波束訓(xùn)練裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] W下實(shí)施例設(shè)及陣列天線系統(tǒng)的波束訓(xùn)練技術(shù)，尤其設(shè)及一種快速訓(xùn)練包括發(fā)送 側(cè)波束與接收側(cè)波束的一對最佳波束的技術(shù)。
[0002] W下實(shí)施例設(shè)及發(fā)送波束ID的發(fā)送裝置及方法，尤其設(shè)及一種向(FDM標(biāo)記添加 關(guān)于波束ID的信息并發(fā)送使得能夠在物理層檢測波束ID的發(fā)送裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 稱作毫米波頻帶的數(shù)十千兆頻帶的電波具有非常大的路徑損耗，其波長短且直線 傳播性高。因此，出現(xiàn)了一種能夠有效利用瞄準(zhǔn)線化ineOfSi曲t，LO巧或多重路徑成 分，從而能夠有效提高容量及擴(kuò)大覆蓋范圍的定向波束形成（directionalbeanrforming) 技術(shù)。但考慮到硬件復(fù)雜性，因此主要采用復(fù)雜度相對低于數(shù)字波束形成（digital beamforming)技術(shù)的模擬波束形成（analogbeamformingiABF')技術(shù)。并且考慮到ABF術(shù) 的制約性，因此相比于自適應(yīng)波束形成（adaptivebeanrforming)，更傾向于采用切換波束 形成（switchedbeamforming)。
[0004] 由于毫米波頻帶的波長短，因此能夠構(gòu)成具有大量天線元件的小型陣列天線。 通過運(yùn)種具有大量天線元件的天線陣列的情況下，能夠形成波束寬度即半功率波束寬度 化alfpowerbeamWi化h，HPBW)非常小的大量波束。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)通過數(shù)百個天線元件 形成垂直及水平兩個方向的波束的=維（3-D)波束形成。運(yùn)種情況下，通過排列發(fā)送側(cè)的 波束及接收側(cè)的波束即使信噪比（signaltonoiseratio,SNR)最大化的一對波束，能夠 獲得非常大的增益。
[0005] 因此"波束訓(xùn)練"即找出發(fā)送側(cè)與接收側(cè)的一對最佳波束是最大化波束形成性能 所必須的步驟。存在多重路徑時具有多對與之對應(yīng)的最佳波束，因此必須找出該最佳波束。 通常，波束訓(xùn)練是通過大量重復(fù)過程實(shí)現(xiàn)的，所需時間大致與發(fā)射站與接收站天線波束數(shù) 量的乘積成比例。尤其在波束數(shù)量多的情況下需要消耗大量時間。因此為了有效實(shí)現(xiàn)波束 形成，需要一種能夠在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)波束訓(xùn)練的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引技術(shù)問題
[0007] W下實(shí)施例的目的在于快速實(shí)現(xiàn)利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接 收裝置之間的同步及波束訓(xùn)練。
[0008] W下實(shí)施例的目的在于包括利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接收裝 置的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)找出發(fā)送裝置與接收裝置之間的一對最佳波束。
[0009] W下實(shí)施例的目的在于發(fā)送波束ID并在物理層檢測發(fā)送的波束ID。
[0010] W下實(shí)施例的目的在于高效找出波束。
[0011] W下實(shí)施例的目的在于縮短找出波束的時間。
[001引技術(shù)方案
[0013] 實(shí)施例提供一種包括發(fā)送部的發(fā)送裝置，所述發(fā)送部利用至少一個W上發(fā)送訓(xùn)練 波束將所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符（IDJdentifier)發(fā)送到接收裝置，其中所述發(fā)送訓(xùn)練 波束選自能夠利用發(fā)送陣列形成的多個發(fā)送波束。
[0014] 此處，所述接收裝置具有接收陣列，發(fā)送的所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符能夠用于 選擇包括數(shù)據(jù)接收波束及數(shù)據(jù)發(fā)送波束的數(shù)據(jù)發(fā)送接收波束對（pair)，其中所述數(shù)據(jù)接收 波束選自能夠利用所述接收陣列形成的多個接收波束且用于從所述發(fā)送裝置向所述接收 裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送波束選自所述多個發(fā)送波束且用于所述接收裝置從所述發(fā)送 裝置接收數(shù)據(jù)。
[0015] 并且，所述發(fā)送部能夠根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符調(diào)制向所述接收裝置發(fā)送 的發(fā)送信號的相位并發(fā)送。
[0016] 并且，所述發(fā)送部能夠利用輔同步信號（SSS,SecondarySyndironization Signal)發(fā)送所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0017] 此處，所述發(fā)送部能夠生成所述輔同步信號并對生成的輔同步信號進(jìn)行交織，根 據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符對經(jīng)過交織的所述輔同步信號的相位進(jìn)行調(diào)制，將相位經(jīng)過 調(diào)制的所述輔同步信號發(fā)送到所述接收裝置。
[0018] 并且，所述發(fā)送部能夠生成所述輔同步信號并根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符對 生成的輔同步信號的相位進(jìn)行調(diào)制，對相位經(jīng)過調(diào)制的所述輔同步信號進(jìn)行交織并將經(jīng)過 交織的所述輔同步信號發(fā)送到所述接收裝置。
[0019] 并且，所述發(fā)送部能夠利用公共參考信號（CRS:CommonReferenceSi即al)發(fā)送 所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0020] 此處，多個發(fā)送訓(xùn)練波束選自所述多個波束，所述發(fā)送部能夠利用選擇的各所述 發(fā)送訓(xùn)練波束同時發(fā)送各發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0021] 并且，所述多個發(fā)送波束向增益最大的方向排列，排列的所述多個發(fā)送波束中不 相鄰的發(fā)送波束能夠選為所述發(fā)送訓(xùn)練波束。
[0022] 并且還包括接收部，其中，所述發(fā)送部能夠利用所述發(fā)送訓(xùn)練波束將發(fā)送信號發(fā) 送到所述接收裝置，所述接收部接收所述接收裝置利用所述發(fā)送信號生成的信道狀態(tài)信 息，能夠根據(jù)所述信道狀態(tài)信息確定是否要利用所述發(fā)送訓(xùn)練波束將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述接收 裝置。
[0023] 此處，所述信道狀態(tài)信息可W是信噪比（SNR:Si即altoNoiseRatio)或信干噪 tk(SINR:SignaltoInterferenceandNoiseRatio)。
[0024]另一實(shí)施例提供一種包括接收部的接收裝置，所述接收部能夠接收具有發(fā)送陣列 的發(fā)送裝置利用至少一個發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā)送的所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符，其中所述發(fā)送 訓(xùn)練波束選自能夠利用所述發(fā)送陣列形成的多個發(fā)送波束。
[00巧]此處，所述接收部具有接收陣列，能夠利用至少一個接收訓(xùn)練波束接收所述發(fā)送 訓(xùn)練波束的標(biāo)識符，其中所述接收訓(xùn)練波束選自能夠利用所述接收陣列形成的多個接收波 束。
[0026]并且，接收的所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符能夠用于選擇包括數(shù)據(jù)接收波束及數(shù)據(jù) 發(fā)送波束的數(shù)據(jù)發(fā)送接收波束對（pair)，其中所述數(shù)據(jù)接收波束選自能夠利用所述接收裝 置的接收陣列形成的多個接收波束且用于從所述發(fā)送裝置向所述接收裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，所述 數(shù)據(jù)發(fā)送波束選自所述多個發(fā)送波束且用于所述接收裝置從所述發(fā)送裝置接收數(shù)據(jù)。
[0027] 并且，還可W包括波束標(biāo)識符檢測部，其根據(jù)從所述發(fā)送裝置接收的接收信號的 相位檢測所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[002引此處，所述接收部能夠利用輔同步信號（SSS,SecondarySyncbonization Signal)接收所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0029] 并且，還包括波束標(biāo)識符檢測部，所述輔同步信號的相位根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束 的標(biāo)識符調(diào)制，所述接收部能夠接收所述發(fā)送裝置利用所述發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā)送的主同步信 號，利用所述主同步信號推定所述發(fā)送裝置到所述接收裝置的信道，所述波束標(biāo)識符檢測 部利用推定的所述信道算出所述輔同步信號的相位被調(diào)制前的值，并根據(jù)所述相位被調(diào)制 前的值檢測所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0030] 并且，所述接收部能夠利用公共參考信號（CRS:CommonReferenceSi即al)接收 所述發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0031] 此處，還包括信道狀態(tài)信息生成部及發(fā)送部，其中，所述接收部接收所述發(fā)送裝置 利用所述發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā)送的接收信號，所述信道狀態(tài)信息生成部利用所述接收信號生成 從所述發(fā)送裝置到所述接收裝置的無線信道的信道狀態(tài)信息，所述發(fā)送部將所述信道狀態(tài) 信息發(fā)送到所述發(fā)送裝置，所述信道狀態(tài)信息能夠用于確定是否要利用所述發(fā)送訓(xùn)練波束 將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述接收裝置。
[0032] 并且，所述信道狀態(tài)信息可W是信噪比（SNR:Si即altoNoiseRatio)或信干噪 tk(SINR:SignaltoInterferenceandNoiseRatio)。
[0033] 并且，還包括波束標(biāo)識符檢測部，所述接收部能夠接收通過多個發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā) 送的多個接收信號并測定所述接收信號的接收功率，檢測所述接收功率為預(yù)定臨界值W上 的接收信號所對應(yīng)的訓(xùn)練波束的標(biāo)識符。
[0034] 此處，所述接收部能夠分別接收所述發(fā)送裝置利用從所述發(fā)送訓(xùn)練波束中選擇的 多個數(shù)據(jù)發(fā)送波束發(fā)送的多個接收信號，并對分別接收的信號進(jìn)行融合（combine)后從融 合的接收信號檢測數(shù)據(jù)。
[0035] 并且，所述接收部能夠接收所述發(fā)送裝置利用從所述發(fā)送訓(xùn)練波束中選擇的第一 數(shù)據(jù)發(fā)送波束發(fā)送的第一數(shù)據(jù)，接收所述發(fā)送裝置利用從所述發(fā)送訓(xùn)練波束中選擇的第二 數(shù)據(jù)發(fā)送波束發(fā)送的第二數(shù)據(jù)。
[0036] 又一實(shí)施例提供一種具有由多個一維子陣列構(gòu)成的二維發(fā)送陣列的發(fā)送裝置，包 括：發(fā)送部，其通過發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā)送所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及訓(xùn)練子陣列的ID，其中所 述訓(xùn)練子陣列選自所述多個一維子陣列，所述發(fā)送訓(xùn)練波束選自能夠利用所述訓(xùn)練子陣列 形成的多個發(fā)送裝置波束，發(fā)送的所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及訓(xùn)練子陣列的ID用于選擇包 括數(shù)據(jù)發(fā)送波束的數(shù)據(jù)發(fā)送接收波束對（pair)，其中所述數(shù)據(jù)發(fā)送波束選自能夠利用所述 發(fā)送陣列形成的多個發(fā)送波束且用于所述發(fā)送裝置向所述接收裝置發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0037] 此處，所述發(fā)送部能夠根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所述訓(xùn)練子陣列的ID生成 金氏序列，并將生成的所述金氏序列發(fā)送到所述接收裝置。
[0038] 并且，所述發(fā)送部能夠根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID生成金氏序列，在頻域根據(jù)所 述訓(xùn)練子陣列的ID間隔映射生成的所述金氏序列，并將映射的所述金氏序列發(fā)送到所述 接收裝置。
[0039] 并且，所述發(fā)送部能夠根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID生成化U序列，在頻域根據(jù)所 述訓(xùn)練子陣列的ID循環(huán)移動生成的所述化U序列，并將循環(huán)移動的所述化U序列發(fā)送到所 述接收裝置。
[0040] 并且，所述發(fā)送部能夠根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所述訓(xùn)練子陣列的ID生成 化U序列，并將生成的所述化U序列發(fā)送到所述接收裝置。
[0041] 此處，所述發(fā)送部能夠利用第二化U序列使根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所述訓(xùn) 練子陣列的ID生成的第一化U序列生成擴(kuò)頻序列，并將所述擴(kuò)頻序列發(fā)送到所述接收裝 置。
[0042] 并且，所述發(fā)送部能夠利用第二m序列使根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所述訓(xùn)練 子陣列的ID生成的第一m序列生成擴(kuò)頻序列，并將所述擴(kuò)頻序列發(fā)送到所述接收裝置。
[0043] 又一實(shí)施例提供一種包括接收部的接收裝置，所述接收部接收具有由多個一維子 陣列構(gòu)成的二維發(fā)送陣列的發(fā)送裝置通過發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā)送的所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及 訓(xùn)練子陣列的ID，其中所述訓(xùn)練子陣列選自所述多個一維子陣列，所述發(fā)送訓(xùn)練波束選自 能夠利用所述訓(xùn)練子陣列形成的多個發(fā)送裝置波束，發(fā)送的所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及訓(xùn) 練子陣列的ID用于選擇包括數(shù)據(jù)發(fā)送波束的數(shù)據(jù)發(fā)送接收波束對（pair),其中所述數(shù)據(jù) 發(fā)送波束選自能夠利用所述發(fā)送陣列形成的多個發(fā)送波束且用于所述發(fā)送裝置向所述接 收裝置發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0044] 此處，所述接收部能夠接收根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所述訓(xùn)練子陣列的ID 生成的金氏序列。
[0045] 并且，所述接收部能夠接收根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID生成并在頻域根據(jù)所述 訓(xùn)練子陣列的ID間隔映射的金氏序列。
[0046] 并且，所述接收部能夠接收根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID生成并在頻域根據(jù)所述 訓(xùn)練子陣列的ID循環(huán)移動的化U序列。
[0047] 此處，所述接收部能夠接收根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所述訓(xùn)練子陣列的ID 生成的化U序列。
[0048] 并且，所述接收部能夠接收利用第二化U序列擴(kuò)頻根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及 所述訓(xùn)練子陣列的ID生成的第一化U序列得到的擴(kuò)頻序列。
[0049] 并且，所述接收部能夠接收利用第二m序列擴(kuò)頻根據(jù)所述發(fā)送訓(xùn)練波束的ID及所 述訓(xùn)練子陣列的ID生成的第一m序列得到的擴(kuò)頻序列。
[0050] 技術(shù)效果
[0051] 根據(jù)W下實(shí)施例，能夠快速完成利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接收 裝置之間的同步及波束訓(xùn)練。
[0052] 根據(jù)W下實(shí)施例，包括利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接收裝置的數(shù) 據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠找出發(fā)送裝置與接收裝置之間的一對最佳波束。
[0053] 根據(jù)W下實(shí)施例，發(fā)送波束ID并且能夠在物理層檢測發(fā)送的波束ID。
[0054] 根據(jù)W下實(shí)施例，能夠高效找出波束。
[0055] 根據(jù)W下實(shí)施例，能夠縮短找出波束的時間。
【附圖說明】
[0056] 圖I為顯示利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接收裝置之間找出一對 最佳波束的波束訓(xùn)練示意圖；
[0057] 圖2為顯示根據(jù)實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0058] 圖3為顯示根據(jù)實(shí)施例的從發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖4為顯示利用經(jīng)過交織的輔同步信號發(fā)送發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符的結(jié)構(gòu)的示 意圖；
[0060] 圖5為顯示利用未經(jīng)過交織的輔同步信號發(fā)送發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符的結(jié)構(gòu)的 示意圖；
[0061] 圖6為顯示利用多個發(fā)送訓(xùn)練波束同時發(fā)送多個發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符的實(shí)施 例的示意圖；
[0062] 圖7為顯示利用不相鄰的發(fā)送訓(xùn)練波束發(fā)送發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符的實(shí)施例的 示意圖；
[0063] 圖8為顯示接收到多個發(fā)送訓(xùn)練波束的標(biāo)識符的情況的示意圖；
[0064] 圖9為顯示根據(jù)實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0065] 圖10為顯示利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接收裝置之間找出一對 最佳波束的波束訓(xùn)練示意圖；
[0066] 圖11為顯示根據(jù)實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0067] 圖12為顯示根據(jù)實(shí)施例的從發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068] 圖13為顯示在下行鏈路選擇發(fā)送訓(xùn)練波束的實(shí)施例的示意圖；
[0069] 圖14為顯示根據(jù)又一實(shí)施例的發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070] 圖15為顯示選擇發(fā)送訓(xùn)練波束的又一實(shí)施例的示意圖；
[0071] 圖16為顯示根據(jù)又一實(shí)施例的從發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072] 圖17為顯示根據(jù)又一實(shí)施例的從發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0073] 圖18為顯示根據(jù)實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0074] 圖19為顯示在上行鏈路選擇發(fā)送訓(xùn)練波束的實(shí)施例的示意圖；
[0075] 圖20為顯示根據(jù)又一實(shí)施例的從發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076] 圖21為顯示在上行鏈路選擇發(fā)送訓(xùn)練波束的實(shí)施例的示意圖；
[0077] 圖22為顯示又一實(shí)施例的從發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送的帖的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0078] 附圖標(biāo)記說明
[0079] 110:發(fā)送裝置 120:發(fā)送陣列
[0080] 131、132、133、134 :發(fā)送波束 140 :接收裝置
[0081] 150:接收陣列 161、162、163 :接收波束
【具體實(shí)施方式】
[0082] W下參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行具體說明。
[0083] 圖1為顯示利用發(fā)送陣列的發(fā)送裝置與利用接收陣列的接收裝置之間找出一對 最佳波束的波束訓(xùn)練示意圖。
[0084] 發(fā)送裝置110具有發(fā)送陣列120。根據(jù)一個方面，移動通信系統(tǒng)的基站、繼電器等 可W作為圖1的發(fā)送裝置110。發(fā)送陣列120是多個天線元件等結(jié)合起來用于發(fā)送或接收 數(shù)據(jù)的陣列天線。根據(jù)一個方面，發(fā)送陣列120可W是多個天線元件排列成二維形狀的天 線。
[0085] 發(fā)送裝置110可利用發(fā)送陣列120形成發(fā)送波束131、132、133、134。此處，發(fā)送 波束131、132、133、134可預(yù)先確定。根據(jù)一個方面，發(fā)送裝置110可W從能夠通過發(fā)送陣 列120形成的發(fā)送波束131、132、133、134中選擇至少一個發(fā)送波束作為數(shù)據(jù)發(fā)送波束。發(fā) 送裝置110可利用數(shù)據(jù)發(fā)送波束向接收裝置140發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖1所示，從預(yù)先確定的發(fā) 送波束131、132、133、134中選擇用于發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)送波束的技術(shù)稱為切換波束形成 (switchedbeamforming)。
[0086] 接收裝置140具有接收陣列150。根據(jù)一個方面，移動通信系統(tǒng)的終端機(jī)等可W作 為圖1中的接收裝置140。接收陣列150是多個天線元件等結(jié)合起來用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù) 的陣