CN107634791B - 一种波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质，应用于无线通信技术领域，所述方法包括：对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，第一坐标轴方向和第二坐标轴方向分别为二维坐标系中的两个坐标轴方向；若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。本发明实施例可对三维空间中无线网络链路进行快速恢复。

Description

一种波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

在无线通信技术中，60GHz技术可以使无线系统达到有线级别的传输速度，标准IEEE 802.11ad使用高频载波的60GHz频谱，支持高达6.7Gbps的数据传输速率，而IEEE802.11ay是802.11ad的升级版，将提供20Gbps的数据传输速率。因此，60GHz无线电有望使无线网络接入进入到multi-Gbps时代，其中，无线网络包括：户外微型蜂窝网络以及室内WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。此外，60GHz无线电将会衍生出很多超高速无线应用，例如，无线VR(Virtual Reality，虚拟现实)、4K实时Miracast等，其中，Miracast是WiFi Alliance于2012年9月19日宣布启动的WiFi CERTIFIED Miracast认证项目，Miracast通过WiFi CERTIFIED WiFi Direct形成连接，Miracast认证设备内部具备连接功能，因此无需接入任何WiFi网络。

然而，一些关键技术的瓶颈却阻碍了60GHz技术的广泛应用，例如，高效波束转向的问题。与60GHz以下的常规全向WiFi、蜂窝网信号不同，60GHz无线电使用高度定向的信号波束。60GHz无线电通常将几十甚至几百个天线元件包装到相控阵天线阵列中，将天线信号集中在一起形成窄波束从而补偿衰减损耗。因此，一对60GHz收发器只有在其波束对准后才能建立链路。然而，由于收发器的移动或障碍物的阻塞，原本对准的波束可能会错开。

目前，解决上述波束转向问题的方法中包括：层次化波束扫描、启发式的快速扫描以及基于感知的方法等。但是，这些方法主要针对二维空间中的波束重定向。实际上，用户在三维空间中运动，无线电信号也在三维空间中传播。三维运动同时涉及位置及方向的变化，表现出固有的“不可预测性”，而二维波束转向解决方案中通常假定移动轨迹为线性、圆形等，因此，通过上述二维空间重定向的方法不能重新对准波束并恢复无线网络链路。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质，以实现三维空间中无线网络链路的快速恢复。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种波束重定向方法，所述方法包括：

对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；

根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，所述第一坐标轴方向和所述第二坐标轴方向分别为所述二维坐标系中的两个坐标轴方向；

若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将所述第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

可选的，在所述对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向之后，所述方法还包括：

若到达角的个数为多个，根据得到的第二最佳方向对所述预设初始参数进行更新；

返回所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向的步骤，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛；

将通过上述循环得到的多个第二最佳方向对应的波束中信道质量最佳的波束确定为目标波束。

可选的，所述根据得到的第二最佳方向对所述预设初始参数进行更新，包括：

若得到的第二最佳方向的个数为一个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与第二最佳方向

之差的范数，将得到的多个范数中最大值对应的三维空间中的方向确定为所述第二最佳方向对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

若得到的第二最佳方向的个数为多个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向

之差的范数的最小值，将得到的多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为所述多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

若{ψ，α}为三维空间中的任意方向；

所述第一坐标轴方向的坐标u＝cos(α)sin(ψ)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，则根据公式：

u₀＝cos(α₀)sin(ψ₀)；

对u₀的值进行更新；

或，

所述第一坐标轴方向的坐标v＝sin(α)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，则根据公式：

v₀＝sin(α₀)；

对v₀的值进行更新。

可选的，所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，包括：

若预设初始参数包括：扫描粒度ω，所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，根据公式：

ψ_i＝arcsin(u₀/cos(α_i))；

得到扫描波束的第一方向{ψ_i，α_i}，将{ψ_i，α_i}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向

其中，i∈[1，M₁]，

M₁为扫描波束的个数；

所述根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：

根据公式：

γ_k＝-π/2+(k-1)ω；

得到扫描波束的第二方向

将

中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，k∈[1，N₁]，N₁＝π/ω，N₁为扫描波束的个数。

可选的，所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，包括：

若预设初始参数包括：扫描粒度ω，所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，根据公式：

β_j＝-π/2+(j-1)ω；

σ_j＝arcsin(v₀)；

得到扫描波束的第一方向{β_j，σ_j}，将{β_j，σ_j}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向{β′，σ′}；其中，j∈[1，M₂]，M₂＝π/ω，M₂为扫描波束的个数；

所述根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：

根据公式：

u₁＝cos(σ′)sin(β′)；

计算出所述第二坐标轴方向的坐标值u₁；

根据公式：

μ_l＝arcsin(u₁/cos(θ_l))；

得到扫描波束的第二方向{μ_l，θ_l}，将{μ_l，θ_l}中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，l∈[1，N₂]，

N₂为扫描波束的个数。

本发明实施例提供了一种波束重定向装置，所述装置包括：

波束映射模块，用于对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；

最佳方向获得模块，用于根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，所述第一坐标轴方向和所述第二坐标轴方向分别为所述二维坐标系中的两个坐标轴方向；

第一目标波束确定模块，用于若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将所述第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

可选的，本发明实施例的波束重定向装置，还包括：

第二目标波束确定模块，用于若到达角的个数为多个，根据得到的第二最佳方向对所述预设初始参数进行更新；返回所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向的步骤，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛；将通过上述循环得到的多个第二最佳方向对应的波束中信道质量最佳的波束确定为目标波束。

可选的，所述第二目标波束确定模块包括：

最远波束确定子模块，用于若得到的第二最佳方向的个数为一个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与第二最佳方向

之差的范数，将得到的多个范数中最大值对应的三维空间中的方向确定为所述第二最佳方向对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

若得到的第二最佳方向的个数为多个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向

之差的范数的最小值，将得到的多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为所述多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

第一更新子模块，用于若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，所述第一坐标轴方向的坐标u＝cos(α)sin(ψ)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，则根据公式：

u₀＝cos(α₀)sin(ψ₀)；

对u₀的值进行更新；

或，

第二更新子模块，用于若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，所述第一坐标轴方向的坐标v＝sin(α)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，则根据公式：

v₀＝sin(α₀)；

对v₀的值进行更新。

可选的，所述最佳方向获得模块具体用于，若预设初始参数包括：扫描粒度ω，所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，根据公式：

ψ_i＝arcsin(u₀/cos(α_i))；

得到扫描波束的第一方向{ψ_i，α_i}，将{ψ_i，α_i}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向

其中，i∈[1，M₁]，

M₁为扫描波束的个数；

所述最佳方向获得模块具体用于，根据公式：

γ_k＝-π/2+(k-1)ω；

得到扫描波束的第二方向

将

中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，k∈[1，N₁]，N₁＝π/ω，N₁为扫描波束的个数。

可选的，所述最佳方向获得模块还用于，若预设初始参数包括：扫描粒度ω，所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，根据公式：

β_j＝-π/2+(j-1)ω；

σ_j＝arcsin(v₀)；

得到扫描波束的第一方向{β_j，σ_j}，将{β_j，σ_j}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向{β′，σ′}；其中，j∈[1，M₂]，M₂＝π/ω，M₂为扫描波束的个数；

所述最佳方向获得模块还用于根据公式：

u₁＝cos(σ′)sin(β′)；

计算出所述第二坐标轴方向的坐标值u₁；

根据公式：

u_l＝arcsin(u₁/cos(θ_l))；

得到扫描波束的第二方向{μ_l，θ_l}，将{μ_l，θ_l}中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，l∈[1，N₂]，

N₂为扫描波束的个数。

本发明实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的波束重定向方法的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一所述的波束重定向方法的步骤。

本发明实施例提供的波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质，通过对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。本发明实施例通过将三维空间信道中的待重定向波束映射为二维空间信道中的波束，并对二维空间信道中的波束进行正交扫描，在只有一个到达角时，通过一轮扫描即可重新定位目标波束，因此，可快速恢复无线网络链路。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的波束重定向方法的一种流程图；

图2为三维空间信道中的波束分布模型图；

图3为对三维空间信道中的波束进行二维映射后的波束分布图；

图4为本发明实施例的波束重定向方法的另一种流程图；

图5为本发明实施例的波束重定向装置的一种结构图；

图6为本发明实施例的波束重定向装置的另一种结构图；

图7为本发明实施例的电子设备的结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

在无线通信技术中，收发器在波束对准后可以建立链路，由于收发器位置移动等，使得建立好的链路断开而无法快速恢复，为了解决该问题，本发明实施例提供了一种波束重定向方法、装置、电子设备及可读存储介质，以实现三维空间中无线网络链路的快速恢复。

下面首先对本发明实施例所提供的波束重定向方法进行详细介绍。

参见图1，图1为本发明实施例的波束重定向方法的一种流程图，包括以下步骤：

S101，对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布。

本发明实施例中，三维空间信道中的波束可参见图2，图2为三维空间信道中的波束分布模型图，图中表示的是16×16相控阵列在三维空间信道中产生的波束，可以通过{ψ，α}表示任意角度的三维空间中的波束，ψ表示方位角，α表示俯仰角，α∈[-90°，90°]，波束主瓣方向设定为{30°，30°}，即ψ和α均为30°。可以看出，三维空间中的波束看起来像一个“变形的十字架”，其中主瓣201位于十字交叉处，旁瓣202呈翼状分布在侧面。这种独特的模式并不与任何特定波束成形的码本相关联，而是由60GHz信号的传播和相控阵列的波束成形效应共同作用形成的。

对图2中三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，可以得到二维坐标系中的波束分布。参见图3，图3为对三维空间信道中的波束进行二维映射后的波束分布图。其中，二维映射是指将三维曲面的纹理展开到二维坐标系中。可通过公式：u＝cos(α)sin(ψ)；v＝sin(α)；将三维空间信道中的角度{ψ，α}映射为二维空间信道中的位置坐标(u，v)。图3中二维坐标系的横坐标和纵坐标分别表示坐标位置，图中的纹理表示RSS(ReceivedSignal Strength，接收信号强度)，图3中的波束分布表现出十分明显的“十字交叉”特征：RSS较强的波束沿着两条正交线分布，{u^*，:}和{:，v^*}的交点为{u^*，v^*}，即对应于波束主瓣方向{30°，30°}的二维位置坐标。

S102，根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，第一坐标轴方向和第二坐标轴方向分别为二维坐标系中的两个坐标轴方向。

具体的，由于三维空间信道中的波束的“十字”分布模式，且该模式不与任何特定波束成形的码本相关联，因此，本发明实施例对二维空间信道中的波束进行正交扫描，即，对二维坐标系中的第一坐标轴方向进行扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；然后根据该第一最佳方向，对二维坐标系中的第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向。其中，第一坐标轴方向对应的第一最佳方向的信道质量最佳，第二坐标轴方向对应的第二最佳方向的信道质量最佳。预设初始参数包括：扫描粒度、第一坐标轴方向的初始坐标。其中，扫描粒度即为扫描波束的宽度，扫描波束的宽度与所使用的天线阵列相关；第一坐标轴方向可以是二维坐标系中的任意一个坐标轴方向。

其中，正交扫描的具体过程为：固定第一坐标轴方向的初始坐标，得到该初始坐标对应的波束方向的集合，得到该集合中各波束方向对应的信道质量，将最大信道质量对应的波束方向确定为第一最佳方向。之后，根据该第一最佳方向确定第二坐标轴方向的初始坐标，固定第二坐标轴方向的初始坐标，得到该第二坐标轴方向的初始坐标对应的波束方向的集合，得到该集合中各波束方向对应的信道质量，将最大信道质量对应的波束方向确定为第二最佳方向。

S103，若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

本发明实施例中，AoA(Angle of Arrival，到达角)是指到达观测点的波辐射传播方向的量度，一般是波射线与某一方向(水平面或水平面法线)之间的夹角。在接收器接收的波束的到达角的个数为一个的情况下，单次正交扫描就可以找到最佳波束，即目标波束，因此，将得到的第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

本发明实施例提供的波束重定向方法，通过对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。本发明实施例通过将三维空间信道中的待重定向波束映射为二维空间信道中的波束，并对二维空间信道中的波束进行正交扫描，在只有一个到达角时，通过一轮扫描即可重新定位目标波束，因此，可快速恢复无线网络链路。

实际应用中，多个信号可能混在一起到达接收器，其中包含了多个不同方向的AoA，那么，将三维空间信道中的波束进行二维映射之后，在二维坐标系中的波束分布图中包含多个交叉的十字。如果初始扫描方向接近较弱(具有较小的RSS)的AoA，则经过一次正交扫描得到的波束将会在局部最优，而不是全局最优，因此需要进行多次不同起点的循环。

参见图4，图4为本发明实施例的波束重定向方法的另一种流程图，与图1实施例不同的是，图1实施例中接收器接收的波束的AoA的个数为一个，图4实施例中接收器接收的波束的AoA的个数为多个，包括以下步骤：

S401，对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布。

S402，根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，第一坐标轴方向和第二坐标轴方向分别为二维坐标系中的两个坐标轴方向。

S403，判断第二最佳方向对应的信道质量是否收敛。

本发明实施例中，在经过一次正交扫描之后，得到第二最佳方向，显然，仅仅通过一次循环得到第二最佳方向，是无法判断第二最佳方向对应的信道质量是否收敛的，此时，本步骤的判断结果可以默认为不收敛，执行S404。而在经过至少一次循环之后，可以根据收敛条件判断第二最佳方向对应的信道质量是否收敛，当第二最佳方向对应的信道质量收敛时，执行S405；当第二最佳方向对应的信道质量不收敛时，执行S404。

另外，通过对大量数据进行试验发现，当循环执行的次数大约为5次时，得到的第二最佳方向对应的信道质量可以收敛，或者，循环执行5次时可以得到最佳信道质量对应的第二最佳方向。本发明实施例中，可以根据收敛条件结束循环，还可以根据循环执行的次数结束循环，例如，当循环执行5次时，可以认为已经符合循环执行的条件，执行S405。

其中，收敛条件可以为：此次计算得到的第二最佳方向对应的信道质量与前一次计算得到的第二最佳方向对应的信道质量的差值、与前一次计算得到的第二最佳方向对应的信道质量的比值是否小于预设阈值，预设阈值可以为5％～10％等，在此不做限制。

S404，根据得到的第二最佳方向对预设初始参数进行更新。

具体的，第二最佳方向指的是三维空间中的方位角和俯仰角，得到的第二最佳方向可以是一个或多个，即，当S402执行一次时，得到一个第二最佳方向，当S402执行两次时，得到两个第二最佳方向，以此类推。可以根据得到的第二最佳方向中对应的信道质量最佳的第二最佳方向的方位角和俯仰角，得到更新的二维坐标系中的位置坐标，即对预设初始参数进行更新。然后，根据得到的更新的预设初始参数，执行S402，当然，S402中是根据更新的初始参数，计算得到第二最佳方向的。

S405，将通过上述循环得到的多个第二最佳方向对应的波束中信道质量最佳的波束确定为目标波束。

本步骤中，当S403的判断结果为收敛时，可以将最终得到的第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

由于S401、S402分别与图1实施例中的S101、S102相同，S101、S102的所有实现方式均适用于图4，且均能达到相同或相似的有益效果，在此不再赘述。

本发明实施例提供的波束重定向方法，在接收器接收的波束的AoA的个数为多个时，根据上述循环得到的多个第二最佳方向对预设初始参数进行更新，根据得到的更新的预设初始参数，进一步计算得到更新的第二最佳方向；通过多轮正交扫描的方法，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛，可以避免得到的第二最佳方向的波束是局部最优，而不是全局最优，从而得到准确的第二最佳方向对应的波束，即得到准确的目标波束。

图4实施例中，根据得到的第二最佳方向对预设初始参数进行更新，包括：

第一步，若得到的第二最佳方向的个数为一个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与第二最佳方向

之差的范数，将得到的多个范数中最大值对应的三维空间中的方向确定为第二最佳方向对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

若得到的第二最佳方向的个数为多个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向

之差的范数的最小值，将得到的多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向{ψ₀，α₀}。

本发明实施例中，为了使最终得到的第二最佳方向对应的波束是全局最优，新一轮正交扫描起始波束的方向应距离之前扫描得到的第二最佳方向最远，以获得最互补的扫描结果。具体的，若得到的第二最佳方向的个数为一个，可以通过计算第二最佳方向

与三维空间中的多个方向中的每一个方向之差的范数，若第二最佳方向

与三维空间中的某一个方向{ψ₀，α₀}之差的范数最大，则表明该方向{ψ₀，α₀}与第二最佳方向

最远。例如，可以计算第二最佳方向

与三维空间中的多个方向{ψ，α}之差的L1范数，也就是计算向量

与向量{ψ，α}的向量之差，之后，计算得到的向量中各个元素绝对值之和，将得到的绝对值之和作为向量

和向量{ψ，α}的L1范数。其中，三维空间中的多个方向{ψ，α}可以通过对三维空间进行划分之后进行取值而获得。

若得到的第二最佳方向的个数为多个，计算三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向之差的范数，那么，三维空间中的每一个方向可以得到对应的多个范数，确定每一个方向对应的多个范数中的最小范数值，那么，可以得到多个最小范数值。之后，将多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向。当然，计算两个方向之差的范数也可以是L1范数。

第二步，若第一坐标轴方向的坐标u＝cos(α)sin(ψ)，预设初始参数包括：第一坐标轴方向的初始坐标u₀，则根据公式：

u₀＝cos(α₀)sin(ψ₀)；

对u₀的值进行更新；

或，

第一坐标轴方向的坐标v＝sin(α)，预设初始参数包括：第一坐标轴方向的初始坐标v₀，则根据公式：

v₀＝sin(α₀)；

对v₀的值进行更新。

本发明实施例中，在进行正交扫描时，可以先对二维坐标系的任意坐标轴方向进行扫描，例如，如果二维坐标系的坐标轴包括：U坐标轴和V坐标轴，那么，第一坐标轴方向可以是U坐标轴方向，也可以是V坐标轴方向，在此不做限制。不同的是，当第一坐标轴方向是U坐标轴时，对初始坐标u₀的值进行更新；当第一坐标轴方向是V坐标轴时，对初始坐标v₀的值进行更新

本发明实施例中，通过从距离第二最佳方向对应的波束最远的方向开始新一轮的扫描，这样可以避免局部最优导致得到的最终的第二最佳方向对应的波束不准确的问题。

由于二维坐标系包含两个坐标轴方向，在对波束分布进行扫描时，先对哪一个坐标轴方向进行扫描都是可以的。

本发明的一种实现方式中，根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，包括：

若预设初始参数包括：扫描粒度ω，第一坐标轴方向的初始坐标u₀，根据公式：

ψ_i＝arcsin(u₀/cos(α_i))；

得到扫描波束的第一方向{ψ_i，α_i}，将{ψ_i，α_i}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向

其中，i∈[1，M₁]，

M₁为扫描波束的个数；

根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：

根据公式：

γ_k＝-π/2+(k-1)ω；

得到扫描波束的第二方向

将

中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，k∈[1，N₁]，N₁＝π/ω，N₁为扫描波束的个数。

本发明的另一种实现方式中，根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，包括：

若预设初始参数包括：扫描粒度ω，第一坐标轴方向的初始坐标v₀，根据公式：

β_j＝-π/2+(j-1)ω；

σ_j＝arcsin(v₀)；

得到扫描波束的第一方向{β_j，σ_j}，将{β_j，σ_j}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向{β′，σ′}；其中，j∈[1，M₂]，M₂＝π/ω，M₂为扫描波束的个数；

根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：

根据公式：

u₁＝cos(σ′)sin(β′)；

计算出第二坐标轴方向的坐标值u₁；

根据公式：

μ_l＝arcsin(μ₁/cos(θ_l))；

得到扫描波束的第二方向{μ_l，θ_l}，将{μ_l，θ_l}中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，l∈[1，N₂]，

N₂为扫描波束的个数。

本发明实施例中，根据预设初始参数对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，也就是根据扫描粒度和第一坐标轴方向的初始坐标，得到扫描波束的多个方向，即多个第一方向，将第一方向中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向。之后，类似地，根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向。

可以看出，上述两种对波束分布进行扫描的方式是相同的，只是对两个坐标轴方向扫描的顺序不同，因此，所使用的公式也是不同的。但是，最终得到的第二最佳方向将会是相同的，得到的第二最佳方向对应的波束也是相同的，即得到的目标波束是相同的。

相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种波束重定向装置，参见图5，图5为本发明实施例的波束重定向装置的一种结构图，包括：

波束映射模块501，用于对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；

最佳方向获得模块502，用于根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，第一坐标轴方向和第二坐标轴方向分别为二维坐标系中的两个坐标轴方向；

第一目标波束确定模块503，用于若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

本发明实施例提供的波束重定向装置，通过对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。本发明实施例通过将三维空间信道中的待重定向波束映射为二维空间信道中的波束，并对二维空间信道中的波束进行正交扫描，在只有一个到达角时，通过一轮扫描即可重新定位目标波束，因此，可快速恢复无线网络链路。

需要说明的是，本发明实施例的装置是应用上述波束重定向方法的装置，则上述波束重定向方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。

参见图6，图6为本发明实施例的波束重定向装置的另一种结构图，包括：

波束映射模块601，用于对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；

最佳方向获得模块602，用于根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，第一坐标轴方向和第二坐标轴方向分别为二维坐标系中的两个坐标轴方向；

第二目标波束确定模块603，用于若到达角的个数为多个，根据第二最佳方向对预设初始参数进行更新；返回根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向的步骤，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛；将通过上述循环得到的多个第二最佳方向对应的波束中信道质量最佳的波束确定为目标波束。

本发明实施例提供的波束重定向装置，在接收器接收的波束的AoA的个数为多个时，根据上述循环得到的多个第二最佳方向对预设初始参数进行更新，根据得到的更新的预设初始参数，进一步计算得到更新的第二最佳方向；通过多轮正交扫描的方法，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛，可以避免得到的第二最佳方向的波束是局部最优，而不是全局最优，从而得到准确的第二最佳方向对应的波束，即得到准确的目标波束。

本发明的一种实现方式中，第二目标波束确定模块包括：

最远波束确定子模块，用于若得到的第二最佳方向的个数为一个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与第二最佳方向

之差的范数，将得到的多个范数中最大值对应的三维空间中的方向确定为第二最佳方向对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

若得到的第二最佳方向的个数为多个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向

之差的范数的最小值，将得到的多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

第一更新子模块，用于若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，第一坐标轴方向的坐标u＝cos(α)sin(ψ)，预设初始参数包括：第一坐标轴方向的初始坐标u₀，则根据公式：

u₀＝cos(α₀)sin(ψ₀)；

对u₀的值进行更新；

或，

第二更新子模块，用于若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，第一坐标轴方向的坐标v＝sin(α)，预设初始参数包括：第一坐标轴方向的初始坐标v₀，则根据公式：

v₀＝sin(α₀)；

对v₀的值进行更新。

可选的，最佳方向获得模块具体用于，若预设初始参数包括：扫描粒度ω，第一坐标轴方向的初始坐标u₀，根据公式：

ψ_i＝arcsin(u₀/cos(α_i))；

得到扫描波束的第一方向{ψ_i，α_i}，将{ψ_i，α_i}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向

其中，i∈[1，M₁]，

M₁为扫描波束的个数；

最佳方向获得模块具体用于，根据公式：

γ_k＝-π/2+(k-1)ω；

得到扫描波束的第二方向

将

中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，k∈[1，N₁]，N₁＝π/ω，N₁为扫描波束的个数；

可选的，最佳方向获得模块还用于，若预设初始参数包括：扫描粒度ω，第一坐标轴方向的初始坐标v₀，根据公式：

β_j＝-π/2+(j-1)ω；

σ_j＝arcsin(v₀)；

得到扫描波束的第一方向{β_j，σ_j}，将{β_j，σ_j}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向{β′，σ′}；其中，j∈[1，M₂]，M₂＝π/ω，M₂为扫描波束的个数；

最佳方向获得模块还用于根据公式：

u₁＝cos(σ′)sin(β′)；

计算出第二坐标轴方向的坐标值u₁；

根据公式：

μ_l＝arcsin(u₁/cos(θ_l))；

得到扫描波束的第二方向{μ_l，θ_l}，将{μ₁，θ₁}中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，l∈[1，N₂]，

N₂为扫描波束的个数。

本发明实施例还提供了一种电子设备，参见图7，图7为本发明实施例的电子设备的结构图，包括：处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，处理器701、通信接口702、存储器703通过通信总线704完成相互间的通信；

存储器703，用于存放计算机程序；

处理器701，用于执行存储器703上所存放的程序时，实现上述任一波束重定向方法的步骤。

需要说明的是，上述电子设备提到的通信总线704可以是PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线704可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口702用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器703可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器701可以是通用处理器，包括：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例的电子设备中，处理器通过执行存储器上所存放的程序，从而通过对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。本发明实施例通过将三维空间信道中的待重定向波束映射为二维空间信道中的波束，并对二维空间信道中的波束进行正交扫描，在只有一个到达角时，通过一轮扫描即可重新定位目标波束，因此，可快速恢复无线网络链路。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述任一波束重定向方法的步骤。

本发明实施例的计算机可读存储介质中存储的指令在计算机上运行时，从而通过对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；根据预设初始参数，对波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第一坐标轴方向对应的第一最佳方向；并根据第一最佳方向及预设初始参数，对波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。本发明实施例通过将三维空间信道中的待重定向波束映射为二维空间信道中的波束，并对二维空间信道中的波束进行正交扫描，在只有一个到达角时，通过一轮扫描即可重新定位目标波束，因此，可快速恢复无线网络链路。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于波束重定向装置、电子设备及可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种波束重定向方法，其特征在于，所述方法包括：

对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；

根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，并根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，所述第一坐标轴方向和所述第二坐标轴方向分别为所述二维坐标系中的两个坐标轴方向；所述预设初始参数包括：扫描粒度、第一坐标轴方向的初始坐标；所述扫描粒度为扫描波束的宽度，所述扫描波束的宽度与所使用的天线阵列相关；所述第一坐标轴方向为：所述二维坐标系中的任意一个坐标轴方向；所述对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，并根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：固定所述第一坐标轴方向的初始坐标，得到该第一坐标轴方向的初始坐标对应的波束方向的集合，得到该集合中各波束方向对应的信道质量，将最佳信道质量对应的波束方向确定为第一最佳方向；之后，根据该第一最佳方向确定第二坐标轴方向的初始坐标，固定所述第二坐标轴方向的初始坐标，得到该第二坐标轴方向的初始坐标对应的波束方向的集合，得到该集合中各波束方向对应的信道质量，将最佳信道质量对应的波束方向确定为第二最佳方向；

若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将所述第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

2.根据权利要求1所述的波束重定向方法，其特征在于，在所述对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向之后，所述方法还包括：

若到达角的个数为多个，根据得到的第二最佳方向对所述预设初始参数进行更新；

返回所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向的步骤，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛；

将通过上述循环得到的多个第二最佳方向对应的波束中信道质量最佳的波束确定为目标波束。

3.根据权利要求2所述的波束重定向方法，其特征在于，所述根据得到的第二最佳方向对所述预设初始参数进行更新，包括：

若得到的第二最佳方向的个数为一个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与第二最佳方向

之差的范数，将得到的多个范数中最大值对应的三维空间中的方向确定为所述第二最佳方向对应的最远方向{ψ₀，α₀}；其中，

表示所述第二最佳方向中的方位角，

表示所述第二最佳方向中的俯仰角，ψ₀表示所述第二最佳方向对应的最远方向中的方位角，α₀表示所述第二最佳方向对应的最远方向中的俯仰角；

若得到的第二最佳方向的个数为多个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向

之差的范数的最小值，将得到的多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为所述多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，ψ表示所述三维空间中的任意方向中的方位角，α表示所述三维空间中的任意方向中的俯仰角；

所述第一坐标轴方向的坐标u＝cos(α)sin(ψ)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，则根据公式：

u₀＝cos(α₀)sin(ψ₀)；

对u₀的值进行更新；

或，

所述第一坐标轴方向的坐标v＝sin(α)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，则根据公式：

v₀＝sin(α₀)；

对v₀的值进行更新。

4.根据权利要求1所述的波束重定向方法，其特征在于，所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，包括：

若预设初始参数包括：扫描粒度ω，所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，根据公式：

ψ_i＝arcsin(u₀/cos(α_i))；

得到扫描波束的第一方向{ψ_i，α_i}，将{ψ_i，α_i}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向

其中，i∈[1，M₁]，

M₁为扫描波束的个数，ψ_i表示第i个扫描波束的第一方向中的方位角，α_i表示第i个扫描波束的第一方向中的俯仰角，ψ′表示所述第一最佳方向中的方位角，

表示所述第一最佳方向中的俯仰角；

所述根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：

根据公式：

γ_k＝-π/2+(k-1)ω；

得到扫描波束的第二方向

将

中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，k∈[1，N₁]，N₁＝π/ω，N₁为扫描波束的个数，γ_k表示第k个扫描波束的第二方向中的方位角，

表示第k个扫描波束的第二方向中的俯仰角，

表示所述第二最佳方向中的方位角，

表示所述第二最佳方向中的俯仰角。

5.根据权利要求1所述的波束重定向方法，其特征在于，所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，包括：

若预设初始参数包括：扫描粒度ω，所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，根据公式：

β_j＝-π/2+(j-1)ω；

σ_j＝arcsin(v₀)；

得到扫描波束的第一方向{β_j，σj}，将{β_j，σ_j}中对应的信道质量最佳的方向确定为第一最佳方向{β′，σ′}；其中，j∈[1，M₂]，M₂＝π/ω，M₂为扫描波束的个数，β_j表示第j个扫描波束的第一方向中的方位角，σ_j表示第j个扫描波束的第一方向中的俯仰角，β′表示所述第一最佳方向中的方位角，σ′表示所述第一最佳方向中的俯仰角；

所述根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：

根据公式：

u₁＝cos(σ′)sin(β′)；

计算出所述第二坐标轴方向的坐标值u₁；

根据公式：

μ_l＝arcsin(u₁/cos(θ_l))；

得到扫描波束的第二方向{μ_l，θ_l}，将{μ_l，θ_l}中对应的信道质量最佳的方向确定为第二最佳方向

其中，

N₂为扫描波束的个数，μ_l表示第l个扫描波束的第二方向中的方位角，θ_l表示第l个扫描波束的第二方向中的俯仰角，

表示所述第二最佳方向中的方位角，

表示所述第二最佳方向中的俯仰角。

6.一种波束重定向装置，其特征在于，所述装置包括：

波束映射模块，用于对三维空间信道中的待重定向波束进行二维映射，得到二维坐标系中的波束分布；

最佳方向获得模块，用于根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，并根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向；其中，所述第一坐标轴方向和所述第二坐标轴方向分别为所述二维坐标系中的两个坐标轴方向；所述预设初始参数包括：扫描粒度、第一坐标轴方向的初始坐标；所述扫描粒度为扫描波束的宽度，所述扫描波束的宽度与所使用的天线阵列相关；所述第一坐标轴方向为：所述二维坐标系中的任意一个坐标轴方向；所述对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向，并根据所述第一最佳方向及所述预设初始参数，对所述波束分布进行第二坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第二坐标轴方向对应的第二最佳方向，包括：固定所述第一坐标轴方向的初始坐标，得到该第一坐标轴方向的初始坐标对应的波束方向的集合，得到该集合中各波束方向对应的信道质量，将最佳信道质量对应的波束方向确定为第一最佳方向；之后，根据该第一最佳方向确定第二坐标轴方向的初始坐标，固定所述第二坐标轴方向的初始坐标，得到该第二坐标轴方向的初始坐标对应的波束方向的集合，得到该集合中各波束方向对应的信道质量，将最佳信道质量对应的波束方向确定为第二最佳方向；

第一目标波束确定模块，用于若接收器接收的波束的到达角的个数为一个，将所述第二最佳方向对应的波束确定为目标波束。

7.根据权利要求6所述的波束重定向装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二目标波束确定模块，用于若到达角的个数为多个，根据得到的第二最佳方向对所述预设初始参数进行更新；返回所述根据预设初始参数，对所述波束分布进行第一坐标轴方向扫描，得到扫描波束在所述第一坐标轴方向对应的第一最佳方向的步骤，直至得到的第二最佳方向对应的信道质量收敛；将通过上述循环得到的多个第二最佳方向对应的波束中信道质量最佳的波束确定为目标波束。

8.根据权利要求7所述的波束重定向装置，其特征在于，所述第二目标波束确定模块包括：

最远波束确定子模块，用于若得到的第二最佳方向的个数为一个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与第二最佳方向

之差的范数，将得到的多个范数中最大值对应的三维空间中的方向确定为所述第二最佳方向对应的最远方向{ψ₀，α₀}；其中，

表示所述第二最佳方向中的方位角，

表示所述第二最佳方向中的俯仰角，ψ₀表示所述第二最佳方向对应的最远方向中的方位角，α₀表示所述第二最佳方向对应的最远方向中的俯仰角；

若得到的第二最佳方向的个数为多个，确定三维空间中的多个方向中的每一个方向与多个第二最佳方向

之差的范数的最小值，将得到的多个最小范数值中的最大值对应的三维空间中的方向确定为所述多个第二最佳方向组成的方向集合对应的最远方向{ψ₀，α₀}；

第一更新子模块，用于若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，ψ表示所述三维空间中的任意方向中的方位角，α表示所述三维空间中的任意方向中的俯仰角，所述第一坐标轴方向的坐标u＝cos(α)sin(ψ)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标u₀，则根据公式：

u₀＝cos(α₀)sin(ψ₀)；

对u₀的值进行更新；

或，

第二更新子模块，用于若{ψ，α}为三维空间中的任意方向，所述第一坐标轴方向的坐标v＝sin(α)，所述预设初始参数包括：所述第一坐标轴方向的初始坐标v₀，则根据公式：

v₀＝sin(α₀)；

对v₀的值进行更新。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一所述的波束重定向方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的波束重定向方法的步骤。

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