一种波束扫描与跟踪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种波束扫描与跟踪方法及装置，涉及通信技术领域。该波束扫描与跟踪方法，应用于第一通信节点，包括：接收与第二通信节点通信的一个或多个第三通信节点所使用的参考信号的端口信息；根据所述端口信息，测量所述第一通信节点的辅助参考信号的波束，得到辅助参考信号信息；其中，所述第一通信节点的辅助参考信号为所述第一通信节点获取到的所述第二通信节点与所述第三通信节点通信的参考信号；根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。本发明专利技术的方案，用以解决现有波束搜索与跟踪过程会消耗大量系统资源，造成系统效率低下的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种波束扫描与跟踪方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别是指一种波束扫描与跟踪方法及装置。
技术介绍
鉴于MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出系统)技术对于提高峰值速率与系统频谱利用率的重要作用，LTE(LongTermEvolution，长期演进)/LTE-A(LTE-Advanced，升级版长期演进)等无线接入技术标准都是以MIMO+OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)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MU-MIMO(Multi-UserMIMO，多用户MIMO)技术进行了增强，TM(TransmissionMode，传输方式)-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CSI-RS(信道状态信息参考信号)、URS(UE-specificReferenceSignal，UE专用参考信号)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SU-MIMO(Single-UserMIMO，单用户MIMO)的传输能力扩展至最多8个数据层。采用传统PAS(PassiveAntennaSystem，无源天线系统)结构的基站天线系统中，多个天线端口(每个端口对应着独立的射频-中频-基带通道)水平排列，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/相位的调整实现对各个终端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AAS(ActiveAntennaSystem，有源天线系统)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UE(UserEquipment，用户设备)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FD-MIMO(FullDimensionMIMO，全尺寸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，大规模天线MassiveMIMO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转换期间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波束赋形。模拟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。模拟赋形后形成的等效信道的维度小于实际的天线数量，因此其后所需的AD/DA转换器件、数字通道数以及相应的基带处理复杂度都可以大为降低。模拟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效能，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，用于参考信号都是安插在基带的，因此可以通过信道估计获取数字赋形所需的信道状态。但是，由于模拟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。对于模拟赋形部分而言，其处理过程更靠近物理天线一侧，相对于数字赋形而言，其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FDD还是TDD，其模拟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。即使对于全数字大规模天线阵列，处于参考信号开销的角度考虑，当天线规模较大时，一般也不会在每个数字通道发送独立的参考信号。这种情况下，即使全数字系统也可能无法获得完整的MIMO信道矩阵。因此也有可能需要类似的波束搜索与跟踪过程。但是，波束搜索与跟踪过程会消耗大量系统资源，而移动通信信号所经历的信道具有明显的时变特性，为了保证波束赋形与信道传播特性的匹配，可能需要频繁地执行波束搜索与跟踪操作，从而进一步造成系统效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种波束扫描与跟踪方法及装置，用以解决了现有波束搜索与跟踪过程会消耗大量系统资源，造成系统效率低下的问题。为达到上述目的，本专利技术实施例提供了一种波束扫描与跟踪方法，应用于第一通信节点，所述波束扫描与跟踪方法包括：接收与第二通信节点通信的一个或多个第三通信节点所使用的参考信号的端口信息；根据所述端口信息，测量所述第一通信节点的辅助参考信号的波束，得到辅助参考信号信息；其中，所述第一通信节点的辅助参考信号为所述第一通信节点获取到的所述第二通信节点与所述第三通信节点通信的参考信号；根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。其中，根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪的步骤包括：根据所述辅助参考信号信息，获取所述第一通信节点与所述第二通信节点的接收波束和发射波束组合更新信息；在所述辅助参考信号信息满足一预设更新准则时，将所述接收波束和发射波束组合更新信息发送至所述第二通信节点。其中，还包括：基于所述辅助参考信号信息和预设备份准则，选择满足所述预设备份准则的辅助参考信号所对应的波束作为备份波束；将所述备份波束的标识信息发送至所述第二通信节点和/或网络侧设备。其中，根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪的步骤包括：根据所述辅助参考信号信息以及与所述第二通信节点通信所使用的参考信号信息，测量多用户多入多出传输时所述第一通信节点与所述第二通信节点的通信状态信息；根据所述通信状态信息对所述第二通信节点的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束扫描与跟踪方法，应用于第一通信节点，其特征在于，所述波束扫描与跟踪方法包括：接收与第二通信节点通信的一个或多个第三通信节点所使用的参考信号的端口信息；根据所述端口信息，测量所述第一通信节点的辅助参考信号的波束，得到辅助参考信号信息；其中，所述第一通信节点的辅助参考信号为所述第一通信节点获取到的所述第二通信节点与所述第三通信节点通信的参考信号；根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种波束扫描与跟踪方法，应用于第一通信节点，其特征在于，所述波束扫描与跟踪方法包括：接收与第二通信节点通信的一个或多个第三通信节点所使用的参考信号的端口信息；根据所述端口信息，测量所述第一通信节点的辅助参考信号的波束，得到辅助参考信号信息；其中，所述第一通信节点的辅助参考信号为所述第一通信节点获取到的所述第二通信节点与所述第三通信节点通信的参考信号；根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。2.根据权利要求1所述的波束扫描与跟踪方法，其特征在于，根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪的步骤包括：根据所述辅助参考信号信息，获取所述第一通信节点与所述第二通信节点的接收波束和发射波束组合更新信息；在所述辅助参考信号信息满足一预设更新准则时，将所述接收波束和发射波束组合更新信息发送至所述第二通信节点。3.根据权利要求2所述的波束扫描与跟踪方法，其特征在于，还包括：基于所述辅助参考信号信息和预设备份准则，选择满足所述预设备份准则的辅助参考信号所对应的波束作为备份波束；将所述备份波束的标识信息发送至所述第二通信节点和/或网络侧设备。4.根据权利要求1所述的波束扫描与跟踪方法，其特征在于，根据所述辅助参考信号信息，对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪的步骤包括：根据所述辅助参考信号信息以及与所述第二通信节点通信所使用的参考信号信息，测量多用户多入多出传输时所述第一通信节点与所述第二通信节点的通信状态信息；根据所述通信状态信息对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。5.根据权利要求4所述的波束扫描与跟踪方法，其特征在于，根据所述通信状态信息对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪的步骤包括：所述通信状态信息为所述第二通信节点与所述第三通信节点之间通信对所述第二通信节点与所述第一通信节点之间通信的干扰值；根据所述干扰值，确定第四通信节点以及所述第四通信节点与所述第二通信节点通信的发射波束的标识信息；其中，所述第四通信节点是对应干扰值大于第一预设阈值或干扰值小于第二预设阈值的第三通信节点；将所述第四通信节点以及所述第四通信节点与所述第二通信节点通信的发射波束的标识信息发送至所述第二通信节点和/或网络侧设备，以对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。6.根据权利要求5所述的波束扫描与跟踪方法，其特征在于，根据所述通信状态信息对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪的步骤还包括：所述通信状态信息为所述第一通信节点与所述第二通信节点通信的信道质量信息；将所述信道质量信息发送至所述第二通信节点和/或网络侧设备，以对所述第二通信节点的发射波束进行搜索或跟踪。7.根据权利要求1所述的波束扫描与跟踪方法，其特征在于，在接收与第二通信节点通信的第三通信节点所使用的参考信号的端口信息的步骤之前，还包括：通过第一组预设波束，扫描接收所述第二通信节点发射的第二组预设波束；按照预设条件，确定接收到的一发射波束及对应的接收波束作为与所述第二通信节点通信的接收波束和发射波束组合；将已确定的与所述第二通信节点通信的发射波束的标识信息发送至所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏昕，高秋彬，塔玛拉卡·拉盖施，陈润华，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