CN107733479A - 一种波束训练的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波束训练的方法及装置。该方法包括：基站生成S＝log₂K级波束赋形码本；所述移动终端与所述基站已经同步，且所述移动终端已经接入所述基站；所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。基于基站和UE侧的分级码本，给出了两种高效的波束训练算法。利用毫米波信道的空间互易性降低了训练开销。同时考虑不同业务的不同需求，可以灵活调整训练过程。

Description

一种波束训练的方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信的技术领域，尤其涉及一种波束训练的方法及装置。

背景技术

由于毫米波段丰富的带宽和频率资源，使得毫米波通信能够实现超高数据传输速率。为了对抗高频载波较高的路径损耗，需要利用大规模天线阵列来形成高增益的方向性波束来达到足够的链路预算。因此，毫米波与大规模天线相结合的技术已经成为第五代移动通信的一项关键技术。

为了获得准确的发送和接收波束赋形向量，需要通过波束训练来搜索最优的收发波束赋形向量。当频率比较高，阵列比较大时，形成的波束增益更高，波束也越窄，候选的波束数量也越多，搜索获得最优收发波束需要的开销也比较大。另外，考虑到高频段大规模天线的硬件实现复杂度，一般会采用混合波束赋形的架构。即用较少的数字通道控制较多的天线数，每一个数字通道通过一个模拟移相网络与一部分天线单元相连。因此多个数字通道可以在基带进行数字预编码或者数字波束赋形，每一个数字通道与天线单元之间则可以通过模拟移相网络进行模拟预编码或者模拟波束赋形。但混合波束赋形架构对波束训练也带来了新的挑战。

现有的针对混合波束赋形架构下的波束训练算法一般分为两级进行，即分别进行数字和模拟域的训练，而且当候选码本或者波速比较多时，需要的训练开销也是比较大的。且需要对基站和UE的发送和接收分别进行波束训练，无法有效降低相关的训练开销，同时也未考虑不同业务的不同需求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种波束训练的方法及装置，旨在解决如何在波束训练时降低了训练开销的问题。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

第一方面，一种波束训练的方法，所述方法包括：

移动终端生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

所述移动终端与基站同步并完成接入，接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

优选地，所述接收所述基站发送的下行波束训练参考信号之前，还包括：

所述移动终端接收所述基站发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

所述移动终端按照预设数据格式向所述基站发送用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列。

优选地，所述接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，包括：

所述移动终端接收所述基站发送的用于下行波束训练的下行波束训练参考信号序列。

第二方面，一种波束训练的方法，所述方法包括：

基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。

优选地，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练，包括：

所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

所述基站同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

所述基站根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

优选地，所述方法还包括：

若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练，包括：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述方法还包括：

若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则所述基站选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

优选地，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练，包括：

若所述基站用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂发送上行波束训练参考信号，所述基站用[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂分别进行接收，若检测到接收功率满足γ_UE＞γ₀，所述基站则选择当前的接收波束作为基站侧的最优收发波束，所述终端则选择当前的发送波束作为所述终端侧的最优收发波束；

若所述基站的接收功率均不γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练，包括：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述方法还包括：

若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则所述基站选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

优选地，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练，包括：

若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

所述基站同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

优选地，所述方法还包括：

若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

优选地，所述方法还包括：

若所述移动终端选择与当前发送码字属同一子集的另一个发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

第三方面，一种波束训练的装置，所述装置包括：

生成模块，用于生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

波束训练模块，用于与基站同步并完成接入，接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

接收模块，用于在接收所述基站发送的下行波束训练参考信号之前，所述移动终端接收所述基站发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

发送模块，用于按照预设数据格式向所述基站发送用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列。

优选地，所述接收模块，具体用于：

接收所述基站发送的用于下行波束训练的下行波束训练参考信号序列。

第四方面，一种波束训练的装置，所述装置包括：

生成模块，用于生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

接入模块，用于与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

发送模块，用于向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

波束训练模块，用于接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。

优选地，所述波束训练模块，具体用于：

分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

优选地，所述装置还包括：

第一选择模块，用于若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述第一选择模块，具体用于：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

第二选择模块，用于若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

优选地，所述波束训练模块，具体用于：

若所述基站用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂发送上行波束训练参考信号，所述基站用[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂分别进行接收，若检测到接收功率满足γ_UE＞γ₀，所述基站则选择当前的接收波束作为基站侧的最优收发波束，所述终端则选择当前的发送波束作为所述终端侧的最优收发波束；

若所述基站的接收功率均不γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述波束训练模块，还具体用于：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

数据传输模块，用于若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

优选地，所述装置还包括：

比较模块，用于若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

第三选择模块，用于若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

第四选择模块，用于若所述移动终端选择与当前发送码字属同一子集的另一个发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字；选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

本发明实施例提供的一种波束训练的方法及装置，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练基于基站和UE侧的分级码本，给出了两种高效的波束训练算法。利用毫米波信道的空间互易性降低了训练开销。同时考虑不同业务的不同需求，可以灵活调整训练过程。

附图说明

图1是本发明实施例提的一种波束训练的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种移动终端的分级码本示意图；

图3是本发明实施例提供的一种发送上行参考信号序列的方法示意图；

图4是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图7是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图8是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图9是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图10是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图11是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图12是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图；

图13是本发明实施例提供的一种波束训练的装置的功能模块示意图；

图14是本发明实施例提供的一种波束训练的装置的功能模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

参考图1，图1是本发明实施例提的一种波束训练的方法的流程示意图。

如图1所示，所述波束训练的方法包括：

步骤101，移动终端生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

具体的，UE生成S＝log₂K级波束赋形码本，要求生成的每一级码本包含的2^s个码字都能够覆盖所关心的方向角(Angle of Direction，AoD)范围,且最高层S层包含K个码字。不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，S越大对应的波束增益越高，波束也越细。同一级码本中每个码字则具有相同的波束宽度和不同的波束指向。图2给出了K＝8，S＝3时UE侧的分级码本示例图。其中包含3级码本，第1级包含2个码字；第二级包含4个码字；第三级包含8个码字。要求每一级码本都能覆盖所关心的波束范围(-θ0,θ0)，全角度覆盖的话可以令θ0＝π。

步骤102，所述移动终端与基站同步并完成接入，接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

具体的，同时假设UE已经取得与基站的同步，并完成初始接入，为了可靠的进行可靠数据传输。基站会发送相关的下行信令，指示UE开始波束训练过程。UE收到基站指示后按照图3所示的数据格式发送上行参考信号序列进行波束训练。其中阴影部分表示UE发送的上行波束训练参考信号，空白部分则用于接收基站发送的上行波束训练参考信号。每个参考信号序列用相同的波束发送两遍，方便基站用不同的波束接收，同时进行基站和UE的波束训练。

本发明实施例提供的一种波束训练的方法，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练基于基站和UE侧的分级码本，给出了两种高效的波束训练算法。利用毫米波信道的空间互易性降低了训练开销。同时考虑不同业务的不同需求，可以灵活调整训练过程。

参考图4，图4是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图4所示，所述波束训练的方法包括：

步骤401，移动终端生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤402，所述移动终端与基站同步并完成接入；所述移动终端接收所述基站发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；所述移动终端按照预设数据格式向所述基站发送用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列；

步骤403，所述移动终端接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练；

步骤404，所述移动终端接收所述基站发送的用于下行波束训练的下行波束训练参考信号序列，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

参考图5，图5是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图5所示，所述波束训练的方法包括：

步骤501，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

具体的，BS分别生成S＝log₂K级波束赋形码本，要求生成的每一级码本包含的2^s个码字都能够覆盖所关心的方向角(Angle of Direction，AoD)范围，且最高层S层包含K个码字。不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，S越大对应的波束增益越高，波束也越细。同一级码本中每个码字则具有相同的波束宽度和不同的波束指向。图6分别给出了K＝8，S＝3时基站和UE侧的分级码本示例图。其中包含3级码本，第1级包含2个码字；第二级包含4个码字；第三级包含8个码字。要求每一级码本都能覆盖所关心的波束范围(-θ0,θ0)，全角度覆盖的话可以令θ0＝π。

步骤502，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤503，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤504，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。

本发明实施例提供的一种波束训练的方法，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练基于基站和UE侧的分级码本，给出了两种高效的波束训练算法。利用毫米波信道的空间互易性降低了训练开销。同时考虑不同业务的不同需求，可以灵活调整训练过程。

参考图6，图6是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图6所示，所述波束训练的方法包括：

步骤601，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤602，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤603，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤604，所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤605，所述基站同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤606，所述基站根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

步骤607，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

步骤608，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

参考图7，图7是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图7所示，所述波束训练的方法包括：

步骤701，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤702，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤703，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤704，所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤705，所述基站同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤706，所述基站根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

步骤707，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

步骤708，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量；

步骤709，若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练，包括：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

参考图8，图8是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图8所示，所述波束训练的方法包括：

步骤801，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤802，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤803，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤804，所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤805，所述基站同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤806，所述基站根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

步骤807，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

步骤808，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量；

步骤809，若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练；

步骤810，若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则所述基站选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

参考图9，图9是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图9所示，所述波束训练的方法包括：

步骤901，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤902，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤903，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤904，所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤905，所述基站同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤906，所述基站根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

步骤907，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

步骤908，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量；

步骤909，若所述基站用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂继续按照进行波束训练参考信号，所述基站也重复相关过程。

其中，所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂继续按照进行波束训练参考信号，所述基站也重复相关过程具体为：

所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂发送上行波束训练参考信号，所述基站用[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂分别进行接收，若检测到接收功率满足γ_UE＞γ₀，所述基站则选择当前的接收波束作为基站侧的最优收发波束，所述终端则选择当前的发送波束作为所述终端侧的最优收发波束；

若所述基站的接收功率均不γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练，包括：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述方法还包括：

若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则所述基站选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

参考图10，图10是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图10所示，所述波束训练的方法包括：

步骤1001，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤1002，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤1003，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤1004，若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|₂；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤1005，所述基站同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤1006，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

步骤1007，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

参考图11，图11是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图11所示，所述波束训练的方法包括：

步骤1101，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤1102，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤1103，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤1104，若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤1105，所述基站同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤1106，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

步骤1107，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

步骤1108，若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

步骤1109，若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

参考图12，图12是本发明实施例提的另一种波束训练的方法的流程示意图。

如图12所示，所述波束训练的方法包括：

步骤1201，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

步骤1202，所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

步骤1203，所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

步骤1204，若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

步骤1205，所述基站同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

步骤1206，所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

步骤1207，若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

步骤1208，若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

步骤1209，若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练；

步骤1210，若所述移动终端选择与当前发送码字属同一子集的另一个发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

参考图13，图13是本发明实施例提供的一种波束训练的装置的功能模块示意图。

如图13所示，所述装置包括：

生成模块1301，用于生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

波束训练模块1302，用于与基站同步并完成接入，接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

接收模块，用于在接收所述基站发送的下行波束训练参考信号之前，所述移动终端接收所述基站发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

发送模块，用于按照预设数据格式向所述基站发送用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列。

优选地，所述接收模块，具体用于：

接收所述基站发送的用于下行波束训练的下行波束训练参考信号序列。

本发明实施例提供的一种波束训练的装置，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练基于基站和UE侧的分级码本，给出了两种高效的波束训练算法。利用毫米波信道的空间互易性降低了训练开销。同时考虑不同业务的不同需求，可以灵活调整训练过程。

参考图14，图14是本发明实施例提供的一种波束训练的装置的功能模块示意图。

如图14所示，所述装置包括：

生成模块1401，用于生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

接入模块1402，用于与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

发送模块1403，用于向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

波束训练模块1404，用于接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。

优选地，所述波束训练模块1404，具体用于：

分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

优选地，所述装置还包括：

第一选择模块，用于若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述第一选择模块，具体用于：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

第二选择模块，用于若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

优选地，所述波束训练模块1404，具体用于：

若所述基站用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂发送上行波束训练参考信号，所述基站用[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂分别进行接收，若检测到接收功率满足γ_UE＞γ₀，所述基站则选择当前的接收波束作为基站侧的最优收发波束，所述终端则选择当前的发送波束作为所述终端侧的最优收发波束；

若所述基站的接收功率均不γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

优选地，所述波束训练模块1404，还具体用于：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

数据传输模块，用于若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

优选地，所述波束训练模块1404，还具体用于：

若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

优选地，所述装置还包括：

比较模块，用于若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

第三选择模块，用于若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

优选地，所述装置还包括：

第四选择模块，用于若所述移动终端选择与当前发送码字属同一子集的另一个发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字；选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

本发明实施例提供的一种波束训练的装置，基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练基于基站和UE侧的分级码本，给出了两种高效的波束训练算法。利用毫米波信道的空间互易性降低了训练开销。同时考虑不同业务的不同需求，可以灵活调整训练过程。

以上结合具体实施例描述了本发明实施例的技术原理。这些描述只是为了解释本发明实施例的原理，而不能以任何方式解释为对本发明实施例保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明实施例的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明实施例的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种波束训练的方法，其特征在于，所述方法包括：

移动终端生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

所述移动终端与基站同步并完成接入，接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所述基站发送的下行波束训练参考信号之前，还包括：

所述移动终端接收所述基站发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

所述移动终端按照预设数据格式向所述基站发送用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，包括：

所述移动终端接收所述基站发送的用于下行波束训练的下行波束训练参考信号序列。

4.一种波束训练的方法，其特征在于，所述方法包括：

基站生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

所述基站与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

所述基站向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练，包括：

所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

所述基站同时根据发送功率P_BS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

所述基站根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练，包括：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则所述基站选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练，包括：

若所述基站用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂发送上行波束训练参考信号，所述基站用[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂分别进行接收，若检测到接收功率满足γ_UE＞γ₀，所述基站则选择当前的接收波束作为基站侧的最优收发波束，所述终端则选择当前的发送波束作为所述终端侧的最优收发波束；

若所述基站的接收功率均不γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练，包括：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则所述基站选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

12.根据权利要求5至11任意一项所述的方法，其特征在于，所述基站接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练，包括：

若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则所述基站分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

所述基站同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

所述基站比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则所述基站向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

14.根据权利要求11所述的的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述移动终端选择与当前发送码字属同一子集的另一个发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，所述基站选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

15.一种波束训练的装置，其特征在于，所述装置包括：

生成模块，用于生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

波束训练模块，用于与基站同步并完成接入，接收所述基站发送的下行波束训练参考信号，并根据所述下行波束训练参考信号进行波束训练。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

接收模块，用于在接收所述基站发送的下行波束训练参考信号之前，所述移动终端接收所述基站发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

发送模块，用于按照预设数据格式向所述基站发送用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述接收模块，具体用于：

接收所述基站发送的用于下行波束训练的下行波束训练参考信号序列。

18.一种波束训练的装置，其特征在于，所述装置包括：

生成模块，用于生成S＝log₂K级波束赋形码本，生成的每一级码本包含的2^s个码字均能覆盖方向角的范围，且最高层S层包含K个码字，不同级码本中的码字具有不同的波束增益和不同的波束宽度，每个波束的波束增益随S增大而增大，每个波束的波束宽度随S增大而减小，同一级码本中每个码字具有相同的波束宽度和不同的波束指向；

接入模块，用于与所述移动终端同步并接入所述移动终端；

发送模块，用于向所述移动终端发送的第一下行信令，所述第一下行信令用于指示所述移动终端进行下行波束训练；

波束训练模块，用于接收所述移动终端发送的用于上行波束训练的上行波束训练参考信号序列，并根据所述上行波束训练参考信号序列进行上行波束训练。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述波束训练模块，具体用于：

分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

同时根据发送功率PBS估算所述移动终端的接收功率γ_UE＝P_BSG；

根据当前业务类型和QoS要求，预定义一个功率阈值γ₀，所述功率阈值γ₀用于表示只有当所述移动终端的接收功率大于所述功率阈值时，所述基站才能针对当前业务进行可靠数据传输；

比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与所述γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则向所述移动终端发送用于终止训练过程的第二下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端接收所述用于终止训练过程的下行信令后，停止发送所述上行波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一选择模块，用于若不满足γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第一选择模块，具体用于：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二选择模块，用于若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

23.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述波束训练模块，具体用于：

若所述基站用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则所述移动终端继续选择中的另一个码字[w_(1,1)]₂发送上行波束训练参考信号，所述基站用[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂分别进行接收，若检测到接收功率满足γ_UE＞γ₀，所述基站则选择当前的接收波束作为基站侧的最优收发波束，所述终端则选择当前的发送波束作为所述终端侧的最优收发波束；

若所述基站的接收功率均不γ_UE＞γ₀，则所述基站和所述移动终端同时令s＝s+1，并分别选择第s级中使得γ_UE最大的波束覆盖范围内的s+1级的两个波束进行波束训练。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述波束训练模块，还具体用于：

若s＝1时，若使得γ_UE最大的基站和移动终端的波束分别为[f_(1,1)]₂和[w_(1,1)]₁，则在s＝2时，所述基站选择[f_(2,2)]₁和[f_(2,2)]₂，所述移动终端选择[w_(2,1)]₁和[w_(2,1)]₂继续进行波束训练。

25.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

数据传输模块，用于若s＝S时训练计算出的移动终端的最大接收功率小于所述γ₀，则选择具有最高接收功率的收发码字作为所述基站和所述移动终端的最佳收发波束对进行可靠数据传输。

26.根据权利要求19至25任意一项所述的装置，其特征在于，所述波束训练模块，还具体用于：

若当前数据传输场景满足预设设置的稳定传输场景，则分别用中的两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收所述移动终端发送的上行波束训练参考信号，并分别计算各自的等效信道增益G＝|f^HHw|²；其中，所述基站的码本为f_i表示第s级码本中的一个码字，所述移动终端的码本为w_i表示第s级码本中的一个码字；

同时根据其发送功率PBS估算UE的接收功率γ_UE＝P_BSG；

比较计算得到的所述移动终端接收功率γ_UE与γ₀；

若γ_UE＞γ₀，则向所述移动终端发送用于终止波束训练的下行信令，并将当前的接收码字作为所述基站的收发波束向量，以使得所述移动终端收到所述基站的下行信令后，停止向所述基站发送波束训练参考信号，并将当前的发送码字作为所述移动终端的收发波束向量。

27.根据权利要求25所述的的装置，其特征在于，所述装置还包括：

比较模块，用于若基站用两个码字[f_(1,1)]₁和[f_(1,1)]₂接收均不满足γ_UE＞γ₀，则再用两个接收码字对应的最高接收功率γ_UE,max与进行比较；其中，所述为每一级预定义的功率阈值；

第三选择模块，用于若所述移动终端选择与当前发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。

28.根据权利要求25所述的的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四选择模块，用于若所述移动终端选择与当前发送码字属同一子集的另一个发送码字覆盖范围相同的s+1级中的两个码字作为s＝s+1级的训练码字；选择s+1级中覆盖范围与γ_UE,max对应的s级接收码字覆盖范围相同的两个码字作为s＝s+1级的训练码字，根据选择后的训练码字进行波束训练。