一种通信方法、基站、终端、存储介质、电子装置与流程

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种通信方法、基站、终端、存储介质、电子装置。

背景技术：

无线系统中，小区边缘时，下行方向利用赋形可以提升ue(用户设备，终端)的信道条件，但依赖基站获知上报信道质量。在功率受限系统、信道条件极差或大小区半径场景时，基站发射功率小，与ue距离足够远，ue无法同步接入网络，无法获得服务。

在相关技术的功率受限系统中，基站或者终端发射功率有限，导致只能采用低效的调制方式，或者采用重复编码等编码方法，为覆盖小区内的终端设备提供服务。但仍有一些弊端：由于编码方式和调制方式的原因，频谱利用率较低，总的信道容量有限；为提供有效的服务，只能增加基站的数量，缩减覆盖半径解决；调制方式和编码提供的性能有限，一些场景下仍无法解决覆盖问题；

在相关技术的无线系统中，为解决边缘覆盖问题，会采用波束赋形技术，以提升小区边缘用户的性能。但此技术需要一定的依赖条件：需要主动测量终端的信道条件，用于赋形的参数选择；或者终端进行信道测试，并将测量结果上报给基站；或者基站和终端通过其它方式，提前获知己方和对方的位置信息，依据此进行赋形参数选择；距离基站较远的终端，可能无法同步并接入到基站中，无法获得通信服务。

在相关技术的大小区半径的通信系统中，基站与终端为获得通信服务，需要采取多种手段。增加基站和终端的发射功率，但此种方法导致设备功耗提升，对设备供电以及散热增加额外的复杂度；大小区半径场景下，一般情况终端数量有限，信号功率利用率较低；

基于此，为解决功率受限系统下，或者大小区半径场景下，为解决无线通信问题。如果继续采用相关技术中的调制方式，编码方式、赋形方法，会带来信号功率利用率较低等多种问题。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种通信方法、基站、终端、存储介质、电子装置。

根据本发明的一个实施例，提供了一种通信方法，包括：在第一时间，第一通信节点按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，所述第一波束赋形用于下发接入配置；在第二时间，所述第一通信节点按照第二角度，向所述第二通信节点进行第二波束赋形，其中，所述第二波束赋形用于在所述第二角度调度业务，所述第二时间位于所述第一时间之后。

根据本发明的一个实施例，提供了一种通信方法，包括：在第一周期内，第二通信节点按照第三角度，向第一通信节点进行波束赋形，其中，所述波束赋形用于接收接入配置；所述第二通信节点根据所述接入配置接入到所述第一通信节点。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种基站，包括：第一通信模块，用于在第一时间，按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，所述第一波束赋形用于下发接入配置；第二通信模块，用于在第二时间，按照第二角度，向所述第二通信节点进行第二波束赋形，其中，所述第二波束赋形用于在所述第二角度调度业务，所述第二时间位于所述第一时间之后。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种终端，包括：第三通信模块，用于在第一周期内，按照第三角度，向第一通信节点进行波束赋形，其中，所述波束赋形用于接收接入配置；接入模块，用于根据所述接入配置接入到所述第一通信节点。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，利用第一通信节点的波束赋形，第二通信节点侧可以自动搜索信号，提升了覆盖范围内第二通信节点接受信号质量，提升信号功率利用率，增大了第一通信节点的覆盖范围。解决了相关技术中只能通过增加发射功率来扩大通信覆盖范围的技术问题，在提升信号质量的同时，根据接入通信节点的角度直接调度业务，利用高效的调制方式和编码方式，提升频谱利用率，可以在功率受限和大小区半径等特殊场景下，提升系统信道容量，提供无线通信服务。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1上本发明实施例的网络构架图；

图2是根据本发明实施例的一种通信方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的另一种通信方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的基站的结构框图；

图5是根据本发明实施例的终端的结构框图；

图6是本发明实施例波束赋形示意图；

图7是本发明实施例中帧结构的示意图；

图8是本发明实施例基站侧处理流程图；

图9是本发明实施例终端侧处理流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，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。

实施例1

本申请实施例可以运行于图1所示的网络架构上，图1上本发明实施例的网络构架图，如图1所示，该网络架构包括：第一通信节点，第二通信节点，其中，第一通信节点与第二通信节点进行交互。

在本实施例中提供了一种运行于上述网络架构的一种通信方法，图2是根据本发明实施例的一种通信方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤s202，在第一时间，第一通信节点按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，第一波束赋形用于下发接入配置；

步骤s204，在第二时间，第一通信节点按照第二角度，向第二通信节点进行第二波束赋形，其中，第二波束赋形用于在第二角度调度业务，第二时间位于第一时间之后。可选的，第二角度与第一角度不同，第二角度大于第一角度。

通过上述步骤，利用第一通信节点的波束赋形，第二通信节点侧可以自动搜索信号，提升了覆盖范围内第二通信节点接受信号质量，提升信号功率利用率，增大了第一通信节点的覆盖范围。解决了相关技术中只能通过增加发射功率来扩大通信覆盖范围的技术问题，在提升信号质量的同时，根据接入通信节点的角度直接调度业务，利用高效的调制方式和编码方式，提升频谱利用率，可以在功率受限和大小区半径等特殊场景下，提升系统信道容量，提供无线通信服务。

可选地，上述步骤的执行主体第一通信节点可以为基站等，但不限于此。

第一时间和第二时间可以组成一个时间周期t，该时间周期包括m个子帧，子帧号为0的为子帧1，子帧号为n-1的为子帧n，子帧号为m-1的为子帧m。

可选地，在第一时间，第一通信节点按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，包括：遍历第一时间的n个子帧，依次在n个子帧对应的时间，按照n个角度向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，第一时间包括子帧1对应的时间至子帧n对应的时间，n为正整数。如在第1个子帧(子帧1)按照a角度进行波束赋形，在第2个子帧(子帧2)按照a*b(如b＝2)角度进行波束赋形，直到遍历完第n个子帧，n个子帧与n个角度一一对应。

可选地，在第一时间之后的第二时间，第一通信节点按照第二角度向第二通信节点进行第二波束赋形，包括：遍历第二时间的m-n个子帧，依次在m-n个子帧对应的时间，按照m-n个角度向第二通信节点进行第二波束赋形，其中，第二时间包括子帧m-n对应的时间至子帧m对应的时间，m为大于n的正整数，m-n个子帧与m-n个角度一一对应。

可选地，在通信系统支持频分双工(fdd)模式时，本实施例的方法还包括：

s11，在第一时间的子帧k，接收第二通信节点发送的接入信号；

s12，在第一时间的子帧k+1，向第二通信节点下发接入测距值，k为正整数。

在本实施例中提供了一种运行于上述网络架构的一种通信方法，图3是根据本发明实施例的另一种通信方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤s302，在第一周期内，第二通信节点按照第三角度，向第一通信节点进行波束赋形，其中，波束赋形用于接收接入配置；

步骤s304，第二通信节点根据接入配置接入到第一通信节点。

可选地，上述步骤的执行主体第二通信节点可以为终端等，但不限于此。

可选的，在第二通信节点根据接入配置接入到第一通信节点之前，在第二通信节点下行同步到第一通信节点失败时，在第一周期之后的第二周期内，第二通信节点按照第四角度，向第一通信节点进行波束赋形。

可选的，在第二通信节点根据接入配置接入到第一通信节点之后，方法还包括：第二通信节点与第一通信节点调度业务。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种基站、终端，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本发明实施例的基站的结构框图，如图4所示，该装置包括：

第一通信模块40，用于在第一时间，按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，第一波束赋形用于下发接入配置；

第二通信模块42，用于第二时间，按照第二角度，向第二通信节点进行第二波束赋形，其中，第二波束赋形用于在第二角度调度业务，第二时间位于第一时间之后。

图5是根据本发明实施例的终端的结构框图，如图5所示，该装置包括：

第三通信模块50，用于在第一周期内，按照第三角度，向第一通信节点进行波束赋形，其中，波束赋形用于接收接入配置；

接入模块52，用于根据接入配置接入到第一通信节点。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本实施例提供了基于波束赋形自动搜索的通信方法，该方法下行方向通过在基站侧进行周期的波束赋形，终端侧自动搜索基站信号，提升覆盖范围内终端接受信号质量。上行方向，终端采用周期性波束赋形，多次尝试接入，提升基站接受信号质量。接入过程后，基站与终端在特定时刻，基于特定角度的波束赋形，进行通信。从而提升有效信号功率利用率和频谱利用率，以及基站小区的覆盖半径。

本发明波束赋形如附图6所示，图6是本发明实施例波束赋形示意图，基站在角度a到角度n*a进行赋形。终端在角度b到角度l*b进行赋形。

本发明帧结构如附图7所示，图7是本发明实施例中帧结构的示意图，帧长为t，帧号由1到m。在帧号1到帧号n帧内，属于同步接入阶段，用于按照角度周期性赋形，在对应角度上进行同步和接入流程。在帧号(n+1)到帧号m帧内，终端对应角度的波束上调度业务，进行收发的业务处理；

本发明采用不同的波束赋形方法，设计基站和终端的流程如下。

基站侧流程如附图8所示，图8是本发明实施例基站侧处理流程图，包括：

步骤s101:帧t内，按照角度a进行波束赋形；下发下行信号，fdd系统则同时接收终端的接入信号，tdd系统在对应的上行帧号1内接收终端的接入信号，如接收到，则在下次同步接入阶段的帧号1，下发接入测距值ta，用于终端进行接入流程。

步骤s102：在下一个帧号2，按照角度2*a进行波束赋形；下发下行信号，fdd系统则同时接收终端的接入信号，tdd(时分双工)系统在对应的上行帧内接收终端的接入信号，如接收到，则再下次同步接入阶段的帧号2，下发接入测距值(ta)，用于终端进行接入流程。

步骤s10n：依次到帧号n，按照角度n*a进行波束赋形；下发下行信号，fdd系统则同时接收终端的接入信号，tdd系统在对应的上行帧t内接收终端的接入信号，如接收到，则再下次同步接入阶段的帧号n，下发接入测距值ta，用于终端进行接入流程。

步骤s10c：所有角度都轮发一次后，进入通信调度阶段，在帧号1到n，如果对应帧内的角度上存在接入的终端，直接在该帧上调度业务。在帧号(n+1)到m，直接在终端对应角度的波束上调度业务，进行收发的业务处理；

对于终端侧，同步阶段需要在整个m*n时间窗口内，进行下行同步，终端侧流程如附图9所示，图9是本发明实施例终端侧处理流程图，包括：

步骤s201:在[0,m-1]个帧时间窗口内，按照b角度接收波束，接收基站下行信号，时间跨度为m个帧，搜索最强的pss(主同步信号)、sss(辅同步信号)，并解调对应子帧0的pbch(物理广播信道)，如果解调pbch成功，则下行同步成功；

步骤s202:如果未同步成功，则在周期[m,2*m-1]内，按照2*b角度接收波束，时间跨度为m个帧，搜索最强的pss、sss，并解调对应子帧0的pbch，如果解调pbch成功，则下行同步成功；步骤s20n:如果未同步成功，直至n*t内，按照n*b角度接收波束，接收基站下行信号，进行下行同步，如未成功继续调回步骤s201；

步骤s20m:如果未同步成功，则在周期[l*m,l*m-1]内，按照l*b角度接收波束，接收基站下行信号，时间跨度为m个帧，搜索最强的pss、sss，并解调对应子帧0的pbch，如果解调pbch成功，则下行同步成功，如未成功继续调回步骤s201；

步骤s301:步骤s201至步骤s20m过程中，如果下行同步，则跳转至步骤s301，如未同步成功，继续进行下行同步；

步骤s302:如果同步完成，则在对应同步成功的角度上，对应帧内，进行接入信号发送；

步骤s303:在下一次对应的帧号，接收基站的帧测距值ta，如成功，则进行步骤s304,如失败则继续跳转至步骤s302；

步骤s304：在对应调整后时序上和角度上，完成接入流程；

步骤s30c：在帧号1到m，直接在对应角度的波束上调度业务，进行收发的业务处理；

步骤s305：实时判断是否处于接入状态，如失败则进行步骤s201，重新进行同步接入；如处于接入状态，继续步骤s30c，进行正常的业务处理。

下面进行详细说明：

对于功率受限通信系统，设备发射功率受限，收发设备之间通信距离较短。通过使用波速赋形自动搜索的方法，可以提供较远距离的小区覆盖。

针对此场景，假设基于lte(长期演进)系统，则对于本方法角度循环周期n，终端扫描周期m为整数倍n，并且n对于1024可以整除。假设对于一个180度的扇区，取一次扫描度数为11.25度，则16个帧进行一个完整周期赋形。假设取m＝4*n＝64，则剩余48个帧用于业务调度，即已知接入终端的角度，直接在需要调度的子帧进行该角度的赋形业务收发。

基站侧处理流程如下

步骤s101:帧号0内，子帧0按照角度a进行波束赋形；下发pss\sss\pbch，fdd系统则同时接收终端的prach(物理随机接入信道)信号，tdd系统在对应的上行子帧号2内接收终端的prach信号，如接收到，则再下次同步接入阶段的帧号n，下发接入测距值ta，用于终端进行接入流程。

步骤s102：在下一个帧号1，子帧0按照角度2*a进行波束赋形；下发pss\sss\pbch，fdd系统则同时接收终端的prach信号，tdd系统在对应的上行帧内接收终端的prach信号，如接收到，则再下次同步接入阶段的帧号1+n，下发接入测距值ta，用于终端进行接入流程。

步骤s10n：依次到帧号n-1，子帧0按照角度n*a进行波束赋形；下发下行信号，fdd系统则同时接收终端的prach信号，tdd系统在对应的上行帧内接收终端的prach信号，如接收到，则再下次同步接入阶段的帧号n-1+n，下发接入测距值ta，用于终端进行接入流程。

步骤s10c：所有角度都轮发一次后，进入通信调度阶段，在帧号n到m-1，[a,n*a]角度上存在接入的终端，直接在某子帧上调度业务，利用已知终端的角度进行赋形业务收发。

对于终端的处理流程如下：

步骤s201:在帧内，按照b角度接收波束，接收基站下行信号，进行下行同步；

步骤s202:如果未同步成功，则下一个周期2*t内，按照2*b角度接收波束，接收基站下行信号，进行下行同步；

步骤s20n:如果未同步成功，直至n*t内，按照n*b角度接收波束，接收基站下行信号，进行下行同步，如未成功继续调回步骤s201；

步骤s20m:如果未同步成功，在下一次t到n*t内，按照(n+1)*b到l*b角度接收波束，接收基站下行信号，进行下行同步，如未成功继续调回步骤s201；

步骤s301:步骤s201至步骤s20m过程中，如果下行同步则跳转至步骤s302，进行接入流程；

步骤s302:同步对应角度为x*b，假设在对应帧号为x，使用对应角度x*b，，进行prach信号发送；

步骤s303:假设基站在z*a角度收到prach信号，并下发msg2消息。终端在下一次对应的帧号x+m，接收基站的帧测距值ta，如成功，则进行步骤s304。如失败则继续跳转至步骤s302.

步骤s304：则在对应可以进行业务处理的帧号集合((x+y*m)mod1024)，其中y取值为正整数，终端对应可以做业务的角度为x*b，完成接入流程；

步骤s30c：如果终端需要业务需要收发，基站在z*a角度收发该终端消息，终端在x*b角度上收发基站消息，终端与基站完成正常的业务收发处理；

步骤s305：实时判断是否处于接入状态(pbch解调是否成功)，如失步则进行步骤s201，重新进行同步接入；如处于接入状态，继续步骤s30c，进行正常的业务处理。

通过本方法，在原有覆盖外的中等距离终端，为该类终端提供通信服务。有效的提升信号质量，提供较高的业务流量和整体系统容量。

本实施例的方案，在功率受限系统、信道条件极差或大小区场景下，利用波束赋形，提升基站和终端的信号质量，可有效提升信号功率利用率，增大基站的覆盖范围。提升信号质量的同时，根据接入终端的角度直接调度业务，利用高效的调制方式和编码方式，提升频谱利用率。从而在该种特殊系统或特殊场景下，提升系统信道容量，提供无线通信服务。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

s1，在第一时间，第一通信节点按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，第一波束赋形用于下发接入配置；

s2，在第二时间，第一通信节点按照第二角度，向第二通信节点进行第二波束赋形，其中，第二波束赋形用于在第二角度调度业务，第二时间位于第一时间之后。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

s1，在第一时间，第一通信节点按照第一角度，向第二通信节点进行第一波束赋形，其中，第一波束赋形用于下发接入配置；

s2，在第二时间，第一通信节点按照第二角度，向第二通信节点进行第二波束赋形，其中，第二波束赋形用于在第二角度调度业务，第二时间位于第一时间之后。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明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，可以将它们存储在存储装置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。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。