CN113853749B - 用于确定非活跃时段之后的波束方向的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种方法包括：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与通信设备相关联的移动信息以及自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于通信设备的一个或多个天线阵列。

Description

用于确定非活跃时段之后的波束方向的方法和装置

技术领域

本公开涉及一种装置、方法和计算机程序，并且具体地但非排他性地涉及要在通信系统中使用的装置、方法和计算机程序。

背景技术

通信系统可以被视为一种通过在通信路径中涉及的各个实体之间提供载波来实现两个或更多个实体(诸如用户终端、基站/接入点和/或其他节点)之间的通信会话的设施。例如，通信系统可以通过通信网络和一个或多个兼容的通信设备来提供。

对通信系统的接入可以通过适当的通信设备或终端来进行。通信设备设置有适当的信号接收及传输装置以实现通信，例如以实现对通信网络的接入或与其他通信设备的直接通信。通信设备可以接入由站或接入点提供的载波，并且在该载波上传输和/或接收通信。

通信系统和相关设备通常根据给定标准或规范操作，该标准或规范规定了与系统相关联的各种实体被允许做什么以及应当如何实现。

发明内容

根据一方面，提供了一种方法，该方法包括：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与上述通信设备相关联的移动信息和自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于上述通信设备的一个或多个天线阵列。

该方法可以包括：将与上述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的上述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

该方法可以包括：确定上述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于到达角的信息，该到达角是对上述一个或多个天线阵列的传输的到达角。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于一个或多个天线辐射波束方向的信息用于接收信号和传输信号中的一项或多项。

移动信息可以包括由通信设备的一个或多个传感器提供的移动信息。

移动信息可以包括以下一项或多项：通信设备的旋转信息、上述通信设备的取向信息、通信设备的平移运动、以及上述通信设备的位置信息。

位置信息可以包括GNSS信息。

关于到达角的信息可以包括一个或多个天线辐射波束方向。

活跃状态可以包括已连接状态。

非活跃状态可以包括以下中的一项：空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。

根据另一方面，提供了一种装置，该装置包括至少一个处理器和至少一个存储器，该至少一个存储器包括用于一个或多个程序的计算机代码，至少一个存储器和计算机代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与上述通信设备相关联的移动信息和自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于上述通信设备的一个或多个天线阵列。

至少一个存储器和计算机代码可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置：确定上述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态。

至少一个存储器和计算机代码可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置：将与上述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的上述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于到达角的信息，该到达角是对上述一个或多个天线阵列的传输的到达角。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于一个或多个天线辐射波束方向的信息用于接收信号和传输信号中的一项或多项。

移动信息可以包括由通信设备的一个或多个传感器提供的移动信息。

移动信息可以包括以下一项或多项：通信设备的旋转信息、上述通信设备的取向信息、通信设备的平移运动、以及上述通信设备的位置信息。

位置信息可以包括GNSS信息。

关于到达角的信息可以包括一个或多个天线辐射波束方向。

活跃状态可以包括已连接状态。

非活跃状态可以包括以下中的一项：空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。

该装置可以设置在通信设备中或者可以是通信设备。

根据一方面，提供了一种包括电路的装置，该电路被配置为：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与上述通信设备相关联的移动信息和自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于上述通信设备的一个或多个天线阵列。

该电路可以被配置为：确定上述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态。

该电路可以被配置为：将与上述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的上述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于到达角的信息，该到达角是对上述一个或多个天线阵列的传输的到达角。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于一个或多个天线辐射波束方向的信息用于接收信号和传输信号中的一项或多项。

移动信息可以包括由通信设备的一个或多个传感器提供的移动信息。

移动信息可以包括以下一项或多项：通信设备的旋转信息、上述通信设备的取向信息、通信设备的平移运动、以及上述通信设备的位置信息。

位置信息可以包括GNSS信息。

关于到达角的信息可以包括一个或多个天线辐射波束方向。

活跃状态可以包括已连接状态。

非活跃状态可以包括以下中的一项：空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。

该装置可以设置在通信设备中或者可以是通信设备。

根据一方面，提供了一种装置，该装置包括用于以下操作的部件：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与上述通信设备相关联的移动信息和自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于上述通信设备的一个或多个天线阵列。

该部件可以用于确定上述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态。

该部件可以用于将与上述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的上述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于到达角的信息，该到达角是对上述一个或多个天线阵列的传输的到达角。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于一个或多个天线辐射波束方向的信息用于接收信号和传输信号中的一项或多项。

移动信息可以包括由通信设备的一个或多个传感器提供的移动信息。

移动信息可以包括以下一项或多项：通信设备的旋转信息、上述通信设备的取向信息、通信设备的平移运动、以及上述通信设备的位置信息。

位置信息可以包括GNSS信息。

关于到达角的信息可以包括一个或多个天线辐射波束方向。

活跃状态可以包括已连接状态。

非活跃状态可以包括以下中的一项：空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。

该装置可以设置在通信设备中或者可以是通信设备。

根据一方面，提供了一种包括计算机可执行代码的计算机程序，该计算机可执行代码当在至少一个处理器上运行时被配置为使先前描述的方法中的任何一个被执行。

根据一方面，提供了一种包括存储在其上的程序指令的计算机可读介质，该程序指令用于执行上述方法中的至少一个。

根据一方面，提供了一种包括存储在其上的程序指令的非暂态计算机可读介质，该程序指令用于执行上述方法中的至少一个。

根据一方面，提供了一种其上存储有程序指令的非易失性有形存储介质，该程序指令用于执行上述方法中的至少一个。

根据另一方面，提供了一种包括存储在其上的程序指令的非暂态计算机可读介质，该程序指令在运行时：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与上述通信设备相关联的移动信息和自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于上述通信设备的一个或多个天线阵列。

计算机指令在运行时可以确定上述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态。

计算机指令在运行时可以将与上述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的上述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于到达角的信息，该到达角是对上述一个或多个天线阵列的传输的到达角。

自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息可以包括关于一个或多个天线辐射波束方向的信息用于接收信号和传输信号中的一项或多项息。

移动信息可以包括由通信设备的一个或多个传感器提供的移动信息。

移动信息可以包括以下一项或多项：通信设备的旋转信息、上述通信设备的取向信息、通信设备的平移运动、以及上述通信设备的位置信息。

位置信息可以包括GNSS信息。

关于到达角的信息可以包括一个或多个天线辐射波束方向。

活跃状态可以包括已连接状态。

非活跃状态可以以下中的一项：包括空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。

在上文中，已经描述了很多不同的方面。应当理解，可以通过上述方面中的任何两个或更多个方面的组合来提供另外的方面。

在以下详细描述和所附权利要求中还描述了各种其他方面。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例来描述实施例，在附图中：

图1示出了通信系统的示意图；

图2示出了通信设备的示意图；

图3示出了基站的装置；

图4示出了通信设备的收发器的一部分；

图5示出了非易失性存储器介质的示意图；

图6a示出了通信设备/基站场景中的波束对准(beam alignment)；

图6b示出了通信设备/通信设备场景中的波束对准；

图7示出了在通信设备处于非活跃状态时通信设备的取向发生改变的场景；

图8a示出了通信设备的不同状态及其之间的转变的示例；

图8b示出了一些实施例的方法；

图9a示出了与到达方向对准的通信设备的接收波束；

图9b示出了与图9a的布置的接收波束方向矢量0对准的到达方向矢量I；

图10a示出了与I矢量相关联的theta角和phi角；

图10b示出了由一个或多个传感器提供的信息的不确定性随时间增加；

图11示出了一些实施例的方法；

图12示出了针对一组模拟结果来绘制关于各种波束对准场景的重新对准次数的图表；以及

图13示出了一些实施例的方法。

具体实施方式

下面，参考能够经由无线蜂窝系统进行通信的通信设备和为这样的通信设备提供服务的通信系统来解释某些实施例。在详细解释示例性实施例之前，参考图1至图4简要解释无线通信系统、其接入系统和通信设备的某些一般原理，以帮助理解所描述的示例背后的技术。

参考图1，图1示出了可以在其中提供一些实施例的示例系统100。该系统可以是无线通信系统。在诸如图1所示的无线通信系统100中，提供了通信设备或用户设备(UE)102、104、105。该通信设备被称为UE，但是应当理解，该设备可以是任何合适的通信设备并且术语UE旨在涵盖任何这样的设备。下面讨论通信设备的一些示例，并且如在本文中使用的，术语UE旨在涵盖这些设备中的任何一个或多个和/或任何其他合适的设备。

可以经由至少一个基站(或类似的无线传输和/或接收节点或点)向UE提供无线接入。在一些实施例中，可以存在诸如通信设备102和104之间的设备到设备通信

在图1中，基站106和107服务于相对较大的小区。还可以提供较小的基站116、118和120。较小的基站116、118和120可以是微微基站(pico base station)或毫微微级基站(femto base station)等。在一些实施例中，可以不提供较小的基站。

基站中的一个或多个可以经由一个或多个网络功能112与网络113通信。基站中的一个或多个可以经由一个或多个其他基站与网络通信。例如，一个或多个较小的基站可以经由大型基站中的一个或多个与网络通信。

通信设备102、104、105可以基于各种接入技术(诸如码分多址(CDMA)或宽带CDMA(WCDMA))接入通信系统。其他非限制性示例包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)及其各种方案(诸如交错频分多址(IFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和正交频分多址(OFDMA))、空分多址(SDMA)等。

无线通信系统的一个示例是由第三代合作伙伴计划(3GPP)进行了标准化的架构。一种基于3GPP的发展通常被称为通用移动电信系统(UMTS)无线电接入技术的长期演进(LTE)。LTE的一些发展被称为高级LTE(LTE-A)。LTE(LTE-A)采用被称为演进型通用陆地无线电接入网(E-UTRAN)的无线电移动架构和被称为演进型分组核心(EPC)的核心网。这样的系统的基站被称为演进型或增强型节点B(eNB)。合适的通信系统的另一示例是5G或新无线电(NR)概念。NR系统的基站可以称为下一代节点B(gNB)。基站可以是ng-eNB。无线电接入系统的其他示例包括由基于诸如无线局域网(WLAN)和/或WiMAX(微波接入全球互操作性)等技术的系统的基站提供的系统。基站可以为整个小区或类似的无线电服务区域提供覆盖。

图2示出了通信设备300的示例，诸如图1所示的无线通信设备102、104或105。无线通信设备300可以由能够发送和接收无线电信号的任何设备提供。非限制性示例包括移动台(MS)或移动设备(诸如移动电话或所谓的“智能电话”)、设置有无线接口卡或其他无线接口设施(例如，USB加密狗)的计算机、设置有无线通信功能的个人数据助理(PDA)或平板电脑、机器类型通信(MTC)设备、IoT类型通信设备或这些设备的任何组合等。

设备300可以经由用于接收的适当装置通过空中接口或无线电接口307接收信号，并且可以经由用于传输无线电信号的适当装置传输信号。在图2中，收发器装置由框306示意性地指定。收发器装置306可以例如通过无线电部件以及相关联的天线布置来提供。天线布置可以布置在移动设备内部或外部。在一些实施例中，收发器装置可以提供多个收发器。

无线通信设备300可以设置有至少一个处理器301和至少一个存储器。至少一个存储器可以包括至少一个ROM 302a和/或至少一个RAM 302b。通信设备可以包括用于在通信设备被设计为执行的任务(包括控制对接入系统和其他通信设备的接入以及与其的通信)的软件和硬件辅助执行时使用的其他可能的组件303。至少一个处理器301耦合到至少一个存储器。至少一个处理器301可以被配置为执行适当的软件代码308以实现以下方面中的一项或多项。软件代码308可以存储在至少一个存储器中，例如可以存储在至少一个ROM 302b中。

处理器、存储器和其他相关控制装置可以设置在适当的电路板上和/或芯片组中。该特征由附图标记304表示。

该设备可以可选地具有用户界面，诸如小键盘305、触敏屏幕或触摸板、其组合等。

可选地，取决于设备的类型，可以提供显示器、扬声器和麦克风中的一项或多项。

图3中示出了示例装置200。图3所示的装置可以设置在基站中。该装置包括至少一个存储器。至少一个存储器可以是至少一个随机存取存储器(RAM)211a和/或至少一个只读存储器(ROM)211b、至少一个处理器212、213和输入/输出接口214。至少一个处理器212、213耦合到RAM 211a和ROM 211b。至少一个处理器212、213可以被配置为执行适当的软件代码215以实现以下方面中的一项或多项。软件代码215可以存储在ROM 211b中。

通常还定义了用于连接的通信协议和/或参数。通信设备可以基于各种接入技术来接入通信系统。

在一些实施例中，可以提供多个天线和/或多个天线阵列。仅作为示例，可以在5GNR中针对gNB和UE使用多个天线和/或多个天线阵列。使用多个天线和/或多个天线阵列可以提供如下选项：通过使用由这些天线阵列中的天线元件的联合波束成形提供的附加天线增益来增加系统性能(例如，吞吐量和覆盖)。

在一些实施例中，天线阵列可以与5G NR的mmW频率范围(mmWave，例如6GHz以上)一起使用。在一些实施例中，频率范围可以在24至100GHz之间(或者甚至高达114GHz)。一些实施例可以与这些频率范围一起使用。应当理解，在其他实施例中，24GHz以下的频率可以与一些实施例一起使用。

波束成形的使用可以补偿高频处的增加的自由空间损失。波束可以在传输器和接收器处被应用。换言之，波束成形可以用于传输信号和接收信号。在一些实施例中，波束成形可以被认为在传输和接收方向上是互易的。天线阵列可能具有减小的辐射波束宽度，这可能会限制面积/覆盖。减少的覆盖可以通过利用波束控制来抵消，其中天线阵列辐射波束在gNB或UE的方向上倾斜。

已经提出了针对gNB和UE使用开环波束控制机制。该机制可以利用预定义码本(predefined codebook)来改变由天线阵列生成的波束的空间方向(方位角和/或经度)。设备处的码本可以与设备有关。码本可以在理想化的自由空间条件下被确定。码本可以包含阵列中的不同天线元件的不同相位和/或幅度设置的信息，以在不同空间方向上引导波束。

参考图4，图4示出了RF前端的Tx部分，接收路径将使用相同的天线阵列，但切换到低噪声放大器(LNA)411而不是TDD系统的PA。(LNA将在每个天线元件的每个路径中被提供，但为了清楚起见，仅关于第二路径示意性地示出)。提供了一个或多个天线阵列400。在该示例中，接收RX路径使用与传输TX路径相同的天线元件。这可以是在TDD(时分双工)和FDD(频分双工)操作模式中的一种或两种的情况下。这表示，可以基于从TX路径中检测到的天线元件，针对RX路径进行最合适的天线元件的相互分配。

在图4所示的示意性示例中，接收路径的LNA与PA并联布置。应当理解，这种布置可以是示意性的并且一个或多个不同元件可以被提供。例如，可以在PA和LNA与天线元件之间布置双工滤波器。在一些布置中，可以在接收路径中提供单独的PS。可以在PA和LNA与PS(其中PS用于接收路径和传输路径两者)之间提供开关。传输路径和接收路径可以以任何合适的方式实现。

阵列中的每个天线元件具有其自己的专用电路装置420。天线阵列被配置为生成包括一个或多个波束的波束图案(beam pattern)，其中波束的形状、大小和数目由用于每个天线的相位和增益控制。(应当理解，在其他实施例中，两个或更多个天线元件可以共享电路装置)。

该电路装置可以包括模数转换器ADC 406、功率检测器PD 410和定向耦合器DC408。电路系统420可以包括功率放大器PA 402和移相器PS 404。PA 402和PS 404串联布置且PS位于PA上游。然而，在其他实施例中，PA可以位于PS上游。改变移相器PS的相位和/或功率放大器PA的增益可以用于控制阵列的辐射图案(radiation pattern)，以增加朝向gNB或其他设备的特定方向上的增益和/或朝向其他干扰设备创建一个或多个空值。PA用于控制增益，并且移相器用于控制相应天线的相位。

这样，在一些实施例中，如关于图6a和6b所述，两个网络设备能够建立它们对准它们的波束所需要的通信链路。在诸如UE 104等通信设备与诸如gNB等基站108之间建立有链路的蜂窝设置(图6a所示)中，该Tx/Rx波束对准可以在初始接入期间执行。例如，这可以作为允许UE从空闲状态(idle state)转变到已连接状态(connected state)的过程的一部分来执行。可以看出，波束对准旨在将UE 104的波束602对准在与基站108的波束604相同的方向上。

在两个通信设备(诸如两个UE、即UE 102和UE 104)之间的设备到设备(侧链路)通信(如图6b所示)的情况下，波束对准可以在网络和/或第三设备的帮助下以盲搜索(blindsearch)方式进行。可以看出，波束对准旨在将UE 102的波束606对准在与UE 104的波束608相同的方向上。

当在图6a或图6b所示的场景中的任何一个中存在活跃通信链路时，传输器和接收器处的波束可能需要改变。这可能是由通信设备的移动和/或传播条件(例如，障碍物和反射)的变化等原因引起的。当所需要的波束对准变化较小时，波束调谐过程(即，选择附近波束以测试这些波束是否提供更好的信号质量)可以足以维持通信链路。

为了最小化能耗，通信设备可以进入非连续传输(DTX)机制或转变到较低能耗状态，诸如空闲模式或非活跃模式。空闲模式或非活跃模式可以是RRC(无线电资源控制)空闲模式或RRC非活跃模式。当处于这种模式时，可能会出现与UE位置和/或取向相关的更显著变化。这可能会导致接收器和传输器的波束未对准，如图所示。

图7示出了从传输设备(基站或另一设备)到UE 104的传输的到达方向。在时间T＝1，波束610与到达方向对准。在时间T＝2，UE的取向已经发生变化，并且到达方向没有变化，因此波束不再与到达方向对准。

在图7所示的示例中的任何一个中，在没有任何先验信息的情况下，可能必须执行新的盲波束对准过程。这可能导致以下缺点中的一个或多个，包括相关联的信令开销、附加功耗和用户体验中断(例如，由于较短的电池寿命和/或通信链路的重新建立的延迟)。

一些实施例可以使用在UE处可用的信息来执行连接重新建立和相关联的波束对准。在一些实施例中，这可以改进信令、延迟和功率效率中的一项或多项。在UE处可用的信息可以包括来自UE中的传感器的信息和最后观察到的到达角中的一项或多项。传感器可以例如是惯性传感器或任何其他合适的传感器。

现在将描述初始波束管理过程的一些示例。有多种不同波束管理过程可以用于确定初始波束对准。尽管可以在通信期间改进所使用的波束，但波束对准需要在进行实际通信之前实现。

通信设备可以针对来自传输接收点TRP的一个或多个传输波束进行测量以支持TRP TX波束和/或UE RX波束的选择。对于在TRP处的波束成形，可能存在来自一组不同波束的TRP TX波束间/内扫描(inter/intra TRP TX beam sweep)。对于UE处的波束成形，UE可以包括来自一组不同波束的UE RX波束扫描。

替代地或另外地，TRP提供TX波束。UE将使用多个RX波束测量该TX波束。TRP TX波束在若干时间间隙(interval)内重复，并且UE在该间隙上扫描其RX波束。

可以使用较窄波束来提供波束细化(beam refinement)。这可以是在为初始通信选择较宽波束之后。

每当波束未对准超过某个阈值时，就需要执行初始接入过程(例如，RACH随机接入信道过程)。

一些实施例可以使用UE中可用的信息来修改波束对准。这可以在通信设备从较不活跃状态移动到较活跃状态的情况下使用。较活跃模式可以是已连接模式。较不活跃状态可以是空闲模式、非活跃模式和/或DTX(非连续传输)模式。该信息可以来自一个或多个传感器。传感器可以是任何合适的传感器。一个或多个传感器可以是UE中提供的惯性传感器和/或位置信息传感器(例如，全球导航卫星系统GNSS信息)。例如，可以有一个或多个传感器，诸如GNSS传感器、罗盘传感器和/或万向节(gimbal)。

UE中可用的信息可以用于在UE从较不活跃状态转变到较活跃状态时重新建立波束对准。该信息可以与诸如自从UE上次处于较活跃状态(例如，RRC已连接状态)以来记录的传输的到达角AoA等信息结合使用，并且允许UE重新转变到较活跃状态(例如，RRC已连接状态)。

如前所述，一个或多个传感器可以提供诸如位置信息、旋转信息和/或取向信息等信息。一个或多个传感器可以周期性地测量通信设备相对于绝对参考的位置、旋转和/或取向。通信设备可以使用该绝对参考来确定其当前位置、旋转和/或取向。通信设备的绝对参考可以被视为空间或坐标系中通信设备用来确定其位置、旋转和/或取向的参考点。

通信设备可以使用位置、旋转和/或取向信息来将其传输波束和接收波束朝向到达角对准。在这点上，参考图9a和9b。图9a示出了UE 104具有与到达方向对准的波束610。如图9a和9b所示，接收波束方向由矢量O表示。传入信号的方向由矢量I表示。矢量I、O是单位圆矢量(即，它们的范数为1)。当两个矢量对准但方向相对时，它们的点积为-1。因此，如图9b所示，当两个矢量对准但方向相对时，两个矢量的点积将为-1。两个矢量的点积表示两个矢量被对准的程度。

参考图8a和图8b。参考图8a，图8a示意性地示出了通信设备的活跃状态之间的转变。在该示例中，存在NR RRC已连接状态620、NR RRC空闲状态622和NR RRC非活跃状态624。

第一转变(1)：存在从NR RRC已连接状态620到NR RRC非活跃状态624的具有挂起(suspend)的释放。

第二转变(2)：存在从NR RRC非活跃状态624到NR RRC已连接状态620的恢复。

第三转变(3)：存在从NR RRC非活跃状态624到NR RRC空闲状态622的释放。

第四转变(4)：存在从NR RRC已连接状态620到NR RRC空闲状态622的释放。

第五转变(5)：存在从NR RRC空闲状态622到NR RRC已连接状态620的建立或重新建立。

转变的编号不反映这些转变发生的任何特定顺序。

参考图8b，图8b示出了在通信设备中提供的一些实施例的方法。

在步骤S1中，确定已经发生关于图8a讨论的第一转变(1)、第三转变(3)或第四转变(4)中的一项。

在步骤S2中，将最新有效AoA或类似信息存储在通信设备的数据存储库或存储器中。在该步骤中，确定响应于从RRC已连接到RRC空闲状态或RRC非活跃状态的转变时的最新有效AoA的记录。

在步骤S3中，确定已经发生关于图8a讨论的第二转变(2)和第五转变(5)中的一项。这可以由通信设备的装置来确定。存在从RRC空闲模式或RRC非活跃模式到RRC已连接模式的转变。最后已知AoA(last known AoA)和当前UE位置被使用。这可以是UE的绝对位置或相对位置。UE位置可以根据一个或多个位置、旋转和取向来定义。这可以与所使用的最后已知AoA有关。

在步骤S4中，将传感器误差与阈值进行比较。该传感器误差是指传感器每次测量现象所得到的累积误差。例如，每次测量UE旋转时，测量值是：实际旋转+或-误差(例如，测量值的百分比)。

如果传感器误差高于阈值，则下一步是步骤S7，其中执行盲搜索以实现波束对准。

如果传感器误差低于阈值，则下一步是步骤S5。在该步骤中，在已更新AoA区域中执行波束对准搜索。

步骤S5和S7之后是步骤S6，其中UE进入RRC已连接状态。

在一些实施例中，在处于RRC已连接状态时提供传感器辅助波束对准。

应当理解，一些实施例可以用于UE与诸如基站等接入点之间的通信和/或两个UE或类似设备之间的通信。

一些实施例可以用于在AoA方面存在信道互易性的情况。

在设备到基础设施(D2I)(即，UE与诸如基站等接入节点之间的通信)设置中，当UE成功转变到RRC已连接状态之后，UE跟踪与下行链路信号及UE的绝对参考相关联的到达角(AoA)。

当UE连接到两个或更多个TRP时，UE跟踪与每个TRP相关联的每个AoA。当UE转变到RRC空闲或RRC非活跃时，UE保留所有最新AoA的记录，使得当UE需要再次转变到RRC已连接模式时，UE首先尝试与这些AoA的波束对准，并且仅在不成功时继续进行常规(standard)盲波束搜索。

在D2D场景中，在两个UE都转变到RRC已连接状态之后，两个UE跟踪其与侧链路信号相关联的相应AoA及其相应绝对参考。当UE转变到RRC空闲模式或非活跃模式(相对于D2D连接)时，两个UE保留最新AoA的记录。当UE需要再次转变到RRC已连接模式(相对于D2D连接)时，两个UE首先尝试与所记录的AoA的波束对准。该过程如关于图8a所讨论的，但它发生在两个UE处。

参考图10a和图10b。通信设备的每个波束的特征在于不同O矢量。换言之，波束具有theta角和phi角。图10a和图10b中的theta角和phi角表示方向和/或取向，该方向和/或取向表示到达角的矢量。图10b中的传感器不确定性表示由传感器检测到的累积传感器误差，如果不通过外部校准源进行校正，则会引入越来越多的误差。这种情况的一个示例是，即使通信设备处于静止状态(即，放在桌子上)，其传感器也可能会报告波动。

这些误差可以至少部分地通过应用滤波器(诸如卡尔曼滤波器等)来补偿。替代地或另外地，外部源可以提供一定校准。

波束对准区域如图10b所示。在通信设备随时间移动(位置、旋转和/或取向)的情况下，并且由于传感器不确定性(即，累积的传感器误差)，该区域的大小会增加。

波束对准搜索可以通过使用搜索区域限制(或选择)在进行对准时被测试的波束来执行。这可以对应于使用码本的情况。另一种方法可以是通过将UE的出射波束指向该方向来扫描theta角和phi角。

当该过程不成功时，UE回归(revert)到盲波束对准。当至少一个UE在空间中移动时，当重新对准波束时，可以基于移动方向对可能波束进行测试。

AoA信息可能只在一段时间内有用，这取决于是D2D场景还是D2I场景以及UE的移动性条件(例如，预期所记录的AoA对静态UE来说是可靠和相关的，而不是特别地对高速移动UE来说是可靠且相关的)。

AoA信息可以以任何合适的方式提供和/或存储。例如，该信息可以根据关于图10a讨论的theta角和phi角、通信设备的当前位置、通信设备的取向和通信设备的旋转中的一项或多项来存储。可以存储关联波束的身份信息。

在一些实施例中，可以针对每个波束或多个波束存储AoA信息。

在一些实施例中，可以针对一个波束(参考波束)存储AoA信息，并且可以针对该一个波束存储一个或多个其他波束的信息。

当处于RRC已连接状态时，UE仍然可以利用设备内传感器来保持波束对准。在图8中，当设备已经转变到RRC_Connected状态时，所提出的过程发生，因为此时已经建立了初始波束对准。然后，随着UE移动(例如，空间中的3D旋转和/或平移)，UE使用来自其传感器的信息来帮助进行波束跟踪，从而减少发生如下情况：需要发信令通知波束恢复过程(例如提供初始波束选择所需要的那些过程)因而资源相对较高。

一些实施例通过利用设备传感器执行波束对准同时考虑一个或多个传感器的一个或多个测量，来允许从空闲状态或非活跃状态到已连接状态的转变。

参考图11，图11示出了具有传感器辅助波束跟踪的一些实施例的方法。在一些实施例中，来自传感器的输入仅在I·O的值高于预定义阈值时使用。这可以避免由于UE的传感器的波动/漂移而对传出UE波束进行的不必要的校正。当设备处于活跃模式(诸如RRC已连接状态)并且初始波束对准已经执行时，可以使用图11的方法。

在步骤T1中，执行初始波束对准。这可以使用任何合适的方法。

在步骤T2中，跟踪波束。

在步骤T3中，将基于传感器的重新对准与阈值进行比较，并且根据比较结果，下一步是步骤T4或T5。

在步骤T4中，如果确定基于传感器的重新对准小于阈值，则保持波束对准并且不使用传感器输入。

在步骤T5中，如果确定基于传感器的重新对准大于阈值，则根据传感器输入更新波束对准以重新对准波束。

在步骤T6中，步骤T6在步骤T4和步骤T5之后。在该步骤中，确定观察到的信噪比SNR是否大于SNR阈值。

在步骤T7中，如果确定观察到的信噪比SNR不大于SNR阈值，则波束与基站或其他设备被通过空中信令重新对准。然后，步骤T7之后是步骤T2。

如果确定观察到的信噪比SNR大于SNR阈值，则下一步是步骤T2。

因此，在该示例方法中，即使在波束对准之后，当观察到的SNR(在观察时段内可能会消除深衰落(deep fades))下降到某个阈值以下时，也会发生回退到基于信令的波束对准。这可以使用任何先前描述的技术。

仿真表明，通过UE提供的来自例如传感器的补偿，触发基于信令的波束重新对准的需要被减少。

图12示出了一组模拟所需要的重新对准次数。绘图包括三个类别：

未补偿——每当出现波束未对准时，通信设备必须检查所有信令交换以建立波束对准。

波束补偿——只要波束未对准在一定程度内，则通信设备能够补偿波束未对准而无需信令交换来建立波束对准。

传感器和波束补偿——通信设备不需要与波束对准相关的信令交换，因为它利用一个或多个传感器的测量。这如前文所述。

每个类别中的左列表示“传感器辅助波束对准”。对于前两个类别，没有传感器辅助波束对准。右列表示“信令辅助波束重新对准”。传感器辅助波束对准与第一阈值相关联，并且信令辅助波束对准与第二阈值相关联。在一些实施例中，与传感器辅助波束对准相比，信令辅助波束对准与较高阈值相关联。这是因为，信令辅助波束对准是资源密集型的，并且应当仅在必要时执行。传感器辅助波束对准不是资源密集型的，并且可以更频繁地进行。在与图12相关联的模拟中，在这种情况下通过使用传感器辅助波束对准避免了对信号辅助波束对准的需要。

信令辅助波束重新对准可以具有一个或多个不同程度的信令辅助波束对准。在一些实施例中，信令最密集的情况可以是UE达到无线电链路故障(RLF)状态并且UE尝试初始接入过程(例如，RACH过程以及发信令以再次转变到RRC已连接)。

现在将参考图12描述一些实施例的方法。

在步骤A1中，该方法包括：当通信设备从非活跃状态转变到活跃状态时，根据与上述通信设备相关联的移动信息和自从通信设备上次处于活跃状态以来的信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于上述通信设备的一个或多个天线阵列。

该方法可以在通信设备的装置中执行或由通信设备执行。一些实施例可以最小化功耗，尤其是在在空闲模式下需要重新对准以进行寻呼时。

一些实施例可以最小化从空闲模式或非活跃模式到RRC已连接模式的转变的UE功耗。

一些实施例可以最小化从空闲和模式非活跃模式到RRC已连接模式的转变的UE接入时间。这在低延迟工业用例中可能很有用。

一些实施例可以在RRC已连接模式期间维持波束管理。

已经在5G系统的上下文中描述了一些实施例。然而，这仅作为示例并且其他实施例可以与任何其他合适的无线通信系统一起使用。

已经在特定活跃状态和非活跃状态的上下文中描述了一些实施例。然而，这些仅作为示例并且其他实施例可以与任何其他合适的活跃状态和非活跃状态一起使用。

图5示出了存储指令和/或参数1602的非易失性存储器介质1600a(例如，计算机盘(CD)或数字多功能盘(DVD))和1600b(例如，通用串行总线(USB)记忆棒)的示意图，该指令和/或参数1602在由处理器执行时允许处理器执行任何实施例的任何方法的一个或多个步骤。

注意，虽然以上描述了示例实施例，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所公开的解决方案进行多种变化和修改。这些方面可以转置到除了纯粹作为示例描述的那些之外的其他无线电接入技术系统。

实施例因此可以在所附权利要求的范围内变化。一般而言，一些实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。例如，一些方面可以以硬件实现，而其他方面可以用由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件实现，但是实施例不限于此。虽然可以将各种实施例图示并描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但可以理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备、或其某种组合实现。

实施例可以通过存储在存储器中并且由所涉及的实体的至少一个数据处理器可执行的计算机软件来实现，或者通过硬件来实现，或者通过软件和硬件的组合来实现。另外，在这点上，应当注意，例如图8b、图11或图13中的任何过程可以表示程序步骤、或者互连的逻辑电路、块和功能、或者程序步骤和逻辑电路、块和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或处理器内实现的存储器块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁介质、以及诸如DVD及其数据变体CD等光学介质上。

存储器可以是适合本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术(诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器)来实现。数据处理器可以是适合本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括以下一种或多种：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、门级电路以及基于多核处理器架构的处理器。

替代地或另外地，一些实施例可以使用电路装置来实现。该电路装置可以被配置为执行先前描述的功能和/或方法步骤中的一项或多项。该电路装置可以设置在基站和/或通信设备中。

在本申请中，术语“电路装置”可以是指以下一项或多项或全部：

(a)纯硬件电路实现(诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现)；

(b)硬件电路和软件的组合，诸如：

(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及

(ii)带有软件的硬件处理器(包括数字信号处理器)、软件和存储器的任何部分，它们一起工作以使装置(诸如通信设备或基站)执行各种先前描述的功能；以及

(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或微处理器的一部分，其需要软件(例如，固件)进行操作，但当操作不需要软件时该软件可以不存在。

该电路装置的定义适用于该术语在本申请中(包括在任何权利要求中)的所有使用。作为另一示例，如本申请中使用的，术语电路装置还涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及其(或它们的)伴随软件和/或固件的实现。术语电路装置还包括例如集成设备。

前面的描述已经通过示例性且非限制性示例的方式提供了对一些实施例的完整、翔实的描述。但是，鉴于前面的描述，结合附图和所附权利要求，相关技术人员将很清楚各种修改和改编。然而，教导的所有这样的以及类似的修改仍将落入所附权利要求中限定的范围内。

Claims (12)

1.一种用于通信的方法，包括：

当通信设备从活跃状态转变到非活跃状态时，存储自从所述通信设备上次处于所述活跃状态以来的、关于所述通信设备的一个或多个天线阵列的传输的到达角的信息；

确定所述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态；

将与所述通信设备相关联的一个或多个传感器的误差与阈值进行比较；以及

当所述一个或多个传感器的所述误差低于所述阈值时，根据与所述通信设备相关联的由所述一个或多个传感器提供的移动信息和自从所述通信设备上次处于活跃状态以来的所述传输的所述到达角的所述信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于所述通信设备的一个或多个天线阵列。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：将与所述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的所述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述移动信息包括以下一项或多项：所述通信设备的旋转信息、所述通信设备的取向信息、所述通信设备的平移运动、以及所述通信设备的位置信息。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述关于到达角的信息包括一个或多个天线辐射波束方向。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述活跃状态包括已连接状态，并且其中所述非活跃状态包括以下中的一项：空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。

6.一种包括计算机可执行代码的计算机程序，所述计算机可执行代码当在至少一个处理器上被执行时使根据前述权利要求中任一项所述的方法被执行。

7.一种用于通信的装置，包括用于以下操作的部件：

当通信设备从活跃状态转变到非活跃状态时，存储自从所述通信设备上次处于所述活跃状态以来的、关于所述通信设备的一个或多个天线阵列的传输的到达角的信息；

确定所述通信设备何时从非活跃状态转变到活跃状态；

将与所述通信设备相关联的一个或多个传感器的误差与阈值进行比较；以及

当所述一个或多个传感器的所述误差低于所述阈值时，根据与所述通信设备相关联的由所述一个或多个传感器提供的移动信息和自从所述通信设备上次处于活跃状态以来的所述传输的所述到达角的所述信息，确定一个或多个天线辐射波束方向用于所述通信设备的一个或多个天线阵列。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述部件用于：将与所述一个或多个天线辐射波束方向相关联的信息与一个或多个阈值进行比较，以确定所确定的所述一个或多个天线辐射波束方向是否将要被使用。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述移动信息包括以下一项或多项：所述通信设备的旋转信息、所述通信设备的取向信息、所述通信设备的平移运动、以及所述通信设备的位置信息。

10.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述关于到达角的信息包括一个或多个天线辐射波束方向。

11.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述活跃状态包括已连接状态。

12.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述非活跃状态包括以下中的一项：空闲状态、非连续传输状态、以及非活跃状态。