用于触发多波束系统的波束故障恢复过程的方法和设备与流程

本公开涉及一种用于在多波束系统中触发bfr过程的方法和终端。

背景技术：

3gppnr(新无线电)的工作项(wi)旨在提供满足5g要求的nr系统。在3gppnr中，采用基于混合波束成形的多波束操作来提高系统性能。为了实现多波束操作，需要精心设计ra过程的物理随机接入信道(prach)和消息。

技术实现要素：

技术问题

一个示例性实施例提供了一种用于在多波束系统中由终端来触发bfr过程的方法。

另一个示例性实施例提供了一种在多波束系统中触发bfr过程的终端。

技术方案

根据一个示例性实施例，提供了一种用于在多波束系统中由终端来触发波束故障恢复(bfr)过程的方法。该方法包括：监视与基站的无线电链路以检测波束故障；识别基站处的候选发送波束；以及在识别到候选发送波束时，向基站发送bfr请求。

监视与基站的无线电链路以检测波束故障可以包括：将来自基站的参考信号的接收功率的强度与预定阈值进行比较；以及当参考信号的接收功率的强度低于预定阈值预定持续时间时，确定已发生波束故障。

参考信号可以包括：信道状态信息-参考信号(csi-rs)、或包括同步信号和物理广播信道的解调参考信号的同步信号块(ssb)中的至少一个参考信号。

识别基站的候选发送波束可以包括：基于从基站接收的信道状态信息-参考信号(csi-rs)的参考信号接收功率(rsrp)来识别候选发送波束，以及当识别到候选发送波束时向基站发送bfr请求可以包括：当基于csi-rs的rsrp识别到候选发送波束时，通过与csi-rs相关联的物理随机接入信道(prach)向基站发送bfr请求。

该方法还可以包括：当通过csi-rs的rsrp未识别到基站处的候选发送波束时，基于从基站接收到的同步信号块(ssb)中的参考信号的rsrp来识别候选发送波束；以及当基于ssb中的参考信号的rsrp识别到候选发送波束时，向基站发送bfr请求。

当基于ssb中的参考信号的rsrp识别到候选发送波束时向基站发送bfr请求可以包括：通过与利用其识别到候选发送波束的ssb相关联的物理随机接入信道来发送bfr请求。

该方法还可以包括：当基于csi-rs的rsrp和ssb中的参考信号的rsrp未识别到基站处的候选发送波束时，在设置成测量rlf的失步(oos)的定时器到期之后，触发与基站的无线电链路的无线电链路故障(rlf)过程。

bfr请求可以包括终端的id和关于候选发送波束的信息。

终端的id可以对应于用于生成bfr请求的序列的索引。

关于候选发送波束的信息可以包括用于指示候选发送波束是否存在的信息。

根据另一个示例性实施例，提供了一种用于在多波束系统中触发波束故障恢复(bfr)过程的终端。该终端包括：处理器、存储器和射频(rf)单元，其中，处理器执行存储器中所包括的程序以执行：监视与基站的无线电链路以检测波束故障；识别基站处的候选发送波束；以及当识别到候选发送波束时，向基站发送bfr请求。

当处理器执行监视与基站的无线电链路以检测波束故障时，处理器可以执行程序以执行：将来自基站的参考信号的接收功率的强度与预定阈值进行比较；以及当参考信号的接收功率的强度低于预定阈值预定持续时间时，确定已发生波束故障。

参考信号可以包括：信道状态信息-参考信号(csi-rs)、或包括同步信号和物理广播信道的解调参考信号的同步信号块(ssb)中的至少一个参考信号。

当处理器执行识别基站的候选发送波束时，处理器可以执行程序以执行：基于从基站接收到的信道状态信息-参考信号(csi-rs)的参考信号接收功率(rsrp)来识别候选发送波束，以及当处理器执行向基站发送bfr请求时，处理器可以执行程序以执行：当基于csi-rs的rsrp识别到候选发送波束时，通过与csi-rs相关联的物理随机接入信道(prach)向基站发送bfr请求。

所述处理器可以执行程序以进一步执行：当通过csi-rs的rsrp未识别到基站处的候选发送波束时，基于从基站接收到的同步信号块(ssb)中的参考信号的rsrp来识别候选发送波束；以及当基于ssb中的参考信号的rsrp识别到候选发送波束时，向基站发送bfr请求。

当在基于ssb中的参考信号的rsrp识别到候选发送波束时处理器执行向基站发送bfr请求时，处理器可以执行程序以执行：通过与利用其识别到候选发送波束的ssb相关联的物理随机接入信道来发送bfr请求。

处理器可以执行程序以进一步执行：当基于csi-rs的rsrp和ssb中的参考信号的rsrp未识别到基站处的候选发送波束时，在设置成测量rlf的失步(oos)的定时器到期之后，触发与基站的无线电链路的无线电链路故障(rlf)过程。

bfr请求可以包括终端的id和关于候选发送波束的信息。

终端的id可以对应于用于生成bfr请求的序列的索引。

关于候选发送波束的信息可以包括用于指示候选发送波束是否存在的信息。

有益效果

提供了一种适用于3gppnr的多波束系统的bfr过程的触发方法。此外，提供了一种用于触发适用于包括高速列车(hst)场景的未来第五代通信系统的bfr过程的方法。

附图说明

图1是示出根据一个示例性实施例的基于csi-rs的bfr过程的流程图。

图2是示出根据另一示例性实施例的基于csi-rs和ssb的bfr过程的流程图。

图3是示出根据一个示例性实施例的hst系统的多波束操作的示意图。

图4是示出根据一个示例性实施例的在te视角中的期望ssb定时与检测到的ssb定时之间的定时差的示意图。

图5是示出根据一个示例性实施例的服务bbu的ssb定时和目标bbu的ssb定时的示意图。

图6是示出根据一个示例性实施例的无线通信系统的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，以使本领域技术人员可以容易地实践本发明。然而，本发明可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文描述的实施例。在附图中，为了清楚地描述本发明，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相似的附图标记将用于描述相似的部分。在整个说明书中，终端设备(te)可以称为用户设备(ue)、终端、移动站(ms)、移动终端(mt)、高级移动站(ams)、高可靠性移动站(hr-ms)、订户站(ss)、便携式订户站(pss)、接入终端(at)、机器型通信设备(mtc设备)等，并且还可以包括ms、mt、ams、hr-ms、ss、pss、at、ue、mtc设备等的全部功能或一些功能。此外，gnodeb(gnb)可以指基站(bs)、高级基站(abs)、高可靠性基站(hr-bs)、节点b、演进型节点b(enb)、接入点(ap)、无线电接入站(ras)、基站收发站(bts)、移动多跳中继(mmr)-bs、用作基站的中继站(rs)、用作基站的中继节点(rn)、用作基站的高级中继站(rs)、用作基站的高可靠性中继站(hr-rs)、小型基站(毫微微基站(femtobs)、家庭节点b(hnb)、家庭enodeb(henb)、微微基站(picobs)、宏基站(macrobs)、微基站(microbs)等)等等，并且可以还包括abs、hr-bs、节点b、enodeb、ap、ras、bts、mmr-bs、rs、rn、ars、hr-rs、小型基站等的全部功能或部分功能。

本说明书中使用的术语遵循在3gppnr中定义的术语以及由3gpp发布的与nr相关的报告和规范中描述的术语。单波束操作可以被认为是多波束操作的特例，并且本公开也可以应用于单波束系统。本公开以3gppnr系统为例，以多波束操作为重点来描述。

在3gppnr的prach中，不同于常规prach用例，即包括ue在无线电资源控制(rrc)connected模式下的移交和ue在rrcidle模式下的初始接入(ia)或寻呼，在nr-prach中采用了一种用于发送波束故障恢复(bfr)请求的新用例。用于发送bfr请求的新信道是基于常规prach的基于竞争的信道，其中该新信道的资源与其他prach发送资源正交。当检测到波束故障时，ue可以在rrcconnected模式下发送bfr请求。

图1是示出根据一个示例性实施例的基于csi-rs的bfr过程的流程图，并且图2是示出根据另一示例性实施例的基于csi-rs和ssb的bfr过程的流程图。

根据本公开的示例性实施例的bfr过程可以包括波束故障检测和bfr触发条件。此外，示例性实施例中所示的bfr过程可以包括基站处的候选发送波束识别、bfr请求发送/重发、以及由ue监视的bfr请求响应。

在下文中，参考图1和图2描述波束故障检测和bfr触发条件。

参考图1，为了检测波束故障，ue监视无线电链路以确定是否满足bfr触发条件(s110)。ue可以利用参考信号(rs)来监视无线电链路。用于波束故障检测的rs可以是包括同步信号(ss)和物理广播信道(pbch)的解调参考信号(dmrs)的同步信号块(ssb)中的所有rs或某些rs。另外，用于波束故障检测的rs可以是出于波束管理目的而配置在ue中的信道状态信息-rs(csi-rs)。本公开中用于波束故障检测的rs可以是ssb中的rs、csi-rs、或者ssb中的rs和csi-rs。下面描述用于触发bfr过程的两个条件。

条件1：ue确定由该ue测量的参考信号的接收功率的强度是否低于预定阈值预定持续时间(s120)。

条件1等效于与一些特定信道的计算出的错误率有关的某些性能度量的情况。例如，基于pbch-dmrs的接收功率，可以估计pbch的错误率。当ue确定估计的错误率是不可接受时，ue可以确定满足条件1。对于其他物理信道的等效性能度量的类似估计或计算可以应用于条件1。在本公开中，rs的接收功率被用作示例进行说明。

条件2：ue确定是否识别到基站处的候选发送波束(s130)。

条件1是用于ue检测波束故障，并且条件2是用以由ue触发bfr过程而对条件1的附加要求。即，当满足条件1时检测到波束故障，但是仅当同时满足条件1和条件2时，ue才可以将bfr请求发送给基站以触发bfr过程(s140)。因此，即使检测到波束故障，除非ue识别到候选发送波束，否则也不会触发bfr过程。在这种情况下，ue将检测到失步(oos，outofsynchronization，失同步)，然后ue可以继续监视无线电链路质量，并在满足无线电链路故障(rlf)触发条件时触发rlf。一旦满足了用于触发bfr过程的两个条件，即使定时器n310或t310正在进行中，ue也可以执行bfr过程以恢复无线电链路。该操作可以使ue停止与rlf相关联的定时器，并且减少由于无线链路问题而导致的ue中断时间。

ue可以通过以下方式识别在基站处是否存在候选发送波束。在诸如nr的多波束系统中，在基站处在所有发送波束方向上发送ssb，并且可以在发送波束的子集中发送csi-rs作为ue特定的rs。因此，在本公开中，由网络配置的ue特定的csi-rs可以用作用于候选发送波束识别的主rs，并且ssb中的rs可以用作用于候选发送波束识别的辅(补充)rs。

参考图2，当ue监视无线电链路(s210)并且检测到波束故障(即，满足条件1)时(s220)，ue可以通过测量csi-rs的参考信号接收功率(rsrp)来识别基站处的候选发送波束(候选波束识别)(s230)。例如，当csi-rs的rsrp大于预定阈值时，ue可以完成候选波束识别。当ue基于csi-rs检测到候选发送波束时，ue向基站发送用以触发bfr过程的bfr请求(s250)。但是，ue可能无法基于csi-rs来识别候选发送波束。例如，发送波束的具有csi-rs的所配置的子集可能被阻挡。在这种情况下，ue可以具有两个选项。

选项1：由于不满足用于bfr触发的条件1，所以ue可以继续监视无线电链路质量，而不触发bfr过程。

选项2：由于ssb是在所有发送波束方向上发送的，所以ue可以尝试基于ssb中的rs的rsrp测量而不是csi-rs来检测候选发送波束。

在选项1的情况下的ue行为可以触发rlf，而在选项2的情况下的ue行为可以触发bfr过程。原因是，即使发送波束的具有所配置的csi-rs的子集中的所有波束方向都被阻挡，某些其他波束方向可能仍对ue有效。当ue不能基于csi-rs识别候选发送波束时，ue可以尝试基于ssb来检测候选发送波束(s240)。因此，根据图2，相对于图1，可以降低rlf被触发的概率。

根据示例性实施例，bfr请求可以在被发送之后被重发。bfr请求可以包括用于ue识别(例如，ueid)的信息以及与基站处的候选发送波束相关联的信息。可以在类似于物理随机接入信道(prach)的信道上发送bfr请求，并且常规prach的前导码格式可以被再用作bfr请求的格式。为了简化说明，将用于发送bfr请求的信道称为新prach。常规的前导码格式和前导码序列可以再用于该bfr请求。为了携带ueid信息，可以使用用于生成bfr请求的序列的索引(即，用于生成bfr请求的序列的索引对应于ueid)。即，基站可以基于在bfr请求生成时使用的序列的索引来识别ue。关于候选发送波束的信息存在两个选项。

选项1：ue可以通过bfr请求来报告是否存在候选发送波束。

选项2：ue可以通过bfr请求而向基站报告一个或多个候选发送波束。

在选项1中，可以通过划分包括频率/时间/序列资源的新prach来携带用于指示是否存在候选发送波束的1比特信息。例如，该新prach的用于bfr请求的不同序列组或不同频率/时间资源可以用作指示是否存在候选发送波束的信息。在选项2中，ssb和新prach资源之间的关联可以用于携带候选发送波束信息。例如，一个或多个ssb可以与包括频率/时间/序列资源的新prach资源的子集相关联。基于该关联，ue可以选择与检测到的ssb相对应的新prach资源(或新prach的子集)作为候选发送波束，并使用所选择的新prach来发送bfr请求。结果，基站可以基于ue的bfr请求被发送所通过的新prach资源来识别由ue报告的候选发送波束。当ue基于csi-rs和新prach资源之间的关联来报告候选发送波束信息时，也可以应用类似的方案。在这种情况下，ssb可以与csi-rs准共位。为了减少由于波束故障引起的中断时间，在从基站接收到针对bfr请求的响应之前，ue可以在不同的ue发送波束上发送多个bfr请求。对于bfr请求重发，网络可以配置针对特定ue所允许的最大重发次数。

同时，对于由ue监视的针对bfr请求的bfr响应如下。

1.当ue向基站报告基站处存在候选发送波束时，基站可以通过所有波束方向(配置给ue的所有波束方向)或通过发送波束扫描(tx波束扫描)向ue发送bfr响应，以确保ue接收到bfr响应。

2.当ue向基站报告准确的候选发送波束时，基站可以通过由ue报告的准确候选发送波束向ue发送bfr响应。例如，ue可以在bfr请求内向基站报告一个最佳候选发送波束，并且基站可以通过由ue报告的该发送波束来发送bfr响应。

3.当ue向基站报告多个候选发送波束时，基站可以通过所报告的多个候选发送波束的波束扫描来向ue发送bfr响应。可替选地，基站可以使用由ue报告的多个候选发送波束之中的最佳发送波束来向ue发送bfr响应。为了使基站选择最佳波束，可能另外需要多个候选发送波束的波束质量信息。

图3是示出根据一个示例性实施例的hst系统的多波束操作的示意图。

参考图3，沿着铁路布置有多个远程无线电头端(rrh)1101至110m，并且m个rrh1101至110m连接到第i基带单元(bbu)100i。在图3中，火车10沿着铁路从左向右移动，并且可以利用多个波束与每个rrh进行通信。火车10包括操作为移动中继的车载终端设备(te)。车载te可以在车载te和地面基站(bs)之间载送数据，并且可以被视为单个ue。地面bs可以包括bbu和连接到bbu的多个rrh。在te和rrh中可以使用定向天线。在每个rrh中，可以利用诸如平板天线的定向天线所执行的波束成形来生成n个波束。

在本公开中，波束宽度可以随着波束指数的增加而变宽。例如，波束1的波束宽度比波束2的波束宽度窄，而波束n的波束宽度最宽。为了减少频繁波束切换的需要，可以为不同的波束指数分配具有不同波束宽度的波束。当火车10朝着服务rrh移动时，考虑减小路径损耗，这也是合理的分配。在这种情况下，较宽的波束宽度可能比较高的波束成形增益更重要。

在图3中，当te尝试初始接入网络时，te可以接收在不同rrh的tx波束上发送的同步信号块(ssb)。在这种情况下，对于每个rrh的tx波束，可以发送一个或多个ssb。在图3中，由于所有rrh都连接到相同的bbu，所以可以将相同ssb时段内的ssb分配给多个rrh的不同发送波束。火车10的te可以假设所有rrh都处于空间准共位(qcl’ed)，并且来自不同rrh的所有tx波束都从同一位置发送。当火车10从一个rrh的覆盖范围移动到连接到相同bbu的另一个rrh的覆盖范围时，可以触发bfr过程以保持无线电链路，而不是传统的移交过程。此外，由于rrh之间的距离，火车10的te可以检测期望的ssb定时与检测到的ssb定时之间的定时差。当火车10向新的rrh的覆盖范围移动时，该定时差可以用于估计时间提前量(ta)。

图4是示出根据一个示例性实施例的在te视角中的期望ssb定时与检测到的ssb定时之间的定时差的示意图，并且图5是示出根据一个示例性实施例的服务bbu的ssb定时和目标bbu的ssb定时的示意图。

参考图4，火车10从rrh1向连接至相同bbu的rrhm移动。单个ssb在每个rrh的发送波束上被发送到火车10的te。火车10由rrh1的发送波束服务，然后由rrh2的发送波束服务，从而在ssbn和ssb(n+1)之间可能出现定时差。然而，由于te期望从每个rrh连续接收ssb，所以期望的ssb定时和检测到的ssb定时之间可能存在定时差。

当火车10从一个bbu的覆盖范围移动到下一个bbu的覆盖范围时，可以不执行bfr过程并且可以执行移交过程。如图3所示，当te正在通过rrhm的发送波束n接收服务时，te可以执行到达下一个bbu的移交。此时，即使bbui可以在rrhm的所有tx波束上发送ssb，te也只能检测到rrhm的波束n发送的第n个ssb。如果bbu(i+1)与bbui同步，则te可以在图5所示的定时处检测到来自bbu(i+1)的ssb1。在这种情况下，bbu(i+1)的ssb1定时与服务bbui的ssb定时不重叠。即，te可以无干扰地检测服务小区的ssb和目标小区的ssb。因此，可以将3gpplte系统的移交过程应用于图3的火车10执行从bbui到bbu(i+1)的移交时。

图6是示出根据一个示例性实施例的无线通信系统的框图。参考图6，根据示例性实施例的无线通信系统包括基站(bs)610和用户设备(ue)620。bs610包括处理器611、存储器612和射频单元(rf单元)613。存储器612可以连接到处理器611，以存储用于驱动处理器611的各条信息或由处理器611执行的至少一个程序。射频单元613可以连接到处理器611以发送/接收无线信号。处理器611可以实现由示例性实施例提出的功能、过程或方法。在这种情况下，在根据示例性实施例的无线通信系统中，无线接口协议层可以由处理器611实现。根据示例性实施例的bs610的操作可以由处理器611实现。

ue620包括处理器621、存储器622和射频单元(rf单元)623。存储器622可以连接到处理器621以存储用于驱动处理器621的各条信息或由处理器621执行的至少一个程序。射频单元623可以连接到处理器621以发送/接收无线信号。处理器621可以实现由示例性实施例提出的功能、过程或方法。在这种情况下，在根据示例性实施例的无线通信系统中，无线接口协议层可以由处理器621实现。根据示例性实施例的ue620的操作可以由处理器621实现。

根据本公开的示例性实施例，存储器可以位于处理器的内部或外部，并且存储器可以通过已知的各种手段连接到处理器。存储器可以是各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器可以包括只读存储器(rom)或随机存取存储器(ram)。

尽管已经结合当前被认为是实际示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的实施例，相反，意图使其覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围之内的各种修改和等同布置。