一种波束对齐方法及相关设备

文档序号:1941233 发布日期:2021-12-07 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种波束对齐方法及相关设备 (Beam alignment method and related equipment ) 是由 王世鹏 尤羲鹤 张宝 于 2020-06-03 设计创作,主要内容包括:本申请实施例公开了一种波束对齐方法及相关设备。包括:在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并确定所述多个接收波束中每个接收波束的参考信号接收功率RSRP;根据所述RSRP,从所述多个接收波束中选取最优接收波束;根据所述最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与所述发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向;根据所述旋转角度和所述旋转方向,调整所述终端设备的位置,在调整后的位置处使用所述法线波束与所述发射波束的构成最优波束对。采用本申请实施例,可以提高终端设备的发射增益或接收增益,提高毫米波的覆盖和移动性。(The embodiment of the application discloses a beam alignment method and related equipment. The method comprises the following steps: receiving a transmission beam transmitted by a network device through a plurality of receiving beams at a current position, and determining Reference Signal Received Power (RSRP) of each receiving beam in the plurality of receiving beams; selecting an optimal receive beam from the plurality of receive beams according to the RSRP; determining a rotation angle and a rotation direction required by the terminal equipment to align the normal beam with the transmitting beam according to the optimal receiving beam; and adjusting the position of the terminal equipment according to the rotation angle and the rotation direction, and using the normal beam and the transmitting beam to form an optimal beam pair at the adjusted position. By adopting the embodiment of the application, the transmitting gain or the receiving gain of the terminal equipment can be improved, and the coverage and the mobility of millimeter waves are improved.)

一种波束对齐方法及相关设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种波束对齐方法及相关设备。

背景技术

毫米波(millimeter wave,mmWave)是推动第五代移动通信技术(5thgeneration,5G)技术发展中最具潜力的技术之一。具有大带宽、短时延的特性,并且频谱便宜,能够给运营商降低成本。因此在未来5G技术发展上,mmWave不仅可以提供更大的数据传输速率,同时还能够降低每比特传输成本。但是由于mmWave波长短、频率高,也具有强衰减、易受雨衰和大气吸收的影响,因此无法保障接收波束和发射波束对齐,进而无法获得最优的接收增益和发射增益。

发明内容

本申请实施例提供一种波束对齐方法及相关设备,可以提高终端设备的发射增益或接收增益,提高毫米波的覆盖和移动性。

第一方面,本申请实施例提供了一种波束对齐方法,包括:在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并确定多个接收波束中每个接收波束的参考信号接收功率RSRP;根据RSRP,从多个接收波束中选取最优接收波束;根据最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向;根据旋转角度和旋转方向,调整终端设备的位置,在调整后的位置处使用法线波束与发射波束的构成最优波束对。通过确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,使得终端设备在调整位置后可以使用法线波束与发射波束构成最优波束对。从而不仅提高终端设备的发射增益或接收增益,而且提高了毫米波的覆盖和移动性。

在一种可能的设计中,在确定终端设备使用法线波束与发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向之后,显示旋转角度和旋转方向。以便用户可以按照显示的旋转角度和旋转方向来调整终端设备的位置,操作方便快捷。

在另一种可能的设计中,当终端设备调整到旋转角度和旋转方向所指示的位置处时,显示提示信息,提示信息用于提示用户完成调整终端设备的位置。以便用户查看到提示信息时,可以停止旋转终端设备的位置,提高调整位置的准确性。

在另一种可能的设计中,终端设备可以从多个接收波束中选取RSRP最大的接收波束作为最优接收波束。通过选取RSRP最大的接收波束作为最优接收波束,确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,使得终端设备的发射增益或接收增益提高到最佳效果。

在另一种可能的设计中,终端设备可以确定法线波束与最优接收波束的相对位置;根据相对位置,确定终端设备使用法线波束与发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向。通过法线波束与最优接收波束的相对位置,确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,提高了确定旋转角度和旋转方向的准确性。

在另一种可能的设计中,所述法线波束为垂直于网络设备的天线面板的波束。

第二方面,本申请实施例提供了一种终端设备,该终端设备包括调制解调器、处理器和显示器。其中,调制解调器,用于在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并确定多个接收波束中每个接收波束的参考信号接收功率RSRP;根据RSRP,从多个接收波束中选取最优接收波束;向处理器发送最优接收波束;处理器,用于接收最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向,并根据旋转角度和旋转方向调整终端设备的位置,在调整后的位置处使用法线波束构成与发射波束的最优波束对。通过确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,使得终端设备在调整位置后可以使用法线波束与发射波束构成最优波束对。从而不仅提高终端设备的发射增益或接收增益,而且提高了毫米波的覆盖和移动性。

在另一种可能的设计中,显示器,用于显示旋转角度和旋转方向。以便用户可以按照显示的旋转角度和旋转方向来调整终端设备的位置,操作方便快捷。

在另一种可能的设计中,显示器,还用于当终端设备调整到旋转角度和旋转方向所指示的位置处时,显示提示信息,提示信息用于提示用户完成调整终端设备的位置。以便用户查看到提示信息时,可以停止旋转终端设备的位置,提高调整位置的准确性。

在另一种可能的设计中,调制解调器,还用于从多个接收波束中选取RSRP最大的接收波束作为最优接收波束。通过选取RSRP最大的接收波束作为最优接收波束,确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,使得终端设备的发射增益或接收增益提高到最佳效果。

在另一种可能的设计中,处理器,还用于确定法线波束与最优接收波束的相对位置;根据相对位置,确定终端设备使用法线波束与发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向。通过法线波束与最优接收波束的相对位置,确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,提高了确定旋转角度和旋转方向的准确性。

第三方面,本申请实施例提供了一种波束对齐装置,该波束对齐装置被配置为实现上述第一方面中终端设备所执行的方法和功能,由硬件/软件实现,其硬件/软件包括与上述功能相应的模块。

第四方面,本申请实施例提供了一种终端设备,该终端设备包括:处理器、存储器和通信总线,其中,通信总线用于实现处理器和存储器之间连接通信,处理器执行存储器中存储的程序用于实现上述第一方面的步骤。

第五方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面的方法。

第六方面,本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面的方法。

第七方面,本申请实施例提供了一种芯片,包括处理器,用于从存储器中调用并运行存储器中存储的指令,使得安装有芯片的设备执行上述任一方面的方法。

第八方面,本申请实施例提供另一种芯片,包括:输入接口、输出接口、处理器,可选的,还包括存储器,输入接口、输出接口、处理器以及存储器之间通过内部连接通路相连,处理器用于执行存储器中的代码,当代码被执行时,处理器用于执行上述任一方面中的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请实施例提供的一种通信系统的架构示意图;

图2是本申请实施例提供的一种波束对齐的示意图;

图3(A)是本申请实施例提供的一种天线阵列因子增益的顶面和侧面图;

图3(B)是本申请实施例提供的另一种天线阵列因子增益的顶面和侧面图;

图3(C)是本申请实施例提供的一种EIRP的示意图;

图4是本申请实施例提供的一种波束对齐方法的流程示意图;

图5是本申请实施例提供的一种信息显示的示意图;

图6是本申请实施例提供的一种波束的示意图;

图7是本申请实施例提供的一种波束对齐装置的结构示意图;

图8是本申请实施例提出的一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。

如图1所示,图1是本申请实施例提供的一种通信系统100的架构示意图。该通信系统100可以包括网络设备110和终端设备101~终端设备106。应理解,可以应用本申请实施例的方法的通信系统100中可以包括更多或更少的网络设备或终端设备。网络设备或终端设备可以是硬件,也可以是从功能上划分的软件或者以上二者的结合。网络设备与终端设备之间可以通过其他设备或网元通信。在该通信系统100中,网络设备110可以向终端设备101~终端设备106发送下行数据。当然,终端设备101~终端设备106也可以向网络设备110发送上行数据。终端设备101~终端设备106可以是蜂窝电话、智能电话、便携式电脑、手持通信设备、手持计算设备、卫星无线电装置、全球定位系统、掌上电脑(personal digitalassistant,PDA)和/或用于在无线通信系统100上通信的任意其它适合设备等等。网络设备110可以为接入点(access point,AP)、节点B、演进型节点(environment bureau,eNB)或5G基站(next generation base station,gNB),指在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端进行通信的接入网络中的设备。通信系统100可以采用公共陆地移动网络(publicland mobile network,PLMN)、设备到设备(device-to-device,D2D)网络、机器到机器(machine to machine,M2M)网络、物联网(internet of things,IoT)或者其他网络。此外,终端设备104~终端设备106也可以组成一个通信系统。在该通信系统中,终端设备105可以发送下行数据给终端设备104或终端设备106。在本申请实施例中的方法可以应用于图1所示的通信系统100中。

由于mmWave波长短、频率高,具有强衰减、易受雨衰和大气吸收的影响,因此移动性和覆盖具有很大的挑战。为了能够较好的获得发射增益和接收增益,mmWave利用窄波束进行发射和接收,这样可以较好的提高覆盖和移动性。但是,这种波束必须保证接收波束和发射波束的主瓣方向对齐才能够获得最优的增益。如图2所示,图2是本申请实施例提供的一种波束对齐的示意图。如果选择左侧的波束对,主瓣方向未对其,影响接收和发射性能。而如果选取右侧的波束对,主瓣方向可以对其,因此可以获得最优的接收增益和发射增益。

对于基站来讲,由于天线阵子较多,且天线面积较大,可以做到各个方向的波束发射增益和接收增益较均衡。而UE的天线阵子较小,且天线面板较小,各个方向的波束无法做到均衡。例如,图3(A)和图3(B)是本申请实施例提供的一种5*5天线阵列因子增益的顶面和侧面图,每个方向5扇区,总共25扇区。从图3(A)和图3(B)可以看出,法线波束(也即垂直于天线面板的波束)的方向有效全向辐射功率(effective isotropic radiated power,EIRP)性能最优,四周的波束EIRP呈下降趋势,从图3(C)也可以看出中间的法线波束EIRP,四周的波束组件降低。

在目前的技术方案中,可以针对一个发射波束,对所有的接收波束进行一次测量扫描,重复上述过程,针对其他每个发射波束,对所有的接收波束进行一次测量扫描,将测量值最优的接收波束和发射波束的波束对作为最优波束对。但是,这种方案无法保证每次使用的是UE最佳的接收波束与发射波束构成最优波束对。

如图4所示,图4是本申请实施例提供的一种波束对齐方法的流程示意图。本申请实施例中的步骤至少包括:

S401,在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并确定所述多个接收波束中每个接收波束的参考信号接收功率(reference signal receivingpower,RSRP)。

具体的,针对网络设备的每个发射波束,在当前位置对所有的接收波束进行测量扫描,并确定每个接收波束的RSRP。

S402,根据所述RSRP,从所述多个接收波束中选取最优接收波束。

具体的,可以从所述多个接收波束中选取所述RSRP最大的接收波束作为所述最优接收波束。此时,终端设备使用该RSRP最大的接收波束与网络设备的发射波束构成最优波束对。

S403,根据所述最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与所述发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向。

具体的,终端设备可以确定所述法线波束与所述最优接收波束的相对位置;根据所述相对位置,确定所述终端设备使用所述法线波束与所述发射波束对齐所需要的所述旋转角度和所述旋转方向。也即从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向。其中,所述法线波束为垂直于所述网络设备的天线面板的波束。

S404,根据所述旋转角度和所述旋转方向,调整所述终端设备的位置,在调整后的位置处使用所述法线波束构成与所述发射波束的最优波束对。

具体的,可以按照旋转方向和旋转角度调整所述终端设备方向和角度,进而起到调整终端设备中的天线的辐射方向和辐射角度的作用。在调整到所述旋转角度和所述旋转方向所指示的位置处时停止旋转终端设备。此时,终端设备可以使用法线波束与发射波束对齐形成最优波束对。

可选的,终端设备可以显示所述旋转角度和所述旋转方向,这样用户可以按照显示的旋转角度和旋转方向来旋转所述终端设备。示例性的,可以在终端设备的通知栏显示旋转角度和旋转方向,也可以在终端设备的显示界面的中间位置显示旋转角度和旋转方向。也可以通过提示框(例如气泡)显示旋转角度和所述旋转方向。需要说明的是,也可以通过其他方式显示旋转角度和旋转方向,此处显示方式并不限定。

例如,如图5所示,图5是本申请实施例提供的一种信息显示的示意图。在终端设备的通知栏显示->(40),表示向右旋转40度,使得终端设备可以使用法线波束与发射波束构成最优波束对。需要说明的是,终端设备也可以向左、向前或向右任何一个方向旋转,旋转角度也可以是任何一个角度。

可选的,可以在显示所述旋转角度和所述旋转方向的时长超过预设阈值时,停止显示所述旋转角度和所述旋转方向。其中,预设阈值可以30秒或1分钟,此处并不限定。

可选的,当所述终端设备调整到所述旋转角度和所述旋转方向所指示的位置处时,终端设备显示提示信息,所述提示信息用于提示用户完成调整所述终端设备的位置。此时用户查看到提示信息时,可以停止旋转终端设备的位置,使得终端设备可以使用法线波束与发射波束构成最优波束对。

例如,如图6所示,图6是本申请实施例提供的一种波束的示意图。图6中的左边表示终端设备可以使用的接收波束的ID。其中,0号波束为法线波束(bore sight direction/peak direction),在当前位置使用的76号波束与基站的发射波束构成最优波束对。因此,可以旋转两个波束(76号波束和0号波束)之间相对应角度,将0号波束旋转到76号波束的位置,使得UE使用0号波束与基站的发射波束构成最优波束对。该0号波束旋转到76号波束的旋转角度,即为UE需要旋转的角度。

在本申请实施例中,在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并根据每个接收波束的RSRP,从多个接收波束中选取最优接收波束;根据最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向;根据旋转角度和旋转方向,调整终端设备的位置,在调整后的位置处使用法线波束与发射波束的构成最优波束对。通过确定从法线波束的位置旋转到最优接收波束的位置所需要的旋转角度和旋转方向,使得终端设备在调整位置后可以使用法线波束与发射波束构成最优波束对。从而不仅提高终端设备的发射增益或接收增益,而且提高了毫米波的覆盖和移动性。

上述详细阐述了本申请实施例的方法,下面提供了本申请实施例的装置。

请参见图7,图7是本申请实施例提供的一种波束对齐装置的结构示意图,该装置可以包括接收模块701、选取模块702、处理模块703和显示模块704,其中,各个模块的详细描述如下。

接收模块701,用于在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并确定所述多个接收波束中每个接收波束的参考信号接收功率RSRP;

选取模块702,还用于根据所述RSRP,从所述多个接收波束中选取最优接收波束;

处理模块703,还用于根据所述最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与所述发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向;

处理模块703,用于根据所述旋转角度和所述旋转方向,调整所述终端设备的位置,在调整后的位置处使用所述法线波束与所述发射波束的构成最优波束对。

可选的,显示模块704,用于显示所述旋转角度和所述旋转方向。

可选的,显示模块704,用于当所述终端设备调整到所述旋转角度和所述旋转方向所指示的位置处时,显示提示信息,所述提示信息用于提示用户完成调整所述终端设备的位置。

可选的,选取模块702,还用于从所述多个接收波束中选取所述RSRP最大的接收波束作为所述最优接收波束。

可选的,处理模块703,还用于确定所述法线波束与所述最优接收波束的相对位置;根据所述相对位置,确定所述终端设备使用所述法线波束与所述发射波束对齐所需要的所述旋转角度和所述旋转方向。

可选的,所述法线波束为垂直于所述网络设备的天线面板的波束。

需要说明的是,各个模块的实现还可以对应参照图4所示的方法实施例的相应描述,执行上述实施例中终端设备所执行的方法和功能。

本申请实施例提供的一种终端设备,该终端设备包括调制解调器、处理器和显示器,其中,调制解调器用于执行上述接收模块701和选取模块702所执行的方法和功能,处理器用于上述处理模块703所执行的方法和功能,显示器用于执行上述显示模块704所执行的方法和功能。

请继续参考图8,图8是本申请实施例提出的一种终端设备的结构示意图。如图8所示,该终端设备可以包括:至少一个处理器801,至少一个通信接口802,至少一个存储器803和至少一个通信总线804。

其中,处理器801可以是中央处理器单元,通用处理器,数字信号处理器,专用集成电路,现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,数字信号处理器和微处理器的组合等等。通信总线804可以是外设部件互连标准PCI总线或扩展工业标准结构EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图8中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信总线804用于实现这些组件之间的连接通信。其中,本申请实施例中设备的通信接口802用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。存储器803可以包括易失性存储器,例如非挥发性动态随机存取内存(nonvolatile random access memory,NVRAM)、相变化随机存取内存(phasechange RAM,PRAM)、磁阻式随机存取内存(magetoresistive RAM,MRAM)等,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、电子可擦除可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory,EEPROM)、闪存器件,例如反或闪存(NORflash memory)或是反及闪存(NAND flash memory)、半导体器件,例如固态硬盘(solidstate disk,SSD)等。存储器803可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器801的存储装置。存储器803中可选的还可以存储一组程序代码。处理器801可选的还可以执行存储器803中所存储的程序。

在当前位置处通过多个接收波束接收网络设备发送的发射波束,并确定所述多个接收波束中每个接收波束的参考信号接收功率RSRP;

根据所述RSRP,从所述多个接收波束中选取最优接收波束;

根据所述最优接收波束,确定终端设备使用法线波束与所述发射波束对齐所需要的旋转角度和旋转方向;

根据所述旋转角度和所述旋转方向,调整所述终端设备的位置,在调整后的位置处使用所述法线波束与所述发射波束的构成最优波束对。

可选的,处理器801还用于执行如下操作步骤:

显示所述旋转角度和所述旋转方向。

可选的,处理器801还用于执行如下操作步骤:

当所述终端设备调整到所述旋转角度和所述旋转方向所指示的位置处时,显示提示信息,所述提示信息用于提示用户完成调整所述终端设备的位置。

可选的,处理器801还用于执行如下操作步骤:

从所述多个接收波束中选取所述RSRP最大的接收波束作为所述最优接收波束。

可选的,处理器801还用于执行如下操作步骤:

确定所述法线波束与所述最优接收波束的相对位置;

根据所述相对位置,确定所述终端设备使用所述法线波束与所述发射波束对齐所需要的所述旋转角度和所述旋转方向。

可选的,所述法线波束为垂直于所述网络设备的天线面板的波束。

进一步的,处理器还可以与存储器和通信接口相配合,执行上述申请实施例中终端设备的操作。

本申请实施例还提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,用于支持终端设备以实现上述任一实施例中所涉及的功能,例如计算旋转角度和旋转方向、接收或发送旋转角度和旋转方向。在一种可能的设计中,所述芯片系统还可以包括存储器,所述存储器,用于终端设备或网络设备必要的程序指令和数据。该芯片系统,可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。

本申请实施例还提供了一种处理器,用于与存储器耦合,用于执行上述各实施例中任一实施例中涉及终端设备的任意方法和功能。

本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各实施例中任一实施例中涉及终端设备的任意方法和功能。

本申请实施例还提供了一种装置,用于执行上述各实施例中任一实施例中涉及终端设备的任意方法和功能。

本申请实施例还提供一种无线通信系统,该系统包括上述任一实施例中涉及的至少一个终端设备和至少一个网络设备。

在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站网络设备、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站网络设备、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。

以上所述的具体实施方式,对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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