一种波束扫描方法、装置和网络侧设备与流程

1.本技术属于通信技术领域，具体涉及一种波束扫描方法、装置和网络侧设备。


背景技术：

2.目前，波束赋形在5g nr下大规模使用，如果扫描波束规划不合适，小区和用户的性能将得不到保证。如何规划管理和控制波束，从而高效地全面覆盖到在散落在小区任意方向的终端，实现基站与终端的快速同步是目前亟需解决的问题。然而，目前无论在何种场景下进行波束扫描，都只是遵循现有协议进行扫描波束的发射，发射角度固定不变。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种波束扫描方法、装置和网络侧设备，能够解决相关技术中5g nr下基站扫描波束的扫描效率较低，覆盖不全面，基站与终端同步速度慢的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种波束扫描方法，该方法包括：
5.确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度，所述扫描间隔角度为相邻两个所述扫描波束的发射方向之间的夹角；
6.以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描，以发送所述同步信号块。
7.第二方面，本技术实施例提供了一种波束扫描装置，该装置包括：
8.确定模块，用于确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度，所述扫描间隔角度为相邻两个所述扫描波束的发射方向之间的夹角；
9.扫描模块，用于以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描，以发送所述同步信号块。
10.第三方面，本技术实施例提供了一种网络侧设备，该网络侧设备包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
11.第四方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
12.第五方面，本技术实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
13.第六方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的方法。
14.在本技术实施例中，通过先根据实际情况确定发送同步信号快的扫描波束的扫描间隔角度，在进行波束扫描时，以确定的扫描间隔角度来发射多个扫描波束，以发送同步信号块，由于扫描间隔角度进行了调整，避免了出现如现有协议中采用“盲检”扫描时导致的
扫描波束重叠过多，由此，可以提高扫描波束的扫描效率，缩短扫描周期，并且，结合原有的波束赋形技术，在调整合适的扫描间隔角度后，可以较好覆盖小区范围内的终端，缩短了基站与终端同步所需的时间。
附图说明
15.图1为本技术实施例提供的一种波束扫描方法的流程示意图；
16.图2为本技术实施例提供的频段、子载波间隔以及ssb图样三者之间的对应关系图；
17.图3为本技术实施例提供的扫描间隔角度为3
°
的示意图；
18.图4为本技术实施例提供的扫描间隔角度为6
°
的示意图；
19.图5为本技术实施例提供的一种波束扫描装置的结构示意图；
20.图6为本技术实施例提供的一种网络侧设备的结构示意图之一；
21.图7为本技术实施例提供的一种网络侧设备的结构示意图之二。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的波束扫描方法、装置和网络侧设备进行详细地说明。
25.请参考图1，图1为本技术实施例提供的一种波束扫描方法的流程示意图。如图1所示，本技术一方面实施例提供了一种波束扫描方法，该方法包括以下步骤：
26.步骤101：确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度，所述扫描间隔角度为相邻两个所述扫描波束的发射方向之间的夹角。
27.其中，同步信号块，即同步信号和系统消息块ssb(同步信号/物理广播信道信号块，synchronization signal and pbch block)，其采用波束扫描技术以固定的周期进行扫描和发送。同步信号块用于终端的初始小区搜索过程，例如终端开机准备同步过程。
28.根据3gpp协议，nr关于不同的频段，以及不同的ssb子载波间隔，分别定义了相应的发送图样，即ssb图样。不同的ssb图样，一个半帧内ssb的起始符号位置有相应的规定，周期内ssb的最大数目和时域发送位置由子载波间隔和频段决定。在时域上，每5ms中的所有ssb称为ss burst(同步信号突发)，其按照ssb发送周期进行周期性传输。ssb周期是5ms的倍数，因此在ssb周期大于5ms时，周期内ssburst的起始点也会有多种选择。在空域上，基站采用预设基带数字权值来生成多个不同方向的窄波束，结合时域上的ssb索引进行波束扫
描。终端对同步信号块调节后，得到索引位置，继而可以得到相应的时域信息，实现同步。
29.基站在小区内进行波束扫描时，在一个周期内不同时间上，扫描波束指向的角度是不同的。本技术实施例中，在进行ssb的波束扫描之前，需先确定扫描波束的扫描间隔角度，该扫描间隔角度即一个周期内发送同步信号块的多个扫描波束中任意相邻两个扫描波束的发射方向之间的夹角。可选的，所述扫描间隔夹角小于60
°
。可选的，所述扫描间隔角度可以是相邻两个扫描波束中同一阵列增益对应的方向之间所成的最小夹角。
30.步骤102：以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描，以发送所述同步信号块。
31.在确定了扫描间隔角度之后，即可以按照确定的扫描间隔角度发射一个周期内的多个扫描波束，以发送该周期内的所有同步信号块，从而，该周期内发射的多个扫描波束中，任意两个相邻扫描波束之间所成的角度均为该扫描间隔角度。由此，本技术实施例通过设定扫描间隔角度，可以缩短扫描一个周期所需的时间，从而提高扫描效率，使得基站可以快速实现与终端的同步。并且，扫描波束更加精准且有针对性，进而规避了目前协议中进行盲检而导致的额外资源浪费。
32.示例性的，基站在一个半帧(即5ms)内完成全部ssb扫描波束的发送，即在周期的一段5ms范围内，基站对整个覆盖范围进行一次ssb波束扫描，其中，相邻两个扫描波束之间间隔一个扫描间隔角度。
33.可选的，同步信号块的周期可以是5ms、10ms、20ms、40ms、80ms或者160ms等。无论选择哪个周期，基站需在一个半帧(即5ms)内完成全部ssb扫描波束的发送，而下一次的扫描将在下个周期进行。
34.本技术实施例中，所述扫描波束可以通过波束赋形的方式进行赋形，以使扫描波束定向覆盖某一范围，并具有较高的增益。
35.在本技术实施例中，通过先确定发送同步信号快的扫描波束的扫描间隔角度，在进行波束扫描时，以确定的扫描间隔角度来发射多个扫描波束，以发送同步信号块，由于扫描间隔角度进行了调整，避免了出现如现有协议中采用“盲检”扫描时导致的扫描波束重叠过多，由此，可以提高扫描波束的扫描效率，缩短扫描周期，并且，结合原有的波束赋形技术，在调整合适的扫描间隔角度后，可以较好覆盖小区范围内的终端，缩短了基站与终端同步所需的时间。
36.本技术的一些实施例中，所述确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度包括：
37.根据工作频段，确定同步信号块的目标发送图样；
38.根据所述目标发送图样，确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度。
39.由于3gpp协议中，定义了不同频段，不同子载波间隔以及不同ssb的发送图样的对应关系，所谓ssb的发送图样，也可以称为ssb图样，或者同步信号块的发送图案，ssb的发送图样包括：case a、case b、case c、case d以及case e。不同的ssb的发送图样，一个半帧内ssb的起始符号位置有相应的规定，周期内ssb的最大数目和时域发送位置由子载波间隔和频段决定。因此，本技术实施例中，可以根据工作频段来确定待发送的同步信号块的目标发送图样(即ssb的发送图样)，从而根据目标发送图样来确定以该目标发送图样发送同步信号块时的扫描波束的扫描间隔角度，从而确保在不同发送图样下的扫描间隔角度能够确保
ssb扫描效果，例如使得扫描波束的扫描范围能够较好地覆盖小区。并且，扫描波束更加精准且有针对性，进而规避了目前协议中进行盲检而导致的额外资源浪费。也就是说，基站将同步信号块放在特定的全局同步信道号上，这些全局同步信道号都会对应一个确定的频率位置，终端可以只搜索在相应频段、相应子载波间隔以及相应ssb的发送图样下的同步信号块。
40.请参考图2，图2为本技术实施例提供的频段、子载波间隔以及ssb的发送图样三者之间的对应关系图。其中，工作频段包括fr1频段和fr2频段，fr1频段的频率范围是450mhz-6ghz，又称sub 6ghz频段，fr2频段的频率范围是24.25ghz-52.6ghz，通常被称为毫米波。在工作频段为fr1频段的情况下，若ssb的子载波间隔scs(sub-carrier space)为15khz，则对应的ssb图样为case a，若ssb的子载波间隔为30khz，则对应的ssb图样为case b，若ssb的子载波间隔为60khz，则对应的ssb图样为case c；在工作频段为fr2频段的情况下，若ssb的子载波间隔为120khz，则对应的ssb发送图样为case d，若ssb的子载波间隔为240khz，则对应的ssb发送图样为case e。
41.本技术的一些实施例中，根据工作频段确定同步信号块的目标发送图样时，可以进一步结合终端能力来确定ssb的子载波间隔。示例性的，若终端支持能力越强，ssb的子载波间隔越大。
42.本技术的另一些实施例中，所述根据所述目标发送图样，确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度包括：
43.根据所述目标发送图样对应的子载波间隔，确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度。
44.也就是说，由于不同的ssb发送图样，对应的子载波间隔不同，一个周期内的同步信号块的最大数量也不同，因此，通过依据同步信号块的目标发送图样对应的子载波间隔来设定扫描间隔角度，可以使得同步信号块的目标发送图样进行动态调整的情况下，相应的扫描间隔角度也随之动态调整，从而确保波束扫描效果，提升扫描效率。
45.在一些实施例中，可选的，目标发送图样对应的子载波间隔与发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度正相关，例如，目标发送图样对应的子载波间隔越大，发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度也越大。
46.本技术的一些实施例中，所述扫描间隔角度采用以下公式计算：
47.α＝f/a；
48.其中，α为扫描间隔角度无量纲化后的数值，f为所述目标发送图样对应的子载波间隔无量纲化后的数值，a为预设值，5≤a≤10，所述目标发送图样对应的子载波间隔为15khz、30khz、60khz、120khz、240khz中的一者。
49.示例性的，a取5，则ssb发送图样为case a时，扫描间隔角度为3
°
，ssb发送图样为case b时，扫描间隔角度为6
°
，ssb发送图样为case c时，扫描间隔角度为12
°
，ssb发送图样为case d时，扫描间隔角度为24
°
，ssb发送图样为case e时，扫描间隔角度为48
°
50.请参考图3和图4，图3为本技术实施例提供的扫描间隔角度为3
°
的示意图，图4为本技术实施例提供的扫描间隔角度为6
°
的示意图。如图3所示，基站包括天线子阵301，在一个周期内，天线子阵301发送多个扫描波束302，以发送ssb块，具体的，可以采用预设基带数字权值来生成多个不同方向的窄波束，结合时域上的ssb索引进行波束扫描，在一个周期内
不同时间上，扫描波束302指向的角度是不同的，相邻两个扫描波束302之间的扫描间隔角度为3
°
。如图4所示，与图3不同的是，相邻两个扫描波束302之间的扫描间隔角度为6
°
.可以知道，扫描间隔角度越大，完成一个扫描周期所需的时间也越短，扫描效率越高。
51.可选地，本技术实施例中，在进行波束扫描时，可以是在某一个面上进行扫描，即在某一面内逆时针或顺时针进行波束扫描。该面可以是水平面、竖直面或者与水平面具有小于90
°
的夹角的倾斜面。
52.本技术的另一些实施例中，所述以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描，以发送所述同步信号块包括：
53.在水平面和/或竖直面以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描。
54.也就是说，本技术实施例中的扫描波束可以仅在水平面上沿顺时针或逆时针的方向进行扫描，在水平面中，相邻两个扫描波束具有上述扫描间隔角度；或者，扫描波束也可以仅在竖直面上沿顺时针或逆时针的方向进行扫描，在竖直面中，相邻两个扫描波束具有上述扫描间隔角度；又或者，扫描波束可以同时在水平面和竖直面中进行扫描，即通过将多个扫描波束分为两部分，其中一部分扫描波束在水平面中间隔扫描，另一部分在竖直面中间隔扫描。
55.示例性的，可以针对不同的场景，选择不同的波束扫描方式，如空旷地场景、密集城区室外场景、高层楼宇场景等对应于不同的波束扫描方式。例如，在楼宇场景下，可以配置2个扫描波束进行水平扫描，4个扫描波束进行垂直扫描，波束偏向于对高楼进行扫描大范围垂直角度的扫描。由此，可以根据不同场景配置不同的波束图样来适配各种典型的覆盖场景，实现基站覆盖范围区域内的高效扫描，并且能够确保较好的扫描效果。
56.总之，在本技术实施例中，通过先确定发送同步信号快的扫描波束的扫描间隔角度，在进行波束扫描时，以确定的扫描间隔角度来发射多个扫描波束，以发送同步信号块，由于扫描间隔角度进行了调整，避免了出现如现有协议中采用“盲检”扫描时导致的扫描波束重叠过多，由此，可以提高扫描波束的扫描效率，缩短扫描周期，并且，结合原有的波束赋形技术，在调整合适的扫描间隔角度后，可以较好覆盖小区范围内的终端，缩短了基站与终端同步所需的时间。
57.本技术实施例提供的波束扫描方法，执行主体可以为波束扫描装置。本技术实施例中以波束扫描装置执行波束扫描方法为例，说明本技术实施例提供的波束扫描装置。
58.请参考图5，图5为本技术实施例提供的一种波束扫描装置的结构示意图。如图5所示，本技术另一方面实施例还提供了一种波束扫描装置，该装置500包括：
59.确定模块501，用于确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度，所述扫描间隔角度为相邻两个所述扫描波束的发射方向之间的夹角；
60.扫描模块502，用于以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描，以发送所述同步信号块。
61.可选的，所述确定模块包括：
62.第一确定单元，用于根据工作频段，确定同步信号块的目标发送图样；
63.第二确定单元，用于根据所述目标发送图样，确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度。
64.可选的，所述第二确定单元包括：
65.确定子单元，用于根据所述目标发送图样对应的子载波间隔，确定用于发送同步信号块的扫描波束的扫描间隔角度。
66.可选的，所述扫描间隔角度采用以下公式计算：
67.α＝f/a；
68.其中，α为扫描间隔角度无量纲化后的数值，f为所述目标发送图样对应的子载波间隔无量纲化后的数值，a为预设值，5≤a≤10，所述目标发送图样对应的子载波间隔为15khz、30khz、60khz、120khz、240khz中的一者。
69.可选的，所述扫描模块包括：
70.扫描单元，用于在水平面和/或竖直面以所述扫描间隔角度发射多个所述扫描波束进行波束扫描。
71.在本技术实施例中，通过先确定发送同步信号快的扫描波束的扫描间隔角度，在进行波束扫描时，以确定的扫描间隔角度来发射多个扫描波束，以发送同步信号块，由于扫描间隔角度进行了调整，避免了出现如现有协议中采用“盲检”扫描时导致的扫描波束重叠过多，由此，可以提高扫描波束的扫描效率，缩短扫描周期，并且，结合原有的波束赋形技术，在调整合适的扫描间隔角度后，可以较好覆盖小区范围内的终端，缩短了基站与终端同步所需的时间。
72.本技术实施例提供的波束扫描装置能够实现图1至图4的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
73.可选地，如图6所示，本技术实施例还提供一种网络侧设备600，包括处理器601和存储器602，存储器602上存储有可在所述处理器601上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器601执行时实现上述波束赋形方法实施例的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
74.网络侧设备600可以是基站或核心网，其中，基站可被称为节点b、演进节点b、接入点、基收发机站(base transceiver station，bts)、无线电基站、无线电收发机、基本服务集(basic service set，bss)、扩展服务集(extended service set，ess)、b节点、演进型b节点(enb)、家用b节点、家用演进型b节点、wlan接入点、wifi节点、发送接收点(transmitting receiving point，trp)或所述领域中其他某个合适的术语，只要达到相同的技术效果，所述基站不限于特定技术词汇，需要说明的是，在本技术实施例中仅以nr系统中的基站为例，但是并不限定基站的具体类型。
75.具体地，本技术实施例还提供了一种网络侧设备。如图7所示，该网络设备700包括：天线71、射频装置72、基带装置73。天线71与射频装置72连接。在上行方向上，射频装置72通过天线71接收信息，将接收的信息发送给基带装置73进行处理。在下行方向上，基带装置73对要发送的信息进行处理，并发送给射频装置72，射频装置72对收到的信息进行处理后经过天线71发送出去。
76.上述频带处理装置可以位于基带装置73中，以上实施例中网络侧设备执行的方法可以在基带装置73中实现，该基带装置73包括处理器74和存储器y5。
77.基带装置73例如可以包括至少一个基带板，该基带板上设置有多个芯片，如图7所示，其中一个芯片例如为处理器74，与存储器75连接，以调用存储器75中的程序，执行以上
方法实施例中所示的网络设备操作。
78.该基带装置73还可以包括网络接口76，用于与射频装置72交互信息，该接口例如为通用公共无线接口(common public radio interface，简称cpri)。
79.具体地，本发明实施例的网络侧设备还包括：存储在存储器75上并可在处理器74上运行的指令或程序，处理器74调用存储器75中的指令或程序执行图5所示各模块执行的方法，并达到相同的技术效果，为避免重复，故不在此赘述。
80.存储器75可用于存储软件程序以及各种数据，存储器75可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区，其中，第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器75可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或者，存储器75可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synch link dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，drram)。本技术实施例中的存储器75包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
81.处理器74可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器74集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作，调制解调处理器主要处理无线通信信号，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器74中。
82.本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述波束扫描方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
83.其中，所述处理器为上述实施例中所述的网络侧设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等。
84.本技术实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述波束扫描方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
85.应理解，本技术实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
86.本技术实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如上述波束扫描方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
87.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有
的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
88.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
89.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。