一种波束训练方法及通信设备与流程

文档序号:14914226发布日期:2018-07-11 00:16阅读:130来源:国知局

本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种波束训练方法及通信设备。



背景技术:

在毫米波频谱业务中,通常利用相位阵列天线实现波束成形,以提高信号强度从而进行定向传输。波束成形是用于收发双方在通信前进行链路预算的一种机制,波束成形训练是收发双发分别发送训练信号,确认得到最佳收发天线的过程。在针对非授权频段进行波束成形训练时,需要先进行信道空闲评估,确认信道空闲后才可以进行波束成形训练。在有些场景中,特别是高频传输场景,当检测到信道被占用时,大多情况下仅仅是收发双方天线辐射范围内的部分扇区/波束被占用。在等待信道空闲的时间较长且无法进行波束成形训练时,会造成一定的资源浪费。



技术实现要素:

本发明提供了一种波束训练方法及通信设备,能够解决现有技术中资源利用率较低的问题。

本发明第一方面提供一种波束训练方法,由发射设备作为波束成形训练的发起方,实现对发射设备发送波束成形训练。发射设备进行发送波束训练的具体过程如下:

由发射设备在其天线对应的扇区进行信道空闲评估,然后,发射设备在信道空闲评估结果为空闲的扇区,向接收设备发送训练信号,所述训练信号用于对所述天线进行波束成形训练。具体来说,进行信道空闲评估时,发射设备是依次在所述天线对应的所有扇区进行信道空闲评估,从而在每对一个扇区进行信道空闲评估时,就可以根据该扇区对应的信道空闲评估结果判断其是否为空闲的扇区。

在一些可能的设计中,在确定空闲的扇区后,发射设备在空闲的扇区向接收设备发送训练信号,以对所述该空闲的扇区进行发送波束训练。其中,在空闲的扇区发送的训练信号可携带第一指示位,第一指示位用于指示训练信号所发自扇区的扇区标识。或者训练信号还可以携带第二指示位,所述第二指示位用于指示所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区的数量,该数量能够指示对所述特定频段的信道对应的扇区的波束扫描是否结束。例如若指示的扇区数量为0,则表示所有的扇区均完成波束成形训练,反之,则表示有部分扇区未完成波束成形训练,也就是扇区扫描未结束。第一指示位和第二指示位可以位于训练信号的控制字段。

除了通过在训练信号中携带第二指示位来指示未发送过训练信号的扇区的数量,还可以通过计数的方式实现。具体来说,当在信道空闲评估结果为空闲的一个扇区发送训练信号时,所述发射设备对所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区进行计数。也就是说,每在一个空闲的扇区发送训练信号,发射设备就进行一次计数,可以采用计数器进行计数。

在一些可能的设计中,还可以根据系统是否有固定的时域结构来定义发送训练信号的时刻,例如发送训练信号时可满足以下项之一;

若系统具有固定的时域结构,那么发送训练信号的发送起始时刻满足:在每个第一扇区发送训练信号时,按照预设时域结构,从当前用于发送训练信号所在的子帧的子帧边界开始发送;

若系统不具有固定的时域结构,那么当通过定向CCA到所述第一扇区的扇区状态为空闲时发送训练信号。

在一些可能的设计中,发射设备在进行信道空闲评估时,可以仅对天线对应的扇区进行信道空闲评估,也可以结合对天线对应的全向信道进行信道空闲评估。具体来说,主要包括下述几种情况:

情况1、在进行信道空闲评估时,发射设备先在所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估。

若对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估的结果为忙,则所述发射设备再切换到对所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

情况2、在进行信道空闲评估时,发射设备先在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估的时长达到预设时长后,所述发射设备从在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估切换为对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估。

在对所述全向信道进行信道空闲评估的结果为空闲时,所述发送设备则会在未发送过训练信号的扇区发送训练信号。

在情况2中,当进行定向信道空闲评估后切换到全向信道空闲评估,且全向信道空闲评估为空闲时,只需要对这些未完成波束训练的部分扇区发送训练信号。从而,提高波束训练的效率和优化波束成形训练机制,以及减少不必要的等待所带来的资源利用率较低的问题。

情况3、在进行信道空闲评估时,发射设备仅在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

在情况1和情况2中,发射设备采用的信道空闲评估方式是上述交替方式。对于交替方式进行的信道空闲评估,还可设定天线对应的扇区进行信道空闲评估的时长或对全向信道的信道空闲评估的时长,也可进一步设定二者的交替周期。可选地,可针对天线对应的扇区进行信道空闲评估或者对全向信道的信道空闲评估设定一个定时器。当对天线对应的扇区进行信道空闲评估或者对全向信道的信道空闲评估持续的时长达到设定的阈值时,就可以切换信道空闲评估的方式。该阈值可以为预设的绝对定值,或者将该阈值设定为至少一个扇区进行发送波束训练的总时长,或者将该阈值设定为P个单位时长,P为正整数。该阈值的取值范围或者取值方式本发明不作限定。

针对某些特定频段或者优先级较高的业务,也可以仅采用上述情况3的信道空闲评估方式。具体地方式可以根据应用场景变化,本发明实施例不作限定。

发射设备在空闲的扇区向接收设备发送训练信号后,接收设备会根据接收训练信号的信号强度确定出一个最佳的扇区,然后生成一个反馈信息,并将最佳的扇区通过反馈信息反馈给发射设备,所述反馈信息携带发送训练信号的空闲的扇区中信号质量最佳的扇区的扇区标识,为便于后文引用,可将接收设备反馈的最佳的扇区称为发射设备的最佳发送扇区。相应的,所述发射设备接收来自所述接收设备的反馈信息。

在一些可能的设计中,发射设备的天线对应M个扇区,接收设备的天线对应N个扇区,还需要对接收设备进行接收波束训练和/或接收波束修正。由于发射设备发送/接收训练信号的方式,以及接收设备接收/发送训练信号的方式可预先约定,对于接收设备的波束训练和发射设备的接收训练过程会存在差异,主要分以下两种场景:

场景一、发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的全向信道进行信道空闲评估来接收训练信号。

那么,在完成对发射设备的发送训练后,还可对接收设备进行接收波束训练和/或接收波束修正。具体的,发射设备可对所述最佳发送扇区进行信道空闲评估,若确定所述最佳发送扇区的扇区状态为空闲,则在所述最佳发送扇区发送N次训练信号,也就是在所述发送信号质量最佳的扇区向所述N个扇区发送训练信号,从而实现对所述接收设备进行接收波束训练和/或接收波束修正。

场景二、发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的扇区进行信道空闲评估来接收训练信号。

接收设备在接收发射设备发送的训练信号的同时,也对自身的天线进行了接收训练。然后,接收设备在反馈发射设备的最佳发送扇区的同时,也对自身进行发送训练。具体来说,所述发射设备依次在信道空闲评估的结果为空闲的每个扇区,向所述N个扇区发送训练信号,从而对自身进行发送训练,也对接收设备进行接收训练。然后,接收设备依次在信道空闲评估的结果为空闲的每个扇区,向发射设备的天线对应的M个扇区发送训练信号,并且在训练信号中携带发射设备的最佳发送扇区的扇区标识,从而对自身进行发送训练,也对发射设备进行接收训练。相应的,在接收设备进行发送波束训练时,发射设备会在所述天线对应的扇区接收到接收设备发送的训练信号,然后将接收信号质量最佳的扇区作为所述发射设备的天线的最佳接收扇区,同时确定出接收设备的最佳发送扇区,并将接收设备的最佳发送扇区反馈给接收设备。

本发明第二方面提供一种通信设备,具有实现对应于上述第一方面提供的波束训练方法的功能。所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块,所述模块可以是软件和/或硬件。

一种可能的设计中,下面以作为发射设备一方的通信设备80为例,所述通信设备包括:

处理模块,用于在所述发射设备的天线对应的扇区进行信道空闲评估;

收发模块,用于在所述处理模块评估的信道空闲评估结果为空闲的扇区,向接收设备发送训练信号,所述训练信号用于对所述天线进行波束成形训练。

可选的,所述处理模块在所述发射设备在天线对应的扇区进行信道空闲评估之前,还用于:

在对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估;

若对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估的结果为忙,则在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

可选的,所述处理模块在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估的时长达到预设时长后,还用于:

从在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估切换为对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估;

在对所述全向信道进行信道空闲评估的结果为空闲时,通过所述收发模块在未发送过训练信号的扇区发送训练信号。

可选的,在空闲的扇区发送的训练信号携带第一指示位,所述第一指示位用于指示训练信号所发自扇区的扇区标识。

可选的,所述收发模块还用于:

接收来自所述接收设备的反馈信息,所述反馈信息由所述接收设备根据接收到的训练信号生成,且所述反馈信息携带信道空闲评估结果为训练信号所发自扇区中发送信号质量最佳的扇区的扇区标识。

可选的,所述处理模块还用于:

当在信道空闲评估结果为空闲的一个扇区发送训练信号时,对所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区进行计数。

可选的,空闲的扇区发送的训练信号携带第二指示位,所述第二指示位用于指示所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区的数量。

可选的,所述处理模块具体用于:

依次在所述天线对应的所有扇区进行信道空闲评估。

可选的,若发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的全向信道进行信道空闲评估来接收训练信号。那么,所述收发模块向接收设备发送训练信号之后,还用于:

在所述发送信号质量最佳的扇区向所述N个扇区发送训练信号,以对所述接收设备进行接收波束训练或接收波束修正。

可选的,若发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的扇区进行信道空闲评估来接收训练信号。那么,所述收发模块具体用于:

依次在信道空闲评估的结果为空闲的每个扇区,向所述N个扇区发送训练信号。

可选的,所述处理模块向接收设备发送训练信号之后,还用于:

通过所述收发模块在所述天线对应的扇区接收来自接收设备的训练信号,并将接收信号质量最佳的扇区作为所述发射设备的天线的最佳接收扇区。

一种可能的设计中,所述通信设备包括:

至少一个处理器、存储器和收发器;

其中,所述存储器用于存储程序代码,所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行以下操作:

在所述发射设备的天线对应的扇区进行信道空闲评估;

通过所述收发器在信道空闲评估结果为空闲的扇区,向接收设备发送训练信号,所述训练信号用于对所述天线进行波束成形训练。

相较于现有技术,本发明提供的方案中,通过在天线对应的扇区进行信道空闲评估,能够识别出空闲的扇区,并在空闲的扇区发送训练信号,避免了现有技术中需要等待天线多个扇区都是空闲时才可以发送训练信号导致等待时间过长的问题。一方面能够及时的检测出空闲的扇区,提高了资源的利用率。另一方面在部分扇区被占用时优先在空闲的扇区发送训练信号,提高波束成形训练的效率。

附图说明

图1为本实施例中训练信号的结构示意图;

图2为本实施例中波束训练方法的一种流程示意图;

图2-1为本实施例中发射设备进行发送波束训练的一种流程示意图;

图2-2为本实施例中发射设备进行发送波束训练的另一种流程示意图;

图3为本实施例中训练信号中SSW字段的一种结构的示意图;

图4为本实施例中全向CCA和定向CCA交替使用的示意图;

图5为本实施例中发射设备和接收设备进行波束成形训练的一种示意图;

图6为本实施例中发射设备和接收设备进行发送波束训练的一种示意图;

图7为本实施例中发射设备和接收设备进行接收波束训练的一种示意图;

图8为本实施例中通信设备的一种结构示意图;

图9为本实施例中执行上述波束训练方法的实体装置的一种结构示意图。

具体实施方式

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块,本文中所出现的模块的划分,仅仅是一种逻辑上的划分,实际应用中实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中,或一些特征可以忽略,或不执行,另外,所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式,本文中均不作限定。并且,作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离,可以是也可以不是物理模块,或者可以分布到多个电路模块中,可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

本发明实施例提供了一种波束成形训练方法及通信设备,其中,波束成形是用于收发双方在通信前进行链路预算的一种机制,波束成形训练是指通过发送训练信号从而获取最佳发送扇区和/或者最佳接收扇区的过程,以下进行详细说明。

本发明实施例中的波束成形训练包括发送波束训练和接收波束训练,其中,发送波束训练是指发射设备在不同的扇区向接收设备发送训练信号,并获取自身最佳的发送扇区的过程。举例来说,发射设备在4个扇区分别向接收设备发送4次训练信号,由接收设备根据信号的接收强度确定一个信号强度最高的扇区,然后将该信号强度最高的扇区的扇区信息反馈给发射设备,使得发射设备知晓自身最佳的发射扇区。

接收波束训练是指接收设备在不同的扇区接收发射设备发送的训练信号,并获取自身最佳的接收扇区的过程,举例来说,接收设备在4个扇区分别接收发射设备发送的训练信号,根据信号的接收强度确定接收强度最高的一个扇区作为最佳的接收扇区。

训练信号是指用于针对数据或控制信息或者这二者的解调制的信道估计的信号,也可称为基准信号、训练子帧或导频信号等,其中,训练信号的结构如图1所示。

空闲评估是通信设备根据其在待评估的区域接收的信号评估该待评估的区域是否为空闲。

信道空闲评估是指在待评估的区域基于信道进行上述空闲评估,包括对天线应的扇区进行信道空闲评估和对天线对应的全向进行信道空闲评估。其中,对天线对应的扇区进行信道空闲评估是指:在天线对应的某个扇区进行信道空闲评估,可以理解为,是在该天线小于360度方向对应的扇区进行信道空闲评估,也可称为定向空闲评估。对天线对应的全向信道进行信道空闲评估是指:针对天线的360度方向进行信道空闲评估,也可以称为全向空闲评估。需要说明的是,全向空闲评估和定向空闲评估需要由天线的工作状态支持。在进行全向接收时,天线在360度全向进行接收,从而可以支持全向信道空闲评估;而当进行定向接收时,天线在小于360度的方向进行接收,从而可以支持定向信道空闲评估。在全向转为定向时,天线可以将天线的辐射范围聚焦至小于360度的方向。在定向转为全向时,天线可以将天线的辐射范围扩大至360度全向。

其中,发射设备可以根据所接收到信号的能量是否超过预定的门限值来确定扇区或者全向信道的状态是否为空闲:当天线在全向或者定向(某个扇区)接收时所接收到信号的能量未超过预定的门限值时,此时信道空闲评估结果为空闲;当天线在全向或者定向接收时所接收到信号的能量超过预定的门限值时,此时评估结果为忙。

或者,发射设备还可以根据天线在全向接收或者定向某个扇区接收时是否接收到信号来确定状态:当天线在全向接收或者定向接收时接收到信号,则信道空闲评估结果为忙;当天线在全向接收或者定向接收时未接收到信号,则信道空闲评估结果为空闲。

由于现有机制中针对某些频段的定向传输只能在信道全向空闲时,才可以进行波束训练,造成一定的资源浪费,本发明实施例主要提供以下技术方案,以解决资源浪费的问题以及保证这些频段业务的正常进行:

发射设备可对天线对应的扇区进行信道空闲评估,然后在信道空闲评估结果为空闲的扇区发送训练信号。无需等待全向信道为空闲时才发送训练信号。通过该方案,这样可保证资源的利用率。此外,由于针对天线对应的扇区的信道空闲评估所需的时长远远大于对全向信道的信道空闲评估,同时考虑到全向信道可能只是在一段时间内为忙,可能在发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估时,全向信道已为空闲。那么,为了提高波束成形训练的效率,还可以设定一个时间阈值,在依次对扇区进行信道空闲评估进行一段时间后,切换到对全向信道进行信道空闲评估,并且在切换后,只需要对还未发送训练信号的扇区进行发送训练。由此可见,一定程度上,能够提高波束成形训练的效率。

请参照图2,以下对本发明提供一种波束成形训练方法进行举例说明。本发明实施例中该方法包括:

101,发射设备在天线对应的扇区进行信道空闲评估。

具体来说,在进行信道空闲评估时,发射设备可以采用如下方式:依次在所述天线对应的所有扇区进行信道空闲评估,从而在每对一个扇区进行信道空闲评估时,就可以根据该扇区对应的信道空闲评估结果判断其是否为空闲的扇区。当发射设备在某一扇区所接收的信号能量小于预定门限值时,则该扇区的信道空闲评估结果为空闲。当发射设备在某一扇区所接收到的信号能量大于或者等于预定门限值时,则表示该扇区的信道空闲评估结果为忙碌,然后继续评估下一扇区。

其中,在发射设备依次在该天线对应的扇区进行信道空闲评估时,可以按照顺时针或者逆时针的方向依次在各个扇区进行评估。根据信道空闲评估结果,可以继续执行步骤102,或者跳转到下一个扇区继续进行信道空闲评估。示例性地,在本发明实施例中,天线对应的扇区可包括天线各个方向对应的全部扇区。

可选地,在其它的实施方式中,发射设备还可以采用在特定范围内对应的扇区进行信道空闲评估。也可以理解为,发射设备在M个扇区中的部分扇区进行信道空闲评估。

102、发射设备在信道空闲评估结果为空闲的扇区,向接收设备发送训练信号。

其中,训练信号可携带发送该训练信号的扇区的扇区标识。该训练信号用于对所述天线进行波束成形训练,具体来说,该训练信号可用于对发送该训练信号的扇区进行发送波束训练,还可以对接收该训练信号的扇区进行接收波束训练。关于训练信号的定义,在后续实施例中将进行更为详细的描述。

发射设备在信道空闲评估结果为空闲的扇区发送训练信号,并对信道空闲评估结果为非空闲的扇区继续进行信道空闲评估,并在信道空闲评估为空闲时发送训练信号,直到发射设备侧所有待评估的扇区均完成训练信号的发送。

103、接收设备接收来自发射设备发送的训练信号,确定信号质量最佳的扇区,并将信号质量最佳的扇区的扇区标识携带在反馈信息中反馈给发射设备。

104、在接收到接收设备反馈的扇区标识后,发射设备获得其相对于接收设备的最佳发送扇区。

发射设备获得其相对于接收设备的最佳发送扇区后,便完成发射设备的发送波束训练,可以在该最佳发送扇区向接收设备发送数据。

在步骤103中,接收设备可以采用全向接收的方式或定向接收的方式接收来自发射设备的训练信号,具体采用的方式收发双方可预先约定,具体本发明不作限定。

请参照图2-1,若接收设备采用全向接收的方式,即接收设备采用对全向接收的方式来接收发射设备发送的训练信号。那么,接收设备可在发射设备返回的确认响应中携带上述信号质量最佳的扇区的扇区标识。

接收设备接收到发射设备在多个空闲的扇区发送多个训练信号后,从中选择信号质量最佳的一个扇区作为发射设备的最佳发送扇区,然后将该发射设备的最佳发送扇区的扇区标识反馈给发射设备,使得发射设备获得其相对于该接收设备而言的发送信号质量最佳的扇区,从而完成发射设备的发送波束训练。

若接收设备采用定向接收的方式,即接收设备采用对天线对应的扇区进行信道空闲评估的方式接收发射设备发送的训练信号,那么,接收设备在接收训练信号的同时,还可根据接收到的训练信号进行接收波束训练。并且,接收设备可对自身天线对应的扇区进行信道空闲评估,然后在生成的训练信号中携带所确定的信号质量最佳的扇区的扇区标识,并将生成的训练信号反馈给发射设备,这样,也可对接收设备自身进行发送波束训练。

举例来说,图2-2为一个发射设备进行发送波束训练的示意图。图2-2中,发射设备有#a1、#a2、#a3和#a4共4个扇区,接收设备有#b1、#b2、#b3和#b4共4个扇区。按照虚线箭头方向,发射设备依次在#a1、#a2、#a3和#a4发送4个训练信号,接收设备在#b1、#b2、#b3和#b4扇区接收发射设备发送的4个训练信号。接收设备根据接收到的训练信号,确定其中信号质量最佳的训练信号,然后将该信号质量最佳的训练信号中指示的扇区标识反馈给发射设备,从而完成对发射设备的发送波束训练。可以理解的是,图2-2中的扇区方向及数量仅用于示例性地说明,本发明实施例并不限制扇区的方向及数量,其他图同理。

与现有机制相比,本发明实施例采用了在天线对应的扇区进行信道空闲评估即定向空闲评估,不论当前天线的某些扇区是否处于空闲,还是全向信道是否处于空闲,采用本发明中的定向空闲评估,都能够识别出空闲的扇区,并在空闲的扇区发送训练信号,避免了现有技术中需要等待天线多个扇区都是空闲时才可以发送训练信号导致等待时间过长的问题。一方面能够及时的检测出空闲的扇区,提高了资源的利用率。另一方面在部分扇区被占用时优先在空闲的扇区发送训练信号,提高波束成形训练的效率。

以下,对训练信号做更为详细地描述。在空闲的扇区发送的训练信号可携带第一指示位,第一指示位用于指示训练信号所发自扇区的扇区标识。或者训练信号还可以携带第二指示位,所述第二指示位用于指示所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区的数量,该数量亦能够指示对天线各个扇区的波束扫描是否结束。例如,若指示的扇区数量为0,则表示所有的扇区均已发送训练信号,也说明天线各个扇区的波束扫描已经结束。反之,则表示有部分扇区未发送训练信号,也就是未完成波束成形训练,即波束扫描并未结束。第一指示位和第二指示位可以位于训练信号的控制字段。可选的,第二指示位可以为倒计数(英文全称:Count down,英文简称:Cdown)的形式,如此,根据第二指示位的值可以确定待评估的扇区中还有几个扇区未发送训练信号。

除了通过在训练信号中携带第二指示位来指示未发送过训练信号的扇区的数量,还可以通过由发射设备进行计数的方式实现。具体来说,当在信道空闲评估结果为空闲的一个扇区发送训练信号时,所述发射设备对所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区进行计数。也就是说,每在一个空闲的扇区发送训练信号,发射设备就进行一次计数,可以采用计数器进行计数。

在不同的应用场景中,训练信号可以采用不同的结构,本发明实施例对此不作限制。示例性地,在无线保真技术(英文全称:Wireless-Fidelity,英文简称:WI-FI)的应用场景中,上述第一指示位或第二指示位可以位于训练信号的控制字段中,其中,Cdown可承载在训练信号的扇区扫描(英文全称:Sector Sweep,英文简称:SSW)字段中,SSW字段的结构如图3所示。又例如,在蜂窝网络的应用场景中,上述第一指示位或第二指示位还可以承载于物理下行控制信道(英文全称:Physical Downlink Control Channel,英文简称:PDCCH)进行传输,其中PDCCH位于帧结构的控制区域。

下面以第二指示位为Cdown的情况进一步作示例性说明。依次在待评估的多个扇区进行空闲评估,当检测到一个扇区为空闲时,则对Cdown的值进行递减;当检测到一个扇区为忙碌时,则不对Cdown的值进行递减,可以跳过忙碌的扇区并将Cdown冻结或隐藏。

例如,Cdown的初始值可以为待发送训练信号的全部扇区的数量,当有8个扇区待扫描时,Cdown的初始值为7。接着,依次对各个扇区进行空闲评估,当检测到第一个扇区为空闲时,则在第一个扇区发送训练信号,并对Cdown减1。在完成第一个扇区的信道空闲评估后,Cdown=6。接着对第二个扇区进行信道空闲评估,当检测到第二个扇区为忙时,则不对Cdown的值进行递减,在完成第二个扇区的信道空闲评估后,Cdown=6。接着,进行第三个扇区的信道空闲评估。依次类推,当完成8个扇区的信道空闲评估后,若Cdown=2,则说明仍然有2个扇区状态为忙,未发送训练信号,则继续对未发送训练信号的扇区进行信道空闲评估,直到8个扇区发送训练信号;若Cdown=0时,则表示该8个扇区均为空闲且已发送训练信号。

接着,对发送训练信号的时刻进行示例性地说明。

当系统不具有固定的时域结构时,那么发送训练信号的发送起始时刻满足:当通过空闲评估到某一扇区为空闲时,即在该扇区发送训练信号。

当系统具有固定的时域结构时,训练信号的发送起始时刻满足:在每个空闲发送训练信号时,按照预设时域结构,从时域结构的子帧的的边界开始发送训练信号,或者训练信号的发送起始时刻可以是一个传输时间间隔(英文全称:Transmission Time Interval,英文简称:TTI)的边界,边界也可称为发送起始时刻。

在一些实施例中,发射设备在进行信道空闲评估时,可以仅对天线对应的扇区进行信道空闲评估,也可以结合对天线对应的全向信道进行信道空闲评估。具体来说,主要包括下述几种情况:

情况1、在进行信道空闲评估时,发射设备先在所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估。

若对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估的结果为忙,则所述发射设备再切换到对所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

情况2、在进行信道空闲评估时,发射设备先在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估的时长达到预设时长后,所述发射设备从在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估切换为对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估。

在对所述全向信道进行信道空闲评估的结果为空闲时,所述发送设备则会在未发送过训练信号的扇区发送训练信号。

在情况2中,能够在提高波束训练的效率,减少不必要的等待所带来的资源利用率较低的问题。

在情况1和情况2中,发射设备采用的信道空闲评估方式是上述交替方式。对于交替方式进行的信道空闲评估,还可设定天线对应的扇区进行信道空闲评估的时长或对全向信道的信道空闲评估的时长,也可进一步设定二者的交替周期。可选地,可针对天线对应的扇区进行信道空闲评估或者对全向信道的信道空闲评估设定一个定时器。当对天线对应的扇区进行信道空闲评估或者对全向信道的信道空闲评估持续的时长达到设定的阈值时,就可以切换信道空闲评估的方式。该阈值可以为预设的绝对定值,或者将该阈值设定为至少一个扇区进行发送波束训练的总时长,或者将该阈值设定为P个单位时长,P为正整数。该阈值的取值范围或者取值方式本发明不作限定。

举例来说,在情况2中,图4为全向信道空闲评估和定向信道空闲评估交替使用的示意图,在某个时间段,采用全向信道空闲评估到当前信道处于忙,那么可以切换为定向信道空闲评估,在某个扇区评估到信道为空闲时,则在该空闲扇区发送训练信号。当定向信道空闲评估一段时间后,又切回全向信道空闲评估测。当切换到全向信道空闲评估时,若检测到全向信道处于空闲,便继续对剩余的扇区也就是还未发送训练信号的扇区进行波束成形训练。当然,若某个时刻检测到信道全向处于忙,那么可以切换到定向信道空闲评估,以检测出空闲的扇区。依此类推,直到信道所有方向的扇区都完成波束成形训练。示例性地,在发射设备通过接收设备的反馈获取自身的最佳发送扇区为Sec ID=5的扇区后,若检测到全向信道为空闲,或者检测到Sec ID=5的扇区处于空闲,便可以在该Sec ID=5的扇区上定向传输数据了。

在情况2中,当进行定向信道空闲评估后切换到全向信道空闲评估,且全向信道的空闲评估结果为空闲时,只需要对这些未完成波束训练的部分扇区进行CCA。从而,提高波束训练的效率和优化波束成形训练机制。

情况3、在进行信道空闲评估时,发射设备仅在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

当然,针对某些特定频段或者优先级较高的业务,也可以仅采用上述情况3的信道空闲评估方式。具体地方式可以根据应用场景变化,本发明实施例不作限定。

在一些实施例中,发射设备的天线对应M个扇区,接收设备的天线对应N个扇区。其中,M和N均为大于1的正整数,M与N可相等或不相等,还可以对接收设备进行接收波束训练和/或接收波束修正。由于发射设备发送/接收训练信号的方式,以及接收设备接收/发送训练信号的方式可预先约定,对于接收设备的波束训练和发射设备的接收训练过程会存在差异,主要分以下两种场景:

场景一、发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的全向信道进行信道空闲评估来接收训练信号。

那么,在完成对发射设备的发送波束训练后,还可对接收设备进行接收波束训练和/或接收波束修正。具体的,发射设备对最佳发送扇区进行信道空闲评估,若检测到所述最佳发送扇区的扇区状态为空闲,则在所述最佳发送扇区发送N次训练信号,也就是发射设备在发送信号质量最佳的扇区向所述接收设备的N个扇区发送训练信号。接收设备根据N个扇区的训练信号接收结果,确定接收信号质量最佳的扇区作为相对于该发射设备的最佳接收扇区,从而实现对所述接收设备进行接收波束训练和/或接收波束修正。

相应的,在场景一下,还可以对接收设备进行发送波束训练以及对发射设备进行接收波束训练,其原理与发射设备类似。接收设备可以在天线的各个扇区进行信道空闲评估,并在确定为空闲的扇区向发送设备发送训练信号,接收设备发送的训练信号可用于对接收设备的天线的各个扇区进行发送波束训练。发射设备接收来自接收设备的多个训练信号后,从中选择信号质量最佳的扇区作为接收设备相对于发射设备而言的最佳发送扇区。进一步地,接收设备在其最佳发送扇区向发射设备发送M次训练信号,发射设备根据其在M个扇区的训练信号接收结果,确定接收信号质量最佳的扇区作为相对于该接收设备的最佳接收扇区,从而也可以实现对发射设备的接收波束训练。

场景二、发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的扇区进行信道空闲评估来接收训练信号。

接收设备在接收发射设备发送的训练信号的同时,也对自身的天线进行了接收波束训练。然后,接收设备在反馈发射设备的最佳发送扇区的同时,也对自身进行发送波束训练。具体来说,发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估时,所述发射设备依次在信道空闲评估的结果为空闲的每个扇区,向所述接收设备的M个扇区发送训练信号。发射设备发送的训练信号可用于对发射设备进行发送波束训练,也可用于对接收设备进行接收波束训练。

然后,接收设备依次在信道空闲评估的结果为空闲的每个扇区,向发射设备的天线对应的M个扇区发送训练信号,并且在训练信号中携带发射设备的最佳发送扇区的扇区标识,从而完成对发射设备的发送波束训练,同时也对接收设备进行了接收波束训练。

该接收设备发送的训练信号能够用于对接收设备身进行发送波束训练,以及对发射设备进行接收波束训练。具体来说,在接收设备进行发送波束训练时,发射设备会在所述天线对应的扇区接收到接收设备发送的训练信号。然后发射设备将接收信号质量最佳的扇区作为所述发射设备的天线的最佳接收扇区,同时确定出接收设备的最佳发送扇区,并将接收设备的最佳发送扇区反馈给接收设备,进而完成对接收设备的发送波束训练,同时也能够对自身进行接收波束训练。

由此可见,通过场景二的方案,可以进一步缩短波束成形训练的时长,从而提高波束成形训练的效率。

场景二的一种具体实施例可参考图5,图5中的(a)为发射设备进行发送波束训练的示意图,图5中的(b)为接收设备进行发送波束训练的示意图。图5中,发射设备有#a1、#a2、#a3和#a4共4个扇区,接收设备有#b1、#b2、#b3和#b4共4个扇区。图5中的(a)中,发射设备在#a1扇区依次发送4个训练子帧,按照虚线箭头方向,接收设备依次在#b1、#b2、#b3和#b4扇区接收发射设备发送的4个训练子帧。例如接收设备在#b1扇区接收发射设备在#a1扇区发送的第一个训练子帧,在#b2扇区接收发射设备在#a1扇区发送的第二个训练子帧,在#b3扇区接收发射设备在#a1扇区发送的第三个训练子帧,在#b4扇区接收发射设备在#a1扇区发送的第四个训练子帧。如此,发射设备依次在4个扇区分别发送4个训练子帧后,可以确定发射设备相对于接收设备的最佳发送扇区,同时,可以确定接收设备相对于发送设备的最佳接收扇区。与此类似,参照图5(b),经过接收设备和发送设备的定向发送和接收,可以确定接收设备相对于发射设备的最佳发送扇区,同时,可以确定发射设备相对于接收设备的最佳发送扇区,具体波束训练同理,不再赘述。

本发明实施例提供的波束成形训练方法可应用于非授权频段,该非授权频段是相对于授权频段而言的,非授权频段包括WI-FI、近场通信(英文全称:Near Field Communication,英文简称:NFC)、蓝牙等。由于非授权频段的特殊性,当发射设备有信号需要发射时,需要通过CCA进行侦听,侦听到非授权频段上没有信号传输时进行传输。在进行CCA之后,还需要进行波束成形训练。以下则以CCA作为信道空闲评估的一种实施方式,发射设备和接收设备通过训练子帧交互为例,对发射设备与接收设备交互过程中,发射设备和接收设备进行发送波束训练和接收波束训练进行举例说明。

其中,CCA可以是用于评估信道是否空闲的机制。基于评估的范围,CCA可包括全向CCA(英文全称:Omni Clear Channel Assessment,英文简称:omni CCA)以及定向CCA(英文全称:Directional Clear Channel Assessment,英文简称:Directional CCA)。

全向CCA是指发射设备在天线全向接收时对全向信道的状态进行评估,可以理解为,发射设备根据天线的360度接收方向接收到的信号进行评估。

定向CCA是指发射设备在天线定向接收时对天线对应的扇区的状态进行评估,上述定向接收范围可以对应一个或多个扇区,可以理解为,发射设备根据天线对应的一个或多个扇区所接收到的信号进行评估。

具体地,发射设备和接收设备可通过发送扇区扫描(英文全称:Transmit Sector Sweep,英文简称:TXSS)在SLS阶段完成各自的发送波束训练,以及在波束修正(英文全称:Beam Refinement Protocol,英文简称:BRP)阶段完成各自的接收波束训练和接收波束修正。

在SLS阶段,通过依次对待检测的各个扇区进行定向CCA,在空闲扇区发送训练子帧,并继续在非空闲扇区进行CCA以及等待非空闲扇区空闲后发送训练子帧,直到全部扇区完成训练子帧的发送。通过这样的方式,发射设备和接收设备都可以获知自身的最佳发送扇区。此外,在SLS阶段,对各扇区进行定向CCA一段时间后,可切换到全向CCA,若检测到全向信道为空闲,则直接在未发送训练信号的扇区发送训练信号。这样,能够提高波束成形训练的效率,减少等待时长。

图6为发射设备进行发送训练子帧以及接收设备接收训练子帧的示意图。发射设备发送的训练子帧携带第一指示位(即发送训练子帧的扇区的Sec ID)和第二指示Cdown。图6中,在当前天线部分扇区为忙时,发射设备进行定向CCA和扇区级扫描(英文全称:Sector level sweep,英文简称:SLS)。在SLS阶段,发射设备依次在各个扇区进行定向CCA,在检测到Sec ID=3的扇区(以下以#3扇区指代,其它Sec ID的扇区同理)未被占用时,在#3扇区发送训练子帧,此时Cdown为31。发射设备在#3扇区发送训练子帧时,会在该训练子帧中携带第一指示位(Sec ID=3,用于指示Sec ID=3的扇区)和第二指示位(Cdown=31)。接着在未被占用的#10扇区、…以及#14扇区发送训练子帧,直到全部扇区都完成训练子帧的发送。其它扇区发送训练子帧时均可参考#3扇区的说明,不再赘述。

示例性地,图6中的短波束帧间间隔(英文全称:Short Beamforming Interframe Spacing,英文简称:SBIFS)为训练子帧的帧间间隔,该SBIFS用于对天线对应的扇区进行信道空闲评估或对全向信道的信道空闲评估的切换,或者用于对不同扇区进行信道空闲评估的切换。例如图6中,当完成对#3扇区的波束成形训练后,经过一个SBIFS才可以从#3扇区切换到对#10扇区进行训练子帧的发送。

在SLS阶段,接收设备接收到发射设备发送的训练子帧后,通过接收训练子帧的信号强度确定发射设备的最佳发送扇区为#5扇区,然后将该#5扇区的扇区标识反馈给发射设备,最后接收设备会接收到发射设备返回的确认响应(英文全称:Acknowledge,英文简称:ACK)。同理,发射设备也会在接收到接收设备发送的训练子帧后确认接收设备的最佳发射扇区为#1扇区,并通过反馈信息将#1扇区的扇区标识返回给接收设备。其中,最佳发送扇区的扇区标识和最佳接收扇区的扇区标识都可通过训练子帧中的控制字段指示给对方,例如通过最佳标识字段(Best ID)指示。交互过程中,发射设备获得相对于接收设备而言的最佳发送扇区,接收设备获得相对于发射设备而言的最佳发送扇区。

此外,图6的波束接收训练还可适用于非初始的训练,比如后期阶段性的训练(例如波束修正),即在发射设备的最佳发送扇区已经确定,或者发射设备和接收设备的最佳发送扇区已经确定时进行的训练。那么图6所示的针对接收设备和发射设备的发送波束流程还可以用于针对接收设备和发射设备的接收波束进行的修正流程。

在BRP阶段,发射设备和接收设备还需要通过各自的最佳发送扇区为对方进行接收波束训练。发射设备对其最佳发送扇区#5扇区进行定向CCA,若检测到#5扇区未被占用。那么,发射设备可以在#5扇区上连续发送M个训练信号,其中,该M个训练信号为相同的训练信号,每个训练信号携带第一指示位和第二指示位,第一指示位指示#5的扇区标识,M为接收设备的待检测的扇区数量,该M个扇区可以位于接收设备的各个方向,也可以位于接收设备特定方向。接收设备在M个扇区接收这M个训练信号,并选出一个接收信号质量最佳的扇区作为最佳接收扇区。相应地,接收设备也可以获得其相对于发送设备的最佳接收扇区。从而,完成发射设备和接收设备的接收波束训练过程。

举例来说,图7为上述场景一中发射设备和接收设备的接收波束训练过程的示意图。在SLS阶段,发射设备已知晓发射设备的最佳发送扇区为#5扇区,接收设备已知晓接收设备的最佳发送扇区为#1扇区。在BRP阶段,发射设备在该#5扇区上连续发送4次训练信号,接收设备则是在4个扇区(包括#b1-#b4扇区)去接收这4个训练信号,最终接收设备确定#b1-#b4扇区中的一个扇区(比如是#b2扇区)作为自身的最佳接收扇区。然后,接收设备会在#1扇区发送4次训练信号,接收设备可以在训练信号中携带一个用于确认最佳接收扇区(#b2扇区的Sec ID)的反馈信息1,而发射设备则是在4个扇区(包括#a1-#a4扇区)去接收这4个训练信号,通过接收这4个训练信号,发射设备能够确认#a1-#a4扇区中的一个扇区(比如是#a2扇区)作为自身的最佳接收扇区,然后发射设备可以向接收设备发送一个用于确认最佳接收扇区(#a2扇区的Sec ID)的反馈信息2,从而完成对接收设备和发射设备的接收波束训练。

可以理解的是,在其他的实施方式中,发射设备的最佳发送扇区和最佳接收扇区可能是同一个,接收设备的最佳发送扇区和最佳接收扇区可能是同一个,对此本发明实施方式不作限制。

需要说明的是,前述内容中所描述的实施例(包括图1-图7)中的训练信号、第一指示位、第二指示位以及信道空闲评估的时长等技术特征同样适用于本发明中后续内容中所有的实施例(包括图8和图9所对应的实施例),后续类似之处均不再赘述。

以上针对本发明中的波束训练方法进行举例说明,下面对执行上述波束训练方法的通信设备进行描述。在本发明实施例的图8中,通信设备80可以参照图1-图7任意所示的实施例中的描述,下面以作为发射设备一方的通信设备80为例,发射设备的天线对应M个扇区,接收设备的天线对应N个扇区M与N均为大于1的正整数,M与N可相等或不相等。本发明实施例中的通信设备80包括:

处理模块801可用于执行前述图2和图2-1所示的方案:在所述发射设备的天线对应的扇区进行信道空闲评估,具体体现为:依次在所述天线对应的所有扇区进行信道空闲评估。

相应的,收发模块802可用于执行前述图2和图2-1所示的方案:在所述处理模块801评估的信道空闲评估结果为空闲的扇区,向接收设备发送训练信号,所述训练信号用于对所述天线进行波束成形训练。

相较于现有机制,本发明实施例中,处理模块801在天线对应的扇区进行信道空闲评估,能够识别出空闲的扇区,并在空闲的扇区发送训练信号,避免了现有技术中需要等待天线多个扇区都是空闲时才可以发送训练信号导致等待时间过长的问题。一方面能够及时的检测出空闲的扇区,提高了资源的利用率。另一方面在部分扇区被占用时优先在空闲的扇区发送训练信号,提高波束成形训练的效率。

可选的,在一些发明实施例中,为进一步缩短波束成形训练的时长,从而提高波束成形训练的效率。所述处理模块801在所述发射设备在天线对应的扇区进行信道空闲评估之前,还用于:

在对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估;

若对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估的结果为忙,则在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估。

可选的,在一些发明实施例中,所述处理模块801在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估的时长达到预设时长后,还用于:

从在所述天线对应的扇区进行信道空闲评估切换为对所述天线对应的全向信道进行信道空闲评估;

在对所述全向信道进行信道空闲评估的结果为空闲时,通过所述收发模块在未发送过训练信号的扇区发送训练信号。

可选的,在一些发明实施例中,在空闲的扇区发送的训练信号携带第一指示位,所述第一指示位用于指示训练信号所发自扇区的扇区标识。

可选的,在一些发明实施例中,所述收发模块802还用于执行图2-1所示的实施例中的步骤:

接收来自所述接收设备的反馈信息,所述反馈信息由所述接收设备根据接收到的训练信号生成,且所述反馈信息携带信道空闲评估结果为训练信号所发自扇区中发送信号质量最佳的扇区的扇区标识。

可选的,在一些发明实施例中,所述处理模块801还用于:

当在信道空闲评估结果为空闲的一个扇区发送训练信号时,对所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区进行计数。

可选的,在一些发明实施例中,空闲的扇区发送的训练信号携带第二指示位,所述第二指示位用于指示所述天线对应的扇区中未发送过训练信号的扇区的数量。

可选的,在一些发明实施例中,若发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的全向信道进行信道空闲评估来接收训练信号。那么,所述收发模块802向接收设备发送训练信号之后,还用于:

在所述发送信号质量最佳的扇区向所述N个扇区发送训练信号,以对所述接收设备进行接收波束训练或接收波束修正。

可选的,在一些发明实施例中,若发射设备对天线对应的扇区进行信道空闲评估来发送训练信号,接收设备对自身的天线对应的扇区进行信道空闲评估来接收训练信号。那么,所述收发模块802具体用于执行上述图5所示的方案:

依次在信道空闲评估的结果为空闲的每个扇区,向所述N个扇区发送训练信号。

可选的,在一些发明实施例中,所述接收设备的天线对应N个扇区,所述处理模块801向接收设备发送训练信号之后,还用于:

通过所述收发模块802在所述天线对应的扇区接收来自接收设备的训练信号,并将接收信号质量最佳的扇区作为所述发射设备的天线的最佳接收扇区,从而完成对发射设备的发送波束训练。

需要说明的是,本发明中图8所对应的实施例中的收发模块对应的实体设备可以为收发器,处理模块对应的实体设备可以为处理器。图8所示的装置可以具有图9所示的结构,当一种装置具有如图9所示的结构时,图9中的收发器和处理器能够实现前述实施例中对应该装置的装置实施例提供的收发模块和处理模块相同或相似的功能。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-Only Memory,英文简称:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文简称:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1