5G/NR 波束管理

原文链接：http://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_Phy_BeamManagement.html

1 为什么光束管理/光束控制？

我不认为高频部署中的波束传输信号将是首选问题。这是一种“必须”的实施。在没有使用大规模天线阵列的低/中频区域的情况下（如在（A）/（B）中），单个传输将同时覆盖许多UE。然而，当辐射变为波束形状为（C）时，除非那些多个UE位于非常接近的位置，否则很难在单个传输中覆盖多个UE。为了解决这个问题，我们需要一个非常复杂的想法来管理/控制光束以覆盖分散在各个方向的多个设备，并且管理/控制机制应根据情况而不同。所有这些想法的集合都将落入规范中的“光束管理”标题中。

2 NR 波束管理

如果您让我在几秒钟内解释一下NR Beam Management，我会在图示中总结整个过程，如下所示。如您所见，Beam Management在两个时段中起着重要作用 - 在RACH过程期间和呼叫连接之后。

2.1 我的光束指向哪里？

我们可以根据两种不同的情况来考虑这个问题：传输案例和接收案例。

2.1.1 传输时，

现在让我们考虑一下gNB或UE在尝试传输信号时必须指向其波束的方向？

答案很简单。它们（gNB或UE）必须以能够以最佳信号质量到达接收器的方向发送信号。

然后你会有另一个问题。他们如何（gNB或UE）找出哪个方向能够以最佳信号质量到达接收器？

现在答案会有点棘手，但总体情况如下。

当gNB正在发送时，gNB通过评估来自UE的多个波束的特定参考信号的质量来找出该方向。gNB评估来自多个波束中的每个波束的参考信号的质量并选择最佳波束。来自UE的参考信号称为SRS。
当UE正在发送时，UE通过评估来自gNB的多个波束的特定参考信号的质量来找出该方向。UE评估来自多个波束中的每个波束的参考信号的质量并选择最佳波束。在这种情况下来自gNB的参考信号可以根据情况而变化。有时它可能是SSB，有时它可能是CSI-RS。（注意：除了波束管理和非常复杂的主题之外，CSI-RS还扮演着许多不同的角色。有关详细信息，请参阅CSI-RS信号生成和CSI报告页面）。

注意：这种参考信号质量的估计应该在它们发送信号之前的某个时间进行。

3GPP TR 38.802（V14.2.0）-6.1.6.1描述了这种情况如下：

TRP能够基于TRP的一个或多个Rx波束上的TRP上行链路测量来确定用于下行链路传输的TRP Tx波束
UE能够基于UE对UE的一个或多个Rx波束的下行链路测量来确定用于上行链路传输的UE Tx波束

注意：TRP是gNB的传输点。

2.1.2 收到时，

现在让我们考虑一下gNB或UE在尝试接收信号时必须将其波束指向哪个方向？（在这种情况下，'beam'这个词可能有点误导，因为接收器不会形成任何真正的光束。所以最好将短语“指向其光束”改为“将其接收器调整到某个方向” “）。

答案很简单。他们（gNB或UE）必须在他们能够以最佳质量接收来自发射器的信号的方向上调谐他们的接收器。

然后你会有另一个问题。他们（gNB或UE）如何确定哪个方向是他们能够以最佳质量从发射器接收信号的方向？

总体逻辑如下：

当gNB从UE接收信号时（在此之前），gNB应该以CSI报告的形式从UE获得最佳方向的信息。
当UE从gNB接收信号时（在此之前），UE应该从gNB获得最佳方向的信息（gNB已经基于来自UE的多个波束的SRS信号质量的测量来检测到最佳方向，并且指示UE的UE最好的方向）。

3GPP TR 38.802（V14.2.0）-6.1.6.1描述了这种情况如下：

TRP能够基于UE对TRP的一个或多个Tx波束的下行链路测量来确定用于上行链路接收的TRP Rx波束。
UE能够基于基于UE的一个或多个Tx波束的上行链路测量的TRP指示来确定用于下行链路接收的UE Rx波束。

2.2 P1，P2，P3 - 它是什么？

如果在果壳中的光束管理中所示，P1 / P2 / P3是一组为连接状态下的光束管理而设计的过程。

我将在本节中讨论有关这些过程的高级视图。有关更多详细信息，您需要了解有关梁管理的CSI报告的详细信息，这是另一个重要主题，将在此处单独介绍。

根据38.802-6.1.6.1，P1 / P2 / P3如下所述。

P-1：用于在不同TRP Tx波束上启用UE测量以支持TRP Tx波束/ UE Rx波束的选择。对于TRP处的波束形成，其通常包括来自一组不同波束的帧内/帧间TRP Tx波束扫描。对于UE处的波束成形，其通常包括来自一组不同波束的UE Rx波束扫描。

你能理解这个吗？可能需要一段时间才能清楚地了解这一点。以下插图是我对本声明的理解/解释。

P-2：用于在不同的TRP Tx波束上启用UE测量以可能改变帧间/帧内TRP Tx波束。从一组可能较小的光束进行光束细化而不是P-1。注意，P-2可以是P-1的特例。

以下是我对插图中此过程的理解。

P-3：用于在相同的TRP Tx波束上进行UE测量，以在UE使用波束成形的情况下改变UE Rx波束

以下是我对插图中此过程的理解。

Reference

[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

[10]3GPP R1-1712221. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #90 - DL Beam Management Framework

[11] 3GPP R1-1610243. 3GPP TSG-RAN WG1 #86-BIS : On procedures for beam selection and feedback signaling

[12] 3GPP 38.300 NR;Overall description;Stage-2 - 9.2.4 Measurements

[13] 5G NR Beam Management and Beam Scheduling (everything about the beams)

[14] 5G NR Beam Managament SA, NSA | Beam Management in 5G NR

[15] 3GPP TR 38.802 - 6.1.6.1 Beam Management