5G系統(tǒng)中，上報(bào)波束故障的上行傳輸可與PRACH位于同一時(shí)域中，也就是時(shí)域資源可以正交。針對(duì)波束恢復(fù)機(jī)制，本文給出了3種方案（來自MTK）。

• 方案1：用于波束故障報(bào)告的資源與PRACH位于同一時(shí)域中，并與PRACH資源正交。信號(hào)可以是PRACH前導(dǎo)。

• 方案2：波束故障報(bào)告的資源可位于與PRACH不同的時(shí)域中。同樣，信號(hào)可以是PRACH前導(dǎo)。

• 方案3：使用其他信道/信號(hào)的其他機(jī)制，例如SR、UL grant free PUSCH?？梢砸訪TE中的調(diào)度請(qǐng)求（SR：scheduling request ）為例。

這三個(gè)方案的時(shí)間實(shí)例示例如圖1所示。

在LTE中，PRACH周期從1ms到20ms不等，這比100ms控制面延遲要求要短得多。在NR中，控制面延遲要求減少到10ms。為了滿足這一延遲要求，可以合理地假設(shè)NR中PRACH的周期不應(yīng)大于10ms。這意味著方案1中的周期性最多為10ms。雖然方案2和方案3可以提供比方案1更多的調(diào)度靈活性。

現(xiàn)在，將方案1區(qū)分為兩種不同的方案：方案1-A和方案1-B。這兩種方案之間的區(qū)別在于循環(huán)移位：方案1-A的循環(huán)移位較長(zhǎng)，而方案1-B的循環(huán)移位較短。這里比較了方案1-A、方案1-B和方案3之間的容量。

• 方案1：用于波束故障報(bào)告的資源與PRACH位于同一時(shí)間實(shí)例中，并與PRACH資源正交。信號(hào)是PRACH前導(dǎo)。

1）方案1-A：具有更長(zhǎng)循環(huán)移位的PRACH前導(dǎo)碼

2）方案1-B：具有較短循環(huán)移位的PRACH前導(dǎo)碼

• 方案3：在LTE中，PUCCH format1可以在一個(gè)PRB中執(zhí)行多達(dá)36個(gè)調(diào)度請(qǐng)求（SR），如圖2所示。因此，選擇PUCCH format1上的LTE SR作為容量基準(zhǔn)的候選。為了增強(qiáng)其容量，假設(shè)（1）所有RE都用于SR，（2）slot1和slot2之間沒有跳頻，以及（3）slot1和slot2應(yīng)用額外的正交覆蓋碼（OCC：orthogonal cover code）。

LTE中的PRACH前導(dǎo)碼，例如表1中的方案1-A，設(shè)計(jì)用于上行異步和同步傳輸。因此，當(dāng)場(chǎng)景是上行同步時(shí)，有優(yōu)化的空間。例如，可以減少循環(huán)移位樣本（NCS）的數(shù)量，因?yàn)橐呀?jīng)為上行鏈路同步UE補(bǔ)償了往返傳播延遲。這種優(yōu)化導(dǎo)致方案1-B可以達(dá)到方案3中SR容量的74%。表1總結(jié)了詳細(xì)的分析和假設(shè)。

提出了波束恢復(fù)機(jī)制來應(yīng)對(duì)波束失效。因此，gNB需要掃描不同的波束，以便從遇到波束故障的UE接收新的波束指示。在NR中，PRACH是一種通過掃描波束傳輸?shù)絞NB的信道。因此，PRACH是波束恢復(fù)請(qǐng)求的一個(gè)很好的候選者。相反，如果使用方案3進(jìn)行波束恢復(fù)請(qǐng)求，則必須引入和設(shè)計(jì)一個(gè)全新的信道。三種方案的對(duì)比如下：

根據(jù)之前的分析，方案1-B提供了與方案3相當(dāng)?shù)娜萘?。然而，為了為連接的ue提供足夠的專用前導(dǎo)碼，期望在相同的時(shí)頻資源中使用多個(gè)根序列。這相應(yīng)地增加了多址干擾。同步PRACH不需要定時(shí)提前估計(jì)。因此，在非同步PRACH中，帶寬可以減少并且比定時(shí)估計(jì)精度所需的帶寬窄。使用窄帶PRACH，可以分配多個(gè)時(shí)頻資源，以獲得與方案1-B相同甚至更多的容量。這還可以減少來自其他根序列的干擾。圖3顯示了窄帶PRACH的一個(gè)示例，其中假設(shè)兩種設(shè)計(jì)中的子載波間隔相同。通過減少帶寬，前導(dǎo)序列長(zhǎng)度相應(yīng)地減少。由于根序列的數(shù)量和序列長(zhǎng)度都減少了，因此接收機(jī)的檢測(cè)復(fù)雜度也降低了。

為波束恢復(fù)請(qǐng)求分配的時(shí)頻資源用于UE報(bào)告波束故障，并在發(fā)生波束故障時(shí)向gNB指示新的波束信息。然而，當(dāng)鏈路狀況良好且沒有波束故障時(shí)，這些時(shí)頻資源正在被浪費(fèi)。為了充分利用這些分配的資源，建議在UE沒有遇到波束故障時(shí)將其應(yīng)用于其他請(qǐng)求或指示。例如，gNB可以向連接的UE分配專用PRACH前導(dǎo)碼以發(fā)送波束恢復(fù)請(qǐng)求和SR。如果UE在服務(wù)波束上傳輸其專用PRACH前導(dǎo)碼，則表示調(diào)度請(qǐng)求。另一方面，如果UE在非服務(wù)波束上傳輸其專用PRACH前導(dǎo)碼，則意味著波束恢復(fù)請(qǐng)求。波束恢復(fù)請(qǐng)求和SR的聯(lián)合設(shè)計(jì)示例如圖4所示。