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CN116470942A - 用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质 - Google Patents

用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质 Download PDF

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CN116470942A
CN116470942A CN202210031216.9A CN202210031216A CN116470942A CN 116470942 A CN116470942 A CN 116470942A CN 202210031216 A CN202210031216 A CN 202210031216A CN 116470942 A CN116470942 A CN 116470942A
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张帆
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曹建飞
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Sony Group Corp
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Abstract

提供了用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质。电子设备可以包括处理电路，所述处理电路被配置为：基于先前使用候选波束关于与所述电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率；以及基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。

Description

用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种有利于适当确定波束跟踪的测量范围的用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质。
背景技术
波束赋形技术被广泛地应用于新无线电(New Radio，NR)，以补偿高路径损耗，提高接收功率。为支持波束赋形技术，波束管理获取和维护基站端/用户设备端用于上行/下行链路的波束集合。传统波束管理采用波束扫描，即基站端/用户设备端针对所有候选波束进行测量，并选择波束质量最好(例如具有最大参考信号接收功率(Reference SignalReceiving Power，RSRP))的最优波束作为要在数据传输中使用的波束。在候选波束数目较多时，波束扫描开销巨大。
为了降低波束扫描开销，已经提出了波束跟踪技术，该技术在当前采用波束的基础上针对测量范围内的波束(而非全部波束)进行波束质量的测量，从而跟踪(最优)波束的变化。波束跟踪技术的重点之一是确定波束跟踪的测量范围。
发明内容
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。
本公开的至少一方面的目的是提供一种用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质，其利用先前使用各个波束进行波束跟踪的结果来选择下一次波束跟踪中要使用的波束，从而能够适当确定波束跟踪的测量范围。
根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理电路，该处理电路被配置成：基于先前使用候选波束关于与所述电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率；以及基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
根据本公开的另一方面，还提供了一种用于无线通信的方法，该方法包括：基于先前使用候选波束关于与电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率；以及基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
根据本公开的另一方面，还提供了一种存储有可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，该可执行指令当由处理器执行时，使得处理器执行上述用于无线通信的方法或上述电子设备的各个功能。
根据本公开的其它方面，还提供了用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码和计算机程序产品。
根据本公开的实施例的至少一方面，利用先前使用候选波束进行波束跟踪的结果来估计每个候选波束为最优波束的预测概率并基于这样的预测概率确定下一次波束跟踪的测量波束，从而能够适当地确定波束跟踪的测量范围。
在下面的说明书部分中给出本公开实施例的其它方面，其中，详细说明用于充分地公开本公开实施例的优选实施例，而不对其施加限定。
附图说明
在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：
图1是用于说明用户移动导致波束质量变化的示意图；
图2是用于说明小区内的不同终端设备的波束切换的示意图；
图3是示出根据本公开的实施例的电子设备的配置示例的框图；
图4是用于说明不同波束的波束质量随终端设备的方位的变化的示意图；
图5是用于说明不同波束的波束质量之间的比值随终端设备的方位的变化的示意图；
图6是示出了根据本公开的实施例的电子设备的另一配置示例的框图；
图7是示意性地示出了长短期记忆(Long Short-Term Memory，LSTM)模型的示例结构的示意图；
图8是用于说明根据实施例的电子设备的估计单元对预测模型的示例使用的示意图；
图9是用于说明针对线性天线阵列(Uniform Planar Array，ULA)定义的相邻波束集合的示例的示意图；
图10是用于说明针对矩形天线阵列(Uniform Rectangular Array，UPA)定义的相邻波束集合的示例的示意图；
图11是示出了根据本公开的实施例的电子设备的又一配置示例的框图；
图12是用于说明实现在网络侧的电子设备的波束跟踪过程的示例信令交互的流程图；
图13是用于说明实现在终端侧的电子设备的波束跟踪过程的示例信令交互的流程图；
图14和图15是用于说明根据本公开的实施例的电子设备的波束跟踪过程的示例仿真结果的示意图；
图16是示出根据本公开的实施例的用于无线通信的方法的过程示例的流程图；
图17是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图；
图18是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图；
图19是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图；
图20是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。
虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。
具体实施方式
现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。
提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言将会明显的是，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。
将按照以下顺序进行描述：
1.问题的概述
2.电子设备的配置示例
2.1配置示例
2.2预测单元执行的示例处理
2.3选择单元执行的示例处理
2.4发送侧(网络侧)实现的电子设备的示例
2.5接收侧(终端侧)实现的电子设备的示例
2.6电子设备的波束跟踪过程的仿真结果
3.方法实施例
4.应用示例
<1.问题的概述>
在移动通信中，随着用户移动，用户相对于基站的方位或者基站与终端设备之间的直视(Line of Sight，LOS)径的角度变化，导致所采用的波束的信号质量(本文中也称为波束质量)发生变化。图1是用于说明用户移动导致波束质量变化的示意图，其示出了随着用户移动即基站与终端设备之间的LOS径的角度的变化而导致的当前采用的角度为0度的波束的信号质量(RSRP)的变化。在用户方位变化到一定程度时，当前采用波束已经不是最优波束，需用使用重新确定的最优波束。
实验表明，在直视径场景下，最优的基站波束和终端设备波束趋向于连续变化，在非直视(NON Line of Sight,NLOS)径场景下，最优的基站波束和终端设备波束可能会发生离散跳变，其中终端设备波束相较于基站波束更不稳定。为此，需要持续地进行波束跟踪以确定当前使用的最优波束。现有技术中已经提出了相邻波束跟踪的技术，其周期性地针对当前使用的最优波束(本文中也可称为当前采用波束)附近的一定范围内的波束进行测量。
上述波束跟踪存在一些问题。由于在非直视径场景下波束可能发生离散跳变，因此现有技术中使用当前采用波束附近的固定测量范围内的波束进行波束跟踪的方案可能会在测量范围过小时出现波束跟踪失败的情况，而在测量范围过大时造成不必要的开销。
此外，对于基站侧，为确保波束跟踪成功，其波束跟踪的测量范围是针对整个小区内运动速度最快的终端设备(例如车辆)而确定的。作为示例，参照图2所示的用于说明小区内的不同终端设备的波束切换的示意图。如图2所示，对于运动速度较高的终端设备即车辆的终端设备，其最优波束从BM1切换至BM4，切换幅度较大，因此需要较大的测量范围；反之，对于运动速度较低的终端设备即行人的终端设备，其最优波束从BM2切换至相邻的BM3，波束切换幅度较小，因此仅需要较小的测量范围。针对整个小区确定的基站波束跟踪的测量范围对运动速度较慢的终端设备例如行人可能不是必需的。
鉴于上述问题，发明人提出了针对与当前电子设备通信的另一设备利用先前波束跟踪的结果动态确定下一次波束跟踪的测量范围，从而可以确定波束跟踪的适当的测量范围。
<2.电子设备的配置示例>
[2.1配置示例]
图3是示出根据本公开的实施例的电子设备的配置示例的框图。
如图3所示，电子设备300可以包括估计单元310、选择单元320和可选的通信单元330。
这里，电子设备300的各个单元都可以包括在处理电路中。需要说明的是，电子设备300既可以包括一个处理电路，也可以包括多个处理电路。进一步，处理电路可以包括各种分立的功能单元以执行各种不同的功能和/或操作。需要说明的是，这些功能单元可以是物理实体或逻辑实体，并且不同称谓的单元可能由同一个物理实体实现。电子设备300可以是网络侧设备也可以是终端设备，这里不做限制。
根据本公开的实施例，电子设备300的估计单元310可以基于先前使用候选波束关于例如经由通信单元330与该电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率。电子设备300的选择单元320可以基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
作为示例，估计单元310所使用的波束跟踪的结果可以包括通过波束跟踪获得的与候选波束相对应的信号质量(在本文中也可称为候选波束的波束质量，例如RSRP)的时间序列数据。
一方面，在基站和终端设备的通信中，不同波束的波束质量例如不同波束的波束质量之间的比值能够体现终端设备相对于基站的方位或者基站和终端设备之间的LOS径的方位。作为示例，可以参照图4和图5所示出的用于说明不同波束的波束质量以及不同波束的波束质量之间的比值随终端设备的方位的变化的示意图，其中，图4示出了单LOS径情况下不同波束BM1至BM3的RSRP随LOS径角度的变化，图5示出了单LOS径情况下(在相关波束交叠的区域)波束BM3与BM2的RSRP比值以及波束BM1与BM2的RSRP比值随LOS径角度的变化。另一方面，在基站和终端设备的通信中，每个波束的波束`质量的变化可以体现终端设备相对基站的方位变化，进而体现终端设备的运动特征。例如，如图1所示，对于当前采用的角度为0°的波束，当用户或终端设备相对于基站的方位接近波束角度时，RSRP增大；反之，当终端设备相对于基站的方位远离波束角度时，RSRP减小。
因此，各个候选波束的波束质量的时间序列数据可以体现终端设备相对于基站的方位以及终端设备的运动，而且终端设备在短时间内的运动例如运动速度和方向等具有稳定性，因而可以将上述时间序列数据用于估计每个候选波束为最优波束的预测概率。
电子设备300的选择单元320可以基于估计单元310所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。作为示例，选择单元320可以通过在候选波束中选择数目尽可能小的、总的预测概率满足预定条件的候选波束，选择所述测量波束。预定条件例如但不限于总的预测概率大于预定阈值等。
根据实施例的电子设备300可以应用于发送端的发送波束跟踪或接收端的接收波束跟踪的测量范围的确定。在发送端的发送波束跟踪中，对于波束跟踪的测量范围内的每个发送波束(测量波束)，例如可以使用接收波束测量其信号质量(例如RSRP)，并且可以根据所获得的与各个发送波束对应的信号质量在这些发送波束中确定要在数据传输中使用的波束。在发送波束跟踪过程中，可以针对各个发送波束统一使用当前采用的接收波束，也可以针对每个发送波束使用此前的波束配对过程中与该发送波束对应的接收波束，或者采用其他方式确定的适当的接收波束。在接收端的接收波束跟踪中，对于波束跟踪的测量范围内的每个接收波束(测量波束)，可以使用该接收波束测量发送波束的信号质量，并且可以根据利用各个接收波束所获得的信号质量(例如RSRP)在这些接收波束中确定要在数据传输中使用的波束。在接收波束波束跟踪过程中，优选地针对各个接收波束统一使用当前采用的发送波束，或者采用其他方式确定的适当的发送波束。
当电子设备300应用于发送端的发送波束跟踪时，所涉及的候选波束和测量波束都是指发送波束，而当电子设备300应用于接收端的接收波束跟踪时，所涉及的候选波束和测量波束都是指接收波束。不失一般性，本文中，在无需特意区分时，将统一使用候选波束或测量波束的表述。
可选地，在一个示例中，电子设备300的选择单元320还可以被配置为在关于与电子设备通信的另一设备进行首次波束跟踪之前，基于使用候选波束关于该另一设备进行波束扫描的结果，在候选波束中选择首次波束跟踪的测量波束。作为示例，选择单元可以选择波束扫描中的波束质量最好(例如与最高的RSRP对应)的那个候选波束作为首次波束跟踪的测量波束。
此外，可选地，在一个示例中，电子设备还可以具有波束跟踪的功能。图6示出了根据本公开的实施例的电子设备的另一配置示例的框图。如图6所示，除了与图3的估计单元310、选择单元320和可选的通信单元330对应的单元610、620、630之外，电子设备600还可以包括可选的确定单元640。注意，电子设备600的单元610、620、630可以执行与电子设备300的对应单元类似的功能，因此，这里仅就其区别即确定单元进行描述。确定单元640可以被配置为获得下一次波束跟踪中与每个测量波束相对应的信号质量，并根据所获得的信号质量在测量波束中确定要在数据传输中使用的波束。作为示例，确定单元640可以确定波束跟踪中的信号质量最好(例如与最高的RSRP对应)的那个测量波束作为要在数据传输中使用的波束。
根据本实施例，针对与当前电子设备通信的另一设备利用先前波束跟踪的结果动态确定下一次波束跟踪的测量范围，从而可以确定适当的测量范围。例如，由于基于先前的波束跟踪的结果(例如在先的波束跟踪获得的候选波束的波束质量的时间序列数据)以动态方式确定下一次波束跟踪的测量范围而非设置固定的测量范围(例如为降低波束跟踪的开销而设置较小的测量范围)，即使在用户运动导致波束跳变的情况下，也有可能适当确定测量范围。此外，当本实施例的电子设备实现在基站侧时，由于其波束跟踪的测量范围是针对与之通信的另一设备即单个的终端设备而非针对整个小区确定的，因此可以针对运动速度较慢的终端设备避免不必要的波束跟踪开销。
接下来，将进一步描述估计单元和选择单元执行的示例处理。
[2.2估计单元执行的示例处理]
优选地，本公开实施例的电子设备300的估计单元310可以被配置为使用预先获得的预测模型来确定候选波束的预测概率，该预测模型是使用波束跟踪的结果的训练数据通过机器学习获得的。
如前所述，作为波束跟踪的结果而获得的与候选波束相对应的信号质量(在本文中也可称为候选波束的波束质量)的时间序列数据中，不同波束的波束质量之间的比值可以体现终端设备的方位，每个波束的波束质量的变化可以体现终端设备的运动，从而这样的波束跟踪的结果可以用于估计每个候选波束为最优波束的预测概率。在实际应用中，直接使用波束质量的时间序列数据来估计候选波束为最优波束的预测概率可能准确性受限，因为波束质量之间的比值例如RSRP比值受到多径和噪声的干扰，而每个波束的波束质量的变化例如RSRP的变化受到大尺度衰落变化、多径和噪声的干扰，无法准确地体现终端设备的方位和运动。
在本优选实施例中，估计单元310利用预先使用波束跟踪的结果的训练数据通过机器学习获得的预测模型，以有效地分析不同波束的波束质量之间的比值和每个波束的波束质量的变化，从而准确地提取终端设备的方位特征和运动特征。预测模型的输入可以是先前的波束跟踪获得的与候选波束相对应的信号质量即波束质量的时间序列数据[R1,R2,…,Rt]，该序列中每个元素Ri,1≤i≤t为第i次波束跟踪的各个候选波束的波束质量即RSRP，t为当前波束跟踪的次数。预测模型的输出可以是例如在下一次波束跟踪中每个候选波束为最优波束的预测概率。
预测模型可以包括能够提取时序特征的各种适当模型。例如，预测模型可以包括长短期记忆(LSTM)模型。LSTM是一种用于提取时序特征的深度学习模型。图7示意性地示出了LSTM模型的示例结构，图中阴影框内的算符表明其进行的点乘(第一行的左侧算符)和相加(第一行的右侧算符)、正切(tanh)、Sigmod函数(σ)等运算，这里不再赘述。如图7所示，LSTM模型在当前t时刻的输入信息包含(1)上一时刻即(t-1)时刻的细胞状态与输出；以及(2)当前t时刻的LSTM模型的输入。因此，这样模型能够提取时序特征，并且每次使用时只需要从LSTM模型外部提供当前t时刻的输入即可，而无需从LSTM外部重复输入此前的输入信息。
作为示例，图8示意性地示出了在一个优选实施例中电子设备的估计单元对预测模型的示例使用。如图8所示，预测模型PM包括CNN、LTSM、全连接层和Softmax层，模型的输入为第t次(也可称为当前时刻t)波束跟踪的结果例如RSRP，输出为针对第(t+1)次(也可称为下一时刻即(t+1)时刻)波束跟踪估计的每个候选波束为最优波束的预测概率。
预测模型PM的输入可以是第t次波束跟踪中的各个候选波束的RSRP，其可以是长度为候选波束数目M的向量的形式，向量中每个元素对应一个候选波束。对于第t次波束跟踪被测量的候选波束即测量波束，在向量的对应索引上为测量得到的RSRP；对于第t次波束跟踪未被测量的波束，在向量的对应索引上为0。
预测模型PM中的CNN用于从第t次波束跟踪的结果即RSRP中提取初步特征。预测模型PM中的LSTM模型一方面输入CNN从第t次波束跟踪的结果提取得到的初步特征，另一方面输入其自身在上一次即第(t-1)次波束跟踪后的LSTM模型的输出和细胞状态。LSTM模型的关于第t次波束跟踪的输出x提供到全连接层。全连接层利用y＝Wx+b将LSTM的输出转变为y，其中，y为全连接层输出，其为长度为候选波束数目的向量，W和b分别为全连接层的线性权重和偏置。Softmax层将全连接层的输出转化为候选波束为最优波束的预测概率。Softmax层表示如下：
预测模型PM的输出是针对第(t+1)次波束跟踪的每个候选波束为最优波束的预测概率{p1,p2,…,pM}。
可以利用预先标注好的训练数据，使用各种适当方式通过训练得到上述预测模型。例如，可以采用交叉熵作为损失函数，采用各种优化器优化模型参数，这里不再赘述。
[2.3选择单元执行的示例处理]
本公开实施例的电子设备300的选择单元320可以通过各种示例处理进行测量波束的选择，以在所选择的候选波束的数目尽可能小的情况下，使这些候选波束的总的预测概率满足预定条件。该预定条件例如包括但不限于总的预测概率大于预定阈值η。为了确保波束跟踪成功，可以设置较大的阈值。例如，可以设置η＝0.99。也可以设置0.9或0.95等阈值，这里不进行特别限制。
(第一示例)
在第一示例中，选择单元320可以通过在候选波束中选择总的预测概率满足预定条件的、最小数目的候选波束，选择所述测量波束，即确定测量波束集合。
优选地，预定条件可以是总的预测概率大于预定阈值η。例如，可将通过估计单元获得的M个候选波束的预测概率从高到低排序表示为即
选择单元320可以基于概率阈值η，以及各个候选波束的预测概率，选择满足下述条件的N个候选波束作为下一次波束跟踪的测量波束：
min N
替选地，预定条件可以是所选择的候选波束的总的预测概率尽量大而候选波束的数目尽可能小。例如，最小数目N1的候选波束的总预测概率Ptotal1与次小的数目N2的候选波束的总预测概率Ptotal2之间的差值小于预定的概率差阈值的情况下，可以选择最小数目N1的候选波束作为下一次波束跟踪的测量波束；否则，则选择次小数目N2的候选波束作为下一次波束跟踪的测量波束。
在第一示例中，可以以单个候选波束为单位改变测量波束的选择。由于每次波束跟踪的测量波束可以以单个波束为粒度改变，因此测量范围可以灵活变化，从而波束跟踪开销更小。
(第二示例)
在第二示例中，选择单元320可以通过在多个候选波束集合中选择所包括的候选波束的总的预测概率满足预定条件的、最小的候选波束集合，选择所述测量波束。
优选地，预定条件可以是总的预测概率大于预定阈值η。
作为示例，选择单元320所考虑的每个候选波束集合可以包括一个或更多个相邻波束集合，每个相邻波束集合以全部候选波束中预测概率最高的最优预测波束为中心，并且包括距最优预测波束预定的波束距离的候选波束，其中，第L个候选波束集合包括波束距离为最小值的相邻波束集合以及波束距离从该最小值依次增加的(L-1)个相邻波束集合，L为大于或等于1的自然数。
例如，可以定义相邻层层数(相邻波束集合的编号或索引)l,l＝0,1,2,3,…以及对应相邻波束集合Bl，其中，给定的相邻波束集合内所有候选波束与最优预测波束之间具有相同的波束距离，并且层数低(编号小)的相邻波束集合的上述波束距离小于层数高(编号大)的相邻波束集合的上述波束距离。从第0相邻层开始，定义了与最优预测波束之间的波束距离从小到大的相邻波束集合。第一个候选波束集合包括与最优预测波束之间的波束距离最小的相邻波束集合，第二个候选波束集合/>包括与最优预测波束之间的波束距离为最小值的相邻波束集合以及波束距离从该最小值增加的(2-1)＝1个相邻波束集合，第三个候选波束集合/>包括与最优预测波束之间的波束距离为最小值的相邻波束集合以及波束距离从该最小值依次增加的(3-1)＝2个相邻波束集合，第L个候选波束集合/>包括与最优预测波束之间的波束距离为最小值的相邻波束集合以及波束距离从该最小值依次增加的(L-1)个相邻波束集合,L＝1,2,3,…。
例如，选择单元320可以基于概率阈值η以及各个候选波束集合所包括的相邻波束集合Bl中第i个候选波束的预测概率pi，选择满足下述条件的第L个候选波束集合作为下一次波束跟踪的测量波束：
min L
替选地，预定条件可以是所选择的候选波束集合的总的预测概率尽量大而候选波束集合尽可能小。例如，最小的第L1个候选波束集合的总预测概率Ptotal1与次小的第L2个的候选波束集合的总预测概率Ptotal2之间的差值小于预定的概率差阈值的情况下，可以选择第L1个候选波束作为下一次波束跟踪的测量波束；否则，则选择第L2个候选波束作为下一次波束跟踪的测量波束。
在各个相邻波束集合中，最优预测波束可以是例如通过估计单元所估计的预测概率最大的波束，候选波束与最优预测波束之间的波束距离可以是根据候选波束的方向与最优预测波束的方向之间的差异确定的。
例如，对于线性天线阵列(ULA)，M个候选波束按照方向顺序排序为1,2,…,M，则索引为i的波束和索引为j的波束之间的波束距离定义为|i-j|，|·|表示绝对值，其中，i，j分别为1到M之间的自然数。图9是用于说明针对线性天线阵列(ULA)定义的相邻波束集合的示例的示意图。如图9所示，图中位于中心的候选波束为最优预测波束，根据与该波束的波束距离定义了l＝0,1,2,3一共4个相邻层。
对于矩形天线阵列(UPA)，各个候选波束按照水平方向顺序排序为1,2,…,Mh，按照垂直方向顺序排序为1,2,…,Mv，则水平方向索引为ih、垂直方向索引为iv的波束与水平方向索引为jh、垂直方向索引为jv的波束之间的波束距离定义为其中，ih，jh为1到Mh之间的自然数，iv、jv为1到Mv之间的自然数。图10是用于说明针对矩形天线阵列(UPA)定义的相邻波束集合的示例的示意图。如图10所示，图中位于中心的候选波束为最优预测波束，根据与该波束的波束距离定义了l＝0,1,2,3一共4个相邻层。
在第二示例中，可以以候选波束集合为单位改变测量波束的选择。由于候选波束集合可能包括不止一个波束，如果下一次波束跟踪可以沿用上一次波束跟踪的测量波束即候选波束集合，则无需改变波束跟踪的测量范围。因此，可以减少与波束跟踪的测量范围变化相关的信令开销。
以上描述了根据实施例的电子设备以及其组成单元的示例处理。接下来，将针对实施例的电子设备实现在发送侧的情况和实现在接收侧的情况描述其进一步的示例配置或示例处理。在以下示例中，以下行场景为例进行描述。由于波束对称性或波束一致性，针对下行场景在发送侧(基站侧)和接收侧(终端侧)进行波束跟踪获得了最佳波束后，可以相应地获得上行场景的最佳波束。此外，基于本公开的内容，本领域技术人员可以将实施例中给出的针对下行场景的示例和处理适当地(例如经由适当变形后)应用于上行场景，这里不再赘述。
[2.4发送侧实现的电子设备的示例]
在本示例中，例如此前参照图3或图6描述的电子设备实现在发送侧。此时，例如，候选波束可以是下行参考信号(例如信道状态信息参考信号(Channel State InformationReference Signal，CSI-RS))的发送波束，并且电子设备可以是网络侧设备，例如基站或TRP等，与电子设备通信的另一设备可以是终端设备。可选地，该终端设备也可以具有以上参照图3或图6描述的电子设备的功能。
在一个优选实施例中，网络侧的电子设备可以为终端设备配置灵活的下行参考信号集合。图11示出了根据本公开的实施例的电子设备的又一配置示例的框图。如图11所示，除了与图6的估计单元610、选择单元620和可选的通信单元630和可选的确定单元640对应的单元1110、1120、1130、1140之外，电子设备1100还可以包括可选的配置单元1150。电子设备1100的配置单元1150可以被配置为预先生成下行参考信号的资源集合的配置信息，该资源集合中的每个下行参考信号能够被单独发送(该资源集合因此可以称为灵活的资源集合)，并且电子设备1100可以经由通信单元1130向终端设备提供该配置信息。可选地，该资源集合中的每个下行参考信号具有与之对应的发送波束，资源集中的全部下行参考信号的发送波束覆盖了电子设备的所有可能发送波束。
作为示例，配置单元1150所配置的灵活的资源集合可以是灵活的CSI-RS资源集。传统CSI-RS资源集包含的CSI-RS资源数目恒定。因此，在使用传统的CSI-RS资源集进行发送波束跟踪时，例如当发送波束跟踪的测量波束数目变化时，可能需要配置新的CSI-RS资源集。但是，NR规定用户CSI-RS资源集数目上限为16个，实施例中的测量波束数目动态变化的波束跟踪可能占用大量的CSI-RS资源集。为此，根据本优选实施例的电子设备可以利用配置单元提供灵活的CSI-RS资源集，从而可以使用该单个CSI-RS资源集支持波束跟踪的测量波束数目发生动态改变的场景。
例如，在使用所配置的灵活的资源集合的情况下，当电子设备1100例如经由选择单元1120针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择了不同的下行参考信号或者选择了不同数目的下行参考信号时，可以经由通信单元1130向终端设备发送关于针对下一次波束跟踪选择的下行参考信号或选择的下行参考信号的数目的指示。以此方式，电子设备1100不必在波束跟踪的测量波束或测量波束的数目改变时配置新的CSI-RS资源集，而只需激活或触发灵活的CSI-RS资源集中所选择的CSI-RS以发送这些CSI-RS即可。
接下来，将结合具体示例描述网络侧的电子设备1100进行波束跟踪的示例信令流程。图12是用于说明实现在网络侧的电子设备的波束跟踪过程的示例信令交互的流程图。在图12的示例中，电子设备1100实现为基站BS，与之通信的另一设备为终端设备UE，并且电子设备可以通过此前在“2.3选择单元执行的示例处理”中描述的第一示例的测量波束选择方式(以单个波束为单位的测量波束选择)或第二示例的选择测量波束方式(以候选波束集合为单位的测量波束选择)确定测量波束，即确定测量波束的集合，并且可以使用所确定的测量波束集合进行波束跟踪。
如图12所示，可选地，在步骤S1中，BS配置灵活的下行参考信号资源集合，例如灵活的CSI-RS资源集，其中的每个CSI-RS能够被单独发送并且具有与之对应的发送波束，资源集中的全部CSI-RS的发送波束覆盖了BS的所有可能发送波束。由于本公开的上下文中CSI-RS与发送波束的对应关系，在下文中，在无需特意区分的情况下，有时也简单地用所选择的CSI-RS指代所选择的发送波束，或者用所选择的发送波束指代所选择的CSI-RS。
在步骤S2中，可选地，BS配置概率阈值ηTRP和默认的测量波束数目NTRP/测量波束集合编号LTRP,de，并确定初始波束跟踪的测量波束集合。
在后续要进行以单个候选波束为单位的测量波束选择的情况下，BS配置ηTRP和NTRP，从而可以确定例如基站端发送波束扫描中的波束质量最好(例如具有最高的RSRP)的NTRP个候选波束(例如对应于NTRP个CSI-RS)作为初始波束跟踪的测量波束集合。
在后续要进行以候选波束集合为单位的测量波束选择的情况下，BS配置ηTRP和LTRP,de，从而可以确定例如以基站端发送波束扫描中的波束质量最好(例如具有最高的RSRP)的发送波束为中心(即，将该发送波束作为最优预测波束而构建)的第LTRP,de个候选波束集合(并且例如可以相应地确定编号为LTRP,de的候选CSI-RS的集合)作为初始波束跟踪的测量波束(测量CSI-RS集合)。
在步骤S3中，BS可以发送(基站)波束跟踪通知至UE，以提供关于波束跟踪选择的测量波束即所选择的CSI-RS的指示。
在步骤S4中，BS周期性发送所选择的CSI-RS至UE，以供UE使用接收波束依次针对每个用作测量波束的CSI-RS测量RSRP。
在步骤S5中，UE反馈用作测量波束的的各个CSI-RS的RSRP至BS，作为本次的波束跟踪的测量结果。
在步骤S6中，BS可以基于所获得的波束跟踪的测量结果，确定采用波束以及下一次波束跟踪的测量波束。这里，在步骤S2中BS配置了概率阈值和默认的测量波束数目的情况下，在步骤S6中以单个候选波束为单位进行测量波束选择；在步骤S2中BS配置了概率阈值和默认的测量波束集合编号的情况下，在步骤S6中以候选波束集合为单位进行测量波束选择，具体选择方式如前所述，不再赘述。
上述步骤S4至步骤S6可以周期性地执行，直到BS在步骤S6中确定的测量波束的数目发送变化为止。
当BS在步骤S6中确定的测量波束的数目发送变化时，在步骤S7中，BS发送新的波束跟踪通知至UE，以提供关于波束跟踪选择的测量波束即所选择的CSI-RS的指示。可选地，当在步骤S6中确定的测量波束的数目不变、但波束变化时，BS也可以在步骤S7中发送新的基站波束跟踪通知至UE，以提供关于波束跟踪选择的测量波束即所选择的CSI-RS的指示。此后，可以继续进行与从步骤S4开始的处理类似的处理，这里不再重复。
这里，在UE侧使用当前接收波束进行每个候选发送波束的信号质量的测量时，步骤S3和S7中发送的关于波束跟踪选择的CSI-RS的指示可以用于指示选择的CSI-RS的数目(并且步骤S7的指示可以仅在测量波束数目变化时发送)，以供UE侧了解其需要执行的信号质量的测量的次数。在UE侧使用先前获得的与每个发送波束对应的接收波束进行候选发送波束的信号质量的测量时，步骤S3和S7中发送的关于波束跟踪选择的CSI-RS的指示可以用于指示选择的每个CSI-RS(并且步骤S7的指示可以在测量波束变化时发送)，以供UE侧还了解其需要使用哪个接收波束执行测量。
[2.5接收侧实现的电子设备的示例]
在本示例中，例如此前参照图3或图6描述的电子设备实现在接收侧。此时，例如，候选波束可以是针对下行参考信号(例如CSI-RS)的接收波束，并且电子设备可以是终端设备。与电子设备通信的另一设备可以是网络侧设备，例如基站或TRP等。可选地，该网络侧设备也可以具有以上参照图3、图6、或图11描述的电子设备的功能。
在一个优选实施例中，终端侧的电子设备例如可以经由其通信单元从网络侧设备预先获得下行参考信号的资源集合的配置信息，该资源集合中的每个下行参考信号能够被单独发送。该资源集合因此可以称为灵活的资源集合。可选地，该资源集合中的每个下行参考信号具有与之对应的发送波束，资源集中的全部下行参考信号的发送波束覆盖了网络侧设备的所有可能发送波束。
作为示例，这样的灵活的资源集合可以是灵活的CSI-RS资源集。传统CSI-RS资源集包含的CSI-RS资源数目恒定。因此，在使用传统的CSI-RS资源集进行接收波束跟踪时，例如当接收波束跟踪的测量波束数目变化时，网络侧设备需要发送与该数目对应的次数或个数的发送波束，从而有可能需要配置新的CSI-RS资源集。根据本实施例的电子设备可以使用网络侧配置的灵活的CSI-RS资源集，从而可以使用该单个CSI-RS资源集支持接收波束跟踪的测量波束数目发生动态改变的场景。
例如，在使用所配置的灵活的资源集合的情况下，当作为终端设备的电子设备例如经由选择单元针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择了不同数目的接收波束时，可以经由通信单元向网络侧设备发送下一次波束跟踪对下行参考信号的请求。以此方式，在波束跟踪的测量接收波束的数目改变时，网络侧设备不必配置新的CSI-RS资源集，而只需激活或触发灵活的CSI-RS资源集中所需数目或次数的CSI-RS以进行发送即可。
接下来，将结合具体示例描述终端侧的电子设备选择接收波束跟踪的测量波束的示例信令流程。图13是用于说明实现在终端侧的电子设备的波束跟踪过程的示例信令交互的流程图。在图13的示例中，电子设备实现为终端设备UE，与之通信的另一设备为基站BS，并且电子设备可以通过此前在“2.3选择单元执行的示例处理”中描述的第一示例的测量波束选择方式(以单个波束为单位的测量波束选择)或第二示例的选择测量波束方式(候选波束集合为单位的测量波束选择)确定测量波束，即确定测量波束的集合，并且可以使用所确定的测量波束集合进行波束跟踪。
如图13所示，可选地，在步骤S1中，BS配置灵活的下行参考信号资源集合，例如灵活的CSI-RS资源集，其中的每个CSI-RS能够被单独发送并且具有与之对应的发送波束，资源集中的全部CSI-RS的发送波束覆盖了BS的所有可能发送波束。
在步骤S2中，可选地，UE配置概率阈值ηUE和默认的测量波束数目NUE/测量波束集合编号LUE,de，并确定初始波束跟踪的测量波束。
在后续要进行以单个候选波束为单位的测量波束选择的情况下，UE配置ηUE和NUE，从而可以确定例如终端侧接收波束扫描中的波束质量最好(具有最高的RSRP)的NUE个候选波束作为初始波束跟踪的测量波束。
在后续要进行以候选波束集合为单位的测量波束选择的情况下，UE配置ηUE和LUE,de，从而可以确定例如以终端侧接收波束扫描中的波束质量最好(具有最高的RSRP)的接收波束为中心(即，将该接收波束作为最优预测波束而构建)的第LUE,de个候选波束集合作为初始波束跟踪的测量波束。
在步骤S3中，UE可以发送(终端)波束跟踪请求至BS，以向基站表明波束跟踪对CSI-RS的请求。UE发送的请求可以包括接收波束跟踪的测量波束的数目或者能够用于确定该数目的相关信息(例如但不限于所设置的测量波束数目NUE/测量波束集合编号LUE,de以及集合编号与测量波束的数目的对应关系等)，以供基站侧了解其需要发送的CSI-RS的次数或个数。相应地，BS可以发送与接收波束跟踪的测量波束的数目对应的次数或个数的CSI-RS，以供UE依次利用每个作为测量波束的接收波束针对BS发送的CSI-RS进行测量。
在可选的步骤S4中，BS可以发送终端波束跟踪资源通知至UE，指示要用于波束跟踪的CSI-RS资源。
在步骤S5中，BS周期性发送所需的CSI-RS至UE，以供UE依次利用每个作为测量波束的接收波束测量CSI-RS的RSRP，作为本次的波束跟踪的测量结果。
在步骤S6中，UE可以基于所获得的波束跟踪的测量结果，确定采用波束以及下一次波束跟踪的测量波束集合。这里，在步骤S2中UE配置了概率阈值和默认的测量波束数目的情况下，在步骤S6中以单个候选波束为单位进行测量波束选择；在步骤S2中UE配置了概率阈值和默认的测量波束集合编号的情况下，在步骤S6中以候选波束集合为单位进行测量波束选择，具体选择方式如前所述，这里不再赘述。
上述步骤S5至步骤S6可以周期性地执行，直到UE在步骤S6中确定的测量波束集合中的波束数目发送变化为止。
当UE在步骤S6中确定的测量波束集合中的波束数目发送变化时，在步骤S7中，UE发送新的终端波束请求通知至BS，以向基站表明波束跟踪对CSI-RS的请求。该请求可以与步骤S3中的请求类似。
在可选的步骤S8中，BS发送新的用户波束跟踪资源通知至UE，指示要用于波束跟踪的CSI-RS资源。此后，可以继续进行与从步骤S5开始的处理类似的处理，这里不再重复。
在本示例的另一个优选实施例中，例如此前参照图6描述的电子设备600实现在接收侧。此时，该电子设备的确定单元640除了例如可以通过各种现有测量方式获得下一次波束跟踪中与每个测量波束相对应的信号质量并根据所获得的信号质量在测量波束中确定要在数据传输中使用的波束(采用波束)以外，还可以进一步被配置为测量采用波束的块误码率(Block Error Ratio,BLER)，并且在采用波束BLER大于所设置的阈值(该阈值例如可以预先通过试验或根据系统需求适当设置)时，向基站发送波束跟踪恢复请求。
可选地，在该实施例中，电子设备还可以利用选择单元或确定单元等确定备用波束，以使用所确定的备用波束进行上行随机接入。作为示例，电子设备可以基于选择单元为波束跟踪所选择的测量波束即测量波束集合，确定备用波束，例如，可以将测量波束集合中除了采用波束以外的其他测量波束作为备用波束。
作为示例，在电子设备的选择单元已经针对波束跟踪以单个波束为单位选择了总的预测概率高于预定阈值的、最小数目的测量波束作为波束跟踪的测量波束即测量波束集合的情况下，电子设备可以例如经由确定单元确定该测量波束集合中除了已经被确定为采用波束的那个波束以外、预测概率最大的测量波束作为备用波束。类似地，在电子设备的选择单元已经针对波束跟踪以候选波束集合为单位选择了总的预测概率高于预定阈值的、最小的候选波束集合作为波束跟踪的测量波束即测量波束集合的情况下，电子设备可以例如经由确定单元确定该测量波束集合中除了已经被确定为采用波束的那个波束以外、预测概率最大的测量波束作为备用波束。替选地，电子设备也可以基于额外的波束测量来确定备用波束。如果使用所确定的备用波束进行上行随机接入失败，则作为终端的电子设备与基站进行链路恢复。
[2.6仿真结果]
接下来，将结合图14和图15描述利用本公开的实施例的电子设备进行波束跟踪的仿真结果，图14和图15是用于说明根据本公开的实施例的电子设备的波束跟踪过程的示例仿真结果的示意图，其分别示出了波束跟踪过程的准确率和测量波束的数目。
在仿真示例中，例如图6所示的电子设备600实现在网络侧例如基站端以关于指定终端设备进行基站发送波束的波束跟踪，其例如利用此前参照图8描述的预测模型进行以候选波束集合为单位的、波束跟踪的测量波束集合的选择，并通过波束跟踪在测量波束集合中确定采用波束。仿真场景考虑LOS环境，小区半径为100m，终端设备仅配置单天线，并且终端设备最大运动速度为30m/s，其运动方向在[0,2π]中随机生成，采用现有的COST 2100无线信道模型产生信道数据。
仿真参数如表1所示。
中心频率 28GHz
基站端的电子设备的天线数目 64(ULA)
基站端的电子设备的波束数目 64
带宽 200MHz
波束跟踪周期 40ms
波束跟踪总时长 500ms
表1仿真参数
在仿真示例中，采用准确率和波束跟踪的(平均)测量波束数目作为波束跟踪过程的评价指标。假设所有用于评估的样本数目为N1，其中波束跟踪得到的采用波束为最优波束的样本数目为N2，准确率Accuracy表示为
不同概率阈值η下波束跟踪准确率如图14所示。可以看到，在所有仿真采用的η下，准确率达到85％以上。η＝0.99时，准确率达到99％，几乎实现完美的波束对准。在波束跟踪开始时，准确率随时间有所下降，这是因为波束跟踪仅测量一部分波束，可能会带来跟踪失败。但是，0.2s以后准确率有所上升，这是因为预测模型从一段时间以来的波束跟踪RSRP中已经较为准确地提取用户运动特征。
不同概率阈值η下波束跟踪的(平均)测量波束数目如图15所示，其中初始测量波束数目设置为7。可以看到，随着时间增加，测量波束数目逐渐降低，这是因为预测模型从一段时间以来的波束跟踪RSRP中已经较为准确地提取用户运动特征。在0.2s之后，本公开的实施例的电子设备平均仅需测量三个以下波束。
<3.方法实施例>
与上述装置实施例相对应的，本公开提供了以下方法实施例。
图16是示出根据本公开的实施例的用于无线通信的方法的过程示例的流程图。
如图16所示，在步骤S1601中，基于先前使用候选波束关于与电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率。
接下来，在步骤S1602中，基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
可选地，步骤S1601中使用的波束跟踪的结果包括通过波束跟踪获得的与候选波束相对应的信号质量的时间序列数据。例如，可选地，在步骤S1601中，可以使用预先获得的预测模型来确定候选波束的预测概率，所述预测模型是使用波束跟踪的结果的训练数据通过机器学习获得的。
可选地，在步骤S1602中，可以通过在候选波束中选择总的预测概率满足预定条件的、最小数目的候选波束，选择所述测量波束。替选地，也可以通过在多个候选波束集合中选择所包括的候选波束的总的预测概率满足预定条件的、最小的候选波束集合，选择所述测量波束。作为示例，所述预定条件可以包括总的预测概率大于预定阈值。
在基于候选波束集合进行测量波束的选择时，每个候选波束集合可以包括一个或更多个相邻波束集合，每个相邻波束集合以全部候选波束中预测概率最高的最优预测波束为中心，并且包括距最优预测波束预定的波束距离的候选波束，其中，第L个候选波束集合包括所述波束距离为最小值的相邻波束集合以及所述波束距离从该最小值依次增加的(L-1)个相邻波束集合，L为大于或等于1的自然数。作为示例，候选波束与最优预测波束之间的距离可以是根据候选波束的方向与最优预测波束的方向之间的差异确定的。
尽管图中未示出，但该方法还可以包括：获得下一次波束跟踪中与每个测量波束相对应的信号质量，并根据所获得的信号质量在测量波束中确定要在数据传输中使用的波束。
此外，尽管图中未示出，但该方法还可以包括：在关于所述另一设备进行首次波束跟踪之前，基于使用候选波束关于所述另一设备进行波束扫描的结果，在候选波束中选择首次波束跟踪的测量波束。
在一个实施例中，如图16所示的用于无线通信的方法可以应用于下行场景下的发送端即网络侧。
在这种情况下，候选波束可以是下行参考信号的发送波束，并且所述电子设备是可以网络侧设备。
此时，尽管图中未示出，但本实施例中的方法还可以包括：为所述另一设备预先提供下行参考信号的资源集合的配置信息，所述资源集合中的每个下行参考信号能够被单独发送。可选地，该方法还可以包括：当针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择不同数目的下行参考信号时，向所述另一设备发送关于针对下一次波束跟踪选择的下行参考信号的数目的指示。替选地，该方法还可以包括：当针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择不同的下行参考信号时，向所述另一设备发送关于针对下一次波束跟踪选择的下行参考信号的指示。
在另一个实施例中，如图16所示的用于无线通信的方法可以应用于下行场景下的接收端即终端侧。
在这种情况下，候选波束可以是针对下行参考信号的接收波束，并且所述电子设备可以是终端设备。
此时，尽管图中未示出，但本实施例中的方法还可以包括：从网络侧设备预先获得下行参考信号的资源集合的配置信息，所述资源集合中的每个下行参考信号能够被单独发送。可选地，该方法还可以包括：当针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择不同数目的接收波束时，向网络侧设备发送下一次波束跟踪对下行参考信号的请求。可选地，该方法还可以包括：从网络侧设备接收响应于所述请求而发送的关于下一次波束跟踪要使用的下行参考信号的指示。
根据本公开的实施例，执行上述方法的主体可以是根据本公开的实施例的电子设备300、600或1100，因此前文中关于电子设备300、600、1100的全部实施例均适用于此。
<4.应用示例>
本公开内容的技术能够应用于各种产品。
例如，当电子设备实现在网络侧时，该电子设备可以被实现为任何类型的基站设备，诸如宏eNB和小eNB，还可以被实现为任何类型的gNB(5G系统中的基站)。小eNB可以为覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如NodeB和基站收发台(BTS)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。
另外，网络侧的电子设备还可以被实现为任何类型的TRP。该TRP可以具备发送和接收功能，例如可以从用户设备和基站设备接收信息，也可以向用户设备和基站设备发送信息。在典型的示例中，TRP可以为用户设备提供服务，并且受基站设备的控制。进一步，TRP可以具备与基站设备类似的结构，也可以仅具备基站设备中与发送和接收信息相关的结构。
当电子设备实现在终端设备时，该电子设备可以为各种用户设备，其可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。用户设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，用户设备可以为安装在上述用户设备中的每个用户设备上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
[关于基站的应用示例]
(第一应用示例)
图17是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。eNB 1800包括一个或多个天线1810以及基站设备1820。基站设备1820和每个天线1810可以经由RF线缆彼此连接。
天线1810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备1820发送和接收无线信号。如图17所示，eNB 1800可以包括多个天线1810。例如，多个天线1810可以与eNB 1800使用的多个频带兼容。虽然图17示出其中eNB 1800包括多个天线1810的示例，但是eNB 1800也可以包括单个天线1810。
基站设备1820包括控制器1821、存储器1822、网络接口1823以及无线通信接口1825。
控制器1821可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备1820的较高层的各种功能。例如，控制器1821根据由无线通信接口1825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口1823来传递所生成的分组。控制器1821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器1821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器1822包括RAM和ROM，并且存储由控制器1821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口1823为用于将基站设备1820连接至核心网1824的通信接口。控制器1821可以经由网络接口1823而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下，eNB 1800与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口1823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口1823为无线通信接口，则与由无线通信接口1825使用的频带相比，网络接口1823可以使用较高频带用于无线通信。
无线通信接口1825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线1810来提供到位于eNB 1800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口1825通常可以包括例如基带(BB)处理器1826和RF电路1827。BB处理器1826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器1821，BB处理器1826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器1826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器1826的功能改变。该模块可以为插入到基站设备1820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，RF电路1827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1810来传送和接收无线信号。
如图17所示，无线通信接口1825可以包括多个BB处理器1826。例如，多个BB处理器1826可以与eNB 1800使用的多个频带兼容。如图17所示，无线通信接口1825可以包括多个RF电路1827。例如，多个RF电路1827可以与多个天线元件兼容。虽然图17示出其中无线通信接口1825包括多个BB处理器1826和多个RF电路1827的示例，但是无线通信接口1825也可以包括单个BB处理器1826或单个RF电路1827。
在图17所示的eNB 1800中，此前参照图3、图6、图11描述的电子设备300、600、1100中的通信单元可以通过无线通信接口1825以及可选的天线1810实现。电子设备300、600、1100中的估计单元和选择单元、电子设备600和1100中的确定单元、电子设备1100中的配置单元的功能可以通过控制器1821实现。例如，控制器1821可以通过执行存储器1822中存储的指令而实现估计单元、选择单元、确定单元、和/或配置单元的功能。
(第二应用示例)
图18是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。eNB 1930包括一个或多个天线1940、基站设备1950和RRH 1960。RRH 1960和每个天线1940可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备1950和RRH 1960可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
天线1940中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 1960发送和接收无线信号。如图18所示，eNB 1930可以包括多个天线1940。例如，多个天线1940可以与eNB 1930使用的多个频带兼容。虽然图18示出其中eNB1930包括多个天线1940的示例，但是eNB 1930也可以包括单个天线1940。
基站设备1950包括控制器1951、存储器1952、网络接口1953、无线通信接口1955以及连接接口1957。控制器1951、存储器1952和网络接口1953与参照图17描述的控制器1821、存储器1822和网络接口1823相同。
无线通信接口1955支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH1960和天线1940来提供到位于与RRH 1960对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口1955通常可以包括例如BB处理器1956。除了BB处理器1956经由连接接口1957连接到RRH1960的RF电路1964之外，BB处理器1956与参照图17描述的BB处理器1826相同。如图18所示，无线通信接口1955可以包括多个BB处理器1956。例如，多个BB处理器1956可以与eNB 1930使用的多个频带兼容。虽然图18示出其中无线通信接口1955包括多个BB处理器1956的示例，但是无线通信接口1955也可以包括单个BB处理器1956。
连接接口1957为用于将基站设备1950(无线通信接口1955)连接至RRH 1960的接口。连接接口1957还可以为用于将基站设备1950(无线通信接口1955)连接至RRH 1960的上述高速线路中的通信的通信模块。
RRH 1960包括连接接口1961和无线通信接口1963。
连接接口1961为用于将RRH 1960(无线通信接口1963)连接至基站设备1950的接口。连接接口1961还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口1963经由天线1940来传送和接收无线信号。无线通信接口1963通常可以包括例如RF电路1964。RF电路1964可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1940来传送和接收无线信号。如图18所示，无线通信接口1963可以包括多个RF电路1964。例如，多个RF电路1964可以支持多个天线元件。虽然图18示出其中无线通信接口1963包括多个RF电路1964的示例，但是无线通信接口1963也可以包括单个RF电路1964。
在图18所示的eNB 1930中，此前参照图3、图6、图11描述的电子设备300、600、1100中的通信单元例如可以通过无线通信接口1963以及可选的天线1940实现。电子设备300、600、1100中的估计单元和选择单元、电子设备600和1100中的确定单元、电子设备1100中的配置单元的功能可以通过控制器1951实现。例如，控制器1951可以通过执行存储器1952中存储的指令而实现估计单元、选择单元、确定单元、和/或配置单元的功能。
[关于用户设备的应用示例]
(第一应用示例)
图19是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话2000的示意性配置的示例的框图。智能电话2000包括处理器2001、存储器2002、存储装置2003、外部连接接口2004、摄像装置2006、传感器2007、麦克风2008、输入装置2009、显示装置2010、扬声器2011、无线通信接口2012、一个或多个天线开关2015、一个或多个天线2016、总线2017、电池2018以及辅助控制器2019。
处理器2001可以为例如CPU或片上系统(SoC)，并且控制智能电话2000的应用层和另外层的功能。存储器2002包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器2001执行的程序。存储装置2003可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口2004为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话2000的接口。
摄像装置2006包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器2007可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风2008将输入到智能电话2000的声音转换为音频信号。输入装置2009包括例如被配置为检测显示装置2010的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置2010包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话2000的输出图像。扬声器2011将从智能电话2000输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口2012支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口2012通常可以包括例如BB处理器2013和RF电路2014。BB处理器2013可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路2014可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2016来传送和接收无线信号。无线通信接口2012可以为其上集成有BB处理器2013和RF电路2014的一个芯片模块。如图19所示，无线通信接口2012可以包括多个BB处理器2013和多个RF电路2014。虽然图19示出其中无线通信接口2012包括多个BB处理器2013和多个RF电路2014的示例，但是无线通信接口2012也可以包括单个BB处理器2013或单个RF电路2014。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口2012可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口2012可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器2013和RF电路2014。
天线开关2015中的每一个在包括在无线通信接口2012中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的连接目的地。
天线2016中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口2012传送和接收无线信号。如图19所示，智能电话2000可以包括多个天线2016。虽然图19示出其中智能电话2000包括多个天线2016的示例，但是智能电话2000也可以包括单个天线2016。
此外，智能电话2000可以包括针对每种无线通信方案的天线2016。在此情况下，天线开关2015可以从智能电话2000的配置中省略。
总线2017将处理器2001、存储器2002、存储装置2003、外部连接接口2004、摄像装置2006、传感器2007、麦克风2008、输入装置2009、显示装置2010、扬声器2011、无线通信接口2012以及辅助控制器2019彼此连接。电池2018经由馈线向图19所示的智能电话2000的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器2019例如在睡眠模式下操作智能电话2000的最小必需功能。
在图19所示的智能电话2000中，此前参照图3、图6描述的电子设备300、600中的通信单元可以通过无线通信接口2012以及可选的天线2016实现。电子设备300、600中的估计单元和选择单元以及电子设备600中的确定单元的功能可以由处理器2001或辅助控制器2019实现。例如，处理器2001或辅助控制器2019可以通过执行存储器2002或存储装置2003中存储的指令而实现估计单元、选择单元、和/或确定单元的功能。
(第二应用示例)
图20是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备2120的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备2120包括处理器2121、存储器2122、全球定位系统(GPS)模块2124、传感器2125、数据接口2126、内容播放器2127、存储介质接口2128、输入装置2129、显示装置2130、扬声器2131、无线通信接口2133、一个或多个天线开关2136、一个或多个天线2137以及电池2138。
处理器2121可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备2120的导航功能和另外的功能。存储器2122包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器2121执行的程序。
GPS模块2124使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备2120的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器2125可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口2126经由未示出的终端而连接到例如车载网络2141，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器2127再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口2128中。输入装置2129包括例如被配置为检测显示装置2130的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置2130包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器2131输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口2133支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口2133通常可以包括例如BB处理器2134和RF电路2135。BB处理器2134可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路2135可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2137来传送和接收无线信号。无线通信接口2133还可以为其上集成有BB处理器2134和RF电路2135的一个芯片模块。如图20所示，无线通信接口2133可以包括多个BB处理器2134和多个RF电路2135。虽然图20示出其中无线通信接口2133包括多个BB处理器2134和多个RF电路2135的示例，但是无线通信接口2133也可以包括单个BB处理器2134或单个RF电路2135。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口2133可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口2133可以包括BB处理器2134和RF电路2135。
天线开关2136中的每一个在包括在无线通信接口2133中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线2137的连接目的地。
天线2137中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口2133传送和接收无线信号。如图20所示，汽车导航设备2120可以包括多个天线2137。虽然图20示出其中汽车导航设备2120包括多个天线2137的示例，但是汽车导航设备2120也可以包括单个天线2137。
此外，汽车导航设备2120可以包括针对每种无线通信方案的天线2137。在此情况下，天线开关2136可以从汽车导航设备2120的配置中省略。
电池2138经由馈线向图20所示的汽车导航设备2120的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池2138累积从车辆提供的电力。
在图20示出的汽车导航设备2120中，此前参照图3、图6描述的电子设备300、600中的通信单元可以通过无线通信接口2133以及可选的天线2137实现。电子设备300、600中的估计单元和选择单元以及电子设备600中的确定单元的功能可以由处理器2121实现。例如，处理器2121可以通过执行存储器2122中存储的指令而实现估计单元、选择单元、和/或确定单元的功能。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备2120、车载网络2141以及车辆模块2142中的一个或多个块的车载系统(或车辆)2140。车辆模块2142生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络2141。
以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
例如，附图所示的功能框图中以虚线框示出的单元均表示该功能单元在相应装置中是可选的，并且各个可选的功能单元可以以适当的方式进行组合以实现所需功能。
例如，在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个单元来实现。无需说，这样的配置包括在本公开的技术范围内。
在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。
此外，本公开可以具有如下所述的配置。
方案1.一种电子设备，包括：
处理电路，所述处理电路被配置为：
基于先前使用候选波束关于与所述电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率；以及
基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
方案2.如方案1所述的电子设备，其中，波束跟踪的结果包括通过波束跟踪获得的与候选波束相对应的信号质量的时间序列数据。
方案3.如方案2所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为使用预先获得的预测模型来确定候选波束的预测概率，所述预测模型是使用波束跟踪的结果的训练数据通过机器学习获得的。
方案4.如方案1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
通过在候选波束中选择总的预测概率满足预定条件的、最小数目的候选波束，选择所述测量波束。
方案5.如方案1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
通过在多个候选波束集合中选择所包括的候选波束的总的预测概率满足预定条件的、最小的候选波束集合，选择所述测量波束。
方案6.如方案4或5所述的电子设备，其中，所述预定条件包括总的预测概率大于预定阈值。
方案7.如方案5所述的电子设备，其中，每个候选波束集合包括一个或更多个相邻波束集合，每个相邻波束集合以全部候选波束中预测概率最高的最优预测波束为中心，并且包括距最优预测波束预定的波束距离的候选波束，其中，第L个候选波束集合包括所述波束距离为最小值的相邻波束集合以及所述波束距离从该最小值依次增加的(L-1)个相邻波束集合，L为大于或等于1的自然数。
方案8.如方案7所述的电子设备，其中，候选波束与最优预测波束之间的距离是根据候选波束的方向与最优预测波束的方向之间的差异确定的。
方案9.如方案1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
获得下一次波束跟踪中与每个测量波束相对应的信号质量，并根据所获得的信号质量在测量波束中确定要在数据传输中使用的波束。
方案10.如方案1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
在关于所述另一设备进行首次波束跟踪之前，基于使用候选波束关于所述另一设备进行波束扫描的结果，在候选波束中选择首次波束跟踪的测量波束。
方案11.如方案1所述的电子设备，其中，候选波束是下行参考信号的发送波束，并且所述电子设备是网络侧设备。
方案12.如方案11所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
为所述另一设备预先提供下行参考信号的资源集合的配置信息，所述资源集合中的每个下行参考信号能够被单独发送。
方案13.如方案12所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
当针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择不同数目的下行参考信号时，向所述另一设备发送关于针对下一次波束跟踪选择的下行参考信号的数目的指示。
方案14.如方案12所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
当针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择不同的下行参考信号时，向所述另一设备发送关于针对下一次波束跟踪选择的下行参考信号的指示。
方案15.如方案1所述的电子设备，其中，候选波束是针对下行参考信号的接收波束，并且所述电子设备是终端设备。
方案16.如方案15所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
从网络侧设备预先获得下行参考信号的资源集合的配置信息，所述资源集合中的每个下行参考信号能够被单独发送。
方案17.如方案16所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
当针对下一次波束跟踪与针对前一次波束跟踪选择不同数目的接收波束时，向网络侧设备发送下一次波束跟踪对下行参考信号的请求。
方案18.如方案17所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
从网络侧设备接收响应于所述请求而发送的关于下一次波束跟踪要使用的下行参考信号的指示。
方案19.一种用于无线通信的方法，包括：
基于先前使用候选波束关于与电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率；以及
基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
方案20.一种存储有可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述可执行指令在由处理器执行时，使得所述处理器执行如方案19所述的用于无线通信的方法。
以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (10)

1.一种电子设备，包括：
处理电路，所述处理电路被配置为：
基于先前使用候选波束关于与所述电子设备通信的另一设备进行波束跟踪的结果，估计每个候选波束为最优波束的预测概率；以及
基于所估计的预测概率，在候选波束中选择下一次波束跟踪的测量波束。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，波束跟踪的结果包括通过波束跟踪获得的与候选波束相对应的信号质量的时间序列数据。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为使用预先获得的预测模型来确定候选波束的预测概率，所述预测模型是使用波束跟踪的结果的训练数据通过机器学习获得的。
4.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
通过在候选波束中选择总的预测概率满足预定条件的、最小数目的候选波束，选择所述测量波束。
5.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
通过在多个候选波束集合中选择所包括的候选波束的总的预测概率满足预定条件的、最小的候选波束集合，选择所述测量波束。
6.如权利要求4或5所述的电子设备，其中，所述预定条件包括总的预测概率大于预定阈值。
7.如权利要求5所述的电子设备，其中，每个候选波束集合包括一个或更多个相邻波束集合，每个相邻波束集合以全部候选波束中预测概率最高的最优预测波束为中心，并且包括距最优预测波束预定的波束距离的候选波束，其中，第L个候选波束集合包括所述波束距离为最小值的相邻波束集合以及所述波束距离从该最小值依次增加的(L-1)个相邻波束集合，L为大于或等于1的自然数。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，候选波束与最优预测波束之间的距离是根据候选波束的方向与最优预测波束的方向之间的差异确定的。
9.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
获得下一次波束跟踪中与每个测量波束相对应的信号质量，并根据所获得的信号质量在测量波束中确定要在数据传输中使用的波束。
10.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
在关于所述另一设备进行首次波束跟踪之前，基于使用候选波束关于所述另一设备进行波束扫描的结果，在候选波束中选择首次波束跟踪的测量波束。
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