一般來(lái)說(shuō)，波束失敗的恢復(fù)機(jī)制有兩種：網(wǎng)絡(luò)初始化和UE初始化。支持這兩種方法有利于有效地保證魯棒性。

對(duì)于NR的多波束系統(tǒng)，控制信道和數(shù)據(jù)信道可能通過(guò)不同的波束對(duì)傳輸。因此，可能存在三種不同類(lèi)型的波束故障：

• 僅數(shù)據(jù)信道的波束故障

• 僅控制信道的波束故障

• 數(shù)據(jù)和控制信道的波束故障

對(duì)于第一種情況，由于控制信道仍然可靠，因此恢復(fù)數(shù)據(jù)信道的波束對(duì)相對(duì)容易：

• UE初始化方案：UE檢測(cè)到下行波束故障，并通過(guò)上行控制信道反饋波束故障指示或一些其他波束對(duì)的建議。在接收到UE的報(bào)告后，gNB可以識(shí)別當(dāng)前處于不利狀態(tài)的活動(dòng)波束對(duì)，并在其他波束對(duì)上調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸；

• 網(wǎng)絡(luò)初始化方案：gNB檢測(cè)到上行波束故障，然后在其他波束對(duì)上安排數(shù)據(jù)傳輸

為了支持上述方案，NR需支持通過(guò)DCI的波束交換指示。

基于上述方案，如果相應(yīng)控制信道的波束對(duì)鏈路足夠可靠，則可以通過(guò)DCI很好地處理PDSCH傳輸。

對(duì)于控制信道發(fā)生波束故障的其他兩種情況，情況將更加復(fù)雜。

網(wǎng)絡(luò)初始化機(jī)制通常適用于檢測(cè)到上行波束故障的情況。當(dāng)gNB識(shí)別/猜測(cè)下行波束發(fā)生故障時(shí)，也可以使用該方法。

網(wǎng)絡(luò)可能能夠基于各種信息/信號(hào)檢測(cè)上下行波束故障：

• 基于上行 RS/數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺罓顟B(tài)信息：當(dāng)上行的CSI在一定時(shí)間間隔內(nèi)低于某個(gè)閾值時(shí)，gNB可以確認(rèn)上行波束故障，如果波束對(duì)應(yīng)保持不變，則可能猜測(cè)下行波束故障的發(fā)生。

• 未收到反饋：在當(dāng)前配置下，gNB預(yù)計(jì)會(huì)收到UE的定期報(bào)告，但沒(méi)有收到相應(yīng)的反饋。然后gNB可以“猜測(cè)”發(fā)生上行波束故障。

• 錯(cuò)過(guò)上行數(shù)據(jù)傳輸：當(dāng)gNB沒(méi)有收到預(yù)定的上行傳輸時(shí)，它可以“猜測(cè)”會(huì)出現(xiàn)上行波束故障或下行波束故障。

• UE報(bào)告的內(nèi)容：gNB可以根據(jù)UE的報(bào)告來(lái)決定下行波束是否仍然可靠。

• PUCCH上的ACK/NACK：如果gNB沒(méi)有收到預(yù)定下行傳輸?shù)腁CK/NACK，它可以識(shí)別出上行波束故障或下行波束故障。

由于不同類(lèi)型的信息/信號(hào)可能包含關(guān)于上下行波束故障的不同指示，如何使用這些信息/信號(hào)在很大程度上取決于gNB的實(shí)現(xiàn)。

如上所述，當(dāng)gNB決定觸發(fā)波束恢復(fù)時(shí)，可能有三種不同的情況：

• Case 1：上行波束故障

• Case 2：下行波束故障

• Case 3：下行和上行波束故障

對(duì)于case 1，gNB可以向UE發(fā)送上行波束切換命令，UE將根據(jù)該命令從新的波束對(duì)傳輸上行信號(hào)。如果沒(méi)有可用的“備用”上行波束對(duì)，整個(gè)過(guò)程需要額外步驟：

1.gNB觸發(fā)上行波束管理

2、接收到觸發(fā)/配置命令后，UE進(jìn)行相應(yīng)的上行波束掃描

3.gNB根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果確定新的可用上行波束對(duì)。

4.gNB向UE發(fā)送上行波束切換命令

5.UE從gNB指示的新波束發(fā)射信號(hào)

對(duì)于case 2，由于當(dāng)前活動(dòng)的下行波束對(duì)上的傳輸不再可靠，gNB需要從其他“備用”下行波束對(duì)傳輸相應(yīng)的命令。如果沒(méi)有預(yù)先配置的可用“備份”下行波束對(duì)，gNB必須等待UE啟動(dòng)的波束恢復(fù)。

Case 3是case 1和case 2的組合。因此，上述解決方案的組合可用于case 3的波束恢復(fù)。

UE初始化機(jī)制通常用于檢測(cè)下行波束故障的場(chǎng)景。

對(duì)于下行鏈路，UE可以測(cè)量一些特定波束的“瞬時(shí)”信道狀態(tài)信息。例如，移動(dòng)UE可以檢測(cè)到比當(dāng)前活動(dòng)波束更好的新波束。這意味著與網(wǎng)絡(luò)相比，UE可以看到更及時(shí)的波束狀態(tài)信息。因此，支持UE觸發(fā)的非周期波束報(bào)告是有必要的。網(wǎng)絡(luò)可能提前指示一些報(bào)告配置。然后，當(dāng)滿(mǎn)足一些觸發(fā)條件時(shí)，UE可以開(kāi)始根據(jù)相應(yīng)的配置報(bào)告波束狀態(tài)信息。在收到此類(lèi)報(bào)告后，gNB可以及時(shí)命令下行波束切換，以避免下行波束故障。此外，gNB可以根據(jù)這種報(bào)告選擇和配置一些“備份”下行波束對(duì)。

CSI-RS可用于下行波束管理。由于測(cè)量樣本數(shù)量有限，非周期CSI-RS不適合檢測(cè)下行波束故障。相反，周期性或半持久性CSI-RS可用于檢測(cè)下行波束故障。

NR SS也可用于下行波束故障（可能使用不同的濾波器）。該方法可以避免周期性的CSI-RS或只需要長(zhǎng)周期的CSI-RS，從而減少了RS開(kāi)銷(xiāo)。

在檢測(cè)到下行波束故障時(shí)，如果滿(mǎn)足一些預(yù)定義的觸發(fā)事件，UE可以啟動(dòng)一些上行傳輸以進(jìn)行波束恢復(fù)。上行傳輸可指示以下類(lèi)型觸發(fā)信息的部分：

• 發(fā)生波束故障（以及哪個(gè)波束發(fā)生連接故障）

• UE推薦哪些波束

詳細(xì)信息取決于下行波束管理和gNB發(fā)出的配置信號(hào)。例如，如果gNB和UE維護(hù)了“備份”波束的子集，則UE可能沒(méi)有必要報(bào)告推薦的下行波束。因此，支持可配置觸發(fā)和上行傳輸是有益的，這樣gNB就可以靈活地根據(jù)部署策略、UE的服務(wù)、系統(tǒng)負(fù)載等進(jìn)行權(quán)衡。

為了減少恢復(fù)延遲，gNB可以配置基于非競(jìng)爭(zhēng)的上行傳輸，但代價(jià)是更多的資源。應(yīng)盡量重用現(xiàn)有信號(hào)/信道，例如：

• PUCCH上的信號(hào)（例如，SR）

• SRS

• 預(yù)留數(shù)據(jù)資源上的信號(hào)

• PRACH

如果在上述上行傳輸之后波束恢復(fù)不成功，UE可以退回到RACH或一些類(lèi)似RACH的過(guò)程來(lái)恢復(fù)傳輸。

如上所述，專(zhuān)用PUCCH/SRS等可以促進(jìn)快速波束恢復(fù)。因此，無(wú)需僅為上行傳輸引入新的信號(hào)/信道來(lái)支持波束恢復(fù)。

在接收到UE的觸發(fā)信息后，gNB可以在“備份”下行波束或UE推薦的下行波束上發(fā)送命令/信號(hào)。因此，波束恢復(fù)流程已經(jīng)完成，后續(xù)傳輸將是正常操作。

將波束概念引入NR MIMO的根本動(dòng)機(jī)是充分探索多天線(xiàn)系統(tǒng)的容量。從這個(gè)角度來(lái)看，對(duì)于數(shù)據(jù)信道，如PDSCH，波束應(yīng)旨在增加空間復(fù)用增益。因此，窄波束更適合用于PDSCH，因?yàn)檎ㄊ梢詫?shí)現(xiàn)比寬波束更高的空間承載力。

然而，對(duì)于控制信道，尤其是下行控制信道PDCCH，更高的空間容量可能不是主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。相反，可靠性應(yīng)該是主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。如果波束概念應(yīng)用于PDCCH，窄波束可能會(huì)受到有限的覆蓋，因?yàn)槿绻ㄊl(fā)生變化或切換，重要的控制信息很容易丟失。然后，從可靠性角度來(lái)看，PDCCH的窄波束是有風(fēng)險(xiǎn)的。因此，對(duì)于UE，如果同時(shí)將相同的波束應(yīng)用于PDSCH和PDCCH，則不合適。一種可能的解決方案是，對(duì)于UE，窄波束用于PDSCH，而寬波束用于PDCCH。當(dāng)使用模擬波束賦形時(shí)，最方便的方法是使用多個(gè)窄波束來(lái)合成更寬的波束。一個(gè)示例如圖1所示

在圖1中，兩條窄波束組成一條寬波束。窄波束用于PDSCH，寬波束用于PDCCH。如果數(shù)據(jù)和控制信道的波束配置如圖1所示，則用于PDSCH的波束可以與用于PDCCH的波束相關(guān)聯(lián)，因?yàn)榛就ㄟ^(guò)窄波束組成較寬的波束。在UE可以簡(jiǎn)化波束選擇過(guò)程的意義上，這種波束關(guān)聯(lián)關(guān)系在UE側(cè)是有益的。一個(gè)示例是，如果UE知道PDCCH和PDSCH之間的波束關(guān)聯(lián)關(guān)系，則一旦UE選擇其PDSCH波束，UE就可以相應(yīng)地知道其對(duì)應(yīng)的PDCCH波束。否則，UE需要單獨(dú)的PDSCH和PDCCH波束選擇/測(cè)量程序。

當(dāng)多個(gè)波束對(duì)應(yīng)多個(gè)信道時(shí)，例如TDM中的信道，波束關(guān)聯(lián)關(guān)系也可以反映信道關(guān)聯(lián)關(guān)系。例如，具有窄波束的PDSCH中的一些信道可以與具有較寬波束的PDCCH中的信道相關(guān)聯(lián)。在這種情況下，UE只需要測(cè)量窄波束或信道以進(jìn)行波束選擇。