CN110166094B - 无线通信设备和波束扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种由无线通信设备执行的波束扫描方法，包括：通过以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号。采用这种方式，可以存在使下一个波束可以不与上一个波束相邻的情況，从而避免相邻的波束之间产生的干扰，减轻波束切换边界处的干扰。本发明中以波束交织的方式扫描波束，从而进一步减轻了正交频分复用间符号间干扰。

Description

无线通信设备和波束扫描方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线通信设备和波束扫描方法。

背景技术

第五代(5G，fifth generation)新无线电(NR，New Radio)技术是对第四代(4G，fourth generation)长期演进(LTE，Long Term Evolution)技术的改进，第五代新无线电技术通过利用更高和未许可的频谱带(例如30GHz以上，俗称毫米波(mmWave，millimeterWave))，为无线宽带通信提供极大的数据(传输)速度和容量。由于毫米波波长巨大的路径和穿透损耗，因而采用了一种称为“波束形成(beamforming)”的技术，这种技术在建立和维护稳健的通信链路(link)中起着重要作用。

波束形成通常需要一个或多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线。通过适当地设定定义每个天线对传送或接收操作的贡献的天线权重，可以在特定地波束形成方向上将传送/接收的灵敏度整形到特别高的值。通过应用不同的天线权重，可以实现不同的波束场型(pattern)，例如，可以按顺序地采用不同定向(directive)的波束。

在传送(Tx)操作期间，波束形成可以将信号指向所关心(interest)的接收器。同样地，在接收(Rx)操作期间，波束形成可以在接收发源于所关心的传送器的信号时提供高灵敏度。由于传送功率(power)可以各向异性地(anisotropically)聚焦，例如成为所关心的立体角(solid angle)，因此当与不采用波束形成并或多或少依赖于各向同性的传统做法相比时，各向异性聚焦的做法由于所需的Tx功率较低以及接收信号功率较高，因而波束形成可以提供更好的链路预算(link budget)。

然而，如上所述的这种技术面临某些挑战。例如，在无线通信的初始(initial)接入(access)阶段，经常进行多波束(multi-beam)操作以扫描所有波束以选择合适的波束对(beam pair)用于无线传送和接收。通常地，通过按顺序指示(pointing)定向波束以发现所关心的收发器来执行波束扫描。具体地，在5G NR系统的初始接入阶段期间，存在将连续的随机接入通道(RACH，Random Access Channel)时机(occasion)分配给下一代节点B(gNB，generation Node-B)，以执行用于无线接收的波束扫描的情况。图1是示出按顺序将连续的RACH时机分配给gNB，以用于Rx波束扫描的示意图。由于第三代合作伙伴计划(3GPP，3rdGeneration Partnership Project)已经达成协议，对于24GHz以上的载波频率，UE(UserEquipment，用户设备)的ON-OFF瞬态时段是5微秒。如图1所示，UE的5微秒瞬态时段可能给在前后(preceding and following)RACH时机中尝试接入gNB的其它UEs引入显着的干扰。

因此，本领域期望具有更稳健的波束扫描方式，可以减轻波束切换边界处的干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无线通信设备和波束扫描方法，可以减轻波束切换边界处的干扰。

根据本发明的第一方面，公开一种由无线通信设备执行的波束扫描方法，包括：

通过以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号。

根据本发明的第二方面，公开一种无线通信设备，包括：

控制器；以及

存储设备，可操作地耦合到所述控制器；

其中，所述控制器配置为执行存储在所述存储设备中的程序代码，以执行包括如上所述波束扫描方法的操作。

本发明提供的波束扫描方法由于包括：通过以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号。采用这种方式，可以存在使下一个波束可以不与上一个波束相邻的情況，从而避免相邻的波束之间产生的干扰，减轻波束切换边界处的干扰。本发明中以波束交织的方式扫描波束，从而进一步减轻了正交频分复用间符号间干扰。

在阅读了随后以不同附图展示的优选实施例的详细说明之后，本发明的这些和其它目标对本领域普通技术人员来说无疑将变得明显。

附图说明

图1是示出按顺序将连续的RACH时机分配给gNB以进行Rx波束扫描的示意图。

图2是根据本发明实施例的无线通信环境的框图。

图3是示出根据本发明实施例的UE 110的框图。

图4是示出根据本发明实施例的蜂窝基站(cellular station)的框图。

图5是示出根据本发明实施例的波束的方向序列的示意图。

图6是说明根据本发明实施例的波束扫描方法的流程图。

图7是示出根据本发明的实施例的以非循序性(non-sequential)顺序进行波束扫描的框图。

图8是示出根据本发明的另一实施例的以非循序性顺序进行波束扫描的框图。

图9是示出根据本发明的另一实施例的以非循序性顺序进行波束扫描的框图。

图10是示出根据本发明实施例的波束的干扰的示意图。

图11是示出根据本发明另一个实施例的波束的干扰的示意图。

具体实施方式

在说明书和随后的权利要求书中始终使用特定术语来指代特定组件。正如本领域技术人员所认识到的，制造商可以用不同的名称指代组件。本文件无意于区分那些名称不同但功能相同的组件。在以下的说明书和权利要求中，术语“包括”和“包括”被用于开放式类型，因此应当被解释为意味着“包括，但不限于...”。此外，术语“耦合”旨在表示间接或直接的电连接。因此，如果一个设备耦合到另一设备，则该连接可以是直接电连接，或者经由其它设备和连接的间接电连接。

以下描述是实施本发明的最佳设想方式。这一描述是为了说明本发明的一般原理而不是用来限制的本发明。本发明的范围通过所附权利要求书来确定。

下面将参考特定实施例并且参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，并且仅由权利要求限制。所描述的附图仅是示意性的而并非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被夸大，而不是按比例绘制。在本发明的实践中，尺寸和相对尺寸不对应于实际尺寸。

图2是根据本申请实施例的无线通信环境的框图。无线通信环境100包括用户设备(UE)110和5G NR网络120，其中UE 110无线连接到5G NR网络120以获得移动服务。

UE 110可以是功能手机(feature phone)，智能手机，面板(panel)个人计算机(PC，PersonalComputer)，膝上型计算机(laptop computer)或由5G NR网络120和/或无线保真(Wi-Fi，Wireless-Fidelity)技术所使用的任何支持无线技术(即5G NR技术)的无线通信设备。特别地，无线通信设备采用波束形成技术进行无线传送和/或接收。

5G NR网络120包括无线电接入网络(RAN，Radio Access Network)121和下一代核心网络(NG-CN，Next Generation Core Network)122。

RAN 121负责处理无线电信号，终止无线电协议，以及将UE 110与NG-CN 122连接。RAN 121可以包括支持高频带(例如高于24GHz)的一个或多个gNB，每个gNB还可以包括一个或多个传送接收点(TRP，Transmission Reception Point)，其中每个gNB或TRP可以称为5G蜂窝基站。一些gNB功能可以分布在不同的TRP上，而其他功能可以集中在一起，留下用于特定地部署的灵活性和范围，以满足特定地使用要求。具体地，每个gNB或TRP可以采用波束形成技术来产生一个或多个波束，每个波束具有不同的波束形成方向，用于无线传送和/或接收。

NG-CN 122通常由各种网络功能组成，包括接入和移动功能(AMF，Access andMobility Function)，会话管理功能(SMF，Session Management Function)，策略控制功能(PCF，Policy Control Function)，应用功能(AF，Application Function)，认证服务器功能(AUSF，Authentication Server Function)，用户平面功能(UPF，User Plane Function)和用户数据管理(UDM，User Data Management)，其中每个网络功能可以实现为专用硬件上的网络元件，或者实现为在专用硬件上运行的软件的实例，或者实现为在合适平台上的虚拟化功能的实例，例如云基础设施。

AMF提供基于UE的认证，授权，移动性(mobility)管理等。SMF负责会话管理并向UE分配互联网协议(IP，Internet Protocol)地址。SMF还选择和控制UPF进行数据传送。如果UE具有多个会话，则可以将不同的SMF分配给每个会话以单独管理每个会话，并且不同的SMF可能在每个会话中提供不同的功能。AF向负责策略控制的PCF提供有关封包流(packetflow)的信息，以便支持服务质量(QoS，Quality of Service)。基于该信息，PCF确定关于移动性和会话管理的策略以使AMF和SMF正常运行。AUSF存储用于UE的认证的资料，而UDM存储UE的订购资料。

应当注意的是，图2中描绘的5G NR网络120仅用于说明性目的，并不旨在限制本发明的范围。本发明可以应用于其他无线技术。例如，UE 110可以是支持Wi-Fi技术的无线通信设备，并且可以无线连接到Wi-Fi网络，Wi-Fi网络还支持用于向/从UE 110进行无线传送和/或接收的波束形成技术。

图3是示出根据本发明实施例的UE 110的框图。UE 110包括无线收发器10，控制器20，存储设备30，显示设备40和输入/输出(I/O，Input/Output)设备50。

无线收发器10配置为执行向RAN 121(如图2所示)的无线传送和从RAN 121(如图2所示)的无线接收。具体地，无线收发器10包括射频(RF，Radio Frequency)设备11，基带处理设备12和天线13。其中，一个或多个天线13可以包括一个或多个用于波束形成的天线。基带处理设备12配置为执行基带信号处理并控制用户识别卡(图未示)与RF设备11之间的通信。基带处理设备12可以包含多个硬件部件以执行基带信号处理，包括模拟数字转换(ADC，Analog-to-Digital Conversion)/数字模拟转换(DAC，Digital-to-Analog Conversion)，增益调整，调制/解调，编码/解码等。RF设备11可以经由天线13接收RF无线信号，将接收的RF无线信号转换为基带信号，基带信号由基带处理设备12处理，或者从基带处理设备12接收基带信号并将接收到的RF无线信号转换为基带信号，基带信号稍后将通过天线13传送。RF设备11还可以包含多个硬设备以执行射频转换。例如，RF设备11可以包括混频器，用于将基带信号与在支持的无线技术的射频中振荡的载波相乘，其中射频可以是用于5G NR技术或其他射频的任何射频(例如用于mmWave(毫米波)的30GHz～300GHz)，这取决于所使用的无线技术。

为了进一步阐明，波束形成是在天线阵列13中使用的或由基带处理设备12实现的信号处理技术，或者由上述两者的组合用于定向信号传送/接收的信号处理技术。在波束形成中，通过组合相控天线阵列中的元件来形成波束，使得特定角度的信号经历相长干涉(constructive interference)，而其他信号经历相消干涉(destructive interference)。使用多个天线阵列同时形成不同的波束。同时在时域/频域中的波束的数量取决于天线阵列的数量和所使用的射频。

控制器20可以是通用处理器，微控制单元(MCU，Micro Control Unit)，应用处理器，数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，应用处理器(AP，ApplicationProcessor)等，控制器20包括用于提供数据处理和计算功能的各种电路，控制无线收发器10与RAN 121进行无线通信，向存储设备30存储数据(例如程序代码)和从存储设备30检索(retrieving)数据(例如程序代码)，传送一系列帧(frame)数据(例如表示文本消息，图形，图像等)显示设备40，以及接收来自I/O设备50的信号。特别是，控制器20协调上述的无线收发器10，存储设备30，显示设备40和I/O设备50的运行，用于执行本发明的波束扫描方法。

在另一个实施例中，控制器20可以合并到基带处理设备12中，以用作基带处理器。

存储设备30是非暂时性(non-transitory)机器可读(machine-readable)存储介质，包括存储器，例如FLASH存储器或非易失性随机访问存储器(NVRAM，Non-VolatileRandom Access Memory)，或磁存储设备，例如硬盘，或者磁带，或光盘，或用于存储本发明的应用，通讯协议和/或波束扫描方法的指令和/或程序代码的任意组合。

显示设备40可以是液晶显示器(LCD，Liquid-Crystal Display)，发光二极管(LED，Light-Emitting Diode)显示器或电子纸显示器(EPD，Electronic Paper Display)等，用于提供显示功能。或者，显示设备40还可包括设置在显示设备40上方或显示设备40下方的一个或多个触摸传感器，用于感测物体(例如手指或指示笔)的触摸，接触或靠近。

I/O设备50可以包括一个或多个按钮，键盘，鼠标，触摸板，摄像机，麦克风和/或扬声器等，以用作人机界面(MMI，Man-Machine Interface)，用于与用户交互。

应当理解的是，图3的实施例中描述的部件仅用于说明目的，并不旨在限制本申请的范围。例如，UE 110可以包括更多部件，例如电源或全球定位系统(GPS，GlobalPositioning System)设备，其中电源可以是向UE 110的所有其他部件提供电力的移动的/可更换的电池，并且GPS设备可以提供UE110的位置信息以使用一些基于位置的服务或应用。

图4是示出根据本发明实施例的蜂窝基站的框图。蜂窝基站可以是5G蜂窝基站，例如gNB或TRP。蜂窝基站包括无线收发器60，控制器70，存储设备80和有线接口90。无线通信设备也可以包括蜂窝基站或5G蜂窝基站等。

无线收发器60配置为执行向UE 110的无线传送和从UE 110的无线接收。具体地，无线收发器60包括RF设备61，基带处理设备62和天线63，其中天线63可以包括用于波束形成的一个或多个天线。RF设备61，基带处理设备62和天线63的功能可以类似于图3实施例中所描述的RF设备11，基带处理设备12和天线13的功能。因此，为简洁起见，在此不再重复详细描述。

控制器70可以是通用处理器，MCU，应用处理器，DSP，AP等，控制器70包括用于提供数据处理和计算功能的各种电路，控制无线收发器60用于与UE 110进行无线通信，向存储设备80存储数据(例如程序代码)和从存储设备80检索数据(例如程序代码)，以及通过有线接口90向/从其他网络实体(例如RAN 121中的其他蜂窝基站或NG-CN 122中的其他网络实体)传送/接收消息。特别是，控制器70上述的协调无线收发器60，存储设备80和有线接口90的运行，以执行本发明的扫描方法。

在另一个实施例中，控制器70可以合并到基带处理设备62中，以用作基带处理器。

如所属领域的技术人员将了解，控制器20(如图3所示)和70的电路通常将包含晶体管，晶体管以根据本文中所描述的功能和操作来控制电路的运行的方式来配置。如将进一步理解的，晶体管的特定结构或互连通常将由编译程序(compiler)确定，例如寄存器传送语言(RTL，Register Transfer Language)编译程序。RTL编译程序可以由处理器在与汇编语言代码非常相似的脚本上运行，以将脚本编译成用于布局或制造最终电路的形式。实际上，RTL以其在促进电子和数字系统设计过程中的作用和用途而闻名。

存储设备80可以是存储器，例如FLASH存储器或NVRAM，或磁性存储设备，例如硬盘或磁带，或光盘，或用于存储应用的指令和/或程序代码，通讯协议，和/或本申请的波束扫描方法的任意组合。

有线接口90负责提供与其他网络实体(例如RAN 121中的其他蜂窝基站或NG-CN122中的其他网络实体)的有线通信。有线接口90可以包括电缆调制解调器，非对称数字用户线(ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Line)调制解调器，光纤调制解调器(FOM，Fiber-Optic Modem)和/或以太网网络接口。

应当理解，图4的实施例中描述的组件仅用于说明目的，并不旨在限制本申请的范围。例如，蜂窝基站还可以包括其他功能设备，例如显示设备(例如LCD，LED显示器或EPD等)，I/O设备(例如按钮，键盘，鼠标，触摸板，摄像机，麦克风，扬声器等)和/或电源等。

图5是示出根据本发明的实施例的波束的方向序列的示意图。如图5所示，序列中有5个波束，用0到4的数字表示，并且在不同的时间按顺序产生。例如，在第一时间间隔中产生波束0，在第二时间间隔中产生波束1，依此类推。特别地，所有波束都以相同的波束宽度产生，但是稍后时产生的波束的方向逆时针转动。请注意，传统上，以方向序列的顺序执行波束扫描(即首先扫描波束0，然后依次扫描波束1，波束2，波束3和波束4)。即图5示出的是所有波束以循序性顺序进行波束扫描的示意图。

图6是示出根据本发明实施例的波束扫描方法的流程图。在该实施例中，波束扫描方法可以应用于无线通信设备，例如UE 110(如图2所示)或5G蜂窝基站或Wi-Fi路由器，以用于传送或接收操作。首先，无线通信设备通过以非循序性(non-sequential)顺序扫描波束来执行无线传送或接收(步骤S610)，并且该方法结束。具体地，在不同的时间间隔中产生波束，例如，在时域中分配的不同的RACH时机，并且非循序性顺序指示部分或所有波束不跟随这些波束的相邻波束。换句话说，与传统方式不同，在本发明中以波束交织(beam-interleaving)的方式扫描波束，从而进一步减轻了OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)间符号间(inter-OFDM-symbol)干扰。举例来说，本实施例中具有第一时间间隔和第二时间间隔，第一时间间隔和第二时间间隔是相邻的(也就是说第一时间间隔的下一个时间间隔是第二时间间隔，或者第二时间间隔的下一个时间间隔是第一时间间隔)，其中在第一时间间隔进行第一波束的扫描，第二时间间隔进行第二波束的扫描。本实施例中的波束扫描方法中，至少有一个是这种情况，即第一波束与第二波束是不相邻的，也就是说，第一波束与第二波束之间隔着其他的波束(例如第三波束，或第三波束和第四波束等)。当然本发明中波束扫描方法并非指所有的第一波束和第二波束均不相邻，本发明中至少有一个情况是第一波束(在第一时间间隔中扫描)与第二波束(在第二时间间隔中扫描)不相邻，本发明中同时也可以有另一第一波束与(在另一第一时间间隔中扫描)另一第二波束(在另一第二时间间隔中扫描)相邻，具体可以参考下述关于图7，图8和图9的描述。

在波束扫描过程期间，无线通信设备可以确定当前波束与相邻波束之间的边界的干扰是否大于预定阈值，如果是，则可以优选地选择非相邻波束作为下一个波束。否则，可以选择相邻波束或非相邻波束作为下一波束。在另一个实施例中，无线通信设备可以分别计算当前波束与剩余波束中的每一个之间的边界的干扰，并选择具有最小干扰的其余波束之一作为下一波束。例如可以计算每个波束与其他波束相互重叠区域的面积，预定阈值可以设置为重叠区域的面积等于波束总面积的10％；也即若该波束与其他任意一个波束的重叠区域的面积大于波束总面积的10％，则不选择这个波束作为下一个波束，而是选择其他重叠区域的面积更小的。其中预定阈值也可以是其他的值，例如预定阈值可以设置为重叠区域的面积等于波束总面积的7％，8％，11％，16％，22％，30％等等，可以根据需求自由设置。

在一个实施例中，步骤S610中的无线传送可以指UE以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙(time slot))中传送多个物理随机接入通道(PRACH，Physical Random Access Channel)信号。

在另一个实施例中，步骤S610中的无线传送可以指的是UE以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中传送多个探测参考信号(SRS，SoundingReference Signal)。此外，UE也可以以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)传送物理随机接入通道信号和探测参考信号；也即在同一时间段内，UE可以在物理随机接入通道信号和探测参考信号中择一传送或同时传送。

在另一实施例中，步骤S610中的无线传送可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中传送同步信号块(SSB，Synchronization Signal Block)和物理广播通道(PBCH，Physical Broadcast Channel)信息。

在另一实施例中，步骤S610中的无线传送可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中传送通道状态信息参考信号(CSI-RS，Channel State Information Reference Signal)。此外，5G蜂窝基站也可以以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)传送同步信号块，物理广播通道信息和通道状态信息参考信号；也即在同一时间段内，5G蜂窝基站可以在同步信号块和物理广播通道信息与通道状态信息中选择一种传送或同时传送。

在一个实施例中，步骤S610中的无线接收可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中接收多个PRACH信号。

在另一实施例中，步骤S610中的无线接收可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中接收多个物理上行链路共享通道(PUSCH，Physical Uplink Control Channel)信号。

在另一实施例中，步骤S610中的无线接收可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中接收多个物理上行链路控制通道(PUCCH)信号。此外，步骤S610中的无线接收也可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中接收多个SRS。

在另一实施例中，步骤S610中的无线接收可以指5G蜂窝基站(例如gNB或TRP)以非循序性顺序使用不同的波束在不同时间间隔(例如连续时隙)中接收不同类型的信号(例如包括PRACH信号，SRS，PUCCH信号和PUSCH信号中的至少两个)。在另一个实施例中，步骤S610中的无线接收可以指无线通信设备以非循序性顺序使用不同的波束为每个符号时间间隔(例如每次无线通信设备传送或接收符号时，无线通信设备使用不同的波束，并且波束以非循序性顺序切换)来传送或接收信号。

图7是示出根据本发明的实施例的以非循序性顺序的波束扫描的框图。在该实施例中，在不同的时间间隔中产生5个波束的序列(用0到4的数字表示)以用于无线传送或接收。

如图7所示，在第一时间间隔中，产生并扫描波束0。在第二时间间隔中，产生并扫描波束2。在第三时间间隔中，产生并扫描波束4。在第四时间间隔中，产生并扫描波束1。最后，在第五时间间隔中，产生并扫描波束3。即图7示出的是所有波束以非循序性顺序进行波束扫描的示意图。

请注意，本发明中不顾波束的方向序列，而是波束扫描以非循序性顺序执行，即以波束交织方式执行波束扫描。通过如图7所示的非循序性顺序的特定设置，所有的波束都不跟随这些波束的相邻波束。此外与上述描述图6时相呼应，本实施例中，具有第一时间间隔和第二时间间隔，第一时间间隔和第二时间间隔是相邻的，其中在第一时间间隔进行第一波束的扫描，第二时间间隔进行第二波束的扫描。图7所示实施例的波束扫描方法中，第一波束(例如第一个时间间隔扫描的波束0)与第二波束(例如第二个时间间隔扫描的波束2)是不相邻的，也就是说，第一波束(例如波束0)与第二波束(例如波束2)之间隔着其他的波束(例如波束1)；当然具体来讲，还可以是波束2与波束4不相邻，之间隔着波束3；波束4与波束1不相邻，之间隔着波束2和3；波束1与波束3不相邻，之间隔着波束2。

图8是示出根据本发明的另一实施例的以非循序性顺序进行的波束扫描的框图。在该实施例中，在不同的时间间隔中产生5个波束的序列(用0到4的数字表示)以用于无线传送或接收。

如图8所示，在第一时间间隔中，产生并扫描波束0。在第二时间间隔中，产生并扫描波束2。在第三时间间隔中，产生并扫描波束4。在第四时间间隔中，产生并扫描波束3(即前一波束(波束4)的相邻波束)。最后，在第五时间间隔中，产生并扫描波束1。即图8示出的是部分波束以非循序性顺序进行波束扫描的示意图，其中在产生波束4之后，下一个波束(即波束3)跟随了波束4，因此从波束4到波束3是按照循序性顺序进行的波束扫描，而其余的波束(例如波束2，波束4，波束1)则未跟随相邻的波束(例如波束2的上一个波束为波束0，波束4的上一个波束为波束2，波束1的上一个波束为波束3，需要注意的是波束0的第一个波束，因此波束0在这种情况下没有上一个波束)，即其余的波束是按照非循序性顺序进行的波束扫描。

请注意，本发明中不顾波束的方向序列，而是波束扫描以非循序性顺序执行，即以波束交织的方式执行波束扫描。通过如图8所示的非循序性顺序的特定布置，部分波束不跟随这些波束的相邻波束。此外本实施例中，波束扫描的顺序也可以是0-2-3-4-1或0-1-3-2-4或其他等等的变换。也就是说，本实施例中非循序性顺序可以为指示部分或所有波束未跟随对应波束的相邻波束。例如图7的实施例中，所有波束未跟随对应波束的相邻波束，例如波束0未跟随波束1(波束1是波束0的相邻波束)，波束1未跟随波束0或2(波束0或2是波束1的相邻波束，下述其他的相类似)，波束2未跟随波束1或3，波束3未跟随波束2或4，波束4未跟随波束3。例如图8的实施例中，部分波束未跟随对应波束的相邻波束，例如波束0未跟随波束1(波束1是波束0的相邻波束)，波束1未跟随波束0或2(波束0或2是波束1的相邻波束，下述其他的相类似)，波束2未跟随波束1或3，然而波束3跟随了波束4(波束3为跟随波束2)，波束4虽未跟随波束3但波束3是波束4的下一个波束。

此外，与上述描述图6时相呼应，本实施例中，具有第一时间间隔和第二时间间隔，第一时间间隔和第二时间间隔是相邻的，其中在第一时间间隔进行第一波束的扫描，第二时间间隔进行第二波束的扫描。图8所示实施例的波束扫描方法中，第一波束(例如第一个时间间隔扫描的波束0)与第二波束(例如第二个时间间隔扫描的波束2)是不相邻的，也就是说，第一波束(例如波束0)与第二波束(例如波束2)之间隔着其他的波束(例如波束1)；当然具体来讲，还可以是波束2与波束4不相邻，之间隔着波束3；波束3与波束1不相邻，之间隔着波束2；然而图8所示的示例中同时存在波束4(在另一个第一时间间隔(第三时间间隔)中扫描的另一个第一波束(波束4))与波束3(在另一个第二时间间隔(第四时间间隔)中扫描的另一个第二波束(波束3))相邻的情况，因此本实施例中可以同时存在两个相邻的时间间隔各自所扫描的波束相邻或不相邻的情况。

图9是示出根据本发明的另一实施例的以非循序性顺序进行的波束扫描的框图。在该实施例中，在不同的时间间隔中产生4个波束的序列(用0到3的数字表示)以用于无线传送或接收。

如图9所示，在第一时间间隔中，产生并扫描波束0。在第二时间间隔中，产生并扫描波束2。在第三时间间隔中，产生并扫描波束1(即前一波束(波束2)的相邻波束)。最后，在第四时间间隔中，产生并扫描波束3。因此本实施例中可以选择为所有的波束均不跟随相邻的波束，当然也可以部分的波束不跟随相邻的波束，而有部分波束跟随相邻的波束。即图9示出的是部分波束以非循序性顺序进行波束扫描的示意图，其中在产生波束2之后，下一个波束(即波束1)跟随了波束2，因此从波束2到波束1是按照循序性顺序进行的波束扫描，而其余的波束(例如波束2，波束3)则未跟随相邻的波束(例如波束2的上一个波束为波束0，波束3的上一个波束为波束1，需要注意的是波束0的第一个波束，因此波束0在这种情况下没有上一个波束)，即其余的波束是按照非循序性顺序进行的波束扫描。

请注意，本发明中不顾波束的方向序列，而是波束扫描以非循序性顺序执行，即以波束交织方式执行波束扫描。通过如图9所示的非循序性顺序的特定布置，部分波束不跟随这些波束的相邻波束。因此根据图8和第9的示例，本发明中的波束扫描中至少有一个波束是不会跟随这个波束的相邻的波束的。也就是说，本发明所说的以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号，是指至少有一个波束是以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号。当然也可以是有两个或更多的波束是以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号的。此外，例如到波束仅有三个时，例如上述图8或图9的示例中，仅有波束0，波束1和波束2时，波束扫描的顺序可以是波束0，然后波束2，最后波束1，其中波束2未跟随波束0，但是波束1跟随了波束2。

如上所述，在波束扫描之前或过程期间，无线通信设备可以选择非相邻波束做为下一波束，或者可以确定当前波束与相邻波束之间的边界的干扰是否大于预定阈值。如果是，则可以优选地选择非相邻波束作为下一个波束。否则，可以选择相邻波束或非相邻波束作为下一波束。本实施例中可以参考图10和图11来具体描述，其中图10是示出根据本发明实施例的波束的干扰的示意图，图11是示出根据本发明另一个实施例的波束的干扰的示意图。如图10所示，波束0与波束1之间具有重叠区域R01，波束1与波束2之间具有重叠区域R12，波束2与波束3之间具有重叠区域R23。本实施例中，可以使用波束与另一波束之间的重叠区域的面积来代表波束与另一波束之间的干扰。例如波束0与波束1之间的干扰大小可以使用重叠区域R01的面积的大小来度量或衡量；波束1与波束2之间的干扰大小可以使用重叠区域R12的面积的大小来度量或衡量；波束2与波束3之间的干扰大小可以使用重叠区域R23的面积的大小来度量或衡量。例如本实施例中，当检测到波束(例如波束2)与另一波束(例如波束3)之间的干扰正好达到预定阈值时，即可以计算重叠区域(例如R23)的面积，从而得到对应于预定阈值的面积阈值(例如为St)。这样若波束与另一波束之间的重叠区域的面积若超过该面积阈值St，即认为该波束与另一波束之间的干扰大于预定阈值了，那么就可以不选择这两个波束中的一个作为另一个的下一个的波束。例如当波束0与波束1之间的重叠区域R01的面积大于该面积阈值St时(即表示波束0与波束1之间的干扰大于预定阈值)，在波束0为当前波束的情况下，下一个波束就不会选择波束1，可以选择波束2或波束3(例如可以按照循序的顺序选择波束2)。当然当波束0与波束1之间的重叠区域R01的面积小于等于该面积阈值时(即表示波束0与波束1之间的干扰小于等于预定阈值)，在波束0为当前波束的情况下，下一个波束就可以选择波束1，当然也可以选择波束2或波束3(波束0与波束2或波束3的干扰更小，可按照循序的顺序选择波束2)。本实施例中波束0与波束2或波束3之间没有重叠，因此可以认为波束0与波束2或波束3之间的干扰为0或干扰非常小。此外，本实施例中，也可以为，当检测到波束(例如波束2)与另一波束(例如波束3)之间的干扰正好达到预定阈值时，即可以计算重叠区域(例如R23)的面积与整个波束的总面积(例如波束2的总面积，其中波束2的总面积与波束1，波束0，波束3的总面积可以相等)的比例，从而得到对应于预定阈值的面积百分比阈值(例如为t)，该面积百分比阈值t例如为8％，那么例如当重叠区域R01在整个波束0的总面积的占比大于8％时，即认为波束0与波束1之间的干扰超过了预定阈值，因此在当前波束为波束0时，下一个波束就不会选择波束1(或当前波束为波束1时，下一个波束不会选择波束0)。当然当重叠区域R01在整个波束0的总面积的占比小于等于8％时(即表示波束0与波束1之间的干扰小于等于预定阈值)，就可以选择波束1作为下一个波束(当然也可以选择波束2或波束3作为下一个波束)。此外百分比阈值t也可以是例如5％，9％，10％，11％，16％，22％，35％等等，可以根据需求自由设置。本实施例中，波束1与波束2之间的重叠区域R12在整个波束1(或波束2)的总面积的占比可以较小(例如小于重叠区域R01在整个波束0(或波束1)的总面积的占比)，因此重叠区域R12在整个波束1(或波束2)的总面积的占比可能小于面积百分比阈值t(例如小于等于8％)，因此若当前波束为波束1，则可以选择波束2作为下一个波束(若当前波束为波束2，则可以选择波束1作为下一个波束)；当然也可以选择波束3作为下一个波束，这样干扰更小。此外，本实施例中还可以为，当检测到波束(例如波束2)与另一波束(例如波束3)之间的干扰正好达到预定阈值时，即可以计算波束的总面积(例如波束2或3的总面积)减去重叠区域(例如R23)的面积之后的剩余面积作为对应于预定阈值的剩余面积阈值(例如为Sn，其中Sn+St可以等于波束0，1，2，或3的总面积)，或该剩余面积所占波束的总面积(例如波束2或3的总面积)的剩余面积百分比作为对应于预定阈值的剩余面积百分比阈值(例如为t’)。当波束0(或波束1)的总面积减去重叠区域R01的面积之后的剩余面积小于该剩余面积阈值时，则可以认为波束0与波束1之间的干扰超过了(或大于)预定阈值，因此在当前波束为波束0时，下一个波束就不会选择波束1(或当前波束为波束1时，下一个波束不会选择波束0)。当然当波束0(或波束1)的总面积减去重叠区域R01的面积之后的剩余面积大于等于该剩余面积阈值时，则可以认为波束0与波束1之间的干扰没有超过(或小于等于)预定阈值，因此在当前波束为波束0时，下一个波束就可以选择波束1。本实施例中其他波束之间的干扰的判定也可以采用上述类似的方式进行(例如重叠区域R12，R23的面积是否大于面积阈值，或所占百分比是否大于面积百分比阈值等等)，在此不再赘述。

此外，本实施例中，也可以采用其他方式判定波束之间的干扰是否大于预定阈值。例如图11所示，当检测到波束(例如波束2)与另一波束(例如波束3)之间的干扰正好达到预定阈值时，即可以计算出波束(例如波束2)与另一波束(例如波束3)之间的跨度角(spanangle)，从而得到对应于预定阈值的跨度角阈值(例如为θt)。这样若波束与另一波束之间的跨度角若超过该跨度角阈值θt，即认为该波束与另一波束之间的干扰大于预定阈值了，那么就可以不选择这两个波束中的一个作为另一个的下一个的波束。例如当波束0与波束1之间的跨度角θ1大于该跨度角阈值θt时(即表示波束0与波束1之间的干扰大于预定阈值)，在波束0为当前波束的情况下，下一个波束就不会选择波束1，可以选择波束2或波束3(例如可以按照循序的顺序选择波束2)。当然当波束0与波束1之间的跨度角阈值θ1小于等于该跨度角阈值θt时(即表示波束0与波束1之间的干扰小于等于预定阈值)，在波束0为当前波束的情况下，下一个波束就可以选择波束1，当然也可以选择波束2或波束3(波束0与波束2或波束3的干扰更小，可按照循序的顺序选择波束2)。此外本实施例中，例如当波束1与波束2之间的跨度角θ2较小，例如小于等于该跨度角阈值θt时(即表示波束0与波束1之间的干扰小于等于预定阈值)，在波束1为当前波束的情况下，下一个波束就可以选择波束2(当然也可以选择波束3)；或在波束2为当前波束的情况下，下一个波束就可以选择波束1(当然也可以选择波束0)。此外，本实施例中将具体描述跨度角的计算方式，如图11，波束0和波束1之间具有两个交点P01和P01’，将交点P01和P01’连接得到线段P01P01’；然后以P01为起点，取线段P01P01’的

处的点P0(即线段P01P0的长度为线段P01P01’长度的

)，之后，在P0点出作垂直于线段P01P01’的直线，并分别与波束1和波束0相交，分别得到交点P1和P2；其中交点P1和P2可以代表在线段P01P01’往两侧的信号强度的取值，例如-3dB至+3dB；因此波束0与波束1的跨度角θ1即为角度P1P01P2(也即∠P1P01P2)。波束1和波束2之间具有两个交点P12和P12’；波束2和波束3之间具有两个交点P23和P23’；其中交点P01，P12和P23相对交点P01’，P12’和P23’更加聚集(或相互之间更加靠近)一些。按照与上述类似的方法，以P12为起点，取线段P12P12’的

处的点P3，以P3点作垂直于线段P12P12’的直线，分别得到与波束2的交点P4和与波束1的交点P5；以及以P23为起点，取线段P23P23’的

处的点P6，以P6点作垂直于线段P23P23’的直线，分别得到与波束3的交点P7和与波束2的交点P8。因此波束1与波束2的跨度角θ2即为角度P4P12P5(也即∠P4P12P5)，波束2与波束3的跨度角θ3即为角度P7P23P8(也即∠P7P23P8)。需要说明的是，上述以交点P01(或P12，P23)为起点，取线段P01P01’(或P12P12’，P23P23’)的

处的点P0(或P3，P6)作垂直线得到的交点P1和P2(或P4和P5，P7和P8)，代表线段P01P01’往两侧的信号强度为-3dB至+3dB的取值，这仅仅是举例说明，本领域技术人员可以了解到，可以以交点P01为起点，取线段P01P01’(或P12P12’，P23P23’)的其他数值(例如

1/2等)处的点作垂直线得到与波束1和波束0的交点，并且这些交点代表的是其他信号强度的取值，这些可以根据实际需要或方便计算的角度自由选择，本发明中并没有限制。也就是说，跨度角可以是：在两个波束相交的两点联机形成的线段上取值得到点之后，以该点作垂直于该线段后分别与两个波束的交点，将这两个交点分别与两个波束的交点(该交点是波束之间更加聚集一些的交点)联机之后形成的角度(顶角)，其中在该线段上的取值(例如

1/2等)可以根据需求自由设置，示例的，可以根据预设的信号强度的取值(例如-3dB至+3dB，或其他值)来确定在该线段上的取值。示例的，本实施例中波束1与波束2之间的跨度角θ2较小，也即波束1与波束2之间的干扰较小；波束2与波束3之间的跨度角θ3稍大一点，也即波束2与波束3之间的干扰稍大一些；而波束0与波束1之间的跨度角更大一些，也即波束0与波束1之间的干扰更大一些(例如比波束2与波束3之间的干扰大)。此外，本实施例中还可以使用其他的方式判定波束之间的干扰是否大于预定阈值。例如两个波束的两个短轴的端点的中较靠近的两个端点形成线段的长度，例如线段P1P2的长度(即P1联机到P2后形成的线段的长度)，线段P4P5的长度，线段P7P8的长度；或者线段P01P01’的长度，线段P12P12’的长度，线段P23P23’的长度等等。通过上述描述，本领域技术人员可以理解，判断波束与另一波束之间的干扰是否大于预定阈值可以有很多种不同的实现方式，上述仅为举例，而非对本发明的限制。

鉴于前述实施例，应当理解，本发明中，至少有一个为下一个波束可以不与上一个波束相邻(即下一个波束与上一个波束之间可以至少间隔一个波束)，从而避免相邻的波束之间产生的干扰，减轻波束切换边界处的干扰。本发明通过以非循序性顺序配置要扫描的波束，有利地减轻了波束切换边界处的干扰。具体地，非循序性顺序指示部分或所有波束未跟随这些波束的相邻波束。当然，本发明中也可以通过检测当前波束与相邻波束之间的边界的干扰是否大于预定阈值的方式来确定下一个波束是否为当前波束的相邻波束。例如在图11，当波束0和其相邻的波束1间的跨度角，大于预定阀值时，为了避免相邻波束间的干扰，应该选择非相邻波束，做为下一个传送或接收波束。尽管图7至图9中提供了非循序性顺序的示例，还应该理解的是，这些实施例仅用于说明目的，并不意图限制本发明的范围。例如，可以根据如图5所示的方向序列来执行波束扫描。即可以通过在图5和图7至图9中描绘的不同实施例之间切换来执行波束扫描。

在权利要求中使用诸如“第一”，“第二”等的序数术语来修饰权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一个的执行方法的动作上任何优先级，优先权或顺序，或时间顺序。但仅用作标记以将具有特定名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一个元素(但是用于使用序数术语)区分，以区分权利要求元素。

本领域的技术人员将容易地观察到，在保持本发明教导的同时，可以做出许多该装置和方法的修改和改变。因此，上述公开内容应被解释为仅由所附权利要求书的界限和范围所限制。

Claims (13)

1.一种由无线通信设备执行的波束扫描方法，其特征在于，包括：

通过以非循序性顺序扫描波束来传送或接收无线信号；

其中，包括第一波束和与所述第一波束相邻的至少一个第二波束，当所述第一波束与所述第二波束之间的干扰大于预定阈值时，所述非循序性顺序指示所述第一波束和所述第二波束中的一个未跟随另一个。

2.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，所述非循序性顺序指示部分或所有波束未跟随对应波束的相邻波束。

3.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，所述第一波束与所述第二波束之间的重叠区域的面积大于面积阈值时，则所述第一波束与所述第二波束之间的干扰大于预定阈值。

4.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，所述第一波束与所述第二波束之间的跨度角大于跨度角阈值时，则所述第一波束与所述第二波束之间的干扰大于预定阈值。

5.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G用户设备时，所传送的所述无线信号包括在不同时间间隔中的多个物理随机接入通道信号。

6.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G用户设备时，所传送的无线信号包括在不同时间间隔中的多个探测参考信号。

7.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G蜂窝基站时，所传送的无线信号包括在不同时间间隔中的同步信号块和物理广播通道信息。

8.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G蜂窝基站时，所传送的无线信号包括在不同时间间隔中的多个通道状态信息参考信号。

9.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G蜂窝基站时，所接收的无线信号包括在不同时间间隔中的多个物理随机接入通道信号。

10.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G蜂窝基站时，所接收的无线信号包括在不同时间间隔中的多个物理上行链路共享通道信号。

11.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G蜂窝基站时，所接收的无线信号包括在不同时间间隔中的多个物理上行链路控制通道信号。

12.如权利要求1所述的波束扫描方法，其特征在于，当所述无线通信设备配置为5G蜂窝基站时，所接收的无线信号包括在不同时间间隔中的所接收的物理随机接入通道信号，探测参考信号，物理上行链路控制通道信号和物理上行链路共享通道信号中的至少两个。

13.一种无线通信设备，其特征在于，包括：

控制器；以及

存储设备，可操作地耦合到所述控制器；

其中，所述控制器配置为执行存储在所述存储设备中的程序代码，以执行如权利要求1-12任一一项的操作。

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