CN110691413A - 剩余最小***信息控制资源集合传输方法和设备 - Google Patents

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CN110691413A CN201810726013.5A CN201810726013A CN110691413A CN 110691413 A CN110691413 A CN 110691413A CN 201810726013 A CN201810726013 A CN 201810726013A CN 110691413 A CN110691413 A CN 110691413A
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Abstract

本申请公开了一种剩余最小***信息控制资源集合发送方法，应用于gNB端，包括：A、配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束；B、采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式，并行发送剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。相应的，本申请还公开了一种剩余最小***信息控制资源集合接收方法、以及对应的基站设备和用户设备。应用本申请公开的技术方案，能够使UE快速获取剩余最小***信息，并提高剩余最小***信息的接收质量。

Description

剩余最小***信息控制资源集合传输方法和设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别涉及基于多波束扫描的剩余最小***信息控制资源集合传输方法和设备。
背景技术
为满足未来5G通信网络高流量密度的需求，使用6GHz～52.6GHz的高频段连续带宽是5G通信的必然选择，但是高频段信号的传播具有强衰减特性，传输距离短且穿透和绕射能力差，特别是在UE初始接入小区时的搜索同步过程中，UE端不具备任何信道信息和gNB相关信息，基站为提高覆盖率，目前通常采取提高发射功率的方法，但是这也增了对相邻小区的干扰。
工作在高频段的大规模MIMO(Massive MIMO)技术是5G通信的关键技术之一。Massive MIMO技术采用多组相对低廉的低功耗天线和收发组件，具有多用户波束成形能力，可大幅提升无线频谱效率和***容量，并降低用户间干扰。同时，Massive MIMO为实现高频段移动通信提供了有力支持，通过波束成形等方法还可进一步改善无线信号覆盖能力。
对于采用Massive MIMO技术的5G高频段通信场景，在不加剧对相邻小区的干扰的前提下，为提高信号覆盖率，5G基站(gNB)使用波束成形技术构成一个指向性天线波束，将信号功率集中在特定方向上，既扩展了波束方向上的信号覆盖半径又不会对波束范围外用户造成干扰，再采用波束扫描(beam sweeping)方法覆盖完整小区，即通过一系列波束成形矩阵顺次改变波束指向，使天线波束在水平方向上扫过gNB所需覆盖的空域。显然，只有处于当前波束覆盖范围内的用户才能接收到相应信号，而其他用户需要等待波束扫描到自身所处方向。
对于5G高频段通信网络，网络部署愈发密集，小区间干扰已经成为制约***性能提升的主要因素之一。在一些需要快速接入或快速重连接的场景下(例如低延时高可靠场景，uRLLC)，由于天线波束的扫描速度受到无线帧时长的限制，特别是使用较窄波束的情形，用户为获取同步信号和剩余最小***信息(RMSI：Remaining Minimum SystemInformation)控制资源集合(CORESET：Control-Resource Set)可能会出现相对较长的等待时间，这通常无法满足***快速接入的要求。
发明内容
本申请提供了一种基于多波束扫描的剩余最小***信息控制资源集合传输方法和设备，以使UE快速获取剩余最小***信息，并提高剩余最小***信息的接收质量。
本申请公开了一种剩余最小***信息控制资源集合发送方法，应用于5G基站gNB端，包括：
A、配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束；
B、采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式，并行发送剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
较佳的，所述A包括：配置L个波束成形矩阵W1,…,WL，形成L个定向天线波束，所述L个定向天线波束具有相同的波束形状和不同的指向，且在所述gNB空域水平方向上均匀分布并完整覆盖小区范围；其中，L≥2。
较佳的，该方法还包括：设计L个同步信号SS1,…,SSL，分别对应于所述L个波束；gNB发送所述L个同步信号SS1,…,SSL，所述L个同步信号SS1,…,SSL用于UE获取空口信息并与gNB建立连接；
所述B包括：分别使用所述L个波束顺次发射所述L个RMSI CORESET信号，且所述L个RMSI CORESET信号与所述L个同步信号一一对应。
较佳的，分别使用所述L个波束顺次发射所述L个RMSI CORESET信号包括：
B1、将所述L个波束按水平方向等分成K个扇区，每个扇区包含M个相邻定向天线波束；其中，L＝M×K，K≥1，M≥1；
B2、将连续K个RMSI CORESET信号发射时刻分别对应所述K个扇区，在每一信号发射时刻，通过大规模天线阵列同时使用相应扇区的M个相邻定向天线波束的M个波束成形矩阵对所述M个RMSI CORESET信号赋形，通过M个相邻定向波束同时发送所述M个RMSICORESET信号。
较佳的，该方法还包括：
设置一组包含Mmax个扰码的扰码组{SCi}，根据所述M，使用所述扰码组中的第M个扰码SCM对物理广播信道PBCH信息加扰，以在PBCH信号上附着M的信息；
其中，Mmax为M的最大值，1≤i≤Mmax。
本申请还提供了一种gNB设备，包括：配置模块和信号发送模块，其中：
所述配置模块，用于配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束；
所述发送模块，用于采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式，并行发送剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
本申请还提供了一种剩余最小***信息控制资源集合接收方法，应用于用户设备UE，包括：
A、接收至少两个通过多波束赋形扫描的方式发送的具有相同波束形状和不同指向的波束；
B、通过所接收的波束，获取剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
较佳的，该方法还包括：
接收L个同步信号SS1,…,SSL，以获取空口信息并与gNB建立连接；所述L个同步信号SS1,…,SSL分别对应于所接收的L个波束。
较佳的，该方法还包括：
接收加扰的PBCH信号，获取PBCH信号中附着的扰码得到并行扫描波束数目信息M；
依据所述M判断接收到的RMSI CORESET信号所对应的波束所处的扇区以及波束在该扇区内的相对位置。
本申请还提供了一种用户设备，包括：接收模块和信号获取模块，其中：
所述接收模块，用于接收至少两个通过多波束赋形扫描的方式发送的具有相同波束形状和不同指向的波束；
所述信号获取模块，用于通过所接收的波束，获取剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
由上述技术方案可见，本申请通过gNB端配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束，并采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式并行发送RMSI CORESET信号，使得UE能够快速获取剩余最小***信息，而且不会造成小区间干扰，并提高了剩余最小***信息的接收质量。
附图说明
图1为本申请gNB端天线阵列极坐标方向示意图；
图2为本申请SSB和RMSI CORESET信号的时频示意图；
图3为本申请gNB端两波束并行扫描天线阵列极坐标方向示意图；
图4为现有单波束和本申请多波束扫描方案的对比图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
本发明针对高频段Massive MIMO通信场景，提出了一种基于多波束扫描的RMSICORESET传输方法，gNB端配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束，并采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式并行发送RMSI CORESET信号。本申请所提出的方法可以使UE快速获取剩余最小***信息，而且不会造成小区间干扰。对应于上述gNB端发送RMSI CORESET信号的方法，本申请同时给出了UE端对应的信息获取方法。
对于在高频段Massive MIMO通信场景中的gNB端，本申请配置L个波束成形矩阵W1,…,WL，可形成L个定向天线波束，所述L个定向天线波束具有相同的波束形状和不同的指向；其中，L≥2。较佳的，所述L个定向天线波束在gNB空域水平方向上均匀分布并完整覆盖小区范围。为此，需要设计L个同步信号SS1,…,SSL，分别对应于所述L个波束，用于UE获取空口信息并与gNB建立连接，同时，L个RMSI CORESET信号与L个同步信号一一对应，且分别使用所述L个波束顺次发射。图1给出在极坐标下天线阵列的波束方向图示例，为表达简单，假定gNB水平覆盖角度为360度，并且图1只给出了一个波束SSn(1≤n≤L)的主瓣示意图，该波束SSn由成形矩阵Wn生成。图2给出两个同步信号块(SSB)及其对应的RMSI CORESET信号在模式1下的时频分布示意图。
将所述L个波束按水平方向等分成K个扇区，每个扇区包含M个相邻波束(L＝M×K)；其中，K≥1，M≥1。将连续K个RMSI CORESET信号发射时刻分别对应所述K个扇区，在每一信号发射时刻，gNB通过大规模天线阵列同时使用相应扇区的M个相邻波束的M个波束成形矩阵，即对于序号为k的发射时刻，同时使用矩阵Wk×M+1,Wk×M+2,…,Wk×M+M(k∈[0,K-1])对M个RMSI CORESET信号赋形，通过M个相邻的定向波束同时发送M个RMSI CORESET信号。因此，每个发射时刻可覆盖一个扇区，经过连续K个发射时刻可扫过完整小区。
图3以两波束并行扫描(M＝2)为例，给出连续两个发射时刻k、k+1下的波束方向图，其中gNB端水平空域被等分成L/2个扇区，每个发射时刻都包含两个并行波束，用于同时发射两个RMSI CORESET信号，两个发射时刻分别覆盖一个扇区。相对于常规的单波束扫描发射方式，本申请提出的多波束扫描方法覆盖小区所需的时间缩短为原来的1/M，这样可以大幅降低UE初始接入时获取RMSI CORESET信息的延迟。进一步的，采用多波束扫描循环发射的方法，在一个同步信号发射周期内，全部RMSI CORESET信号可发射M次，一个UE可在一个周期内接收到M次与之对应的RMSI CORESET信号，通过合并接收的方式可明显提升RMSICORESET信号的接收质量。
gNB可依据具体的UE接入需求和自身的波束成形能力，灵活配置波束扫描中使用的并行波束数目M。图4以常规单波束和M＝2的多波束扫描为例，给出gNB在不同扇区空域上同步发射的RMSI CORESET信号示意图，可以看出：常规单波束扫描需要N个时隙发射全部RMSI CORESET信号，而两波束扫描，仅需N/2个时隙即可发射全部RMSI CORESET信号，在N个时隙上两波束扫描可以完成两次RMSI CORESET信号的循环发射。
当使用多波束并行扫描接入方式时，为避免UE在识别多组RMSI CORESET信号时出现模糊，同时不占用物理广播信道(PBCH)的***信息资源，本申请采用扰码的方式在PBCH信号上附着并行波束数目M的信息，即假定M的最大值为Mmax，使用一组包含Mmax个扰码的扰码组{SCi}(1≤i≤Mmax)，当使用M(1≤M≤Mmax)个波束并行扫描时，对应使用第M个扰码SCM对PBCH信息加扰。具体扰码的构造可采用具有良好自相关和无相关特性的已知序列，例如gold序列等。
UE在小区搜索同步过程中，通过选取和识别同步信号块可实现时隙同步和帧同步，依据同步信号块中PBCH信号所附着的扰码得到并行扫描波束数目信息M，UE依据该信息可以进一步判断接收到的RMSI CORESET信号所对应的波束所处的扇区以及波束在该扇区内的相对位置，在一个发射周期上通过多次接收RMSI CORESET，最终实现相应信息的快速高效获取。
对应于上述方法，本申请提供了相应的基站设备和用户设备，具体的
本申请提供的一种gNB设备，包括：配置模块和信号发送模块，其中：
所述配置模块，用于配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束；
所述发送模块，用于采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式，并行发送剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
本申请提供的一种用户设备，包括：接收模块和信号获取模块，其中：
所述接收模块，用于接收至少两个通过多波束赋形扫描的方式发送的具有相同波束形状和不同指向的波束；
所述信号获取模块，用于通过所接收的波束，获取剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种剩余最小***信息控制资源集合发送方法，应用于5G基站gNB端，其特征在于，包括：
A、配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束；
B、采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式，并行发送剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述A包括：配置L个波束成形矩阵W1,…,WL，形成L个定向天线波束，所述L个定向天线波束具有相同的波束形状和不同的指向，且在所述gNB空域水平方向上均匀分布并完整覆盖小区范围；其中，L≥2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
该方法还包括：设计L个同步信号SS1,…,SSL，分别对应于所述L个波束；gNB发送所述L个同步信号SS1,…,SSL，所述L个同步信号SS1,…,SSL用于UE获取空口信息并与gNB建立连接；
所述B包括：分别使用所述L个波束顺次发射所述L个RMSI CORESET信号，且所述L个RMSI CORESET信号与所述L个同步信号一一对应。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分别使用所述L个波束顺次发射所述L个RMSI CORESET信号包括：
B1、将所述L个波束按水平方向等分成K个扇区，每个扇区包含M个相邻定向天线波束；其中，L＝M×K，K≥1，M≥1；
B2、将连续K个RMSI CORESET信号发射时刻分别对应所述K个扇区，在每一信号发射时刻，通过大规模天线阵列同时使用相应扇区的M个相邻定向天线波束的M个波束成形矩阵对所述M个RMSI CORESET信号赋形，通过M个相邻定向波束同时发送所述M个RMSI CORESET信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
设置一组包含Mmax个扰码的扰码组{SCi}，根据所述M，使用所述扰码组中的第M个扰码SCM对物理广播信道PBCH信息加扰，以在PBCH信号上附着M的信息；
其中，Mmax为M的最大值，1≤i≤Mmax。
6.一种gNB设备，其特征在于，包括：配置模块和信号发送模块，其中：
所述配置模块，用于配置至少两个具有相同波束形状和不同指向的波束；
所述发送模块，用于采用所配置的波束，通过多波束赋形扫描的方式，并行发送剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
7.一种剩余最小***信息控制资源集合接收方法，应用于用户设备UE，其特征在于，包括：
A、接收至少两个通过多波束赋形扫描的方式发送的具有相同波束形状和不同指向的波束；
B、通过所接收的波束，获取剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
接收L个同步信号SS1,…,SSL，以获取空口信息并与gNB建立连接；所述L个同步信号SS1,…,SSL分别对应于所接收的L个波束。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
接收加扰的PBCH信号，获取PBCH信号中附着的扰码得到并行扫描波束数目信息M；
依据所述M判断接收到的RMSI CORESET信号所对应的波束所处的扇区以及波束在该扇区内的相对位置。
10.一种用户设备，其特征在于，包括：接收模块和信号获取模块，其中：
所述接收模块，用于接收至少两个通过多波束赋形扫描的方式发送的具有相同波束形状和不同指向的波束；
所述信号获取模块，用于通过所接收的波束，获取剩余最小***信息控制资源集合RMSI CORESET信号。
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