一种波束扫描方法及相关设备技术

本发明专利技术公开了一种波束扫描方法及相关设备，用以解决现有对潜在的收发波束组合进行遍历搜索确定最佳收发波束的过程，需要占据大量的系统开销，降低了系统效率以及降低了对信道时变的适应能力的问题。方法为：第一通信节点根据所述第一通信节点的接收机与第二通信节点的发射机之间的最佳接收波束组，确定至少一个发射波束；所述第一通信节点依次按照确定的所述至少一个发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射信号，直至确定最佳发射波束。

【技术实现步骤摘要】
一种波束扫描方法及相关设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种波束扫描方法及相关设备。
技术介绍
鉴于多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)技术对于提高峰值速率与系统频谱利用率的重要作用，长期演进(LongTermEvolution，LTE)/先进的长期演进(LTE-Advanced，LTE-A)等无线接入技术标准都是以MIMO+正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术为基础构建起来的。MIMO技术的性能增益来自于多天线系统所能获得的空间自由度，因此MIMO技术在标准化发展过程中的一个最重要的演进方向便是维度的扩展。在LTERel-8中，最多可以支持4层的MIMO传输。Rel-9重点对多用户MIMO(Multi-UserMIMO，MU-MIMO)技术进行了增强，传输模式(TransmissionMode，TM)-8的MU-MIMO传输中最多可以支持4个下行数据层。Rel-10则通过8端口信道状态信息参考信号(ChannelStateInformation-ReferenceSignals，CSI-RS)、移动台特定的参考信号(UE-specificReferenceSignal，URS)与多颗粒度码本的引入进一步提高了信道状态信息的空间分辨率，并进一步将单用户MIMO(Single-UserMIMO，SU-MIMO)的传输能力扩展至最多8个数据层。采用传统无源天线系统(PassiveAntennaSystem，PAS)结构的基站天线系统中，多个天线端口水平排列，每个端口对应独立的射频-中频-基带通道，而每个端口对应的垂直维的多个阵子之间由射频电缆连接。因此现有的MIMO技术只能在水平维通过对不同端口间的相对幅度和/或相位的调整实现对各个终端(UserEquipment，UE)信号在水平维空间特性的优化，在垂直维则只能采用统一的扇区级赋形。移动通信系统中引入有源天线系统(ActiveAntennaSystem，AAS)技术之后，基站天线系统能够在垂直维获得更大的自由度，能够在三维空间实现对终端级的信号优化。在上述研究、标准化与天线技术发展基础之上，产业界正在进一步地将MIMO技术向着三维化和大规模化的方向推进。目前，3GPP正在开展全维度MIMO(FullDimensionMIMO，FD-MIMO)技术研究与标准化工作。而学术界则更为前瞻地开展了针对基于更大规模天线阵列的MIMO技术的研究与测试工作。学术研究与初步的信道实测结果表明，大规模(Massive)MIMO技术将能够极大地提升系统频带利用效率，支持更大数量的接入用户。因此各大研究组织均将MassiveMIMO技术视为下一代移动通信系统中最有潜力的物理层技术之一。MassiveMIMO技术需要使用大规模天线阵列。尽管采用全数字阵列可以实现最大化的空间分辨率以及最优MU-MIMO性能，但是这种结构需要大量的AD/DA转换器件以及大量完整的射频-基带处理通道，无论是设备成本还是基带处理复杂度都将是巨大的负担。这一问题在高频段、大带宽时显得尤为突出。为了降低MassiveMIMO技术的实现成本与设备复杂度，近年来有人提出采用数模混合波束赋形技术。所谓数模混合波束赋形，是指在传统的数字域波束赋形基础上，在靠近天线系统的前端，在射频信号上增加一级模拟波束赋形。模拟波束赋形能够通过较为简单的方式，使发送信号与信道实现较为粗略的匹配。模拟波束赋形后形成的等效信道的维度小于实际的天线数量，因此模拟波束赋形后所需的AD/DA转换器件、数字通道数以及相应的基带处理复杂度都大为降低。模拟波束赋形部分残余的干扰可以在数字域再进行一次处理，从而保证MU-MIMO传输的质量。相对于全数字波束赋形而言，数模混合波束赋形是性能与复杂度的一种折中方案，在高频段大带宽或天线数量很大的系统中具有较高的实用前景。MIMO技术中，尤其是对MU-MIMO技术而言，网络侧能够获得的信道状态信息精度将直接决定预编码/波束赋形的精度与调度算法的性能，从而影响到整体系统性能。因此，信道状态信息的获取一直是MIMO技术标准化中最核心的问题之一。根据目前的LTE信号结构，参考信号都是安插在基带的，因此可以通过对基带信号中参考信号的信道估计获取数字波束赋形所需的信道状态。但是，由于模拟波束赋形形成的等效数字通道数少于实际天线数，通过参考信号获得的信道矩阵的维度已经远远低于天线端所经历的完整信道矩阵的维度。因此，数字波束赋形所能获得的空间分辨率以及干扰抑制能力受到了一定的损失。模拟波束赋形部分的处理过程更靠近物理天线一侧，数字波束赋形的MIMO信道具有更高的自由度。然而，由于没有办法对基带插入的参考信号进行估计，因而无论对频分双工(FrequencyDivisionDuplex，FDD)还是时分双工(TimeDivisionDuplex，TDD)，模拟波束赋形部分都无法直接利用数字域获得的信道状态信息。因此，一般而言数模混合波束赋形系统中，对模拟波束的选择一般只能通过搜索(或称训练)的方式进行。在这一过程中，发送端发射一组波束，接收端也使用一组预定的波束进行试探性的接收，以判断出最佳的收发波束组合。当信道条件发生变化(如遮挡)时，系统将重新进入波束搜索阶段，需要对潜在的收发波束组合进行遍历搜索。由此可见，现有的波束搜索过程需要占据大量的系统开销，降低了系统效率以及降低了对信道时变的适应能力。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种波束扫描方法及相关设备，用以解决现有对潜在的收发波束组合进行遍历搜索确定最佳收发波束的过程，需要占据大量的系统开销，降低了系统效率以及降低了对信道时变的适应能力的问题。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种波束扫描方法，包括：第一通信节点根据所述第一通信节点的接收机与第二通信节点的发射机之间的最佳接收波束组，确定至少一个发射波束；所述第一通信节点依次按照确定的所述至少一个发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射信号，直至确定最佳发射波束。可能的实施方式中，所述第一通信节点根据所述第一通信节点的接收机与第二通信节点的发射机之间的最佳接收波束组，确定至少一个发射波束，包括：所述第一通信节点根据所述最佳接收波束组中的至少一个波束确定发射波束集合，从所述发射波束集合中选择至少一个波束作为所述发射波束，其中，所述发射波束集合包括至少一个波束。可能的实施方式中，所述第一通信节点根据所述最佳接收波束组中的至少一个波束确定发射波束集合，包括：所述第一通信节点选取所述最佳接收波束组中的部分或全部波束组成所述发射波束集合；或者，所述第一通信节点以所述最佳接收波束组中的部分或全部波束为中心确定所有可用的波束，选择所述所有可用的波束中的部分波束组成所述发射波束集合。可能的实施方式中，所述第一通信节点按照确定的所述发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射的信号中，携带所述最佳接收波束组所对应的所述第二通信节点的发射机的最佳发射波束组中的部分或全部波束的标识信息。可能的实施方式中，所述发射波束满足第一发射波束参数，其中，所述第一发射波束参数中包括所述发射波束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束扫描方法，其特征在于，包括：第一通信节点根据所述第一通信节点的接收机与第二通信节点的发射机之间的最佳接收波束组，确定至少一个发射波束；所述第一通信节点依次按照确定的所述至少一个发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射信号，直至确定最佳发射波束。

【技术特征摘要】
1.一种波束扫描方法，其特征在于，包括：第一通信节点根据所述第一通信节点的接收机与第二通信节点的发射机之间的最佳接收波束组，确定至少一个发射波束；所述第一通信节点依次按照确定的所述至少一个发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射信号，直至确定最佳发射波束。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点根据所述第一通信节点的接收机与第二通信节点的发射机之间的最佳接收波束组，确定至少一个发射波束，包括：所述第一通信节点根据所述最佳接收波束组中的至少一个波束确定发射波束集合，从所述发射波束集合中选择至少一个波束作为所述发射波束，其中，所述发射波束集合包括至少一个波束。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点根据所述最佳接收波束组中的至少一个波束确定发射波束集合，包括：所述第一通信节点选取所述最佳接收波束组中的部分或全部波束组成所述发射波束集合；或者，所述第一通信节点以所述最佳接收波束组中的部分或全部波束为中心确定所有可用的波束，选择所述所有可用的波束中的部分波束组成所述发射波束集合。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点按照确定的所述发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射的信号中，携带所述最佳接收波束组所对应的所述第二通信节点的发射机的最佳发射波束组中的部分或全部波束的标识信息。5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述发射波束满足第一发射波束参数，其中，所述第一发射波束参数中包括所述发射波束的数量、所述发射波束中每个波束的产生方式和所述发射波束中各波束的相对关系中的任意一种或一种以上的组合。6.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点按照确定的所述发射波束通过发射机向所述第二通信节点发射信号，包括：所述第一通信节点根据第二发射波束参数，按照确定的所述发射波束向所述第二通信节点发射信号，其中，所述第二发射波束参数中包括所述发射波束使用的时间和/或频率资源、按照所述发射波束向所述第二通信节点发射的信号的时频图样与序列中的任意一种或一种以上的组合。7.一种波束扫描方法，其特征在于，包括：第二通信节点根据所述第二通信节点的发射机与第一通信节点的接收机之间的最佳发射波束组，确定至少一个接收波束；所述第二通信节点依次按照确定的所述至少一个接收波束通过接收机接收所述第一通信节点的发射机发射的信号，直至确定最佳接收波束。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二通信节点根据所述第二通信节点的发射机与第一通信节点的接收机之间的最佳发射波束组，确定至少一个接收波束，包括：所述第二通信节点根据所述最佳发射波束组中的至少一个波束确定接收波束集合，从所述接收波束集合中选择至少一个波束作为所述接收波束，其中，所述接收波束集合包括至少一个波束。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二通信节点根据所述最佳发射波束组中的至少一个波束确定接收波束集合，包括：所述第二通信节点选取所述最佳发射波束组中的部分或全部波束组成所述接收波束集合；或者，所述第二通信节点以所述最佳发射波束组中的部分或全部波束为中心确定所有可用的波束，选择所述所述可用的波束中的部分波束组成所述接收波束集合。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二通信节点依次按照确定的所述至少一个接收波束通过接收机接收所述第一通信节点的发射机发射的信号，直至确定最佳接收波束，包括：所述第二通信节点按照确定的第一接收波束接...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏昕，高秋彬，陈润华，拉盖施，李传军，王蒙军，李辉，黄秋萍，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11