端设备200利用无线连接与核心网设备110通信完成入网；
在本申请实施例中，终端设备200通过核心网设备110在Sub-6G基站完成入网的过程，为3GPP协议规范标准过程。
CMF功能实体还用于，在终端设备200的入网过程中获取终端标识；接收终端设备200上报的第一终端位置信息；根据天线位置信息以及第一终端位置信息计算第一终端目标距离；根据天线波束信息、天线位置信息、第一终端位置信息以及第一终端目标距离计算第一终端目标波束簇；将终端标识、第一终端目标距离以及第一终端目标波束簇发送至mmWave基站设备120；
在一个实施例中，终端设备200向CMF功能实体上报位置信息的过程，可选用LPP的定位信息传输流程，ProvideLocationInformation消息中增加上述终端位置坐标，本发明对于选用的信息上报过程不做限制。
在一个实施例中，天线位置坐标可以用
Figure 675168DEST_PATH_IMAGE011
表示，
Figure 180974DEST_PATH_IMAGE012
表示经度，
Figure 175474DEST_PATH_IMAGE013
表示纬度，
Figure 191972DEST_PATH_IMAGE014
表示海拔；终端位置坐标可以用
Figure 955529DEST_PATH_IMAGE018
表示，
Figure 133700DEST_PATH_IMAGE019
表示经度，
Figure 615497DEST_PATH_IMAGE020
表示纬度，
Figure 904527DEST_PATH_IMAGE021
表示海拔； 终端目标距离为
Figure 991432DEST_PATH_IMAGE022
，CMF功能实体可以选用地理三维坐标的距离计算函数
Figure 465139DEST_PATH_IMAGE023
来计算，
Figure 799344DEST_PATH_IMAGE024
在本申请实施例的一种无线通信系统100的具体实施过程中，根据天线波束信息、天线位置信息、第一终端位置信息以及第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇的具体过程包括以下步骤：
计算出第一目标波束的坐标
Figure 282278DEST_PATH_IMAGE025
，并将该坐标对应的波束作为第一目标波束， 其中
Figure 895793DEST_PATH_IMAGE025
对应于以波束法向点为参考中心，
Figure 540401DEST_PATH_IMAGE026
为水平轴坐标，
Figure 200052DEST_PATH_IMAGE027
为垂直轴坐标的第
Figure 830885DEST_PATH_IMAGE028
个 波束坐标，计算公式如下：
Figure 689120DEST_PATH_IMAGE029
其中，
Figure 379995DEST_PATH_IMAGE005
为波束宽度，
Figure 323680DEST_PATH_IMAGE015
为天线法向角，
Figure 256739DEST_PATH_IMAGE011
为天线位置坐标，
Figure 969480DEST_PATH_IMAGE030
为第一终端位置信息，
Figure 159153DEST_PATH_IMAGE031
为第一终端目标距离；
将以第一目标波束的坐标为中心，水平波束数量为
Figure 199921DEST_PATH_IMAGE009
，垂直波束数量为
Figure 297190DEST_PATH_IMAGE010
的
Figure 270962DEST_PATH_IMAGE032
个波束作为第一终端目标波束簇，其中
Figure 428274DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 956339DEST_PATH_IMAGE010
由波束簇数量定义。
根据天线波束信息、天线位置信息、第二终端位置信息以及第二终端目标距离计算得到第二终端目标波束簇包括：
计算出第二目标波束的坐标
Figure 857299DEST_PATH_IMAGE033
，并将该坐标对应的波束作为第二目标波束， 其中
Figure 747894DEST_PATH_IMAGE033
对应于以波束法向点为参考中心，
Figure 452938DEST_PATH_IMAGE034
为水平轴坐标，
Figure 592933DEST_PATH_IMAGE035
为垂直轴坐标的第
Figure 172950DEST_PATH_IMAGE036
个 波束坐标，计算公式如下：
Figure 714790DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 89270DEST_PATH_IMAGE005
为波束宽度，
Figure 919823DEST_PATH_IMAGE015
为天线法向角，
Figure 162585DEST_PATH_IMAGE011
为天线位置坐标，
Figure 434298DEST_PATH_IMAGE038
为第二终端位置信息，
Figure 369893DEST_PATH_IMAGE039
为第二终端设备目标距离；
将以第二目标波束的坐标为中心，水平波束数量为
Figure 858381DEST_PATH_IMAGE009
，垂直波束数量为
Figure 904834DEST_PATH_IMAGE010
的
Figure 31053DEST_PATH_IMAGE032
个波束作为第二终端目标波束簇，其中
Figure 871970DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 349219DEST_PATH_IMAGE010
由波束簇数量定义。
在一个实施例中，CMF功能实体向mmWave基站设备120发送终端标识、第一终端目标距离以及第一终端目标波束簇的过程，可选用3GPP协议规范中NRPPa标准的辅助信息控制过程，在ASSISTANCE INFORMATION CONTROL消息中添加上述终端标识，第一终端目标距离以及第一终端目标波束簇，作为辅助控制信息。
mmWave基站设备120用于，对所接收到的第一终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的第一终端目标距离执行时延管理，以及向Sub-6G基站设备130发送SN添加请求，其中SN添加请求携带终端标识；
在本申请实施例中，mmWave基站设备120可支持对超过64波束的波束赋形，通过将
Figure 933784DEST_PATH_IMAGE004
个波束划分为多个波束簇，每个波束簇包含多个波束，该多个波束总数量满足3GPP协 议规范的64波束的限制，例如，如图2所示，mmWave基站设备120共提供
Figure 507985DEST_PATH_IMAGE040
个波束，可划分成50个波束簇，每个波束簇共
Figure 395170DEST_PATH_IMAGE041
个波束。
在本申请实施例的一种无线通信系统100的具体实施过程中，对所接收到的第一终端目标波束簇执行波束管理的具体过程包括以下步骤：
将第一终端目标波束簇内波束配置为符合3GPP协议的可波束管理的多个目标波束，多个目标波束互为相邻波束；
完成在目标波束簇范围内对终端设备200的符合3GPP协议的波束管理。
在本申请实施例中，mmWave基站可支持超过1.25Km的接入距离，mmWave基站需要根据终端设备200的距离进行响应的时延管理，确保信号的正常传输。按3GPP协议规范，mmWave基站的上下行信号传输制式为TDD（时分双工），TDD的传输结构由帧结构定义，一个帧结构周期由D（下行时隙与符号）、U（上行时隙与符号）以及GP（间隔符号）组成，由于D产生的RTT时延（Round Trip Time，往返时延）为T，而时延T则又会带来S个OFDM符号的时延。
在本申请实施例的一种无线通信系统100的具体实施过程中，如图3所示，图3为当 终端设备200距离为0以及终端设备200距离为
Figure 749928DEST_PATH_IMAGE022
，在一个帧结构周期内的上下行时域信号 对照过程的示意图，按照所接收到的第一终端目标距离执行时延管理的具体过程包括以下 步骤：
在上下行信号传输时，将帧结构周期的间隔符号GP配置为大于
Figure 249435DEST_PATH_IMAGE042
个符号，其中
Figure 474880DEST_PATH_IMAGE043
Figure 126442DEST_PATH_IMAGE044
为mmWave基站设备120支持的最大接入距离，
Figure 312703DEST_PATH_IMAGE045
为numerology，
Figure 504650DEST_PATH_IMAGE046
为常数64，
Figure 725547DEST_PATH_IMAGE047
为
Figure 79168DEST_PATH_IMAGE048
秒，
Figure 80622DEST_PATH_IMAGE049
为
Figure 686047DEST_PATH_IMAGE050
千米；这样可以减少终端设备200侧接收到的mmWave基站设备 120的下行信号会对终端设备200所产生的上行信号产生干扰
采用C2格式配置PRACH格式索引，配置
Figure 886084DEST_PATH_IMAGE051
的值为1，或者配置
Figure 50087DEST_PATH_IMAGE052
的值为1，其中，
Figure 335575DEST_PATH_IMAGE051
表征在一个以60kHz子载波为单位的时隙中PRACH 时隙的个数，
Figure 807008DEST_PATH_IMAGE052
表征在一个PRACH时隙中PRACH机会的个数；
在本申请实施例中，PRACH格式索引采用C2格式，C2格式拥有最大的CP长度，允许 终端在±1.25Km内重新接入。另外，PRACH不采用帧结构周期的最后一个上行时隙，或最后 一个上行时隙也只采用前面的PRACH机会，这样可以减少因终端设备200在最后
Figure 736917DEST_PATH_IMAGE042
个符号 发送上行的PRACH信号，对mmWave基站侧的下行信号造成干扰。
将PRACH时隙的上行接收窗口延迟
Figure 697920DEST_PATH_IMAGE053
，其中
Figure 611650DEST_PATH_IMAGE054
，
Figure 417932DEST_PATH_IMAGE022
为终端设备200与mmWave 基站设备120的目标距离；
这样，对于尚未接入的终端设备200，在多个PRACH Association Period（PRACH联 合周期）内，将PRACH时隙的上行接收窗口延迟
Figure 467927DEST_PATH_IMAGE053
，确保PRACH信道能被正确接收。
将PUSCH时隙的上行接收窗口延迟
Figure 537514DEST_PATH_IMAGE053
，若需给终端设备200调度PUSCH且调度的上 行时隙为帧结构周期的最后一个上行时隙，则只调度
Figure 797594DEST_PATH_IMAGE055
个符号，其中
Figure 784398DEST_PATH_IMAGE056
为每个时 隙的总符号数。
这样，如果基站需要给该终端调度PUSCH（物理上行共享信道），则需要将该调度时 隙的上行接收窗口延迟
Figure 813534DEST_PATH_IMAGE053
，确保PUSCH信道能被正确接收；另外如果基站需要给该终端调度 PUSCH并且调度的是帧结构周期的最后一个上行时隙，则只能调度
Figure 257285DEST_PATH_IMAGE055
个符号（
Figure 739082DEST_PATH_IMAGE056
为每个时隙的总符号数），减少最后一个上行时隙的最后
Figure 28112DEST_PATH_IMAGE042
个符号发送上行的PUSCH信 号，对mmWave基站侧的下行信号造成干扰。
Sub-6G基站设备130还用于，接收到SN添加请求后，触发终端设备200的SN添加过程以使终端设备200在mmWave基站设备120完成NR-DC接入。
由于在业务传输过程中，终端设备200可能会不断移动，因此mmWave基站设备120需要针对新的终端距离进行目标波束簇管理和时延管理。
本申请实施例提供另一种无线通信系统100，CMF功能实体还用于接收终端设备200移动后上报的第二终端位置信息，根据天线位置信息以及第二终端位置信息计算第二终端目标距离；根据天线波束信息、天线位置信息、第二终端位置信息以及第二终端目标距离计算得到第二终端目标波束簇；将终端标识、第二终端目标距离以及第二终端目标波束簇发送至mmWave基站设备120；
mmWave基站设备120还用于，对所接收到的第二终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的第二终端目标距离执行时延管理。
这样终端设备200可以持续上报终端位置信息给CMF功能实体以使mmWave基站设备120不断根据CMF功能实体所更新的终端目标距离以及终端目标波束簇完成新的目标波束簇的波束管理、以及新的终端目标距离的时延管理，以满足终端设备200具备的移动性需求。
图4为本申请实施例提供的一种无线通信方法的数据传输过程示意图，结合图4，该方法包括以下步骤：
S401：CMF功能实体接收mmWave基站设备120上报的天线波束信息和天线位置信息；
S402：Sub-6G基站设备130与终端设备200建立无线连接以使终端设备200利用无线连接与核心网设备110通信完成入网；
S403：CMF功能实体，在终端设备200的入网过程中获取终端标识；接收终端设备200上报的第一终端位置信息，根据天线位置信息以及第一终端位置信息计算第一终端目标距离，根据天线波束信息、天线位置信息、第一终端位置信息以及第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇，将终端标识、第一终端目标距离以及第一终端目标波束簇发送至mmWave基站设备120；
S404：mmWave基站设备120对所接收到的第一终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的第一终端目标距离执行时延管理，以及向Sub-6G基站设备130发送SN添加请求，其中SN添加请求携带终端标识；
S405：Sub-6G基站设备130接收到SN添加请求后，触发终端设备200的SN添加过程以使终端设备200在mmWave基站设备120完成NR-DC接入。
本申请实施例的无线通信系统100通过核心网设备110以及Sub-6G基站设备130完成远距离的终端设备200入网；通过CMF功能实体根据天线波束信息、天线位置信息以及终端位置信息计算目标波束簇以及终端目的距离并发送至mmWave基站设备120以使mmWave基站设备120根据目标波束簇执行波束管理以及按照终端目标距离执行时延管理；通过向Sub-6G基站设备130发送携带终端标识的SN添加请求以触发终端设备200的SN添加过程以使终端设备200在mmWave基站设备120完成NR-DC接入，实现了mmWave基站设备120突破最大64波束的限制以增加覆盖距离及提升传输容量，同时突破最大接入距离1.25Km的限制，借助Sub-6G基站设备130完成远距离终端设备200的NR-DC接入。
本申请实施例提供的另一种无线通信方法，还包括：
S406：CMF功能实体接收终端设备200移动后上报的第二终端位置信息，根据天线位置信息以及第二终端位置信息计算第二终端目标距离；根据天线波束信息、天线位置信息、第二终端位置信息以及第二终端目标距离计算得到第二终端目标波束簇；将终端标识、第二终端目标距离以及第二终端目标波束簇发送至mmWave基站设备120；
S407：mmWave基站设备120对所接收到的第二终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的第二终端目标距离执行时延管理。
这样终端设备200可以持续上报终端位置信息给CMF功能实体以使mmWave基站设备120不断根据CMF功能实体所更新的终端目标距离以及终端目标波束簇完成新的目标波束簇的波束管理、以及新的终端目标距离的时延管理，以满足终端设备200具备的移动性需求。
需要说明的是，本方案中对各步骤的编号仅用于描述本方案的整体设计框架，不表示步骤之间的必然先后关系。例如CMF功能实体在处理过程中可能有Sub-6G基站设备的同步处理过程，在整体实现过程符合本方案整体设计框架的基础上，均属于本方案的保护范围，描述时文字形式上的先后顺序不是对本方案具体实现过程的排他限定。而且无线通信方法基于前文所述无线通信系统实现，无线通信方法和无线通信系统各自实施例中的描述，可以在另一主题对应实施例中综合实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。
因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种无线通信系统，其特征在于，所述系统包括核心网设备、Sub-6G基站设备、mmWave基站设备以及CMF功能实体；所述核心网设备、所述Sub-6G基站设备和所述mmWave基站设备之间通过有线传输载体连接；
所述CMF功能实体用于，接收所述mmWave基站设备上报的天线波束信息和天线位置信息；
所述Sub-6G基站设备用于，与终端设备建立无线连接以使所述终端设备利用所述无线连接与所述核心网设备通信完成入网；
所述CMF功能实体还用于，在所述终端设备的入网过程中获取终端标识；接收所述终端设备上报的第一终端位置信息；根据所述天线位置信息以及所述第一终端位置信息计算第一终端目标距离；根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第一终端位置信息以及所述第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇；将所述终端标识、所述第一终端目标距离以及所述第一终端目标波束簇发送至所述mmWave基站设备；
所述mmWave基站设备用于，对所接收到的所述第一终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的所述第一终端目标距离执行时延管理，以及向所述Sub-6G基站设备发送SN添加请求，其中SN添加请求携带所述终端标识；
所述Sub-6G基站设备还用于，接收到所述SN添加请求后，触发所述终端设备的SN添加过程以使所述终端设备在所述mmWave基站设备完成NR-DC接入。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CMF功能实体还用于接收所述终端设备移动后上报的第二终端位置信息，根据所述天线位置信息以及所述第二终端位置信息计算第二终端目标距离；根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第二终端位置信息以及所述第二终端目标距离计算得到第二终端目标波束簇；将所述终端标识、所述第二终端目标距离以及所述第二终端目标波束簇发送至所述mmWave基站设备；
所述mmWave基站设备还用于，对所接收到的所述第二终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的所述第二终端目标距离执行时延管理。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述天线波束信息包括波束数量、波束宽度以及波束簇数量。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述天线位置信息包括天线位置坐标以及天线法向角。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CMF功能实体部署于核心网设备或独立物理设备。
6.一种无线通信方法，用于一种无线通信系统，所述系统包括核心网设备、Sub-6G基站设备、mmWave基站设备以及CMF功能实体；所述核心网设备、所述Sub-6G基站设备和所述mmWave基站设备之间通过有线传输载体连接；其特征在于，所述方法包括：
CMF功能实体接收mmWave基站设备上报的天线波束信息和天线位置信息；
Sub-6G基站设备与终端设备建立无线连接以使所述终端设备利用所述无线连接与所述核心网设备通信完成入网；
所述CMF功能实体，在所述终端设备的入网过程中获取终端标识；接收所述终端设备上报的第一终端位置信息，根据所述天线位置信息以及所述第一终端位置信息计算第一终端目标距离；根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第一终端位置信息以及所述第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇，将所述终端标识、所述第一终端目标距离以及所述第一终端目标波束簇发送至所述mmWave基站设备；
所述mmWave基站设备对所接收到的所述第一终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的所述第一终端目标距离执行时延管理，以及向所述Sub-6G基站设备发送SN添加请求，其中SN添加请求携带所述终端标识；
所述Sub-6G基站设备接收到所述SN添加请求后，触发所述终端设备的SN添加过程以使所述终端设备在所述mmWave基站设备完成NR-DC接入。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
所述CMF功能实体接收所述终端设备移动后上报的第二终端位置信息，根据所述天线位置信息以及所述第二终端位置信息计算第二终端目标距离；根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第二终端位置信息以及所述第二终端目标距离计算得到第二终端目标波束簇；将所述终端标识、所述第二终端目标距离以及所述第二终端目标波束簇发送至所述mmWave基站设备；
所述mmWave基站设备对所接收到的所述第二终端目标波束簇执行波束管理，按照所接收到的所述第二终端目标距离执行时延管理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第一终端位置信息以及所述第一终端目标距离计算得到第一终端目标波束簇包括：
计算出第一目标波束的坐标
Figure 707018DEST_PATH_IMAGE001
，并将该坐标对应的波束作为第一目标波束，其中
Figure 277808DEST_PATH_IMAGE001
对应于以波束法向点为参考中心，
Figure 316171DEST_PATH_IMAGE002
为水平轴坐标，
Figure 263398DEST_PATH_IMAGE003
为垂直轴坐标的第
Figure 172448DEST_PATH_IMAGE004
个波束 坐标，计算公式如下：
Figure 692902DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 687403DEST_PATH_IMAGE006
为波束宽度，
Figure 766217DEST_PATH_IMAGE007
为天线法向角，
Figure 670720DEST_PATH_IMAGE008
为天线位置坐标，
Figure 973525DEST_PATH_IMAGE009
为所述第一终端位置信息，
Figure 596267DEST_PATH_IMAGE010
为所述第一终端目标距离；
将以第一目标波束的坐标为中心，水平波束数量为
Figure 213193DEST_PATH_IMAGE011
，垂直波束数量为
Figure 96836DEST_PATH_IMAGE012
的
Figure 180329DEST_PATH_IMAGE013
个波束作为第一终端目标波束簇，其中
Figure 149422DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 6258DEST_PATH_IMAGE012
由所述波束簇数量定义；
所述根据所述天线波束信息、所述天线位置信息、所述第二终端位置信息以及所述第二终端目标距离计算得到第二终端目标波束簇包括：
计算出第二目标波束的坐标
Figure 744407DEST_PATH_IMAGE014
，并将该坐标对应的波束作为第二目标波束，其中
Figure 592277DEST_PATH_IMAGE014
对应于以波束法向点为参考中心，
Figure 720770DEST_PATH_IMAGE015
为水平轴坐标，
Figure 679499DEST_PATH_IMAGE016
为垂直轴坐标的第
Figure 413099DEST_PATH_IMAGE017
个波束 坐标，计算公式如下：
Figure 228609DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 782081DEST_PATH_IMAGE006
为波束宽度，
Figure 606817DEST_PATH_IMAGE007
为天线法向角，
Figure 696390DEST_PATH_IMAGE008
为天线位置坐标，
Figure 682800DEST_PATH_IMAGE019
为所述第二终端位置信息，
Figure 989148DEST_PATH_IMAGE020
为所述第二终端设备目标距离；
将以第二目标波束的坐标为中心，水平波束数量为
Figure 86417DEST_PATH_IMAGE011
，垂直波束数量为
Figure 856927DEST_PATH_IMAGE012
的
Figure 889605DEST_PATH_IMAGE013
个波束作为第二终端目标波束簇，其中
Figure 542303DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 318629DEST_PATH_IMAGE012
由所述波束簇数量定义。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所接收到的所述第一终端目标波束簇执行波束管理，包括：
将所述第一终端目标波束簇内波束配置为符合3GPP协议的可波束管理的多个目标波束，所述多个目标波束互为相邻波束；
完成在目标波束簇范围内对所述终端设备的符合3GPP协议的波束管理。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述mmWave基站设备的上下行信号传输制式为TDD，所述上下行信号传输的帧结构周期包括上行时隙与符号、间隔符号GP以及下行时隙与符号；
对应的，所述按照所接收到的所述第一终端目标距离执行时延管理，包括：
在上下行信号传输时，将所述帧结构周期的间隔符号GP配置为大于
Figure 271542DEST_PATH_IMAGE021
个符号，其中
Figure 973656DEST_PATH_IMAGE022
Figure 113650DEST_PATH_IMAGE023
为mmWave基站设备支持的最大接入距离，
Figure 755984DEST_PATH_IMAGE024
为numerology，
Figure 173190DEST_PATH_IMAGE025
为常数64，
Figure 672305DEST_PATH_IMAGE026
为
Figure 440541DEST_PATH_IMAGE027
秒，
Figure 683303DEST_PATH_IMAGE028
为
Figure 220595DEST_PATH_IMAGE029
千米；
采用C2格式配置PRACH格式索引，配置
Figure 93873DEST_PATH_IMAGE030
的值为1，或者配置
Figure 942880DEST_PATH_IMAGE031
的值 为1，其中，
Figure 366165DEST_PATH_IMAGE030
表征在一个以60kHz子载波为单位的时隙中PRACH时隙的个 数，
Figure 882597DEST_PATH_IMAGE031
表征在一个PRACH时隙中PRACH机会的个数；
将PRACH时隙的上行接收窗口延迟
Figure 864459DEST_PATH_IMAGE032
，其中
Figure 200763DEST_PATH_IMAGE033
，
Figure 660694DEST_PATH_IMAGE034
为所述终端设备与所述mmWave 基站设备的目标距离；
将PUSCH时隙的上行接收窗口延迟所述
Figure 234895DEST_PATH_IMAGE032
，若需给所述终端设备调度PUSCH且调度的上 行时隙为帧结构周期的最后一个上行时隙，则只调度
Figure 246713DEST_PATH_IMAGE035
个符号，其中
Figure 211258DEST_PATH_IMAGE036
为每个时 隙的总符号数。
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