專利名稱：波束搜索處理方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種波束搜索處理方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著多媒體應(yīng)用的發(fā)展，無線通信應(yīng)用對傳輸速率和信號帶寬的需求與日俱增， 在線視頻流業(yè)務(wù)等高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笾饾u凸顯，相應(yīng)的無線個人通信網(wǎng)絡(luò)(Wireless Personal Area Networks,WPAN)也對數(shù)據(jù)傳輸率及信號帶寬提出更高要求。目前來看，移動網(wǎng)絡(luò)及無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)所致力的百兆傳輸速率已然難以滿足應(yīng)用需求；另一方面已存在的諸多無線通信業(yè)務(wù)例如寬帶移動通信、衛(wèi)星導(dǎo)航通信、局域網(wǎng)及城域網(wǎng)等，使寶貴的頻譜資源日趨枯竭，尋找新的具有良好傳輸特性的通信頻段也成為當前急需解決的問題。因而能實現(xiàn)(^bps甚至數(shù)(^bps傳輸速率的60GHz無線通信成為無線通信領(lǐng)域研究的新熱點。60GHz無線通信屬毫米波通信范疇，毫米波通常指波長為1-10毫米的電磁波，其對應(yīng)的頻率范圍為30GHz-300GHz，在通信、雷達、導(dǎo)航、遙感、射電天文等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，60GHz通信具有以下優(yōu)點通信量大，具有超過5GHz的免許可帶寬；方向性好，安全保密性強，常適用于點到點的短距離通信；傳輸質(zhì)量高，可進行全天候通信；具有良好的國際通用性和免許可特性。60GHz天線能夠集成多天線技術(shù)并實現(xiàn)波束賦形，波束賦形技術(shù)要求通信雙方依據(jù)信道狀態(tài)信息(Channel State ^formation，CSI)動態(tài)地更新天線權(quán)值向量(Antenna Weighting Vector, AWA)，實現(xiàn)最優(yōu)方向的波束調(diào)整(Beam Steering)。在給定波束模式集的前提下，波束賦形則化為尋找最佳波束對(Beam I^ir)，以使通信鏈路達到最佳?，F(xiàn)有技術(shù)中IEEE 802. 153c標準和IEEE 802. Ilad標準均提出了相應(yīng)的波束搜索算法，在碼本空間的基礎(chǔ)上尋找最佳通信波束編號。在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題現(xiàn)有的波束搜索算法主要基于遍歷搜索，其搜索復(fù)雜度高，波束對準所需要的搜索時間難以忍受，嚴重限制了波束賦形在60GHz應(yīng)用中的性能，主要存在以下幾點不足盲目性波束搜索過程中， 通信雙方并沒有一個明確搜索目標，只能通過一次窮盡搜索后才發(fā)現(xiàn)最優(yōu)解；冗余性搜索過程存在極大冗余性，諸多波束編號的搜索對最優(yōu)解的發(fā)現(xiàn)并無實際有益的作用；缺乏協(xié)同接收端與發(fā)送端之間缺乏必要的協(xié)同，搜索效率必然受到極大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種波束搜索處理方法，包括請求端接收響應(yīng)端以天線數(shù)目21所發(fā)射的第一信號，i為自然數(shù)，確定所述第一信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第一波束對作為當前波束對；重復(fù)執(zhí)行第一搜索，如果i達到或大于預(yù)定的搜索次數(shù)則終止所述第一搜索，并將所述當前波束對作為初始解；所述第一搜索包括所述請求端與所述響應(yīng)端同步更新i的數(shù)值，接收所述響應(yīng)端以更新后的天線數(shù)目21所發(fā)射的第二信號，根據(jù)所述當前波束對確定所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對，更新所述當前波束對為所述第二波束對；所述請求端重復(fù)執(zhí)行第二搜索，如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第二搜索，將所述初始解作為最優(yōu)波束對并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端；所述第二搜索包括所述請求端和所述響應(yīng)端將天線數(shù)目更新為各自的最大天線數(shù)目；所述請求端接收所述響應(yīng)端發(fā)射的信號，并根據(jù)所述初始解，基于預(yù)定算法確定下一次搜索的波束對，基于所述下一次搜索的波束對生成一指示，通知所述響應(yīng)端根據(jù)所述指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束，并更新所述初始解為所述下一次搜索的波束對。本發(fā)明實施例提供一種波束搜索處理裝置，包括第一搜索模塊，用于接收響應(yīng)端以天線數(shù)目21所發(fā)射的第一信號，i為自然數(shù)，確定所述第一信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第一波束對作為當前波束對；重復(fù)執(zhí)行第一搜索，如果i達到或大于預(yù)定的搜索次數(shù)則終止所述第一搜索，并將所述當前波束對作為初始解；所述第一搜索包括所述請求端與所述響應(yīng)端同步更新i的數(shù)值，接收所述響應(yīng)端以更新后的天線數(shù)目21所發(fā)射的第二信號，根據(jù)所述當前波束對確定所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對，更新所述當前波束對為所述第二波束對；第二搜索模塊，用于重復(fù)執(zhí)行第二搜索，如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第二搜索，將所述初始解作為最優(yōu)波束對并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端；所述第二搜索包括所述請求端和所述響應(yīng)端將天線數(shù)目更新為各自的最大天線數(shù)目；所述請求端接收所述響應(yīng)端發(fā)射的信號，并根據(jù)所述初始解，基于預(yù)定算法確定下一次搜索的波束對，基于所述下一次搜索的波束對生成一指示，通知所述響應(yīng)端根據(jù)所述指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束，并更新所述初始解為所述下一次搜索的波束對。本發(fā)明實施例提供一種波束搜索處理系統(tǒng)，包括用于進行波束搜索的請求端和用于發(fā)射信號的響應(yīng)端，其中，所述請求端包括上述的波束搜索處理裝置。本發(fā)明實施例提供的波束搜索處理方法、裝置和系統(tǒng)，通過粗略搜索和精細搜索兩階段，將波束搜索抽象成為一個尋找全局最優(yōu)解的問題，實現(xiàn)了通信雙方的協(xié)調(diào)搜索，具備良好的搜索性能，可顯著提升波束搜索的效率，縮短波束搜索所需的時間和功耗。


圖1為本發(fā)明一實施例波束搜索處理方法流程圖；圖2為本發(fā)明另一實施例波束搜索處理方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例中仿真采用的波束模式示意圖；圖4為本發(fā)明實施例波束搜索算法的目標函數(shù)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例中Resenbrock算法的搜索軌跡示意圖；圖6為本發(fā)明一仿真實施例不同實現(xiàn)下目標最優(yōu)功率與實際搜索功率值示意圖；圖7為本發(fā)明一仿真實施例不同實現(xiàn)下的搜索次數(shù)示意圖；圖8為本發(fā)明另一仿真實施例不同實現(xiàn)下目標最優(yōu)功率與實際搜索功率值示意圖；圖9為本發(fā)明另一仿真實施例不同實現(xiàn)下的搜索次數(shù)示意圖；圖10為本發(fā)明實施例Resenbrock搜索算法復(fù)雜度示意圖11為本發(fā)明一實施例波束搜索處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明實施例波束搜索處理系統(tǒng)組成示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。由于60GHz無線通信能夠?qū)崿F(xiàn)(ibps甚至數(shù)(ibps傳輸速率，因此成為無線通信領(lǐng)域研究的新課題。提高波束對準過程的效率，不僅能節(jié)省大量發(fā)射功率，為實現(xiàn)低功耗設(shè)備提供必要前提；同時，縮短搜索時間亦可極大減小設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的時間延時，這一方面可方便開發(fā)實時傳輸業(yè)務(wù)，提高用戶體驗，另一方面也可提高網(wǎng)絡(luò)通信容量。綜上，高效的波束搜索算法對于60GHz通信系統(tǒng)具有重要的意義。為了滿足上述需求，本發(fā)明各實施例提出了一種基于模式搜索思想的新穎波束搜索方案，尤其適用于大碼本空間情形下的波束對準，算法實現(xiàn)簡單，搜索效率顯著提高，適宜于低功耗、低復(fù)雜度60GHz毫米波通信設(shè)備?？紤]到當接收端波束與發(fā)射端波束在二維平面上嚴格對準時，接收信號功率將達最大值。因而，本發(fā)明實施例中可以將接收端-發(fā)射端波束編號(P，q)建立二維搜索平面， 則波束搜索的目標即為尋找使接收信號功率最大化所對應(yīng)波束對，即2維平面優(yōu)化搜索問題。通常情況下，利用目標函數(shù)梯度信息可充分提高搜索效率。但對與上述建模成的最佳波束對搜索問題而言，可能存在兩個需要考慮的因素一是接收信號功率值解析解與天線陣擺放角度(姿態(tài))有關(guān)，實際中無法準確獲知；二是實際應(yīng)用中的目標函數(shù)存在局部最優(yōu)解與鞍點，使算法容易陷入局部解。本發(fā)明實施例可以通過一種次優(yōu)搜索方式例如 Resenbrock等優(yōu)化算法，作為一種無導(dǎo)數(shù)信息情況下的高效模式搜索算法，它在無需獲知搜索目標函數(shù)導(dǎo)數(shù)解析值情況下，能高效實現(xiàn)最佳波束對的尋找。若將天線數(shù)目(即天線陣元數(shù))設(shè)置為32，而波束數(shù)目為64，則從100次的獨立波束搜索實驗來看，由于目標函數(shù)存在諸多局部解，因而直接采用Resenbrock算法并不能保證每次均可發(fā)現(xiàn)最優(yōu)波束對；從多次仿真來看，其搜索成功概率約為32%，平均次數(shù)約為25。因此，本發(fā)明各實施例在采用例如Resenbrock等優(yōu)化算法尋找最佳波束對之前，可以預(yù)先進行若干次的波束粗略搜索，從而為Resenbrock搜索算法提供良好的初始搜索點， 以避免算法陷入局部最小值，提高波束搜索效率。本發(fā)明實施例中波束粗略搜索階段需具備以下兩個要求一是作為一種以初始化為目標的預(yù)搜索算法，其復(fù)雜度不宜過高；二是粗略搜索完成后，所提供的初始點距離最優(yōu)目標值不是很遠，以有效地避免陷入局部最優(yōu)解。對通常波束賦形算法而言，顯然具有以下特性天線數(shù)目為2M所對應(yīng)的最優(yōu)波束位于天線數(shù)目為2(M-1)所對應(yīng)最優(yōu)波束主瓣范圍內(nèi)，本發(fā)明實施例便是利用上述特性進行粗略搜索。例如可以先將有效天線數(shù)目設(shè)置為4根，其最優(yōu)波束位置可通過少數(shù)次搜索獲得；再將有效天線數(shù)目設(shè)置為8根，其最優(yōu)波束位置即可由4根天線的最優(yōu)解出發(fā)，少數(shù)次搜索獲得。一般而言，通過上述2-3次粗略可以減少Resenbrock算法的初始解與最優(yōu)解
6之間距離，減少陷入局部最優(yōu)解的概率，從而提高搜索成功率，甚至可以達到100%。上述的天線陣元數(shù)目為2M所對應(yīng)的最優(yōu)波束位于天線陣元數(shù)目為2(M_1)所對應(yīng)最優(yōu)波束主瓣范圍內(nèi)的推論主要依據(jù)在于，當天線數(shù)目增加一倍時，其有效波束寬度(波束增益最大方向與鄰近波束增益為0的角度之間的距離)縮減一半。相應(yīng)地從一維來看， 當陣元數(shù)目為2M時，有可能取得最優(yōu)波束j應(yīng)存在于陣元數(shù)目為2 (M-I)的波束編號i的鄰域內(nèi)，即j可能的取值集合為U+l，i_l}。將上述推論拓展至由待搜索的2-D搜索平面，若當前細化到的波束對編號為(P， q)，相應(yīng)的天線數(shù)目為2 (M-I)；天線數(shù)目為2M時的可能最優(yōu)波束對取值集合為{(p+l，q)， (p+l，q+l)，(p，q+l)，(p_l，q+l)，(p_l，q)，(p_l，q_l)，(p，q_l)，(p+l，q_l)}。上述結(jié)論成立顯而易見，通過不斷縮小波束寬度分辨率，從而高效發(fā)現(xiàn)Rosenbrock算法搜索的初始解。基于上述分析，本發(fā)明實施例中波束搜索處理方法可以采用粗略搜索階段和精細搜索階段的兩個階段進行。圖1為本發(fā)明一實施例波束搜索處理方法流程圖，如圖1所示， 該方法包括步驟100，請求端接收響應(yīng)端以天線數(shù)目21所發(fā)射的第一信號，i為自然數(shù)，確定所述第一信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第一波束對作為當前波束對；重復(fù)執(zhí)行第一搜索，如果經(jīng)過更新的i大于預(yù)定的搜索次數(shù)則終止所述第一搜索，并將所述當前波束對作為初始解；所述第一搜索包括所述請求端與所述響應(yīng)端同步更新i的數(shù)值，接收所述響應(yīng)端以更新后的天線數(shù)目21所發(fā)射的第二信號，根據(jù)所述當前波束對確定所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對，更新所述當前波束對為所述第二波束對；信號發(fā)射端和信號接收端為了滿足接收信號的強度達到最優(yōu)，在通信前可以通過波束搜索找到要佳通信波束編號。當然信號發(fā)射和接收是相互的，信號接收端也發(fā)射信號， 信號發(fā)射端也對應(yīng)地接收信號。因此本發(fā)明實施例為了便于說明，僅考慮一端發(fā)射信號，另一端接收信號的情況。并將響應(yīng)端作為信號發(fā)射端，將請求端作為信號接收端，請求端在接收到響應(yīng)端發(fā)射的信號后，通過本實施例提供的波束搜索方法找到趨近于最優(yōu)波束對的次優(yōu)解，甚至可以找到通信的最優(yōu)波束對。本步驟為本實施例提供的波束搜索方法中的粗略搜索階段，在本階段中請求端和響應(yīng)端各自的天線數(shù)目應(yīng)保持相同數(shù)目，在進行完一次粗略搜索后，請求端和響應(yīng)端各自將天線數(shù)目增加一倍。并將上一次的粗略搜索結(jié)果作為本次粗略搜索的初始解。具體地，請求端和響應(yīng)端首先進行會話請求/確認流程，該流程完成后，請求端請求響應(yīng)端發(fā)射信號，響應(yīng)端以當前的天線數(shù)目向請求端發(fā)射第一信號，響應(yīng)端當前的天線數(shù)目例如為21，其中i為自然數(shù)。初始時，請求端和響應(yīng)端的天線數(shù)目可以均為2(即i = 1)，請求端接收響應(yīng)端以2根天線發(fā)射的第一信號，然后確定該第一信號對應(yīng)的接收信號功率最大的波束對，初始時(請求端和響應(yīng)段的天線數(shù)目均為2根)請求端可以在2-D平面上依次遍歷所有可能的波束以確定接收能量最大的波束對，例如稱之為當前波束對。請求端在確定出當前波束對后，重復(fù)執(zhí)行第一搜索的步驟，如果更新后的i大于預(yù)定的搜索次數(shù)則終止第一搜索的步驟，并將當前波束對作為初始解，以供精細搜索階段進行進一步地精細搜索。本發(fā)明實施例中所述的第一搜索包括如下步驟請求端在確定出當前波束對后，與響應(yīng)端同步更新i的數(shù)值以同步更新各自的天線數(shù)目，例如可以同步置i = i+l，也就是說同步將天線數(shù)目增加一倍。然后，請求端再次請求響應(yīng)端發(fā)射信號，響應(yīng)端繼續(xù)以更新后的22根天線發(fā)射第二信號。請求端接收該第二信號后，以第一波束對為初始解來確定該信號所對應(yīng)的接收能量最大的波束對，例如稱之為第二波束對，并更新當前波束對為第二波束對即將第二波束對作為當前波束對，第二波束對也就相應(yīng)地成為精細搜索階段的初始解。具體過程可以為請求端依次遍歷2-D平面上第一波束對周圍的八個波束對，獲取所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對。請求端和響應(yīng)端繼續(xù)上述循環(huán)過程，將天線數(shù)目設(shè)置有23，請求端再以第二波束對為初始解來確定響應(yīng)端以23根天線所發(fā)射的信號所對應(yīng)的接收能量最大的波束對。由上述可知，在確定天線數(shù)目為2i+1所對應(yīng)的最佳波束對時，是以天線數(shù)目為21所對應(yīng)的最佳波束對作為此次搜索的初始解，并依次循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至經(jīng)過更新的i大于預(yù)定的搜索次數(shù)。步驟101，所述請求端重復(fù)執(zhí)行第二搜索，如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第二搜索，將所述初始解作為最優(yōu)波束對并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端；所述第二搜索包括所述請求端和所述響應(yīng)端將天線數(shù)目更新為各自的最大天線數(shù)目；所述請求端接收所述響應(yīng)端發(fā)射的信號，并根據(jù)所述初始解，基于預(yù)定算法確定下一次搜索的波束對，基于所述下一次搜索的波束對生成一指示，通知所述響應(yīng)端根據(jù)所述指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束，并更新所述初始解為所述下一次搜索的波束對。依次循環(huán)執(zhí)行上述粗略搜索的步驟直至更新后的i大于預(yù)定的搜索次數(shù)。本發(fā)明實施例中的搜索次數(shù)是根據(jù)請求端的最大天線數(shù)目而設(shè)置的。經(jīng)過所述搜索次數(shù)的粗略搜索流程后，便完成了本實施例提供的波束搜索方法中的粗略搜索階段，即為下一步進行精細搜索階段提供了較好的初始解，以下進入精細搜索階段。具體地，請求端在每一次的粗略搜索步驟中確定出對應(yīng)的最優(yōu)波束對后，進行置i = i+1的操作，當判斷獲知更新后的i 小于或等于搜索次數(shù)，則繼續(xù)進行本次的粗略搜索步驟；若判斷獲知更新后的i大于搜索次數(shù)，則結(jié)束粗略搜索階段，并進入精細搜索階段。具體包括請求端重復(fù)執(zhí)行第二搜索的步驟，如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止第二搜索的步驟，將初始解作為最優(yōu)波束對并將最優(yōu)波束對通知響應(yīng)端。其中，所述的第二搜索包括如下步驟請求端和響應(yīng)端同步將天線數(shù)目更新為各自的最大天線數(shù)目，即請求端將自身的工作天線設(shè)置成其最大的天線數(shù)目，響應(yīng)端也將自身的工作天線設(shè)置成其最大的天線數(shù)目。然后，請求端繼續(xù)請求響應(yīng)端發(fā)射信號，響應(yīng)端接收請求后，便以其最大天線數(shù)目向請求端發(fā)送信號。請求端接收到該信號后，以當前波束對作為預(yù)定算法的初始解，基于預(yù)定算法確定下一次搜索的波束對。此處所述的當前波束對為請求端在判斷獲知更新后的i大于預(yù)定的搜索次數(shù)時，請求端之前確定的接收信號功率最大的波束對，也就是說是請求端進行完粗略搜索階段所最終確定的最優(yōu)波束對。當然本實施例也可以將終止所述第一搜索的條件設(shè)為i達到預(yù)定的搜索次數(shù) (即i等于預(yù)定的搜索次數(shù))，而非一定大于所述次數(shù)，本實施例對此不做限定。請求端進行精細搜索階段的過程中，可以采用預(yù)定算法進行波束搜索，通過預(yù)定算法獲得趨近于最優(yōu)波束對的結(jié)果。請求端以進行完粗略搜索階段所最終確定的最優(yōu)波束對作為該預(yù)定算法的初始解，來確定下一次進行波束搜索的波束對。確定后，請求端基于確定的下一次搜索的波束對生成一指示，通知響應(yīng)端根據(jù)該指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束，然后請求端更新初始解為下一次搜索的波束對即將確定的下一次搜索的波束對作為再下一次搜索的初始解。具體地，請求端根據(jù)算法結(jié)果通知響應(yīng)端下一次波束編號，并同時調(diào)整自身的接收波束。響應(yīng)端在接收到通知后，便可以根據(jù)其中的指示來調(diào)整下一次發(fā)射信號的發(fā)射波束。經(jīng)過上述若干次的精細搜索調(diào)整過程，請求端在某一次的精細搜索過程中若判斷出所接收的信號達到預(yù)定精度，例如通過判斷信號的接收功率是否達到要求等方式，請求端便可以終止精細搜索流程即終止第二搜索的步驟。并將此次精細搜索所對應(yīng)的最優(yōu)波束對作為波束搜索的最終結(jié)果，通知給響應(yīng)端，此后請求端和響應(yīng)端便利用該最優(yōu)波束開始通信。本發(fā)明實施例提供的波束搜索處理方法，通過粗略搜索和精細搜索兩階段，將波束搜索抽象成為一個尋找全局最優(yōu)解的問題，實現(xiàn)了通信雙方的協(xié)調(diào)搜索，具備良好的搜索性能，可顯著提升波束搜索的效率，縮短波束搜索所需的時間和功耗。本發(fā)明實施例中進行精細搜索階段時所采用的預(yù)定算法可以采用前述的 Resenbrock算法，當然也可以采用其他算法，只要能夠滿足逐步逼近最優(yōu)解即可。在上述實施例中，響應(yīng)端更新天線數(shù)目的步驟可以采用以下兩種方式進行，一種方式是請求端和響應(yīng)端雙方都基于預(yù)定的更新周期，自動更新天線數(shù)目，即在經(jīng)過一個周期T后，便同步執(zhí)行i = i+1的操作。另一種方式是請求端向響應(yīng)端發(fā)送更新天線數(shù)目的指示消息，請求端在執(zhí)行完每一次的粗略搜索步驟后，通知響應(yīng)端執(zhí)行i = i+1的操作，自身也同步執(zhí)行i = 1+1的操作。在上述實施例中，請求端在進行粗略搜索階段的過程中，若判斷獲知所接收到的信號也已經(jīng)達到了預(yù)定精度，則請求端可以將此時所確定的當前波束對直接作為最優(yōu)波束對通知響應(yīng)端，即請求端將當前波束作為最終的波束搜索結(jié)果，并直接通知響應(yīng)端用于進行通信的最優(yōu)波束對，以進行后續(xù)通信。當然，也可以再執(zhí)行精細搜索階段以更加逼近最優(yōu)解。具體可以根據(jù)實際需求而設(shè)定，前者延時較小，后者精度更高一些。總體來看，本發(fā)明實施例所提供的波束搜索方法與現(xiàn)有802. Ilad標準草案具有良好兼容特性，只需工作設(shè)備包含特定的計算搜索算法引擎即可。設(shè)計信令交互與現(xiàn)有標中定義波束訓(xùn)練幀結(jié)構(gòu)可相互保持兼容，即現(xiàn)有標準中存在反饋信道協(xié)調(diào)統(tǒng)一的搜索進程。請求端可以通過反饋信道向響應(yīng)端發(fā)送反饋幀，該反饋幀至少包括用于指示波束調(diào)整方向的字段，以及用于指示波束調(diào)整長度的字段。本搜索算法采用的反饋幀結(jié)構(gòu)如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種波束搜索處理方法，其特征在于，包括請求端接收響應(yīng)端以天線數(shù)目21所發(fā)射的第一信號，i為自然數(shù)，確定所述第一信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第一波束對作為當前波束對；重復(fù)執(zhí)行第一搜索，如果經(jīng)過更新的i達到或大于預(yù)定的搜索次數(shù)則終止所述第一搜索，并將所述當前波束對作為初始解； 所述第一搜索包括所述請求端與所述響應(yīng)端同步更新i的數(shù)值，接收所述響應(yīng)端以更新后的天線數(shù)目21所發(fā)射的第二信號，根據(jù)所述當前波束對確定所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對，更新所述當前波束對為所述第二波束對；所述請求端重復(fù)執(zhí)行第二搜索，如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第二搜索，將所述初始解作為最優(yōu)波束對并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端；所述第二搜索包括所述請求端和所述響應(yīng)端將天線數(shù)目更新為各自的最大天線數(shù)目；所述請求端接收所述響應(yīng)端發(fā)射的信號，并根據(jù)所述初始解，基于預(yù)定算法確定下一次搜索的波束對，基于所述下一次搜索的波束對生成一指示，通知所述響應(yīng)端根據(jù)所述指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束，并更新所述初始解為所述下一次搜索的波束對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波束搜索處理方法，其特征在于，所述請求端根據(jù)所述當前波束對確定所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對包括所述請求端遍歷2-D平面上所述當前波束對周圍的八個波束對，獲取所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波束搜索處理方法，其特征在于，若所述當前波束對為(p， q)，則所述當前波束對周圍的八個波束對為{(P+l，q)，(P+l，q+1)，(P，q+1)，(P_l，q+1)， (p-1, q), (p-1, q-1), (p, q_l), (p+l, q_l)}。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波束搜索處理方法，其特征在于，所述響應(yīng)端更新天線數(shù)目包括所述請求端和所述響應(yīng)端基于預(yù)定的更新周期，自動更新天線數(shù)目；或所述請求端向所述響應(yīng)端發(fā)送更新天線數(shù)目的指示消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的波束搜索處理方法，其特征在于，所述預(yù)定算法為 Resenbrock 算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的波束搜索處理方法，其特征在于，所述方法還包括如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第一搜索，將所述當前波束對直接作為最優(yōu)波束對，并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的波束搜索處理方法，其特征在于，所述請求端通知所述響應(yīng)端根據(jù)所述指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束包括所述請求端通過反饋信道向所述響應(yīng)端發(fā)送反饋幀，所述反饋幀至少包括用于指示波束調(diào)整方向的字段，以及用于指示波束調(diào)整長度的字段。
8.一種波束搜索處理裝置，其特征在于，包括第一搜索模塊，用于接收響應(yīng)端以天線數(shù)目21所發(fā)射的第一信號，i為自然數(shù)，確定所述第一信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第一波束對作為當前波束對；重復(fù)執(zhí)行第一搜索， 如果i達到或大于預(yù)定的搜索次數(shù)則終止所述第一搜索，并將所述當前波束對作為初始解；所述第一搜索包括所述請求端與所述響應(yīng)端同步更新i的數(shù)值，接收所述響應(yīng)端以更新后的天線數(shù)目21所發(fā)射的第二信號，根據(jù)所述當前波束對確定所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對，更新所述當前波束對為所述第二波束對；第二搜索模塊，用于重復(fù)執(zhí)行第二搜索，如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第二搜索，將所述初始解作為最優(yōu)波束對并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端；所述第二搜索包括所述請求端和所述響應(yīng)端將天線數(shù)目更新為各自的最大天線數(shù)目；所述請求端接收所述響應(yīng)端發(fā)射的信號，并根據(jù)所述初始解，基于預(yù)定算法確定下一次搜索的波束對， 基于所述下一次搜索的波束對生成一指示，通知所述響應(yīng)端根據(jù)所述指示調(diào)整下一次的發(fā)射波束，并更新所述初始解為所述下一次搜索的波束對。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的波束搜索處理裝置，其特征在于，所述第一搜索模塊還用于 遍歷2-D平面上所述當前波束對周圍的八個波束對，獲取所述第二信號對應(yīng)的接收信號功率最大的第二波束對。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的波束搜索處理裝置，其特征在于，所述第一搜索模塊還用于如果接收到的信號達到預(yù)定精度則終止所述第一搜索，將所述當前波束對直接作為最優(yōu)波束對，并將所述最優(yōu)波束對通知所述響應(yīng)端。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的波束搜索處理裝置，其特征在于，所述第二搜索模塊還用于通過反饋信道向所述響應(yīng)端發(fā)送反饋幀，所述反饋幀至少包括用于指示波束調(diào)整方向的字段，以及用于指示波束調(diào)整長度的字段。
12.—種波束搜索處理系統(tǒng)，包括用于進行波束搜索的請求端和用于發(fā)射信號的響應(yīng)端，其特征在于，所述請求端包括如權(quán)利要求9至11任一所述的波束搜索處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種波束搜索處理方法、裝置和系統(tǒng)。該方法中通過粗略搜索和精細搜索兩階段，將將波束搜索抽象成為一個尋找全局最優(yōu)解的問題，實現(xiàn)了通信雙方的協(xié)調(diào)搜索，具備良好的搜索性能，可顯著提升波束搜索的效率，縮短波束搜索所需的時間和功耗。
文檔編號H04W16/28GK102164374SQ20111012002
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者劉培, 李斌, 鄒衛(wèi)霞 申請人:華為技術(shù)有限公司