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波束扫描对小区级移动性的影响

2023-04-11 10:32 作者:余网优化  | 我要投稿

波束赋形是一种用于控制无线信号传输和接收方向性的信号处理技术。通信链路(DL或UL)包括一个发射机和一个接收机。波束赋形可考虑以下定义:

  • Tx波束:发射机侧的波束赋形器,用于提供发射阵列增益;

  • Rx波束:接收机侧的波束赋形器,用于提供接收阵列增益。

因此,在Tx-Rx波束对之间执行一个通信链路。

Beam pair:发射机侧的一对Tx波束和接收机侧的一组Rx波束。

协议定了了三种波束赋形类型,即模拟波束赋形、数字波束赋形和混合波束赋形。混合波束赋形具有多个RF链,每个RF链链接到天线阵列,被认为是实现成本和性能之间的良好权衡并实现独立于实现的波束赋形设计的典型方法。模拟和数字波束赋形可以被视为其特殊情况。考虑到用于混合波束赋形的有限数量的RF链,只能同时生成有限数量的波束。

此外,物理层协议还研究基于多波束和单波束的方法,并努力为这两种方法设计统一的框架。

  • 在基于单波束的方法中,与LTE小区特定信道/RS类似,单波束可用于覆盖TRP/UE的下行覆盖区域或上行覆盖距离。覆盖范围较短的较宽波束通常用于覆盖整个覆盖区域。

  • 在基于多波束的方法中,多波束用于覆盖TRP/UE的下行覆盖区域或上行覆盖距离。使用具有更长覆盖范围的多个较窄波束来覆盖整个覆盖区域。

对于多波束部署,网络和UE都需要波束扫描以保证覆盖。当它应用于信号/信道时,信号/信道在多个波束上发送/接收,这些波束在有限时间内的多个时间实例上。根据能力,可以在单个时间实例中发送/接收一个或多个波束。


正如图1所示,从网络方面来看,一组下行波束被周期性地辐射,并且该组中的一个或多个波束以TDM模式以预定义的时间模式传输,以提供与omi定向波束或扇区波束相当的角度覆盖。由于TRP Tx波束扫描用作UE执行对网络的初始接入的入门级波束,因此TRP Tx波束扫描需要提供必要的信号和信息,使得UE能够检测NR小区的存在,并且相应的TRP Rx波束扫描可以用于上行链路信令接收,例如Msg1。

考虑到这些波束通过波束扫描一起提供小区覆盖,小区级移动性需要将这些波束一起考虑以评估总体小区质量。需要对这些波束进行RRM测量。

这些扫描波束是所有UE的公共波束,因为只要扫频覆盖整个NR小区,NR小区内的所有UE就保证了用于建立与网络的链路的TDMed资源。

在公共波束资源区域之外是专用波束,在该专用波束中发生到UE和来自UE的数据服务的动态单播。通常,专用波束使用具有高分辨率的较窄波束以提高传输效率。与应当识别每个波束的公共波束不同,UE不需要唯一地识别专用波束。网络简单地为UE配置一组RS,例如CSI-RS,以测量并根据来自UE的CSI/BMI报告为UE选择适当的专用波束形成器用于数据传输。专用波束上的波束管理是纯PHY过程。

公共波束:为波束扫描而形成的一组TRP特定波束,为小区覆盖提供同步、小区识别、系统信息、随机接入和小区级移动性等功能。

专用波束:为动态调度而形成的一组特定于UE的波束,用于单播数据传输。

再会议一下波束管理流程:

P-1:用于启用不同TRP Tx波束上的UE测量,以支持TRP Tx波束/UE Rx波束的选择

n 对于TRP处的波束赋形,通常包括来自一组不同波束的TRP内/TRP间Tx波束扫描

n 对于UE处的波束赋形,通常包括来自一组不同波束的UE Rx波束扫描

P-2:用于启用不同TRP Tx波束上的UE测量,以可能改变TRP Tx波束间/内部

  • 与P-1相比,用于波束细化的波束组可能更小

P-3:用于在UE使用波束赋形的情况下,启用对同一TRP Tx波束的UE测量,以改变UE Rx波束

 

只有公共波束对需要L3测量的RRC可见,层2只需要考虑公共波束以及波束管理对这些波束的影响(P1)。由于具有窄波束的高度定向传输,UE可以检测到多个公共Tx波束。所有这些检测到的波束都可以潜在地用于通信。

在如图3所示的P1过程之后,UE知道网络侧的最佳TRP Tx波束以及与其对应的最佳UE Rx波束。由于公共波束的规则出现以及覆盖范围相对较宽的波束宽度,UE锚定在用于无线链路监控的周期性公共波束上并基于其执行波束细化是明智的。在网络和UE之间维护锚波束以用于RRC连接维护。

公共波束上的波束管理的目的是确定锚波束以保持与网络和UE的连接。为了支持快速波束扫描,UE可以直接监视和测量多个公共波束。UE基于TRP发送的用于DL传输的RS(用于波束管理)来报告与N个所选Tx波束相关联的信息。因此,这些公共波束被视为候选波束。


波束:网络和UE用于无线链路监控、波束细化和RRC连接维护的公共波束。

候选波束:由UE监测和测量的其他公共波束。

为了建立具有合理频谱效率的链路,在大多数DL场景和上行链路场景中都需要UE侧波束赋形。除了方位或角度信息之外,还需要UE的位移来充分表征UE侧波束形成行为。期望UE侧波束赋形留给UE实现,并且用于接收的哪个UE Rx波束对网络是透明的。RRM测量和报告只需要关注TRP Tx波束,并且UE侧波束形成对RRM是透明的。以此方式,Tx-Rx对可以由Tx波束表示。


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