[发明专利]用于毫米波通信系统的波束对齐测试方法及其系统

说明书

本发明公开了一种用在毫米波通信系统中，基于椭球面反射实现的波束对齐测试方法，同时也公开了相应的波束对齐测试系统。本发明中专门设计了前导序列/同步信号块和多波束测试信号的时‑频域结构。利用该时‑频域结构，能够确定各发射波束‑接收波束中是否存在测试信号并确定接收信号的强度。然后，被测终端/用户设备根据接收信号强度最强的原则，找到基站与用户设备之间的最优发送波束‑接收波束配对，能够高效地测量毫米波通信系统中的发射波束‑接收波束实现对齐的搜索时延和随机接入时延。

技术领域

本发明涉及一种发射波束-接收波束的对齐测试方法，尤其涉及一种用在毫米波通信系统中，基于椭球面反射实现的波束对齐测试方法，同时也涉及相应的波束对齐测试系统，属于毫米波通信技术领域。

背景技术

目前，第五代移动通信网络(5G)已经开始进入商用化的前夜，各类5G新业务，例如自动驾驶、虚拟现实等正在积极推进之中。在频段分配上，5G分成两个部分：一个是sub-6GHz频段，一个是毫米波频段。由于sub-6Ghz频段已经十分拥挤，各类电子设备的互干扰严重，而毫米波频段相对比较“干净”；加上毫米波频段能够提供更大的信号带宽，并且可能为自动驾驶业务提供厘米级的定位精度，因此被普遍认为是5G中最有潜力的技术方向。

图1为毫米波(mm-Wave)通信系统的典型结构示意图。其中，假设发射端(transmitter)的天线数为M_TX，接收端(receiver)的天线数为M_RX。此外，假设发射端TX的发射波束形成码本中有G_TX个波束接收端RX的接收合并码本中有G_RX个波束M_TX×G_TX维矩阵收集了所有的发射波束，M_RX×G_RX维矩阵收集了所有的接收波束。

在毫米波通信系统中，需要借助大规模MIMO(多输入多输出)技术中的窄波束和波束形成(Beamforming)来克服大的信号衰减，这就需要发射机与接收机之间的波束对齐。在高用户密度和高移动性的移动通信网络中，会发生频繁的阻挡和波束对齐的丢失，因此需要频繁的发射波束-接收波束的对齐操作。目前，针对毫米波通信系统中的波束对齐需求，现有技术中已经提出了若干方案。其中，最普遍使用的是穷举搜索方案，即基站(BS)和用户设备(UE)依次搜索所有可能的发射波束-接收波束模式的组合。另外，有人提出了一种迭代搜索方案，其中基站(BS)首先使用较宽的波束在较宽的区域中搜索，然后使用较窄的波束在最佳区域中进行精细搜索。还有人提出一种称之为二区域搜索的吞吐量最化搜索方案，该方案使用具有前一个最优区域的一半宽度的波束，在前一个最优区域中进行细化搜索。

另一方面，OTA(Over the Air)测试是评估无线通信设备的整机射频性能的基本测试手段。随着第五代移动通信网络(5G)的实施日益临近，更加复杂的无线通信设备对测试的要求越来越高。新的测试理论与测试设备的开发迫在眉睫。然而，对于毫米波通信系统中大规模MIMO UE OTA的波束对齐性能测试，仍然存在很多需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用在毫米波通信系统中，基于椭球面反射实现的波束对齐测试方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于实施上述测试方法的波束对齐测试系统。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于毫米波通信系统的波束对齐测试方法，包括如下步骤：

步骤1：生成测试信号；

步骤2：生成测试信号的多径波束信号；

步骤3：生成波束扫描信号；

步骤4：发射端发送波束扫描信号与测试信号；