[发明专利]波束追踪方法和相关设备

说明书

本申请提供了一种波束追踪方法和相关设备，其中方法包括：根据第n‑1个时隙的模拟波束确定第n个时隙的模拟波束，n为大于或等于3的整数；根据第n个时隙的模拟波束计算第n个时隙的通信速率；若第n个时隙的通信速率与目标通信速率之间的差值不大于第一预设阈值，则确定第n个时隙的模拟波束为目标信干噪比对应的模拟波束；目标通信速率是根据目标信干噪比确定的；或，若n不小于第二预设阈值，则确定目标时隙的模拟波束为目标信干噪比对应的模拟波束，目标时隙为第1个时隙至第n个时隙中通信速率最大的时隙；其中，第1个时隙和第2个时隙的模拟波束以及通信速率是预先设定的。采用本申请，能够降低波束追踪的时延。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种波束追踪方法和相关设备。

背景技术

毫米波通信在未来的5G建设中是十分具有前景的技术，因为它能带来巨大的可用带宽从而大大提高数据的传输速率，但是毫米波通信仍然存在着许多严重的问题。据相关研究表明，电磁波在自由空间的传播与波长成反比，而毫米波在传播的过程中必然存在巨大的能量损耗。比如，由于大气对毫米波的吸收，频率为60GHz的毫米波的损耗能达到10dB/Km，而频率为700MHz的电磁波的损耗仅仅为0.01dB/Km。因此，毫米波通信会遭受很大的能量损耗；尤其对于移动通信而言，不断变化的移动设备更会导致毫米波信号能量的快速下降。

未来的无线通信服务将会基于多天线、多用户技术来提高通信容量、实现分集、增加多路复用增益。由于毫米波的短波长，因此毫米波通信设备可以在较小的区域内布置大量的天线，利用波束成形技术来实现较高的空间信号增益以补偿毫米波通信的路损。然而多天线的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统利用波束成形技术形成的波束较窄，为了实现可靠通信，每个射频链都应该选择合适的模拟波束来确保高质量的通信速率，尤其是在用户不断移动的情况下。因为在毫米波通信系统下，即使是轻微的环境变化或波束错位也会导致显著的信号下降。因此，高效的波束选择与跟踪策略对于保证毫米波移动通信性能十分重要。

传统的穷尽波束搜索会扫描波束空间中所有可能的波束对以实现最佳性能，但是穷尽搜索会耗费大量的时间，带来不可避免的通信延迟。为了解决穷尽搜索中耗时较长的问题，分层搜索的方法被提出。分层搜索先利用宽波束识别最佳的波束方向，然后使用高分辨率波束在此区域中寻找更精确的波束方向。分层搜索能很大程度地加快波束搜索，但是在宽波束的搜索过程中，可能会因为信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)较低而错误地选择区域，并在此错误区域中继续进行更精细的搜索，导致通信性能大大下降。另外，随着通信用户设备的数量的不断增加，对于穷尽搜索和分层搜索而言，寻找最优性能的波束组合都会给实时通信带来不可接受的延时。

发明内容

本申请实施例提供了一种波束追踪方法及相关设备，能够降低波束追踪的时延。

第一方面，本申请实施例提供了一种波束追踪方法，包括：根据第n-1个时隙的模拟波束确定第n个时隙的模拟波束，所述n为大于或等于3的整数；根据所述第n个时隙的模拟波束计算第n个时隙的通信速率；若所述第n个时隙的通信速率与目标通信速率之间的差值不大于第一预设阈值，则确定所述第n个时隙的模拟波束为目标信干噪比对应的模拟波束；所述目标通信速率是根据所述目标信干噪比确定的；或，若所述n不小于第二预设阈值，则确定目标时隙的模拟波束为所述目标信干噪比对应的模拟波束，所述目标时隙为第1个时隙至所述第n个时隙中通信速率最大的时隙；其中，所述第1个时隙和第2个时隙的模拟波束以及通信速率是预先设定的。