波束选择方法、装置、通信设备和存储介质与流程

本技术涉及移动通信，特别是涉及一种波束选择方法、装置、通信设备和存储介质。

背景技术：

1、在第五代(5th generation，简称5g)移动通信技术和未来的第六代(6thgeneration，简称6g)移动通信技术中，毫米波通信系统作为提供丰富可用频谱的解决方案而出现，满足了对爆炸式增长数据流量的关键需求。毫米波通信系统利用大规模天线阵列发送定向波束，以克服毫米波信号的巨大自由空间路径损耗并减少空间干扰。

2、相关技术中用于毫米波通信系统中的波束选择过程包括：基站发送多个探测波束至移动终端，然后将移动终端反馈的多个参考信号接收功率(reference signal receivepower，简称rsrp)输入至预先训练好的神经网络中，得到神经网络输出的波束选择结果。

3、然而，采用上述波束选择方法的准确率较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高准确率的波束选择方法、装置、通信设备和存储介质。

2、第一方面，本技术提供了一种波束选择方法，用于移动通信系统中的基站，包括：

3、获取移动终端与基站之间的相对位置数据；

4、从基站的位置码本包括的多个码本位置数据中确定与相对位置数据对应的第一位置数据，多个码本位置数据是通过对基站的覆盖区域进行划分确定的，位置码本还包括多个码本位置数据分别对应的至少一个码本探测波束，至少一个码本探测波束是通过对码本位置数据对应的未探测rsrp条件状态函数进行最小化处理确定的；

5、根据第一位置数据对应的至少一个码本探测波束，确定至少一个第一探测波束；

6、将至少一个第一探测波束发送至移动终端，并获取移动终端反馈的对应至少一个第一探测波束的至少一个第一探测rsrp值；

7、根据至少一个第一探测rsrp值和相对位置数据，得到目标通信波束，目标通信波束用于基站基于目标通信波束向移动终端发送通信数据。

8、在其中一个实施例中，从基站的位置码本包括的多个码本位置数据中确定与相对位置数据对应的第一位置数据，包括：

9、将多个码本位置数据中与相对位置数据之间距离差值最小的码本位置数据，确定为第一位置数据。

10、在其中一个实施例中，将多个码本位置数据中与相对位置数据之间距离差值最小的码本位置数据，确定为第一位置数据，包括：

11、利用二分查找的方式从多个码本位置数据中确定与相对位置数据距离差值最小的码本位置数据，得到第一位置数据，其中，多个码本位置数据以二叉树的形式存储。

12、在其中一个实施例中，从基站的位置码本包括的多个码本位置数据中确定与相对位置数据对应的第一位置数据，包括：

13、按照多个码本位置数据与相对位置数据之间的距离差值由小到大的顺序，从多个码本位置数据中筛选出至少两个第一位置数据；

14、根据第一位置数据对应的至少一个码本探测波束，确定至少一个第一探测波束，包括：

15、将至少两个第一位置数据分别对应的至少一个码本探测波束进行并集处理，得到至少一个第一探测波束。

16、在其中一个实施例中，根据至少一个第一探测rsrp值，得到目标通信波束，包括：

17、将至少一个第一探测rsrp值和相对位置数据输入至预先训练好的目标均值网络，得到目标均值网络输出的条件均值向量；

18、根据条件均值向量，得到目标通信波束

19、在其中一个实施例中，根据条件均值向量，得到目标通信波束，包括：

20、根据条件均值向量中各元素中值最大的元素对应的波束索引，确定目标通信波束。

21、在其中一个实施例中，根据条件均值向量，得到目标通信波束，包括：

22、按照条件均值向量中各元素取值由大到小的顺序，从各元素中筛选出至少一个第二探测波束；

23、将至少一个第二探测波束发送至移动终端，获取移动终端反馈的对应于至少一个第二探测波束的第二探测rsrp值；

24、根据第二探测rsrp值对条件均值向量进行更新处理，得到波束估计向量；

25、根据波束估计向量中各元素中值最大的元素对应的波束索引，确定目标通信波束。

26、在其中一个实施例中，方法还包括：

27、获取训练数据集，训练数据集包括多个样本位置数据以及各样本位置数据对应的样本rsrp集合；

28、根据训练数据集对初始均值网络进行迭代训练处理，将满足迭代训练结束条件时的中间均值网络确定为目标均值网络；

29、其中，每次迭代训练过程中包括：

30、初始化样本未探测索引集合和样本已探测索引集合

31、从样本未探测集合中确定当前探测次数对应的训练波束索引，并根据训练波束索引对样本未探测索引集合和样本已探测索引集合进行更新处理，得到训练未探测索引集合和训练已探测索引集合；

32、根据训练波束索引、训练未探测索引集合、训练已探测索引集合、样本位置数据以及样本位置数据对应的样本rsrp集合，对初始均值网络和初始方差网络进行最大似然估计训练处理，得到中间均值网络和中间方差网络；

33、根据中间方差网络和样本位置数据，对当前探测次数的rsrp条件状态函数进行最小化求解处理，得到样本当前探测波束，并根据样本当前探测波束更新样本未探测索引集合和样本已探测索引集合；

34、迭代执行上述从样本未探测集合中确定当前探测次数对应的训练波束索引，至得到样本当前探测波束，并根据样本当前探测波束更新样本未探测索引集合和样本已探测索引集合的过程，直到达到预设探测次数，预设探测次数等于码本探测波束的数量。

35、在其中一个实施例中，在根据训练数据集对初始均值网络进行迭代训练处理的过程中，方法还包括：

36、将满足迭代训练结束条件时的各码本位置数据对应的中间探测波束确定为各码本位置数据对应的码本探测波束；

37、其中，每次迭代训练过程中，在得到中间均值网络和中间方差网络之后，还包括：

38、针对每个码本位置数据，根据中间方差网络和码本位置数据，对当前探测次数的rsrp条件状态函数进行最小化求解处理，得到码本位置数据对应的中间探测波束。

39、第二方面，本技术还提供了一种波束选择装置，用于移动通信系统中的基站，包括：

40、位置数据获取模块，用于获取移动终端与基站之间的相对位置数据；

41、第一位置确定模块，用于从基站的位置码本包括的多个码本位置数据中确定与相对位置数据对应的第一位置数据，多个码本位置数据是通过对基站的覆盖区域进行划分确定的，位置码本还包括多个码本位置数据分别对应的至少一个码本探测波束，至少一个码本探测波束是通过对码本位置数据对应的未探测rsrp条件状态函数进行最小化处理确定的；

42、探测波束选择模块，用于根据第一位置数据对应的至少一个码本探测波束，确定至少一个第一探测波束；

43、反馈值获取模块，用于将至少一个第一探测波束发送至移动终端，并获取移动终端反馈的对应至少一个第一探测波束的至少一个第一探测rsrp值；

44、通信波束确定模块，用于根据至少一个第一探测rsrp值和相对位置数据，得到目标通信波束，目标通信波束用于基站基于目标通信波束向移动终端发送通信数据。

45、第三方面，本技术还提供了一种通信设备，用于移动通信系统中的基站，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。

46、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。

47、上述波束选择方法、装置、通信设备和存储介质，用于移动通信系统中的基站，通过获取移动终端与基站之间的相对位置数据；从基站的位置码本包括的多个码本位置数据中确定与相对位置数据对应的第一位置数据，多个码本位置数据是通过对基站的覆盖区域进行划分确定的，位置码本还包括多个码本位置数据分别对应的至少一个码本探测波束，至少一个码本探测波束是通过对码本位置数据对应的未探测rsrp条件状态函数进行最小化处理确定的；根据第一位置数据对应的至少一个码本探测波束，确定至少一个第一探测波束；将至少一个第一探测波束发送至移动终端，并获取移动终端反馈的对应于至少一个第一探测波束的至少一个第一探测rsrp值；根据至少一个第一探测rsrp值和相对位置数据，得到目标通信波束，目标通信波束用于基站基于目标通信波束向移动终端发送通信数据；这样，在对移动终端进行波束探测时，基于移动终端的相对位置数据，从该基站对应的位置码本中选取与相对位置数据对应的且未探测rsrp条件状态不确定性最小的探测波束作为第一探测波束，避免传统技术中从固定的波束码本中随机选取探测波束，没有考虑到移动终端与基站之间的位置关系，也没有考虑到未探测rsrp条件状态不确定性对探测波束的影响，导致通信波束选择的准确率较低的问题，本实施例的波束选择方法得到的目标通信波束是移动终端对应top-1波束的概率，相较于传统技术中从固定的波束码本中随机选取探测波束的方法，提高了波束选择结果是top-1波束的准确率。其中，top-1波束准确率是指实验中最优通信波束是预测得到的目标通信波束的比率。