5G 層2波束管理
波束管理在層2/3是否可見呢?可以確定的是,在用于測(cè)量的參考信號(hào)的高層配置方面會(huì)有一些參與,以支持使網(wǎng)絡(luò)能夠以優(yōu)化的方式對(duì)其數(shù)據(jù)和控制信道(例如,類PDCCH和類PDSCH信道)進(jìn)行波束賦形所需的波束管理過程。除了潛在的波束管理配置之外,還可能存在與一些故障檢測(cè)和故障自主動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的一些UE行為,這些行為也可能需要來自高層的某種程度的參與。
如果RRC_IDLE或RRC_INACTIVE UE想要傳輸數(shù)據(jù),則其將駐留在小區(qū)中并執(zhí)行到RRC_CONNECTED的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當(dāng)NR被部署在較高頻率時(shí),應(yīng)該可以以波束掃描方式發(fā)送所謂的SSB Set(至少由NR?同步信號(hào)NR-SS和某一級(jí)別的最小系統(tǒng)信息組成)。
盡管對(duì)于同一小區(qū),將在多個(gè)波束中發(fā)送對(duì)Cell?ID進(jìn)行編碼的相同NR-SS,但是附加系統(tǒng)信息應(yīng)當(dāng)包含這樣的裝置,使得UE能夠獲取RACH配置
執(zhí)行用于前導(dǎo)碼檢測(cè)的Rx波束賦形;
識(shí)別最強(qiáng)下行波束以向UE發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)。
一旦網(wǎng)絡(luò)選擇了該Tx?下行波束以發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)(RAR:random access response),它就可以繼續(xù)RRC恢復(fù)過程,即RRCConnectionResumeRequest, RRCConnectionResume, RRCConnectionResumeComplete。一旦RRC恢復(fù)過程完成,RRC配置是預(yù)期的,并且可以包含與波束管理或L3移動(dòng)性相關(guān)聯(lián)的進(jìn)一步信息。
一旦UE進(jìn)入RRC_CONNECTED,UE和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)確保其可以至少繼續(xù)使用下行傳輸?shù)淖罴裈x,該下行傳輸可能例如由于諸如旋轉(zhuǎn)或阻塞之類的UE移動(dòng)而改變。在該上下文中“改變”的另一含義可能是,當(dāng)UE處于RRC_CONNECTED時(shí),要在下行中使用的波束甚至可能具有與用于傳送控制面消息的下行波束(例如,在波束寬度方面)相當(dāng)不同的屬性。雖然寬波束傳輸可以用于支持RRC_INACTIVE/RRC_DIDLE UE的信道和信號(hào),但是可以使用用于RRC_CONNECTED UE的具有高增益的窄波束(例如,支持高增益PDSCH的傳輸)。此外,不同的物理信道可以使用不同的波束,例如,PDCCH可以使用與PDSCH不同的波束并且甚至可以在同一時(shí)隙中從不同的TRP發(fā)送。
NR(如LTE)中預(yù)期的非常典型的場(chǎng)景將是當(dāng)UE完成其數(shù)據(jù)傳輸并且網(wǎng)絡(luò)將UE移動(dòng)到RRC_INACTIVE時(shí)。然后,一段時(shí)間后,它返回到RRC_CONNECTED以使用一些低數(shù)據(jù)速率服務(wù)。在這種情況下,UE應(yīng)該快速找到合適的,即足夠粗和足夠好的波束對(duì)鏈路(BPL:beam pair link),在一個(gè)或僅幾個(gè)傳輸機(jī)會(huì)中傳送數(shù)據(jù),然后返回RRC_INACTIVE。請(qǐng)注意,重點(diǎn)是快速、機(jī)會(huì)性、健壯的數(shù)據(jù)交付,而不是吞吐量優(yōu)化,這需要更廣泛的波束管理過程步驟。在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)中,流量分布使得很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)話(例如,90%)是短的。因此,可以設(shè)想,在大多數(shù)情況下使用這種使用粗糙(例如稍微更寬和更魯棒)波束的基線程序。
如上所述,在進(jìn)入RRC_CONNECTED后建立單個(gè)BPL應(yīng)該是一個(gè)基線解決方案,因?yàn)檫@可能是最常用的波束管理程序之一。因此,該過程應(yīng)該是快速的、魯棒的,并且優(yōu)選地具有低信令開銷,其特征在于建立例如用于控制(PDCCH和PUCCH)和數(shù)據(jù)傳輸(PDSCH和PUSCH)的單波束對(duì)鏈路(BPL)。
目前尚不清楚關(guān)于在RRC_CONNECTED L3移動(dòng)性中使用的附加RS的討論會(huì)如何影響波束管理程序的設(shè)計(jì)(反之亦然)。根據(jù)附加RS的設(shè)計(jì),單個(gè)BPL設(shè)施可能有一些用途。事實(shí)上,一種可能性是使用與為波束管理定義的RS相同的為移動(dòng)性定義的RS,至少在一定程度上用于某些基本程序(反之亦然)。當(dāng)前的討論是移動(dòng)性RS(MRS)或CSI-RS。也有可能具有兩個(gè)RS,其中第一個(gè)RS主要用于移動(dòng)性,但在配置時(shí),可以用于某些有限級(jí)別的波束管理過程(即MRS),而第二個(gè)RS(即CSI-RS)主要用于波束管理過程,例如波束細(xì)化。
然而,物理層在RRC_CONNECTED UE應(yīng)能夠至少測(cè)量由K個(gè)配置波束組成的至少一些波束管理過程的CSI-RS,并報(bào)告N個(gè)選定波束的測(cè)量結(jié)果,如下所示(摘自RAN1#NR AdHoc的主席注釋):

注:在本文中,簡單地假設(shè)CSI-RS的使用,然而,大多數(shù)框架不限于此,并且在某種程度上可以依賴于移動(dòng)性RS。
為了能夠建立BPL(在網(wǎng)絡(luò)處的下行Tx波束和在UE處的Rx波束,或者反之亦然),gNB發(fā)送對(duì)多個(gè)(K個(gè))波束賦形的CSI-RS資源的掃描。gNB如何形成波束(例如,波束寬度、增益、旁瓣等)是gNB實(shí)現(xiàn)問題,UE不應(yīng)假設(shè)這些波束與初始接入期間用于同步的任何波束有任何關(guān)系。這不僅適用于基線解決方案,也適用于其他解決方案。
可以設(shè)想,為了減少BPL建立的信令,基本過程應(yīng)該對(duì)UE透明,即不使用明確的下行鏈路信令來通知UE使用什么Tx波束或應(yīng)該使用什么UE Rx波束。
無波束指示的高水平解決方案包括以下步驟:
1.gNB配置UE以使用PDCCH(例如使用與RACH過程期間相同的波束或?qū)挷ㄊ﹣頊y(cè)量和報(bào)告多個(gè)(K個(gè))波束賦形的CSI-RS資源。
2.UE為所識(shí)別的最佳CSI-RS資源/波束確定沒有專用網(wǎng)絡(luò)輔助的初始UE Rx波束,例如與RACH過程期間相同的波束或?qū)挷ㄊ?/span>
3.根據(jù)配置,UE使用PUCCH的寬發(fā)射波束或使用與PRACH相同的波束來報(bào)告包括CSI或RSRP的CSI-RS資源(即Tx波束)選擇報(bào)告,并存儲(chǔ)所報(bào)告的最佳Tx波束(即CSI-RS波束)的優(yōu)選RX波束。
4.從現(xiàn)在起,gNB將最佳報(bào)告波束用于PDCCH和PDSCH傳輸。優(yōu)選地,不需要顯式下行信令來指示所選擇的gNB Tx波束,因?yàn)樗[含在來自UE的報(bào)告中。此外,gNB可以使用相同的波束方向用于PUCCH/PUSCH的未來接收,只要在gNB處保持RX/TX波束對(duì)應(yīng),這是常見的情況。
5.gNB例如通過其上下行緩沖器狀態(tài)的可觀測(cè)性來確定數(shù)據(jù)會(huì)話的預(yù)期持續(xù)時(shí)間。由于大部分流量由短數(shù)據(jù)會(huì)話組成,因此可能經(jīng)常會(huì)發(fā)生所有數(shù)據(jù)都在一個(gè)或最多幾個(gè)時(shí)隙中傳送的情況。如果是,則如上所述的基線過程是給定UE所需的全部過程。對(duì)于較長的數(shù)據(jù)會(huì)話,但不足以調(diào)用下一節(jié)中描述的擴(kuò)展過程,細(xì)化已建立的波束對(duì)鏈路可能是有益的。如果是,則可以使用過程P2或P3來細(xì)化BPL。
上述步驟中的關(guān)鍵點(diǎn)是,由于基線過程僅建立單個(gè)BPL的事實(shí),UE在沒有來自gNB的明確波束相關(guān)指示的情況下接收CSI-RS的初始CSI-RS波束掃描。
除了基線之外,可能還需要一個(gè)擴(kuò)展程序,以提高準(zhǔn)確性水平,適用于較長的數(shù)據(jù)會(huì)話。在這種情況下,UE在RRC_CONNECTED狀態(tài)下花費(fèi)更多時(shí)間,從而允許網(wǎng)絡(luò)在UE返回RRC_INACTIVE之前為控制信道和數(shù)據(jù)信道建立額外的魯棒性和數(shù)據(jù)吞吐量優(yōu)化。短和長之間的劃分并不一定清晰;然而,網(wǎng)絡(luò)具有調(diào)用什么程序(基線或擴(kuò)展)的可見性,例如,使用其在上下行中的緩沖狀態(tài)的知識(shí)。
另一個(gè)需要進(jìn)一步討論的話題是L2波束恢復(fù)。當(dāng)UE確定網(wǎng)絡(luò)無法到達(dá)它時(shí),這被設(shè)想為RRC_CONNECTED中的UE觸發(fā)過程。