[发明专利]波束跟踪方法、波束跟踪通信设备及波束跟踪通信系统

说明书

本发明公开了一种波束跟踪方法、波束跟踪通信设备及波束跟踪通信系统，涉及无线通信技术领域。其中的波束跟踪方法包括：第一通信设备在第二通信设备的波束方向固定的情况下，生成多个训练序列，各个训练序列中包括水平波束方向和垂直波束方向；第一通信设备计算各个训练序列对应的信号增益；第一通信设备确定训练序列中使信号增益最大的水平波束方向和垂直波束方向；第一通信设备根据确定的水平波束方向和垂直波束方向，与第二通信设备交互数据信息。本发明提出了一种高效的波束跟踪方法，能够提高毫米波系统波束跟踪的效率。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种波束跟踪方法、波束跟踪通信设备及波束跟踪通信系统。

背景技术

未来的5G移动通信系统面临着超大的流量密度，超高的传输速率,更低的传输时延以及更可靠的网络性能和覆盖能力等需求。高频通信技术是考虑在蜂窝接入网络中使用6GHz以上的高频频段进行通信的技术。

目前业界统一的认识是研究6-100GHz的频段，而工作在该频段，使用毫米波长波段为载频的系统，通常被称为毫米波系统，该频段有丰富空闲频谱资源，可有效满足未来5G对更高容量和速率的需求。毫米波移动通信系统具有频段高、带宽大的特点，但高频段频谱的使用，使得信号传播过程中的路损和阴影衰落要远大于低频段频谱，如何解决好系统覆盖和高速数据传输问题是高频段系统需要面对的核心问题。

随着载波频段的提高，天线阵子之间的距离逐渐变小，这就使得无线通信系统应用部署大规模天线成为了可能。通过在收发端配置大规模天线，毫米波系统的波束更加精细，可以提高毫米波系统覆盖。但是为了保证毫米波系统终端用户能够连续覆盖，毫米波系统的波束方向应能够根据用户移动或转动进行跟踪。传统的波束跟踪算法需要对波束方向进行扫描，效率较低。

发明内容

本发明解决的一个技术问题是，如何提高毫米波系统波束跟踪的效率。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种波束跟踪方法，包括：第一通信设备在第二通信设备的波束方向固定的情况下，生成多个训练序列，各个训练序列中包括水平波束方向和垂直波束方向；第一通信设备计算各个训练序列对应的信号增益；第一通信设备确定训练序列中使信号增益最大的水平波束方向和垂直波束方向；第一通信设备根据确定的水平波束方向和垂直波束方向，与第二通信设备交互数据信息。

在一些实施例中，生成多个训练序列包括：生成五个训练序列，第一个训练序列包括第一通信设备上一次与第二通信设备交互信息的水平波束方向α₁和垂直波束方向β₁，第二个训练序列包括水平波束方向α₁+σ和垂直波束方向β₁，σ表示预设的波束方向调整值，第三个训练序列包括水平波束方向α₁－σ和垂直波束方向β₁，第四个训练序列包括水平波束方向α₁和垂直波束方向β₁+σ，第五个训练序列包括水平波束方向α₁和垂直波束方向β₁－σ。

在一些实施例中，第一通信设备确定训练序列中使信号增益最大的水平波束方向和垂直波束方向包括：第一通信设备通过如下公式确定训练序列中使信号增益最大的水平波束方向：

α＝α_j，j＝argmax{G(α_j，β_j)}

其中，α表示使信号增益最大的水平波束方向，α_j表示第一通信设备的第j个训练序列包括的水平波束方向，β_j表示第一通信设备的第j个训练序列包括的垂直波束方向，G表示信号增益，j可以取值为1、2、3；第一通信设备通过如下公式确定训练序列中使信号增益最大的垂直波束方向：

β＝β_k，k＝argmax{G(α_k，β_k)}