TW202337249A

TW202337249A - 新無線電系統的聯合應波束管理同步以及l1測量程序

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Publication number: TW202337249A
Application number: TW112100329A
Authority: TW
Inventors: 張博涵; 耿春華; 李重佑; 行大鈞; 齊焱焱; 陳威任; 亞波李
Original assignee: 新加坡商聯發科技（新加坡）私人有限公司
Priority date: 2022-01-06
Filing date: 2023-01-05
Publication date: 2023-09-16
Also published as: US20230216642A1

Abstract

提出了一種在 NR 系統中使用單個同步信號塊 (SSB) 突發聯合執行波束管理、同步和 L1 測量的方法，以提高資料速率並降低功耗。在基於調度的 SSB 方法中，UE 被調度為交替執行波束管理或同步和 L1 測量。在聯合 SSB 方法中，UE 在單個 SSB 突發中同時執行波束管理、同步和 L1 RSRP/SNR 測量。 UE 可以根據預定的條件在兩種 SSB 方法之間動態切換。此外，針對聯合SSB方法引入了多個聯合SSB模式，其中使用每個SSB突發的3個OFDM符號或4個OFDM符號。 UE 可以根據攜帶 PSS 的 OFDM 符號上的污染級別在聯合 SSB 模式之間動態切換。

Description

新無線電系統的聯合應波束管理同步以及L1測量程序

所公開的實施例總體上涉及無線通信，並且更具體地涉及一種用於在 5G 新無線電 (NR) 蜂窩通信網絡中進行波束管理、同步和L1測量程序。

多年來，無線通信網絡呈指數增長。長期演進 (LTE) 系統提供高峰值資料速率、低延遲、改進的系統容量以及簡化的網絡架構帶來的低運營成本。 LTE 系統，也稱為 4G 系統，還提供與舊無線網絡（例如 GSM、CDMA 和通用移動電信系統 (UMTS)）的無縫集成。在LTE系統中，演進的通用陸地無線電接入網絡(E-UTRAN)包括多個演進的Node-B(eNodeB或eNB)，其與多個移動台(稱為用戶設備(UE))通信。第三代合作夥伴項目 (3GPP) 網絡通常包括 2G/3G/4G 系統的混合體。下一代移動網絡 (NGMN) 委員會已決定將未來 NGMN 活動的重點放在定義 5G 新無線電 (NR) 系統的端到端要求上。在 5G NR 中，基站也稱為 gNodeB 或 gNB。

5G NR 的頻帶被分成兩個不同的頻率範圍。頻率範圍 1 (FR1) 包括低於 6GHz 的頻段，其中一些是以前標準傳統上使用的頻段，但已經擴展到涵蓋從410MHz 到7125MHz 的潛在新頻譜產品。頻率範圍 2 (FR2) 包括從 24.25GHz 到 71.0GHz 的頻段。在此毫米波 (mmWave) 範圍內，FR2 中的頻段具有比 FR1 中的頻段更短的傳播範圍，但可用帶寬更高。為了補償 5G 毫米波系統中的高傳播損耗，UE 通常配備多個天線以實現波束成形。對於下行鏈路資料接收，UE 需要波束管理 (BM)、同步（時間和頻率）以及參考信號的準確第 1 層 (L1) 測量。

與LTE一樣，5G NR中的主同步信號(PSS，primary synchronization signal)和輔同步信號(SSS，secondary synchronization signal)代表物理小區標識(PCI)，物理廣播信道(PBCH，Physical broadcast channel)攜帶主信息塊(MIB，master information block)。5G NR中的SS塊（SSB，SS Block）代表同步信號塊，它參考同步信號（PSS/SSS）和PBCH塊，因為同步信號和PBCH信道被打包為一個塊。SSB 週期性傳輸，每個 SSB 突發包含 PSS/SSS 和 PBCH。在傳統設計中，波束管理、同步和 L1 RSRP/SNR 測量在不同的 SSB 上運行。聯合執行波束管理、同步和 L1 RSRP/SNR 測量的設計將在資料速率和功耗方面極大地有利於 UE。

提出了一種在 NR 系統中使用單個同步信號塊 (SSB) 突發聯合執行波束管理、同步和 L1 測量的方法，以提高資料速率並降低功耗。在基於調度的 SSB 方法中，UE 被調度為交替執行波束管理或同步和 L1 測量。在聯合 SSB 方法中，UE 在單個 SSB 突發中同時執行波束管理、同步和 L1 RSRP/SNR 測量。 UE 可以根據預定的條件在兩種 SSB 方法之間動態切換。此外，針對聯合SSB方法引入了多個聯合SSB模式，其中使用每個SSB突發的3個OFDM符號或4個OFDM符號。 UE 可以根據承載 PSS 的 OFDM 符號上的導頻污染級別在聯合 SSB 模式之間動態切換。

在一個實施例中，UE監視移動通信網絡中的同步信號塊（SSB)傳輸，其中SSB傳輸包括從網絡週期性地向UE傳輸的SSB突發。UE在單個SSB突發中接收主同步信號（PSS）、輔助同步信號（SSS）和物理廣播信道（PBCH）。 UE使用用於波束管理的聯合SSB方法執行操作，並且在單個SSB突發中使用接收到的PSS、SSS和PBCH同時執行同步和L1測量中的至少一個。在一個示例中，UE確定用於在聯合SSB方法和基於調度的SSB方法之間動態切換的預定條件。在另一示例中，UE確定用於在聯合SSB方法下在不同聯合SSB模式之間動態切換的導頻污染級別。

在下面的詳細描述中描述了其他實施例和優點該概述並不旨在定義本發明。本發明由請求項限定。

現在將詳細參考本發明的一些實施例，其示例在附圖中示出。

第1圖說明了根據本發明的包含使用相同的同步信號塊 (SSB) 支持波束管理、同步、L1測量的UE的示例性 5G 新無線電 (NR) 網絡 100。 5G NR 網絡 100 包括用戶設備 (UE) 101 和多個基站，包括服務基站 gNB 102。UE 101 通信連接到服務 gNB 102，後者使用無線電接入技術 (RAT) 提供無線電接入（例如，5G NR 技術）。 UE 101可以是智能手機、可穿戴設備、物聯網(IoT)設備和平板電腦等。可選地，UE 101可以是筆記本(NB)或個人計算機(PC)，插入或安裝有資料卡，包括調製解調器和 RF 收發器，以提供無線通信功能。為了補償 5G 毫米波系統中的高傳播損耗，UE 通常配備多個天線以實現波束成形。對於下行鏈路 (DL) 資料接收，UE 需要波束管理 (BM)、同步 (Sync，時間與頻率) 和參考信號的準確 L1 測量。

與LTE一樣，5G NR中的主同步信號(PSS)和輔同步信號(SSS)代表物理小區標識(PCI)，物理廣播信道(PBCH)攜帶主信息塊(MIB)。5G NR中的SS 塊（SSB）代表同步信號塊，它指的是同步信號（PSS/SSS）和PBCH塊，因為同步信號和PBCH信道被打包為一個塊。SSB 週期性傳輸，每個 SSB 突發包含 PSS/SSS 和 PBCH。在傳統設計中，波束管理、同步和 RSRP/SNR 測量在不同的 SSB 上運行，這被稱為基於調度的 SSB 運行。聯合執行波束管理、同步和 RSRP/SNR 測量的設計將在資料速率和功耗方面極大地有利於 UE。

根據一個新穎的方面，提出了一種在 NR 系統中使用單個的 SSB 突發同時聯合執行波束管理、同步和 RSRP/SNR 測量的方法，以提高資料速率並降低功耗。這種新方法也稱為聯合 SSB 操作。如第1圖所示，單個 SSB突發（ burst）[i] 通常用於 BM，而下一個單個 SSB burst[i+1] 通常用於同步和 L1 測量。在一個新穎的方面，在聯合 SSB 操作下，單個 SSB burst[i+n] 同時用於 BM、同步和 L1-RSRP 測量。聯合 SSB 操作可以在不同的聯合 SSB 模式下執行。取決於不同的條件，UE可以動態地切換到不同的聯合SSB模式以用於聯合SSB操作，或者UE可以動態地在聯合SSB操作和基於調度的SSB操作之間切換，以適應業務狀況。

第2圖示出了無線設備的簡化框圖，例如 5G NR 網絡 200 中根據本發明的實施例的 UE 201 和 gNB 211。gNB 211 具有天線 215，其發送和接收無線電信號，RF收發器模塊214，與天線215耦合，接收來自天線215的RF信號，將它們轉換為基帶信號並將它們發送給處理器213。RF收發器214還轉換從處理器213接收到的基帶信號，將它們轉換為 RF信號，並發送到天線215。處理器213處理接收到的基帶信號(例如，包含一SCell/PSCell附加/住的那個命令)並調用不同的功能模塊來執行gNB 211中的特徵。儲存器212儲存程序指令和資料220以控制gNB 211的操作。在第2圖的示例中，gNB 211還包括協議棧（protocol stack）280和一組控制功能模塊和電路290。協議棧280可以包括非接入層(NAS)層以與AMF/SMF通信 /連接到核心網的MME實體、用於高層配置和控制的無線電資源控制（RRC）層、分組資料匯聚協議/無線電鏈路控制（PDCP / RLC）層、媒體訪問控制 (MAC) 層和物理 (PHY) 層。在一個示例中，控制功能模塊和電路290包括用於為UE配置測量報告和激活集（measurements report and active set）的配置/控制電路291，用於在切換決定時向UE發送小區切換的切換處理電路，以及控制進程的調度電路（SCHEDULE）292。

類似地，UE 201具有儲存器202、處理器203和RF收發模塊204。RF收發模塊204與天線205耦合，接收來自天線205的RF信號，並將其轉換為基帶信號，以及發送給處理器203。射頻收發器204還將接收到的來自處理器203的基帶信號進行轉換，轉換為射頻信號，發送給天線205。處理器203對接收到的基帶信號進行處理，調用不同的功能模塊和電路以執行UE 201中的特徵。儲存器202儲存資料和程序指令210以由處理器203執行以控制UE 201的操作。合適的處理器例如包括專用處理器、數字信號處理器 (DSP)、多個微處理器、一個或多個與 DSP 內核關聯的微處理器、控制器、微控制器、專用集成電路 (ASIC)、文件程序門陣列 (FPGA) 電路和其他類型的集成電路 (IC) 和/或狀態機。與軟體相關聯的處理器可用於實現和配置UE 201的特徵。

UE 201還包括協議棧260和一組控制功能模塊和電路270。協議棧260可以包括用於與連接到核心網絡的AMF/SMF/MME實體通信的NAS層、用於高層配置和控制的RRC層、PDCP/RLC 層、MAC 層和 PHY 層。控制功能模塊和電路270可以通過軟體、靭體、硬體和/或其組合來實現和配置。控制功能模塊和電路270在由處理器203經由包含在儲存器202中的程序指令執行時相互配合以允許UE 201在網絡中執行實施例和功能任務和特徵。在一個示例中，控制功能模塊和電路270包括用於獲取測量和配置信息並控制相應操作的配置/控制電路271、用於執行DL和UL波束管理的波束管理電路272、以及用於基於從網絡接收到的配置執行同步與L1 RSPR/RSRQ/SNR測量功能的同步與測量處理電路273。

第3圖說明了周期性 SSB 傳輸和使用同一SSB突發的聯合波束管理、同步和 L1 測量。在 UE 開機時執行的小區搜索操作、連接模式下的移動性、空閒模式移動性（例如，小區重選或切換）、到 NR 系統的 RAT 間移動性等期間，UE 解碼 NR 同步信號和物理廣播信道 (PBCH) 導出訪問小區所需的必要信息。同步信號/PBCH 塊 (SSB) 由 PSS、SSS 和 PBCH 組成。UE 還可以使用同步信號進行 RSRP/RSRQ 和 SNR L1 測量。此外，5G NR 中使用波束管理 (BM) 程序來獲取和維護一組波束，以確保 gNB 和 UE 波束對齊以進行資料通信。為了啟用 PSS/SSS 和 PBCH 的波束掃描，定義了 SS 突發集。SS 突發集由一組 SSB 組成，每個 SSB 可能在不同的波束上傳輸。網絡通知 UE 正在傳輸哪些 SSB。

在第3圖的示例中，SSB 突發以週期（例如，5ms、10ms、20ms、40ms、80ms 或 160ms）週期性地傳輸，這取決於不同的參數集。在初始小區搜索或空閒模式移動期間，UE 可以假定默認週期為 20 毫秒。通常，單個SSB突發[i] 用於 BM 或用於同步和 L1 RSRP/RSRQ 測量，交替進行調度。在一個新穎的方面，單個 SSB 突發中的 OFDM 符號聯合用於 BM、同步和 L1 RSRP/RSRQ 測量。在相同的 SSB突發[i]、SSB 突發[i+1]、SSB 突發[i+2]、SSB 突發[i+3] 等中，同時執行 BM、同步和 L1 RSRP/RSRQ 測量。這樣的UE操作也被稱為聯合SSB方法，而傳統的UE操作被稱為基於調度的SSB方法。

第4圖示出了根據本發明實施例的使用相同SSB突發的聯合波束管理、同步和L1測量的不同示例。如第4圖所示，在每個 SSB 突發中，同步信號 PSS、SSS 和 PBCH 總是一起出現在連續的 OFDM 符號中。每個 SSB 突發在時域中佔用 4 個 OFDM 符號，在頻域中分佈在 240 個子載波（20 個 RB）上。PSS 佔據第一個 OFDM 符號並跨越 127 個子載波。SSS 位於第三個 OFDM 符號中，跨越 127 個子載波。在 SSS 以下有 8 個未使用的子載波，在 SSS 以上有 9 個未使用的子載波。PBCH 佔用兩個完整的 OFDM 符號（PBCH0 和 PBCH2），跨越 240 個子載波，第三個 OFDM 符號跨越 SSS 下方和上方的 48 個子載波。

三個不同的工作示例可以被認為是用於聯合BM、同步和Ll測量操作的不同聯合SSB模式。在第一示例1中，PBCH0和PBCH2符號用於同步(Sync)和L1測量(L1 Meas.)，PBCH0和SSS符號用於波束管理(BM)，並且不使用PSS。在第二個示例 2 中，PBCH0 和 PBCH2 符號用於同步，L1 測量，PSS、PBCH0 和 SSS 符號用於波束管理。在示例 3 中，PSS 和 SSS 符號用於同步，L1 測量，PBCH0、SSS 和 PBCH2 符號用於波束管理。根據不同的 UE 配置和實時流量情況，UE 可以相應地動態應用不同的聯合 SSB 模式。

第5圖示出了使用預定條件執行基於調度或聯合波束管理、同步和Ll測量的不同SSB方法的第一實施例。在第5圖的實施例中，使用了兩種不同的SSB方法：SSB方法1是基於調度的SSB方法，其中UE使用不同的SSB 突發執行波束管理、同步和L1測量； SSB 方法 2 是一種聯合 SSB 方法，其中單個 SSB 突發同時聯合用於 BM、同步和 L1 RSRP/RSRQ測量。

在一個新穎的方面，提出了一種狀態機，以在 SSB 方法-1 (基於調度的 SSB 方法)和 SSB 方法-2 (聯合 SSB 方法)這兩種方法之間切換。為兩種 SSB 方法之間的切換預定了兩個條件。條件-1定義為：(DRX週期＜ TH-1) && (SNR ＞ TH-2) && (UE條件-1基於DL資料吞吐量與BLER); 條件 2 定義為（DRX 週期 ≥ TH-3）|| （信噪比≤TH-4）|| （UE 條件 2 取決於 DL 資料流量和 BLER）。如果滿足條件-1，則UE從SSB方法-1切換到SSB方法-2；如果滿足條件 2，則 UE 從 SSB方法-2 切換到 SSB方法-1。請注意，在狀態機中，SSB 方法-1可能代表高性能模式，而SSB方法-2 可能代表省電模式。對於SSB方法-2，它更喜歡DRX週期不長，SNR不低，UE要求的資料速率較低，對BLER沒有限制（這些要求基本上都是條件-1）。對於SSB方法-1，它可以容忍長DRX週期，低SNR，提供高資料速率並提供較低的BLER（這些好處基本上是條件-2）。

第6圖圖示了使用預定條件執行聯合波束管理、同步和Ll測量的不同聯合SSB模式的第二實施例。在第6圖的實施例中，在聯合SSB方法下定義了三種不同的聯合SSB模式。在聯合 SSB模式1 中，PBCH0 和 PBCH2 符號用於同步和 L1 測量，PBCH0 和 SSS 符號用於波束管理，不使用 PSS。在聯合 SSB 模式2 中，PBCH0 和 PBCH2 符號用於同步和 L1 測量，PSS、PBCH0 和 SSS 符號用於波束管理。在聯合 SSB模式3 中，PSS 和 SSS 符號用於同步和 L1 測量，PBCH0、SSS 和 PBCH2 符號用於波束管理。注意聯合SSB模式1只使用了三個OFDM符號，沒有使用PSS OFDM符號；而聯合 SSB 模式2 和聯合 SSB模式3 使用所有四個 OFDM 符號。

在一個新穎的方面，在步驟611中，UE確定PSS上的導頻污染級別(pilot contamination level)，然後決定操作哪個聯合SSB模式（步驟612)。如果 PSS 上的導頻污染級別高於閾值，則最好不要使用 PSS 符號。結果，UE進入步驟613並採用聯合SSB模式1，例如，PBCH0和PBCH2符號用於同步和L1測量，PBCH0和SSS符號用於波束管理，不使用PSS。另一方面，如果 PSS 上的導頻污染級別低於閾值，則 UE 轉到步驟 614 並採用聯合 SSB模式2 或聯合 SSB 模式3，例如，所有四個 OFDM 符號都用於 BM、同步和 L1 測量。一個示例中，可以通過比較服務小區和相鄰小區之間的小區_ID_2（相同的小區_ID_2將生成相同的PSS）來確定PSS污染。如果在服務小區和相鄰小區之一中發現相同的小區_ID_2，則檢測到 PSS 上的導頻污染。

第7圖是根據一個新穎方面的用於聯合波束管理、同步和L1測量的方法的流程圖。在步驟701中，UE監測移動通信網絡中的同步信號塊(SSB)傳輸，其中SSB傳輸包括從網絡週期性地向UE傳輸的SSB突發。在步驟702中，UE在單個SSB突發內接收主同步信號(PSS)、輔同步信號(SSS)和物理廣播信道(PBCH)。在步驟703中，UE使用聯合SSB方法執行操作，並且在單個SSB突發中使用接收到的PSS、SSS和PBCH執行波束管理、和同步和L1測量中的至少一個。在一個示例中，UE確定用於在聯合SSB方法和基於調度的SSB方法之間動態切換的預定條件。在另一示例中，UE確定用於在聯合SSB方法下在不同聯合SSB模式之間動態切換的導頻污染級別。

儘管出於說明的目的結合某些具體實施例描述了本發明，但是本發明不限於此。因此，在不脫離如請求項中所闡述的本發明的範圍的情況下，可以實踐所描述的實施例的各種特徵的各種修改、改編和組合。

100、200:5G NR 網絡 101、201:用戶設備 (UE) 102、211:服務基站 gNB 110:傳統BM或Sync 120:改進BM或Sync 215、205:天線 214、204:RF收發器模塊 213、203:處理器 212、202:儲存器 220、210:程序指令和資料 280、260:協議棧 290、270:控制功能模塊和電路 291、271:配置/控制電路 272:波束管理電路 273:同步處理電路 292:進程電路 611-614、701-703:步驟

附圖中相似的數字表示相似的部件，說明了本發明的實施例。第1圖說明了根據本發明的方面的具有使用單獨同步信號塊 (SSB) 突發執行聯合波束管理、同步和 L1 測量的 UE 的示例性 5G 新無線電 (NR) 網絡。第2圖示出了根據本發明的實施例的無線設備的簡化框圖，例如，UE和gNB。第3圖說明了使用同一 SSB 突發的周期性 SSB 傳輸和聯合波束管理、同步和 L1 測量。第4圖示出了根據本發明實施例的使用相同SSB突發的聯合波束管理、同步和L1測量的不同示例。第5圖說明了使用預定條件執行用於波束管理、同步和 L1 測量的不同的基於調度或基於聯合的 SSB 方法的第一實施例。第6圖圖示了使用預定條件執行聯合波束管理、同步和L1測量的不同聯合SSB模式的第二實施例。第7圖是根據一個新穎方面的用於聯合波束管理、同步和L1測量的方法的流程圖。

701-703:步驟

Claims

一種無線通信方法，包括：監測移動通信網絡中用戶設備（UE）的同步信號塊（SSB）傳輸，其中所述SSB傳輸包括從網絡週期性地向所述UE傳輸的SSB突發；在單個 SSB 突發中接收主同步信號 (PSS)、輔助同步信號 (SSS) 和物理廣播信道 (PBCH)；和使用聯合 SSB 方法執行操作，用於使用單個 SSB 突發中接收到的 PSS、SSS 和 PBCH 執行波束管理、以及同步和 L1 測量中的至少一項。
如請求項1所述的無線通信方法，其中，所述PSS、SSS和PBCH在時域中被分配在每個SSB突發內的連續OFDM符號中。
如請求項1所述的無線通信方法，其中，UE確定用於在聯合SSB方法和基於調度的SSB方法之間動態切換的預定條件。
如請求項3所述的無線通信方法，其中，當滿足第一條件時，所述UE從基於調度的SSB方法切換到聯合SSB方法。
如請求項3所述的無線通信方法，其中，當滿足第二條件時，所述UE從聯合SSB方法切換到基於調度的SSB方法。
如請求項3所述的無線通信方法，其中，所述預定條件包括非連續接收(DRX)週期長度、信噪比(SNR)值、下行鏈路流量和誤塊率(BLER)值中的至少一種。
如請求項1所述的無線通信方法，其中，UE確定PSS上的導頻污染級別，以便UE在聯合SSB方法下在不同的聯合SSB模式之間動態切換。
如請求項7所述的無線通信方法，其中，當所述PSS上的導頻污染級別高於閾值時，UE使用第一聯合SSB模式進行操作。
如請求項7所述的無線通信方法，其中，當所述PSS上的導頻污染級別低於閾值時，UE使用第二聯合SSB模式進行操作。
如請求項7所述的無線通信方法，其中UE在第一聯合SSB模式下不使用PSS，並且其中UE在第二聯合SSB模式下使用PSS。
一種用戶設備（UE），包括：收發器，監測移動通信網絡中的同步信號塊（SSB）傳輸，其中SSB傳輸包括從網絡週期性地向UE發送的SSB突發；解碼器，在單個 SSB 突發中解碼主同步信號 (PSS)、輔助同步信號 (SSS) 和物理廣播信道 (PBCH)；以及控制器，使用聯合 SSB 方法執行操作，以在單個 SSB 突發中使用接收到的 PSS、SSS 和 PBCH 進行用於波束管理、同步和 L1 測量中的至少一項。
如請求項11所述的無線通信UE，其中，PSS、SSS和PBCH在時域中被分配在每個SSB突發內的連續OFDM符號中。
如請求項11所述的無線通信UE，其中，UE確定用於在聯合SSB方法和基於調度的SSB方法之間動態切換的預定條件。
如請求項13所述的無線通信UE，其中，當滿足第一條件時，UE從基於調度的SSB方法切換到聯合SSB方法。
如請求項13所述的無線通信UE，其中，當滿足第二條件時，UE從聯合SSB方法切換到基於調度的SSB方法。
如請求項13所述的無線通信UE，其中，所述預定條件包括非連續接收(DRX)週期長度、信噪比(SNR)值、下行鏈路流量和誤塊率(BLER)值中的至少一種。
如請求項11所述的無線通信UE，其中，所述UE確定PSS上的導頻污染級別，以在聯合SSB方法下在不同的聯合SSB模式之間動態切換。
如請求項17所述的無線通信UE，其中，當所述PSS上的所述導頻污染級別高於閾值時，所述UE使用第一聯合SSB模式進行操作。
如請求項17所述的無線通信UE，其中，當所述PSS上的所述導頻污染級別低於閾值時，所述UE使用第二聯合SSB模式進行操作。
如請求項17所述的無線通信UE，其中所述UE在第一聯合SSB模式下不使用PSS，並且其中所述UE在第二聯合SSB模式下使用PSS。