一种由波束管理系统执行的方法，该系统获得移动终端的空间和时间测量结果和无线通信网络上关联的基站的地理位置信息。该系统基于获得的信息确定移动终端的相位补偿值，该相位补偿值用于计算或选择形成最优天线波束的天线元件的系数。因此，该系统可以基于移动终端的预测的空间或时间特性快速且有效地执行波束切换，而无需等待实际的波束测量结果。而无需等待实际的波束测量结果。而无需等待实际的波束测量结果。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过无线终端的空间和时间测量结果辅助的天线波束管理
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月28日提交的名称为“Inertial Measurement Unit,GPS and Application Processor Assisted Antenna Beam Management in Wireless Terminals(无线终端中的惯性测量单元，GPS和应用处理器辅助的天线波束管理)”的第63/057,797号美国临时申请的优先权，其内容整体并入本文。
[0003]所公开的教导涉及无线通信系统，特别是天线波束管理的改进。
技术介绍
[0004]波束成形是在用于定向信号传输或接收的传感器阵列中使用的信号处理技术。也就是说，在发送端或接收端处使用波束成形以实现空间选择性。例如，波束成形可以将信号朝向特定方向聚焦。这是通过以使得处于特定角度的信号受到相长干涉而其他信号受到相消干涉的方式组合天线元件来实现的。
[0005]在无线通信系统的背景下，波束成形用于通过将信号传输限制在波束内来提高无线信号强度。适当地选择波束的方向以最大化发送器与接收器之间的天线增益。在这种系统中，诸如无线移动终端或基站之类的设备需要周期性地对不同的波束执行测量，以便选择用于操作的最佳波束。波束成形器对所有具有相同大小的天线元件进行加权，并仅通过为每个天线选择恰当的相位来转向指定的方向。波束的方向性优于全向接收或传输。
[0006]然而，波束成形的性能改进伴随着折衷，因为对所有波束执行测量会消耗电池电量并增加标识最优波束的时延。另外，在寻找最优波束时传输质量会受到影响。此外，在高移动性场景中，最优波束可能随时间频繁且连续地改变，使得等到标识出最优波束(基于对所有波束的测量)时，所选择的波束可能不再是最优波束。这还妨碍使用窄波束并限制可以在高移动性场景中实现的最大数据速率。
附图说明
[0007]将通过使用附图来描述和解释本技术的实施例。
[0008]图1是示出移动终端的组件的框图。
[0009]图2是示出无线通信系统中的波束成形的示例的系统图。
[0010]图3是示出无线通信系统中由于移动终端的旋转而进行的波束切换的示例的系统图。
[0011]图4是示出无线通信系统中由于移动终端的移动而进行的波束切换的示例的系统图。
[0012]图5是由通过移动终端的空间和时间测量结果辅助的波束管理系统执行的过程的流程图。
[0013]图6是示出由于移动终端的移动引起的相位补偿的图。
[0014]图7是示出处理系统的示例的框图，在该处理系统中，可以实现本文描述的至少一些操作。
[0015]从结合附图对具体实施方式的研究，对于本领域技术人员来说，本文描述的技术的各种特征将变得更加明显。实施例在附图中以示例而非限制的方式示出，其中相似的引用可以指示相似的元件。尽管出于说明的目的，附图描绘了各种实施例，但本领域技术人员将认识到可以在不背离技术原则的情况下采用替代实施例。因此，虽然在附图中示出了具体实施例，但该技术可以进行各种修改。
具体实施方式
[0016]所公开的解决方案涉及一种天线波束管理系统(“系统”)，基于无线通信系统中的移动终端(本文也称为“无线终端”)的空间和时间测量结果来辅助该系统。空间和时间测量结果包括移动终端(MT)的旋转和移动，和/或，MT和/或关联基站(BS)的地理位置。该系统包括惯性测量单元(IMU)、地理位置和时间单元(GTU)以及存储一个或多个BS的地理位置信息的数据库。MT包括IMU和/或GTU，而BS数据库本地驻留在MT或所连接的BS处。MT的应用处理器(AP)可以通过通信系统访问BS的地理位置信息，并在本地存储该信息以供执行波束管理时使用。
[0017]该系统允许MT补偿相位变化，而无需扫过所有可能的波束，否则既耗时又耗电。因此，该系统降低了通常与波束选择相关联的时延，并相应地改善了最终用户体验。这种改进对于依赖天线波束成形来提高性能(例如，第5代(5G)新空口(NG)中的毫米波信号，这是无线电信系统的宽带蜂窝网络标准)的无线通信系统尤其重要。另一个示例是第4代(4G)长期演进(LTE)，它是5G的前身。例如，许多5G MT也具有用于5G接入不可用的位置的4GLTE功能。
[0018]尽管主要在无线电信系统的背景下进行了描述，但实现方式可以包括采用波束成形(例如，任何波束成形器)的其他无线通信系统。例如，接入点或无线端点设备执行波束管理的任何毫米波网络都可以从所公开的系统中受益。
[0019]所公开的系统改进或取代由波束成形器执行的基于无线测量的波束管理。波束管理具有包括波束扫描、波束测量、波束确定、波束上报和波束失败恢复的各阶段。MT需要“扫过”所有波束以测量相应的信号质量。波束扫描阶段涉及以规则间隔在突发(burst)中在所有预定方向上传输波束。对于选定的时间窗口，该过程可以在预定的方向(波束)上周期性地重复。
[0020]在波束测量和确定阶段中，波束成形器执行波束监测，包括测量所有波束。MT决定哪个波束当前是最优波束，然后切换到该波束。波束测量通常基于空闲模式下的同步信号或连接模式下的参考信号。周期性地搜索最优波束并基于测量结果识别最优波束。测量窗口的周期性和时间/频率偏移是可配置的。
[0021]因此，波束成形器可以基于对处于不同方向的波束的测量定期更新对最优天线波束(例如，具有最强信号和/或最低干扰)的选择。为了缓解低效率，适当地选择波束成形图案至关重要。在波束上报阶段中，MT向所连接的BS通知选定的最优波束。最后，在波束失败恢复阶段期间，当MT遇到不良信道条件时，MT会接收到波束失败的指示并开始重新选择最优波束的过程。
[0022]用于更新最优波束的基于无线测量的波束管理过程有许多缺点。例如，波束质量
监测在计算上很复杂且消耗功率。MT会遇到服务中断，因为数据传输/接收被暂停以执行所有波束的测量。此外，在选择新波束之前的波束适应时段期间，MT会遇到不良的信号质量。另外，由于波束质量监测的处理延迟，可能发生次优波束选择。例如，如果MT的移动速率或旋转速率相对较高，则基于测量的选定的波束可能很快变得过时并且不适于通信。这阻碍了在高移动性场景中使用窄波束。
[0023]图1是示出MT 100的组件的框图。图1中示出的组件是说明性的并且为简洁起见省略了一些公知的组件。如图所示，MT 100包括处理器102、存储器104、显示器106和耦接到天线110的无线通信电路108，处理器102、存储器104、显示器106和无线通信电路108连接到波束管理系统112(“系统112”)。无线通信电路108被设计成在无线通信网络上建立无线通信信道。
[0024]处理器102可以具有类似于通用处理器的通用特性，或者处理器102可以是为MT 100提供算术和控制功能的专用集成电路(ASIC)。虽然未示出，但处理器102可以包括专用高速缓冲存储器。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由无线通信网络的波束管理系统执行的方法，所述方法包括：获得连接到所述无线通信网络的基站的移动终端的空间和时间测量结果；获得所述基站的地理位置信息；基于所述移动终端的预期旋转和地理位置确定所述移动终端的天线在未来时间处的相位补偿值，其中，所述相位补偿值是基于所述移动终端的所述空间和时间测量结果和所述基站的所述地理位置信息；基于所述相位补偿值获得所述天线的一个或多个天线元件的一个或多个系数以选择所述未来时间的天线波束；以及配置所述一个或多个天线元件以在相对于所述移动终端的预期旋转和地理位置的方向上形成所述天线波束。2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述移动终端的空间和时间测量结果包括：确定由所述移动终端的加速度计、陀螺仪或磁力计测得的当前旋转和移动。3.根据权利要求2所述的方法，其中，获得所述移动终端的空间和时间测量结果包括：基于所述移动终端接收到的全球定位系统GPS信号，计算所述移动终端的当前地理位置。4.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述移动终端的空间和时间测量结果包括：确定所述移动终端在发生了最近的波束切换的先前时间处的当前相位。5.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述基站的地理位置信息包括：通过通信网络从驻留在所述基站处的数据库中检索所述基站的地理位置信息。6.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述基站的地理位置信息包括：通过通信网络从驻留在云基础设施的服务器处的数据库中检索所述基站的地理位置信息。7.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述基站的地理位置信息包括：从本地驻留在所述移动终端处的数据库中检索所述基站的地理位置信息。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相位补偿值补偿所述移动终端的旋转和地理位置的预期变化。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述旋转的预期变化包括变化的幅度和速率。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述地理位置的预期变化是基于所述移动终端的当前地理位置、速度、加速度和移动方向。11.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述一个或多个天线元件的所述一个或多个系数包括：基于所述相位补偿值，计算基于所述相位补偿值的所述一个或多个天线元件的所述一个或多个系数。12.根据权利要求2所述的方法，其中，获得所述一个或多个天线元件的所述一个或多个系数包括：基于所述相位补偿值，从多个预先计算的系数中选择所述一个或多个天线元件的所述一个或多个系数。13.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质上存储有指令，所述
指令在由应用处理器执行时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王原野，王燕鸣，
申请(专利权)人：哲库科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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