本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種波束追蹤的方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著移動通信技術(shù)的急速發(fā)展，當(dāng)今人們信息交流的便捷程度較過去有了翻天覆地的變化，尤其是最近幾年智能終端的普及，消費(fèi)者被帶入了一個無線移動互聯(lián)的時代，對于移動通信容量的需求也正呈現(xiàn)指數(shù)倍飛速增長。但是，目前移動通信(2g、3g以及4g)都使用的是小于6ghz的低頻段的頻譜資源。日益擁塞的頻譜資源已經(jīng)制約了移動通信的發(fā)展，無法滿足未來移動通信的需求。

為了解決人們通信需求和頻譜資源受限的矛盾，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界在未來5g移動通訊使用大于6ghz高頻段通信達(dá)成廣泛共識。其中潛在的載波頻譜，比如23ghz、28ghz、45ghz和60ghz等。更高的通信頻點(diǎn)帶來了非常豐富的頻譜資源，部分頻段甚至可以提供超過500mhz的連續(xù)頻譜，可以極大擴(kuò)充無線網(wǎng)絡(luò)容量。

高頻段帶來了更為豐富的頻譜資源，但是高頻段信道具有自由空間傳播路徑損失較大、空氣吸收(特別是氧氣吸收)更大、雨衰影響較重等缺點(diǎn)，這都影響了高頻段通信系統(tǒng)的覆蓋范圍、通信魯棒性以及部署場景。為了解決上述問題，高頻段通信系統(tǒng)通過利用高頻段波長較短和易于天線集成等特點(diǎn)，使用多天線陣列和波束賦形方案來獲取高天線增益和對抗信號傳輸損耗以確保鏈路余量。

與現(xiàn)有非定向通信相比，由波束賦形技術(shù)引入的定向通信導(dǎo)致了高頻段系統(tǒng)對于設(shè)備角度旋轉(zhuǎn)和位置移動非常敏感。在大數(shù)據(jù)量持續(xù)傳輸?shù)倪^程中，若接收信號能量的累積衰減超過預(yù)設(shè)門限時，收發(fā)機(jī)需要執(zhí)行波束追蹤，確保所選波束的半功率衰減波瓣覆蓋最優(yōu)發(fā)送和接收方向，即維護(hù)波束對準(zhǔn)。

具體而言，在波束追蹤過程中，高頻段收發(fā)機(jī)需要掃描測量當(dāng)前傳輸波束下所臨近波束組合的信道質(zhì)量(包括信道響應(yīng)、接收信號功率等)，將所有掃描波束組合的信道信息或者當(dāng)下最優(yōu)波束組合的序號信息反饋給發(fā)送端，以確保高頻段收發(fā)機(jī)隨后用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄊM合有效覆蓋最優(yōu)物理傳播路徑，維護(hù)定向通信鏈路。

當(dāng)終端用戶快速移動(特別是手持終端旋轉(zhuǎn))時，系統(tǒng)需要頻繁執(zhí)行波束追蹤，確保定向通信鏈路的魯棒性。在當(dāng)前高頻段無線通信系統(tǒng)中，波束追蹤算法要在當(dāng)前傳輸路徑的相鄰收發(fā)波束組合進(jìn)行掃描。當(dāng)接入節(jié)點(diǎn)(ap)或者基站(enb)服務(wù)多個終端用戶時，各終端用戶待掃描追蹤的相鄰波束組合并不相同，因此，波束追蹤過程需要基站面向各個用戶逐一進(jìn)行，波束追蹤的花銷會隨著用戶數(shù)的增加而增大，進(jìn)而影響了頻譜利用率，降低了系統(tǒng)吞吐率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種波束追蹤的方法和裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶波束組合的同步追蹤，使得訓(xùn)練花銷與用戶數(shù)相互獨(dú)立，大幅度降低追蹤花銷。

本發(fā)明提供了一種波束追蹤的方法，應(yīng)用于導(dǎo)頻接收端，該方法包括：

連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計；

基于n次信道估計的結(jié)果，執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測，獲得最優(yōu)波束組合，包括：根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合；

向?qū)ьl發(fā)送端反饋所述最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述備選最優(yōu)發(fā)送波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；所述備選最優(yōu)接收波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前接收波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的。

可選地，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

可選地，每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測接收波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造接收波束awv生成集合，所述接收波束awv生成集合中包括本導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前接收波束的相鄰波束的awv；將所述接收波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測接收波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

可選地，根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，包括：

從n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣的行向量中，選擇具有最大能量的行向量，所述最大能量的行向量對應(yīng)于關(guān)鍵路徑，將相對時延ω最為所述關(guān)鍵路徑的標(biāo)識；

其中，函數(shù)表示以序號為變量來尋找具有最大值的并輸出其對應(yīng)的序號是列向量的2范數(shù)，代表的信號能量；表示相對時延為時的n次信道響應(yīng)估計的列向量，所述列向量是信道響應(yīng)矩陣的第行的轉(zhuǎn)置。

可選地，根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合，包括：

根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束所述表示如下：

在獲得最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束后，根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的接收波束所述表示如下：

其中，函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最小值的表示2范數(shù)的平方，θχ表示探測矩陣θ的第χ列向量；δl是備選最優(yōu)發(fā)送波束集合；

函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最大值的|·|表示絕對值；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最小值的δk是備選最優(yōu)接收波束集合；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最大值的

探測矩陣是已知的，θ的第i行為列向量矢量矢量vec()函數(shù)表示矩陣的列向量化；

ur，i表示第i個探測接收波束awv，ut，i表示第i個探測發(fā)送波束awv；接收傳輸波束碼本wr是一個nr×kr的矩陣，即其中nr表示接收端天線單元數(shù)，kr表示接收碼本矩陣指定的定向波束數(shù)；發(fā)送傳輸波束碼本wt是一個nt×kt的矩陣，即其中nt表示發(fā)送端天線單元數(shù)，kt表示發(fā)送碼本矩陣指定的定向波束數(shù)，通過協(xié)議規(guī)定或者預(yù)先告知，數(shù)據(jù)接收端已知所述wt；矩陣wr和矩陣wt的每一列都表示一個產(chǎn)生定向波束的預(yù)設(shè)awv。

可選地，在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，還包括：

接收到導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息，向所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在接收到的導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，還包括：

向?qū)ьl發(fā)送端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息；

接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息；

其中，在接收到的所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

可選地，所述導(dǎo)頻接收端通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息。

本發(fā)明提供了一種波束追蹤的方法，應(yīng)用于導(dǎo)頻發(fā)送端，該方法包括：

向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻；

接收所述一個或多個導(dǎo)頻接收端反饋的最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的。

可選地，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

可選地，在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，還包括：

向一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息；

其中，在請求一個或多個導(dǎo)頻接收端響應(yīng)波束追蹤時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，還包括：

接收到一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息后，向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

可選地，所述導(dǎo)頻接收端通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息。

本發(fā)明提供了一種波束追蹤的裝置，應(yīng)用于導(dǎo)頻接收端，包括：

導(dǎo)頻接收及估計模塊，用于連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計；

波束追蹤檢測模塊，用于基于n次信道估計的結(jié)果，執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測，獲得最優(yōu)波束組合，包括：根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合；

反饋模塊，用于向?qū)ьl發(fā)送端反饋所述最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述備選最優(yōu)發(fā)送波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；所述備選最優(yōu)接收波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前接收波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的。

可選地，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

可選地，每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測接收波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造接收波束awv生成集合，所述接收波束awv生成集合中包括本導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前接收波束的相鄰波束的awv；將所述接收波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測接收波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

可選地，波束追蹤檢測模塊，用于根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，包括：

從n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣的行向量中，選擇具有最大能量的行向量，所述最大能量的行向量對應(yīng)于關(guān)鍵路徑，將相對時延ω最為所述關(guān)鍵路徑的標(biāo)識；

其中，函數(shù)表示以序號為變量來尋找具有最大值的并輸出其對應(yīng)的序號是列向量的2范數(shù)，代表的信號能量；表示相對時延為時的n次信道響應(yīng)估計的列向量，所述列向量是信道響應(yīng)矩陣的第行的轉(zhuǎn)置。

可選地，波束追蹤檢測模塊，用于根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合，包括：

根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束所述表示如下：

在獲得最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束后，根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的接收波束所述表示如下：

其中，函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最小值的表示2范數(shù)的平方，θχ表示探測矩陣θ的第χ列向量；δl是備選最優(yōu)發(fā)送波束集合；

函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最大值的|·|表示絕對值；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最小值的δk是備選最優(yōu)接收波束集合；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最大值的

探測矩陣是已知的，θ的第i行為列向量矢量矢量vec()函數(shù)表示矩陣的列向量化；

ur，i表示第i個探測接收波束awv，ut，i表示第i個探測發(fā)送波束awv；接收傳輸波束碼本wr是一個nr×kr的矩陣，即其中nr表示接收端天線單元數(shù)，kr表示接收碼本矩陣指定的定向波束數(shù)；發(fā)送傳輸波束碼本wt是一個nt×kt的矩陣，即其中nt表示發(fā)送端天線單元數(shù)，kt表示發(fā)送碼本矩陣指定的定向波束數(shù)，通過協(xié)議規(guī)定或者預(yù)先告知，數(shù)據(jù)接收端已知所述wt；矩陣wr和矩陣wt的每一列都表示一個產(chǎn)生定向波束的預(yù)設(shè)awv。

可選地，導(dǎo)頻接收及估計模塊，還用于在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，如果接收到導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息，則向所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在接收到的導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，導(dǎo)頻接收及估計模塊，還用于在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，向?qū)ьl發(fā)送端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息，并接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息；

其中，在接收到的所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

可選地，所述導(dǎo)頻接收端通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息。

本發(fā)明提供了一種波束追蹤的裝置，應(yīng)用于導(dǎo)頻發(fā)送端，包括：

導(dǎo)頻發(fā)送模塊，用于向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻；

波束信息接收模塊，用于接收所述一個或多個導(dǎo)頻接收端反饋的最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的。

可選地，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

可選地，導(dǎo)頻發(fā)送模塊，還用于在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，向一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息；

其中，在請求一個或多個導(dǎo)頻接收端響應(yīng)波束追蹤時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，導(dǎo)頻發(fā)送模塊，還用于在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，如果接收到一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息后，則向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

可選地，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

可選地，所述導(dǎo)頻接收端通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種波束追蹤的方法和裝置，高頻段基站和終端從信道響應(yīng)中追蹤和檢測所期待的波束組合，不需要兩兩收發(fā)機(jī)對其相鄰波束組合進(jìn)行掃描，并且在追蹤中間階段無需波束對準(zhǔn)信息的反饋，從而實(shí)現(xiàn)多用戶波束組合的同步追蹤，使得訓(xùn)練花銷與用戶數(shù)相互獨(dú)立，大幅度降低追蹤花銷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為多用戶波束追蹤場景示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的波束追蹤的方法流程圖(基站側(cè))。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的波束追蹤的方法流程圖(用戶終端側(cè))。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的波束追蹤的裝置示意圖(基站側(cè))。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的波束追蹤的裝置示意圖(用戶終端側(cè))。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的波束追蹤導(dǎo)頻收發(fā)示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的估計所得的信道響應(yīng)矩陣示意圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的波束組合追蹤檢測算法示意圖。

圖10為多用戶波束追蹤場景下的示例一示意圖。

圖11為多用戶波束追蹤場景下的示例二示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。系統(tǒng)發(fā)送端和接收端配置多天線單元，每個天線單元擁有一個數(shù)字鍵控移相器，通過各個天線單元上的信號加載不同相移量，實(shí)現(xiàn)模擬端的波束賦形(beamforming)。具體而言，在發(fā)送端，單條信號流(比如單條60ghz射頻信號流)通過數(shù)字鍵控移相器加載awv(antennaweightingvector，天線權(quán)重矢量)，從多天線單元發(fā)送到高頻段物理傳播信道；在接收端，由多天線單元所接收到的射頻信號流被加權(quán)合并成單一信號流，經(jīng)過接收端射頻解調(diào)，接收機(jī)最終獲得單條接收信號流。

圖2為多用戶波束追蹤場景示意圖。假定，在0時刻下，基站-a/ue-a分別與ue-b和ue-c之間發(fā)起定向鏈路傳輸，fa,b(0)與fb,a(0)、fa,c(0)與fc,a(0)分別表示基站-a/ue-a與ue-b之間、基站-a/ue-a與ue-c之間最小路徑損耗的物理路徑方向。此時，基站-a/ue-a與ue-b、基站-a/ue-a與ue-c之間需要進(jìn)行波束訓(xùn)練，通過波束訓(xùn)練，系統(tǒng)成功地從所有可控的數(shù)據(jù)傳輸波束組合中選擇基站-a/ue-a的波束a2和ue-b的波束b2來形成一條基站-a/ue-a與ue-b之間的定向鏈路，選擇基站-a/ue-a的波束a11和ue-c的波束c8來形成一條基站-a/ue-a與ue-c之間的定向鏈路。

但是，由于基站/用戶不可預(yù)期的旋轉(zhuǎn)或者位移，在n時刻如果基站-a/ue-a與ue-b之間的最優(yōu)收發(fā)方向旋轉(zhuǎn)到了fa,b(n)與fb,a(n)，并且超出了波束a2、b2的有效覆蓋范圍，基站-a/ue-a與ue-c之間的最優(yōu)收發(fā)方向旋轉(zhuǎn)到了fa,c(n)與fc,a(n)，并且超出了波束a11和c8的有效覆蓋范圍，并且接收信號衰減超過預(yù)設(shè)門限，則系統(tǒng)將啟動波束追蹤。

根據(jù)先驗(yàn)信息，上一時刻的數(shù)據(jù)傳輸波束a2與b2以及他們的相鄰波束(即波束a1、a3、b1和b3)構(gòu)成新的備選波束集合；上一時刻的數(shù)據(jù)傳輸波束a11與c8以及他們的相鄰波束(即波束a10、a12、c7和c9)構(gòu)成新的備選波束集合。系統(tǒng)通過波束追蹤算法，分別選擇出基站-a/ue-a與ue-b之間的新的最優(yōu)波束組合(a3,b3)，基站-a/ue-a與ue-c之間的新的最優(yōu)波束組合(a12,c7)，用于執(zhí)行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種波束追蹤的方法，應(yīng)用于導(dǎo)頻發(fā)送端，該方法包括：

s301，向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻；

s302，接收所述一個或多個導(dǎo)頻接收端反饋的最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的；

所述導(dǎo)頻接收端可以通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息；

其中，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成；

其中，所述由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成的awv的權(quán)重元素序列包括：隨機(jī)復(fù)高斯序列、隨機(jī)復(fù)伯努利序列、偽隨機(jī)m序列或golay序列；

其中，所述最優(yōu)波束組合，是指在最大接收端snr(signaltonoiseratio，信噪比)準(zhǔn)則下，所有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)端波束組合中可以獲取最大接收端snr的收發(fā)端波束組合；或者是指，最大接收端信道容量準(zhǔn)則下，所有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)端波束組合中可以獲取最大接收端信道容量收發(fā)端波束組合；

其中，在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，還包括：

向一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息；

其中，在請求一個或多個導(dǎo)頻接收端響應(yīng)波束追蹤時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息；

其中，在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，還包括：

接收到一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息后，向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端包括：基站、用戶終端、接入節(jié)點(diǎn)或個人基本服務(wù)集中心控制節(jié)點(diǎn)；

其中，所述導(dǎo)頻接收端包括：基站、用戶終端、接入節(jié)點(diǎn)或個人基本服務(wù)集中心控制節(jié)點(diǎn)；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種波束追蹤的方法，應(yīng)用于導(dǎo)頻接收端，該方法包括：

s401，連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計；

s402，基于n次信道估計的結(jié)果，執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測，獲得最優(yōu)波束組合，包括：根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合；

s403，向?qū)ьl發(fā)送端反饋所述最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述備選最優(yōu)發(fā)送波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；所述備選最優(yōu)接收波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前接收波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的；

所述導(dǎo)頻接收端可以通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息；

其中，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成；

其中，每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測接收波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造接收波束awv生成集合，所述接收波束awv生成集合中包括本導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前接收波束的相鄰波束的awv；將所述接收波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測接收波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成；

其中，所述由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成的awv的權(quán)重元素序列包括：隨機(jī)復(fù)高斯序列、隨機(jī)復(fù)伯努利序列、偽隨機(jī)m序列或golay序列；

其中，所述最優(yōu)波束組合，是指在最大接收端snr(signaltonoiseratio，信噪比)準(zhǔn)則下，所有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)端波束組合中可以獲取最大接收端snr的收發(fā)端波束組合；或者是指，最大接收端信道容量準(zhǔn)則下，所有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)端波束組合中可以獲取最大接收端信道容量收發(fā)端波束組合；

其中，根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，包括：

從n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣的行向量中，選擇具有最大能量的行向量，所述最大能量的行向量對應(yīng)于關(guān)鍵路徑，將相對時延ω最為所述關(guān)鍵路徑的標(biāo)識；

其中，該argmax函數(shù)表示以序號為變量來尋找具有最大值的并輸出其對應(yīng)的序號是列向量的2范數(shù)，代表的信號能量；表示相對時延為時的n次信道響應(yīng)估計的列向量，所述列向量是信道響應(yīng)矩陣的第行的轉(zhuǎn)置。

其中，根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合，包括：

根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束所述表示如下：

其中，函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最小值的表示2范數(shù)的平方，θχ表示探測矩陣θ的第χ列向量；δl是備選最優(yōu)發(fā)送波束集合；

函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最大值的|·|表示絕對值；

探測矩陣是已知的，θ的第i行為列向量矢量矢量vec()函數(shù)表示矩陣的列向量化；

其中，ur，i表示第i個探測接收波束awv，ut，i表示第i個探測發(fā)送波束awv；接收傳輸波束碼本wr是一個nr×kr的矩陣，即其中nr表示接收端天線單元數(shù)，kr表示接收碼本矩陣指定的定向波束數(shù)；發(fā)送傳輸波束碼本wt是一個nt×kt的矩陣，即其中nt表示發(fā)送端天線單元數(shù)，kt表示發(fā)送碼本矩陣指定的定向波束數(shù)，通過協(xié)議規(guī)定或者預(yù)先告知，數(shù)據(jù)接收端已知所述wt；矩陣wr和矩陣wt的每一列都表示一個產(chǎn)生定向波束的預(yù)設(shè)awv；

在獲得最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束后，根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束所述表示如下：

其中，函數(shù)分別表示以序號k∈δk為變量尋找具有最小值的δk是備選最優(yōu)接收波束集合；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最大值的

其中，在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，還包括：

接收到導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息，向所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在接收到的導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息；

其中，在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，還包括：

向?qū)ьl發(fā)送端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息；

接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息；

其中，在接收到的所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息；

所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端包括：基站、用戶終端、接入節(jié)點(diǎn)或個人基本服務(wù)集中心控制節(jié)點(diǎn)；

其中，所述導(dǎo)頻接收端包括：基站、用戶終端、接入節(jié)點(diǎn)或個人基本服務(wù)集中心控制節(jié)點(diǎn)；

如圖5所示，一種波束追蹤的裝置，應(yīng)用于導(dǎo)頻接收端，包括：

導(dǎo)頻接收及估計模塊501，用于連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計；

波束追蹤檢測模塊502，用于基于n次信道估計的結(jié)果，執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測，獲得最優(yōu)波束組合，包括：根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合；

反饋模塊503，用于向?qū)ьl發(fā)送端反饋所述最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述備選最優(yōu)發(fā)送波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；所述備選最優(yōu)接收波束集合是本導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前接收波束的相鄰波束構(gòu)成的集合；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的；

所述導(dǎo)頻接收端可以通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息。

其中，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

其中，每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測接收波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造接收波束awv生成集合，所述接收波束awv生成集合中包括本導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前接收波束的相鄰波束的awv；將所述接收波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測接收波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

其中，波束追蹤檢測模塊502，用于根據(jù)n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣從時域分辨接收最佳的關(guān)鍵路徑，包括：

從n次信道估計獲得的信道響應(yīng)矩陣的行向量中，選擇具有最大能量的行向量，所述最大能量的行向量對應(yīng)于關(guān)鍵路徑，將相對時延ω最為所述關(guān)鍵路徑的標(biāo)識；

其中，函數(shù)表示以序號為變量來尋找具有最大值的并輸出其對應(yīng)的序號是列向量的2范數(shù)，代表的信號能量；表示相對時延為時的n次信道響應(yīng)估計的列向量，所述列向量是信道響應(yīng)矩陣的第行的轉(zhuǎn)置。

其中，波束追蹤檢測模塊502，用于根據(jù)分辨出的關(guān)鍵路徑從備選最優(yōu)發(fā)送波束集合和備選最優(yōu)接收波束集合中檢測最優(yōu)波束組合，包括：

根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束所述表示如下：

在獲得最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束后，根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，獲取最優(yōu)波束組合的接收波束所述表示如下：

其中，函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最小值的表示2范數(shù)的平方，θχ表示探測矩陣θ的第χ列向量；δl是備選最優(yōu)發(fā)送波束集合；

函數(shù)表示以序號l∈δl為變量尋找具有最大值的|·|表示絕對值；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最小值的δk是備選最優(yōu)接收波束集合；

函數(shù)表示以序號k∈δk為變量尋找具有最大值的

探測矩陣是已知的，θ的第i行為列向量矢量矢量vec()函數(shù)表示矩陣的列向量化；

ur，i表示第i個探測接收波束awv，ut，i表示第i個探測發(fā)送波束awv；接收傳輸波束碼本wr是一個nr×kr的矩陣，即其中nr表示接收端天線單元數(shù)，kr表示接收碼本矩陣指定的定向波束數(shù)；發(fā)送傳輸波束碼本wt是一個nt×kt的矩陣，即其中nt表示發(fā)送端天線單元數(shù)，kt表示發(fā)送碼本矩陣指定的定向波束數(shù)，通過協(xié)議規(guī)定或者預(yù)先告知，數(shù)據(jù)接收端已知所述wt；矩陣wr和矩陣wt的每一列都表示一個產(chǎn)生定向波束的預(yù)設(shè)awv。

其中，導(dǎo)頻接收及估計模塊501，還用于在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，如果接收到導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息，則向所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在接收到的導(dǎo)頻發(fā)送端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

其中，導(dǎo)頻接收及估計模塊501，還用于在連續(xù)n次接收導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻并進(jìn)行信道估計前，向?qū)ьl發(fā)送端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息，并接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息；

其中，在接收到的所述導(dǎo)頻發(fā)送端反饋的確認(rèn)響應(yīng)消息中還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種波束追蹤的裝置，應(yīng)用于導(dǎo)頻發(fā)送端，包括：

導(dǎo)頻發(fā)送模塊601，用于向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻；

波束信息接收模塊602，用于接收所述一個或多個導(dǎo)頻接收端反饋的最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束信息；

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息是所述導(dǎo)頻接收端已知的；

所述導(dǎo)頻接收端可以通過協(xié)議規(guī)定或接收消息獲知所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv的信息。

其中，所述探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv通過以下方式中的任意一種生成：

a)由隨機(jī)函數(shù)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成所述探測發(fā)送波束的awv的各個權(quán)重元素；

b)構(gòu)造發(fā)送波束awv生成集合，所述發(fā)送波束awv生成集合中包括每一個導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰波束的awv；將所述發(fā)送波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測發(fā)送波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成。

其中，導(dǎo)頻發(fā)送模塊601，還用于在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，向一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息；

其中，在請求一個或多個導(dǎo)頻接收端響應(yīng)波束追蹤時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

其中，導(dǎo)頻發(fā)送模塊601，還用于在向一個或多個導(dǎo)頻接收端連續(xù)n次廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻前，如果接收到一個或多個導(dǎo)頻接收端發(fā)送的請求響應(yīng)波束追蹤的請求消息后，則向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)；

其中，在向所述導(dǎo)頻接收端反饋確認(rèn)響應(yīng)時，還可以攜帶每一個導(dǎo)頻接收端對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)送波束的信息以及當(dāng)前發(fā)送波束的相鄰發(fā)送波束的信息。

其中，所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送每一個追蹤導(dǎo)頻使用的探測發(fā)送波束的天線權(quán)重矢量awv均不同；

所述導(dǎo)頻接收端每一次接收所述導(dǎo)頻發(fā)送端廣播發(fā)送的追蹤導(dǎo)頻使用的探測接收波束的天線權(quán)重矢量awv均不同。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種波束追蹤的方法，具體包括下述步驟：

步驟1：波束追蹤啟動，追蹤次數(shù)i初始化為0；

步驟2：發(fā)送端將發(fā)送波束調(diào)整為第i個探測發(fā)送波束，多個接收端將接收波束調(diào)整為各自的第i個探測接收波束；

步驟3：發(fā)送端使用第i個探測發(fā)送波束廣播發(fā)送波束追蹤導(dǎo)頻，多個接收端使用各自的第i個探測接收波束接收所述波束追蹤導(dǎo)頻，并執(zhí)行信道估計；

步驟4：累加追蹤次數(shù)i＝i+1；

步驟5：如果累加追蹤次數(shù)i小于閾值ξ，則返回步驟2；如果累加追蹤次數(shù)i等于閾值ξ，則結(jié)束。

其中，所述的波束追蹤，是指波束訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)傳輸波束對準(zhǔn)之后，在數(shù)據(jù)傳輸階段，收發(fā)端基于能量衰減等準(zhǔn)則判定當(dāng)前波束組合可能已不再是最優(yōu)組合，而對當(dāng)前最優(yōu)波束組合追蹤的操作行為；

其中，探測發(fā)送波束，是指波束追蹤階段，通過配置特定探測發(fā)送awv生成用于實(shí)現(xiàn)波束對準(zhǔn)的探測波束(不要求具有定向性)；此外，在波束追蹤階段，每個特定探測發(fā)送波束均不相同；

所述探測發(fā)送波束與數(shù)據(jù)傳輸階段使用的數(shù)據(jù)傳輸波束有所區(qū)別。數(shù)據(jù)傳輸波束，是指在數(shù)據(jù)傳輸階段，收發(fā)端已經(jīng)預(yù)設(shè)的可以獲得顯著天線增益的定向波束，用于數(shù)據(jù)或者指令的傳輸；

對于數(shù)據(jù)傳輸波束，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行設(shè)定。例如，ieee802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳輸波束awv碼本。該碼本只要求模擬移相器可提供0°、90°、180°和270°四種可控相位。具體來講，碼本矩陣w的第(i，m)元素的數(shù)值表示為：

其中，i＝0,…,n-1表示天線序號，m＝0,…,k-1表示碼本序號，k表示定向碼本數(shù)(即可控波束數(shù))。

探測發(fā)送波束的awv，既可以是由隨機(jī)或者偽隨機(jī)函數(shù)(例如隨機(jī)伯努利序列)生成，也可以通過下述方式生成：將發(fā)送端與所有接收端之間各個潛在的最優(yōu)發(fā)送波束的awv乘以隨機(jī)權(quán)重系數(shù)后疊加而成；

若系統(tǒng)要求awv的各個權(quán)重元素的取值范圍有限制(例如，僅可以取值±1和±j)時，特定探測發(fā)送波束的awv的生成方法可以進(jìn)行數(shù)值映射，以保證所取元素值在有效范圍集合中；

其中，特定探測發(fā)送波束i的awv定義為ut，i；

其中，探測接收波束，是指波束追蹤階段，通過配置特定探測接收awv生成用于實(shí)現(xiàn)波束對準(zhǔn)的探測波束(不要求具有定向性)；此外，在波束追蹤階段，每個特定探測接收波束均不相同；

探測接收波束的awv，既可以是由隨機(jī)或者偽隨機(jī)函數(shù)(例如隨機(jī)伯努利序列)生成，也可以通過下述方式生成：構(gòu)造接收波束awv生成集合，所述接收波束awv生成集合中包括本導(dǎo)頻接收端的當(dāng)前接收波束的相鄰波束的awv；將所述接收波束awv生成集合中的所有awv進(jìn)行加權(quán)疊加后得到探測接收波束的awv，所述加權(quán)疊加使用的加權(quán)系數(shù)由隨機(jī)函數(shù)或偽隨機(jī)函數(shù)生成；

若系統(tǒng)要求awv的各個權(quán)重元素的取值范圍有限制(例如，僅可以取值±1和±j)時，特定探測接收波束的awv的生成方法可以進(jìn)行數(shù)值映射，以保證所取元素值在有效范圍集合中；

其中，特定探測接收波束i的awv定義為ur，i；對于第j個接收端，相應(yīng)的awv表示為為了便于討論，在不需要特別指明接收端時，默認(rèn)特定探測接收波束i的awv為ur，i；

其中，波束追蹤階段特定探測發(fā)送波束或特定探測接收波束的awv可以采用以下生成方法進(jìn)行生成：

生成方法1：每個導(dǎo)頻下的awv矢量的各個權(quán)重元素是由隨機(jī)或者偽隨機(jī)函數(shù)生成，例如隨機(jī)復(fù)高斯序列，隨機(jī)復(fù)伯努利序列，偽隨機(jī)m序列，golay序列等；

生成方法2：

波束追蹤發(fā)生在數(shù)據(jù)傳輸階段(即波束訓(xùn)練已經(jīng)完成之后)，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸階段當(dāng)前使用的發(fā)送/接收波束，生成與當(dāng)前發(fā)送/接收波束相鄰的潛在最優(yōu)的傳輸波束下的awv矢量集合；

將所述awv矢量集合中的各個awv矢量乘以隨機(jī)權(quán)重系數(shù)后疊加生成新的awv；

其中，與當(dāng)前發(fā)送/接收波束相鄰的潛在最優(yōu)的傳輸波束下的awv矢量集合，假設(shè)為其中r表示潛在最優(yōu)傳輸波束awv的數(shù)目，τm表示該awv所在碼本矩陣w的列序號；然后，第i個探測波束awvui為：

其中，ai,m表示隨機(jī)序列并且兩兩之間互相獨(dú)立，例如±1伯努利隨機(jī)數(shù)或者(0,1)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)。對于awv可設(shè)定的元素受限的情況下(例如，僅可設(shè)定為±1和±1j時)，可以對ui上的元素以最小量化誤差準(zhǔn)則映射成相應(yīng)的數(shù)值。

其中，波束追蹤導(dǎo)頻，是指用于波束追蹤期間探測波束組合下的接收能量測量和信道估計的接收端已知的輔助序列，例如，m序列，golay序列或者lte(longtermevolution，長期演進(jìn))使用的primarysynchronizationsignal(pss)信號等。

圖7說明了在一個發(fā)送端設(shè)備和兩個接收端設(shè)備時本發(fā)明實(shí)施例的波束追蹤導(dǎo)頻的收發(fā)示意。ξ個導(dǎo)頻被連續(xù)發(fā)送，其中每次發(fā)送導(dǎo)頻的訓(xùn)練序列(例如pn序列或golay序列等)完全相同，但發(fā)送端每次所使用的探測發(fā)送awv均不相同，以及接收端每次使用的探測接收awv均不相同。換言之，在發(fā)送每個特定的追蹤導(dǎo)頻時，發(fā)送端和各個接收端使用特定的探測awv，或稱為探測波束。

根據(jù)壓縮感知理論，探測波束組合數(shù)ξ，即追蹤導(dǎo)頻數(shù)目ξ滿足ξ＝αlog(rrrt)。其中，rr和rt分別表示接收端和發(fā)送端可選的潛在最優(yōu)傳輸波束的數(shù)目；經(jīng)驗(yàn)參數(shù)α稱為npp系數(shù)，決定著波束組合檢測的效果。具體而言，隨著npp系數(shù)α的增加，我們可以獲得更好的檢測性能，但也會產(chǎn)生更大的追蹤花銷。

其中，信道估計，是指基于已知發(fā)送序列下對于物理信道和陣列天線特征共同作用下的信道響應(yīng)的估計，可使用的經(jīng)典算法包括最小二乘(least-squared，ls)估計，最小均方誤差估計等；

圖8說明了追蹤導(dǎo)頻發(fā)送完成后的信道估計所得的響應(yīng)矩陣的特征。矩陣的行坐標(biāo)表示相對延時，列坐標(biāo)表示探測波束組合的序號。例如，元素表示在相對延遲和第i個探測波束組合時的信道響應(yīng)。值得注意，的列矢量可以表示在特定波束組合下的時域信道響應(yīng)，但是行矢量卻不能表示在特定相對延時下的信道空域響應(yīng)。這是因?yàn)樘綔y波束可能為非定向波束。相反的，為了獲得足夠高的天線增益和取得數(shù)吉比特吞吐率，由傳輸波束awv碼本wr和wt產(chǎn)生的傳輸波束一定會具有很強(qiáng)的方向性。

其中，本發(fā)明實(shí)施例采用波束組合追蹤檢測算法，該算法是一種新型接收端波束追蹤方法，包括關(guān)鍵路徑選擇，發(fā)送端波束追蹤和接收端波束追蹤三個部分組成；具體而言，對任一接收端而言，接收端首先從時域分辨關(guān)鍵路徑，然后，基于追蹤前收發(fā)端數(shù)據(jù)傳輸波束序號，依次從預(yù)設(shè)的傳輸波束awv碼本中檢測追蹤最優(yōu)發(fā)送和接收波束組合；

圖9說明了波束組合追蹤檢測算法的實(shí)現(xiàn)流程。在輸入估計所得的信道響應(yīng)矩陣后，從時域選擇出具有最大能量的徑的相對時延ω，然后對發(fā)送端最優(yōu)波束追蹤輸出了發(fā)送傳輸波束序號最后對接收端最優(yōu)波束追蹤輸出了接收發(fā)送波束序號

所述最優(yōu)波束組合，是指在最大接收端snr(signaltonoiseratio，信噪比)準(zhǔn)則下，所有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)端波束組合中可以獲取最大接收端snr的收發(fā)端波束組合；或者是指，最大接收端信道容量準(zhǔn)則下，所有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)端波束組合中可以獲取最大接收端信道容量的收發(fā)端波束組合；其中，追蹤前發(fā)送端數(shù)據(jù)傳輸波束序號為l-1；發(fā)送端備選最優(yōu)數(shù)據(jù)傳輸波束集合δl；追蹤前接收端數(shù)據(jù)傳輸波束序號為k-1；接收端備選最優(yōu)數(shù)據(jù)傳輸波束集合δk；

每個接收端獨(dú)立估計不同探測波束awv下的信道響應(yīng)，獲得信道響應(yīng)矩陣其中，l表示信道最大拓展時延，ξ表示重復(fù)發(fā)送導(dǎo)頻序列數(shù)目，也是探測波束組合數(shù)。接收端通過最優(yōu)波束組合追蹤檢測算法獲得最優(yōu)波束組合和其中，表示發(fā)送波束序號，可以提供給波束追蹤導(dǎo)頻發(fā)送端(例如基站)，表示接收波束序號，可以提供給波束追蹤導(dǎo)頻接收端(例如ue)。對于任一接收端，波束組合追蹤檢測的處理方法相同。

下面對最優(yōu)波束組合追蹤檢測算法說明如下：

(1)關(guān)鍵路徑選擇：

從信道響應(yīng)矩陣的行向量中，選擇具有最大能量的行向量，即選擇具有最大能量的關(guān)鍵路徑，其中相對時延作為關(guān)鍵路徑的標(biāo)示。如果用ω代表關(guān)鍵路徑對應(yīng)的相對時延，則

其中，函數(shù)表示以序號為變量來尋找具有最大值的并輸出其對應(yīng)的是列向量的2范數(shù)，即的信號能量；表示相對時延為時的ξ次信道響應(yīng)估計的列向量，并且是信道響應(yīng)矩陣的第行的轉(zhuǎn)置。

(2)發(fā)送端最優(yōu)波束追蹤：

搜索發(fā)送端最優(yōu)波束序號。根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，發(fā)送端最優(yōu)波束序號表示如下：

其中，函數(shù)表示以序號l∈δl為變量探測矩陣尋找具有最小值的表示2范數(shù)的平方，θχ表示探測矩陣θ的第χ列向量；函數(shù)表示以序號l∈δl為變量探測矩陣尋找具有最大值的|·|表示絕對值，探測矩陣是已知的，θ的第i行為列向量矢量矢量vec()函數(shù)表示矩陣的列向量化；

其中，用符號“w”表示數(shù)據(jù)傳輸階段的數(shù)據(jù)傳輸波束awv，用符號“u”表示波束追蹤階段的探測波束awv。具體而言，ur，i表示第i個探測接收波束awv，ut，i表示第i個探測發(fā)送波束awv；傳輸波束awv由預(yù)設(shè)的定向波束碼本指定。傳輸波束碼本是一個n×k的矩陣，即n表示天線單元數(shù)，k表示傳輸波束碼本指定的定向波束數(shù)，并且n≤k。相應(yīng)地，接收傳輸波束碼本是一個nr×kr的矩陣，即其中nr表示接收端天線單元數(shù)，kr表示接收碼本矩陣指定的定向波束數(shù)。發(fā)送傳輸波束碼本是一個nt×kt的矩陣，即其中nt表示發(fā)送端天線單元數(shù)，kt表示發(fā)送碼本矩陣指定的定向波束數(shù)。矩陣wr和矩陣wt的每一列都表示一個產(chǎn)生定向波束的預(yù)設(shè)awv。其中，wr，k表示接收碼本矩陣wr的第k列，wt，l表示發(fā)送碼本矩陣wt的第l列。

通過協(xié)議規(guī)定或者預(yù)先告知，接收端已知所有發(fā)送端數(shù)據(jù)傳輸波束的awv和所有發(fā)送端探測波束的awv；

(3)接收端最優(yōu)波束追蹤：

依據(jù)第二步獲得的發(fā)送端最優(yōu)波束序號搜索接收端最優(yōu)波束序號。根據(jù)最大似然準(zhǔn)則，接收端最優(yōu)波束序號表示如下：

另外，也可以先進(jìn)行“接收端最優(yōu)波束追蹤”再進(jìn)行“發(fā)送端最優(yōu)波束追蹤”，從性能的角度看，是等效的，是本算法的另外一種設(shè)計方案；

數(shù)據(jù)傳輸階段的數(shù)據(jù)傳輸波束天線權(quán)重矢量(awv)集合與波束追蹤階段的探測波束awv集合可以不同。若數(shù)據(jù)傳輸階段的傳輸波束awv與波束追蹤階段的探測波束awv相同，本文本所提方案依然可以支持。

其中，在高低頻輔助組網(wǎng)場景下，低頻段系統(tǒng)為高頻段系統(tǒng)提供初始的收發(fā)波束方向或者潛在最優(yōu)收發(fā)波束可能集合，高頻段系統(tǒng)以此為初始值，進(jìn)行波束訓(xùn)練的場景可視為一種特殊的波束追蹤場景。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種波束追蹤的方法，發(fā)起方發(fā)起波束追蹤，響應(yīng)方響應(yīng)波束追蹤；發(fā)起方作為波束追蹤導(dǎo)頻的發(fā)送端，響應(yīng)方作為波束追蹤導(dǎo)頻的接收端，如圖10所示，具體包括以下幾個階段：

階段一：追蹤啟動階段(對應(yīng)下述步驟1)；

階段二：同步追蹤階段(對應(yīng)下述步驟2，步驟3、步驟4和步驟5)；

發(fā)起方使用特定的探測發(fā)送波束廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻，響應(yīng)方分別使用特定的探測接收波束接收追蹤導(dǎo)頻；

階段三：波束檢測階段(對應(yīng)下述步驟6)；

各個響應(yīng)方利用所有探測波束組合下的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計，然后執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測，輸出最優(yōu)波束組合的接收和發(fā)送序號；

階段四：結(jié)果反饋階段(對應(yīng)下述步驟7)；

各個響應(yīng)方依次將最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束序號反饋給發(fā)起方。

波束追蹤的方法，具體包括下述步驟：

步驟1：發(fā)起方周期性發(fā)起波束追蹤，并請求各個響應(yīng)方進(jìn)行波束追蹤響應(yīng)，追蹤次數(shù)i初始化為0；

步驟2：在波束追蹤階段，發(fā)起方調(diào)整發(fā)送波束到第i個特定探測發(fā)送波束，每個響應(yīng)方調(diào)整接收波束到相對應(yīng)的第i個特定探測接收波束；

步驟3：發(fā)起方使用第i個特定探測發(fā)送波束廣播發(fā)送波束追蹤導(dǎo)頻，多個響應(yīng)方分別使用各自第i個特定探測接收波束接收所述波束追蹤導(dǎo)頻，并執(zhí)行信道估計；

步驟4：累加追蹤次數(shù)i＝i+1；

步驟5：如果累加追蹤次數(shù)i小于閾值ξ，則返回步驟2；如果累加追蹤次數(shù)i等于閾值ξ，則執(zhí)行步驟6；

步驟6：各個響應(yīng)方基于各自ξ次信道估計的結(jié)果，執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測算法，輸出最優(yōu)波束組合的接收和發(fā)送序號；

步驟7：各個響應(yīng)方依次將最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束序號反饋給發(fā)起方；

所述的發(fā)起方，是指集成了天線陣列通過配置天線權(quán)重矢量awv生成特定波束的波束追蹤的發(fā)起設(shè)備；此外，若在蜂窩通信中，發(fā)起方可以為基站，也可以為用戶設(shè)備(ue)；若在無線局域網(wǎng)中，發(fā)起方可以為接入節(jié)點(diǎn)(accesspoint，ap)也可以為pbss(personnelbasicserviceset)中心控制節(jié)點(diǎn)(pbsscentralpoint)，或者接入設(shè)備；

所述的響應(yīng)方，是指集成了天線陣列通過配置天線權(quán)重矢量(awv)生成特定波束的波束追蹤的響應(yīng)設(shè)備；此外，若在蜂窩通信中，響應(yīng)方可以為基站，也可以為用戶設(shè)備(ue)；若在無線局域網(wǎng)中，響應(yīng)方可以為接入節(jié)點(diǎn)(accesspoint，ap)也可以為pbss(personnelbasicserviceset，個人基本服務(wù)集)中心控制節(jié)點(diǎn)(pbsscentralpoint)，或者接入設(shè)備；

發(fā)起方在請求響應(yīng)方進(jìn)行波束追蹤響應(yīng)時，還可以攜帶每一個響應(yīng)方對應(yīng)的當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送波束序號和相鄰(潛在最優(yōu))發(fā)送波束序號集合；

響應(yīng)方可以通過向發(fā)起方反饋確認(rèn)應(yīng)答信號指示本設(shè)備參與波束追蹤；

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種波束追蹤的方法，發(fā)起方發(fā)起波束追蹤，響應(yīng)方響應(yīng)波束追蹤；發(fā)起方作為波束追蹤導(dǎo)頻的接收端，響應(yīng)方作為波束追蹤導(dǎo)頻的發(fā)送端，如圖11所示，具體包括以下幾個階段：

階段一：追蹤啟動階段(對應(yīng)下述步驟1和步驟2)；

t個發(fā)起方依次向同一個響應(yīng)方請求發(fā)起波束追蹤；

響應(yīng)方在收到來自t個發(fā)起方的波束追蹤請求后，廣播確認(rèn)響應(yīng)；

階段二：同步追蹤階段(對應(yīng)下述步驟3，步驟4，步驟5、步驟6和步驟7)；

響應(yīng)方使用特定的探測發(fā)送波束廣播發(fā)送追蹤導(dǎo)頻，發(fā)起方分別使用特定的探測接收波束接收追蹤導(dǎo)頻；

階段三：波束檢測階段(對應(yīng)下述步驟8)；

各個發(fā)起方利用所有探測波束組合下的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計，然后執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測，輸出最優(yōu)波束組合的接收和發(fā)送序號；

階段四：結(jié)果反饋階段(對應(yīng)下述步驟9)；

各個發(fā)起方依次將最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束序號反饋給響應(yīng)方。

波束追蹤的方法，具體包括下述步驟：

步驟1：t個發(fā)起方依次向同一個響應(yīng)方請求發(fā)起波束追蹤；

步驟2：響應(yīng)方在收到來自t個發(fā)起方的波束追蹤請求后，廣播確認(rèn)響應(yīng)；

在廣播的確認(rèn)響應(yīng)中可以攜帶每一個發(fā)起方對應(yīng)的當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送波束序號和相鄰(潛在最優(yōu))發(fā)送波束序號集合；

步驟3：波束追蹤啟動，追蹤次數(shù)i初始化為0；

步驟4：響應(yīng)方調(diào)整發(fā)送波束到第i個特定探測發(fā)送波束，每個發(fā)起方調(diào)整接收波束到相對應(yīng)的第i個特定探測接收波束；

步驟5：響應(yīng)方使用第i個特定探測發(fā)送波束廣播發(fā)送波束追蹤導(dǎo)頻，發(fā)起方分別使用各自第i個特定探測接收波束接收所述波束追蹤導(dǎo)頻，并執(zhí)行信道估計；

步驟6：累加追蹤次數(shù)i＝i+1；

步驟7：如果累加追蹤次數(shù)i小于閾值ξ，則返回步驟4；如果累加追蹤次數(shù)i等于閾值ξ，則執(zhí)行步驟8；

步驟8：各個發(fā)起方基于各自ξ次信道估計的結(jié)果，執(zhí)行最優(yōu)波束組合追蹤檢測算法，輸出最優(yōu)波束組合的接收和發(fā)送序號；

步驟9：各個發(fā)起方依次將最優(yōu)波束組合的發(fā)送波束序號反饋給共同的響應(yīng)方；

上述實(shí)施例提供的一種波束追蹤的方法和裝置，高頻段基站和終端從信道響應(yīng)中追蹤和檢測所期待的波束組合，不需要兩兩收發(fā)機(jī)對其相鄰波束組合進(jìn)行掃描，并且在追蹤中間階段無需波束對準(zhǔn)信息的反饋，從而實(shí)現(xiàn)多用戶波束組合的同步追蹤，使得訓(xùn)練花銷與用戶數(shù)相互獨(dú)立，大幅度降低追蹤花銷。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲于計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，如只讀存儲器、磁盤或光盤等。可選地，上述實(shí)施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)地，上述實(shí)施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。

需要說明的是，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。