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CN108696889A - 波束测量和反馈的方法及使用所述方法的基站与用户设备 - Google Patents

波束测量和反馈的方法及使用所述方法的基站与用户设备 Download PDF

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CN108696889A CN201810274659.4A CN201810274659A CN108696889A CN 108696889 A CN108696889 A CN 108696889A CN 201810274659 A CN201810274659 A CN 201810274659A CN 108696889 A CN108696889 A CN 108696889A
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Abstract

一种波束测量和反馈的方法，适用于多波束无线通信系统的用户设备，包括：接收多个第一候选波束的波束配置。响应于接收到波束配置而对第一候选波束中的每一个执行信道测量。响应于接收到波束配置而从第一候选波束之中反馈至少一个被选波束的波束信息。

Description

波束测量和反馈的方法及使用所述方法的基站与用户设备
技术领域
本公开是有关于一种波束测量和反馈的方法及使用所述方法的基站与用户设备。
背景技术
由于下一代的无线通信系统(例如：5G系统)需求更好的性能，所以下一代通信系统的某些方面将全面改善。高频毫米波(millimeter wave，mmWave)将显著地为下一代无线通信系统增加无线容量以及速度。由于毫米波系统将操作于较高的载波频率，故电磁波在传播时将受到较大路径损耗(path loss)。举例来说，在毫米波频率范围周围的电磁波其衰减将显著地高于在微波(micro wave)频率范围周围的衰减。因此，将需要波束成形(beamforming)以在毫米波频率范围中进行传输。
为了将辐射能量集中于特定方向，毫米波无线通信系统的波束具有较狭窄的视野(filed-of-view，FoV)覆盖范围，因此，为了涵盖完整的覆盖范围，可使用波束多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)系统。如图1所示，图1说明多波束无线通信系统的波束的覆盖范围的示意图。图1的基站(base station，BS)110具有多个不同的毫米波波束100，且各个毫米波波束100分别具有不同的覆盖范围。各个毫米波波束100的覆盖范围均较为狭窄。因此，随着用户设备(user eqiupment，UE)130移动，BS 110需要适应性地切换传输和/或接收波束，用来与UE 130进行通信。如图1所示，BS 110的各个毫米波波束100中，波束104与波束105的能量集中于UE 130所在的方向。因此，相较于其他的波束来说，波束104与波束105可能达到较佳的通信质量。
为了在多波束无线通信系统中选择出质量较佳的波束，波束测量和反馈可被应用。图1中，UE 130分别地对BS 110的多个波束100进行波束测量，并将测量结果反馈给BS110。具体来说，UE 130分别地接收各个波束100并对各个波束100进行波束(或信道)测量，用来获得对应于各个波束100的测量结果。接着，UE 130从波束100中选择出测量结果较佳的一个或多个波束作为被选波束，并通过例如物理上行链路控制信道(physical uplinkcontrol channel，PUCCH)中的有效负载(payload)将所述被选波束的波束识别码(identifier，ID)与测量结果反馈给BS 110，从而使BS 110调度传输资源供UE 130所选出的被选波束使用。
一般来说，UE所选择的被选波束其数量并不固定，因此UE反馈的测量结果的数据大小也不固定。例如，UE 130可能仅反馈波束105的测量结果至BS 110，可建议BS 110可选用波束105与UE 130通信。或者，UE 130也可能同时反馈波束104与波束105的测量结果至BS110，可建议BS 110可从波束104与波束105之中选择至少其中之一以用于与UE 130通信。由于上行信道(例如：PUCCH)的最大有效负载大小可以是固定的，因此，UE需反馈的被选波束的测量结果有可能会超出PUCCH的最大有效负载大小，进而导致UE无法通过单一组PUCCH将完整的被选波束信息反馈给BS的情形。
为了解决UE所反馈的波束测量结果的数据大小不固定的问题，波束测量和反馈的方法需被改善。
发明内容
因此，本公开涉及波束测量和反馈的方法及使用所述方法的基站与用户设备。
本公开提供一种波束测量和反馈的方法，适用于多波束无线通信系统的用户设备，包括：接收多个第一候选波束的波束配置。响应于接收到波束配置而对第一候选波束中的每一个执行信道测量。响应于接收到波束配置而从第一候选波束之中反馈至少一个被选波束的波束信息。
本公开提供一种波束测量和反馈的方法，适用于多波束无线通信系统的基站，包括：传送用于多个第一候选波束的波束配置。响应于传送波束配置而接收至少一个被选波束的波束信息。
本公开提供一种用户设备，包括：收发器以及处理器。处理器耦接收发器且经配置以执行：通过收发器接收多个第一候选波束的波束配置。响应于接收到波束配置而对第一候选波束中的每一个执行信道测量。响应于接收到波束配置而通过收发器以从第一候选波束之中反馈至少一个被选波束的波束信息。
本公开提供一种基站，包括：收发器以及处理器。处理器耦接收发器且经配置以执行：通过收发器传送用于多个第一候选波束的波束配置。响应于传送波束配置而通过收发器接收至少一个被选波束的波束信息。
基于上述，本公开的基站可通过波束配置控制用户设备在反馈被选波束的波束信息时所使用的资源不超过上行信道的最大有效负载大小。此外，基站可通过上行链路许可触发用户设备经由PUSCH反馈剩余波束的波束信息。用户设备可主动将通信质量良好的波束反馈给基站。再者，本公开可通过设置两阶段的波束配置而降低用户设备的运算量。
为让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1说明多波束无线通信系统的波束的覆盖范围的示意图。
图2A说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法的信令图。
图2B进一步说明图2A的方法的第一实施例的信道测量结果的示意图。
图2C进一步说明图2A的方法的第一实施例的步骤S250的流程。
图2D进一步说明图2A的方法的第一实施例的步骤S270的流程。
图2E进一步说明图2A的方法的第二实施例的信道测量结果的示意图。
图2F进一步说明图2A的方法的第二实施例的步骤S250的流程。
图2G进一步说明图2A的方法的第三实施例的信道测量结果的示意图。
图2H进一步说明图2A的方法的第三实施例的步骤S250的流程。
图3A说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法的信令图。
图3B进一步说明图3A的方法的步骤S390的流程。
图4A说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法的信令图。
图4B进一步说明图4A的方法的第一实施例的步骤S450的流程。
图4C进一步说明图4A的方法400的第二实施例的步骤S450的流程。
图5A说明依据本公开的示例性实施例中的不同波束配置的示意图。
图5B说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法500的信令图。
图5C以及5D说明依据本公开的示例性实施例中第一波束配置的候选波束与第二波束配置的候选波束的重迭状况的示意图。
图6A说明依据本公开的示例性实施例的基站的方块图。
图6B说明依据本公开的示例性实施例的用户设备的方块图。
图7说明依据本公开的示例性实施例的适用于基站的波束测量和反馈的方法的流程图。
图8说明依据本公开的示例性实施例的适用于用户设备的波束测量和反馈的方法的流程图。
具体实施例
本公开是有关于一种波束测量和反馈的方法及使用所述方法的基站与用户设备。相较于传统的波束测量和反馈方法，本公开提供的方法可有效地减少BS与UE之间的信令开销(signaling overhead)。在本公开中，术语“基站”(BS)可表示多种实施例，包括(但不限于)演进的基站eNB(evolved NodeB，或eNodeB)、下一代基站gNB(nxet generation NodeB，或gNodeB)、高级基站(advanced base station，ABS)、基站收发器系统(base transceiversystem，BTS)、接入点(Access point)、家庭基站(home base station)、中继站(relaystation)、散射体(scatter)、中继器(repeater)、中间节点(intermediate node)、中间设备和/或基于卫星的通信基站(intermediary/satellite-based communication basestation)。术语“用户设备”(UE)可表示多种实施例，包括(但不限于)移动台、高级移动台(advanced mobile station，AMS)、服务器、终端设备、客户端、台式电脑、笔记本电脑、网络型电脑、工作站、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、个人电脑机(personal computer，PC)、扫描仪、电话装置、呼叫器、照相机、电视、掌上型游戏机、音乐装置、无线传感器等。在一些应用中，UE可以是在例如公共汽车、火车、飞机、船、汽车等移动环境中操作的固定计算机装置。术语“波束”可以天线、天线端口、天线元件、天线组、天线端口组或天线元件组表示。例如，第一波束可以第一天线端口或第一天线端口组表示。然而，本公开不限于此。
图2A说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法200的信令图，方法200可通过BS 210控制UE 230反馈N个被选波束的波束信息，其中N为配置数量，其代表UE 230所能反馈的被选波束的最大数量。选择被选波束的方法将会于后续说明。具体来说，在步骤S210，BS 210可为K个候选波束传送包括一个或多个参考信号资源的波束配置给UE230，使UE 230依据所接收的波束配置以对K个候选波束进行信道测量，其中，K个候选波束的参考信号可以是信道状态信息参考信号(channel state information-referencesignal，CSI-RS)和/或同步信号区块(Synchronization signal block，SSB)，但本公开不限于此。在一实施例中，所述一个或多个参考信号资源还可包括对应所述K个候选波束的K’个CSI-RS资源，其中K’可以等于或不等于K。BS 210可以是通过无线资源控制(radioresource control，RRC)层或媒体访问控制(media access control，MAC)层等较高阶层的无线网路通信协议层的信令来传送所述波束配置。虽然图2A假设K＝8，但K的值可依实际需求而被调整。
波束配置可包括配置数量N，配置数量N指示由UE 230反馈最多N个被选波束给BS210。例如，当配置数量N＝4时，UE 230可通过例如一组或多组上行信道(例如：PUCCH)反馈最多4组被选波束的波束信息给BS 210。N将不会超过K(即：N≤K)。例如，当存在8个候选波束(即：K＝8)时，BS 210将不会指示UE 230反馈超过8个被选波束的波束信息。
在一实施例中，波束配置还可以指示由UE 230在各组PUCCH中反馈最多Ni个被选波束的波束信息，其中i为该组PUCCH的索引。例如，波束配置可用以指示第一配置数量N1与第二配置数量N2，其中N1+N2＝N。虽然图2A假设N1＝2且N2＝2，但N1、N2的值可依实际需求而被调整。
第一配置数量N1对应于索引为“1”的第一上行信道(例如：PUCCH)，且可指示UE230在第一上行信道中反馈最多N1个的被选波束的波束信息。第二配置数量N2对应于索引为“2”的第二上行信道(例如：PUCCH)，且可指示UE 230在第二上行信道中反馈最多N2个的被选波束的波束信息。本实施例虽仅公开了波束配置可指示对应于第一上行信道的第一配置数量N1与对应于第二上行信道的第二配置数量N2，但波束配置也可指示对应于更多或更少组上行信道的配置数量，只要各组上行信道的配置数量总和等同于N即可(即：∑Ni＝N，其中i为各组PUCCH的索引)。
在步骤S230，UE 230响应于所接收到的波束配置而对K个候选波束中的每一个执行信道测量，并且根据信道测量的测量结果，从K个候选波束中选择N′个被选波束，其中N≥N′≥1。换句话说，UE 230所选择的被选波束的数量可小于或等于由BS 210指示的配置数量N。例如，当BS 210指示UE 230反馈4个被选波束的波束信息给BS 210时，若UE 230根据信道测量结果而仅能找出3个通信质量较佳的候选波束作为被选波束时，UE 230可仅反馈3个被选波束的波束信息给BS 210。
UE 230根据每一个候选波束的信道测量结果，选择出通信质量较佳的候选波束作为被选波束。被选波束可以根据相关被选波束质量的所测量的候选波束的信道状态信息(channel state information，CSI)、参考信号接收功率(reference signal receivedpower，RSRP)以及参考信号接收质量(reference signal received quality，RSRQ)的至少其中之一所决定，其中CSI可包括信道质量指示符(channel quality indicator，CQI)、预编码矩阵指示符(precoding matrix indicator，PMI)及秩指示符(rank indicator，RI)的至少其中之一，但本公开不限于此。以RSRP为例，图2A的虚线框231表示UE 230所测量到的RSRP强度以及阈值T1。在UE 230所接收到的K个候选波束中，波束2、波束5、波束6以及波束1的RSRP值超过了阈值T1。因此，UE 230将选择波束2、波束5、波束6以及波束1作为被选波束。阈值T1可以是由基站210发送的物理层(physical layer，PHY)信令或比PHY层更高阶层的信令所决定。
在一实施例中，UE 230依据预设值来决定被选波束。例如，所述预设值可以是预先设置于UE 230而非接收自BS 210的信令的阈值T1，其中阈值T1可以是关联于CSI、RSRP和/或RSRQ等信道参数的阈值。
在一实施例中，UE 230依据K个候选波束的波束排序(beam ordering)来决定被选波束。具体来说，UE 230根据信道测量的结果(例如：RSRP、RSRQ和/或CSI)而对K个候选波束进行排序。参照虚线框231可知，K个候选波束的波束排序为波束2、波束5、波束6、波束1、波束4、波束3、波束8以及波束7，因此，在选择被选波束时，UE 230会优先选择波束2作为被选波束、接着选择波束5作为被选波束、接着选择波束6作为被选波束、...、以此类推。
在一实施例中，UE 230依据K个候选波束之间的相关性(correlation)来决定被选波束。举例来说，若波束6与波束4之间存在高度的空间相关性(spatial correlation)，这可能代表波束6与波束4的FoV覆盖范围相仿。基此，UE 230同时选择波束6与波束4作为被选波束的机率将会降低。反之，若波束6与波束4之间存在低度的空间相关性，这可能代表波束6与波束4的FoV覆盖范围较不重叠(overlap)。基此，UE 230同时选择波束6与波束4作为被选波束的机率将会增加。
当选择完被选波束后，在一实施例中，UE基于特定规则而将已选择好的被选波束判定为故障波束(failure beam)，从而将故障波束从被选波束中剔除。
在一实施例中，UE 230根据每一个被选波束的信道测量结果，选择出通信质量较差的被选波束作为故障波束。故障波束可以是根据所测量的被选波束的CSI、RSRP及RSRQ的至少其中之一所决定。以RSRP为例，图2A的虚线框231表示UE 230所测量到的RSRP强度以及阈值T1。假设UE 230已选择波束2、波束5、波束6、波束1以及波束4为被选波束。然而，根据信道测量的结果，波束4的RSRP值小于阈值T1。因此，UE 230将判定波束4为故障波束。阈值T1可以是由UE 230所接收的基站210发送的PHY层信令或比PHY层更高阶层的信令所决定。
在一实施例中，UE 230依据一预设值来决定故障波束。例如，所述预设值可以是预先设置于UE 230而非接收自BS 210的信令的阈值T1。
在一实施例中，UE 230依据N个被选波束之间的相关性来决定故障波束。举例来说，假设N＝4(即：UE 230最多仅能反馈4个被选波束给BS 210)，且UE 230已根据前述任一的方法初步地选择出波束2、波束5、波束6、波束1以及波束4作为被选波束时，UE 230可根据波束2、波束5、波束6、波束1以及波束4之间的空间相关性来选出故障波束。更具体来说，假设波束6与波束4之间存在高度的空间相关性，这可能代表波束6与波束4的FoV覆盖范围相仿。基此，UE 230可将波束6与波束4的其中之一视为故障波束。在决定波束4为故障波束的情况下，最终的被选波束将包括波束2、波束5、波束6以及波束1。
在步骤S250，UE 230根据波束配置所指示的第一配置数量N1而通过第一上行信道以从K个候选波束之中挑选出N′1个被选波束，并且反馈被选波束的波束信息给BS 210，其中N1≥N′1。换句话说，UE 230在第一上行信道所反馈的被选波束的数量N′1可小于或等于由BS 210指示的第一配置数量N1。例如，当BS 210指示UE 230在第一上行信道反馈2个被选波束的波束信息给BS 210时，若UE 230根据信道测量结果仅能找出1个通信质量较佳的候选波束作为被选波束时，UE 230可在第一上行信道仅反馈1个被选波束的波束信息给BS 210。在图2A中，UE 230可以选择在第一上行信道反馈其RSRP最高的波束2与其RSRP次高的波束5的波束信息给BS 210，也可以选择在第一上行信道仅反馈其RSRP最高的波束2的波束信息给BS 210。
此外，UE 230可根据波束配置所指示的第一配置数量N1而通过第一上行信道反馈N″1个被选波束的联合波束信息给BS 210，其中N″1可根据N1或N来确定(例如：N≥N1≥N″1)，或根据较高层(或物理层)信令来确定。例如，UE 230可在第一上行信道反馈波束2与波束5的联合波束信息给BS 210，其中所述联合波束信息可包括波束2与波束5之间的多波束相关信息。
在步骤S270，UE 230根据波束配置所指示的第二配置数量N2而通过第二上行信道(例如：PUCCH)反馈N′2个被选波束的波束信息给BS 210，其中N2≥N′2。换句话说，UE 230在第二上行信道所反馈的被选波束的数量N′2可小于或等于由BS 210指示的第二配置数量N2。例如，当BS 210指示UE 230在第二上行信道反馈2个被选波束的波束信息给BS 210时，若UE230根据信道测量结果仅能找出1个通信质量较佳的候选波束作为被选波束时，UE 230在第二上行信道仅反馈1个被选波束的波束信息给BS 210。在图2A中，若UE 230是基于阈值T1决定被选波束，则UE 230在第二上行信道反馈其RSRP高于阈值T1的波束6与波束1的波束信息给BS 210，此时N2＝N′2＝2。此外，若UE 230是基于阈值T2决定被选波束，则UE 230在第二PUCCH反馈其RSRP高于阈值T2的波束6的波束信息给BS 210，此时N′2＝2＞N′2＝1。当N′2＝0时，UE 230可跳过步骤S270。
再者，UE 230可根据波束配置所指示的第二配置数量N2而通过第二上行信道反馈N″2个被选波束的联合波束信息给BS 210，其中N″2可根据N2或N来确定(例如：N≥N2≥N″2)，或根据较高层(或物理层)信令来确定。由于UE 230已在步骤S250时通过第一上行信道获得波束2与波束5的信息，因此，在步骤S270中，UE 230所反馈的联合波束信息可关联于波束2与波束5。例如，UE 230可在第二上行信道反馈波束6与波束1的联合波束信息给BS 210，其中所述联合波束信息可包括波束6与波束1之间的多波束相关信息。此外，UE 230也可在第二PUCCH反馈波束2、波束5与波束6的联合波束信息给BS 210，其中所述联合波束信息可包括波束2、波束5与波束6之间的多波束相关信息。
波束信息可包括下列至少一个：被选波束的数量、被选波束的索引、被选波束的每一个的预编码矩阵指示符(precoding matrix indicator，PMI)、基于信道测量的结果(例如：RSRP、RSRQ和/或CSI)所决定的被选波束的波束排序、对应于被选波束的每一个的测量结果、对应于被选波束的与联合测量结果、以及被选波束的测量结果的差值(Differentialvalue)，其中所述差值是由所述至少一个被选波束中的最强波束的值与所述至少一个被选波束中的非最强波束的值作差分运算而决定，但本公开不限于此。波束信息还可包括被选波束的多波束相关信息，其中多波束相关信息可包括下列至少一个：被选波束的联合预编码矩阵指示符(joint PMI)和所述被选波束的联合测量结果。
图2B进一步说明图2A的方法200的第一实施例的信道测量结果的示意图。如图2B所示，UE 230除了响应于所接收到的波束配置而对K个候选波束中的每一个执行信道测量，从而获得被选波束的PMI与测量结果之外，还可以对K个候选波束中的任一组合执行联合信道测量，从而获得对应于多个被选波束的联合PMI与联合测量结果。测量结果可以是信道质量指示符(CQI)，且联合测量结果可以是联合信道质量指示符(joint CQI)。如图2B所示，UE230分别地对8(K＝8)个候选波束中的波束2与波束5执行信道测量，从而获得波束2与波束5的信道估测(channel estimation)“H2”与“H5”。UE 230可依据“H2”决定对应于波束2的预编码向量“b2”、且依据信道估测“H5”决定对应于波束5的预编码向量“b5”。当决定波束2的预编码向量“b2”与波束5的预编码向量“b5”后，UE 230依据预编码向量“b2”决定预编码矩阵指示符PMI2，且依据预编码向量“b5”决定预编码矩阵指示符PMI5。接着，UE 230依据预编码矩阵指示符PMI2以及信道估测“H2”计算出对应于波束2信道质量指示符CQI2，且依据预编码矩阵指示符PMI5以及信道估测“H5”计算出对应于波束5信道质量指示符CQI5。
此外，UE 230可进一步对8(K＝8)个候选波束中的波束2与波束5的组合执行联合信道测量，从而获得波束2与波束5的联合信道估测“[H2，H5]”。UE 230可依据“[H2，H5]”决定对应于波束2与波束5的预编码矩阵(precoding matrix，或预编码器(precoder))“[b2b5]”。当决定波束2与波束5的预编码矩阵“[b2 b5]”后，UE 230依据预编码矩阵“[b2 b5]”决定联合预编码矩阵指示符PMI2，5。接着，UE 230依据联合预编码矩阵指示符PMI2，5以及信道估测“[H2，H5]”计算出对应于波束2与波束5的联合信道质量指示符CQI2，5。
图2C进一步说明图2A的方法200的第一实施例的步骤S250的流程。如图2C所示，图2A的方法200的第一实施例中的步骤S250可被进一步区分为步骤S251、S253以及S255。
在步骤S251，UE 230通过第一上行信道将波束信息中的被选波束的数量以及被选波束的索引反馈给BS 210。反馈被选波束的数量以及被选波束的索引的方法可依实际需求而被选择。例如，UE 230可使用位图(bitmap)的方式一次性地将被选波束的数量以及被选波束的索引反馈给BS 210。更具体来说，UE 230在步骤S251时发送比特流“01001000”给BS210，其中，比特流的长度代表候选波束的数量(K＝8)。若比特流中的第j个比特为“1”，则第j个候选波束被UE 230选为被选波束；若比特流中的第j个比特为“0”，则第j个候选波束未被UE 230选为被选波束。比特流“01001000”代表UE 230从8个候选波束中选择了波束2以及波束5为被选波束。据此，比特流中“1”的总数代表UE 230在第一上行信道所要反馈的被选波束的数量N′1、且比特流中“1”出现的位置代表UE 230在第一上行信道所要反馈的被选波束(即：波束2及波束5)的索引。此外，被选波束的索引可以是以CSI-RS资源指示符(CSI-RSresource indicator，CRI)或同步信号区块资源指示符(SSB resource indicator，SSBRI)的形式表示。
在步骤S253，UE 230通过第一上行信道将波束信息中的被选波束的CSI反馈给BS210，其中被选波束的CSI可包括被选波束的PMI、被选波束的波束排序、以及对应于被选波束的测量结果的至少其中之一。被选波束的波束排序指示BS 210自第一上行信道所反馈的被选波束的通信质量的排序。当波束排序为{2，5}时，BS 210可获知其使用波束2与UE 230通信时的通信质量优于其使用波束5与UE 230通信时的通信质量。因此，在选择对UE 230的传输波束时，BS 210便会优先选用波束2来与UE 230通信。被选波束的PMI指示BS 210经由第一上行信道所反馈的被选波束所对应的预编码矩阵。例如，当BS 210自UE 230接收到对应于波束2的PMI2以及对应于波束5的PMI5时，BS 210将在使用波束2进行传输时选用对应于PMI2的预编码矩阵，且在使用波束5进行传输时选用对应于PMI5的预编码矩阵。测量结果可通知BS 210经由第一上行信道所反馈的被选波束的信道测量结果。例如，当UE 230选定波束2及波束5为被选波束时，UE 230通过第一上行信道反馈对应于波束2的CQI2以及对应于波束5的CQI5给BS 210，用来使BS 210了解波束2及波束5的通信质量。
在步骤S255时，UE 230通过第一上行信道将对应于被选波束的联合PMI与联合测量结果反馈给BS 210。联合PMI与联合测量结果可应用于使用多波束进行传输的场合。具体来说，BS 210可通过PHY层或更高阶层的信令指示UE 230开启/关闭多波束(multi-beam)传输的功能。当多波束传输的功能被启用时，BS 210与UE 230同时使用多个波束与彼此通信。UE 230可通过联合PMI反馈建议BS 210选用适用于多波束传输的预编码矩阵。当BS 210自UE 230接收到对应于波束2以及波束5的联合预编码矩阵指示符PMI2，5时，BS 210将在使用波束2及波束5进行多波束传输时选用对应于PMI2，5的预编码矩阵。此外，当UE 230选定波束2及波束5为用于进行多波束传输的被选波束时，UE 230通过第一上行信道反馈对应于波束2及波束5的联合信道质量指示符CQI2，5给BS 210，用来使BS 210了解同时使用波束2及波束5进行多波束传输时的通信质量。
图2D进一步说明图2A的方法200的第一实施例的步骤S270的流程。如图2D所示，步骤S270可被进一步区分为步骤S271、S273以及S275。除了所使用的上行信道不同以及所反馈的被选波束不同之外，步骤S271与S273分别相似于图2C的步骤S251与S253，在此不加赘述。步骤S275与步骤S255的差异在于，在步骤S275之前，BS 210已在步骤S250时自第一上行信道接收到波束2及波束5的信道测量结果。据此，UE 230除了可通过第二上行信道(例如：PUCCH)反馈波束6及波束1的联合PMI与联合测量结果给BS 210外，UE 230还可以进一步考虑反馈与波束2及波束5相关联的联合PMI与联合测量结果给BS 210。例如，UE 230可在步骤S275将下列的至少其中之一反馈给BS 210：波束6与波束1的联合预编码矩阵指示符PMI6，1与联合信道质量指示符CQI6，1；波束2与波束5的联合预编码矩阵指示符PMI2，5与联合信道质量指示符CQI2，5；波束2、波束5与波束6的联合预编码矩阵指示符PMI2，5，6与联合信道质量指示符CQI2，5，6；或波束2、波束5、波束6与波束1的联合预编码矩阵指示符PMI2，5，6，1与联合信道质量指示符CQI2，5，6，1...等。此外，UE 230在步骤S275可以选择不反馈任何联合PMI与联合测量结果给BS 210(例如：在BS 210或UE 230选择不实施多波束传输时)。
图2E进一步说明图2A的方法200的第二实施例的信道测量结果的示意图。当波束2与波束5的联合预编码矩阵具有巢状特性(nested property)时，波束2与波束5个别的预编码向量可由波束2与波束5的联合预编码矩阵推导出，如图2E所示。因此，当UE 230反馈波束2与波束5的联合预编码矩阵指示符PMI2，5时，BS 210可由PMI2，5对应的预编码矩阵“[b2 b5]”推导出波束2的预编码向量“[b2]”以及波束5的预编码向量“[b5]”。如此，可省去由UE 230反馈波束2的预编码矩阵指示符PMI2以及波束5的预编码矩阵指示符PMI5给BS 210的步骤，从而减少信令开销。
此外，代替于反馈完整的被选波束的CQI，UE 230可仅反馈被选波束的测量结果的差值给BS 210，藉此降低传输CQI信息所需耗用的传输资源。当UE 230反馈波束2与波束5的联合信道质量指示符CQI2，5给BS 210后，代替于反馈完整的波束2的CQI2，UE 230仅需反馈CQI2，5与CQI2的差值Δ2给BS 210，BS 210便可通过所接收的CQI2，5与Δ2推导出波束2的CQI2。同样地，代替于反馈完整的波束5的CQI5，UE 230仅需反馈CQI2，5与CQI5的差值Δ5给BS210，BS 210便可通过所接收的CQI2，5与Δ5推导出波束5的CQI5。
图2F进一步说明图2A的方法200的第二实施例的步骤S250的流程。如图2F所示，图2A的方法的200第二实施例中的步骤S250可被进一步区分为步骤S251′、S253′以及S255′，其中，步骤S251′与图2C中的步骤S251相似，在此不多加赘述。
在步骤S253′，UE 230通过第一上行信道将波束信息中的被选波束的波束排序、对应于被选波束的联合PMI与联合测量结果反馈给BS 210。被选波束的波束排序建议BS 210自第一上行信道所反馈的被选波束的通信质量的排序。当波束排序为{2，5}时，BS 210获知其使用波束2与UE 230通信时的通信质量优于其使用波束5与UE 230通信时的通信质量。因此，在选择对UE 230的传输波束时，BS 210便会优先选用波束2来与UE 230通信。联合PMI与联合测量结果可应用于使用多波束进行传输的场合。当BS 210自UE 230接收到对应于波束2以及波束5的联合预编码矩阵指示符PMI2，5时，BS 210将在使用波束2及波束5进行多波束传输时选用对应于PMI2，5的预编码矩阵。此外，当UE 230选定波束2及波束5为用于进行多波束传输的被选波束时，UE 230通过第一上行信道反馈对应于波束2及波束5的联合信道质量指示符CQI2，5给BS 210，用来使BS 210了解同时使用波束2及波束5进行多波束传输时的通信质量。
在步骤S255′，UE 230通过第一上行信道将波束信息中的被选波束的测量结果的差值反馈给BS 210。UE 230反馈CQI2，5与CQI2的差值Δ2给BS 210。BS 210通过在步骤S253′接收的CQI2，5与Δ2推导出波束2的CQI2。同样地，UE 230在步骤S255′通过第一PUCCH反馈CQI2，5与CQI5的差值Δ5给BS 210。BS 210通过在步骤S253′接收的CQI2，5与Δ5推导出波束5的CQI5。
图2G进一步说明图2A的方法200的第三实施例的信道测量结果的示意图。当波束2与波束5的预编码向量具有巢状特性时，波束2与波束5的联合预编码矩阵可由波束2与波束5个别的预编码向量推导出，如图2G所示。因此，当UE 230反馈波束2的预编码矩阵指示符PMI2以及波束5的预编码矩阵指示符PMI5给BS 210时，BS 210可由PMI2以及PMI5分别地对应的预编码向量“[b2]”及预编码向量“[b5]”推导出波束2与波束5的联合预编码矩阵“[b2b5]”。如此，可省去由UE 230反馈波束2与波束5的联合预编码矩阵指示符PMI2，5给BS 210的步骤，从而减少信令开销。
图2H进一步说明图2A的方法200的第三实施例的步骤S250的流程。如图2H所示，图2A的方法的200第三实施例中的步骤S250可被进一步区分为步骤S251″、S253″以及S255″，其中，步骤S251″与图2C中的步骤S251相同且步骤S253″与图2C中的步骤S253相同，在此不多加赘述。
在步骤S255″，UE 230通过第一上行信道将对应于被选波束的联合测量(即：CSI2，5)结果反馈给BS 210，且不需反馈将对应于被选波束的联合PMI(即：PMI2，5)。BS 210可由PMI2以及PMI5分别地对应的预编码向量“[b2]”及预编码向量“[b5]”推导出波束2与波束5的联合预编码矩阵“[b2 b5]”。
举上行信道为PUCCH为例。由于PUCCH的最大有效负载大小是固定的，因此，UE需反馈的被选波束信息可能会超出PUCCH的最大有效负载大小，如公式1所示：
N′×(bBI+bQuality)＞PayloadPUCCH...公式1
其中，N′表示由UE所选出的被选波束的数量、bBI表示UE反馈被选波束的波束索引(beam index，BI)所需使用的比特数、bQuality表示UE反馈被选波束的测量结果所需使用的比特数、且PayloadPUCCH表示一组PUCCH的最大有效负载大小，其中可使用信道状态资源标识符(CSI-RS resource indicator，CRI)或同步信号区块资源指示符(SSB resourceindicator，SSBRI)表示波束索引，但本公开不限于此。由公式1可知，被选波束的数量N′越大，UE需反馈的被选波束的相关信息越可能超出PUCCH的最大有效负载大小。因此，控制UE在单一组PUCCH中反馈的被选波束的数量是很重要的。所公开的方法200的BS 210可通过波束配置指示UE 230在各组上行信道(例如：PUCCH)所反馈的被选波束的最大值。藉此，可控制UE 230在反馈被选波束的波束信息时所使用的资源不超过单一组PUCCH的最大有效负载大小。
图3A说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法300的信令图，方法300可通过BS 310控制UE 330反馈M个被选波束的波束信息，其中M为配置数量，其代表UE 330所能反馈的被选波束的最大数量。具体来说，在步骤S310，BS 310可为K个候选波束传送包括一个或多个参考信号资源的波束配置给UE 330，使UE 330依据所接收的波束配置以对K个候选波束进行信道测量，其中，K个候选波束的参考信号可例如是信道状态信息参考信号(channel state information-reference signal，CSI-RS)和/或同步信号区块(Synchronization signal block，SSB)，但本公开不限于此。在一实施例中，所述一个或多个参考信号资源还可包括对应所述K个候选波束的K’个CSI-RS资源，其中K’可以等于或不等于K。BS 310可以是通过RRC层或MAC层等较高阶层的无线网路通信协议层的信令来传送所述波束配置。虽然图3A假设K＝8，但K的值可依实际需求而被调整。
波束配置可包括配置数量M，配置数量M指示由UE 330反馈最多M个被选波束给BS310。例如，当配置数量M＝4时，UE 330通过上行信道反馈最多4组被选波束的波束信息给BS310。M将不会超过K(即：M≤K)。例如，当存在8个候选波束(即：K＝8)时，BS 310将不会指示UE 330反馈超过8个被选波束的波束信息。
在步骤S330，UE 330响应于所接收到的波束配置而对K个候选波束中的每一个执行信道测量，并且根据信道测量的测量结果，从K个候选波束中选择M′个被选波束(例如：波束2、波束5、波束6以及波束1)。接着，UE 330根据信道测量的测量结果(例如：RSRP)，从M′个被选波束中选择出通信质量较佳的M′1个被选波束作为M′1个优选波束(例如：波束2以及波束5)，其中M≥M′≥M′1≥1。
在步骤S350，UE 330根据波束配置所指示的配置数量M而通过第一上行信道反馈M′1个优选波束给BS 310，在本实施例中，第一上行信道可以是PUCCH。换句话说，UE 330在第一上行信道所反馈的优选波束的数量可小于或等于由BS 310指示的配置数量M。例如，当BS 310指示UE 330反馈4个波束的波束信息给BS 310时，UE 330可在第一上行信道仅反馈2个优选波束(即：波束2及波束5)的波束信息给BS 310。当BS 310接收到UE 330回传的M′1个优选波束的波束信息时，BS 310可根据配置数量M与优选波束的数量M′1而判断出剩余波束(remaining beam)的数量M′2，其中M′2＝M-M′1。例如，当BS 310接收到UE 330反馈的2个优选波束的波束信息时，BS 310可根据配置数量M＝4与优选波束的数量M′1＝2而判断出剩余波束的数量M′2＝4-2＝2。
在步骤S370，BS 310传送上行链路许可(uplink grant)给UE 330，用来指示UE330反馈剩余波束的波束信息给BS 310。例如，BS 310可通过下行链路控制信息(downlinkcontrol information，DCI)信息传送上行链路许可给UE 330，用来指示UE 330经由第二上行信道反馈剩余波束的波束信息给BS 310。在本实施例中，第二上行信道可以是物理上行链路共享信道(physical uplink shared channel，PUSCH)。此外，DCI信息包括用以指示UE330反馈M′2个剩余波束的波束信息给BS 310的剩余波束的配置数量M′2。或者，BS 310也可以不指示UE 330剩余波束的配置数量M′2，而由UE 330自行决定要反馈的剩余波束的数量M′2。
在步骤S390，UE 330响应于接收到上行链路许可而反馈对应于剩余波束的波束信息给BS 310。例如，UE 330可决定M′1个优选波束(即：波束2以及波束5)以外的被选波束为剩余波束(即：波束6以及波束1)，且经由第二上行信道反馈剩余波束的波束信息给BS 310。
图3B进一步说明图3A的方法300的步骤S390的流程。如图3B所示，步骤S390可被进一步区分为步骤S391、S393以及S395。
在步骤S391，UE 330通过第二上行信道将波束信息中的剩余波束的数量M′2以及剩余波束的索引反馈给BS 310。反馈剩余波束的数量M′2以及剩余波束的索引的方法可依实际需求而被选择。例如，UE 330可使用位图(bitmap)的方式一次性地将剩余波束的数量M′2以及剩余波束的索引反馈给BS 310。更具体来说，UE 330在步骤S391时发送比特流“10000100”给BS 310，其中，比特流的长度代表候选波束的数量(K＝8)。若比特流中的第j个比特为“1”，则第j个候选波束被UE 330决定为剩余波束；若比特流中的第j个比特为“0”，则第j个候选波束未被UE 330决定为剩余波束。比特流“10000100”代表UE 330从8个候选波束中决定了波束6以及波束1为剩余波束。据此，比特流中“1”的总数代表UE 330在第二上行信道所要反馈的剩余波束的数量M′2、且比特流中“1”出现的位置代表UE 330在PUSCH所要反馈的剩余波束(即：波束6及波束1)的索引。此外，剩余波束的索引可以是以CRI的形式表示。
在步骤S393，UE 330通过PUSCH将波束信息中的剩余波束的CSI反馈给BS 310，其中剩余波束的CSI可包括剩余波束的PMI、剩余波束的波束排序、以及对应于剩余波束的测量结果的至少其中之一。剩余波束的波束排序建议BS 310自PUSCH所反馈的剩余波束的通信质量的排序。当波束排序为{6，1}时，BS 310获知其使用波束6与UE 330通信时的通信质量优于其使用波束1与UE 330通信时的通信质量。因此，在选择对UE 330的传输波束时，BS310便会优先选用波束6来与UE 330通信。剩余波束的PMI建议BS 310经由第二上行信道反馈的剩余波束的每一个所对应的预编码矩阵。例如，当BS 310自UE 330接收到对应于波束6的PMI6以及对应于波束1的PMI1时，BS 310将在使用波束6进行传输时选用对应于PMI6的预编码矩阵，且在使用波束1进行传输时选用对应于PMI1的预编码矩阵。测量结果可通知BS310经由第二上行信道所反馈的剩余波束的信道测量结果。例如，当UE 330决定波束6及波束1为剩余波束时，UE 330通过第二上行信道反馈对应于波束6的CQI6以及对应于波束1的CQI1给BS 310，用来使BS 310了解波束6及波束1的通信质量。
在步骤S395时，UE 330通过第二上行信道将对应于剩余波束的联合PMI与联合测量结果反馈给BS 310。联合PMI与联合测量结果可应用于使用多波束进行传输的场合。具体来说，BS 310可通过PHY层或更高阶层的信令指示UE 330开启/关闭多波束传输的功能。当多波束传输的功能被启用时，BS 310与UE 330同时使用多个波束与彼此通信。UE 330可通过联合PMI反馈建议BS 310选用适用于多波束传输的预编码矩阵。当BS 310自UE 330接收到对应于波束6以及波束1的联合预编码矩阵指示符PMI6，1时，BS 310将在使用波束6及波束1进行多波束传输时选用对应于PMI6，1的预编码矩阵。此外，当UE 330决定波束6及波束1为用于进行多波束传输的剩余波束时，UE 330通过PUSCH反馈对应于波束6及波束1的联合信道质量指示符CQI6，1给BS 310，用来使BS 310了解同时使用波束6及波束1进行多波束传输时的通信质量。
通过本公开的方法300，当BS 310需要更多的波束信息时，BS 310可以通过上行链路许可触发UE 330经由PUSCH反馈剩余波束的波束信息。藉此，BS 310可以在不额外消耗PUCCH的资源的情况下，由UE 330获取更多的波束信息以便进行传输波束的调度。
图4A说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法400的信令图。具体来说，在步骤S410，BS 410可为K个候选波束传送包括一个或多个参考信号资源的波束配置给UE 430，使UE 430依据所接收的波束配置以对K个候选波束进行信道测量，其中，K个候选波束的参考信号可以是信道状态信息参考信号(channel state information-reference signal，CSI-RS)和/或同步信号区块(Synchronization signal block，SSB)，但本公开不限于此。在一实施例中，所述一个或多个参考信号资源还可包括对应所述K个候选波束的K’个CSI-RS资源，其中K’可以等于或不等于K。BS 410可通过RRC层或MAC层等较高阶层的无线网路通信协议层的信令来传送所述波束配置。虽然图4A假设K＝8，但K的值可依实际需求而被调整。与步骤S210或S310不同，在步骤S410，BS 410不传送用以指示UE 430反馈的被选波束的数量的配置数量给UE 430。
在步骤S430，UE 430响应于所接收到的波束配置而对K个候选波束中的每一个执行信道测量，并且根据信道测量的测量结果，从K个候选波束中选择O′个被选波束(例如：波束2、波束5以及波束6)，其中O′的值并不是由BS 410所决定，而是由UE 430自行决定。被选波束可例如是根据所测量的候选波束的CSI、RSRP及RSRQ的至少其中之一所决定。以RSRP为例，图4A的虚线框431表示UE 430所测量到的RSRP强度以及阈值T2。如虚线框431所示，在UE430所接收到的K个候选波束中，波束2、波束5以及波束6的RSRP值超过了阈值T2。因此，UE430将选择波束2、波束5以及波束6作为被选波束。阈值T2可以是由UE 430所接收的基站410发送的PHY层信令或比PHY层更高阶层的信令所决定。
在步骤S450，UE 430通过第一上行信道(例如：PUCCH)反馈O′1个被选波束的波束信息给BS 410，其中O′1的值由UE 430决定。在图4A的第一实施例中，UE 430通过第一上行信道仅反馈波束2的波束信息给BS 410。在图4A的第二实施例中，UE 430通过第一上行信道反馈波束2以及波束5的波束信息给BS 410。除此之外，UE 430还通过第一上行信道反馈剩余波束的数量O′2给BS 410，用来指示BS 410还尚有O′2个波束的信道测量的测量结果良好。因此，BS 410可了解还有O′2个剩余波束可用以与UE 430进行通信。UE 430基于被选波束的数量O′以及O′1而决定。在图4A的第一实施例中，UE 430通过第一上行信道反馈还有2个剩余波束(即：波束5以及波束6)给BS 410。在图4A的第二实施例中，UE 430通过第一上行信道反馈还有1个剩余波束(即：波束6)给BS 410。
在步骤S470，BS 410传送上行链路许可给UE 430，用来指示UE 430反馈剩余波束的波束信息给BS 410。例如，BS 410通过DCI信息传送上行链路许可给UE 430，用来指示UE430经由第二上行信道(例如：PUSCH)反馈剩余波束的波束信息给BS 410。
在步骤S490，UE 430响应于接收到上行链路许可而反馈对应于剩余波束的波束信息给BS 410。
在图4A的第一实施例中，UE 430通过第二上行信道反馈波束5以及波束6的波束信息给BS 410。
在图4A的第二实施例中，UE 430通过第二上行信道反馈波束6的波束信息给BS410。
此外，UE 430响应于接收到上行链路许可而反馈对应于剩余波束的联合波束信息给BS 410。
在图4A的第一实施例中，UE 430通过第二上行信道反馈波束5以及波束6的联合波束信息给BS 410。
在图4A的第二实施例中，由于剩余波束仅包括波束6，因此，UE 430可不反馈任何联合波束信息给BS 410。然而，由于UE 430已通过第一上行信道获得波束2与波束5的信息，因此，UE 430可以选择性地反馈关联于波束2与波束5的联合波束信息给BS 410。例如，UE430可通过第二上行信道反馈波束2、波束5以及波束6的联合波束信息给BS 410，其中所述联合波束信息可包括波束2、波束5以及波束6之间的多波束相关信息。
图4B进一步说明图4A的方法400的第一实施例的步骤S450的流程。如图4B所示，图4A的方法400的第一实施例中的步骤S450可被进一步区分为步骤S451以及S453。
在步骤S451，UE430通过第一上行信道(例如：PUCCH)将波束信息中的被选波束的数量以及被选波束的索引反馈给BS 410。例如，UE 430使用位图的方式一次性地将被选波束的数量以及被选波束的索引反馈给BS 410。更具体来说，UE 430在步骤S451时发送比特流“01000000”给BS 410。比特流“01000000”代表UE 430从8个候选波束中选择了波束2为被选波束。此外，被选波束的索引可以是以CRI的形式表示。
在步骤S453，UE 430通过第一上行信道将波束信息中的被选波束(即：波束2)的CSI反馈给BS 410，其中被选波束的CSI可包括被选波束的PMI以及对应于被选波束的测量结果的至少其中之一。此外，UE 430通过第一上行信道将波束信息中的剩余波束(即：波束5以及波束6)的数量2给BS 410，用来通知BS 410还有2个波束的信道测量的测量结果良好。
图4C进一步说明图4A的方法400的第二实施例的步骤S450的流程。如图4B所示，图4A的方法400的第二实施例中的步骤S450可被进一步区分为步骤S451′、S453′以及S455′。
在步骤S451′，UE430通过第一上行信道将波束信息中的被选波束的数量以及被选波束的索引反馈给BS 410。例如，UE 430使用位图的方式一次性地将被选波束的数量以及被选波束的索引反馈给BS 410。更具体来说，UE 430在步骤S451时发送比特流“01001000”给BS 410。比特流“01001000”代表UE 430从8个候选波束中选择了波束2以及波束5为被选波束。此外，被选波束的索引可以是以CRI的形式表示。
在步骤S453′，UE 430通过第一上行信道将波束信息中的被选波束(即：波束2以及波束5)的CSI反馈给BS 410，其中被选波束的CSI可包括被选波束的每一个的PMI、被选波束的波束排序、以及对应于被选波束的每一个的测量结果的至少其中之一。此外，UE 430可通过第一上行信道将波束信息中的剩余波束(即：波束6)的数量1给BS 410，用来通知BS 410还有1个波束的信道测量的测量结果良好。
在步骤S455′时，UE 430通过第一上行信道将对应于被选波束的联合PMI与联合测量结果反馈给BS 410。联合PMI与联合测量结果可应用于使用多波束进行传输的场合。具体来说，BS 410可通过PHY层或更高阶层的信令指示UE 430开启/关闭多波束传输的功能。当多波束传输的功能被启用时，BS 410与UE 430同时使用多个波束与彼此通信。UE 430通过联合PMI反馈建议BS 410选用适用于多波束传输的预编码矩阵。当BS 410自UE 430接收到对应于波束2以及波束5的联合预编码矩阵指示符PMI2，5时，BS 410将在使用波束2及波束5进行多波束传输时选用对应于PMI2，5的预编码矩阵。此外，当UE 430选定波束2及波束5为用于进行多波束传输的被选波束时，UE 430通过第一上行信道反馈对应于波束2及波束5的联合信道质量指示符CQI2，5给BS 410，用来使BS 410了解同时使用波束2及波束5进行多波束传输时的通信质量。
本公开的方法400的UE 430可在反馈至少一个被选波束给BS 410时，主动将除了所述至少一个被选波束以外的其余通信质量良好的波束一并反馈给BS 410。当BS 410需要更多波束信息时，BS 410仅需通过简单的DCI即可触发UE 430反馈其余通信质量良好的波束。
BS与UE之间可以存在多种不同的波束配置，不同的波束配置具有不同数量的候选波束、或具有不同的FoV覆盖范围。响应于UE的移动性，BS与UE可以在不同的时点使用不同的波束配置。图5A说明依据本公开的示例性实施例中的不同波束配置的示意图。以图5A为例，BS与UE可以在不同的时点选择使用第一波束配置51或第二波束配置52，其中第一波束配置51可具有较少(相对于第二波束52配置而言)的候选波束数量K1st(在图5A的例子中，K1st＝4)、第二波束配置52具有较多的候选波束数量K2nd(在图5A的例子中，K2nd＝16)、且第一波束配置51的各个候选波束具有较宽阔的FoV覆盖范围而第二波束配置52的各个候选波束具有较狭窄的FoV覆盖范围。
一般而言，BS与UE彼此通过波束索引(BI)来从多个候选波束中指示特定的一个或多个波束。然而，随着候选波束的数量越大，UE端需处理的关联于波束的数据量会随之增加。因应于此，本公开提出的方法通过两阶段的波束配置来降低UE端需处理的候选波束的数据。
图5B说明依据本公开的示例性实施例中的波束测量和反馈的方法500的信令图。在步骤S510，BS 510传送用于进行第一阶段传输的第一波束配置51的K1st个第一候选波束(请参照图5A)的参考信号给UE 530，使UE 530对K1st个第一候选波束进行信道测量。此外，BS 510可在此阶段传送用于进行第二阶段传输的第二波束配置52的K2nd个第二候选波束(请参照图5A)的参考信号给UE 530，使UE 530对K2nd个第二候选波束进行信道测量。
在步骤S520，UE 530可对K1st个第一候选波束中的每一个执行信道测量，并且根据信道测量的测量结果，从K1st个第一候选波束中选择N1st个第一被选波束，N1st的值可由BS510决定。具体来说，BS 510可通过RRC层或MAC层等较高的无线网路通信协议层的信令来传送波束配置给UE 530，用来指示UE 530反馈N1st个第一被选波束。此外，N1st的值也可由UE530自行决定。
一般而言，基于UE 530具有移动性，第一波束配置51的各个第一候选波束具有较宽阔的FoV覆盖范围，故对BS 510与UE 530而言较具有长期的统计特性(long-termstatistical property)。基此，UE 530在步骤S520先选择对波束数量较少但单一波束的FoV覆盖范围较广的第一波束配置51的各个第一候选波束进行信道测量，藉此以较低的运算量找出要选用波束的大致方向。在图5B中，UE 530根据信道测量的结果选择第一波束配置51的波束c与波束b作为第一被选波束。
在步骤S530，UE 530反馈N1st个第一被选波束(即：波束c与波束b)的波束信息给BS510，所述反馈可以是通过PUCCH而被传输。第一被选波束的波束信息可包括与图2A的步骤S250相似的内容。例如，波束c的预编码矩阵指示符PMIc、波束c的信道状态信息CSIc、波束b的预编码矩阵指示符PMIb以及波束b的信道状态信息CSIb。此外，第一被选波束的波束信息可进一步包括第一被选波束之间的相关性。第一被选波束之间的相关性可帮助BS 510从第二波束配置52(请参照图5A)之中选出较适用于UE 530的候选波束。
以下步骤请同时参照图5B与图5C，图5C说明依据本公开的示例性实施例中第一波束配置51的候选波束与第二波束配置52的候选波束的重叠状况的示意图。
在步骤S540，BS 510根据第一被选波束的波束信息与重叠状况而从第二波束配置52的K2nd个第二候选波束中选择出较适合UE 530的K′2nd个第二候选波束。具体而言，BS 510根据第一被选波束的波束信息得知UE 530大概位于波束b与波束c的方位，所述方向可例如图5C所示的方向A。据此，BS 510从第二波束配置52的K2nd个第二候选波束之中，选出与第一被选波束(即：波束c与波束b)重叠且/或较接近方向A的波束(即：波束7～波束10)作为K′2nd个第二候选波束。此外，BS 510可根据第一被选波束之间的相关性来选择较适合UE 530的K′2nd个第二候选波束。举例来说，若波束b与波束c之间的相关性太过接近，则BS 510可仅由波束b与波束c的其中之一中选出K′2nd个第二候选波束。
除了图5C图示的重叠状况之外，图5D图示出另一种可能的重叠状况。在图5D中，假设第二波束配置被配置成如图5D所示的波束配置53，则重叠状况将会改变。在第一被选波束仍为波束c与波束b的情况下，BS 510将从波束配置53之中，选出波束3、波束4以及波束5作为第二候选波束，其中波束4分别与波束b以及波束c重叠。此外，在第一被选波束仅包括波束c的情况下，BS 510除了选择波束5作为第二候选波束外，也可以选择或不选择波束4作为第二候选波束。
在图5B与图5C中，在步骤S550，UE 530可对K′2nd个第二候选波束中的每一个执行信道测量，并且根据信道测量的测量结果，从K′2nd个第二候选波束中选择N2nd个第二被选波束。图5B中，UE 530根据信道测量的结果选择第二波束配置52的波束8与波束9作为第二被选波束。
在步骤S560，UE 530反馈N2nd个第二被选波束(即：波束8与波束9)的波束信息给BS510，所述反馈可以是通过上行信道(例如：PUSCH)而被传输。由于第二波束配置52的波束8与波束9分别与第一波束配置51的波束b与波束c重叠，因此，波束8与波束9的信道特性可能与波束b与波束c的信道特性相似。具体来说，波束8可与波束b准共位(quasi co-located)，且波束9可与波束c准共位。以波束8与波束b为例，假设波束8不与波束b准共位时，UE 530反馈给BS 510的PMI以及CSI分别为波束8的预编码矩阵指示符PMI8＇以及信道状态信息CSI8＇。若波束8与波束b准共位，则UE 530反馈给BS 510的波束8的预编码矩阵指示符PMI8或信道状态信息CSI8可包括较少的数据，也就是说，PMI8的数据量将小于或等于PMI8’的数据量，且CSI8的数据量将小于或等于CSI8＇的数据量。
在步骤S570，BS 510将使用第二波束配置52的波束8和/或波束9来与UE 530进行通信。
本公开的方法500可先设置波束数量较少的第一波束配置51给UE 530，使UE 530获得用以与BS 510进行通信的波束的大致方向。接着，BS 510可基于第一波束配置51而从波束数量较多的第二波束配置52之中，选择出较适用于UE 530的候选波束。如此，UE 530不需处理第二波束配置52中的每一个波束的数据，而仅需处理其中的一部分。藉此，可有效地降低UE 530的运算量。
图6A说明依据本公开的示例性实施例的基站(BS)610的方块图。BS 610可包括处理器611以及收发器613。处理器611经配置以处理数字信号且执行本公开中的BS 210、BS310、BS 410或BS 510的功能。处理器611的功能可利用使用诸如微处理器、微控制器、数字信号处理(digital signal processing，DSP)芯片、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)等可编程单元来实施。处理器611的功能也可用独立电子装置或集成电路(integrated circuit，IC)实施，且处理器611也可用硬件或软件实施。收发器613用以传送及接收无线信号。收发器613也可执行诸如低噪声放大、阻抗匹配、混频、升频或降频转换、滤波、放大及其类似者的操作。
图6B说明依据本公开的示例性实施例的用户设备(UE)630的方块图。UE 630可包括处理器631以及收发器633。处理器631经配置以处理数字信号且执行本公开中的UE 230、UE 330、UE 430或UE 530的功能。处理器631的功能可利用使用诸如微处理器、微控制器、数字信号处理芯片、现场可编程门阵列等可编程单元来实施。处理器631的功能也可用独立电子装置或集成电路实施，且处理器631也可用硬件或软件实施。收发器633用以传送及接收无线信号。收发器633也可执行诸如低噪声放大、阻抗匹配、混频、升频或降频转换、滤波、放大及其类似者的操作。
图7说明依据本公开的示例性实施例的波束测量和反馈的方法的流程图700，所述流程图700适用于BS 610。在步骤S710，BS 610的处理器611通过收发器613传送用于多个候选波束的波束配置给UE 630，UE 630对各个所述候选波束执行信道测量。响应于传送波束配置，在步骤S730，处理器611可通过收发器613自UE 630处接收选择自候选波束的至少一个被选波束的波束信息。
图8说明依据本公开的示例性实施例的波束测量和反馈的方法的流程图800，所述流程图800适用于UE 630。在步骤S810，UE 630的处理器631通过收发器633自BS 610处接收多个候选波束的波束配置。响应于接收到波束配置，在步骤S830，处理器631可通过收发器633对候选波束中的每一个执行信道测量。响应于接收到波束配置，在步骤S850，处理器631可通过收发器633反馈至少一个被选波束的波束信息给BS 610。在步骤S830之后，步骤S850之前，处理器631可根据信道测量的测量结果，从候选波束中选择至少一个被选波束。
综上所述，本公开的基站可通过波束配置指示用户设备在上行信道所反馈的被选波束的最大值，控制用户设备在反馈被选波束的波束信息时所使用的资源不超过上行信道的最大有效负载大小。此外，本公开的基站可通过上行链路许可触发用户设备经由PUSCH反馈剩余波束的波束信息，用来减少PUCCH的资源的消耗。另外，本公开的用户设备可主动将通信质量良好的波束反馈给基站。据此，当基站需要更多波束信息时，基站仅需通过简单的DCI即可触发用户设备反馈通信质量良好的波束。再者，本公开可通过设置两阶段的波束配置而降低用户设备的运算量。
虽然本公开已以实施例公开如上，然而，其并非用以限定本公开，任何本领域普通技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的改动与修饰，故本公开的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。
【符号说明】
100、104、105：波束
200、300、400、500、700、800：波束测量和反馈的方法
110、210、310、410、510、610：基站
130、230、330、430、530、630：用户设备
231、331、431、521、551：虚线框
611、631：处理器
613、633：收发器
S210、S230、S250、S251、S251′、S251″、S253、S253′、S253″、S255、S255′、S255″、S270、S271、S273、S275、S310、S330、S350、S370、S390、S391、S393、S395、S410、S430、S450、S451、S451′、S453、S453′、S455′、S470、S490、S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570、S710、S730、S810、S830、S850、S870：步骤。

Claims (40)

1.一种波束测量和反馈的方法，适用于多波束无线通信系统的用户设备，包括：
接收多个第一候选波束的波束配置；
响应于接收到所述波束配置而对所述第一候选波束中的每一个执行信道测量；以及
响应于接收到所述波束配置而从所述第一候选波束之中反馈至少一个被选波束的波束信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述波束配置中包括一个或多个参考信号资源。
3.如权利要求1所述的方法，其中，基于以下各项中的至少一个来决定所述至少一个被选波束：
与波束质量相关联的规则，包括以下各项中的至少一个：
阈值；
所述第一候选波束之间的相关性；以及
预设值；
所述第一候选波束的波束排序；以及
所述至少一个被选波束的最大数量。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个被选波束的所述最大数量等于或小于所述第一候选波束的数量，或等于或大于所述至少一个被选波束的数量。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述波束质量包括以下各项中的至少一个：参考信号接收功率、参考信号接收质量以及信道状态信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述波束信息包括以下各项中的至少一个：
所述至少一个被选波束的数量；
至少一个剩余波束的数量；
所述至少一个被选波束的索引；
所述至少一个被选波束的每一个的预编码矩阵指示符；
所述至少一个被选波束的波束排序；以及
对应于所述至少一个被选波束的每一个的所述测量结果。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述测量结果包括以下各项中的至少一个：信道状态信息、参考信号接收功率以及参考信号接收质量。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述测量结果包括差值，其中所述差值是由所述至少一个被选波束中的最强波束的值与所述至少一个被选波束中的非最强波束的值作差分运算而决定。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述波束信息还包括以下各项中的至少一个：所述至少一个被选波束的联合预编码矩阵指示符和所述至少一个被选波束的联合测量结果。
10.如权利要求1所述的方法，其中反馈所述至少一个被选波束的所述波束信息的步骤还包括：
反馈对应于至少一个剩余波束的第二波束信息。
11.如权利要求10所述的方法，其中反馈所述至少一个被选波束的所述波束信息的步骤还包括：
接收用于反馈所述第二波束信息的上行链路许可。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述至少一个剩余波束的所述数量是基于所述至少一个被选波束的所述最大数量而决定。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述第二波束信息包括以下各项中的至少一个：
所述至少一个剩余波束的数量；
所述至少一个剩余波束的每一个的索引；
所述至少一个剩余波束的预编码矩阵指示符；
所述至少一个剩余波束的波束排序；以及
对应于所述至少一个剩余波束的每一个的所述测量结果。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述测量结果包括以下各项中的至少一个：信道状态信息、参考信号接收功率以及参考信号接收质量。
15.如权利要求1所述的方法，还包括：
接收多个第二候选波束的第二波束配置，其中所述第一候选波束是用于第一阶段传输并且所述第二候选波束是用于第二阶段传输；
响应于接收到所述第二波束配置而对所述第二候选波束中的每一个执行信道测量；以及
响应于接收到所述第二波束配置而从所述第二候选波束中反馈至少一个第二被选波束的第二波束信息。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述第二候选波束与所述第一候选波束准共位。
17.如权利要求15所述的方法，其中，基于以下各项中的至少一个来决定所述至少一个第二被选波束：
与波束质量相关联的规则，包括以下各项中的至少一个：
阈值；
所述第二候选波束之间的相关性；以及
预设值；
所述第二候选波束的波束排序；以及
所述至少一个第二被选波束的最大数量。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述至少一个第二被选波束的所述最大数量等于或小于所述第二候选波束的数量，或等于或大于所述至少一第二被选波束的数量。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述波束质量包括以下各项中的至少一个：参考信号接收功率、参考信号接收质量以及信道状态信息。
20.一种波束测量和反馈的方法，适用于多波束无线通信系统的基站，包括：
传送多个第一候选波束的波束配置，其中所述波束配置被传送以用以对所述第一候选波束中的每一个执行信道测量；以及
响应于传送所述波束配置而接收至少一个被选波束的波束信息。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述波束配置中包括一个或多个参考信号资源。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述至少一个被选波束是基于以下各项中的至少一个来决定：
与波束质量相关联的规则，包括以下各项中的至少一个：
阈值；
所述第一候选波束之间的相关性；以及
预设值；
所述第一候选波束的波束排序；以及
所述至少一个被选波束的最大数量。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述至少一个被选波束的所述最大数量等于或小于所述第一候选波束的数量，或等于或大于所述至少一个被选波束的数量。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述波束质量包括以下各项中的至少一个：参考信号接收功率、参考信号接收质量以及信道状态信息。
25.如权利要求20所述的方法，其中所述波束信息包括以下各项中的至少一个：
所述至少一个被选波束的数量；
至少一个剩余波束的数量；
所述至少一个被选波束的索引；
所述至少一个被选波束的每一个的预编码矩阵指示符；
所述至少一个被选波束的波束排序；以及
对应于所述至少一个被选波束的每一个的所述测量结果。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述测量结果包括以下各项中的至少一个：信道状态信息、参考信号接收功率以及参考信号接收质量。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述测量结果包括差值，其中所述差值是由所述至少一个被选波束中的最强波束的值与所述至少一个被选波束中的非最强波束的值作差分运算而决定。
28.如权利要求25所述的方法，其中所述波束信息还包括以下各项中的至少一个：所述至少一个被选波束的联合预编码矩阵指示符和所述至少一个被选波束的联合测量结果。
29.如权利要求20所述的方法，其中接收所述至少一个被选波束的所述波束信息的步骤还包括：
接收对应于至少一个剩余波束的第二波束信息。
30.如权利要求29所述的方法，其中接收所述至少一个被选波束的所述波束信息的步骤还包括：
传送用于反馈所述第二波束信息的上行链路许可。
31.如权利要求29所述的方法，其中所述至少一个剩余波束的所述数量是基于所述至少一个被选波束的所述最大数量而决定。
32.如权利要求29所述的方法，其中所述第二波束信息包括以下各项中的至少一个：
所述至少一个剩余波束的数量；
所述至少一个剩余波束的索引；
所述至少一个剩余波束的每一个的预编码矩阵指示符；
所述至少一个剩余波束的波束排序；以及
对应于所述至少一个剩余波束的每一个的所述测量结果。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述测量结果包括以下各项中的至少一个：信道状态信息、参考信号接收功率以及参考信号接收质量。
34.如权利要求20所述的方法，还包括：
传送多个第二候选波束的第二波束配置，其中所述第一候选波束是用于第一阶段传输并且所述第二候选波束是用于第二阶段传输；以及
响应于传送所述第二波束配置而接收至少一个第二被选波束的第二波束信息。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述第二候选波束与所述第一候选波束准共位。
36.如权利要求34所述的方法，其中，基于以下中各项的至少一个来决定所述至少一个第二被选波束：
与波束质量相关联的规则，包括以下各项中的至少一个：
阈值；
所述第二候选波束之间的相关性；以及
预设值；
所述第二候选波束的波束排序；以及
所述至少一个第二被选波束的最大数量。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述至少一个第二被选波束的所述最大数量等于或小于所述第二候选波束的数量，或等于或大于所述至少一个第二被选波束的数量。
38.如权利要求36所述的方法，其中所述波束质量包括以下各项中的至少一个：参考信号接收功率、参考信号接收质量以及信道状态信息。
39.一种用户设备，包括：
收发器；以及
处理器，耦接所述收发器，所述处理器经配置以执行：
通过所述收发器接收多个第一候选波束的波束配置；
响应于接收到所述波束配置而对所述第一候选波束中的每一个执行信道测量；以及
响应于接收到所述波束配置而通过所述收发器以从所述第一候选波束之中反馈至少一个被选波束的波束信息。
40.一种基站，包括：
收发器；以及
处理器，耦接所述收发器，所述处理器经配置以执行：
通过所述收发器传送多个第一候选波束的波束配置；以及
响应于传送所述波束配置而通过所述收发器接收至少一个被选波束的波束信息。
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