NR MIMO中基于“組”概念的波束管理
波束組的定義:Beam grouping = for TRP(s) or UE to group multiple Tx and/or Rx beam(s) and/or beam pair(s) into one subset of beams
用于TRP或UE的多個Tx或Rx波束分組為一個子集
基于波束組的波束管理概念是分組管理波束,而不是逐波束管理波束。波束管理程序,包括基于組的指示/報告、波束組維護(hù)和傳輸組切換,如圖1所示。

波束分組準(zhǔn)則
通常,波束分組是將多個TX或RX波束或波束對分組為具有相似特性的波束子集,并相應(yīng)地分為以下兩類。
以TRP為中心:TRP根據(jù)TRP看到的信道/波束特性對DL-Tx波束進(jìn)行分組,例如QCL、DL的偏離角等。通過TRP側(cè)的波束分組,TRP可以幫助UE更有效地識別多徑,例如識別最佳波束的正交性;
以UE為中心:UE根據(jù)UE看到的信道/波束特性(例如QCL、下行的到達(dá)角、延遲等)對DL-Tx波束進(jìn)行分組,通過在UE側(cè)進(jìn)行波束分組,UE還可以幫助TRP識別UE看到的多路徑,并隱式地讓TRP知道UE波束信息,即UE可以根據(jù)每個UE的波束賦形實現(xiàn)對波束進(jìn)行分組。
如果TRP根據(jù)從UE報告的一些輔助CSI信息(例如,QCL、下行的到達(dá)角等)對TX波束進(jìn)行分組,則該分組過程也被視為以UE為中心的分組過程,因為除TRP側(cè)外,UE觀察到的一些信道/波束特性用于對TX波束進(jìn)行分組。

可以觀察到,對于以TRP為中心的分組,UE報告的Tx波束可能共享相同的RX波束,考慮到RX波束在其有限的天線陣列尺寸下通常具有更寬的波束寬度;相反,考慮到每個波束組的不同傳播路徑,以UE為中心的分組可以更有效地提供不同的Tx和Rx波束。因此,以UE為中心的分組比以TRP為中心的分組獲得更高的頻譜效率(約2-3bit/s/Hz),因為以UE為中心的分組額外利用了從UE側(cè)看到的UE波束賦形能力和信道特性。
三種UE報告RSRP/CSI的選項。
Option 1:基于Tx波束的報告
1.UE報告Best-M Tx beam ID及其相關(guān)RSRP/CSI。在這種情況下,UE在報告中不攜帶任何Rx波束信息
Option 2:基于Tx-Rx波束對的報告
1.UE報告對應(yīng)于Best-M Tx Rx波束對的Tx和Rx beam ID及其RSRP/CSI
2.在報告中對Rx波束的了解方面,option 2與case 1不同
Option 3:基于波束分組的報告
1.波束分組是在Tx波束上進(jìn)行的,例如共享類似的信道特性,如到達(dá)角和離開角、QCL和延遲。
2.UE報告M個波束組中每個波束組中的Tx beam ID,以及M個波束組中每個波束組中具有最佳波束的RSRP/CSI。
3.Option 3基于波束分組進(jìn)行報告
option 1微不足道,但不太可能是最佳選項。通常情況下,UE會報告最佳波束周圍的波束信息。這些信息往往變得多余,不能很好地代表整個空間信道。此外,無法很好地表示與接收波束相關(guān)的信息,例如,這些發(fā)送波束的全部或部分是否共享相同的接收波束。
如果有關(guān)于Tx-Rx對的信息,option 2會進(jìn)行某種隱式分組。然而,option 2的報告標(biāo)準(zhǔn)并不取決于任何分組。同樣,UE也可能會報告最佳波束周圍的波束信息。
在option 3中,報告標(biāo)準(zhǔn)取決于分組。例如,UE只需報告每組中具有代表性的波束?;蛘撸琓RP可以將UE限制為具有正交特定N個組,以識別多徑。這有助于TRP更好地理解UE看到的空間信道,并更有效地利用有限的反饋資源。
在LTE中,預(yù)編碼/波束賦形對基于DMRS的傳輸中的UE是透明的,即沒有關(guān)于哪個波束/預(yù)編碼器用于傳輸?shù)闹甘尽H欢?,如果考慮在UE側(cè)的模擬接收波束賦形,UE必須在接收數(shù)據(jù)之前確定其接收波束。了解特定的發(fā)送波束信息將有助于UE調(diào)整接收波束?;谶@種理解,可以將波束指示分為以下三個選項。
option 1:Tx-beam指示
TRP表示與用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡x beam相對應(yīng)的Tx-beam index
option 2:Tx-Rx beam 對指示
TRP表示與用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡x波束TRP和用于數(shù)據(jù)接收的Rx波束UE相對應(yīng)的Tx-Rx beam對索引。
option 3:波束組指示
TRP表示傳送UE應(yīng)如何接收波束信息的波束組,例如哪個Rx波束
當(dāng)Tx波束數(shù)量較大時,option 1和option 2都可能需要過多的開銷?;蛘?,如果不允許所有可能的Tx波束或Tx-RX波束對出現(xiàn)在指示中,則會對TRP如何進(jìn)行波束賦形施加限制。這是不好的,特別是當(dāng)考慮MU-MIMO和協(xié)調(diào)波束賦形。
關(guān)于option 3,基于波束組的指示在波束指示方面具有一定的優(yōu)勢。
1.通常情況下,Rx波束的數(shù)量小于Tx波束的數(shù)量,因為考慮到尺寸限制,UE側(cè)的天線單元的數(shù)量通常較少。如果在option 3中的波束組中進(jìn)行指示,則會減少開銷。
2.與波束參考信號(例如由于MU-MIMO)上使用的波束相比,波束組指示還允許在使用用于數(shù)據(jù)的不同Tx波束時具有更好的靈活性。option 3仍保持一定的透明度。
3.在信道互易的情況下,波束組指示可用于上下行鏈路波束之間的鏈路。它不要求使用精確的波束,因此如果使用波束組定義UL-DL連桿,則會留下更多靈活性。

Group(s) maintenance
組相關(guān)參考信號將由具有明確可配置或固定數(shù)量的掃描波束的UE/TRP觸發(fā),其也可用于針對UE意外移動性的波束跟蹤。區(qū)分UL/DL和TX/RX掃描,DL-TX、DL-RX、UL-TX和UL-RX的這些波束細(xì)化應(yīng)在NR中得到支持,在TX/RX波束掃描時,另一側(cè)的波束保持不變。值得注意的是,在波束掃描后,TRP和UE的組仍然存在,但其相關(guān)波束可能會相應(yīng)改變,這對另一側(cè)是不可知的。
Transmission group(s) switching
考慮到不同的組指示不同的信道屬性,一個組的信道被阻塞,但其他組的信道仍然可用,并成為替代信道。因此,盡管波束池中存在多個對,但TRP和UE能夠在為數(shù)據(jù)/控制信道切換組之前探測這些備選對,并隨后確定是否相應(yīng)地將其傳輸組切換到備選組。這意味著數(shù)據(jù)流將在不中斷的情況下連續(xù)傳輸。