基于移动传感器的波束转向控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及波束转向技术。在该技术中，一个或多个天线用于根据与环境相对应的配置形成指向第一波束方向的波束；在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于移动传感器的波束转向控制装置和方法相关申请本申请要求2017年12月19日递交的专利技术名称为“ApparatusandMethodUsingMobileSensorBasedBeamSteeringControl”的第15/847,703号美国非临时专利申请案及2017年11月13日递交的专利技术名称为“ApparatusandMethodUsingMobileSensorBasedBeamSteeringControl”的第62/585,152号美国临时专利申请案的在先申请优先权。这些在先申请的内容以引用的方式并入本文本中。
本专利技术通常涉及相位阵天线的波束转向，尤其涉及采用用户设备内的传感器所提供的信息进行波束转向，从而实现运动补偿。
技术介绍
先进的无线通信系统和设备使用高度定向的天线系统来增加天线增益，例如使用5GNR和802.11ad/ay等协议标准下的毫米波(millimeterwave，mmWave)通信。为了提供该定向性，对驱动天线系统中的不同天线的信号进行相应加权，例如，涉及信号相位和幅度方面的加权。由于mmWaves的特性，环境因素对波束赋形通信过程中的信号传输具有重大影响。在波束赋形通信中，波束转向改变相控阵天线的辐射方向图中的主瓣的方向，用于对齐和追踪来自发射器和接收器的波束(辐射方向图中的主瓣)。一旦波束追踪失败，如果未对齐的波束无法提供所需链路预算，波束赋形协议需要一定的时间在通信环境中重建无线链路。为了避免上述情况的发生，有必要关注可能会影响设备间通过波束赋形链路进行通信的能力的运行条件。例如，如果与基站通信的移动设备移动了，该移动设备使用的波束可能不再指向基站中被追踪的波束。在一种情形下，外部物体可能会干扰相控阵天线(比如，手放在了用户的移动设备上)，从而改变了波束的形成方式以及波束的追踪程度。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种波束转向方法。所述方法包括：根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。可选地，在上述方面，所述方法还包括：根据所述用户设备中的所述一个或多个传感器提供的传感器信息确定所述用户设备的所述环境；根据所述环境选择所述一个或多个天线，并通过配置所选定的一个或多个天线的辐射方向图来形成接收波束；在所选定的一个或多个天线上接收来自基站的一系列训练波束的信号，并将所述训练波束的信号强度上报给所述基站。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述方法还包括：在与所述环境相关联的配置表中搜索所述一个或多个天线的波束方向；为与所述波束方向相关联的所述一个或多个天线加载配置；根据信号质量或强度中的至少一项为所述一个或多个天线中的每个天线确定最佳波束方向。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述一个或多个传感器提供的所述信息指示所述用户设备中的所述一个或多个天线中受到周围环境不良影响的天线，以便识别所述一个或多个天线的性能水平变化。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述性能水平变化对应于所述一个或多个天线的新配置，且所述变化反映在与所述环境相关联的所述配置表中。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述一个或多个传感器提供的所述信息指示所述用户设备中的所述一个或多个天线中因被阻挡而导致其性能水平低于某个阈值的天线。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，配置所述一个或多个天线以形成所述波束包括：对所述一个或多个天线中的每个天线相关联的信号的相对相位偏移和增益进行配置；针对所述一个或多个天线配置所述第二波束方向包括：将所述一个或多个天线中的某个天线切换至所述一个或多个天线中的另一个天线。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述一个或多个传感器为接近传感器、阻抗传感器、雷达传感器中的至少一种。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，为一个或多个相控阵天线中的每个振子天线对应的移相器和放大器的增益确定所述最佳波束方向。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述方法还包括更新所述一个或多个天线的配置，使其包括对应于所述环境的所述第二波束方向。根据本专利技术的另一方面，提供一种波束转向设备。所述设备包括：包含指令的非瞬时性存储器，以及与所述存储器通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个存储器执行所述指令，从而：根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。根据本专利技术的又一方面，提供一种非瞬时性计算机可读介质。所述计算机可读介质存储用于波束转向的计算机指令；当所述指令由一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行以下步骤：根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。
技术实现思路
简单介绍了一些概念，在具体实施方式中将进一步描述这些概念。
技术实现思路
不旨在提供专利申请所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在确定专利申请所要求保护的主题范围。专利申请所要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中提到的任何或所有问题的实现方式。附图说明本专利技术的各方面通过示例进行说明，并且不受附图的限制。其中，相似的图例编号指示相应的元素。图1示出了用于数据通信的无线网络；图2示出了根据一示例性实施例的基站、发射波束和接收波束；图3示出了根据图2的物理信道以及所述物理信道上的信号传输；图4示出了用户设备的状态图的一实施例；图5A至图5C示出了基站和用户设备间的波束获取与追踪的过程；图6A和图6B示出了对用户设备进行波束追踪以实现运动补偿；图7A至图7D示出了环境对用户设备的天线性能和辐射方向图的影响；图8和图9示出了根据本专利技术实施例的波束配置与追踪的一示例；图10A至图10C示出了根据本专利技术的各方面的波束转向的流图；图11A示出了可以实现根据本专利技术的方法及内容的示例性用户设备；图11B示出了可以实现根据本专利技术的方法及内容的示例性基站；图12示出了可用于实现各实施例的网络系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波束转向方法，其特征在于，包括：/n根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；/n在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；/n根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；/n通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 US 62/585,152;20171219 US 15/847,7031.一种波束转向方法，其特征在于，包括：
根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；
在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；
根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；
通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述用户设备中的所述一个或多个传感器提供的传感器信息确定所述用户设备的所述环境；
根据所述环境选择所述一个或多个天线，并通过配置所选定的一个或多个天线的辐射方向图来形成接收波束；
在所选定的一个或多个天线上接收来自基站的一系列训练波束的信号，并将所述训练波束的信号强度上报给所述基站。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
在与所述环境相关联的配置表中搜索所述一个或多个天线的波束方向；
加载与所述波束方向相关联的所述一个或多个天线的配置；
根据信号质量或强度中的至少一项为所述一个或多个天线中的每个天线确定最佳波束方向。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器提供的所述信息指示所述用户设备中的所述一个或多个天线中受到周围环境不良影响的天线，以便识别所述一个或多个天线的性能水平变化。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述性能水平变化对应于所述一个或多个天线的新配置，且所述变化反映在与所述环境相关联的所述配置表中。


6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器提供的所述信息指示所述用户设备中的所述一个或多个天线中因被阻挡而导致其性能水平低于某个阈值的天线。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置所述一个或多个天线以形成所述波束包括：配置与所述一个或多个天线中的每个天线相关联的信号的相对相位偏移和增益；针对所述一个或多个天线配置所述第二波束方向包括：从所述一个或多个天线中的某个天线切换至所述一个或多个天线中的另一个天线。


8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器为接近传感器、阻抗传感器、雷达传感器中的至少一种。


9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，为所述一个或多个天线中的每个天线对应的移相器和放大器的增益确定所述最佳波束方向。


10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括更新所述一个或多个天线的配置，使其包括对应所述环境的所述第二波束方向。


11.一种波束转向设备，其特征在于，包括：
包含指令的非瞬时性存储器；以及
与所述存储器通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个存储器执行所述指令，从而：
根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；
在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；
根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；
通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。


12....

【专利技术属性】
技术研发人员：何小寅，施平，里奇·张立基，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44