CN104661321A - 通信链路管理方法、设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信链路管理方法、设备和系统，所述方法包括：信宿设备根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；所述信宿设备根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。

Description

通信链路管理方法、设备和系统
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种通信链路管理方法、设备和系统。
背景技术
毫米波无线通信是一种传输带宽高、传输速率高的通信技术，毫米波无线通信所采用的窄波束高增益天线能够进行定向通信，增强了通信系统的空间复用能力，使得通信系统的传输速率达到吉比特级别。例如，信源设备与信宿设备配备的高增益毫米波天线阵列经过波束赋形，可以按照指定的天线辐射和接收方向在信源设备与信宿设备之间建立多输入多输出链路，从而提升数据吞吐率。
毫米波天线阵列波束赋形相关技术中，需要信源设备与信宿设备的毫米波天线阵列遍历所有可能的空间自由度，以搜寻出符合要求的通信链路，该遍历过程信息量大，复杂度高，优化过程耗时；此外，当通信链路受到阻碍，链路质量恶化时，难以在用户体验不受影响的前提下再度收敛到最优，从而找出合适的替代链路。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种通信链路管理方法，以至少高效地搜寻出符合要求的通信链路。
为了达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种通信链路管理方法，所述方法包括：
信宿设备根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
所述信宿设备根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
上述方案中，所述信宿设备根据接收的信号的发射方向对应的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向，包括：
所述信宿设备确定接收的信号所对应的不同发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向、以及与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，将所确定的发射方向、以及接收方向作为合格路径存储至合格路径表；
所述信宿设备从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
上述方案中，所述信宿设备确定接收的信号所对应的发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向，包括：
所述信宿设备接收对应不同发射方向的信号，确定所述发射方向中路径质量高于第一门限的发射方向，并发送使用所确定的路径质量高于所述第一门限的发射方向发送信号的指令。
上述方案中，所述信宿设备确定与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，包括：
所述信宿设备使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，确定所使用的接收方向中路径质量高于所述第二门限的接收方向。
上述方案中，所述信号携带同步信息；
相应地，所述信宿设备使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，包括：
所述信宿设备根据当前帧的信号携带的同步信息，在当前帧的下一帧的发射时刻，使用不同的接收方向接收路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号。
上述方案中，所述方法还包括：
当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，所述信宿设备将当前使用的路径从所述合格路径表中删除，并从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
上述方案中，所述信宿设备从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路，包括：
所述信宿设备使用所述合格路径表中合格路径对应的接收方向建立通信链路，并发送使用所选择的合格路径中的发射方向建立通信链路的指令；或，
发送所述合格路径表，并接收指令，根据所述指令指示的接收方向建立通信链路；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路。
上述方案中，所述信宿设备确定通信链路的发射方向和接收方向之前，所述方法还包括：
所述信宿设备随机使用的不同的接收方向接收信号；或，
所述信宿设备根据预设次序使用不同的接收方向接收信号；或，
所述信宿设备确定预设时间内路径质量高于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送在所确定的区域的继续发射信号的指令；或，
所述信宿设备确定预设时间内路径质量低于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送停止在所确定的区域继续发射信号的指令；或，
所述信宿设备发送不同发射方向的路径质量，并根据接收的指令，在所述指令所指示的区域继续接收信号，或停止在所述指令指示的区域接收信号。
本发明实施例还提供了一种通信链路管理方法，所述方法包括：
信源设备使用不同发射方向发射信号；其中，所述信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，用于确定通信链路的发射方向；
所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路。
上述方案中，所述信源设备使用不同发射方向发射信号之后，所述方法还包括：
所述信源设备接收指令，所述指令指示路径质量高于第一门限的发射方向的信息，使用所述指令所指示的发射方向发送信号。
上述方案中，所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路，包括：
所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向建立通信链路；或，
所述信源设备接收合格路径表，确定根据所述合格路径表确定合格路径，并发送使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路的指令；或，
所述信源设备发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，根据所述合格路径表确定所使用的合格路径，并使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
上述方案中，当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，所述方法还包括：
所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向重新建立通信链路；或，
所述信源设备接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，并在所述合格路径表中确定合格路径，发送使用所确定的合格路径的接收方向的指令；或，
所述信源设备接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
上述方案中，所述信源设备使用不同发射方向发射信号，包括：
所述信源设备随机使用的不同的发射方向发射信号；或，
所述信源设备根据预设次序使用不同的发射方向发射信号；或，
所述信源设备接收指令，停止在所述指令指示的区域发射信号；或，
所述信源设备接收指令，继续在所述指令指示的区域发射信号；或，
所述信源设备接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量高于所述第一门限的发射方向的区域，并在所确定的区域继续发射信号；或，
所述信源设备接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量低于所述第一门限的发射方向的区域，并停止在所确定的区域发射信号。
本发明实施例又提供了一种通信链路管理方法，所述方法包括：
信源设备使用不同的发射方向向信宿设备发射信号，信宿设备根据接收到的信号的不同发射方向的路径质量，以及接收信号所使用的不同接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
所述信源设备使用所述确定的发射方向，所述信宿设备使用所述确定的接收方向，建立通信链路。
本发明实施例还提供了一种信宿设备，所述信宿设备包括：
确定单元，用于根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
第一建立单元，用于根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
上述方案中，所述确定单元，还用于根据接收的信号所对应的不同发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向、以及与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，将所确定的发射方向、以及接收方向作为合格路径存储至合格路径表；
所述第一建立单元，还用于从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
上述方案中，所述确定单元，还用于接收对应不同发射方向的信号，确定所述发射方向中路径质量高于第一门限的发射方向，并发送使用所确定的路径质量高于所述第一门限的发射方向发送信号的指令。
上述方案中，所述确定单元，还用于使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，确定所使用的接收方向中路径质量高于所述第二门限的接收方向。
上述方案中，所述信号携带同步信息；
所述确定单元，还用于根据当前帧的信号携带的同步信息，在当前帧的下一帧的发射时刻，使用不同的接收方向接收路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号。
上述方案中，所述第一建立单元，还用于当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，将当前使用的路径从所述合格路径表中删除，并从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
上述方案中，所述第一建立单元，还用于使用所述合格路径表中合格路径对应的接收方向建立通信链路，并发送使用所选择的合格路径中的发射方向建立通信链路的指令；或，
发送所述合格路径表，并接收指令，根据所述指令指示的接收方向建立通信链路；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路。
上述方案中，所述确定单元，还用于随机使用的不同的接收方向接收信号；或，
根据预设次序使用不同的接收方向接收信号；或，
确定预设时间内路径质量高于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送在所确定的区域的继续发射信号的指令；或，
确定预设时间内路径质量低于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送停止在所确定的区域继续发射信号的指令；或，
发送不同发射方向的路径质量，并根据接收的指令，在所述指令所指示的区域继续接收信号，或停止在所述指令指示的区域接收信号。
本发明实施例又提供了一种通信链路管理信源设备，所述信源设备包括：
发射单元，用于使用不同发射方向发射信号；其中，所述信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，用于确定通信链路的发射方向；
第二建立单元，用于所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路。
上述方案中，所述信源设备还包括：
接收单元，用于在所述发射单元使用不同发射方向发射信号之后接收指令，所述指令指示路径质量高于第一门限的发射方向的信息；
所述发射单元，还用于使用所述指令所指示的发射方向发送信号。
上述方案中，所述第二建立单元，还用于所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向建立通信链路；或，
接收合格路径表，确定根据所述合格路径表确定合格路径，并发送使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路的指令；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，根据所述合格路径表确定所使用的合格路径，并使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
上述方案中，所述第二建立单元，还用于接收指令，根据所述指令指示的发射方向重新建立通信链路；或，
接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，并在所述合格路径表中确定合格路径，发送使用所确定的合格路径的接收方向的指令；或，
接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
上述方案中，所述发射单元，还用于随机使用的不同的发射方向发射信号；或，
根据预设次序使用不同的发射方向发射信号；或，
接收指令，在所述指令指示的区域停止发射信号；或，
接收指令，在所述指令指示的区域继续发射信号；或，
接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量高于所述第一门限的发射方向的区域，并在所确定的区域继续发射信号；或，
接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量低于所述第一门限的发射方向的区域，并停止在所确定的区域发射信号。
本发明实施例还提供了一种通信链路管理系统，包括上述的信宿设备，以及上述的信源设备。
本发明实施例的技术方案中，信宿设备根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，能够高效地确定通信链路的发射方向和接收方向；从而，所述信宿设备和信源设备能够根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
附图说明
图1为本发明实施例中通信链路管理方法的实现流程示意图一；
图2为本发明实施例中通信链路管理方法的实现流程示意图二；
图3为本发明实施例中通信链路管理方法的实现流程示意图三；
图4为本发明实施例中信宿设备的组成结构示意图；
图5为本发明实施例中信源设备的组成结构示意图；
图6为本发明实施例中通信链路管理系统的组成结构示意图；
图7为本发明实施例中毫米波无线通信链路管理流程图：
图8为本发明实施例中以启发方式确定接收方向的示意图；
图9为本发明实施例中信源设备与信宿设备之间的通信链路示意图；
图10为合格路径搜索过程的示意图；
图11为通信链路的恶化与替换示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例的特征可以相互组合。
本发明实施例记载一种通信链路管理方法，图1为本发明实施例中通信链路管理方法的实现流程示意图一，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，信宿设备根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
步骤102，所述信宿设备根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
在一个实施方式中，所述信宿设备根据接收的信号的发射方向对应的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向，包括：
所述信宿设备确定接收的信号所对应的不同发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向、以及与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，将所确定的发射方向、以及接收方向作为合格路径存储至合格路径表；
所述信宿设备从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
在一个实施方式中，所述信宿设备确定接收的信号所对应的发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向，包括：
所述信宿设备接收对应不同发射方向的信号，确定所述发射方向中路径质量高于第一门限的发射方向，并发送使用所确定的路径质量高于所述第一门限的发射方向发送信号的指令。
在一个实施方式中，所述信宿设备确定与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，包括：
所述信宿设备使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，确定所使用的接收方向中路径质量高于所述第二门限的接收方向。
在一个实施方式中，所述信号携带同步信息；
相应地，所述信宿设备使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，包括：
所述信宿设备根据当前帧的信号携带的同步信息，在当前帧的下一帧的发射时刻，使用不同的接收方向接收路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号。
在一个实施方式中，所述方法还包括：
当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，所述信宿设备将当前使用的路径从所述合格路径表中删除，并从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
在一个实施方式中，所述信宿设备从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路，包括：
所述信宿设备使用所述合格路径表中合格路径对应的接收方向建立通信链路，并发送使用所选择的合格路径中的发射方向建立通信链路的指令；或，
发送所述合格路径表，并接收指令，根据所述指令指示的接收方向建立通信链路；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路。
在一个实施方式中，所述信宿设备确定通信链路的发射方向和接收方向之前，所述方法还包括：
所述信宿设备随机使用的不同的接收方向接收信号；或，
所述信宿设备根据预设次序使用不同的接收方向接收信号；或，
所述信宿设备确定预设时间内路径质量高于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送在所确定的区域的继续发射信号的指令；或，
所述信宿设备确定预设时间内路径质量低于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送停止在所确定的区域继续发射信号的指令；或，
所述信宿设备发送不同发射方向的路径质量，并根据接收的指令，在所述指令所指示的区域继续接收信号，或停止在所述指令指示的区域接收信号。
本发明实施例记载一种通信链路管理方法，图2为本发明实施例中通信链路管理方法的实现流程示意图二，如图2所示，包括以下步骤：
步骤201，信源设备使用不同发射方向发射信号；其中，所述信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，用于确定通信链路的发射方向；
步骤202，所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路。
在一个实施方式中，所述信源设备使用不同发射方向发射信号之后，所述方法还包括：
所述信源设备接收指令，所述指令指示路径质量高于第一门限的发射方向的信息，使用所述指令所指示的发射方向发送信号。
在一个实施方式中，所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路，包括：
所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向建立通信链路；或，
所述信源设备接收合格路径表，确定根据所述合格路径表确定合格路径，并发送使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路的指令；或，
所述信源设备发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，根据所述合格路径表确定所使用的合格路径，并使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
在一个实施方式中，当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，所述方法还包括：
所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向重新建立通信链路；或，
所述信源设备接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，并在所述合格路径表中确定合格路径，发送使用所确定的合格路径的接收方向的指令；或，
所述信源设备接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
在一个实施方式中，所述信源设备使用不同发射方向发射信号，包括：
所述信源设备随机使用的不同的发射方向发射信号；或，
所述信源设备根据预设次序使用不同的发射方向发射信号；或，
所述信源设备接收指令，停止在所述指令指示的区域发射信号；或，
所述信源设备接收指令，继续在所述指令指示的区域发射信号；或，
所述信源设备接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量高于所述第一门限的发射方向的区域，并在所确定的区域继续发射信号；
所述信源设备接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量低于所述第一门限的发射方向的区域，并停止在所确定的区域发射信号。
本发明实施例记载一种通信链路管理方法，图3为本发明实施例中通信链路管理方法的实现流程示意图三，如图3所示，包括以下步骤：
步骤301，信源设备使用不同的发射方向向信宿设备发射信号，信宿设备根据接收到的信号的不同发射方向的路径质量，以及接收信号所使用的不同接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
步骤302，所述信源设备使用所述确定的发射方向，所述信宿设备使用所述确定的接收方向，建立通信链路。
本发明实施例还记载一种信宿设备，图4为本发明实施例中信宿设备的组成结构示意图，如图4所示，所述信宿设备包括：
确定单元41，用于根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
第一建立单元42，用于根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
其中，所述信宿设备根据接收的信号的发射方向对应的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向，包括：
所述确定单元41，还用于根据接收的信号所对应的不同发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向、以及与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，将所确定的发射方向、以及接收方向作为合格路径存储至合格路径表；
所述第一建立单元42，还用于从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
其中，所述确定单元41，还用于接收对应不同发射方向的信号，确定所述发射方向中路径质量高于第一门限的发射方向，并发送使用所确定的路径质量高于所述第一门限的发射方向发送信号的指令。
其中，所述确定单元41，还用于使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，确定所使用的接收方向中路径质量高于所述第二门限的接收方向。
其中，所述信号携带同步信息；
所述确定单元41，还用于根据当前帧的信号携带的同步信息，在当前帧的下一帧的发射时刻，使用不同的接收方向接收路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号。
其中，所述第一建立单元42，还用于当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，将当前使用的路径从所述合格路径表中删除，并从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
其中，所述第一建立单元42，还用于使用所述合格路径表中合格路径对应的接收方向建立通信链路，并发送使用所选择的合格路径中的发射方向建立通信链路的指令；或，
发送所述合格路径表，并接收指令，根据所述指令指示的接收方向建立通信链路；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路。
其中，所述确定单元41，还用于随机使用的不同的接收方向接收信号；或，
根据预设次序使用不同的接收方向接收信号；或，
确定预设时间内路径质量高于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送在所确定的区域的继续发射信号的指令；或，
确定预设时间内路径质量低于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送停止在所确定的区域继续发射信号的指令；或，
发送不同发射方向的路径质量，并根据接收的指令，在所述指令所指示的区域继续接收信号，或停止在所述指令指示的区域接收信号。
实际应用中，所述确定单元41、所述第一建立单元42均可由所述信宿设备中的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）、数字信号处理器（DSP，Digital Signal Processor）或现场可编程门阵列（FPGA，Field Programmable GateArray）实现。
本发明实施例还记载一种信源设备，图5为本发明实施例中信源设备的组成结构示意图，如图5所示，所述信源设备包括：
发射单元51，用于使用不同发射方向发射信号；其中，所述信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，用于确定通信链路的发射方向；
第二建立单元52，用于所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路。
其中，所述信源设备还包括：
接收单元53，用于在所述发射单元51使用不同发射方向发射信号之后接收指令，所述指令指示路径质量高于第一门限的发射方向的信息；
所述发射单元51，还用于使用所述指令所指示的发射方向发送信号。
其中，所述第二建立单元52，还用于所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向建立通信链路；或，
接收合格路径表，确定根据所述合格路径表确定合格路径，并发送使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路的指令；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，根据所述合格路径表确定所使用的合格路径，并使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
其中，所述第二建立单元52，还用于接收指令，根据所述指令指示的发射方向重新建立通信链路；或，
接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，并在所述合格路径表中确定合格路径，发送使用所确定的合格路径的接收方向的指令；或，
接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
其中，所述发射单元51，还用于随机使用的不同的发射方向发射信号；或，
根据预设次序使用不同的发射方向发射信号；或，
接收指令，在所述指令指示的区域停止发射信号；或，
接收指令，在所述指令指示的区域继续发射信号；或，
接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量高于所述第一门限的发射方向的区域，并在所确定的区域继续发射信号；
接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量低于所述第一门限的发射方向的区域，并停止在所确定的区域发射信号。
实际应用中，所述发射单元51可由所述信源设备中的发射机实现，所述第二建立单元52可由所述信源设备中的CPU、DSP或FPGA实现，所述接收单元53可由所述信源设备中的接收机实现。
本发明实施例还记载一种通信链路管理系统，图6为本发明实施例中通信链路管理系统的组成结构示意图，如图所示，包括：信宿设备61和信源设备62；其中，
所述信源设备62，用于使用不同的发射方向向信宿设备61发射信号；
所述信宿设备61，用于根据接收到的信号的不同发射方向的路径质量，以及接收信号所使用的不同接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
所述信源设备62使用所述确定的发射方向，所述信宿设备61使用所述确定的接收方向，建立通信链路。
下面以建立毫米波无线通信链路为例，对本发明实施例以上所述的通信链路管理方法、设备和系统作进一步详细说明。
链路中的信源设备和信宿设备均具备毫米波天线和低频天线：毫米波天线用于发送和接收毫米波训练信号、高速数据信号以及控制信号；低频天线用于发送和接收控制信号。无线通信链路的管理分为两个阶段：路径搜索阶段和路径选择与移除阶段，以下对上述两个阶段的处理进行说明。
1）路径搜索阶段
步骤10，信源设备通过毫米波天线以一定的时间间隔（信源设备与信宿设备事先约定）依次指向不同方向给信宿设备发射高频窄波束训练信号（TS，Training Signal），假设信源设备的毫米波天线可以指向n个不同方向，记为：i1，i2，...，in。信宿设备的毫米波天线采用宽波束依次接收TS，并依据TS计算信源设备每一个发射方向的路径质量，当路径质量大于第一门限时，信宿设备记录当前TS的信源设备发射方向，记为iQ，并通过低频天线传递控制帧CS1，给信源设备，请求信源设备保持当前发射方向iQ发射TS。
步骤20，信源设备的低频天线收到CS1后，确认该请求，用低频天线向信宿设备发送确认帧，记为ACK1，然后保持当前方向以一定时间间隔使用毫米波天线继续给信宿设备发送TS。信宿设备的低频天线收到ACK1后，将毫米波天线依次指向不同方向使用高频窄波束接收TS（与信源设备发射TS的时机保持同步）；其中，在信源设备发射的TS中包含相应的同步字段信息。信宿设备收到前一帧TS后，可以调整下一帧TS信号的接收时机以与信源设备发射下一帧TS时机保持同步。
假设信宿设备的毫米波天线可以指向m个方向，记为：j1，j2，...，jm。信宿设备依据TS计算每一个接收方向的路径质量，当路径质量大于第二门限时，信宿设备记录当前TS的接收的方向（记为jQ），并将iQ、jQ以及对应的路径质量存入合格路径表。
2）路径选择与移除阶段
步骤30，信宿设备从合格路径表中选择若干条路径，通过低频天线传递控制帧（CS2）给信源设备，请求信源设备依据选中路径建立高速毫米波链路。信源设备低频天线收到CS2后，确认该请求，用低频天线向信宿设备发送确认帧（ACK2），并将其毫米波天线调整至选中路径的指向。信宿设备收到ACK2后，也将其毫米波天线调整至选中路径的指向。至此，信源设备信宿设备完成毫米波无线链路的建立。
需要说明的时，信宿设备也可将合格路径表通过低频天线与信源设备共享，由信源设备从中选择若干路径或双方协商选择若干路径建立链路。
当通信链路质量恶化即当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，可以用合格路径表中的其他路径建立新的通信链路以替代恶化链路（可以用相同数量的链路替换，也可以不同），恶化链路的路径从合格路径表中移除。
还需要说明的是：步骤10、步骤20、步骤30可以依次进行，以快速建立一条通信链路；也可以先反复执行若干次步骤10和步骤20，积累一定量的合格路径后，再转入步骤30；还可以在已经建立了若干毫米波链路，进行高速数据通信的过程中，继续执行步骤10、步骤20和步骤30，实时地更新合格路径表，不断修正通信链路。
本实施例具有以下有益效果：
毫米波通信链路能够自适应地趋向于最优路径；
合格路径表中的未选中路径，可以作为备选路径，能够在链路恶化的情况下，快速替换恶化路径，保证用户体验免受影响。
下面再结合示例进行说明，本发明实施例记载的通信链路管理分为两个阶段：路径搜索阶段、路径选择与移除阶段。
图7为本发明实施例中毫米波无线通信链路管理流程图，如图7所示，包括以下步骤：
首先，信源设备与信宿设备通过信令交互进入路径搜索阶段。
步骤701，信源设备的毫米波天线以一定的时间间隔依次指向不同方向给信宿发射高频窄波束TS。
所述时间间隔由信源设备与信宿设备预先协商确定。
假设信源设备的毫米波天线可以指向n个不同方向，记为：i1，i2，...，in。
步骤702，信宿设备的毫米波天线采用宽波束依次接收TS，并依据TS计算信源每一个发射方向的路径质量。
所述路径质量可以采用以下参数的至少一个：
信噪比（SNR，Signal Noise Ration)，）、接收的信号强度指示（RSSI，ReceivedSignal Strength Indication）和误码率（BER，Bit Error Rate）；
步骤703，当路径质量大于预先设定的第一门限时，执行步骤704，否则，返回步骤701.
步骤704，信宿设备请求信源设备保持当前发射方向发射TS。
信宿设备记录当前TS的发射方向，记为iQ，并通过低频天线传递控制帧CS1给信源设备，请求信源设备保持当前发射方向iQ发射TS。
步骤705，信源设备向不同方向使用高频窄波束接收TS。
信源设备的低频天线收到CS1后，确认该请求，用低频天线向信宿发送确认帧ACK1，然后保持当前发射方向iQ以预设时间间隔使用毫米波天线继续给信宿设备发送TS。信宿设备的低频天线收到ACK1后，用毫米波天线依次指向不同方向使用高频窄波束接收TS（与信源发射TS的时机保持同步），假设信宿的毫米波天线可以指向m个方向，记为：j1，j2，...，jm。
步骤70,6，信宿设备判断每一个接收方向的路径质量，当路径质量大于预先设定的第二门限时，执行步骤707；否则，返回步骤705。
步骤708，信宿设备将当前路径存储至合格路径表。
信宿设备依据TS计算每一个接收方向的路径质量。当路径质量大于预先设定的第二门限时，信宿设备记录当前TS的接收方向，记为jQ，并将iQ、jQ以及对应的路径质量存入合格路径表，表1中出了合格路径表结构。
表1
随后，信源设备与信宿设备进入路径选择与移除阶段。
步骤708，信宿设备从合格路径表中选择预设数量的合格路径建立通信链路。
信宿设备从合格路径表中选择预设数量的合格路径，通过低频天线传递控制帧CS2给信源，请求信源设备依据选中路径建立高速毫米波链路。信源低频天线收到CS2后，确认该请求，用低频天线向信宿发送确认帧ACK2，并将自身毫米波天线调整至选中路径的发射方向。信宿设备收到ACK2后，将自身毫米波天线调整至选中路径的接收。至此，信源设备、信宿设备完成毫米波无线链路的建立。
需要说明的是，信宿设备也可将合格路径表通过低频天线与信源设备共享，由信源从中选择若干路径或双方协商选择若干路径建立链路；当通信链路质量恶化时，可以用合格路径表中的其他路径建立新的通信链路以替代恶化链路，可以用相同或不同数量的链路替换，恶化链路的路径从合格路径表中移除。
步骤709，信宿设备与信源设备根据建立的链路进行高速数据通信。
步骤710，判断通信链路是否恶化，如果是，则返回步骤708；否则，执行步骤711。
通信链路恶化包括：当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限。
步骤711，判断通信是否结束，如果是，则停止处理；否则，继续执行步骤709，直至通信结束。
还需要说明的是，路径搜索阶段和路径选择与移除阶段可以依次进行，以快速建立一条通信链路；也可以持续预设时间的路径搜索阶段，积累一定量的合格路径后，再转入路径选择与移除阶段；还可以在已经建立了毫米波链路进行高速数据通信的过程中，实时地更新合格路径表，不断修正通信链路。
此外，合格路径表的容量可以设置一个上限，当合格路径表的容量达到上限时，如果有新的合格路径优于表中已存路径时，可以将表中次优的路径替换。通信过程中，如果所有已建立的毫米波通信链路失效，同时合格路径表也为空时，需回到步骤1，重新开始搜索。
一般地，信源设备或信宿设备毫米波天线窄波束转向方式包括：
信源设备和信宿设备按照随机方式转向，以接收或发射TS；
信源设备和信宿设备按预设次序遍历预设方向，以接收或发射TS；
信源设备和信宿设备以启发方式对应确定发射方向和接收方向。
一种信宿设备以启发方式确定接收方向的实施方式中，根据信宿设备的毫米波天线空间指向跨度，将信宿设备毫米波天线的天线指向空间划分预设数量的区域，若持续在某一区域获取到路径质量高于第一门限的TS时，则该区域为接收TS时首选的搜索区域，信宿设备将首选将毫米波天线指向该区域进行TS的接收；若在某一区域持续搜索不到高于第一门限的TS时，则后续不在该区域接收TS；
其中，信宿设备向信源设备发送相应的不同发射方向的路径质量，以指示信源设备TS的首选发射方向的区域，或者由信宿设备依据路径质量确定路径质量高于第一门限的发射方向的区域，并告知信源设备。
图8为本发明实施例中以启发方式确定接收方向的示意图，如图8所示，在区域I，信宿设备在预设时间内连续收到路径质量未超过第一门限的TS，则信宿设备通过控制帧告知信源设备跳过区域I，转向区域II进行发射信号，在区域II中，信宿设备在预设时间内连续收到路径质量超过第一门限的TS，则信宿设备通过控制帧告知信源设备区域II为首选的TS发射区域，以使信源设备继续区域II中发射TS。
图9为本发明实施例中信源设备与信宿设备之间的通信链路示意图，如图9所示，信源设备与信宿设备之间的控制信号既可以通过低频天线建立的链路传递，也可以通过已经建立的毫米波链路传递。图9中，已经建立的两条毫米波链路，一条可以用来传递控制帧，另一条用以传递高速数据。此外，也可以用低频天线传递控制帧。
图10为合格路径搜索过程的示意图，如图10a所示，信源设备毫米波天线指向7个方向依次发送TS，信宿设备采用宽波束进行接收，其中信源设备毫米波天线指向的4号方向大于第一门限；随后，如图10b所示，信源在4号方向持续发送TS，信宿设备毫米波天线指向7个方向依次接收TS，其中信宿毫米波天线指向的4号方向大于第二门限。这样便搜索出一条合格路径：信源4号方向至信宿4号方向。
图11为通信链路的恶化与替换示意图，如图11a所示，当前，信源设备与信宿设备进行多入多出（MIMO）链路的通信，包括链路1：信源设备2号方向至信宿设备2号方向；链路2：信源设备4号方向至信宿设备4号方向。同时合格路径表中有一条备选链路：信源设备6号方向至信宿设备6号方向。
如果当前正在通信的链路2恶化，则如图11b所示，备选链路1可以将当前链路2替换路，而恶化的链路2将从合格路径表中移除。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上。可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种通信链路管理方法，其特征在于，所述方法包括：
信宿设备根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
所述信宿设备根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信宿设备根据接收的信号的发射方向对应的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向，包括：
所述信宿设备确定接收的信号所对应的不同发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向、以及与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，将所确定的发射方向、以及接收方向作为合格路径存储至合格路径表；
所述信宿设备从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信宿设备确定接收的信号所对应的发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向，包括：
所述信宿设备接收对应不同发射方向的信号，确定所述发射方向中路径质量高于第一门限的发射方向，并发送使用所确定的路径质量高于所述第一门限的发射方向发送信号的指令。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信宿设备确定与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，包括：
所述信宿设备使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，确定所使用的接收方向中路径质量高于所述第二门限的接收方向。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信号携带同步信息；
相应地，所述信宿设备使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，包括：
所述信宿设备根据当前帧的信号携带的同步信息，在当前帧的下一帧的发射时刻，使用不同的接收方向接收路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，所述信宿设备将当前使用的路径从所述合格路径表中删除，并从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
7.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于，所述信宿设备从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路，包括：
所述信宿设备使用所述合格路径表中合格路径对应的接收方向建立通信链路，并发送使用所选择的合格路径中的发射方向建立通信链路的指令；或，
发送所述合格路径表，并接收指令，根据所述指令指示的接收方向建立通信链路；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信宿设备确定通信链路的发射方向和接收方向之前，所述方法还包括：
所述信宿设备随机使用的不同的接收方向接收信号；或，
所述信宿设备根据预设次序使用不同的接收方向接收信号；或，
所述信宿设备确定预设时间内路径质量高于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送在所确定的区域的继续发射信号的指令；或，
所述信宿设备确定预设时间内路径质量低于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送停止在所确定的区域继续发射信号的指令；或，
所述信宿设备发送不同发射方向的路径质量，并根据接收的指令，在所述指令所指示的区域继续接收信号，或停止在所述指令指示的区域接收信号。
9.一种通信链路管理方法，其特征在于，所述方法包括：
信源设备使用不同发射方向发射信号；其中，所述信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，用于确定通信链路的发射方向；
所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信源设备使用不同发射方向发射信号之后，所述方法还包括：
所述信源设备接收指令，所述指令指示路径质量高于第一门限的发射方向的信息，使用所述指令所指示的发射方向发送信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路，包括：
所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向建立通信链路；或，
所述信源设备接收合格路径表，确定根据所述合格路径表确定合格路径，并发送使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路的指令；或，
所述信源设备发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，根据所述合格路径表确定所使用的合格路径，并使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，所述方法还包括：
所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向重新建立通信链路；或，
所述信源设备接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，并在所述合格路径表中确定合格路径，发送使用所确定的合格路径的接收方向的指令；或，
所述信源设备接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信源设备使用不同发射方向发射信号，包括：
所述信源设备随机使用的不同的发射方向发射信号；或，
所述信源设备根据预设次序使用不同的发射方向发射信号；或，
所述信源设备接收指令，停止在所述指令指示的区域发射信号；或，
所述信源设备接收指令，继续在所述指令指示的区域发射信号；或，
所述信源设备接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量高于所述第一门限的发射方向的区域，并在所确定的区域继续发射信号；或，
所述信源设备接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量低于所述第一门限的发射方向的区域，并停止在所确定的区域发射信号。
14.一种通信链路管理方法，其特征在于，所述方法包括：
信源设备使用不同的发射方向向信宿设备发射信号，信宿设备根据接收到的信号的不同发射方向的路径质量，以及接收信号所使用的不同接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
所述信源设备使用所述确定的发射方向，所述信宿设备使用所述确定的接收方向，建立通信链路。
15.一种信宿设备，其特征在于，所述信宿设备包括：
确定单元，用于根据接收的信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，确定通信链路的发射方向和接收方向；
第一建立单元，用于根据所述确定的发射方向和接收方向建立通信链路。
16.根据权利要求15所述的信宿设备，其特征在于，
所述确定单元，还用于根据接收的信号所对应的不同发射方向中，路径质量高于第一门限的发射方向、以及与所述路径质量高于第一门限的发射方向所对应的接收方向中，路径质量高于第二门限的接收方向，将所确定的发射方向、以及接收方向作为合格路径存储至合格路径表；
所述第一建立单元，还用于从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
17.根据权利要求15所述的信宿设备，其特征在于，
所述确定单元，还用于接收对应不同发射方向的信号，确定所述发射方向中路径质量高于第一门限的发射方向，并发送使用所确定的路径质量高于所述第一门限的发射方向发送信号的指令。
18.根据权利要求17所述的信宿设备，其特征在于，
所述确定单元，还用于使用不同的接收方向接收所述路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号，确定所使用的接收方向中路径质量高于所述第二门限的接收方向。
19.根据权利要求18所述的信宿设备，其特征在于，所述信号携带同步信息；
所述确定单元，还用于根据当前帧的信号携带的同步信息，在当前帧的下一帧的发射时刻，使用不同的接收方向接收路径质量高于所述第一门限的发射方向的信号。
20.根据权利要求16所述的信宿设备，其特征在于，
所述第一建立单元，还用于当前通信链路的发射方向的路径质量低于所述第一门限，和/或当前通信链路的接收方向的路径质量低于所述第二门限时，将当前使用的路径从所述合格路径表中删除，并从所述合格路径表中选择合格路径建立通信链路。
21.根据权利要求16或20所述的信宿设备，其特征在于，
所述第一建立单元，还用于使用所述合格路径表中合格路径对应的接收方向建立通信链路，并发送使用所选择的合格路径中的发射方向建立通信链路的指令；或，
发送所述合格路径表，并接收指令，根据所述指令指示的接收方向建立通信链路；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路。
22.根据权利要求15所述的信宿设备，其特征在于，
所述确定单元，还用于随机使用的不同的接收方向接收信号；或，
根据预设次序使用不同的接收方向接收信号；或，
确定预设时间内路径质量高于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送在所确定的区域的继续发射信号的指令；或，
确定预设时间内路径质量低于所述第一门限的信号的发射方向的区域，并发送停止在所确定的区域继续发射信号的指令；或，
发送不同发射方向的路径质量，并根据接收的指令，在所述指令所指示的区域继续接收信号，或停止在所述指令指示的区域接收信号。
23.一种通信链路管理信源设备，其特征在于，所述信源设备包括：
发射单元，用于使用不同发射方向发射信号；其中，所述信号的不同发射方向的路径质量，以及对应所述信号的接收方向的路径质量，用于确定通信链路的发射方向；
第二建立单元，用于所述信源设备根据所述确定的发射方向建立通信链路。
24.根据权利要求23所述的信源设备，其特征在于，所述信源设备还包括：
接收单元，用于在所述发射单元使用不同发射方向发射信号之后接收指令，所述指令指示路径质量高于第一门限的发射方向的信息；
所述发射单元，还用于使用所述指令所指示的发射方向发送信号。
25.根据权利要求23所述的信源设备，其特征在于，
所述第二建立单元，还用于所述信源设备接收指令，根据所述指令指示的发射方向建立通信链路；或，
接收合格路径表，确定根据所述合格路径表确定合格路径，并发送使用所确定的合格路径的接收方向建立通信链路的指令；或，
发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，根据所述合格路径表确定所使用的合格路径，并使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
26.根据权利要求23所述的信源设备，其特征在于，
所述第二建立单元，还用于接收指令，根据所述指令指示的发射方向重新建立通信链路；或，
接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，并在所述合格路径表中确定合格路径，发送使用所确定的合格路径的接收方向的指令；或，
接收合格路径表，从所述合格路径表中删除当前路径，发起针对选择所述合格路径表中合格路径的协商，确定在所述合格路径表所使用的合格路径，使用所确定的合格路径的发射方向建立通信链路。
27.根据权利要求23所述的信源设备，其特征在于，
所述发射单元，还用于随机使用的不同的发射方向发射信号；或，
根据预设次序使用不同的发射方向发射信号；或，
接收指令，在所述指令指示的区域停止发射信号；或，
接收指令，在所述指令指示的区域继续发射信号；或，
接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量高于所述第一门限的发射方向的区域，并在所确定的区域继续发射信号；或，
接收不同发射方向的路径质量，确定路径质量低于所述第一门限的发射方向的区域，并停止在所确定的区域发射信号。
28.一种通信链路管理系统，包括权利要求15-22任一项所述的信宿设备，以及权利要求23-27任一项所述的信源设备。
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