CN101616472A - 一种发射波束跟踪方法、系统及发射端设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于无线通信领域，提供了一种发射波束跟踪方法、系统及发射端设备。在本发明中，通过统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数，确定是否需要采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，或重新搜索小区以重新确定当前发射方位角，实现了一种发射波束跟踪方法。该方法在静态信道或动态中均能有效跟踪到用户角，提高了无线通信系统发射端跟踪用户角的准确性。

Description

一种发射波束跟踪方法、系统及发射端设备

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种发射波束跟踪方法、系统及发射端设备。

背景技术

对于上、下行信道各异的频分双工(Frequency Division Duplex.，FDD)无线通信系统，下行信道估计并不能由上行信道估计直接获得。现有技术通常通过两类方法来获取下行信道参数：一类是由上行信道估计获得的信道参数推导下行信道的参数来实现；另一类是通过增加一条接收端到发射机的反馈链路，将接收端估计的信道参数反馈给发射机来实现。

现有在CDMA系统中结合智能天线与功率控制技术是一种非常有效方法，可以大大增加系统容量。而同时CDMA系统中的闭环功率控制也是一种特殊的反馈方法，使接收端的信号接收质量可靠而发射机的发射功率又不会过大，接收端根据接收的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)来指示发射机调整其发射功率，这其中实际上也暗示了信道强度编号。

在WEN W K和ZHOU Y P的论文“Transmit beam-tracking algorithm inFDD DMA cellular wireless system”IEE Electronics Letter，2004，40(13)：814-816中提出了一种在功率控制下的发射波束跟踪方法。当基站使用智能天线时，由于智能天线空间谱的方向性，如图1所示，发射功率P随波束的指向而有所不同，即具有方向性，可写为：

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{{\mathrm{\γ}}_0}{G{F}_{\mathrm{\α}}^2\left(\mathrm{\θ}\right)}(I+N)---\left(1\right)$

其中，F_α(θ)＝|v(α)^Hw_θ|为发射波束空间谱表达式，γ₀为用户要求的SINR阈值，G为信道增益，I为干扰，N为噪声，θ为发射方位角θ，v(α)为用户角α方向上的导向向量，w_θ为对应发射方位角θ的智能天线权向量，(·)^H表示共轭转置。

并且，如果智能天线阵列是均匀线阵(Nonuniform Linear Antenna Array，ULA)，且阵元距为半波长时，系统发射功率P与发射方位角θ之间具有如下两个性质：

性质1.当θ＝α时，系统发射功率最小，即P(α)≤P(θ)；

性质2.假设F_α(θ)主瓣内的方位角θ_i和θ_j满足|θ_i-α|≤|θ_j-α|，则P(θ_i)≤P(θ_j)。

因此，系统发射方位角离用户越远，P(θ)就越大；当且仅当系统发射波束对准用户，即发射方位角为α时，才有最小系统发射功率P(α)。

假设用户落在当前发射波束空间谱

的主瓣范围内，设当前发射功率为P(θ_k)，若满足P(θ_k)≤P(θ_k-1)，则说明当前发射方位角θ_k比前一次的发射方位角θ_k-1更接近α；反之，则说明当前发射方位角远离α。则有如下跟踪迭代算法，以搜索用户方位角：

θ_k+1＝θ_k+C_kS_k    (2)

其中，

$C_k=\left\{\begin{array}{cc}-\mathrm{\&lambda;}& P\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)>P\left({\mathrm{\&theta;}}_{k-1}\right)\\ 1& P\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)\&le;P\left({\mathrm{\&theta;}}_{k-1}\right)\end{array}\right.,0<\mathrm{\&lambda;}<1---\left(3\right)$

S_k＝C_k-1S_k-1    (4)

而C_k为收敛因子，S_k为方位角迭代步长。可以证明此算法是收敛的，且 $\underset{k\&RightArrow;\&infin;}{\lim }{\mathrm{\&theta;}}_k=\mathrm{\&alpha;}.$

在每次通过(2)式得到一个发射方位角θ_k后，就通过闭环发射功率控制调整发射功率，直到满足用户的SINR要求，将满足要求的发射功率记为P(θ_k)，将P(θ_k)和P(θ_k-1)作比较，根据(3)、(4)式更新C_k和S_k。然后，再根据(2)式进行发射方位角调整，接着根据调整后的发射方位角进行发射功率调整，这样重复对发射方位角和发射功率进行调整，直到通信结束。

但是，当信道变化时，如图2(1)所示，当发射方位角迭代到某一角度θ_n+2时由于信道出现大的衰落等原因，需要的发射功率P(θ_n+2)相对静止信道时大很多，但由于P(θ_n+2)＞P(θ_n+1)，发射方位角进行反向迭代，直到到达θ时，由于P(θ_n)＞P(θ_n+1)，再次反向迭代。于是发射方位角就在角度θ_n+1附近往返迭代，很难再搜索到用户角α。

另外，如图2(2)所示，当用户以足够的速度远离基站时，根据上述方法提供的发射方位角迭代条件，会造成错误方向迭代；如图2(3)所示，当用户以足够的速度接近基站时，根据上述方法提供的发射方位角迭代条件，也会造成错误方向迭代。

由上可知，现有发射波束跟踪方法只适用于静态信道，在动态信道中采用该方法则不一定能跟踪到用户角，不能满足实际应用的需求，这是本领域一个急待解决的技术难题。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有技术的不足，提供一种发射波束跟踪方法，使得在动态信道中仍能跟踪到用户角，满足实际应用的需求。

本发明的另一目的在于提供一种发射波束跟踪系统。

本发明的目的还在于提供一种包含上述发射波束跟踪系统的发射端设备。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

A.本发明提供了一种发射波束跟踪方法，所述方法包括下述步骤：

步骤a、用等间隔宽度的波束搜索小区，将具有最小发射功率波束的主瓣角度作为当前发射方位角；

步骤b、在当前发射方位角下，根据接收到的功率控制反馈信息进行发射功率调整，并统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数；

步骤c、判断统计到的次数等于预设的第一判断阈值时，增加方位角迭代步长，然后执行步骤f；

步骤d、判断统计到的次数等于预设的第二判断阈值时，将统计到的次数清零，然后执行步骤a；

步骤e、判断到当前发射方位角下的发射功率调整未完成时，执行步骤b；

步骤f、根据当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，然后执行步骤b；

所述第一判断阈值小于所述第二判断阈值。

B.本发明提供了一种发射波束跟踪系统，所述系统包括：

波束搜索单元，用等间隔宽度的波束搜索小区，将具有最小发射功率波束的主瓣角度作为当前发射方位角；

发射方位角更新单元，用于根据当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新；

发射功率更新单元，用于在当前发射方位角下，根据接收到的功率控制反馈信息进行发射功率调整，并统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数；

迭代步长增加单元，用于当所述发射功率更新单元统计到的次数等于预设的第一判断阈值时，增加所述发射方位角更新单元的方位角迭代步长后，触发所述发射方位角更新单元更新当前发射方位角；

功率控制判断单元，用于判断当前发射方位角下的发射功率调整是否完成，如果是则触发所述发射方位角更新单元更新当前发射方位角，否则，触发所述发射功率更新单元进行发射功率调整；

搜索判断单元，用于判断所述发射功率更新单元统计到的次数是否等于预设的第二判断阈值，如果是则将所述发射功率更新单元统计到的次数清零，并触发所述波束搜索单元重新搜索小区，以重新确定当前发射方位角，否则，触发所述功率控制判断单元进行判断；

所述第一判断阈值小于所述第二判断阈值。

C.本发明提供了一种包含上述发射波束跟踪系统的发射端设备，所述设备包含天线阵列。

与现有技术相比，本发明具有以下突出的优点：

在本发明中，通过统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数，确定是否需要采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，或重新搜索小区以重新确定当前发射方位角，实现了一种发射波束跟踪方法。该方法在静态信道或动态中均能有效跟踪到用户角，大大提高了无线通信系统发射端跟踪用户角的准确性，使现存的技术难题迎刃而解。

附图说明

图1是现有技术提供的智能天线空间谱的方向示意图；

图2(1)是现有技术提供的当信道出现大的衰落时，发射方位角的迭代示意图；

图2(2)是现有技术提供的当用户以足够的速度远离基站时，发射方位角的迭代示意图；

图2(3)是现有技术提供的当用户以足够的速度接近基站时，发射方位角的迭代示意图；

图3是本发明实施例提供的发射波束跟踪方法的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的发射波束跟踪系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

通过统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数，确定是否需要采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，或重新搜索小区以重新确定当前发射方位角。

图3示出了本发明实施例提供的发射波束跟踪方法的实现流程，详述如下：

在步骤S301中，用等间隔宽度的波束搜索小区，将具有最小发射功率波束的主瓣角度作为当前发射方位角；

在步骤S302中，在当前发射方位角下，根据接收到的功率控制反馈信息进行发射功率调整，并统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数；

在步骤S303中，判断统计到的次数，当统计到的次数等于预设的第一判断阈值时，执行步骤S304，否则执行步骤S305；

在步骤S304中，增加方位角迭代步长，然后执行步骤S308；

在步骤S305中，判断统计到的次数，当统计到的次数等于预设的第二判断阈值时，执行步骤S306，否则执行步骤S307；

在步骤S306中，将统计到的次数清零，然后执行步骤S301，重新确定当前发射方位角；

在步骤S307中，判断当前发射方位角下的发射功率调整是否完成，如果是则执行步骤S308，否则执行步骤S302。

在步骤S308中，根据当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，然后执行步骤S302；

发射波束跟踪方法应用于无线通信环境下，例如FDD无线通信系统、TDD无线通信系统等，其发射端设备包含天线阵列，例如均匀线阵、圆阵、方阵等均适用，预设的第一判断阈值大于预设的第二判断阈值。

首先，执行步骤S301，用间隔是一个波束宽度的等间隔宽度的波束搜索小区，选择具有最小发射功率P⁰(θ₀)波束的主瓣角度作为当前发射方位角，记为θ₀，这样可以保证期望用户在初始发射波束主瓣内。

然后，执行步骤S302，在当前发射方位角θ₀下，根据接收到的功率控制反馈信息，采用固定步长功率控制进行发射功率调整。这里，假设当前发射方位角为θ_k，采用下式进行在发射方位角θ_k下的发射功率调整：

$P^{\left(n\right)}\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)={10}^{(f^{\left(n\right)}\mathrm{\&Delta;}/10)}{P}^{(n-1)}\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)---\left(5\right)$

其中，f⁽ⁿ⁾∈{-1，1}，为发射端接收到的接收端返回的功率控制反馈信息，f⁽ⁿ⁾为1表示接收端要求发射端增加发射功率，f⁽ⁿ⁾为-1表示接收端要求发射端减少发射功率；Δ为固定功率控制步长，单位是dB，选取无线通信系统支持的步长即可，例如，在WCDMA系统中，固定功率控制步长Δ取0.5dB或0.2dB，这里，固定功率控制步长Δ取0.5dB；标号n表示发射端调整发射功率的次数，取大于等于0的整数；θ_k为当前发射方位角；标号k表示发射端发射调整发射方位角的次数，取大于等于0的整数，其中，k为0表示第一次执行步骤S301确定的当前发射方位角。对于各发射方位角θ_k下的初始发射功率P⁰(θ_k)，可以根据经验取一固定值。当然，也可以取发射方位角θ_k-1下的最后一次发射功率Pⁿ(θ_k-1)，但对于发射方位角θ₀，则取步骤S301中所选择的具有最小发射功率波束的发射功率P⁰(θ₀)。

同时，统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数，即统计接收到的f⁽ⁿ⁾连续为1的次数。

接着，执行步骤S303，判断统计到的f⁽ⁿ⁾连续为1的次数是否等于预设的第一判断阈值Time_1。其中，第一判断阈值Time_1的选取与步骤S302中采用的进行发射功率调整的方法有关，与功率控制步长成反比关系。对应于步骤S302采用固定步长功率控制进行发射功率调整，且固定功率控制步长Δ取0.5dB情况，只需要第一判断阈值Time_1≥3即可，一般取3～6之间的任意整数。这里，第一判断阈值Time_1取4。当然，第一判断阈值Time_1也可以取3或5等。另外，对于固定功率控制步长Δ取0.2dB时，第一判断阈值Time_1的取值应再稍微增大，例如第一判断阈值Time_1取5或6。

假设当前发射方位角为θ_k，如果统计到的f⁽ⁿ⁾连续为1的次数等于预设的第一判断阈值Time_1，则说明当前发射方位角θ_k没有接近用户角，需要增加方位角迭代步长后更新当前发射方位角，执行步骤S304，将方位角迭代步长S_k置为预设的第一方位角迭代步长S_re1后，再由上述(2)式更新发射方位角；否则，执行步骤S305，判断统计到的f⁽ⁿ⁾连续为1的次数是否等于预设的第二判断阈值Time_2。

其中，第一方位角迭代步长S_re1的取值与信道参数变化幅度、发射波束主瓣宽度等有关，与信道参数变化幅度或发射波束主瓣宽度成正比，第一方位角迭代步长S_re1的取值一般不超过发射波束主瓣宽度的1/6，可以取C_kS_k-S₀之间的任意值。另外，第二判断阈值Time_2一般设置为当前通信环境下用户角出现大角度跳变所需要增大的功率数(单位为dB)除以所选取的功率控制步长的得到商值，并可根据通信模型适当在计算得到的商值附近作小幅调整。根据经验，对应于采用固定步长功率控制进行发射功率调整，且固定功率控制步长Δ取0.5dB时，一般用户角出现大角度跳变，需要增大的功率大部分会达到十几个dB，所以第二判断阈值times_2可以取25～50之间的任意整数值，这里，第二判断阈值times_2取30。当然，第二判断阈值times_2还可以取25、50等。

假设当前发射方位角为θ_k，如果统计到的f⁽ⁿ⁾连续为1的次数等于预设的第二判断阈值Time_2，说明经过多次发射方位角的更新后，当前发射方位角θ_k可能已经远离用户角，则执行步骤S306，将统计到的f⁽ⁿ⁾连续为1的次数清零后，返回步骤S301，重新用间隔是一个波束宽度的等间隔宽度的波束搜索小区，以重新确定当前发射方位角θ_k+1；否则，执行步骤S307，判断当前发射方位角θ_k下的发射功率调整是否完成。如果判断结果为已经完成当前发射方位角θ_k下的发射功率调整，则执行步骤S308，根据当前发射方位角θ_k下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角θ_k-1下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新得θ_k+1，然后返回步骤S302，在更新后的发射方位角θ_k+1下进行发射功率调整；否则，直接返回步骤S302，继续在原发射方位角θ_k下进行发射功率调整。以此类推，重复上述过程，直到用户结束通信。

其中，上述步骤S308具体为：

当不存在上一发射方位角或当当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率不大于上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率时，正向迭代更新当前发射方位角；

当当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率大于上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率时，反向迭代更新当前发射方位角。

在本实施例中，对于存在上一发射方位角的情况，即标号k取大于等于1的整数。假设当前发射方位角为θ_k，上一发射方位角为θ_k-1。先根据当前发射方位角θ_k下发射功率调整完成后的发射功率P(θ_k)和上一发射方位角θ_k-1下发射功率调整完成后的发射功率P(θ_k-1)，用上述(3)式确定收敛因子C_k，即

$C_k=\left\{\begin{array}{cc}-\mathrm{\&lambda;}& P\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)>P\left({\mathrm{\&theta;}}_{k-1}\right)\\ 1& P\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)\&le;P\left({\mathrm{\&theta;}}_{k-1}\right)\end{array}\right.,0<\mathrm{\&lambda;}<1;$

然后，根据收敛因子C_k用上述(4)式更新方位角迭代步长，即S_k＝C_k-1S_k-1；

最后，根据更新后的方位角迭代步长由上述(2)式更新当前发射方位角为θ_k+1，即θ_k+1＝θ_k+C_kS_k。

对于不存在上一发射方位角的情况，即对于第一次执行步骤S301，搜索确定当前发射方位角为θ₀，标号k取0，则设初始收敛因子C₀＝1，初始步长为S₀，更新当前发射方位角为θ₁，θ₁＝θ₀+S₀，即正向迭代更新当前发射方位角，用得到的θ₁作为无线通信系统当前发射方位角。初始步长S₀的选取与发射波束主瓣宽度成正比，一般取发射波束主瓣宽度的1/8～1/6。

正常情况下，发射方位角跟踪上用户角后，就在用户角附近来回迭代，对应于步骤S302采用固定步长功率控制进行发射功率调整的方式，在步骤S307中，可以根据接收到的功率控制反馈f⁽ⁿ⁾出现连续变号的次数是否等于预设的第三判断阈值Time_3判断发射功率调整是否完成。其中，第三判断阈值Time_3根据经验选取，一般取3～6之间的任意整数。这里，第三判断阈值Time_3取3，认为当接收到的功率控制反馈f⁽ⁿ⁾出现连续3次变号时，发射功率调整完成。假设对于当前发射角θ_k，从第n次功率更新开始，功率控制反馈f⁽ⁿ⁾连续3次出现变号，即发射功率连续更新为P⁽ⁿ⁾(θ_k)和10^(-Δ/10)P⁽ⁿ⁾(θ_k)，即认为在当前发射方位角θ_k下的发射功率调整已经完成，将发射功率P⁽ⁿ⁾(θ_k)或10^(-Δ/10)P⁽ⁿ⁾(θ_k)记为当前发射方位角θ_k下发射功率调整完成后的发射功率P(θ_k)，执行步骤S308，以更新当前发射方位角。

当然，对于采用固定步长功率控制进行发射功率调整的方式，步骤S307中第三判断阈值Time_3还可以根据实际需要设置为其它值，例如4、6等。

实施例2

进一步地，在发射方位角接近用户角后，为了保证所述方法在用户角突变的情况下仍然能够跟踪到用户角，作为本发明的一个优选实施例，在步骤S302后，还包括：

判断方位角迭代步长是否小于预设的最小方位角迭代步长，如果是则统计连续接收到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的次数，否则执行步骤S303；

判断统计到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的连续次数等于预设的第四判断阈值时，增加方位角迭代步长后执行步骤S308，否则执行步骤S303。

这里，选取的最小方位角迭代步长与通信系统支持的最小方位角迭代步长成正比，与发射波束主瓣峰值处的尖锐程度成正比，发射波束主瓣峰值处越尖锐则最小方位角迭代步长选取值越小。这里，最小方位角迭代步长可以取0.1°～3°之间的任意值，例如0.1°、0.2°、3°等。一般情况下，当方位角迭代步长小于预设的最小方位角迭代步长时，发射角就已经跟踪上用户角，在正常情况下要求连续减少发射功率的次数一般不会太多，当要求连续减少发射功率的次数过多，达到一定值时，认为可能由于用户以足够的速度接近发射端等而造成用户角突变，发射角没有跟踪上用户角。第四判断阈值Time_4的选取与采用的进行发射功率调整的方法及其对应的判断发射功率调整是否稳定的条件有关，与所选取的功率控制步长成反比关系，一般取4～10中的任意整数，在本实施例中，第四判断阈值Time_4取6，当要求连续减少发射功率的次数达到6次时，认为可能由于用户以足够的速度接近发射端等而造成用户角突变，发射角没有跟踪上用户角。此时，需要增加方位角迭代步长后执行步骤S308，更新当前发射方位角，即将方位角迭代步长S_k置为预设的第二方位角迭代步长值S_re2后，再由上述(2)式更新当前发射方位角。与第一方位角迭代步长S_re1的取值相似，第二方位角迭代步长S_re2的取值一般不超过发射波束发射波束主瓣宽度的1/6，可以取C_kS_k～S₀之间的任意值。

实施例3

为了提高波束定位的精确性，作为本发明的另一个优选实施例，步骤S302采用动态功率控制步长进行发射功率调整，假设当前发射方位角为θ_k，采用下式进行在发射方位角θ_k下的发射功率调整：

$P^{\left(n\right)}\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)={10}^{\left(f^{\left(n\right)\mathrm{\&Delta;}\left(n\right)/10}\right)}{P}^{(n-1)}\left({\mathrm{\&theta;}}_k\right)---\left(6\right)$

其中，Δ(n)为动态功率控制步长，由下式确定：

Δ(n)＝Q⁽ⁿ⁾Δ(n-1)    (7)

而Q⁽ⁿ⁾为功率控制收敛因子，满足下式：

$Q^{\left(n\right)}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\&beta;}& f^{\left(n\right)}=-f^{(n-1)}\\ 1& f^{\left(n\right)}=f^{(n-1)}\end{array}\right.---\left(8\right)$

其中，0＜β＜1，则有 $\underset{n\&RightArrow;+\&infin;}{\lim }{\mathrm{\&Delta;}}^{\left(n\right)}=\underset{m\&RightArrow;+\&infin;}{\lim }{\left(\mathrm{\&beta;}\right)}^m{\mathrm{\&Delta;}}^{\left(0\right)}=0,$ 即发射功率是收敛的。

此时，预设最小动态功率控制步长Δ_min，当Δ⁽ⁿ⁾≤Δ_min时即认为当前发射方位角下的发射功率调整已经完成，步骤S307中就采用这种方式判断当前发射方位角下的发射功率调整是否完成。这种情况下，第一判断阈值Time_1、第二判断阈值Time_2的选取要根据动态功率控制步长的变化规律、信道变化幅度等因素综合考虑确定。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

实施例4

图4示出了本发明实施例提供的发射波束跟踪系统的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该系统可以用于包含均匀线阵、圆阵、方阵等天线阵列的发射端设备，可以是运行于这些设备内的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到这些设备中或者运行于这些设备的应用系统中，其中：

波束搜索单元401，用等间隔宽度的波束搜索小区，将具有最小发射功率波束的主瓣角度作为当前发射方位角，其实现方式如上所述，不再赘述。

发射方位角更新单元402，根据当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，其实现方式如上所述，不再赘述。

发射功率更新单元403，在当前发射方位角下，根据接收到的功率控制反馈信息进行发射功率调整，并统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数，其实现方式如上所述，不再赘述。

迭代步长增加单元404，当发射功率更新单元403统计到的次数等于预设的第一判断阈值时，增加发射方位角更新单元402的方位角迭代步长后，触发发射方位角更新单元402更新当前发射方位角，其实现方式如上所述，不再赘述。

功率控制判断单元405，判断当前发射方位角下的发射功率调整是否完成，如果是则触发发射方位角更新单元402更新当前发射方位角，否则，触发发射功率更新单元403进行发射功率调整，其实现方式如上所述，不再赘述。

搜索判断单元406，判断发射功率更新单元403统计到的次数是否等于预设的第二判断阈值，如果是则将发射功率更新单元403统计到的次数清零，并触发波束搜索单元401重新搜索小区，以重新确定当前发射方位角，否则，触发功率控制判断单元405进行判断，其实现方式如上所述，不再赘述。

其中，上述第一判断阈值小于上述第二判断阈值。

实施例5

进一步地，发射波束跟踪系统还可以包括：

迭代步长判断单元407，在发射方位角更新单元402的方位角迭代步长小于预设的最小方位角迭代步长时，统计发射功率更新单元403连续接收到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的次数，并在统计到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的连续次数等于预设的第四判断阈值时，增加发射方位角更新单元402的方位角迭代步长后，触发发射方位角更新单元402更新当前发射方位角，其实现方式如上所述，不再赘述。

在本发明实施例中，通过统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数，确定是否需要采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，或重新搜索小区以重新确定当前发射方位角，实现了一种发射波束跟踪方法。该方法在静态信道或动态中均能有效跟踪到用户角，提高了无线通信系统发射端跟踪用户角的准确性。

并且，通过统计接收到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的连续次数，以确定是否需要增加方位角迭代步长，以在发射方位角接近用户角后，任能保证在用户角突变的情况下跟踪到用户角。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种发射波束跟踪方法，所述方法包括下述步骤：

步骤a、用等间隔宽度的波束搜索小区，将具有最小发射功率波束的主瓣角度作为当前发射方位角；

步骤b、在当前发射方位角下，根据接收到的功率控制反馈信息进行发射功率调整，并统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数；

步骤c、判断统计到的次数等于预设的第一判断阈值时，增加方位角迭代步长，然后执行步骤f；

步骤d、判断统计到的次数等于预设的第二判断阈值时，将统计到的次数清零，然后执行步骤a；

步骤e、判断到当前发射方位角下的发射功率调整未完成时，执行步骤b；

步骤f、根据当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新，然后执行步骤b；

所述第一判断阈值小于所述第二判断阈值。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤f具体为：

当不存在上一发射方位角或当当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率不大于上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率时，正向迭代更新当前发射方位角；

当当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率大于上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率时，反向迭代更新当前发射方位角。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中采用固定步长功率控制或动态步长功率控制进行发射功率调整。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中采用固定步长功率控制进行发射功率调整时，所述第一判断阈值的取值范围为3～6，所述第二判断阈值的取值范围为25～50。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b后，所述方法还包括下述步骤：

判断到方位角迭代步长小于预设的最小方位角迭代步长时，统计连续接收到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的次数；

判断统计到的要求减少发射功率的功率控制反馈信息的连续次数等于预设的第四判断阈值时，增加方位角迭代步长后执行步骤f。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第四判断阈值的取值范围为4～10。

7、一种发射波束跟踪系统，其特征在于，所述系统包括：

波束搜索单元，用等间隔宽度的波束搜索小区，将具有最小发射功率波束的主瓣角度作为当前发射方位角；

发射方位角更新单元，用于根据当前发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率与上一发射方位角下发射功率调整完成后的发射功率，采用动态方位角迭代步长进行发射方位角更新；

发射功率更新单元，用于在当前发射方位角下，根据接收到的功率控制反馈信息进行发射功率调整，并统计连续接收到的要求增加发射功率的功率控制反馈信息的次数；

迭代步长增加单元，用于当所述发射功率更新单元统计到的次数等于预设的第一判断阈值时，增加所述发射方位角更新单元的方位角迭代步长后，触发所述发射方位角更新单元更新当前发射方位角；

功率控制判断单元，用于判断当前发射方位角下的发射功率调整是否完成，如果是则触发所述发射方位角更新单元更新当前发射方位角，否则，触发所述发射功率更新单元进行发射功率调整；

搜索判断单元，用于判断所述发射功率更新单元统计到的次数是否等于预设的第二判断阈值，如果是则将所述发射功率更新单元统计到的次数清零，并触发所述波束搜索单元重新搜索小区，以重新确定当前发射方位角，否则，触发所述功率控制判断单元进行判断；

所述第一判断阈值小于所述第二判断阈值。

8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发射功率更新单元采用定步长功率控制进行发射功率调整，所述第一判断阈值的取值范围为3～6，所述第二判断阈值的取值范围为25～50。

9、一种包含权利要求7或8所述发射波束跟踪系统的发射端设备。

10、如权利要求9所述的发射端设备，其特征在于，所述设备包含天线阵列。

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