CN106559122A - 一种采用波束赋形的数据通信方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种采用波束赋形的数据通信方法和装置，方法包括：发送端使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；所述发送端使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。本发明将公共信道的收发和波束训练过程相结合，采用波束赋形发送公共信道的信息，在增强公共信道覆盖的同时，完成部分波束训练过程，以提高发送侧和接收侧之间波束训练的效率，增强波束跟踪的性能，保证高频段下无线通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种采用波束赋形的数据通信方法和装置。
背景技术
随着移动互联网、物联网业务的迅猛增长，业务类型丰富多样，预测未来5G(fifth generation，第五代移动通讯)的用户峰值速率增长10-100倍，小区吞吐量增长1000倍，支持用户数增长10-100倍，提供约10Gbps的峰值速率。仅仅依赖于频谱效率的提升难以满足高速无线业务传输的需求，无线通信的频谱短缺成为了未来无线通信技术发展的瓶颈。高频通信预测可用频段为25GHz、31GHz、66-76或81-86GHz等新频段，释放的总带宽将大于100GHz，作为5G无线通信系统频谱扩充的重要途径。
由于高频电磁波的路径损耗和穿透损耗较传统通信系统大很多，提供可靠的链路质量是高频通信系统首先要解决的问题，另一方面，高频段小型化的天线和设备、较高的方向增益为未来Massive(大规模)MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术实现创造了得天独厚的条件。因此高频通信和MIMO尤其是BF(Beam forming，波束赋形)的结合是未来无线通信发展的必然趋势。
目前WPAN(Wireless Personal Area Network，无线个人局域网)和WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)已经制定了毫米波频段通信的技术标准，如ECMA(European Computer Manufactures Association，欧洲计算机制造联合会)-387，IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.15.3c和IEEE 802.11ad，并逐步走向产业化。现有的协议标准和业界研究成果中，针对业务数据传输部分，大部分都考虑了采用BF技术形成具有方向性的波束来补偿高频段下的路径损耗。发送侧和接收侧的波束训练过程通常采用的是时域扫描的方法。在发送侧，用于波束训练的参考信号根据一定的规则周期性发送，不同方向的波束在不同的时间域上发送；接收侧分别扫描相应时间段内的信号，根据一定的性能评估准则如接收信号强度或信干噪比等判断最好的波束并反馈给发送侧。接收侧也可采用波束赋形进行接收，以增强接收信号强度，此时，接收侧也需要对不同方向的接收波束进行扫描，找到最合适的波束对，并将相应的信息反馈给发送侧。
现有方案大部分基于WLAN机制，采用时分的方法和竞争接入机制，对于以类似于LTE(Long Term Evolution，长期演进)采用OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access，正交频分多址)接入以及调度机制的系统而言并不适应。且通过时间域上进行波束扫描来获取发送和接收侧之间的最优波束对的方法，当波束的波瓣宽度较窄，波束方向较多时，发送侧和接收侧波束扫描需要时间较长。用户移动时，难以有效跟踪波束的变化，严重影响通信质量。
发明内容
本发明提出了一种采用波束赋形的数据通信方法和装置，将公共信道的收发和波束训练过程相结合，采用波束赋形发送公共信道的信息，在增强公共信道覆盖的同时，完成部分波束训练过程，以提高发送侧和接收侧之间波束训练的效率，增强波束跟踪的性能，保证高频段下无线通信质量。
为了解决上述问题，采用如下技术方案。
一种采用波束赋形的数据通信方法，包括：
发送端使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；
所述发送端使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据包括：
所述发送端确定覆盖范围与所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束相对应的第三波束级的波束；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
所述发送端使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道；
所述发送端使用所述接收端所反馈的所述第三波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述发送端使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道包括：
所述发送端在所确定的一个所述第三波束级的波束上发送所述专用控制信道，或在所确定的多个所述第三波束级的波束上遍历发送所述专用控制信道；不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据包括：
所述发送端使用所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述发送端使用第一波束级的波束发送公共信道的信号包括：
所述发送端在所述第一波束级中的所有波束上遍历发送所述公共信道，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述发送端使用第二波束级的波束发送参考信号包括：
所述发送端在所述第二波束级中的所有波束上遍历发送所述参考信号，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
一种采用波束赋形的数据通信方法，包括：
接收端通过第一波束级的波束接收公共信道的信号；
所述接收端通过第二波束级的波束接收参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述接收端通过第一波束级的波束接收公共信道的信号后还包括：
所述接收端根据所接收的同步信号或发现信号确定所述第一波束级中的最优波束；
所述接收端在所述第一波束级中的最优波束对应的以下资源中的任一种或任意组合中解调所述广播信号：时域资源，频域资源、码域资源。
可选地，所述接收端通过第二波束级的波束接收参考信号后还包括：
所述接收端在覆盖范围与所述第一波束级的最优波束对应的所述第二波束级的一个或多个波束中，根据所接收的参考信号确定所述第二波束级的最优波束；其中，所述第一波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第二波束级中的一个或多个波束的覆盖范围。
可选地，所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束后还包括：
所述接收端通过覆盖范围与所述第二波束级的最优波束对应的所述第三波束级的一个或多个波束接收专用控制信道的信号；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
所述接收端在接收所述专用控制信道所使用的第三波束级的波束中，根据所接收的专用控制信道的信号确定所述第三波束级的最优波束并反馈；
所述接收端通过所述第三波束级的最优波束接收用户数据。
可选地，所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束后还包括：
所述接收端通过所述第二波束级的最优波束接收用户数据。
一种采用波束赋形的数据通信装置，设置于发送端，包括：
第一发送模块，用于使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；
第二发送模块，用于使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
第三发送模块，用于使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述第三发送模块包括：
确定单元，用于确定覆盖范围与所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束相对应的第三波束级的波束；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
专用控制信道发送单元，用于使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道；
用户数据发送单元，用于使用所述接收端所反馈的所述第三波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述专用控制信道发送单元使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道是指：
所述专用控制信道发送单元在所确定的一个所述第三波束级的波束上发送所述专用控制信道，或在所确定的多个所述第三波束级的波束上遍历发送所述专用控制信道；不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述第三发送模块使用接收端反馈的最优波束发送用户数据是指：
所述第三发送模块使用所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述第一发送模块使用第一波束级的波束发送公共信道的信号是指：
所述第一发送模块在所述第一波束级中的所有波束上遍历发送所述公共信道，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述第二发送模块使用第二波束级的波束发送参考信号包括：
所述第二发送模块在所述第二波束级中的所有波束上遍历发送所述参考信号，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
一种采用波束赋形的数据通信装置，设置于接收端，包括：
第一接收模块，用于通过第一波束级的波束接收公共信道的信号；
第二接收模块，用于通过第二波束级的波束接收参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
第一反馈模块，用于反馈所述第二波束级的最优波束。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述第一接收模块还用于在通过第一波束级的波束接收公共信道的信号后，根据所接收的同步信号或发现信号确定所述第一波束级中的最优波束；在所述第一波束级中的最优波束对应的以下资源中的任一种或任意组合中解调所述广播信号：时域资源，频域资源、码域资源。
可选地，所述第一接收模块还用于在通过第二波束级的波束接收参考信号后，在覆盖范围与所述第一波束级的最优波束对应的所述第二波束级的一个或多个波束中，根据所接收的参考信号确定所述第二波束级的最优波束；其中，所述第一波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第二波束级中的一个或多个波束的覆盖范围。
可选地，所述的装置还包括：
第三接收模块，用于通过覆盖范围与所述第二波束级的最优波束对应的所述第三波束级的一个或多个波束接收专用控制信道的信号；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
第二反馈模块，用于在接收所述专用控制信道所使用的第三波束级的波束中，根据所接收的专用控制信道的信号确定所述第三波束级的最优波束并反馈；
用户数据接收模块，用于通过所述第三波束级的最优波束接收用户数据。
可选地，所述的装置还包括：
用户数据接收模块，用于通过所述第二波束级的最优波束接收用户数据。
有益效果：采用本发明实施例所提供的分层多级的波束赋形方式下的数据通信方法和装置，提高发送侧和接收侧之间波束训练的效率，增强波束跟踪的性能，保证高频段下无线通信质量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为实施例一的采用波束赋形的数据通信方法的流程示意图；
图2为实施例二的采用波束赋形的数据通信方法的流程示意图；
图3为实施示例一～三中高频段下采用波束赋形的移动通信场景示意图；
图4(a)、(b)、(c)为实施示例一～三中不同级别波束的覆盖示意图；
图5为实施示例一的流程示意图；
图6为实施示例一中多个波束在不同时间域发送信号的示意图；
图7为实施示例一中采用波束赋形发送同步信号和广播信号的示意图；
图8为实施示例一中采用波束赋形发送专用控制信道的示意图；
图9为实施示例二中多个波束在不同频域发送信号的示意图；
图10为多个波束在不同码域发送信号的示意图；
图11为实施示例二中采用波束赋形发送同步信号和广播信号的示意图；
图12为实施示例三中采用波束赋形发送专用控制信道的示意图；
图13为实施示例三的流程示意图；
图14为实施例三的采用波束赋形的数据通信装置的示意图；
图15为实施例四的采用波束赋形的数据通信装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一、一种采用波束赋形的数据通信方法，如图1所示，包括：
S110、发送端使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；
S120、所述发送端使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
S130、所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，在一种实施方式中，所述S130包括：
所述发送端确定覆盖范围与所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束相对应的第三波束级的波束；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
所述发送端使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道；
所述发送端使用所述接收端所反馈的所述第三波束级的最优波束发送用户数据。
本实施方式中，采用分层多级的波束赋形方式，可以但不限于将通信过程中的波束赋形和波束训练过程分为三个级别：第一波束级(也可称为宽波束级)，第二波束级(也可称为窄波束级)和第三波束级(也可称为超窄波束级)；其中，宽波束级中的每个波束的覆盖范围分别对应于窄波束级中的一个或多个波束的覆盖范围，窄波束级中每个波束的覆盖范围只对应于一个宽波束级的波束的覆盖范围；窄波束级中的每个波束的覆盖范围分别对应于超窄波束级中的一个或多个波束的覆盖范围，超窄波束级中每个波束的覆盖范围只对应于一个窄波束级的波束的覆盖范围。不同级别的波束可以用级别ID(标识)来进行区分，同一级别内的波束用不同的波束ID来区分，可以根据各波束的实际覆盖范围建立三个级别波束ID之间在覆盖范围上的对应关系。
本实施方式中，将物理层信道和信号分为四类，公共信道，参考信号，专用控制信道和专用数据信道。其中公共信道发送同步信号，广播信号，寻呼信号，系统消息和公共控制信令等；参考信号用于信道状态信息估计，以及获取窄波束级最优波束信息等；专用控制信道发送移动用户或设备专用的信号和控制信令，如超窄波束训练信号，调度消息，信道质量反馈信息，功控信息等；专用数据信道发送移动用户或设备的业务数据。
上述物理层信道和信号采用分层多级的波束赋形的方式发送，波束的波瓣宽度和波束个数分别对应于上述波束赋形的不同级别。
可选地，所述发送端使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道包括：
所述发送端在所确定的一个所述第三波束级的波束上发送所述专用控制信道，或在所确定的多个所述第三波束级的波束上遍历发送所述专用控制信道，即：所确定的第三波束级的波束只有一个时，就在该波束上发送专用控制信道，如果有多个，则遍历这多个波束发送专用控制信道；不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，在另一种实施方式中，所述S130包括：
所述发送端使用所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述步骤S110包括：
所述发送端在所述第一波束级中的所有波束上遍历发送所述公共信道，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述步骤S120包括：
所述发送端在所述第二波束级中的所有波束上遍历发送所述参考信号，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
实施例二、一种采用波束赋形的数据通信方法，如图2所示，包括：
S210、接收端通过第一波束级的波束接收公共信道的信号；
S220、所述接收端通过第二波束级的波束接收参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
S230、所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述步骤S210后还包括：
所述接收端根据所接收的同步信号或发现信号确定所述第一波束级中的最优波束；
所述接收端在所述第一波束级中的最优波束对应的以下资源中的任一种或任意组合中解调所述广播信号：时域资源，频域资源、码域资源。
本可选方式中，所述步骤S220后还可以包括：
所述接收端在覆盖范围与所述第一波束级的最优波束对应的所述第二波束级的一个或多个波束中，根据所接收的参考信号确定所述第二波束级的最优波束；其中，所述第一波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第二波束级中的一个或多个波束的覆盖范围。
可选地，在一种实施方式中，所述S230后还包括：
所述接收端通过覆盖范围与所述第二波束级的最优波束对应的所述第三波束级的一个或多个波束接收专用控制信道的信号；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
所述接收端在波束中，根据所接收的专用控制信道的信号确定所述第三波束级的最优波束并反馈；
所述接收端通过所述第三波束级的最优波束接收用户数据。
可选地，在另一种实施方式中，所述S230后还包括：
所述接收端通过所述第二波束级的最优波束接收用户数据。
下面用一个具体例子说明上述两个实施例，该例子中所述第一、第二、第三波束级分别为宽波束级、窄波束级和超窄波束级，该例子的实现过程包括步骤301～308：
步骤301：发送端(比如但不限于基站或传输节点等)在公共信道中发送同步信号或发现信号，以及广播信号，发射端发送公共信道的信号时，按照宽波束级波束赋形方式进行发送。公共信道的信号在宽波束级中的所有波束上遍历发送，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源；其中，广播信号中包含但不限于以下信息：三个级别波束之间在覆盖范围上的对应关系信息等，该对应关系信息中，每个波束可以分别用级别ID+波束ID唯一标识；同步信号和广播信号所在的时域，频域或码域资源信息以及对应的宽波束级的波束的ID信息；参考信号所在的时域，频域或码域资源信息以及对应的级别内的波束的ID信息；
步骤302：接收端(比如但不限于为移动用户或设备)在宽波束级的所有波束对应的时间域，频域或者码域检测同步信号或发现信号，按照相应性能评估准则如检测到的信号能量，接收信号强度，信干噪比等确定宽波束级的最优波束；在该最优波束对应的时域，频域或码域资源中解调广播信号。根据解调得到的广播信号内的信息，接收端确定最优波束的ID信息，并将宽波束级的最优波束的ID信息反馈给发送端；
步骤303：发送端采用窄波束级波束赋形方式发送参考信号。参考信号周期性的在窄波束级中的所有波束上遍历发送，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源；
步骤304：接收端根据三个级别波束之间的对应关系信息，确定宽波束级的最优波束对应的所有窄波束级的波束的ID信息，然后在所确定的所有窄波束级的波束对应的时频码域资源上接收参考信号，按照相应性能评估准则如接收信号强度，信干噪比等确定窄波束级的最优波束(一个或多个)，并将该最优波束的ID信息反馈给发送端；
步骤305：发送端接收所述接收端反馈的窄波束级的最优波束的ID信息后，根据上述三个级别波束之间的对应关系信息，得到和该移动用户或设备相关的窄波束级的最优波束ID对应的超窄波束级的波束的ID信息列表；
步骤306：发送端按照超窄波束级波束赋形方式发送专用控制信道的信号；专用控制信道在多个超窄波束上发送，包括上述窄波束级的最优波束对应的超窄波束级的波束的ID信息列表中的所有波束。不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源；发送端在发送专用控制信道的同时，可以发送级别内波束的ID信息，或者将波束的ID信息隐藏在时间域，频域或码域资源中；
步骤307：接收端在相应的时频码域资源中接收专用控制信道中的信号，按照相应性能评估准则如接收信号强度，信干噪比等确定最优波束集合；如专用控制信道中同时发送波束的ID信息，则接收端反馈级别内最优波束的ID信息到发送端；如波束的ID信息隐藏在时间域，频域或码域中，则接收端将最优波束对应的时间，频域或码字信息反馈给发送端，发送端根据时间域，频域或码字信息得到对应的最优波束的ID信息；
步骤308：发送端根据接收端反馈的超窄波束级别中最优波束的ID信息确定发送数据的波束方向，按照超窄波束级波束赋形方式发送用户数据。
可选的，对于时延要求比较高，或是数据传输之前不需要调度等控制信令的系统和网络，发送端在步骤304后可以不进行步骤305～308，改为进行下述步骤：
发送端根据接收端反馈的窄波束级的波束的ID信息，按照窄波束级波束赋形方式发送用户数据。
下面用三个实施示例说明上述实施例。以下实施示例中，将第一波束级称为宽波束级，第二波束级称为窄波束级，第三波束级称为超窄波束级。
实施示例一：
如图3所示，发送节点TP采用高频段为其覆盖下的MS(MobileSubscriber，移动用户)提供高速数据服务。TP为具有波束赋形能力的节点，通过对天线相位上的权值赋形，可以形成不同形状和方向的波束。TP通过波束赋形的方式同时为多个MS(比如图1中的第一移动用户及第二移动用户)提供服务。
由于高频段下路径损耗较大，为了保证覆盖，采用波束赋形的方式形成具有方向性的波束来增加天线增益，提升信号接收强度。波束宽度(通常情况下用3dB波瓣宽度来衡量)越窄，天线带来的增益越大。
本实施示例中，为满足同步和广播信号的覆盖，发送同步和广播信号的单个波束波瓣宽度为40度，采用三个相同波瓣宽度的波束，其主瓣方向分别为40度，0度和-40度，覆盖水平面120度区域，如图4(a)中所示的波束0-0、波束0-1及波束0-2，这三个波束都是宽波束级的波束，级别ID为0，波束ID分别为0、1、2。窄波束级和超窄波束级的波束用于发送参考信号，专用控制信道的信号以及用户数据。在本实施例中，每个宽波束对应3个窄波束，一共9个窄波束，级别ID为1，波束ID为0～8，如图4(b)中所示的波束1-0、波束1-1、波束1-2、波束1-3、波束1-4、波束1-5、波束1-6、波束1-7和波束1-8；每个窄波束对应3个超窄波束，一共27个超窄波束，级别ID为2，波束ID为0～26如图4(c)中所示的波束2-k、波束2-k+1和波束2-k+2就是27个超窄波束中的3个，其中k为整数，0≤k≤24。根据覆盖特性，波束之间的关系如表1所示。
表1、波束覆盖关系对应表
本实施示例中数据通信的流程图参考图5，包括步骤501～514。
501、TP使用宽波束级的波束发送同步信号给MS。
502、TP使用宽波束级的波束发送广播信号给MS。
上述两个步骤中，TP在发送同步信号和广播信号时，采用宽波束级的波束赋形，在不同的时间段分别发送如图4(a)所示的3个不同方向的宽波束级的波束，如图6所示，在时间段t1发送所述波束0-0，在时间段t2发送所述波束0-1，在时间段t3发送所述波束0-2)。广播信号中包含但不限于以下信息：系统消息；三个级别的波束之间在覆盖范围上的对应关系信息等，该对应关系信息中，每个波束可以分别用级别ID+波束ID唯一标识；同步信号和广播信号所在的时域信息以及对应的宽波束级的波束的ID信息(包括级别ID及波束ID)；参考信号所在的时域信息以及对应的级别内的波束的ID信息。
在时间域上，广播信号位于同步信号之后发送，且周期性发送，如图7所示。
503、MS取得同步，并确定宽波束级中最优波束的ID信息。
本步骤中，接收侧MS在时间轴上检测同步信号，三个级别的波束之间在覆盖范围上的对应关系信息和系统消息等信息。MS随后检测t2’时刻和t3’时刻的同步信号，比较t1’时刻、t2’时刻和t3’时刻检测到的同步信号的峰值信息，确定宽波束级的最优波束的ID信息。
504、MS在该最优波束对应的资源中解调广播信号。
本步骤中，在最优波束对应的资源上解调广播信号后，得到当前时刻发送的波束的ID信息，以及同步信号和广播信号其他波束对应的时域信息。505、MS反馈宽波束级中最优波束的ID信息给TP。
506、TP使用窄波束级的波束发送参考信号给MS。
本步骤中，TP采用窄波束级波束赋形方式发送参考信号，参考信号也是周期性发送，TP覆盖范围内的所有MS都使用相同的参考信号进行信道估计和窄波束级波束训练，因此TP需要在所有窄波束级别的波束上发送参考信号。在本实施示例中，考虑在时间域上进行波束的遍历。
507、MS获取CSI(Channel State Information，信道状态信息)，并确定窄波束级中最优波束的ID信息。
本步骤中，MS首先根据确定宽波束级中最优波束对应的窄波束级的波束，假设宽波束级的最优波束为波束0-1，根据表1，对应的窄波束级的波束为波束1-3，波束1-4和波束1-5。MS在这三个窄波束级的波束对应的时域资源上检测参考信号，比较三个波束上的信号强度，得到窄波束级的最优波束，假设为波束1-3。
508、MS将相应波束上的CSI以及窄波束级的最优波束的ID信息上报给TP。
509、TP进行调度和资源分配。
510、TP使用超窄波束级的波束发送专用控制信道给MS。
上述两个步骤中，TP根据各MS上报的CSI信息等，经过调度和资源分配，将相关调度信息等通过专用控制信道发送给MS。专用控制信道采用超窄波束级的波束赋形方式发送。TP根据MS上报的窄波束级的最优波束确定对应的超窄波束级的波束，根据图3，波束1-3对应的超窄波束级的波束为波束2-9，波束2-10，波束2-11。针对MS的专用控制信道的信号在这三个波束上发送。在本实施示例中，发送专用控制信道的不同波束在不同的频域资源上遍历发送，如图8所示。
511、MS获取控制信息，并确定超窄波束级中最优波束的ID信息。
512、MS反馈超窄波束级中最优波束的ID信息给TP。
上述两个步骤中，MS在f1，f2和f3三个频域资源上解调控制信令，根据解调得到的信干噪比确定超窄波束级的最优波束的ID信息，然后将该信息上报给发送端TP。
513、TP使用超窄波束级的波束发送用户数据给MS。
本步骤中，TP根据MS上报的超窄波束级的最优波束的ID信息采用相应的超窄波束级的波束发送用户数据给MS，按照该最优波束的ID信息对应的赋形方式进行波束赋形并发送。
514、MS解码用户数据。
实施示例二：
如图3所示，发送节点TP采用高频段为其覆盖下的MS提供高速数据服务。TP为具有波束赋形能力的节点，通过对天线相位上的权值赋形，可以形成不同形状和方向的波束。TP通过波束赋形的方式同时为多个MS提供服务。
由于高频段下路径损耗较大，为了保证覆盖，采用波束赋形的方式形成具有方向性的波束来增加天线增益，提升信号接收强度。波束宽度(通常情况下用3dB波瓣宽度来衡量)越窄，天线带来的增益越大。本实施示例中，为满足同步和广播信号的覆盖，发送同步和广播信号的单个波束波瓣宽度为40度，采用三个相同波瓣宽度的波束，其主瓣方向分别为40度，0度和-40度，覆盖水平面120度区域，如图4(a)中所示的波束0-0、波束0-1及波束0-2，这三个波束都是宽波束级的波束，级别ID为0，波束ID分别为0、1、2。窄波束级和超窄波束级的波束用于发送参考信号，专用控制信道的信号以及用户数据。在本实施例中，每个宽波束对应3个窄波束，一共9个窄波束，级别ID为1，波束ID为0～8，如图4(b)中所示的波束1-0～波束1-8；每个窄波束对应3个超窄波束，一共27个超窄波束，级别ID为2，波束ID为0～26如图4(c)中所示的波束2-k、波束2-k+1和波束2-k+2就是27个超窄波束中的3个，其中k为整数，0≤k≤24。根据覆盖特性，波束之间的关系如实施示例一中的表1所示。
本实施示例中数据通信的流程图参考图5，步骤同实施示例一的步骤501～514，但实现细节上略有不同，下面详细叙述。
TP在发送同步和广播信号时，采用宽波束级别波束赋形，在不同的频域资源上分别发送如图4(a)所示的3个不同方向的宽波束，不同波束所使用的频域资源保持一定的间隔，以利于滤波器滤波，如图9所示，或者码域资源保持一定的间隔，如图10所示。广播信息中包含但不限于以下信息：系统消息；三个级别的波束之间在覆盖范围上的对应关系信息等，该对应关系信息中，每个波束可以分别用级别ID+波束ID唯一标识；同步信号和广播信号所在的时域信息以及对应的宽波束级的波束的ID信息；参考信号所在的时域信息以及对应的级别内的波束的ID信息。
在时间上，广播信号位于同步信号之后，且周期性发送，如图11所示。接收侧MS在对同步信号所在的三个频段f1，f2和f3(相应的频点信息可通过预先配置或相同站点的低频段网络广播信息获知)进行滤波后分别检测同步信号，如在f2上检测到有效的同步信号，则在随后相应的广播信道上解调广播信号，得到当前资源上发送的波束的ID信息，以及同步信号和广播信号其他波束的信息，三个级别的波束之间在覆盖范围上的对应关系信息和系统消息等信息。MS比较在f1，f2和f3上检测到的同步信号的峰值信息，确定宽波束级中最优波束的ID信息，并将该最优波束的ID信息反馈给TP。
TP采用窄波束级波束赋形方式发送参考信号，参考信号也是周期性发送，TP覆盖范围内的所有MS都使用相同的参考信号进行信道估计和窄波束级波束训练，因此TP需要在所有窄波束级别的波束上发送参考信号。在本实施示例中，考虑在时间域上进行波束的遍历。MS根据宽波束级的最优波束的ID信息，假设为波束0-1，根据表1确定对应的窄波束级的波束为波束1-3，波束1-4和波束1-5。MS在这三个波束对应的时域资源上检测参考信号，比较三个波束上的信号强度，得到窄波束级的最优波束，假设为波束1-3。MS将相应波束上的CSI(Channel State Information，信道状态信息)以及窄波束级中最优波束的ID信息上报给TP。
TP根据各MS上报的CSI信息等，经过调度和资源分配，将相关调度信息等通过专用控制信道发送给MS。专用控制信道采用超窄波束级的波束赋形方式发送。TP根据MS上报的窄波束级别最优波束确定对应的超窄波束级的最优波束的ID信息，根据表1确定波束1-3对应的超窄波束级的波束为波束2-9，波束2-10，波束2-11。针对MS的专用控制信道的信号在这三个波束上发送。在本实施例中，发送专用控制信道的不同波束在不同的码域资源上遍历发送，如图12所示。三组天线赋形生成3个不同方向的波束，在相同的时频资源上，通过三个正交或准正交的码字进行扩频后发送，接收侧解调得到不同码字下的信号，根据解调得到的信干噪比确定超窄波束级的最优波束的ID信息，然后将超窄波束级的最优波束的ID信息上报给发送端TP。
TP根据MS上报的超窄波束级的最优波束的ID信息采用相应的超窄波束级的波束发送用户数据，按照该最优波束的ID信息对应的赋形方式进行波束赋形并发送。
实施示例三：
如图3所示，发送节点TP采用高频段为其覆盖下的MS提供高速数据服务。TP为具有波束赋形能力的节点，通过对天线相位上的权值赋形，可以形成不同形状和方向的波束。TP通过波束赋形的方式同时为多个NS提供服务。
由于高频段下路径损耗较大，为了保证覆盖，采用波束赋形的方式形成具有方向性的波束来增加天线增益，提升信号接收强度。波束宽度(通常情况下用3dB波瓣宽度来衡量)越窄，天线带来的增益越大。本实施例中，为满足同步和广播信号的覆盖，发送同步和广播信号的单个波束波瓣宽度为40度，采用三个相同波瓣宽度的波束，其主瓣方向分别为40度，0度和-40度，覆盖水平面120度区域，如图4(a)中所示的波束0-0、波束0-1及波束0-2，这三个波束都是宽波束级的波束，级别ID为0，波束ID分别为0、1、2。窄波束级和超窄波束级的波束用于发送参考信号，专用控制信道的信号以及用户数据。在本实施例中，每个宽波束对应3个窄波束，一共9个窄波束，级别ID为1，波束ID为0～8，如图4(b)中所示的波束1-0～波束1-8；每个窄波束对应3个超窄波束，一共27个超窄波束，级别ID为2，波束ID为0～26如图4(c)中所示的波束2-k、波束2-k+1和波束2-k+2就是27个超窄波束中的3个，其中k为整数，0≤k≤24。根据覆盖特性，波束之间的关系如实施示例一中的表1所示。
本实施示例中数据通信的流程图参考图13，包括步骤601～610。
601、TP使用宽波束级的波束发送同步信号给MS。
602、TP使用宽波束级的波束发送广播信号给MS。
上述两个步骤中，TP在发送同步信号和广播信号时，采用宽波束级别波束赋形，在不同的时间段分别发送如图4(a)所示的3个不同方向的宽波束，如图6所示。广播信息中包含但不限于以下信息：系统消息；三个级别波束之间在覆盖范围上的对应关系信息等，该对应关系信息中，每个波束可以分别用级别ID+波束ID唯一标识；同步信号和广播信号所在的时域信息以及对应的宽波束级的波束的ID信息；参考信号所在的时域信息以及对应的级别内的波束的ID信息。
在时间域上，广播信号位于同步信号之后，且周期性发送，如图7所示。
603、MS取得同步，并确定宽波束级中最优波束的ID信息。
本步骤中，接收侧MS在时间轴上检测同步信号，三个级别的波束之间在覆盖范围上的对应关系信息和系统消息等信息。MS随后检测t2’时刻和t3’时刻的同步信号，比较t1’时刻、t2’时刻和t3’时刻检测到的同步信号的峰值信息，确定宽波束级的最优波束的ID信息。
604、MS在该最优波束对应的资源中解调广播信号。
本步骤中，在最优波束对应的资源上解调广播信号后，得到当前时刻发送的波束的ID信息，以及同步信号和广播信号其他波束对应的时域信息。
605、MS反馈宽波束级中最优波束的ID信息给TP。
606、TP使用窄波束级的波束发送参考信号给MS。
本步骤中，TP采用窄波束级波束赋形方式发送参考信号，参考信号也是周期性发送，TP覆盖范围内的所有MS都使用相同的参考信号进行信道估计和窄波束级波束训练，因此TP需要在所有窄波束级别的波束上发送参考信号。在本实施示例中，考虑在时间域上进行波束的遍历。
607、MS获取CSI(Channel State Information，信道状态信息)，并确定窄波束级中最优波束的ID信息。
本步骤中，MS首先根据确定宽波束级中最优波束对应的窄波束级的波束，假设宽波束级的最优波束为波束0-1，根据表1，对应的窄波束级的波束为波束1-3，波束1-4和波束1-5。MS在这三个窄波束级的波束对应的时域资源上检测参考信号，比较三个波束上的信号强度，得到窄波束级的最优波束，假设为波束1-3。
608、MS将相应波束上的CSI以及窄波束级的最优波束的ID信息上报给TP。
609、TP使用窄波束级的波束发送用户数据给MS。
对于一些对时延比较敏感的业务或者巨量用户接入的场景，数据传输之前不需要调度等控制信令。本实施示例中，TP根据MS上报的窄波束级的最优波束的ID信息采用相应的窄波束级的波束发送用户数据，按照该最优波束的ID信息对应的赋形方式进行波束赋形并发送。
610、MS解码用户数据。
实施例三、一种采用波束赋形的数据通信装置，设置于发送端，如图14所示，包括：
第一发送模块141，用于使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；
第二发送模块142，用于使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
第三发送模块143，用于使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述第三发送模块143包括：
确定单元，用于确定覆盖范围与所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束相对应的第三波束级的波束；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
专用控制信道发送单元，用于使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道；
用户数据发送单元，用于使用所述接收端所反馈的所述第三波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述专用控制信道发送单元使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道是指：
所述专用控制信道发送单元在所确定的一个所述第三波束级的波束上发送所述专用控制信道，或在所确定的多个所述第三波束级的波束上遍历发送所述专用控制信道；不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述第三发送模块143使用接收端反馈的最优波束发送用户数据是指：
所述第三发送模块143使用所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束发送用户数据。
可选地，所述第一发送模块141使用第一波束级的波束发送公共信道的信号是指：
所述第一发送模块141在所述第一波束级中的所有波束上遍历发送所述公共信道，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
可选地，所述第二发送模块142使用第二波束级的波束发送参考信号包括：
所述第二发送模块142在所述第二波束级中的所有波束上遍历发送所述参考信号，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
实施例四、一种采用波束赋形的数据通信装置，设置于接收端，如图15所示，包括：
第一接收模块151，用于通过第一波束级的波束接收公共信道的信号；
第二接收模块152，用于通过第二波束级的波束接收参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
第一反馈模块153，用于反馈所述第二波束级的最优波束。
可选地，所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
可选地，所述第一接收模块还用于在通过第一波束级的波束接收公共信道的信号后，根据所接收的同步信号或发现信号确定所述第一波束级中的最优波束；在所述第一波束级中的最优波束对应的以下资源中的任一种或任意组合中解调所述广播信号：时域资源，频域资源、码域资源。
可选地，所述第一接收模块还用于在通过第二波束级的波束接收参考信号后，在覆盖范围与所述第一波束级的最优波束对应的所述第二波束级的一个或多个波束中，根据所接收的参考信号确定所述第二波束级的最优波束；其中，所述第一波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第二波束级中的一个或多个波束的覆盖范围。
可选地，所述的装置还包括：
第三接收模块，用于通过覆盖范围与所述第二波束级的最优波束对应的所述第三波束级的一个或多个波束接收专用控制信道的信号；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
第二反馈模块，用于在接收所述专用控制信道所使用的第三波束级的波束中，根据所接收的专用控制信道的信号确定所述第三波束级的最优波束并反馈；
用户数据接收模块，用于通过所述第三波束级的最优波束接收用户数据。
可选地，所述的装置还包括：
用户数据接收模块，用于通过所述第二波束级的最优波束接收用户数据。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (26)
1.一种采用波束赋形的数据通信方法，其特征在于，包括：
发送端使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；
所述发送端使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据包括：
所述发送端确定覆盖范围与所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束相对应的第三波束级的波束；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
所述发送端使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道；
所述发送端使用所述接收端所反馈的所述第三波束级的最优波束发送用户数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送端使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道包括：
所述发送端在所确定的一个所述第三波束级的波束上发送所述专用控制信道，或在所确定的多个所述第三波束级的波束上遍历发送所述专用控制信道；不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端使用接收端反馈的最优波束发送用户数据包括：
所述发送端使用所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束发送用户数据。
6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述发送端使用第一波束级的波束发送公共信道的信号包括：
所述发送端在所述第一波束级中的所有波束上遍历发送所述公共信道，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
7.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述发送端使用第二波束级的波束发送参考信号包括：
所述发送端在所述第二波束级中的所有波束上遍历发送所述参考信号，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
8.一种采用波束赋形的数据通信方法，其特征在于，包括：
接收端通过第一波束级的波束接收公共信道的信号；
所述接收端通过第二波束级的波束接收参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接收端通过第一波束级的波束接收公共信道的信号后还包括：
所述接收端根据所接收的同步信号或发现信号确定所述第一波束级中的最优波束；
所述接收端在所述第一波束级中的最优波束对应的以下资源中的任一种或任意组合中解调所述广播信号：时域资源，频域资源、码域资源。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收端通过第二波束级的波束接收参考信号后还包括：
所述接收端在覆盖范围与所述第一波束级的最优波束对应的所述第二波束级的一个或多个波束中，根据所接收的参考信号确定所述第二波束级的最优波束；其中，所述第一波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第二波束级中的一个或多个波束的覆盖范围。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束后还包括：
所述接收端通过覆盖范围与所述第二波束级的最优波束对应的所述第三波束级的一个或多个波束接收专用控制信道的信号；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
所述接收端在接收所述专用控制信道所使用的第三波束级的波束中，根据所接收的专用控制信道的信号确定所述第三波束级的最优波束并反馈；
所述接收端通过所述第三波束级的最优波束接收用户数据。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收端反馈所述第二波束级的最优波束后还包括：
所述接收端通过所述第二波束级的最优波束接收用户数据。
14.一种采用波束赋形的数据通信装置，设置于发送端，其特征在于，包括：
第一发送模块，用于使用第一波束级的波束发送公共信道的信号；
第二发送模块，用于使用第二波束级的波束发送参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
第三发送模块，用于使用接收端反馈的最优波束发送用户数据。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：
所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三发送模块包括：
确定单元，用于确定覆盖范围与所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束相对应的第三波束级的波束；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
专用控制信道发送单元，用于使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道；
用户数据发送单元，用于使用所述接收端所反馈的所述第三波束级的最优波束发送用户数据。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述专用控制信道发送单元使用所确定的一个或多个所述第三波束级的波束发送专用控制信道是指：
所述专用控制信道发送单元在所确定的一个所述第三波束级的波束上发送所述专用控制信道，或在所确定的多个所述第三波束级的波束上遍历发送所述专用控制信道；不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三发送模块使用接收端反馈的最优波束发送用户数据是指：
所述第三发送模块使用所述接收端所反馈的所述第二波束级的最优波束发送用户数据。
19.如权利要求14～18任一项所述的装置，其特征在于，所述第一发送模块使用第一波束级的波束发送公共信道的信号是指：
所述第一发送模块在所述第一波束级中的所有波束上遍历发送所述公共信道，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
20.如权利要求14～18任一项所述的装置，其特征在于，所述第二发送模块使用第二波束级的波束发送参考信号包括：
所述第二发送模块在所述第二波束级中的所有波束上遍历发送所述参考信号，不同的波束所使用的以下任一种或任几种资源不同：时间域资源、频域资源、码域资源。
21.一种采用波束赋形的数据通信装置，设置于接收端，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于通过第一波束级的波束接收公共信道的信号；
第二接收模块，用于通过第二波束级的波束接收参考信号；其中，所述第一波束级的波束的覆盖范围大于所述第二波束级的波束；
第一反馈模块，用于反馈所述第二波束级的最优波束。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于：
所述公共信道的信号包括同步信号或发现信号，以及广播信号；所述广播信号在时域上迟于所述同步信号或发现信号发送。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于：
所述第一接收模块还用于在通过第一波束级的波束接收公共信道的信号后，根据所接收的同步信号或发现信号确定所述第一波束级中的最优波束；在所述第一波束级中的最优波束对应的以下资源中的任一种或任意组合中解调所述广播信号：时域资源，频域资源、码域资源。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于：
所述第一接收模块还用于在通过第二波束级的波束接收参考信号后，在覆盖范围与所述第一波束级的最优波束对应的所述第二波束级的一个或多个波束中，根据所接收的参考信号确定所述第二波束级的最优波束；其中，所述第一波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第二波束级中的一个或多个波束的覆盖范围。
25.如权利要求23所述的装置，其特征在于，还包括：
第三接收模块，用于通过覆盖范围与所述第二波束级的最优波束对应的所述第三波束级的一个或多个波束接收专用控制信道的信号；其中，所述第二波束级的波束的覆盖范围大于所述第三波束级的波束，所述第二波束级中每个波束的覆盖范围分别对应于所述第三波束级中的一个或多个波束的覆盖范围；
第二反馈模块，用于在接收所述专用控制信道所使用的第三波束级的波束中，根据所接收的专用控制信道的信号确定所述第三波束级的最优波束并反馈；
用户数据接收模块，用于通过所述第三波束级的最优波束接收用户数据。
26.如权利要求23所述的装置，其特征在于，还包括：
用户数据接收模块，用于通过所述第二波束级的最优波束接收用户数据。
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