CN110945796B - 用于在无线通信系统中控制方向性的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及提供用于支持比诸如长期演进(LTE)的第四代(4G)通信系统更高的数据速率的pre‑5G通信系统或5G通信。根据本公开中的各种实施例，无线通信系统中的装置包括：至少一个收发器；以及至少一个处理器，该至少一个处理器可操作地耦接到至少一个收发器。该至少一个处理器被配置为：确定关于装置的第一波束的第一方向的第一方向信息，基于关于装置的移动的测量信息来确定关于装置的第二波束的第二方向的第二方向信息，以及基于第一方向信息和第二方向信息执行相对于另一装置的波束搜索。

Description

用于在无线通信系统中控制方向性的装置和方法

技术领域

本公开总体上涉及一种无线通信系统，更具体地涉及一种用于在无线通信系统中控制方向性的装置和方法。

背景技术

为了满足第四代(4G)通信系统部署后增加的无线数据业务需求，已经努力开发改进的第五代(5G)通信系统或pre-5G通信系统。因此，5G或pre-5G通信系统也被称为“超4G网络通信系统”或“后长期演进(LTE)系统”。

为了实现较高的数据速率，考虑在高频毫米波(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实现5G通信系统。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。

此外，在5G通信系统中，基于高级小型小区、云无线接入网(RAN)、超密集网络、装置到装置(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)、接收端干扰消除等来进行系统网络改进的部署。

此外，在5G系统中，已经开发了混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)作为高级编码调制(ACM)，以及滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏代码多址(SCMA)作为高级接入技术。

为了克服由于超高频带(例如，mmWave)的特性引起的路径损耗的问题，正在使用波束成形技术来运行5G通信系统以增加信号增益。在基于波束成形的无线通信系统中，基站和终端都执行波束搜索以便找到最佳波束。同时，波束朝向的方向可以根据终端的移动而变化，并且在实际波束指示的方向与终端所需的方向之间可能存在差异。

以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。关于任何以上内容是否可以用作关于本公开的现有技术，没有做出确定，也没有做出断言。

发明内容

本公开的各方面将至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点。因此，本公开的一方面提供了一种用于无线通信系统中的最佳波束的装置和方法。

额外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地从该描述中将是显而易见的，或者可以通过实践所呈现的实施例而获悉。

本公开提供了一种用于考虑无线通信系统中的终端的移动来搜索最佳波束的装置和方法。

本公开提供了一种用于将在终端中操作的各个波束转换成关于无线通信系统中的方向的信息的装置和方法。

本公开提供了一种用于在无线通信系统中利用传感器补偿终端的移动的装置和方法。

本公开提供了一种用于补偿无线通信系统中的终端的移动从而在特定方向上保持波束成形配置的装置和方法。

本公开提供了一种尽管无线通信系统中的终端移动但仍通过有效地使用资源来执行波束搜索的装置和方法。

本公开提供了一种用于在考虑无线通信系统中的终端移动的情况下来扩展波束搜索的覆盖范围的装置和方法。

本公开提供了一种用于通过预测无线通信系统中的终端的移动来有效地选择波束的装置和方法。

根据本公开的一方面，提供了一种无线通信系统中的装置。该装置包括至少一个收发器和可操作地耦接到至少一个收发器的至少一个处理器。该至少一个处理器被配置为：确定关于该装置的第一波束的第一方向的第一方向信息，基于关于该装置的移动的测量信息来确定关于该装置的第二波束的第二方向的第二方向信息，以及基于第一方向信息和第二方向信息执行相对于另一装置的波束搜索。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于操作无线通信系统中的装置的方法。该方法包括：确定关于该装置的第一波束的第一方向的第一方向信息，基于关于该装置的移动的测量信息来确定关于该装置的第二波束的第二方向的第二方向信息，以及基于第一方向信息和第二方向信息执行相对于另一装置的波束搜索。

根据本公开的各种实施例的装置和方法能够通过根据终端的移动考虑波束的实际方向来实现有效的波束选择。

通过本公开可获得的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解未提及的其他效果。

根据以下详细的描述，本公开的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见，以下详细描述结合附图公开了本公开的各种实施例。

附图说明

通过以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统；

图2示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的终端的配置；

图3示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的基站的配置；

图4A、图4B和图4C示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的通信单元的配置；

图5示出了根据本公开的各种实施例的方向性控制；

图6示出了根据本公开的各种实施例的执行方向性控制的终端的操作的流程图；

图7示出了根据本公开的各种实施例的用于基站的波束搜索的方向性控制；

图8示出了根据本公开的各种实施例的执行用于基站的波束搜索的方向性控制的终端的操作的流程图；

图9示出了根据本公开的各种实施例的用于终端的波束搜索的方向性控制；

图10示出了根据本公开的各种实施例的执行用于终端的波束搜索的方向性控制的终端的操作的流程图；

图11示出了根据本公开的各种实施例的用于补充波束搜索和扩展波束搜索的终端的操作的流程图；

图12示出了根据本公开的各种实施例的用于方向补偿的方向性控制；

图13示出了根据本公开的各种实施例的执行用于方向补偿的方向性控制的终端的操作的流程图；

图14示出了根据本公开的各种实施例的利用波束索引来映射终端的移动；

图15示出了根据本公开的各种实施例的使用波束索引的方向性控制；

图16示出了根据本公开的各种实施例的用于波束组的方向性控制；

图17示出了根据本公开的各种实施例的用于混合波束搜索的方向性控制；

图18示出了根据本公开的各种实施例的用于预测波束搜索的终端的操作的流程图；以及

图19示出了根据本公开的各种实施例的终端的预测波束搜索。

在整个附图中，相似的附图标记将被理解为指代相似的部件、组件和结构。

具体实施方式

提供以下参考附图的描述，以帮助全面理解由权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例。本公开的各种实施例包括帮助理解的各种具体细节，但是这些具体细节仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，可以省略对公知功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而是仅由发明人用来使本公开的清楚和一致的理解成为可能。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供本公开的各种实施例的以下描述仅是出于说明的目的，而不是出于限制由随附权利要求及其等同物所限定的本公开的目的。

应当理解的是，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，对“组件表面”的引述包括对一个或更多个这样的表面的引述。

在下文中，将基于硬件的方法来描述本公开的各种实施例。然而，本公开的各种实施例包括使用硬件和软件两者的技术，因此，本公开的各种实施例不会排除软件的观点。

如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也可以包括复数形式。在本公开的各种实施例中使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可以修饰各种组件，而与其顺序和/或重要性无关，但是不限制相应的组件。当元件(例如，第一元件)被称为“(功能上或通信上)连接”或“直接耦接”至另一元件(第二元件)时，该元件可以直接连接至另一元件或通过又一元件(例如，第三元件)连接至该另一元件。

如在本公开的各种实施例中使用的表述“被配置为”可以根据情况在硬件或软件方面与例如“适合”、“具有…的能力”、“被设计为”、“适应于”、“进行”或“能够”互换地使用。可替代地，在某些情况下，表述“设备被配置为”可以表示该设备与其他设备或组件一起“能够”。例如，短语“适于(或被配置为)执行A、B和C的处理器”可以表示仅用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或可以通过执行存储设备中存储的一个或更多个软件程序来执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。

在下文中，本公开涉及一种用于考虑无线通信系统中的终端的移动来执行波束搜索的装置和方法。更具体地，本公开描述了一种根据无线通信系统中的波束搜索的目的，通过考虑终端的移动来获得波束实际被辐射的方向来执行波束搜索的技术。

为了方便解释，在下文中使用的涉及信息的术语(例如，索引、资源、测量值、设置值、方向信息或控制信息)、涉及网络实体的术语(例如，终端、节点或装置)、涉及消息的术语(例如，信号、数据或报告)以及涉及装置的元件的术语(例如，控制器或传感器)是说明性的词语。因此，本公开不限于稍后描述的术语，并且可以使用具有等同技术含义的其他术语。

尽管本公开使用在一些通信标准{例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)}中使用的术语来描述各种实施例，但这些仅是说明性示例。本公开的各种实施例也可以容易地被修改并且也可以被应用于其他通信系统。

图1示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统。图1将基站110、终端120和终端130图示为在无线通信系统中使用无线信道的一些节点。尽管图1仅示出了一个基站，但是与基站110相同或相似的其他基站(例如，图18中的第一基站110-1和第二基站110-2)也可以被包括其中。

基站110是向终端120和终端130提供无线接入的网络基础设施。基站110具有基于可以发送信号的距离而被定义为特定地理区域的覆盖范围。基站110可以被称为“接入点(AP)”、“演进型NodeB(eNB)”、“5G节点(第5代节点)”、“无线点”、“发送/接收点(TRP)”或除基站外具有相同技术含义的另一术语。

终端120和终端130中的每一个是由用户使用的设备，并且通过无线信道与基站110通信。在某些情况下，终端120和终端130中的至少一个可以在没有用户参与的情况下被操作。即，终端120和终端130中的至少一个可以是用于执行机器类型通信(MTC)的装置，其可以不被用户携带。终端120和终端130中的每一个可以被称为“用户装置(UE)”、“移动台”、“用户站”、“用户驻地设备(CPE)”、“远程终端”、“无线终端”、“电子设备”、“用户设备”或除终端外具有与其相同的技术含义的另一术语。

基站110、终端120和终端130可以在毫米波频带(例如，28GHz、30GHz、38GHz或60GHz)中发送和接收无线信号。在这种情况下，为了提高信道增益，基站110、终端120和终端130可以执行波束成形。波束成形可以包括发送波束成形和接收波束成形。即，基站110、终端120和终端130可以将方向性分配给发送信号或接收信号。为此，基站110以及终端120和终端130可以通过波束搜索或波束管理过程来选择服务波束112、113、121和131。在选择服务波束112、113、121和131之后，可以通过与发送服务波束112、113、121和131的资源具有QCL(准共址)关系的资源来执行通信。

图2示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的终端的配置的示例。图2中所示的配置可以被理解为终端120的配置。在下文中，术语“-单元”、“-器”等表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且可以由硬件、软件或其组合来实施。

参考图2，终端120包括通信单元210(例如，收发器)、存储单元220(例如，存储器)、传感器230和控制器240(例如，至少一个处理器)。

通信单元210执行用于通过无线信道发送和接收信号的功能。例如，通信单元210可以根据系统的物理层标准来执行基带信号与比特流之间的转换功能。例如，在数据发送的情况下，通信单元210通过对发送比特流进行编码和调制来生成复数符号。在数据接收的情况下，通信单元210通过对基带信号进行解调和解码来恢复接收比特流。此外，通信单元210将基带信号上转换为RF频带信号，从而通过天线发送该信号，并且将通过天线接收到的RF频带信号下转换为基带信号。例如，通信单元210可以包括发送滤波器、接收滤波器、放大器、混频器、振荡器、DAC、ADC等。

此外，通信单元210可以包括多个发送/接收路径。此外，通信单元210可以包括至少一个天线阵列，该至少一个天线阵列包括多个天线元件。对于硬件方面，通信单元210可以包括数字电路和模拟电路{例如，射频集成电路(RFIC)}。数字电路和模拟电路可以被实施为单个封装件。通信单元210还可以包括多个RF链路。此外，通信单元210可以执行波束成形。

通信单元210可以包括不同的通信模块以处理不同频带的信号。此外，通信单元210可以包括多个通信模块以支持多种不同的无线接入技术。例如，不同的无线接入技术可以包括蓝牙低功耗(BLE)、Wi-Fi、Wi-Fi千兆字节(WiGig)、蜂窝网络{例如，长期演进(LTE)}等。此外，不同的频带可以包括超高频(SHF)(例如，2.5GHz或5GHz)频带和毫米波(MMF)(例如，38GHz、60GHz等)频带。根据各种实施例，通信模块可以包括至少一个传感器。通信模块中安装的传感器可以向通信模块中的处理器{例如，通信处理器(CP)}提供用于方向性控制的操作的测量信息(或传感器信息)。

通信单元210如上所述发送和接收信号。因此，通信单元210的全部或一部分可以被称为“发送器”、“接收器”或“收发器”。在下面的描述中，通过无线信道执行的发送和接收将用于包含如上所述的通信单元210执行的过程。

存储单元220存储诸如基础程序、应用程序和用于终端120的操作的配置信息的数据。存储单元220可以被配置为易失性存储器、非易失性存储器或其组合。存储单元220针对控制器240的请求来提供存储的数据。根据各种实施例，存储单元220可以存储关于可以各个波束的信息(例如，波束索引表)，终端120利用索引可以操作该各个波束。根据各种实施例，存储单元220可以存储关于终端的各个波束的方向差异的信息(例如，图14中的波束距离)。

传感器230可以测量终端120的物理量，或者可以检测终端120的工作状态，从而将测量到或检测到的信息转换为电信号。传感器230可以包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器、大气压强传感器、磁传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、生物量传感器、温度/湿度传感器、霍尔传感器、照度传感器或紫外线(UV)传感器中的至少一种。传感器230可以进一步包括用于控制其中包括的至少一个或更多个传感器的控制电路。根据各种实施例，传感器230针对控制器240的请求来提供测量到或检测到的信息(以下称为“测量信息”)。传感器230可以向终端120的AP提供测量信息。作为另一示例，传感器230可以向终端120的CP提供测量信息。

控制器240控制终端120的整体操作。例如，控制器240通过通信单元210发送和接收信号。此外，控制器240向存储单元220写入数据并从存储单元220读取数据。控制器240可以执行通信标准所需的协议栈的功能。为此，控制器240可以包括处理器或微处理器中的至少一个，或者可以是处理器的一部分。此外，通信单元210和控制器240的一部分可以被称为“CP”。控制器240可以包括各种模块以执行通信。根据各种实施例，控制器240可以包括方向集确定器241，其基于从传感器获得的信息来识别要被搜索的候选。可替代地，控制器240可以包括方向确定器243，其根据波束搜索的目的来确定执行搜索的方向。可替代地，控制器240可以包括波束选择器245，其选择与执行搜索的方向相对应的波束索引。方向集确定器241、方向确定器243或波束选择器245可以是控制器240中存储的命令集或代码，并且可以是命令/代码(该命令或代码至少临时地驻留在控制器240中)或存储命令/代码的存储空间，或者可以是组成控制器240的电路的一部分，或者可以是组成控制器240的电路的一部分或用于执行控制器240的功能的模块的一部分。根据各种实施例，控制器240可以存储关于波束定向的方向的方向性信息。基于从传感器230接收到的方向性信息和测量信息，控制器240可以执行波束搜索。例如，控制器240可以执行控制，使得终端根据以下描述的各种实施例执行操作。

图3示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的基站的配置的示例。图3中所示的配置可以被理解为基站110的配置。在下文中，术语“-单元”、“-器”等表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且可以通过硬件、软件或其组合来实施。

参考图3，基站110包括无线通信单元310、回程通信单元320、存储单元330和控制器340。

无线通信单元310执行用于通过无线信道发送和接收信号的功能。例如，无线通信单元310可以根据系统的物理层标准来执行基带信号与比特流之间的转换功能。例如，在数据发送的情况下，无线通信单元310通过对发送比特流进行编码和调制来生成复数符号。在数据接收的情况下，无线通信单元310通过对基带信号进行解码和解调来恢复接收比特流。此外，无线通信单元310将基带信号上转换为RF(射频)频带信号，从而通过天线发送该信号，并且将通过天线接收到的RF带信号下转换为基带信号。

为此，无线通信单元310可以包括发送滤波器、接收滤波器、放大器、混频器、振荡器、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等。此外，无线通信单元310可以包括多个发送/接收路径。此外，无线通信单元310可以包括至少一个天线阵列，该至少一个天线阵列包括多个天线元件。对于硬件方面，无线通信单元310可以包括数字单元和模拟单元，并且模拟单元可以根据工作功率、工作频率等而包括多个子单元。

无线通信单元310如上所述发送和接收信号。因此，无线通信单元310的全部或一部分可以被称为“发送器”、“接收器”或“收发器”。在下面的描述中，通过无线信道执行的发送和接收将被用于包含如上所述由无线通信单元310执行的过程。

回程通信单元320提供接口以执行与网络中的其他节点的通信。即，回程通信单元320将从基站110向其他节点(诸如另一接入节点、另一基站、上层节点、核心网络等)发送的比特流转换为物理信号，并且从另一节点接收到的物理信号转换为比特流。

存储单元330存储诸如基础程序、应用程序和用于基站110的操作的配置信息的数据。存储单元330可以被配置为易失性存储器、非易失性存储器或其组合。存储单元330针对控制器340的请求来提供存储的数据。

控制器340控制基站110的整体操作。例如，控制器340通过无线通信单元310或通过回程通信单元320发送和接收信号。控制器340还向存储单元330写入数据并从中读取数据。控制器340可以执行通信标准所需的协议栈的功能。为此，控制器340可以包括至少一个处理器。根据各种实施例，控制器340可以包括分配器341，分配器341分配用于波束搜索的资源。分配器341可以是存储单元330中存储的命令集或代码，并且可以是命令/代码(该命令/代码至少临时地驻留在控制器340中)或存储命令/代码的存储空间，或者可以是组成控制器340的电路的一部分。根据各种实施例，控制器340可以执行控制，使得基站110根据以下描述的各种实施例执行操作。

图4A、图4B和图4C示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的通信单元的配置。图4A、图4B和图4C示出了图2中的通信单元210或图3中的无线通信单元310的详细配置的示例。更具体地，图4A、图4B和图4C示出了作为图2中的通信单元210或图3中的无线通信单元310的一部分的用于执行波束成形的元件。

参考图4A，通信单元210或无线通信单元310包括编码和调制单元402、数字波束成形单元404、多个传输路径406-1至406-N以及模拟波束成形单元408。

编码和调制单元402执行信道编码。对于信道编码，可以使用低密度奇偶校验(LDPC)码、卷积码和极性码中的至少一个。编码和调制单元402通过执行星座映射来生成调制符号。

数字波束成形单元404对数字信号(例如，调制符号)执行波束成形。为此，数字波束成形单元404将调制符号乘以波束成形权重。在此，波束成形权重用于改变信号的幅度和相位，并且可以被称为“预编码矩阵”、“预编码器”等。数字波束成形单元404将数字波束成形的调制符号输出到多个传输路径406-1至406-N。此时，根据多输入多输出(MIMO)传输方案，可以对调制符号进行复用，或者可以将相同的调制符号提供给多个传输路径406-1至406-N。

多个传输路径406-1至406-N将数字波束成形的数字信号转换为模拟信号。为此，多个传输路径406-1至406-N中的每一个可以包括快速傅里叶逆变换(IFFT)运算器、循环前缀(CP)插入器、DAC和上转换器。CP插入器旨在用于正交频分复用(OFDM)方案，并且在应用另一物理层方案{例如，FBMC(滤波器组多载波)}时可以被排除。即，多个传输路径406-1至406-N为通过数字波束成形生成的多个流提供独立的信号处理过程。然而，根据实施方式，多个传输路径406-1至406-N中的一些元件可以被共同使用。

模拟波束成形单元408对模拟信号执行波束成形。为此，模拟波束成形单元408将模拟信号乘以波束成形权重。此处，波束成形权重用于改变信号的幅度和相位。更具体地，模拟波束成形单元408可以根据多个传输路径406-1至406-N与天线之间的连接结构如图4B或图4C所示进行配置。

参考图4B，输入到模拟波束成形单元408的信号由天线通过相位/幅度转换和放大操作发送。此时，各个路径的信号通过不同的天线组(即，天线阵列)发送。参考通过第一路径输入的信号的处理，信号通过相位/幅度转换器412-1-1至412-1-M被转换为具有不同或相同的相位/幅度的信号序列，由放大器414-1-1至414-1-M放大并且然后通过天线发送。

参考图4C，输入到模拟波束成形单元408的信号经过相位/幅度转换和放大操作，并通过天线发送。此时，各个路径的信号通过相同的天线组(即，天线阵列)发送。参考通过第一路径输入的信号的处理，信号被相位/幅度转换器412-1-1至412-1-M转换为具有不同或相同的相位/幅度的信号序列，并由放大器414-1-1至414-1-M放大。然后，基于天线元件，求和器416-1-1至416-1-M将放大的信号相加，从而通过单个天线阵列发送相加后的信号，然后通过天线发送相加后的信号。

图4B示出了对于每个传输路径使用独立天线阵列的示例。图4C示出了传输路径共享单个天线阵列的示例。然而，根据另一实施例，一些传输路径可以使用独立的天线阵列，并且其余传输路径可以共享单个天线阵列。此外，根据另一实施例，通过在传输路径与天线阵列之间应用可切换结构，可以使用可以根据情况自适应地改变的结构。

终端可以执行波束搜索过程，以便识别适合与另一节点(例如，基站110)通信的波束。在下文中，为了便于解释，将参考图5至图19描述终端和基站的下行链路(DL)波束搜索过程，但是本公开不限于此。换句话说，可以在上行链路(UL)波束搜索过程、设备到设备通信{例如，侧行链路(SL)}中的波束搜索过程和使用其他波束的所有过程中，以及在下行链路波束搜索过程中利用本公开的方向性控制。在本公开中，用于通过多个波束发送和接收信号以进行有效波束成形的过程将被称为“波束搜索过程”，但是可以将“波束扫描”或“波束训练”用作相同或相似的含义。

方向性控制

图5示出了根据本公开的各种实施例的方向性控制的示例。图5中的终端520示出了终端120(或终端130)。方向性控制是用于根据终端的移动来控制波束的方向以使终端满足使用波束的目的的过程。终端在考虑波束实际朝向的方向的情况下改变、搜索、补偿或识别波束，从而控制方向性。根据其目的，方向性控制可以是用于方向性固定以维持终端正在使用的波束的方向的操作(例如，基站波束搜索)，或者可以是用于方向性分集以从终端沿多个方向发送信号的操作(终端波束搜索)。

参考图5，终端520可以从基站(未示出)接收信号。终端520可以执行波束搜索过程以便改善接收信号的质量。终端520可以通过波束搜索过程来识别要用于下行链路通信的波束(下行链路接收波束)。终端520可以通过在终端520中操作的各个波束来接收信号作为波束搜索过程。该信号可以是由基站发送的参考信号。例如，参考信号可以是波束参考信号(BRS)、波束细化参考信号(BRRS)、小区特定参考信号(CRS)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)和解调RS(DM-RS)中的一个。根据另一实施例，参考信号可以由同步信号(SS)代替。

终端520可以从基站接收多个信号。终端520可以分别通过不同的波束来接收多个信号。终端520可以测量通过各个波束接收到的信号，从而确定每个波束的信道质量。在识别波束时，可以使用指示信道质量的各种索引。例如，信道质量可以是波束参考信号接收功率(BRSRP)和参考信号接收功率(RSRP)，并且可以是参考信号接收质量(RSRQ)、接收信号强度指示符(RSRI)、信干噪比(SINR)、载波干噪比(CINR)、信噪比(SNR)、误差矢量幅度(EVM)、误码率(BER)以及误块率(BLER)中的一个。终端520可以基于每个波束的信道质量识别出波束中的最佳波束。最佳波束可以被称为“优选波束”或“最优波束”。最佳波束是指与测量的信道质量(与信号幅度相关的信道质量)值最大的情况或测量的信道质量(与误差率相关的信道质量)值最小的情况相对应的波束。

在下文中，将描述终端520使用三个波束(例如，第一波束511、第二波束512和第三波束513)执行下行链路波束搜索的过程作为示例。终端520可以通过第一波束511的第一索引、第二波束512的第二索引和第三波束513的第三索引来分别控制第一波束511、第二波束512和第三波束513。终端520可以在以第一波束511、第二波束512和第三波束513的顺序改变波束时执行波束搜索。终端520可以通过以第一索引、第二索引和第三索引的顺序改变波束配置来执行波束搜索。

当终端520相对于基站搜索波束时(例如，当终端520在改变终端520的波束时执行波束搜索过程时，或者当终端520通过特定波束从基站接收信号时)，终端520中可能发生移动。随着终端520移动，由终端520形成的波束的实际方向可以变化。在终端520使用索引管理波束的情况下，终端无法随着终端的移动跟踪实际形成的波束的方向。因此，可能难以使用终端520希望使用的波束(或计划使用的波束)。

终端520可以通过第一波束511接收信号以进行发送波束搜索。在第一时间间隔531中，终端520可以在第一方向551上通过第一波束511接收信号。终端520可能在对第一波束511的波束搜索期间移动。随着终端520移动，第一波束511的朝向的方向可以从第一方向551改变为第三方向553。根据终端520的正在进行的通信过程，终端520可能希望保持通过第一波束511的信号的方向。例如，终端520可以接收在不同的波束方向上从基站发送的参考信号，以用于基站的下行链路发送波束搜索。终端520需要在相同方向上接收信号，以便测量基站的各个波束的信道质量。如果终端520移动并且因此终端的波束方向改变，则可能难以比较基站的各个波束之间的质量。因此，根据各种实施例的终端520获得关于第一波束511实际朝向的方向的信息(以下称为“方向信息”)，而不是第一波束511的第一索引，以便即使当终端移动时，也维持沿特定方向(例如，第一方向551)的波束成形。

对于接收波束搜索，终端520被调度为在第一时间间隔531中通过第一波束511、在第二时间间隔532中通过第二波束512以及在第三时间间隔533中通过第三波束513接收信号。在每个时间间隔改变波束的过程旨在沿多个方向搜索波束，从而识别最佳接收波束。终端520可以在第一时间间隔531中通过第一波束511执行波束搜索。终端520可以通过第一波束511接收信号。终端520可以测量第一波束511的信号的信道质量。此时，第一波束511沿第一方向551定向。此后，终端520可以改变波束以便通过第二波束512执行波束搜索。终端520可以将波束配置从第一波束511改变到第二波束512，以进行波束搜索。终端520可以将波束索引从第一索引改变为第二索引。终端520可以将波束配置改变为第二波束512，以便在第二方向552上执行搜索。

终端520可以在终端520将波束配置更改为第二波束512之前移动。随着移动的发生，第二波束512定向的方向可以从第二方向552改变为第一方向551。当终端520将波束索引从第一索引改变为第二索引时，终端520可以在第一方向551上执行波束搜索。也就是说，终端520可以在第一方向551上重复进行波束搜索，这样就浪费了通过第二波束512分配给波束搜索的资源。由于先前搜索的方向与通过第二波束512要搜索的方向相同，因此在不考虑方向的情况下执行的通过第二波束512的波束搜索可以带来相同或相似的搜索结果。因此，终端520需要在第二时间间隔532内搜索其他方向的波束。根据各种实施例，终端520可以获得关于操作波束的方向的信息(以下称为“方向信息”)，而不是改变索引，以用于多个方向的波束搜索，并且可以基于获得的方向信息来执行波束搜索。例如，终端520可以对沿第二方向552而不是先前已经执行搜索的第一方向551定向的第三波束513执行波束搜索。终端520可以将要搜索的波束从第一波束511改变为第三波束553，而不是将要搜索的波束从第一波束511改变为第二波束512。

如上所述，如果在波束搜索中未考虑由实际波束指示的方向(例如，当仅使用波束索引时)，则可能存在以下问题：波束搜索的效率会根据终端的移动而降低。为了提高波束搜索的效率，根据各种实施例的终端可以在执行波束搜索时(或在执行方向搜索时)获得关于波束实际辐射的方向的信息和用于获得辐射方向的信息(例如，由传感器测量到的信息或接收信息)，并且可以自适应地改变波束索引，从而有效地执行波束搜索过程。此外，在诸如通过最佳波束的上行链路/下行链路通信的用于操作一个或更多个波束的所有过程中以及在波束搜索过程中，根据各种实施例的终端都可以根据终端的移动通过考虑方向信息来有效地执行波束成形。终端可以通过简单地将用于波束成形的信息从波束域改变为方向域来根据目的执行波束成形。

图6示出了根据本公开的各种实施例的执行方向性控制的终端的操作的流程图。图1中的终端120(或终端130)将被图示为终端。

参考图6，在操作601，终端可以确定关于第一波束的第一方向的第一方向信息。这里，该方向是指波束被定向的方位。终端可以在终端移动之前确定关于第一波束的第一方向的第一方向信息。即使终端移动，虽然第一波束被定向的方向改变，终端也可以通过指示第一波束的索引来识别第一波束。因此，终端可以确定用于识别第一波束的第一当前方向的第一方向信息。

终端可以使用传感器来确定波束的方向。即使终端移动，终端也可以使用传感器来确定波束的方向。终端可以为传感器设置参考传感器值，以便确定波束的方向。在一些实施例中，终端可以设置参考波束，并且可以将设置参考波束时传感器的测量值确定为参考传感器值。终端可以获得传感器的测量值，然后即使终端移动，也可以根据设置的参考传感器值和所获得的测量值来确定变化量。换句话说，终端可以获得操作波束的实际方向与目标方向(以下称为“目标方向”)之间的差。例如，终端可以从陀螺传感器提供的测量值的变化量中获得方向变化。在一些其他实施例中，终端可以使用绝对信息来设置参考传感器值。例如，终端可以通过地磁传感器将绝对方向(例如，地磁北极)设置为参考传感器值。终端可以将参考传感器值和终端移动之前的波束方向值之间的第一差值与参考传感器值和终端移动之后的波束方向值之间的第二差值进行比较，从而获得方向变化。

当对第一波束进行波束搜索时，终端可以获得关于第一波束的第一方向的第一方向信息。在一些实施例中，终端可以通过终端的第一波束来执行基站的发送波束搜索。终端可以通过第一波束(即，下行链路接收波束)接收基站通过不同的发送波束分别发送的参考信号。当通过第一波束执行下行链路发送波束搜索时，终端可以获得关于第一波束的第一方向的第一方向信息。在一些其他实施例中，终端可以对终端的多个波束执行终端的接收波束搜索。终端可以以预定顺序通过第一波束接收由基站发送的信号。终端可以确定关于已经被搜索的第一方向的的第一方向信息。在一些实施例中，终端可以存储与第一方向信息相关联的针对第一方向的搜索结果。此后，终端可以改变波束，以便通过第二波束执行波束搜索。

当终端在基站的发送波束搜索过程中通过第一波束接收一些参考信号时，或者在波束搜索过程(诸如终端希望在终端的接收波束搜索过程中通过第二波束来接收信号的情况下)中，终端可能移动。传感器可以测量终端的移动。当终端移动时，传感器的测量值在移动之前和之后变化。

在操作603，基于关于移动的测量信息，终端可以确定关于第二波束的第二方向的第二方向信息。这里，移动是指终端在三维空间中的状态变化，诸如终端的旋转、移动或倾斜。

终端可以通过至少一个传感器来测量终端的移动。该至少一个传感器可以是测量与终端的移动有关的信息的传感器(例如，陀螺仪传感器、加速度传感器等)。在一些实施例中，终端可以使用陀螺仪传感器。陀螺仪传感器测量终端的移动的角速度，从而确定与旋转移动有关的测量值。在一些实施例中，终端可以利用加速度传感器。加速度传感器测量三个轴(例如，x轴、y轴和z轴)的方向上的终端在三维空间中的移动的加速度，从而确定与线性移动有关的测量值。

终端可以从至少一个传感器获得测量信息。终端可以根据测量信息中包括的测量值响应于由于移动而引起的方向变化来确定识别波束的物理量值。例如，终端可以确定姿态参数。终端可以通过测量值确定代表终端的姿态的物理量。例如，终端可以使用终端的角度来确定由滚动、俯仰和偏航表示的物理量。终端基于物理量可以确定指示变化的姿态参数。

终端可以确定根据测量信息计算出的值(例如，姿态参数)与在操作601中设置的参考传感器值之间的差值。终端可以根据差值确定第二波束在移动发生之前的方向与第二方向之间的差，第二方向是第二波束在移动发生之后的方向。基于第二波束在终端移动之前的方向信息和该差值，终端可以确定第二方向。

终端须在执行基站的发送波束搜索时将第一波束的第一方向保持在参考方向上，以便提供关于基站的波束的反馈。当终端移动时，第一波束的方向可能不再是参考方向(第一方向)。因此，终端可以确定另一束的方向是否对应于参考方向。终端可以确定第二波束的第二方向是否是参考方向。

终端可以针对终端的多个波束执行终端的接收波束搜索。如以上在操作601中所述，终端可以以预定顺序通过第一波束执行波束搜索，然后可以改变波束以便通过第二波束执行波束搜索。终端可以使用第二波束来执行波束搜索以进行方向性分集。终端可以检测第二波束的方向已经随着终端的移动从现有方向改变为第二方向。为了方向性分集(这是终端波束搜索的目的)，终端需要确定第二方向是否不同于第一方向。因此，终端可以确定第二波束的第二方向。

在操作605，终端可以基于第一方向信息和第二方向信息来执行波束搜索。在下文中，在本公开中，有效范围将用于确定波束之间的识别。有效范围是指在特定方向上的预定角度内的范围。换句话说，有效范围是指特定方向的旋转允许范围。例如，第一方向的有效范围可以包括3度的旋转范围内的方向。在特定方向的有效范围内的波束可以执行与特定方向上的波束相同或相似的波束成形功能。在一些实施例中，终端可以根据操作波束的宽度来设置有效范围。例如，随着在终端中操作的波束的宽度增加，有效范围可以被设置得更大。这是由于以下事实：随着波束宽度增加，由单个波束覆盖的区域增加，并且覆盖特定区域所需的波束数量减少。随着波束数量的减小，用于确定识别的粒度减小，从而有效范围可以增加。

终端可以确定第二方向是否落在第一方向的有效范围内。在终端希望保持方向性(方向性固定)的情况下(例如，基站的发送波束搜索)，如果第二方向不在第一方向的有效范围内，则终端可以识别出另一波束而不是第二波束。这是由于以下事实：由于从基站发送的参考信号是通过其他发送波束发送的，因此需要将终端的接收波束保持(或固定)为相同。终端可以识别在第一方向的有效范围内的另一波束。在一些实施例中，终端可以确定在移动之后各个操作波束的方向，并且可以确定它们是否属于第一方向的有效范围。在此，第一方向是指为波束搜索而要保持(或固定)的方向。例如，终端可以确定第二方向属于第一方向的有效范围。

在终端希望增加方向性分集(例如，下行链路波束成形中的接收波束搜索)的情况下，如果第二方向属于第一方向的有效范围，由于在第二方向上的波束搜索在波束成形功能方面与在第一方向上的波束搜索没有区别，所以终端可以识别另一波束而不是第二波束。终端可以识别在第一方向的有效范围之外的另一波束。在一些实施例中，终端可以根据波束搜索的顺序来改变索引，并且可以顺序地确定与索引相对应的波束的方向是否属于第一方向的有效范围。在此，第一方向是指已经在相应方向上进行波束搜索的方向。终端可以存储关于第一方向的信道质量信息(例如，RSRP)。

如果第二波束满足波束搜索的目的，则终端可以通过第二波束执行波束搜索。但是，如果由于第二波束不满足波束搜索的目的而识别了另一波束，则终端可以通过另一识别的波束来执行波束搜索。

如上所述，终端可以考虑终端在空间中的状态来获得关于波束的方向的信息，并且可以基于该方向来执行波束搜索，而不是通过简单地改变波束的索引来执行波束搜索，从而有效地执行波束搜索。即，本公开描述了一种用于考虑方向信息来执行波束搜索以便进行有效的波束搜索的过程。除了“波束搜索”之外，根据本公开的各种实施例的过程还可以被称为“方向搜索”、“方向扫描”或“方向训练”。

在下文中，将参考图7至图13描述根据各种实施例的用于执行方向性控制的示例。更具体地说，将参考图7和图8描述用于方向性固定的操作，将参考图9至图11描述用于方向性分集的操作，并且将参考图12和图13描述用于补偿通信波束的方向的操作。

基站的波束搜索(方向性固定)

图7示出了根据本公开的各种实施例的用于基站的波束搜索的方向性控制的示例。在下文中，图1的基站110将被示为基站的示例，并且图1的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。

参考图7，轴710代表测量终端的移动的传感器的时域。例如，传感器可以是陀螺仪传感器。作为另一示例，传感器可以是加速度传感器。作为另一示例，传感器可以是握持传感器。将基于单个传感器来进行图7的以下描述，但是该描述可以应用于多个传感器。稍后将描述的获得时段或测量时段可以不同地或共同地应用于多个传感器。

为了监视与终端的移动有关的状态(诸如终端在三维空间中的状态、对终端的线性移动或旋转移动的确定等)，终端可以通过传感器测量终端的移动，并可以从传感器获得测量信息。传感器可以定期性地测量并记录与终端的移动有关的状态。传感器可以定期性地将测量信息提供给终端中的处理器。传感器测量状态的时段(以下称为“测量时段”)可以与终端获得传感器值的时段(以下称为“获得时段”)不同。之后，终端可以定期性地向传感器请求测量信息，或者传感器可以根据终端设置的时段将测量信息报告给终端。在一些实施例中，传感器的测量时段可以短于获得时段。因此，终端可以确定自获得终端的状态以来的最新状态。

终端可以设置获得时段(或报告时段)。在一些实施例中，基于从基站发送信号的间隔，终端可以设置获得时段。由于信号是通过不同的波束从基站发送的，因此终端可以将获得时段设置在间隔以下，以便区分信号。例如，间隔可以是至少一个符号。

终端可以在每个预定时段(例如，报告时段740)获得测量信息。例如，终端可以依次在时间711处获得第一测量信息、在时间712处获得第二测量信息、在时间713处获得第三测量信息、在时间714处获得第四测量信息、在时间715处获得第五测量信息、在时间716处获得第六测量信息、在时间717处获得第七测量信息并在时间718处获得第八测量信息。

每当事件发生时，终端可以获得测量信息。在一些实施例中，当终端中的传感器检测到超过预定的移动范围时，传感器可以将检测结果通知终端中的处理器。当接收到检测结果时，终端可以向传感器请求测量信息。在一些其他实施例中，每当波束改变时，终端都可以获得测量信息。终端可以进一步从传感器获得测量信息，以便计算更准确的方向。

轴720表示终端的接收波束配置的时域。基站向终端发送多个参考信号，以进行下行链路发送波束搜索。多个参考信号通过具有不同方向的多个发送波束发送。终端可以根据从基站分配的资源(例如，子帧、时隙等)来接收参考信号。发送参考信号以测量基站的发送波束的质量。终端可以设置接收波束，以便测量参考信号的质量。例如，终端可以设置接收波束750，以便测量在不同方向上发送的每个参考信号的信道质量。

终端可以设置波束成形单元以便形成接收波束750。终端可以设置波束成形单元以便在接收波束750指示的方向上接收参考信号。同时，如果终端未补偿由于终端的移动所引起的方向变化(诸如轴720)，则参考信号的信道质量测量结果可能无法满足发送波束测量的目的。终端须使用定期性地提供的测量信息来补偿方向(即，保持(固定)方向性)。

轴730表示方向性固定的时域。终端可以在间隔760中执行用于方向性固定的操作。终端可以在间隔760中从基站接收信号。间隔760可以由基站分配，以便测量基站的波束的质量。终端在设置接收波束750的时间721处(即，在时间731处)获得关于接收波束750的方向的信息。此外，终端可以在设置接收波束750时设置参考传感器值。在一些实施例中，终端可以将由最新报告的测量信息指示的测量值设置为参考传感器值。例如，终端可以将由第一测量信息指示的测量值设置为参考传感器值。在一些其他实施例中，与图7所示的不同，终端可以将由设置接收波束750之后立即报告的第二测量信息所指示的测量值设置为参考传感器值。在下文中，为了便于描述，将基于将第一测量信息设置为参考传感器值的情况进行以下描述。

此后，如由轴710所示，每当报告测量信息时，终端基于报告的测量信息来固定方向。在此，固定的方向是由在时间721处设置的接收波束750所指示的方向，以下称为“参考方向”。更具体地，每当报告测量信息时，终端基于报告的测量信息来确定当前波束方向是否落在参考方向的有效范围内。每当报告测量信息时，终端可以计算当前设置的波束的方向，从而确定波束的方向是否落在有效范围内，或者可以基于测量信息中包括的变化量来确定波束的方向是否落在有效范围内。

当报告第二测量信息时，终端在时间732处确定当前设置的波束方向是否落在参考方向的有效范围内。终端可以基于参考传感器值和第二测量信息来确定由当前设置的接收波束750指示的方向是否落在参考方向的有效范围内。如果在时间732处由接收波束750指示的方向不在有效范围内，则终端可以识别属于有效范围的波束。终端可以确定操作波束的方向，并且可以识别所确定的方向中的、属于参考方向的有效范围的方向的波束。然后，将波束索引改变为在接收波束750中识别的波束(即，改变波束成形单元的设置)，从而将波束成形方向保持在参考方向的有效范围内。然而，如果在时间732处由接收波束750指示的方向落在有效范围内，则终端可以在保持接收波束750的同时执行波束搜索过程。

当第三测量信息被报告时，终端在时间733处确定当前设置的波束的方向是否落在参考方向的有效范围内。类似于在时间732处，可以确定当前设置的波束的方向是否随终端的移动而变化。当第四测量信息被报告时，终端在时间734处确定当前设置的波束方向是否落在参考方向的有效范围内。当第五测量信息被报告时，终端在时间735处确定当前设置的波束方向是否落在参考方向的有效范围内。当第六测量信息被报告时，终端确定在时间736处当前设置的波束方向是否落在参考方向的有效范围内。当第七测量信息被报告时，终端在时间737处确定当前设置的波束方向是否落在参考方向的有效范围内。当第八测量信息被报告时，终端在时间738处确定当前设置的波束方向是否落在参考方向的有效范围内。

图8示出了根据本公开的各种实施例的执行用于基站的波束搜索的方向性控制的终端的操作的流程图。图1的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。

参考图8，在操作801，终端可以设置波束。终端可以设置接收波束以便接收从基站发送的信号。由设置波束指示的方向是终端希望执行搜索的方向，在下文中将该方向称为“参考方向”或“搜索方向”。终端须在保持搜索方向的同时从基站接收信号。因此，终端可以使用传感器信息以维持搜索方向。

在操作803，终端可以设置参考传感器值。终端可以将与设置波束的时间相接近的时间处的测量值设置为参考传感器值。换句话说，当设置参考传感器值时，终端可以将最新获得的测量值设置为参考传感器值。终端可以设置参考传感器值以对应于参考方向。

在操作805，终端可以获得测量信息。终端可以定期地获得测量信息。终端可以每预定时段获得测量信息。在一些实施例中，可以将时段设置为短于发送从基站发送的信号之一的资源间隔。这是由于以下事实：在改变基站的发送波束时，必须通过测量信息补偿终端的移动来保持参考方向。终端可以从传感器获得测量信息，直到在操作813中搜索间隔(例如，图7中的间隔760)到期，这将在后面描述。终端可以响应于测量信息的获得来执行操作807。

在操作807，终端可以确定当前设置的波束的方向是否落在参考方向的有效范围内。当终端接收到测量信息时，终端可以重新确定当前设置的波束的方向。例如，如果在操作803之后将终端沿顺时针方向倾斜30度，则在操作801中的波束方向和当前波束的方向之间可能会有差异。因此，终端可以重新确定当前设置的波束(在操作801中设置的波束)的方向以便补偿差异。例如，终端可以从参考传感器值和测量信息确定终端的移动程度(波束的方向的变化量)。

终端可以确定所确定的波束的方向是否落在参考方向的有效范围内。换句话说，终端可以确定当前波束的方向是否被保持在参考方向的预定范围内。如果当前设置的波束的方向在参考方向的有效范围内，则终端可以不进行操作809而执行操作811。但是，如果当前设置的波束的方向不在参考方向的有效范围内，终端会执行操作809。

在操作809，终端可以执行方向校正。终端可以识别可以由终端操作的多个波束(例如，39个波束)中的根据终端的当前状态落在参考方向的有效范围内的方向的波束。在一些实施例中，终端可以计算各个波束的方向，并且可以确定所计算的方向是否落在参考方向的有效范围内。之后，终端可以识别与属于参考方向的有效范围的方向相对应的波束。在一些其他实施例中，终端可以仅计算与当前设置的波束邻近的一些波束的方向，而不是计算所有波束的方向。终端可以计算一些波束的方向，从而识别该一些波束中的位于参考方向的有效范围内的波束。终端对某些波束进行计算，而不是对所有波束进行计算，从而降低了计算复杂度。在这种情况下，终端可以存储关于在终端中操作的波束的各个方向的信息。例如，终端可以预先存储关于各个波束的矢量信息(例如，辐射角)表。终端可以通过所识别的波束设置波束成形单元来将波束成形方向保持为参考方向。更具体地，终端可以将预定波束的索引改变为所识别的波束的索引，并且可以通过与改变后的索引相对应的波束成形参数来执行波束成形。

在操作811，终端可以执行波束搜索。终端可以在保持方向的同时从基站接收信号。信号可以是通过不同的发送波束从基站发送的信号。该信号可以是例如同步信号。作为另一示例，信号可以是参考信号。

在操作813，终端可以确定搜索间隔是否已经到期。在此，搜索间隔可以是基站分配给终端以选择发送波束的时间。换句话说，搜索间隔可以是用于相对于终端的特定方向(例如，在操作801中的参考方向或搜索方向)针对基站的多个发送波束的信道质量测量的时间。例如，搜索间隔可以是至少一个子帧。在这种情况下，至少一个子帧可以被称为“同步子帧”。作为另一示例，搜索间隔可以是至少一个时隙。

如果搜索间隔还未到期，则终端可以返回操作805，以便再次接收测量信息。此后，终端重复操作807至操作813。如果搜索间隔已经到期，则终端针对搜索方向终止基站的波束搜索过程。

尽管在图8中设置了波束之后确定了参考传感器值，但是本公开不限于此。在一些实施例中，终端可以首先设置参考传感器值，然后可以设置用于搜索方向的波束。这是由于终端可以通过相对的波束方向差来补偿终端的移动的事实。即使在设置参考传感器值之后在设置搜索波束之前终端移动，波束之间的相对角度差也不会改变。因此，可以在控制波束的同时保持搜索方向。可以在操作801之前执行操作803。

尽管在图8中未示出，但是终端可以在进一步改变终端的设置波束时，识别终端的波束和基站的波束的最佳组合。终端可以针对终端的每个波束执行图8中所示的操作，从而有效地搜索最佳波束对。此时，应注意的是，即使当改变并搜索设置在终端中的波束时，波束的方向也随着终端的移动而改变。现在，将参考图9至图11描述考虑波束方向的分集用于方向性分集的波束搜索过程。

终端的波束搜索(方向性分集)

图9示出了根据本公开的各种实施例的用于终端的波束搜索的方向性控制的示例。在下文中，图1的基站110将被示为基站的示例，并且图1的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。尽管在下文中将作为示例描述用于下行链路通信的波束搜索过程，但是本公开不限于此。可以将以下描述的操作应用于使用上行链路通信、终端间通信和其他波束的所有过程。

参考图9，轴910表示用于测量终端的移动的传感器的时域。终端可以每预定时段获得测量信息。例如，终端可以依次在时间911处获得第一测量信息、在时间912处获得第二测量信息、在时间913处获得第三测量信息、在时间914处获得第四测量信息、在时间915处获得第五测量信息、在时间916处获得第六测量、在时间917处获得第七测量信息并在时间918处获得第八测量信息。

轴920表示终端的接收波束配置的时域。基站向终端发送多个信号。终端可以根据基站分配的资源(例如，子帧、时隙等)，通过不同的接收波束来接收信号。终端可以设置接收波束，以便测量各个接收波束的信道质量。终端可以执行接收波束扫描。例如，终端可以在时间951处将波束依次改变为第一波束921、在时间952处将波束改变为第二波束922并且在时间953处将波束改变为第三波束923。

轴930表示方向性分集的时域。每当设置接收波束时，终端就获得关于设置波束的方向信息。

终端可以设置参考传感器值，以便获得对应于其移动的方向的变化量。当在参考方向上设置波束时，终端可以将由最新获得的测量信息指示的测量值设置为参考传感器值。例如，当设置作为接收束搜索过程的参考的初始接收波束时，终端可以将最新报告的测量信息的值设置为参考传感器值。

每当终端移动时，终端可以通过相对于参考传感器值的传感器中的改变量来确定波束方向的改变量。此外，每当终端改变用于接收波束搜索的波束时，终端都可以通过从参考传感器值获得的传感器的期望值与从实际测量信息获得的传感器的测量值之间的差来确定终端的移动和波束方向的改变量。在一些实施例中，可以通过指示相对于终端的位置处的各个波束的方向的参数之间的差值来获得传感器的期望值。终端可以存储参数。例如，如图14所示，该参数可以是表示特定波束与另一波束之间的方向差的波束距离。

当设置第一波束时，终端在时间931处确定第一波束的第一方向的第一方向信息。终端使用自时间931以来(在时间911处)最新获得的第一测量信息来确定第一方向信息。终端可以对第一波束执行波束搜索。终端可以通过第一波束从基站接收信号。终端可以执行对第一波束的搜索，然后可以存储关于第一波束的第一方向的第一方向信息。终端可以存储与第一方向信息相对应的第一波束的搜索结果。终端可以将第一方向包括在搜索集中。搜索集包括已执行搜索的方向。应当注意的是，搜索集不是一组波束，而是一组方向。该搜索集可以被称为“方向集”。

当设置第二波束时，终端在时间932处确定第二波束的第二方向。终端使用自时间932以来(在时间913处)最新获得的第三测量信息来确定第二方向。为了确定是否对第二波束进行波束搜索，终端可以确定第二方向是否属于搜索集。如果第二方向属于搜索集中的第一方向的有效范围，则终端可以确定第二方向属于搜索集。由于据预测，即使执行了针对第二方向的波束搜索，其结果也类似于第一波束搜索的结果，所以终端可以不执行针对第二方向的波束搜索。

由于基站在预定的时间段内将用于波束搜索的资源分配给终端，因此，如果终端不通过第二波束执行波束搜索，则将浪费资源。在一些实施例中，终端可以识别在相应的资源间隔期间具有在第一方向的有效范围之外的方向的另一波束。这是由于以下事实：如果终端具有N个可操作波束，则终端可以在N个方向上发送和接收信号。尽管在图9中未示出，但是每当在分配给N个波束的时间期间这些方向彼此重叠时(在有效范围内方向彼此重叠的情况下)，终端可以通过改变波束来执行搜索过程，从而获得针对N个波束的搜索结果。当终端在另一识别的波束的方向(即，第一方向的有效范围之外的方向)上执行波束搜索时，终端可以在搜索集中包括另一识别的波束的方向。在一些其他实施例中，终端可以在相应的资源间隔期间不接收参考信号。终端可以在低功率模式下操作。由于在相应的时间间隔期间不需要进行接收操作或测量操作，因此终端可能会关闭某些收发器或处理器。

当在为第二波束分配的时间过去之后设置第三波束时，终端在时间933处确定第三波束的第三方向。终端使用第五测量信息来确定第三方向，该第五测量信息是自时间933(在时间915处)以来最新获得的。与第二方向类似，终端可以确定第三方向是否属于搜索集。

已经参考图9描述了终端的过程，该过程考虑到方向性分集而顺序地改变方向，而不是简单地顺序地改变波束的索引。尽管在图9中未示出，但是在一些实施例中，终端可以在资源效率和方向性分集方面进一步执行波束搜索过程(例如，补充波束搜索和扩展波束搜索)。

终端可以执行补充波束搜索。如上所述，当终端移动并且对相应波束的波束搜索过程改变时，终端可以执行补充波束搜索。为了使用分配给终端的所有资源，基站可以执行在未搜索方向上定向的波束的搜索。例如，在如图5所示操作三个终端波束的情况下，假设终端在第一波束的波束搜索之后移动。第二波束的方向(第一方向551)可以与第一波束的方向相同。终端可以对第三波束执行波束搜索过程(第二方向552)。然而，尽管将波束搜索间隔分配给终端用于三个接收波束，但是终端仅搜索了两个波束。因此，终端可以再次对第一波束执行波束搜索。终端可以在第三方向553上而不是先前搜索的方向上对第一波束执行波束搜索。

此外，即使终端已经在分配的间隔中搜索了所有波束，终端也可以执行扩展波束搜索，因为针对终端先前已经执行搜索的方向的波束搜索结果可能在终端移动后不再有效。排除先前的波束搜索结果是指存在尚未搜索的波束，因此终端可以对未搜索的波束执行扩展波束搜索。根据终端的移动来确定波束搜索结果是否有效的过程被称为“有效判定”。在这种情况下，终端可以请求向基站分配额外的资源。

图10示出了根据本公开的各种实施例的执行用于终端的波束搜索的方向性控制的终端的操作的流程图。图1中的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。

参考图10，终端可以在操作1001中执行波束搜索。

终端可以设置用于波束成形的波束。例如，要设置的波束可以是在搜索终端的下行链路接收波束时首先设置的波束。终端可以使用当前设置的波束来执行波束搜索。终端可以使用第一波束来执行波束搜索。终端可以存储指示第一波束的第一方向的方向信息。根据各种实施例的终端可以存储针对第一波束的搜索结果，以便与第一方向相对应。终端可以将第一方向包括在搜索集中。在下文中，确定、存储和包括方向可以分别指确定指示方向的方向信息、存储方向信息或将方向信息与特定信息映射的操作。终端可以识别接下来要搜索的波束。例如，终端可以根据预定义的波束搜索顺序和波束索引来识别要改变的波束。

在操作1003，终端可以改变波束。终端可以将波束成形配置改变为在先前操作中为下一次搜索识别的波束。终端可以将波束成形配置改变为与所识别的波束相对应的波束索引。例如，终端可以将波束成形配置从第一波束改变为第二波束。终端可以根据波束搜索顺序来改变波束。终端可以设置波束搜索顺序以便测量多个方向中的每个方向的信号质量。终端可以将波束成形配置改变为根据波束搜索顺序识别的波束。额外地，在一些实施例中，终端可以根据补充波束搜索过程来识别要改变的波束，这将在后面描述。在图11的操作1105中将描述识别在补充波束搜索过程中要搜索的波束的操作。此外，终端可以根据扩展波束搜索过程来识别要改变的波束，这将在后面描述。将在图11的操作1113中描述在额外波束搜索过程中识别要搜索的波束的操作。

在操作1005，终端可以基于测量信息来确定指示改变后的波束的方向的方向信息。当将波束改变为第二波束时，终端可以基于最近报告或最近获得的测量信息来确定关于第二波束的第二方向的方向信息。测量信息是关于终端的状态的信息，并且基于测量信息中的测量值和参考传感器值，终端可以获得终端的移动或终端的移动程度。

在操作1007，终端可以确定终端是否已经搜索方向信息所指示的波束的方向。终端可以确定是否先前已经执行了对在操作1005中由方向信息所指示的方向的波束搜索过程。在此，先前执行的波束搜索过程是指在先前循环中的操作1001或操作1009(将在稍后描述)。例如，终端可以确定针对第二方向的波束搜索过程是否已经被执行。终端可以确定第二方向是否属于搜索集。搜索集可以包括多个方向。终端可以通过关于搜索集中包括的各个方向的方向信息来确定是否在各个方向上执行搜索。如果第二方向落在多个方向中的至少一个的有效范围内，则终端可以确定第二方向属于搜索集。然而，如果第二方向没有落在多个方向中的任何一个的有效范围内，则终端可以确定第二方向不属于搜索集。

如果已经执行了对所确定方向的波束搜索过程，则终端可以执行操作1011。另一方面，如果尚未执行对所确定方向的波束搜索过程，则终端可以执行操作1009。

在操作1009，终端可以在确定的方向上执行波束搜索，因为确定的方向不同于已经执行搜索的方向(例如，第一方向)并且在有效范围之外。终端可以对改变后的波束执行波束搜索，并且可以存储其搜索结果。根据各种实施例的终端可以存储对在操作1003中确定的波束的搜索结果以对应于在操作1005中确定的方向信息。终端可以在搜索集中包括与方向信息相对应的方向。

在一些实施例中，可以同时应用基站的发送波束搜索过程和终端的接收波束搜索过程。例如，基站可以通过改变发送波束来发送参考信号，终端可以通过固定波束来接收参考信号。此后，终端可以通过仅改变固定波束来重复参考信号的接收操作。在这种情况下，可以在操作1001和操作1009中执行波束搜索过程。换句话说，可以在操作1001和操作1009中执行根据参考图7至图8描述的各种实施例的用于方向性固定的波束搜索过程。

用于方向性分集的波束搜索过程是指在各个方向上搜索波束，而不是将波束固定在特定方向上。因此，在用于方向性分集的波束搜索过程中，每次报告(或获得)测量信息时可能不一定需要确定当前波束的方向的过程。

在操作1011，终端可以确定是否进一步搜索波束。终端可以以预定顺序来顺序地改变波束以用于接收波束搜索，从而执行搜索。终端可以执行波束搜索，直到它以预定顺序到达最后一个波束。

在一些实施例中，即使当已经按顺序对最后一个波束执行了波束搜索时，终端也可以确定是否执行额外波束搜索。例如，为了使用基站分配的所有资源，终端可以确定是否执行补充波束搜索。作为另一示例，为了提高找到最佳接收波束的准确度，终端可以确定是否执行扩展波束搜索。将参考图11描述用于额外波束搜索的详细操作。

在一些其他实施例中，如果确定终端不再执行搜索过程，则终端可以终止接收波束搜索。如果至少一个先前搜索的波束的测量结果超过用于执行通信的阈值，则终端可以确定它将不再执行搜索过程。例如，如果先前搜索的波束中的至少一个的RSRP值超过阈值，则终端可以不再执行搜索过程。

图11示出了根据本公开的各种实施例的用于补充波束搜索和扩展波束搜索的终端的操作的流程图。图1中的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。图11示出了图10中的操作1011的详细操作。

参考图11，在操作1101，终端可以确定在操作1009中搜索的波束是否是最后的波束。在此，最后的波束是指以预定的波束搜索顺序的最后一个波束。如果在操作1009中搜索的波束(即，当前设置的波束)不是最后一个波束，则终端可以执行操作1103。如果设置的波束是最后一个波束，则终端可以执行操作1105。

在操作1103，终端可以根据预定顺序来识别终端的下一个波束。下一个波束是指终端接下来要搜索的波束。例如，如果终端在操作1009中已经搜索了波束7，则终端可以识别波束8。终端可以利用下一个识别的波束执行图10中的操作1003。

在操作1105，终端可以确定是否执行补充波束搜索。基于先前搜索的方向的数量(k)和在终端中针对搜索分配的波束的数量(N)，终端可以确定是否执行补充波束搜索。

终端可以将先前搜索的方向的数量(k)与在终端中针对搜索分配的波束的数量(N)进行比较。在此，波束的数量可以是与基站搜索终端的波束的时间相对应的数量。在一些实施例中，波束的数量可以对应于在终端中操作的波束的总数。在一些其他实施例中，波束的数量可以对应于终端中可用的一些波束的数量。此时，终端可以在图10至图11的过程中对一些波束执行波束搜索过程。

如果先前搜索的方向的数量(k)小于操作用于搜索的波束的总数(N)，则终端可以对另一波束执行波束搜索，以提高分配的资源的效率。即，终端可以确定执行补充波束搜索。终端可以执行用于补充波束搜索的操作1107。如果先前搜索的方向的数量等于或大于操作用于搜索的波束的总数(N)，则终端可以执行操作1109。

在操作1107，终端可以识别补充波束。当在根据预定波束搜索顺序搜索所有波束之后考虑终端的当前位置和状态时，补充波束可以是与可搜索或未搜索方向相对应的波束。例如，补充波束可以是指示图5中的第三方向533的第一波束。补充波束指示移动后未被波束扫描过程覆盖的区域的方向。

在一些实施例中，终端可以确定在终端中可操作的所有波束的方向。终端可以在所确定的方向中识别不属于搜索集的至少一个方向。终端可以将与至少一个识别的方向相对应的波束确定为补充波束。

在一些其他实施例中，终端可以识别所有可操作波束中位于中心最外侧位置的波束。例如，终端可以在图15的截面波束示图中识别波束11、波束17、波束25、波束39等。终端可以确定位于最外侧位置的波束的方向是否属于搜索集。终端可以将位于最外侧位置的波束中不属于搜索集的波束确定为补充波束。当进一步需要识别补充波束时，终端可以进一步顺序地以从最外侧波束到中心波束(例如，波束0)的顺序识别补充波束。

终端可以使用识别的补充波束执行图10中的操作1003。

在操作1109，终端可以执行有效判定。如果存在需要根据移动进一步搜索的方向(或与该方向相对应的波束可以覆盖的区域)，或者如果存在由于分配资源的问题而无法搜索的方向(或区域)(即使需要搜索)，终端可以执行扩展波束搜索。终端可以执行有效判定以便执行扩展波束搜索。

如果在终端中存在可操作的N个波束，则终端可以执行多达N个独立的方向性通信。即，终端可以在N个方向上执行搜索。在终端在终端的移动前在“y”方向上进行波束搜索并且在终端的移动后在“N-y”方向上进行波束搜索的情况下，由于移动前的波束搜索结果可能对应于移动后朝向超出可覆盖波束区域的方向的测量结果，所以在移动之前在“y”方向上进行波束搜索的结果可能无效。

在一些实施例中，终端可以对相应的搜索方向(N)执行有效判定。所有搜索方向可以是搜索集的单元。终端可以计算终端中的各个波束操作的方向，并且可以据此确定波束覆盖范围。终端可以识别搜索集的单元，这些单元不在波束覆盖范围的有效区域(波束覆盖范围的识别范围)内。在一些其他实施例中，终端可以对搜索方向中的移动之前的方向(y)执行有效判定。在移动之前的方向中，终端可以识别终端的当前波束覆盖范围的有效区域之外的至少一个方向。

在操作1111，终端可以确定是否执行扩展波束搜索。终端可以确定是否存在从搜索集中排除的方向。如果存在从搜索集中排除的方向，则意味着存在在当前终端状态下尚未被搜索的方向。终端可以根据在操作1109中识别出的方向的存在或不存在来确定是否执行扩展波束搜索。在终端执行扩展波束搜索的情况下，终端可以从搜索集中排除在操作1109中识别出的方向。此后，终端可以执行操作1113。另一方面，如果不存在在操作1109中识别出的方向，或者如果未执行扩展波束搜索(即使当存在在操作1109中识别出的方向(即，如果所有如果搜索的方向是有效的))，则终端可以终止图10和图11的波束搜索过程。

在操作1113，终端可以向基站请求分配额外资源。尽管N个方向可用于实际波束成形，但由于搜索的冗余或搜索结果的有效性丢失，终端可能无法在分配的间隔内为可用方向执行波束搜索。因此，为了执行额外波束搜索(即，为了执行扩展波束搜索)，终端可以向基站请求分配额外资源。

在操作1115，终端可以识别额外的波束。终端可以识别额外的波束以在操作1113中通过已经根据请求进一步分配的资源执行搜索。在一些实施例中，终端可以确定在终端中可操作的所有波束的方向，并且可以识别所确定的方向中的不属于搜索集的至少一个方向。终端可以将与至少一个识别的方向相对应的波束确定为额外的波束。在一些其他实施例中，终端可以识别所有可操作波束中的位于距中心外侧(最外侧)位置的波束。终端可以将位于外侧位置的波束中的不属于搜索集的波束确定为额外的波束。终端可以以与在操作1107中识别的补充波束的情况类似的方式确定额外的波束。终端可以通过分配的资源返回操作1003，然后将设置的波束改变为识别的波束，从而执行波束搜索。

尽管已经通过图11中的操作1107至操作1111描述了扩展波束搜索的操作，但是根据各种实施例的终端不限于此。在一些实施例中，终端可以不执行扩展波束搜索。因此，终端可以不执行操作1107或操作1109至1111。如果终端不执行操作1107，并且如果终端在操作1105中不执行互补波束搜索，则用于方向性分集的波束搜索过程终止。此外，终端可以执行操作1107，但是可以不执行操作1109至操作1111。如果终端不执行操作1109，则在有效判定之后终止用于方向性分集的波束搜索过程。

已经参考图7至图11描述了波束搜索过程。通过根据各种实施例的波束搜索过程，终端可以执行与波束搜索的目的一致的搜索过程。此外，终端可以通过最大程度地利用分配给波束搜索的资源来执行有效的波束搜索过程。在下文中，将参照图12至图13描述用于维持通过波束搜索识别出的最佳波束方向的过程。

方向补偿

图12示出了根据本公开的各种实施例的用于方向补偿的方向性控制的示例。在下文中，图1的基站110将被示为基站的示例，并且图1的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。在下文中，将描述通过波束搜索过程选择(或识别)用于下行链路通信的终端的接收波束的情况。在下文中，通过波束选择设置的终端的波束将被称为“通信波束”。

稍后将描述的方向补偿过程与在图7和图8中描述的用于方向性固定的波束搜索过程中的某些操作相同或相似。这是由于以下事实：方向补偿过程还旨在通过保持通信波束的方向来获得与基站的最佳通信质量。在下文中，将省略与用于方向性固定的波束搜索过程相同或相似的描述。方向补偿可以被称为“方向跟踪”。

参考图12，轴1210表示用于报告测量终端的移动的传感器的时域。终端可以每预定时段获得测量信息。例如，终端可以顺序地在时间1211处获得第一测量信息、在时间1212处获得第二测量信息、在时间1213处获得第三测量信息、在时间1214处获得第四测量信息、在时间1215处获得第五测量信息、在时间1216处获得第六测量信息、在时间1217处获得第七测量信息并在时间1218处获得第八测量信息。

轴1220表示终端的通信波束配置的时域。终端在时间1221处通过波束搜索过程设置通信波束。终端可以识别与通过波束搜索过程获得的值相对应的波束{例如，RSRP值中指示最佳质量的RSRP值(例如，最大RSRP值)}。终端可以将识别的波束设置为通信波束。终端可以在时间1221处设置通信波束时将最近获得的传感器信息设置为参考传感器值。终端可以将在时间1211处获得的测量信息设置为参考传感器值。

轴1230表示用于方向补偿的时域。终端可以在与设置通信波束的时间(时间1221)相对应的时间1231处确定终端的通信波束定向的方向。终端可以将与参考传感器值相对应的、由通信束指示的方向设置为参考方向。终端可以设置用于方向补偿的参考方向。当通信波束指示的方向从参考方向改变时，终端可以使用相对于所设置的参考方向的改变量来补偿终端的移动。

终端可以根据参考传感器值和所获得的测量信息来确定终端中可用的各个波束的方向。当在时间1212处获得测量信息时，终端可以确定当前设置的通信波束的方向是否在与时间1212相对应的时间1232处落在参考方向的有效范围内。如果当前设置的通信波束的方向不在参考方向的有效范围内，则终端可以识别出具有属于参考方向的有效范围的方向分量的波束。终端可以通过新识别的波束在参考方向上保持通信方向性。即，终端可以补偿随着移动而变化的波束的方向。

终端可以确定从时间1232到时间1238设置的通信波束的方向，以便与从时间1212到时间1218所获得的测量信息相对应，并且可以确定设置的通信波束的方向是否落在有效范围内。如果所设置的通信波束的方向落在有效范围内，则终端可以保持所设置的通信波束的方向，并且如果所设置的通信波束的方向不在有效范围内，则终端可以识别另一波束，从而保持(固定)参考方向的方向性。

终端可以使用在参考方向上的至少一个波束与基站进行通信。终端可以定期性地从传感器获得测量信息以维持参考方向。由于终端在执行通信时并不总是移动或并不总是改变方向，因此终端可以自适应地设置用于获得测量信息的时段(获得时段)。

在一些实施例中，终端可以根据用于通信的应用来设置获得时段。例如，当通过应用下载文件时，可以将获得时段设置为比参考时段更长。这里，参考时段是默认值，可以由用户设置或者可以通过终端的统计信息设置。作为另一示例，当通过应用提供流服务时，可以将获得时段设置为短于参考时段，以最小化所提供的服务的延迟。作为另一示例，可以将具有比正常应用(诸如(例如，游戏应用)通过用户的移动提供输入的应用)更高的传感器使用频率的应用的获得时段设置为比参考时段更短。

在一些其他实施例中，终端可以根据终端的连接性来设置获得时段。例如，如果终端连接到另一设备(例如，膝上型计算机、坞站、机顶盒等)或正在充电，则可以将获得时段设置为比参考时段更长。作为另一示例，当终端连接到车辆时，获得时段可以被设置为短于参考时段。

在一些其他实施例中，终端可以通过学习操作来设置获得时段。终端可以根据用户的服务利用来存储关于移动模式的信息。在此，移动模式可以包括移动产生时段、移动产生类型(例如，线性移动或旋转移动)以及针对每种提供的服务的移动产生间隔中的至少一个。终端可以定期性地更新关于移动模式的信息。终端基于更新的信息，可以自适应地设置获得时段。例如，可以通过学习操作为每个应用设置获得时段。

图13示出根据本公开的各种实施例的执行用于方向补偿的方向性控制的终端的操作的流程图。图1的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。

参考图13，在操作1301，终端可以设置参考方向。终端可以将通过波束搜索过程识别的波束的方向设置为参考方向。

在操作1303，终端可以设置参考传感器值。终端可以使用自设置参考方向以来最新报告的测量信息来设置参考传感器值。由于操作1303对应于图8中的操作803，因此将省略操作1303的详细描述。

在操作1305，终端可以获得测量信息。终端可以根据测量信息中设置的获得时段，从传感器获得测量信息。在一些实施例中，终端可以根据终端与其他设备或终端中正在使用的应用之间的连接状态来自适应地设置获得时段。终端可以识别获得时段的多个设置值之一，并且可以设置获得时段。

在操作1307，终端可以确定所设置的通信波束的方向是否落在参考方向的有效范围内。由于操作1307对应于图8中的操作807，因此将省略操作1307的详细描述。

在操作1309，终端可以执行方向补偿。终端可以通过在操作1303中设置的参考传感器值和在操作1305中获得的测量信息来确定指示终端的移动程度的值(以下称为“移动值”)。终端可以根据当前设置的波束和移动值识别与在操作1301中设置的参考方向相对应的波束。终端可以将识别的波束确定为通信波束。终端可以通过所确定的通信波束的索引来确定与通信波束相关联的参数。终端可以配置为使得波束成形单元使用所确定的参数来形成识别的波束。终端可以执行方向补偿，然后可以通过设置的通信波束从基站接收信号或向基站发送信号。

尽管未在图13中示出，但是终端可以在与基站的通信期间重置参考传感器值。在一些实施例中，如果所设置的通信波束被保持特定的时间段或更长时间，则终端可以将使用中的测量信息重置为参考传感器值。终端可以通过重置参考传感器值来减少计算量。

另一方面，如果所设置的参考方向超出了可以使终端的波束在移动之后定向的方向范围(以下称为“方向覆盖范围”或“阈值范围”)，终端可能需要新的波束搜索过程。在一些实施例中，如果参考方向变得超出方向覆盖范围(即，如果到参考方向的波束配置是不可行的)，则终端可以向基站发送请求消息，以执行新的波束搜索过程。终端可以向基站请求为新的波束搜索过程分配资源。

已经参考图7至图13描述了根据各种实施例的终端的波束搜索过程和方向补偿过程。在下文中，将参考图14和图15描述用于在关于波束的信息和关于从波束域到方向域的变换的方向的信息之间进行计算和比较的实施例。

移动的量化

图14示出了根据本公开的各种实施例的用波束索引映射终端的移动的示例。图1的终端120(或终端130)被示为终端的示例。

参考图14，终端可以使用索引来管理终端的波束。各个索引可以对应于各个波束。终端可以通过将波束与索引映射来管理关于各个波束的方向信息。可以在波束的各个方向的三维坐标系中表示方向信息。例如，坐标空间1400表示终端的波束的三维配置。坐标空间1400表示在终端中可操作的19个波束的三维配置。在此，每个波束的波束宽度可以具有10度的间隔。终端在坐标空间中的波束可以表示为二维配置，如俯视图1450所示。

波束之间的方向差可以被量化。可以设置参考波束以量化波束之间的方向差。例如，可以将波束0设置为参考波束。设置的参考波束的方向信息1410可以是(0,0,0)。可以根据参考波束的方向信息1410确定除参考波束之外的各个波束的方向与参考波束的方向之间的差异。例如，可以将波束0和波束1之间的方向差量化为xyz坐标值。波束1的方向信息1411可以是(10,0,0)。作为另一示例，可以量化波束0与波束7之间的方向差。波束7的方向信息1417可以是(20,0,0)。

指示坐标系统(诸如坐标空间1400)上的波束之间的方向差的信息可以被称为“波束距离”。当使用被操作用于与基站通信的波束之间的方向差时，终端可以利用波束距离。终端可以存储波束之间的波束距离。例如，终端可以存储参考波束和其余波束之间的波束距离。例如，终端可以存储映射表，该映射表指示参考波束和其余波束之间的波束距离与其余波束的各个索引之间的关系。终端可以使用包括波束之间的波束距离的波束长度信息和来自传感器的测量信息来识别与特定方向相对应的波束。

在一些实施例中，本公开的装置包括用于存储多个波束中的每个波束的波束距离信息的存储器。波束距离信息包括关于多个波束中的参考波束的信息，以及用于指示参考波束和多个波束中的另一波束之间的差异的信息。

终端可以量化其移动，该移动是通过传感器测量的。终端可以量化移动，从而确定测量值。例如，终端可以通过陀螺仪传感器来测量终端的旋转移动。终端可以在时间t₀处确定第一测量值并且在时间t₁处确定第二测量值。陀螺仪传感器感测角速度值，从而终端可以确定在时间t₀处的第一测量值(x₀,y₀,z₀)并在时间t₁处确定第二测量值(x₁,y₁,z₁)。

终端可以使用每次测量的测量值来确定指示方向变化的值(以下称为“方向变化值”)。例如，终端可以根据以下式确定方向变化值(d)。

d＝(x₁-x₀,y₁-y₀,z₁-z₀)x(t₁-t₀) …式1

这里，“d”是方向变化值，(x₀,y₀,z₀)是在时间t₀处的第一测量值(角速度值)，(x₁,y₁,z₁)是在时间t₁处第二测量值(角速度值)。

终端可以将测量值随时间的变化量确定为方向变化值。例如，方向变化值可以是(-11,1,-2)。

终端可以识别与所确定的方向变化值相对应的波束。例如，如果波束0对应于参考方向，则终端可以根据波束0识别与方向变化值相对应的波束。例如，终端可以识别波束1。第一波束可以是多个波束中具有到波束0的波束距离与(11,-1,2)之间的最小差的波束。

在多个波束中，基于当前使用的波束(例如，被设置为在移动之前沿参考方向定向的波束)的波束距离{例如，在当前使用参考波束的情况下为(0,0,0)}与方向变化值之间的差，终端可以识别另一波束。例如，终端可以从当前使用的波束的波束距离反算(例如，减去)方向变化值的差，从而计算目标方向值。目标方向值可以是指示相对于移动之后的参考波束的方向的参考方向的值。终端可以在多个波束中识别出具有最小波束距离的波束，该最小波束距离与目标方向值的差最小。例如，在当前使用的波束的波束距离是(0,0,0)的情况下(即，在终端设置有参考波束的情况下)，如果方向变化值是(-11,-1,-2)，则终端可以识别具有接近(11,-1,2)的值的方向信息1417。终端可以根据方向信息1417识别波束1。

在某些实施例中，如果终端使用参数(相位、天线角度、功率等)执行波束成形，诸如使用索引来管理波束的情况，而不是使用量化信息来管理波束，则终端可以通过调整与目标方向相对应的参数来执行波束成形。

如上所述，终端可以仅通过传感器信息来识别与参考方向相对应的波束，而无需借助协议。终端可以通过每隔预定时段测量或获得的测量信息来计算方向变化，并且可以识别与所计算的方向变化相对应的波束索引，从而根据移动来确定波束的方向。

图15示出了根据本公开的各种实施例的使用波束索引的方向性控制的示例。图1的基站110将被示为基站的示例，并且图1的终端120(或终端130)将被示为终端的示例。

参考图15，在情况1510中，可以通过诸如用户的移动等的外力来旋转终端。例如，终端可以在x-y平面上沿顺时针方向旋转15度。终端可以设置参考方向以补偿旋转移动。终端可以确定与参考方向相对应的参考传感器值。例如，终端可以确定陀螺仪传感器的参考值。

在情况1520中，终端可以确定移动的变化量。例如，终端可以确定陀螺仪传感器的测量值以对应于15度的移动。终端可以将陀螺仪传感器的测量值与参考值进行比较，从而量化移动。

如截面波束图1525所示，终端可以补偿方向。终端可以确定与在情况1520中量化的移动值相对应的方向。终端中的存储单元(例如，图2中的存储单元220)可以存储波束表。波束表可以包括指示波束的方向的方向信息(例如，xyz坐标系上的向量值)。基于当前设置的波束的方向和量化的移动值，终端可以识别与参考方向相对应的波束。例如，如果与波束0相对应的方向是参考方向并且设置波束0时的传感器值是移动之前的参考传感器值，则终端可以在移动之后确定波束0定向的方向。基于波束0的方向和移动之后的移动值，终端可以确定波束13当前对应于参考方向。终端可以将设置的波束索引从0改变为13。终端可以使用与波束13相对应的波束成形参数来设置波束成形单元。

在情况1530中，终端可以通过补偿移动来与基站进行通信。终端可以设置与参考方向相对应的通信波束，从而执行与基站的通信。例如，终端可以在移动之后在波束13的方向上经由波束13与基站通信，波束13的方向与移动之前的波束0的方向(参考方向)相同。

波束组控制

图16示出了根据本公开的各种实施例的用于波束组的方向性控制的示例。终端可以将波束作为一个组进行管理，以进行有效的波束搜索或波束成形通信。在下文中，将参考终端以包括两个或更多个波束的组为单位执行波束搜索的示例或者终端使用两个波束或更多个波束(例如，具有最大RSRP的波束和具有第二大RSRP的波束)与基站执行波束成形通信的示例来描述波束组控制过程。

参考图16，终端可以执行下面将描述的操作，以保持波束组中的波束的方向性。存在组的方向性会随着终端的移动而变化的三种情况。这三种情况包括：第一种情况，一些当前使用的波束不在期望保持方向的范围(以下称为“参考范围”)内；第二种情况，所有当前使用的波束落在参考范围内；以及第三种情况，所有当前使用的波束不在参考范围内。当终端设置参考方向时，参考范围可以根据设置波束的覆盖范围来确定。例如，参考范围可以根据每个设置波束的方向的有效范围来确定。在下文中，将针对每种情况描述用于控制波束组的终端的操作。参考范围可以被称为“容差范围”。

第一种情况：某些波束偏离

在第一种情况1610或1660中，终端可以执行控制，以使当前设置的波束组的偏离波束的方向在参考范围内。终端可以执行控制，使得当前设置的波束组的各个波束的方向在参考范围内。

在一些实施例中，终端可以控制波束组中的所有波束中的一个或更多个偏离波束。终端可以执行方向补偿(或方向校正)以保持相对于一个或更多个偏离波束中的每一个的方向性。终端可以考虑参考范围来执行方向补偿。这里，参考范围可以对应于由单个组覆盖的方向范围(方向覆盖范围)。在终端从北倾斜15度的情况下，如果终端仅通过补偿15度的移动来识别偏离参考范围的波束(偏离波束)，则终端识别已经包含在该组中的波束。因此，根据各种实施例的终端可以考虑参考范围的大小以及波束组中至少一个偏离波束的方向变化值来识别至少一个目标波束。终端可以将所识别的目标波束的索引包括在设置组的波束索引列表中。终端可以从设置组的波束索引列表中排除至少一个偏离波束。

在一些其他实施例中，终端可以控制波束，使得对波束组中的所有波束执行方向性保持。终端可以执行方向补偿(或方向校正)，以相对于包括偏离波束的波束组中的所有波束保持方向性。这里，方向补偿过程可以对应于图13中的操作1309(方向校正过程可以对应于图8中的操作809)。终端可以通过方向补偿过程来识别波束组的各个波束的目标波束。目标波束的索引可以与当前设置的波束组的波束索引列表中包括的索引部分重叠。然而，终端可以通过以与对单个波束的方向补偿过程相同的方式补偿方向来减少计算量。

终端可以在每次执行波束组控制以保持方向性时重置波束组。终端可以根据移动来校正组中包括的波束的索引，从而执行有效的波束组控制。终端可以经由校正后的波束组执行与基站的波束搜索和波束成形通信。

通过重置波束组，终端可以设置波束组，使得波束组中的所有波束都在参考范围内定向。例如，终端可以重置水平波束组以定向在参考范围内(1615)。终端还可以将竖直波束组重置为定向在参考范围内(1665)。

第二种情况：波束组匹配

在第二种情况1620或1670中，由于当前设置的波束组中的所有波束都定向在参考范围内，因此终端可能不会执行改变或补偿波束的过程。例如，终端可以保持设置的水平波束组(1620)。终端可以保持设置的竖直波束组(1670)。

第三种情况：所有波束都偏离

在第三种情况1630或1680中，终端可以执行控制，以使当前设置的波束组中所有波束的各自方向都在参考范围内。

终端可以识别另一波束组。终端可以通过从传感器获得的测量信息根据移动来确定每个波束组的方向覆盖范围。终端可以识别具有在参考范围内定向的方向覆盖范围的波束组。终端可以识别与所识别的波束组相对应的组索引。终端可以使用所识别的组索引来改变波束成形单元的设置。

利用组索引来改变波束成形单元，终端可以设置波束组，使得波束组中的所有波束都被定向在参考范围内。例如，终端可以将水平波束组重置为定向在参考范围内(1635)。终端还可以将竖直波束组重置为定向在参考范围内(1685)。

在一些实施例中，如果终端未能识别出具有在参考范围内定向的方向覆盖范围的波束组，则终端可以临时识别具有最高重叠范围的波束组。终端可以针对临时识别的波束组执行在第一情况中描述的操作，以使得预期偏离的一些波束的方向被定向在参考范围内。

尽管图16分别示出了竖直区域和水平区域，但是本公开不限于此。本公开可以应用于终端不使用利用竖直波束(或竖直波束组)和水平波束(或水平波束组)的复合波束的情况，或者终端通过线性阵列使用一维波束的情况。

混合波束搜索

图17示出了根据本公开的各种实施例的用于混合波束搜索的方向性控制的示例。混合波束搜索是用于在执行波束搜索过程时使用全向波束和定向波束两者来执行波束搜索以便找到最佳波束对的过程。

参考图17，在操作1710，终端可以执行基站的波束搜索过程。基站可以通过多个发送波束发送多个信号，以便找到基站的最佳波束。多个信号沿不同的方向(即，通过不同的波束)发送。终端可以通过全向波束接收多个信号。终端可以通过全向波束接收所有信号，并且可以测量每个信号的信道质量。终端可以生成关于具有良好信道质量的前N个信号的反馈信息，并且可以将反馈信息发送到基站(波束报告)。基站可以根据反馈信息识别用于通信的最佳波束。

即使在测量每个信号的信道质量时在终端中发生旋转移动，终端也可以使用全向波束而不是定向波束来减小旋转移动的影响。这是由于以下事实：终端可以在等效条件下接收相应的信号。

在操作1720，终端可以执行终端的波束搜索过程。与操作1710不同，终端可以操作定向波束以便找到最佳波束。终端可以顺序地设置多个波束，从而测量从基站发送的信号的质量。此时，基站可以发送波束成形的信号。在一些实施例中，基站可以通过在操作1710中获得的最佳波束来发送信号。在一些其他实施例中，基站可以通过在基站中可操作的发送波束来发送信号。在一些其他实施例中，基站可以使用全向波束来发送信号。

终端可以在根据基站分配的资源的设置来改变接收波束配置的同时执行波束扫描。如果终端通过仅顺序地改变波束的索引而不考虑方向来执行波束搜索，则当终端移动时，波束的方向不能满足终端波束搜索的目的。操作1720是终端的用于方向性分集的下行链路接收波束搜索过程，因此，终端可以改变波束，使得方向彼此不重叠。为了提高在分配的资源中波束搜索的效率，当要搜索的方向与先前搜索的方向重叠(在有效范围内)时，终端识别与另一方向相对应的波束。换句话说，根据各种实施例的终端可以根据分配的资源的设置来执行方向搜索过程。

终端可以通过方向搜索过程来识别与基站通信的最佳方向。例如，最佳方向可以是测量最高RSRP值的方向。终端可以识别与所识别的最佳方向相对应的波束。终端可以将识别的波束确定为最佳接收波束。尽管在图17中未示出，但是终端可以在执行混合波束搜索之后使用最佳接收波束与基站进行通信。之后，当终端移动时，终端可以通过参考图12和图13描述的方向补偿过程来有效地保持方向性。

根据各种实施例，已经参考图14至图17描述了用于方向性控制的波束搜索过程(例如，方向性固定或方向性分集)和在波束搜索之后的过程。在下文中，将参考图18和图19描述通过预测终端的移动并通过在执行波束搜索之前限制搜索候选或减小移动的不确定性(即，预测波束搜索过程)来有效地搜索波束的过程。

预测波束搜索

图18示出了根据本公开的各种实施例的用于预测波束搜索的终端的操作的流程图。图1的终端120(或终端130)被示为终端的示例。

参考图18，在操作1801，终端可以确定波束候选集。终端可以确定包括处于初始状态的终端可以用于与基站通信的所有波束(或波束对)的波束候选集。在此，初始状态可以是不考虑终端的移动的状态。波束候选集可以包括要通过波束搜索过程识别的波束或波束对的可能候选。在一些实施例中，终端可以基于可以由终端形成的波束、可以由基站形成的波束、基站中操作的扇区的数量、用于每个扇区的波束的数量、用于下行链路通信的天线的数量和用于上行链路通信的天线的数量中的至少一个来确定波束候选集。终端可以根据元件(确定波束的情况的数量)的数量来确定波束候选集。例如，波束候选集的数量可以由各个元件的情况的数量的乘积确定。

在操作1803，终端可以获得预期移动信息。在此，预期移动信息可以根据终端的状态、终端的设置或用户的输入来指示终端在预定时间段或更长时间内的移动。

在一些实施例中，终端可以从终端中的传感器获得终端的预期移动信息。终端基于从传感器获得的测量信息，可以确定终端的预期移动信息。例如，终端可以通过加速度传感器感测终端的线性移动。终端可以从加速度传感器的测量值获得终端的移动方向。终端可以从获得的移动方向确定预期移动信息。作为另一示例，终端可以通过陀螺仪传感器感测终端的旋转移动。终端可以根据陀螺传感器的测量值获得终端的旋转方向或旋转度。终端可以根据获得的旋转方向和旋转度确定预期移动信息。

在一些其他实施例中，终端可以从应用获得终端的预期移动信息。例如，终端可以根据由搜索路径的应用(例如，导航)所设置的路径信息获得终端的预期移动信息。作为另一示例，当点击提供流视频服务的视频应用的回放按钮时，终端可以获得关于终端的旋转移动的范围的信息(例如，终端的上下旋转或左右旋转)。

在一些其他实施例中，终端可以通过机器学习的学习过程来获得终端的预期移动信息。终端可以确定用户的模式。该模式可以旨在表示移动信息。基于向终端输入的设置、由终端的传感器测量到的信息或从外部设备接收到的信息，终端可以识别在预定时间段内被执行的可能性最高的用户的模式。终端可以将与所识别的模式相对应的与移动有关的参数值确定为预期移动信息。

此外，在一些实施例中，基于从预期移动信息获得的终端的移动类型，终端可以确定用于测量终端的移动的传感器或用于获得测量信息的传感器。移动类型可以包括是线性移动还是旋转移动，以及在旋转移动中是上下旋转还是左右旋转。终端可以仅打开所确定的传感器，从而减少终端的功耗，或者可以缩短所确定的传感器的获得时段，从而有效地获得终端的移动的变化。

在操作1805，终端可以确定波束候选集的子集(以下称为“波束候选子集”)。终端可以根据在操作1803中获得的预期移动信息来确定波束候选子集。终端可以通过减少确定波束候选集的元件的情况的数量，来从波束候选集中识别波束候选子集。例如，终端可以根据预期移动信息获得预期终端从北5度以内的旋转移动的点。终端可以仅在波束候选集中的所有波束(或波束对)中，在终端的波束之中仅识别相对于北定向在5度的范围内的波束。终端可以识别波束候选子集(包括所识别的波束)。

终端在波束候选集中识别波束候选子集的过程可以称为“波束限制”、“波束搜索限制”或“波束子集限制”。可以减少在波束成形中使用的预编码器的数量。

在操作1807，终端可以执行波束搜索。终端可以通过在操作1805中确定的波束候选子集中的波束(或波束对)来执行波束搜索。通过波束候选子集中的波束(或波束对)执行波束搜索的过程可以被称为“减少波束搜索过程”。

在下文中，将参考图19描述图18中的预测波束搜索过程的详细示例。

图19示出了根据本公开的各种实施例的终端的预测波束搜索的示例。第一基站110-1和第二基站110-2示出了图1中的基站110。

参考图19，终端可以确定波束候选集。基于邻近基站的数量、每个基站中的扇区的数量、每个扇区中操作的波束的数量以及终端可以搜索的波束的数量中的至少一个，终端可以确定终端。例如，每个基站可以操作三个扇区和每个扇区的40个发送波束。在终端操作30个波束的情况下，终端可以确定包括7200(＝2×3×40×30)个波束对的波束候选集。

终端的用户可以与终端一起在方向1910上移动到基站110-2。终端可以确定终端在方向1910上的移动。换句话说，终端可以基于所获得的终端的预期移动信息，确定终端在方向1910上移动了特定时间段或更长时间。这里，特定时间段可以包括用于执行波束搜索过程的时间和用于借助于通过波束搜索识别出的波束来执行波束成形通信的时间。例如，终端可以通过正在使用的应用(例如，导航)来确定在方向1910上的移动。作为另一示例，当通过GPS(全球定位系统)在特定时间段或更长时间内检测到在方向1910上的移动时，终端可以确定终端在特定时间段或更长时间内在方向1910上移动。

终端可以通过根据终端的移动方向排除波束候选集中的一些波束对来确定波束候选子集。例如，终端可以根据终端的移动方向将第二基站110-2设置为用于波束搜索的基站，并且可以确定要搜索的一个扇区。终端还可以识别终端的20个波束，其对应于终端移动的方向1910。终端可以确定包括800(＝1x1x40x20)个波束对的波束候选子集。额外地，如果终端获得关于从基站发送的各个波束的方向信息，则可以减少基站的发送波束的数量。终端可以使用少于800个波束来执行波束搜索。

在一些实施例中，终端可以将关于终端的移动方向(例如，方向1910)的信息通知服务基站(例如，第二基站110-2)。服务基站可以减少在波束搜索过程中操作的波束候选子集的数量，或者可以根据所获得的关于终端的移动方向的信息来调整在波束搜索过程中使用的资源的大小。

在本公开中，使用表述“等于或大于”或“等于或小于”来确定是否满足特定条件，这仅旨在表示示例，并且这不排除“超过”或“低于”的含义。可以将“等于或大于”的情况替换为“超过”的情况、可以将“等于或小于”的情况替换为“低于”的情况，以及可以将“等于或大于和低于”的情况替换为“超过和等于或小于”的情况。

根据本公开的权利要求书和/或说明书所述的实施例的方法可以以硬件、软件或硬件和软件的组合来实施。

当所述方法由软件实现时，可以提供用于存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。可以将存储在计算机可读存储介质中的一个或更多个程序配置为由电子设备内的一个或更多个处理器执行。至少一个程序可以包括使得电子设备执行根据由所附权利要求限定和/或本文公开的本公开的各种实施例的方法的指令。

程序(软件模块或软件)可以存储在非易失性存储器中，该非易失性存储器包括随机存取存储器和闪存、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁盘存储设备、光盘-ROM(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其他类型的光学存储设备或磁带。可替代地，其中一些或全部的任何组合可以形成存储程序的存储器。此外，在电子设备中可以包括多个这样的存储器。

此外，程序可以存储在可附接的存储设备中，该设备可通过诸如因特网、内联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)和存储区域网(SAN)的通信网络访问，或它们组合。这样的存储设备可以经由外部端口访问电子设备。此外，通信网络上的单独的存储设备可以访问便携式电子设备。

在本公开的上述详细实施例中，根据所呈现的详细实施例，本公开中包括的组件以单数或复数表示。然而，为了便于描述，选择单数形式或复数形式以适合于所呈现的情况，并且本公开的各种实施例不限于其单个元件或多个元件。此外，在说明书中表述的多个元件可以被配置成单个元件，或者在说明书中的单个元件可以被配置成多个元件。

虽然已经参考本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如由所附权利要求书及其等同物定义的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (10)

1.一种由无线通信系统中的装置执行的方法，所述方法包括：

基于所述装置的第一波束的第一方向发送或接收信号；

在所述装置移动后，识别所述装置的第二波束的第二方向；

如果所述第二方向在所述第一波束的第一方向的指定范围内，则在用于波束搜索的多个波束中识别与所述第二波束不同的第三波束；以及

如果所述第二方向不在所述第一方向的指定范围内，则利用所述第二波束发送或接收用于所述波束搜索的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中执行波束搜索包括：

确定所述第三波束的方向是否在所述第一方向的指定范围内；

如果所述第三波束的方向不在所述第一方向的指定范围内，则利用所述第三波束来发送或接收用于所述波束搜索的信号；以及

如果所述第三波束的方向在所述第一方向的指定范围内，则识别所述多个波束中的用于波束搜索的第四波束。

3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第一方向与所述第二方向之间的差异来确定所述第二波束是否可用于所述波束搜索。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

利用所述装置的传感器来测量所述装置的移动；以及

当所述第二波束被配置给所述装置时，获得指示所测量到的所述装置的移动的测量信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中获得测量信息包括：

根据为在所述装置中执行的应用所配置的定期性来获得所述测量信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述测量信息包括相对于参数的参考值的、根据所述装置的移动的变化量，所述参数指示所述装置的状态。

7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

根据所述装置的移动，识别所述第一波束的新方向；以及

基于识别出的所述第二波束的第二方向在所述新方向的阈值范围内，利用所述第二波束发送或接收用于所述波束搜索的信号。

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

存储多个波束中的每个波束的波束距离信息，

其中所述波束距离信息包括：

关于所述多个波束中的参考波束的信息；以及

用于指示所述参考波束与所述多个波束中的另一波束之间的差异的信息。

9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

基于所述装置的多个波束和另一装置的多个波束来确定波束搜索候选；

基于所述装置的移动来识别所述波束搜索候选中的至少一个搜索候选；以及

针对与所述至少一个搜索候选相对应的所述装置的至少一个波束或所述另一装置的至少一个波束执行波束搜索。

10.一种无线通信系统中的装置，所述装置包括:

至少一个收发器；以及

至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地耦接到所述至少一个收发器，

其中所述至少一个处理器被配置为实施根据权利要求1到9中的任一项所述的方法。

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