CN116405966A - 新无线电系统的联合应波束管理、同步以及l1测量程序 - Google Patents
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Abstract
提出了一种在NR系统中使用单个同步信号块(SSB)突发联合执行波束管理、同步和L1测量的方法，以提高数据速率并降低功耗。在基于调度的SSB方法中，UE被调度为交替执行波束管理或同步和L1测量。在联合SSB方法中，UE在单个SSB突发中同时执行波束管理、同步和L1RSRP/SNR测量。UE可以根据预定的条件在两种SSB方法之间动态切换。此外，针对联合SSB方法引入了多个联合SSB模式，其中使用每个SSB突发的3个OFDM符号或4个OFDM符号。UE可以根据携带PSS的OFDM符号上的污染级别在联合SSB模式之间动态切换。
Description
交叉引用
本申请享有2021年8月19日提交的申请号为63/296,893、发明名称为“Joint BeamManagement,Synchronization,L1 MeasurementProcedure for New Radio Systems”的美国临时专利申请之优先权，该先前申请在此全文引用。
技术领域
所公开的实施例总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及一种用于在5G新无线电(NR)蜂窝通信网络中进行波束管理、同步和L1测量程序。
背景技术
多年来，无线通信网络呈指数增长。长期演进(LTE)系统提供高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及简化的网络架构带来的低运营成本。LTE系统，也称为4G系统，还提供与旧无线网络(例如GSM、CDMA和通用移动电信系统(UMTS))的无缝集成。在LTE系统中，演进的通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)包括多个演进的Node-B(eNodeB或eNB)，其与多个移动台(称为用户设备(UE))通信。第三代合作伙伴项目(3GPP)网络通常包括2G/3G/4G系统的混合体。下一代移动网络(NGMN)委员会已决定将未来NGMN活动的重点放在定义5G新无线电(NR)系统的端到端要求上。在5GNR中，基站也称为gNodeB或gNB。
5G NR的频带被分成两个不同的频率范围。频率范围1(FR1)包括低于6GHz的频段，其中一些是以前标准传统上使用的频段，但已经扩展到涵盖从410MHz到7125MHz的潜在新频谱产品。频率范围2(FR2)包括从24.25GHz到71.0GHz的频段。在此毫米波(mmWave)范围内，FR2中的频段具有比FR1中的频段更短的传播范围，但可用带宽更高。为了补偿5G毫米波系统中的高传播损耗，UE通常配备多个天线以实现波束成形。对于下行链路数据接收，UE需要波束管理(BM)、同步(时间和频率)以及参考信号的准确第1层(L1)测量。
与LTE一样，5G NR中的主同步信号(PSS，primary synchronizationsignal)和辅同步信号(SSS，secondary synchronization signal)代表物理小区标识(PCI)，物理广播信道(PBCH，Physical broadcast channel)携带主信息块(MIB，master informationblock)。5G NR中的SS块(SSB，SSBlock)代表同步信号块，它参考同步信号(PSS/SSS)和PBCH块，因为同步信号和PBCH信道被打包为一个块。SSB周期性传输，每个SSB突发包含PSS/SSS和PBCH。在传统设计中，波束管理、同步和L1 RSRP/SNR测量在不同的SSB上运行。联合执行波束管理、同步和L1 RSRP/SNR测量的设计将在数据速率和功耗方面极大地有利于UE。
发明内容
提出了一种在NR系统中使用单个同步信号块(SSB)突发联合执行波束管理、同步和L1测量的方法，以提高数据速率并降低功耗。在基于调度的SSB方法中，UE被调度为交替执行波束管理或同步和L1测量。在联合SSB方法中，UE在单个SSB突发中同时执行波束管理、同步和L1 RSRP/SNR测量。UE可以根据预定的条件在两种SSB方法之间动态切换。此外，针对联合SSB方法引入了多个联合SSB模式，其中使用每个SSB突发的3个OFDM符号或4个OFDM符号。UE可以根据承载PSS的OFDM符号上的导频污染级别在联合SSB模式之间动态切换。
在一个实施例中，UE监视移动通信网络中的同步信号块(SSB)传输，其中SSB传输包括从网络周期性地向UE传输的SSB突发。UE在单个SSB突发中接收主同步信号(PSS)、辅助同步信号(SSS)和物理广播信道(PBCH)。UE使用用于波束管理的联合SSB方法执行操作，并且在单个SSB突发中使用接收到的PSS、SSS和PBCH同时执行同步和L1测量中的至少一个。在一个示例中，UE确定用于在联合SSB方法和基于调度的SSB方法之间动态切换的预定条件。在另一示例中，UE确定用于在联合SSB方法下在不同联合SSB模式之间动态切换的导频污染级别。
在下面的详细描述中描述了其他实施例和优点，该概述并不旨在定义本发明。本发明由权利要求书限定。
附图说明
附图中相似的数字表示相似的部件，说明了本发明的实施例。
图1说明了根据本发明的方面的具有使用单独同步信号块(SSB)突发执行联合波束管理、同步和L1测量的UE的示例性5G新无线电(NR)网络。
图2示出了根据本发明的实施例的无线设备的简化框图，例如，UE和gNB。
图3说明了使用同一SSB突发的周期性SSB传输和联合波束管理、同步和L1测量。
图4示出了根据本发明实施例的使用相同SSB突发的联合波束管理、同步和L1测量的不同示例。
图5说明了使用预定条件执行用于波束管理、同步和L1测量的不同的基于调度或基于联合的SSB方法的第一实施例。
图6图示了使用预定条件执行联合波束管理、同步和L1测量的不同联合SSB模式的第二实施例。
图7是根据一个新颖方面的用于联合波束管理、同步和L1测量的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的一些实施例，其示例在附图中示出。
图1说明了根据本发明的包含使用相同的同步信号块(SSB)支持波束管理、同步、L1测量的UE的示例性5G新无线电(NR)网络100。5G NR网络100包括用户设备(UE)101和多个基站，包括服务基站gNB 102。UE 101通信连接到服务gNB 102，后者使用无线电接入技术(RAT)提供无线电接入(例如，5G NR技术)。UE101可以是智能手机、可穿戴设备、物联网(IoT)设备和平板电脑等。可选地，UE 101可以是笔记本(NB)或个人计算机(PC)，插入或安装有数据卡，包括调制解调器和RF收发器，以提供无线通信功能。为了补偿5G毫米波系统中的高传播损耗，UE通常配备多个天线以实现波束成形。对于下行链路(DL)数据接收，UE需要波束管理(BM)、同步(Sync，时间与频率)和参考信号的准确L1测量。
与LTE一样，5G NR中的主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)代表物理小区标识(PCI)，物理广播信道(PBCH)携带主信息块(MIB)。5GNR中的SS块(SSB)代表同步信号块，它指的是同步信号(PSS/SSS)和PBCH块，因为同步信号和PBCH信道被打包为一个块。SSB周期性传输，每个SSB突发包含PSS/SSS和PBCH。在传统设计中，波束管理、同步和RSRP/SNR测量在不同的SSB上运行，这被称为基于调度的SSB运行。联合执行波束管理、同步和RSRP/SNR测量的设计将在数据速率和功耗方面极大地有利于UE。
根据一个新颖的方面，提出了一种在NR系统中使用单个的SSB突发同时联合执行波束管理、同步和RSRP/SNR测量的方法，以提高数据速率并降低功耗。这种新方法也称为联合SSB操作。如图1所示，单个SSB突发(burst)[i]通常用于BM，而下一个单个SSB burst[i+1]通常用于同步和L1测量。在一个新颖的方面，在联合SSB操作下，单个SSB burst[i+n]同时用于BM、同步和L1-RSRP测量。联合SSB操作可以在不同的联合SSB模式下执行。取决于不同的条件，UE可以动态地切换到不同的联合SSB模式以用于联合SSB操作，或者UE可以动态地在联合SSB操作和基于调度的SSB操作之间切换，以适应业务状况。
图2示出了无线设备的简化框图，例如5G NR网络200中根据本发明的实施例的UE201和gNB 211。gNB 211具有天线215，其发送和接收无线电信号，RF收发器模块214，与天线215耦合，接收来自天线215的RF信号，将它们转换为基带信号并将它们发送给处理器213。RF收发器214还转换从处理器213接收到的基带信号，将它们转换为RF信号，并发送到天线215。处理器213处理接收到的基带信号(例如，包含一SCell/PSCell附加/住的那个命令)并调用不同的功能模块来执行gNB 211中的特征。储存器212储存程序指令和数据220以控制gNB 211的操作。在图2的示例中，gNB 211还包括协议栈(protocol stack)280和一组控制功能模块和电路290。协议栈280可以包括非接入层(NAS)层以与AMF/SMF通信/连接到核心网的MME实体、用于高层配置和控制的无线电资源控制(RRC)层、分组数据汇聚协议/无线电链路控制(PDCP/RLC)层、媒体访问控制(MAC)层和物理(PHY)层。在一个示例中，控制功能模块和电路290包括用于为UE配置测量报告和激活集(measurements report andactiveset)的配置/控制电路291，用于在切换决定时向UE发送小区切换的切换处理电路，以及控制进程的调度电路(SCHEDULE)292。
类似地，UE 201具有储存器202、处理器203和RF收发模块204。RF收发模块204与天线205耦合，接收来自天线205的RF信号，并将其转换为基带信号，以及发送给处理器203。射频收发器204还将接收到的来自处理器203的基带信号进行转换，转换为射频信号，发送给天线205。处理器203对接收到的基带信号进行处理，调用不同的功能模块和电路以执行UE201中的特征。储存器202储存数据和程序指令210以由处理器203执行以控制UE 201的操作。合适的处理器例如包括专用处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、一个或多个与DSP内核关联的微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、文件程序门阵列(FPGA)电路和其他类型的集成电路(IC)和/或状态机。与软件相关联的处理器可用于实现和配置UE201的特征。
UE 201还包括协议栈260和一组控制功能模块和电路270。协议栈260可以包括用于与连接到核心网络的AMF/SMF/MME实体通信的NAS层、用于高层配置和控制的RRC层、PDCP/RLC层、MAC层和PHY层。控制功能模块和电路270可以通过软件、固件、硬件和/或其组合来实现和配置。控制功能模块和电路270在由处理器203经由包含在储存器202中的程序指令执行时相互配合以允许UE 201在网络中执行实施例和功能任务和特征。在一个示例中，控制功能模块和电路270包括用于获取测量和配置信息并控制相应操作的配置/控制电路271、用于执行DL和UL波束管理的波束管理电路272、以及用于基于从网络接收到的配置执行同步与L1 RSPR/RSRQ/SNR测量功能的同步与测量处理电路273。
图3说明了周期性SSB传输和使用同一SSB突发的联合波束管理、同步和L1测量。在UE开机时执行的小区搜索操作、连接模式下的移动性、空闲模式移动性(例如，小区重选或切换)、到NR系统的RAT间移动性等期间，UE解码NR同步信号和物理广播信道(PBCH)导出访问小区所需的必要信息。同步信号/PBCH块(SSB)由PSS、SSS和PBCH组成。UE还可以使用同步信号进行RSRP/RSRQ和SNR L1测量。此外，5G NR中使用波束管理(BM)程序来获取和维护一组波束，以确保gNB和UE波束对齐以进行数据通信。为了启用PSS/SSS和PBCH的波束扫描，定义了SS突发集。SS突发集由一组SSB组成，每个SSB可能在不同的波束上传输。网络通知UE正在传输哪些SSB。
在图3的示例中，SSB突发以周期(例如，5ms、10ms、20ms、40ms、80ms或160ms)周期性地传输，这取决于不同的参数集。在初始小区搜索或空闲模式移动期间，UE可以假定默认周期为20毫秒。通常，单个SSB突发[i]用于BM或用于同步和L1 RSRP/RSRQ测量，交替进行调度。在一个新颖的方面，单个SSB突发中的OFDM符号联合用于BM、同步和L1 RSRP/RSRQ测量。在相同的SSB突发[i]、SSB突发[i+1]、SSB突发[i+2]、SSB突发[i+3]等中，同时执行BM、同步和L1 RSRP/RSRQ测量。这样的UE操作也被称为联合SSB方法，而传统的UE操作被称为基于调度的SSB方法。
图4示出了根据本发明实施例的使用相同SSB突发的联合波束管理、同步和L1测量的不同示例。如图4所示，在每个SSB突发中，同步信号PSS、SSS和PBCH总是一起出现在连续的OFDM符号中。每个SSB突发在时域中占用4个OFDM符号，在频域中分布在240个子载波(20个RB)上。PSS占据第一个OFDM符号并跨越127个子载波。SSS位于第三个OFDM符号中，跨越127个子载波。在SSS以下有8个未使用的子载波，在SSS以上有9个未使用的子载波。PBCH占用两个完整的OFDM符号(PBCH0和PBCH2)，跨越240个子载波，第三个OFDM符号跨越SSS下方和上方的48个子载波。
三个不同的工作示例可以被认为是用于联合BM、同步和Ll测量操作的不同联合SSB模式。在第一示例1中，PBCH0和PBCH2符号用于同步(Sync)和L1测量(L1 Meas.)，PBCH0和SSS符号用于波束管理(BM)，并且不使用PSS。在第二个示例2中，PBCH0和PBCH2符号用于同步，L1测量，PSS、PBCH0和SSS符号用于波束管理。在示例3中，PSS和SSS符号用于同步，L1测量，PBCH0、SSS和PBCH2符号用于波束管理。根据不同的UE配置和实时流量情况，UE可以相应地动态应用不同的联合SSB模式。
图5示出了使用预定条件执行基于调度或联合波束管理、同步和Ll测量的不同SSB方法的第一实施例。在图5的实施例中，使用了两种不同的SSB方法：SSB方法1是基于调度的SSB方法，其中UE使用不同的SSB突发执行波束管理、同步和L1测量；SSB方法2是一种联合SSB方法，其中单个SSB突发同时联合用于BM、同步和L1 RSRP/RSRQ测量。
在一个新颖的方面，提出了一种状态机，以在SSB方法-1(基于调度的SSB方法)和SSB方法-2(联合SSB方法)这两种方法之间切换。为两种SSB方法之间的切换预定了两个条件。条件-1定义为：(DRX周期<TH-1)&&(SNR>TH-2)&&(UE条件-1基于DL数据吞吐量与BLER)；条件2定义为(DRX周期≥TH-3)||(信噪比≤TH-4)||(UE条件2取决于DL数据流量和BLER)。如果满足条件-1，则UE从SSB方法-1切换到SSB方法-2；如果满足条件2，则UE从SSB方法-2切换到SSB方法-1。请注意，在状态机中，SSB方法-1可能代表高性能模式，而SSB方法-2可能代表省电模式。对于SSB方法-2，它更喜欢DRX周期不长，SNR不低，UE要求的数据速率较低，对BLER没有限制(这些要求基本上都是条件-1)。对于SSB方法-1，它可以容忍长DRX周期，低SNR，提供高数据速率并提供较低的BLER(这些好处基本上是条件-2)。
图6图示了使用预定条件执行联合波束管理、同步和Ll测量的不同联合SSB模式的第二实施例。在图6的实施例中，在联合SSB方法下定义了三种不同的联合SSB模式。在联合SSB模式1中，PBCH0和PBCH2符号用于同步和L1测量，PBCH0和SSS符号用于波束管理，不使用PSS。在联合SSB模式2中，PBCH0和PBCH2符号用于同步和L1测量，PSS、PBCH0和SSS符号用于波束管理。在联合SSB模式3中，PSS和SSS符号用于同步和L1测量，PBCH0、SSS和PBCH2符号用于波束管理。注意联合SSB模式1只使用了三个OFDM符号，没有使用PSS OFDM符号；而联合SSB模式2和联合SSB模式3使用所有四个OFDM符号。
在一个新颖的方面，在步骤611中，UE确定PSS上的导频污染级别(pilotcontamination level)，然后决定操作哪个联合SSB模式(步骤612)。如果PSS上的导频污染级别高于阈值，则最好不要使用PSS符号。结果，UE进入步骤613并采用联合SSB模式1，例如，PBCH0和PBCH2符号用于同步和L1测量，PBCH0和SSS符号用于波束管理，不使用PSS。另一方面，如果PSS上的导频污染级别低于阈值，则UE转到步骤614并采用联合SSB模式2或联合SSB模式3，例如，所有四个OFDM符号都用于BM、同步和L1测量。一个示例中，可以通过比较服务小区和相邻小区之间的小区_ID_2(相同的小区_ID_2将生成相同的PSS)来确定PSS污染。如果在服务小区和相邻小区之一中发现相同的小区_ID_2，则检测到PSS上的导频污染。
图7是根据一个新颖方面的用于联合波束管理、同步和L1测量的方法的流程图。在步骤701中，UE监测移动通信网络中的同步信号块(SSB)传输，其中SSB传输包括从网络周期性地向UE传输的SSB突发。在步骤702中，UE在单个SSB突发内接收主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)和物理广播信道(PBCH)。在步骤703中，UE使用联合SSB方法执行操作，并且在单个SSB突发中使用接收到的PSS、SSS和PBCH执行波束管理、和同步和L1测量中的至少一个。在一个示例中，UE确定用于在联合SSB方法和基于调度的SSB方法之间动态切换的预定条件。在另一示例中，UE确定用于在联合SSB方法下在不同联合SSB模式之间动态切换的导频污染级别。
尽管出于说明的目的结合某些具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，在不脱离根据权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以实践所描述的实施例的各种特征的各种修改、改编和组合。
Claims (20)
1.一种无线通信方法，包括：
监测移动通信网络中用户设备(UE)的同步信号块(SSB)传输，其中所述SSB传输包括从网络周期性地向所述UE传输的SSB突发；
在单个SSB突发中接收主同步信号(PSS)、辅助同步信号(SSS)和物理广播信道(PBCH)；以及
使用联合SSB方法执行操作，用于使用单个SSB突发中接收到的PSS、SSS和PBCH执行波束管理、以及同步和L1测量中的至少一项。
2.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述PSS、SSS和PBCH在时域中被分配在每个SSB突发内的连续OFDM符号中。
3.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，UE确定用于在联合SSB方法和基于调度的SSB方法之间动态切换的预定条件。
4.根据权利要求3所述的无线通信方法，其特征在于，当满足第一条件时，所述UE从基于调度的SSB方法切换到联合SSB方法。
5.根据权利要求3所述的无线通信方法，其特征在于，当满足第二条件时，所述UE从联合SSB方法切换到基于调度的SSB方法。
6.根据权利要求3所述的无线通信方法，其特征在于，所述预定条件包括非连续接收(DRX)周期长度、信噪比(SNR)值、下行链路流量和误块率(BLER)值中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，UE确定PSS上的导频污染级别，以便UE在联合SSB方法下在不同的联合SSB模式之间动态切换。
8.根据权利要求7所述的无线通信方法，其特征在于，当所述PSS上的导频污染级别高于阈值时，UE使用第一联合SSB模式进行操作。
9.根据权利要求7所述的无线通信方法，其特征在于，当所述PSS上的导频污染级别低于阈值时，UE使用第二联合SSB模式进行操作。
10.根据权利要求7所述的无线通信方法，其特征在于，UE在第一联合SSB模式下不使用PSS，并且其中UE在第二联合SSB模式下使用PSS。
11.一种用户设备(UE)，包括：
收发器，监测移动通信网络中的同步信号块(SSB)传输，其中SSB传输包括从网络周期性地向UE发送的SSB突发；
解码器，在单个SSB突发中解码主同步信号(PSS)、辅助同步信号(SSS)和物理广播信道(PBCH)；以及
控制器，使用联合SSB方法执行操作，以在单个SSB突发中使用接收到的PSS、SSS和PBCH进行用于波束管理、同步和L1测量中的至少一项。
12.根据权利要求11所述的无线通信UE，其特征在于，PSS、SSS和PBCH在时域中被分配在每个SSB突发内的连续OFDM符号中。
13.根据权利要求11所述的无线通信UE，其特征在于，UE确定用于在联合SSB方法和基于调度的SSB方法之间动态切换的预定条件。
14.根据权利要求13所述的无线通信UE，其特征在于，当满足第一条件时，UE从基于调度的SSB方法切换到联合SSB方法。
15.根据权利要求13所述的无线通信UE，其特征在于，当满足第二条件时，UE从联合SSB方法切换到基于调度的SSB方法。
16.根据权利要求13所述的无线通信UE，其特征在于，所述预定条件包括非连续接收(DRX)周期长度、信噪比(SNR)值、下行链路流量和误块率(BLER)值中的至少一种。
17.根据权利要求11所述的无线通信UE，其特征在于，所述UE确定PSS上的导频污染级别，以在联合SSB方法下在不同的联合SSB模式之间动态切换。
18.根据权利要求17所述的无线通信UE，其特征在于，当所述PSS上的所述导频污染级别高于阈值时，所述UE使用第一联合SSB模式进行操作。
19.根据权利要求17所述的无线通信UE，其特征在于，当所述PSS上的所述导频污染级别低于阈值时，所述UE使用第二联合SSB模式进行操作。
20.根据权利要求17所述的无线通信UE，其特征在于，所述UE在第一联合SSB模式下不使用PSS，并且其中所述UE在第二联合SSB模式下使用PSS。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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