[发明专利]一种波束成形的同步信号发送和接收方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种波束成形的同步信号发送和接收方法及装置。

背景技术

高频段通信和大规模多输入多输出(Massive MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)技术是未来5G通信的两个研究热点。为满足5G通信网络吉比特(Gbps)量级的数据数率需求，高频段连续带宽是5G通信的必然选择。大规模MIMO技术通过采用多组相对低廉的低功耗天线和收发组件，可大幅提升无线频谱效率和系统容量，并具有多用户波束成形能力，可降低用户间干扰。同时，大规模MIMO为实现高频段移动通信提供了有力支持，可进一步改善无线信号覆盖能力。

高频段信号具有强衰减的特性，传输距离短且穿透和绕射能力差。对于5G通信网络，必然采用愈发密集的网络部署，从而使得网络拓扑更加复杂，小区间干扰已经成为制约系统性能提升的主要因素，极大地降低了网络能效。

目前对于高频段Massive MIMO通信场景，提高基站(eNB)发射功率是提高同步信号覆盖率的主要方法，特别是在UE接入小区时的搜索同步过程中，用户设备(UE)端不具备任何信道信息和基站相关信息，基站为满足覆盖率要求，需要提高发射功率，这也增强了对相邻小区的干扰。

由此可见，单纯采用基站提高发射功率的方法，有如下弊端：

一是受限于器件的功放能力，采用更高功放能力的器件必然成本更高；

二是同时加大了对其他小区干扰。

发明内容

本申请提供了一种波束成形的同步信号发送和接收方法及装置。无需高功放能力的器件，也不会造成小区间干扰。

本申请的一个实施例提供了一种波束成形的同步信号发送方法，该方法应用于基站侧，包括：

配置N个波束成形矩阵，形成N个不同方向的定向天线波束，所述N为大于1 的自然数；

在一个周期内的连续N个无线帧中，对于所述每一个无线帧依次使用一个波束成形矩阵对同步信号进行赋形形成定向波束，使用该定向波束发送主同步信号和辅同步信号。

较佳地，所述N个不同方向的定向天线波束具有相同的波束形状。

较佳地，所述N个不同方向的定向天线波束在基站空域的水平方向上均匀分布并完整覆盖小区范围。

本申请另一实施例还提供了一种波束成形的同步信号接收方法，该方法应用于用户设备，包括：

在小区搜索的同步过程中，持续接收基站发射的下行同步信号，持续接收时间为预设值，大于或等于一个周期；

确定接收的下行同步信号中强度最大值，将所述下行同步信号中强度最大值所在的无线帧作为同步信号所在帧；

根据所述同步信号所在帧的同步信号完成同步和进行解调。

较佳地，该方法进一步包括：

对于已实现同步的用户设备，以10×N ms为周期，监听记录N个无线帧的同步信号强度；

判断监听到的同步信号强度的最大值所在的无线帧序号与已获得的同步信号所在帧的无线帧序号是否相同，若不同，则下一周期选取监听到的同步信号强度的最大值所在的无线帧作为同步信号所在帧。

本申请的另一实施例还提供了一种基站，包括：

配置模块，用于配置N个波束成形矩阵，形成N个不同方向的定向天线波束，所述N为大于1的自然数；

波束成形发射模块，用于在一个周期内的连续N个无线帧中，对于所述每一个无线帧依次使用一个波束成形矩阵对同步信号进行赋形形成定向波束，使用该定向波束发送主同步信号和辅同步信号。

本申请的另一实施例还提供了一种用户设备，该用户设备包括：

持续接收模块，用于在小区搜索的同步过程中，持续接收基站发射的下行同步信号，持续接收时间为预设值，大于或等于一个周期；

同步帧确定模块，用于确定接收的下行同步信号中强度最大值，将所述下行同步信号中强度最大值所在的无线帧作为同步信号所在帧；

解调模块，用于根据所述同步信号所在帧的同步信号完成同步和进行解调。

较佳地，所述同步帧确定模块进一步包括：监听单元，用于在已获得同步信号所在帧之后，以10×N ms为周期，监听记录N个无线帧的同步信号强度；

判断单元，用于判断监听到的同步信号强度的最大值所在的无线帧序号与已获得的同步信号所在帧的无线帧序号是否相同，若不同，则下一周期选取监听到的同步信号强度的最大值所在的无线帧作为同步信号所在帧。