[发明专利]波束管理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种波束管理方法及装置。

背景技术

在未来的(3rd Generation Partnership Project fifth Generation，简称为3GPP 5G)新无线接入(New RAT/Radio，简称为NR)系统中，高频段无线载波资源利用和操作将扮演着越来越重要的角色，通过载波聚合和紧耦合多连接等方式，可以将更宽阔的高频载波资源充分地聚合利用，以提高NR系统容量和吞吐率性能。如图1所示，在低频宏基站小区的广覆盖下，运营商可以对部分热点Hotspot区域通过高频(mmWave)小基站小小区进行容量增强。和传统全向式(Omni-Directional)或者扇区式(Sector)小区覆盖不同，高频小小区为了增加上下行无线覆盖和信道性能，通常TX/RX侧需要进行波束成形Beamforming操作，即通过多天线相位技术，将波束定向发射/定向接收，这样可以汇聚发射功率/减少干扰。图1中的发送接收点(Transmit Receive Point，简称为TRP)簇(Cluster)就是以多个Beams(>1)形式来发射信号的。

在图1中的波束成形(Beamforming，简称为BF)高频通信基站小小区的部署方式，可以映射到图2所示的高低频通信基站做紧耦合多连接的数据传输架构：图2中基站和用户设备(User Equipment，简称为UE)UE的空中接口细箭头线表示Uu口控制面信令，粗箭头线表示用户面数据。低频宏基站服务小区提供基本的无线覆盖，BF模式的高频小基站提供数据分流，当UE在同一宏基站服务小区内移动的时候，会发生高频微基站间的切换或者更多连接的数据传输。

以过去通用移动通信系统/长期演进(Universal Mobile Telecommunications System/Long Term Evolution，简称为UMTS/LTE)UMTS/LTE系统为例，由于主要工作在低频段(<6GHz)，因此对应基站的发送接收点(Transmit Receive Point，简称为TRP)通常采取全向(Omni-Directional)和扇区(Sector)方式发收模式，因此对应的下行公共信道/信号有着较广阔的覆盖区域，即当用户设备UE进入到以发送接收点TRP为圆心的特定半径之内，就可以在任意的时间/地点/方向上接收到下行公共信道/信号，实现下行时频同步，小区发现驻留，系统消息读取，上行随机接入，导频测量等基本操作。

由于高频段信道的路损(Path loss)和衰减相当严重，为了以小发射功率来实现远距离覆盖和空间/时频信号干扰隔离，NR高频基站TRP通常采取波束成形Beamforming的发收模式，因此对应的下行公共信道/信号有着较狭窄的覆盖区域(对应着的服务小区比较狭长状)，即当UE进入到以TRP为圆心的特定半径之内，只能在特定的时间/地点/方向上通过空间搜索(Spatial Search)，才能接收到下行公共信道/信号，以实现上述基本功能。随着UE在水平和垂直方向上的移动，UE容易脱离Beams的覆盖，我们称为空间/时频失步(假设TRP/UE不能实现快速的彼此Beam跟踪)，空间/时频失步之后相当于UE进行到弱覆盖区域，不能有效维持上下行时频同步/上行随机接入/高效数据传输，因此UE必须尽快重新搜索测量到合适的小区/Beam等，恢复空间/时频同步状态。

假设TRP节点内只有一个波束成形链(RF chain)，TRP采取周期环形扫射的方式发射任何下行信道/信号。当UE成功跟踪并且驻留在高频波束成形Beamforming某服务小区中，如果有数据传输的需求，UE需要先和TRP建立且维护无线链路(Radio Link，简称为RL)，进入到无线资源控制连接(Radio Resource Control_CONNECTED，简称为RRC_CONNECTED)模式。随后TRP会为UE分配专有的时频资源，基于调度方式的进行上下行数据块传输。

下行方向，UE一方面需要通过TRP发射的下行公共同步信号来保持空间/时频/时频的最佳跟踪状态，另一方面UE需要通过TRP发射的下行专有参考信号来测量和反馈信道状态信息(Channel State Information，简称为CSI)。

上行方向，TRP一方面需要通过UE发射的上行公共同步信号来保持空间/时频/时频的最佳跟踪状态，另一方面TRP需要通过UE发射的上行专有参考信号来测量CSI。