波束搜索方法、装置、系统、电子设备及可读介质与流程

1.本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种波束搜索方法、一种波束搜索装置、一种波束搜索系统、一种电子设备以及一种计算机可读介质。


背景技术：

2.由于毫米波频段的损耗较高，故后5g(beyond 5g,b5g)或6g时期通信系统需依靠部署超大规模天线阵列获得的波束成形增益对抗路损。在部署超大规模天线阵列后，基站与终端将使用窄波束进行通信，且天线数量越多，波束宽度越窄。这意味着在通信时基站与终端需找到最佳或较优的波束对进行通信才能使得频谱效率较高(直观感知为上下行速率较高)。通信波束越多、波束宽度越窄意味着基站需要花费更多的时、频域资源进行与用户之间的波束搜索，现有的方案不能满足实际系统在超大规模多输入多输出系统(multiple-input and multiple-output，mimo)场景下低时延的需求。


技术实现要素：

3.本发明实施例是提供一种波束搜索方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，以解决在超大规模多输入多输出系统场景下降低时延的问题。
4.本发明实施例公开了一种波束搜索方法，其应用于终端，所述终端与基站通信连接，所述终端部署有若干终端射频链路，每一所述终端射频链路连接有若干终端天线，所述方法包括：
5.在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
6.确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；
7.基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；
8.在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
9.选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
10.可选地，所述确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率的步骤，包括：
11.分别确定所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
12.将所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率。
13.可选地，所述基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域的步骤，包括：
14.确定相邻的所述第一点列之间平均频谱效率的差值；
15.将所述差值高的相邻第一点列在所述波束网络中形成的区域作为终端高频谱效率区域。
16.可选地，所述在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
17.将所述差值高的相邻第一点列、以及位于所述差值高的相邻第一点列之间的第二点列，作为候选点列；
18.分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
19.将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
20.可选地，所述选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
21.在所述终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第一候选点；
22.分别采用所述第一候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
23.基于所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第一候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
24.本发明实施例还公开了一种波束搜索方法，其应用于基站，所述基站与终端通信连接，所述基站部署有若干基站射频链路，每一所述基站射频链路连接有若干基站天线，所述方法包括：
25.在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束接收所述终端发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
26.确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；
27.基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；
28.在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
29.选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
30.可选地，所述确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率的步骤，包括：
31.分别确定所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
32.将所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率。
33.可选地，所述基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域的步骤，包括：
34.确定相邻的所述第三点列之间平均频谱效率的差值；
35.将所述差值高的相邻第三点列在所述波束网络中形成的区域作为基站高频谱效率区域。
36.可选地，所述在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
37.将所述差值高的相邻第三点列、以及位于所述差值高的相邻第三点列之间的第四点列，作为候选点列；
38.分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
39.将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
40.可选地，所述选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
41.在所述基站波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第二候选点；
42.分别采用所述第二候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
43.基于所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第二候选点对应的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
44.本发明实施例还公开了一种波束搜索系统，所述波束搜索系统包括终端以及基站；所述基站与所述终端通信连接；所述基站部署有若干基站射频链路，每一所述基站射频链路连接有若干基站天线，所述终端部署有若干终端射频链路，每一所述终端射频链路连接有若干终端天线；
45.所述终端用于在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束；
46.所述基站用于在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束
接收所述终端采用目标通信波束发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
47.本发明实施例还公开一种波束搜索装置，其应用于终端，所述终端与基站通信连接，所述终端部署有若干终端射频链路，每一所述终端射频链路连接有若干终端天线，所述装置包括：
48.第一信号接收模块，用于在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
49.第一频谱效率确定模块，用于确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；
50.第一区域确定模块，用于基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；
51.第一波束确定模块，用于在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
52.第二波束确定模块，用于选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
53.可选地，所述第一频谱效率确定模块步骤，包括：
54.第一频谱效率确定子模块，用于分别确定所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
55.第一平均频谱效率确定子模块，用于将所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率。
56.可选地，所述第一区域确定模块包括：
57.第一差值确定子模块，用于确定相邻的所述第一点列之间平均频谱效率的差值；
58.第一区域确定子模块，用于将所述差值高的相邻第一点列在所述波束网络中形成的区域作为终端高频谱效率区域。
59.可选地，所述第一波束确定模块包括：
60.第一候选点列确定子模块，用于将所述差值高的相邻第一点列、以及位于所述差值高的相邻第一点列之间的第二点列，作为候选点列；
61.第一候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
62.第一目标通信波束确定子模块，用于将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
63.可选地，所述第二波束确定模块包括：
64.第二候选点确定模块，用于在所述终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第一候选点；
65.第二候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述第一候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
66.第二目标通信波束确定子模块，用于基于所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第一候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
67.本发明实施例还公开了一种波束搜索装置，其应用于基站，所述基站与终端通信连接，所述基站部署有若干基站射频链路，每一所述基站射频链路连接有若干基站天线，所述装置包括：
68.第二信号接收模块，用于在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束接收所述终端发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
69.第二频谱效率确定模块，用于确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；
70.第二区域确定模块，用于基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；
71.第三波束确定模块，用于在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
72.第四波束确定模块，用于选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
73.可选地，所述第二频谱效率确定模块包括：
74.第二频谱效率确定子模块，用于分别确定所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
75.第二平均频谱效率确定子模块，用于将所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率。
76.可选地，所述第二区域确定模块包括：
77.第二差值确定子模块，用于确定相邻的所述第三点列之间平均频谱效率的差值；
78.第二区域确定子模块，用于将所述差值高的相邻第三点列在所述波束网络中形成的区域作为基站高频谱效率区域。
79.可选地，所述第三波束确定模块包括：
80.第三候选点列确定子模块，用于将所述差值高的相邻第三点列、以及位于所述差值高的相邻第三点列之间的第四点列，作为候选点列；
81.第三候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
82.第三目标通信波束确定子模块，用于将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
83.可选地，所述第四波束确定模块包括：
84.第四第二候选点确定模块，用于在所述基站波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第二候选点；
85.第四候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述第二候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
86.第四目标通信波束确定子模块，用于基于所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第二候选点对应的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
87.本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
88.所述存储器，用于存放计算机程序；
89.所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如本发明实施例所述的方法。
90.本发明实施例还公开了一个或多个计算机可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。
91.本发明实施例包括以下优点：
92.通过本发明实施例在在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。本发明实施例有效降低了波束搜索复杂度，缩短了确定优选通信波束的时间，同时本方案可接近优选系统性能。用户直观体验为始终保持高传输速率，用户感知较高，且基站天线数量越多，本发明实施例可以更加有效地体现出降低波束搜索复杂度的优势，使本发明实施例可以适用于现有的32tr、64tr的基站，以及未来准备应用的256tr的基站上。
附图说明
93.图1是本发明实施例中提供的一种收发机结构示意图；
94.图2是本发明实施例中提供的一种波束搜索方法的步骤流程图；
95.图3是本发明实施例中提供的一种波束网格的示意图；
96.图4是本发明实施例中提供的另一种波束搜索方法的步骤流程图；
97.图5是本发明实施例中提供的另一种波束网格的示意图；
98.图6是本发明实施例中提供的另一种波束搜索方法的步骤流程图；
99.图7是本发明实施例中提供的一种算法搜索复杂度的示意图；
100.图8是本发明实施例中提供的一种性能曲线的示意图；
101.图9是本发明实施例中提供的一种波束搜索系统的结构示意图；
102.图10是本发明实施例中提供的一种波束搜索装置的结构框图；
103.图11是本发明实施例中提供的另一种波束搜索装置的结构框图；
104.图12是本发明实施例中提供的一种电子设备的框图；
105.图13是本发明实施例中提供的一种计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
106.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
107.图1是本发明实施例中提供的一种收发机结构示意图。如图1所示，本发明实施例可以应用于一个收发双方采用部分连接结构的模拟数字混合处理下行单小区系统。在部分连接结构下，每一射频链路并非只与一条天线连接，而是一射频链路可以连接多条天线。发送端基站主要由射频链路后端的数字预编码部分和射频链路前端的模拟预编码部分组成；接收端终端主要由链路前端的模拟合并部分和射频链路后端的数字合并部分组成。基站侧部署了n
bs
根天线，以部分连接的方式连接至m
bs
条射频链路上服务单个终端，每条射频链路上连接n
rf_bs
根天线；接收端部署了n
ms
根天线，以相同的方式连接至m
ms
条射频链路上，每条射频链路上连接n
rf_ms
根天线，在通信时支持传输ns条数据流(ns≥1)。
108.在发送端(基站侧)，维度为ns×
1的复值符号s首先经过维度为m
bs
×ns
的基带(数字)预编码矩阵f
bb
进行数字预编码，再通过维度为n
bs
×mbs
的射频(模拟)预编码矩阵f
rf
进行模拟预编码后即可由n
bs
根天线以波束形式发送。因此，发送端(基站侧)传输的复值信号可由式(1-1)得到：
109.x＝f
rffbbsꢀꢀꢀ
(1-1)
110.其中，发送信号s须满足ρ为平均发送功率。
111.在接收端(终端侧)，n
ms
根天线收到的信号首先通过维度为n
ms
×mms
的射频(模拟)合并器w
rf
进行模拟合并，当接收到的信号通过维度为m
ms
×ns
的基带(数字)合并器w
bb
进行数字合并后即可得到发送端发送的数据。接收到的数据y可由下式给出：
[0112][0113]
其中h是维度为n
ms
×nbs
的信道矩阵，此处定义终端的等效基带信道为n为加性高斯白噪声，服从均值为0、方差为σ2的复高斯分布。
[0114]
在部分连接结构下，f
rf
为一个有着特殊对角矩阵结构的矩阵，具体表达为其中表示基站第i个子阵的非零预编码加权向量。由于模拟预编码器无法调节发送端信号的幅度，受到功率的限制，f
rf
中的每一个
元素须满足且‖
·
‖f为frobenius范数。
[0115]
类似地，其中表示用户第i个子阵的非零合并加权向量。w
rf
中的每一个元素须满足中的每一个元素须满足
[0116]
混合波束成形器由上述基带的数字预编码矩阵f
bb
/合并矩阵w
bb
和射频端的模拟预编码矩阵f
rf
/合并矩阵w
rf
构成。混合波束成形器的设计通常采用“两步走”的思路，即首先根据实际信道h设计发端模拟预编码矩阵f
rf
和收端模拟合并矩阵w
rf
，然后根据等效基带信道设计发端数字预编码矩阵f
bb
和收端数字合并矩阵w
bb
。模拟预编码矩阵f
rf
与合并矩阵w
rf
的设计，通常是采用基于码本的波束搜索方法实现。最简单的方法就是模拟预编码器和合并器分别遍历预定的波束成形码本集合，选择可最大化频谱效率的最佳波束成形向量组合与最佳合并向量组合分别构造模拟预编码矩阵与模拟合并矩阵。本发明采用的波束成形码本集合是离散傅里叶变换(discrete fourier transform,dft)码本，码本中的第m个码字中第n根天线的加权系
·
数q
m,n
由式(1-3)给出：
[0117][0118]
其中m为码字的数量，n为每条射频链路连接的天线数量，码本集合为包含了码本所有码字的集合。基站端的码本共有n
rf_bs
个码字，用户端的码本共有n
rf_ms
个码字。由于数字预编码与合并的方案较多且较为成熟，波束搜索难点在于如何确定模拟预编码与合并矩阵，因此本发明研究的是如何确定模拟波束成形矩阵。
[0119]
参照图2，示出了本发明实施例中提供的一种波束搜索方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
[0120]
步骤201，在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0121]
在需要确定基站和终端之间所使用的波束对时，基站可以向终端发送全向的参考信号。终端可以采用其可用的多个通信波束分别接收参考信号，以便确定具有较高通信频谱效率的通信波束。终端可以配置有多个射频链路，可以依次确定每一射频链路对应使用的通信波束，由此，可以首先在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路。
[0122]
为了提高对具有较高通信频谱效率的通信波束的搜索效率，降低时延，可以基于预设的码本设置一终端波束网格。
[0123]
具体而言，预设的码本中可以记载有若干终端可用的通信波束，可以基于终端预设的码本构建终端波束网格，其可以包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，且终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近。可以在终端波束网
格中选取若干第一点列，该第一点列可以包含以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点。其后可以采用选定的第一点列中的点对应的通信波束接收参考信号。
[0124]
作为本发明的一种具体示例，图3为本发明实施例所示的一种波束网格示意图。其中，第一点列可以以斜线的形式排列。第一点列在波束网格中可以每间隔一斜线选取，从而可以选取得到第一点列s1、s2、s3、s4、s5、以及s6。通过间隔选取第一点列，可以在初次计算通信频谱效率的过程中，可以有效地减少需要计算通信频谱效率的通信波束。在具体实现中，第一点列的选取方式可以根据实际需要确定，例如，间隔一行、列、以及斜线选取，间隔两行、列、以及斜线选取等，本发明对此不做限制。
[0125]
此外，需要说明的是，波束网格中每一个点代表一个方向上的通信波束，图3中的网格只是为了便于展示搜索算法及描述所做的示意图。在现网使用该算法计算时可将通信波束按序号进行逻辑上的排列，例如可按照通信波束序号从图3中的点(1,1)到点(8,8)依次排列。但无论如何排列，此处为通信波束在逻辑上的排列，只是为了便于记录算法的搜索结果及本发明实施例进行展示说明，与用户硬件无关，也无需更改现有硬件，软件升级即可实现该算法，可适用于现网通信当中。在现网使用该算法时，仅需使用不同方向的波束接收参考信号即可。
[0126]
步骤202，确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；
[0127]
其后，为了便于在尽快查找到较优通信频谱效率对应的通信波束在波束网格中所处的位置，可以确定第一点列对应的通信波束的平均频谱效率，从而可以得知第一点列是否整体处于较优通信频谱效率附近区域。
[0128]
步骤203，基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；
[0129]
一般来说，若相邻的第一点列之间平均频谱效率的差值越大，则可以认为第一点列之间的区域可以为频谱效率较高区域。由此，可以基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域。
[0130]
步骤204，在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0131]
在确定终端高频谱效率区域之后，此时可能存在三种情况。第一种为两个第一点列之间至少一个第一点列处于频谱效率较高区域。第二种为两个第一点列之间的中间区域中的点对应的通信波束处于频谱效率较高区域。第三种为两个第一点列以及两个第一点列之间的中间区域皆处于频谱效率较高区域。
[0132]
由此，可以在终端高频谱效率区域中再次确定不同点对应的通信波束的通信频谱效率，并将该范围中通信频谱效率较高的点对应的通信波束，作为待选射频链路对应的目标通信波束。
[0133]
步骤205，选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0134]
在待选射频链路对应的目标通信波束之后，在多个射频链路皆采用相近方向的通信波束进行通信的情况下，终端在该方向上的通信效果可以获得有效增强，由此，在确定一终端射频链路对应的目标通信波束后，即可以查找与该目标通信波束方向相近的通信波束，作为其他终端射频链路对应的目标通信波束，从而可以有效降低了波束搜索复杂度。在
确定每一射频链路对应的通信波束之后，即可以得知终端的模拟合并矩阵w
rf
中wi元素对应的向量，从而可以确定终端的模拟合并矩阵w
rf
。
[0135]
通过本发明实施例在在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。本发明实施例有效降低了波束搜索复杂度，缩短了确定优选通信波束的时间，同时本方案可接近优选系统性能。用户直观体验为始终保持高传输速率，用户感知较高，且基站天线数量越多，本发明实施例可以更加有效地体现出降低波束搜索复杂度的优势，使本发明实施例可以适用于现有的32tr、64tr的基站，以及未来准备应用的256tr的基站上。
[0136]
参照图4，示出了本发明实施例中提供的一种波束搜索方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
[0137]
步骤401，在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0138]
在需要确定基站和终端之间所使用的波束对时，基站可以向终端发送全向的参考信号。终端可以采用其可用的多个通信波束分别接收参考信号，以便确定具有较高通信频谱效率的通信波束。为了提高对具有较高通信频谱效率的通信波束的搜索效率，降低时延，可以基于预设的码本设置一终端波束网格。预设的码本中可以记载有若干终端可用的通信波束，可以基于终端预设的码本构建终端波束网格，其可以包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，且终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近。可以在终端波束网格中选取若干第一点列，该第一点列可以包含以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点。其后可以采用选定的第一点列中的点对应的通信波束接收参考信号。
[0139]
步骤402，分别确定所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0140]
为了便于在尽快查找到较优通信频谱效率对应的通信波束在波束网格中所处的位置，可以确定第一点列对应的通信波束的频谱效率和，从而可以得知第一点列是否整体处于较优通信频谱效率附近区域。由此，可以首先分别确定所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率。
[0141]
在具体实现中，每一点对应的通信波束的通信频谱效率可以采用式(1-4)进行计算：
[0142]
[0143]
其中，ρ为接收信号功率，σ2为噪声功率。
[0144]
步骤403，将所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0145]
在确定第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率之后，可以计算第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0146]
步骤404，基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；
[0147]
在本发明的一种实施例中，所述基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域的步骤，包括：
[0148]
s11，确定相邻的所述第一点列之间平均频谱效率的差值；
[0149]
s12，将所述差值高的相邻第一点列在所述波束网络中形成的区域作为终端高频谱效率区域。
[0150]
一般来说，若相邻的第一点列之间平均频谱效率的差值越大，则可以认为第一点列之间的区域可以为频谱效率较高区域。由此，可以首先计算相邻的第一点列之间平均频谱效率的差值，若相邻的第一点列之间的平均频谱效率的差值，则可以认为相邻的第一点列周围存在通信频谱效率较高的通信波束对应的点，从而可以将差值高的相邻第一点列在所述波束网络中形成的区域作为终端高频谱效率区域。
[0151]
作为本发明的一种具体示例，首先可以计算第一点列s1、s2、s3、s4、s5、以及s6各自的平均频谱效率。其后，可以计算相邻的所述第一点列之间平均频谱效率的差值，即计算第一点列s1与s2之间、s2与s3之间、s3与s4之间、s4与s5之间、s5与s6之间平均频谱效率的差值。此时，若第一点列s5与s6之间平均频谱效率的差值最大，则可以将第一点列s5与s6形成的区域作为终端高频谱效率区域。该终端高频谱效率区域可以包含点列s5、s6、以及s7。
[0152]
步骤405，在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0153]
在确定终端高频谱效率区域之后，此时可能存在三种情况。第一种为两个第一点列之间至少一个第一点列处于频谱效率较高区域。第二种为两个第一点列之间的中间区域中的点对应的通信波束处于频谱效率较高区域。第三种为两个第一点列以及两个第一点列之间的中间区域皆处于频谱效率较高区域。由此，可以在终端高频谱效率区域中再次确定不同点对应的通信波束的通信频谱效率，并将该范围中通信频谱效率较高的点对应的通信波束，作为待选射频链路对应的目标通信波束。
[0154]
在本发明的一种实施例中，所述在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0155]
s21，将所述差值高的相邻第一点列、以及位于所述差值高的相邻第一点列之间的第二点列，作为候选点列；
[0156]
s22，分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
[0157]
s23，将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
[0158]
具体而言，由于第一点列在选取过程中，中间可以存在未被选为第一点列的其他点列，从而差值高的相邻第一点列之间可以存在其他点列，可以将差值高的相邻第一点列之间的点列作为第二点列。如图3中第一点列s5、s6之间可以存在第二点列s7。此时由于通信频谱效率最高的点也可以存在于第二点列上，可以将所述差值高的相邻第一点列、以及位于所述差值高的相邻第一点列之间的第二点列，作为候选点列。
[0159]
其后，可以分别采用第一点列以及第二点列中的点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号。此时由于终端高频谱效率区域中可以存在如第一点列中的点在先已经确定通信频谱效率，可以无需所有终端高频谱效率区域中的点对应的通信波束皆确定通信频谱效率，从而可以只对终端高频谱效率区域中未计算通信频谱效率的通信波束进行分析，如第二点列中的点对应的通信波束进行分析。
[0160]
在确定终端高频谱效率区域中所有点对应的通信频谱效率之后，可以将通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，如通信频谱效率最高的的通信波束，作为待选通信链路对应的目标通信波束。
[0161]
步骤406，选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0162]
在待选射频链路对应的目标通信波束之后，在多个射频链路皆采用相近方向的通信波束进行通信的情况下，终端在该方向上的通信效果可以获得有效增强，由此，在确定一终端射频链路对应的目标通信波束后，即可以查找与该目标通信波束方向相近的通信波束，作为其他终端射频链路对应的目标通信波束，从而可以有效降低了波束搜索复杂度。
[0163]
所述选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0164]
s31，在所述终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第一候选点；
[0165]
s32，分别采用所述第一候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0166]
s33，基于所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第一候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0167]
具体而言，由于终端波束网格中位置相近的点对应的通信波束方向相近，为了使终端可以获得更好的通信效果，可以将与所述待选终端射频链路对应的目标通信波束方向相近的通信波束，作为剩余的终端射频链路对应的目标通信波束。由此，可以在终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第一候选点。
[0168]
其后，可以分别采用所述第一候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率。此时由于确定待选终端射频链路对应的通信波束的过程中，存在如第一点列、第二点列中的点对应的通信波束在先已经确定通信频谱效率，可以无需所有第一候选点对应的通信波束皆确定通信频谱效率，从而可以只对第一候选点中未计算通信频谱效率的通信波束进行分析。
[0169]
在确定第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率之后，即可以优先选取通信频谱效率高的第一候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中待选终端射频链路
之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0170]
图5是本发明实施例的另一种波束网格的示意图。在第一条射频链路确定最佳通信波束后，后续其他链路在该最佳波束周围进行搜索。如图5所示，假设第一条射频链路确定的最佳通信波束为d1，则第二条射频链路在图5中中心点的对应波束位置周围进行搜索，即搜索d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、以及d9，选择频谱效率最高的波束用于后续通信。
[0171]
通过本发明实施例在在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。本发明实施例有效降低了波束搜索复杂度，缩短了确定优选通信波束的时间，同时本方案可接近优选系统性能。用户直观体验为始终保持高传输速率，用户感知较高，且基站天线数量越多，本发明实施例可以更加有效地体现出降低波束搜索复杂度的优势，使本发明实施例可以适用于现有的32tr、64tr的基站，以及未来准备应用的256tr的基站上。
[0172]
参照图6，示出了本发明实施例中提供的一种波束搜索方法的步骤流程图，其应用于基站，所述基站与终端通信连接，所述基站部署有若干基站射频链路，每一所述基站射频链路连接有若干基站天线，具体可以包括如下步骤：
[0173]
步骤601在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束接收所述终端发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0174]
终端在确定每一通信链路所要使用的目标通信波束之后。终端可以向基站发送参考信号。此时基站可以确定其向该终端发送数据所要使用的通信波束。由此基站可以采用其可用的多个通信波束分别接收参考信号，以便确定具有较高通信频谱效率的通信波束。基站可以配置有多个射频链路，可以依次确定每一射频链路对应使用的通信波束，由此，可以首先在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路。
[0175]
为了提高对具有较高通信频谱效率的通信波束的搜索效率，降低时延，可以基于预设的码本设置一基站波束网格。
[0176]
具体而言，预设的码本中可以记载有若干基站可用的通信波束，可以基于基站预设的码本构建基站波束网格，其可以包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，且基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近。可以在基站波束网格中选取若干第三点列，该第三点列可以包含以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点。其后可以采用选定的第三点列中的点对应的通信波束接收参考信号。
[0177]
步骤602，确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；
[0178]
其后，为了便于在尽快查找到较优通信频谱效率对应的通信波束在波束网格中所处的位置，可以确定第三点列对应的通信波束的平均频谱效率，从而可以得知第三点列是
否整体处于较优通信频谱效率附近区域。
[0179]
步骤603，基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；
[0180]
一般来说，若相邻的第三点列之间平均频谱效率的差值越大，则可以认为第三点列之间的区域可以为频谱效率较高区域。由此，可以基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域。
[0181]
步骤604，在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0182]
在确定基站高频谱效率区域之后，此时可能存在三种情况。第一种为两个第三点列之间至少一个第三点列处于频谱效率较高区域。第二种为两个第三点列之间的中间区域中的点对应的通信波束处于频谱效率较高区域。第三种为两个第三点列以及两个第三点列之间的中间区域皆处于频谱效率较高区域。
[0183]
由此，可以在基站高频谱效率区域中再次确定不同点对应的通信波束的通信频谱效率，并将该范围中通信频谱效率较高的点对应的通信波束，作为待选射频链路对应的目标通信波束。
[0184]
步骤605，选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0185]
在待选射频链路对应的目标通信波束之后，在多个射频链路皆采用相近方向的通信波束进行通信的情况下，基站在该方向上的通信效果可以获得有效增强，由此，在确定一基站射频链路对应的目标通信波束后，即可以查找与该目标通信波束方向相近的通信波束，作为其他基站射频链路对应的目标通信波束，从而可以有效降低了波束搜索复杂度。在确定每一射频链路对应的通信波束之后，即可以得知基站的模拟预编码矩阵f
rf
中fi元素对应的向量，从而可以确定基站的模拟预编码矩阵f
rf
。
[0186]
可选地，所述确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率的步骤，包括：分别确定所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；将所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0187]
为了便于在尽快查找到较优通信频谱效率对应的通信波束在波束网格中所处的位置，可以确定第三点列对应的通信波束的频谱效率和，从而可以得知第三点列是否整体处于较优通信频谱效率附近区域。由此，可以首先分别确定所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率。
[0188]
在确定第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率之后，可以计算第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0189]
可选地，所述基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域的步骤，包括：确定相邻的所述第三点列之间平均频谱效率的差值；将所述差值高的相邻第三点列在所述波束网络中形成的区域作为基站高频谱效率区域。
[0190]
一般来说，若相邻的第三点列之间平均频谱效率的差值越大，则可以认为第三点
列之间的区域可以为频谱效率较高区域。由此，可以首先计算相邻的第三点列之间平均频谱效率的差值，若相邻的第三点列之间的平均频谱效率的差值，则可以认为相邻的第三点列周围存在通信频谱效率较高的通信波束对应的点，从而可以将差值高的相邻第三点列在所述波束网络中形成的区域作为基站高频谱效率区域。
[0191]
可选地，所述在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：将所述差值高的相邻第三点列、以及位于所述差值高的相邻第三点列之间的第四点列，作为候选点列；分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
[0192]
具体而言，由于第三点列在选取过程中，中间可以存在未被选为第三点列的其他点列，从而差值高的相邻第三点列之间可以存在其他点列，可以将差值高的相邻第三点列之间的点列作为第四点列。
[0193]
其后，可以分别采用第三点列以及第四点列中的点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号。此时由于基站高频谱效率区域中可以存在如第三点列中的点在先已经确定通信频谱效率，可以无需所有基站高频谱效率区域中的点对应的通信波束皆确定通信频谱效率，从而可以只对基站高频谱效率区域中未计算通信频谱效率的通信波束进行分析，如第四点列中的点对应的通信波束进行分析。
[0194]
在确定基站高频谱效率区域中所有点对应的通信频谱效率之后，可以将通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，如通信频谱效率最高的的通信波束，作为待选通信链路对应的目标通信波束。
[0195]
可选地，所述选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0196]
在所述基站波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为候选点；
[0197]
分别采用所述候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0198]
基于所述候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干候选点对应的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0199]
具体而言，由于终端波束网格中位置相近的点对应的通信波束方向相近，为了使终端可以获得更好的通信效果，可以将与所述待选终端射频链路对应的目标通信波束方向相近的通信波束，作为剩余的终端射频链路对应的目标通信波束。由此，可以在终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第二候选点。
[0200]
其后，可以分别采用所述第二候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率。此时由于确定待选终端射频链路对应的通信波束的过程中，存在如第三点列、第四点列中的点对应的通信波束在先已经确定通信频谱效率，可以无需所有第二候选点对应的通信波束皆确定通信频谱效率，从而可以只对第二候选点中未计算通信频谱效率的通信波束进行分析。
[0201]
在确定第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率之后，即可以优先选取通信频谱效率高的第二候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0202]
由于基站确定每一通信链路的目标通信波束的技术方案与终端确定每一通信链路的目标通信波束的技术方案的技术方案相似，未详细说明之处，可参考终端确定每一通信链路的目标通信波束的技术方案的说明。
[0203]
本发明给出了实际仿真中的算法复杂度。图7展示了该算法与遍历搜索算法的搜索次数，为了避免随机性的影响，该搜索次数为独立搜索1000次的搜索次数取平均值，每一次独立搜索的搜索次数均为从初始搜索开始计算，每搜索一次波束则搜索次数加一，一直搜索到最佳波束为止停止记录搜索次数并保存下来，此次搜索算作独立搜索一次。按照上述方法记录独立搜索1000次的搜索次数取平均值，即可得到图7中的算法搜索复杂度。
[0204]
本次仿真考虑的是超大规模mimo场景，基站部署了256根天线，共4条射频链路，每条射频链路连接64根天线；用户部署32根天线，共2条射频链路，每条射频链路连接16根天线。图中遍历搜索的复杂度为其中n
rf_bs
为64、m
bs
为4、n
rf_ms
为16、m
ms
为16，搜索次数为4294967296次。由于数字过大，matlab采用科学计数法时没有保留全部的小数，因此图中显示搜索次数为4294970000。反观本发明实施例的技术方案即空间差值法的搜索次数，仅为59次，且由于遍历搜索复杂度与空间差值法的算法复杂度相差过大，因此在图中几乎看不到空间差值法的算法复杂度柱形图。可明显看出，相比于采用性能最优的遍历搜索方案，采用空间差值法的波束搜索方案复杂度降低了99.9999％，方案在复杂度上有明显优势。
[0205]
在上述算法复杂度的计算中，终端考虑的是32tr，此处终端包括但不限于b5g、6g时代的手机，也可能是其他任何无线设备。在基站侧采用256 tr不变的情况下，即使考虑终端仅部署8tr的场景，本算法仍可降低99.9999％的搜索复杂度(遍历搜索的搜索复杂度数量级主要由基站侧搜索复杂度决定，在终端侧部署天线较少时不会产生较大影响)，具有较大优势。
[0206]
图8为采用本发明方案的性能曲线，从图中可以看出，采用本发明方案可以在波束搜索复杂度较低的前提下接近最优系统性能。
[0207]
参照图9，示出了本发明实施例中提供的一种波束搜索系统的结构示意图，所述波束搜索系统900包括终端901以及基站902；所述基站902与所述终端901通信连接；所述基站902部署有若干基站射频链路，每一所述基站射频链路连接有若干基站天线，所述终端901部署有若干终端射频链路，每一所述终端射频链路连接有若干终端天线；
[0208]
所述终端901用于在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，
作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束；
[0209]
所述基站902用于在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束接收所述终端采用目标通信波束发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0210]
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
[0211]
参照图10，示出了本发明实施例中提供的一种波束搜索装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
[0212]
第一信号接收模块1001，用于在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0213]
第一频谱效率确定模块1002，用于确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；
[0214]
第一区域确定模块1003，用于基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；
[0215]
第一波束确定模块1004，用于在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0216]
第二波束确定模块1005，用于选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0217]
可选地，所述第一频谱效率确定模块步骤，包括：
[0218]
第一频谱效率确定子模块，用于分别确定所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0219]
第一平均频谱效率确定子模块，用于将所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0220]
可选地，所述第一区域确定模块包括：
[0221]
第一差值确定子模块，用于确定相邻的所述第一点列之间平均频谱效率的差值；
[0222]
第一区域确定子模块，用于将所述差值高的相邻第一点列在所述波束网络中形成的区域作为终端高频谱效率区域。
[0223]
可选地，所述第一波束确定模块包括：
[0224]
第一第一候选点列确定子模块，用于将所述差值高的相邻第一点列、以及位于所述差值高的相邻第一点列之间的第二点列，作为第一候选点列；
[0225]
第一候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述第一候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第一候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
[0226]
第一目标通信波束确定子模块，用于将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
[0227]
可选地，所述第二波束确定模块包括：
[0228]
第二候选点确定模块，用于在所述终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为候选点；
[0229]
第二候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0230]
第二目标通信波束确定子模块，用于基于所述候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0231]
参照图11，示出了本发明实施例中提供的一种波束搜索装置的结构框图，其应用于基站，所述基站与终端通信连接，所述基站部署有若干基站射频链路，每一所述基站射频链路连接有若干基站天线，所述装置包括：
[0232]
第二信号接收模块1101，用于在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束接收所述终端发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0233]
第二频谱效率确定模块1102，用于确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；
[0234]
第二区域确定模块1103，用于基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；
[0235]
第三波束确定模块1104，用于在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0236]
第四波束确定模块1105，用于选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0237]
可选地，所述第二频谱效率确定模块包括：
[0238]
第二频谱效率确定子模块，用于分别确定所述第三点列中每一点对应的通信波束
的通信频谱效率；
[0239]
第二平均频谱效率确定子模块，用于将所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0240]
可选地，所述第二区域确定模块包括：
[0241]
第二差值确定子模块，用于确定相邻的所述第三点列之间平均频谱效率的差值；
[0242]
第二区域确定子模块，用于将所述差值高的相邻第三点列在所述波束网络中形成的区域作为基站高频谱效率区域。
[0243]
可选地，所述第三波束确定模块包括：
[0244]
第三第二候选点列确定子模块，用于将所述差值高的相邻第三点列、以及位于所述差值高的相邻第三点列之间的第四点列，作为第二候选点列；
[0245]
第三候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述第二候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第二候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
[0246]
第三目标通信波束确定子模块，用于将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
[0247]
可选地，所述第四波束确定模块包括：
[0248]
第四第二候选点确定模块，用于在所述基站波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第二候选点；
[0249]
第四候选频谱效率确定子模块，用于分别采用所述第二候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0250]
第四目标通信波束确定子模块，用于基于所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第二候选点对应的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0251]
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0252]
另外，本发明实施例还提供一种电子设备，如图12所示，包括处理器1201、通信接口1202、存储器1203和通信总线1204，其中，处理器1201，通信接口1202，存储器1203通过通信总线1204完成相互间的通信，
[0253]
存储器1203，用于存放计算机程序；
[0254]
处理器1201，用于执行存储器1203上所存放的程序时，实现如下步骤：
[0255]
在若干终端射频链路中选取一终端射频链路作为待选终端射频链路，采用在预设的终端波束网格中选取若干第一点列，采用所述第一点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号；其中，所述终端波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述终端波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第一点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0256]
确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率；
[0257]
基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域；
[0258]
在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0259]
选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0260]
可选地，所述确定所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率的步骤，包括：
[0261]
分别确定所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0262]
将所述第一点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第一点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0263]
可选地，所述基于所述第一点列之间平均频谱效率的差值，在所述终端波束网格中确定终端高频谱效率区域的步骤，包括：
[0264]
确定相邻的所述第一点列之间平均频谱效率的差值；
[0265]
将所述差值高的相邻第一点列在所述波束网络中形成的区域作为终端高频谱效率区域。
[0266]
可选地，所述在所述终端高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0267]
将所述差值高的相邻第一点列、以及位于所述差值高的相邻第一点列之间的第二点列，作为候选点列；
[0268]
分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
[0269]
将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
[0270]
可选地，所述选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0271]
在所述终端波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第一候选点；
[0272]
分别采用所述第一候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0273]
基于所述第一候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第一候选点对应的通信波束，作为所述若干终端射频链路中所述待选终端射频链路之外其他终端射频链路对应的目标通信波束。
[0274]
处理器1201还用于实现如下步骤：
[0275]
在若干基站射频链路中选取一基站射频链路作为待选基站射频链路，采用在预设的基站波束网格中选取若干第三点列，采用所述第三点列对应的通信波束接收所述终端发送的参考信号；其中，所述基站波束网格中包括若干行列形式排列的点，每一点对应一方向上通信波束，所述基站波束网格中位置相近的点所对应的通信波束方向相近；所述第三点列包含若干以行、列、以及斜线形式中一种形式排列的点；
[0276]
确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率；
[0277]
基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域；
[0278]
在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束；
[0279]
选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0280]
可选地，所述确定所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率的步骤，包括：
[0281]
分别确定所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0282]
将所述第三点列中每一点对应的通信波束的通信频谱效率的平均值，作为所述第三点列对应的通信波束的平均频谱效率。
[0283]
可选地，所述基于所述第三点列之间平均频谱效率的差值，在所述基站波束网格中确定基站高频谱效率区域的步骤，包括：
[0284]
确定相邻的所述第三点列之间平均频谱效率的差值；
[0285]
将所述差值高的相邻第三点列在所述波束网络中形成的区域作为基站高频谱效率区域。
[0286]
可选地，所述在所述基站高频谱效率区域中确定所述待选射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0287]
将所述差值高的相邻第三点列、以及位于所述差值高的相邻第三点列之间的第四点列，作为候选点列；
[0288]
分别采用所述候选点列对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述候选点列对应的通信波束的通信频谱效率；
[0289]
将所述通信频谱效率高于其他通信波束对应通信频谱效率的通信波束，作为所述待选射频链路对应的目标通信波束。
[0290]
可选地，所述选取与所述目标通信波束方向相近的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束的步骤，包括：
[0291]
在所述基站波束网格中，确定与所述目标通信波束对应点相邻的点，作为第二候选点；
[0292]
分别采用所述第二候选点对应的通信波束接收所述基站全向发送的参考信号，确定所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率；
[0293]
基于所述第二候选点对应的通信波束的通信频谱效率，选取若干第二候选点对应的通信波束，作为所述若干基站射频链路中所述待选基站射频链路之外其他基站射频链路对应的目标通信波束。
[0294]
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0295]
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
[0296]
存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，简称ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
[0297]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器
(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0298]
如图13所示，在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质1301，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所述的波束搜索方法。
[0299]
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所述的波束搜索方法。
[0300]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
[0301]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0302]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0303]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。