自适应波束搜索方法及相关设备技术

本公开提供了一种自适应波束搜索方法及相关设备，包括：获取接收端的当前时刻的第一接收信号信息，根据第一接收信号信息计算得到接收端的第一接收信噪比；响应于第一接收信噪比小于预设信噪比阈值，确定接收端存在遮挡，对初始波束宽度进行调整得到第一波束宽度，进行波束搜索，得到第一波束；获取接收端在预设时间后的第二接收信号信息，根据第二接收信号信息计算得到接收端的第二接收信噪比；响应于第二接收信噪比大于或等于预设信噪比阈值，确定遮挡消失，对第一波束宽度进行调整得到第二波束宽度，进行波束搜索，得到第二波束。本公开实现了在发生遮挡时维持通信的正常运行，并在遮挡结束后快速追踪上最佳波束，实现最佳的通信质量。信质量。信质量。

【技术实现步骤摘要】
自适应波束搜索方法及相关设备


[0001]本公开涉及通信领域，尤其涉及一种自适应波束搜索方法及相关设备。

技术介绍

[0002]毫米波通信已经是5G关键技术之一，也将在6G中得到更广泛地应用。毫米波通信依赖于波束赋形，通过形成指向性的窄波束进行定向性通信。为了在基站端与用户终端之间建立稳定的方向性传输链路，基站端和用户终端需要进行周期性的波束搜索，以寻找能够对准彼此的最佳波束对。
[0003]现如今的毫米波波束依赖直射径通信，当存在直射径时，最佳波束方向随着移动轨迹，按某种可解析的模式规律变化，因此可以利用位置信息或历史数据实现对波束方向的预测和跟踪。但在实际通信场景中，由于行人、其他车辆等障碍物的遮挡将导致最佳波束方向骤变，使得波束无法对齐，通信发生中断，此时需要重新进行初始接入过程。然而，过高的初始接入延迟会显著提高中断恢复所需的时间，降低通信系统的性能。
[0004]有鉴于此，如何在发生遮挡时维持通信的正常运行，并在遮挡结束后快速追踪上最佳波束，实现最佳的通信质量，成为了一个重要的研究问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开的目的在于提出一种自适应波束搜索方法及相关设备，用以解决或部分解决上述问题。
[0006]基于上述目的，本公开的第一方面提供了一种自适应波束搜索方法，所述方法包括：
[0007]获取接收端的当前时刻的第一接收信号信息，根据所述第一接收信号信息计算得到所述接收端的第一接收信噪比；
[0008]响应于所述第一接收信噪比小于预设信噪比阈值，确定所述接收端存在遮挡，对初始波束宽度进行调整得到第一波束宽度，根据所述第一波束宽度进行波束搜索，得到第一波束，其中所述第一波束宽度大于所述初始波束宽度；
[0009]获取接收端在预设时间后的第二接收信号信息，根据所述第二接收信号信息计算得到所述接收端的第二接收信噪比；
[0010]响应于所述第二接收信噪比大于或等于预设信噪比阈值，确定所述接收端遮挡消失，对所述第一波束宽度进行调整得到第二波束宽度，根据所述第二波束宽度进行波束搜索，得到第二波束，其中所述第二波束宽度小于所述第一波束宽度。
[0011]基于同一专利技术构思，本公开的第二方面提出了一种自适应波束搜索装置，包括：
[0012]第一接收信噪比计算模块，被配置为获取接收端的当前时刻的第一接收信号信息，根据所述第一接收信号信息计算得到所述接收端的第一接收信噪比；
[0013]第一波束宽度确定模块，被配置为响应于所述第一接收信噪比小于预设信噪比阈值，确定所述接收端存在遮挡，对初始波束宽度进行调整得到第一波束宽度，根据所述第一
波束宽度进行波束搜索，得到第一波束，其中所述第一波束宽度大于所述初始波束宽度；
[0014]第二接收信噪比计算模块，被配置为获取接收端在预设时间后的第二接收信号信息，根据所述第二接收信号信息计算得到所述接收端的第二接收信噪比；
[0015]第二波束宽度确定模块，被配置为响应于所述第二接收信噪比大于或等于预设信噪比阈值，确定所述接收端遮挡消失，对所述第一波束宽度进行调整得到第二波束宽度，根据所述第二波束宽度进行波束搜索，得到第二波束，其中所述第二波束宽度小于所述第一波束宽度。
[0016]基于同一专利技术构思，本公开的第三方面提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上所述的自适应波束搜索方法。
[0017]基于同一专利技术构思，本公开的第四方面提出了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如上所述的自适应波束搜索方法。
[0018]从上述可以看出，本公开提出了一种自适应波束搜索方法及相关设备，通过获取接收端的当前时刻的第一接收信号信息，根据所述第一接收信号信息计算得到所述接收端的第一接收信噪比，基于所述接收信噪比判断是否存在遮挡现象。当所述第一接收信噪比小于预设信噪比阈值时，确定所述接收端存在遮挡，通过接收信号信息计算得到的接收信噪比确定接收端与发送端在通信过程中是否存在遮挡，确定的结果更加准确。对初始波束宽度进行调整得到第一波束宽度，根据所述第一波束宽度进行波束搜索，得到第一波束，其中所述第一波束宽度大于所述初始波束宽度。当接收端确定存在遮挡时，对波束宽度进行调整，采用宽波束进行大范围的覆盖，保证通信的正常进行。在经过预设时间后再次计算接收信噪比，以实现对遮挡是否消失的判断。当所述遮挡消失后，再次对波束宽度进行调整，在所述宽波束及其相邻波束覆盖范围内重新进行波束搜索，利用得到的最佳窄波束进行信号的传输，确保最佳通信质量。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本公开实施例的自适应波束搜索方法的流程图；
[0021]图2为本公开实施例的自适应波束搜索装置的结构框图；
[0022]图3为本公开实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0023]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0024]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第
一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0025]本公开实施例中应用场景为毫米波通信场景，所述毫米通信场景为假设发送端和接收端均配备全连接的毫米波大规模天线阵列，分别具有N
t
和N
r
个天线单元，基于相移器和DFT码本实现波束赋形。不考虑发送端波束的变化，使用固定的宽波束f
m
进行覆盖，接收端采用分层码本。
[0026]在该码本中，每一层所用的波束逐渐变窄，同一层的波束有不同角度，但波束宽度相同。码本共有R层，第r层的波束码字数L
r
满足：
[0027]L
r
＝2
r
，
[0028]其中，r＝1,...,R，L
r
为第r层的波束码字数。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应波束搜索方法，其特征在于，包括：获取接收端的当前时刻的第一接收信号信息，根据所述第一接收信号信息计算得到所述接收端的第一接收信噪比；响应于所述第一接收信噪比小于预设信噪比阈值，确定所述接收端存在遮挡，对初始波束宽度进行调整得到第一波束宽度，根据所述第一波束宽度进行波束搜索，得到第一波束，其中所述第一波束宽度大于所述初始波束宽度；获取接收端在预设时间后的第二接收信号信息，根据所述第二接收信号信息计算得到所述接收端的第二接收信噪比；响应于所述第二接收信噪比大于或等于预设信噪比阈值，确定所述接收端遮挡消失，对所述第一波束宽度进行调整得到第二波束宽度，根据所述第二波束宽度进行波束搜索，得到第二波束，其中所述第二波束宽度小于所述第一波束宽度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对初始波束宽度进行调整得到第一波束宽度，根据所述第一波束宽度进行波束搜索，得到第一波束，包括：将所述存在遮挡的当前时刻作为遮挡开始时刻，根据所述遮挡开始时刻确定所述接收端的第一位置信息及速度信息；根据所述第一位置信息及所述速度信息确定所述遮挡开始时刻的下一时刻的接收端的第二位置信息；根据所述第一位置信息及所述第二位置信息对所述初始波束宽度进行调整，得到第一波束宽度，所述第一波束宽度用公式表示为：其中，θ为第一波束宽度，x
k
与y
k
为第一位置信息，x
k+1
与y
k+1
为第二位置信息；通过所述第二位置信息及所述第一波束宽度确定所述第一波束的覆盖范围；在所述第一波束的覆盖范围内进行波束搜索，得到第一波束。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息及所述速度信息确定所述遮挡开始时刻的下一时刻的接收端的第二位置信息，包括：根据所述第一位置信息、所述速度信息及预设时间间隔计算得到第二位置信息，其中所述第二位置信息为预设时间间隔后的接收端的位置信息；所述第二位置信息用公式表示为：其中，Δk为预设时间间隔。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收端采用分层码本，所述在所述第一波束的覆盖范围内进行波束搜索，得到第一波束，包括：将所述第一波束的覆盖范围映射到分层码本中，得到所述第一波束的覆盖范围对应的第一码字；根据所述第一码字获取所述第一码字的前一码字及所述第一码字的后一码字；对所述第一码字、所述第一码字的前一码字及所述第一码字的后一码字分别进行波束
搜索，得到多个初始第二码字；分别计算所述多个初始第二码字对应的接收信噪比，选...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚文，吕雪，向万，赵稼轩，路兆铭，陈舒桐，刘兆良，肖宇杭，景文鹏，温向明，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：