波束管理系统和方法与流程

公开了用于波束管理的实施例。

背景技术：

被称为“5g”的下一代移动无线通信系统将支持各种各样的用例和各种各样的部署场景。5g将包含当今4g网络的演进以及新的全球标准化无线电接入技术(被称为“新无线电”(nr))的增加。

各种各样的部署场景包括在低频(数百mhz)(类似于当今的lte)以及非常高的频率(数十ghz的mm波)两者下的部署。在高频下，传播特征使得实现良好的覆盖具有挑战性。覆盖问题的一种解决方案是采用波束成形(例如，高增益波束成形)来实现令人满意的链路预算。

波束成形(又称为预编码)是未来无线电通信系统中的重要技术。它可以通过以下方式来提高性能：增加接收信号强度，从而改进覆盖，以及减少不必要的干扰，从而提高容量。可以在发射机和接收机两者中应用波束成形。

在发射机中，波束成形涉及配置发射机以在特定方向(或几个方向)而不是在其它方向上发送信号。在接收机中，波束成形涉及配置接收机以从特定方向(或几个方向)而不是从其它方向接收信号。当针对给定通信链路在发射机和接收机两者中应用波束成形时，由发射机用于向接收机发送信号的波束与由接收机用于接收信号的波束的合并被称为波束对链路(bpl)。通常，波束成形增益与所使用的波束的宽度相关：相对窄的波束比更宽的波束提供更多的增益。可以基于互易性假设，单独或联合地针对下行链路(dl)和上行链路(ul)定义bpl。

对于波束成形的更具体的描述，通常讨论波束成形权重而不是波束。在发送侧，要发送的信号在被分配给单独天线单元之前被与波束成形权重(例如，复常数)相乘。对于每个天线单元具有单独的波束成形权重，这允许如果给出固定天线阵列，则最大自由地对发送波束进行成形。相应地，在接收侧，在合并信号之前，将来自每个天线单元的接收信号分别与波束成形权重相乘。但是，在本文的上下文中，如果采用指向特定物理方向的波束的稍微简化的概念，则更容易理解描述。

波束成形通常需要某种形式的波束管理，例如波束搜索、波束细化、和/或波束跟踪，以确定要用于两个单元之间的通信的ul和/或dl发送(tx)和接收(rx)波束。通常，这两个单元是无线电接入网络(ran)发送和接收点(trp)(例如，基站)以及用户设备(ue)(即，能够与trp进行无线通信的设备，例如智能电话、平板计算机、传感器、智能家电(或其它物联网(iot)设备)等)。

通常，波束搜索用于发现和维护bpl。预计网络使用对用于波束管理的下行链路参考信号(例如信道状态信息(csi)参考信号(csi-rs))的测量来发现和监视bpl。用于波束管理的csi-rs可以被周期性、半持久性或非周期性地(例如被事件触发)发送，并且它们可以在多个ue之间共享或者是ue特定的。为了寻找合适的trptx波束，trp在不同的trptx波束(ue针对这些波束执行参考信号接收功率(rsrp)测量)中发送csi-rs以产生csi-rsrp值(如本领域中公知的)，并且回报n个最佳trptx波束(其中n的值可以由网络配置)。此外，可以重复给定trptx波束上的csi-rs发送以允许ue评估合适的uerx波束，因此实现所谓的uerx波束训练。trp可以通过发送波束训练配置来与ue建立波束训练过程。

预计多用户多输入多输出(mu-mimo)将成为5g中的关键技术组件。mu-mimo的目的是在相同的时间、频率以及码资源中同时服务多个ue，并且以这种方式增加系统的容量。预期ue处的适当波束成形设置可以大大提高mu-mimo的性能。

技术实现要素：

在常规uerx波束训练期间，预计将通过选择以下rx波束来确定uerx波束：该rx波束相对于发送到ue(例如，使用针对ue选择的trptx波束发送到ue)的rx波束训练参考信号产生最高rsrp测量。但是，对于mu-mimo，仅基于参考信号的rsrp来选择uerx波束可能是次优的，因为在mu-mimo中，用户间干扰可能相当大。因此，对于第一ue，有利的是不仅考虑波束训练参考信号的功率等级，而且还考虑由发送到第二ue(例如，与第一ue相邻的ue)的参考信号导致的干扰。

因此，在此提出配置ue，以使得ue不仅基于使用第一tx波束发送的第一参考信号(rs1)的测量而且还基于使用第二tx波束发送的第二参考信号(rs2)的测量来选择uerx波束。例如，可以向ue提供“干扰”信息，该干扰信息指示ue应该视为干扰的一个或多个参考信号。这些建议的优势在于，不仅可以基于最大化接收功率而且还可以通过考虑所预测的干扰来确定uerx波束，这能够导致更高的服务质量和/或更高的吞吐量。

因此，在一个方面，提供一种由ue执行的用于波束管理的方法。所述方法包括：在第一时段内，所述ue使用第一rx波束来接收两个参考信号(rs1和rs2)，其中，在所述第一时段内，第一tx波束用于发送rs1，第二tx波束用于发送rs2。所述方法进一步包括：在第二时段内，所述ue使用第二rx波束来接收rs1和rs2，其中，在所述第二时段内，所述第一tx波束用于发送rs1，所述第二tx波束用于发送rs2。所述方法进一步包括：产生指示使用所述第一rx波束接收的rs1的功率的第一功率值(p1)；产生指示使用所述第一rx波束接收的rs2的功率的第二功率值(p2)；使用p1和p2作为计算的输入来计算第一值(v1)；以及使用所计算的第一值(v1)从一组候选rx波束中选择rx波束，其中，所述一组候选rx波束包括所述第一rx波束。

在某些实施例中，所述方法进一步包括：产生指示使用所述第二rx波束接收的rs1的功率的第三功率值(p3)；产生指示使用所述第二rx波束接收的rs2的功率的第四功率值(p4)；使用p3和p4作为计算的输入来计算第二值(v2)；以及使用v1和v2两者从一组候选rx波束中选择rx波束，其中，所述一组候选rx波束进一步包括所述第二rx波束。在某些实施例中，由所述ue产生的所述功率值(p1-p4)是rsrp值。即，例如，ue通过确定rs1的rsrp来产生p1，以及通过确定rs2的rsrp来产生p2。

在某些实施例中，使用v1和v2两者从所述一组候选rx波束中选择rx波束包括：将v1与v2进行比较。在某些实施例中，计算v1包括计算v1＝p1/(p2+n1)，其中，n1是所确定的噪声值并且n1大于或等于零；以及计算v2包括计算v2＝p3/(p4+n2)，其中，n2是所确定的噪声值并且n2大于或等于零。即，在某些实施例中，v1和v2中的每一个是sinr值。

在某些实施例中，使用v1和v2两者从所述一组候选rx波束中选择rx波束包括：将v1与v2比较以确定哪一个更大；以及执行以下中的一者：i)作为确定v1大于v2的结果，选择所述第一rx波束，以及ii)作为确定v2大于v1的结果，选择所述第二rx波束。

在某些实施例中，所述方法进一步包括：所述ue接收由网络节点发送的消息，所述消息包括a)识别用于发送rs2的资源以及b)指示所述ue将rs2视为干扰信号的信息。所述消息可以进一步包括a)识别用于发送rs1的资源以及b)使得所述ue不将rs1视为干扰信号(例如，将rs1视为“所需”信号)的信息。所述消息可以是以下中的一者：i)使用物理下行链路控制信道(pddch)发送的下行链路控制信息(dci)消息，ii)无线电资源控制(rrc)消息，以及iii)媒体接入控制(mac)消息。

在某些实施例中，所述方法还包括：所述ue从本地存储单元获得a)识别用于发送rs2的资源以及b)指示所述ue将rs2视为干扰信号的信息。从所述本地存储单元获得的所述信息可以进一步包括a)识别用于发送rs1的资源以及b)使得所述ue不将rs1视为干扰信号的信息。

附图说明

在此包含并且形成本说明书的一部分的附图示出各种实施例。这些附图是：

图1示出根据一个实施例的系统；

图2示出rx波束训练过程；

图3是根据一个实施例的消息流程图；

图4是示出根据一个实施例的过程的流程图；

图5是根据一个实施例的ue的框图；

图6是示出根据一个实施例的ue的功能模块的图。

具体实施方式

图1示出根据一个示例性用例的系统100，该系统包括网络节点106(其也被称为trp106)，网络节点106与ue102和104进行无线通信并且向ue102和104提供对网络110(例如，因特网和/或其它网络)的接入。图1进一步示出被执行以便针对ue102和ue104中的每一个寻找合适的trptx波束的trptx波束训练过程。如图所示，在该过程期间，ue102/104分别采用宽波束191和192，以便尽可能产生全向覆盖，并且以这种方式提供不同trptx波束180的公平评估。

在已找到trptx波束之后，由ue102和ue104执行uerx波束训练过程，以使得每个ue选择合适的uerx波束。这在图2中示出。参考图2，网络节点106在针对ue102选择的trptx波束201中重复地发送参考信号(例如，csi-rs)，从而使ue102能够评估不同的uerx波束(例如，uerx波束211、212、以及213)。同样，对于ue104，网络节点106在针对ue104选择的trptx波束202中重复地发送参考信号(例如，csi-rs)，从而使ue104能够评估不同的uerx波束(例如，uerx波束221、222、以及223)。

在常规uerx波束训练过程中，ue仅基于接收参考信号功率的测量(例如，rsrp测量，如本领域中公知的)来确定哪个候选rx波束是最佳rx波束，并且因此选择指向网络节点106的uerx波束。具体地说，ue102将选择波束213，以及ue104将选择波束221。但是，这些选择的波束可能是次优的，因为在mu-mimo发送的情况下，它们可能比另一个候选波束更容易受到用户间干扰。

为了克服这个问题，网络节点106共同针对两个ue执行ue波束训练。即，例如，网络节点106在波束201上重复发送第一参考信号(rs1)，同时在波束102上发送第二参考信号(rs2)，并且每个ue被配置有信息，以使得ue102将rs2视为干扰，并且ue104将rs1视为干扰。rs1和rs2可以是相同或不同的参考信号，但它们使用不同的资源(例如，不同的子载波)来发送。

在这种情况下，每个ue102/104可以使用这两个参考信号(rs1和rs2)从一组候选rx波束中确定最佳uerx波束。例如，每个ue可以从两个trptx波束中选择产生最高估计sinr而不是仅产生最高rsrp的uerx波束，这能够提高mu-mimo性能。在这种场景中，ue102可以选择rx波束212作为最佳波束而不是波束213，ue104可以选择rx波束222而不是波束221。即，两个ue可以选择部分地远离网络节点的uerx波束以便减少用户间干扰。例如，当在与到网络节点106的trp的视线(los)方向不同的方向上存在强反射时，可能出现这种情况。

如上所述，每个相应的ue必须知道哪个(哪些)参考信号应该被视为干扰并且哪个(哪些)参考信号不应被视为干扰。在某些实施例中，这通过使网络节点106向ue102和104提供该信息来实现，如图3中所示。在其它实施例中，可以在ue中预配置该信息。

如图3中所示，网络节点106针对每个ue确定波束扫描配置。接下来，网络节点106向ue102发送第一波束扫描配置消息(“波束扫描配置1”)，其包含指示ue102应该将两个参考信号(rs1和rs2)中的哪一个视为干扰并且不应将哪一个视为干扰的信息；以及还向ue104发送第二波束扫描配置消息(“波束扫描配置2”)，其包含指示ue104应该将两个参考信号中的哪一个视为干扰并且不应将哪一个视为干扰的信息。即，例如，第一波束扫描配置消息包括a)识别用于发送rs2的资源(例如，用于发送rs2的一个或多个资源元素(re))以及b)使得ue102将rs2视为干扰信号的信息，第二波束扫描配置消息包括a)识别用于发送rs1的资源以及b)使得ue104将rs1视为干扰信号的信息。

每个波束扫描配置消息还可以包含有关这两个rs被重复多少次的信息，以便每个ue知道它可以评估多少个不同的uerx波束(即，因此每个ue可以确定应该包括在一组候选rx波束中的uerx波束的数量)。

在下一个步骤中，根据波束扫描配置，网络节点106同时发送两个rs(例如，可以在同一子帧、时隙或符号中发送两个rs)，并且每个ue执行它的uerx波束扫描。在uerx波束扫描期间，每个ue评估包括在该组候选波束中的每个rx波束。在这种场景中，当ue评估rx波束时，ue针对两个发送的rs(rs1和rs2)执行测量(例如，功率测量)，并且使用这两个功率测量来计算值(例如，sinr值)，然后将该值分配给正在被评估的rx波束。在评估了所有候选rx波束之后，选择“最佳”rx波束。例如，ue比较分配给每个rx波束的值，并且选择具有最高分配值的rx波束(例如，产生最高sinr的rx波束)。在可选步骤中，ue向网络节点106信令发送回所选uerx波束的信道状态信息(csi)。基于该csi，网络节点可以针对即将到来的mu-mimo发送而确定调制和编码方案(mcs)、秩等。

图4是示出根据某些实施例的由ue102执行的过程400的流程图。在某些实施例中，过程400可以开始于步骤s402，这是可选步骤，其中ue102i)接收消息，该消息包括a)识别用于发送rs2的资源以及b)使得ue102将rs2视为干扰信号的信息；或者ii)从本地存储单元中取得这种信息。在某些实施例中，在步骤s402中获得的信息进一步包括a)识别用于发送rs1的资源以及b)使得ue102不将rs1视为干扰信号(即，ue102将rs1视为波束训练参考信号)的信息。在其中ue102接收包括该信息的消息的某些实施例中，该消息可以是以下中的一者：i)使用物理下行链路控制信道(pdcch)发送的第一下行链路控制信息(dci)消息，ii)第一无线电资源控制(rrc)消息，以及iii)第一媒体接入控制(mac)消息。

在步骤s404中，在第一时段内，ue102使用第一rx波束来接收rs2和rs1，其中在第一时段内，第一tx波束用于发送rs1，第二tx波束用于发送rs2。接下来(步骤s406)，在第二时段内，ue102使用第二rx波束来接收rs2和rs1，其中在第二时段内，第一tx波束用于发送rs1，第二tx波束用于发送rs2。在步骤s408中，ue102产生指示使用第一rx波束接收的rs1的功率的第一功率值(p1)，以及进一步产生指示使用第一rx波束接收的rs2的功率的第二功率值(p2)。在步骤s410中，ue102使用p1和p2作为计算的输入来计算第一值(v1)。在步骤s416中，ue102从一组候选rx波束中选择rx波束，其中该组候选rx波束包括第一rx波束。在该实施例中，在步骤s416中，ue102至少使用v1从一组候选rx波束中选择rx波束。

在某些实施例中，过程400进一步包括：ue102产生指示使用第二rx波束接收的rs1的功率的第三功率值(p3)以及指示使用第二rx波束接收的rs2的功率的第四功率值(p4)(步骤s412)；以及ue102使用p3和p4作为计算的输入来计算第二值(v2)(步骤s414)。在该实施例中，在步骤s416中，ue102使用v1和v2两者从该组候选rx波束中选择rx波束，其中该组候选rx波束进一步包括第二rx波束。在某些实施例中，使用v1和v2两者从一组候选rx波束中选择rx波束包括将v1与v2进行比较。在某些实施例中，由ue102产生的功率值(p1-p4)是rsrp值。即，例如，ue102通过确定rs1的rsrp来产生p1，以及通过确定rs2的rsrp来产生p2。

在某些实施例中，计算v1包括计算v1＝p1/(p2+n1)，其中n1是所确定的噪声值并且n1大于或等于零；以及计算v2包括计算v2＝p3/(p4+n2)，其中n2是所确定的噪声值并且n2大于或等于零。即，在某些实施例中，v1和v2中的每一个是sinr值。

在某些实施例中，使用v1和v2两者从一组候选rx波束中选择rx波束包括：将v1与v2进行比较以确定哪一个更大；以及执行以下中的一者：i)作为确定v1大于v2的结果，选择第一rx波束，以及ii)作为确定v2大于v1的结果，选择第二rx波束。

图5是根据某些实施例的ue102的框图。如图5中所示，ue102可以包括：数据处理装置(dpa)502，其可以包括一个或多个处理器(p)555(例如，通用微处理器和/或一个或多个其它处理器，例如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等)；网络接口548，其包括发射机(tx)545和接收机(rx)547，以便使网络节点能够向连接到网络110(例如，网际协议(ip)网络，其连接到网络接口548)的其它节点发送数据以及从其它节点接收数据；电路503(例如，无线电收发机电路)，其耦合到天线系统504以便与ue进行无线通信；以及本地存储单元(又称为“数据存储系统”)508，其可以包括一个或多个非易失性存储设备和/或一个或多个易失性存储设备(例如，随机存取存储器(ram))。在dpa502包括通用微处理器的实施例中，可以提供计算机程序产品(cpp)541。cpp541包括计算机可读介质(crm)542，其存储包括计算机可读指令(cri)544的计算机程序(cp)543。crm542可以是非瞬时性计算机可读介质，例如但不限于磁介质(例如，硬盘)、光介质、存储设备(例如，随机存取存储器)等。在某些实施例中，配置计算机程序543的cri544以使得当由数据处理装置502执行时，cri使得ue102执行在此描述的步骤(例如，在此参考流程图和/或消息流程图描述的步骤)。在其它实施例中，ue102可以被配置为在不需要代码的情况下执行在此描述的步骤。即，例如，dpa502可以仅包括一个或多个asic。因此，可以以硬件和/或软件来实现在此描述的实施例的特性。

图6是示出根据某些实施例的ue102的功能模块的图。如图6中所示，ue102包括接收模块602，其被配置为采用第一rx波束来接收rs1和rs2两者，其中第一tx波束用于发送rs1，第二tx波束用于发送rs2。ue102进一步包括功率值产生模块604，其被配置为产生i)指示使用第一rx波束接收的rs1的功率的第一功率值(p1)，以及ii)指示使用第一rx波束接收的rs2的功率的第二功率值(p2)。ue102还包括计算模块606，其被配置为使用p1和p2作为计算的输入来计算第一值(v1)。ue102进一步包括rx波束选择模块608，其被配置为使用所计算的第一值(v1)从一组候选rx波束中选择rx波束，其中该组候选rx波束包括第一rx波束。

尽管在此描述了本公开的各种实施例，但应该理解，它们仅通过示例的方式提供而非限制。因此，本公开的广度和范围不应受上述任何示例性实施例的限制。此外，除非在此另外指明或者另外明显与上下文矛盾，否则本公开包含上述元素在其所有可能变型中的任何组合。

此外，尽管在上面描述并且在附图中示出的过程被示出为一系列步骤，但这仅为了说明。因此，构想可以添加某些步骤，可以省略某些步骤，可以重新安排步骤的顺序，以及可以并行执行某些步骤。