NR-MIMO波束管理

在NR中，TRP和UE侧都支持基于多波束的部署。鉴于存在预先指定的波束模式，在基于波束的传输中，应考虑波束管理，其目标通常是确定实时数据传输的最佳模式，如图1所示，有以下四种典型情况：

• Case 1：波束对采集

• Case 2：基于波束对的传输

• Case 3：梁对维护（或渐变）

• Case 4：波束对切换（或突变）

对于Case 1：TRP和UE将扫描选择波束，并随后确定对应于有效路径的一个或多个波束对。这些训练结果将成为控制/数据信道波束对的资源池。

对于Case 2：TRP和UE根据Case 1中波束对采集的结果选择用于控制/数据传输的对。在以下两种情况下，其他选择的对可被视为备选方案，例如，针对意外阻塞。

对于Case 3：由于可能的UE旋转和移动，TRP和UE需要通过逐渐扫描/细化来更新或维护其传输对。在找到更合适的波束后，更新服务波束对。

对于Case 4：当发生通道阻塞时，Case 3中列出的程序将不够，因为当前链路已显著降级。TRP和UE将在探测这些候选后从波束对的最后一个资源池进行波束对切换，以防止中断。

波束管理的设计应考虑信道特性的影响。其中一些部分如图2所示，源自室内实场信道测量，其中探测Tx/Rx波束的半功率波束宽度为15度。得出以下结果：

• 具有显著功率的多条路径在空间域中稀疏分布。

• 理想的波束对（具有主要接收功率）在主要传播路径周围类似簇。

• 与这些闭合束对有关的信道特性高度相关。

因此，为了实现多个波束对的空间复用、分集、波束维持和波束切换，更具体地说，这些对的信道特性（包括到达角和离开角、QCL和TA）的相关性应在波束管理中显式或隐式指示，涉及波束报告、测定和指示。

基于上述观察，作为NR MIMO的解决方案，已对用于选择TRP/UE自身波束的多级（分层）波束对捕获进行了彻底分析。不同分辨率的波束可用于不同的级别。例如

• Level 1–使用低分辨率波束覆盖空间区域

• Level 2–使用高分辨率的波束进行有限数量的波束组

• 第二级波束参考信号的传输可基于第一级的报告。波束组可用于连接这两个层级。

多级波束搜索可以有效地降低波束捕获的开销和复杂性。

考虑到多波束操作的透明度和效率，NR系统应考虑波束分组。更具体地说，可以根据预先规定的原则将采集过程中发现的波束对划分为不同的组，即共享相同的信道特性，如到达角和离开角、QCL参数和TA。可以在TRP侧或UE侧考虑波束分组。例如TRP将从TRP侧看到的具有类似信道特性的波束分组，UE将从UE侧看到的具有类似信道特性的波束分组。

1. 基于组的波束指示可以减少信令/反馈开销，并允许在组内使用波束进行传输/接收具有一定的灵活性。

2. 可以进行基于组的波束维护，以便以更透明的方式支持组内的波束跟踪。

3. 当维持多个波束组时，可以支持基于组的波束切换，这意味着在链路故障或NR阻塞的情况下，可以通过切换分组来实现波束恢复，而不是重新启动初始接入流程。

分组允许在使用波束进行传输/接收时具有一定的灵活性，同时降低了波束管理的开销和复杂性。

考虑到TRP的超密集部署，一个或多个TRP的波束管理应考虑统一的波束管理框架。TRP之间的协调将进一步增强链路的稳定性和数据速率，特别是对于改善小区边缘UE的覆盖，如图4所示。此外，多TRP传输将更好地支持空间复用，以实现6GHz以上的更高自由度。同时，可以相应地减轻不同UE之间的干扰。

在初始阶段协调多个TRP时，应考虑以下：

• 协调TRP的标识，例如是否使用相同或不同的ID，即小区ID和虚拟小区ID，以及它如何影响参考信号

• 协调集中的TRP是否应同步

• 是否应假设理想的回程和前程

• 在波束采集流程中，应在UE侧测量波束规定的时间偏移。

• QCL假设，例如，灵活配置分组和管理程序的QCL假设。