CN106982437B - 一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端 - Google Patents

一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端，该传输方法包括：基站进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；所述基站根据当前可用资源情况以及所述终端端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。本发明可以解决上述的LTE和IEEE802.11ad技术中遇到的影响覆盖范围和可能会出现的簇生簇灭现象。

Description

一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端
技术领域
本文涉及但不限于毫米波通讯领域，尤其涉及一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端。
背景技术
随着通讯技术的发展，低频载波的业务数据处理能力已经逐渐不能满足日益增长的数据业务需求，所以毫米波通讯成为目前解决高速数据通讯的方法之一。采用毫米波发射的无线信号能量具有高度的方向性，研究结果表明采用60GHz频段进行无线传输，99.99％的信号能量集中在4.7度的波束范围内，所以在利用毫米波波段进行无线通信时，通常都采用高频定向天线或者相控阵进行多波束的方向性传输。而且当终端存在进行多通道接收时，各通道能够同基站匹配的多个端口进行数据传输，当存在多个终端时，终端能否可以灵活的利用基站多端口的资源进行数据交换，成为目前的通信***设计应当解决的一个问题。
现有的多用户和基站的数据通讯技术方案，包括LTE(Long Term Evolution，长期演进***)技术和IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11ad协议中介绍的技术，都存在一些不足。
目前LTE方案中存在三个缺点：首先，Massive MIMO(大规模多入多出)技术引入了更多的端口，一般要求32个或更多的端口数，而高频通信中受限于器件成本，端口数受限，而且Massive MIMO技术中所有的端口共用一个天线阵列，且整个天线阵列中的各天线单元间距基本相同，没有明显的物理间距的区分，导致生成波束的物理区分度也不够高；其次，LTE中的非Massive MIMO技术进行数据传输时，发射端仅做数字预编码，无法支持更精细的波束训练；再次，目前终端只进行全向接收，无法产生更精细的波束，即基站如果实现精细波束训练或者传输时，终端无法通过精细的波束与之对齐，最终会影响覆盖范围。
IEEE 802.11ad协议中介绍的传输和反馈方案也有两点不足：首先波束训练的方式固定，只能利用时分的方式进行波束训练，将波束训练时发送方和接收方的所有DMG(高频定向天线)天线数和扇区数进行计数，例如天线1使用4个扇区，天线2使用3个扇区，天线3使用2个扇区，响应方使用2个DMG天线，那么总的扫描次数为18，然后进行波束训练并最终进行反馈，这样的方式不能灵活的根据实际需求进行波束选择和反馈；其次数据传输方法固定，基站和终端根据波束训练的结果，仅能分别选取一个端口进行数据传输，无法灵活应对高频通信中的簇生簇灭现象。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端，以解决高频通信中的簇生簇灭现象的技术问题。
本发明实施例提供了一种实现毫米波通讯的传输方法，包括：
基站进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；
所述基站根据当前可用资源情况以及所述终端端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。
可选地，所述传输方法还包括：
所述信令为一位二进制数标识，当所述二进制数标识为0时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈；或者当所述二进制数标识为0时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈。
可选地，所述传输方法还包括：所述信令为所述基站当前可用的端口数。
可选地，所述传输方法还包括：所述基站是在所述终端完成同步后，同所述终端进行波束信息交互时或者在发送波束训练的开始帧发送所述信令的。
可选地，所述传输方法还包括：所述基站进行波束训练的次数是通过以下方式进行计数的：
所述基站针对每个端口单独计数，端口进行波束训练的次数为该端口对应的需进行射频波束训练的射频波束赋形的波束个数，该端口对应的射频波束训练进行一次则计数减1，当计数为0时表示该端口的发射波束训练完成。
可选地，所述传输方法还包括：所述基站将重新分配后的信息反馈给所述终端后，还包括：
根据所述终端每个端口反馈的信息，以及为所述终端每个端口重新分配的发射端口和发射波束的情况，进行预编码时，为所述终端每个端口发送相同的数据，或者根据所述终端端口信息不同，为每个端口发送不同的数据。
本发明实施例还提供一种基站，包括：
波束训练模块，用于进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；
分配模块，用于根据当前可用资源情况以及所述终端端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。
可选地，所述基站还包括：
所述波束训练模块，发送的信令为一位二进制数标识，当所述二进制数标识为0时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈；或者当所述二进制数标识为0时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈；或者
所述波束训练模块，发送的信令为所述基站当前可用的端口数。
可选地，所述基站还包括：
所述波束训练模块，是在所述终端完成同步后，同所述终端进行波束信息交互时或者在发送波束训练的开始帧发送所述信令的。
可选地，所述基站还包括：
所述波束训练模块，进行波束训练的次数是通过以下方式进行计数的：所述基站针对每个端口单独计数，端口进行波束训练的次数为该端口对应的需进行射频波束训练的射频波束赋形的波束个数，该端口对应的射频波束训练进行一次则计数减1，当计数为0时表示该端口的发射波束训练完成。
可选地，所述基站还包括：
预编码模块，用于根据所述终端每个端口反馈的信息，以及所述分配模块为所述终端每个端口重新分配的发射端口和发射波束的情况，进行预编码时，为所述终端每个端口发送相同的数据，或者根据所述终端端口信息不同，为每个端口发送不同的数据。
本发明实施例还提供了一种实现毫米波通讯的传输方法，包括：
终端每个端口接收基站混合波束赋形所生成的发射端口和波束组合信息；
所述终端每个端口根据接收到发射端口和波束组合的信号与干扰加噪声比SINR或信噪比SNR信息选择待反馈的端口和波束；
所述终端每个端口根据所述基站发送的触发反馈方式的信令选择进行最优端口和波束组合的反馈或者选择进行多个波束和端口组合的反馈。
可选地，所述传输方法还包括：所述终端每个端口接收到所述基站发送的信令指示为采用最优发射端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行最优端口和波束组合的反馈包括：
所述终端每个端口根据接收到的所述基站每个发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取SINR或SNR值最大且满足第一指定条件的波束。
可选地，所述传输方法还包括：
当收到所述基站所有端口发送信息中计数全部为0时，所述终端每个端口进行反馈。
可选地，所述传输方法还包括：
所述终端每个端口接收到所述基站发送的信令指示为采用多个端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈。
可选地，所述传输方法还包括：所述终端每个端口根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈包括：
在所述基站发送完所有端口和波束组合后，所述终端每个端口根据接收到的所述基站的发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取满足第二指定条件的多个端口下的多个波束，然后进行反馈；或者
在所述基站所有用于波束训练的端口每发射一次波束时，所述终端每个端口根据接收到的所述基站本次发射端口和波束组合的SINR或SNR信息，选取满足第三指定条件的发射端口和波束组合进行反馈，直到波束训练完成。
可选地，所述传输方法还包括：所述终端将不同端口反馈的所述基站相同的发射端口和波束组合进行合并，只反馈一次。
本发明实施例还提供一种实现毫米波通讯的传输装置，设置于终端端口，包括：
接收模块，用于接收基站混合波束赋形所生成的发射端口和波束组合信息；
选择模块，用于根据接收到发射端口和波束组合的信号与干扰加噪声比SINR或信噪比SNR信息选择待反馈的端口和波束；
反馈模块，用于根据所述基站发送的触发反馈方式的信令选择进行最优端口和波束组合的反馈或者选择进行多个波束和端口组合的反馈。
可选地，所述传输装置还包括：所述反馈模块，接收到所述基站发送的信令指示为采用最优发射端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行最优端口和波束组合的反馈包括：根据接收到的所述基站每个发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取SINR或SNR值最大且满足第一指定条件的波束，当收到所述基站所有端口发送信息中计数全部为0时，进行反馈。
可选地，所述传输装置还包括：
所述反馈模块，接收到所述基站发送的信令指示为采用多个端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈。
可选地，所述传输装置还包括：
所述反馈模块，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈包括：在所述基站发送完所有端口和波束组合后，根据接收到的所述基站的发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取满足第二指定条件的多个端口下的多个波束，然后进行反馈；或者在所述基站所有用于波束训练的端口每发射一次波束时，根据接收到的所述基站本次发射端口和波束组合的SINR或SNR信息，选取满足第三指定条件的发射端口和波束组合进行反馈，直到波束训练完成。
综上，本发明提供一种实现毫米波通讯的传输方法、基站及终端，解决上述的LTE和IEEE 802.11ad技术中遇到的影响覆盖范围和可能会出现的簇生簇灭现象。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的基站侧实现毫米波通讯的传输方法的流程图；
图2为本发明实施例的终端侧实现毫米波通讯的传输方法的流程图；
图3为本发明实施例的应用场景示意图；
图4为本发明实施例的最优波束反馈的流程示意图；
图5为本发明实施例的多个优选波束反馈的示意图；
图6为本发明实施例的多个优选波束分时反馈的流程示意图；
图7为本发明实施例的多个子带划分示意图；
图8为本发明实施例的多个子带反馈流程示意图；
图9为本发明实施例的基站的示意图；
图10为本发明实施例的一种实现毫米波通讯的传输装置的示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为本发明实施例的基站侧实现毫米波通讯的传输方法的流程图，如图1所示，本实施例的传输方法包括：
步骤11、基站进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；
步骤12、基站根据当前可用资源情况以及所述终端每个端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。
其中，所述基站向终端发送的信令可以是以下的任一种方式：
A、所述信令为一位二进制数标识，为1比特，当所述二进制数标识为0时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈；或者当所述二进制数标识为0时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈；
B、所述信令为所述基站当前可用的端口数。
所述基站是在所述终端完成同步后，同所述终端进行波束信息交互时或者在发送波束训练的开始帧发送所述信令的。
其中，所述基站进行波束训练的次数是通过以下方式进行计数的：
所述基站针对每个端口单独计数，端口进行波束训练的次数为该端口对应的需进行射频波束训练的射频波束赋形的波束个数，该端口对应的射频波束训练进行一次则计数减1，当计数为0时表示该端口的发射波束训练完成。
基站重新分配发射端口和发射波束是取终端各端口反馈的基站侧发射端口和波束组合的最大集合，即在不与其他终端占用端口资源冲突的情况下，选取最大限度的端口数，同时根据终端的反馈选取每个端口对应的波束，需要满足基站侧每个通道同一时间只能发射一个波束的要求。
基站根据终端各端口反馈的内容，以及为终端个端口重新分配的发射端口和波束情况，进行预编码时各端口发送的数据可以为下面情况之一：
单流数据，即基站为终端各端口发送相同的数据；
多流数据，即基站根据终端端口信息不同，为各端口发送不同的数据。
如图3所示，基站侧有多个端口，每个端口对应一个RF(射频)链，每个RF链对应的天线阵列可以发射不同波束。终端的端口和波束概念以及功能同基站类似。
基站通过某个或某些发射端口以及端口对应的射频发射波束发送数据，终端利用每个接收端口和端口对应的接收波束进行接收，根据每个端口接收到的信息的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)或SNR(SignalNoise Ratio，信噪比)大小进行反馈，反馈的内容为终端每个端口选取的符合SINR或SNR要求的基站的端口和波束信息。经基站重新分配发射端口和波束组合的资源后，基站利用该组合同终端的进行数据传输。
图2为本发明实施例的终端侧实现毫米波通讯的传输方法的流程图，如图2所示，本实施例的传输方法包括：
步骤21、终端每个端口接收基站混合波束赋形所生成的发射端口和波束组合；
步骤22、所述终端每个端口根据接收到发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选择待反馈的端口和波束；
步骤23、根据所述基站发送的触发反馈方式的信令选择进行最优端口和波束组合的反馈或者选择进行多个波束和端口组合的反馈。
终端进行多端口反馈要求终端设定SINR或SNR阈值后，每个端口都进行接收到的基站端口和波束组合的SINR或SNR的判断，如果终端的端口和波束接收到的基站侧的发射端口和波束组合满足SINR或SNR要求则该端口满足向基站进行反馈的条件，从而实现终端和基站之间进行多通道数据传输的要求。
其中，终端每个端口反馈基站侧最优发射端口和波束组合的原则为：
终端接收到基站发送的信令，指示为采用最优发射端口和波束组合反馈；终端每个端口根据接收到基站各发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取满足要求的最优组合，即基站每个端口下多个波束中，被终端选取的SINR或SNR值最大的波束。
当收到基站侧所有端口发送信息中计数全部为0时，终端各端口进行反馈。
其中，终端每个端口反馈基站侧多个发射端口和波束组合的原则为：
终端接收到基站发送的信令，指示为采用多个端口和波束组合反馈；终端每个端口根据接收到基站各发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取满足要求的基站每个端口下的多个优选波束。
可选地，多个优选端口和波束组合的反馈方式为下面任一方式：
a，反馈和波束训练分时进行
基站侧发送的波束训练计数为0时，即基站侧发送完所有端口和波束组合，终端各端口根据接收到的基站侧发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取符合要求的多个通道下的多个波束，然后进行反馈；
b，反馈和波束训练同时进行
基站侧所有用于波束训练的端口发射一次波束，终端各端口根据接收到的本次发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取符合要求的发射端口和波束组合进行反馈，然后再次根据基站下次波束训练发射的端口和波束进行选取和反馈，直到基站波束训练完成。
终端进行多端口反馈的内容进行“取交集”操作，将终端不同端口反馈的基站侧相同的发射端口和波束组合进行合并，只反馈一次，减少反馈开销。
终端根据触发反馈方式的信令以及终端进行反馈的方法不同，“取交集”操作存在以下两个时刻中之一：
针对最优端口和波束组合反馈以及多个优选组合方式，在基站发送波束训练完成后进行反馈时，进行“取交集”操作；
针对多个优选组合反馈方式，每次波束训练后需要进行反馈时进行“取交集”操作。
本实施例的方法利用高频通讯基站侧的多端口、多波束以及窄波束和终端多端口的特征，通过基站发送的信令触发终端进行多端口反馈。由于终端侧各端口对接收到的符合要求的基站侧波束进行了多波束组合反馈操作，并且基站根据终端的反馈进行了通道的重新分配，从而使基站可以更大限度的利用并且更灵活的为该终端分配端口和波束资源，能够有效的提高链路质量，减少高频通信中的簇生簇灭现象，同时不会对基站下其他终端产生很大影响能。
图3所示为本发明实施例的应用场景，基站侧和终端侧都进行多端口多波束的训练和数据传输，下面结合应用场景及具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
如图4所示，为一种用于实现毫米波通讯的传输方法的总流程，使用发明实施例中所述的最优端口和波束组合反馈方法，具体的过程描述如下：
步骤101：基站同终端完成同步后，进行波束能力交互，相互告知各自的端口和波束的收发能力。
针对需要进行波束训练的终端，在波束能力交互时或者在进行波束训练的开始帧中，基站向终端发送一条信令，告知终端各端口需要进行最优发射端口和波束组合反馈，发送信令的依据为此刻基站可以为新接入需要进行数据传输的终端提供数据传输的端口数等资源较少。
步骤102：基站每个端口开始进行发送波束训练，并且每个训练帧中携带端口和波束的编号信息以及需要进行波束训练的次数。
根据图3可知，基站侧共有Nt个端口，每个端口对应射频端可以产生Mt个波束，终端侧共有Nr个端口，每个端口对应有Mr个波束每个端口对应的波束数量可以不同，这里举例为每个端口对应相同数量的波束，当每个端口对应的射频端波束数量不同时，下面步骤中的计算方法类似。
基站进行波束训练时不同于IEEE 802.11ad协议的计数方法，本发明实施例将基站侧每个发射端口单独计数，即每个端口计数为Mt×Mr。基站每个端口发射波束的次数要遍历到终端的各个波束，当终端每个端口的波束数量相同时，为Mt×Mr，每次训练将该计数减1，当计数为0时表示该端口针对该终端各端口各接收波束的发送波束训练完成，可以触发终端各端口开始反馈。
步骤103：终端每个端口接收基站侧每个端口发送的波束，根据SINR(Signal toInterference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)最大化原则选取满足SINR要求的基站每个端口对应的最优波束。终端侧SINR的设定首先必须满足保证进行数据传输时误码率不会太高，具体的设定可以根据终端自身的需求特性设定。
根据图3可知，终端侧共有Nr个端口，每个端口对应有Mr个波束(由于目前终端侧的端口数和波束并不是很多，先不考虑对终端侧的波束赋形进行改变)。
终端的每个端口接收到基站侧的所有端口和波束的组合，根据终端每个端口选取SINR最大化原则选取其中符合要求的端口和波束组共nt个，其中nt≤Nt，表示共选取了基站侧发射端口nt个以及每个发射端口对应的Mt个波束中的SINR最大的一个波束。
步骤104：终端侧由于接收SINR或者SNR的限定(该限定可以为但不仅限于以下几种方式规定：例如规定为QPSK调制方式时在1/8码率的情况下的解调门限SNR的要求-5.1dB，或者规定为16QAM调制在1/2码率的情况下的解调门限SNR要求7.9dB等)，可能不会用到所有的端口进行反馈和数据传输，因此，Nr个端口中假设有nr端口符合条件，由该nr个端口选取到的基站发送端口和波束组合个数分别为
Figure BDA0000907847930000121
其中，nt1表示接收端第一个端口选取的发射端的最优端口和波束组合的集合。
针对终端每个端口选取的结果进行取交集操作，该操作为，终端将每个端口的选取结果进行分析，当有终端不同端口选取的基站最优端口和波束组合相同时，将相同的选取结果进行合并，不再利用多个终端端口进行多次的反馈。
进行取交集操作后，终端每个端口进行反馈，反馈的内容为终端每个端口选取的符合SINR要求的基站侧各端口对应的最优波束，相比于取交集前的组合个数，反馈的内容根据组合合并内容的多少，减少为
Figure BDA0000907847930000122
其中，
Figure BDA0000907847930000123
从而能够在一定程度上减小开销。
步骤105：基站接收到终端反馈的
Figure BDA0000907847930000124
个端口，和波束组合，根据当前 可用的资源，进行发射端口和波束的重新分配，即从终端反馈的
Figure BDA0000907847930000125
个组合中选 取一些可用的端口和波束，组合数为
Figure BDA0000907847930000126
其中，
Figure BDA0000907847930000127
由于基站重新选取的结果可能由于同时训练的终端较多，而不能将某些终端反馈 的端口和波束组合分配给该终端，因此重新分配的组合需要满足
Figure BDA0000907847930000128
步骤106：基站将重新分配的端口和波束信息反馈给终端。
步骤107：由于终端之前的反馈是按照本身的端口情况进行反馈，所以终端根据步骤106中基站的反馈可以得知该用哪个端口的哪个波束进行接收，同时根据基站的反馈的内容进行测量反馈，
步骤108：基站根据上报结果进行预编码处理，从而实现基站同终端的数据传输。
实施例二
如图5所示，为一种用于毫米波通讯的传输、反馈方法的总流程，终端各端口采用多个优选端口和波束组合反馈方式，具体的过程描述如下：
步骤201：基站同终端完成同步后，进行波束能力交互，相互告知各自的端口和波束的收发能力。
针对需要进行波束训练的终端，在波束能力交互时或者在进行波束训练的开始帧中，基站向终端发送一条信令，告知终端各端口需要进行多个优选端口和波束组合反馈，发送信令的依据为此刻基站可以为新接入需要进行数据传输的终端提供数据传输的端口数等资源较多。
步骤202：基站各端口开始进行发送波束训练，并且各训练帧中携带端口和波束的编号信息以及需要进行波束训练的次数。
根据图3可知，基站侧共有Nt个端口，每个端口对应射频端可以产生Mt个波束，终端侧共有Nr个端口，每个端口对应有Mr个波束每个端口对应的波束数量可以不同，这里举例为每个端口对应相同数量的波束，当每个端口对应的射频端波束数量不同时，下面步骤中的计算方法类似。
基站进行波束训练时不同于IEEE 802.11ad协议的计数方法，本发明实施例将基站侧每个发射端口单独计数，即每个端口计数为Mt×Mr。基站每个端口发射波束的次数要遍历到终端的各个波束，当终端每个端口的波束数量相同时，为Mt×Mr。每次训练将该计数减1，当计数为0时表示该端口针对该终端各端口各接收波束的发送波束训练完成，可以触发终端各端口开始反馈。
步骤203：终端各端口接收基站侧各端口发送的波束，根据SINR信息选取满足SINR要求的基站各端口对应的多个波束。终端侧SINR的设定首先必须满足保证进行数据传输时误码率不会太高，此时设定的SINR同实施例一中可以不同，主要保证要有多个波束能反馈，具体的设定可以根据终端自身的需求特性设定。
根据图3可知，终端侧共有Nr个端口，每个端口对应有Mr个波束(由于目前终端侧的端口数和波束并不是很多，先不考虑对终端侧的波束赋形进行改变)。
终端的每个端口接收到基站侧的所有端口和波束的组合，根据终端各端口选取SINR符合要求的端口和波束组共nt个，其中nt≤Nt×Mt，表示共选取了基站侧发射端口nt个以及每个发射端口对应的Mt个波束中的满足设定SINR的几个优选波束。
步骤204：终端侧由于接收SINR的限定，可能不会用到所有的端口进行反馈和数据传输，因此，Nr个端口中假设有nr端口符合条件，由该nr个端口选取到的基站发送端口和波束组合个数分别为
Figure BDA0000907847930000141
其中，nt1表示接收端第一个端口选取的发射端的多个优选端口和波束组合的集合。
针对终端各端口选取的结果进行取交集操作。该操作为，终端将各端口的选取结果进行分析，当有终端不同端口选取的基站最优端口和波束组合相同时，将相同的选取结果进行合并，不再利用多个终端端口进行多次的反馈。
进行取交集操作后，终端各端口进行反馈，反馈的内容为终端各端口选取的符合SINR要求的基站侧各端口对应的优选波束，相比于取交集前的组合个数，反馈的内容根据组合合并内容的多少，减少为
Figure BDA0000907847930000142
其中，
Figure BDA0000907847930000143
从而能够在一定程度上减小开销。
步骤205：基站接收到终端反馈的
Figure BDA0000907847930000144
个端口和波束组合，根据目前 可用的资源，进行发射端口和波束的重新分配，即从终端反馈的
Figure BDA0000907847930000145
个组合中 选取一些可用的端口和波束，组合数为
Figure BDA0000907847930000146
其中，
Figure BDA0000907847930000147
由于基站重新选取的结果可能由于同时训练的终端较多，而不能将某些终端反馈 的端口和波束组合分配给该终端，因此重新分配的组合需要满足
Figure BDA0000907847930000151
同时由于基站侧每个端口在一个时刻只能发射一个波束，因此基站重新分配过程中，需要对终端反馈的基站一个端口下的多个波束进行取舍，原则为：
A、当该端口对应的最优波束可用，则选择最优波束进行数据传输；
B、如果该端口下的最优波束不可用，则选择次优的波束进行数据传输，依次类推。
这种多个优选端口和波束组合的反馈的目的在于应对最优波束不可用的情况的发生。
步骤206：基站将重新分配的端口和波束信息反馈给终端。
步骤207：由于终端之前的反馈是按照本身的端口情况进行反馈，所以终端根据步骤206中基站的反馈可以得知该用哪个端口的哪个波束进行接收，同时根据基站的反馈的内容进行测量反馈。
步骤208、基站根据上报结果进行预编码处理，从而实现基站同终端的数据传输。
实施例三
如图6所示，为一种用于毫米波通讯的传输、反馈方法的反馈流程，终端各端口采用多个优选端口和波束组合反馈方式，且采用基站侧发送波束训练同终端侧各端口进行反馈同时进行的方式，具体的流程描述如下：
步骤301：基站同终端完成同步后，进行波束能力交互，相互告知各自的端口和波束的收发能力。
针对需要进行波束训练的终端，在波束能力交互时或者在进行波束训练的开始帧中，基站向终端发送一条信令，告知终端各端口需要进行多个优选端口和波束组合反馈，发送信令的依据为此刻基站可以为新接入需要进行数据传输的终端提供数据传输的端口数等资源较多。
步骤302：基站各端口开始进行发送波束训练，所有端口同时进行，每个端口对应的射频端的发射波束可以方向相同也可以不同，最终需要训练所有的端口和波束组合。
各训练帧中携带端口和波束的编号信息，根据图5可知，基站侧共有Nt个端口，每个端口对应射频端可以产生Mt个波束，终端侧共有Nr个端口，每个端口对应有Mr个波束每个端口对应的波束数量可以不同，这里举例为每个端口对应相同数量的波束，当每个端口对应的射频端波束数量不同时，下面步骤中的计算方法类似。
本发明实施例将基站侧每个发射端口单独计数，即每个端口计数为Mt，每次发送波束的训练都需要发送Mr，然后将将计数减1。这样做的目的是基站发送每个波束后，终端的每个通道进行接收训练，从而选择最优的接收波束，根据该最优波束确定基站本次进行波束训练发送的波束SNR。
由于基站侧为多个端口同时进行波束训练，所以每个端口的计数减一时则终端各端口进行一次反馈，当计数为0时终端进行最后一组反馈，表示该通道针对该终端的发送波束训练完成。
步骤303：终端设定一个SNR的阈值，当每个端口接收到基站侧端口和波束组合的SNR达到该阈值时，表示该组合符合要求，可以进行反馈，终端设定一个很小的时间窗口，用于接收所有发射端口本次波束训练中发射的波束。
本次波束训练最多有Nt个端口和波束的组合，然后终端每个端口从这些组合中选取符合要求的组合，共计为nt个，其中
Figure BDA0000907847930000161
其中
Figure BDA0000907847930000162
分别表示终端侧有反馈内容的端口选取的本次基站波束训练发送的最优端口和波束组合的集合。反馈时完成“取交集”操作，其中取交集操作的过程同实施例一类似。
步骤304：基站进行发送波束训练直到计数为0，且此刻的发送波束已被终端各通道所有波束接收，则表示训练完成。终端侧共计进行Mt次反馈，所有组合记为
Figure BDA0000907847930000163
其中，nt1表示接收端第一次反馈的集合，集合内其他元素表示方式相同。
步骤305：基站接收到该反馈信息，根据目前可用的资源，进行发射端口和波束的重新分配，即从终端反馈的
Figure BDA0000907847930000171
个组合中选取一些可用的端口和波束。
一般情况下重新分配后选取的组合结果要多于实施例一，因为根据波束训练开始时基站发送的反馈信令可知目前基站可用的资源较多，然后将该信息通知给终端。
接下来的步骤的内容同实施例一类似，这里就不再赘述。
实施例四
如图7所示，本实施例主要介绍当基站侧区别于实施例一、二、三，各端口和波束不占用全带宽，占用较小的子带时的情况，根据终端反馈可能遇到的开销问题，因此本实施例采用本发明实施例中介绍的最优端口和波束组合反馈的方法，具体的流程如图8所示，具体的描述如下：
步骤401：基站同终端完成同步后，进行波束能力交互，相互告知各自的端口和波束的收发能力。由于基站侧整个带宽划分为多个子带，因此在进行波束训练时需要将需要的子带都进行波束训练，其中子带的信息可以在波束能力交互时体现。
针对需要进行波束训练的终端，在波束能力交互时或者在进行波束训练的开始帧中，基站向终端发送一条信令，告知终端各端口需要进行最优发射端口和波束组合反馈，发送信令的依据为此刻基站可以为新接入需要进行数据传输的终端提供数据传输的端口数等资源较少；
步骤402：假设全带宽内有P个子带，基站将每个子带按照Nt端口，每个端口对应射频端Mt个波束，并且各训练帧中携带各子带的端口和波束的编号信息以及需要进行波束训练的次数。
根据图5可知，基站侧每个子带都对应有Nt个端口，每个端口对应射频端可以产生Mt个波束，终端侧共有Nr个端口，每个端口对应有Mr个波束每个端口对应的波束数量可以不同，这里举例为每个端口对应相同数量的波束，当每个端口对应的射频端波束数量不同时，下面步骤中的计算方法类似。
基站进行波束训练时不同于实施例一的计数方法，本发明实施例将基站侧每个子带每个发射端口单独计数，即每个子带的每个端口计数为Mt×Mr。基站每个子带每个端口发射波束的次数要遍历到终端的各个波束，当终端每个端口的波束数量相同时，为Mt×Mr。每次训练将该计数减1，当计数为0时表示该端口针对该终端各端口各接收波束的的发送波束训练完成，可以触发终端各端口开始反馈。
步骤403：终端各端口接收基站侧每个子带的各端口发送的波束，根据SNR最大化原则选取满足SNR要求的基站各端口对应的最优波束。终端侧SNR的设定首先必须满足保证进行数据传输时误码率不会太高，具体的设定可以根据终端自身的需求特性设定。
终端的每个端口接收到基站侧每个子带的所有端口和波束的组合，根据终端各端口选取SNR最大化原则选取其中符合要求所有子带的端口和波束组共nt个，其中nt≤Nt，表示共选取了基站侧每个子带选取了对应的发射端口nt个和每个发射端口对应的Mt个波束中的SNR最大的一个波束。
步骤404：终端侧由于接收SNR的限定，可能不会用到所有的端口进行反馈和数据 传输，因此Nr个端口中假设有nr端口符合条件。因此由该nr个端口选取到的基站侧每个子带 的发送端口和波束组合个数分别为
Figure BDA0000907847930000181
但是此时由于子带的存在，导致终端需要反馈的内容仍然成倍数的增加，如果各子带由终端侧各端口选取的最优端口和波束组合相同或者差别不大，可以将这些子带信息组合反馈，原来需要反馈的P个子带的信息，减小为p个，满足p≤P，从而可以大幅度减少终端的反馈量。
针对终端各端口选取的结果进行取交集操作。该操作为，终端将各端口的选取基站侧最优端口和波束组合进行分析，当有终端不同端口选取的基站最优端口和波束组合相同时，将相同的选取结果进行合并，不再利用多个终端端口进行多次的反馈。
进行取交集操作后，终端各端口进行反馈，反馈的内容为终端各端口选取的符合SNR要求的基站侧各端口对应的最优波束，相比于取交集前的组合个数，反馈的内容根据组合合并内容的多少，减少为
Figure BDA0000907847930000182
其中，
Figure BDA0000907847930000191
从而能够在一定程度上减小开销。
步骤405：基站接收到终端反馈的
Figure BDA0000907847930000192
个端口和波束组合，根据目前可用的子带和端口资源，进行子带、发射端口和波束的重新分配，即从终端反馈的
Figure BDA0000907847930000193
个组合中选取一些可用的子带、端口和波束，组合数为
Figure BDA0000907847930000194
其中，
Figure BDA0000907847930000195
由于基站重新选取的结果可能由于同时训练的终端较多，而不能将某些终端反馈的端口和波束组合分配给该终端，因此重新分配的组合需要满足
Figure BDA0000907847930000196
接下来的步骤的内容同实施例一类似，这里就不再赘述。
图9为本发明实施例的基站的示意图，如图9所示，本实施例的基站包括：
波束训练模块，用于进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；
分配模块，用于根据当前可用资源情况以及所述终端每个端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。
其中，所述波束训练模块，发送的信令为一位二进制数标识，当所述二进制数标识为0时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈；或者当所述二进制数标识为0时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈；或者
所述波束训练模块，发送的信令为所述基站当前可用的端口数。
其中，所述波束训练模块，是在所述终端完成同步后，同所述终端进行波束信息交互时或者在发送波束训练的开始帧发送所述信令的。
可选地，所述波束训练模块，进行波束训练的次数是通过以下方式进行计数的：所述基站针对每个端口单独计数，端口进行波束训练的次数为该端口对应的需进行射频波束训练的射频波束赋形的波束个数，该端口对应的射频波束训练进行一次则计数减1，当计数为0时表示该端口的发射波束训练完成。
在一可选的实施例中，所述基站还包括：
预编码模块，用于根据所述终端每个端口反馈的信息，以及所述分配模块为所述终端每个端口重新分配的发射端口和发射波束的情况，进行预编码时，为所述终端每个端口发送相同的数据，或者根据所述终端端口信息不同，为每个端口发送不同的数据。
图10为本发明实施例的一种实现毫米波通讯的传输装置的示意图，本实施例的传输装置设置于终端每个端口，包括：
接收模块，用于接收基站混合波束赋形所生成的发射端口和波束组合信息；
选择模块，用于根据接收到发射端口和波束组合的信号与干扰加噪声比SINR或SNR信息选择待反馈的端口和波束；
反馈模块，用于根据所述基站发送的触发反馈方式的信令选择进行最优端口和波束组合的反馈或者选择进行多个波束和端口组合的反馈。
在一可选的实施例中，所述反馈模块，接收到所述基站发送的信令指示为采用最优发射端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行最优端口和波束组合的反馈包括：根据接收到的所述基站每个发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取SINR或SNR值最大且满足第一指定条件的波束，当收到所述基站所有端口发送信息中计数全部为0时，进行反馈。
在一可选的实施例中，所述反馈模块，接收到所述基站发送的信令指示为采用多个端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈。
其中，所述反馈模块，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈包括：在所述基站发送完所有端口和波束组合后，根据接收到的所述基站的发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取满足第二指定条件的多个通道下的多个波束，然后进行反馈；或者在所述基站所有用于波束训练的端口每发射一次波束时，根据接收到的所述基站本次发射端口和波束组合的SINR或SNR信息，选取满足第三指定条件的发射端口和波束组合进行反馈，直到波束训练完成。
上述的第一指定条件、第二指定条件和第三指定条件可以设置为相同的条件(例如SINR阈值设置相同)，也可以设置为不相同的条件(即三种情况分别设置不同的SINR阈值)。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上仅为本发明的优选实施例，当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (21)

1.一种实现毫米波通讯的传输方法，包括：
在终端完成同步后，基站进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；
所述基站根据当前可用资源情况以及所述终端端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。
2.基于权利要求1所述的传输方法，其特征在于：
所述信令为一位二进制数标识，当所述二进制数标识为0时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈；或者当所述二进制数标识为0时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈；
其中，所述优选端口和波束组合是指满足设定SINR或SNR要求的端口和波束组合。
3.基于权利要求1所述的传输方法，其特征在于：
所述信令为所述基站当前可用的端口数。
4.基于权利要求1-3任一项所述的传输方法，其特征在于：
所述基站是在同所述终端进行波束信息交互时或者在发送波束训练的开始帧发送所述信令的。
5.基于权利要求1所述的传输方法，其特征在于：所述基站进行波束训练的次数是通过以下方式进行计数的：
所述基站针对每个端口单独计数，端口进行波束训练的次数为该端口对应的需进行射频波束训练的射频波束赋形的波束个数，该端口对应的射频波束训练进行一次则计数减1，当计数为0时表示该端口的发射波束训练完成。
6.基于权利要求1、2、3或5所述的传输方法，其特征在于：所述基站将重新分配后的信息反馈给所述终端后，还包括：
根据所述终端每个端口反馈的信息，以及为所述终端每个端口重新分配的发射端口和发射波束的情况，进行预编码时，为所述终端每个端口发送相同的数据，或者根据所述终端端口信息不同，为每个端口发送不同的数据。
7.一种基站，其特征在于，包括：
波束训练模块，用于在终端完成同步后进行混合波束赋形，进行波束训练时向终端发送不同的端口和波束组合信息，根据当前可用端口资源情况向所述终端发送一个用于触发反馈方式的信令；
分配模块，用于根据当前可用资源情况以及所述终端端口反馈的所述基站的发射端口和发射波束组合信息，重新分配发射端口和发射波束，并将重新分配后的信息反馈给所述终端。
8.基于权利要求7所述的基站，其特征在于：
所述波束训练模块，发送的信令为一位二进制数标识，当所述二进制数标识为0时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈；或者当所述二进制数标识为0时，触发端口进行多个优选端口和波束组合反馈，当所述二进制数标识为1时，触发终端进行最优端口和波束组合反馈；或者
所述波束训练模块，发送的信令为所述基站当前可用的端口数；
其中，所述优选端口和波束组合是指满足设定SINR或SNR要求的端口和波束组合。
9.基于权利要求7或8所述的基站，其特征在于：
所述波束训练模块，是在同所述终端进行波束信息交互时或者在发送波束训练的开始帧发送所述信令的。
10.基于权利要求7所述的基站，其特征在于：
所述波束训练模块，进行波束训练的次数是通过以下方式进行计数的：所述基站针对每个端口单独计数，端口进行波束训练的次数为该端口对应的需进行射频波束训练的射频波束赋形的波束个数，该端口对应的射频波束训练进行一次则计数减1，当计数为0时表示该端口的发射波束训练完成。
11.基于权利要求7、8或10所述的基站，其特征在于：还包括：
预编码模块，用于根据所述终端每个端口反馈的信息，以及所述分配模块为所述终端每个端口重新分配的发射端口和发射波束的情况，进行预编码时，为所述终端每个端口发送相同的数据，或者根据所述终端端口信息不同，为每个端口发送不同的数据。
12.一种实现毫米波通讯的传输方法，包括：
在终端完成同步后，终端每个端口接收基站混合波束赋形所生成的发射端口和波束组合信息；
所述终端每个端口根据接收到发射端口和波束组合的信号与干扰加噪声比SINR或信噪比SNR信息选择待反馈的端口和波束；
所述终端每个端口根据所述基站发送的触发反馈方式的信令选择进行最优端口和波束组合的反馈或者选择进行多个波束和端口组合的反馈。
13.基于权利要求12所述的传输方法，其特征在于：
所述终端每个端口接收到所述基站发送的信令指示为采用最优发射端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行最优端口和波束组合的反馈包括：
所述终端每个端口根据接收到的所述基站每个发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取SINR或SNR值最大且满足第一指定条件的波束。
14.基于权利要求13所述的传输方法，其特征在于：还包括：
当收到所述基站所有端口发送信息中计数全部为0时，所述终端每个端口进行反馈。
15.基于权利要求12所述的传输方法，其特征在于：
所述终端每个端口接收到所述基站发送的信令指示为采用多个端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈。
16.基于权利要求15所述的传输方法，其特征在于：所述终端每个端口根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈包括：
在所述基站发送完所有端口和波束组合后，所述终端每个端口根据接收到的所述基站的发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取满足第二指定条件的多个端口下的多个波束，然后进行反馈；或者
在所述基站所有用于波束训练的端口每发射一次波束时，所述终端每个端口根据接收到的所述基站本次发射端口和波束组合的SINR或SNR信息，选取满足第三指定条件的发射端口和波束组合进行反馈，直到波束训练完成。
17.基于权利要求15或16所述的传输方法，其特征在于：
所述终端将不同端口反馈的所述基站相同的发射端口和波束组合进行合并，只反馈一次。
18.一种实现毫米波通讯的传输装置，设置于终端端口，其特征在于，包括：
接收模块，用于在终端完成同步后接收基站混合波束赋形所生成的发射端口和波束组合信息；
选择模块，用于根据接收到发射端口和波束组合的信号与干扰加噪声比SINR或信噪比SNR信息选择待反馈的端口和波束；
反馈模块，用于根据所述基站发送的触发反馈方式的信令选择进行最优端口和波束组合的反馈或者选择进行多个波束和端口组合的反馈。
19.基于权利要求18所述的传输装置，其特征在于：
所述反馈模块，接收到所述基站发送的信令指示为采用最优发射端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行最优端口和波束组合的反馈包括：根据接收到的所述基站每个发射端口和波束组合的SINR或SNR大小选取SINR或SNR值最大且满足第一指定条件的波束，当收到所述基站所有端口发送信息中计数全部为0时，进行反馈。
20.基于权利要求18所述的传输装置，其特征在于：
所述反馈模块，接收到所述基站发送的信令指示为采用多个端口和波束组合反馈时，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈。
21.基于权利要求20所述的传输装置，其特征在于：
所述反馈模块，根据所述信令选择进行多个波束和端口组合的反馈包括：在所述基站发送完所有端口和波束组合后，根据接收到的所述基站的发射端口和波束组合的SINR或SNR信息选取满足第二指定条件的多个端口下的多个波束，然后进行反馈；或者在所述基站所有用于波束训练的端口每发射一次波束时，根据接收到的所述基站本次发射端口和波束组合的SINR或SNR信息，选取满足第三指定条件的发射端口和波束组合进行反馈，直到波束训练完成。
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