波束确定方法与流程

本技术涉及无线通信，具体而言，涉及一种波束确定方法。

背景技术：

1、降低能力(reduced capability，redcap)是第三代合作伙伴计划(3rdgeneration partnership project，3gpp)在第五代移动通信技术(5th generationmobile communication technology，5g)r17阶段推出的新技术标准协议，其目标是全面提升5g网络的质量和覆盖率，删减了部分功能，可视为“轻量级5g”。redcap的应用场景较多，包括电力、工业数采、安防、车联网、可穿戴设备等多个领域。

2、在车联网场景中，自动驾驶、远程控制等应用对网络实时性、稳定性的要求较高，redcap终端需能够支持低时延通信以确保车辆实时响应外部环境和指令，因此与其他场景中redcap终端天线为1t1r、1t2r不同，车载场景下的redcap终端通常部署相对较多的天线为通信提供高增益，在车辆移动时使用波束切换(波束管理特性未删减)保证车辆与基站间的通信波束始终为最优波束。特别在高速移动场景下，由于最优通信波束的实时更新可以确保车辆与基站之间通信的高速率、连续性和稳定性，避免由于时延过高而导致的通信中断或延迟，因此在redcap车载场景中如何进行最优通信波束的快速切换是一个必须解决的难题。

3、另一方面，由于基站侧部署频段的损耗较高，且现网已部署部分毫米波频段站点，因此在b5g或6g时期，有源天线单元(active antenna unit，aau)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。在部署基超大规模天线阵列后，基站将使用窄波束与终端进行通信，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搜索找到最佳或较优的波束对进行通信才能使得通信速率(频谱效率)较高、通信时延较低、网络稳定性较强。

4、车辆静止或缓慢移动时，信道变化较为缓慢，有较多时间用于波束切换甚至不切换。若车辆处于中速或高速场景中，此时信道特性变化较快，基站与redcap终端需实时进行波束切换以保证正常通信。

5、但是，在大规模以及超大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，mimo)场景下，通信波束越多、越窄意味着基站需要花费更多的时、频域资源进行与终端之间的波束搜索，现有的方案不能满足实际系统在大规模mimo场景下进行波束切换低时延的需求。

6、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种波束确定方法，以至少解决由于终端设备与基站之间的通信波束切换不及时，造成的终端设备与基站之间通信速率下降、时延增大的技术问题。

2、根据本技术实施例的一个方面，提供了一种波束确定方法，应用于终端设备，包括：终端设备通过多个射频链路中的第一通信细波束接收基站发送的第一参考信号，其中，基站用于通过多个射频链路中的第二通信细波束向终端设备发送第一参考信号；确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束；根据第一通信细波束、第二通信细波束以及第一参考信号的功率，确定终端设备与基站进行信号传输的第一频谱效率，根据任意一个第一相邻通信细波束、任意一个第二相邻通信细波束以及第一参考信号的功率，确定多个第二频谱效率；根据第一频谱效率以及多个第二频谱效率，确定多个频谱变化率，根据多个频谱变化率，确定在终端设备与基站进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束。

3、可选地，确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束，包括：根据终端设备关于波束赋形的码本，确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束；根据基站关于波束赋形的码本，确定第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束。

4、可选地，根据多个频谱变化率，确定在终端设备与基站进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束，包括：按照从大到小的顺序，将多个频谱变化率进行排序，得到第一排序结果，其中，射频链路和频谱变化率的数量均为m；在第一排序结果中，将频谱变化率第j大的通信细波束，确定为终端设备侧第j个射频链路中用于切换的通信细波束，其中，j为不大于m的正整数。

5、可选地，确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束，包括：根据终端设备侧的第一目标通信细波束以及基站侧的第二目标通信细波束，确定目标网格，其中，第一目标通信细波束为第一通信粗波束以及第二通信粗波束中的不同方向上的通信细波束，第一通信粗波束为第一通信细波束所在的粗波束，第二通信粗波束为第一通信粗波束的相邻波束，第二目标通信细波束为第三通信粗波束以及第四通信粗波束中的不同方向上的通信细波束，第三通信粗波束为第二通信细波束所在的粗波束，第四通信粗波束为第二通信粗波束的相邻波束；目标网格为多个行以及多个列构成的网格，每行之间的行间距相同，每列之间的列间距相同，行间距与列间距相同，其中，目标网格的行用于表征第一目标通信细波束，目标网格的列用于表征第二目标通信细波束；根据目标网格以及终端设备和基站关于波束赋形的码本，确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束。

6、可选地，根据目标网格以及终端设备和基站关于波束赋形的码本，确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束，包括：获取终端设备关于波束赋形的第一码本，并获取基站关于波束赋形的第二码本，其中，第一码本中包括：多个第一码字，第一码字用于表征第一目标通信细波束，第二码本中包括：多个第二码字，第二码字用于表征第二目标通信细波束；建立第一码字与目标网格中的行位置之间的第一关联关系，并建立第二码字与目标网格中的列位置之间的第二关联关系；在第一码本中查找第一通信细波束对应的第一目标码字，在第二码本中查找第二通信细波束对应的第二目标码字；根据第一目标码字以及第一关联关系，确定第一通信细波束在目标网格中的第一行位置信息，根据第二目标码字以及第二关联关系，确定第二通信细波束在目标网格中的第一列位置信息；根据第一行位置信息以及第一列位置信息，确定第一网格点在目标网格中的第一网格位置信息；根据第一网格位置信息、行间距以及列间距，确定第一网格点对应的多个相邻网格点，其中，每个相邻网格点用于表征任意一个第一相邻通信细波束与任意一个第二通信细波束所构成的集合。

7、可选地，根据第一通信细波束、第二通信细波束以及第一参考信号的功率，确定终端设备与基站进行信号传输的第一频谱效率，包括：获取终端设备侧的模拟合并矩阵以及基站侧的模拟预编码矩阵，其中，模拟合并矩阵和行用于表征终端设备侧的天线数，列用于表征终端设备侧的射频链路数，模拟预编码矩阵和行用于表征基站侧的天线数，列用于表征基站侧的射频链路数；在模拟合并矩阵中保留第一通信细波束所在的列，得到第一矩阵，在模拟预编码矩阵中保留第二通信细波束所在的列，得到第二矩阵；根据第一矩阵、第二矩阵以及第一参考信号的功率，确定第一频谱效率。

8、可选地，根据多个频谱变化率，确定在终端设备与基站进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束，包括：在多个频谱变化率中确定最大频谱变化率；根据最大频谱变化率以及预设超参数，对第一网格点进行迭代更新，直至最大频谱变化率小于预设阈值，得到多个第二网格点，其中，射频链路和第二网格点的均数量为n；确定多个第二网格点中的每个第二网格点的频谱效率，得到多个频谱效率；按照从大到小的顺序，将多个频谱效率进行排序，得到第二排序结果；在第二排序结果中确定频谱效率第i大的第二网格点的行位置信息以及列位置信息，其中，i为不大于n的正整数；将频谱效率第i大的第二网格点的行位置信息对应的通信细波束作为终端设备侧第i个射频链路中用于切换的通信细波束，将频谱效率第i大的第二网格点的列位置信息对应的通信细波束作为基站侧第i个射频链路中用于切换的通信细波束。

9、根据本技术实施例的再一方面，提供了一种波束确定方法，应用于基站，包括：基站通过多个射频链路中的第三通信细波束接收终端设备发送的第二参考信号，其中，终端设备用于通过多个射频链路中的第四通信细波束向基站发送第二参考信号；确定第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束；根据第三通信细波束、第四通信细波束以及第二参考信号的功率，确定基站与终端设备进行信号传输的第三频谱效率，根据任意一个第三相邻通信细波束、任意一个第四相邻通信细波束以及第二参考信号的功率，确定多个第四频谱效率；根据第三频谱效率以及多个第四频谱效率，确定多个频谱变化率，根据多个频谱变化率，确定在基站与终端设备进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束。

10、可选地，确定第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束，包括：根据基站关于波束赋形的码本，确定第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束；根据终端设备关于波束赋形的码本，确定第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束。

11、可选地，根据多个频谱变化率，确定在基站与终端设备进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束，包括：按照从大到小的顺序，将多个频谱变化率进行排序，得到第三排序结果，其中，射频链路和频谱变化率的数量均为x；在第三排序结果中，将频谱变化率第u大的通信细波束，确定为基站侧第u个射频链路中用于切换的通信细波束，其中，u为不大于x的正整数。

12、可选地，确定第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束，包括：根据基站侧的第三目标通信细波束以及终端设备侧的第四目标通信细波束，确定目标网格，其中，第三目标通信细波束为第五通信粗波束以及第六通信粗波束中的不同方向上的通信细波束，第五通信粗波束为第三通信细波束所在的粗波束，第六通信粗波束为第五通信粗波束的相邻波束，第四目标通信细波束为第六通信粗波束以及第七通信粗波束中的不同方向上的通信细波束，第六通信粗波束为第四通信细波束所在的粗波束，第七通信粗波束为第六通信粗波束的相邻波束；目标网格为多个行以及多个列构成的网格，每行之间的行间距相同，每列之间的列间距相同，行间距与列间距相同，其中，目标网格的行用于表征第三目标通信细波束，目标网格的列用于表征第四目标通信细波束；根据目标网格以及基站和终端设备关于波束赋形的码本，确定第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束。

13、可选地，根据目标网格以及基站和终端设备关于波束赋形的码本，确定第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束，包括：获取基站关于波束赋形的第三码本，并获取终端设备关于波束赋形的第四码本，其中，第三码本中包括：多个第三码字，第三码字用于表征第三目标通信细波束，第四码本中包括：多个第四码字，第四码字用于表征第四目标通信细波束；建立第三码字与目标网格中的行位置之间的第三关联关系，并建立第四码字与目标网格中的列位置之间的第四关联关系；在第三码本中查找第三通信细波束对应的第一目标码字，在第四码本中查找第四通信细波束对应的第二目标码字；根据第一目标码字以及第三关联关系，确定第三通信细波束在目标网格中的第一行位置信息，根据第二目标码字以及第四关联关系，确定第四通信细波束在目标网格中的第一列位置信息；根据第一行位置信息以及第一列位置信息，确定第一网格点在目标网格中的第一网格位置信息；根据第一网格位置信息、行间距以及列间距，确定第一网格点对应的多个相邻网格点，其中，每个相邻网格点用于表征任意一个第三相邻通信细波束与任意一个第四通信细波束所构成的集合。

14、可选地，根据第三通信细波束、第四通信细波束以及第二参考信号的功率，确定基站与终端设备进行信号传输的第三频谱效率，包括：获取基站侧的模拟预编码矩阵以及终端设备侧的模拟合并矩阵，其中，模拟预编码矩阵和行用于表征终端设备侧的天线数，列用于表征终端设备侧的射频链路数，模拟合并矩阵和行用于表征基站侧的天线数，列用于表征基站侧的射频链路数；在模拟预编码矩阵中保留第四通信细波束所在的列，得到第三矩阵，在模拟合并矩阵中保留第三通信细波束所在的列，得到第四矩阵；根据第三矩阵、第四矩阵以及第二参考信号的功率，确定第三频谱效率。

15、可选地，根据多个频谱变化率，确定在基站与终端设备进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束，包括：在多个频谱变化率中确定最大频谱变化率；根据最大频谱变化率以及预设超参数，对第一网格点进行迭代更新，直至最大频谱变化率小于预设阈值，得到多个第二网格点，其中，射频链路和第二网格点的均数量为y；确定多个第二网格点中的每个第二网格点的频谱效率，得到多个频谱效率；按照从大到小的顺序，将多个频谱效率进行排序，得到第四排序结果；在第四排序结果中确定频谱效率第v大的第二网格点的行位置信息以及列位置信息，其中，v为不大于y的正整数；将频谱效率第v大的第二网格点的列位置信息对应的通信细波束作为终端设备侧第v个射频链路中用于切换的通信细波束，将频谱效率第v大的第二网格点的行位置信息对应的通信细波束作为基站侧第v个射频链路中用于切换的通信细波束。

16、根据本技术实施例的再一方面，还提供了一种非易失性存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在的设备执行以上的波束确定方法。

17、根据本技术实施例的再一方面，还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的波束确定方法。

18、根据本技术实施例的再一方面，还提供了一种计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现以上的波束确定方法。

19、根据本技术实施例的再一方面，还提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括非易失性计算机可读存储介质，其中，非易失性计算机可读存储介质存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上的波束确定方法。

20、在本技术实施例中，采用终端设备通过多个射频链路中的第一通信细波束接收基站发送的第一参考信号，其中，基站用于通过多个射频链路中的第二通信细波束向终端设备发送第一参考信号；确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束；根据第一通信细波束、第二通信细波束以及第一参考信号的功率，确定终端设备与基站进行信号传输的第一频谱效率，根据任意一个第一相邻通信细波束、任意一个第二相邻通信细波束以及第一参考信号的功率，确定多个第二频谱效率；根据第一频谱效率以及多个第二频谱效率，确定多个频谱变化率，根据多个频谱变化率，确定在终端设备与基站进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束的方式，达到了及时切换终端设备与基站之间的通信波束的目的，从而实现了降低波束切换时的搜索复杂度、减少波束切换时间、保证通信的高速率、高稳定性和低时延的技术效果，进而解决了由于终端设备与基站之间的通信波束切换不及时，造成的终端设备与基站之间通信速率下降、时延增大的技术问题。

技术特征：

1.一种波束确定方法，其特征在于，应用于终端设备，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及所述第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据多个所述频谱变化率，确定在所述终端设备与所述基站进行通信的过程中，每个所述射频链路中用于切换的通信细波束，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及所述第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述目标网格以及所述终端设备和所述基站关于波束赋形的码本，确定所述第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及所述第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一通信细波束、所述第二通信细波束以及所述第一参考信号的功率，确定所述终端设备与所述基站进行信号传输的第一频谱效率，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据多个所述频谱变化率，确定在所述终端设备与所述基站进行通信的过程中，每个所述射频链路中用于切换的通信细波束，包括：

8.一种波束确定方法，其特征在于，应用于基站，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及所述第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束，包括：

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，根据多个所述频谱变化率，确定在所述基站与所述终端设备进行通信的过程中，每个所述射频链路中用于切换的通信细波束，包括：

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及所述第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述目标网格以及所述基站和所述终端设备关于波束赋形的码本，确定所述第三通信细波束的多个第三相邻通信细波束以及所述第四通信细波束的多个第四相邻通信细波束，包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据所述第三通信细波束、所述第四通信细波束以及所述第二参考信号的功率，确定所述基站与所述终端设备进行信号传输的第三频谱效率，包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据多个所述频谱变化率，确定在所述基站与所述终端设备进行通信的过程中，每个所述射频链路中用于切换的通信细波束，包括：

15.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的波束确定方法或者权利要求8至14中任意一项所述的波束确定方法。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的波束确定方法或者权利要求8至14中任意一项所述的波束确定方法。

17.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的波束确定方法或者权利要求8至14中任意一项所述的波束确定方法。

技术总结
本申请公开了一种波束确定方法。其中，该方法包括：终端设备通过多个射频链路中的第一通信细波束接收基站发送的第一参考信号；确定第一通信细波束的多个第一相邻通信细波束以及第二通信细波束的多个第二相邻通信细波束；确定终端设备与基站进行信号传输的第一频谱效率，根据任意一个第一相邻通信细波束、任意一个第二相邻通信细波束以及第一参考信号的功率，确定多个第二频谱效率；根据多个频谱变化率，确定在终端设备与基站进行通信的过程中，每个射频链路中用于切换的通信细波束。本申请解决了由于终端设备与基站之间的通信波束切换不及时，造成的终端设备与基站之间通信速率下降、时延增大的技术问题。

技术研发人员：刘岩松,程杰,陶意欢,刘岩
受保护的技术使用者：中国电信股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5