一种波束训练方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波束训练方法，应用于基站，包括：通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收的接收模式信息的波束训练请求消息；接收到用户终端发送的携带波束发射方向反馈信息的波束训练响应消息后，确定优选波束发射方向；向用户终端发送携带优选波束发射方向信息和用于指示宽波束天线阵列相位旋转接收的接收模式信息的波束训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列；接收到用户终端发送的携带波束接收方向信息的波束训练响应消息后，确定优选波束接收方向。本发明专利技术能为高频混合波束赋形架构的天线提供一种快速的波束训练方法，可以支持单用户、多用户的波束训练。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信
，尤其涉及的是一种波束训练方法和装置。
技术介绍
第五代移动通信技术(5G)的目标是：每区域1000倍的移动数据流量增长，每用户10到100倍的吞吐量增长，连接设备数10到100倍的增长，低功率设备10倍的电池寿命延长和端到端5倍延迟的下降。为了实现5G的目标，5G中必须提出一些新的无线技术解决方案。其中，在毫米波频段使用大带宽(500M-1GHz)是解决未来数据业务吞吐量指数增长的主要解决方案。毫米波频段(10G-100G)由于在空气中传播的路损大、反射和散射现象严重，为了保证站点一定的覆盖范围，需要使用一些新的技术方案。鉴于毫米波频段波长可达厘米量级，大规模天线的尺寸可以控制在合适的范围，使用大规模天线和波束赋形技术可以有效提高系统的增益，解决高频通信中传播路损大等不利因素带来的一系列问题。在LTE-A(LongTermEvolution-Advanced，长期演进增强)系统中，波束赋形是在数字域对调制过的基带信号乘上一个复系数权值实现的。但在毫米波频段采用纯数字波束赋形技术，当天线数大规模增加时所需的硬件成本会急剧上升，因而在毫米波频段业界考虑最多的是混合波束赋形方案，也即，在数字域采用类似LTE-A的预编码技术，并且在模拟域通过调整在每个天线振子之前的移相器实现波束赋形技术。相关技术中，一种波束赋形的方案是：发射侧和接收侧同时进行波束扫描，也即，发射侧的每个收发器、接收侧的每个收发器需要同时进行组合扫描，因此，波束训练的时间较长。对于LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统，MU-MIMO(Multi-UserMultiple-InputMultiple-Output，多用户多输入多输出)场景下的波束赋形方案，需要选取两个码本正交的用户终端(UserEquipment，UE)通过联合预编码去实现，对配对用户终端的要求较高，实现的复杂度也高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种波束训练方法和装置，能够为高频混合波束赋形架构的天线提供一种快速的波束训练方法，可以支持单用户、多用户的波束训练，为基站调度一个或多个用户作好准备。本专利技术实施例提供了一种波束训练方法，应用于基站，该方法包括：通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收的接收模式信息的波束训练请求消息；接收到用户终端发送的携带波束发射方向反馈信息的波束训练响应消息后，确定优选波束发射方向；向用户终端发送携带优选波束发射方向信息和用于指示宽波束天线阵列相位旋转接收的接收模式信息的波束训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列；接收到用户终端发送的携带波束接收方向信息的波束训练响应消息后，确定优选波束接收方向。可选地，确定优选波束接收方向后，还包括：向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列；在接收到所述用户终端发送的携带信道状态信息CSI测量结果的波束精细化训练响应消息后，确定波束赋形权值及波束赋形权值的索引，将所述波束赋形权值的索引信息发送给所述用户终端。可选地，所述向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列，包括：向用户终端发送波束精细化训练请求消息，其中携带训练序列优选波束发射方向信息、训练序列优选波束接收方向信息和信道状态信息CSI测量模式信息；沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列。可选地，所述通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端，则为不同用户终端选择相同的收发器阵列；所述向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端且同时调度的各用户终端对应的收发器阵列和优选波束发射方向相同或相近，则确定每一个用户终端对应的数字相位调整角度，使不同用户终端对应于不同的数字相位调整角度；向同时调度的各用户终端发送波束精细化训练请求消息，其中携带优选波束发射方向信息、优选波束接收方向信息、数字相位调整角度信息和信道状态信息CSI测量模式信息；根据所述数字相位调整角度信息对收发器阵列的相位角进行调整，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列。可选地，所述通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端，则为不同用户终端选择不同的收发器阵列；所述向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端且同时调度的各用户终端对应的收发器阵列不同，则向同时调度的各用户终端发送波束精细化训练请求消息，其中携带优选波束发射方向信息、优选波束接收方向信息和信道状态信息CSI测量模式信息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列。可选地，所述通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收模式的接收模式信息的波束训练请求消息，包括：遍历所述收发器阵列的波束发射方向，每次改变一个收发器的波束发射方向后，沿着各收发器的波束发射方向发射训练序列，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收模式的接收模式信息的波束训练请求消息。可选地，所述波束发射方向信息包括：所述收发器阵列中的每一个收发器的波束发射方向的信息；所述波束发射方向反馈信息包括：接收信号质量最佳的一个波束发射方向的信息，或者，接收信号质量较佳的多个波束发射方向的信息；所述波束接收方向信息包括：接收信号质量最佳的一个波束接收方向的信息，或者，接收信号质量较佳的多个波束接收方向的信息。本专利技术实施例还提供了一种波束训练方法，应用于用户终端，该方法包括：接收到基站发送的携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收的接收模式信息的波束训练请求消息后，通过收发器阵列同时在多个方向接收所述训练序列，测量接收信号质量；在全向天线接收模式下接收完毕所有的训练序列后，向基站发送携带波束发射方向反馈信息的波束训练响应消息；接收到基站发送的携带波束发射方向信息和用于指示宽波束天线阵列相位旋转接收的接收模式信息的波束训练请求消息后，循环旋转所述收发器阵列中的收发器的相位角，接收训练序列，测量接收信号质量；在宽波束天线阵列相位旋转接收模式下接收完毕所有的训练序列后，向基站发送携带波束接收方向信息的波束训练响应消息。可选地，向基站发送携带波束接收方向信息的波束训练响应消息后，还包括：接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，在优选波束接收方向上接收训练序列，测量信道状态信息CSI，将CSI测量结果反馈给所述基站；接收基站发送的波束赋形权值的索引信息。可选地，所述接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，在优选波束接收方向上接收训练序列，包括：接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，如所述波束精细化训练请求消息中包括优选波束发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束训练方法，应用于基站，该方法包括：通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收的接收模式信息的波束训练请求消息；接收到用户终端发送的携带波束发射方向反馈信息的波束训练响应消息后，确定优选波束发射方向；向用户终端发送携带优选波束发射方向信息和用于指示宽波束天线阵列相位旋转接收的接收模式信息的波束训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列；接收到用户终端发送的携带波束接收方向信息的波束训练响应消息后，确定优选波束接收方向。

【技术特征摘要】
1.一种波束训练方法，应用于基站，该方法包括：通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收的接收模式信息的波束训练请求消息；接收到用户终端发送的携带波束发射方向反馈信息的波束训练响应消息后，确定优选波束发射方向；向用户终端发送携带优选波束发射方向信息和用于指示宽波束天线阵列相位旋转接收的接收模式信息的波束训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列；接收到用户终端发送的携带波束接收方向信息的波束训练响应消息后，确定优选波束接收方向。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定优选波束接收方向后，还包括：向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列；在接收到所述用户终端发送的携带信道状态信息CSI测量结果的波束精细化训练响应消息后，确定波束赋形权值及波束赋形权值的索引，将所述波束赋形权值的索引信息发送给所述用户终端。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列，包括：向用户终端发送波束精细化训练请求消息，其中携带训练序列优选波束发射方向信息、训练序列优选波束接收方向信息和信道状态信息CSI测量模式信息；沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端，则为不同用户终端选择相同的收发器阵列；所述向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端且同时调度的各用户终端对应的收发器阵列和优选波束发射方向相同或相近，则确定每一个用户终端对应的数字相位调整角度，使不同用户终端对应于不同的数字相位调整角度；向同时调度的各用户终端发送波束精细化训练请求消息，其中携带优选波束发射方向信息、优选波束接收方向信息、数字相位调整角度信息和信道状态信息CSI测量模式信息；根据所述数字相位调整角度信息对收发器阵列的相位角进行调整，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端，则为不同用户终端选择不同的收发器阵列；所述向用户终端发送波束精细化训练请求消息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列，包括：在用户终端支持多用户多输入多输出MU-MIMO功能时，如需要同时调度多个用户终端且同时调度的各用户终端对应的收发器阵列不同，则向同时调度的各用户终端发送波束精细化训练请求消息，其中携带优选波束发射方向信息、优选波束接收方向信息和信道状态信息CSI测量模式信息，沿着各收发器的优选波束发射方向发射训练序列。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收模式的接收模式信息的波束训练请求消息，包括：遍历所述收发器阵列的波束发射方向，每次改变一个收发器的波束发射方向后，沿着各收发器的波束发射方向发射训练序列，向用户终端发送携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收模式的接收模式信息的波束训练请求消息。7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述波束发射方向信息包括：所述收发器阵列中的每一个收发器的波束发射方向的信息；所述波束发射方向反馈信息包括：接收信号质量最佳的一个波束发射方向的信息，或者，接收信号质量较佳的多个波束发射方向的信息；所述波束接收方向信息包括：接收信号质量最佳的一个波束接收方向的信息，或者，接收信号质量较佳的多个波束接收方向的信息。8.一种波束训练方法，应用于用户终端，该方法包括：接收到基站发送的携带波束发射方向信息和用于指示全向天线接收的接收模式信息的波束训练请求消息后，通过收发器阵列同时在多个方向接收所述训练序列，测量接收信号质量；在全向天线接收模式下接收完毕所有的训练序列后，向基站发送携带波束发射方向反馈信息的波束训练响应消息；接收到基站发送的携带波束发射方向信息和用于指示宽波束天线阵列相位旋转接收的接收模式信息的波束训练请求消息后，循环旋转所述收发器阵列中的收发器的相位角，接收训练序列，测量接收信号质量；在宽波束天线阵列相位旋转接收模式下接收完毕所有的训练序列后，向基站发送携带波束接收方向信息的波束训练响应消息。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，向基站发送携带波束接收方向信息的波束训练响应消息后，还包括：接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，在优选波束接收方向上接收训练序列，测量信道状态信息CSI，将CSI测量结果反馈给所述基站；接收基站发送的波束赋形权值的索引信息。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，在优选波束接收方向上接收训练序列，包括：接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，如所述波束精细化训练请求消息中包括优选波束发射方向信息、优选波束接收方向信息和信道状态信息CSI测量模式信息，则在所述优选波束接收方向上接收训练序列。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，在优选波束接收方向上接收训练序列，包括：接收到基站发送的波束精细化训练请求消息后，如所述波束精细化训练请求消息中包括优选波束发射方向信息、优选波束接收方向信息、数字相位调整角度信息和信道状态信息CSI测量模式信息，则根据数字相位调整角度信息对所述收发器阵列的相位角进行调整，沿着所述优选波束接收方向接收训练序列。12.如权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于：所述波束发射方向信息包括：所述收发器阵列中的每一个收发器的波束发射方向的信息；所述波束发射方向反馈信息包括：接收信号质量最佳的一个波束发射方向的信息，或者，接收信号质量较佳的多个波束发射方向的信息；所述波束接收方向信息包括：接收信号质量最佳的一个波束接收方向的信息，或者，接收信号质量较佳的多个波束接收方向的信息。13.一种波束训练装置，应用于基站，包括：第一波束发射及处理模块，用于通过收发器阵列进行训练序列波束扫描发射，向用户终端发送携带波束发射方向信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，张芳，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44