本發(fā)明涉及無線接入技術(shù)，尤其涉及一種基于低頻通信的高頻通信接入方法、基站及用戶終端。

背景技術(shù)：

當(dāng)前第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP，3rd Generation Partnership Project)標(biāo)準(zhǔn)化過程中，為了保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，控制信道進(jìn)行波束賦型是一種極具潛力的方式。因此，在初始接入過程中，用戶終端與基站間需要進(jìn)行初始的波束對(duì)齊操作。一種可行的波束對(duì)齊方式是波束掃描(beam sweeping)操作，具體地，基站與用戶終端之間通過發(fā)射參考信號(hào)，遍歷所有的發(fā)送-接收(TX-RX)波束對(duì)，從而從中選出最優(yōu)的波束對(duì)，進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)通信。

在波束掃描方式下，需要進(jìn)行大量的波束對(duì)遍歷。例如，對(duì)于基站側(cè)-用戶終端側(cè)波束的系統(tǒng)，需要進(jìn)行128次波束對(duì)的掃描，才能確認(rèn)最優(yōu)波束對(duì)，這將極大地延長了初始接入的時(shí)間。尤其是高頻通信系統(tǒng)中，由于高頻信道易遭受阻隔(blockage)，這大大增加了通信系統(tǒng)中初始接入的難度。而對(duì)于5G系統(tǒng)，載頻的頻率可能會(huì)進(jìn)一步提高，這將更加不利于初始接入。

目前，針對(duì)上述空口初始接入中存在的問題，尚未有技術(shù)方案可供參考。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于低頻通信的高頻通信接入方法、基站及用戶終端。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于低頻通信的高頻通信接入方法，所述方法包括：

低頻基站接收到用戶終端發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼后，為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站；

計(jì)算服務(wù)于所述用戶終端的各高頻基站至所述用戶終端的至少一個(gè)波束信息；

將所計(jì)算的波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送，以使所述各高頻基站使用所計(jì)算的波束信息服務(wù)于所述用戶終端。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述低頻基站通過與所述各高頻基站之間的X2接口將所述波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述方法還包括：

所述低頻基站未能為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站時(shí)，直接作為所述用戶終端的服務(wù)基站為所述用戶終端提供接入服務(wù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于低頻通信的高頻通信接入方法，所述方法包括：

用戶終端發(fā)起初始接入時(shí)，向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼；

所述用戶端啟動(dòng)波束掃描，選擇與自身配對(duì)的接收波束；

所述用戶端確定自身波束與所述接收波束對(duì)齊后，接收所述接收波束中的接入控制信息并執(zhí)行隨機(jī)接入，接入發(fā)送所述接收波束的基站。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述發(fā)送所述接收波束的基站包括：高頻基站或接收所述隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的低頻基站。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于低頻通信的高頻通信接入方法，所述方法包括：

高頻基站接收低頻基站發(fā)送的所述高頻基站至用戶終端的波束信息，基于所接收的波束信息向所述用戶終端發(fā)送接入控制信息。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述高頻基站通過與所述低頻基站之間的X2接口接收所述波束信息。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低頻基站，所述低頻基站包括：

接收單元，用于接收到用戶終端發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼；

確定單元，用于為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站；

計(jì)算單元，用于計(jì)算服務(wù)于所述用戶終端的各高頻基站至所述用戶終端的至少一個(gè)波束信息；

發(fā)送單元，用于將所計(jì)算的波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送，以使所述各高頻基站使用所計(jì)算的波束信息服務(wù)于所述用戶終端。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述發(fā)送單元，還用于通過與所述各高頻基站之間的X2接口將所述波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述低頻基站還包括：接入服務(wù)單元，用于在所述確定單元未能為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站時(shí)，直接作為所述用戶終端的服務(wù)基站為所述用戶終端提供接入服務(wù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用戶終端，所述用戶終端包括：

發(fā)起單元，用于發(fā)起初始接入，并向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼；

掃描單元，用于啟動(dòng)波束掃描，選擇與所述用戶終端配對(duì)的接收波束；

確定單元，用于確定所述用戶終端的波束與所述接收波束是否對(duì)齊，對(duì)齊時(shí)觸發(fā)接收單元；

接收單元，用于接收所述接收波束中的接入控制信息；

接入單元，用于執(zhí)行隨機(jī)接入，接入發(fā)送所述接收波束的基站。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述發(fā)送所述接收波束的基站包括：高頻基站或接收所述隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的低頻基站。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種高頻基站，所述高頻基站包括：

接收單元，用于接收低頻基站發(fā)送的所述高頻基站至用戶終端的波束信息；

發(fā)送單元，用于基于所接收的波束信息向所述用戶終端發(fā)送接入控制信息。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述接收單元，還用于通過與所述低頻基站之間的X2接口接收所述波束信息。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，當(dāng)用戶終端執(zhí)行初始接入時(shí)，首先向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼，并由低頻基站獲取該用戶終端的基本位置信息及用戶終端周邊的高頻基站的相關(guān)信息，為用戶終端確定服務(wù)于該用戶終端的高頻基站，并為高頻基站計(jì)算各高頻基站與用戶終端之間的波束信息，通過X2接口將所計(jì)算的波束信息發(fā)送至對(duì)應(yīng)的高頻基站，相關(guān)高頻基站根據(jù)該波束選擇指示信息，從而優(yōu)化了波束掃描過程，加快了波束掃描過程，提升了用戶終端隨機(jī)接入的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的BEAM-SELECTION-INDEX信令的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的低頻基站的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的用戶終端的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的高頻基站的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更加詳盡地了解本發(fā)明實(shí)施例的特點(diǎn)與技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)闡述，所附附圖僅供參考說明之用，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施例。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖，如圖1所示，所述基于低頻通信的高頻通信接入方法包括以下步驟：

步驟101：低頻基站接收到用戶終端發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼后，為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以基于以下信息的至少一種確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站：高頻基站位置信息、用戶位置信息；當(dāng)前波束使用情況(如最優(yōu)波束是否已被使用，若已被使用，可以換成周圍的其他高頻基站的另一個(gè)波束，減輕干擾)、用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)(如用戶發(fā)送數(shù)據(jù)量小的信息如發(fā)微信用時(shí)接入低頻站即可，而用戶看數(shù)據(jù)量大的如視頻時(shí)接入高頻站)、用戶配對(duì)情況(同基站同波束避免干擾)等。

作為一種實(shí)現(xiàn)方式，低頻基站可以通過測量輻射信號(hào)的波達(dá)方向(DOA，Direction Of Arrival)或波達(dá)角(AOA，Angle Of Arrival)來估測UE的位置，低頻基站也可以通過接收到的信號(hào)強(qiáng)度等確定UE的位置，也可以基于所接收信號(hào)強(qiáng)度和DOA或AOA結(jié)合確定UE的位置。

本發(fā)明實(shí)施例中，用戶終端需要初始接入時(shí)，向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼。

步驟102：計(jì)算服務(wù)于所述用戶終端的各高頻基站至所述用戶終端的至少一個(gè)波束信息(BSI)。

本發(fā)明實(shí)施例中，波束信息包括波束方向，DOA、AOA、發(fā)送波束的功率等信息。

步驟103：將所計(jì)算的波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送，以使所述各高頻基站使用所計(jì)算的波束信息服務(wù)于所述用戶終端。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述低頻基站通過與所述各高頻基站之間的X2接口將所述波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送。

作為一種實(shí)現(xiàn)方式，本發(fā)明實(shí)施例中增設(shè)了一條波束選擇索引BEAM-SELECTION-INDEX的信令，該信令主要包含N個(gè)高頻基站各自的波束選擇指示信息。分別指示對(duì)應(yīng)的基站，為其確定了該基站的波束信息。也就是說，低頻基站為各高頻基站計(jì)算出波束信息后，封裝于BEAM-SELECTION-INDEX信令中，分別向各高頻基站發(fā)送該BEAM-SELECTION-INDEX信令，各高頻基站根據(jù)BEAM-SELECTION-INDEX信令中與自身對(duì)應(yīng)的波束信息，按波束信息要求向用戶終端發(fā)送相應(yīng)的波束，使用戶終端接入高頻基站中。BEAM-SELECTION-INDEX信令的結(jié)構(gòu)可以為如圖2所示的結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然，也可以將所計(jì)算出的各高頻基站的波束信息分別向?qū)?yīng)的高頻基站發(fā)送。

上述方法還包括：所述低頻基站未能為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站時(shí)，直接作為所述用戶終端的服務(wù)基站為所述用戶終端提供接入服務(wù)。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖，如圖3所示，所述基于低頻通信的高頻通信接入方法包括以下步驟：

步驟301，用戶終端發(fā)起初始接入時(shí)，向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼。

低頻基站接收到用戶終端發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼后，為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站。計(jì)算服務(wù)于所述用戶終端的各高頻基站至所述用戶終端的波束信息，并將所計(jì)算的波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送，以使所述各高頻基站使用所計(jì)算的波束信息服務(wù)于所述用戶終端。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以基于以下信息的至少一種確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站：高頻基站位置信息、用戶位置信息；當(dāng)前波束使用情況(如最優(yōu)波束是否已被使用，若已被使用，可以換成周圍的其他高頻基站的另一個(gè)波束，減輕干擾)、用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)(如用戶發(fā)送數(shù)據(jù)量小的信息如發(fā)微信用時(shí)接入低頻站即可，而用戶看數(shù)據(jù)量大的如視頻時(shí)接入高頻站)、用戶配對(duì)情況(同基站同波束避免干擾)等。

步驟302，用戶端啟動(dòng)波束掃描，選擇與自身配對(duì)的接收波束。

步驟303，用戶端確定自身波束與所述接收波束對(duì)齊后，接收所述接收波束中的接入控制信息并執(zhí)行隨機(jī)接入，接入發(fā)送所述接收波束的基站。

所述發(fā)送所述接收波束的基站包括：高頻基站或接收所述隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的低頻基站。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖，如圖4所示，所述基于低頻通信的高頻通信接入方法包括以下步驟：

步驟401，高頻基站接收低頻基站發(fā)送的所述高頻基站至用戶終端的波束信息。

本發(fā)明實(shí)施例中，用戶終端需要初始接入時(shí)，向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼。低頻基站接收到用戶終端發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼后，根據(jù)所述用戶終端當(dāng)前的位置信息、所述用戶終端周邊的高頻基站的位置信息和狀態(tài)信息，為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站。計(jì)算服務(wù)于所述用戶終端的各高頻基站至所述用戶終端的波束信息，并將所計(jì)算的波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送，以使所述各高頻基站使用所計(jì)算的波束信息服務(wù)于所述用戶終端。

步驟402，高頻基站基于所接收的波束信息向所述用戶終端發(fā)送接入控制信息。

高頻基站向用戶終端發(fā)送相應(yīng)的波束，以將接入控制信息發(fā)送給用戶終端。

所述發(fā)送所述接收波束的基站包括：高頻基站或接收所述隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的低頻基站。

以下通過具體示例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的基于低頻通信的高頻通信接入方法的流程示意圖，如圖5所示，基于低頻通信的高頻通信接入方法包括以下步驟：

步驟1，當(dāng)用戶終端需要初始接入時(shí)，用戶終端發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)至低頻基站；

步驟2，低頻基站根據(jù)該用戶終端當(dāng)前(更新的)地理位置信息，及用戶終端周圍高頻基站的位置信息、高頻基站狀態(tài)等信息，低頻基站計(jì)算負(fù)責(zé)服務(wù)該用戶終端的高頻基站及其相應(yīng)的波束；

本發(fā)明實(shí)施例中，低頻基站確定當(dāng)前若無合適的高頻基站可選擇，可省略步驟3至步驟5，低頻基站直接執(zhí)行步驟步驟6，為用戶終端提供服務(wù)。

步驟3，低頻基站將步驟2中求得的波束信息(BSI)通過X2接口傳遞至各高頻基站。

本發(fā)明實(shí)施例中，服務(wù)于用戶終端的高頻基站可以為一個(gè)或多個(gè)。本示例中假設(shè)為單高頻基站服務(wù)，只有HB eNB₂接收到該BSI并對(duì)用戶終端服務(wù)。

步驟4，高頻基站采用步驟2中的波束服務(wù)該用戶終端；

步驟5，用戶終端端開始波束掃描選擇配對(duì)的接收端波束，直至波束對(duì)齊；

步驟6，用戶終端端開始MIB信息、接收SIB信息、隨機(jī)接入請(qǐng)求等操作。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的低頻基站的結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖6所示，所述低頻基站包括：

接收單元60，用于接收到用戶終端發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼；

確定單元61，用于為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站；

本發(fā)明實(shí)施例中，可以基于以下信息的至少一種確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站：高頻基站位置信息、用戶位置信息；當(dāng)前波束使用情況(如最優(yōu)波束是否已被使用，若已被使用，可以換成周圍的其他高頻基站的另一個(gè)波束，減輕干擾)、用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)(如用戶發(fā)送數(shù)據(jù)量小的信息如發(fā)微信用時(shí)接入低頻站即可，而用戶看數(shù)據(jù)量大的如視頻時(shí)接入高頻站)、用戶配對(duì)情況(同基站同波束避免干擾)等。

計(jì)算單元62，用于計(jì)算服務(wù)于所述用戶終端的各高頻基站至所述用戶終端的波束信息；

發(fā)送單元63，用于將所計(jì)算的波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送，以使所述各高頻基站使用所計(jì)算的波束信息服務(wù)于所述用戶終端。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述發(fā)送單元63，還用于通過與所述各高頻基站之間的X2接口將所述波束信息分別向所述各高頻基站發(fā)送。

在圖6所示的低頻基站的基礎(chǔ)上，所述低頻基站還包括：接入服務(wù)單元(圖6中未示出)，用于在所述確定單元61未能為所述用戶終端確定服務(wù)于所述用戶終端的高頻基站時(shí)，直接作為所述用戶終端的服務(wù)基站為所述用戶終端提供接入服務(wù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，前述的接收單元60和發(fā)送單元63可以通過天線系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)；確定單元61和計(jì)算單元62可以通過FPGA、微處理器等實(shí)現(xiàn)。圖6所示的低頻基站中的各單元的實(shí)現(xiàn)功能可參照前述各實(shí)施例的基于低頻通信的高頻通信接入方法的相關(guān)描述而理解。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的用戶終端的結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖6所示，所述用戶終端包括：

發(fā)起單元70，用于發(fā)起初始接入，并向低頻基站發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼；

掃描單元71，用于啟動(dòng)波束掃描，選擇與所述用戶終端配對(duì)的接收波束；

確定單元72，用于確定所述用戶終端的波束與所述接收波束是否對(duì)齊，對(duì)齊時(shí)觸發(fā)接收單元；

接收單元73，用于接收所述接收波束中的接入控制信息；

接入單元74，用于執(zhí)行隨機(jī)接入，接入發(fā)送所述接收波束的基站。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述發(fā)送所述接收波束的基站包括：高頻基站或接收所述隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的低頻基站。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，前述的發(fā)起單元70、掃描單元71、接收單元73、接入單元74等可以通過天線系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)；確定單元72可以通過FPGA、微處理器等實(shí)現(xiàn)。圖7所示的用戶終端中的各單元的實(shí)現(xiàn)功能可參照前述各實(shí)施例的基于低頻通信的高頻通信接入方法的相關(guān)描述而理解。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的高頻基站的結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖8所示，所述高頻基站包括：

接收單元80，用于接收低頻基站發(fā)送的所述高頻基站至用戶終端的波束信息；

發(fā)送單元81，用于基于所接收的波束信息向所述用戶終端發(fā)送接入控制信息。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述接收單元80，還用于通過與所述低頻基站之間的X2接口接收所述波束信息。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，前述的接收單元80和接收單元81可以通過天線系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)。圖8所示的高頻基站中的各單元的實(shí)現(xiàn)功能可參照前述各實(shí)施例的基于低頻通信的高頻通信接入方法的相關(guān)描述而理解。

本發(fā)明實(shí)施例所記載的技術(shù)方案之間，在不沖突的情況下，可以任意組合。

在本發(fā)明所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的方法和智能設(shè)備，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的設(shè)備實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，如：多個(gè)單元或組件可以結(jié)合，或可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過一些接口，設(shè)備或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性的、機(jī)械的或其它形式的。

上述作為分離部件說明的單元可以是、或也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是、或也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上；可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各實(shí)施例中的各功能單元可以全部集成在一個(gè)第二處理單元中，也可以是各單元分別單獨(dú)作為一個(gè)單元，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中；上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。