阅读说明：本技术 用于波束报告的测量周期 (Measurement period for beam reporting ) 是由 李华 崔杰 唐扬 张羽书 M·拉加万 于 2019-08-09 设计创作，主要内容包括：在NR中,gNB利用多个天线和波束形成技术来向UE进行下行链路传输。本文描述了UE测量从gNB接收的多个定向波束的质量所采用的方法和装置。(In NR, the gNB utilizes multiple antennas and beamforming techniques for downlink transmission to the UE. Methods and apparatus employed by a UE to measure quality of a plurality of directional beams received from a gNB are described herein.)

具体实施方式

在长期演进(LTE)和5G系统中，移动终端(称为用户装备或UE)经由基站(BS；在LTE系统中被称为演进节点B或eNB，而在5G或NR系统中则被称为下一代演进节点B或gNB)连接到蜂窝网络。图1示出了UE 1400和基站(例如，eNB或gNB)1300的部件的示例。BS 1300包括连接到用于提供空中接口的无线电收发器1302的处理电路1301。UE 1400包括连接到用于在无线介质中提供空中接口的无线电收发器1402的处理电路1401。设备中的每个收发器连接到天线1055。设备的天线1055形成天线阵列，这些天线阵列的方向性可由处理电路控制。UE和/或BS的存储器和处理电路可被配置为执行功能并实现本文所述的各种实施方案的方案。

NR波形基于具有可变参数集(即，子载波间隔)的正交频分复用(OFDM)。NR时域结构具有被分成十个1ms子帧的10ms无线帧。子帧继而被分成由14个OFDM符号组成的时隙。以毫秒为单位的时隙持续时间取决于参数集。

NR的空中接口(也称为无线电接口或无线电接入网络(RAN))具有分层协议架构，其中UE和gNB的对等层在彼此之间传递协议数据单元(PDU)，该协议数据单元是下一个更高层的封装服务数据单元(SDU)。用户平面中的最顶层是服务数据适配协议(SDAP)，该服务数据适配协议负责根据其服务质量要求将QoS(服务质量)承载映射到无线电承载。下一个更低层是发射和接收IP(互联网协议)分组的分组数据压缩协议(PDCP)以及负责分段和重传处理的无线电链路控制(RLC)层。

PDCP层经由映射有IP分组的无线电承载与无线电链路控制(RLC)层通信。在介质访问控制(MAC)层处，到上面的RLC层的连接通过逻辑信道，并且到下面的物理层的连接通过传输信道。主UL传输信道为上行链路共享信道(UL-SCH)，并且主DL传输信道为下行链路共享信道(DL-SCH)。另一个DL传输信道—广播信道(BCH)则由gNB用来广播系统信息。在物理层处，UL-SCH与物理上行链路共享信道(PUSCH)相关联，DL-SCH与物理下行链路共享信道(PDSCH)相关联，并且BCH与物理广播信道(PBCH)相关联。控制平面协议层与用户平面协议层相同，不同的是UE和gNB之间的接入层中的控制平面的最顶层是取代SDAP层的无线电资源控制(RRC)层。物理层被称为层1或L1。MAC层、RLC层和PDCP层被称为层2或L2。RRC层以及UE与控制平面中的核心网和用户平面中的用户应用程序之间的非接入层(NAS)被称为层3或L3。

为了执行调度和其他链路适配功能，gNB需要知道从BS到UE的下行链路信道。LTE和NR提供可由UE用于获得传输小区的下行链路信道状态信息(CSI)的参考信号，这些参考信号被称为信道状态信息参考信号(CSI-RS)。然后，UE可以CSI报告的形式将由此获得的CSI反馈到服务小区。使用正交频分多址(OFDMA)传输方案的特定时间频率资源元素(RE)在具有可配置周期性并且跨越整个传输带的物理下行链路共享信道(PDSCH)上传输CSI-RS。多组CSI-RS可由小区传输，其中每组CSI-RS对应于不同的天线端口。UE可使用CSI-RS来估计信道并产生CSI报告，该CSI报告通过与PDSCH数据复用或经由物理上行链路控制信道(PUCCH)反馈到服务小区。对于周期性CSI报告，CSI报告用前向纠错(FEC)诸如极性代码编码并通过PUCCH发送。

NR和LTE均提供多天线发射和接收，其中在基带数字域中执行多输入多输出(MIMO)预编码和MIMO解码。然而，在NR所使用的mmWave频率(高于6Ghz，称为FR2)下，设想天线处理将在载波基础上在模拟域或混合数字-模拟域中执行。这意味着到相对于gNB位于不同方向的不同UE的下行链路传输必须在时间上分开。同样，在基于模拟的接收器侧波束形成的情况下，接收波束一次只能在一个方向上聚焦。波束管理是指由共同提供良好连接性的发射器侧波束方向和对应的接收器侧波束方向组成的合适的波束对的建立和保持。

在NR具体实施中，波束管理是指获取和保持一组发射/接收点(TRP)的一组L1/L2过程和/或可用于下行链路(DL)和上行链路(UL)发射/接收的UE波束，其中TRP可以是gNB。波束管理包括各种操作或过程，诸如波束确定、波束管理、波束报告和波束扫描操作/过程。波束确定是指TRP或UE选择其自身的发射(Tx)/接收(Rx)波束的能力。波束测量是指TRP或UE测量所接收的波束形成信号的特征的能力。波束报告是指UE基于波束测量报告波束形成信号的信息的能力。波束扫描是指以预先确定的方式在时间间隔期间发射和/或接收波束覆盖空间区域的操作。

如果满足以下条件中的至少一个，则TRP处的Tx/Rx波束对应关系成立：TRP能够基于TRP的一个或多个Tx波束上的UE下行链路测量来确定用于上行链路接收的TRP Rx波束；以及TRP能够基于TRP的一个或多个Rx波束上的TRP上行链路测量来确定用于下行链路传输的TRP Tx波束。如果满足以下中的至少一个，则UE处的Tx/Rx波束对应关系成立：UE能够基于UE的一个或多个Rx波束上的UE下行链路测量来确定用于上行链路传输的UE Tx波束；UE能够基于TRP的指示来确定用于下行链路接收的UE Rx波束，其中TRP的指示基于UE的一个或多个Tx波束上的上行链路测量；以及支持UE波束与TRxP对应关系相关信息的能力指示。

在一些具体实施中，DL波束管理包括过程P-1、过程P-2和过程P-3。过程P-1用于实现不同的TRP Tx波束上的UE测量，从而支持TRP Tx波束/UE Rx波束的选择。对于TRP处的波束形成，过程P-1通常包括来自一组不同波束的TRP内/TRP间Tx波束扫描。对于UE处的波束形成，过程P-1通常包括来自一组不同波束的UE Rx波束扫描。

过程P-2用于实现不同的TRP Tx波束上的UE测量，从而可能改变TRP间/TRP内Tx波束。过程P-2可以是过程P-1的特殊情况，其中过程P-2用于可能比过程P-1更小的用于波束细化的一组波束。过程P-3用于在UE使用波束形成的情况下实现相同的TRP Tx波束上的UE测量，从而改变UE Rx波束。过程P-1、过程P-2和过程P-3可用于非周期性波束报告。

基于用于波束管理的RS(至少CSI-RS)的UE测量由K个波束构成(其中K为配置的波束的总数)，并且UE报告N个选择的Tx波束的测量结果(其中N可以是也可以不是固定数量)。不排除基于用于移动目的的RS的过程。如果N<K，则要报告的波束信息包括N个波束的测量量和指示N个DL Tx波束的信息。其他信息或数据可包括在波束信息中或与波束信息包括在一起。当UE配置有K'>1个非零功率(NZP)CSI-RS资源时，UE可报告N'个CSI-RS资源指示标识(CRI)。

在一些NR具体实施中，UE可触发从波束故障恢复的机制，该机制被称为“波束恢复”、“波束故障恢复请求过程”等。在相关联的控制信道的波束对链路质量下降到阈值以下，或发生相关联的定时器的超时等情况下，可能发生波束故障事件。当发生波束故障时，触发波束恢复机制。网络可为UE明确地配置用于信号的UL传输的资源以用于恢复目的。在基站(例如，TRP、gNB等)从所有或部分方向(例如，随机接入区域)监听的情况下支持资源的配置。用于报告波束故障的UL传输/资源可与物理随机接入信道(PRACH)或正交于PRACH资源的资源位于同一时间实例中，或者位于不同于PRACH的时间实例(可配置用于UE)中。支持DL信号的传输以用于允许UE监测波束，从而识别新的潜在波束。

对于波束故障恢复，如果一个、多个或所有服务PDCCH波束故障，则可表明波束故障。如表明波束故障，则发起波束故障恢复请求过程。例如，当在服务SSB/CSI-RS上检测到波束故障时，波束故障恢复请求过程可用于向新SSB或CSI-RS的服务gNB(或TRP)指示。波束故障可由更低层检测并向UE的媒体访问控制(MAC)实体指示。

在一些具体实施中，波束管理包括提供或不提供波束相关指示。如提供波束相关指示，可通过QCL向UE指示与用于基于CSI-RS的测量的UE侧波束形成/接收过程有关的信息。可支持控制信道和对应的数据信道采用相同或不同波束传输。

下行链路(DL)波束指示基于传输配置指示(TCI)状态。在由无线电资源控制(RRC)和/或媒体访问控制(MAC)控制元件(CE)配置的TCI列表中指示TCI状态。在一些具体实施中，根据检测到的具有用于UE和给定服务小区的下行链路控制信息(DCI)的PDCCH，UE可由更高层信令配置为最多M个TCI-States来对PDSCH进行解码，其中M取决于UE能力。每个配置的TCI状态包括一个参考信号(RS)组TCI-RS-SetConfig。每个TCI-RS-SetConfig包括用于配置RS组中的RS与PDSCH的解调参考信号(DM-RS)端口组之间的准共址关系的参数。RS组包括对一个或两个DL RS的引用和由更高层参数准共址类型(QCL-类型)为每个DL RS配置的相关QCL-类型。对于两个DL RS的情况，无论参考是针对相同的DL RS还是针对不同的DLRS，QCL类型都不应相同。向UE指示的准共址类型基于更高层参数QCL-类型并采用以下类型中的一种或其组合：QCL-类型A：{多普勒漂移、多普勒扩展、平均延迟、延迟扩展}；QCL-类型B：{多普勒漂移、多普勒扩展}；QCL-类型C：{平均延迟、多普勒漂移}；QCL-类型D：{空间Rx参数}。

UE可接收选择命令(例如，在MAC CE中)，该选择命令用于将最多8个TCI状态映射到DCI字段TCI-States的码点。到UE接收到TCI状态的更高层配置为止且在接收到激活命令之前，UE可假设服务小区的PDSCH的一个DM-RS端口组的天线端口在空间上与初始接入过程中确定的SSB准共址。当TCI-States中的TCI状态的数量小于或等于8时，DCI字段TCI-States直接指示TCI状态。

可通过专用PRACH或物理上行链路控制信道(PUCCH)资源来递送波束故障恢复请求。例如，对于服务小区，UE可由更高层参数Beam-Failure-Detection-RS-ResourceConfig被配置为具有周期性CSI-RS资源配置索引的集合并由更高层参数Candidate-Beam-RS-List被配置为具有CSI-RS资源配置索引和/或SS/PBCH块索引的集合以用于服务小区的无线电链路质量测量。如果不存在配置，则波束故障检测可基于在空间上与PDCCH解调参考信号(DMRS)准共址(QCLed)的CSI-RS或SSB。例如，如果UE未设置有更高层参数Beam-Failure-Detection-RS-ResourceConfig，则UE确定包括具有与UE被配置为用于监测PDCCH的控制资源集(CORESET)的值相同的更高层参数TCI-StatesPDCCH的值的SS/PBCH块和周期性CSI-RS配置。

UE的物理层根据相对于阈值Q_out,LR的资源配置集合来评估无线电链路质量。阈值Q_out,LR分别对应于更高层参数RLM-IS-OOS-thresholdConfig和Beam-failure-candidate-beam-threshold的默认值。对于集合UE仅根据准共址的周期性CSI-RS资源配置或SS/PBCH块来评估无线电链路质量，其中PDCCH接收DM-RS的DM-RS由UE监测。UE将配置的Q_in,LR阈值应用于周期性CSI-RS资源配置。UE在利用由更高层参数Pc_SS提供的值缩放SS/PBCH块传输功率之后将Q_out,LR阈值应用于SS/PBCH块。

在一些具体实施中，如果MAC实体从更低层接收到波束故障指示，则MAC实体启动波束故障恢复定时器(beamFailureRecoveryTimer)并发起随机接入过程。如果beamFailureRecoveryTimer超时，则MAC实体向上层指示波束故障恢复请求失败。如果接收到DL分配或UL授权(例如，在针对小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)寻址的PDCCH上)，则MAC实体可停止并重置beamFailureRecoveryTimer并考虑波束故障恢复请求过程成功完成。

在一些实施方案中，UE(例如，在RRC_CONNECTED模式下)测量小区的一个或多个波束并计算测量结果(功率值)的平均值，从而导出小区质量。UE可被配置为考虑检测波束的子集，诸如高于绝对阈值的N个最佳波束。滤波发生在两个不同的级别，包括发生在物理层(PHY)处从而导出波束质量以及发生在RRC级别处从而从多个波束导出小区质量。服务小区和非服务小区可以相同的方式导出来自波束测量的小区质量。如果gNB将UE配置为这样做，则测量报告包含X个最佳波束的测量结果。出于信道状态估计的目的，UE可被配置为测量CSI-RS资源并基于CSI-RS测量来估计下行链路信道状态。UE将所估计的信道状态反馈回gNB以用于链路自适应。

图2示出了一种示例性测量模型。在图2中，点A包括PHY内部的测量(例如，波束特定样本)。层1(L1)滤波包括用于对在点A处测量的输入进行滤波的内部层1滤波电路。确切的滤波机制以及在PHY处实际如何执行测量可以是特定的具体实施。测量(例如，波束特定测量)由L1滤波报告给在点A¹处的层3(L3)波束滤波电路和波束固结/选择电路。

波束固结/选择电路包括固结波束特定测量来导出小区质量的电路。例如，如果N>1，否则当N＝1时，可选择最佳波束测量来导出小区质量。波束的配置由RRC信令提供。然后在波束固结/选择之后，将从波束特定测量导出的测量结果(例如，小区质量)报告给用于小区质量电路的L3滤波。在一些实施方案中，在点B处的报告周期可等于在点A¹处的一个测量周期。

用于小区质量电路的L3滤波被配置为对在点B处提供的测量进行滤波。层3滤波器的配置由前述RRC信令或不同/单独的RRC信令提供。在一些实施方案中，在点C处的滤波报告周期可等于在点B处的一个测量周期。测量在层3滤波电路中处理之后提供给在点C处的报告标准电路的评估。在一些实施方案中，报告速率可与在点B处的报告速率相同。该测量输入可用于报告标准的一个或多个评估。

报告标准电路的评估被配置为检查在点D处是否需要实际测量报告。该评估可基于在参考点C处的不止一个测量流。在一个示例中，评估可涉及不同测量之间的比较，诸如在点C处提供的测量和在点C¹处提供的另一个测量。在一些实施方案中，UE可至少每当在点C处、在点C¹处报告新测量结果时评估报告标准。报告标准配置由上述RRC信令(UE测量)或不同/单独的RRC信令提供。在评估之后，在点D处在无线电接口上发送测量报告信息(例如，作为消息)。

重新参见点A¹，将在点A¹处提供的测量提供给L3波束滤波电路，该波束滤波电路被配置为执行所提供的测量(例如，波束特定测量)的波束滤波。波束滤波器的配置由上述RRC信令或不同/单独的RRC信令提供。在一些实施方案中，在点E处的滤波报告周期可等于在点A¹处的一个测量周期。K个波束可对应于对新无线电(NR)同步信号(SS)块(SSB)或信道状态信息参考信号(CSI-RS)资源上的测量，CSI-RS资源被配置为用于gNB的L3移动性并由UE在L1处检测。

在波束滤波器测量(例如，波束特定测量)中处理之后，将测量提供给用于在点E处的报告电路的波束选择。该测量用作选择要报告的X个测量的输入。在一些实施方案中，报告速率可与在点A¹处的报告速率相同。用于波束报告电路的波束选择被配置为从在点E处提供的测量中选择X个测量。该模块的配置由前述RRC信令或不同/单独的RRC信令提供。发送或调度测量报告中包括的波束测量信息以用于在点F处的无线电接口上的传输。

测量报告包括触发报告的相关测量配置的测量标识。测量报告还可包括测量报告中包括的由网络(例如，使用RRC信令)配置的小区和波束测量量。测量报告还可包括可通过网络配置来限制的要报告的非服务小区的数量。属于由网络配置的黑名单的小区不用于事件评估和报告。相反，当网络配置白名单时，仅属于白名单的小区用于事件评估和报告。测量报告中包括的波束测量由网络配置，并且此类测量报告仅包括或指示波束标识符，包括测量结果和波束标识符，或者不包括波束报告。

对于NR系统，用于波束报告的当前测量周期不清楚。本文的实施方案提供了用于波束报告的基于周期性CSI-RS的L1-RSRP和基于非周期性CSI-RS的L1-RSRP的测量周期。根据各种实施方案，对于基于周期性CSI-RS的L1-RSRP，测量周期有两个选项：

-选项1：在UE侧不执行L1-RSRP测量的时域平均；

-选项2：假设L1由X个样本均分。

对于选项1，假设UE将基于单个时隙应用波束报告，并且留待gNB来执行测量平均。然而，基于单个时隙的报告存在一些缺点。如果存在多个Tx波束，例如16/32个波束，并且请求UE报告最多4个波束，则UE将仅基于单个时隙测量选择4个波束。如果单个时隙测量精度不够好，则可能无法选择正确的波束。基于单个样本的模拟结果已表明，测量精度在某些情况下较差并且不能选择正确的波束。

模拟结果已表明，测量精度取决于CSI-RS密度、带宽、信道模型和子载波间距。对于单个样本，在一些情况下，即使SNR＝0dB，测量精度也不好。例如，对于ETU信道模型，单个样本精度可大于2.5dB，其中在D＝1/3的情况下ETU信道占用24个RB并且在D＝1的情况下ETU信道模型占用96个RB。在90％的情况下，精度为±2.5dB的L1-RSRP仅可保证所报告的波束可分别在总共8/16/32个波束中最佳的5/8/12个波束内。如果需要更好的波束报告质量，则精度要求将更加严格。

所报告的波束将针对不同的报告时间而改变并且gNB难以计算测量结果的平均值。对于一些波束，可能仅存在一个无法计算平均值的报告结果。如果gNB要等待一段时间来获得多个波束的结果，则延迟可能较大。因此，对于UE侧，更好的办法是计算平均值来帮助改善报告质量。

如果CSI-RS波束报告间隔和波束测量周期相同，则一定存在足够的样本以用于在测量周期期间计算平均值。然而，如果CSI-RS波束报告间隔小于波束测量周期，则可能没有足够的样本以用于计算平均值。在这些情况下，可应用滑动窗口用于计算样本平均值。

对于基于非周期性CSI-RS的L1-RSRP，如果应用单个样本测量，则UE可在时间n接收DCI，并且UE将在时间n+M发出波束报告，其中M是单个样本的测量延迟。然而，由于单个样本测量无法提供足够的精度，因此需要计算多个样本的平均值。假设需要计算X个样本的平均值。gNB可在其发出DCI之后发出候选Tx波束X次。UE将仅在其完成对X个样本计算平均值时才发送波束报告。如果UE在时间n接收DCI，则UE将在时间n+P发出波束报告，其中P是多个样本平均的测量延迟。与单个样本的情况相比，可针对计算多个样本平均值的情况延长报告延迟。

在实施例1中，一种用于用户装备(UE)的装置包括：存储器和处理电路，其中，处理电路用于：测量一个或多个信道状态信息参考信号(CSI-RS)的参考信号接收功率(RSRP)，其中CSI-RS经由不同的定向波束从下一代演进节点B(gNB)传输；对于特定的定向波束，计算与在不同时间接收的该特定波束相关联的CSI-RS的多个RSRP的平均值；并且，对用于发送到gNB的波束报告进行编码，波束报告包括与一个或多个波束相关联的一个或多个CSI-RS的平均RSRP。

处理电路可用于根据报告周期对用于发送到gNB的波束报告进行周期性编码，其中报告周期可由gNB指定。当报告周期小于计算平均值所需的波束测量周期时，处理电路可用于将滑动窗口应用于计算平均值。处理电路可用于响应于通过物理下行链路控制信道(PDCCH)从gNB接收的下行链路控制信息(DCI)来对用于发送到gNB的波束报告进行编码。处理电路可用于计算波束报告的数量N个RSRP的平均值，其中数量N从gNB接收。处理电路可用于计算来自在不同时隙中接收的CSI-RS的波束报告的多个RSRP的平均值。

在实施例2中，一种用于下一代演进节点B(gNB)的装置，该装置包括：存储器和处理电路，其中处理电路用于对用于发送到用户装备(UE)的指令进行编码，该指令指示UE：测量一个或多个信道状态信息参考信号(CSI-RS)的参考信号接收功率(RSRP)，其中CSI-RS经由不同的定向波束从gNB传输；对于特定的定向波束，计算与在不同时间接收的该特定波束相关联的CSI-RS的多个RSRP的平均值；并且，对用于发送到gNB的波束报告进行编码，波束报告包括与一个或多个波束相关联的一个或多个CSI-RS的平均RSRP。处理电路可用于对指令进行编码，该指令指示UE根据报告周期对用于发送到gNB的波束报告进行周期性编码。处理电路可用于对指令进行编码，当报告周期小于计算平均值所需的波束测量周期时，该指令指示UE将滑动窗口应用于计算平均值。处理电路可用于对指令进行编码，该指令指示UE响应于通过物理下行链路控制信道(PDCCH)从gNB接收的下行链路控制信息(DCI)来对用于发送到gNB的波束报告进行编码。处理电路可用于对指令进行编码，该指令指示UE计算波束报告的数量N个RSRP的平均值，其中数量N从gNB接收。处理电路可用于对指令进行编码，该指令指示UE计算来自在不同时隙中接收的CSI-RS的波束报告的多个RSRP的平均值。

在实施例3中，一种非暂态计算机可读存储介质包括指令以使得UE的处理电路或gNB在由处理电路执行指令时执行实施例1和实施例2中所述的任何功能。

以上具体实施方式涉及附图。在不同的附图中可使用相同的附图标号来识别相同或相似的元件。在上面的描述中，出于说明而非限制的目的，阐述了具体细节，诸如特定结构、架构、接口、技术等，以便提供对各个实施方案的各个方面的透彻理解。然而，对于受益于本公开的本领域技术人员显而易见的是，可以在背离这些具体细节的其他示例中实践各个实施方案的各个方面。在某些情况下，省略了对熟知的设备、电路和方法的描述，以便不会因不必要的细节而使对各种实施方案的描述模糊。就本文档而言，短语“A或B”是指(A)、(B)或(A和B)。

如上所述的实施方案可以各种硬件配置来实现，这些硬件配置可包括用于执行指令的处理器，这些指令执行所述的技术。此类指令可包含在机器可读介质中，诸如合适的存储介质或存储器或其他处理器可执行介质。

上面的描述意图是说明性的，而不是限制性的。例如，上述描述的示例(或其一个或多个方面)可被互相组合使用。可使用其它实施方案，诸如由本领域的普通技术人员在查看以上描述后使用。说明书摘要允许读者快速确定技术公开的性质。提供该说明书摘要所依据的认识是该技术公开将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上具体实施方式中，各种特性可划分为一组以简化本公开。然而，权利要求可不阐述本文所公开的每个特征，因为各实施方案的特征可在于所述特征的子集。此外，各实施方案可包括比特定示例中公开的那些特征更少的特征。因此，据此将以下权利要求并入到具体实施方式中，其中权利要求如单独的实施方案那样独立存在。