一种毫米波波束的对准方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波波束的对准方法，包括：在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置；将所记录的波束标签和终端位置存储在基站中以形成历史数据；在所述基站覆盖范围内检测是否有终端接入，依据终端反馈的位置信息与所述历史数据的关系确定所述终端所需连接的波束。本发明专利技术的有益效果：降低了算法的时间复杂度和通信延迟，克服了传统基于终端位置的波束对准方法在非视距区域不适用的缺陷。非视距区域不适用的缺陷。非视距区域不适用的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波波束的对准方法


[0001]本专利技术涉及通信
，更具体地说，涉及一种毫米波波束的对准方法。

技术介绍

[0002]随着万物互联的时代的来临，传统的4G通信逐渐难以满足人们日益增长的通信需求，基于毫米波的5G通信技术应运而生。由于毫米波的较传统的通信波段波长更短、频率更高，因此在传播过程中更容易衰减，绕射能力也更弱。为了克服这一缺点通常使用多输入多输出(MIMO)技术，使毫米波聚束，抵抗传播过程中的高衰减。毫米波波束的形成在提高通信效率和方向性的同时，也带来了波束对准的难题。为解决波束对准的问题IEEE 802.15.3c WPAN给出了一种基于分层码本的分级搜索算法，在文献中也讨论了一些基于终端位置的波束对准方法。
[0003]现有的基于分层码本的分级搜索算法虽然可以给出最佳波束对准方案，但其计算度高，在建立连接前需要一定的时间进行波束扫描，这样低延时的通信需求是冲突的。特别是，针对高速移动的终端需要进行频繁的波束切换和对准，波束扫描引入的通信延迟更为明显。尽管基于二分搜索的扫描算法可以一定程度降低扫描算法的时间复杂度，但同时也会引入误差传播的问题(即，一旦中间有一步出错，后续的搜索就会全部出错)。而基于终端位置的的波束对准方法，虽然可以实现快速对准，但其只适用于视距通信的情景。在非视距情景下，终端对于基站连线上的波束会穿过障碍物，因此部分反射波的强度可能会更高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种毫米波波束的对准方法，解决现有波束对准方法的问题。
[0005]为解决上述问题，一方面，本专利技术提供一种毫米波波束的对准方法，包括：
[0006]在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置；
[0007]将所记录的波束标签和终端位置存储在基站中以形成历史数据；
[0008]在所述基站覆盖范围内检测是否有终端接入，依据终端反馈的位置信息与所述历史数据的关系确定所述终端所需连接的波束。
[0009]所述在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置，包括：
[0010]使用准全向级波束进行波束扫描基站覆盖范围的一半区域，若不存在终端，将另一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分；若存在终端，则将当前的一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分，其中，终端开启全向模式；
[0011]设置参考信号强度阈值及参考信号质量阈值，当终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则终端向基站反馈信号强度最高的前n个
波束，并记录这些波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域；若不满足终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则继续使用二分分级搜索算法搜索，直至终端处于任意一个波束的覆盖范围，记录这个波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域。
[0012]所述在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置，还包括：
[0013]使用扇区级波束进行波束扫描基站覆盖范围的一半区域，若不存在终端，将另一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分；若存在终端，则将当前的一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分，其中，终端开启全向模式；
[0014]设置参考信号强度阈值及参考信号质量阈值，当终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则终端向基站反馈信号强度最高的前n个波束，并记录这些波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域；若不满足终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则继续使用二分分级搜索算法搜索，直至终端处于任意一个波束的覆盖范围，记录这个波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域。
[0015]所述在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置，还包括：
[0016]使用波束级波束进行波束扫描基站覆盖范围的一半区域，若不存在终端，将另一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分；若存在终端，则将当前的一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分，其中，终端开启全向模式；
[0017]设置参考信号强度阈值及参考信号质量阈值，当终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则终端向基站反馈信号强度最高的前n个波束，并记录这些波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域；若不满足终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则继续使用二分分级搜索算法搜索，直至终端处于任意一个波束的覆盖范围，记录这个波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域，从而得到最佳波束，记录波束的标签和终端位置。
[0018]所述将所记录的波束标签和终端位置存储在基站中以形成历史数据，包括：
[0019]统计在基站覆盖范围内的多个位置所检测到的终端以得到统计表单{B，S，X}，其中B＝{b1，b2，
…
，b
m
}，S＝{s1，s2，
…
，s
m
}，X＝{x1，x2，
…
，x
m
}，b
i
表示第i个波束，s
i
表示第i个波束的覆盖范围，x
i
表示在历史所有统计中，通过b
i
与基站建立连接的终端位置集合；s
i
的位置和面积由与b
i
建立连接的终端位置、波束b
i
的立体角以及毫米波从基站到终端所经历的光程共同确定。
[0020]所述将所记录的波束标签和终端位置存储在基站中以形成历史数据中：
[0021]所述统计表单记录预设时间以内的数据，删除预设时间以外的数据。
[0022]所述在所述基站覆盖范围内检测是否有终端接入，依据终端反馈的位置信息与所述历史数据的关系确定所述终端所需连接的波束，包括：
[0023]采用准全向级波束搜索终端；
[0024]找到终端后，终端立即向基站反馈自身的位置信息x；
[0025]基站判定终端位置x是否属于若不属于，则进行波束扫描；若属于，则确定x同时属于一至多个波束的覆盖区域，若x只属于s
a
，则直接通过波束b
a
建立通信，若x同时属于多个波束的覆盖区域，则判断统计表单{B，S，X}中，属于多个波束的覆盖区域中终端连接概率最高的波束进行连接；
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波波束的对准方法，其特征在于，包括：在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置；将所记录的波束标签和终端位置存储在基站中以形成历史数据；在所述基站覆盖范围内检测是否有终端接入，依据终端反馈的位置信息与所述历史数据的关系确定所述终端所需连接的波束。2.根据权利要求1所述的毫米波波束的对准方法，其特征在于，所述在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置，包括：使用准全向级波束进行波束扫描基站覆盖范围的一半区域，若不存在终端，将另一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分；若存在终端，则将当前的一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分，其中，终端开启全向模式；设置参考信号强度阈值及参考信号质量阈值，当终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则终端向基站反馈信号强度最高的前n个波束，并记录这些波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域；若不满足终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则继续使用二分分级搜索算法搜索，直至终端处于任意一个波束的覆盖范围，记录这个波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域。3.根据权利要求2所述的毫米波波束的对准方法，其特征在于，所述在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置，还包括：使用扇区级波束进行波束扫描基站覆盖范围的一半区域，若不存在终端，将另一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分；若存在终端，则将当前的一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分，其中，终端开启全向模式；设置参考信号强度阈值及参考信号质量阈值，当终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则终端向基站反馈信号强度最高的前n个波束，并记录这些波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域；若不满足终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则继续使用二分分级搜索算法搜索，直至终端处于任意一个波束的覆盖范围，记录这个波束的角度范围以将这个角度范围作为进一步搜索区域。4.根据权利要求3所述的毫米波波束的对准方法，其特征在于，所述在基站覆盖范围内的多个位置检测是否有终端首次接入，当检测到终端于多个位置的其中之一首次接入基站时，使用二分分级搜索算法进行波束扫描以记录波束标签及终端位置，还包括：使用波束级波束进行波束扫描基站覆盖范围的一半区域，若不存在终端，将另一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分；若存在终端，则将当前的一半区域等分为两部分，继续扫描两部分中的一部分，其中，终端开启全向模式；设置参考信号强度阈值及参考信号质量阈值，当终端反馈的信号强度小于参考信号强度阈值及信号质量小于参考信号质量阈值，则终端向基站反馈信号强度最高的前n个波束，
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【专利技术属性】
技术研发人员：戚建淮，刁润，周杰，宋晶，张莉，
申请(专利权)人：深圳市永达电子信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：