Reflective intelligent surface for coverage enhancement in wireless network

Abstract

Aspects of the present disclosure relate to performing a beam switching operation responsive to determining, based on a beam switching configuration message, that a switching condition has occurred. The beam switching operation involves a terminal device switching from communicating, with a network node, using a first beam spatial filter configuration to communicating, with the network node, using a second beam spatial filter configuration. Of course, it is expected that the terminal device will receive the beam switching configuration message, the first beam spatial filter configuration and the second beam spatial filter configuration. The second beam spatial filter configuration may allow the terminal device to use a reflective intelligent surface (RIS) to, perhaps temporarily, communicate with the network node with the assistance of the RIS. The assistance of the RIS may allow the terminal device to maintain a continuity of communication with the network node despite a coverage hole.

Description

REFLECTIVE INTELLIGENT SURFACE FOR COVERAGE ENHANCEMENT IN WIRELESS NETWORKTECHNICAL FIELD

[0001] The present disclosure relates, generally, to wireless communication networks and, in particular implementations, to use of a reflective intelligent surface for coverage enhancement in such networks.BACKGROUND

[0002] Space-Air-Ground Integrated Networks (SAGINs) have an architecture that includes Non-Terrestrial Networks (NTNs) . A given NTN may be integrated with network elements on the ground. The integration may improve the performance of the given NTN and add new capabilities. An example ground-based, performance-improving element is a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) . A scenario in which a given NTN is integrated with one or more RISs may increase the reliability of the given NTN while, simultaneously, improving performance of the given NTN and improving resource utilization in the given NTN.

[0003] A RIS, which includes a large number of arranged elements, is a network node that has properties that can be dynamically controlled such that an electromagnetic behavior of the RIS may be changed. The response of the RIS may, through control signaling, be controlled dynamically and / or controlled semi-statically. The control signaling may be used to tune incident wireless signals (electromagnetic waves) through reflection, refraction, focusing, collimation, modulation, absorption or any combination of these. Each RIS element of a given RIS is a basic building block on the surface of the given RIS. The RIS elements may be configured to be “interconnected, ” in which case, the given RIS may be called a “single connected RIS” or called a “classical diagonal RIS, ” where the phase-shift response is so-called “diagonal. ” The RIS elements may be configured to be “fully connected, ” in which case the RIS elements are fully interconnected and the phase shift response is so-called “full matrix. ” The RIS elements may be configured to be “group connected, ” in which case the RIS elements are divided into groups, with each group being fully interconnected, and the phase-shift response is so-called “block diagonal. ” The given RIS may have the ability to foster and strengthen a desired signal strength to overcome and / or compensate for pathloss in the air and space to, thereby, assist in reception of a desired signal.

[0004] An NTN may be implemented using a plurality of satellites. The satellites in the NTN may be configured to communicate either using a single beam or using multiple beams. In the NTN, Low Earth Orbit (LEO) satellites and a lower segment of Middle Earth Orbit (MEO) satellites circle the Earth in their orbits with very high speeds (around at 7.8 Km / sfor LEO) . Indeed, each satellite takes between 88 and 127 minutes to complete one orbit. During the orbit of a given satellite, a beam switching process may be used to allow the given satellite to keep serving a plurality of NTN user equipments (NTN-UEs) . Notably, the beam switching process may take into account that the served NTN-UEs may also be mobile, with NTN-UE speeds varying from, say, 0 Km / sup to 0.22 Km / s. The beam switching process may also take into consideration that the rotational speed of the Earth is around 0.46 Km / sat the equator. In such a communications environment, the high speed of LEO satellites and the lower-orbit-segment MEO satellites is known to be handled using strategies that include repetitive beam switching and satellite tracking. A mechanism of relatively high repetition beam switching may allow for a dynamic “follow and maintain” connectivity and allow for satellites to expend an effort to adjust, in real-time, coverage and capacity. Continuous satellite tracking and advanced, frequent, precise beam adjustment may be used to maintain reliable connectivity, may be used to allow for adapting to changing conditions and may be used to allow for optimizing signal quality and performance to establish relatively efficient resource management.

[0005] Long-distance-related path loss in the 3-D communications channel modeling plane is relatively large and, accordingly, is a problem that cannot be ignored in NTNs. The path with the longest distance is the path to a beam footprint boundary. A consequence of the highest path loss is a high reduction of the strength of a desired signal. This scenario may result in a given NTN-UE performing several beam switching processes in an attempt to maintain a good connection with the NTN. Each beam switching process may be triggered based on a level of link quality, in a currently employed beam, dipping below (subceeding) a threshold.

[0006] At beam footprint boundaries, multiple successive switching processes may be referred to as a ping-pong phenomenon. The ping-pong phenomenon may have several negative effects that include draining batteries in the NTN-UE, increasing overhead in communication between the NTN-UE and the satellite, reducing spectral efficiency, causing loading effects and causing barriers of new entry. Moreover, the ping-pong phenomenon may lead to instability of a communication link, may degrade network performances, may drain network nodes’ power and may result in loss of connectivity.

[0007] The ping-pong phenomenon may also happen during the beam switching process within the overlapping beam footprints of the same or different satellites, thereby causing relatively high energy losses and degradations of performance. The ping-pong phenomenon arises as result of performing rapid and, arguably, unnecessary switching by NTN-UEs for its communication signal between beams of multiple satellites or multiple beams of the same satellite. The ping-pong phenomenon may occur mostly when NTN-UEs are located in a region near beam footprint boundaries or near two (or more) overlapping beam footprints. Also, the ping-pong phenomenon may occur inside a beam footprint, if the overlapping area is wider, for example, in case of different beam sizes where one beam has a wider footprint while another beam has a narrower footprint (called a spot-beam) .SUMMARY

[0008] Aspects of the present disclosure relate to performing a beam switching operation responsive to determining, based on a beam switching configuration, that a switching condition has occurred. The beam switching operation involves a terminal device performing switching in the context of communicating with a network node (e.g., a non-terrestrial network device) . The network node may be any one of a non-terrestrial network node, a terrestrial network node, a node in a Sidelink communication network, a network node in a Device-to-device (D2D) communication network, etc. The terminal device may be any one of a non-terrestrial terminal device, a terrestrial terminal device, a terminal device in a Sidelink communication, a terminal device in a D2D communication, etc. The beam switching operation may involve the terminal device switching from communicating, with the network node (e.g., the non-terrestrial network device) , using a first beam spatial filter configuration to communicating, with the network node (e.g., the non-terrestrial network device) , using a second beam spatial filter configuration. Of course, it is expected that the terminal device will receive the beam switching configuration, the first beam spatial filter configuration and the second beam spatial filter configuration. The second beam spatial filter configuration may allow the terminal device to use a reflective intelligent surface (RIS) to (e.g., temporarily) communicate with the network node (e.g., the non-terrestrial network device) with the assistance of the RIS. The assistance of the RIS may allow the terminal device to maintain a continuity of communication with the network node (e.g., the non-terrestrial network device) despite a coverage hole, which is one of the advantageous effects achieved by at least some of the aspects and / or implementations of the present disclosure.

[0009] Some aspects of the present disclosure relate to embedding an on-the-ground RIS within a communication network (e.g., an NTN) and configuring the RIS to mitigate the problems associated with coverage holes on the ground. Such coverage holes may be caused by various atmospheric conditions, such as rain, fog and ionospheric disturbances, blockages due to urban infrastructure, signages, buildings, mountains, etc., orbital slot allocation or interference from other satellites or terrestrial networks.

[0010] Some aspects of the present disclosure relate to predicting a coverage hole of a serving beam and / or adjacent beams, perhaps based on a configuration and / or measurement reports, received from the terminal devices (e.g., NTN UEs) for serving signals. A size and a duration of the coverage hole of the serving beam may be predicted (e.g., by the communication network and / or the network node, etc. ) so that the RIS may be configured to extend coverage to a terminal device (e.g., an NTN UE) entering a permanent and / or temporary coverage hole. Coverage hole locations and / or targeting of specific directions may be predicted based on satellite and / or UEs movements / trajectories. Aspects of the present disclosure are compatible with current NTN infrastructure and relatively easy to deploy compared to the cost of adding more satellites into the constellation. Aspects of the present disclosure add flexibility and scalability to NTN deployment, since a RIS may extend coverage in both the uplink direction and the downlink direction to fill the coverage holes (blind spots) . RIS coefficients may be selected based on satellite ephemeris information, beam information and measurement feedback from the NTN UEs. The NTN UEs may feed the RIS configuration unit thorough measurements reporting, including reporting directly to the RIS and reporting indirectly to the satellite to help predict the coverage hole.

[0011] The RIS may be configured to boost the received power of the beams at the NTN UE by a factor that is approximately equal to N2, where N is the RIS number of elements. The RIS is cost-effective and energy-efficient reliable desired signal booster to be integrated in NTN. RIS usage in NTN offers relatively high agility, flexibility, rapid deployment and load balancing among served NTN UEs for the beams / satellites in a given NTN. The RIS may reduce power consumption at satellites by redirecting and focusing electromagnetic waves towards a receiver at an intended NTN UE, thereby reducing need for high-power transmissions. The RIS may be embedded in various configurations based on the communications environment. Aspects of the present disclosure allow a given RIS to provide a relatively high degree of freedom, in the that given RIS may modify a DL / UL NTN incident electromagnetic signal by introducing element-by-element changes in phase, amplitude, frequency or polarization. The RIS may also be reconfigured in a real time basis to address any changes in the communication environment to, thereby, maintain relatively high QoS and reliability to the connections with the served NTN UEs.

[0012] In some implementations, a given RIS may track wave vectors of incident waves and estimate satellite trajectories on the space in DL and UEs in UL. Such monitoring of satellite movement and tracking of potential satellite trajectory may, thereby, improve beam switching processes and overall NTN QoS. The estimated satellite trajectory and / or the estimated UE location may be compared with related stored data, that has been received during configuration and may be updated periodically. A result of the comparing may be a report requesting a relatively precise adjustment. Such adjustments may maintain a precision and an accuracy of the satellite positioning.

[0013] The remote configuration, through configuration messages, of a RIS configuration unit may enable real time adaptation and, thereby, improve QoS by accommodating various changes in the communication environment. An adaptive approach to determining the RIS coefficients may be based on the satellite ephemeris information and beam information.

[0014] Parts of the RIS may be used in energy harvesting such that the RIS is configured to be self power driven using the energy harvesting, which saves energy consumption of the home network.

[0015] According to an aspect of the present disclosure, there is provided a method. The method includes receiving a beam switching configuration message, communicating, using a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with a network node using the first beam and receiving a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) . The method further includes responsive to determining, based on the beam switching configuration message, that a switching condition has occurred, performing a beam switching operation to switch from communicating, with the network node, using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the network node, using the second beam spatial filter configuration. In other aspects of the present disclosure, an apparatus is provided configured to carry out this method. Additionally, a computer-readable medium is provided to allow a processor to carry out this method.

[0016] The method may include monitoring a strength of the first signal or channel communicated using the first beam spatial filter configuration, thereby producing a monitored strength and determining that the switching condition has occurred responsive to determining that the monitored strength has subceeded a threshold. The method may include determining that the switching condition has occurred responsive to determining that a configured start time has occurred. The configured start time may be related to a predicted temporary blockage. The configured start time may be related to a permanent coverage hole. The method may include, responsive to determining that a further switching condition has occurred, performing a further beam switching operation to switch from communicating, with the network node, using the second beam spatial filter configuration to communicating, with the network node, using the first beam spatial filter configuration. The determining that the further switching condition has occurred may include determining that a configured stop time has occurred. The determining that the further switching condition has occurred may include determining that a configured duration has elapsed after the start time.

[0017] According to an aspect of the present disclosure, there is provided a communication method. The communication method includes receiving, at a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) , a RIS configuration message, determining, at the RIS based on the RIS configuration message, a configuration for the RIS and reflecting, by the RIS and according to the RIS configuration message, a beam in a given direction. In other aspects of the present disclosure, a RIS is provided configured to carry out this method. The configuration for the RIS may include an allocation of a plurality of RIS elements or an alignment for the RIS. The reflecting further may include boosting a power of the beam.

[0018] According to an aspect of the present disclosure, there is provided a communication method. The communication method includes transmitting a beam switching configuration message, communicating, using a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with a terminal device (e.g., UE) using the first beam, transmitting a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) and, responsive to determining that a switching condition has occurred, performing a beam switching operation to switch from communicating, with the terminal device, using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the terminal device, using the second beam spatial filter configuration. In other aspects of the present disclosure, an apparatus is provided configured to carry out this method. Additionally, a computer-readable medium is provided to allow a processor to carry out this method.

[0019] The method may include monitoring a strength of the first signal or channel communicated using the first beam spatial filter configuration, thereby producing a monitored strength and determining that the switching condition has occurred responsive to determining that the monitored strength has subceeded a threshold. The method may include configuring the RIS. The method may include determining that the switching condition has occurred responsive to determining that a configured start time has occurred. The configured start time may be related to a predicted temporary blockage or a permanent coverage hole. The method may include, responsive to determining that a further switching condition has occurred, performing a further beam switching operation to switch from communicating, with the terminal device, using the second beam spatial filter configuration to communicating, with the terminal device, using the first beam spatial filter configuration. The determining that the further switching condition has occurred may include determining that a configured stop time has occurred or determining that a configured duration has elapsed after the start time.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0020] For a more complete understanding of the present implementations, and the advantages thereof, reference is now made, by way of example, to the following descriptions taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

[0021] FIG. 1 illustrates, in a schematic diagram, a communication system in which implementations of the disclosure may occur, the communication system includes multiple example electronic devices and multiple example transmit receive points along with various networks;

[0022] FIG. 2 illustrates, in a block diagram, the communication system of FIG. 1, the communication system includes multiple example electronic devices, an example terrestrial transmit receive point and an example non-terrestrial transmit receive point along with various networks;

[0023] FIG. 3 illustrates, as a block diagram, an example of an apparatus wirelessly communicating with another apparatus in the communication system of FIG. 1, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0024] FIG. 4 illustrates, as a block diagram, an example of an apparatus that may be a communication device or an apparatus implemented in a communication device in the communication system of FIG. 1, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0025] FIG. 5 illustrates, as a block diagram, an example apparatus that may include corresponding modules or units configured to implement methods and / or implementations described herein, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0026] FIG. 6 illustrates an example network in which terrestrial transmit and receive points (T-TRPs) are communicating with non-terrestrial TRPs (NT-TRPs) that are part of a satellite constellation, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0027] FIG. 7 illustrates an example network in which the satellite constellation effectively acts as the gateway for the T-TRPs on the ground, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0028] FIG. 8 illustrates an example network in which the NT-TRPs communicate with the T-TRPs through a core network, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0029] FIG. 9 illustrates an example of a channel model of a multiple-input multiple-output (MIMO) system, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0030] FIG. 10 illustrates a base station in communication with a user equipment (UE) , in accordance with aspects of the present disclosure;

[0031] FIG. 11 illustrates a basic example for reflective intelligent surface (RIS) utilization in beamforming, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0032] FIG. 12 illustrates a system architecture for an NTN, including an NT-TRP, a RIS and a NTN UE, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0033] FIG. 13 illustrates the system architecture of FIG. 12 at a point in time in which the NT-TRP no longer has a line of sight signal path to the NTN UE;

[0034] FIG. 14 illustrates, in a flow diagram, interaction between the NT-TRP, the RIS and the NTN UE of FIGS. 12 and 13, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0035] FIG. 15 illustrates, in a flow diagram, interaction between the NT-TRP, the RIS and the NTN UE of FIGS. 12 and 13, in a situation in which the NTN UE is in a coverage hole and, responsively, the RIS may be put into use in accordance with aspects of the present disclosure;

[0036] FIG. 16 illustrates example steps in a method of beam switching at the NTN UE in a scenario wherein the NTN UE has already determined that the RIS is present in the communication environment and has received a configuration to reflect received signals toward the NTN UE, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0037] FIG. 17 illustrates example steps in a method of RIS management at the NTN UE in a scenario wherein the NTN UE has already determined that the RIS has not received a configuration to reflect received signals toward the NTN UE, in accordance with aspects of the present disclosure;

[0038] FIG. 18 illustrates example steps in a method of RIS management at the NT-TRP, in accordance with aspects of the present disclosure; and

[0039] FIG. 19 illustrates example steps in a method of RIS management carried out at the NT-TRP, in accordance with aspects of the present disclosure.DETAILED DESCRIPTION

[0040] For illustrative purposes, specific example implementations will now be explained in greater detail in conjunction with the figures.

[0041] The implementations set forth herein represent information sufficient to practice the claimed subject matter and illustrate ways of practicing such subject matter. Upon reading the following description in light of the accompanying figures, those of skill in the art will understand the concepts of the claimed subject matter and will recognize disclosures of these concepts not particularly addressed herein. It should be understood that these concepts and disclosures fall within the scope of the disclosure and the accompanying claims.

[0042] Moreover, it will be appreciated that any module, component, or device disclosed herein that executes instructions may include, or otherwise have access to, a non-transitory computer / processor readable storage medium or media for storage of information, such as computer / processor readable instructions, data structures, program modules and / or other data. A non-exhaustive list of examples of non-transitory computer / processor readable storage media includes magnetic cassettes, magnetic tape, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, optical disks such as compact disc read-only memory (CD-ROM) , digital video discs or digital versatile discs (i.e., DVDs) , Blu-ray DiscTM, or other optical storage, volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology, random-access memory (RAM) , read-only memory (ROM) , electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) , flash memory or other memory technology. Any such non-transitory computer / processor storage media may be part of a device / apparatus or accessible or connectable thereto. Computer / processor readable / executable instructions to implement a method, an disclosure or a module described herein may be stored or otherwise held by such non-transitory computer / processor readable storage media.

[0043] In FIG. 1, which is a schematic illustration of an example communication system according to an implementation of the present disclosure, there is shown a communication system 100 that includes a radio access network (RAN) 120, one or more communication electronic devices (EDs) 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 110j (collectively referred to as 110) , a core network 130, a Public Switched Telephone Network (PSTN) 140, the Internet 150, and other networks 160. The RAN 120 may include, but is not limited to, a future generation RAN, or a RAN such as, but not limited to, 5th generation (5G) , 4th generation (4G) , 3rd generation (3G) or 2nd generation (2G) radio access network. The RAN 120 may be, for example, an Evolved Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) , a NextGen RAN (NG RAN) , or some other type of RAN. Examples of RAN 120 based on the evolution of telecommunications standards include, but are not limited to, GSM (Global System for Mobile Communications) and CDMA (Code Division Multiple Access) for 2G, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) based on WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) and CDMA2000 for 3G, LTE (Long-Term Evolution) and WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) for 4G, and NR (New Radio) for 5G. In some implementations, The RAN 120 may use any radio access technology (RAT) in the wireless interface between the one or more EDs 110 and the RAN 120. In some implementations, the term “radio access” may refer to the future generation air interface standards which may include both terrestrial networks (TNs) and non-terrestrial networks (NTNs) . These networks will be described in greater detail below in conjunction with various implementations. The one or more communication EDs 110 (also referred to as “user equipment” ) are configured to connect (e.g., communicatively couple) with each other or to one or more network nodes 170a, 170b (collectively referred to as 170) in the RAN 120. The core network (CN) 130 is a part of the communication system 100 and comprises network nodes (e.g., 170a, 170b) , which provide support for the network features and telecommunication services. In some implementations, the CN 130 may be dependent on the RAT used in the communication system 100. In other implementations, the CN 130 may be access-agnostic, i.e., the CN 130 may be independent of the RAT used in the communication system 100. There are different types of CN 130, for different 3GPP system generations. For example, the CN 130 is the Evolved Packet Core (EPC) in 4G, also known as the Evolved Packet System (EPS) . In another example, the CN 130 is the 5G Core (5GC) which was developed as part of the 5G System (5GS) . The CN 130 also enables integration of different 3GPP and non-3GPP access types. In some implementations and referring to FIG. 1, the CN 130 also provides the interface towards external networks that may include the PSTN 140, the Internet 150, and other networks 160 in the communication system 100.

[0044] In general, the communication system 100 facilitates interaction between of multiple wireless or wired elements. The communication system 100 may transmit different types of content, such as voice, data, video and / or text, through different transmission methods such as, but not limited to, broadcast, multicast, groupcast and unicast. Additionally, the communication system 100 operates by allocating and / or sharing resources, such as carrier spectrum bandwidth, among its constituent elements.

[0045] The communication system 100 may provide a wide range of communication services and disclosures including, but not limited to, Enhanced Mobile Broadband (eMBB) services, Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) services, Massive Machine Type Communication (mMTC) services, Integrated Sensing and Communication (ISAC) , immersive communication, Ultra-massive Machine-Type Communication (uMTC) , hyper reliable and low-latency communication, ubiquitous connectivity, integrated AI and communication, and other services that can be provided by a future generation communication system. The communication system 100 may provide other disclosures, such as, but not limited to, earth monitoring, remote sensing, passive sensing and positioning, navigation and tracking, autonomous delivery and mobility, and the like.

[0046] The communication system 100 may include a terrestrial communication system (or network) and / or a non-terrestrial communication system (or network) . The communication system 100 may provide a high degree of availability and robustness through a joint operation of the terrestrial communication system and the non-terrestrial communication system. For example, integrating a non-terrestrial communication system (or components thereof) into a terrestrial communication system can result in a heterogeneous network comprising multiple layers. The heterogeneous network may achieve better overall performance through efficient multi-link joint operation, more flexible functionality sharing and faster physical layer link switching between terrestrial networks and non-terrestrial networks. The terrestrial communication system and the non-terrestrial communication system could be considered as sub-systems of the communication system 100.

[0047] FIG. 2 illustrates another example for the communication system 100. As described earlier, the communication system 100 includes EDs 110a, 110b, 110c, 110d (collectively referred to as ED 110) , RANs 120a, 120b, one or more CNs 130, a PSTN 140, the Internet 150 and other networks 160. Additionally, the communication system 100 may also include a non-terrestrial network (NTN) 120c. The RANs 120a and 120b may include network nodes 170a and 170b respectively. Examples of network nodes 170a, 170b include base stations, which can be generally referred to as terrestrial network (TN) devices or terrestrial transmit and receive points (T-TRPs) 170a, 170b (collectively referred to as 170) . In this context, the terms “TRP” and “base station” are used interchangeably unless otherwise specified. For simplicity, this disclosure primarily refers to network nodes as base stations; however, unless explicitly stated otherwise, references to TRP are considered non-limiting and interchangeable. The T-TRPs 170a, 170b may be base stations mounted on a building or tower. In one implementation, the NTN 120c includes a RAN node such as a base station 172, which may be generally referred to as an NTN device, a non-terrestrial node, a non-terrestrial network device, a non-terrestrial base station, or a non-terrestrial transmit and receive point (NT-TRP) 172.

[0048] In some implementations, the NT-TRP 172 is not attached to ground, for example, as in the case of an airborne base station. An airborne base station may be implemented using communication equipment supported or carried by a flying device. For example, a flying device may include, but is not limited to, an airborne platform (such as a blimp or an airship) , balloon, drone (such as a quadcopter) , and other types of aerial vehicles. In some implementations, an airborne base station may be supported or carried by an unmanned aerial system (UAS) or an unmanned aerial vehicle (UAV) , such as a drone. An airborne base station may be a moveable or mobile base station that can be flexibly deployed in different locations to meet demand. A satellite base station is another example of a non-terrestrial base station. A satellite base station may be implemented using communication equipment supported or carried by a satellite. A satellite base station may also be referred to as an orbiting base station. High altitude platforms are yet another example of non-terrestrial base stations, including international mobile telecommunication base stations.

[0049] As referred to herein, and unless specified otherwise, a “TRP” may also refer to a T-TRP or an NT-TRP, a “T-TRP” may also refer to a “TN TRP” , and an “NT-TRP” may also refer to an “NTN TRP. ” The NTN 120c may be considered a RAN, sharing operational aspects with RANs 120a, 120b. The NTN 120c may include at least one NTN device and at least one corresponding terrestrial network device. The at least one NTN device may function as a transport layer device and the at least one corresponding terrestrial network device may function as a RAN node, communicating with the ED 110 via the NTN device. Additionally, there may be an NTN gateway on the ground (referred to as a terrestrial network device) that also functions as a transport layer device to facilitate communication with both the NTN device and the RAN node. The RAN node may communicate with the ED 110 via the NTN device and the NTN gateway. In some implementations, the NTN gateway and the RAN node may be located within the same device.

[0050] A base station 170 (also referred to as a TRP, as stated above) is a network element within a radio access network responsible for radio transmission and reception in one or more cells to or from the ED (such as a user equipment) . In different implementations, the base station 170 may also be known as a base transceiver station (BTS) , a radio base station, a network node, a network device, a device on the network side, a transmit / receive node, a Node B, an evolved NodeB (eNodeB or eNB) , a Home eNodeB, a next Generation NodeB (gNB) , a transmission point (TP) , a site controller, an access point (AP) , a wireless router, a relay station, a terrestrial node, a terrestrial network device, a terrestrial base station, a non-terrestrial node, a non-terrestrial network device, a non-terrestrial base station, and a positioning node, among other possibilities. The base station 170 may be a macro base station (BS) , a pico BS, a relay node, a donor node, or combinations thereof. When the base station 170 performs (or is configured to perform) a method described herein, it may be interpreted as the base station itself, one or more modules (or units) in the base station, a circuit or chip, or a combination thereof, performing the method. For example, the circuit or chip may include a modem chip, also referred to as a baseband chip, a system on chip (SoC) including a modem core, system in package (SIP) ) , and the like, and may be responsible for one or more communication functions within the base station.

[0051] The EDs 110a-110d and TRPs 170a-170b, 172 are examples of communication equipment configured to implement some or all of the operations and / or implementations described herein. The T-TRP 170a forms part of the RAN 120a, which may include other TRPs, and / or other devices. Also, the TRP 170b forms part of the RAN 120b, which may include other TRPs, and / or devices. Each TRP 170a, 170b may transmit and / or receive wireless signals within a particular geographic region or area, sometimes referred to as a “cell” or a “coverage area. ” The TRPs 170a-170b may be responsible for allocating and  / or configuring resources and transmission and / or reception in a set of cell (s) . A cell is a radio network object that can be uniquely identified by a (cell) identification that is broadcasted over a geographical region or area from base stations associated with the cell. A cell can work in either FDD mode or TDD mode. A cell may be further divided into cell sectors, and a base station 170a-170b may, for example, employ one or more transceivers to provide services to one or more sectors. Some implementations may include pico or femto cells if supported by the radio access technology. In some implementations, one or more transceivers could be used for each cell, such as with Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) technology. The number of RANs 120a-120b shown is merely an example. Any number of RANs may be contemplated when designing the communication system 100.

[0052] A base station may be a single element, as shown in the figures, or multiple elements, distributed throughout the corresponding RAN, or otherwise configured. In some implementations, a plurality of RAN nodes coordinate to assist the ED 110 in implementing radio access, and different RAN nodes separately implement and handle different functions of the base station. For example, the RAN node may be a central unit (CU) , a distributed unit (DU) , a CU-control plane (CP) , a CU-user plane (UP) , or a radio unit (RU) , etc. The CU and the DU may be separately deployed, or included within the same element (i.e., a baseband unit (BBU) ) . The RU may be included in a radio frequency device or a radio frequency unit (i.e., a remote radio unit (RRU) , an active antenna unit (AAU) , or a remote radio head (RRH) ) . In different systems, the CU (or the CU-CP and the CU-UP) , the DU, or the RU may be known by different names, but their functions are understood by a person skilled in the art. For example, in an open radio access network (ORAN) system, a CU may be referred to as an open CU (O-CU) , a DU may be referred to as an open DU (O-DU) , and a CU-CP may be referred to as an open CU-CP (O-CU-CP) . The CU-UP may also be referred to as an open CU-UP (O-CU-UP) , and the RU may also be referred to as an open RU (O-RU) . Any one of the CU (or the CU-CP, the CU-UP) , the DU, and the RU may be implemented using a software module, a hardware module, or a combination of a software module and a hardware module.

[0053] Furthermore, communication between different devices / apparatuses in various implementations of this disclosure may refer to direct communication (that is, without need of forwarding by another device / apparatus) , or may refer to communication (s) between different devices / apparatuses via another device / apparatus (that is, requiring forwarding by another device / apparatus) . Alternatively, such communication (s) may involve one functional unit inside a device / apparatus using another functional unit within the device / apparatus to communicate with another device / apparatus. In other words, phrases such as “sending (or transmitting) information to. . . (an ED or a base station) ” in this disclosure may be understood as a destination endpoint of the information being an ED or a base station, including sending / transmitting information directly or indirectly to an ED or a base station. Similarly, phrases like “receiving information from. . . (an ED or a base station) ” may be understood as a source endpoint of the information being an ED or a base station, including directly or indirectly receiving information from an ED or a base station. Between the source endpoint that sends the information and the destination endpoint, necessary processing such as, but not limited to, format conversion, digital-to-analog conversion, amplification, and filtering may be performed on the information. However, the destination endpoint may understand valid information from the source endpoint. A similar understanding applies to other descriptions in this disclosure without reiterating details already described. In the present disclosure, the terms “send” and “transmit” may be used interchangeably in different implementations of this disclosure.

[0054] The ED 110 is used to connect people, objects, machines, and other entities. The ED 110 may be widely used in various scenarios including, but not limited to, cellular communications, device-to-device (D2D) , vehicle to everything (V2X) , peer-to-peer (P2P) , machine-to-machine (M2M) , MTC, internet of things (IoT) , virtual reality (VR) , augmented reality (AR) , mixed reality (MR) , metaverse, digital twin, industrial control, self-driving, remote medical, smart grid, smart furniture, smart office, smart wearable, smart transportation, smart city, drones, robots, remote sensing, passive sensing, positioning, navigation and tracking, and autonomous delivery and mobility.

[0055] Each ED 110 represents any suitable end user device for wireless operation and may include such devices (or may be referred to as, but not limited to) a user equipment (UE) or a user device or a terminal device, a wireless transmit / receive unit (WTRU) , a mobile station, a fixed or mobile subscriber unit, a cellular telephone, a station (STA) , an MTC device, a personal digital assistant (PDA) , a smartphone, a laptop, a computer, a tablet, a wireless sensor, a consumer electronics device, a smart book, a vehicle, a car, a truck, a bus, a train, or an IoT device, wearable devices (such as a watch, a pair of glasses, head mounted equipment, etc. ) , an industrial device, or an apparatus in (such as a module, modem, or chip) in the forgoing devices, among other possibilities. Future generation EDs 110 may be referred to by other terms. When an ED 110 performs (or is configured to perform) a method described herein, it may be interpreted as the ED itself, one or more modules (or units) in the ED, a circuit or chip, or a combination thereof, performing the method. For example, the circuit or chip may include a modem chip, also referred to as a baseband chip, a system on chip (SoC) including a modem core, or system in package (SIP) ) , and the like, and may be responsible for one or more communication functions in the ED.

[0056] Each ED 110 connected to TRPs 170a-170b, and / or TRPs 172 can be dynamically or semi-statically turned-on (i.e., established, activated or enabled) , turned-off (i.e., released, deactivated or disabled) and / or configured in response to one of more of:connection availability; and connection necessity.

[0057] Any ED 110 may be alternatively or additionally configured to interface, access, or communicate with any of the TRP 170a, 170b and 172, the Internet 150, the CN 130, the PSTN 140, the other networks 160, or any combination thereof. In some examples, the ED 110a may communicate an uplink (UL) and / or downlink (DL) transmission over a terrestrial air interface 190a with a station-TRP 170a. In some examples, the EDs 110a, 110b, 110c and 110d may also communicate directly with one another via one or more sidelink (SL) air interfaces 190b. In some examples, the EDs 110a, 110d may communicate using a UL and / or a DL transmission over a non-terrestrial air interface 190c with the NT-TRP 172.

[0058] An air interface (such as, for example, 190a, 190b, 190c) generally includes a number of components and associated parameters that collectively specify how a transmission is to be sent and / or received over a wireless communications link between two or more communicating devices such as EDs and base station (s) . For example, an air interface may include one or more components defining the waveform (s) , frame structure (s) , multiple access scheme (s) , protocol (s) , coding scheme (s) and / or modulation scheme (s) for conveying information (such as data) over a wireless communications link. The air interfaces 190a and 190b may use similar communication technology, that may include any suitable radio access technology.

[0059] The non-terrestrial air interface 190c can enable communication between the EDs 110a, 110d and one or more NT-TRPs 172 via a wireless link or simply a link. For some examples, the link is a dedicated connection for unicast transmission, a connection for broadcast transmission or a connection between a group of EDs 110 and one or more NT-TRPs 172 for multicast transmission.

[0060] The TRPs 170a-170b, 172 may communicate with one another over one or more air interfaces 190e, 190f using wireless communication links (such as radio frequency (RF) , microwave, infrared (IR) , etc. ) or wired communication links. The air interfaces 190e, 190f may utilize any suitable radio access technology and may be substantially similar to the air interfaces 190a, 190c over which the EDs 110a-110d communicate with one or more of the TRP 170a-170b, 172 or they may be substantially different. For example, the communication system 100 may implement one or more channel access methods, such as Time Division Multiple Access (TDMA) , Frequency Division Multiple Access (FDMA) , Code Division Multiple Access (CDMA) , Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) , Low Density Signature Multicarrier Code Division Multiple Access (LDS-MC-CDMA) , Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) , Pattern Division Multiple Access (PDMA) , Lattice Partition Multiple Access (LPMA) , Resource Spread Multiple Access (RSMA) , and Sparse Code Multiple Access (SCMA) .

[0061] The RANs 120a and 120b are in communication with the CN 130 to provide the EDs 110a, 110b and 110c with various services such as voice, data, multimedia and other services. The RANs 120a and 120b and / or the CN 130 may be in direct or indirect communication with one or more other RANs (not shown) , which may or may not be directly served by the CN 130 and may employ different radio access technologies from RAN 120a and / or RAN 120b. The CN 130 may also serve as a gateway access between (i) the RANs 120a and / or 120b or the EDs 110a, 110b and 110c, and (ii) other networks (such as the PSTN 140, the Internet 150, and the other networks 160) . In addition, some or all of the EDs 110a, 110b and 110c may include functionality for communicating with different wireless networks over different wireless links using different wireless technologies and / or protocols. For example, the EDs 110a, 110b and 110c communicate using different cellular communications protocols, such as, but not limited to, a Global System for Mobile Communications (GSM) protocol, a code-division multiple access (CDMA) network protocol, a Push-to-Talk (PTT) protocol, a PTT over Cellular (POC) protocol, a Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) protocol, a 3GPP Long Term Evolution (LTE) protocol, a fifth generation (5G) protocol, a New Radio (NR) protocol, and the like. Instead of wireless communication (or in addition thereto) , the EDs 110a, 110b and 110c may communicate using wired communication channels to a service provider or switch (not shown) and / or to the Internet 150. The PSTN 140 may include circuit switched telephone networks for providing plain old telephone service (POTS) . The Internet 150 may include a network of computers and subnets (intranets) or both and incorporate protocols, such as Internet Protocol (IP) , Transmission Control Protocol (TCP) , User Datagram Protocol (UDP) . The EDs 110a, 110b and 110c may be multimode devices capable of operation according to multiple radio access technologies and may incorporate one or multiple transceivers necessary to support such.

[0062] In addition, the communication system 100 may comprise a sensing agent (not shown) to manage the sensed data from ED 110 and / or any one of TRPs 170a, 170b, 172. In one implementation, the sensing agent may be part of any one of TRPs 170a, 170b, 172. In another implementation, the sensing agent is a separate node that can communicate with the CN 130 and / or the RAN 120 (such as any one of TRPs 170a, 170b, 172) .

[0063] FIG. 3 is a schematic illustration showing an example of an apparatus 310 wirelessly communicating with another apparatus 320 within a communication system (e.g., the communication system 100) according to an implementation of the present disclosure. The apparatus 310 may be an electronic device (such as the ED 110) . The apparatus 320 may be a network node (e.g., network node 170) such as a T-TRP 170 or an NT-TRP 172. Although only one apparatus 310 and one other apparatus 320 are shown in the figure, the number of apparatus 310 and / or the number of apparatus 320 can vary, potentially including one or more of each. For example, a single ED 110 may be served by a single T-TRP 170 (or a single NT-TRP 172) , or by multiple T-TRPs 170 (or multiple NT-TRPs 172) . Similarly, a single ED 110 may be served by one or more T-TRPs 170 and one or more NT-TRPs 172. Similarly, a single T-TRP 170 (or a single NT-TRP 172) may serve one or more EDs 110.

[0064] The apparatus 310 may include one or more processors 210. For clarity and to avoid overcrowding the illustration, only a single processor 210 is illustrated. The apparatus 310 may further include a transmitter 201 and a receiver 203 coupled to one or more antennas 204. For clarity, only a single antenna 204 is illustrated. One, some, or all of the antennas 204 may, alternatively, be panels. In some implementations, the transmitter 201 and the receiver 203 are separate from each other. In other implementations, the transmitter 201 and the receiver 203 may be integrated into a single unit, for example, as a transceiver. The transceiver is configured to modulate data or other content for transmission by one or more antennas 204 or a network interface controller (NIC) . The transceiver may also be configured to demodulate data or other content received by the one or more antennas 204. A transceiver may include any suitable structure for generating signals for wireless or wired transmission and / or for processing signals received through wireless or wired communication. Each antenna 204 includes any suitable structure for transmitting and / or receiving wireless or wired signals. The apparatus 310 may include a memory 208. In some implementations, the apparatus 310 may include multiple memories 208. Only a single transmitter 201, the receiver 203, the processor 210, the memory 208 and the antenna 204 is illustrated for simplicity, but the apparatus 310 may include one or more other components. In some implementations of the present disclosure, the transceiver (or the transmitter 201 and / or the receiver 203) may be viewed as an interface circuit.

[0065] The memory 208 is configured to store instructions used to perform operations described herein. The memory 208 may also be configured to store data that is used, generated, or collected by the apparatus 310. For example, the memory 208 can store software instructions or modules configured to implement some or all of the functionalities and / or operations described herein and that which are executed by the one or more processors 210.

[0066] The apparatus 310 may further include one or more input / output devices (not shown) or interfaces. The input / output devices or interfaces facilitate interaction with a user or other devices in the network. Each input / output device or interface includes suitable components for facilitating transmission of information to a user and reception of information from a user, and for various network interface communications. Such components may include, but are not limited to, a speaker, microphone, keypad, keyboard, display, touch screen, and the like.

[0067] The processor 210 may be configured to perform (or control the apparatus 310 to perform) operations (or methods) described herein as being performed by the apparatus 310. For example, the processor 210 performs or controls the apparatus 310 to perform the operations of: a) receiving one or more transport blocks (TBs) ; b) using a resource for decoding at least one of the received TBs; c) releasing the resource for decoding another of the received TBs; and / or d) receiving configuration information configuring a resource. Specifically, the operations may include tasks related to: preparing a transmission for UL transmission to the apparatus 320; processing DL transmissions received from the apparatus 320; and handling SL transmission to and from another apparatus 310. Processing operations related to preparing a transmission for UL transmission may include operations such as, but not limited to, encoding, modulating, transmit beamforming, and generating symbols for transmission. Processing operations related to processing DL transmissions may include operations such as, but not limited to, receive beamforming, demodulating and decoding received symbols. Processing operations related to processing SL transmissions may include operations such as, but not limited to, transmit / receive beamforming, modulating / demodulating and encoding / decoding symbols. Depending upon the implementation, a DL transmission may be received by the receiver 203, possibly using receive beamforming, and the processor 210 may extract signaling from the DL transmission (such as by detecting and / or decoding the signaling) . An example of signaling may be a reference signal transmitted by the apparatus 320. In some implementations, the processor 210 implements the transmit beamforming and / or the receive beamforming based on the indication of beam direction, such as beam angle information (BAI) , received from the apparatus 320. In some implementations, the processor 210 may be configured to perform operations relating to network access (such as initial access) and / or downlink synchronization, which includes operations for detecting a synchronization sequence, decoding and obtaining the system information, and the like. In some implementations, the processor 210 may perform channel estimation, such as using a reference signal received from the apparatus 320.

[0068] Although not illustrated, in some implementations, the processor 210 may either be a part of the transmitter 201 or be a part of the receiver 203 or be a part of both the transmitter 201 and the receiver 203. Although not illustrated, in some implementations, the memory 208 may be a part of the processor 210.

[0069] The processor 210, along with the processing components of the transmitter 201 and the receiver 203, may be implemented by one or more processors that may be the same or different. These processors are configured to execute instructions stored in a memory (such as in the memory 208) .

[0070] The apparatus 320 includes one or more processors 260 (only one processor 260 is illustrated) . The apparatus 320 may further include one or more transmitters 252 and one or more receivers 254 coupled to one or more antennas 256. Only a single antenna 256 is illustrated to avoid clutter in the illustration. One, some, or all of the antennas 256 may alternatively be panels. In some implementations, the transmitter 252 and the receiver 254 are separate from each other. In other implementations, the transmitter 252 and the receiver 254 may be integrated into a single unit such as, for example, as a transceiver. The apparatus 320 may further include a memory 258. In some implementations, the apparatus 320 may include multiple memories 258. The apparatus 320 may further include a scheduler 253. Only a single transmitter 252, receiver 254, processor 260, memory 258, antenna 256 and scheduler 253 are illustrated for simplicity, however the apparatus 320 may include one or more other components. In the present disclosure, in some implementations, the transceiver (or transmitter 252 and / or receiver 254) may be viewed as an interface circuit.

[0071] In some implementations, various components of the apparatus 320 may be distributed. For example, some of the modules of the apparatus 320 may be located remotely from the equipment housing the antennas 256 for the apparatus 320 (and therefore also can be viewed as one or more nodes) . These modules, which can be considered as one or more nodes, may be coupled to the equipment that houses the antennas 256 over a communication link (not shown) , sometimes referred to as front haul, such as the Common Public Radio Interface (CPRI) . Therefore, in some implementations, the term apparatus 320 may also refer to network-side nodes that perform processing operations such as, but not limited to, determining the location of the apparatus 310, resource allocation (scheduling) , message generation, and encoding / decoding, and that which are not necessarily part of the equipment that houses the antennas 256 of the apparatus 320. The nodes may also be coupled to other apparatuses 320. In some implementations, the apparatus 320 may actually be a plurality of nodes that are operating together to serve the apparatus 310, such as through the use of coordinated multipoint transmissions, or through the use of an ORAN system as described above in the disclosure.

[0072] The processor 260 is configured to perform operations including those related to: preparing a transmission for DL transmission to the apparatus 310; processing an UL transmission received from the apparatus 310; preparing a transmission for backhaul transmission to another apparatus 320; and processing a transmission received over backhaul from another apparatus 320. Processing operations related to preparing a transmission for DL or backhaul transmission may include operations such as, but not limited to, encoding, modulating, precoding (such as MIMO precoding) , transmit beamforming, and generating symbols for transmission. Processing operations related to processing received transmissions in the UL or over backhaul may include operations such as, but not limited to, receive beamforming, demodulating received symbols, and decoding received symbols. The processor 260 may also be configured to perform operations relating to network access (such as initial access) and / or DL synchronization, such as generating the content of synchronization signal blocks (SSBs) , generating the system information, and the like. In some implementations, the processor 260 is further configured to generate an indication of beam direction, such as BAI, which may be scheduled for transmission by the scheduler 253 which will be described below. In some implementations, the processor 260 implements the transmit beamforming and / or receive beamforming based on beam direction information (such as BAI) received from another apparatus 320. The processor 260 is configured to perform other network side processing operations described herein, such as, but not limited to, determining the location of the apparatus 310, determining where to deploy another apparatus 320, and the like. In some implementations, the processor 260 may generate signaling data, to configure one or more parameters of the apparatus 310 and / or one or more parameters of another apparatus 320. Any signaling data generated by the processor 260 is sent by the transmitter 252. In some implementations, the apparatus 320 implements physical layer processing. In some implementations, the apparatus 320 may perform higher layer functions such as those at the Medium Access Control (MAC) or Radio Link Control (RLC) layers in addition to physical layer processing.

[0073] In the apparatus 320, the scheduler 253 may be coupled to the processor 260 or integrated within the processor 260. In some implementations, the scheduler 253 may be integrated within the apparatus 320 or may be operated separately from the apparatus 320. The scheduler 253 may schedule UL, DL, SL, and / or backhaul transmissions, including issuing scheduling grants and / or configuring scheduling-free (such as “configured grant” ) resources.

[0074] The apparatus 320 may further include a memory 258 that is configured to store instructions for performing the operations described herein. The memory 258 may also store data that is used, generated, or collected by the apparatus 320. For example, the memory 258 can store software instructions or modules configured to implement some or all of the functionalities and / or implementations described herein and that which are executed by the processor 260.

[0075] Although not illustrated, the processor 260 may be implemented as part of the transmitter 252 and / or a part of the receiver 254. Although not illustrated, in some implementations, the processor 260 may implement the scheduler 253 and the memory 258 may be implemented as part of the processor 260.

[0076] The processor 260, the scheduler 253, the processing components of the transmitter 252, and the processing components of the receiver 254 may each be implemented by the same or different processors that are configured to execute instructions stored in a memory, such as in the memory 258.

[0077] The apparatus 320 and / or the apparatus 310 may include other components, not shown or described herein for the sake of clarity.

[0078] Note that the term “signaling, ” as used herein, may alternatively be referred to as control signaling, control message, control information, or message for simplicity. Signaling between a base station (such as the TRP 170a, 170b, 172) and a UE or sensing device (such as ED 110) , or signaling between a different UE or sensing device (such as between ED 110a and ED 110b) may be carried in physical layer signaling (also referred to as dynamic signaling) , which is transmitted in a physical layer control channel. For DL, the physical layer signaling may be known as downlink control information (DCI) , which is transmitted in a physical downlink control channel (PDCCH) . For UL, the physical layer signaling may be known as uplink control information (UCI) , which is transmitted in a physical uplink control channel (PUCCH) . For SL, signaling between different UEs or sensing devices (such as between ED 110a and ED 110b) may be known as SL control information (SCI) , which is transmitted in a physical sidelink control channel (PSCCH) . Signaling may be carried in a higher layer (such as higher than physical layer) signaling, which is transmitted in a physical layer data channel, such as in a physical downlink shared channel (PDSCH) for downlink signaling, in a physical uplink shared channel (PUSCH) for uplink signaling, and in a physical sidelink shared channel (PSSCH) for SL signaling. Higher layer signaling may also be called static signaling, or semi-static signaling. The higher layer signaling may include radio resource control (RRC) protocol signaling or media access control -control element (MAC-CE) signaling. Signaling may be included in a combination of physical layer signaling and higher layer signaling.

[0079] It should be noted that in the present disclosure, “information, ” when different from “message, ” may be carried within a single message, or may be carried in multiple separate messages.

[0080] FIG. 4 illustrates an example apparatus 410 according to an implementation of the present disclosure. The apparatus 410 may be a communication device or an apparatus implemented in a communication device such as the ED 110 or the TRPs 170a, 170b, 172. For example, the apparatus 410 implemented in an ED may be an integrated circuit, which, in some instances, may be referred to as a chip, a modem, a modem chip, a baseband chip, or a baseband processor. In some implementations, one or more integrated circuits can be packaged into a system-on-chip, a system-in-package, or a multi-chip module. The apparatus 410 can include one or more integrated circuits and other discrete components. In some implementations, the apparatus 410 may be a module within the ED 110, or within the apparatus 310. In some implementations, the apparatus 410 may be a module within one of the TRPs 170a, 170b, 172, or the apparatus 320.

[0081] In an example, the apparatus 410 may include one or more processors 411, and an interface circuit 412. The apparatus 410 may further include a memory 413. The one or more processors 411 are configured to process signals and execute one or more communication protocols. The memory 413 is configured to store at least a part of corresponding computer program instructions and / or data. In an example, the one or more processors 411 execute the computer program instructions stored in the memory 413 to implement related operations (for example, inputting, outputting, receiving, and transmitting) in the method implementations disclosed herein. In some implementations, the memory 413 being configured to store the corresponding computer program instructions and / or data may mean that the memory 413 is configured to store all of the corresponding computer program instructions and / or data for execution by the one or more processors 411. In some implementations, the memory 413 being configured to store the corresponding computer program instructions and / or data may mean that the memory 413 is configured to store a part of the corresponding computer program instructions and / or data. For example, the part of the corresponding computer program instructions and / or data may include computer program instructions and / or data that need to be currently executed by the one or more processors 411. Thus, the memory 413 may store different parts of computer program instructions and / or data for a plurality of times for the one or more processors 411 to perform related operations in the method implementations disclosed herein. As a communication interface, the interface circuit 412 is configured to implement communication with another component. For example, the interface circuit 412 may communicate a signal with another apparatus or system, such as a radio frequency processing apparatus or another processor. The signal may include or carry information intended as a payload, such as user data, control information, etc. The signal may also include or carry information useful to a receiver, but not necessarily as a payload, such as a pilot signal or reference signal. Communicating the signal may include transmitting the signal to another component or device. Communicating the signal may additionally or alternatively include receiving the signal from another component or device. Transmitting the signal may include outputting the signal to a component or a device that is directly or indirectly coupled to the interface circuit 412. Receiving the signal may include inputting or obtaining the signal from a component or device that is directly or indirectly coupled to the interface circuit 412. Optionally, to reduce a load of the one or more processors, a baseband signal processing circuit 414 may be also disposed to implement processing of at least a part of the baseband signals, including signal demodulation, modulation, encoding, decoding, or the like.

[0082] The apparatus 410 may be the processor 210 (or 260) within the apparatus 310 (or 320) , in some scenarios, or may be included within the processor 210 (or 260) within the apparatus 310 (or 320) in some scenarios. The apparatus 410 may be a baseband chip or may include a baseband chip. In some implementations, the apparatus 410 may be independently packaged into a chip. In some implementations, the apparatus 310 (or 320) includes different types of chips. The apparatus 410 may be packaged into a processor chip (for example, an SoC chip or an SIP chip) with the different types of chips. In some implementations, the apparatus 410 may be packaged into a chip with some or all of circuits of a radio frequency processing system that may further be included in the apparatus 310 (or 320) .

[0083] FIG. 5 illustrates example apparatus 510 according to an implementation of the present disclosure. The apparatus 510 may include corresponding modules or units configured to implement methods and / or implementations described herein. In some implementations, the apparatus 510 includes a processing unit 512 and a communication unit 513. Optionally, the apparatus 510 may further include a storage unit 511 configured to store apparatus program code (or instructions) and / or data.

[0084] The apparatus 510 may be an ED side apparatus, for example, an ED or a module in an ED, or a circuit or a chip responsible for a communication function in an ED. In some implementations, the apparatus 510 may be the apparatus 310. The processing unit 512 may be the processor 210. The communication unit 513 may comprise a receiving unit and / or a transmitting unit. The receiving unit and / or the transmitting unit may be the transmitter 201 and / or the receiver 203 respectively. The storage unit 511 may be the memory 208.

[0085] The apparatus 510 may be a base station side apparatus, for example, a base station or a module in a base station, or a circuit or a chip responsible for a communication function in a base station. In some implementations, the apparatus 510 may be the apparatus 320. The processing unit 512 may be the processor 260 (the scheduler 253 may also be included) . The communication unit 513 may comprise a receiving unit and / or a transmitting unit. The receiving unit and / or the transmitting unit may be the transmitter 252 and / or the receiver 254 respectively. The storage unit 511 may be the memory 258.

[0086] In some implementations, when the apparatus 510 is an ED 110 or a module in an ED 110, a function of the apparatus 510 may be implemented by one or more processors. Specifically, the processor may include a modem chip or a system on chip (SoC) chip or an SIP chip that includes a modem core. A function of the communication unit 513 may be implemented by a transceiver circuit.

[0087] In some implementations, when the apparatus 510 is a circuit or a chip that is responsible for a communication function in an ED 110 –such as a modem chip, a system on chip (SoC) chip or an SIP chip that includes a modem core –a function of the processing unit 512 may be implemented by a circuit system within the chip which includes one or more processors. A function of the communication unit 513 may be implemented by an interface circuit or a data transceiver circuit on the chip.

[0088] It may be understood that the units in the apparatus 510 may be logical or functional. Each function may correspond to one functional unit, or two or more functions may be integrated into a single functional unit. In actual implementation, all or some of the units may be integrated into a single physical entity, or may be distributed across different physical entities. In addition, the functional units may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software. Whether a function is implemented in the form of hardware or software depends on particular disclosures and design constraint conditions of the technical solutions. A person skilled in the art may use different methods to implement the described functions for specific disclosures, but it should not be considered that the implementation goes beyond the scope of this disclosure.

[0089] In an example, a functional unit in any one of the apparatuses may be configured as one or more integrated circuits for implementing the methods disclosed herein, for example, as one or more application-specific integrated circuits (application-specific integrated circuits, ASICs) , one or more central processing units (CPUs) , one or more microprocessors or microprocessor units (MPUs) , one or more microcontrollers or microcontroller units (MCUs) , one or more digital signal processors (DSPs) , one or more field programmable gate arrays (FPGAs) , or a combination of these.

[0090] In an example, the storage unit 511 may include a random access memory, a flash memory, a read-only memory, a programmable read-only memory, an electrically erasable programmable memory, and / or a register.

[0091] A processor may be referred to as a processor system, an application processor, a baseband processor, a processor circuit, or a processor core. The processor may include one or a combination of one or more central processing units (CPUs) , one or more digital signal processors (DSPs) , one or more microprocessors (microprocessor units, MPUs) , one or more microcontrollers (microcontroller units, MCUs) , one or more graphics processing units (GPUs) , one or more field programmable gate arrays (FPGAs) , one or more artificial intelligence processors (AI processors) , or one or more neural network processing units (NPUs) .

[0092] A memory or a storage unit may include one or more of the following storage media: a random access memory (RAM) ; a static random access memory (static RAM, SRAM) ; a dynamic random access memory (dynamic RAM, DRAM) ; a phase-change memory (PCM) ; a resistive random access memory (resistive RAM, ReRAM) ; a magnetoresistive random access memory (magnetoresistive RAM, MRAM) ; a ferroelectric random access memory (ferroelectric RAM, FRAM) ; a cache; a register; a read-only memory (ROM) ; a flash memory (flash memory) ; an erasable programmable read-only memory (erasable programmable ROM, EPROM) ; a hard disk; and the like. In an example, computer program instructions used to execute implementations may be stored in a non-volatile memory, for example, at least a part of a memory or storage unit (for example, one or more of a ROM, a flash memory, an EPROM, or a hard disk) . When a terminal runs, a part or all of corresponding computer program instructions may be loaded to a memory that has a higher transmission speed with the processor, for example, at least a part of a memory or a storage unit (for example, one or more of a RAM, an SRAM, a DRAM, a PCM, a RERAM, an MRAM, a FRAM, a cache, or a register) , so that the processor executes the computer program instructions to perform the steps in the method implementations disclosed herein.

[0093] An air interface generally includes a number of components and associated parameters that collectively specify how a transmission is to be sent and / or received over a wireless communications link between two or more communicating devices. For example, an air interface may include one or more components defining the waveform (s) , frame structure (s) , multiple access scheme (s) , protocol (s) , coding scheme (s) and / or modulation scheme (s) for conveying information (e.g., data) over a wireless communications link. The wireless communications link may support a link between a radio access network and user equipment (e.g., a “Uu” link) , and / or the wireless communications link may support a link between device and device, such as between two user equipments (e.g., a “sidelink” ) , and / or the wireless communications link may support a link between a non-terrestrial (NT) -communication network and user equipment (UE) . The following are some examples for the above components.

[0094] ○ A waveform component may specify a shape and a form of a signal being transmitted. Waveform options may include orthogonal multiple access waveforms and non-orthogonal multiple access waveforms. Non-limiting examples of such waveform options include Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) , Direct Fourier Transform spread OFDM (DFT-OFDM) , Filtered OFDM (f-OFDM) , Time windowing OFDM, Filter Bank Multicarrier (FBMC) , Universal Filtered Multicarrier (UFMC) , Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) , Wavelet Packet Modulation (WPM) , Faster Than Nyquist (FTN) Waveform and low Peak to Average Power Ratio Waveform (low PAPR WF) .

[0095] ○ A frame structure component may specify a configuration of a frame or group of frames. The frame structure component may indicate one or more of a time, frequency, pilot signature, code, subcarrier spacing, cyclic prefix length or other parameter of the frame or group of frames. More details of frame structure will be discussed hereinafter.

[0096] ○ A multiple access scheme component may specify multiple access technique options, including technologies defining how communicating devices share a common physical channel, such as: TDMA; FDMA; CDMA; space division multiple access (SDMA) ; OFDMA; SC-FDMA; Low Density Signature Multicarrier CDMA (LDS-MC-CDMA) ; Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) ; Pattern Division Multiple Access (PDMA) ; Lattice Partition Multiple Access (LPMA) ; Resource Spread Multiple Access (RSMA) ; and Sparse Code Multiple Access (SCMA) . Furthermore, multiple access technique options may include: scheduled access vs. non-scheduled access, also known as grant-free access; non-orthogonal multiple access vs. orthogonal multiple access, e.g., via a dedicated channel resource (e.g., no sharing between multiple communicating devices) ; contention-based shared channel resources vs. non-contention-based shared channel resources; and cognitive radio-based access.

[0097] ○ A hybrid automatic repeat request (HARQ) protocol component may specify how a transmission and / or a re-transmission is to be made. Non-limiting examples of transmission and / or re-transmission mechanism options include those that specify a scheduled data pipe size, a signaling mechanism for transmission and / or re-transmission and a re-transmission mechanism.

[0098] ○ A coding and modulation component may specify how information being transmitted may be encoded / decoded and modulated / demodulated for transmission / reception purposes. Coding may refer to methods of error detection and forward error correction. Non-limiting examples of coding options include turbo trellis codes, turbo product codes, fountain codes, low-density parity check codes and polar codes. Modulation may refer, simply, to the constellation (including, for example, the modulation technique and order) , or more specifically to various types of advanced modulation methods such as hierarchical modulation and low PAPR modulation.

[0099] In some implementations, the air interface may be a “one-size-fits-all concept. ” For example, the components within the air interface cannot be changed or adapted once the air interface is defined. In some implementations, only limited parameters or modes of an air interface, such as a cyclic prefix (CP) length or a MIMO mode, can be configured. In some implementations, an air interface design may provide a unified or flexible framework to support frequencies below known 6 GHz bands and frequencies beyond the 6 GHz bands (e.g., mmWave bands) for both licensed and unlicensed access. As an example, flexibility of a configurable air interface provided by a scalable numerology and symbol duration may allow for transmission parameter optimization for different spectrum bands and for different services / devices. As another example, a unified air interface may be self-contained in a frequency domain and a frequency domain self-contained design may support more flexible RAN slicing through channel resource sharing between different services in both frequency and time.

[0100] A frame structure is a feature of the wireless communication physical layer that defines a time domain signal transmission structure, e.g., to allow for timing reference and timing alignment of basic time domain transmission units. Wireless communication between communicating devices may occur on time-frequency resources governed by a frame structure. The frame structure may, sometimes, instead be called a radio frame structure.

[0101] Depending upon the frame structure and / or configuration of frames in the frame structure, frequency division duplex (FDD) and / or time-division duplex (TDD) and / or full duplex (FD) communication may be possible. FDD communication is when transmissions in different directions (e.g., uplink vs. downlink) occur in different frequency bands. TDD communication is when transmissions in different directions (e.g., uplink vs. downlink) occur over different time durations. FD communication is when transmission and reception occurs on the same time-frequency resource, i.e., a device can both transmit and receive on the same frequency resource concurrently in time.

[0102] One example of a frame structure is a frame structure in long-term evolution (LTE) cellular systems, having the following specifications: each frame is 10 ms in duration; each frame has 10 subframes, which subframes are each 1 ms in duration; each subframe includes two slots, each of which slots is 0.5 ms in duration; each slot is for the transmission of seven OFDM symbols (assuming normal CP) ; each OFDM symbol has a symbol duration and a particular bandwidth (or partial bandwidth or bandwidth partition) related to the number of subcarriers and subcarrier spacing; the frame structure is based on OFDM waveform parameters such as subcarrier spacing and CP length (where the CP has a fixed length or limited length options) ; and the switching gap between uplink and downlink in TDD has to be the integer time of OFDM symbol duration.

[0103] Another example of a frame structure is a frame structure in new radio (NR) having the following specifications: multiple subcarrier spacings are supported, each subcarrier spacing corresponding to a respective numerology; the frame structure depends on the numerology, but the frame length is set at 10 ms and each frame comprises ten subframes, each subframe of 1 ms duration; a slot is defined as 14 OFDM symbols; and slot length depends upon the numerology. For example, the NR frame structure for normal CP 15 kHz subcarrier spacing ( “numerology 1” ) and the NR frame structure for normal CP 30 kHz subcarrier spacing (“numerology 2” ) are different. For 15 kHz subcarrier spacing, the slot length is 1 ms and, for 30 kHz subcarrier spacing, the slot length is 0.5 ms. The NR frame structure may have more flexibility than the LTE frame structure.

[0104] Another example of a frame structure is an example flexible frame structure, e.g., for use in a 6G network or a later network. In a flexible frame structure, a symbol block may be defined as the minimum duration of time that may be scheduled in the flexible frame structure. A symbol block may be a unit of transmission having an optional redundancy portion (e.g., CP portion) and an information (e.g., data) portion. An OFDM symbol is an example of a symbol block. A symbol block may alternatively be called a symbol. Implementations of flexible frame structures include different parameters that may be configurable, e.g., frame length, subframe length, symbol block length, etc. A non-exhaustive list of possible configurable parameters, in some implementations of a flexible frame structure, includes:

[0105] 1) A frame length parameter: The frame length need not be limited to 10 ms and the frame length may be configurable and change over time. In some implementations, each frame includes one or multiple downlink synchronization channels and / or one or multiple downlink broadcast channels and each synchronization channel and / or broadcast channel may be transmitted in a different direction by different beamforming. The frame length may be more than one possible value and configured based on the application scenario. For example, autonomous vehicles may require relatively fast initial access, in which case the frame length may be set as 5 ms for autonomous vehicle applications. As another example, smart meters on houses may not require fast initial access, in which case the frame length may be set as 20 ms for smart meter applications.

[0106] 2) A subframe duration parameter: A subframe might or might not be defined in the flexible frame structure, depending upon the implementation. For example, a frame may be defined to include slots, but no subframes. In frames in which a subframe is defined, e.g., for time domain alignment, then the duration of the subframe may be configurable. For example, a subframe may be configured to have a length of 0.1 ms or 0.2 ms or 0.5 ms or 1 ms or 2 ms or 5 ms, etc. In some implementations, if a subframe is not needed in a particular scenario, then the subframe length may be defined to be the same as the frame length or not defined.

[0107] 3) A slot configuration parameter: A slot might or might not be defined in the flexible frame structure, depending upon the implementation. In frames in which a slot is defined, then the definition of a slot (e.g., in time duration and / or in number of symbol blocks) may be configurable. In one implementation, the slot configuration is common to all UEs or a group of UEs. For this case, the slot configuration information may be transmitted to the UEs in a broadcast channel or common (or group) control channel (s) . In other implementations, the slot configuration may be UE specific, in which case the slot configuration information may be transmitted in a UE-specific control channel. In some implementations, the slot configuration signaling can be transmitted together with frame configuration signaling and / or subframe configuration signaling. In other implementations, the slot configuration may be transmitted independently from the frame configuration signaling and / or subframe configuration signaling. In general, the slot configuration may be system common, base station common, UE group common or UE specific.

[0108] 4) A subcarrier spacing (SCS) parameter: The SCS parameter is one parameter of scalable numerology that may allow the SCS to possibly range from 15 KHz to 480 KHz. The SCS may vary with the frequency of the spectrum and / or maximum UE speed to minimize the impact of Doppler shift and phase noise. In some examples, there may be separate transmission and reception frames and the SCS of symbols in the reception frame structure may be configured independently from the SCS of symbols in the transmission frame structure. The SCS in a reception frame may be different from the SCS in a transmission frame. In some examples, the SCS of each transmission frame may be half the SCS of each reception frame. If the SCS between a reception frame and a transmission frame is different, the difference does not necessarily have to scale by a factor of two, e.g., if more flexible symbol durations are implemented using inverse discrete Fourier transform (IDFT) instead of fast Fourier transform (FFT) . Additional examples of frame structures can be used with different SCSs.

[0109] 5) A parameter indicative of a flexible transmission duration of a basic transmission unit: The basic transmission unit may be a symbol block (alternatively called a symbol) , which, in general, includes a redundancy portion (referred to as the CP) and an information (e.g., data) portion. In some implementations, the CP may be omitted from the symbol block. The CP length may be flexible and configurable. The CP length may be fixed within a frame or flexible within a frame and the CP length may possibly change from one frame to another, or from one group of frames to another group of frames, or from one subframe to another subframe, or from one slot to another slot, or dynamically from one scheduling to another scheduling. The information (e.g., data) portion may be flexible and configurable. Another possible parameter relating to a symbol block that may be defined is ratio of CP duration to information (e.g., data) duration. In some implementations, the symbol block length may be adjusted according to: a channel condition (e.g., multi-path delay, Doppler) ; and / or a latency requirement; and / or an available time duration. As another example, a symbol block length may be adjusted to fit an available time duration in the frame.

[0110] 6) A Flexible switch gap parameter: A frame may include both a downlink portion, for downlink transmissions from a base station, and an uplink portion, for uplink transmissions from UEs. A gap may be present between each uplink and downlink portion, which gap is referred to as a switching gap. The switching gap length (duration) may be configurable. A switching gap duration may be fixed within a frame or flexible within a frame and a switching gap duration may possibly change from one frame to another, or from one group of frames to another group of frames, or from one subframe to another subframe, or from one slot to another slot, or dynamically from one scheduling to another scheduling.

[0111] A device, such as a base station, may provide coverage over a cell. Wireless communication with the device may occur over one or more carrier frequencies. A carrier frequency will be referred to as a carrier. A carrier may alternatively be called a component carrier (CC) . A carrier may be characterized by its bandwidth and a reference frequency, e.g., the center frequency of the carrier, the lowest frequency of the carrier or the highest frequency of the carrier. A carrier may be on a licensed spectrum or an unlicensed spectrum. Wireless communication with the device may also, or instead, occur over one or more bandwidth parts (BWPs) . For example, a carrier may have one or more BWPs. More generally, wireless communication with the device may occur over spectrum. The spectrum may comprise one or more carriers and / or one or more BWPs.

[0112] A cell may include one or multiple downlink resources and, optionally, one or multiple uplink resources. A cell may include one or multiple uplink resources and, optionally, one or multiple downlink resources. A cell may include both one or multiple downlink resources and one or multiple uplink resources. As an example, a cell might only include one downlink carrier / BWP, or only include one uplink carrier / BWP, or include multiple downlink carriers / BWPs, or include multiple uplink carriers / BWPs, or include one downlink carrier / BWP and one uplink carrier / BWP, or include one downlink carrier / BWP and multiple uplink carriers / BWPs, or include multiple downlink carriers / BWPs and one uplink carrier / BWP, or include multiple downlink carriers / BWPs and multiple uplink carriers / BWPs. In some implementations, a cell may, instead or additionally, include one or multiple sidelink resources, including sidelink transmitting and receiving resources.

[0113] A BWP is a set of contiguous or non-contiguous frequency subcarriers on a carrier, or a set of contiguous or non-contiguous frequency subcarriers on multiple carriers, or a set of non-contiguous or contiguous frequency subcarriers, which may have one or more carriers.

[0114] In some implementations, a carrier may have one or more BWPs, e.g., a carrier may have a bandwidth of 20 MHz and comprise one BWP or a carrier may have a bandwidth of 80 MHz and comprise two adjacent contiguous BWPs, etc. In other implementations, a BWP may have one or more carriers, e.g., a BWP may have a bandwidth of 40 MHz and comprise two adjacent contiguous carriers, where each carrier has a bandwidth of 20 MHz. In some implementations, a BWP may comprise non-contiguous spectrum resources, which comprises non-contiguous multiple carriers, where the first carrier of the non-contiguous multiple carriers may be in mmW band, the second carrier may be in a low band (such as 2 GHz band) , the third carrier (if it exists) may be in THz band and the fourth carrier (if it exists) may be in visible light band. Resources in one carrier which belong to the BWP may be contiguous or non-contiguous. In some implementations, a BWP has non-contiguous spectrum resources on one carrier.

[0115] Wireless communication may occur over an occupied bandwidth. The occupied bandwidth may be defined as the width of a frequency band such that, below the lower and above the upper frequency limits, the mean powers emitted are each equal to a specified percentage, β / 2, of the total mean transmitted power, for example, the value of β / 2 is taken as 0.5%.

[0116] The carrier, the BWP or the occupied bandwidth may be signaled by a network device (e.g., by a base station) dynamically, e.g., in physical layer control signaling such as the known DCI, or semi-statically, e.g., in radio resource control (RRC) signaling or in signaling in the medium access control (MAC) layer, or be predefined based on the application scenario; or be determined by the UE as a function of other parameters that are known by the UE, or may be fixed, e.g., by a standard.

[0117] A terrestrial communication system may also be referred to as a land-based or ground-based communication system, although a terrestrial communication system can also, or instead, be implemented on or in water. A wireless communications system may support communications between a UE and non-terrestrial devices, which is also called as a non-terrestrial communication system. The non-terrestrial communication system may bridge coverage gaps in underserved areas by extending the coverage of cellular networks through the use of non-terrestrial nodes, which will be key to establishing global, seamless coverage and providing mobile broadband services to unserved / underserved regions. In the current case, it is hardly possible to implement terrestrial access-points / base-stations infrastructure in areas like oceans, mountains, forests, or other remote areas.

[0118] The terrestrial communication system may be a wireless communications system using 5G technology and / or later generation wireless technology (e.g., 6G or later) . In some examples, the terrestrial communication system may also accommodate some wireless technologies (e.g., 3G or 4G wireless technology) . The non-terrestrial communication system may be a communications system using satellite constellations, like Geo-Stationary Orbit (GEO) satellites, which utilize broadcast public / popular contents to a local server. The non-terrestrial communication system may be a communications system using low earth orbit (LEO) satellites, which are known to establish a better balance between large coverage area and propagation path-loss / delay. The non-terrestrial communication system may be a communications system using stabilized satellites in very low earth orbits (VLEO) technologies, thereby substantially reducing the costs for launching satellites to lower orbits. The non-terrestrial communication system may be a communications system using high altitude platforms (HAPs) , which are known to provide a low path-loss air interface for the users with limited power budget. The non-terrestrial communication system may be a communications system using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) (or unmanned aerial system, “UAS” ) achieving a dense deployment, since their coverage can be limited to a local area, such as airborne, balloon, quadcopter, drones, etc. In some examples, GEO satellites, LEO satellites, UAVs, HAPs and VLEOs may be horizontal and two-dimensional. In some examples, UAVs, HAPs and VLEOs may be coupled to integrate satellite communications to cellular networks. Emerging 3D vertical networks comprise many moving (other than geostationary satellites) and high altitude access points such as UAVs, HAPs and VLEOs.

[0119] One possible scenario is that T-TRPs 170 are communicating with NT-TRPs 172 that are part of a satellite constellation, as shown in an example network 600 illustrated in FIG. 6. A satellite constellation comprises a plurality of satellites in satellite orbits that are arranged such that Earth is provided with wireless coverage from the satellites. Each satellite orbit may have a plurality of satellites therein. The T-TRPs 170 may be connected to the core network 130 through terrestrial ( “TN” ) gateways 602, while the NT-TRPs 172, in the satellite constellations, may be connected to the core network 130 through dedicated, non-terrestrial ( “NTN” ) gateways 604. Devices, such as UEs, may connect and communicate with a T-TRP 170 or with an NT-TRP 172 depending on the conditions of traffic load, radio link quality, congestion, and so on.

[0120] Another possible scenario may be envisioned wherein the satellite constellation effectively acts as the gateway for the T-TRPs 170 on the ground, as shown in an example network 700 illustrated in FIG. 7. The NT-TRPs 172 in the satellite constellation communicate with the core network 130 through NTN gateways 604 located on the ground using a wireless link, while the NTN gateways 604 on the ground may use a wired link (e.g., a fiber optic link) to communicate with the core network 130. The T-TRPs 170 communicate with satellites using a wireless link and satellites communicate between each-other using free space optical links (using, e.g., lasers) . Devices, such as UEs, may connect and communicate with a T-TRP 170 or with an NT-TRP 172, depending on the conditions of traffic load, radio link quality, congestion, and so on.

[0121] Another possible scenario may be envisioned where the NT-TRPs 172 communicate with the T-TRPs 170 through the core network 130, as shown in an example network 800 illustrated in FIG. 8. The NT-TRPs 172 may first communicate with dedicated non-terrestrial gateways 604, which then communicate with the core network 130. The core network 130 may then relay information from the NT-TRPs 172 to the T-TRPs 170 via dedicated terrestrial gateways 602. Devices, such as UEs, may connect and communicate with a T-TRP 170 or with an NT-TRP 172, depending on the conditions of traffic load, radio link quality, congestion, and so on.

[0122] In the scenarios above, a link between a UE and a NT-TRP 172 may be called a service link and links between the NT-TRPs 172 and the NTN gateway 604 may be called feeder links. In addition, a link between two NT-TRPs 172 may be called an inter-satellite link (ISL) (not shown in FIG. 6, 7 or 8) . Each NT-TRP 172 may be associated with one or more NTN gateways 604.

[0123] Multiple-input-multiple-output technology (sometimes simply referred to as “MIMO” ) allows an antenna array having multiple antennas to perform enhanced signal transmissions and receptions, which can result in higher data transmission rates. The ED 110 and the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 may use MIMO to communicate over physical layer wireless resources. MIMO utilizes multiple antennas at a transmit apparatus and / or receive apparatus to transmit and / or receive data in a same physical layer resource block over multiple parallel wireless signals. It follows that multiple antennas may be utilized at the receiver. MIMO may involve beamforming parallel wireless signals for reliable multipath transmission of data in the resource block. MIMO may involve bonding parallel wireless signals that transport different data, thereby effectively increasing the data rate of the data carried in a resource block.

[0124] In recent years, a MIMO wireless communication system with the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 configured with a large number of antennas (known as a large-scale MIMO or massive MIMO, for example) has gained wide attention from academia and industry. In the large-scale MIMO system, the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172, are generally configured with more than ten antennas (such as 128 antennas or 256 antennas) and serve dozens of the ED 110 (such as 40 devices) . By having a large number of antennas, the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 can greatly increase the degree of spatial freedom of wireless communications, improve transmission rates, spectrum efficiency and power efficiency and minimize or largely eliminate interference between cells. Using the degree of spatial freedom provided by the large number of antennas, the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 of each cell can communicate with many ED 110 in the cell on a same frequency resource at a same time (that is, on a same time-frequency resource) , thus greatly increasing the spectrum efficiency of the system. By having a large number of antennas, the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 also enable each user to have better spatial directivity for uplink and downlink transmission. This can further result in a reduction of transmission power at one or more of the T-TRP 170, the NT-TRP 172 and the ED 110, thus improving overall power efficiency in the system.

[0125] MIMO technology may include single-user MIMO (SU-MIMO) , where signals on multiple spatial layers are transmitted to a same ED 110, and multiple-user MIMO (MU-MIMO) , where multiple spatial layers are transmitted to multiple EDs 110.

[0126] A MIMO system may include a receive apparatus (ED 110 for a downlink transmission, the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 for an uplink transmission, for example) connected to one or more receive (RX) antennas, a transmit apparatus (the T-TRP 170 and / or the NT-TRP 172 for a downlink transmission, or ED 110 for an uplink transmission, for example) connected to one or more transmit (TX) antennas. For instance, a plurality of RX antennas may form an antenna array in which the plurality of RX antennas are arranged in line at even intervals, which may be known as a uniform linear array (ULA) .

[0127] FIG. 9 illustrates an example of a channel model of a MIMO system. A transmit apparatus 902 is connected to four TX antennas, labelled x1, x2, x3 and x4. A receive apparatus 904 is connected to four RX antennas, labelled y1, y2, y3 and y4. A transmission channel may be formed between each TX antenna and each RX antenna pair. For example, a signal transmitted from the TX antenna labelled x1 may be received by the RX antenna labelled y2 through channel h21. A signal transmitted through the TX antenna labelled x3 may be received by the RX antenna labelled y1 through channel h13.

[0128] A beam may also be expressed as spatial filter or spatial parameters correspondingly. A beam may be formed by performing amplitude and / or phase weighting on data transmitted or received by at least one antenna port. A beam may be formed by using another method; for example, adjusting a related parameter of an antenna. The beam may include a Tx beam and / or a Rx beam. A beam used to transmit a signal may be referred to as a transmit beam (Tx beam) and can be expressed as spatial domain transmit filter or spatial transmit parameters, correspondingly. The transmit beam indicates distribution of signal strength formed in different directions in space after a signal is transmitted through an antenna. A beam used to receive a signal may be referred to as a receive beam (Rx beam) , and can be expressed as spatial domain receive filter or spatial receive parameters. The receive beam indicates distribution of signal strength that is of a wireless signal received from an antenna and that is in different directions in space. Beam information may include a beam identifier, an antenna port (s) identifier, a channel state information reference signal (CSI-RS) resource identifier, a synchronization signal block (SSB) resource identifier, a sounding reference signal (SRS) resource identifier or other reference signal resource identifier.

[0129] Beamforming technology can be used to form, shape or steer a beam. Beam forming can also be expressed in terms of spatial filtering, directional transmission or directional reception. For example, the beamforming technology may be specifically a digital beamforming technology, an analog beamforming technology, a hybrid digital / analog beamforming technology, or the like. The beamforming may relate to the adjustment of signals communicated via the antenna ports. The adjustments may include amplitude offsets, phase offsets or both of the signals and may be defined by a beamforming weight set.

[0130] A beam alignment mechanism between the transmitting apparatus and the receiving apparatus to ensure communication quality can be called beam management. A beam management mechanism detects and predicts beam failure and mitigates beam failure. Such mechanism should facilitate agile beam recovery and autonomously track, refine and adjust beams. Beam management mainly includes one or more of the following: beam sweeping; beam tracking; beam measurement and reporting; beam prediction; beam switching; beam failure and recovery (BFR) ; and the like.

[0131] For beam sweeping, a base station (e.g., T-TRP 170 and / or NT-TRP 172) may sequentially transmit signals by using beams of different directions and search for an optimal transmit beam aligned with a UE by traversing and sweeping all beams. When performing beam sweeping via beams, the transmitting apparatus sends reference signals via the beams, in a number of different directions, while the receiving apparatus searches for reference signals transmitted by the transmitting apparatus, also in a number of different directions. Examples of a type of reference signal that is transmitted by a transmitting apparatus, may be a channel state information reference signal (CSI-RS) or a positioning reference signal (PRS) . An example of a type of reference signal that may be transmitted by a receiving apparatus may be a sounding reference signal (SRS) . Beam sweeping overhead involves a number of beam pairs (atransmitting apparatus beam and a receiving apparatus beam forming a beam pair) that are searched in order to find one or more beam pairs that have preferred characteristics (e.g., best signal strength) for data communication between the transmitting apparatus and receiving apparatus. Besides the number of beam pairs, the beam sweeping overhead also depends on a duration to perform the measurement (e.g., measurement of the receive signal strength) .

[0132] Beam tracking may be a functionality used by a UE (e.g., ED 110) to make informed decisions about selecting a different beam or beam pair.

[0133] Beam measurements are important for proper data transmission and decoding as well as beam and cell association, as communication parameters may be configured based, at least partly, on the beam measurement values. In some scenarios, a UE periodically reports, to an associated base station, such as a base station serving the UE, a base station that may be a potential handover candidate, a base station that may be used as part of beam failure recovery, the beam measurement values, for example the measured beam reference signal received power (RSRP) , signal to noise ratio (SNR) , signal to interference and noise ratio (SINR) , reference signal received quality (RSRQ) , interference power, and / or signal power. Whenever a UE changes its location, speed, or orientation, the beam to be reported to the associated base station may have different RSRP values, because the beam is configured to be transmitted at one or more particular angles or to a specific area. The UE may report, to the base station, measured RSRP values for different types of beams. For example, serving beams, beams that may be used for beam switching, beams that may be used for BFR, and / or beams that may be used for potential handover (HO) .

[0134] Beam prediction may, potentially, reduce the latency for beam switching and, thereby, fluctuations experienced in link quality. Beam prediction may be performed at the base station or at the UE, or both.

[0135] BFR further includes beam failure detection, discovery of new beams and beam recovery procedures.

[0136] A beam pairing relationship may be understood to refer to a pairing relationship between a transmit beam and a receive beam. A beam pairing relationship may also be understood to refer to a pairing relationship between a spatial transmit filter and a spatial receive filter. Transmit and receive beams may be spatially related. For example, parameters for a second beam (e.g., a transmit beam or a receive beam) for a second reference signal can be derived or inferred from information about a first beam (e.g., a Tx beam or an Rx beam) for a first reference signal. A relatively large beamforming gain can be obtained by transmitting a signal between a transmit beam and a receive beam that have a beam pairing relationship.

[0137] An antenna panel may also be called a panel. Each antenna panel may be configured with one or more receive beams and one or more transmit beams. Therefore, the antenna panel can be understood or correspondingly referred to as a unit of an antenna group, a unit of an antenna array or a unit of an antenna sub-array, which can control its Tx or Rx beam independently. A base station, or a UE, may receive a signal by using a receive beam on an antenna panel or may transmit a signal by using a transmit beam on the antenna panel.

[0138] In some implementations, for the UE, antenna panels are distinguished by resources of an uplink reference signal. For example, when the uplink reference signal is a sounding reference signal (SRS) , one antenna panel may correspond to one SRS resource set identifier (ID) . In other words, one SRS resource set ID indicates one antenna panel.

[0139] In some implementations, base stations are distinguished by panel IDs. For example, the panel ID may be carried in a transmission configuration indicator (TCI) .

[0140] An antenna port, which may also be referred to as a port for short, is a transmit antenna identified by a receiving apparatus or a transmit antenna that can be distinguished in a spatial domain. For each virtual antenna, one antenna port may be configured and each virtual antenna may be a weighted combination of multiple physical antennas. Each antenna port may correspond to one reference signal port.

[0141] Two antenna ports are said to be quasi co-located (QCLed) if large-scale properties (or channel features) of the channel over which a symbol on one antenna port is conveyed can be inferred from the channel over which a symbol on the other antenna port is conveyed. The large-scale properties (or channel features) may include one or more of: delay spread; Doppler spread; Doppler shift; average delay; average gain; and spatial RX parameter. The spatial RX parameter may include, for example, angle of arrival (AOA) , average AOA, AOA spread, angle of departure (AOD) , average AOD, AOD spread, RX antenna spatial correlation parameter, TX antenna spatial correlation parameter, transmit beam, receive beam, resource identifier, and the like.

[0142] The angle mentioned above may be a decomposition value of different dimensions or a combination of decomposition values of different dimensions. The two antenna ports mentioned above may be antenna ports with different antenna port numbers and / or antenna ports with a same antenna port number that send or receive information in different time and / or frequency and / or code domain resources and / or antenna ports that have different antenna port numbers to send or receive information in different time and / or frequency and / or code domain resources. The resource identifier may include, for example, a CSI-RS resource identifier, an SRS resource identifier, a synchronization signal / synchronization signal block resource identifier, a demodulation reference signal (DMRS) resource identifier or resource identifier of preamble sequence transmitted on physical random access channel (PRACH) .

[0143] In a MIMO system, to implement functions such as system synchronization, channel information feedback and data transmission, channel estimation may be performed on an UL channel or a DL channel. Channel estimation refers to the process of reconstructing or restoring received signals to compensate for signal distortion caused by channel fading and noise. In channel estimation, a reference signal sent by a transmitting apparatus may be used to track a change in the time domain and / or frequency domain of a channel, so as to reconstruct or restore a received signal. The reference signal may also be referred to as a pilot signal, a reference sequence or the like and may be described as a reference signal in the following for ease of understanding. The reference signal may comprise, for example, a channel state information-reference signal (CSI-RS) , a sounding reference signal (SRS) or a demodulation reference signal (DMRS) .

[0144] The CSI-RS is mainly used for DL channel estimation. For example, a receiving apparatus (e.g., a UE) may perform channel estimation based on a CSI-RS sent by a transmitting apparatus (e.g., a base station) , to feedback channel state information (CSI) based on a channel estimation result. The CSI may include related information such as a channel quality indicator (CQI) , a precoding matrix indicator (PMI) , a layer indicator (LI) , and a rank indicator (RI) . The CSI is used to reconstruct or precode the DL channel.

[0145] Referring to FIG. 10, which illustrates a base station 1002 in communication with a UE 1004, in some implementations, a process in which the base station 1002 obtains CSI may include: sending (step 1010) , by the base station 1002 to the UE 1004, a reference signal; obtaining (step 1012) , by the UE 1004, an estimated CSI value according to the received reference signal; selecting (step 1014) , by the UE 1004, a precoding vector from a codebook according to the estimated CSI value; transmitting, by the UE 1004, feedback including the index of the precoding vector to the base station; and obtaining (step 1016) , by the base station 1002, a CSI reconstruction value with reference to the index of the precoding vector. The CSI reconstruction value can be a CSI closest to the true value of the CSI that can be obtained by the base station.

[0146] A reflective intelligent surface (RIS) may also be known as a large intelligent surface (LIS) , an intelligent reflecting surface (IRS) , a digitally controlled surface (DCS) , intelligent passive mirrors and an artificial radio space. While, in subsequent portions of this disclosure, the acronym “RIS” is used most frequently, it is to be understood then the use of this acronym is for simplicity and is not indented to limit the disclosure.

[0147] A RIS can realize a smart radio environment or “smart radio channel, ” i.e., environment radio propagation properties can be controlled to realize personalized channel for desired communication. The RIS may be established among multiple base stations to produce large scale smart radio channels that serve multiple users. With a controllable environment, RISs may first sense environment information and then feed the environment information back to the system. Accordingly, the system may optimize transmission mode and RIS parameters through smart radio channels, at the transmitting apparatus, channel and receiving apparatus.

[0148] Because of the beamforming gains associated with RISs, exploiting smart radio channels can improve link quality, system performance, cell coverage and cell edge performance in wireless networks. Not all RIS panels use the same structure. Different RIS panels may be designed with various phase adjusting capabilities that range from continuous phase control to discrete control with a handful of levels.

[0149] Another application of RISs is in transmitting apparatuses that directly modulate incident radio wave properties, such as phase, amplitude polarization and / or frequency without the need for active components as in RF chains in MIMO transmitting apparatuses. RIS-based transmitting apparatuses have many merits, such as simple hardware architecture, low hardware complexity, low energy consumption and high spectral efficiency. Therefore, RIS provides a new direction for extremely simple transmitting apparatus design in future radio systems.

[0150] RIS assisted MIMO also may be used to assist fast beamforming with the use of accurate positioning or used to conquer blockage effects through CSI acquisition in mmWave systems. Alternatively, RIS assisted MIMO may be used in non-orthogonal multiple access (NOMA) in order to improve reliability at very low SNR, accommodate more users and enable higher modulation schemes. RIS is also applicable to native physical security transmission, wireless power transfer or simultaneous data and wireless power transfer, and flexible holographic radios.

[0151] The ability to control the environment and network topology through strategic deployment of RISs and other non-terrestrial and controllable nodes is an important paradigm shift in MIMO system.

[0152] Comparing with beamforming at transmit or receiving apparatus sides, spatial beamforming at RIS has more flexibility to realize the beamforming gain as well as to avoid the blockage fading between the transmitting apparatus and receiving apparatus, which is more favorable for high frequency MIMO communication.

[0153] A RIS may include many small reflection elements, often comparable in size with the wavelength (for example, from 1 / 10 of a wavelength to a couple of wavelengths) . Each element may be controlled independently. The control mechanism may be, for example, a bias voltage or a driving current, to change the characteristics of the element. The combination of the control voltages for all elements (and hence the effective response) may be referred to as a RIS pattern. The RIS pattern may control the behavior of the RIS including at least one of the width, shape and direction of a beam, which is referred to as the beam pattern.

[0154] The controlling mechanism of the RIS is often through controlling the phase of a wavefront incident on the surface and reflected by the surface. Other techniques of controlling the RIS include attenuating reflection of the amplitude to reduce the reflected power and “switching off” the surface. Attenuating the power and switching off the surface can be realized by using only a portion of the RIS, or using none of the RIS, for reflection while applying a random pattern to the rest of the panel, or a pattern that reflects the incident wavefront in a direction that is not in a desired direction. Reflecting a signal between two devices, a transmitting apparatus and a receiving apparatus, either of which can be a BS, UE, or relay, may also be considered steering the signal.

[0155] In some portions of this disclosure, RIS may be referred to as a set of configurable elements arranged in a linear array or a planar array. Nevertheless, the analysis and discussions are extendable to other two dimensional or three dimensional arrangements (e.g., a circular array) . A linear array is a vector of N configurable elements and a planar array is a matrix of N×M configurable elements, where M and N are non-zero integers. These configurable elements have the ability to redirect a wave / signal that is incident on the linear or planar array by changing the phase of the wave / signal. The configurable elements are also capable of changing the amplitude, polarization or even the frequency of the wave / signal. In some planar arrays these changes occur as a result of changing bias voltages that control the individual configurable elements of the array via a control circuit connected to the linear or planar array. The control circuit that enables control of the linear or planar array may be connected to a communications network that base stations and UEs communicating with each other are part of. For example, the network that controls the base station may also provide configuration information to the linear or planar array. Control methods other than bias voltage control include, but are not limited to, mechanical deformation and phase change materials.

[0156] Because of their ability to manipulate the incident wave / signal, the low cost of these types of RIS, and because these types of RIS require small bias voltages, RIS have received heightened research interest in the area of wireless communication as a valuable tool for beamforming and / or modulating communication signals.

[0157] A basic example for RIS utilization in beamforming is shown in FIG. 11, wherein each configurable element 4a (unit cell) of a RIS 1104 can change the phase of the incident wave from a source 1102, such that the reflected waves from all of the RIS elements are aligned to the direction of a destination 1106 to increase or maximize its received signal strength (e.g., maximize the signal to noise ratio (SNR) ) . Such a reflection via the RIS 1104 may be referred to as reflect-array beamforming. In some implementations, the planar array of configurable elements, which may be referred to as RIS panels, can be formed of multiple co-planar RIS sub-panels. In some implementations, the RIS 1104 can be considered as an extension of base station antennas or a type of distributed antenna. In some implementations, the RIS 1104 can also be considered as a type of passive relay.

[0158] In NTN, cell planning and optimization is often carried out in view of an aim to ensure that coverage map of the cells is covered by the satellite beams without any gaps. Accordingly, beam footprints are often overlapped at beam footprints boundaries. Also, beam footprints may be fully overlapped, when the planning of NTN cell establishes one or more spot beams with a corresponding footprint inside a footprint associated with a relatively wide beam to, thereby, increase cell capacity. In such a scenario, one or more relatively narrow beams are employed inside a wider satellite beam. Similar scenarios are known, such as when a micro-cell, a pico-cell or a femto-cell are positioned inside a micro cell of a terrestrial network. It follows that avoidance of the ping-pong phenomenon may not be guaranteed in NTN. It may be shown that, when an NTN-UE is positioned in a location where beam footprints are overlapped, the NTN-UE experiences relatively high inter-beam interference and, at the same time, the NTN-UE experiences the highest path loss (the longest distance toward the satellite) relative to other locations within the beam footprint. The combination of inter-beam interference and path loss magnifies the effects of the ping-pong phenomenon. It may be shown that, when an NTN-UE is positioned in a location where beam footprints are overlapped, the NTN-UE is served by the weakest and most highly fluctuating received signal. From another point of view, in the case wherein a first beam is a spot beam serving a footprint inside footprint of a second, wider beam, the possibility exists for inter-beam interference, cross-link interference and intra-beam interference. When the beams belong to different satellites, inter-satellite interference and / or cross-link coexistence interference may occur. Considering that UEs, and also gNBs in NTN, are power limited devices, which need to optimize their energy resources, all of these shortcomings in NTN need to be addressed and solved in optimal way that ensure high quality and reliability of service. In addition, a good solution will be the one that optimizes the NTN resources and carries a balanced load among beams / satellites of NTN.

[0159] It is known that atmospheric effects may result in signal degradation. Typical atmospheric effects include rain, fog and ionospheric disturbance. These atmospheric effects may also cause coverage holes. The problem of coverage holes may be more severe in urban areas than in rural areas, due to the existence, in urban areas, of various further signal degradation factors, such as dense multipath fading, scattering, refractions and reflections.

[0160] It is known that satellites for operators are allocated so-called orbital slots. An orbital slot may be considered to be a designated parking spot in space. The International Telecommunication Union (ITU) allocates orbital slots in an effort to establish that satellites may coexist in space without colliding. Notably, however, orbital slots are subject to limitations due to ITU conventions. These limitations may result in coverage holes for individual operators. Coverage holes in NTN may also arise from limitations in spectrum allocations, frequency reuse, poor phasing and synchronization of satellites and constraints on beam width and power. Furthermore, satellites can experience technical degradation over time, which may create some blind spots in the satellite footprint on the earth.

[0161] In some scenarios, integrating RISs and embedding RISs in an NTN communications environment on the ground may be used as a good solution to the problem of coverage holes. The integration between NTN and RIS may also be used to solve the problems that are associated with beam switching. Aspects of the present disclosure relate to performing a beam switching operation responsive to determining, based on a beam switching configuration, that a switching condition has occurred. In some implementations, the beam switching operation may involve a terminal device switching from communicating with a network node (e.g., a non-terrestrial network device) using a first beam spatial filter configuration to communicating with the network node (e.g., the non-terrestrial network device) using a second beam spatial filter configuration. Of course, it is expected that the terminal device will receive the beam switching configuration, the first beam spatial filter configuration and the second beam spatial filter configuration. The second beam spatial filter configuration may allow the terminal device to use a RIS to (e.g., temporarily) communicate with the non-terrestrial network device with the assistance of the RIS. The assistance of the RIS may allow the terminal device to maintain a continuity of communication with the non-terrestrial network device despite a coverage hole.

[0162] Aspects of the present disclosure may be employed to mitigate coverage holes on the ground. As discussed hereinbefore, the coverage holes may be caused by atmospheric conditions, such as rain, fog and ionospheric disturbances, may be caused by blockages, such as due to urban infrastructure, signages, buildings, mountains, etc., and may be caused by orbital slot allocation or interference from signals originating at other satellites and / or originating at elements of terrestrial networks. Aspects of the present disclosure relate to embedding, on the ground, RISs in the cells of an NTN, where the cells are defined by footprints of respective satellite beams.

[0163] In some implementations, an incident wave may be generated, at the source 1102, using only a single RF chain. The RIS 1104 (see FIG. 11) may be configured to adjust, e.g., a phase of the incident wave. Notably, the phase of each configurable element 4a, among a plurality of configurable elements 4a at the RIS 1104, may be independently controlled. The incident wave hits the surface of the RIS 1104 and each configurable element 4a introduces a specific phase shift adjustment to the incident wave. In some implementations, each configurable element 4a responds to instructions from an electronically controlled unit (not shown) . The electronically controlled unit may be configured remotely to perform in adaptive mechanism. The combined effect of the phase adjustments introduced by the plurality of configurable elements 4a is creation of a so-called “assisted beam” that is directed, by the RIS 1104, toward the intended NTN UE (the destination 1106) . The RIS 1104 may be configured to maximize the signal-to-noise ratio (SNR) of a desired signal at the receiver 203 of the NTN UE 1106. Indeed, the RIS 1104 may provide a power boost to the desired signal via the assisted beam.

[0164] A consequence of a power boosted desired signal may be that a current connection between the NTN UE 1106 and a serving gNB / satellite 1102 may be maintained for an extended duration. Such a duration extension may minimize beam switching and, consequently, reduce occurrence of the ping-pong phenomena, discussed hereinbefore. Since the RIS 1104 may implement a directed focus of a beam carrying the desired signal, a received power at the NTN UE 1106 may be maximized when the RIS 1104 is either closest to the source 1102 transmitting in uplink or closest to the destination 1106 receiving in downlink.

[0165] FIG. 12 illustrates a system architecture 1200 for an NTN. The system architecture 1200 of FIG. 12 includes an NT-TRP 172. The NT-TRP 172 is associated with a beam 1201 that covers a beam footprint 1202. The beam footprint 1202 The system architecture 1200 of FIG. 12 includes a RIS 1204, a mountain range (or any obstacle) 1206 and an NTN UE 1208. In the NTN of FIG. 12, the NTN UE 1208 has a Line of Sight (LOS) UE signal path 1210 to the NT-TRP 172 for receiving downlink (DL) transmissions from the NT-TRP 172 and / or transmitting uplink (UL) transmissions to the NT-TRP 172.

[0166] FIG. 13 illustrates the system architecture 1200 of FIG. 12 at a point in time in which the NT-TRP 172 no longer has a LOS UE signal path 1210 to the NTN UE 1208. That is, FIG. 13 illustrates a situation in which the NTN UE 1208 is in a coverage hole and, responsively, the RIS 1204 may be put into use. As illustrated in FIG. 13, the RIS 1204 may reflect an incident signal on a RIS signal path 1310 to create a reflected and assisted signal on a reflected signal path 1312.

[0167] A generic incident signal, x, may be reflected by the RIS 1204 to result in a reflected and / or assisted signal, y. The generic incident signal, x, may be understood to include a plurality of incident components, xn, n=1, 2, 3, …, N, representative of individual incident signals on each element among a total number, N, of elements of the RIS 1204. The reflected and assisted signal, y, may be understood to include a plurality of reflected components, yn, representative of individual reflections from each element among the elements of the RIS 1204. An nth element of the RIS 1204 may be associated with an nth coefficient, βn, with βn ∈ [0, 1] , and an nth adjusted phase, ψn, where ψn∈ [0, 2π) . The nth element of the RIS 1204 may also be associated with a position vector, rn. It follows that an individual component, yn, of the reflected signal, y, may be represented as:

[0168] A power, Pr, of the reflected and assisted signal on the reflected signal path 1312, on the beam 1201, received at the NTN UE 1208 after the incident signal on the RIS signal path 1310 has been reflected by the RIS 1204, may be expressed as:

[0169] where λ represents the wavelength of the carrier of the incident signal on the RIS signal path 1310 (and the reflected and assisted signal on the reflected signal path 1312) , d represents a propagation distance, from the NT-TRP 172 to the NTN UE 1208, and Pt represents a transmitted power associated with the incident signal on the RIS signal path 1310. According to equation (2) , a gain attributable to use of the RIS 1204 may be given by (N+1) 2.

[0170] The gain attributable to use of the RIS 1204 may be understood to be related to the RIS 1204 operating in a passive mode, wherein a simple and passive reflection of signals towards the NTN UE 1208 with a focused, assisted beam results in a power boost perceived at the NTN UE 1208.

[0171] In some implementations, the RIS 1204 may also be configured to operate in an active mode, wherein the RIS 1204 carries out amplification to inject a power boost into an incident signal before a reflected version of the incident signal is directed towards the NTN UE 1208. Relative to the power boost perceived at the NTN UE 1208 when the RIS 1204 is operating in the passive mode, it may be shown that the NTN UE 1208 perceives a greater power boost when the RIS 1204 is operating in the active mode.

[0172] In some implementations, the beam 1201, on which the NTN UE 1208 is currently receiving the reflected and assisted first signal on the reflected signal path 1312, may be called a “serving beam. ”

[0173] It may be considered helpful to introduce, at this point, terms associated with electromagnetic waves. A given electromagnetic wave may be associated with a wave vector, k, and a position vector, r. The term “wave vector” may be used for a vector that represents a direction and a magnitude of electromagnet wave propagation. A dot product of a wave vector and a position vector may be a phase. Furthermore, in view of a given electromagnetic wave angular frequency, ω, and at a specific time, t, a phase, Ψ (t) , of the given electromagnetic wave may be represented as Ψ (t) =k·r-ωt.

[0174] The signal on the RIS signal path 1310, when carried by the serving beam, may be associated with a wave vector, ks. It may be shown that the phase of an nth component of the reflected and assisted first signal on the reflected signal path 1212A, originating from the nth element of the RIS 1204 and directed towards the NTN UE 1208 may be estimated as: Ψn=-ks·rn+ks·rtarget      (3)

[0175] where rtarget is a pointing vector, pointing from a center of the RIS 1204 towards the NTN UE 1208.

[0176] Some aspects and / or implementations of the present disclosure optimize the phase, Ψs, of the serving beam and maximize the received signal strength of the reflected and assisted signal on the reflected signal path 1312, by finding:

[0177] where ks represents a wave vector of the serving beam and rn represents the position vector, rn, of the nth element of the RIS 1204.

[0178] It may be possible to track near-earth satellites and orbiters by the RIS 1204, which may result in beam switching frequency reduction, may maintain relatively high RSRP at the NTN UE 1208 and may contribute to an overall NTN performance improvement. The alignment of the RIS 1204 may be readjusted, e.g., by its configuration unit, in a real time manner to keep the RSRP of the incident wave of the signal on the RIS signal path 1310 on the surface of the RIS 1204 at a maximum level. The RIS and / or configuration unit may carry out alignment adjustments based on ephemeris data for the NT-TRP 172, which ephemeris data may be fed to the configuration unit of the RIS 1204. The wave vector of the incident wave of the signal on the RIS signal path 1310 (transmitted on the beam 1201) at the surface of the RIS 1204 may be estimated and compared with a wave vector prediction, which has been determined on the basis of the ephemeris data for the NT-TRP 172. The wave vector prediction may also provide satellite trajectory tracking on a real time basis. This may allow the RIS 1204 to transmit feedback to the RIS home NTN cell (not shown) , thereby allowing the NTN cell to perform an adjustment to a calibration of the satellite trajectory.

[0179] Aspects of the present disclosure provide strategies for mitigating the ping-pong phenomenon and provide strategies for attempting to establish seamless beam switching in NTNs. In one aspect of the present disclosure, the RIS 1204 may be embedded within a plurality of NTN cells that are covered by satellite beam footprints. In some implementations, the RIS 1204 may be configured to adjust a phase of an incident wave that has been generated using a single RF chain. A phase of each element of the RIS 1204 may be independently controlled. In operations of some implementations, the incident wave hits the surface of the RIS 1204 and each element of the RIS 1204 introduces a specific phase shift adjustment to the incident wave. The specific phase shift adjustment of each element may be configured through the use of an electronically controlled unit (not shown) . In some implementations, the electronically controlled unit can be configured remotely to perform its operation in an adaptive manner. The combined effects of the phase adjustments introduced by all of the elements of the RIS 1204 may be considered to be an “assisted beam” directed, by the RIS 1204 on the reflected signal path 1310, toward an intended recipient in the form of the NTN UE 1208. The RIS 1204 attempts to maximize a signal-to-noise ratio (SNR) of a signal (a “desired signal” ) received, using the assisted beam, at the receiver 203 of the NTN UE 1208. It may be shown that the desired signal, as strengthened by the RIS 1204, may allow for an ongoing connection between the NTN UE 1204 and the serving NT-TRP 172 to be maintained for a longer time than would be likely in the absence of the RIS 1204. It follows that beam switching may be considered to be minimized through the use of the RIS 1204 and, consequently, the occurrence of the ping-pong phenomena may be considered to have been reduced. Because the RIS 1204 has an ability to direct a focus of the desired signal, the received power at the NTN UE 1208 can be optimized when the RIS 1204 is closest either to the NTN UE 1208 transmitting in uplink or to the NTN UE 1208 receiving in downlink.

[0180] In some implementations, when considering the uplink (UL) communications, the intended recipient and / or the destination device may be the NT-TRP 172 (e.g., one or more satellites) , where the original signal may originate from the NTN UE 1208 and may be reflected by the RIS 1204 towards the NT-TRP 172. Although some implementations may be described, in the following, with respect to the downlink (DL) communications, wherein the destination device is the NTN UE 1208, it may be understood that same / similar techniques may be applied to UL communication, wherein the destination device is the NT-TRP 172 (e.g., one or more satellites) .

[0181] In some implementations, increasing the SNR of the desired signal may be understood to represent a form of interference suppression, where the assisted beam can act as an interference mitigation tool. The RIS may also be used for creating nulls or constructive interference in specific directions to minimize interference and, thereby, enable efficient spectrum reuse.

[0182] Aspects of the present disclosure relate to appropriately configuring coefficients for the RIS 1204, where the configuring is based on satellite ephemeris data. Appropriately configured coefficients, in view of a known coverage hole (blind spot) , may result in an extension of the coverage of a given NTN to serve more NTN UEs. Such a coverage extension may be shown to foster the energy of a desired signal received at targeted NTN UEs. The RIS 1204 may identify specific beams in the communication environment via respective wave vectors in the incident waves. Additionally, the RIS 1204 may identify configuration signals, where the RIS 1204 has a configuration unit (not shown) that may be periodically and remotely configured by its home NTN cell to adapt to changes in the communications environment.

[0183] The RIS 1204 may boost the received power of the desired signal to, thereby, compensate for pathloss and increase the range of the desired signal. The RIS 1204 may also redirect an incident wave on an assisted beam toward any NTN UE 1208 that is in a coverage hole.

[0184] The RIS 1204 may be deployed at a location close to the coverage hole to, thereby, take advantage of maximum incident wave power, which may also be enhanced by the RIS 1204 tracking movements of the NT-TRP 172.

[0185] The actions of the RIS 1204 may be considered to fill a given coverage hole and expand a coverage area for the NT-TRP 172. Multiple scenarios have been contemplated, including: the NTN UE 1208 remains in a static position; the NTN UE 1208 moves in the direction that the NT-TRP 172 is projected to move; and the NTN UE 1208 moves in direction that is the opposite of the direction that the NT-TRP 172 is projected to move.

[0186] The RIS 1204 may boost gains in various scenarios based on a speed of the NTN UE 1208 and direction of movement of the NTN UE 1208 relative to the NT-TRP 172.

[0187] Aspects of the present disclosure may provide adaptability and may accommodate various communications scenarios due to the flexible configuration of the RIS 1204, where several distinct configurations may be used at the RIS 1204. It follows that the configuration of the RIS 1204 may be modified / reconfigured to adapt the changes in the communications environment, thereby establishing that the RIS 1204 operates in a “best fit” mode of operation that addresses the changes in the communications environment. Techniques that employ field programable gate arrays (FPGAs) and / or electrically erasable programmable read only memory (EEPROM) , which may be embedded into the RIS 1204, may be used to form variable connections between elements of the RIS 1204. As an example, if a given communication scenario is best handled by the RIS 1204 operating in a sub-band, then the RIS 1204 may be configured in a fully group connected configuration, where each group can be configured to be responsible for a sub-band. Also, the configuration unit of the RIS 1204 may determine which elements of the RIS 1204 are to be active and which elements of the RIS 1204 are to be inactive.

[0188] Due to various reasons mentioned hereinbefore, and as illustrated in FIG. 13, a coverage hole (blind spot) may exist inside the beam footprint 1202 of the NT-TRP 172. The size and nature (temporary or permanent) of the coverage hole may depend on topography, e.g., the coverage hole may be caused by natural terrain in rural areas and / or manmade buildings, signages, etc., in urban areas. The coverage holes may be either permanent or time and location specific. A narrow beam may be projected by a given NT-TRP 172 to, thereby, achieve a higher Quality of Service (QoS) in a received signal at a specific location. In some scenarios, narrower beams may create coverage holes inside a beam footprint. Aspects of the present disclosure relate to extending service over such coverage holes, especially when the location and or time in which the coverage hole may exist can be predicted with some accuracy.

[0189] In some implementations, a coverage hole may be predicted through the use of periodic analysis of satellites ephemeris and real time trajectories.

[0190] Aspects of the present disclosure relate to attempting to optimize a trade-off between, on one hand, deploying more and more NTN TRPs 172 (satellites) in a constellation to, thereby, maximize coverage on the ground and, on the other hand, deploying low-cost RISs 1204 to, thereby, extend the coverage of existing NTN TRPs 172.

[0191] Aspects of the present disclosure relate to the NTN UE 1208 being configured to receive signals and channels from the RIS 1204 for a given time duration corresponding to a temporary or permanent coverage hole in beam footprint 1202 of the NT-TRP 172. In some implementations, the time, location, etc., of the coverage hole may be based on a prediction or based on an estimation. In some implementations, the prediction may be based on ephemeris data. In some implementations, the estimation may be based on measurement data, which may be received from the NTN UE 1208.

[0192] FIG. 14 illustrates, in a flow diagram, interaction between the NT-TRP 172, the RIS 1204 and the NTN UE 1208. As illustrated in the flow diagram of FIG. 14, the NT-TRP 172 may configure both the NTN UE 1208 and the RIS 1204 to communicate with each other, e.g., during the time when the coverage hole is predicted to occur.

[0193] Initially, the NT-TRP 172 may transmit (step 1402) a reference signal that is received (step 1404) by the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may obtain (not shown) measurements (e.g., RSRP measurements) of the reference signal received in step 1404. The NTN UE 1208 may then transmit (step 1406) feedback, which is received (step 1408) by the NT-TRP 172. The feedback may include indications of the RSRP measurements.

[0194] The NT-TRP 172 may transmit (step 1410) a RIS configuration, which is received (step 1412) by the RIS 1204. Similarly, the NT-TRP 172 may transmit (step 1414) a UE beam switching configuration message, which is received (step 1416) by the NTN UE 1208.

[0195] In some implementations, the configuration for the RIS 1204 (transmitted in step 1410) and the configuration for the NTN UE 1208 (transmitted in step 1414) may include a start time and / or an end time for communicating with each other. In some implementations, the configuration for the RIS 1204 (transmitted in step 1410) may include beamforming information to help the RIS 1204 steer a reflected signal / channel towards the location of the NTN UE 1208. In some implementations, the configuration for the NTN UE 1208 (transmitted in step 1414) may help the NTN UE 1208 receive the assisted beam / signal from the RIS 1204 in a DL scenario. The configuration for the NTN UE 1208 (transmitted in step 1414) may help the NTN UE 1208 transmit a beam towards the RIS 1204 in a UL scenario.

[0196] The configuration for the RIS 1204 (transmitted in step 1410) may help the NTN UE 1208 communicate control and / or data signals and channels with the RIS 1204.

[0197] In some implementations, the configuration for the NTN UE 1208 (transmitted in step 1414) may comprise one or more of beam angular information, reference signal (RS) configuration, antenna port quasi-colocation (QCL) information indicating spatial Rx / Tx parameters, RIS-specific transmission configuration indication (TCI) states for receiving / transmitting control and / or data channels from / to the RIS 1204 and position information for the RIS 1204.

[0198] In some implementations, the communicating (step 1414) control and / or data signals and / or channels with the NTN UE 1208 may include including determining a direction of arrival of the reflected and assisted signal on the reflected signal path 1312, so that the NTN UE 1208 may point its receiver 203 towards the direction of arrival. In some implementations, the communicating (step 1414) control and / or data signals and / or channels with the NTN UE 1208 may include including determining a direction of departure of a beam toward the RIS 1204 so that the NTN UE 1208 may point its transmitter 201 towards the direction of departure.

[0199] Subsequent to configuring the RIS 1204 and the NTN UE 1208, the NT-TRP 172 may transmit (step 1418) a physical downlink control channel (PDCCH) and / or a physical downlink scheduling channel (PDSCH) . Upon receiving (step 1420) the PDCCH / PDSCH, the RIS 1204 may reflect (step 1422) the PDCCH / PDSCH toward the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may then receive (step 1424) the PDCCH / PDSCH. In the flow diagram of FIG. 14, a reference call-out for step 1420 and a reference call-out for step 1422 appear to indicate an identical point in time in a time line associated with the RIS 1204. As will be understood by a person of ordinary skill, the receipt (step 1420) of the PDCCH / PDSCH and the reflection (step 1422) of the PDCCH / PDSCH occur temporally together or approximately at the same time or one after the other as shown in FIG. 14.

[0200] FIG. 15 illustrates, in a flow diagram, interaction between the NT-TRP 172, the RIS 1204 and the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may communicate (step 1502) , in view of a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with the NT-TRP 172 using the first beam. Correspondingly, the NT-TRP 172 may communicate (step 1504) with the NTN UE 1208 using the first beam. As will be understood by a person of ordinary skill, both the communicating (step 1502) carried out by the NTN UE 1208 and the communicating (step 1504) carried out by the NT-TRP 172 may include transmitting and / or receiving of various signals and / or channels.

[0201] The NTN UE 1208 may be considered to have received (step 1416, FIG. 14) , in the UE beam switching configuration message, the first beam spatial filter configuration for the first beam and a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to communication with the RIS 1204.

[0202] The NTN UE 1208 may determine (step 1506) , based on the UE beam switching configuration message, that a switching condition has occurred. Responsive to the determining (step 1506) , the NTN UE 1208 may perform (step 1508) a beam switching operation to switch from communicating (step 1502) , with the NT-TRP 172 using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the NT-TRP 172 using the second beam spatial filter configuration. As will be described hereinafter, determining (step 1506) that a switching condition has occurred may involve comparing a signal parameter to a threshold. More precisely, determining (step 1506) that a switching condition has occurred may involve determining that the signal parameter has exceeded, or subceeded, the threshold. Furthermore, determining (step 1506) that a switching condition has occurred may involve determining that a configured start time has occurred.

[0203] Responsive to the determining (step 1506) that a switching condition has occurred, the NTN UE 1208 may perform (step 1508) a beam switching operation to switch from communicating (step 1502) with the NT-TRP 172 using the first beam spatial filter configuration to communicating with the NT-TRP 172 using the second beam spatial filter configuration.

[0204] As illustrated in FIG. 15, when the NTN UE 1208 communicates with the NT-TRP 172 in the UL direction, the NTN UE 1208 transmits (step 1510) , using the second beam spatial filter configuration, towards the RIS 1204. Upon receiving (step 1512) the transmission from the NTN UE 1208, the RIS 1204 reflects (step 1514) the transmission to the NT-TRP 172. In this way, the NT-TRP 172 is able to receive (step 1516) the transmission from the NTN UE 1208.

[0205] As illustrated in FIG. 15, when the NTN UE 1208 communicates with the NT-TRP 172 in the DL direction, the NT-TRP 172 transmits (step 1518) towards the RIS 1204. Upon receiving (step 1520) the transmission from the NT-TRP 172, the RIS 1204 reflects (step 1522) the transmission to the NTN UE 1208. In this way, the NTN UE 1208 is able to receive (step 1524) the transmission from the NT-TRP 172.

[0206] Notably, the NT-TRP 172 may determine (not shown) that a further switching condition has occurred by determining that a configured stop time has occurred. Alternatively, the NT-TRP 172 may determine that a further switching condition has occurred by determining that a given time duration has expired after the start time. Responsive to the determining (not shown) that a further switching condition has occurred, the NTN UE 1208 may perform (not shown) a beam switching operation to switch from communicating with the NT-TRP 172 using the second beam spatial filter configuration to communicating with the NT-TRP 172 using the first beam spatial filter configuration.

[0207] At some later time, the NT-TRP 172 may again transmit (step 1432) a reference signal that may be directly received (step 1434) by the NTN UE 1208. Given that the RIS 1204 has received (step 1412) a configuration to reflect received signals toward the NTN UE 1208, the RIS 1204 may be expected to reflect (step 1433) the reference signal toward the NTN UE 1208. Accordingly, the reference signal may be indirectly received (step 1435) by the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may obtain RSRP measurements (RSRP_D) of the reference signal directly received in step 1434. The NTN UE 1208 may also obtain RSRP measurements (RSRP_A) of the reference signal indirectly received in step 1435.

[0208] FIG. 16 illustrates example steps in a method of beam switching at the NTN UE 1208 in a scenario wherein the NTN UE 1208 has already determined that the RIS 1204 is present in the communication environment and has received (step 1412) a configuration to reflect received signals toward the NTN UE 1208. As discussed in relation to FIG. 14, the NTN UE 1208 may receive reference signals both directly (step 1434) and indirectly (step 1435) and may obtain RSRP measurements of various parameters (e.g., RSRP_D, RSRP_A) of the reference signals. In an example case wherein the parameter measurement of interest is the RSRP, the NTN UE 1208 may determine (step 1602) whether a sum, of the RSRP measurement (RSRP_D) of the directly received (step 1434) reference signal and a safety margin ( “S. M. ” ) , exceeds a threshold, e.g., the RSRP measurement (RSRP_A) of the indirectly received (step 1435) reference signal.

[0209] Upon determining (step 1602) that the sum exceeds the threshold (e.g., RSRP_A) , the NTN UE 1208 may determine (step 1604) the type of connection (direct to the TRP 172 or through the RIS 1204) currently being used at the NTN UE 1208.

[0210] Upon determining (step 1604) that the NTN UE 1208 is using the direct connection, the NTN UE 1208 may maintain (step 1606) the connection and return to monitoring (step 1602) the measurements of various parameters, including RSRP.

[0211] Upon determining (step 1604) that the NTN UE 1208 is using the RIS 1204 to connect to the TRP 172, the NTN UE 1208 may perform (step 1608) a beam switching operation to switch to a beam that provides the NTN UE 1208 with a direct connection to the TRP 172. Notably, in some implementations, the performing of the beam switching operation in step 1608 may be considered to be a further beam switching operation in that the NTN UE 1208 switching from using the RIS 1204 to connect to the TRP 172 to a direct connection to the TRP 172 is likely to occur after switching (step 1616) from the direction connection to using the RIS 1204 to connect to the TRP 172.

[0212] Upon determining (step 1602) that the sum does not exceed the threshold (e.g., RSRP_A) , the NTN UE 1208 may determine (step 1610) the type of connection currently being used at the NTN UE 1208.

[0213] Upon determining (step 1604) that the NTN UE 1208 is using the RIS 1204 to connect to the TRP 172, the NTN UE 1208 may maintain (step 1612) the connection and return to monitoring (step 1602) the measurements of various parameters, including RSRP.

[0214] Upon determining (step 1610) that the NTN UE 1208 is using the direct connection, the NTN UE 1208 may determine (step 1614) whether the reference signal received (step 1435) from the RIS 1204 meets one or more conditions. One of the conditions may, for example, relate to whether the SINR of the reference signal received (step 1435) from the RIS 1204 exceeds an SINR threshold. Another of the conditions may, for example, relate to whether the QoS of the reference signal received (step 1435) from the RIS 1204 exceeds a QoS threshold. In some implementations, a combination of the determination of step 1602 and the determination of step 1616 may be referenced as “determining that a switching condition has occurred. ”

[0215] Upon determining (step 1614) that the reference signal received (step 1435) from the RIS 1204 meets the conditions, the NTN UE 1208 may perform (step 1616) a beam switching operation to switch to a beam that provides the NTN UE 1208 with a connection to the TRP 172 through the RIS 1204. The NTN UE 1208 may then return to monitoring (step 1602) the measurements of various parameters, including RSRP.

[0216] Upon determining (step 1614) that the reference signal received (step 1435) from the RIS 1204 do not meet the conditions, the NTN UE 1208 may transmit (step 1618) , to the TRP 172, a request to reconfigure the RIS 1204 to improve the conditions. The NTN UE 1208 may then return to monitoring (step 1602) the measurements of various parameters, including RSRP.

[0217] FIG. 17 illustrates example steps in a method of RIS management at the NTN UE 1208 in a scenario wherein the NTN UE 1208 has already determined that the RIS 1204 has not received a configuration to reflect received signals toward the NTN UE 1208.

[0218] Accordingly, the NTN UE 1208 may transmit (step 1702) , to the TRP 172, a request to configure the RIS 1204 to reflect received signals toward the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may then determine (step 1704) whether the RIS 1204 has been detected.

[0219] Upon determining (step 1704) that the RIS 1204 has not been detected, the NTN UE 1208 may transmit (step 1702) , to the TRP 172, a further request to configure the RIS 1204 to reflect received signals toward the NTN UE 1208.

[0220] Upon determining (step 1704) that the RIS 1204 has been detected, the NTN UE 1208 may determine (step 1706) whether the RIS 1204 has been configured to reflect received signals toward the NTN UE 1208. More specifically, determining (step 1706) whether the RIS 1204 has been configured to reflect received signals toward the NTN UE 1208 may involve receiving a signal that has been transmitted by the TRP 172 but has been received with an angle of arrival, or other parameter, associated with a beam from the RIS 1204.

[0221] Upon determining (step 1706) that the RIS 1204 has been configured to reflect received signals toward the NTN UE 1208, the NTN UE 1208 may commence (step 1708) monitoring (step 1602, FIG. 16) the measurements of various parameters, including RSRP.

[0222] Upon determining (step 1706) that the RIS 1204 has been configured to reflect received signals toward the NTN UE 1208, the NTN UE 1208 may change (step 1710) the beam on which RIS detection is attempted.

[0223] FIG. 18 illustrates example steps in a method of RIS management at the TRP 172. Initially, the TRP 172 receives and analyzes (step 1802) UL signals / channels from the NTN UE 1208. On the basis of the analyzing (step 1802) , the TRP 172 may determine (step 1804) whether a coverage gap has been detected. Upon determining (step 1804) that a coverage gap has not been detected, the TRP 172 may return to receiving and analyzing (step 1802) UL signals / channels from the NTN UE 1208. The determining (step 1804) that a coverage gap has been detected may be based on analyzing (step 1802) UL signals / channels from the NTN UE 1208. The TRP 172 may determine that a so-called switching condition has occurred responsive to determining that the strength of the UL signals / channels from the NTN UE 1208 has subceeded a threshold. Upon determining (step 1804) that a coverage gap has been detected, the TRP 172 may determine (step 1806) whether a RIS has been detected in the communication environment.

[0224] Upon determining (step 1806) that a RIS has not been detected, the TRP 172 may expect (step 1808) that the existing connection to the NTN UE 1208 will drop. The TRP 172 may then return to receiving and analyzing (step 1802) UL signals / channels from the NTN UE 1208.

[0225] Upon determining (step 1806) that the RIS 1204 has been detected, the TRP 172 may attempt (step 1810) to configure the RIS 1204. The TRP 172 may then determine (step 1812) whether the configuration attempt was successful.

[0226] Upon determining (step 1812) that the configuration attempt was unsuccessful, the TRP 172 may expect (step 1808) that the existing connection to the NTN UE 1208 will drop. The TRP 172 may then return to receiving and analyzing (step 1802) UL signals / channels from the NTN UE 1208.

[0227] Upon determining (step 1812) that the configuration attempt was successful, the NTN UE 1208 may perform (step 1814) a beam switching operation to switch to a beam that provides the TRP 172 with a connection to the NTN UE 1208 through the RIS 1204.

[0228] FIG. 19 illustrates example steps in a method of RIS management carried out at the TRP 172. Initially, the TRP 172 may transmit (step 1902) , to the RIS 1204, a RIS configuration message. The configuration message transmitted in step 1902 may take into account a position received for the NTN UE 1208 and may instruct the RIS 1204 to direct an assisted beam toward the NTN UE 1208. Upon receiving (step 1904) the configuration message, the RIS 1204 may measure (step 1906) wave vector strength. Based upon an analysis of the measured (step 1906) wave vector strength, the configuration unit of the RIS 1204 (not shown) may determine (step 1908) a sufficient number of RIS elements to be allocated. Based on the determination (step 1908) , the configuration unit of the RIS 1204 may adjust the alignment of the elements of the RIS 1204 in a manner that attempts to optimize received wave vector strength and attempts to provide a strongest version of an assisted beam on the reflected signal path 1312 (see FIG. 13) toward the NTN UE 1208.

[0229] Upon configuring the RIS 1204 according to a combination of the received (step 1904) RIS configuration message and the measured (step 1906) wave vector strength, the configuration unit of the RIS 1204 may, optionally, transmit (step 1912) , to the TRP 172, a configuration confirmation message.

[0230] Upon receiving (step 1914) configuration confirmation message and in view of monitoring report received from the NTN UE 1208 regarding the connection that uses the assisted beam, the TRP 172 may determine (step 1916) whether the RIS 1204 is to be reconfigured. Upon determining (step 1916) that the RIS 1204 need not be reconfigured, the TRP 172 may simply carry on with normal operation. However, upon determining (step 1916) that the RIS 1204 is to be reconfigured, the TRP 172 may transmit (step 1918) , to the RIS 1204, a RIS reconfiguration message. The reconfiguration message transmitted in step 1918 may, for example, request an increase in the number of elements allocated in the RIS 1204. The reconfiguration message transmitted in step 1918 may, for example, request a modification to the alignment of the elements of the RIS 1204. Upon receiving (step 1904) the reconfiguration message, the RIS 1204 may repeat the carrying out of steps 1906, 1908, 1910 and 1912.

[0231] As discussed in the context of FIG. 16, the NTN UE 1208 may monitor (step 1602) various parameters of the serving beam connecting the NTN UE 1208 to the TRP 172. The various parameters may include RSRP, RSRQ and RSSI.

[0232] When one or more of these parameters subceeds a related threshold, TUE, the NTN UE 1208 may transmit a request to connect to the RIS 1204, if the RIS 1204 exists. The threshold, TUE, may be a function of a serving beam RSRP threshold, RSRPs, a general serving beam threshold, Ts, and a safety margin, e.g., TUE=RSRPs-Ts-Safety Margin.

[0233] If the RIS 1204 exists in the communication environment of the NTN UE 1208, the home cell (represented, in FIG. 19, by the TRP 172) may transmit (step 1902) , to the configuration unit of the RIS 1204, a configuration message. The configuration message may include an intended direction of the signals reflected by the RIS 1204 towards the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may employ the AOA, direction of arrival (DOA) , time of arrival (TOA) , time-difference of arrival (TDOA) and / or power delay profile (PDP) to distinguish the assisted beam received from the RIS 1204 from the serving beam received from the TRP 172 and adjacent beams.

[0234] The home NTN cell of the RIS 1204 may obtain, from corresponding ephemeris information, estimates for the speed and orbital period of satellites 172 that provide the serving beam and the adjacent beams. Also, based on the reported CSI measurements, the home NTN cell may update configuration / reconfiguration messages transmitted (step 1902, step 1918) , to the NTN UE 1208 or a group of NTN UEs. The updated configuration / reconfiguration messages may provide, to the NTN UE 1208 or the group of NTN UEs, with assisted beams that establish that the NTN UEs maintain connections that are characterized by relatively high QoS.

[0235] It follows that the home NTN cell may take into account demand duration, resource availability duration and various operation conditions (e.g., for the TRP 172 or for specific beams) when generating the configuration message. The configuration message may be updated periodically to allow for adaptation. More particularly, the configuration message may set a starting time (an “activation” time) and an ending time (a “deactivation” time) for a time period during which the RIS 1204 is to be actively providing an assisted beam to a specific NTN UE.

[0236] Rather than only activating responsive to configuration messages received from the home NTN cell, the RIS 1204 may self-activate and self-deactivate. In operation, the RIS 1204 may obtain measurements of various parameters, e.g., RSRP. Additionally, the RIS 1204 may be configured with specific thresholds and / or other conditions for activation. The RIS 1204 may determine whether one or more conditions have been met for activating itself.

[0237] Upon determining that one or more conditions have been met, the RIS 1204 may self-activate and reflect a received signal / channel toward only those UEs that are to receive assisted beams according to the conditions. Determining that one or more conditions have been met may, for example, involve comparing a measured RSRP to an appropriate threshold. A safety margin of, say, α dB, may be added to the threshold. Upon determining that the one or more conditions are no longer met, the RIS 1204 may self-deactivate. That is, the RIS 1204 may discontinue the reflecting.

[0238] According to aspects of the present disclosure, the RIS 1204 may have a capability to adjust a polarization of an incident wave of a serving beam and / or adjacent beams. The polarity adjustment may allow the assisted beam, received at the NTN UE 1208, to be used in different operations. The RIS 1204 may, for example, provide, to the NTN UE 1208, dual polarized streams. Of course, the provision of dual polarized streams only makes sense when the NTN UE 1208 is has been equipped with a configuration suitable for receiving and processing dual polarized streams.

[0239] Dual polarized streams may be used to double a channel capacity when the polarization of the assisted beam, provided by the RIS 1204, is different from the polarization of the serving beam, provided by the TRP 172. That is, each beam (the assisted beam and the serving beam) may be used to carry an independent data stream.

[0240] The configuration unit (not shown) of the RIS 1204 may be connected to a computational and signal processing unit (not shown) . The computational and signal processing unit may, in operation, obtain, on a real-time basis, an estimated trajectory for the TRP 172. The computational and signal processing unit may compare the estimated trajectory with a stored trajectory from the configuration unit. Notably, it may be that the stored trajectory was provided based on the ephemeris information for the TRP 172. Responsive to finding that there is a difference, the computational and signal processing unit may report the difference to the home NTN cell. Upon receiving the report, the home NTN cell may make an adjustment to its own trajectory estimate. Also, the computational and signal processing unit may be used, at the RIS 1204, for adjusting the alignment (step 1910, FIG. 19) . The alignment adjustments may help to establish relatively high RSRPs of incident waves and relatively high Equivalent isotropic radiated power (EIRP) for the assisted beam.

[0241] Aspects of the present disclosure relate to configuring the RIS 1204 according to the communications environment.

[0242] The configuration of the RIS 1204 may require a specific type of connection between elements of the RIS 1204. The RIS interconnection that can be chosen include: single connected; fully connected; and group connected. In the single connected (classical diagonal RIS) interconnection, elements are not interconnected and a phase-shift response is diagonal. In the fully connected interconnection, elements are fully interconnected and the phase-shift response is a full matrix phase-shift response. In the group connected interconnection, elements are divided into groups, with each group being fully interconnected and the phase-shift response results are block diagonal. The configuration unit for the RIS 1204 may contain FPGA circuitries and / or EEROM circuitries that control and maintain an adaptive mechanism to change the interconnection / disconnection between elements of the RIS 1204.

[0243] Aspects of the present disclosure may operate in the frequency known as “FR1” and in the frequency known as “FR2. ” Aspects of the present disclosure may accommodate both wideband operations and narrowband operations. Also, aspects of the present disclosure relate to dynamic configuration, which means that the band functionality is tunable. It follows that, when the RIS 1204 provides an assisted beam to the NTN UE 1208, the TRP 172 may carry out a reconfiguration of a BWP that has been allocated to the NTN UE 1208.

[0244] Although the main usage for aspects of the present disclosure have been discussed, hereinbefore, in the context of a forward link (downlink, from TRP 172 to NTN UE 1208) direction, it should also be clear that aspects of the present disclosure may be used in the reverse link (uplink, from NTN UE 1208 to TRP 172) direction. Use of aspects of the present disclosure in the reverse link direction will, of course, involve adjustments, as the configuration unit of the RIS 1204 may be expected to receive configuring signals from both the NTN home cell (often represented, herein, by the TRP 172) and the NTN UE 1208. The NTN UE 1208 may provide the configuration unit of the RIS 1204 through reporting measurements or through sidelink communication. The NTN UE 1208 may perform UL beam correspondence by taking into consideration an exploitation of a RIS assisted beam to improve the UL RSRP at the TRP 172 (e.g., an NTN gNB) .

[0245] Aspects of the present disclosure may be used also to provide the TRP 172 (or other NTN gNBs) with real-time feedback measurements of the RSRP of a given beam and with real-time feedback measurements of one or more satellite trajectories. The configuration unit of the RIS 1204 may be equipped with a transmitter (not shown) . The transmitter may allow the configuration unit of the RIS 1204 to communicate with the NTN home cell (often represented, herein, by the TRP 172) via sidelink communications. In this manner, the transmitter may provide, e.g., to the TRP 172, periodic measurement updates that include the RSRP of one or more incident waves of the satellite beams, one or more focused assisted beams and one or more estimated satellite trajectories. The TRP 172 may use these measurement updates to improve the QoS and attempt to optimize network operations and resource allocations.

[0246] Aspects of the present disclosure relate to inclusion, in the RIS 1204, of a motor unit (not shown) . The motor unit may implement a three-dimensional rotation of the alignment of the RIS 1204. The motor unit may extract an appropriate alignment of the RIS 1204 based on information carried in the configuration message received, e.g., in step 1904 (FIG. 19) . The alignment of the RIS 1204 may be periodically updated in an attempt to establish that both the incident beam RSRP and the generated assisted beam EIRP have a maximum value.

[0247] Aspects of the present disclosure relate to scalability. That is, aspects of the present disclosure may be extended beyond a scenario with two satellites and two adjacent beams. Therefore, the thresholds used for decisions at the RIS 1204 may be altered and a conditions matrix may be updated accordingly. In some cases, one threshold may be either increased or decreased while a plurality of other thresholds may be either decreased or increased.

[0248] It should be appreciated that one or more steps of the implementation methods provided herein may be performed by corresponding units or modules. For example, data may be transmitted by a transmitting unit or a transmitting module. Data may be received by a receiving unit or a receiving module. Data may be processed by a processing unit or a processing module. The respective units / modules may be hardware, software, or a combination thereof. For instance, one or more of the units / modules may be an integrated circuit, such as field programmable gate arrays (FPGAs) or application-specific integrated circuits (ASICs) . It will be appreciated that where the modules are software, they may be retrieved by a processor, in whole or part as needed, individually or together for processing, in single or multiple instances as required, and that the modules themselves may include instructions for further deployment and instantiation.

[0249] Although a combination of features is shown in the illustrated implementations, not all of them need to be combined to realize the benefits of various implementations of this disclosure. In other words, a system or method designed according to an implementation of this disclosure will not necessarily include all of the features shown in any one of the Figures or all of the portions schematically shown in the Figures. Moreover, selected features of one example implementation may be combined with selected features of other example implementations.

[0250] Although this disclosure has been described with reference to illustrative implementations, this description is not intended to be construed in a limiting sense. Various modifications and combinations of the illustrative implementations, as well as other implementations of the disclosure, will be apparent to persons skilled in the art upon reference to the description. It is therefore intended that the appended claims encompass any such modifications or implementations.

[0251] In the present disclosure, the terms “a” and “an” are defined to mean “at least one. ” That is, these terms do not exclude a plural number of items, unless stated otherwise.

[0252] In the present disclosure, terms such as “substantially, ” “generally” and “about, ” which modify a value, condition or characteristic of a feature of an example implementation, should be understood to mean that the value, condition or characteristic is defined within tolerances that are acceptable for the proper operation of the example implementation for its intended application.

[0253] In the present disclosure, unless stated otherwise, the terms “connected” and “coupled, ” and derivatives and variants thereof, refer herein to any structural or functional connection or coupling, either direct or indirect, between two or more elements. For example, the connection or coupling between the elements can be acoustical, mechanical, optical, electrical, thermal, logical or any combinations thereof.

[0254] In the present disclosure, expressions such as “match, ” “matching” and “matched, ” including variants and derivatives thereof, are intended to refer herein to a condition in which two or more elements are either the same or within some predetermined tolerance of each other. That is, these terms are meant to encompass not only “exactly” or “identically” matching the two elements but also “substantially, ” “approximately” or “subjectively” matching the two or more elements, as well as providing a higher or best match among a plurality of matching possibilities.

[0255] In the present disclosure, the expression “based on” is intended to mean “based at least partly on. ” That is, this expression can mean “based solely on” or “based partially on” and, so, should not be interpreted in a limited manner. More particularly, the expression “based on” could also be understood as meaning “depending on, ” “representative of, ” “indicative of, ” “associated with” or similar expressions.

[0256] In the present disclosure, the terms “system” and “network” may be used interchangeably in different implementations of this disclosure. “At least one” means one or more and “aplurality of” means two or more. The term “and / or” describes an association relationship of associated objects and indicates that three relationships may exist. For example, A and / or B may indicate the following three cases: only A exists; both A and B exist; and only B exists; where A and B may be singular or plural. The character “ / ” indicates an “or” relationship between associated objects. “At least one of the following items (pieces) ” or a similar expression thereof indicates any combination of these items, including a single item (piece) or any combination of a plurality of items (pieces) . For example, “at least one of A, B, or C” includes: only A; only B; only C; A and B; A and C; B and C; or A, B, and C. “at least one of A, B, and C” may also be understood as including: only A; only B; only C; A and B; A and C; B and C; or A, B, and C. In addition, unless otherwise specified, ordinal numbers such as “first” and “second” in implementations of this disclosure are used to distinguish between a plurality of objects and are not used to limit a sequence, a time sequence, priorities, or importance of the plurality of objects.

[0257] A person skilled in the art should understand that implementations of this disclosure may be provided as a method, an apparatus (or system) , computer-readable storage medium, or a computer program product. Therefore, this disclosure may use a form of a hardware-only implementation, a software-only implementation, or an implementation with a combination of software and hardware. Moreover, this disclosure may use a form of a computer program product that is implemented on one or more computer-usable storage media (including but not limited to a disk memory, an optical memory, and the like) that include computer-usable program code.

[0258] This disclosure is described with reference to the flowcharts and / or block diagrams of the method, the device (system) , and the computer program product according to this disclosure. It should be understood that computer program instructions may be used to implement each process and / or each block in the flowcharts and / or the block diagrams and a combination of a process and / or a block in the flowcharts and / or the block diagrams. The computer program instructions may be provided for a general-purpose computer, a dedicated computer, an embedded processor, or a processor of another programmable data processing device and enable a machine to execute the instructions. When executed by any computer or the processor of a programmable data processing device, the instructions cause the apparatus to implement specific functions as described in one or more procedures in the flowcharts and / or one or more blocks in the block diagrams. The computer program instructions may alternatively be stored in a computer-readable memory that can indicate a computer or another programmable data processing device to work in a specific manner, so that the instructions stored in the computer-readable memory generate an artifact that includes an instruction apparatus. The instruction apparatus implements a specific function in one or more procedures in the flowcharts and / or one or more blocks in the block diagrams.

[0259] The computer program instructions may alternatively be loaded onto a computer or another programmable data processing device, so that a series of operations and steps are performed on the computer or the another programmable device, so that computer-implemented processing is generated. Therefore, the instructions executed on the computer or on another programmable device provide steps for implementing specific functions as described in one or more procedures in the flowcharts and / or in one or more blocks in the block diagrams.

[0260] It is clear that a person skilled in the art can make various modifications and variations to this disclosure without departing from the scope of this disclosure. This disclosure is intended to cover these modifications and variations of this disclosure provided that they fall within the scope of protection defined by the following claims and their equivalent technologies.

Claims

1.A method comprising:receiving a beam switching configuration message;communicating, using a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with a network node using the first beam;receiving a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) ; andresponsive to determining, based on the beam switching configuration message, that a switching condition has occurred, performing a beam switching operation to switch from communicating, with the network node, using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the network node, using the second beam spatial filter configuration.2.The method of claim 1, further comprising:monitoring a strength of the first signal or channel communicated using the first beam spatial filter configuration, thereby producing a monitored strength; anddetermining that the switching condition has occurred responsive to determining that the monitored strength has subceeded a threshold.3.The method of claim 1, further comprising determining that the switching condition has occurred responsive to determining that a configured start time has occurred.4.The method of claim 3, wherein the configured start time is related to a predicted temporary blockage.5.The method of claim 3, wherein the configured start time is related to a permanent coverage hole.6.The method of claim 3, wherein, responsive to determining that a further switching condition has occurred, performing a further beam switching operation to switch from communicating, with the network node, using the second beam spatial filter configuration to communicating, with the network node, using the first beam spatial filter configuration.7.The method of claim 6, wherein determining that the further switching condition has occurred comprises determining that a configured stop time has occurred.8.The method of claim 6, wherein determining that the further switching condition has occurred comprises determining that a configured duration has elapsed after the start time.9.An apparatus comprising:one or more processors; anda memory storing instructions which, when executed by the one or more processors, cause the apparatus to:receive a beam switching configuration message;communicate, using a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with a network node using the first beam;receive a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) ; andresponsive to determining, based on the beam switching configuration message, that a switching condition has occurred, perform a beam switching operation to switch from communicating, with the network node, using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the network node, using the second beam spatial filter configuration.10.A communication method comprising:receiving, at a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) , a RIS configuration message;determining, at the RIS based on the RIS configuration message, a configuration for the RIS; andreflecting, by the RIS and according to the RIS configuration message, the beam in a given direction.11.The method of claim 10, wherein the configuration for the RIS includes an allocation of a plurality of RIS elements.12.The method of claim 10, wherein the configuration for the RIS includes an alignment for the RIS.13.The method of claim 10, wherein the reflecting further comprises boosting a power of the beam.14.A Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) , the RIS comprising:one or more processors; anda memory storing instructions which, when executed by the one or more processors, cause the configuration unit to:receive a RIS configuration message; anddetermine, based on the RIS configuration message, a configuration for the RIS; andreflect, according to the RIS configuration message, a beam in a given direction.15.A communication method comprising:transmitting a beam switching configuration message;communicating, using a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with a terminal device using the first beam;transmitting a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) ; andresponsive to determining that a switching condition has occurred, performing a beam switching operation to switch from communicating, with the terminal device, using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the terminal device, using the second beam spatial filter configuration.16.The method of claim 15, further comprising:monitoring a strength of the first signal or channel communicated using the first beam spatial filter configuration, thereby producing a monitored strength; anddetermining that the switching condition has occurred responsive to determining that the monitored strength has subceeded a threshold.17.The method of claim 16, wherein the monitoring the strength of the first signal or channel is based on a measurement feedback information from the terminal device.18.The method of claim 15, further comprising configuring the RIS.19.The method of claim 15, further comprising determining that the switching condition has occurred responsive to determining that a configured start time has occurred.20.The method of claim 19, wherein the configured start time is related to a predicted temporary blockage.21.The method of claim 19, wherein the configured start time is related to a permanent coverage hole.22.The method of claim 19, wherein, responsive to determining that a further switching condition has occurred, performing a further beam switching operation to switch from communicating, with the terminal device, using the second beam spatial filter configuration to communicating, with the terminal device, using the first beam spatial filter configuration.23.The method of claim 22, wherein determining that the further switching condition has occurred comprises determining that a configured stop time has occurred.24.The method of claim 22, wherein determining that the further switching condition has occurred comprises determining that a configured duration has elapsed after the start time.25.An apparatus comprising:one or more processors; anda memory storing instructions which, when executed by the one or more processors, cause the apparatus to:transmit a beam switching configuration message;communicate, using a first beam spatial filter configuration for a first beam, a first signal or channel with a terminal device using the first beam;transmit a second beam spatial filter configuration for a second beam, the second beam related to a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) ; andresponsive to determining that a switching condition has occurred, perform a beam switching operation to switch from communicating, with the terminal device, using the first beam spatial filter configuration to communicating, with the terminal device, using the second beam spatial filter configuration.26.A communication apparatus, configured to perform the method according to any one of claims 1 to 8 or claims 15 to 24.27.A communication system, wherein the communication system comprises a first communication apparatus configured to perform the method of any one of claims 1 to 8 and a second communication apparatus configured to perform the method of any one of claims 15 to 24.28.A computer-readable storage medium having instructions stored thereon which, when executed by one or more processors, cause the one or more processors to perform the method of any one of claims 1 to 8 or claims 15 to 24.29.A computer program product storing instructions which, when executed, cause an apparatus to perform the method of any one of claims 1 to 8 or claims 15 to 24.

Images