[发明专利]下行波束训练方法、网络设备和终端设备

说明书

本申请公开了一种下行波束训练方法、网络设备和终端设备，涉及通信领域，用于降低波束训练的开销。一种下行波束训练方法包括：终端设备接收来自网络设备的探测波束，所述探测波束由天线权重向量调制，所述天线权重向量包括固定码本向量和随机生成的随机码本向量；所述终端设备根据所述天线权重向量构建观测矩阵；所述终端设备通过所述观测矩阵对波束搜索能量空间的稀疏向量进行信号重构，并根据所述稀疏向量求解波束对信息，其中，所述波束对信息包括发送端波束信息；所述终端设备向所述网络设备发送所述发送端波束信息。本申请实施例应用于波束训练。

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种下行波束训练方法、网络设备和终端设备。

背景技术

第5代新空口(5th generation new radio，5G NR)技术支持毫米波高频段通信，毫米波通信有着高传输速率、高安全性、易于大规模集成、免授权频谱资源丰富等突出优点。但高频段通信也带来了高路径损耗，为了弥补高频点通信带来的高路径损失，毫米波通信采用天线阵列和波束赋形技术进行定向通信来提高信道增益。由于收发端设备的方位未知，通信前需要通过波束训练来完成定向波束对准。波束训练的目的在于，给定天线权重向量(antenna weight vector，AWV)情况下，从所有波束对中分辨出最优波束对，形成定向通信链路。

5G NR初始接入阶段要对多个用户同时进行波束管理，波束训练开销过大，扫描时间长，初始接入速度慢。现有的波束训练技术中，基于穷举搜索的波束训练用户之间的训练过程相互独立，可以对多用户实施同步训练，但单个用户的训练开销过大；基于分层反馈的搜索，可以降低单个用户的训练开销，但用户之间的训练不独立，在多用户场景下，训练开销会随着用户数目的增长急剧增大。

发明内容

本申请实施例提供一种下行波束训练方法、网络设备和终端设备，用于降低波束训练的开销。

第一方面，提供了一种下行波束训练方法，该方法包括：终端设备接收来自网络设备的探测波束，探测波束由天线权重向量调制，天线权重向量包括固定码本向量和随机生成的随机码本向量；终端设备根据天线权重向量构建观测矩阵；终端设备通过观测矩阵对波束搜索能量空间的稀疏向量进行信号重构，并根据稀疏向量求解波束对信息，其中，波束对信息包括发送端波束信息；终端设备向网络设备发送上述发送端波束信息。本申请实施例提供的下行波束训练方法，网络设备发送由包括固定码本向量和随机码本向量的天线权重向量调制的探测波束，终端设备根据具有随机性的天线权重向量和多径信道响应模型构建观测矩阵，利用了压缩感知理论中的稀疏重构算法，通过观测矩阵，将数量较大的波束搜索能量空间进行穷举的问题变为该能量空间的稀疏向量的求解问题，因此可以降低波束训练的开销。并且通过固定码本向量的引入，与完全随机码本向量相比，提高了传输增益，提高算法在低SNR环境中的性能，增强了抗噪声能力。

在一种可能的实施方式中，观测矩阵为：其中，b_r,i＝W_r(W_rW_r^H)^-1u_r,i，b_t,i＝W_t(W_tW_t^H)^-1u_t,i，vec()表示将矩阵变成向量，W_r为实际传输时接收端波束的天线权重向量，W_t为实际传输时发送端波束的天线权重向量，为第i个接收天线权重向量，u_t,i为第i个发射天线权重向量，()^H表示共轭转置，()^-1表示矩阵逆。该实施方式提供了观测矩阵的一种求解方式。