用于快速波束搜索的相控阵天线系统技术方案

本发明专利技术涉及波束搜索技术。波束搜索包括：由天线振子组形成全向辐射方向图，其中，所述天线振子组包括来自一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的各天线振子的组合信号强度搜索所述组中的一个天线振子；将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于快速波束搜索的相控阵天线系统本申请要求2018年2月14日递交的专利技术名称为“PhasedArrayAntennaSystemforFastBeamSearching”的第15/896,993号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。
本专利技术大体涉及波束搜索，尤其涉及在采用来自多个相控阵天线的单天线振子组合的多个相控阵天线中进行的波束搜索。
技术介绍
随着对移动宽带通信容量的需求逐年急剧增大，无线通信系统处理移动流量的能力不断增强。在第五代(fifthgeneration，5G)技术等下一代系统中，数据速率可能达到数千兆比特每秒的毫米波(millimeter-wave，mm-wave)通信等先进通信是增大整体容量和传输速率的候选技术。对于基站(basestation，BS)和移动台(mobilestation，MS)而言，高度定向波束赋形天线在补偿mm-wave频段的高衰减率和扩展其传输范围方面必不可少。然而，在采用mm-wave通信时，找到促进快速波束搜索与对齐的流程变得日益重要。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种波束搜索方法。所述方法包括：由天线振子组形成全向辐射方向图，其中，所述天线振子组包括来自一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的各天线振子的组合信号强度搜索所述组中的一个天线振子；将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。可选地，在上述方面，所述搜索基于对分搜索操作。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述对分搜索操作包括：记录所述天线振子组的第一信号强度；将所述天线振子组划分为两个天线振子集合；比较所述第一信号强度与第二信号强度，以从所述两个集合中确定一个集合，其中，所述确定的集合包括一个振子天线。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述对分搜索操作还包括：当所述信号强度相等时，选用所述两个集合中的第一集合；当所述第二信号强度低于所述第一信号强度时，选用所述两个集合中的第二集合；当所述天线振子中的其中一个仍然位于第一集合或第二集合中时，将包含所述一个天线振子的所述相控阵天线与所述波束对齐。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述第一集合包括所述一个或多个相控阵天线的一半数量的天线振子，所述第二集合包括所述一个或多个相控阵天线的剩余一半数量的天线振子。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述方法还包括：发起搜索操作以寻找可用的发射器和通信信道，并发起同步操作以与所述发射器同步；从一个或多个相控阵列中的每个相控阵列选择一个振子天线。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述方法还包括：在所述两个大小相等的集合中搜索所述一个天线振子之后，将包括所述一个天线振子的所述相控阵列中的每个天线振子激活。可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述一个或多个相控阵天线的搜索时间为log2(N)，其中，N为所述一个或多个相控阵天线的数量。根据本专利技术的另一方面，提供一种波束搜索设备。所述设备包括：由天线振子组形成全向辐射方向图的一个或多个相控阵天线，其中，所述天线振子组包括来自所述一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；以及控制器，控制所述一个或多个相控阵天线执行：在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的组合信号强度搜索所述组中的一个天线振子；将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。根据本专利技术的一方面，提供一种非瞬时性计算机可读介质。所述计算机可读介质存储用于波束搜索的计算机指令；当所述指令由一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行以下步骤：由天线振子组形成全向辐射方向图，其中，所述天线振子组包括来自一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的各天线振子的组合信号强度搜索所述组中的一个天线振子；将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。该
技术实现思路
中简要介绍了一些概念，这些概念将在下文具体实施方式中进一步阐述。该
技术实现思路
的目的不在于识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不用于辅助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中提及的任意或所有缺陷的实施方式。附图说明本专利技术的各方面通过示例进行说明，并且不受附图的限制。其中，相同的图例编号指示相同的元素。图1示出了用于数据通信的无线网络；图2示出了根据一示例性实施例的具有发射波束和接收波束的基站；图3示出了根据图2的物理信道以及所述物理信道上的信号传输；图4示出了通信设备的示例性示图；图5A和图5B示出了基站和用户设备间的波束获取与追踪的过程；图6A和图6B示出了具有全向和定向天线的示例性用户设备；图7A和图7B示出了图6A和图6B中的设备的示例性辐射方向图和上升平面图；图8A和图8B示出了图6A和图6B中的设备的示例性辐射方向图和上升平面图；图9示出了根据公开实施例的采用对分搜索进行波速搜索的流程图；图10A示出了可以实现根据本专利技术的方法及内容的示例性用户设备；图10B示出了可以实现根据本专利技术的方法及内容的示例性基站。图11显示可用于实施各种实施例的网络系统的方框图。具体实施方式本专利技术涉及采用来自多个相控阵天线的单振子天线组合形成全向辐射方向图以进行波束搜索的技术。术语“全向辐射方向图”通常指非定向天线模式(其增益不限于特定方向)，使得天线在几乎整个(全向的)球面空间中具有可接受增益(并且可以发送和接收信号)。所公开技术解决使用mm-wave通信系统时快速波束搜索与对齐面临的挑战。为了应对这种挑战，通过合并来自非重叠相控阵天线的天线振子形成全向天线阵列(均匀阵列)。对于非重叠相控阵天线而言，每个相控阵天线覆盖球面空间中特定范围的方位角/仰角。来自一个相控阵天线的天线模式与来自其它阵列的天线模式(基本上)不重叠。天线振子组合用于对来自发射器的最佳波束进行初始搜索，然后进行天线振子的对分搜索，从而识别接收器的相应相控阵天线。采用来自多个阵列天线的单天线振子的全向天线阵列以及进行天线阵列的对分搜索将有助于搜索过程，从而将搜索复杂度从N降至log2(N)，其中，N为接收器的相控阵天线的数量。应理解，本专利技术实施例可能以许多不同的形式实现，权利要求的范围不应限于本文中所阐述的实施例。提供这些实施例将使本专利技术更完整全面，并使本领域技术人员充分理解本专利技术实施例的概念。事实上，本专利技术公开旨在覆盖包括在由所附权利要求书限定的本专利技术公开的精神和范围内的这些实施例的替代物、修改和等同物。另外，在本专利技术实施例的下述详细描述中，阐述了诸多细节，便于详尽的了解。然而，所属领域的普通技术人员将清楚到，可以在没有这样具体细节的情况下实践本请求保护的主题。图1示出了用于数据通信的无线网络。通信系统100包括，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波束搜索方法，其特征在于，包括：/n由天线振子组形成全向辐射方向图，其中，所述天线振子组包括来自一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；/n在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的各天线振子的信号强度组合搜索所述组中的一个天线振子；/n将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180214 US 15/896,9931.一种波束搜索方法，其特征在于，包括：
由天线振子组形成全向辐射方向图，其中，所述天线振子组包括来自一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；
在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的各天线振子的信号强度组合搜索所述组中的一个天线振子；
将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搜索基于对分搜索操作。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对分搜索操作包括：
记录所述天线振子组的第一信号强度；
将所述天线振子组划分为两个天线振子集合；
比较所述第一信号强度与所述两个集合中的一个集合中每个天线振子的第二信号强度；
根据所述比较确定一个天线振子集合，其中，所述确定的集合包括一个振子天线。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对分搜索还包括：
当所述信号强度相等时，选用所述两个集合中的第一集合；
当所述第二信号强度低于所述第一信号强度时，选用所述两个集合中的第二集合；
当所述天线振子中的其中一个仍然位于第一集合或第二集合中时，将包含所述一个天线振子的所述相控阵天线与所述波束对齐。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一集合包括所述一个或多个相控阵天线的一半数量的天线振子，所述第二集合包括所述一个或多个相控阵天线的剩余一半数量的天线振子。


6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
发起搜索操作以寻找可用的发射器和通信信道，并发起同步操作以与所述发射器同步；
从一个或多个相控阵列中的每个相控阵列选择一个振子天线。


7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述两个集合中搜索所述一个天线振子之后，将包括所述一个天线振子的所述相控阵列中的每个天线振子激活。


8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一个或多个相控阵天线的搜索时间为log2(N)，其中，N为所述一个或多个相控阵天线的数量。


9.一种波束搜索设备，其特征在于，包括：
由天线振子组形成全向辐射方向图的一个或多个相控阵天线，其中，所述天线振子组包括来自所述一个或多个相控阵天线中的每个相控阵天线的一个天线振子；以及
控制器，控制所述一个或多个相控阵天线执行：
在检测到来自发射器的波束之后，根据所述组中的各天线振子的组合信号强度搜索所述组中的一个天线振子；
将包含所述一个天线振子的相控阵天线与所述波束对齐。


10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述搜索基于对分搜索操作。


11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述对分搜索操作包括：
记录单天线组的第一信号强度；
将所述天线振子组划分为两个天线振子集合；
比较所述第一信号强度与两个集合中的一个集合中每个天线振子的第二信号强度；
根据所述比较确定一个天线振子集合，其中，
所述确定的集合包括一个振子...

【专利技术属性】
技术研发人员：施平，何小寅，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44