无线通信系统中的电子设备和方法技术方案

公开了一种无线通信系统中的电子设备和方法。一种电子设备包括处理电路，该处理电路被配置成：以训练数据对用于自适应波束赋形的波束调整模型进行训练，以使得对于用户设备的任意移动路径，波束调整模型输出使得能够满足用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息。根据本公开的实施例，通过以波束调整时间间隔作为优化目标对波束调整模型进行训练，并利用训练好的波束调整模型进行自适应波束赋形，能够在保证用户设备的通信性能的情况下，显著降低用于波束调整的系统开销以及测量、处理开销。

【技术实现步骤摘要】
无线通信系统中的电子设备和方法
本公开涉及无线通信
，更具体地，涉及一种用于实现以降低波束调整开销为目标的自适应波束赋形方案的无线通信系统中的电子设备和方法。
技术介绍
现有的波束赋形技术主要分为两类：非码书的波束赋形和基于码书(codebook)的波束赋形。非码书的波束赋形通常需要获取准确的信道状态信息(channelstateinformation,CSI)，并且要求通信双方根据信道状态信息实时地更新波束赋形参数。现有的波束调整算法，通常涉及较高的计算复杂度，如矩阵求逆运算，因此涉及到大量的系统开销及测量、处理开销。另一方面，采用基于码书的波束赋形可以避免信道信息状态的获取，利用设计好的波束方向图(beampattern)编辑为码书，通过实时地波束搜索寻找最优的收发波束权重矢量。因此，当码书长度小时，基于码书的波束赋形不失为一种好的选择。但是，随着天线阵元数目的增加，可选波束方向图的数目显著增加，随之用于波束搜索的时间也显著增加，导致建立链路的时间显著延长，造成大量的时间开销。在实时性要求较高的场合下，基于码书的波束赋形可能也无法满足性能的需求。因此，如何在保证链路性能的前提下，降低系统开销及测量、处理开销是当前亟待解决的问题。
技术实现思路
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。鉴于以上问题，本公开的至少一方面的目的是提供一种能够降低波束调整开销同时保证用户设备的通信性能的无线通信系统中的电子设备和方法。根据本公开的一方面，提供了一种无线通信系统中的电子设备，该电子设备包括处理电路，该处理电路被配置成：以训练数据对用于自适应波束赋形的波束调整模型进行训练，以使得对于用户设备的任意移动路径，波束调整模型输出使得能够满足用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的电子设备，该电子设备包括处理电路，该处理电路被配置成至少根据关于用户设备的位置、移动方向和通信性能要求的信息，利用由上述电子设备训练得到的波束调整模型进行波束调整，以实现自适应波束赋形。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的电子设备，该电子设备包括处理电路，该处理电路被配置成生成至少包括用户设备的位置、移动方向和通信性能要求的报告以发送给用户设备的服务基站，从而服务基站根据所接收的报告、利用由上述电子设备训练得到的波束调整模型进行波束调整以实现自适应波束赋形。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的方法，该方法包括：以训练数据对用于自适应波束赋形的波束调整模型进行训练，以使得对于用户设备的任意移动路径，波束调整模型输出使得能够满足用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的方法，该方法包括：至少根据关于用户设备的位置、移动方向和通信性能要求的信息，利用由上述电子设备训练得到的波束调整模型进行波束调整，以实现自适应波束赋形。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的方法，该方法包括：生成至少包括用户设备的位置、移动方向和通信性能要求的报告以发送给用户设备的服务基站，从而服务基站根据所接收的报告、利用由上述电子设备训练得到的波束调整模型进行波束调整以实现自适应波束赋形。根据本公开的其它方面，还提供了用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。根据本公开的无线通信系统中的电子设备和方法，通过以波束调整开销作为优化目标对波束调整模型进行训练，并利用如此训练得到的波束调整模型实现自适应波束赋形，能够在保证系统性能的情况下降低系统开销。在下面的说明书部分中给出本公开实施例的其它方面，其中，详细说明用于充分地公开本公开实施例的优选实施例，而不对其施加限定。附图说明本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本公开的优选实施例和解释本公开的原理和优点。其中：图1是示出根据本公开的应用场景的示例的示意图；图2是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站端的电子设备的功能配置示例的框图；图3是示出神经网络的结构示例的示意图；图4是示出根据本公开的实施例的电子设备中的获取单元的具体功能配置示例的框图；图5是示出根据本公开的实施例的训练路径生成的仿真示例的示意图；图6是示出根据本公开的实施例的部分波束的阵列增益方向图的示例的示意图；图7是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的电子设备的功能配置示例的框图；图8是示出根据本公开的实施例的电子设备中的调整单元的具体功能配置示例的框图；图9是示出根据本公开的实施例的用户设备端的电子设备的功能配置示例的框图；图10A至图10C是分别示出用于实现根据本公开的实施例的自适应波束赋形方案的信息交互过程的示例的流程图；图11是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站端的方法的处理流程示例的流程图；图12是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站端的方法的处理流程示例的流程图；图13是示出本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备端的方法的处理流程示例的流程图；图14是示出根据本公开的实施例的用户设备的移动轨迹的仿真示例的示意图；图15A至图15C是分别示出本公开的波束调整方案与现有技术的快速波束调整方案的波束调整次数比较、通信性能比较和波束选择比较的示意图；图16是示出图14所示的移动轨迹中的一段移动轨迹的示意图；图17是示出作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图；图18是示出可以应用本公开的技术的演进型节点(eNB)的示意性配置的第一示例的框图；图19是示出可以应用本公开的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图；图20是示出可以应用本公开的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图；以及图21是示出可以应用本公开的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。具体实施方式在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本公开关系不大的其它细节。下面，将参照附图1至21详细描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信系统中的电子设备，所述电子设备包括处理电路，所述处理电路被配置成：以训练数据对用于自适应波束赋形的波束调整模型进行训练，以使得对于用户设备的任意移动路径，所述波束调整模型输出使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信系统中的电子设备，所述电子设备包括处理电路，所述处理电路被配置成：以训练数据对用于自适应波束赋形的波束调整模型进行训练，以使得对于用户设备的任意移动路径，所述波束调整模型输出使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所输出的波束信息是使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔最大化的波束信息。3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述训练数据是预先确定的，并且包括作为所述波束调整模型的输入参数的、至少由所述用户设备的不同的初始位置和移动方向构成的训练路径，以及作为所述波束调整模型的输出参数的、使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路进一步被配置成以下述方式生成所述训练数据：生成在所述用户设备的服务小区的覆盖范围内由所述用户设备的不同的初始位置和移动方向构成的训练路径作为所述波束调整模型的输入参数；以基于码书的波束赋形方式或者基于迭代的非码书波束赋形方式构建波束库；对于所述输入参数，在所述波束库中搜索使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束信息作为所述波束调整模型的输出参数；以及根据所述输入参数和所述输出参数生成所述训练数据。5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述码书包括波束控制码书和特定相移码书。6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述码书被选择为使得能够覆盖所述服务小区的覆盖范围内的所有波束。7.根据权利要求4所述的电子设备，其中，在以基于码书的波束赋形方式构建所述波束库的情况下，所述波束信息为使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束赋形权重矢量索引。8.根据权利要求4所述的电子设备，其中，在以基于迭代的非码书波束赋形方式构建所述波束库的情况下，所述波束库被构建为使得至少对于所述训练路径，能够在所述波束库中搜索到使得能够满足所述用户设备的性能要求的波束调整时间间隔得到优化的波束。9.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述处理电路进一步被配置成以等间隔采样方式和随机游走方式中的一种或多种生成所述训练路径。10.根据权利要求3或4所述的电子设备，其中，所述输入参数还包括环境信息。11.根据权利要求3或4所述的电子设备，其中，所述输入参数还包括对于所述用户设备的干扰信息。12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，所述干扰信息包括干扰波束的方向和宽度。13.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述性能要求包括信干噪比、吞吐量和中断概率中的一个或多个。14.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述波束调整模型是基于神经网络或分类器实现的。15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述神经网络包括径向基函数神经网络，和/或所述分类器包括朴素贝叶斯分类器和支持向量机分类器至少之一。16.一种无线通信系统中的电子设备，所述电子设备包括处理电路，所述处理电路被配置成：至少根据关于用户设备的位置、移动方向和通信性能要求的信息，利用由根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵友平，祝东芝，孙晨，郭欣，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP