CN102271014A - 设备间波束配对方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种设备间波束配对方法及设备。其中一种方法包括：设备向网络协调设备发送第一波束配对请求，第一波束配对请求用于获取设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；对端设备为与设备进行通信的设备，设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐；设备根据网络协调设备发送的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集；设备在最小波束区集中的每个波束区，向对端设备发送训练序列，或接收对端设备发送的训练序列。本发明实施例可避免设备在不必要的波束区上发送训练序列和接收训练序列，减少了设备间波束配对时产生的延迟，并降低了设备的功耗。

Description

设备间波束配对方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种设备间波束配对方法及设备。

背景技术

现有的集中式网络架构下，两个设备在无线通信前需进行波束配对，以获取各自的最优发射波束和最优接收波束，从而发送端在最优发射波束向接收端发送数据，同时接收端在最优接收波束接收来自发送端的数据。

目前，波束配对通常采用顺序扫描方法，具体如下：对称天线系统中，假设设备A有EA个接收波束和EA个发射波束，设备B有EB个接收波束和EB个发射波束。设备A在每个发射波束上分别发送EB个重复的训练序列，设备A在EA个发射波束总共发送EA×EB次训练序列。在设备A的每个发射波束上，设备B切换EB个接收波束，比较EB个接收波束接收到的训练序列得出其中最优的接收波束。至此设备B获取了设备A最优的发射波束和自己最优的接收波束。然后将此信息反馈给终端A。设备A最优的接收波束和设备B的最优发射波束，采用同样的原理获得。

在现有波束配对方法中，进行波束配对的两个设备均需扫描各自的全部波束区，因此，设备间波束配对产生的延迟较长且设备功耗高。

发明内容

本发明实施例提供一种设备间波束配对方法及设备，用以解决设备间波束配对过程延迟较长且设备功耗高的缺陷。

一方面，本发明实施例提供一种设备间波束配对方法，包括：

设备向网络协调设备发送第一波束配对请求，所述第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备，所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

所述设备根据所述网络协调设备发送的所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集；

所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

一方面，本发明实施例还提供一种通信设备，包括：

第一请求模块，用于向网络协调设备发送第一波束配对请求，所述第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备，所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

第一波束区集确定模块，用于根据所述网络协调设备发送的所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集；

第一波束对匹配模块，用于在所述最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

本发明实施例设备与对端设备进行波束配对之前，设备根据网络协调设备提供的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可确定对端设备的具体位置，从而确定设备的波束区集中哪些波束区覆盖了对端设备在网络协调设备的最优波束区，进而确定向对端设备发送训练序列或接收对端设备训练序列的最小波束区集，最小波束区集为设备的波束区集中能覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的集合。由于设备在最小波束区集上向对端设备发送训练序列，或在最小波束区集上接收对端设备发送训练序列，而不是在每个波束区向对端设备发送训练序列，或在每个波束区上接收对端设备发送训练序列，避免了设备在不必要的波束区上发送训练序列和接收训练序列。因此，减少了设备间波束配对时产生的延迟，并降低了设备的功耗。

另一方面，本发明实施例提供一种设备间波束配对方法，包括：

网络协调设备接收设备发送的第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

所述网络协调设备根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的所述最小波束区集；所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

网络协调设备向设备发送包括所述最小波束区集的波束配对指示。

另一方面，本发明实施例提供另一种设备间波束配对方法，包括：

设备向网络协调设备发送第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

接收到所述网络协调设备发送的所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集后，所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

另一方面，本发明实施例提供一种网络协调设备，包括：

第二请求接收模块，用于接收设备发送的第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

第二波束区集确定模块，用于根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的所述最小波束区集；所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

第二发送模块，用于网络协调设备向设备发送包括所述最小波束区集的波束配对指示。

另一方面，本发明实施例提供一种通信设备，其包括：

第二波束配对请求模块，用于向网络协调设备发送第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

第三波束配对模块，用于接收到所述网络协调设备发送的所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集后，所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

本发明实施例设备与对端设备进行波束配对之前，网络协调设备向设备提供设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集。设备在最小波束区集上向对端设备发送训练序列，或在最小波束区集上接收对端设备发送训练序列，而不是在每个波束区向对端设备发送训练序列，或在每个波束区上接收对端设备发送训练序列，避免了设备在不必要的波束区上发送训练序列和接收训练序列。因此，减少了设备间波束配对时产生的延迟，并降低了设备的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明第一实施例提供的一种设备间波束配对方法流程图；

图1B为本发明第一实施例提供的另一种设备间波束配对方法流程图；

图2A为本发明第一实施例提供的网络协调设备的一种波束区划分示意图；

图2B为本发明第一实施例提供的设备间波束配对方法的一种应用场景图；

图2C为本发明第一实施例提供的设备间波束配对方法的另一种应用场景图；

图2D为本发明第一实施例提供的设备间波束配对方法的又一种应用场景图；

图2E为本发明第一实施例提供的设备间波束配对方法的再一种应用场景图；

图3A为本发明第一实施例提供的设备调整坐标系方法流程图；

图3B为图3A的一种应用场景图；

图3C为图3A的另一种应用场景图；

图3D为图3A的又一种应用场景图；

图4A为本发明第一实施例提供的一种通信设备结构示意图；

图4B为本发明第一实施例提供的另一种通信设备结构示意图；

图4C为本发明第一实施例提供的又一种通信设备结构示意图；

图4D为本发明第二实施例提供的坐标系调整模块结构示意图；

图4E为本发明第一实施例提供的再一种通信设备结构示意图；

图5A为本发明第一实施例提供的一种网络协调设备结构示意图；

图5B为本发明第一实施例提供的另一种网络协调设备结构示意图；

图6A为本发明第二实施例提供的一种设备间波束配对方法流程图；

图6B为本发明第二实施例提供的另一种设备间波束配对方法流程图；

图7A为本发明第二实施例提供的一种网络协调设备结构示意图；

图7B为本发明第二实施例提供的另一种网络协调设备结构示意图；

图7C为本发明第二实施例提供的又一种网络协调设备结构示意图；

图8A为本发明第二实施例提供的一种通信设备结构示意图；

图8B为本发明第二实施例提供的另一种通信设备结构示意图；

图8C为本发明第二实施例提供的又一种通信设备结构示意图；

图8D为本发明第二实施例提供的坐标系调整模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的设备间波束配对方法主用面向毫米波域网，尤其适用于60GHz毫米波域网。本发明实施例在设备间进行波束配对时，设备根据网络协调设备提供的信息，在自己的全部波束区中确定必须扫描的波束区，以达到减少被扫描波束区的个数的目的。另外，也可由网络协调设备向设备直接提供需要扫描的波束区，设备在网络协调设备提供的波束区进行波束配对，而不是在每个波束区上进行扫描。本发明实施例中网络协调设备与设备的波束划分方式、波束区个数和波束区编号方式(包括波束区编号方向)均相同。其中，编号方式相同为网络协调设备与设备的波束区编号方向相同，且编号时依次进行，中间没有间隔。同时，网络协调设备的最优接收波束区也是自己的最优发射区，设备的最优接收波束区也是自己的最优发射区。

以下第一实施例中设备根据网络协调设备提供的信息在自己的全部波束区中确定必须扫描的波束区。第二实施例中网络协调设备直接向设备提供必须扫描的波束区，不需要设备确定必须扫描的波束区。

第一实施例

图1A为本发明第一实施例提供的一种设备间波束配对方法流程图。本实施例的设备可为波束配对时发送训练序列的设备，其对端设备为接收训练序列的设备；本实施例的设备也可为波束配对时接收训练序列的设备，其对端设备为发送训练序列的设备。如图1A所示，本实施例包括：

步骤11：设备向网络协调设备发送第一波束配对请求，第一波束配对请求用于获取设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；对端设备为与设备进行通信的设备，设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐。

在本发明实施例中，一个设备A在另一设备B的最优波束区为设备A与设备B通信时，设备B的波束区中的最优波束区。设备B在最优波束区与设备A的通信质量可以最好。设备与对端设备进行通信之前，先向网络协调设备请求对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，以通过对端设备在网络协调设备的最优波束区编号确定对端设备的具体位置。对端设备在网络协调设备的最优波束区，为网络协调设备与对端设备进行通信时网络协调设备的最优波束区。在对称天线系统中，对端设备在网络协调设备的最优波束区，为网络协调设备向对端设备发送数据的最优发射波束区，也为网络协调设备接收对端设备数据的最优接收波束区。对端设备在网络协调设备的最优波束区，可由对端设备和网络协调设备通过现有设备间波束配对方法获得。

需要说明的是：本实施例中，设备与对端设备进行波束配对之前，设备坐标系与网络协调设备坐标系已处于对齐模式，即设备坐标系的横轴与网络协调设备坐标系的横轴平行且方向相同，设备坐标系的纵轴与网络协调设备坐标系的纵轴平行且方向相同。同时，对端设备坐标系与网络协调设备坐标系也处于对齐模式。

步骤12：设备根据网络协调设备发送的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

通过对端设备在网络协调设备的最优波束区，设备可确定对端设备的具体位置。设备在覆盖对端设备位置的自身波束区集上向对端设备发送训练序列或接收对端的训练序列时，发送信号的质量或接收信号的质量优于，在没有覆盖设备位置的波束区集上向对端设备发送训练序列或接收对端的训练序列。因此，设备向对端设备发送训练序列的最优波束区或接收对端设备训练序列的最优波束区，为覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的设备的最小波束区集中的波束区。

由于网络协调设备与设备的波束划分方式、波束区个数和波束区编号方式均相同，因此，通过对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可确定设备的波束区集中哪些波束区覆盖了对端设备在网络协调设备的最优波束区，从而确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的集合即最小波束区集。设备确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集的具体方法如下：

设备根据所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反。上述两个波束区的方向相反时，设备确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区，即将网络协调设备在设备的最优波束区，确定为设备向对端设备发送训练序列或接收对端设备训练序列的最优束区。所述两个波束区方向相反通常是两个波束区方向大致成180度，但本领域技术人员能够理解，实际应用中两个波束区并非严格意义上的方向成180度，适当的偏差不会影响本实施例的实现。

在上述两个波束区的方向不相反时，进一步判断上述两个波束区是否相同，也就是进一步判断设备在网络协调设备的最优波束区是否与对端设备在网络协调设备的最优波束区相同，即判断设备在网络协调设备的最优波束区与对端设备在网络协调设备的最优波束区是否为同一个波束区。若为同一个波束区，设备确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合。若上述两个波束区的不相反且上述两个波束区不相同，设备根据所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。其中，网络协调设备的波束划分信息包括网络协调设备的波束划分方式、波束区个数和波束区编号方式等。

步骤13：设备在最小波束区集中的每个波束区上，向对端设备发送训练序列，或接收对端设备发送的训练序列。

设备为发送训练序列的设备时，设备在自己的最小波束区集中的每个波束区上向对端设备发送训练序列，对端设备在自己的最小波束区集中的每个波束区上切换接收训练序列，比较每个波束区接收到的训练序列后，在自己的最小波束区集中得出最优的接收波束区，并在设备的最小波束区集中得出设备的最优发射波束区。对端设备确定第一设备的最优发射波束区和对端设备的最优接收波束区后，可采用全向广播方式在每个波束区上向设备反馈以上最优波束对。对端设备也可采用方向性传输方式在固定的波束区向设备反馈以上最优波束对，例如，对端设备在所述最小波束区集中的每个波束区上，向所述设备反馈以上最优波束对。

图1B为本发明第一实施例提供的另一种设备间波束配对方法流程图。如图1B所示，本实施例主要从网络协调设备的角度说明。本实施例包括：

步骤21：网络协调设备接收设备发送的第一波束配对请求，第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备。

步骤22：网络协调设备向设备发送对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号。

进入域网后，每个设备都与网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区。设备与对端设备进行波束配对之前，向网络协调设备请求对端设备在网络协调设备的最优波束区编号，从而确定对端设备的位置。

本发明实施例设备与对端设备进行波束配对之前，设备根据网络协调设备提供的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可确定对端设备的具体位置，从而确定设备的波束区集中哪些波束区覆盖了对端设备在网络协调设备的最优波束区，进而确定向对端设备发送训练序列或接收对端设备训练序列的最小波束区集，最小波束区集为设备的波束区集中能覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的集合。由于设备在最小波束区集上向对端设备发送训练序列，或在最小波束区集上接收对端设备发送训练序列，而不是在每个波束区向对端设备发送训练序列，或在每个波束区上接收对端设备发送训练序列，避免了设备在不必要的波束区上发送训练序列和接收训练序列。因此，减少了设备间波束配对时产生的延迟，并降低了设备的功耗。

以下说明设备(DEVA)根据对端设备(DEVB)在网络协调设备(PNC)的最优波束区的编号，如何在自己的波束区集中确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

DEVA确定向DEVB发送训练序列的最小波束区集时，或，DEVB确定接收DEVA的最小波束区集时，首先根据所述DEVA在PNC的最优波束区的编号和所述DEVB在PNC的最优波束区的编号，判断所述DEVB在PNC的最优波束区的方向是否与DEVA位于在PNC的最优波束区的方向相反。其中，在DEVA(或DEVB)进入域网时，DEVA(或DEVB)与PNC通过现有波束配对方法进行波束配对，从而确定DEVA(或DEVB)在PNC的最优波束区的编号。

如图2A所示，可按逆时针方向依次对PNC的波束区编号。PNC的第一象限有三个波束区：波束区1、波束区2和波束区3，第二象限有二个波束区：波束区4和波束区5，第三象限有三个波束区：波束区6、波束区7和波束区8，第四象限有二个波束区：波束区9和波束区10。DEVA和DEVB的波束划分方式、波束区个数和波束区编号方式均与PNC相同。

如图2B所示，DEVA在PNC的最优波束区

为波束区1，即编号为1的波束区；DEVB在PNC的最优波束区

为波束区6，即编号为6的波束区。PNC在DEVA的最优波束区为波束区6，PNC在DEVA的最优波束区

为波束区1。DEVA根据

的编号和

的编号，可确定

与的方向完全相反，成180度夹角。同样，DEVB根据的编号和的编号，可确定与

的方向完全相反，成180度夹角。

与

的方向完全相反时，如图2B所示，DEVA的波束区6已完全覆盖PNC的波束区6(DEVB在PNC的最优波束区)，因此DEVA向DEVB发送训练序列或接收DEVB训练序列的最小波束区集为PNC在DEVA的最优波束区

(DEVA的波束区6)。同样，DEVB的波束区1已完全覆盖PNC的波束区1(DEVA在PNC的最优波束区)，因此DEVB接收DEVA训练序列或向DEVA发送训练序列的最小波束区集为，PNC在DEVB的最优波束区

(DEVB的波束区1)。

在

与

的方向不完全相反时，可分以下两种情况来讨论。第一种，与

在PNC上相同的波束区。第二种情况，与

在PNC上不相同的波束区。

如图2C所示，

与

在PNC上的波束区均为：波束区1，DEVA上所有波束区组成的集合才能完全覆盖PNC上波束区1，因此，

与在PNC上相同的波束区时，DEVA向DEVB发送训练序列或接收DEVB训练序列的最小波束区集为，DEVA上所有波束区的集合。同理，DEVB上所有波束区组成的集合才能完全覆盖PNC上波束区1。因此，

与

在PNC上相同的波束区时，DEVB向DEVA发送训练序列或接收DEVA训练序列的最小波束区集为，DEVB上所有波束区的集合。

与

在PNC上两个不相同的波束区时，再分为两种情况讨论：一种是：

与

在PNC上两个相邻的波束区，另一种是：

与

在PNC上两个不相邻的波束区。

与在PNC上两个相邻的波束区的情况：

由于DEVA和PNC的波束划分方式、波束区个数和波束区编号方式(包括波束区编号方向)均相同、且DEVA的坐标系和PNC的坐标系处于对齐模式，因此，通过PNC提供的DEVB在PNC的最优波束区的编号2、DEVA与PNC在波束配对时确定的DEVA在PNC的最优波束区的编号1和PNC在DEVA的最优波束区的编号6，针对DEVA可绘示出如图2D所示的场景图。如图2D所示，

在PNC上的波束区编号为波束区1，

在PNC的波束区编号为波束区2，波束区1与波束区2为PNC上两个相邻的波束区。图2D中箭头所示的区域覆盖PNC上的波束区2。DEVA的波束区2、波束区3、波束区4、波束区5和波束区6在图2D中箭头所示的区域内，因此DEVA向DEVB发送训练序列或接收DEVB的训练序列时的最小波束区集为：DEVA的波束区2、波束区3、波束区4、波束区5和波束区6组成的集合。DEVA的最小波束区集中波束区个数为5，即DEVA必须扫描的波束区个数为5。同理，DEVB向DEVA发送训练序列或接收DEVA的训练序列时的最小波束区集为：DEVB的波束区7、波束区8、波束区9、波束区10和波束区1组成的集合。因此，与

在PNC上两个相邻的波束区时，DEVA或DEVB的最小波束区集中波束区个数为即必须扫描的波束区的个数为

符号

是对一个数值向上取整。其中N是PNC上的总的波束区个数，也就是，DEVA必须在

个波束区上向DEVB发送训练序列。同样，DEVB必须在在

个波束区上接收DEVA的训练序列。与

在PNC上两个不相邻的波束区的情况：

通过PNC提供的DEVA在PNC的最优波束区的编号4、DEVA与PNC在波束配对时确定的DEVA在PNC的最优波束区的编号1和PNC在DEVA的最优波束区的编号6，DEVA可绘示出如图2E所示的场景图。如图2E所示，

在PNC上的波束区为波束区1，

在PNC上的波束区为波束区4，波束区1和波束区4为PNC上两个不相邻的波束区且方向不相反。图2E中箭头所示的区域覆盖PNC上的波束区4。DEVA的波束区4、波束区5和波束区6在图2E中箭头所示的区域内，因此DEVA向DEVB发送训练序列或接收DEVB的训练序列时的最小波束区集为：DEVA的波束区4、波束区5和波束区6组成的集合。DEVA的最小波束区集中波束区个数为3，即DEVA必须扫描的波束区个数为3。同理，DEVB向DEVA发送训练序列或接收DEVA的训练序列时的最小波束区集为：DEVB的波束区1、波束区9、和波束区10组成的集合。因此，与

在PNC上两个不相邻的波束区且方向不相反时，DEVA或DEVB的最小波束区集中波束个数为

其中，J是第二设备在PNC的最优波束区的编号，K是第一设备在PNC的最优波束区的编号，J，K∈{1，2，...，N}；J≠K。

在上述应用中，可确定DEVA在PNC的最优波束区的相反波束区的编号a，进而确定DEVB在PNC的最优波束区的编号b，并在DEVA的波束区集合中确定编号a至b的全部波束区作为DEVA向DEVB发送训练序列或接收DEVB的训练序列时的最小波束区集。例如，波束区1的相反波束区为波束区6，DEVA的波束区4至波束区6组成的集合为其最小波束区集。确定DEVB的最小波束区集的方法与此类似，不做赘述。

以下说明设备如何调整自己的坐标系使其与网络协调设备坐标系对齐。图3A为本发明第一实施例提供的设备调整坐标系方法流程图。如图3A所示，在：设备向网络协调设备发送第一波束配对请求，获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号之前，还包括以下步骤：

步骤31：设备与网络协调设备进行波束配对，确定设备在网络协调设备的最优波束区和最优扇区，以及网络协调设备在设备的最优波束区和最优扇区，并确定设备向网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值。

每一个进入域网的设备都需要先与网络协调设备进行传统的波束匹配从而找到最优的波束区对。传统的波束发现包含两个阶段，扇区阶段和波束阶段。其中扇区包含了多个波束区，属于较大角度范围的波束区。

所有终端(包括PNC和DEV)都有自己的坐标系。如果网络协调设备坐标系和设备坐标系对齐(网络协调设备的x轴与设备的x轴平行且方向相同；同样网络协调设备的y轴平行于设备的y轴且方向相同)，那么设备在网络协调设备PNC的最优波束区和网络协调设备PNC在设备的最优波束区

在两个相反的象限内(这里相反象限即是指第一象限的相反象限是第三象限、第二象限的相反象限是第四象限、第三象限的相反象限是第一象限、第四象限的相反象限是第二象限)。但实际中，网络协调设备坐标系和设备坐标系对齐的可能性很小，需调整设备坐标系。如图3B所示，以虚线形式绘示的设备DEV的坐标系没有与网络协调设备PNC的坐标系对齐，以实线绘示的设备DEV的坐标系与网络协调设备PNC的坐标系对齐。

带有循环前缀的m序列串可以用做数据帧的前导序列，其中m序列在传统扫描波束发现过程中被重复发送多次，将每次发送的m序列在本地相关后再进行平均化，得到三个经过平均化的相关值，分别表示为Λ_S-S，Λ_B-B和Λ_S-B。

对m序列和本地序列进行相关的公式如下：

$R\left(n\right)=r\left(t\right)\⊗\mathrm{\Φ}\left(t\right)=[{\mathrm{\β}}_{0}s\left(t\right)+\underset{k=1}{\overset{L_p}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_{k}s(t-{\mathrm{\τ}}_k)]\⊗\mathrm{\Φ}\left(t\right)+n\left(t\right)\⊗\mathrm{\Φ}\left(t\right)$

$={\mathrm{\β}}_0\·P_c+n\left(t\right)\⊗\mathrm{\Φ}\left(t\right)$ (公式1)

其中，R(n)为发送序列与本地序列的相关值，r(t)为发送序列：m序列，Φ(t)为本地序列，P_c＝(P+1)/2，P是m序列的自相关的峰值，β₀是视距径(第一径)的信道增益，Lp是所有延迟径的总数。n＝1，2，...N。本地序列表示为Φ(n)＝[Θ(n)+Γ(n)]/2，其中Γ(n)＝1，，Θ(n)是长度为L的单个m序列。将N次相关值R(n)做数学平均得到平均相关值，

Λ_S-S表示设备在扇区发送训练序列且网络协调设备在扇区接收时的扇区平均相关值，Λ_B-B表示设备在波束区发送训练序列且网络协调设备在波束区接收序列的波束区平均相关值、Λ_S-B表示表示设备在扇区发送训练序列且网络协调设备在波束区接收时的波束区平均相关值。

步骤32：设备根据设备在网络协调设备的最优波束区处于网络协调设备的象限和网络协调设备在设备的最优波束区处于设备的象限，调整设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致。

通过设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可判断设备在网络协调设备的最优波束区在网络协调设备的第几象限。通过网络协调设备在设备的最优波束区的编号，网络协调设备在设备的最优波束区在第一设备的第几象限。

如图3C所示，(设备在网络协调设备的最优波束区)在网络协调设备的第一象限，

(网络协调设备在设备的最优波束区)在设备的第一象限，此时需要将设备坐标系的x轴和y轴分别反向。如图3D所示，在网络协调设备的第一象限，

在设备的第二象限，此时需要将设备坐标系y轴反向，然后再互换x轴和y轴，从而设备坐标系的x轴和y轴分别与网络协调设备坐标系的x轴和y轴保持一致。调整设备坐标系方向的方法如表1所示。

表1为调整设备坐标系方向的方法

步骤33：设备根据平均相关值，设备在网络协调设备的最优波束区的中线与网络协调设备坐标系横轴的夹角、设备在网络协调设备的最优扇区的中线与网络协调设备坐标系横轴的夹角，网络协调设备在设备的最优波束区的中线与设备坐标系横轴的夹角、网络协调设备在设备的最优扇区的中线与设备坐标系横轴的夹角，确定连接网络协调设备和设备的连接线与网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接网络协调设备和设备的连接线与设备坐标系横轴的夹角。

如图3B所示，ψ_PNC为连接网络协调设备和设备的连接线与网络协调设备坐标系横轴的夹角，ψ_DEV为连接网络协调设备和设备的连接线与设备坐标系横轴的夹角，

是

(设备在网络协调设备的最优扇区)的中线和网络协调设备x轴的夹角；

是(设备在网络协调设备的最优波束区)的中线和网络协调设备x轴的夹角；

是的中线和设备x轴的夹角，

是

的中线和设备x轴的夹角。

求解由公式2、公式3和公式4组成的方程组，可计算出ψ_PNC和ψ_DEV。

(公式2)

(公式3)

(公式4)

其中，θ_S和θ_B是3dB(半功率)扇区和波束宽度；|○|代表绝对值；G0，G′₀分别是扇区和波束的最大天线增益；λ是毫米波波长，d是发射端和接收端的视距距离.

步骤34：设备根据连接网络协调设备和设备的连接线与网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接网络协调设备和设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转设备坐标系，使设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐。

设备在网络协调设备的最优波束区在网络协调设备的第一象限或第三象限时，若ψ_PNC-ψ_DEV＞0，将设备坐标系朝顺时针方向旋转ψ_PNC-ψ_DEV角度；若ψ_PNC-ψ_DEV＜0，将设备坐标系朝逆时针方向旋转|ψ_PNC-ψ_DEV|角度；如果设备在网络协调设备的最优波束区在网络协调设备的第二象限或第四象限时，若ψ_PNC-ψ_DEV＞0，将设备坐标系朝逆时针方向旋转ψ_PNC-ψ_DeV角度；若ψ_PNC-ψ_DEV＜0，将设备坐标系朝顺时针方向旋转|ψ_PNC-ψ_DEV|角度。

通过如上调整，可以使得设备坐标系和网络协调设备坐标系对齐。旋转设备坐标系有可能造成网络协调设备在设备的原最优波束区不在覆盖网络协调设备，在步骤34之后，进一步还包括如下步骤：重新确定网络协调设备在设备的最优波束区。例如，将与原最优波束区邻接的波束区确定为网络协调设备在设备的新最优波束区。

图4A为本发明第一实施例提供的一种通信设备结构示意图。如图4A所示。本实施例通信设备包括：第一请求模块41、第一波束区集确定模块42和第一波束对匹配模块43。

第一请求模块41，用于向网络协调设备发送第一波束配对请求，所述第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备，所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

第一波束区集确定模块42，用于根据所述网络协调设备发送的所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。第一波束区集确定模块42可以是处理器。

第一波束对匹配模块43，用于在第一波束区集确定模块42确定出的最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

进一步，在设备接收到训练序列得出最优波束对后，为使对端设备获取的最优波束对，如图4B所示，在图4A的基础上还包括：第一反馈模块44。

第一反馈模块44，用于在第一波束区集确定模块42确定出的最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备反馈所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优接收波束区和所述对端设备的最优发射波束区。当通信设备在波束配对过程中接收训练序列时，通过第一反馈模块44向对端设备反馈匹配到的最优波束对。

进一步，如图4C所示，在图4A的基础上还包括：第一波束对接收模块45。

第一波束对接收模块45，用于在第一波束区集确定模块42确定出的最小波束区集中的每个波束区上，接收所述对端设备反馈的所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对，所述最优波束对为所述设备的最优发射波束区和所述对端设备的最优接收波束区。当通信设备在波束配对过程中发送训练序列时，通过第一波束对接收模块45接收对端设备反馈的最优波束对。

进一步，由于设备坐标系与网络协调设备坐标系的波束划分方式相同，在设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐后，设备可根据对端设备在网络协调设备的最优波束区，可确定对端设备的具体位置。为使设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐，在图4A基础上还包括坐标系调整模块46。如图4D所示，坐标系调整模块46包括：波束配对单元461、方向调整单元463、角度确定单元462和角度调整单元464，这4个单元可以分别是处理器单元。

波束配对单元461，用于所述设备与所述网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区和最优扇区，以及网络协调设备在所述设备的最优波束区和最优扇区，并确定所述设备向所述网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值。

方向调整单元463，用于根据所述设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的象限和所述网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的象限，调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与所述网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致。

方向调整单元463通过波束配对单元461确定出的设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可确定设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的哪个象限。同样，方向调整单元463通过波束配对单元461确定出的网络协调设备在所述设备的最优波束区的编号，可确定网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的哪个象限。

角度确定单元462，用于在方向调整单元463调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向后，根据波束配对单元461确定出的平均相关值，设备在网络协调设备的最优波束区的中线与网络协调设备坐标系横轴的夹角、设备在网络协调设备的最优扇区的中线与网络协调设备坐标系横轴的夹角，网络协调设备在设备的最优波束区的中线与设备坐标系横轴的夹角和网络协调设备在设备的最优扇区的中线与设备坐标系横轴的夹角，确定连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述设备坐标系横轴的夹角。

角度调整单元464，用于根据角度确定单元462确定出的连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转所述设备坐标系。使所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

进一步，如图4E所示，在图4A的基础上第一波束区集确定模块42包括：第一判断单元421、第一确定单元422和第二判断单元423。第一判断单元421、第一确定单元422和第二判断单元423可以是处理器单元。

第一判断单元421，用于根据所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反。

第一确定单元422，用于在方向相反时，确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区。

第二判断单元423，用于在方向不相反时，判断所述设备在网络协调设备的最优波束区是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同。

所述第一确定单元422，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同时，确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合。

所述第一确定单元422，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相同时，根据所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

具体地，设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相邻时，最小波束区集中波束区个数为

其中N是网络协调设备总的波束区个数。设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相邻且方向不相反时，所述最小波束区集中波束区个数为

其中J是所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，K是所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，J，K∈{1，2，...，N}；J≠K。

图5A为本发明第一实施例提供的一种网络协调设备结构示意图。如图5A所示。本实施例网络协调设备包括：第一请求接收模块51和第一发送模块52。

第一请求接收模块51，用于接收设备发送的第一波束配对请求。所述第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备。

第一发送模块52，用于向所述设备发送所述设备的对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号。

如图5B所示，在图5A的基础上还包括：第二波束匹配模块53。

第二波束匹配模块53，用于分别与所述设备和所述对端设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区，所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区。

本发明实施例设备与对端设备进行波束配对之前，网络协调设备向设备提供对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，设备根据网络协调设备提供的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可确定对端设备的具体位置，从而确定设备的波束区集中哪些波束区覆盖了对端设备在网络协调设备的最优波束区，进而确定向对端设备发送训练序列或接收对端设备训练序列的最小波束区集。

第二实施例

图6A为本发明第二实施例提供的一种设备间波束配对方法流程图。第二实施例中网络协调设备直接向设备提供在波束配对过程中需要扫描的最小波束区集。如图6A所示，本实施例包括：

步骤61：网络协调设备接收设备发送的第二波束配对请求，第二波束配对请求用于获取设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集；对端设备为与设备进行通信的设备。

设备间进行波束配对时，设备坐标系与网络协调设备坐标系已对齐，如果设备坐标系与网络协调设备坐标系不对齐，设备需调整自己的坐标系，具体调整方法可参见第一实施例中图3A提供的方法。

设备在向对端设备发送训练序列或接收对端设备的训练序列以进行波束配对之前，设备向网络协调设备发送第二波束配对请求，以获取设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集。

步骤62：网络协调设备根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

由于网络协调设备与设备的波束划分方式、波束区个数和波束区编号方式(包括波束区编号方向)均相同，网络协调设备接收到设备的第二波束配对请求后，可根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。具体网络协调设备确定最小波束区集的方法，与设备根据网络协调设备提供的信息确定最小波束区集的方法相同，可参见第一实施例中描述。

步骤63：网络协调设备向设备发送包括最小波束区集的波束配对指示。

设备接收到网络协调设备发送的波束配对指示后，在最小波束区集的每个波束区向对端设备发送训练序列，或接收对端设备发送的训练序列。

图6B为本发明第二实施例提供的另一种设备间波束配对方法流程图。本实施例中设备在网络协调设备提供的最小波束区集上向对端设备发送训练序列或接收训练序列。

步骤71：设备向网络协调设备发送第二波束配对请求，第二波束配对请求用于获取设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集；对端设备为与设备进行通信的设备。

步骤72：设备接收到网络协调设备发送的设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集后，设备在最小波束区集中的每个波束区上，向对端设备发送训练序列，或接收对端设备发送的训练序列。

当设备为接收训练的设备时，在设备在最小波束区集中的每个波束区上，接收对端设备发送的训练序列之后，还包括：

在最小波束区集中的每个波束区上，设备向对端设备反馈设备与对端设备通信时的最优波束对；设备的最优接收波束区和对端设备的最优发射波束区；

在设备为发送训诫的设备时，在设备在最小波束区集中的每个波束区上，设备向对端设备发送训练序列之后，还包括：

设备在最小波束区集中的每个波束区上，设备接收对端设备反馈的设备与对端设备通信时的最优波束对。

本发明实施例设备与对端设备进行波束配对之前，网络协调设备根据设备的请求，向设备提供设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集。设备在最小波束区集上向对端设备发送训练序列，或在最小波束区集上接收对端设备发送训练序列，而不是在每个波束区向对端设备发送训练序列，或在每个波束区上接收对端设备发送训练序列，避免了设备在不必要的波束区上发送训练序列和接收训练序列。因此，减少了设备间波束配对时产生的延迟，并降低了设备的功耗。

图7A为本发明第二实施例提供的一种网络协调设备结构示意图。如图7A所示，本实施例网络协调设备包括：第二请求接收模块71、第二波束区集确定模块72和第二发送模块73。

第二请求接收模块71，用于接收设备发送的第二波束配对请求，第二波束配对请求用于获取设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集；对端设备为与设备进行通信的设备。

第二波束区集确定模块72，用于根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集；设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐。第二波束区集确定模块72可以是处理器。

第二发送模块73，用于网络协调设备向设备发送包括所述最小波束区集的波束配对指示。

如图7B所示，在图7A基础上网络协调设备还包括：第三波束配对模块74。

第三波束配对模块74，用于与所述设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号；并与所述对端设备进行波束配对，确定所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号。

进一步，如图7C所示，在图7A基础上第二波束区集确定模块72包括：第三判断单元721、第二确定单元722和第四判断单元723，可以分别是处理器单元。

第三判断单元721，用于根据所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反。

第二确定单元722，用于在方向相反时，确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区。

第四判断单元723，用于在方向不相反时，判断所述设备在网络协调设备的最优波束区是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同。

所述第二确定单元722，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同时，确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合。

所述第二确定单元722，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相同时，根据所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

具体地，设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相同时，若设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相邻，所述最小波束区集中波束区个数为

其中N是网络协调设备总的波束区个数。

设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相同时，若设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相邻且方向不相反，所述最小波束区集中波束区个数为

其中J是所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，K是所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，J，K∈{1，2，...，N}；J≠K。

图8A为本发明第二实施例提供的一种通信设备结构示意图。如图8A所示，本实施例通信设备包括：第二波束配对请求模块81和第三波束配对模块82。

第二波束配对请求模块81，用于向网络协调设备发送第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备。

第三波束配对模块82，用于接收到所述网络协调设备发送的所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集后，所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。第三波束配对模块82可以是处理器。

如图8B所示，在图8A基础上，本实施例通信设备还包括：第二反馈模块83。

第二反馈模块83，用于在所述最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备反馈所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优接收波束区和所述对端设备的最优发射波束区。

进一步，为使设备坐标系与网络协调设备坐标系对齐，如图8C所示，在图8A基础上，本实施例通信设备还包括：第二波束对接收模块84。

第二波束对接收模块84，用于在所述最小波束区集中的每个波束区上，接收所述对端设备反馈的所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优发射波束区和所述对端设备的最优接收波束区。

本实施例通信设备还包括：坐标系调整模块85。如图8D所示，坐标系调整模块85包括：波束配对单元851、方向调整单元853、角度确定单元852和角度调整单元854。

波束配对单元851，用于所述设备与所述网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区和最优扇区，以及网络协调设备在所述设备的最优波束区和最优扇区，并确定所述设备向所述网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值。

方向调整单元853，用于根据所述设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的象限和所述网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的象限，调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与所述网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致。

方向调整单元853通过波束配对单元851确定出的设备在网络协调设备的最优波束区的编号，可确定设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的哪个象限。同样，方向调整单元853通过波束配对单元851确定出的网络协调设备在所述设备的最优波束区的编号，可确定网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的哪个象限。

角度确定单元852，用于在方向调整单元853调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向后，根据波束配对单元851确定出的平均相关值，，设备在网络协调设备的最优波束区的中线与网络协调设备坐标系横轴的夹角、设备在网络协调设备的最优扇区的中线与网络协调设备坐标系横轴的夹角，网络协调设备在设备的最优波束区的中线与设备坐标系横轴的夹角和网络协调设备在设备的最优扇区的中线与设备坐标系横轴的夹角，确定连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述设备坐标系横轴的夹角。

角度调整单元854，用于根据角度确定单元852确定出的连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转所述设备坐标系。使所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

本发明实施例设备与对端设备进行波束配对之前，网络协调设备根据设备的请求，向设备提供设备向对端设备发送训练序列时或接收对端设备的扫描序列时的最小波束区集。设备在最小波束区集上向对端设备发送训练序列，或在最小波束区集上接收对端设备发送训练序列，而不是在每个波束区向对端设备发送训练序列，或在每个波束区上接收对端设备发送训练序列，避免了设备在不必要的波束区上发送训练序列和接收训练序列。因此，减少了设备间波束配对时产生的延迟，并降低了设备的功耗。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种设备间波束配对方法，其特征在于，包括：

设备向网络协调设备发送第一波束配对请求，所述第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备，所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

所述设备根据所述网络协调设备发送的所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集；

所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述设备根据所述网络协调设备发送的所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集，包括：

所述设备根据所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反；

在所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向与所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的方向相反时，所述设备确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区；

在所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向与所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的方向不相反时，判断所述设备在所述网络协调设备的最优波束区是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同；

所述设备在所述网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区相同时，所述设备确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合；

在所述设备在所述网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区不相同时，所述设备根据所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：

所述设备在所述网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区相邻时，所述最小波束区集中波束区个数为

其中N是网络协调设备总的波束区个数；或，

所述设备在所述网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区不相邻且方向不相反时，所述最小波束区集中波束区个数为

其中J是所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号，K是所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号，J，K∈{1，2，...，N}；J≠K。

4.根据权利要求1至3任一项所述方法，其特征在于，在所述设备向网络协调设备发送第一波束配对请求之前，还包括：

所述设备与所述网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区和最优扇区，以及所述网络协调设备在所述设备的最优波束区和最优扇区，并确定所述设备向所述网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值；

所述设备根据所述设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的象限和所述网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的象限，调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与所述网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致；

所述设备根据所述平均相关值、所述设备在网络协调设备的最优波束区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述设备在网络协调设备的最优扇区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述网络协调设备在所述设备的最优波束区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角和所述网络协调设备在所述设备的最优扇区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角，确定连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述设备坐标系横轴的夹角；

根据连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转所述设备坐标系，使所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

5.根据权利要求1-4中任一项所述方法，其特征在于：

在所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区上，接收所述对端设备发送的训练序列之后，还包括：

在所述最小波束区集中的每个波束区上，所述设备向所述对端设备反馈所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优接收波束区和所述对端设备的最优发射波束区；

或，

在所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备发送训练序列之后，还包括：

所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区上，接收所述对端设备反馈的所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优发射波束区和所述对端设备的最优接收波束区。

6.一种通信设备，其特征在于，包括：

第一请求模块，用于向网络协调设备发送第一波束配对请求，所述第一波束配对请求用于获取所述设备的对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备，所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

第一波束区集确定模块，用于根据所述网络协调设备发送的所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集；

第一波束对匹配模块，用于在所述最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

7.根据权利要求6所述设备，其特征在于，所述第一波束区集确定模块包括：

第一判断单元，用于根据所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反；

第一确定单元，用于在方向相反时，确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区；

第二判断单元，用于在方向不相反时，判断所述设备在网络协调设备的最优波束区是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同；

所述第一确定单元，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同时，确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合；

所述第一确定单元，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相同时，根据所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

8.根据权利要求6或7所述设备，其特征在于，所述设备还包括：坐标系调整模块，所述坐标系调整模块包括：

波束配对单元，用于与所述网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区和最优扇区，以及所述网络协调设备在所述设备的最优波束区和最优扇区，并确定所述设备向所述网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值；

方向调整单元，用于根据所述设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的象限和所述网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的象限，调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与所述网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致；

角度确定单元，用于根据所述平均相关值，所述设备在网络协调设备的最优波束区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述设备在网络协调设备的最优扇区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述网络协调设备在所述设备的最优波束区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角和所述网络协调设备在所述设备的最优扇区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角，确定连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述设备坐标系横轴的夹角；

角度调整单元，用于根据连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转所述设备坐标系，使所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

9.根据权利要求8所述设备，其特征在于，所述设备还包括：

第一反馈模块，用于在所述最小波束区集中的每个波束区上，向所述对端设备反馈所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优接收波束区和所述对端设备的最优发射波束区；

或，

第一波束对接收模块，用于在所述最小波束区集中的每个波束区上，接收所述对端设备反馈的所述设备与所述对端设备通信时的最优波束对；所述最优波束对为所述设备的最优发射波束区和所述对端设备的最优接收波束区。

10.一种设备间波束配对方法，其特征在于，包括：

网络协调设备接收设备发送的第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

所述网络协调设备根据所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的所述最小波束区集；所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

所述网络协调设备向所述设备发送包括所述最小波束区集的波束配对指示。

11.根据权利要求10所述方法，其特征在于，所述网络协调设备根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的最小波束区集，包括：

所述网络协调设备根据所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反；

在方向相反时，所述网络协调设备确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区；

在方向不相反时，所述网络协调设备判断所述设备在网络协调设备的最优波束区是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同；

相同时，所述网络协调设备确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合；

在不相同时，所述网络协调设备根据所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

12.根据权利要求11所述方法，其特征在于：

所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相邻时，所述最小波束区集中波束区个数为

其中N是网络协调设备总的波束区个数；或，

所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相邻且方向不相反时，所述最小波束区集中波束区个数为

其中J是所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号，K是所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，J，K∈{1，2，...，N}；J≠K。

13.根据权利要求10-12中任一项所述方法，其特征在于，在所述网络协调设备根据所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的所述最小波束区集之前，还包括：

所述网络协调设备与所述设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号；

所述网络协调设备与所述对端设备进行波束配对，确定所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号。

14.一种设备间波束配对方法，其特征在于，包括：

设备向网络协调设备发送第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

所述设备接收到所述网络协调设备发送的所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集后，所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

15.根据权利要求14所述方法，其特征在于，在所述设备向网络协调设备发送第二波束配对请求之前，还包括：

所述设备与所述网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区和最优扇区，以及所述网络协调设备在所述设备的最优波束区和最优扇区，并确定所述设备向所述网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值；

所述设备根据所述设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的象限和所述网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的象限，调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与所述网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致；

所述设备根据所述平均相关值，所述设备在网络协调设备的最优波束区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述设备在网络协调设备的最优扇区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述网络协调设备在所述设备的最优波束区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角和所述网络协调设备在所述设备的最优扇区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角，确定连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述设备坐标系横轴的夹角；

根据连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转所述设备坐标系，使所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

16.一种网络协调设备，其特征在于，包括：

第二请求接收模块，用于接收设备发送的第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

第二波束区集确定模块，用于根据设备在网络协调设备的最优波束区的编号，在所述设备的波束区集中，确定覆盖对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的所述最小波束区集；所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐；

第二发送模块，用于网络协调设备向设备发送包括所述最小波束区集的波束配对指示。

17.根据权利要求16所述网络协调设备，其特征在于，所述第二波束区集确定模块包括：

第三判断单元，用于根据所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号，确定所述设备在网络协调设备的最优波束区的方向是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的方向相反；

第二确定单元，用于在方向相反时，确定所述最小波束区集为所述网络协调设备在所述设备的最优波束区；

第四判断单元，用于在方向不相反时，判断所述设备在网络协调设备的最优波束区是否与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同；

所述第二确定单元，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区相同时，确定所述最小波束区集为所述设备的所有波束区的集合；

所述第二确定单元，还用于所述设备在网络协调设备的最优波束区与所述对端设备在网络协调设备的最优波束区不相同时，根据所述设备在网络协调设备的最优波束区的编号和所述网络协调设备的波束划分信息，在所述设备的波束区集中确定覆盖所述对端设备在网络协调设备的最优波束区的最小波束区集。

18.根据权利要求16或17所述网络协调设备，其特征在于，还包括：

第二波束配对模块，用于与所述设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号；并与所述对端设备进行波束配对，确定所述对端设备在所述网络协调设备的最优波束区的编号。

19.一种通信设备，其特征在于，包括：

第二波束配对请求模块，用于向网络协调设备发送第二波束配对请求，所述第二波束配对请求用于获取所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集；所述对端设备为与所述设备进行通信的设备；

第三波束配对模块，用于接收到所述网络协调设备发送的所述设备向所述对端设备发送训练序列时或接收所述对端设备的扫描序列时的最小波束区集后，所述设备在所述最小波束区集中的每个波束区，向所述对端设备发送训练序列，或接收所述对端设备发送的训练序列。

20.根据权利要求19所述设备，其特征在于，所述设备还包括：坐标系调整模块：所述坐标系调整模块包括：

波束配对单元，用于与所述网络协调设备进行波束配对，确定所述设备在所述网络协调设备的最优波束区，以及所述网络协调设备在所述设备的最优波束区，并确定所述设备向所述网络协调设备发送的训练序列进行本地相关后的平均相关值；

方向调整单元，用于根据所述设备在网络协调设备的最优波束区处于所述网络协调设备的象限和所述网络协调设备在所述设备的最优波束区处于所述设备的象限，调整所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向，使所述设备坐标系的横轴和纵轴的方向分别与所述网络协调设备坐标系的横轴和纵轴的方向一致；

角度确定单元，用于根据所述平均相关值，在网络协调设备的最优波束区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述设备在网络协调设备的最优扇区的中线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、所述网络协调设备在所述设备的最优波束区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角和所述网络协调设备在所述设备的最优扇区的中线与所述设备坐标系横轴的夹角，确定连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述设备坐标系横轴的夹角；

角度调整单元，用于根据连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与所述网络协调设备坐标系横轴的夹角、以及连接所述网络协调设备和所述设备的连接线与设备坐标系纵轴的夹角，旋转所述设备坐标系，使所述设备坐标系与所述网络协调设备坐标系对齐。

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