传感器辅助的毫米波波束管理制造技术

本公开涉及传感器辅助的毫米波波束管理。描述了用于传感器辅助的天线和无线网络的波束选择的系统和方法。该系统和方法被配置为检测覆盖范围外(OoC)场景并且响应于检测到该OoC场景来执行波束管理。该系统和方法被配置为在基带中断场景期间执行波束管理。在每个场景中，设备(例如，用户设备UE)被配置为确定UE是静止的还是移动的。是静止的还是移动的。是静止的还是移动的。

【技术实现步骤摘要】
传感器辅助的毫米波波束管理


[0001]本公开整体涉及无线通信。

技术介绍

[0002]无线设备可以包括用于向远程设备发射信号和从远程设备接收信号的相控阵列天线(例如，在无线网络中)。相控阵列包括计算机控制的天线阵列，该计算机控制的天线阵列产生无线电波束，可以通过电子方式将该无线电波束指向不同的方向，而无需移动天线。
[0003]波束成形或空间滤波是在天线阵列中用于定向信号发射或接收的信号处理技术。这通过以使得特定角度的信号经历相长干涉而其他信号经历相消干涉的方式组合天线阵列中的元件来实现。波束成形可用于发射端和接收端(例如，通过相控阵列天线)两者以实现空间选择性。

技术实现思路

[0004]本申请描述了用于传感器辅助的天线和无线网络的波束选择的系统和方法。该系统和方法被配置为检测覆盖范围外(OoC)场景并且响应于检测到OoC场景来执行波束管理。该系统和方法被配置为在基带中断场景期间执行波束管理。在每个场景中，设备(例如，用户设备或UE)被配置为确定UE是静止的还是移动的。当UE在给定时间段内未在相对于基站或与UE通信的另一设备的位置或取向上移动时，UE是静止的。当UE在给定时间段内已经改变了位置或取向(统称为位姿)时，UE是移动的。UE被配置为检测OoC场景并且响应于该检测来执行波束成形，如下文所述。UE被配置为基于确定UE是移动的还是静止的来执行用于波束跟踪的波束获取，如下文所述。
[0005]在一些情况下，无线网络包括使用毫米波(mm波)频谱的发射。例如，mm波频谱可用于诸如第3代合作伙伴计划(3GPP)、第五代新空口(5G NR)和/或长期演进(LTE)网络的蜂窝技术，用于从基站(例如，下一代节点B或gNB)或向和从客户端设备(例如，贯穿本说明书描述的移动设备)的mm波频率范围(例如，频率范围2(FR2)、频率范围3(FR3)等)发射。通常，FR2发射介于24.25GHz至52.6GHz之间。通常，mm波高带宽(例如，约400MHz)发射具有相对高的传播损耗。例如，mm波发射相对于低于6GHz的频带可能具有20db的损耗，诸如用于频率范围1(FR1)发射的频带。
[0006]为了克服这种损耗，本文描述的支持mm波的设备被配置用于基于支持mm波的设备的一个或多个传感器的传感器反馈进行波束成形、波束管理和天线选择。波束成形使设备能够将射频(RF)能量转向特定方向，从而克服mm波传播损耗。波束通常是固定的，并且在码本中是先验设计的，诸如天线元件的相位
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幅值组合。发射设备通过改变相控阵列天线的一个或多个元件的幅值和/或相位来形成波束。通常，发射设备基于阵列的每个天线的预定义相位
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幅值组合来生成波束，以确保在相对于相控阵列天线的期望方向上发射相对高功率的窄波束。波束管理使得设备能够识别用于在上行链路和下行链路方向中的每一个方向上发射的波束。波束选择使得支持mm波的设备(例如，UE)能够通过改善给定上行链路或下行
链路发射的无线覆盖范围来确保高速连接。支持mm波的设备上的传感器被配置为提供指示设备如何在环境中移动的数据。用于传感器辅助的波束选择的系统和方法被配置为使用来自支持mm波的设备上的传感器的反馈来优化波束成形和波束管理，从而减轻传播损耗、提高关于时间和/或资源的波束确定的效率，并提高链路性能。
[0007]波束管理包括UE通过其修改相控天线阵列的相移器的设置的过程。波束管理包括从诸如基站的远程设备接收UE已知的参考信号。通常，基站使用包括相同发射(Tx)功率、Tx天线方向图和Tx预编码的相同发射配置来发送多个信号。UE可使用若干不同的相移器设置(称为波束扫描)来测量链路度量。UE对那些参考信号进行测量。通常，UE使用相同的发射配置通过多个相移器设置对参考信号进行多次测量。基于这些测量，UE尝试对正在进行的通信的相移器设置，以及基站用来获得具有最佳总体链路度量的波束的特定发射配置进行优化。
[0008]UE的数据处理系统(例如，一个或多个处理设备或计算设备)被配置为，基于UE在环境中的移动方式以及与UE相对于基站的每个取向和/或位置相关联的一个或多个信号度量来执行波束选择。数据处理系统被配置为检测UE的操作场景，诸如覆盖范围外(OoC)场景。OoC场景也被称为非视线(NLOS)场景。OoC或NLOS场景包括其中对于强信号在基站与UE之间不存在清晰或直接视线(LOS)路径的操作情况。覆盖范围外场景可归因于阻塞或基站/UE天线未对准，因为在5G UE中不存在360
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波束覆盖。数据处理系统被配置为改进5G mm波设备在OoC/NLOS(在下文中称为OoC)场景中的波束选择。数据处理系统使用无线信号度量来确定UE处于OoC场景中。该度量包括参考信号接收功率(RSRP)、信噪比(SNR)或延迟扩展，等等。数据处理系统也使用加速度计数据或陀螺仪数据或两者来检测UE正在经历OoC场景。数据处理系统被配置为基于对OoC场景的检测来辅助波束管理识别最佳波束。
[0009]数据处理系统被配置为基于对OoC场景的检测来辅助波束管理。对于覆盖范围内场景，数据处理系统的波束管理模块仅扫描几个相邻波束(根据波束模式)，以捕获短期信道动态。当数据处理系统检测到其中UE是静止的OoC场景时，数据处理系统的波束管理模块执行扩展的分级波束扫描。数据处理系统启动从较细波束(例如，最大强度波束)和相邻波束开始的波束的全面扫描。执行此操作是因为与移动性场景相比，预期信道在静止场景中的动态程度较低。数据处理系统在所测量的RSRP高于阈值时终止扫描潜在波束。扩展波束扫描可在静止设置中执行，因为在静止设置中，无线信道不会快速改变。UE有时间在信道改变之前执行宽扫描。扩展波束搜索可保证数据处理系统选择性能最好的波束。
[0010]当建立连接时，UE通常经历初始波束获取周期。在此期间，UE确定哪个波束是最优波束或最佳波束。与其他波束相比，最佳波束与更好的链路度量相关联。该链路度量包括更高的吞吐量、更高的功率、更高的SNR、更低的延迟扩展，等等。UE在正在进行的波束跟踪阶段期间执行调整，以保持其中波束配置可改变的最佳波束。在波束获取期间，UE有一段时间的信道质量较差，这负面地影响用户体验。
[0011]对于mm波网络，UE可能经历由例如第二用户身份模块(SIM)上的呼叫引起的mm波基带中断。基带中断在中断的持续时间内中断mm波链路上的所有通信。中断减少或消除了UE执行波束跟踪的能力。在一些系统中，UE可能在中断之后需要重复的波束获取周期，即使UE根本没有移动也是如此，从而不必要地对整体用户体验造成影响。
[0012]用于无线网络的传感器辅助的天线和波束选择的系统和方法使得UE能够避免当
UE静止时的波束获取周期。UE可使用先前的最佳波束快速地重新建立之前的链路。
[0013]本文档中描述的系统和方法能够实现以下优势中的一项或多项。数据处理系统被配置为减少或消除在OoC场景期间经历的吞吐量下降。例如，当UE在相对于节点的取向是140本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：从耦接到无线设备的一个或多个运动传感器获得运动数据；至少基于所述运动数据，确定所述无线设备相对于远程设备是静止的，所述远程设备使用由所述无线设备产生的波束与所述无线设备通信；获得表示所述波束的一个或多个链路度量的数据，所述链路度量与所述无线设备是静止的时间段相关联；针对所述无线设备是静止的所述时间段，根据所述一个或多个链路度量确定与所述波束相关联的链路稳定性值；基于与所述波束相关联的所述链路稳定性值，确定所述无线设备相对于所述远程设备在覆盖范围外(OoC)；响应于确定所述无线设备相对于所述远程设备为OoC，选择第一波束组，所述第一波束组包括由所述无线设备生成的一个或多个第一波束；为所述第一波束组的每个波束确定用于所述波束的相应链路稳定性值；基于所述确定，选择所述一个或多个第一波束中的特定波束；以及使用所述特定波束重新建立与所述远程设备的通信。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于与所述波束相关联的所述链路稳定性值，确定所述无线设备相对于所述远程设备在覆盖范围外(OoC)包括：将所述链路稳定性值与预定阈值进行比较；以及基于所述比较确定所述链路稳定性值未满足所述阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其中使用通过链路度量数据被训练的机器学习模型来确定所述阈值，所述链路度量数据被标记为表示OoC场景的不稳定链路或视线(LOS)场景的稳定链路。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个链路度量包括下列至少一者：从所述远程设备接收的信号的信噪比(SNR)、所述信号的延迟扩展值、所述信号的到达角(AoA)的变化量值或所述信号的参考信号接收功率(RSRP)。5.根据权利要求1所述的方法，其中选择特定波束包括：选择所述第一波束组中的与满足阈值链路稳定性值的相应链路稳定性值相关联的第一波束。6.根据权利要求1所述的方法，其中选择特定波束包括：确定所述第一波束组不包括与满足链路稳定性阈值的链路稳定性值相关联的任何波束；响应于所述确定，选择第二波束组，其中所述第二波束组的第二波束比所述第一波束组的所述第一波束更远离所述波束；以及从所述第二波束组中选择第二波束。7.根据权利要求1所述的方法，还包括周期性地检索所述运动数据以确定所述无线设备是移动的还是静止的。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线设备包括天线阵列，所述天线阵列包括至少指定数量的波束配置，并且其中选择所述特定波束包括选择所述至少指定数量的波束配置中的一个波束配置。9.一种方法，包括：
从无线设备的一个或多个运动传感器接收运动数据，所述运动数据指示在所述无线设备与远程设备之间的基带(BB)通信链路的中断期间所述无线设备的运动；检索所述无线设备的运动量到所述无线设备的对应波束组的映射；将所述运动数据分类为表示运动量；基于所述分类，识别所述映射的至少一个波束组以执行波束获取；从所述至少一个波束组中选择所述无线设备的特定波束；以及使用所述特定波束重新建立与所述远程设备的通信。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：检测所述BB通信链路的中断；以及响应于所述检测，启动在所述BB通信链路的中断期间对所述无线设备的所述运动的测量，其中所述运动数据表示在所述BB通信链路的中断期间所述无线设备的总运动。11.根据权利要求9所述的方法，其中将所述运动数据分类为表示所述运动量包括：确定所述无线设备在所述BB通信链路的中断期间未移动；基于确定，识别当所述无线设备检测到所述BB通信链路的中断时所使用的所述至少一个波束组中所包括的初始波束；并且其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡正联，P，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：