[发明专利]用于多波束操作的波束故障恢复方法及用户设备

说明书

本发明提出了一种在具有波束形成的无线通信系统中用于多波束操作的波束故障恢复方法。具体来讲，本发明提出了一种四步波束故障恢复进程。第一步为波束故障检测，UE检测原始的服务BPL的波束故障状况。第二步为新候选波束识别，UE执行测量以用于候选波束选择。第三步为BFRQ传送，当满足BFRQ传送的触发条件时，UE向BS传送BFRQ消息。第四步为监听BS响应，UE监听BS响应以决定波束故障恢复的成功或失败。通过利用本发明，可以更好地进行多波束操作中的波束故障恢复。

交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求2017年2月6日递交的，发明名称为“BeamRecovery Mechanism for Multi-Beam Operation”的美国临时申请案62/455,522和2017年5月5日递交的，发明名称为“Method for Beam Management for WirelessCommunication System with Beamforming”的美国临时申请案62/501,936的优先权，且将上述申请作为参考。

技术领域

本发明有关于无线通信，特别有关于毫米波(millimeter wave，mmW)波束形成(beamforming)系统中的波束故障恢复(beam failure recovery)机制。

背景技术

移动运营商越来越多地遇到的带宽不足问题已经促进了对3GHz和300GHz之间未充分利用的mmW频谱的探索，以用于下一代宽带蜂窝通信网络。mmW频段的可用频谱是传统蜂窝系统的200倍。mmW无线网络使用具有窄波束(narrow beam)的定向通信，并且可以支持数千兆比特(multi-gigabit)的数据速率。mmW频谱中未充分利用的带宽的波长范围为1mm-100mm。mmW频谱极小的波长可以使得一个小的区域中能够放置大量的小型化天线。这种小型化的天线系统可以通过电可操纵阵列(electrically steerable array)形成定向传送而产生高的波束形成增益。随着近来mmW半导体电路的发展，mmW无线系统已经成为有望真正实施的解决办法。然而，对定向传送的严重依赖和传播环境的脆弱性给具有波束形成的mmW网络提出了特别的挑战。

原则上，波束训练机制确保了基站(base station，BS)波束和用户设备(userequipment，UE)波束对准(align)以用于数据通信，其中波束训练机制包括初始的波束对准和后续的波束跟踪(track)。为了确保波束对准，应该对波束跟踪操作进行调整(adapt)以响应信道的变化。然而在mmW系统中，由于波长差异，其传送路径寿命可能比传统的蜂窝频段短一个数量级。如果结合具有小空间覆盖(spatial coverage)的专用(dedicated)波束，专用波束的有效传送路径的数量可能相当有限，因此更容易受到UE移动和环境变化的影响。

对于波束形成的接入来说，链路的两端都需要知晓使用哪个波束形成器(beamformer)。在基于下行链路(downlink，DL)的波束管理中，BS端为UE提供测量波束形成的信道的机会，其中波束形成的信道是BS波束和UE波束的不同组合。例如，BS利用在各个BS波束上携带的参考信号(reference signal，RS)来执行周期性的波束扫描(sweep)。UE可以使用不同的UE波束来采集波束形成的信道状态，然后向BS报告采集到的信息。显然，在基于DL的波束管理中，UE掌握最新的波束形成的信道状态。BS可以基于UE的反馈来了解波束形成的信道状态，上述反馈可以仅包括UE选择的强波束对链路(beam pair link，BPL)。

可以选择波束形成的信道状态的反馈速率，以照顾所需的大多数波束跟踪。更高的波束形成的信道状态的反馈速率可以提供更新的信息，但是需要付出更高开销(overhead)的代价。然而对于一些罕见的波束跟踪问题来说，这种波束管理的反馈速率可能还是不够频繁的。例如，突然的堵塞(blockage)可能导致丢失连接。因此，需要其他的机制来解决罕见情况下的需求。

发明内容