5G接入網(wǎng)及基站配置-Massive MIMO和波束管理

《5G接入網(wǎng)及基站配置》5GNR關(guān)鍵技術(shù)MIMO單輸入單輸出系統(tǒng)多輸入單輸出系統(tǒng)單輸入多輸出系統(tǒng)多輸入多輸出系統(tǒng)MIMO系統(tǒng)模型r=Hx+n

CP-OFDMSISO信道估計(jì)示例：MIMO應(yīng)用多天線技術(shù)發(fā)送分集空間復(fù)用波束賦形多用戶MIMOMassiveMIMO相關(guān)技術(shù)（3）信號(hào)檢測（2）預(yù)編碼（1）信道估計(jì)MassiveMIMO

MassiveMIMO天線配置當(dāng)前主流天線單元為192個(gè)。有64通道和32通道兩種配置：其中32通道，每個(gè)通道6個(gè)單元振子；64通道，每通道3個(gè)單元振子；。波束管理空閑態(tài)初始接入：SSB連接態(tài)：CSI-RS或SSB空閑態(tài)初始接入：PRACH連接態(tài)：SRSNR中的波束管理，主要包括以下幾個(gè)流程：波束掃描：發(fā)送參考信號(hào)的波束，在預(yù)定義的時(shí)間間隔進(jìn)行掃描波束測量/判決：UE測量參考信號(hào)，選擇最好的波束波束報(bào)告：對(duì)于UE，上報(bào)波束測量結(jié)果波束指示：基站指示UE選擇指定的波束波束失敗恢復(fù)：包括波束失敗檢測，發(fā)現(xiàn)新波束，波束恢復(fù)流程用于下行波束管理的參考信號(hào)包括:用于上行波束管理的信號(hào)包括：波束掃描波束掃描是基站針對(duì)終端的不同位置在不同方位、傾角的多個(gè)窄帶波束中選擇最優(yōu)波束發(fā)射來達(dá)到增強(qiáng)下行覆蓋，減少干擾的效果。在UE接入過程中基站采用SSB波束輪發(fā)方式探測UE的最優(yōu)波束。在UE接入之后，能夠獲取CSI-RS的配置信息后，能夠進(jìn)行CSI正常反饋，基站則采用CSI-RS波束輪發(fā)的最優(yōu)波束。SSB波束掃描頻率<=3GHz，SSB發(fā)送個(gè)數(shù)最大為4個(gè)；3GHz<頻率<=6GHz，最大為8個(gè)；頻率>6GHz，最大為64個(gè)。以3.5GHz為例，SSB的波束輪發(fā)周期為20ms，基站在每20ms的第一個(gè)2ms完成SSB的波束輪發(fā)。L=8時(shí)的波束掃描示意圖波束描述波束用4元組來描述：方位角、傾角、水平波束寬度、垂直波束寬度，這四個(gè)參數(shù)代表了SSB波束在空間中的主瓣三維信息。這四個(gè)參數(shù)用于計(jì)算對(duì)應(yīng)波束的天線權(quán)值，物理層根據(jù)這套權(quán)值來對(duì)天線進(jìn)行加權(quán)處理，空口的波束就達(dá)到配置的4元組要求。波束Index方位角下傾角水平波寬垂直波寬1-2931662-2031063-1231064-43106543106612310672031068293166波束報(bào)告：SSB最佳波束選擇與上行PRACH波束UE在接入過程中，通過解析PBCHDMRS的加擾序列獲得SSBlockIndex記錄當(dāng)前SSBlock依據(jù)PSS/SSS測量得到的SS-RSRP對(duì)所有獲得SS-RSRP的SSBlock，選取RSRP最強(qiáng)的SSBlockIndex對(duì)應(yīng)的波束作為下行最優(yōu)波束UE選擇與該SSB對(duì)應(yīng)的RACHoccasion、Preamble發(fā)送MSG1基站根據(jù)UE上行PRACH的資源位置，讀取MSG1，判斷出UE所選擇的最佳波束波束訓(xùn)練波束訓(xùn)練分為三個(gè)過程：P1、P2和P3，P1：為BeamSweeping過程。通過使UE對(duì)不同發(fā)送波束的測量來選擇發(fā)送波束/UE接收波束對(duì)。在P1時(shí)候，UE和基站都會(huì)進(jìn)行輪掃，UE通過檢測會(huì)獲知基站和UE自身的波束情況，從而獲知UE側(cè)最優(yōu)波束和基站側(cè)最優(yōu)波束，UE通過上報(bào)基站測量結(jié)果，來告知基站應(yīng)使用的波束。P2：為TxBeamTracking。在P1波束訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，Tx波束進(jìn)行小范圍掃描，UERx不變，即對(duì)TRP發(fā)射波束精細(xì)化訓(xùn)練。UE通過測量P2基站發(fā)送波束，并上報(bào)測量結(jié)果，基站可以獲悉其波束變化情況，用于進(jìn)行跟蹤。P3：為RxBeamTracking。在P1波束訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，TRPTx波束不變，UERx波束小范圍掃描，即對(duì)UE接收波束精細(xì)化訓(xùn)練。UE通過測量P3來調(diào)整UE側(cè)自身的波束，來保證UE使用波束最優(yōu)。下行波束訓(xùn)練終端接收到的DCI中包含TCI狀態(tài)，每個(gè)TCI狀態(tài)包括參考信號(hào)標(biāo)識(shí)（RSID）和QCL類型（QCLType），終端根據(jù)TCI狀態(tài)中的RSID找到對(duì)應(yīng)的RS，終端通過波束訓(xùn)練已經(jīng)獲知接收該RS（即對(duì)應(yīng)的波束）應(yīng)該使用的接收波束，終端使用該RS的接收波束接收PDSCH.上行波束掃描上行發(fā)送波束掃描：一個(gè)或者多個(gè)SRSresourceset,每個(gè)set中SRSresource的SpatialRelationInfo參考信號(hào)配置為不同時(shí)，即配置為不同發(fā)送波束，UE進(jìn)行發(fā)送波束掃描，基站可以保持接收波束不變。不配置SpatialRelationInfo時(shí)，由UE自行實(shí)現(xiàn)發(fā)送波束掃描。上行接收波束掃描：一個(gè)或者多個(gè)SRSresourceset,每個(gè)set中的SRSresource的SpatialRelationInfo參考信號(hào)配置為相同時(shí)，即配置為相同發(fā)送波束，，UE發(fā)送波束不變，基站可以進(jìn)行接收波束掃描。波束恢復(fù)波束故障恢復(fù)的主要原理是幫助基站或UE根據(jù)波束測量結(jié)果調(diào)整當(dāng)前故障波束到其他可用的波束，從而避免波束失準(zhǔn)造成的頻繁無線鏈路失敗RRC高層下發(fā)送波束失敗檢測/恢復(fù)相關(guān)配置參數(shù)UE在連接態(tài)下的波束失敗檢測新波束的發(fā)現(xiàn)波束恢復(fù)請(qǐng)求完成波束恢復(fù)波束故障恢復(fù)的觸發(fā)條件包括兩個(gè)內(nèi)容：

發(fā)現(xiàn)波束故障事件找到候選波束波束故障恢復(fù)的總體流程包括：

波束失敗檢測如果