波束成形通信系统的终端处的波束操作方法和设备与流程
本公开的实施例涉及使用波束成形的无线通信系统中的终端的波束操作方法，以及使用该方法的设备。更具体地，本公开涉及一种终端的方法，其能够在波束成形通信系统中根据终端的状态来自适应地执行接收波束选择，以及使用该方法的装置。
背景技术：
为了满足自部署4g通信系统以来对无线数据业务的不断增长的需求，已努力开发改进的5g或预5g通信系统。因此，5g或预5g通信系统也称为“超越4g网络”通信系统或“后lte系统”。为了实现更高的数据速率，正在考虑在超高频(mmwave)频带(例如60ghz频带)中实施5g通信系统。为了减轻无线电波的路径损耗并增加超高频带中无线电波的传输距离，针对5g通信系统，正在讨论波束成形、大规模多输入多输出(大规模mimo)、全尺寸mimo(fd-mimo)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线技术。此外，在5g通信系统中，基于演进的小小区、高级小小区、云无线电接入网络(cloudran)、超密集网络、设备到设备(d2d)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(comp)、接收端干扰消除等正在进行针对系统网络改进的开发。此外，在5g系统中，已经开发了混合fsk和qam调制(fqam)和滑动窗口叠加编码(swsc)作为高级编码调制(acm)系统，以及滤波器组多载波(fbmc)、非正交多址(noma)以及稀疏代码多路接入(scma)作为高级接入技术。
另一方面，互联网是以人为中心的连接网络，人们在该网络中生成和消费信息，现在它正在发展为物联网(iot)，在iot中，诸如事物的分布式实体可以在没有人为干涉的情况下交换和处理信息。出现了万物互联(ioe)，其是通过与云服务器的连接将iot技术和大数据处理技术的结合。iot实施需要诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”的技术要素；因此，最近研究了诸如传感器网络、机器到机器(m2m)通信、用于事物之间连接的机器类型通信(mtc)的技术。这样的iot环境可以提供智能互联网技术(it)服务，该服务通过收集和分析在连接的事物之间生成的数据为人类生活创造新的价值。iot可以通过现有信息技术(it)与各种工业应用的融合和结合，应用于智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或互联汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高级医疗服务等各个领域。
与此相一致，已经进行了各种尝试将5g通信系统应用于iot网络。例如，诸如传感器网络、机器到机器(m2m)通信和机器类型通信(mtc)的技术可以通过波束成形、mimo和阵列天线来实现，它们对应于5g通信技术。作为上述大数据处理技术的云无线电接入网络(云ran)的应用也可以被认为是5g技术和iot技术之间融合的示例。
如上所述，为了改善通信系统中的发送/接收性能，可以使用多个天线来执行波束成形。即使在使用多个天线的大规模mimo系统中，也可以执行上述波束成形。为了执行如上所述的波束成形，应当选择用于发送和接收的至少一个的波束，并且随着可用波束的数量增加，用于选择用于波束选择的最优波束的测量和确定阶段的复杂性也可能增加。因此，需要一种能够有效地进行波束选择的方法和设备。
技术实现要素：
技术问题
提出了本公开的实施例以解决上述问题，并且本公开的一方面在于提供一种用于在使用波束成形的无线通信系统中有效地执行通信的方法和设备。更具体地，本公开可以提供一种用于基于终端相关信息来有效地选择接收波束的方法和设备，并且如上所述的方法和设备可以通过基于终端相关信息执行波束选择来有效地执行波束选择。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的实施例的移动通信系统中的终端的通信方法包括：获取终端的移动速度信息；基于移动速度信息确定接收波束候选组；以及从接收波束候选组中确定用于信号接收的接收波束。
根据本发明另一实施例的移动通信系统中的终端包括：收发器；以及控制器，连接到所述收发器，并被配置为：获取所述终端的移动速度信息，基于所述移动速度信息确定接收波束候选组，以及从所述接收波束候选组中确定用于信号接收的接收波束。
有益效果
根据本公开的实施例，可以在波束成形无线通信系统中改善信号发送/接收性能。更具体地，因为终端基于终端信息来确定用于接收波束选择的波束候选组，所以更有效的候选组选择是可能的，并且可以通过优化候选组的数量减少用于波束选择的测量和确定时间来寻求通信性能的改善。
附图说明
图1是说明根据通信系统的波束成形的接收增益的图。
图2是说明根据终端的活动状态的旋转度变化的图。
图3是说明根据本公开的实施例的用于确定接收波束的方法的图。
图4是说明根据本公开的实施例的用于确定接收波束的方法的图。
图5是说明根据本公开的实施例的用于基于终端的位置信息获取移动方向信息的方法的图。
图6是说明根据本公开的实施例的基于终端的状态确定接收波束候选组的方法的图。
图7是根据本公开的实施例的用于确定参考波束和接收波束候选组的图。
图8是示出根据本公开的实施例的终端的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。
在说明实施例时，将省略对本公开所属领域中公知且与本公开不直接相关的技术内容的说明。这是为了更清楚地传递本公开的主题，而不会由于省略不必要的说明而使本公开的主题模糊。
出于相同的原因，在附图中，一些组成元件的尺寸和相对尺寸可能被放大、省略或简要示出。此外，各个组成元件的尺寸不能完全反映其实际尺寸。在附图中，在各个附图中相同的附图标号用于相同或相应的元件。
通过参考将参考附图详细描述的实施例，本公开的各方面和特征以及用于实现这些方面和特征的方法将变得显而易见。然而，本公开不限于以下公开的实施例，并且可以以多种形式来实现。说明书中定义的内容，诸如详细的构造和元件，仅仅是为了帮助本领域的普通技术人员全面理解本公开而提供的特定细节，并且本公开仅在所附权利要求的范围内定义。在本公开的整个描述中，在各个附图中相同的附图标号用于相同的元件。
在这种情况下，将理解，流程图图示的每个框以及流程图图示中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图框或框中指定功能的装置。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可用或计算机可读的存储器中，该计算机可用或计算机可读的存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可用或计算机可读的存储器中的指令产生包括指令装置的产品，该指令装置实现流程图中指定的功能。也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的步骤。
此外，流程图的每个框可以表示模块、段或代码的部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中指出的功能可以不按顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。
在这种情况下，在实施例中使用的术语“
此外，在实施例中描述的方法和设备的示例彼此不矛盾，并且显而易见的是，在一些实施例中公开的特征也可以应用于其他实施例。
图1是说明根据通信系统的波束成形的接收增益的图。
参考图1，在波束成形系统中，发送器可以通过确定用于波束成形的发送波束来发送信号，并且接收器可以通过确定接收波束来接收信号。根据本公开的实施例，根据终端的接收波束选择，根据波束成形的增益可以不同。
在高频系统的情况下，由于严重的路径损耗，波束成形系统必不可少。在波束成形系统中，信道根据选择的波束而不同，因此终端的性能也不同。为了终端的最优性能，优选在确定的波束之中选择最优的接收波束。为此，终端通过测量和比较确定的波束的接收灵敏度来确定终端接收波束。
在识别号100中，用数字表示与基于终端的位置的各个角度相对应的波束索引，并指示用于参考的角度。在一个实施例中，指示了根据各个波束索引的选择的接收增益。指示的波束索引基于正面(视轴)，并且更具体地，在一个实施例中，如果选择索引0，则接收增益最大地增加，而如果选择在附图外部指示的波束，则根据波束成形的接收增益减小。
如上所述，终端可以执行选择用于优化接收增益的波束的操作。更具体地，可以通过选择对应的候选组并在使用候选组的波束时确定接收增益来在特定数量的接收波束候选组中选择具有最大增益的波束。在这种情况下，如果增加候选组的数量，则可以相对于更多的接收波束来测量增益，这是有利的，但是可能难以有效地应对终端的状态变化。具体地，在终端高速移动或终端的位置角度频繁改变情况下，如果如上所述地选择最优波束所需的时间延长，则有可能发生从候选组测量的最优接收波束和实际上具有最大增益的接收波束之间的增益差异。
更具体地，在一个实施例中，如果测量了总共39个接收波束候选组，并且每10ms发送用于测量的参考信号，则用于测量总接收波束候选组的时间消耗可以是390ms。在这种情况下，如果终端移动或旋转，则选择的接收波束无法显示最优性能。然而，在这种情况下，在减少接收波束候选组的情况下，候选组的波束之间的接收增益间隙增大，并且即使迅速选择了候选组中的波束，接收性能也可能劣化。因此，需要一种通过根据终端的状态改变接收波束候选组的数量即使在减少波束确定时间的同时，也确定最优接收波束的接收波束候选组选择方法，并且基于终端的速度来可变地确定接收波束候选组的数量是必要的，并且基于此，减少确定最优接收波束所需的确定时间。
图2是说明根据终端的活动状态的旋转度变化的图。
参考图2，在识别号200中，示出了根据终端的活动性的旋转速度和每100ms的旋转角度。在一个实施例中，终端可以是可以执行通信并且可以在其中安装应用程序的电子设备，并且可以是例如智能电话。可以使用毫米波信号和人类行为基于通信系统中的终端的操作来测量这样的信息。
更具体地，在终端用户通常阅读屏幕或执行网页浏览的情况下，旋转速度为10至18rpm，在这种情况下，每100ms角度变化为6至10度。
此外，在终端用户通常阅读屏幕或执行网页浏览并且改变终端的垂直/水平方向的情况下，旋转速度为50至68rpm，在这种情况下，每100ms角度变化为30至36度。这可能在根据方向改变终端的屏幕显示模式的情况下发生。
此外，在终端用户玩游戏的情况下，旋转速度可以是120至133rpm，并且在这种情况下，每10ms可能发生72至80度的角度变化。
如上所述，可以根据用户的终端使用状态来旋转终端，并且如果旋转终端，则改变信道，因此可以改变最优接收波束。然而，在上述时间内不能执行接收波束改变的情况下，信号接收性能可能变差。如上所述，可以考虑最优接收波束的变化程度来调整接收波束选择候选组的数量。
图3是说明根据本公开的实施例的用于确定接收波束的方法的图。
参考图3，终端可以基于所获取的信息来确定最优接收波束。更具体地，根据本公开的详细实施例，可以基于终端的移动方向和速度信息来确定波束候选组。
在操作310，终端可以获取先前选择的接收波束信息。更具体地，终端可以通过在预定时间段通过执行测量或可选地通过执行测量来选择最优波束来接收信号。在这种情况下，可以获取终端选择的接收波束历史。更具体地，可以获取由终端选择的接收波束索引信息，并且基于接收波束索引信息，可以确定与接收波束相对应的位置或方向的至少一条信息。如上所述，接收波束历史信息的获取可以包括在确定选择的波束索引时一起收集选择的波束索引信息和终端的位置信息。
在操作315，终端可以基于所获取的信息来获取终端的移动方向信息。更具体地，终端可以基于先前选择的波束信息来获取终端的移动方向信息，并且该信息可以以具有特定方向的趋势线的形式来掌握。在这种情况下，可以基于先前选择的波束信息来确定终端位置的改变历史，并且在这种情况下，可以通过加权平均方法来确定移动方向信息以对与最近选择的波束信息相对应的位置赋予权重。在一个实施例中，可以基于移动方向和终端的速度中的至少一个来确定用于确定移动方向信息的接收波束历史信息。
此外，在一个实施例中，在仅改变选择的接收波束而不改变终端的实际位置改变的情况下，可以考虑这样的信息来获取终端的移动方向信息。更具体地，可以基于在不同位置处选择的波束信息来确定终端的移动方向信息。在一个实施例中，终端的移动方向可以包括旋转方向信息。更具体地，即使在终端的位置固定的状态下进行旋转的情况下，也可以改变移动方向。因此，在一个实施例中，移动方向可以包括旋转方向的含义。在这种情况下，可以基于由终端选择的接收波束历史来确定旋转方向的趋势，并且基于此，终端可以选择波束候选组。
在操作320，终端可以获取参考接收波束信息。在一个实施例中，参考接收波束可以是用于基于终端的移动方向和终端当前选择的波束来选择波束候选组的波束。更具体地，终端可以基于根据当前选择的接收波束和移动方向信息确定的趋势线，将最接近与当前选择的接收波束对应的位置的趋势线上的波束索引确定为参考接收波束。此外，如果在相同距离内存在多个波束索引，则可以考虑移动速度来另外获取参考接收波束信息。
在操作325，终端可以基于参考接收波束信息和终端的速度信息来确定波束候选组信息。更具体地，可以基于由终端测量的多普勒频率值和选择的接收波束历史中的至少一项来确定终端的速度信息。如果如上所述确定的速度很快，则可以选择更大数量的波束候选组，并且在选择相同数量的波束候选组的情况下，基于参考接收波束在移动方向上部署的波束索引可以优先包含在波束候选组中。如果在移动速度快的状态下增加波束候选组的数量，则候选组中的波束索引之间的接收增益的值的差异不大，因此可以进行精心选择，而如果波束候选组的数量保持或减少，在更快地选择候选组中的最优接收波束方面是有效的。此外，在实施例中，当确定波束候选组信息时，可以考虑终端的配置信息和正在执行的应用中的至少一个来确定波束候选组。更具体地，在将终端的屏幕设置为可旋转的情况和执行诸如游戏的具有许多旋转的应用的情况中的至少一种中，可以确定与典型情况相比，存在许多旋转，并且基于此，可以确定波束候选组的数量。在这种情况下，可以通过根据期望的旋转程度减少波束候选组的数量来快速搜索最优接收波束，或者可以通过增加候选组的数量来执行更准确的最优接收波束搜索。
在操作330，终端可以确定选择的波束候选组中的最优接收波束。更具体地，可以基于从包括基站的发送器发送的信号来选择具有最优接收增益的接收波束。
通过如上所述选择波束，可以根据终端的移动速度来确定具有较高增益的接收波束，并且可以减少终端的计算量。
图4是说明根据本公开的实施例的用于确定接收波束的方法的图。
参考图4，终端可以基于所获取的信息来确定最优接收波束。更具体地，根据本公开的详细实施例，可以基于终端的移动方向和速度信息来确定波束候选组。
在操作410，终端可以基于先前选择的接收波束信息来获取移动方向信息。更具体地，终端可以基于与先前选择的接收波束信息相对应的位置信息来获取终端的移动方向信息。在一个实施例中，终端可以获取与先前选择的接收波束相对应的位置信息或对应的波束索引信息，并且可以基于所获取的信息来确定与终端移动方向相对应的趋势线。
在操作415，终端可以基于所获取的移动方向信息来确定移动方向是否改变。作为确定移动方向是否改变的标准，将先前用于选择波束候选组的趋势线和在操作410获取的趋势线相互比较，并且如果改变的值等于或大于预定值，则可以确定移动方向被改变。在一个实施例中，可以基于终端移动速度和终端方向旋转速度中的至少一个来不同地应用预定值。
如果移动方向基于趋势线而改变，或者如果在操作420改变了移动方向，则终端在操作420中可以更新用于确定波束候选组的参考点位置。更具体地，参考点可以对应于基于趋势线和最近选择的接收波束之间的位置关系选择的特定接收波束索引。更具体地，可以将与最近选择的接收波束相对应的索引和趋势线上的最接近索引相对应的接收波束选择为参考接收波束。如果移动方向不变，则可以照原样使用现有的参考接收波束。
在操作425，终端可以获取移动速度信息。移动速度信息甚至可以在操作415之前获取。移动速度信息可以基于终端选择的接收波束的历史来确定，或者可以基于在终端的位置处测量的多普勒频率值来获取。在一个实施例中，多普勒频率可以根据终端的移动速度而不同，因此时间相干性可以不同。
在操作430，终端可以确定移动速度是否增加。可以通过与在先前操作中选择波束候选组时所应用的终端的移动速度进行比较来确定移动速度是否增加。
如果移动速度增加到预定值以上，则在操作435，终端可以增加波束候选组的数量，而如果移动速度降低，则在操作440，终端可以减少波束候选组的数量。此外，在一个实施例中，如果没有改变，则可以维持使用的波束候选组的现有数量。
在操作445，终端可以基于所获取的信息来确定波束候选组。更具体地，可以选择与对应于参考接收波束索引的位置相邻的波束索引作为波束候选组。在一个实施例中，基于移动方向和移动速度选择的候选组的索引可以彼此不同。更具体地，位于移动方向上并且与参考接收波束索引间隔开的波束索引也可以包括在候选组中。
在操作450，终端可以基于候选组的波束索引来执行信道测量，并且可以选择并确定具有最高增益的接收波束作为终端的接收波束。
如上所述，可以根据移动速度来调整候选组的数量，并且如果移动速度增加，则时间相干性缩短以使得波束的尺寸变化同时增加。为了应对增加的波束尺寸变化，应增加波束候选组的数量以保持终端的性能。相反，如果移动速度降低，则波束尺寸变化变小，因此，即使波束候选组的数量很少，也可以维持终端的性能。波束管理器可以根据移动速度和时间相干性之间的关系来确定在保证终端性能的范围内的波束候选组的可能小的数量。
在一个实施例中，终端可以以现有方式使用波束候选组参考点，并且可以基于终端的移动速度来确定波束候选组的数量。更具体地，终端可以选择先前选择的或预定的参考波束，并且可以确定包括参考波束的接收波束候选组。此外，根据一个实施例，即使没有选择参考波束，也可以基于根据移动速度确定的波束候选组的数量来选择波束候选组，并且可以从选择的波束候选组中确定最优接收波束。
根据如上所述的本公开的实施例，可以根据波束成形系统中的移动方向和移动速度，并且通过在优化的波束候选组中选择波束来优化终端波束候选组，终端可以在确保最优接收性能的同时，缩短波束确定时间。如上所述，通过最小化波束确定时间，终端可以应对快速的信道改变。
图5是说明根据本公开的实施例的用于基于终端的位置信息获取移动方向信息的方法的图。
参考图5，在操作510，终端可以从基于移动方向和移动速度信息中的至少一个确定的接收波束候选组中确定最优接收波束。
在操作515，终端可以获取终端位置信息，并且可以将选择的接收波束索引映射到获取的终端位置信息上以被存储。
在操作520，终端可以通过将在操作515获取的位置信息与先前选择的接收波束的位置信息进行比较来确定位置是否改变。这是为了确定终端是否实际移动，因为即使在用户旋转终端而终端不移动的情况下，也可以改变最优波束。
如果位置改变，则在操作525，可以将位置信息一起存储在选择的接收波束历史中。
在操作530，终端可以执行接收波束更新过程，然后，可以以与先前操作相同的方式存储选择的接收波束的位置信息。
如上所述，在实际改变位置的情况下，将位置信息记录在接收波束历史中，因此可以更类似于终端的实际移动轨迹来确定终端的移动趋势线。
图6是说明根据本公开的实施例的基于终端的状态确定接收波束候选组的方法的图。
参考图6，在操作610，终端可以获取屏幕显示模式信息和执行的应用信息中的至少之一。更具体地，在显示模式的情况下，可以包括模式信息，在该模式信息中，屏幕根据终端的旋转而旋转。在如上所述将终端配置为屏幕旋转模式的情况下，与典型的终端相比，旋转可以更频繁地执行，因此应当执行波束更新。此外，可以基于屏幕旋转是否必须或正在执行的应用当中的操作方法来确定是否执行了频繁旋转终端的应用。更具体地，在执行游戏应用的情况下，与典型终端相比，可以更频繁地执行旋转。
在操作615，终端可以基于在操作610获取的信息的至少一部分来确定波束候选组信息。更具体地，如果执行旋转，则需要通过扩展接收波束候选组的数量来确定更准确的接收波束。此外，如果旋转频繁发生，则可以减少波束候选组的数量，以减少寻找最优波束所花费的时间。在一个实施例中，对于在不伴随终端的移动的情况下的旋转终端，可以基于终端是否旋转来确定接收波束候选组信息。
更具体地，如果增加终端的旋转速度，则时间相干性降低，并且为了选择具有更高增益的波束，可以增加波束候选组的数量。然而，如果终端的必要数据速率等于或小于预定值，则减少波束确定消耗时间可能有助于改善性能，并且在这种情况下，可以考虑到终端的数据速率额外确定波束候选组的数量。
在操作620，终端可以确定在确定的接收波束候选组中具有最高增益的接收波束。如上所述，通过基于终端模式和正在执行的应用中的至少一个来确定终端的旋转是否频繁，可以考虑终端的使用特性来执行接收波束选择。
图7是根据本公开的实施例的用于确定参考波束和接收波束候选组的图。
参考图7，如在识别号700中一样，可以部署波束索引。在一个实施例中，部署的波束索引可以对应于终端的实际位置或方向，并且可以与对应于相邻索引的波束的位置和方向中的至少一个相关。例如，在关于波束索引的相邻波束的情况下，相邻波束实际上可能与最优接收位置相邻。作为另一个示例，在关于波束索引的相邻波束的情况下，相邻波束实际上可能与最优接收方向相邻。如上所述，通过部署相应的波束索引，可以基于选择的接收波束索引的历史来获取与终端的移动方向的趋势有关的信息，并且还可以获取与移动速度有关的信息。在一个实施例中，可以通过测量多普勒频率或基于选择的接收波束历史来获取终端的速度。
在一个实施例中，先前选择的接收波束可以由识别号710指示。如上所述，可以基于先前选择的接收波束的位置信息来确定指示终端的移动方向信息的趋势线720。此外，终端可以基于当前使用的波束索引730和趋势线720的位置来确定参考接收波束索引740。更具体地，可以通过将当前使用的波束索引730投影在趋势线720上来确定参考接收波束索引740。
在一个实施例中，可以基于当前使用的波束索引730与位于趋势线720上的波束索引之间的距离及其移动方向中的至少一个来选择参考接收波束索引740。更具体地，可以将最接近当前使用的波束索引730的趋势线上的波束索引确定为参考接收波束索引740，并且如果距离彼此相等，则位于趋势的移动方向上的波束索引线可以被确定为参考接收波束索引740。
此外，终端可以基于参考接收波束索引740和候选组的数量来确定至少一个候选组波束索引750。在一个实施例中，候选组数为9并且包括参考接收波束索引740和8个周围波束索引的波束索引可以是候选组波束索引750。在一个实施例中，尽管选择围绕参考接收波束索引740的相同距离中的波束索引作为候选组波束索引750，然而可以选择位于基于趋势线720的移动方向的趋势线上的波束索引作为候选组波束索引，并且它们可以被选择以包括在移动方向上距离参考接收波束索引740更远的接收波束索引。
此外，在整个实施例中，终端的移动方向可以考虑终端的旋转方向。更具体地，可以通过基于先前选择的波束历史确定的趋势线信息来确定终端的旋转方向。此外，终端可以通过多普勒频率测量来估计与终端的移动速度有关的信息。如上所述，通过基于终端的旋转方向和移动速度来确定候选组，可以选择具有更高增益的波束。
图8是示出根据本公开的实施例的终端的图。
参考图8，根据实施例的终端可以包括无线电收发器810、控制器820和基带处理器830。
无线电收发器810可以发送和接收信号。它可以包括至少一个天线，并且可以基于由控制器820确定的接收波束信息来接收信号。
基带处理器830可以基于接收到的信号来执行载波调制等。
根据实施例的控制器820可以控制终端的操作，并且可以包括多普勒频率识别器822、波束操作器824和无线电控制器828中的至少一个。在一个实施例中，控制器820的各个构成元件可以由整个控制器820执行，并且可以由至少一个处理器执行。此外，为了便于说明，将各个构成元件彼此区分开，并且显然，各个构成元件的操作可以由控制器820执行。
多普勒频率识别器822可以通过多普勒频率的测量来确定终端的移动速度。
波束操作器824可以存储获取的信息，并且可以执行能够确定接收波束候选组的操作。
波束选择器826可以执行选择具有最优接收增益的接收波束的操作。
无线电控制器828可以控制与无线电收发器810有关的操作。
如上所述，终端可以通过各个组成元件的操作来执行整个实施例的操作。另一方面，尽管已经在说明书中描述了本公开的优选实施例并且使用了附图和特定的措词，但是这些仅用作一般含义，以帮助本领域技术人员全面理解本公开，并且不限制本公开的范围。对于本公开所属领域的普通技术人员而言显而易见的是，基于本公开的技术概念可以进行各种修改。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。
在说明实施例时，将省略对本公开所属领域中公知且与本公开不直接相关的技术内容的说明。这是为了更清楚地传递本公开的主题，而不会由于省略不必要的说明而使本公开的主题模糊。
出于相同的原因，在附图中，一些组成元件的尺寸和相对尺寸可能被放大、省略或简要示出。此外，各个组成元件的尺寸不能完全反映其实际尺寸。在附图中，在各个附图中相同的附图标号用于相同或相应的元件。
通过参考将参考附图详细描述的实施例，本公开的各方面和特征以及用于实现这些方面和特征的方法将变得显而易见。然而，本公开不限于以下公开的实施例，并且可以以多种形式来实现。说明书中定义的内容，诸如详细的构造和元件，仅仅是为了帮助本领域的普通技术人员全面理解本公开而提供的特定细节，并且本公开仅在所附权利要求的范围内定义。在本公开的整个描述中，在各个附图中相同的附图标号用于相同的元件。
在这种情况下，将理解，流程图图示的每个框以及流程图图示中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图框或框中指定功能的装置。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可用或计算机可读的存储器中，该计算机可用或计算机可读的存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可用或计算机可读的存储器中的指令产生包括指令装置的产品，该指令装置实现流程图中指定的功能。也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的步骤。
此外，流程图的每个框可以表示模块、段或代码的部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中指出的功能可以不按顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。
在这种情况下，在实施例中使用的术语“
此外，在实施例中描述的方法和设备的示例彼此不矛盾，并且显而易见的是，在一些实施例中公开的特征也可以应用于其他实施例。
图1是说明根据通信系统的波束成形的接收增益的图。
参考图1，在波束成形系统中，发送器可以通过确定用于波束成形的发送波束来发送信号，并且接收器可以通过确定接收波束来接收信号。根据本公开的实施例，根据终端的接收波束选择，根据波束成形的增益可以不同。
在高频系统的情况下，由于严重的路径损耗，波束成形系统必不可少。在波束成形系统中，信道根据选择的波束而不同，因此终端的性能也不同。为了终端的最优性能，优选在确定的波束之中选择最优的接收波束。为此，终端通过测量和比较确定的波束的接收灵敏度来确定终端接收波束。
在识别号100中，用数字表示与基于终端的位置的各个角度相对应的波束索引，并指示用于参考的角度。在一个实施例中，指示了根据各个波束索引的选择的接收增益。指示的波束索引基于正面(视轴)，并且更具体地，在一个实施例中，如果选择索引0，则接收增益最大地增加，而如果选择在附图外部指示的波束，则根据波束成形的接收增益减小。
如上所述，终端可以执行选择用于优化接收增益的波束的操作。更具体地，可以通过选择对应的候选组并在使用候选组的波束时确定接收增益来在特定数量的接收波束候选组中选择具有最大增益的波束。在这种情况下，如果增加候选组的数量，则可以相对于更多的接收波束来测量增益，这是有利的，但是可能难以有效地应对终端的状态变化。具体地，在终端高速移动或终端的位置角度频繁改变的情况下，如果如上所述地选择最优波束所需的时间延长，则有可能发生从候选组测量的最优接收波束和实际上具有最大增益的接收波束之间的增益差异。
更具体地，在一个实施例中，如果测量了总共39个接收波束候选组，并且每10ms发送用于测量的参考信号，则用于测量总接收波束候选组的时间消耗可以是390ms。在这种情况下，如果终端移动或旋转，则选择的接收波束将无法显示最优性能。然而，在这种情况下，在减少接收波束候选组的情况下，候选组的波束之间的接收增益间隙增大，并且即使迅速选择了候选组中的波束，接收性能也可能劣化。因此，需要一种即使在通过根据终端的状态改变接收波束候选组的数量来减少波束确定时间的同时，也确定最优接收波束的接收波束候选组选择方法，并且基于终端的速度来可变地确定接收波束候选组的数量是必要的，并且基于此，减少确定最优接收波束所需的确定时间。
图2是说明根据终端的活动状态的旋转度变化的图。
参考图2，在识别号200中，示出了根据终端的活动性的旋转速度和每100ms的旋转角度。在一个实施例中，终端可以是可以执行通信并且可以在其中安装应用程序的电子设备，并且可以是例如智能电话。可以使用毫米波信号和人类行为基于通信系统中的终端的操作来测量这样的信息。
更具体地，在终端用户通常阅读屏幕或执行网页浏览的情况下，旋转速度为10至18rpm，在这种情况下，每100ms角度变化为6至10度。
此外，在终端用户通常阅读屏幕或执行网页浏览并且改变终端的垂直/水平方向的情况下，旋转速度为50至68rpm，在这种情况下，每100ms角度变化为30至36度。这可能在根据方向改变终端的屏幕显示模式的情况下发生。
此外，在终端用户玩游戏的情况下，旋转速度可以是120至133rpm，并且在这种情况下，每10ms可能发生72至80度的角度变化。
如上所述，可以根据用户的终端使用状态来旋转终端，并且如果旋转终端，则改变信道，因此可以改变最优接收波束。然而，在上述时间内不能进行接收波束改变的情况下，信号接收性能可能变差。如上所述，可以考虑最优接收波束的变化程度来调整接收波束选择候选组的数量。
图3是说明根据本公开的实施例的用于确定接收波束的方法的图。
参考图3，终端可以基于所获取的信息来确定最优接收波束。更具体地，根据本公开的详细实施例，可以基于终端的移动方向和速度信息来确定波束候选组。
在操作310，终端可以获取先前选择的接收波束信息。更具体地，终端可以通过在预定时间段通过执行测量或可选地通过执行测量来选择最优波束来接收信号。在这种情况下，可以获取终端选择的接收波束历史。更具体地，可以获取由终端选择的接收波束索引信息，并且基于接收波束索引信息，可以确定与接收波束相对应的位置或方向的至少一条信息。如上所述，接收波束历史信息的获取可以包括在确定选择的波束索引时一起收集选择的波束索引信息和终端的位置信息。
在操作315，终端可以基于所获取的信息来获取终端的移动方向信息。更具体地，终端可以基于先前选择的波束信息来获取终端的移动方向信息，并且该信息可以以具有特定方向的趋势线的形式来掌握。在这种情况下，可以基于先前选择的波束信息来确定终端位置的改变历史，并且在这种情况下，可以通过加权平均方法来确定移动方向信息以对与最近选择的波束信息相对应的位置赋予权重。在一个实施例中，可以基于移动方向和终端的速度中的至少一个来确定用于确定移动方向信息的接收波束历史信息。
此外，在一个实施例中，在仅改变选择的接收波束而不改变终端的实际位置改变的情况下，可以考虑这样的信息来获取终端的移动方向信息。更具体地，可以基于在不同位置处选择的波束信息来确定终端的移动方向信息。在一个实施例中，终端的移动方向可以包括旋转方向信息。更具体地，即使在终端的位置固定的状态下进行旋转的情况下，也可以改变移动方向。因此，在一个实施例中，移动方向可以包括旋转方向的含义。在这种情况下，可以基于由终端选择的接收波束历史来确定旋转方向的趋势，并且基于此，终端可以选择波束候选组。
在操作320，终端可以获取参考接收波束信息。在一个实施例中，参考接收波束可以是用于基于终端的移动方向和终端当前选择的波束来选择波束候选组的波束。更具体地，终端可以基于根据当前选择的接收波束和移动方向信息确定的趋势线，将最接近与当前选择的接收波束对应的位置的趋势线上的波束索引确定为参考接收波束。此外，如果在相同距离内存在多个波束索引，则可以考虑移动速度来另外获取参考接收波束信息。
在操作325，终端可以基于参考接收波束信息和终端的速度信息来确定波束候选组信息。更具体地，可以基于由终端测量的多普勒频率值和选择的接收波束历史中的至少一项来确定终端的速度信息。如果如上所述确定的速度很快，则可以选择更大数量的波束候选组，并且在选择相同数量的波束候选组的情况下，基于参考接收波束在移动方向上部署的波束索引可以优先包含在波束候选组中。如果在移动速度快的状态下增加波束候选组的数量，则候选组中的波束索引之间的接收增益的值的差异不大，因此可以进行精心选择，而如果波束候选组的数量保持或减少，在更快地选择候选组中的最优接收波束方面是有效的。此外，在实施例中，当确定波束候选组信息时，可以考虑终端的配置信息和正在执行的应用中的至少一个来确定波束候选组。更具体地，在将终端的屏幕设置为可旋转的情况和执行诸如游戏的具有许多旋转的应用的情况中的至少一种中，可以确定与典型情况相比，存在许多旋转，并且基于此，可以确定波束候选组的数量。在这种情况下，可以通过根据期望的旋转程度减少波束候选组的数量来快速搜索最优接收波束，或者可以通过增加候选组的数量来执行更准确的最优接收波束搜索。
在操作330，终端可以确定选择的波束候选组中的最优接收波束。更具体地，可以基于从包括基站的发送器发送的信号来选择具有最优接收增益的接收波束。
通过如上所述选择波束，可以根据终端的移动速度来确定具有较高增益的接收波束，并且可以减少终端的计算量。
图4是说明根据本公开的实施例的用于确定接收波束的方法的图。
参考图4，终端可以基于所获取的信息来确定最优接收波束。更具体地，根据本公开的详细实施例，可以基于终端的移动方向和速度信息来确定波束候选组。
在操作410，终端可以基于先前选择的接收波束信息来获取移动方向信息。更具体地，终端可以基于与先前选择的接收波束信息相对应的位置信息来获取终端的移动方向信息。在一个实施例中，终端可以获取与先前选择的接收波束相对应的位置信息或对应的波束索引信息，并且可以基于所获取的信息来确定与终端移动方向相对应的趋势线。
在操作415，终端可以基于所获取的移动方向信息来确定移动方向是否改变。作为确定移动方向是否改变的标准，将先前用于选择波束候选组的趋势线和在操作410获取的趋势线相互比较，并且如果改变的值等于或大于预定值，则可以确定移动方向被改变。在一个实施例中，可以基于终端移动速度和终端方向旋转速度中的至少一个来不同地应用预定值。
如果移动方向基于趋势线而改变，或者如果在操作420改变了移动方向，则终端在操作420中可以更新用于确定波束候选组的参考点位置。更具体地，参考点可以对应于基于趋势线和最近选择的接收波束之间的位置关系选择的特定接收波束索引。更具体地，可以将与最近选择的接收波束相对应的索引和趋势线上的最接近索引相对应的接收波束选择为参考接收波束。如果移动方向不变，则可以照原样使用现有的参考接收波束。
在操作425，终端可以获取移动速度信息。移动速度信息甚至可以在操作415之前获取。移动速度信息可以基于终端选择的接收波束的历史来确定，或者可以基于在终端的位置处测量的多普勒频率值来获取。在一个实施例中，多普勒频率可以根据终端的移动速度而不同，因此时间相干性可以不同。
在操作430，终端可以确定移动速度是否增加。可以通过与在先前操作中选择波束候选组时所应用的终端的移动速度进行比较来确定移动速度是否增加。
如果移动速度增加到预定值以上，则在操作435，终端可以增加波束候选组的数量，而如果移动速度降低，则在操作440，终端可以减少波束候选组的数量。此外，在一个实施例中，如果没有改变，则可以维持使用的波束候选组的现有数量。
在操作445，终端可以基于所获取的信息来确定波束候选组。更具体地，可以选择与对应于参考接收波束索引的位置相邻的波束索引作为波束候选组。在一个实施例中，基于移动方向和移动速度选择的候选组的索引可以彼此不同。更具体地，位于移动方向上并且与参考接收波束索引间隔开的波束索引也可以包括在候选组中。
在操作450，终端可以基于候选组的波束索引来执行信道测量，并且可以选择并确定具有最高增益的接收波束作为终端的接收波束。
如上所述，可以根据移动速度来调整候选组的数量，并且如果移动速度增加，则时间相干性缩短以使得波束的尺寸变化同时增加。为了应对增加的波束尺寸变化，应增加波束候选组的数量以保持终端的性能。相反，如果移动速度降低，则波束尺寸变化变小，因此，即使波束候选组的数量很少，也可以维持终端的性能。波束管理器可以根据移动速度和时间相干性之间的关系来确定在保证终端性能的范围内的波束候选组的数量可能很小。
在一个实施例中，终端可以以现有方式使用波束候选组参考点，并且可以基于终端的移动速度来确定波束候选组的数量。更具体地，终端可以选择先前选择的或预定的参考波束，并且可以确定包括参考波束的接收波束候选组。此外，根据一个实施例，即使没有选择参考波束，也可以基于根据移动速度确定的波束候选组的数量来选择波束候选组，并且可以从选择的波束候选组中确定最优接收波束。
根据如上所述的本公开的实施例，可以根据波束成形系统中的移动方向和移动速度，并且通过在优化的波束候选组中选择波束来优化终端波束候选组，终端可以在确保最优接收性能的同时，缩短波束确定时间。如上所述，通过最小化波束确定时间，终端可以应对快速的信道改变。
图5是说明根据本公开的实施例的用于基于终端的位置信息获取移动方向信息的方法的图。
参考图5，在操作510，终端可以从基于移动方向和移动速度信息中的至少一个确定的接收波束候选组中确定最优接收波束。
在操作515，终端可以获取终端位置信息，并且可以将选择的接收波束索引映射到获取的终端位置信息上以被存储。
在操作520，终端可以通过将在操作515获取的位置信息与先前选择的接收波束的位置信息进行比较来确定位置是否改变。这是为了确定终端是否实际移动，因为即使在用户旋转终端而终端不移动的情况下，也可以改变最优波束。
如果位置改变，则在操作525，可以将位置信息一起存储在选择的接收波束历史中。
在操作530，终端可以执行接收波束更新过程，然后，可以以与先前操作相同的方式存储选择的接收波束的位置信息。
如上所述，在实际改变位置的情况下，将位置信息记录在接收波束历史中，因此可以更类似于终端的实际移动轨迹来确定终端的移动趋势线。
图6是说明根据本公开的实施例的基于终端的状态确定接收波束候选组的方法的图。
参考图6，在操作610，终端可以获取屏幕显示模式信息和执行的应用信息中的至少之一。更具体地，在显示模式的情况下，可以包括模式信息，在该模式信息中，屏幕根据终端的旋转而旋转。在如上所述将终端配置为屏幕旋转模式的情况下，与典型的终端相比，旋转可以更频繁地执行，因此应当执行波束更新。此外，可以基于屏幕旋转是否必须或正在执行的应用当中的操作方法来确定是否执行了频繁旋转终端的应用。更具体地，在执行游戏应用的情况下，与典型终端相比，可以更频繁地执行旋转。
在操作615，终端可以基于在操作610获取的信息的至少一部分来确定波束候选组信息。更具体地，如果执行旋转，则需要通过扩展接收波束候选组的数量来确定更准确的接收波束。此外，如果旋转频繁发生，则可以减少波束候选组的数量，以减少寻找最优波束所花费的时间。在一个实施例中，对于在不伴随终端的移动的情况下的旋转终端，可以基于终端是否旋转来确定接收波束候选组信息。
更具体地，如果增加终端的旋转速度，则时间相干性降低，并且为了选择具有更高增益的波束，可以增加波束候选组的数量。然而，如果终端的必要数据速率等于或小于预定值，则减少波束确定消耗时间可能有助于改善性能，并且在这种情况下，可以考虑到终端的数据速率额外确定波束候选组的数量。
在操作620，终端可以确定在确定的接收波束候选组中具有最高增益的接收波束。如上所述，通过基于终端模式和正在执行的应用中的至少一个来确定终端的旋转是否频繁，可以考虑终端的使用特性来执行接收波束选择。
图7是根据本公开的实施例的用于确定参考波束和接收波束候选组的图。
参考图7，如在识别号700中一样，可以部署波束索引。在一个实施例中，部署的波束索引可以对应于终端的实际位置或方向，并且可以与对应于相邻索引的波束的位置和方向中的至少一个相关。例如，在波束索引上有相邻波束的情况下，相邻波束实际上可能与最优接收位置相邻。作为另一个示例，在波束索引上有相邻波束的情况下，相邻波束实际上可能与最优接收方向相邻。如上所述，通过部署相应的波束索引，可以基于选择的接收波束索引的历史来获取与终端的移动方向的趋势有关的信息，并且还可以获取与移动速度有关的信息。在一个实施例中，可以通过测量多普勒频率或基于选择的接收波束历史来获取终端的速度。
在一个实施例中，先前选择的接收波束可以由识别号710指示。如上所述，可以基于先前选择的接收波束的位置信息来确定指示终端的移动方向信息的趋势线720。此外，终端可以基于当前使用的波束索引730和趋势线720的位置来确定参考接收波束索引740。更具体地，可以通过将当前使用的波束索引730投影在趋势线720上来确定参考接收波束索引740。
在一个实施例中，可以基于当前使用的波束索引730与位于趋势线720上的波束索引之间的距离及其移动方向中的至少一个来选择参考接收波束索引740。更具体地，可以将最接近当前使用的波束索引730的趋势线上的波束索引确定为参考接收波束索引740，并且如果距离彼此相等，则位于趋势的移动方向上的波束索引线可以被确定为参考接收波束索引740。
此外，终端可以基于参考接收波束索引740和候选组的数量来确定至少一个候选组波束索引750。在一个实施例中，候选组数为9并且包括参考接收波束索引740和8个周围波束索引的波束索引可以是候选组波束索引750。在一个实施例中，尽管选择围绕参考接收波束索引740的相同距离中的波束索引作为候选组波束索引750，然而可以选择位于基于趋势线720的移动方向的趋势线上的波束索引作为候选组波束索引，并且它们可以被选择以包括在移动方向上距离参考接收波束索引740更远的接收波束索引。
此外，在整个实施例中，终端的移动方向可以考虑终端的旋转方向。更具体地，可以通过基于先前选择的波束历史确定的趋势线信息来确定终端的旋转方向。此外，终端可以通过多普勒频率测量来估计与终端的移动速度有关的信息。如上所述，通过基于终端的旋转方向和移动速度来确定候选组，可以选择具有更高增益的波束。
图8是示出根据本公开的实施例的终端的图。
参考图8，根据实施例的终端可以包括无线电收发器810、控制器820和基带处理器830。
无线电收发器810可以发送和接收信号。它可以包括至少一个天线，并且可以基于由控制器820确定的接收波束信息来接收信号。
基带处理器830可以基于接收到的信号来执行载波调制等。
根据实施例的控制器820可以控制终端的操作，并且可以包括多普勒频率识别器822、波束操作器824和无线电控制器828中的至少一个。在一个实施例中，控制器820的各个构成元件可以由整个控制器820执行，并且可以由至少一个处理器执行。此外，为了便于说明，将各个构成元件彼此区分开，并且显然，各个构成元件的操作可以由控制器820执行。
多普勒频率识别器822可以通过多普勒频率的测量来确定终端的移动速度。
波束操作器824可以存储获取的信息，并且可以执行能够确定接收波束候选组的操作。
波束选择器826可以执行选择具有最优接收增益的接收波束的操作。
无线电控制器828可以控制与无线电收发器810有关的操作。
如上所述，终端可以通过各个组成元件的操作来执行整个实施例的操作。另一方面，尽管已经在说明书中描述了本公开的优选实施例并且使用了附图和特定的措词，但是这些仅用作一般含义，以帮助本领域技术人员全面理解本公开，并且不限制本公开的范围。对于本公开所属领域的普通技术人员而言显而易见的是，基于本公开的技术概念可以进行各种修改。
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