本发明涉及通信领域，尤其涉及波束扫描方法、系统、基站及终端。
背景技术：
毫米波通信作为5g(第五代移动通信技术)无线通信系统频谱扩充的重要途径，预测可用频段为28ghz、38ghz、57-64或71-76ghz等新频段，释放的总带宽将大于100ghz。为了克服毫米波通信较大的路损，大规模mimo(multiple-inputmultiple-output，多输入多输出)成为毫米波系统不可或缺的重要技术，而混合波束形成是毫米波大规模mimo的主要解决方案。
为了获得混合波束形成中模拟波束形成的权值，波束扫描是目前毫米波蜂窝系统设计中必经的重要过程。传统波束扫描的过程在《millimeterwavecommunicationsystem》(《毫米波通信系统》)中已经做了比较详细的介绍。传统波束扫描过程中，通常是基站向小区发射多个粗波束，小区中的各终端在接收到这多个粗波束之后，确定接收质量满足预设条件的粗波束，并将确定出的粗波束的标识信息反馈给基站。对于小区中的某一个终端而言，基站只有在接收到其反馈的标识信息之后，才会采用反馈粗标识信息中粗波束对应的细波束对其进行细波束扫描。此后，该终端接收细波束并选择出接收质量满足预设要求的细波束，将对应的细波束标识发送给基站。而对于小区中的终端整体而言，由于不同的终端反馈的粗波束标识信息不尽相同，因此，基站需要逐一对这些终端进行细波束扫描。
可见，上述传统的波束扫描过程仅适用于小区中终端数量较少的情况，一旦小区中终端数量较多，例如毫米波大规模mimo蜂窝系统主要工作在热点区域，其最大覆盖半径约100m，为移动用户提供高速、体验良好的数据业务传输。在其覆盖的热点区域，其活跃用户将达到数十、甚至数百用户，在这种情况下，如果采用传统的波束扫描，基站和每个终端需要多次交互，几十个用户逐一完成基站和终端间的交互扫描过程，其工作效率非常低，信令开销较大，无法满足高速数据传输的信道测量要求。
所以，现在亟需提出一种新的波束扫描方案，用以解决现有波束扫描在面向大量终端时扫描效率低，信令开销大的技术问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供的波束扫描方法、系统、基站及终端，主要解决的技术问题是：现有波束扫描方案在面向大量终端时扫描效率低，信令开销大的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种波束扫描方法，包括：
基站向小区的终端发射m个粗波束，并告知终端各粗波束对应的细波束扫描信息，所述细波束扫描信息用于确定所述粗波束中n个细波束的扫描策略，所述m大于1，所述n大于1；
所述基站基于各所述扫描策略依次进行各所述粗波束对应的细波束扫描；
所述基站接收所述小区中终端反馈的细波束选择信息。
本发明实施例还提供一种波束扫描方法，包括：
终端接收基站发射的m个粗波束后，从所述m个粗波束中选择出接收质量满足预设要求的粗波束作为被选粗波束，并获取所述基站告知的各所述粗波束对应的细波束扫描信息，所述m大于1；
所述终端直接根据所述细波束扫描信息确定出所述基站采用所述被选粗波束对应的n个细波束进行扫描时的扫描策略，所述n大于1；
所述终端根据所述扫描策略在所述基站采用所述被选粗波束中的n个细波束进行细波束扫描时接收对应的细波束；
所述终端从所述n个细波束中选择出接收质量满足预设要求的细波束作为被选细波束，并向所述基站反馈细波束选择信息。
本发明实施例还提供一种基站，包括：
粗波束发射单元，用于向小区的终端发射m个粗波束，并告知终端各粗波束对应的细波束扫描信息，所述细波束扫描信息用于确定所述粗波束中n个细波束的扫描策略，所述m大于1，所述n大于1；
细波束扫描单元，用于基于各所述扫描策略依次进行各所述粗波束对应的细波束扫描；
反馈接收单元，用于接收所述小区中终端反馈的细波束选择信息。
本发明实施例还提供一种终端，包括：
粗波束选择单元，用于接收基站发射的m个粗波束后从所述m个粗波束中选择出接收质量满足预设要求的粗波束作为被选粗波束，并获取所述基站告知的各所述粗波束对应的细波束扫描信息，所述m大于1；
策略确定单元，用于直接根据所述细波束扫描信息确定出所述基站采用所述被选粗波束对应的n个细波束进行扫描时的扫描策略，所述n大于1；
细波束接收单元，用于根据所述扫描策略在所述基站采用所述被选粗波束中的n个细波束进行细波束扫描时接收对应的细波束；
选择反馈单元，用于从所述n个细波束中选择出接收质量满足预设要求的细波束作为被选细波束，并向所述基站反馈细波束选择信息。
本发明实施例还提供一种波束扫描系统，包括如上所述的基站以及如上所述的终端。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行前述的任一项的波束扫描方法。
本发明的有益效果是：
根据本发明实施例提供的波束扫描方法、系统、基站及终端以及计算机存储介质，基站向小区的终端发射m个粗波束，并告知终端各粗波束对应的细波束扫描信息。终端在接收到各个粗波束之后，选择出接收质量满足预设要求的粗波束作为被选粗波束，并获取到被选粗波束对应的细波束扫描信息，从而确定基站将按照何种策略对被选粗波束对应的细波束进行扫描。然后根据确定出扫描策略在基站采用被选粗波束中的n个细波束进行细波束扫描时接收对应的细波束，并确定出接收质量满足预设要求的细波束，向基站反馈自己选择的被选细波束。基站通过在进行粗波束扫描的过程中告知小区中所有终端之后针对不同被选粗波束的细波束扫描策略，使得终端在选择出被选粗波束之后可以直接根据对应的细波束扫描策略接收细波束，不需要在与基站进行交互之后才能接收对应的细波束扫描，节省了信令开销。更重要的是，当小区中终端数目较多时，在一次扫描过程中，基站并不需要根据各个终端反馈的信息对不同终端逐一进行不同的细波束扫描，而是按照已经固定的扫描策略进行一次完整细波束扫描即可获取到小区中各终端返回的被选细波束选择信息，节省了扫描时间，提高了扫描效率，有利于提升终端用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的波束扫描方法的一种流程图；
图2为本发明实施例二提供的基站的一种结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的终端的一种结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的波束扫描系统的一种结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的波束扫描方法的一种流程图；
图6为本发明实施例四中3个粗波束的一种示意图；
图7为本发明实施例四中粗波束ii中细波束的一种示意图；
图8为本发明实施例五提供的波束扫描方法的一种流程图；
图9为本发明实施例六提供的波束扫描方法的一种流程图；
图10为本发明实施例七提供的波束扫描方法的一种流程图；
图11为本发明实施例八提供的波束扫描方法的一种流程图；
图12为实现本发明各实施例中基站的一种服务器的硬件结构示意图；
图13为本发明各实施例中终端的一种硬件结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。
实施例一：
为了解决现有技术中的波束扫描方案在小区终端用户较多的情况下信令开销大、扫描效率低的问题，本实施例提供一种波束扫描方法，请参见图1：
s102、基站向小区的终端发射m个粗波束。
基站向小区的终端发射粗波束会同时告知终端该粗波束对应的细波束扫描信息，细波束扫描信息用于确定粗波束中n个细波束的扫描策略，也即确定在其后的细波束扫描过程中，基站将如何使用该粗波束对应的细波束向小区进行扫描。本实施例中所说的粗波束与各细波束之间的对应关系主要是由于对应于一个粗波束的各细波束是由这一个粗波束从空间角度上划分出来的。
细波束扫描信息中可以包括基站使用该粗波束中的细波束进行扫描时，发射各细波束的时域位置与频域位置等。在本实施例的一种示例中，细波束扫描信息中包括基站进行细波束扫描时发射细波束的周期、子帧偏置信息，细波束发射的周期与子帧偏置位置分别对应了细波束的时域位置与频域位置。
基站告诉终端的细波束扫描信息中还包括在粗波束下表征各细波束的细波束标识信息，或者是在所有粗波束下唯一表征一个细波束的唯一标识信息。细波束标识信息可以通过该粗波束下细波束的个数或者是发射该粗波束下细波束的天线端口数目携带给终端。
在本实施例中，m大于1，n大于1。为了让小区中的各终端能够准确判断自身对每一个粗波束的接收情况，本实施例中对于不同的粗波束，基站都在不同的时频位置向小区进行发射。这里所说的不同时频位置指的是时域位置与频域位置中的至少一个不相同。在本实施例的一种示例当中，基站可以通过主同步信号和辅同步信号的不同时间发射粗波束。因为主同步信号和辅同步信号是本身就必然存在的，利用这段时间进行粗波束的发射，能够有效节省波束扫描时间，提升波束扫描效率。可以理解的是，在cdma(codedivisionmultipleaccess，码分多址)的情形下，也可以不要求基站在不同视频位置发射不同粗波束。
对于不同粗波束，其对应的细波束的数目可以不同。例如，在本实施例的一种示例当中，基站可以向小区发射的粗波束包括粗波束a、粗波束b以及粗波束c，其中粗波束a对应有3个细波束，而粗波束b以及粗波束c均分别对应4个细波束。当然，在实际应用中，基站在向小区进行波束扫描时，各粗波束中包含的细波束数目大多都是相同的。
s104、终端接收基站发射的m个粗波束后，从m个粗波束中选择出接收质量满足预设要求的粗波束作为被选粗波束。
小区中的每一个终端都会接收基站发射的粗波束，并记录自身对各个粗波束的接收质量。当基站对粗波束的发射完成之后，终端可以比较自身对各粗波束的接收质量，进而从m个粗波束中最做好的粗波束作为被选粗波束。可以理解的是，本实施例中的被选粗波束可以不只一个，例如除了接收质量最好的粗波束，还包括还可以选择接收质量次佳的粗波束等。
s106、终端直接根据细波束扫描信息确定出基站采用被选粗波束中n个细波束进行扫描时的扫描策略。
终端确定出被选粗波束之后，获取基站告知的关于该被选粗波束对应的细波束扫描信息，进而根据细波束扫描信息中携带的各细波束的时域位置与频域位置确定后续过程中基站使用该被选粗波束中的各细波束进行细波束扫描的扫描策略。
s108、基站基于各扫描策略依次使用各粗波束中的各细波束对小区进行细波束扫描。
基站在使用粗波束扫描结束之后，将按照各粗波束中细波束扫描信息所确定的扫描策略利用细波束对小区进行扫描。基站并不需要关心小区内各终端确定出的被选粗波束是哪一个，其只需要按照既定的扫描策略在对应的时域位置、对应的频域位置发射对应的细波束即可。
基站使用粗波束对应的各细波束对小区进行细波束扫描可以通过这样的方式进行：基站按照各细波束的方向向小区发射信道测量信号，信道测量信号用于让接收该细波束的终端测量自身的接收质量。例如基站当前需要使用细波束a对小区进行细波束扫描，则基站先确定细波束a的发射方向，然后按照细波束a的方向向小区发射信道测量信号。当然，基站在发射信道测量信号的时候需要遵循预先确定的扫描策略。
在本实施例的另外一种示例当中，基站之前告知终端的细波束扫描信息中没有携带粗波束下细波束的个数或者是发射该粗波束下细波束的天线端口数目，为了让终端能够知道其接收的各细波束分别是哪一个，可以在发射的细波束时告知终端在一个粗波束下表征该细波束的细波束标识信息，或在所有粗波束下唯一表征该细波束的唯一标识信息。例如，可以在发射细波束时告知终端发射该细波束的天线端口号等。可以理解的，在一个粗波束下唯一表征一个细波束的细波束标识信息或者在所有粗波束下唯一表征一个细波束的唯一标识信息可以仅在发射粗波束中或仅在发射细波束时告知终端，当然，也可以在发射粗波束与细波束的时候均告知终端。
s110、终端根据扫描策略在基站采用被选粗波束中的n个细波束进行细波束扫描时接收对应的细波束。
终端在确定出被选粗波束之后，就只需要关心被选粗波束对应的各细波束的接收了。例如，基站发射了a、b、c三个粗波束，而终端a经过选择，发现仅有粗波束c的接收质量满足预设要求，因此以粗波束c作为自己的被选粗波束，在后续的过程中，只要根据粗波束c中对应的细波束扫描信息确定出基站将在哪个时域位置与哪个频域位置发射粗波束c对应的各细波束，并按照对应的时域位置与频域位置接收粗波束c对应的各细波束即可，并不需要接收粗波束a和b对应的各细波束，自然也就不需要了解基站对粗波束a与b中各细波束的扫描策略。而同一小区中的终端b，经过选择确定粗波束b是自己的被选粗波束，其也只需要根据粗波束b中对应的细波束扫描信息确定出基站怎样采用粗波束b对应的细波束进行扫描，并接收基站采用粗波束b下的细波束进行扫描时接收对应的细波束即可。
s112、终端从n个细波束中选择出接收质量满足预设要求的细波束作为被选细波束，并向基站反馈细波束选择信息。
终端在接收到被选粗波束对应的所有细波束之后，可以确定出哪一个或哪些细波束是自己的被选细波束，被选细波束是接收质量满足预设要求的细波束。由于细波束扫描实际是通过发送信道测量信号进行的，所以终端可以通过接收信道测量信号确定出自己对各细波束的接收质量，计算得出各细波束的数字波束形成权值、信噪比snr、接收信号强度rssi与信道质量指示cqi中的至少一种。然后权衡比较哪一个或者哪些细波束的接收质量满足预设要求。
最后终端还会向基站反馈自己的细波束选择信息，细波束选择信息能够可在所有粗波束下唯一表征该终端选择的被选细波束，因此细波束选择信息中包括在所有粗波束下唯一表征被选细波束的唯一标识信息，例如，总共有3个粗波束，12个细波束，终端选择的是第9个细波束，终端发送的细波束选择信息中包括9号细波束的唯一标识信息“9”。或者，细波束选择信息中可以包括被选细波束所属的粗波束的粗波束标识以及在该粗波束下唯一表征该细波束的细波束标识信息。例如，终端向基站反馈自己选的被选细波束是3号粗波束下的3号细波束；或，在细波束选择信息中包括发送被选细波束对应信道测量信号的天线端口号等。
和细波束选择信息一起返回给主基站的还有细波束状态信息，其表征终端对被选细波束的接收质量，细波束状态信息包括被选细波束的数字波束形成权值、信噪比snr、接收信号强度rssi与信道质量指示cqi中的至少一种。在本实施例的一种示例当中，细波束状态信息包括以上所有信息。细波束状态信息主要用于基站计算预编码。
s114、基站接收小区中终端反馈的细波束选择信息。
最后，基站接收到终端返回的细波束选择信息后就能确定小区内各终端对应的被选细波束了，在以后的通信过程中，基站可以采用对应的被选细波束与终端进行通信，以保证终端侧能有较好的接收效果。另外，如果一个终端选择出的被选细波束不只一个，则正常情况下基站可以选择接收质量最佳的细波束与终端进行通信，如果最佳细波束因受到妨碍而导致通信质量变差甚至是无法通信后，基站可以选择终端接收质量次佳的细波束与终端通信，这种方案能够保证基站与终端间通信的稳定性与可靠性，提高终端用户体验。
另外，本实施例提供的这种波束扫描方法可以周期性进行，当一次扫描结束后，基站又可以根据预定的周期性扫描策略重新开始新一轮的波束扫描，这种方案能够使基站尽快地向小区内新增的终端用户提供服务。同时对于已经历过基站波束扫描的终端而言，基站周期性定时进行波束扫描有利于其一直处于较优的通信状态，因为在一次波束扫描结束后，尽管终端选出了接收质量最佳的被选细波束进行通信，但是当其地理位置等发生变化时，可能会导致接收质量也发生改变。通过周期性定时扫描，使得基站能够为其提供新的选择机会，并根据终端的新选择尽快为其提供适应变化的通信服务，保证终端依旧处于最好的接收状态中。
本实施例提供的波束扫描方法，基站通过在粗波束扫描阶段先告知各粗波束对应的细波束扫描策略，使得终端在接收粗波束并确定被选粗波束后就能了解了解基站后续的扫描安排，并不需要向基站反馈自己对粗波束的选择情况。基站也只需要按照自己告知终端的扫描策略进行扫描即可，不需要关心小区内每一个终端个体所选择的被选粗波束。这不仅减少了基站与小区中各终端之间的信令开销，节省了通信资源，而且，因为基站在一次完整的波束扫描过程中只需要按照一种策略完成对所有细波束的扫描，不需要像传统波束扫描一样针对不同的终端进行不同的细波束扫描，因此还节省了细波束扫描的时间，提升了波束扫描的整体效率，保证了良好的用户体验。
实施例二：
本实施例提供一种基站，请参见图2：
基站20包括粗波束发射模块202、细波束扫描模块204以及反馈接收模块206。粗波束发射模块202用于向小区的终端发射m个粗波束，发射各粗波束的时候，粗波束发射模块202还会告知终端该粗波束对应的细波束扫描信息，直接或间接地告知终端后续采用该粗波束下的细波束进行扫描时会采用何种扫描策略。细波束扫描模块204则基于扫描策略依次使用各粗波束中的各细波束对小区进行细波束扫描。反馈接收模块206能够接收小区中终端反馈的细波束选择信息，确定小区内各终端选择出的被选细波束。
在粗波束发射模块202向小区的终端发射粗波束的同时会告知终端该粗波束对应的细波束扫描信息，细波束扫描信息用于确定粗波束中n个细波束的扫描策略，也即确定在其后的细波束扫描过程中，细波束扫描模块204将如何使用该粗波束对应的细波束向小区进行扫描。本实施例中所说的粗波束与各细波束之间的对应关系主要是由于对应于一个粗波束的各细波束是由这一个粗波束从空间角度上划分出来的。
细波束扫描信息中可以包括细波束扫描模块204使用该粗波束中的细波束进行扫描时，发射各细波束的时域位置与频域位置等。在本实施例的一种示例中，细波束扫描信息中包括细波束扫描模块204进行细波束扫描时发射细波束的周期、子帧偏置信息，细波束发射的周期与子帧偏置位置分别对应了细波束的时域位置与频域位置。
各粗波束携带的细波束扫描信息中还包括在该粗波束下表征各细波束的细波束标识信息，或者是在所有粗波束下唯一表征一个细波束的唯一标识信息。细波束标识信息可以通过该粗波束下细波束的个数或者是发射该粗波束下细波束的天线端口数目携带给终端。
在本实施例中，m大于1，n大于1。为了让小区中的各终端能够准确判断自身对每一个粗波束的接收情况，本实施例中对于不同的粗波束，粗波束发射模块202都在不同的时频位置向小区进行发射。这里所说的不同时频位置指的是时域位置与频域位置中的至少一个不相同。在本实施例的一种示例当中，粗波束发射模块202可以通过主同步信号和辅同步信号的不同时间发射粗波束。因为主同步信号和辅同步信号是本身就必然存在的，利用这段时间进行粗波束的发射，能够有效节省波束扫描时间，提升波束扫描效率。可以理解的是，在cdma的情形下，也可以不要求基站在不同视频位置发射不同粗波束。
对于不同粗波束，其对应的细波束的数目可以不同。例如，在本实施例的一种示例当中，粗波束发射模块202可以向小区发射的粗波束包括粗波束a、粗波束b以及粗波束c，其中粗波束a对应有3个细波束，而粗波束b以及粗波束c均分别对应4个细波束。当然，在实际应用中，粗波束发射模块202在向小区进行波束扫描时，各粗波束中包含的细波束数目大多都是相同的。
粗波束发射模块202在使用粗波束扫描结束之后，细波束扫描模块204将按照各粗波束中细波束扫描信息所确定的扫描策略利用细波束对小区进行扫描。细波束扫描模块204并不需要关心小区内各终端确定出的被选粗波束是哪一个，其只需要按照既定的扫描策略在对应的时域位置、对应的频域位置发射对应的细波束即可。
细波束扫描模块204使用粗波束对应的各细波束对小区进行细波束扫描可以通过这样的方式进行：细波束扫描模块204可以按照各细波束的方向向小区发射信道测量信号，信道测量信号用于让接收该细波束的终端测量自身的接收质量。例如细波束扫描模块204当前需要使用细波束a对小区进行细波束扫描，则细波束扫描模块204先确定细波束a的发射方向，然后按照细波束a的方向向小区发射信道测量信号。当然，细波束扫描模块204在发射信道测量信号的时候需要遵循预先确定的扫描策略。
在本实施例的另外一种示例当中，之前粗波束发射模块202告知终端的细波束扫描信息中没有携带粗波束下细波束的个数或者是发射该粗波束下细波束的天线端口数目，为了让终端能够知道其接收的各细波束分别是哪一个，细波束扫描模块204可以在发射的细波束时告知终端在一个粗波束下表征该细波束的细波束标识信息，或在所有粗波束下唯一表征该细波束的唯一标识信息。例如，可以告知终端发射该细波束的天线端口号等。可以理解的，在一个粗波束下唯一表征一个细波束的细波束标识信息或者在所有粗波束下唯一表征一个细波束的唯一标识信息可以仅在发射粗波束中或仅在发射细波束时告知终端，当然，也可以在发射粗波束与细波束的时候均告知终端。
细波束扫描结束之后，终端会向反馈接收模块206返回该终端对应的细波束选择信息，反馈接收模块206接收到终端返回的细波束选择信息后就能确定小区内各终端对应的被选细波束了，在以后的通信过程中，基站20可以采用对应的被选细波束与终端进行通信，以保证终端侧能有较好的接收效果。另外，如果反馈接收模块206接收到的一个细波束选择信息中所包括的细波束标识信息或细波束的唯一标识信息不只一个，也即一个终端选择出的被选细波束不只一个，则正常情况下基站20可以选择接收质量最佳的细波束与终端进行通信，如果最佳细波束因受到妨碍而导致通信质量变差甚至是无法通信后，基站20可以选择终端接收质量次佳的细波束与终端通信，这种方案能够保证基站20与终端间通信的稳定性与可靠性，提高终端用户体验。
在本实施例的一种示例当中，反馈接收模块206还用于接收小区中终端反馈的用于表征被选细波束状态的信道状态信息。包括被选细波束的数字波束形成权值、信噪比snr、接收信号强度rssi与信道质量指示cqi中的至少一种。在本实施例的一种示例当中，信道状态信息包括以上所有信息。信道状态信息主要用于基站20计算预编码。
另外，本实施例提供的基站20可以周期性进行波束扫描，当一次扫描结束后，基站20又可以根据预定的周期性扫描策略重新开始新一轮的波束扫描，这种方案能够使基站20尽快地向小区内新增的终端用户提供服务。同时对于已经历过基站20波束扫描的终端而言，基站20周期性定时进行波束扫描有利于其一直处于较优的通信状态，因为在一次波束扫描结束后，尽管终端选出了接收质量最佳的被选细波束进行通信，但是当其地理位置等发生变化时，可能会导致接收质量也发生改变。通过周期性定时扫描，使得基站20能够为其提供新的选择机会，并根据终端的新选择尽快为其提供适应变化的通信服务，保证终端依旧处于最好的接收状态中。
本实施例提供的基站，通过在粗波束扫描阶段先告知各粗波束对应的细波束扫描策略，使得终端在接收粗波束并确定被选粗波束后就能了解了解基站后续的扫描安排，并不需要向基站反馈自己对粗波束的选择情况。且在细波束扫描阶段，基站也只需要按照自己告知终端的细波束扫描策略进行扫描，不需要关心小区内每一个终端个体所选择的被选粗波束。这减少了基站与小区中各终端之间的信令开销，节省了通信资源，同时，因为基站在一次完整的波束扫描过程中只需要按照一种策略完成对所有细波束的扫描，不需要像传统波束扫描一样针对不同的终端进行不同的细波束扫描，因此还节省了细波束扫描的时间，提升了波束扫描的整体效率，保证了良好的用户体验。
另外，由于基站对小区的波束扫描可以周期性定时进行，因此，本实施例提供的基站能够随时了解小区内终端的最新情况，相对于一次性的波束扫描方案而言，能为终端提供更优质的通信服务。
实施例三：
本实施例提供一种终端，请参见图3：
终端30包括粗波束选择模块302、策略确定模块304、细波束接收模块306以及选择反馈模块308。粗波束选择模块302用于接收基站发射的m个粗波束后从m个粗波束中选择出接收质量满足预设要求的粗波束作为被选粗波束，并获取基站告知的该粗波束对应的细波束扫描信息。策略确定模块304能够直接根据细波束扫描信息确定出基站采用被选粗波束中n个细波束进行扫描时的扫描策略。而细波束接收模块306则根据扫描策略在基站采用被选粗波束中的n个细波束进行细波束扫描时接收对应的细波束。选择反馈模块308能够从n个细波束中选择出接收质量满足预设要求的细波束作为被选细波束，并向基站反馈细波束选择信息。
小区中的每一个终端30的粗波束选择模块302都会接收基站发射的粗波束，并记录自身对各个粗波束的接收质量。当基站对粗波束的发射完成之后，粗波束选择模块302可以比较自身对各粗波束的接收质量，进而从m个粗波束中最做好的粗波束作为被选粗波束。可以理解的是，本实施例中的被选粗波束可以不只一个，例如除了接收质量最好的粗波束，还包括还可以选择接收质量次佳的粗波束等。
粗波束选择模块302确定出被选粗波束之后，可以从对应的被选粗波束中获取到对应的细波束扫描信息，进而由策略确定模块304根据细波束扫描策略中携带的各细波束的时域位置与频域位置确定后续过程中基站使用该被选粗波束中的各细波束进行细波束扫描的扫描策略。可以理解的是，在本实施例中，终端虽然不需要想基站反馈被选粗波束就能进入后续的细波束扫描过程，但其实终端也可以向基站反馈自身选择的粗波束。这种方案在小区终端选择粗波束较一致的情况下更有优势：例如基站向小区发射了三个粗波束，分别是粗波束a、粗波束b以及粗波束c，假定小区内没有终端选择了粗波束a作为最佳粗波束，则基站在接收到小区内终端反馈的被选粗波束后，可以在原定发射粗波束a下个细波束的时候不再工作，以此减小基站的工作负担。
粗波束选择模块302在确定出被选粗波束之后，细波束接收模块306就只需要关心被选粗波束对应的各细波束的接收了。例如，基站发射了a、b、c三个粗波束，而终端a经过选择，发现仅有粗波束c的接收质量满足预设要求，因此以粗波束c作为自己的被选粗波束，在后续的过程中，只要策略确定模块304根据粗波束c对应的细波束扫描信息确定出基站将在哪个时域位置与哪个频域位置发射粗波束c对应的各细波束，并由细波束接收模块306按照对应的时域位置与频域位置接收粗波束c对应的各细波束即可，并不需要接收粗波束a和b对应的各细波束，自然也就不需要了解基站对粗波束a与b中各细波束的扫描策略。而同一小区中的终端b，经过选择确定粗波束b是自己的被选粗波束，其也只需要根据粗波束b对应的细波束扫描信息确定出基站怎样采用粗波束b对应的细波束进行扫描，并接收基站采用粗波束b下的细波束进行扫描时接收对应的细波束即可。
在细波束接收模块306接收到被选粗波束对应的所有细波束之后，选择反馈模块308可以确定出哪一个或哪些细波束是自己的被选细波束，被选细波束是接收质量满足预设要求的细波束。具体的，细波束接收模块306可以接收基站发送地，与各细波束方向相同的信道测量信号，然后选择反馈模块308可以通过接收信道测量信号确定出自己对各细波束的接收质量，计算得出各细波束的数字波束形成权值、信噪比snr、接收信号强度rssi与信道质量指示cqi中的至少一种，然后权衡比较哪一个或者哪些细波束的接收质量满足预设要求。
最后选择反馈模块308还会向基站反馈终端30的细波束选择信息，细波束选择信息能够可在所有粗波束下唯一表征该选择反馈模块308选择的被选细波束，因此细波束选择信息中包括在所有粗波束下唯一表征被选细波束的唯一标识信息，例如，总共有3个粗波束，12个细波束，选择反馈模块308选择的是第9个细波束，选择反馈模块308发送的细波束选择信息中包括9号细波束的唯一标识信息“9”。或者，细波束选择信息中可以包括被选细波束所属的粗波束的粗波束标识以及在该粗波束下唯一表征该细波束的细波束标识信息。例如，选择反馈模块308向基站反馈自己选的被选细波束是3号粗波束下的3号细波束；或，在细波束选择信息中包括发送被选细波束对应信道测量信号的天线端口号等。
和细波束选择信息一起返回给主基站的还有细波束状态信息，其表征终端对被选细波束的接收质量，选择反馈模块308发送的细波束状态信息包括被选细波束的数字波束形成权值、信噪比snr、接收信号强度rssi与信道质量指示cqi中的至少一种。在本实施例的一种示例当中，细波束状态信息包括以上所有信息。细波束状态信息主要用于基站计算预编码。
本实施例提供的终端，在基站发射粗波束进行粗波束扫描的阶段，就先从自己选择的粗波束中获取到基站后续采用该粗波束对应的细波束进行扫描时的扫描策略，然后在基站发射对应细波束进行细波束扫描的过程中，接收被选粗波束对应的各个细波束，然后根据接收质量确定出被选细波束，并通过细波束选择信息告知基站自己选择出的细波束是哪一个。在传统方案当中，终端只能通过信令告知基站自己在细波束扫描阶段需要测量哪些细波束的接收质量，进而由基站掌握发射主动权，终端只能被动地对基站发射的细波束进行接收。但是在本实施例中，基站的细波束发射细波束的策略是既定的，其并不因为小区内任何一个终端而发生变化，在本实施例中，终端掌握了细波束接收的主动权，其可以根据自己的需求选择接收哪些细波束，不接收哪些细波束。由于省略向基站告知被选粗波束的过程，因此，减少了基站与小区中各终端之间的信令开销，节省了通信资源，而且，因为基站在一次完整的波束扫描过程中只需要按照一种策略完成对所有细波束的扫描，不需要像传统波束扫描一样针对不同的终端进行不同的细波束扫描，因此还节省了细波束扫描的时间，提升了波束扫描的整体效率，保证了良好的用户体验。
实施例四：
本实施例提供一种波束扫描系统，请参见图4，该波束扫描系统4包括实施例二提供的基站20以及实施例三提供的终端30。下面将结合具体的示例对本实施例中的波束扫描系统4的工作进行详细阐述：
假定小区1的基站配置m个阵元的天线阵，小区中有k个用户进行信道信息测量。在覆盖范围内本小区共有粗波束3个，每个粗波束内包含3个细波束，波束扫描系统的波束扫描过程如图5所示：
s502、基站在每个无线帧的第一个子帧通过不同天线端口的信道测量信号发送3个粗波束。
3个粗波束的示意图如图6所示。在每个粗波束对应的细波束扫描信息能够直接或间接地告知终端细波束发射周期，也即信道测量信号的发送周期为10ms；以及每个粗波束对应的细波束发送子帧偏置信息，如粗波束i的细波束发送子帧偏置为1，粗波束ii的细波束发送子帧偏置为2，粗波束iii的细波束发送子帧偏置为3。
s504、终端测量无线帧第一个子帧的信道测量信号，找到被选粗波束。
本实施例中的被选粗波束是接收功率最强最佳粗波束或满足一定接收质量的粗波束。终端确定粗波束ii为被选粗波束，根据粗波束对应的细波束扫描信息，可以确定基站将在该子帧随后的第2个子帧发送所粗波束ii所包含的细波束，粗波束ii下的细波束如图7所示。
s506、基站依次发射三个粗波束的细波束进行细波束扫描。
具体的，基站在粗波束发送后的第1个子帧发送粗波束i的三个细波束，在粗波束发送后的第2个子帧发送粗波束ii的三个细波束，在粗波束发送后的第3个子帧发送粗波束iii的三个细波束。
s508、终端接收被选粗波束下的细波束所对应的信道测量信号，并确定接收质量满足预设要求的细波束。
由于细波束扫描实际是通过发送信道测量信号进行的，在本实施例中，终端仅测量粗波束发送后的第2个子帧的信道测量信号，测量接收功率最强的信道测量信号，并记取该信道测量导频的天线端口号，以及根据该信道测量信号所获得其他信道状态信息(也即信道状态信息)，如数字波束形成权值、信噪比snr、接收信号强度rssi或信道质量指示cqi等。
s510、终端向基站反馈细波束选择信息以及信道状态信息。
细波束选择信息中包括细波束子帧偏置信息和信道测量导频的端口号，信道状态信息包括被选细波束的数字波束形成权值、snr、rssi或cqi等。
实施例五：
假定小区2的基站配置m个阵元的天线阵，小区中有k个用户进行信道信息测量。在覆盖范围内本小区共有粗波束4个，每个粗波束内包含8个细波束，本实施例提供的波束扫描方法如图8所示：
s802、基站通过主同步信号和辅同步信号的不同时间发送4个粗波束。
基站可以通过粗波束对应的细波束扫描信息告知终端小区共配置粗波束4个，信道测量信号的发送周期也即细波束的发射周期为10ms，为发送信道测量信号配置了8个端口，代表每个粗波束包含的细波束个数为8。
s804、终端测量同步信号找到最佳粗波束。
可以理解的是，本实施例中终端只需要选择一个接受质量最强的粗波束作为被选择波束，但是实际上，终端也可以选择多个被选择波束，例如只要接收质量满足一定条件的粗波束。在本实施例里，终端确定粗波束ii为最佳波束，并获知粗波束ii对应的信道测量信号发送周期和端口数。
s806、基站依次发射四个粗波束的细波束进行细波束扫描。
具体地，基站按照粗波束的排序、个数，以及信道测量信号的周期信息和端口配置信息，逐次发送每个粗波束对应的细波束。例如，信道测量信号的发送周期为10ms，基站在：
子帧号＝粗波束个数*信道测量信号周期*k的时候，发送粗波束i对应的细波束；
子帧号＝粗波束个数*信道测量信号周期*k+10的时候，发送粗波束ii对应的细波束；
子帧号＝粗波束个数*信道测量信号周期*k+20的时候，发送粗波束iii对应的细波束；
子帧号＝粗波束个数*信道测量信号周期*k+30的时候，发送粗波束iv对应的细波束。
其中k的值可取为0，1，2，3……等，在本实施例中粗波束的个数为4，信道测量信号周期为10ms，因此，基站将在子帧0，子帧40，子帧80等发送粗波束i对应的细波束；在子帧10，子帧50，子帧90等发送粗波束ii对应的细波束；在子帧20，子帧60，子帧100等发送粗波束iii对应的细波束；在子帧30，子帧70，子帧110等发送粗波束iv对应的细波束。
s808、终端接收最佳粗波束下的细波束所对应的信道测量信号，并确定最佳细波束。
由于终端选择的最佳细波束是粗波束ii，因此终端仅测量子帧号为40倍数加10子帧中的信道测量信号(如csi-rs)，找到最佳细波束，并记取信道测量导频的天线端口号或该细波束的唯一标识信息或细波束标识信息，以及根据该信道测量信号所获得其他信道状态信息，如数字波束形成权值、snr、rssi或cqi等。
s810、终端向基站反馈最佳细波束的信息以及最佳细波束的状态信息。
最佳细波束的信息包括粗波束标识信息或者子帧号，信道测量导频的端口号。
实施例六：
假定小区3的基站配置m个阵元的天线阵，小区中有k个用户进行信道信息测量。在覆盖范围内本小区共有粗波束4个，每个粗波束内包含4个细波束，波束扫描过程如图9所示：
s902、基站向小区3发射4个粗波束。
基站可以将粗波束对应的细波束扫描信息告知终端，信道测量信号发送周期为5ms，信道测量信号的天线端口配置为4个。具体为：信道测量信号的发送周期为5ms，基站在子帧号为(4+1)*5ms＝25倍数的子帧，如在子帧0，子帧25，子帧50等发送各粗波束。
s904、终端测量4个粗波束找到最佳粗波束。
假设终端测量确定粗波束i为最佳粗波束。终端根据信道测量信号的配置参数以及隐含的细波束扫描信息获知粗波束i将在25倍数加5的子帧发送粗波束i对应的细波束。
s906、基站依次发射4个粗波束的细波束进行细波束扫描。
基站按照粗波束的排序和信道测量信号的周期信息，逐次发送每个粗波束对应的细波束。具体为：信道测量信号的发送周期为5ms，基站在子帧号为25倍数加5的子帧，如子帧5，子帧30，子帧55等发送粗波束i对应的细波束；基站在子帧号为25倍数加10的子帧，如子帧10，子帧35，子帧60等发送粗波束ii对应的细波束；基站在子帧号为25倍数加15的子帧，如子帧15，子帧40，子帧65等发送粗波束iii对应的细波束；基站在子帧号为25倍数加20的子帧，如子帧20，子帧45，子帧70等发送粗波束iv对应的细波束。
s908、终端接收最佳粗波束下的细波束所对应的信道测量信号，并确定最佳细波束。
终端测量按照粗波束i所对应的细波束扫描信息，在子帧5，子帧30，子帧55等接收粗波束i对应的细波束的测量信道测量信号，找到最佳细波束，并记取该细波束的唯一标识信息或细波束标识信息，以及根据该最佳细波束所对应信道测量信号所获得其他信道状态信息，如数字波束形成权值、snr、rssi或cqi等。
s910、终端向基站反馈最佳细波束的信息以及最佳细波束的状态信息。
终端向基站反馈最佳细波束所属的粗波束的粗波束标识信息和最佳细波束的细波束标识信息，以及其他所必须的信道状态信息。
实施例七：
假定小区4的基站配置m个阵元的天线阵，小区中有k个用户进行信道信息测量。在覆盖范围内本小区共有粗波束4个，每个粗波束内包含4个细波束，请参见图10所示出的波束扫描过程：
s1002、基站通过主同步信号和辅同步信号的不同时间发送4个粗波束。
基站可以通过细波束扫描信息告知终端小区共配置粗波束4个，信道测量信号的发送周期为10ms，以及信道测量信号配置为16个端口，代表所有细波束个数。
s1004、终端测量同步信号找到最佳粗波束。
可以理解的是，本实施例中终端只需要选择一个接受质量最强的粗波束作为被选择波束，但是实际上，终端也可以选择多个被选择波束，例如只要接收质量满足一定条件的粗波束。在本实施例里，终端确定粗波束ii为最佳波束。
s1006、基站依次发射四个粗波束的细波束进行细波束扫描。
基站按照信道测量信号的周期信息和端口配置信息，逐次发送每个粗波束对应的细波束。具体为：信道测量信号的发送周期为10ms，基站根据信道测量信号发送周期和发送时频位置发送16个端口的信道测量信号，每个天线端口的信道测量信号代表一个细波束。
s1008、终端测量所有信道测量信号找到最佳细波束。
最佳细波束接收功率最强的细波束，但其实终端选出的也可以满足一定接收质量的细波束。终端还会记取最佳细波束对应的信道测量信号的天线端口号，并根据该最佳细波束所对应信道测量信号所获得其他信道状态信息，如数字波束形成权值、snr、rssi或cqi等。
s1010、终端向基站反馈接收信号最强的信道测量信号的端口号以及其他所必须的信道状态信息。
实施例八：
假定小区5的基站配置m个阵元的天线阵，小区中有k个用户进行信道信息测量。在覆盖范围内本小区共有粗波束4个，每个粗波束内包含8个细波束，基站针对小区5的波束扫描过程如图11所示：
s1102、基站通过主同步信号和辅同步信号的不同时间发送4个粗波束。
基站可以通过细波束扫描信息告知终端小区共配置粗波束4个，信道测量信号的发送周期为10ms，以及信道测量信号配置为8个端口。
s1104、终端测量同步信号找到最佳粗波束。
终端通过测量同步信号确定粗波束ii为最佳粗波束，并获知信道测量信号周期和天线端口数。
s1106、基站按照信道测量信号的周期信息和端口配置信息发射细波束对应的信道测量信号。
在本实施例中每个天线端口的信道测量导频发送时频位置同时发送多个细波束，不同细波束携带的信道测量导频信号之间正交。
s1108、终端接收到信道测量信号找到最佳细波束。
终端接收到信道测量信号，如csi-rs，找到最佳细波束，并记取该信道测量信号对应的细波束的标识信息，以及根据该波束所携带信道测量信号获得的信道状态信息，如数字波束形成权值、snr、rssi或cqi等。
s1110、终端向基站反馈最佳细波束的信息以及最佳细波束对应的信道状态信息。
终端向基站反馈最佳细波束对应信道测量导频的端口号、最佳细波束所属粗波束的粗波束标识信息，以及其他必须的信道状态信息。
下面结合附图对本发明各实施例中基站以及终端的具体实现进行介绍：
如图12，上述实施例中的基站可以通过服务器1来实现，服务器1中包括输入输出(io)总线11、处理器12、存储器13、内存14和通信装置15。其中，
输入输出(io)总线11分别与自身所属的服务器的其它部件(处理器12、存储器13、内存14和通信装置15)连接，并且为其它部件提供传送线路。处理器12通常控制自身所属的服务器的总体操作。例如，处理器12执行计算和确认等操作。其中，处理器12可以是中央处理器(cpu)。通信装置15，通常包括一个或多个组件，其允许自身所属的服务器与无线通信系统或网络之间的无线电通信。存储器13存储处理器可读、处理器可执行的软件代码，其包含用于控制处理器12执行本文描述的功能的指令(即软件执行功能)。
上述实施例中，基站中的粗波束发射模块、细波束扫描模块以及反馈接收模块均可以由服务器1的通信装置15在处理器12的控制下来实现。实现波束扫描功能的软件代码可存储在存储器13中，并由处理器12执行或编译后执行。
图13提供了一种终端的硬件结构示意图，终端2包括无线通信单元21、存储器22、控制器23，前述终端中的粗波束选择模块、细波束接收模块以及选择反馈模块的功能可以通过通信单元21与控制器23实现，策略确定模块的功能由控制器23来实现。通信单元21接收基站发射的m个粗波束后从m个粗波束中选择出接收质量满足预设要求的粗波束作为被选粗波束，控制器23获取粗波束对应的细波束扫描信息，并直接根据细波束扫描信息确定出基站采用被选粗波束中n个细波束进行扫描时的扫描策略。控制器23根据扫描策略控制通信单元21在基站采用被选粗波束中的n个细波束进行细波束扫描时接收对应的细波束。控制器23能够从n个细波束中选择出接收质量满足预设要求的细波束作为被选细波束，并控制通信单元21向基站反馈细波束选择信息。实现波束扫描功能的软件代码可存储在存储器22中，并由控制器23执行或编译后执行。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(rom/ram、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。