CN110662160B - 波束赋形的方法和装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

波束赋形的方法和装置及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提出一种波束赋形的方法和装置及计算机可读存储介质，涉及移动通信领域。其中的方法包括：获取终端测量的最小化路测信息，包括终端的第一位置信息；获取终端的反馈信息，包括终端反馈的到达角信息或码本信息；根据终端的反馈信息确定终端的第二位置信息；根据终端的第一位置信息和第二位置信息对终端进行联合定位，以确定终端的第三位置信息；根据终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向终端的第三位置信息所在的方向。本公开根据基于最小化路测的终端定位信息和基于终端反馈的终端定位信息对终端进行联合定位，提高终端定位的准确性，并使波束赋形的主波束指向终端联合定位的方向，改善波束赋形效果。

Description

波束赋形的方法和装置及计算机可读存储介质
技术领域
本公开涉及移动通信领域，特别涉及一种波束赋形的方法和装置及计算机可读存储介质。
背景技术
波束赋形(Beam forming，BF)是自适应阵列智能天线的一种实现方式，是一种在多个阵元组成的天线阵列上实现的数字信号处理技术。它利用有用信号和干扰信号在到达角(Direction of Arrival，DoA)等空间信道特性上的差异，通过对天线阵列设置适当的加权值，在空间上隔离有用信号和干扰信号，实现扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及抑止干扰的目的。
通过终端反馈的到达角可以确定终端的位置，然后根据终端的位置信息进行波束赋形，使主波束指向终端位置所在的方向。
发明内容
发明人发现，在多径丰富的复杂环境中，终端定位的准确性下降，造成波束赋形效果不佳。
鉴于此，本公开提出一种波束赋形方案，来改善波束赋形效果。
根据本公开的一个方面，提出一种波束赋形的方法，包括：
获取终端测量的最小化路测信息，所述最小化路测信息包括所述终端的第一位置信息；
获取所述终端的反馈信息，所述反馈信息包括所述终端反馈的到达角信息或码本信息；
根据所述终端的反馈信息确定所述终端的第二位置信息；
根据所述终端的第一位置信息和第二位置信息对所述终端进行联合定位，以确定所述终端的第三位置信息；
根据所述终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向所述终端的第三位置信息所在的方向。
可选地，确定所述终端的第三位置信息包括：
对所述终端的第一位置信息和第二位置信息进行加权计算，计算结果作为所述终端的第三位置信息。
可选地，确定所述终端的第三位置信息包括：
利用所述终端的第一位置信息和第二位置信息在指纹库中查找匹配的记录，并将匹配记录中的终端实际位置信息作为所述终端的第三位置信息；
其中，所述指纹库中的记录包括：通过最小化路测信息获取的终端的位置信息、通过终端反馈信息确定的终端的位置信息、以及对应的终端实际位置信息。
可选地，波束赋形的周期为预设的固定周期，最小化路测周期，根据固定周期和最小化路测周期确定的双周期中的任意一种。
可选地，最小化路测的测量周期是可配置的，最小化路测的范围可被配置为全网小区或有波束赋形需求的小区。
根据本公开的再一个方面，提出一种波束赋形的装置，包括：
信息采集模块，用于获取终端测量的最小化路测信息，所述最小化路测信息包括所述终端的第一位置信息；获取所述终端的反馈信息，所述反馈信息包括所述终端反馈的到达角信息或码本信息；
计算模块，用于根据所述终端的反馈信息确定所述终端的第二位置信息；根据所述终端的第一位置信息和第二位置信息对所述终端进行联合定位，以确定所述终端的第三位置信息；
波束赋形模块，用于根据所述终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向所述终端的第三位置信息所在的方向。
可选地，所述计算模块，用于对所述终端的第一位置信息和第二位置信息进行加权计算，计算结果作为所述终端的第三位置信息。
可选地，所述计算模块，用于利用所述终端的第一位置信息和第二位置信息在指纹库中查找匹配的记录，并将匹配记录中的终端实际位置信息作为所述终端的第三位置信息；其中，所述指纹库中的记录包括：通过最小化路测信息获取的终端的位置信息、通过终端反馈信息确定的终端的位置信息、以及对应的终端实际位置信息。
可选地，波束赋形的周期为预设的固定周期，最小化路测周期，根据固定周期和最小化路测周期确定的双周期中的任意一种；最小化路测的测量周期是可配置的；最小化路测的范围可被配置为全网小区或有波束赋形需求的小区。
根据本公开的再一个方面，提出一种波束赋形的装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任意一种波束赋形的方法。
根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一种波束赋形的方法。
本公开根据基于最小化路测的终端定位信息和基于终端反馈的终端定位信息对终端进行联合定位，提高终端定位的准确性，并使波束赋形的主波束指向终端联合定位的方向，改善波束赋形效果。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开的网络结构示意图。
图2为本公开的波束赋形的方法一些实施例的流程示意图。
图3为本公开的波束赋形的装置一些实施例的结构示意图。
图4为本公开的波束赋形的装置的另一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本公开的网络结构示意图。
如图1所示，网络中包括基站和若干终端。终端向基站上报最小化路测信息，并向基站返回到达角或码本等反馈信息。最小化路测信息包括终端的第一位置信息。根据终端的反馈信可以确定终端的第二位置信息。基站根据终端的第一位置信息和第二位置信息对终端进行联合定位，提高终端定位的准确性，并使波束赋形的主波束指向终端联合定位的方向，改善波束赋形效果。
图2为本公开的波束赋形的方法一些实施例的流程示意图。
如图2所示，该实施例的波束赋形的方法包括：步骤210～250。
在步骤210，基站获取终端测量的最小化路测(Minimization Drive Test，MDT)信息，最小化路测信息包括终端的第一位置信息。
在一些实施例中，基站开启MDT功能，终端执行MDT指令，并上报MDT信息。
在一些实施例中，开启MDT功能包括：打开MDT功能开关、配置MDT功能开关、订阅MDT测量并配置测量事件、上报周期、定位方式等相关参数。
具体地，开启MDT功能包括：打开MDT功能开关，根据波束赋形的范围需求配置MDT跟踪范围，设置MDT观察对象，选择测量事件，并设置其参数，包括测量事件的门限类型、触发机制、上报次数、测量阈值、上报间隔、定位方法、日志时长、日志间隔、UE最大个数或小区等。
例如，设置MDT跟踪范围为有波束赋形需求的小区(或者全网小区)，MDT观察对象设为立即(Immediate)MDT(立即MDT需要终端在连接状态下进行测量，并直接上报测量结果给网络)，测量事件选择M1，M1门限类型为RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)、M1触发机制为周期、M1上报次数为无限制、M1RSRP阈值为97、M1RSRQ(Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量)阈值为默认、M1上报间隔为5120ms、M1定位方法为GNSS(全球卫星导航***)定位和增强型小区标识(E-Cell ID)定位，日志时长为3600s、日志间隔为5120ms。
在一些实施例中，终端上报的最小化路测信息除了包括终端的第一位置信息(例如可以是终端所在的经纬度)，还可以包括服务小区RSRP、服务小区RSRQ、小区接收的干扰信息(来自周边的干扰信号情况)、可用同频或可用异频的邻区相关信息等。
在步骤220，基站获取终端的反馈信息，反馈信息包括终端反馈的到达角(Direction Of Arrival)信息或码本信息。
到达角反馈方式例如应用在TDD(Time Division Duplex，时分复用)网络中。码本反馈方式例如应用在FDD(Frequency Division Duplex，频分复用)网络中。
在步骤230，基站根据终端的反馈信息确定终端的第二位置信息。
到达角定位方法：利用多天线阵元来测量终端发出信号的到达角，一个到达角测量值使得终端的位置必然处于以该到达角测量值画出的一条直线上。如果从两处不同位置的天线上测得至少两个到达角测量值，那么终端的位置就位于从这两处天线发出的以相应到达角测量值画出的两条直线的交点上。利用多个到达角测量值提供冗余信息可以提高定位精度。
例如，假设终端的位置为(x,y)，第i个基站的位置为(xi,yi)，基站通过阵列天线测出终端来波信号的入射角(即到达角)为θi，则基站和终端的直线方程为：
Figure BDA0001711477750000051
通过两个或两个以上的基站，就可以得到一组方程组，它们的交点即为终端位置。
码本定位方法：由于不同方位的终端反馈的码本不同，因此基站根据终端反馈的码本可以确定终端的方位。
在步骤240，基站根据终端的第一位置信息和第二位置信息对终端进行联合定位，以确定终端的第三位置信息。
在联合定位的一个实施例中，对终端的第一位置信息和第二位置信息进行加权计算，计算结果作为终端的第三位置信息。
例如，在第一位置点和第二位置点之间的连线根据权重确定第三位置点，位置类型的权重越大，实际计算的位置点越靠近该类型的位置点。例如可以使用平均权重，即取第一位置点和第二位置点之间的连线的中点。
在联合定位的再一个实施例中，利用终端的第一位置信息和第二位置信息在指纹库中查找匹配的记录，并将匹配记录中的终端实际位置信息作为终端的第三位置信息。其中，指纹库中的记录包括：通过最小化路测信息获取的终端的位置信息、通过终端反馈信息确定的终端的位置信息、以及对应的终端实际位置信息。
在步骤250，基站根据终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向终端的第三位置信息所在的方向。从而使天线能量效率最优，提高覆盖性能。
在一些实施例中，可以按照预设的固定周期进行波束赋形，也可以按照与最小化路测周期同步的方式进行波束赋形，还可以按照固定周期和最小化路测周期确定的双周期进行波束赋形。双周期波束赋形是指在原有的固定周期基础上，在接收到最小化路测信息时，也进行波束赋形。
最小化路测周期同步波束赋形方式和双周期波束赋形方式，能够根据终端定位及时调整波束赋形的主波束方向。
根据基于最小化路测的终端定位信息和基于到达角或码本等终端反馈的终端定位信息对终端进行联合定位，提高终端定位的准确性，并使波束赋形的主波束指向终端联合定位的方向，改善波束赋形效果。
图3为本公开的波束赋形的装置一些实施例的结构示意图。
如图3所示，该实施例的波束赋形的装置包括：模块310～330。
信息采集模块310，用于获取终端测量的最小化路测信息，最小化路测信息包括终端的第一位置信息；获取终端的反馈信息，反馈信息包括终端反馈的到达角信息或码本信息。
计算模块320，用于根据终端的反馈信息确定终端的第二位置信息；根据终端的第一位置信息和第二位置信息对终端进行联合定位，以确定终端的第三位置信息。
波束赋形模块330，用于根据终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向终端的第三位置信息所在的方向。
在一些实施例中，计算模块320，用于对终端的第一位置信息和第二位置信息进行加权计算，计算结果作为终端的第三位置信息。
在一些实施例中，计算模块320，用于利用终端的第一位置信息和第二位置信息在指纹库中查找匹配的记录，并将匹配记录中的终端实际位置信息作为终端的第三位置信息；其中，指纹库中的记录包括：通过最小化路测信息获取的终端的位置信息、通过终端反馈信息确定的终端的位置信息、以及对应的终端实际位置信息。
在一些实施例中，波束赋形的周期为预设的固定周期，最小化路测周期，根据固定周期和最小化路测周期确定的双周期中的任意一种。
在一些实施例中，最小化路测的测量周期是可配置的。
在一些实施例中，最小化路测的范围可被配置全网小区或为有波束赋形需求的小区。
根据基于最小化路测的终端定位信息和基于到达角或码本等终端反馈的终端定位信息对终端进行联合定位，提高终端定位的准确性，并使波束赋形的主波束指向终端联合定位的方向，改善波束赋形效果。
图4为本公开的波束赋形的装置的另一些实施例的结构示意图。
如图4所示，该实施例的装置400包括：存储器410以及耦接至该存储器410的处理器420，处理器420被配置为基于存储在存储器410中的指令，执行前述任意一些实施例中的波束赋形的方法。
其中，存储器410例如可以包括***存储器、固定非易失性存储介质等。***存储器例如存储有操作***、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
装置400还可以包括输入输出接口430、网络接口440、存储接口450等。这些接口430，440，450以及存储器410和处理器420之间例如可以通过总线460连接。其中，输入输出接口430为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口440为各种联网设备提供连接接口。存储接口450为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一些实施例中的波束赋形的方法。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波束赋形的方法，包括：
获取终端测量的最小化路测信息，所述最小化路测信息包括所述终端的第一位置信息；
获取所述终端的反馈信息，所述反馈信息包括所述终端反馈的到达角信息或码本信息；
根据所述终端的反馈信息确定所述终端的第二位置信息；
根据所述终端的第一位置信息和第二位置信息对所述终端进行联合定位，以共同确定所述终端的第三位置信息；
根据所述终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向所述终端的第三位置信息所在的方向。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述终端的第三位置信息包括：
对所述终端的第一位置信息和第二位置信息进行加权计算，计算结果作为所述终端的第三位置信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述终端的第三位置信息包括：
利用所述终端的第一位置信息和第二位置信息在指纹库中查找匹配的记录，并将匹配记录中的终端实际位置信息作为所述终端的第三位置信息；
其中，所述指纹库中的记录包括：通过最小化路测信息获取的终端的位置信息、通过终端反馈信息确定的终端的位置信息、以及对应的终端实际位置信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中，
波束赋形的周期为预设的固定周期，最小化路测周期，根据固定周期和最小化路测周期确定的双周期中的任意一种。
5.如权利要求1所述的方法，其中，最小化路测的测量周期是可配置的，最小化路测的范围可被配置为全网小区或有波束赋形需求的小区。
6.一种波束赋形的装置，包括：
信息采集模块，用于获取终端测量的最小化路测信息，所述最小化路测信息包括所述终端的第一位置信息；获取所述终端的反馈信息，所述反馈信息包括所述终端反馈的到达角信息或码本信息；
计算模块，用于根据所述终端的反馈信息确定所述终端的第二位置信息；根据所述终端的第一位置信息和第二位置信息对所述终端进行联合定位，以共同确定所述终端的第三位置信息；
波束赋形模块，用于根据所述终端的第三位置信息进行波束赋形，使主波束指向所述终端的第三位置信息所在的方向。
7.如权利要求6所述的装置，其中，
所述计算模块，用于对所述终端的第一位置信息和第二位置信息进行加权计算，计算结果作为所述终端的第三位置信息；
或者，
所述计算模块，用于利用所述终端的第一位置信息和第二位置信息在指纹库中查找匹配的记录，并将匹配记录中的终端实际位置信息作为所述终端的第三位置信息；其中，所述指纹库中的记录包括：通过最小化路测信息获取的终端的位置信息、通过终端反馈信息确定的终端的位置信息、以及对应的终端实际位置信息。
8.如权利要求6所述的装置，其中，
波束赋形的周期为预设的固定周期，最小化路测周期，根据固定周期和最小化路测周期确定的双周期中的任意一种；
最小化路测的测量周期是可配置的；
最小化路测的范围可被配置为全网小区或有波束赋形需求的小区。
9.一种波束赋形的装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1-5中任一项所述的波束赋形的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的波束赋形的方法。
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