5G波束管理-
为了避免这种情况,需要非UE特定的(即,小区特定的)波束训练。所有UE需要知道小区特定RS的定时,因此通过PDC发送定时是不合适的。用于发送该定时信息的其他选项包括RRC信令、MIB/SIB或空中接口中的指定。
因为RS对于候选波束的维护是有用的,所以周期性地出现这些RS更有益。这些RS使得UE能够发现和监控任何备选可行路径的多个候选波束(例如,克服拥塞的分集、波束组合、相邻小区发现和切换等)。).这些光束可能来自小区中的几个Trp。当UE穿过小区时,这有助于从一个TRP到另一个TRP的“波束切换”。因此,这个RS被称为移动性参考信号(Mrs)。
使用MRS执行此类任务还有其他几个优点。MRS还可以帮助测量其他Trp和相邻细胞的CFO。让CFO定期进行比例命理估算,不失为实现这一目标的可行选择。UE维护数据库,该数据库捕获每个找到的候选波束的频率和定时偏移。当UE在已知波束上接收到不同于MRS的信号时,也可以更新数据库。
整个频带或子频带上的RSRP或RSRQ测量是有用的。特别地,报告了n个最佳候选波束的这些测量值,其中n是自由流速。此外,UE指示哪些波束以相似的到达角度(方位角和仰角)到达。这些光束被称为QCL(准定域)。GNodeB可以在不通知UE的情况下在QCL波束之间切换。另一方面,QCL波束不适合于空间MIMO传输,因为UE不能在波束之间进行解析。除了n个候选波束之外,UE应该报告这些波束中的哪些是QCL,这将支持gNodeB选择与CSI-RS天线端口相关联的波束。利用相同的原理,GNOBE也可以排除从GNOBE侧看到的QCL光束(方位角和仰角的偏离角是相似的)。
如果这些波束的相对频率或定时偏移超过预定阈值,则可以使用MRS从MIMO传输中排除这些候选波束集。
基于所识别的集合,如果相位噪声和CFO的影响适中,则UE可以报告所选传输模式的相关CQI。如果相位噪声/CFO的功率相对于总噪声和干扰的功率较小,就会出现这种情况。GNodeB可以使用该信息来减少CSI-RS传输和相关的CSI报告。
根据P-2和P-3,CSI-RS可以通过阿波罗波束进行细化。因此,当天线端口的波束扫过狭窄的覆盖区域时,可以使用多个符号。然后,UE应该被配置为报告RSRP或RSRQ测量。如果gNodeB天线端口在多个符号上保持相同的波束,则应该通知UE,以便它可以改进其接收的波束。
可能有必要支持跨多个gNodeB子阵列的波束成形,以实现更高的EIRP。如果与这些子阵列相关联的天线端口在相同的空间方向上被波束成形并且在相同的CSI-RS符号期间被发射,则这可以被实现。然后,UE可以测量每个天线端口的接收信号之间的相位差。传达这些相位差的一种方式可以是,如果子阵列是等间距的,并且子阵列之间的任何相位失配由校准机制来调整,则基于A类码本来报告PMI。否则,需要支持其他报告机制来以定量方式报告该阶段。
对于所有CSI-RS传输,重要的是UE使用正确的子阵列和波束进行正确的接收。为了实现这一点,gNodeB使用先前报告的候选波束列表中的索引来通知UE。通过识别候选波束集,UE将确切地知道它的哪些子阵列和天线权重适合于接收即将到来的CSI-RS符号。
CSI-RS机制应该能够评估MIMO传输的不同Trp。在这种情况下,应该提供具有不同Trp的不同天线端口的波束。因为不同的Trp可能具有不同的频率和定时偏移,所以建议将不同Trp的天线端口放置在不同的符号中。如果UE知道每个符号的候选波束,则它可以查询其数据库,以知道要为每个CSIRS符号考虑的频率和定时偏移。每个TRP的天线端口可以被配置为CSI-RS资源,并且UE可以被配置为报告最佳性能资源(TRP)的资源指示符。此外,它必须报告表现最佳的TRP的CQI和PMI。
在由于突然中断而导致信号强度损失的情况下,例如主路径阻塞,或者由于分组丢失而导致的波束同步损失,波束恢复机制是非常重要的。
UE可能仍然具有到gNodeB的合适波束,或者它可能从Mrs找到波束。在任一情况下,gNodeB可能不知道该波束。
如果UE丢失了它的上行链路定时,它可以使用适当波束方向上的RACH信号来重新建立到gNodeB的链路。或者,如果UE仍然具有上行链路定时,则它可以在类似于RACH的信道中进行发送,在此期间,gNodeB也扫描其接收波束。在该信道中,每个UE被分配一个资源,使得gNodeB知道哪个UE已经发送。在正确接收之后,gNodeB知道其接收波束中的哪一个适合连接到UE。这个信道也可以用来接收调度请求,所以叫做SR信道。该信道的优点在于,它可以提供比RACH信道更多的冲突资源,因为它利用了UE的上行链路同步。
在GNOBE和UE因此为工作链路建立波束对之后,GNOBE可以通过在整个扇区上提供包含波束的CSI-RS突发来加速UE的波束发现。
对于6GHz以上的通信,混合波束形成被认为可以克服发射机和接收机之间的高路径损耗。在这样的系统中,节点gNB和UE都可以使用多个波束进行控制/数据通信。相同或不同的波束可以用于控制信道和相应的数据信道传输。
用户移动、角度旋转和阻挡将导致数据或控制光束的信号衰减。波束管理监控和切换波束,以确保gNB和UE之间的可靠传输和接收。然而,在某些情况下,如果没有提供足够的窗口来切换波束,信号质量可能会迅速下降,导致波束未对准。在这种情况下,UL或DL上的控制信道性能可能受到影响,这可能最终导致无线链路故障和连接重建。这些过程会导致影响数据吞吐量的额外延迟。
为了克服这些问题,当在UE处检测到波束未对准时,考虑波束恢复过程。光束失准的检测非常麻烦,需要进一步研究。通过波束恢复,gNB和UE可以使用备选波束来重建数据和控制信道。光束恢复需要考虑两种情况:UL同步和UL异步。
UL同步
当gNB和UE通过UL同步时,SR资源用于执行波束恢复。GNB监听调度请求,收到波束恢复消息后,gNB和UE重新建立数据和控制信道。
使用调度请求的波束恢复有以下优点:(1)SR区域可能包含更多的资源(循环移位);与基于竞争的RACH方法相比,使用SR的波束恢复速度更快。
UL不同步
当gNB和UE不同步时,UE发送随机接入前导,用于基于竞争的RACH过程。RACH过程成功后,gNB和UE重新建立数据和控制信道。