圖1、5G Massive MIMO 網路中的天線波束(Beam)管理
當發射機沒有關於接收機位置的資訊時的波束管理與控制圖2、在具有窄波束的天線陣列中基站信號是如何達到使用者的呢?
圖3、Massive MIMO基站是通過Beamforming技術來把信號送給使用者的
現在讓我們來看看波束(Beam)管理/控制變得至關重要的更具體的情況。 作為一個例子, 我們來看下面的情況。 毫米波Massive MIMO的基站工作頻率非常高。 基站周圍有一個使用者即將打開使用者設備。
圖4、窄波束容易出現對不准用戶的問題
那麼這個問題的解決方案會是怎麼樣的呢?您可能想要同時向各個方向傳送大量光束, 看起來像一朵花:)一樣, 聽起來不錯 ?。
圖5、形成像花朵一樣的波束技術上實現並不容易
上面的解決方案是否可行,
圖6、波束管理的分階段掃描過程
那麼接下來的問題就是如何在無線電幀設計中反映和實現這個概念。 在3GPP TS(技術規範)檔中有相應的描述, 您可以從後面參考列出的TDoc中獲得各種提案/提議的總體實現思路。
圖7、波束指向用戶的過程
當連接已經建立時天線的波束管理/控制現在我們來談談更為重要的波束管理應用場景。 就3GPP 協議而言, 波束管理主要處理的是在連接狀態期間的波束管理, 而上面一節中提到的波束管理則被描述為社區搜索/初始接入的一部分。
一旦UE進入與網路的連接狀態, UE和網路之間至少有一個波束(或者多個波束)已經正確連接。 從理論上講, UE和網路波束之間可以有很多不同的方式, 但是我們可以將其降低到大致四種不同的情況, 如下所示:
在情況1中,UE和網路通過單個TRP(Tx / Rx Point(節點))來和單個波束連接。
在情況2中,UE和網路通過多個TRP(Tx / Rx Point(節點))和每個TRP的單個波束連接。
在情況3中,UE和網路通過單個TRP(Tx / Rx Point(節點))和多個波束連接。
在情況4中,UE和網路通過多個TRP(Tx / Rx Point(節點))和每個TRP的多個波束連接。
上述幾種波束連接情況如下圖所示:
圖8、波束的連接情況
連接狀態下的波束管理的總體思路是:
i)網路傳輸用於波束管理的特定參考信號;
ii)UE檢測到該信號並執行一些測量並向網路發送回饋;
圖9、波束的回饋與修正;
您可能會注意到,總體思路與當前LTE中所使用的CSI回饋報告機制非常相似。但是,很多細節還有待確定。例如:
i)基帶信號(符號)的生成公式
ii)資源配置映射(如何分配這些特定資源元素的參考符號)
iii)UE多久需要執行這些測量
iv)UE如何報告測量結果? 是通過RRC消息還是通過MAC / PHY層的交易來完成?)
參考文獻:
[1]3GPP R1-166089. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam Management Procedure for NR MIMO
[2] 3GPP R1-166214. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Discussion on the beam management for the NR
[3] 3GPP R1-166389. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam Management in Millimeter Wave Systems
[4] 3GPP R1-166565. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam management without prior beam information
[5] 3GPP R1-166657. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Views on beam management for NR
[6]3GPP R1-166785. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Discussion on TRP beamforming and beam management
[7]3GPP R1-167466. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Key principles for beam management
[8] 3GPP R1-167467. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Reference signals and reports to support beam management
[9] 3GPP R1-167543. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam Management Considerations for above 6 GHz NR
(完)
如下所示:在情況1中,UE和網路通過單個TRP(Tx / Rx Point(節點))來和單個波束連接。
在情況2中,UE和網路通過多個TRP(Tx / Rx Point(節點))和每個TRP的單個波束連接。
在情況3中,UE和網路通過單個TRP(Tx / Rx Point(節點))和多個波束連接。
在情況4中,UE和網路通過多個TRP(Tx / Rx Point(節點))和每個TRP的多個波束連接。
上述幾種波束連接情況如下圖所示:
圖8、波束的連接情況
連接狀態下的波束管理的總體思路是:
i)網路傳輸用於波束管理的特定參考信號;
ii)UE檢測到該信號並執行一些測量並向網路發送回饋;
圖9、波束的回饋與修正;
您可能會注意到,總體思路與當前LTE中所使用的CSI回饋報告機制非常相似。但是,很多細節還有待確定。例如:
i)基帶信號(符號)的生成公式
ii)資源配置映射(如何分配這些特定資源元素的參考符號)
iii)UE多久需要執行這些測量
iv)UE如何報告測量結果? 是通過RRC消息還是通過MAC / PHY層的交易來完成?)
參考文獻:
[1]3GPP R1-166089. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam Management Procedure for NR MIMO
[2] 3GPP R1-166214. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Discussion on the beam management for the NR
[3] 3GPP R1-166389. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam Management in Millimeter Wave Systems
[4] 3GPP R1-166565. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam management without prior beam information
[5] 3GPP R1-166657. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Views on beam management for NR
[6]3GPP R1-166785. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Discussion on TRP beamforming and beam management
[7]3GPP R1-167466. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Key principles for beam management
[8] 3GPP R1-167467. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Reference signals and reports to support beam management
[9] 3GPP R1-167543. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86 - Beam Management Considerations for above 6 GHz NR
(完)