智能反射面辅助无线网络的信道测量方法及基站与流程

1.本公开涉及无线通信领域，尤其涉及一种用于智能反射面辅助无线网络的信道测量方法以及使用所述方法的基站(bs)。


背景技术：

2.智能反射面(intelligent reflecting surface，irs)可由控制电路板、铜底板(backplane)及多个反射元件实施，并且可由irs控制器进行控制，如图1所示。反射元件可包括一个或多个元原子(meta-atom)。为改善无线通信的性能，irs控制器可利用不同的电子信号对irs进行配置或重配置以改变反射元件的反射特性。因此，反射元件可将入射信号反射到不同方向(例如，图1中的方向#1或方向#2)。
3.irs被视为未来无线网络(例如，第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5g)、超5g(beyond 5g)或第六代移动通信技术(6th generation mobile networks，6g))的关键使能技术(enabling technology)。irs可应用于改善小区内的信号接收，如图2所示。在图2中，设置在bs与用户设备(user equipment，ue)之间的混凝土墙会导致从bs直接传输到ue的信号质量严重下降。irs可被配置成将信号从bs反射到ue以改善ue端处的信号接收。irs也可应用于改善小区边缘的信号接收，如图3所示。在图3中，位于bs#1及bs#2边缘处的ue(例如，ue#1或ue#2)可接收来自bs#1及bs#2两者的信号。以ue#1为例，如果ue#1是由bs#1提供服务，则irs可被配置成在ue#1端处改善由bs#1传输的信号的质量并降低bs#2传输的信号的质量。由此，可将bs#2对ue#1造成的干扰最小化。
4.由于不同的irs模式可能导致无线信道的特性发生显著变化，因此如何为irs配置理想的操作模式成为本领域的一个重要课题。


技术实现要素：

5.本公开涉及用于irs辅助无线网络的信道测量方法以及使用所述方法的基站。
6.一种适用于基站的用于智能反射面辅助无线网络的信道测量方法，包括：将包括智能反射面的模式信息的测量配置传输到用户设备；从用户设备接收对应于测量配置的测量报告，其中测量报告对应于用户设备与智能反射面之间的信道；以及根据测量报告输出命令。
7.在一个实施例中，命令被传输到智能反射面以对智能反射面进行配置。
8.在一个实施例中，命令被传输到第二基站以将用户设备切换到第二基站。
9.在一个实施例中，模式信息包括以下中的至少一者：当前智能反射面设置、智能反射面操作模式的索引或多个智能反射面操作模式的型样。
10.在一个实施例中，测量报告与由智能反射面支持的多个智能反射面操作模式的子集相关联。
11.在一个实施例中，所述子集包括以下中的一者：多个智能反射面操作模式中的每个操作模式；多个智能反射面操作模式中的最佳操作模式；多个智能反射面操作模式中的
最佳k个操作模式，其中k是正整数且k小于所述多个智能反射面操作模式的数目；与索引对应的操作模式，其中索引由模式信息指示；与测量结果对应的操作模式，其中测量结果大于阈值；以及与第一测量结果对应的操作模式，其中第一测量结果与和智能反射面禁用模式对应的第二测量结果之间的差大于偏移量。
12.在一个实施例中，测量报告对应于以下中的至少一者：参考符号接收功率、接收信号强度指示、参考信号接收质量或信号对干扰及噪声比。
13.在一个实施例中，测量报告包括信道质量。
14.在一个实施例中，信道质量包括多个测量结果的平均值，其中所述多个测量结果分别对应于多个智能反射面操作模式。
15.在一个实施例中，信道质量包括测量周期内多个测量结果的平均值。
16.在一个实施例中，信道质量是从与当前测量时间对应的第一测量结果及与先前测量时间对应的第二测量结果导出的。
17.在一个实施例中，测量报告包括测量时间。
18.在一个实施例中，测量配置通过周期性广播信令进行传输。
19.在一个实施例中，周期性广播信令包括系统信息区块。
20.在一个实施例中，测量配置通过单播信令进行传输。
21.在一个实施例中，单播信令包括无线电资源控制重配置消息。
22.在一个实施例中，所述方法还包括：将测量命令传输到用户设备以触发用于产生测量报告的信道测量。
23.在一个实施例中，测量报告是响应于信道的测量结果大于阈值而产生的。
24.在一个实施例中，测量报告是响应于信道的测量结果小于或等于阈值而产生的。
25.在一个实施例中，所述方法还包括：为测量报告分配上行链路资源。
26.在一个实施例中，所述方法还包括：为测量报告预分配上行链路资源。
27.在一个实施例中，测量报告通过周期性上行链路资源进行传输。
28.一种用于智能反射面辅助无线网络的基站，包括：收发器；以及处理器，所述处理器耦合到收发器并被配置成：将包括智能反射面的模式信息的测量配置传输到用户设备；从用户设备接收对应于测量配置的测量报告，其中测量报告对应于用户设备与智能反射面之间的信道；以及根据测量报告输出命令。
29.为使上述内容更容易理解，以下将结合附图详细描述几个实施例。
附图说明
30.本文包括附图以提供对本公开的进一步理解，且附图被并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图示出本公开的示例性实施例且与本说明一起用于阐释本公开的原理。
31.图1示出irs的示意图；
32.图2示出irs改善盲区中无线信号接收的示意图；
33.图3示出irs改善小区边缘中无线信号接收的示意图；
34.图4示出根据本公开一个示例性实施例的为进行切换决策而由bs发起的测量的信令流程；
35.图5示出根据本公开一个示例性实施例的为进行irs配置而由bs发起的测量的信
令流程；
36.图6示出根据本公开一个示例性实施例的为进行irs配置而由ue发起的一次性报告的信令流程；
37.图7示出根据本公开一个示例性实施例的为进行irs配置而由ue发起的周期性报告的信令流程；
38.图8示出根据本公开一个示例性实施例的用于进行irs配置的ue辅助信息的信令流程；
39.图9示出根据本公开一个示例性实施例的具有不同irs操作模式的irs的信道质量测量的示意图；
40.图10示出根据本公开一个示例性实施例的用于小区质量报告的信道测量滤波的示意图；
41.图11示出根据本公开一个示例性实施例的基站的示意图；
42.图12示出根据本公开一个示例性实施例的用于irs辅助无线网络的信道测量方法的流程图。
43.附图标记说明
44.100：基站；
45.110：处理器；
46.120：存储介质；
47.130：收发器；
48.s121、s122、s123、s401、s402、s403、s404、s405、s501、s502、s503、s504、s505、s506、s601、s602、s603、s604、s605、s701、s702、s703、s704、s705、s706、s801、s802、s803、s804、s805：步骤。
具体实施方式
49.为进一步描述本公开的内容，以下将阐述实施例来作为实例，可基于这些实例来实施本公开。此外，附图及实施例中由相同的参考编号表示的元件/组件/步骤尽可能代表相同或相似的部件。
50.图4示出根据本公开一个示例性实施例的为进行切换决策而由bs发起的测量的信令流程，其中基站可包括例如下一代节点b(next generation node b，gnb)、演进型节点b(evolved node b，enb)、节点b、家庭enb、宏bs(macro bs)或微微bs(pico bs)，其中ue可包括例如无线装置、主节点(master node，mn)、物联网(internet of things，iot)装置、移动站(mobile station，ms)或用户站(subscriber station，ss)。
51.利用一个或多个irs进行操作的基站可对ue进行配置来进行信道测量。irs可包括irs控制器、具有多个反射元件的元表面(meta surface)、耦合到irs控制器的控制电路板、以及将控制电路板连接到元表面的铜底板。irs控制器可包括无线收发器，以接收或传输用于irs的操作和/或配置的信令。irs控制器可包括微处理器、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)。反射元件可包括多个元原子，其中反射元件或元原子中的每一者可由pin(positive-intrinsic-negative)型节点、场效应晶体管(field-effect transistor，
fet)、微机电系统(micro-electromechanical system，mems)开关或可调谐芯片来实现。
52.如步骤s401所示，基站可通过信令消息(例如，无线电资源控制(radio resource control，rrc)重配置消息)将测量配置传输到ue，其中测量配置可包括一个或多个irs的模式信息。与irs对应的模式信息可包括当前irs设置(例如，当前irs的参数设置)、irs操作模式的索引或多个irs操作模式的型样(pattern)。模式信息可向ue指示分别与多个测量时间对应的irs的多种操作模式。举例来说，模式信息中所包括的型样可指示与第一测量时间对应的irs的第一操作模式及与第二测量时间对应的irs的第二操作模式，其中第二测量时间与第一测量时间不同。ue可从模式信息得知irs在第一测量时间处于第一操作模式且在第二测量时间处于第二操作模式。
53.在ue从基站接收测量配置之后，ue可根据测量配置(或模式信息)对ue与irs之间的信道实行测量，如步骤s402所示。在一个实施例中，基站可将测量命令传输到ue以触发ue根据测量配置实行信道测量。ue可根据ue与irs之间的信道的测量结果产生测量报告，其中测量报告可包括与例如参考符号接收功率(reference symbol received power，rsrp)、接收信号强度指示(received signal strength indication，rssi)、参考信号接收质量(reference signal received quality，rsrq)或信号对干扰及噪声比(signal to interference plus noise ratio，sinr)相关联的测量结果。
54.假定irs具有多个irs操作模式，则测量配置可指示ue测量与所有irs操作模式对应的信道条件或者测量与所述多个irs操作模式的子集对应的信道条件。因此，由ue产生的测量报告可与和所有irs操作模式对应的信道条件相关联或者与和所述多个irs操作模式的子集对应的信道条件相关联，其中子集可包括：所述多个irs操作模式中的每个操作模式；所述多个irs操作模式中的最佳操作模式；所述多个irs操作模式中的最佳k个操作模式(其中k是小于所述多个irs操作模式的数目的正整数)；与由模式信息指示的索引对应的操作模式；与测量结果对应的操作模式，其中测量结果大于预定义阈值；或者与第一测量结果对应的操作模式，其中第一测量结果与和irs禁用模式对应的参考测量结果之间的差大于预定义偏移量。
55.在产生与irs相关联的测量报告之后，ue可通过上行链路(uplink，ul)资源向基站传输测量报告，如步骤s404所示。在一个实施例中，响应于将测量配置传输到ue，基站可为ue分配用于测量报告的ul资源，如步骤s403所示。在一个实施例中，基站可为ue预分配用于测量报告的ul资源。测量报告可包括测量结果、测量的配置或irs操作模式的配置。举例来说，测量报告可包括由ue测量的irs操作模式的索引、与大于阈值的测量结果对应的所选irs操作模式、或者由ue产生的多个测量结果的平均值，其中所述多个测量结果可分别对应于irs的多个irs操作模式。
56.在基站接收到测量报告之后，基站可根据测量报告做出切换决策(或者irs操作模式决策)，如步骤s405所示。步骤s405中的决策可与目标小区相关联或与和目标小区对应的irs的irs操作模式相关联。在一个实施例中，基站可根据测量报告将切换命令输出到目标基站以通知目标基站：所述基站将把ue切换到目标基站。另一方面，基站可根据测量报告将切换命令传输到ue以通知ue切换到目标基站。
57.在一个实施例中，基站可将irs配置命令输出到irs来对irs进行配置。图5示出根据本公开一个示例性实施例的为进行irs配置而由bs发起的测量的信令流程。在步骤s501
中，基站可通过例如rrc重配置消息等信令消息将测量配置传输到ue。在步骤s502中，ue可根据测量配置对ue与irs之间的信道实行测量。在步骤s503中，基站可将ul资源分配到ue。在步骤s504中，ue可通过ul资源将测量报告传输到基站。在步骤s505中，基站可根据测量报告做出irs操作模式决策(或切换决策)。在步骤s506中，基站可基于在步骤s505中做出的决策将irs配置命令传输到irs以配置irs的irs操作模式。irs的配置可改善ue与irs之间的信道质量，或者可减少由irs对ue造成的干扰。
58.用于irs辅助无线网络的信道测量可由ue发起。图6示出根据本公开一个示例性实施例的为进行irs配置而由ue发起的一次性报告的信令流程。ue可从基站接收例如irs模式型样信息(irs mode pattern information)等测量配置，如步骤s601所示。在一个实施例中，基站可通过例如系统信息区块(system information block，sib)等周期性广播信令来传输irs模式型样信息。在一个实施例中，基站可通过例如rrc重配置消息等单播信令来传输irs模式型样信息。
59.如步骤s602所示，ue可根据irs模式型样信息对irs实行信道测量，其中irs模式型样信息可指示多个irs操作模式以及分别与所述多个irs操作模式对应的多个测量时间。ue可根据所述多个irs操作模式及所述多个测量时间来实行信道测量。举例来说，irs模式型样可指示与测量时间t对应的irs索引。ue可在测量时间t处测量ue与irs之间的信道且可相应地产生测量报告，其中所述测量报告可包括测量时间t处的ue与irs之间的信道的测量结果以及测量时间t处的irs操作模式。在一个实施例中，测量报告可还包括例如为帧数或时隙索引形式的测量时间(例如，测量时间t)。测量报告可由ue基于测量结果的准则而产生或进行传输(例如，传输到基站)，如步骤s603所示。举例来说，ue可响应于信道的测量结果(例如，rsrp、rssi、rsrq或sinr)大于阈值而产生或传输测量报告。再举例来说，ue可响应于信道的测量结果小于或等于阈值而产生或传输测量报告。在步骤s604中，基站可根据测量报告做出irs操作模式决策(或切换决策)。在步骤s605中，基站可基于在步骤s604中做出的决策将irs配置命令传输到irs以配置irs的irs操作模式。
60.在一个实施例中，ue可周期性地将测量报告传输到基站。图7示出根据本公开一个示例性实施例的为进行irs配置而由ue发起的周期性报告的信令流程。在步骤s701中，基站可将例如irs模式型样信息等测量配置传输到ue，其中irs模式型样信息可包括测量周期。ue可根据测量周期而周期性地实行信道测量。如步骤s702及步骤s704所示，两次测量之间的时间差可等于测量周期。ue可在每次信道测量完成之后将测量报告传输到基站，如步骤s703及步骤s705所示。在步骤s706中，基站可基于在步骤s703或步骤s705中做出的决策将irs配置命令传输到irs。
61.图8示出根据本公开一个示例性实施例的用于进行irs配置的ue辅助信息的信令流程。在步骤s801中，基站可将例如irs模式型样信息等测量配置传输到ue。在步骤s802中，ue可根据测量配置实行信道测量。在信道测量完成之后，可由ue根据ue与irs之间的信道的测量结果以及irs模式型样信息产生并传输ue辅助信息(例如，传输到基站)，如步骤s803所示。ue辅助信息可包括irs操作模式的一个或多个推荐配置。举例来说，如果与索引j对应的irs操作模式的测量结果好于阈值，则ue可将包括索引j的ue辅助信息消息传输到基站。另举例来说，如果与索引k对应的irs操作模式的测量结果满足准则(1)，则ue可将包括索引k的ue辅助信息消息传输到基站，其中r(k)表示与irs操作模式k对应的测量结果且r(0)表示
与irs禁用模式对应的测量结果，其中测量结果可与rsrp、rssi、rsrq或sinr相关联。
62.r(k)
–
r(0)》偏移量
…
(1)
63.在接收到ue辅助信息之后，基站可根据ue辅助信息做出irs操作模式决策，如步骤s804所示。在步骤s805中，基站可基于在步骤s804中做出的决策将irs配置命令传输到irs以配置irs的irs操作模式。
64.ue可通过测量报告将irs操作模式的一组索引、对应的测量结果或对应测量结果的平均值报告给基站，其中分别与这些索引对应的测量结果大于阈值。图9示出根据本公开一个示例性实施例的具有不同irs操作模式的irs的信道质量测量(或测量结果)的示意图。在一个实施例中，由于与索引#1及索引#3对应的信道质量高于阈值，因此ue可不将索引#2报告给基站，而仅将索引#1及索引#3报告给基站。在一个实施例中，ue可不报告与索引#2对应的测量结果，而仅报告分别与索引#1及索引#3对应的测量结果。在一个实施例中，ue可报告分别与索引#1及索引#3对应的测量结果的平均值。
65.图10示出根据本公开一个示例性实施例的用于小区质量报告的信道测量滤波的示意图。ue可测量ue与具有不同irs操作模式的irs之间的信道的信道质量。从ue传输到基站的测量报告(或测量结果)可包括测量信道质量。举例来说，图10中的ue可测量ue与irs之间的信道质量，其中信道质量可包括与irs操作模式#1对应的信道质量、与irs操作模式#2对应的信道质量及与irs操作模式#3对应的信道质量。具体来说，ue可通过应用l1滤波来对每个irs操作模式实行信道测量。
66.在一个实施例中，ue可通过使用例如移动平均方法来估计测量周期内各测量结果(或测量数量)的平均值。测量报告中的信道质量可包括测量结果的平均值。
67.在一个实施例中，分别与不同irs操作模式对应的多个测量结果(即，由ue产生的多个测量结果)可被各别地选择或可由ue或基站进行合并。测量报告中的信道质量(或小区质量)可包括一个或多个所选择测量结果和/或所述一个或多个所选择测量结果的加权平均值。举例来说，可选择所述多个测量结果中的最佳测量结果。举例来说，可选择所述多个测量结果中的最佳k个测量结果，其中k是小于或等于所述多个测量结果的数目的正整数。举例来说，可响应于所选择的测量结果大于阈值而从所述多个测量结果中选择测量结果。响应于报告准则得到满足，ue可将测量结果作为小区质量报告报告给基站。
68.在一个实施例中，可由ue或基站实行与多个测量时间或多个irs操作模式对应的合并测量。测量报告中的信道质量(或小区质量)可包括合并测量结果。在一个实施例中，ue可通过应用l3滤波来对ue与irs之间的信道实行合并测量。可根据公式(2)来更新合并测量结果，其中x(t)表示测量时间t处的合并测量结果，x(t-1)表示测量时间(t-1)处的合并测量结果，m(t)表示时间t处的信道的新测量结果，且w表示权重(通常，w处于0与1之间)。响应于报告准则得到满足，ue可将合并测量结果作为小区质量报告报告给基站。
69.x(t)＝(1-w)*x(t-1)+w*m(t)
…
(2)
70.图11示出根据本公开一个示例性实施例的基站的示意图。基站100可包括处理器110、存储介质120及收发器130。处理器110耦合到存储介质120及收发器130，并且被配置成至少实施如图1至图10中描述的方法以及其示例性实施例及替代变型。
71.处理器110可使用例如微处理器、微控制器、数字信号处理(digital signal processing，dsp)芯片、fpga等可编程单元来实施。处理器110的功能也可利用单独的电子
装置或集成电路(integrated circuit，ic)来实施。应注意，处理器110的功能可利用硬件或软件来实施。
72.存储介质120可为被配置成记录可由处理器110执行的多个模块或各种应用的例如任何类型的固定式或可移动式随机存取存储器(random access memory，ram)、只读存储器(read-only memory，rom)、闪存、硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、固态驱动器(solid state drive，ssd)或类似元件，或者它们的组合。
73.收发器130可被配置成分别以射频或毫米波频率(mmwave frequency)传输及接收信号。收发器130还可实行例如低噪声放大、阻抗匹配、混频、上变频或下变频、滤波、放大等操作。收发器130可包括一个或多个数模(digital-to-analog，d/a)转换器或模数(analog-to-digital，a/d)转换器，所述数模转换器或模数转化器被配置成在上行链路信号处理期间从模拟信号格式转换为数字信号格式且在下行链路信号处理期间从数字信号格式转换为模拟信号格式。收发器130可包括天线阵列，所述天线阵列可包括一个或多个天线以传输及接收全向天线波束或定向天线波束。
74.图12示出根据本公开一个示例性实施例的用于irs辅助无线网络的信道测量方法的流程图，其中所述方法适用于如图11所示的基站100。在步骤s121中，将包括智能反射面的模式信息的测量配置传输到用户设备。在步骤s122中，从用户设备接收对应于测量配置的测量报告，其中测量报告对应于用户设备与智能反射面之间的信道。在步骤s123中，根据测量报告输出命令。
75.综上所述，本公开的基站可触发ue来反馈与ue和irs之间的信道相关联的测量报告。基站可根据测量报告为irs配置操作模式以改善ue与irs之间的信道质量。
76.对于所属领域中的技术人员来说将显而易见，在不背离本公开的范围或精神的条件下，可对所公开实施例进行各种修改及改变。鉴于以上所述，本公开旨在涵盖落入随附权利要求及其等效内容的范围内的各种修改及变化形式。

技术特征：
1.一种适用于基站的用于智能反射面辅助无线网络的信道测量方法，其特征在于，包括：将包括智能反射面的模式信息的测量配置传输到用户设备；从所述用户设备接收对应于所述测量配置的测量报告，其中所述测量报告对应于所述用户设备与所述智能反射面之间的信道；以及根据所述测量报告输出命令。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述命令被传输到所述智能反射面以对所述智能反射面进行配置。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述命令被传输到第二基站以将所述用户设备切换到所述第二基站。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述模式信息包括以下中的至少一者：当前智能反射面设置、智能反射面操作模式的索引或多个智能反射面操作模式的型样。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告与由所述智能反射面支持的多个智能反射面操作模式的子集相关联。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述子集包括以下中的一者：所述多个智能反射面操作模式中的每个操作模式；所述多个智能反射面操作模式中的最佳操作模式；所述多个智能反射面操作模式中的最佳k个操作模式，其中k是正整数且k小于所述多个智能反射面操作模式的数目；与索引对应的操作模式，其中所述索引由所述模式信息指示；与测量结果对应的操作模式，其中所述测量结果大于阈值；以及与第一测量结果对应的操作模式，其中所述第一测量结果与和智能反射面禁用模式对应的第二测量结果之间的差大于偏移量。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告对应于以下中的至少一者：参考符号接收功率、接收信号强度指示、参考信号接收质量或信号对干扰及噪声比。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告包括信道质量。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述信道质量包括多个测量结果的平均值，其中所述多个测量结果分别对应于多个智能反射面操作模式。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述信道质量包括测量周期内多个测量结果的平均值。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述信道质量是从与当前测量时间对应的第一测量结果及与先前测量时间对应的第二测量结果导出的。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告包括测量时间。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量配置通过周期性广播信令进行传输。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述周期性广播信令包括系统信息区块。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量配置通过单播信令进行传输。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述单播信令包括无线电资源控制重配置消息。17.根据权利要求1所述的方法，还包括：将测量命令传输到所述用户设备以触发用于产生所述测量报告的信道测量。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告是响应于所述信道的测量结果大于阈值而产生的。19.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告是响应于所述信道的测量结果小于或等于阈值而产生的。20.根据权利要求1所述的方法，还包括：为所述测量报告分配上行链路资源。21.根据权利要求1所述的方法，还包括：为所述测量报告预分配上行链路资源。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量报告通过周期性上行链路资源进行传输。23.一种用于智能反射面辅助无线网络的基站，其特征在于，包括：收发器；以及处理器，耦合到所述收发器且被配置成：将包括智能反射面的模式信息的测量配置传输到用户设备；从所述用户设备接收对应于所述测量配置的测量报告，其中所述测量报告对应于所述用户设备与所述智能反射面之间的信道；以及根据所述测量报告输出命令。

技术总结
提供一种用于智能反射面辅助无线网络的信道测量方法及使用所述方法的基站(BS)。所述方法包括：将包括智能反射面的模式信息的测量配置传输到用户设备；从用户设备接收对应于测量配置的测量报告，其中测量报告对应于用户设备与智能反射面之间的信道；以及根据测量报告输出命令。输出命令。输出命令。


技术研发人员：魏宏宇
受保护的技术使用者：宏碁股份有限公司
技术研发日：2022.04.01
技术公布日：2023/9/12