[发明专利]基于移动传感器的波束转向控制装置和方法

说明书

本发明涉及波束转向技术。在该技术中，一个或多个天线用于根据与环境相对应的配置形成指向第一波束方向的波束；在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。

相关申请

本申请要求2017年12月19日递交的发明名称为“Apparatus and Method UsingMobile Sensor Based Beam Steering Control”的第15/847,703号美国非临时专利申请案及2017年11月13日递交的发明名称为“Apparatus and Method Using Mobile SensorBased Beam Steering Control”的第62/585,152号美国临时专利申请案的在先申请优先权。这些在先申请的内容以引用的方式并入本文本中。

技术领域

本发明通常涉及相位阵天线的波束转向，尤其涉及采用用户设备内的传感器所提供的信息进行波束转向，从而实现运动补偿。

背景技术

先进的无线通信系统和设备使用高度定向的天线系统来增加天线增益，例如使用5G NR和802.11ad/ay等协议标准下的毫米波(millimeter wave，mmWave)通信。为了提供该定向性，对驱动天线系统中的不同天线的信号进行相应加权，例如，涉及信号相位和幅度方面的加权。

由于mmWaves的特性，环境因素对波束赋形通信过程中的信号传输具有重大影响。在波束赋形通信中，波束转向改变相控阵天线的辐射方向图中的主瓣的方向，用于对齐和追踪来自发射器和接收器的波束(辐射方向图中的主瓣)。一旦波束追踪失败，如果未对齐的波束无法提供所需链路预算，波束赋形协议需要一定的时间在通信环境中重建无线链路。为了避免上述情况的发生，有必要关注可能会影响设备间通过波束赋形链路进行通信的能力的运行条件。例如，如果与基站通信的移动设备移动了，该移动设备使用的波束可能不再指向基站中被追踪的波束。在一种情形下，外部物体可能会干扰相控阵天线(比如，手放在了用户的移动设备上)，从而改变了波束的形成方式以及波束的追踪程度。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种波束转向方法。所述方法包括：根据与环境相对应的配置，配置一个或多个天线以形成指向第一波束方向的波束；在用户设备的方位发生变化后，识别所述波束的方向变化，其中，所述方位变化通过所述用户设备中的一个或多个传感器确定；根据所述第一波束方向和所述用户设备的所述方位变化计算第二波束方向；通过将所述波束转向至所述第二波束方向配置所述一个或多个天线，以补偿所述用户设备的所述方位变化。

可选地，在上述方面，所述方法还包括：根据所述用户设备中的所述一个或多个传感器提供的传感器信息确定所述用户设备的所述环境；根据所述环境选择所述一个或多个天线，并通过配置所选定的一个或多个天线的辐射方向图来形成接收波束；在所选定的一个或多个天线上接收来自基站的一系列训练波束的信号，并将所述训练波束的信号强度上报给所述基站。

可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述方法还包括：在与所述环境相关联的配置表中搜索所述一个或多个天线的波束方向；为与所述波束方向相关联的所述一个或多个天线加载配置；根据信号质量或强度中的至少一项为所述一个或多个天线中的每个天线确定最佳波束方向。

可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述一个或多个传感器提供的所述信息指示所述用户设备中的所述一个或多个天线中受到周围环境不良影响的天线，以便识别所述一个或多个天线的性能水平变化。

可选地，在上述方面及其实施方式中的任一项，所述性能水平变化对应于所述一个或多个天线的新配置，且所述变化反映在与所述环境相关联的所述配置表中。