哪些場(chǎng)景會(huì)導(dǎo)致波束失敗呢？

在討論波束失效場(chǎng)景之前，需要首先了解基于多波束的5G系統(tǒng)中波束的要求和設(shè)計(jì)原則，其中g(shù)NB利用多個(gè)波束覆蓋整個(gè)覆蓋區(qū)域，每個(gè)UE應(yīng)該與其中一個(gè)波束相關(guān)聯(lián)。一般來說，可以有兩種類型的波束：覆蓋波束和數(shù)據(jù)波束。覆蓋波束是小區(qū)特定的，用于提供覆蓋功能。覆蓋波束的功能類似于“扇區(qū)化”。每個(gè)UE應(yīng)與一個(gè)小區(qū)的一個(gè)覆蓋波束相關(guān)聯(lián)。覆蓋波束應(yīng)針對(duì)UE移動(dòng)性/移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)和阻塞提供足夠的魯棒性。數(shù)據(jù)波束用于數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)波束的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率。

當(dāng)UE移動(dòng)或環(huán)境變化時(shí)，UE的最佳覆蓋波束可能會(huì)改變。這里，L1/L2波束管理程序用于將當(dāng)前覆蓋波束切換到新的覆蓋波束。稱為L1/L2波束間遷移率。覆蓋波束可用于下行控制信道。覆蓋波束的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮覆蓋距離和對(duì)UE移動(dòng)性的魯棒性?？紤]到對(duì)控制信道的低數(shù)據(jù)速率要求和高可靠性要求，覆蓋波束應(yīng)足夠?qū)挘栽试S合理的UE移動(dòng)性和潛在的阻塞。選擇窄覆蓋波束會(huì)在控制信道上產(chǎn)生不必要的頻繁波束切換和潛在的頻繁連接丟失。數(shù)據(jù)波束用于數(shù)據(jù)信道。數(shù)據(jù)波束可以設(shè)計(jì)為具有高波束形成增益的窄波束，以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)波束的穩(wěn)健性要求預(yù)計(jì)與覆蓋波束的穩(wěn)健性要求相當(dāng)。

數(shù)據(jù)波束上的任何錯(cuò)位都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失，但不會(huì)導(dǎo)致無線鏈路丟失。gNB可以通過例如請(qǐng)求UE測(cè)量特定于UE的CSI-RS并切換到具有良好質(zhì)量的另一個(gè)波束來容易地重新對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)波束。相比之下，覆蓋波束上的失準(zhǔn)可能會(huì)導(dǎo)致控制信道的持續(xù)鏈路丟失。gNB可能無法使用相同的波束管理程序切換到新的覆蓋波束。

在LTE中，無線鏈路故障（RLF）觸發(fā)RRC重建。在NR中，波束管理是L1/L2程序。覆蓋波束之間的切換應(yīng)視為L1/L2波束間移動(dòng)性。因此，覆蓋波束故障應(yīng)該只觸發(fā)一些L1/L2波束重新關(guān)聯(lián)過程，而不是L3 RRC重配置。

下行波束失敗恢復(fù)機(jī)制

UE可以基于測(cè)量一些下行RS、控制信道或數(shù)據(jù)信道來識(shí)別波束故障事件。波束故障識(shí)別的一個(gè)示例是，UE基于用于波束管理的下行RS的測(cè)量來檢測(cè)當(dāng)前服務(wù)波束的非常低的RSRP。如果識(shí)別出波束故障，UE可以通過一些上行傳輸將該事件通知網(wǎng)絡(luò)。然后gNB可以相應(yīng)地采取行動(dòng)。gNB可以請(qǐng)求UE切換到另一個(gè)波束。gNB可以配置一些對(duì)UE的非周期波束報(bào)告，以獲得新的波束報(bào)告。這種方法的一個(gè)限制是，波束恢復(fù)程序只有在波束失效后才會(huì)啟動(dòng)。如果覆蓋波束失敗，gNB可能無法使用下行連接來向UE發(fā)送切換新波束或報(bào)告某些新波束狀態(tài)的信號(hào)。因此，可能發(fā)生無線鏈路故障以觸發(fā)RRC重建。因此，期望gNB和UE能夠在當(dāng)前波束完全失效之前切換到新波束，以避免無線鏈路失效。

一種主動(dòng)機(jī)制是UE監(jiān)視服務(wù)波束并定期向gNB報(bào)告服務(wù)波束的質(zhì)量信息?；诙ㄆ诓ㄊ|(zhì)量報(bào)告，gNB可以對(duì)服務(wù)波束進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并可以預(yù)測(cè)服務(wù)波束的變化。當(dāng)當(dāng)前服務(wù)波束變得更糟時(shí)，gNB可以配置UE在服務(wù)波束完全丟失之前切換到新波束。UE可以基于測(cè)量用于波束管理的下行RS（例如周期CSI-RS）來監(jiān)控當(dāng)前服務(wù)波束的質(zhì)量。波束質(zhì)量信息的周期CSI報(bào)告可以是低分辨率波束質(zhì)量，以最小化開銷，例如低分辨率波束RSRP。

這種關(guān)于波束質(zhì)量信息的定期CSI報(bào)告將有助于支持多波束系統(tǒng)中的UE移動(dòng)性。當(dāng)UE在基于多波束的系統(tǒng)中移動(dòng)時(shí)，覆蓋波束可以逐漸改變?；诙ㄆ趫?bào)告，gNB可以在不丟失連接的情況下為UE平滑切換覆蓋波束。

上行波束失敗恢復(fù)機(jī)制

對(duì)于上行波束故障，不需要NR規(guī)范支持。gNB可以檢測(cè)UL波束故障，然后通過實(shí)現(xiàn)恢復(fù)波束。gNB可以基于測(cè)量上行信號(hào)質(zhì)量來檢測(cè)上行鏈路波束故障/失調(diào)。gNB可以通過測(cè)量NR-SRS傳輸?shù)腃QI或RSRP來測(cè)量UL服務(wù)波束的質(zhì)量。gNB可以基于周期性NR-SRS傳輸監(jiān)測(cè)當(dāng)前波束質(zhì)量。gNB還可以觸發(fā)一些半持續(xù)NR-SRS傳輸，以監(jiān)測(cè)波束質(zhì)量。

如果gNB識(shí)別出上行波束出現(xiàn)故障/未對(duì)準(zhǔn)，gNB可以請(qǐng)求UE切換到新的Tx波束。gNB還可以請(qǐng)求UE從K個(gè)配置的NR-SRS資源中發(fā)送M個(gè)NR-SRS資源的非周期NR-SRS傳輸，以重新測(cè)量上行波束，然后基于新的測(cè)量結(jié)果切換上行波束.

波束恢復(fù)流程

在毫米波系統(tǒng)中，TRP和UE之間的波束失準(zhǔn)可能會(huì)由于突然的信道波動(dòng)、意外的障礙物中斷、UE旋轉(zhuǎn)等而發(fā)生。在這種情況下，由于TRP和UE之間的波束失準(zhǔn)，UE無法解碼任何DL信號(hào)或TRP無法解碼任何UL信號(hào)。為了克服波束失準(zhǔn)，NR同意支持UE觸發(fā)的波束恢復(fù)。

整個(gè)波束恢復(fù)程序可按以下步驟執(zhí)行：

• 步驟1：UE檢測(cè)波束鏈路故障（即波束未對(duì)準(zhǔn)）。

• 步驟2：UE通過使用替代UE Tx波束發(fā)送UL恢復(fù)請(qǐng)求信號(hào)來觸發(fā)波束切換。

• 步驟3：TRP使用TRP Rx波束掃描接收UL恢復(fù)請(qǐng)求信號(hào)。

在波束恢復(fù)請(qǐng)求機(jī)會(huì)（即波束恢復(fù)資源）之前，UE可以嘗試通過定期報(bào)告首選波束信息來改變波束對(duì)鏈路（BPL：beam pair link）。如果在允許UE向TRP發(fā)送恢復(fù)請(qǐng)求之前通過常規(guī)波束報(bào)告執(zhí)行BPL切換，則觸發(fā)條件的度量將使用更新的BPL重新計(jì)算。

在步驟1中，檢測(cè)到波束鏈路故障可以被解釋為啟動(dòng)UE發(fā)起的波束恢復(fù)的觸發(fā)條件。在步驟2中，用于恢復(fù)目的的信號(hào)的UL傳輸?shù)馁Y源需要被小區(qū)專門配置，并且該資源應(yīng)該被映射到特定的TRP Rx波束以支持TRP Rx波束掃描，這允許TRP具有與UE Tx波束配對(duì)的合適的TRP Rx波束。

波束失敗恢復(fù)觸發(fā)條件

當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，可以觸發(fā)波束故障恢復(fù)：

• 條件1：服務(wù)波束未對(duì)準(zhǔn)。

• 條件2：另一個(gè)波束的質(zhì)量比服務(wù)波束好。

第一個(gè)條件可以定義如下：

備選方案1?！胺?wù)波束”（如RSRP）上的波束質(zhì)量測(cè)量值低于特定閾值Trecovery。

備選方案2?！胺?wù)波束”（例如假設(shè)的服務(wù)波束的PDCCH塊錯(cuò)誤率）的RLM結(jié)果低于特定閾值Trecovery。

第二個(gè)條件可以定義如下：

方案1。小區(qū)中至少有一個(gè)波束的波束質(zhì)量（例如RSRP）在一定程度上優(yōu)于“服務(wù)波束”，Δrecovery。

方案2。小區(qū)中至少有一個(gè)波束，其基于RLM結(jié)果的質(zhì)量在一定程度上優(yōu)于“服務(wù)波束”，Δrecovery。

波束恢復(fù)請(qǐng)求的資源和信號(hào)

對(duì)于DL波束的波束恢復(fù)，UE需要確定UE想要用于恢復(fù)的BPL。因此，用于恢復(fù)傳輸?shù)馁Y源需要映射到特定的TRP Rx波束。從這個(gè)意義上說，利用RACH時(shí)隙（持續(xù)時(shí)間）進(jìn)行波束恢復(fù)是一種好方法，因?yàn)樵赗ACH時(shí)隙中執(zhí)行多波束掃描。

在RACH時(shí)隙中，通常用于初始接入的RACH資源也可用于波束恢復(fù)請(qǐng)求。在RACH區(qū)域利用RACH序列的兩種方法總結(jié)如下：

• 方法1。RACH序列可用于初始接入U(xiǎn)E和波束恢復(fù)請(qǐng)求UE。在這種情況下，Msg3負(fù)責(zé)傳達(dá)UE的隨機(jī)接入目的（例如beam recovery request, initial access, scheduling request (SR)）以進(jìn)行澄清。由于需要執(zhí)行整個(gè)RACH程序，UE需要很長時(shí)間才能恢復(fù)BPL。

• 方法2。為每個(gè)UE分配用于波束恢復(fù)請(qǐng)求的專用序列。在這種情況下，由于RACH序列的循環(huán)移位較大，以支持異步UE，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)序列短缺。

作為另一種選擇，除了RACH資源之外的區(qū)域可用于波束恢復(fù)請(qǐng)求目的。在這種情況下，波束恢復(fù)區(qū)域?qū)⑹蔷哂蠷ACH資源的FDM，以最小化TRP Rx波束掃描實(shí)例。對(duì)于恢復(fù)請(qǐng)求信號(hào)，考慮到多個(gè)ue可以同時(shí)利用與特定TRP Rx波束相對(duì)應(yīng)的相同恢復(fù)資源，序列類型比消息類型更合理。由于UE是同步的，波束恢復(fù)序列的循環(huán)移位將比RACH序列小得多。在這個(gè)意義上，利用專用序列進(jìn)行波束恢復(fù)請(qǐng)求以進(jìn)行快速波束恢復(fù)比為ue分配專用RACH序列更可行。該選項(xiàng)的缺點(diǎn)是，當(dāng)UE沒有太多的波束恢復(fù)請(qǐng)求時(shí)，波束恢復(fù)區(qū)域可能會(huì)被浪費(fèi)。為了最大限度地提高資源利用率，這些區(qū)域可用于多種用途：用于波束恢復(fù)請(qǐng)求和SR。