5G NR 波束管理
回顧下之前介紹的知識點(diǎn),一個或多個TRP支持以下DL L1/L2波束管理流程:
P-1:用于啟用不同TRP Tx波束上的UE測量,以支持選擇TRP Tx波束/UE Rx波束
1.?對于TRP的波束賦形,它通常包括來自一組不同波束的TRP內(nèi)/間Tx波束掃描
2.?對于UE處的波束賦形,它通常包括來自一組不同波束的UE Rx波束掃描
P-2:用于啟用不同TRP Tx波束上的UE測量,以可能改變TRP Tx波束之間/內(nèi)部,一組可能比P-1更小的波束進(jìn)行細(xì)化
P-3:用于在UE使用波束賦形的情況下,啟用同一TRP Tx波束上的UE測量,以改變UE Rx波束
基于系統(tǒng)的多波束
高頻段(如>6GHz)的NR系統(tǒng)有望成為基于多波束的系統(tǒng)。由于高頻段的大路徑損耗和大穿透損耗,NR系統(tǒng)將利用多個窄波束覆蓋一個小區(qū)。波束可以是通過射頻鏈中的移相器形成的模擬波束,也可以是通過模擬波束賦形和數(shù)字波束賦形組成的復(fù)合波束。
在基于多波束的系統(tǒng)中,TRP使用每個波束覆蓋小區(qū)的一部分。對于到UE的下行傳輸,TRP應(yīng)當(dāng)為該UE選擇一個適當(dāng)?shù)腡x波束,以便下行信號能夠以強(qiáng)功率到達(dá)UE。對于上行傳輸,TRP還應(yīng)為此UE選擇一個適當(dāng)?shù)腞x波束。UE還可以利用多波束技術(shù)來改善鏈路質(zhì)量。類似地,UE應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)腞x波束來接收下行傳輸,選擇適當(dāng)?shù)腡x波束來發(fā)送上行傳輸。
波束對準(zhǔn)流程
初始接入信號是要由UE檢測的第一信號。初始接入信號假定由所有UE接收。當(dāng)發(fā)送初始接入信號時,TRP和UE之間不存在任何波束對準(zhǔn)。因此,初始接入信號通過多個Tx波束傳輸,一種方法是這些Tx波束掃過多個OFDM符號。用于初始接入信號的TRP波束通常是寬波束,并且為了減少開銷,它們的數(shù)目不是很大。通過檢測初始接入信號,UE可以獲得最佳TRP-Tx波束。然而,沒有上行傳輸機(jī)會,因此UE不能向TRP報(bào)告Tx波束ID。在RACH過程期間,TRP和UE可以在用于初始接入信號的波束上建立粗略的波束對準(zhǔn)。粗略波束對準(zhǔn)的波束可由TRP用于向UE發(fā)送單播傳輸,例如用于傳送系統(tǒng)信息sib。
RRC連接的UE的第一個波束管理程序應(yīng)為程序P-1。對于諸如每個小區(qū)具有大量(精細(xì))波束的6GHz以上部署的場景,波束管理程序P-1的特定小區(qū)和周期性配置可有助于實(shí)現(xiàn)快速初始精細(xì)波束對準(zhǔn)。這是因?yàn)榇止馐图?xì)光束之間的光束寬度差異預(yù)計(jì)會很大。在這種情況下,P-1的配置可以在初始訪問期間通過例如PBCH、SIB或RACH消息來發(fā)送。它也可以在單播PDSCH中的RACH過程之后通過粗波束對齊的波束發(fā)送。在P-1中實(shí)現(xiàn)了窄光束的精細(xì)對準(zhǔn)。TRP越早配置P-1過程,TRP和UE越早能夠建立精細(xì)波束對準(zhǔn)。
在波束管理程序P-1之后,TRP可以配置波束管理程序P-2和P-3。P-2和P-3可以聯(lián)合配置。在P-2中,UE可以對少量TRP-Tx波束進(jìn)行波束細(xì)化,在P-3中,UE可以進(jìn)行Rx波束掃描以選擇最佳Rx波束。程序P-2和P-3應(yīng)針對UE且不定期。
圖1顯示了從初始進(jìn)入開始的一般波束對準(zhǔn)程序的高級程序。如圖1所示,UE首先在初始接入過程中獲得粗略的波束對準(zhǔn)。粗波束對準(zhǔn)可用于發(fā)送系統(tǒng)信息和波束管理程序P-1的配置。在波束管理程序P-1期間,UE測量一個小區(qū)的所有波束的RSRP,并報(bào)告最佳N個波束ID。TRP和UE可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)的波束對準(zhǔn)。P-1具有細(xì)胞特異性和周期性。在P-1過程之間,TRP可以配置UE特定的P-2/P-3過程,以允許UE進(jìn)行TRP波束細(xì)化和UE Rx波束訓(xùn)練。

波束管理流程P-1
如前所述,對于諸如每個小區(qū)具有大量(精細(xì))波束的6GHz以上部署的場景,波束管理流程P-1的小區(qū)特定和周期性配置可能是有益的C。在這種配置中,配置P-1的一個解決方案是在初始接入期間使用PBCH或sib。這是TRP可以配置波束管理流程P-1的最早位置。該方法的優(yōu)點(diǎn)是流程P-1中使用的波束參考信號也可由IDEL UE用于進(jìn)行小區(qū)選擇/重選的RRM測量。配置P-1的另一個解決方案是使用RACH消息(RAR或RACH過程中的msg4)。前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是,在RACH程序后可以立即實(shí)現(xiàn)精確的波束對準(zhǔn)。另一種方法是在RACH程序之后發(fā)送PDSCH中的P-1配置。在此方法中,PDSCH傳輸應(yīng)使用在初始接入期間實(shí)現(xiàn)的粗波束對準(zhǔn)波束。
對于上述情況,程序P-1中應(yīng)使用波束參考信號(BRS)。波束參考信號是特定于小區(qū)的,傳輸是周期性的。波束參考信號傳輸所有TRP Tx波束,并且應(yīng)能夠支持大量TRP Tx波束ID。波束參考信號的配置是特定于小區(qū)的。
UE應(yīng)測量在波束參考信號中傳輸?shù)乃胁ㄊ牟ㄊ囟≧SRP。如果UE具有Rx波束掃描能力,則UE可以在波束參考信號的不同傳輸場合應(yīng)用不同的Rx波束,以測量TRP波束和UE波束的不同組合的RSRP。UE報(bào)告具有最強(qiáng)波束特定RSRP的最佳N 個TRP波束id的信息。UE報(bào)告的信息可以是
N對{TRP Tx波束ID,波束特定RSRP}
N組{TRP-Tx波束ID,UE-Rx波束ID,波束特定RSRP}。
波束管理流程P-2/P-3
波束管理流程P-2和P-3應(yīng)針對UE且不定期。P-2和P-3可聯(lián)合或單獨(dú)配置。
為流程P-2和P-3定義了單獨(dú)的參考信號。參考信號是UE特定的,并且傳輸是非周期的。MAC?CE或L1控制消息用于觸發(fā)參考信號的傳輸,并且還用于觸發(fā)UE報(bào)告最佳TRP波束的信息,包括例如TRP波束ID、波束特定RSRP或UE Rx波束ID。參考信號,臨時稱為第二波束參考信號(BRS),可以是,例如,單獨(dú)設(shè)計(jì)用于波束管理的RS或用于CSI采集的相同RS。
TRP通過RRC消息向UE發(fā)送第二BRS的配置。配置可以是單秒BRS傳輸時機(jī),也可以是有時間限制的周期性傳輸(P>=1個周期性秒BRS傳輸時機(jī))。P-2/P 3和參考信號的配置應(yīng)考慮UE側(cè)波束賦形能力和UE所使用的波束數(shù)目。
Beam ID指示
基于來自UE的測量報(bào)告,TRP可以為UE選擇適當(dāng)?shù)腡RP Tx波束ID。TRP是否需要將所選TRP波束ID通知UE可取決于UE的混合波束賦形能力。如果UE使用固定Rx波束,則TRP不需要將所選TRP Tx波束ID通知UE。然而,如果UE具有混合波束賦形的能力,則TRP將需要向UE通知所選擇的TRP Tx波束ID,以便UE能夠使用適當(dāng)?shù)腞x波束。UE可以報(bào)告作為UE能力的一部分的混合波束賦形能力。此類信息可幫助TRP確定如何向UE通知波束ID。
有幾種方法向一個UE發(fā)送TRP波束ID的信號。一種方法是L1信號,例如DCI。另一種方法是L2消息,MAC?CE。如果使用DCI通知波束ID,則一個UE的波束ID配置可以是半靜態(tài)或動態(tài)的。在半靜態(tài)方法中,將使用由一個DCI發(fā)出信號的波束ID,直到DCI發(fā)出新波束ID的信號。在動態(tài)方法中,調(diào)度PDSCH的DCI可以傳送用于該P(yáng)DSCH的波束ID。用于對同一UE的PDCCH和PDSCH的波束ID可以相同或不同。用于PDCCH的波束ID可以通過半靜態(tài)方法在MAC-CE或DCI中發(fā)出信號。PDSCH使用的波束ID可以在動態(tài)調(diào)度PDSCH的DCI中發(fā)出信號。
代替向UE發(fā)送TRP波束ID的信號,另一個選項(xiàng)是發(fā)送UE波束ID。TRP可以選擇向UE發(fā)送UE波束ID的信號,UE應(yīng)該使用該波束ID來接收PDSCH傳輸。
上行波束管理和波束互易性
如果TRP和UE具有Tx/Rx波束互易性,則來自下行波束管理流程P-1/P-2/P-3的波束對準(zhǔn)可應(yīng)用于上行傳輸。然而,如果TRP或UE沒有Tx/Rx波束互易性,我們將需要額外的波束管理程序來獲得上行傳輸?shù)牟ㄊ鴮?zhǔn)。
在TRP沒有波束互易性的系統(tǒng)中,需要支持上行L1/L2波束管理流程P-4。在流程P-4中,TRP能夠測量不同的TRP Rx波束,以為TRP服務(wù)的所有UE選擇TRP Rx波束。
在TRP具有波束互易性但某些UE不具有波束互易性的系統(tǒng)中,我們需要支持UL L1/L2波束管理程序P-5。在P-5中,TRP能夠測量不同的TRP Rx波束和不同的UE Tx波束,以便為那些沒有波束互易性的UE選擇TRP Rx波束和UE Tx波束。