用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的系统和方法与流程

本发明要求2017年10月24日递交的发明名称为“用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的系统和方法”的第15/791,968号美国非临时申请案的在先申请优先权，其又要求2017年2月3日递交的发明名称为“用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的系统和方法”的第62/454,391号美国临时申请案的在先申请优先权，这两份专利申请案的全部内容以引入的方式并入本文中。

本发明大体上涉及一种用于数字通信的系统和方法，并且在特定实施例中涉及一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的系统和方法。

背景技术：

在第五代(fifthgeneration，简称5g)新无线(newradio，简称nr)通信设备架构中，将使用波束成形传输和接收。与低频(lowfrequency，简称lf)通信系统相比，高频(highfrequency，简称hf)通信系统需要波束成形，以克服因这些高频出现严重路径损耗而导致的链路预算。

技术实现要素：

示例性实施例提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的系统和方法。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的方法。所述方法包括收发点(transmit-receivepoint，简称trp)从用户设备(userequipment，简称ue)接收波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)报告；所述trp根据所述bhr向所述ue发送波束改变指示。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统(包括ue和trp)中进行波束适配的方法。所述方法包括：所述ue基于ue最大波束成形增益和所述ue与所述trp之间的ue波束的波束成形增益确定波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)；所述ue向所述trp发送所述bhr；所述ue从所述trp接收波束适配指示。

根据一示例性实施例，其中所述向所述trp发送所述bhr包括：所述ue通过mac-ce或rrc消息向所述trp发送所述ue最大波束成形增益；所述ue通过mac-ce或rrc消息或pucch发送所述ue与所述trp之间的所述ue波束的所述波束成形增益。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的方法。所述方法包括trp确定bhr，所述trp向ue发送bhr指示，以及所述trp从所述ue接收波束改变建议。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统(包括ue和trp)中进行波束适配的方法。所述方法包括：基于trp最大波束成形增益和所述trp与所述ue之间的trp波束的波束形成增益确定波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)；所述trp向所述ue发送所述bhr；所述trp从所述ue接收波束适配建议。

在所述示例性实施例的一种可能的实现方式中，所述向所述ue发送所述bhr包括：所述ttp通过mac-ce或rrc消息向所述ue发送所述trp最大波束成形增益；所述trp通过mac-ce或rrc消息或pdcch发送所述trp与所述ue之间的所述trp波束的所述波束成形增益。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的方法。所述方法包括ue确定bhr，所述ue根据所述bhr向trp发送所述bhr，以及所述ue从所述trp接收波束改变指示。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的方法。所述方法包括trp从ue接收波束类型集报告；所述trp根据所述波束类型集报告向所述ue发送波束改变指示。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的方法。所述方法包括ue向trp发送波束类型集报告；所述ue从所述trp接收波束改变指示。

根据一示例性实施例，提供了一种用于在基于波束的通信系统中进行波束适配的方法。所述方法包括ue从trp接收波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)指示；所述ue根据所述bhr指示所指示的bhr向所述trp发送波束改变建议。

根据一示例性实施例，提供了基于波束的通信系统中的ue。所述ue包括：存储器，存储指令；一个或多个处理器，与所述存储器通信，其中，所述一个或多个处理器执行以下指令：基于ue最大波束成形增益和所述ue与收发点(transmit-receivepoint，简称trp)之间的ue波束的波束成形增益确定波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)；向所述trp发送所述bhr；从所述trp接收波束适配指示。

在所述示例性实施例的一种可能的实现方式中，所述bhr是所述ue最大波束成形增益和所述ue与所述trp之间的所述ue波束的所述波束成形增益之间的差值。在媒体接入控制-控制元素(mediumaccesscontrol-controlelement，简称mac-ce)、无线资源控制(radioresourcecontrol，简称rrc)消息或物理上行控制信道(physicaluplinkcontrolchannel，简称pucch)中指示所述差值。

根据一示例性实施例，提供了基于波束的通信系统中的trp。所述trp包括：存储器，存储指令；一个或多个处理器，与所述存储器通信，其中，所述一个或多个处理器执行以下指令：所述trp基于trp最大波束成形增益和所述trp与所述ue之间的trp波束的波束形成增益确定波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)；所述trp向所述ue发送所述bhr；所述trp从所述ue接收波束适配建议。

在所述示例性实施例的一种可能的实现方式中，所述bhr是所述trp最大波束成形增益和所述trp与所述ue之间的所述trp波束的所述波束成形增益之间的差值。在mac-ce、rrc消息或物理下行控制信道(physicaluplinkcontrolchannel，简称pdcch)中指示所述差值。

上述实施例的实践可以通过动态适配波束，以满足不断变化的操作环境、服务要求和用户场景，从而获得最佳性能。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性通信系统；

图2a示出了根据本文描述的示例性实施例的trp使用uebhr执行波束适配时所述trp中发生的示例性操作200的流程图；

图2b示出了根据本文描述的示例性实施例的mac控制元素的示例；

图2c示出了根据本文描述的示例性实施例的mac控制元素的另一示例；

图2d示出了根据本文描述的示例性实施例的rrc消息的示例；

图2e示出了根据本文描述的示例性实施例的rrc消息的另一示例；

图3a示出了根据本文描述的示例性实施例的trp使用trpbhr执行波束适配时所述trp中发生的示例性操作250的流程图；

图3b示出了根据本文描述的示例性实施例的ue使用uebhr执行波束适配时所述ue中发生的示例性操作300的流程图；

图3c示出了根据本文描述的示例性实施例的ue使用trpbhr执行波束适配时所述ue中发生的示例性操作350的流程图；

图4示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性通信系统；

图5a和图5b示出了本发明提供的可以实现方法和启示的示例设备；

图6是计算系统的方框图，该计算系统可以用来实现本文公开的设备和方法。

具体实施方式

下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式。

图1示出了示例性通信系统100。所述信系统100包括接入节点105，所述接入节点105服务于多个用户设备(userequipment，简称ue)，例如ue110、112和114。在示例性操作模式下，用于ue的传输通过接入节点105。接入节点105为来往所述ue的传输分配波束成形资源。接入节点通常也称为演进型nodeb(evolvednodeb，简称enb)、基站、nodeb、gnodeb(gnb)、主enb(masterenb，简称menb)、辅助enb(secondaryenb，简称senb)、主gnb(mastergnb，简称mgnb)、辅助gnb(secondarygnb，简称sgnb)、远程射频头、接入点等。ue通常也可称为用户、移动、移动台、用户、终端等。可以理解，通信系统可以采用能够与多个ue进行通信的多个接入节点，但为了方便描述，仅示出了一个接入节点和五个ue。

如前文所述，人们认为在高频(highfrequency，简称hf)通信系统(例如，通信系统工作在6ghz以上，例如毫米波(mmwave)通信系统)中进行通信需要波束成形。但是，对于不同的操作环境、服务要求和用户场景，可首选具有不同特征(例如，波束宽度)的不同波束。一般来说，操作环境、服务要求和用户场景可能会随着时间的推移而发生变化。因此，在较长的时间内，波束特征的静态配置可能不会产生最佳性能。通过对所述波束特征进行更动态的波束适配，可以更好地利用基于波束的通信系统中的时间、频率和/或空间资源。因此，需要一种用于波束适配的系统和方法。可以根据报告或测量结果触发所述系统和方法。

在第三代合作伙伴计划(thirdgenerationpartnershipproject，简称3gpp)ran1#86会议中，商定了各种下行链路第1层和/或第2层波束管理程序。这些程序包括一个或多个收发点(transmit-receivepoint，简称trp)的程序。trp可包括但不限于访问节点105，如图1所示：

-程序-1(p-1)：用于在不同trp发射波束上启用ue测量，以支持trp发射波束和/或ue接收波束的选择，

*对于所述trp处的波束成形，通常包括从一组来自不同波束中扫描的trp内和/或trp间发射波束；

*对于所述ue处的波束成形，通常包括从一组来自不同波束中扫描的ue接收波束；

*trp发射波束和ue接收波束确定(联合或按序列)供进一步研究。

-p-2：用于在不同trp发射波束上启用ue测量，以便可以更改trp内和/或trp间发射波束。

*可能涉及比程序-1中的光束集更小的光束集进行光束细化；

*程序-2可以是程序-1的特殊情况。

-p-3：用于在相同trp发射波束上启用ue测量，以在所述ue使用波束成形的情况下改变所述ue接收波束。

在所述3gppran1#86bis会议上，一致认为5gnr中的上行波束管理待进一步研究，类似的程序定义为下行波束管理，详细信息待进一步研究。例如：

-上行链路-1(u-1)：用于在不同ue发射波束上启用trp测量，以支持选择ue发射波束和/或trp接收波束(应注意的是，这在所有情况下都不一定有用)。

-u-2：用于在不同trp接收波束上启用trp测量，以可以改变和/或选择trp间和/或trp内接收波束。

-u-3：用于在相同trp接收波束上启用trp测量，以在所述ue使用波束成形时改变所述ue发射波束。

当与所述3gppran1nr1月特别会议相关时，工作假设包括：

-nr支持至少一种用于上行传输的网络控制波束管理机制。

*详细信息待进一步研究(forfurtherstudy，简称ffs)，包括：

所述机制的信号(如有必要)

例如，探测参考信号(soundingreferencesignal，简称srs)、物理随机接入信道(physicalrandomaccesschannel，简称prach)、上行解调参考信号(uplinkdemodulationreferencesignal，简称dmrs)等。

*用于trp指示选定ue发射波束并配置ue波束扫描的方法和内容。

*波束对应状态的影响

例如，何时使用所述机制。

例如，程序(例如u-1、u-2和u-3)和基于波束对应的程序。

*ue能力报告

例如，能够模拟波束成形。

*考虑上行链路和下行链路来自同一trp和/或不同trp的情况。

*确定所述机制特别有用时的条件。

在所述3gppran1nr1月临时会议中，会议一致认为，对于波束对应的定义，确认了定义之前的工作假设。所述定义/术语是为了方便讨论。此外，详细的性能条件可高达3gppran4。工作假设包括所述trp和ue的发送/接收波束对应的定义，如下所示：

-如果至少满足以下一项要求，则在所述trp处发送/接收波束保持不变：

*所述trp能够根据所述ue在所述trp的一个或多个发射波束上的下行测量结果确定用于所述上行接收的trp接收波束。

*所述trp能够根据所述trp在所述trp的一个或多个接收波束上的上行测量结果确定用于所述下行传输的trp发射波束。

-如果至少满足以下一项要求，则在所述ue处发送/接收波束对应保持不变：

*所述ue能够基于所述ue在所述ue的一个或多个接收波束上的下行测量结果确定用于所述上行传输的ue发射波束。

*所述ue能够基于在ue的一个或多个发射波束上的上行链路测量来基于trp的指示来确定用于下行链路接收的ue接收波束。

-可能会介绍和讨论对定义的进一步细化。

应注意的是，对于不同的信道条件或用户场景，具有能力的trp和/或ue可以形成不同类型的波束，例如，具有不同的波束宽度、波束成形增益等。需要通知所述trp有关所述ue的波束成形能力。可能需要通知所述trp有关相关指标，以便在所述ue处正确决定是否触发波束类型改变。例如，在ue远离所述trp的情况下，所述ue的发射/接收波束可能需要从宽波束宽度切换到窄波束宽度，以获得更多的波束成形增益，从而弥补额外的路径损耗。作为另一例子，在ue正在从静止或低速移动性转变为相对高速移动性的情况下，更稳健的连接可优选更宽的波束宽度。所述trp还可以自主调整trp发射/接收波束，以应对操作环境的变化，例如信道条件、ue移动性等。trp和/或ue波束类型改变还可以触发上行和/或下行波束管理，以从所述trp和所述ue的角度对所述波束进行重新调整和/或细化。

应注意的是，由于所述高频传输存在所述严重路径损耗，波束成形增益在弥补高频传输中的链路预算方面起到重要作用。此外，为提供更高的波束成形增益，优选更窄的波束。另一方面，为了链路鲁棒性，优选宽波束，尤其是在移动性较高的情况下，例如trp与正在运动的ue通信时。

根据一示例性实施例，ue波束成形增益余量(beamforminggainheadroom，简称bhr)报告给所述trp，用于动态触发ue波束类型改变。所述uebhr的使用方式可以与上行功率控制中的功率余量(powerheadroom，简称phr)相似。所述uebhr与可能是活动波束对或候选波束对的特定波束对关联。所述uebhr基于ue最大波束成形增益和所述ue与所述trp之间的ue波束的波束成形增益来确定。所述ue与所述trp之间的所述ue波束与ue上行发射波束或ue下行接收波束相关联。所述uebhr可以定义为所述ue的最大波束成形增益和当前波束成形增益之间的差值，即：

uebhr＝ue最大波束成形增益

-当前波束成形增益。

如果在所述上行链路和所述下行链路中使用不同的ue波束类型，则所述uebhr可以差别用于下行波束对和上行波束对。用于所述上行波束的所述bhr包括ue最大发射波束成形增益和所述ue与所述trp之间的所述ue发射波束的波束成形增益之间的差值。用于所述下行波束的所述bhr包括ue最大接收波束成形增益和所述ue与所述trp之间的所述ue接收波束的波束成形增益之间的差值。在这种情况下，所述bhr可以共同用于上行波束和下行波束，其中ue始终使用相同的波束类型来发送和接收。或者，所述bhr可以差别用于所述上行波束和下行波束，其中ue发送和接收波束可使用不同的波束类型。所述uebhr可以定义为：

uebhruplink＝ue最大发射波束成形增益

-当前传输波束成形增益；

uebhrdownlink＝ue最大接收波束成形增益

-当前接收波束成形增益。

根据一示例性实施例，trp指示与ue的活动下行波束和/或上行波束对相关联的trpbhr(类似于所述uebhr，但由所述trp而非所述ue生成)可以基于所述trpbhr向所述trp提出关于所述trp中可能发生的波束类型改变的建议。所述trpbhr基于trp最大波束成形增益和所述trp与所述ue之间的trp波束的波束成形增益来确定。所述trp和所述ue之间的所述trp波束与trp下行发射波束或trp上行链路接收波束相关联。所述trpbhr可以定义为所述trp的最大波束成形增益和当前波束成形增益之间的差值，即：

trpbhr＝trp最大波束成形增益

-当前波束成形增益。

如果所述上行链路和所述下行链路中使用不同的波束类型，所述trpbhr可以差别用于下行波束对和上行波束对。用于所述上行波束的所述bhr包括trp最大接收波束成形增益和所述trp与所述ue之间所述trp接收波束的波束成形增益之间的差值。用于所述下行波束的所述bhr包括trp最大发射波束成形增益和所述trp与所述ue之间的所述trp发射波束的波束成形增益之间的差值。在这种情况下，所述bhr可以共同用于上行波束和下行波束，其中trp始终使用相同的波束类型来发送和接收。或者，所述bhr可以差别用于所述上行波束和所述下行波束，其中trp发送和接收波束可使用不同的波束类型。所述trpbhr可以定义为：

trpbhruplink＝trp最大接收波束成形增益

-当前接收波束成形增益；

trpbhrdownlink＝trp最大发射波束成形增益

-当前发射波束成形增益。

根据一示例性实施例，所述ue显式报告所述uebhr。在初始上行和/或下行波束管理后，所述ue将与活动波束对(正在使用的波束对)或候选波束对关联的uebhr报告给所述trp。或者，所述trp请求所述ue报告与指定波束对关联的uebhr。所述指定的波束对可以是所述活动的波束对，也可以不是所述活动的波束对。所述指定的波束对可以是上行波束对或下行波束对。

根据一示例性实施例，所述ue隐式报告所述uebhr。在初始接入中，所述ue报告最大发射和/或接收波束成形增益。在初始上行和/或下行波束管理后，所述ue报告所述发射和/或接收波束成形增益(例如，对于所述活动波束对)。或者，所述trp请求所述ue报告与指定波束对(上行链路和/或下行链路)相关联的发射和/或接收波束成形增益。所述指定的波束对可以是所述活动的波束对，也可以不是所述活动的波束对。根据所述ue报告的信息，所述trp可以确定所述uebhr并根据需要调整所述ue波束。

根据一示例性实施例，uebhr可以是uephr报告的一部分。当trp向ue指示上行功率调整时，ue可以在本地决定是调整上行传输功率还是调整传输和/或接收波束类型。ue还可以结合上行和/或下行波束适配调整上行传输功率。如果ue的波束经过校准且ue具有准确的波束对应信息，则所述关联的波束适配对trp可以是透明的。否则，所述关联的波束适配可以触发进一步的上行和/或下行波束管理，这些是在5gnr中约定的p-3和/或u-3程序。所述关联的波束适配还可以触发上行和/或下行功率调整。因此，所述ue可能需要向所述trp报告更新的phr。

根据一示例性实施例，在初始接入中，所述ue报告波束类型集，其中，所有可能的ue均使用相关波束成形增益和波束宽度发送和接收波束类型，例如，在随机接入msg3中或在随机接入完成后的无线资源控制(radioresourcecontrol，简称rrc)消息中。例如，所述波束类型集可以按以下格式报告：{{beam_type0，beamforming_gain0，beam_width0}，{beam_type1，beamforming_gain1，beam_width1}……}。作为另一示例，所述波束类型集可以按以下格式报告：{{beamforming_gain0，beam_width0}，{beamforming_gain1，beam_width1}……}，且未显式指示波束类型索引。作为另一示例，所述波束类型集可以按以下格式报告：{{beamforming_gain0}，{beamforming_gain1}……}，未显式指示波束类型索引和波束宽度。为ue发射波束和接收波束设置的波束类型可以联合报告，其中ue发射和接收波束具有相同的波束类型设置；也可以单独报告，其中ue发射和接收波束可以具有不同的波束类型设置。在所述trp接收到所述波束类型集合之后，所述trp从所述波束类型集合中的ue最大波束形成增益确定所述ue最大发送和/或接收波束形成增益。在初始上行和/或下行波束管理后，所述ue报告用于数据传输或用于候选上行波束对和/或下行波束对的活动上行波束对和/或下行波束对的发射和/或接收波束形成增益或波束类型索引。所述报告可以由所述ue发起，也可以由所述trp请求。根据所述ue报告，所述trp可以通过显式指示从所述ue报告的波束类型集中选择的发射和/或接收波束类型索引或波束成形增益来调整所述ue发射和/或接收波束类型。例如，如果所述ue报告所述波束类型索引为与上行链路发射波束相关联的beam_type0，所述trp可以根据所述波束类型集和所述波束类型索引获得当前波束成形增益，即，所述波束类型集中的beamforming_gain0。然后，所述trp确定所述uebhruplink基于所述ue最大发射波束成形增益和所述获取的当前波束成形增益，并建议根据所述uebhruplink在上行链路中更改的ue波束类型以及所述波束类型集中指示的波束宽度。所述trp还可以结合上行功率调整来调整ue波束。

根据一示例性实施例，所述trp显式向所述ue指示trpbhr。在初始上行和/或下行波束管理后，所述trp向所述ue指示与所述活动波束对关联的trpbhr。或者，所述ue可以请求所述trp指示与指定波束对相关联的trpbhr。所述指定的波束对可以是所述活动的波束对，也可以不是所述活动的波束对。所述指定的波束对可以是上行波束对或下行波束对。

根据一示例性实施例，所述trp隐式向所述ue指示trpbhr。所述trp在所述系统信息中广播最大发射和/或接收波束成形增益，例如在系统信息块(systeminformationblock，简称sib)中。在初始上行和/或下行波束管理后，所述trp向所述ue指示发送和/或接收波束成形增益。或者，所述ue可以请求所述trp指示与指定的上行和/或下行波束对相关联的发射和/或接收波束成形增益。所述指定的波束对可以是所述活动的波束对，也可以不是所述活动的波束对。根据所述trp指示的信息，ue可以确定所述trpbhr并根据需要建议trp波束类型改变。

根据一示例性实施例，如果在基于波束的接入系统中启用了下行功率控制，其中所述trp向所述ue指示trpphr，则所述trpbhr可以是trpphr指示的一部分。当所述ue建议下行功率调整时，所述trp可以决定是否进行调整。所述trp还可以决定是否调整下行传输功率或调整下行和/或上行波束类型。所述trp还可以结合传输和/或接收波束适配调整下行传输功率。所述关联的波束适配对所述ue可以是透明的，或者它可能触发进一步的下行和/或上行波束管理，这是5gnr中约定的p-2和/或u-2程序。

根据一示例性实施例，所述trp在所述系统信息中广播具有所有可能trp发送的波束类型集以及具有相关波束形成增益和波束宽度的接收波束类型，例如在sib中。例如，所述波束类型集可以按以下格式广播：{{beam_type0，beamforming_gain0，beam_width0}，{beam_type1，beamforming_gain1，beam_width1}……}。作为另一示例，所述波束类型集可以按以下格式报告：{{beamforming_gain0，beam_width0}，{beamforming_gain1，beam_width1}……}，且未显式指示波束类型索引。作为另一示例，所述波束类型集可以按以下格式报告：{{beamforming_gain0}，{beamforming_gain1}……}，未显式指示波束类型索引和波束宽度。为trp发射波束和接收波束设置的波束类型可以联合指示，其中trp发射和接收波束具有相同的波束类型设置；也可以单独指示，其中trp发射和接收波束可以具有不同的波束类型设置。在所述ue接收到所述波束类型集合之后，所述ue从所述波束类型集合中的trp最大波束形成增益确定所述trp最大发送和/或接收波束形成增益。在初始上行和/或下行波束管理后，所述trp向所述ue指示用于数据传输的活动波束对的发射和/或接收波束类型索引或波束成形增益。或者，所述ue可以请求所述trp指示与指定的上行和/或下行波束对相关联的发射和/或接收波束类型索引或波束成形增益。所述指定的波束对可以是所述活动的波束对，也可以不是所述活动的波束对。根据所述trp指示的信息，所述ue可以确定所述trpbhr，并根据需要建议在下行链路和/或上行链路中改变trp波束类型。例如，如果所述trp指示所述波束类型索引为与下行发射波束相关联的beam_type1，所述ue可以根据所述波束类型集和所述波束类型索引获得当前的trp发射波束成形增益，即，所述波束类型集中的beamforming_gain1。然后，所述ue基于所述trp最大发射波束成形增益和所述获取的当前发射波束成形增益确定所述trpbhrdownlink，并建议根据所述trpbhrdownlink改变trp发射波束类型以及在所述波束类型集中指示所述波束宽度。trp波束适配也可以结合下行功率调整使用。

为了讨论ue正在离开trp的示例场景，考虑一种部署情况，其中位于小区中心的ue在上行和/或下行波束管理之后与trp建立了基于波束的连接，并且所述ue正在离开trp。所述trp可能会向所述ue指示根据从所述ue接收的phr报告增加所述发射功率级别。或者，所述trp可以向所述ue指示所述调整调制和编码方案(modulationandcodingscheme，简称mcs)级别、自动重复请求或混合自动重复请求(hybridautomaticrepeatrequested，简称(h)arq)重传级别等等。作为另一备选方案，所述trp可以向所述ue指示增加所述发射功率级别并调整所述mcs级别、(h)arq重传级别等。应注意的是，所述上行功率控制和链路适配可以在所述基于bhr的波束适配之前或之后执行或与所述波束适配结合执行。

在所述ue没有空间进一步调整发射功率级别(以及mcs级别、(h)arq重传级别等)的情况下，所述trp可以根据所述trpbhr决定是否增加发送和/或接收波束成形增益。例如，如果trpbhr＝0，则所述trp不可能增加trp波束成形增益。如果trpbhr>0，所述trp可以决定是否增加所述发送和/或接收波束成形增益。此外，如果增加所述发射和/或接收波束成形增益，所述trp可以决定调整所述trp波束或调整所述ue波束。例如，所述trp根据所述uebhr报告向所述ue指示在发送和/或接收波束时增加所述波束成形增益。所述trp可以向所述ue指示将波束成形增益1切换为波束成形增益2。波束成形增益2比波束成形增益1具有更高的波束成形增益。此指示可以触发上行和/或下行波束管理，这些是5gnr中约定的p-3和u-3程序。此指示可以触发上行和/或下行波束管理，这些是5gnr中约定的p-2和u-2程序。

作为另一示例，在uebhr＝0的情况下，所述ue没有空间增加波束成形增益，仍可以调整所述trp波束以增加所述波束成形增益。应注意的是，所述ue和所述trp中的波束适配顺序可能是动态的。然而，可以优选在调整所述ue波束之前调整所述trp波束，因为所述trp通常具有更大的能力和更小的灵敏度。换句话说，由于所述ue的灵敏度、ue移动性和旋转等原因，所述ue波束在所述trp波束之后调整。还可以结合上行和/或下行发射功率调整来执行所述关联的上行和/或下行波束适配，以应对所述新的发射和/或接收波束成形增益。

在上行和/或下行波束管理后，所述ue将更新的uebhr以及关联的phr报告给所述trp。所述trp还可以向所述ue指示更新的trpbhr和phr。

为了讨论ue触发波束适配的示例场景，请考虑一种情况，其中在上行和/或下行波束管理后，移动中的ue已与trp建立了基于波束的连接。所述ue随后变为固定状态。如果uebhr>0，所述ue可以将其发射和/或接收波束切换到窄波束(具有产生的高波束成形增益)。窄波束通常是指窄波束。或者，所述ue可以基于trp指示的bhr，建议所述trp切换到窄波束(具有产生的高波束成形增益)，以提高链路质量。所述trp可以遵循所述ue的建议，所述建议可以触发上行和/或下行波束管理，这些分别是5gnr中约定的p-2和u-2程序。在上行和/或下行波束管理之后，所述trp可能会向所述ue指示更新的trpbhr。ue波束适配也可以触发上行和/或下行波束管理，这些是5gnr中约定的p-3和u-3程序。在波束管理后，所述ue需要使用新的bhr或新的波束类型更新trp。

图2a示出了trp使用uebhr执行波束适配时所述trp中发生的示例性操作200的流程图。操作200开始于所述trp从ue接收uebhr(方框205)。所述trp可以根据所述uebhr指示波束适配(方框207)。所述波束适配指示也命名为波束改变指示。在一示例中，所述trp执行上行功率控制，并确定ue没有足够空间进一步增加传输功率，以弥补上行传输中的链路预算不足。在一示例中，所述trp执行上行功率控制，并确定ue没有足够空间进一步增加传输功率，以弥补上行传输中的链路预算不足。所述ue可以以不同的方法向trp报告uebhr。

根据一示例性实施例，所述ue使用媒体接入控制-控制元素(mediumaccesscontrol-controlelement，简称mac-ce)向所述trp报告所述uebhr。所述mac控制元素由具有逻辑信道id(logicalchannelid，简称lcid)的mac协议数据单元(macprotocoldataunit，简称pdu)子报头标识。用于uebhr的mac控制元素可与用于phr的mac-ce分离，请参阅图2b。或者，用于uebhr的mac控制元素可以与用于phr的mac控制元素结合使用。请参阅图2c。

在图2b和2c中，

-r：保留位，设置为“0”

ph：功率余量

bh：波束成形增益余量

根据一示例性实施例，所述ue使用rrc消息(例如，rrc连接设置或rrc连接重新配置)报告所述uebhr。所述rrc消息(例如，所述rrc连接重新配置消息)包括mac-mainconfig信息元素。所述ue可以配置所述mac-mainconfig信息元素，以报告图2d所示的bhr。所述ue还可以在所述mac-mainconfig信息元素中配置所述phr-config，以报告图2e所示的bhr。

根据另一示例性实施例，所述ue使用物理上行控制信道(physicaluplinkcontrolchannel，简称pucch)报告所述uebhr。以lte为例，在由一个或多个连续控制信道元素(controlchannelelement，简称cce)组合的聚合上发送物理控制信道，其中控制信道元素对应于9个资源元素组。

ue可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或pucch向trp显式报告uebhr。对于隐式uebhr，ue可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或pucch向trp报告ue最大波束成形增益、ue最大发射波束成形增益或ue最大接收波束成形增益。ue可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或pucch向trp报告当前波束成形增益、当前发射波束成形增益或当前接收波束成形增益。

图3a示出了trp使用trpbhr执行波束适配时所述trp中发生的示例性操作250的流程图。操作250开始于所述trp确定trpbhr(方框255)，并向所述ue指示所述trpbhr(方框257)。在方框257中，所述trp可以按不同的方法向所述ue指示trpbhr。所述trp从所述ue接收波束适配建议(方框259)。所述波束适配建议也命名为波束改变建议。

根据一示例性实施例，所述trp使用媒体接入控制-控制元素(mediumaccesscontrol-controlelement，简称mac-ce)向所述ue指示所述trpbhr。所述mac控制元素由具有逻辑信道id(logicalchannelid，简称lcid)的mac协议数据单元(macprotocoldataunit，简称pdu)子报头标识。用于trpbhr的mac控制元素可与用于phr的mac-ce分离，请参阅图2b。或者，用于trpbhr的mac控制元素可以与用于phr的mac控制元素结合使用。请参阅图2c。

根据一示例性实施例，所述trp使用rrc消息(例如，rrc连接设置或rrc连接重新配置)指示所述trpbhr。所述rrc消息(例如，所述rrc连接重新配置消息)包括mac-mainconfig信息元素。所述trp可以配置所述mac-mainconfig信息元素，以指示图2d所示的bhr。所述trp还可以在所述mac-mainconfig信息元素中配置所述phr-config，以指示图2e所示的bhr。

根据另一示例性实施例，所述trp使用物理下行控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，简称pdcch)指示所述trpbhr。以lte为例，在由一个或多个连续控制信道元素(controlchannelelement，简称cce)组合的聚合上发送物理控制信道，其中控制信道元素对应于9个资源元素组。

所述trp可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或pdcch向所述ue显式指示trpbhr。对于隐式trpbhr，所述trp可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或pdcch向所述ue指示trp最大波束成形增益、trp最大发射波束成形增益或trp最大接收波束成形增益。所述trp可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或pdcch向所述ue指示当前波束成形增益、当前发射波束成形增益或当前接收波束成形增益。

图3b示出了ue使用uebhr执行波束适配时所述ue中发生的示例性操作300的流程图。操作300开始于所述ue确定uebhr(方框305)，并将所述uebhr发送到所述trp(方框307)。所述ue可以通过如图2b或图2c所示的mac-ce或如图2d或图2e所示的rrc消息或方框307处的pucch向所述trp显式报告所述uebhr。所述ue从所述trp接收波束适配指示(方框309)。所述波束适配指示也命名为波束改变指示。

图3c示出了ue使用trpbhr执行波束适配时所述ue中发生的示例性操作350的流程图。操作350开始于所述ue接收trpbhr的指示(方框355)。所述ue根据所述trpbhr发送波束适配建议(方框357)。在操作350之前，所述trp可以通过如图2b或2c所示的mac-ce或如图2d或图2e的rrc消息或pdcch向所述ue指示trpbhr。

图4示出了示例性通信系统400。通常，所述系统400使得多个无线或有线用户发送和接收数据和其它内容。所述系统400可以实现一种或多种信道接入方法，如码分多址(codedivisionmultipleaccess，简称cdma)、时分多址(timedivisionmultipleaccess，简称tdma)、频分多址(frequencydivisionmultipleaccess，简称fdma)，正交频分多址(orthogonalfdma，简称ofdma)，或单载波频分多址(single-carrierfdma，简称sc-fdma)等。

在该示例中，通信系统400包括电子设备(electronicdevice，简称ed)410a-410c、无线接入网(radioaccessnetwork，简称ran)420a-420b、核心网430、公共交换电话网(publicswitchedtelephonenetwork，简称pstn)440、互联网450和其它网络460。虽然图4示出了特定数量的这些组件或元件，但是所述系统400可以包括任意数量的这些组件或元件。

所述ed410a-410c用于在所述系统400中运行和/或通信。例如，所述ed410a-410c用于通过无线或有线通信信道发送和/或接收。例如，所述ed410a-410c用于通过无线或有线通信信道发送和/或接收。

此处所述ran420a-420b分别包括基站470a-470b。基站470a-470b分别用于与一个或多个ed410a-410c无线连接，以便能够接入所述核心网430、所述pstn440、所述互联网450和/或其它网络460。例如，所述基站470a-470b可以包括(或是)一个或若干个熟知的设备，如基站收发信台(basetransceiverstation，bts)、node-b(nodeb)、演进型nodeb(evolvednodeb，enodeb)、家庭nodeb、家庭enodeb、站点控制器、接入点(accesspoint，ap)或无线路由器。所述ed410a-410c用于与所述互联网450进行连接和通信，并且可以接入所述核心网430、所述pstn440和/或其它网络460。

在图4示出的实施例中，所述基站470a构成所述ran420a的一部分，其中所述ran420a可以包括其它基站、元件和/或设备。此外，所述基站470b构成ran420b的一部分，其中所述ran420b可以包括其它基站、元件和/或设备。基站470a-470b分别在特定地理范围或区域内运行以发送和/或接收无线信号，其中所述范围或区域有时也称为“小区”。在一些实施例中，多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称mimo)技术的应用可为每个小区部署多个收发器。

所述基站470a-470b通过无线通信链路在一个或多个空中接口490上与所述ed410a-410c中的一个或多个通信。所述空中接口490可以利用任何合适的无线接入技术。

预计所述系统400可以使用多信道接入功能，包括如上所述的方案。在特定实施例中，所述基站和ed实现lte、lte-a和/或lte-b。当然，可以利用其它多接入方案和无线协议。

所述ran420a-420b与所述核心网430通信，以向所述ed410a-410c提供语音、数据、应用、基于ip的语音传输(voiceoverinternetprotocol，简称voip)或其它业务。可以理解的是，所述ran420a-420b和/或所述核心网430可以与一个或多个其它ran(未示出)直接或间接通信。所述核心网430也可以作为其它网络(例如所述pstn440、所述互联网450和其它网络460)的网关接入。此外，部分或全部所述ed410a-410c可以包括通过不同无线技术和/或协议在不同无线链路上与不同无线网络通信的功能。所述ed可以通过通向业务提供商或交换中心(未示出)，以及通向所述互联网450的有线通信信道进行通信而不是进行无线通信(或者除进行无线通信之外)。

尽管图4示出了通信系统的一个示例，但是图4可以有多种更改。例如，在任何合适的配置中，所述通信系统400可以包括任意数量的ed、基站、网络或其它组件。

图5a和5b示出了本发明提供的可以执行所述方法和启示的示例性设备。尤其，图5a示出了示例性ed510，图5b示出了示例性基站570。这些组件可以用于所述系统400或任何其它合适的系统中。

如图5a所示，所述ed510包括至少一个处理单元500。所述处理单元500实现所述ed510的各种处理操作。例如，所述处理单元500可以进行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它使所述ed510能够在所述系统400中运行的功能。所述处理单元500也支持上面细述的方法和理念。所述处理单元500也支持上面细述的方法和理念。例如，每个处理单元500可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。

所述ed510还包括至少一个收发器502。所述收发器502用于调制数据或其它内容，以便通过至少一根天线或nic(网络接口控制器)504发送。所述收发器502还用于解调所述至少一根天线504接收的数据或其它内容。每个收发器502包括用于为无线或有线传输生成信号和/或用于处理通过无线或有线方式接收的信号的任何合适的结构。每根天线504包括用于发送和/或接收无线或有线信号的任何合适的结构。一个或多个收发器502可以用于所述ed510中，且一根或多根天线504可以用于所述ed510中。虽然作为单个功能单元示出，所述收发器502还可以使用至少一个发射器和至少一个单独的接收器予以实现。

所述ed510还包括一个或多个输入/输出设备506或接口(例如到互联网450的有线接口)。所述输入/输出设备506便于与网络中的用户或其它设备进行交互(网络通信)。每个输入/输出设备506包括用于向用户提供信息或从用户接收/提供信息的任何合适的结构，例如扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏，包括网络接口通信。

此外，所述ed510包括至少一个存储器508。所述存储器508存储所述ed510使用、生成或收集的指令和数据。例如，所述存储器508可以存储所述处理单元500执行的软件或固件指令和用于减少或消除输入信号中的干扰的数据。每个存储器508包括任何合适的易失性和/或非易失性的存储和检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，如随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriberidentitymodule，简称sim)卡、记忆棒和安全数码(securedigital，简称sd)存储卡等。

如图5b所示，所述基站570包括至少一个处理单元550、至少一个收发器552，收发器552包括发射器和接收器的功能、一个或多个天线556、至少一个存储器558以及一个或多个输入/输出设备或接口566。所述存储器558可以存储所述处理单元550执行的软件或固件指令。本领域技术人员可以理解的调度器耦合到所述处理单元550。所述调度器可以包括在所述基站570内或与所述基站570分开操作。所述处理单元550实现所述基站570的各种处理操作，如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它的功能。所述处理单元550也可以支持上面细述的方法和启示。所述处理单元550也支持上面细述的方法和理念。例如，每个处理单元550可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。

每个收发器552包括用于生成向一个或多个ed或其它设备无线或有线传输的信号的任何合适的结构。每个收发器552还包括用于处理从一个或多个ed或其它设备无线或有线接收到的信号的任何合适的结构。虽然以组合形式作为收发器552示出，但发射器和接收器也可以是单独的组件。每根天线556包括用于发送和/或接收无线或有线信号的任何合适的结构。虽然此处示出的公共天线556耦合到所述收发器552，但一根或多根天线556可以耦合到所述收发器552，如果设置为单独的组件，则允许单独的天线556耦合到所述发射器和所述接收器。每个存储器558包括任何合适的易失性和/或非易失性的存储和检索设备。每个输入/输出设备566便于与网络中的用户或其它设备(网络通信)进行交互。每个输入/输出设备566包括用于向用户提供信息或接收/提供信息的任何合适的结构，包括网络接口通信。

图6是计算系统600的方框图，该计算系统可以用来实现本文公开的设备和方法。例如，所述计算系统可以是ue、an、mm、sm、upgw、as中的任意实体。特定设备可利用所有所示的组件或所述组件的仅一子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可能包含组件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。所述计算系统600包括处理单元602。所述处理单元包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)614、内存608，还可以包括大容量存储设备604、视频适配器610和与总线620连接的i/o接口612。

所述总线620可以是任意类型的几种总线架构中的一种或多种，包括存储器总线或存储器控制器、外设总线或视频总线。所述cpu614可包括任意类型的电子数据处理器。所述存储器608可包括任何类型的非瞬时性系统存储器，例如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，简称sram)、动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，简称dram)、同步dram(synchronousdram，简称sdram)、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)或其组合。在实施例中，存储器608可包含在开机时使用的rom以及在执行程序时使用的存储程序和数据的dram。

所述大容量存储器604可包括任意类型的非瞬时性存储设备，所述非瞬时性存储设备用于存储数据、程序和其它信息，并能使所述数据、程序和其它信息通过所述总线620进行访问。所述大容量存储器604可以包括例如固态硬盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器和光盘驱动器中的一种或多种。

所述视频适配器610和所述i/o接口612提供将外部输入输出设备耦合到所述处理单元602的接口。如图所示，输入和输出设备的例子包括与视频适配器610耦合的显示器618，以及和i/o接口612耦合的鼠标/键盘/打印机616。其它设备可以耦合至所述处理单元602，且可以采用额外的或较少的接口卡。例如，可以使用通用串行总线(universalserialbus，简称usb)(未示出)等串行接口为外部设备提供接口。

所述处理单元602还包括一个或多个网络接口606，网络接口606可包括有线链路，例如通过以太网线和/或无线链路接入节点或不同网络。网络接口606允许处理单元602经由网络与远程单元通信。举例来说，网络接口606可以经由一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一实施例中，所述处理单元602耦合到局域网622或广域网上以用于数据处理以及与远程装置通信，所述远程装置例如其它处理单元、互联网或远程存储设施。

应当理解，此处提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由相应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块进行发送。信号可以由接收单元或接收模块进行接收。信号可以由处理单元或处理模块进行处理。信号可以由处理单元或处理模块进行处理。各个单元/模块可以为硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以为集成电路，例如，现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)或专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，简称asic)。

以下参考与本申请的主题相关。每个参考文件以全文引入的方式并入本文中。

·2016年8月，3gpptsgranwg1#86会议“主席记录”；

·2016年10月，3gpptsgranwg1#86bis会议“主席记录”；

·2017年1月，3gpptsgranwg1nrad-hoc会议“主席记录”；

·t.rappaport，r.w.heathjr.等人于2014年在prenticehall发表的“毫米波无线通信”；

·s.yong、p.xia和a.valdes-garcia于2011年在johnwiley&sons上发表的“关于gbpswlan和wpan的60ghz技术”；

·w.hong等人于2014年9月在ieee通信杂志上发表的“研究和原型开发5g蜂窝设备的实际大型mmwave天线系统”。

虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。