CN114079866A - 一种信号传输方法及设备和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号传输方法及设备和装置，所述方法包括：确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。利用本发明提供的方法，可以在移动场景下实现窄波束的快速波束跟踪或更准确地对UE进行调度，保证业务低时延，高可靠的传输。

Description

一种信号传输方法及设备和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号传输方法及设备和装置。
背景技术
当前5G NR(New Radio，新空口)***支持毫米波频段通信，基站/终端往往需要使用波束赋形技术形成窄波束，集中辐射于更小的空间区域内，从而使射频传输链路上的能量效率更高，减少基站/终端发射功率损耗；而在IMT(International Mobile TelecomSystem，即国际移动通信***)-2030***将支持太赫兹频段(0.1～10THz)通信，基站/终端将采用更高增益的天线、以及集成更多数量的天线并使用波束赋形技术形成“铅笔状”的超窄波束，来克服太赫兹频段的高路径损耗，以提高小区的覆盖范围。增强移动宽带、海量大连接以及低时延高可靠是未来移动通信的三大应用场景。因此，如何获得精准的信道信息，在移动场景下实现窄波束的快速波束跟踪，保证业务低时延，高可靠的传输，是一个需要解决的关键技术问题。
现有技术中常用的波束跟踪技术包括：
(1)采用DOA(Direction Of Arrival，波达方向)估计技术，得到波束形成器所需的波束方向。假设观测点距离天线振子很远，可以认为两列波到达观测点的角度是相同的，此时两列波的相位差将随观测角度的变化而变化。利用信道的互易性，通过上行信号估计DOA并用其计算下行波束赋形向量。
(2)根据参考信号估计CSI(channel State Information，信道状态信息)，获得波束赋形的PMI(Precoding matrix indicator，预编码矩阵信息)，通过更新预编码权值跟踪信道变化。
(3)对于模拟域波束赋形，通过波束扫描确定最佳波束方向。以下行传输为例，基站发送一组参考信号，这些参考信号会对应一组下行波束，用户测量不同波束发射出的无线信号，并向基站报告相关信息，基站根据用户报告确定对准该用户的最佳发射波束，同时用户采用相应的接收波束。利用信道互易性，用户可采用下行波束对用于上行发送。上行波束扫描过程与下行类似，网络配置SRS(Sounding Reference Signal，探测参考信号)完成相应过程。
因信道不理想，采用波达方向估计时，相位误差对角度估计性能的影响不容忽视；同样，CSI估计的准确性也会影响预编码赋形的效果。另外，***工作频段越高，将采用更加窄的赋形波束以保证小区的覆盖，在这种情况下，遍历波束扫描策略带来了很高的时间复杂度。
发明内容
本发明提供一种信号传输方法及设备和装置，解决在移动场景下对窄波束进行快速波束跟踪时，采用波达方向估计，相位误差对角度估计性能产生影响；CSI估计的准确性会影响预编码赋形的效果；在采用窄的赋形波束的情况下，遍历波束扫描时间复杂度高，及其他的受位置影响而导致调度不准确的问题。
第一方面，本发明提供一种信号传输方法，该方法包括：
确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
可选地，采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
可选地，根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
可选地，还包括如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
可选地，根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
可选地，所述三维小区环境为基于探测感知方式，采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
可选地，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
可选地，所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
可选地，确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；
可选地，根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
可选地，该方法应用于终端进行上行信号传输，或应用于基站进行下行信号传输。
第二方面，本发明提供一种信号传输的设备，包括存储器和处理器，其中：
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行如下步骤：
确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
可选地，所述处理器采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
可选地，所述处理器根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
可选地，所述处理器还用于执行如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
可选地，所述处理器根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
可选地，所述三维小区环境为基于探测感知方式，所述处理器采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
可选地，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
可选地，所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
可选地，所述处理器确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；
可选地，所述处理器根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
可选地，所述设备为终端，所述信号传输为上行信号传输，或所述设备为基站，所述信号传输为下行信号传输。
第三方面，本发明提供一种信号传输的装置，包括：
定位单元，用于确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
信号确定单元，用于根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
信号传输单元，用于采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
可选地，所述信号传输单元采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
可选地，所述信号确定单元根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
可选地，所述信号确定单元还用于执行如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
可选地，所述信号确定单元根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
可选地，所述三维小区环境为基于探测感知方式，所述定位单元采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
可选地，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
可选地，所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
可选地，所述定位单元确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值。
可选地，所述信号确定单元根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
可选地，该装置应用于终端进行上行信号传输，或该装置应用基站进行下行信号传输。
第四方面，本发明提供一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面提供的一种信号传输方法的步骤。
本发明提供的一种信号传输方法及设备和装置，可以在移动场景下实现窄波束的快速波束跟踪或更准确地对UE进行调度，保证业务低时延，高可靠的传输。
附图说明
图1为现有技术中波达方向估计技术原理示意图；
图2为现有技术中下行传输波束跟踪过程示意图；
图3为本实施例提供的一种信号传输方法的应用场景；
图4为本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种三维小区环境立体模型的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种位置预测示意图；
图7为本发明实施例提供的一种信号传输方法的设备示意图；
图8为本发明实施例提供的一种信号传输方法的装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供的技术方案可以适用于多种***，尤其是应用于5G演进***及后续的6G***。例如适用的***可以是全球移动通讯(Global System Of MobileCommunication，GSM)***、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)***、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)***、长期演进(Long Term Evolution，LTE)***、LTE频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)***、LTE时分双工(Time DivisionDuplex，TDD)、通用移动***(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)、全球互联微波接入(Worldwide Interoperability For Microwave Access，WiMAX)***、5G***、5G演进***以及6G***等。这多种***中均包括终端设备和网络设备。
本申请实施例涉及的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。在不同的***中，终端设备的名称可能也不相同，例如在5G***中，终端设备可以称为用户设备(User Equipment，UE)。无线终端设备可以经RAN与一个或多个核心网进行通信，无线终端设备可以是移动终端设备，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(Personal Communication Service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated protocol，SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等设备。无线终端设备也可以称为***、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(SubscriberStation)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端设备(Remote Terminal)、接入终端设备(Access Terminal)、用户终端设备(User Terminal)、用户代理(User Agent)、用户装置(User Device)，本申请实施例中并不限定。
本申请实施例涉及的基站，该基站可以包括多个小区。根据具体应用场合不同，基站又可以称为接入点，或者可以是指接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端设备通信的设备，或者其它名称。网络设备可用于将收到的空中帧与网际协议(InternetProtocol，IP)分组进行相互转换，作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)通信网络。网络设备还可协调对空中接口的属性管理。例如，本申请实施例涉及的网络设备可以是全球移动通信***(Global SystemFor Mobile Communications，GSM)或码分多址接入(Code Division Multiple Access，CDMA)中的网络设备(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是带宽码分多址接入(Wide-Band Code Division Multiple Access，WCDMA)中的网络设备(NodeB)，还可以是长期演进(Long Term Evolution，LTE)***中的演进型网络设备(Evolutional Node B，eNB或e-NodeB)、5G网络架构(Next Generation System)中的5G基站，也可是家庭演进基站(Home Evolved Bode B，HeNB)、中继节点(Relay Node)、家庭基站(Femto)、微微基站(Pico)等，本申请实施例中并不限定。
在IMT(International Mobile Telecom System，即国际移动通信***)-2030***，也就是6G***支持太赫兹频段(0.1～10THz)通信，基站/终端将采用更高增益的天线、以及集成更多数量的天线并使用波束赋形技术形成“铅笔状”的超窄波束，来克服太赫兹频段的高路径损耗，以提高小区的覆盖范围。因此，如何获得精准的信道信息，在移动场景下实现窄波束的快速波束跟踪，保证业务低时延，高可靠的传输，是一个需要解决的关键技术问题。
现有技术中常用的波束跟踪技术都存在一定的缺陷：
采用DOA(Direction Of Arrival，波达方向)估计技术，得到波束形成器所需的波束方向。假设观测点距离天线振子很远，可以认为两列波到达观测点的角度是相同的，如图1所示，此时两列波的相位差将随观测角度的变化而变化。利用信道的互易性，通过上行信号估计DOA并用其计算下行波束赋形向量。但是因为信道不理想，采用上述波达方向估计时，相位误差对角度估计性能会产生不容忽视的影响。
根据参考信号估计CSI(channel State Information，信道状态信息)，获得波束赋形的PMI(Precoding matrix indicator，预编码矩阵信息)，通过更新预编码权值跟踪信道变化。CSI估计的准确性会影响预编码赋形的效果。
如图2所示，对于模拟域波束赋形，通过波束扫描确定最佳波束方向。以下行传输为例，基站发送一组参考信号，这些参考信号会对应一组下行波束，用户测量不同波束发射出的无线信号，并向基站报告相关信息，基站根据用户报告确定对准该用户的最佳发射波束，同时用户采用相应的接收波束。利用信道互易性，用户可采用下行波束对用于上行发送。上行波束扫描过程与下行类似，网络配置SRS(Sounding Reference Signal，探测参考信号)完成相应过程。
***工作频段越高，将采用更加窄的赋形波束以保证小区的覆盖，在这种情况下，上述遍历波束扫描策略带来了很高的时间复杂度。
鉴于上述问题，本发明提出一种信号传输方法，可以在移动场景下实现对窄波束的波束跟踪，减少位置估算误差引起的链路不稳定。本方案可以在移动场景下实现窄波束的快速波束跟踪或更准确地对UE进行调度，保证业务低时延，高可靠的传输。
实施例1
如图3所示，为本实施例提供的一种信号传输方法的应用场景。
图3中为方便描述，并未示例全部的基站、服务器和终端，实际***中，可能存在多个基站、服务器和终端共存，在此不再赘述。
需要说明的是，上述应用场景的示意图仅是对本发明实施例适用应用场景的举例说明，本发明实施例适用的应用场景相比图3所示的应用场景还可以增加其它实体，或减少部分实体。
基于上述应用场景，本发明实施例提供的一种信号传输方法，如图4所示，该方法包括：
步骤S401，确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
上述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型，如图5所示为上述三维小区环境立体模型的示意图，上述三维小区环境由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据，根据上述环境数据构建三维小区环境的立体模型。
可选地，上述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
可选地，所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
具体的，基站侧可以利用探测感知模块，采集小区范围内的UE及小区范围内的环境信息，其中，探测感知模块既可以集成在基站中，也可以作为独立设备在小区范围内的各空间位置中进行配置，这里不做限定。
主动探测感知是指，由基站控制探测感知模块向至少一个方向发送主动探测感知信号，而主动探测感知信号又包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号，上述信号可以结合或分别使用，以确定小区内物体的轮廓，材质和方位信息。
主动探测感知方式一、利用激光探测感知信号进行物体探测。
通过探测感知模块通过向小区范围内各物体发射激光，并通过接收到反射激光的时间差能够快速获取目标物体的距离信息，并且通过获取激光的扫描角来得到目标物体的方位，使用激光探测的方式，具有测量精度高、响应时间快以及对光照环境变化不敏感的特点，通过激光能够检测出小区范围内各物体的轮廓和位置信息。
主动探测感知方式二、利用毫米波传感探测感知信号进行物体探测。
由于激光传感模块发射的激光波束方向性较强，较为容易出现视觉盲区，即在激光传输路径上，若存在遮挡物，则无法感知无距离差异的物体信息。因此，对于视觉盲区内的物体，可以利用毫米波覆盖激光盲区，而且毫米波传感模块感知距离比激光传感模块感知距离更远，通过毫米波能够检测出小区范围内各物体的位置信息。
主动探测感知方式三、利用太赫兹波传感探测感知信号进行物体探测。
因毫米波仅能确定小区范围内各物体的位置信息，但难以对于物体进行识别，而太赫兹波对非极性材料具有很强的穿透性，因此能够探测到被遮挡的目标，且太赫兹波所具有的“指纹谱”特性，通过太赫兹波能够检测出小区范围内各物体的位置信息与材质。
上述被动探测感知信号包括视觉传感探测感知信号，根据探测结果确定小区内物体的方位信息，包括：
对小区图像进行图像分析，识别出小区物体的轮廓，通过单目成像测距法/双目立体视觉测距法确定小区物体的方位信息。
具体的，由基站利用探测感知模块中的至少一个高清摄像头，基于图像分析来获取周围环境信息，通过图像分析识别技术来感知小区范围内物体的形状、尺寸及位置。
此外，上述主动探测感知信号、被动探测感知信号既可以分别使用，也可以结合使用，例如，一种信号结合使用的方式为，在摄像头进行成像后，通过图像分析识别获取物体的具体类别信息，然后基站再控制按图像分析确定的位置，定向发出主动探测感知信号，如发出激光、毫米波或太赫兹波来，进行定点测距和材质分析。
可选地，确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值。
需要说明的是上述确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值并不局限于利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号，只要是可以实现对位置时刻的测量，任何形式的传感探测感知信号都可以应用到本发明中。
在获得三维小区环境之后，为了能在终端与基站之间实现信号的传输，需要确定终端的位置信息，上述终端的位置信息可以通过探测感知模块对终端周围环境进行感知确定终端位置。
上述视觉探测感知信号的可以通过以下方式获得：通过摄像头拍照，基于机器视觉来获取周围环境信息，通过图像分析识别技术来感知目标物体的形状、尺寸，对于目标物***置的确定可以通过单目成像测距法和双目立体视觉测距法来获得。并以此目标物体为参照点，获得终端在上述三维小区环境中的位置。
其中，终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值可以由任意的定位方式进行确定，如通过终端向基站发送本设备所在位置或与周围的物体的相对位置或携带位置的标识，或基站可以主动扫描小区内的各终端及终端位置，其中，通过扫描确定各终端的方式，既可以是预先在终端内安装标识物，在基站进行扫描时，根据标识物能确定扫描到的物体是否为终端，也可以在终端表面放置标识物，在基站通过图像识别到标识物时，确定该位置的物体为终端，在具体实施时，只要能够映射终端与基站之间的位置关系，均可以应用到本申请来确定小区内终端的位置，其中确定小区内终端的位置信息的方式不限于上述实施例提供的方式，本领域人员应当知晓，这里不再赘述。
步骤402，根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
具体的，根据上述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
作为一种可选地实施方式，根据三维小区环境和终端位置的测量值可以进行调度、MCS选择。
步骤403，采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
本发明实施例提供的方案基于感知技术获得三维小区环境模型(即数字3D信道模型)，进一步基于预测技术实现对移动目标的更加准确的快速波束跟踪，通过天线定向赋形到预测位置，实现移动场景下的更加准确的快速波束跟踪，或者，还可以在对终端进行跟踪的基础上确定终端的调制和调度方案，使调制或调度方案更加准确，提高了信号调制/终端调度的效率。
在上述应用场景中，基站301与终端303之间进行信号传输，确定三维小区环境模型时，一种可能的实施方式是，上述终端通过感知探测的方法采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；另一种可能的实施方式是，由基站/服务器过感知探测的方法采集环境数据，根据采集的环境数据构建三维小区环境。还有一种可能的方式是，由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据上述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善上述初始三维环境数据。上述环境数据包括小区内的物体的形状、尺寸、位置、材质等。在进行信号传输时确定终端在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，预测上述终端下一时刻位置的预测值，获得采用的波束/调度信息/MCS(Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略)，最后采用上述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
作为一种可选地实施方式，上述信号传输方法可以应用于基站进行下行信号传输：
基站通过上述任一方式获取构建的三维小区环境，基站确定终端在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，或者，可以由服务器构建三维小区环境后，服务器确定终端在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，并将上述位置的测量值发送到基站。基站基于终端在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，预测上述终端下一时刻位置的预测值；获得采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS，最后上述基站采用上述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
作为另一种可选的实施方式，上述信号传输方法还可以应用于终端进行上行信号传输：
终端通过上述任一方式获取构建的三维小区环境，确定终端在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，或者，可以由服务器通过构建三维小区环境后，服务器确定终端在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，并将上述位置的测量值发送到终端。终端基于自身在三维小区环境中的当前时刻以及之前时刻位置的测量值，预测上述终端下一时刻位置的预测值；获得采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS，最后上述终端采用上述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
可选地，采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
作为一种可选地实施方式，当信号的误块率bler大于设定阈值时，采用在预测方向φ左右进行展开，即在φ±△φ范围内展宽波束进行覆盖，其中△φ取值取决于定位精度与终端距离基站距离r；
在时延允许情况下，可以在波束扫描范围内进行波束扫描，比如，在φ±△φ范围内，进行波束扫描，进而获得最优赋形波束。
可选地，根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
作为一种可选地实施方式，获得了上述终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值之后，下一步为通过预测函数值预测下一时刻位置的预测值，如图6所示为位置预测示意图。
上述预测函数用于根据上述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
具体的，预测函数值预测下一时刻位置的预测值的过程如下：
(1)计算终端的速度v；
根据当前时刻以及之前时刻位置的测量值P0，P-1，P-2，…，P-N，计算移动终端的速度v0，v-1，v-2，…，v-(N-1)；
具体的，v0＝SP0-P-1/△t，v-1＝SP-1-P-2/△t，…，
v-(N-1)＝SP-(N-1)-P-N/△t，其中SP0-P-1：为P0，P-1两点之间的距离；△t为相邻两个采样时刻间的采样时间差。
(2)根据v变化，估算M个时刻的平均加速度a’；
具体的，a0＝(v0-v-1)/△t，a-1＝(v-1-v-2)/△t，…
Figure BDA0002625452290000191
M可配置，a’是前M个时刻的平均加速度。
(3)根据速度v0，加速度a’，预测下一时刻位置P1’；
具体的，v1＝v0+a’△t，
S＝v0△t+1/2a’(△t)2。
其中，P1’为v1方向上距离P0为S的点，v1方向可以由v0方向和加速度a’的方向由平行四边形法则得到。
特别地，当静止场景，令P1’＝P0，使用当前位置测量值作为下一时刻位置预测值。
可选地，该方法还包括如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
作为一种可选地实施方式，通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化。收集上述三维小区环境中位置的测量值对其进行处理、分析，进行特征选择与评估改善，获得预测函数初始化的相关参数。
需要说明的是，上述获得下一时刻位置的预测值的方式并不唯一确定，在具体实施时，下一时刻位置的预测值可以由任意的方式获得，均可以应用到本申请来，不限于上述实施例提供的方式，本领域人员应当知晓，这里不再赘述。
可选地，根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
具体的，在进行M个时刻的平均加速度a’估算时，依据位置变化自适应配置M。确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；例如，当位置变化方向频繁切换时，M的值减小，使M个位置的运动加速度方向近似相同；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。该方式中可依据移动速度配置△t，当高速运动场景，△t的值减小，低速运动场景，△t的值增大。
作为一种可选地实施方式，上述预测函数的相关参数不是固定的，会根据时延要求及上述位置的变化，自适应的调整上述预测函数的相关参数。
上述小区环境的范围可以为，该小区基站在通信时，能够覆盖到的最远范围，也可以为小区基站能够探测到的最远探测位置，可选地，最终确定的小区环境范围为小区基站既能通信覆盖且小区基站能探测到的位置。
并且，上述小区环境数据既可以为在一段时间内静止的物体，也可以为在小区范围内移动的物体，上述静止物体确定的环境信息及移动物体确定的环境信息、既可以结合使用也可以分别使用，目的为保证上述小区各物体及终端的位置具有即时性。
需要说明的是，在实际探测时，小区范围其他位置存在遮挡波束传输的遮挡物，但该遮挡物不影响本次通信，或不在对应的波束通信方向上，可以不对该遮挡物进行探测。
需要说明的是，在获取上述小区环境数据后，确定主要的反射物体、遮挡物等，将其抽象成长方体，三棱柱等三维或三维组合图形，构建地理环境数字三维模型，后续在模型上模拟通信的波束。此外，在构建模型时，还可以先绘制平面的模型，简化模型绘制过程，提升效率。
其中，因为构建三维小区环境的时刻，与当前时刻存在一定的延迟，若仍使用上一时刻绘制的三维小区环境，会造成，若在小区范围内部存在移动物体遮挡定向路径时，会影响波束信号的传输质量，故在确定终端后，检测小区范围内部的各物体是否相较于上一时刻绘制的三维小区环境产生了位置变化，若产生了位置变化，则根据当前的位置信息，更新当前立体环境模型，具体的，首先将三维小区环境上报基站，之后只上报运动的物体(运动的汽车、行人等)，不再上报静态的物体(建筑物、树木、静止汽车等)，除非环境内静态物体发生了改变。
如前所述，构建三维小区环境的执行主体可以基站自身(采用基站探测或终端探测)/服务器自身(采样服务器探测或终端探测)/基站和终端配合，下面对每种方式的具体小区三维环境进行详细描述如下：
1)、由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境。
终端通过摄像头拍照/太赫兹探测等技术获得终端周围的环境情况；
终端通过摄像头拍照，基于机器视觉来获取周围环境信息，通过图像分析识别技术来感知目标物体的形状、尺寸。对于目标物***置的确定可以通过单目成像测距法和双目立体视觉测距法来获得。
通过太赫兹主动探测可获得反射物体材质等特征，具体的，在摄像头拍照基础上，进一步对于特定位置的反射面，借助于太赫兹波所具有的“指纹谱”特性，能够识别目标成分，在太赫兹通信***中，反射物体材质特征是数字三维模型的一部分必要信息，其它通信***根据情况选择是否需要；
选取确定主要的反射物体，遮挡物等，将其抽象成长方体，三棱柱等三维或三维组合图形，构建地理环境数字三维模型；
2)、基站通过探测感知信号采集环境数据，根据上述环境数据构建三维小区环境。
基站通过摄像头拍照/太赫兹探测等技术获得基站周围的环境情况；
基站通过一个或一组摄像头拍照，基于机器视觉来获取周围环境信息，通过图像分析识别技术来感知目标物体的形状、尺寸。对于目标物***置的确定可以通过单目成像测距法和双目立体视觉测距法来获得。
通过太赫兹主动探测可获得反射物体材质等特征，具体的，在摄像头拍照基础上，进一步对于特定位置的反射面，借助于太赫兹波所具有的“指纹谱”特性，能够识别目标成分，在太赫兹通信***中，反射物体材质特征是数字三维模型的一部分必要信息，其它通信***根据情况选择是否需要；
选取确定主要的反射物体，遮挡物等，将其抽象成长方体，三棱柱等三维或三维组合图形，构建地理环境数字三维模型；
终端可从基站获得数字三维模型。
3)、服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据上述环境数据构建三维小区环境。
本实施例中的服务器作为云/边端，通过大量分布式探测感知模块，通过摄像头拍照/太赫兹探测等技术获得周围的环境情况；
云/边端通过一个或一组分布式探测感知模块，主要指摄像头拍照，基于机器视觉来获取周围环境信息，通过图像分析识别技术来感知目标物体的形状、尺寸。对于目标物***置的确定可以通过单目成像测距法和双目立体视觉测距法来获得。
通过太赫兹主动探测可获得反射物体材质等特征，具体的，在摄像头拍照基础上，进一步对于特定位置的反射面，借助于太赫兹波所具有的“指纹谱”特性，能够识别目标成分，在太赫兹通信***中，反射物体材质特征是数字三维模型的一部分必要信息，其它通信***根据情况选择是否需要；
选取确定主要的反射物体，遮挡物等，将其抽象成长方体，三棱柱等三维或三维组合图形，构建地理环境数字三维模型；
通过基站位置信息(终端可通过广播消息等方式获得)，基站/终端从云/边端下载与基站对应的数字三维模型等信息；
具体的，云/边端服务器存储多个基站的数字三维模型，基站/终端通过无线方式向云/边端服务器发出请求，并发送基站的位置信息给云/边端服务器，请求确定基站位置周边的数字三维模型，云/边端服务器通过无线方式反馈相应数字三维模型给基站/终端。
可选的，基站/终端通过无线方式向云/边端服务器发出请求，并发送基站/终端的位置，频率，选取路径门限，发送天线数量、天线距离等信息给云/边端服务器，请求信道信息矩阵，云/边端服务器可以通过数字三维模型，基站和终端位置，采用射线跟踪法获得1个或大于某个门限的X个最强径，对选取的路径信号累加获得信道信息矩阵H，并通过无线方式反馈相应信道信息给基站/终端。
4)、基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据上述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善上述初始三维环境数据。
基站或云/边端通过摄像头拍照/太赫兹探测等技术获得周围的环境情况；选取确定主要的反射物体，遮挡物等，将其抽象成长方体，三棱柱等三维或三维组合图形，构建地理环境数字三维模型；
通过太赫兹主动探测获得反射物体材质等特征，在太赫兹通信***中，反射物体材质特征是数字三维模型的一部分必要信息，其它通信***根据情况选择是否需要；
终端通过摄像头拍照/太赫兹探测等技术获得终端周围的环境情况；选取确定主要的反射物体，遮挡物等，终端将获得的周围的环境情况上报给基站或云/边端，使得基站或云/边端接收到上述信息后对构建的数字三维模型进一步补充，获得更加完善的三维模型。
或者，进一步地，终端从基站或云/边端获得数字三维模型；
终端通过摄像头拍照/太赫兹探测等技术获得终端周围的环境情况；选取确定主要的反射物体，遮挡物等，对获得的数字三维模型进一步补充，获得更加完善的三维模型；
终端通过摄像头拍照，基于机器视觉来获取周围环境信息，通过图像分析识别技术来感知目标物体的形状、尺寸。对于目标物***置的确定可以通过单目成像测距法和双目立体视觉测距法来获得。
通过太赫兹主动探测可获得反射物体材质等特征，具体的，在摄像头拍照基础上，进一步对于特定位置的反射面，借助于太赫兹波所具有的“指纹谱”特性，能够识别目标成分，在太赫兹通信***中，反射物体材质特征是数字三维模型的一部分必要信息，其它通信***根据情况选择是否需要；
可选地，根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
作为一种可选地实施方式，根据下一时刻位置的预测值P1’，基于最小路径损耗原则获得一个最佳赋形波束：基于上述三维小区环境，采用射线跟踪法计算不同路径的路径损耗，获得1个或大于某个门限的X个最强径。
上述射线跟踪法是一种给定发射点和接收点位置及介质的波速，求解两点间射线路及电磁波传播时间的方法，主要分为正向算法和反向算法两种。试射法、弯曲法、有限差分法、走时插值法、最短路径法及波前构建法都属于正向算法，反向算法就是根据几何光学原理，从接收点开始反过来搜寻每一条能够从接收点到达发射点的路径。
此外，利用射线跟踪法时，可能会确定出多条反射/散射路径，这些反射点/散射点也可能是多个，但是我们不能向所有的反射点/散射点发射出赋形波束，因此需要确定最强的反射/散射路径，通常，最强传输路径可能是一条或者几条，具体，使用一条或者几条路径并沿着该路径发出一条或几条赋形的波束取决于是否满足通信链路预算的要求，在不满足通信链路预算的要求时，如果存在多条最强路径，选择一条最强路径就能满足通信，则可以在任意一条最强路径上发出赋形波束。
(1)对于数字波束赋形：对选取的路径信号累加获得信道信息矩阵H，基于最大比合并(Maximum Ratio Combining，MRC)等原则获得发送预编码矩阵WD(对于MRC，WD＝HH)；
(2)对于模拟波束赋形：计算不同移相因子对应的接收功率，选取功率最大的移相因子WA配置模拟移相器；
(3)对于数模混合波束赋形：根据上述方法，先得到最佳移相因子WA，得到更新信道信息矩阵HWA，再计算数字预编码矩阵。
可选地，基站/终端通过无线方式向云/边端服务器发出请求，并发送基站/终端的位置，频率，选取路径门限，发送天线数量、天线距离等信息给云/边端服务器，请求确定信道信息矩阵H，基站/终端可通过上述方法获得数字预编码矩阵或配置模拟移相器。
作为一种可选地实施方式，根据三维小区环境和终端位置的测量值可以进行调度、MCS选择。
具体的，根据三维小区环境和基站/终端位置的测量值通过射线跟踪法可以获得信道信息矩阵H，结合之前时刻的HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传请求)反馈结果，进行调度、MCS选择，例如，如果信道质量变差或误码增加，降低MCS等级或分配更多地资源，反之，提高MCS等级或减少分配资源。
可选地，该方法应用于终端进行上行信号传输，或应用于基站进行下行信号传输。
实施例2
本发明实施例提供一种信号传输的设备，如图7所示，包括：
存储器701、处理器702、收发机703以及总线接口704。
处理器702负责管理总线架构和通常的处理，存储器701可以存储处理器702在执行操作时所使用的数据。收发机703用于在处理器702的控制下接收和发送数据。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器702代表的一个或多个处理器和存储器701代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器702负责管理总线架构和通常的处理，存储器701可以存储处理器702在执行操作时所使用的数据。
本发明实施例揭示的流程，可以应用于处理器702中，或者由处理器702实现。在实现过程中，信号处理流程的各步骤可以通过处理器702中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器702可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器701，处理器702读取存储器701中的信息，结合其硬件完成信号处理流程的步骤。
具体地，处理器702，用于读取存储器701中的程序并执行：
确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
可选地，所述处理器采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
可选地，所述处理器根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
可选地，所述处理器还用于执行如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
可选地，所述处理器根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
可选地，所述三维小区环境为基于探测感知方式，所述处理器采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
可选地，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
可选地，所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
可选地，所述处理器确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；
可选地，所述处理器根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
可选地，所述设备为终端，所述信号传输为上行信号传输，或所述设备为基站，所述信号传输为下行信号传输。
本发明实施例所提供的信号传输的设备，与本发明上述实施例的设备属于同一发明构思，应用到上述实施例提供的信号传输的各种实施方式，均可以应用到本实施例中信号传输的设备上，这里不再重述。
本发明实施例提供一种信号传输的装置，如图8所示，包括：
定位单元801，用于确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
信号确定单元802，用于根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
信号传输单元803，用于采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
可选地，所述信号传输单元采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
可选地，所述信号确定单元根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
可选地，所述信号确定单元还用于如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
可选地，所述信号确定单元根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
可选地，所述三维小区环境为基于探测感知方式，所述定位单元采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
可选地，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
可选地，所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
可选地，所述定位单元确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；
可选地，所述信号确定单元根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
可选地，该装置应用于终端进行上行信号传输，或该装置应用于基站进行下行信号传输。
本发明实施例所提供的信号传输的装置，与本发明上述实施例的设备属于同一发明构思，应用到上述实施例提供的信号传输的各种实施方式，均可以应用到本实施例中信号传输的装置上，这里不再重述。
本发明还提供一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的任一种波束跟踪信号发送方法的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既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。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本申请中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请的方法、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。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (24)

1.一种信号传输方法，其特征在于，该方法包括：
确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维小区环境为基于探测感知方式，采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法应用于终端进行上行信号传输，或应用于基站进行下行信号传输。
12.一种信号传输的设备，其特征在于，括存储器和处理器，其中：
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行如下步骤：
确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输，包括如下至少一个步骤：
确定信号的误块率大于设定阈值时，在当前波束的方向上，对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度；
在波束扫描范围内进行波束扫描，根据扫描结果对当前波束进行调整，所述波束扫描范围为采用当前波束的方向，并对当前波束的角度分别向上和/或向下调整设定角度对应的波束范围。
14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，包括：
通过预测函数根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，所述预测函数用于根据所述测量值估算平均加速度，并根据当前速度和平均加速度计算下一时刻位置的预测值。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于执行如下至少一个步骤：
通过机器学习方法对预测函数的相关参数进行初始化；
根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述处理器根据时延要求及所述位置的变化，调整预测函数的相关参数，包括如下至少一个步骤：
确定△t时间内加速度变化方向超过设定角度阈值时，减小计算M个时刻的平均加速度的M的取值；
确定终端处于移动速度超过设定速度高阈值的场景时，减小相邻两个时刻的△t的取值，确定终端处于移动速度低于设定速度低阈值的场景时，增加相邻两个时刻的加速度的△t的取值。
17.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述三维小区环境为基于探测感知方式，所述处理器采用如下任一步骤构建的立体模型：
由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据构建三维小区环境；
由基站通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建三维小区环境；
由基站/服务器通过探测感知信号采集环境数据，根据所述环境数据构建初始三维小区环境，由终端通过探测感知信号采集环境数据并上报给基站/服务器，由基站/服务器根据不同终端上报的环境数据，完善所述初始三维环境数据。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述由终端/基站/服务器通过探测感知技术采集环境数据，包括：
由终端/基站/服务器通过探测感知技术利用主动探测感知信号和/或被动探测感知信号，进行物体探测，根据探测结果确定小区内物体的轮廓，材质和方位数据。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，
所述主动探测感知信号包括激光探测感知信号、毫米波传感探测感知信号、太赫兹波传感探测感知信号中任一或任多信号；
所述被动探测感知信号包括采集小区图像的视觉传感探测感知信号。
20.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器确定终端在三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，包括：
通过视觉探测感知信号采集当前时刻及之前时刻的小区图像，对所述小区图像进行图像识别，根据识别到的终端在小区图像中的位置，确定终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值；或者
利用太赫兹波传感探测感知信号识别终端，利用太赫兹/毫米波传感探测感知信号确定所述终端在所述三维小区环境模型中当前时刻以及之前时刻位置的测量值。
21.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束，包括：
根据所述三维小区环境模型和位置的预测值，基于最小路径损耗或者最大化信道容量原则确定采用的波束。
22.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备为终端，所述信号传输为上行信号传输，或所述设备为基站，所述信号传输为下行信号传输。
23.一种信号传输的装置，其特征在于，包括：
定位单元，用于确定终端在三维小区环境中当前时刻以及之前时刻位置的测量值，所述三维小区环境为基于探测感知方式构建的立体模型；
信号确定单元，用于根据所述测量值预测下一时刻位置的预测值，获取根据所述三维小区环境模型和位置的预测值确定采用的波束/调度信息/调制与编码策略MCS；
信号传输单元，用于采用所述波束进行波束赋形/调度信息进行调度/MCS进行调制后进行信号传输。
24.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-11任一所述的方法。
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