CN110445523B - 波束训练方法、相关装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种波束训练方法、相关装置及系统。该方法可包括：第一设备接收数据帧，所述数据帧携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息；所述第一设备根据所述数据帧，确定与所述第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。实施本申请，可收敛通信设备在波束训练中的扇区扫描范围，提高波束训练的效率，进而提高波束成形的效率。

Description

波束训练方法、相关装置及系统
技术领域
本申请涉及无线通信及波束成形(beamforming)技术领域，特别涉及波束训练方法、相关装置及系统。
背景技术
移动业务的发展对无线通信的数据速率和效率要求越来越高，在现有及未来的无线通信系统中，波束成形技术用来将传输信号的能量限制在某个波束方向内，增加信号强度，提高信号发送和接收的效率，改善通信质量。
波束训练是波束成形技术中的主要流程。波束训练是一种双向的波束成形帧传输过程，用于提供必要的信号，使通信双方根据该信号选择适合发送和接收信号的扇区波束方向。在波束训练成功完成后，通信双方可以确定适合发送和接收信号的扇区波束方向，从而调整天线配置，利用波束成形技术传输数据。
随着波束成形的应用范围越来越广，如何减少波束训练所消耗的时间，提高波束成形的效率，是亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供了波束训练方法、相关装置及系统，可用于收敛通信设备在波束训练中的扇区扫描范围，提高波束训练的效率，进而提高波束成形的效率。
第一方面，本申请提供一种波束训练方法，应用于第一设备侧。该波束训练方法包括：第一设备接收数据帧，所述数据帧携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息；所述第一设备根据所述数据帧，确定与所述第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
本申请中，第一设备根据数据帧携带的信息确定发射波束和/或接收波束的方式有多种，以下列举几种可能的确定方法。
(1)第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。
这里，第一设备可根据数据帧中携带的第一设备的空间位置指示信息确定第一设备的空间坐标，根据数据帧中携带的第二设备的空间位置指示信息确定第二设备的空间坐标。在确定第一设备和第二设备的空间坐标之后，第一设备可以获知第一设备指向第二设备的方向，并根据第一设备指向第二设备的方向，在第一设备能够形成的所有或部分波束中，确定出发射波束和/或接收波束。
(2)第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息以及接收该数据的过程中所获取的信息，查询这些信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定出发射波束和/或接收波束。
这里，该信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表可存储在第一设备中。
可理解的，不限于上述2中确定方法，本申请还可通过其他方式确定出发射波束和/或接收波束。
实施第一方面描述的波束训练方法，第一设备可收敛在与第二设备的波束训练中的扇区扫描范围，提高波束训练的效率，进而提高波束成形的效率。
可理解的，当第一设备确定出的发射波束的数量为一个时，可省略发射扇区扫描，直接将该波束作为第一设备的最佳发射波束。当第一设备确定出的接收波束的数量为一个时同理。这种情况下，可进一步降低波束训练消耗的时间，提高波束成型效率。
本申请中，第一设备的空间位置指示信息可通过以下三种不同的方式得到。
(一)第一设备的空间位置指示信息借助第三设备得到，在这种情况下，第一设备的空间位置指示信息可包括以下几种情况：
(1)第一设备的空间位置指示信息可包括：第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标。
(2)第一设备的空间位置指示信息可包括：第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射功率、第三设备的空间坐标。
在可选实施例中，上述第(1)、(2)种情况中，第一设备的空间位置指示信息还可包括第一波束扫描帧的发射时间。
上述第(1)、(2)种情况中，第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，第一波束扫描帧为第一设备接收到第三设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
(3)第一设备的空间位置指示信息包括：第二波束的波束标识、所述第二波束的角度信息、第二束扫描帧的发射功率，以及，第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
其中，第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，第二波束扫描帧和第三波束扫描帧由第三设备发送给第一设备。
(4)第一设备的空间位置指示信息包括：第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
其中，第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，第四波束扫描帧为第三设备接收到所述第一设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
(二)第一设备的空间位置指示信息借助第三设备得到，在这种情况下，第一设备的空间位置指示信息可包括：第三设备的相关信息和第四设备的相关信息。
其中，第三设备的相关信息可包括如下四种情况：
(1)第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标。
(2)第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射功率、第三设备的空间坐标。
(3)第二波束的角度信息、第二波束的波束标识、第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
(4)第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
这里，第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，第一波束扫描帧为第一设备接收到第三设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
这里，第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，第二波束扫描帧和第三波束扫描帧由第三设备发送给第一设备。
这里，第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，第四波束扫描帧为第三设备接收到第一设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
其中，第四设备的相关信息可包括如下四种情况：
(1)第五波束的角度信息、第四设备的空间坐标。
(2)第五波束的角度信息、第五波束扫描帧的发射功率、第四设备的空间坐标。
(3)第六波束的角度信息、第六波束的波束标识、第七波束的波束标识、第四设备的空间坐标。
(4)第八波束的波束标识、第四设备的空间坐标。
其中，第五波束为第五波束扫描帧所对应的波束，第五波束扫描帧为第一设备接收到第四设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
其中，第六波束为第六波束扫描帧所对应的波束，第七波束为第七波束扫描帧所对应的波束，第六波束扫描帧和第七波束扫描帧由第四设备发送给第一设备。
其中，第八波束为第八波束扫描帧所对应的波束，第八波束扫描帧为第四设备接收到第一设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
(三)第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息借助网络得到。
具体的，网络服务器中可存储第一设备及第二设备的空间位置指示信息，第一设备可通过网络连接从网络服务器中获取的第一设备及第二设备的空间位置指示信息。
可选的，第一设备的空间位置指示信息可以包括第一设备的空间坐标。第二设备的空间位置指示信息也可以包括第一设备的空间坐标。该空间坐标可通过经纬度、极坐标或三维坐标表示。
第二方面，本申请提供一种第一设备，可用于执行第一方面描述的波束训练方法。所述第一设备可包括：存储器以及与所述存储器耦合的处理器、发射器和接收器，其中：所述发射器用于发送信号，所述接收器用于接收发送的信号，所述存储器用于存储第一方面描述的波束训练方法的实现代码，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序代码，即执行第一方面或第一方面的可能的实施方式所提供的波束训练方法。
第三方面，本申请提供了一种第一设备，包括多个功能模块，用于执行第一方面或第一方面可能的实施方式所提供的方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有实现第一方面或第一方面的可能的实施方式所描述的波束训练方法的程序代码，该程序代码包含运行第一方面或第一方面的可能的实施方式所描述的波束训练方法的执行指令。
第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面可能的实施方式描述的波束训练方法。
实施本申请，第一设备可确定与第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束，在进行波束训练时，可通过确定出的发射波束进行发射扇区扫描，通过确定出的接收波束进行接收扇区扫描，无需遍历所有的扇区波束，收敛了扇区扫描的范围，可以降低波束训练消耗的时间，从而提高波束成形的效率。
附图说明
图1为本申请提供的无线通信系统的结构示意图；
图2为本申请提供的终端的结构示意图；
图3为本申请提供的网络设备的结构示意图；
图4为本申请提供的波束训练方法的流程示意图；
图5为本申请实施例一提供的第一设备、第二设备和第三设备的场景示意图；
图6A、图7A、图8A、图9A、图11A、图12A、图13A为本申请实施例一提供的数据帧交互流程图；
图6B为本申请实施例一提供的一种波束扫描帧的结构示意图；
图7B为本申请实施例一提供的一种波束扫描帧、第一查询帧、第一查询报告帧的结构示意图；
图7C为本申请实施例一提供的一种波束扫描帧、查询帧、查询报告帧的结构示意图；
图8B为本申请实施例一提供的另一种波束扫描帧的结构示意图；
图9B为本申请实施例一提供的又一种波束扫描帧的结构示意图；
图10为本申请提供的偏离角的示意图；
图11B、图12B为本申请实施例一提供的第二波束扫描帧和第三波束扫描帧的结构示意图；
图13B为本申请提供的第一波束反馈帧的结构示意图；
图14为本申请实施例二提供的第一设备、第二设备、第三设备和第四设备的场景示意图；
图15、图16为本申请实施例二提供的数据帧交互流程图；
图17为本申请提供的第一设备的功能框图。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
参见图1，首先介绍本申请涉及的无线通信系统。本申请的无线通信系统工作在高频频段上，不限于长期演进(long term evolution，LTE)系统，还可以是未来演进的第五代移动通信(the 5th Generation，5G)系统、新空口(NR)系统，机器与机器通信(machine tomachine，M2M)系统、WIFI系统等。如图1所示，该无线通信系统100可包括：一个或多个网络设备101，一个或多个终端102。其中：
网络设备101可以分布在整个无线通信系统100中，可以是静止的，也可以是移动的。在本申请的一些实施例中，网络设备101可以为基站，基站可以用于与一个或多个终端进行通信，也可以用于与一个或多个具有部分终端功能的基站进行通信。基站可以是时分同步码分多址(time division synchronous code division multiple access，TD-SCDMA)系统中的基站收发台(base transceiver station，BTS)，也可以是LTE系统中的演进型基站(evolutional node B，eNB)，以及5G系统、新空口(NR)系统中的基站。另外，网络设备101也可以为接入点(access point，AP)、传输节点(Trans TRP)、中心单元(centralunit，CU)或其他网络实体。
终端102可以分布在整个无线通信系统100中，可以是静止的，也可以是移动的。在本申请的一些实施例中，终端102可以是手机、VR眼镜、移动设备、移动台(mobilestation)、移动单元(mobile unit)、M2M终端、无线单元，远程单元、终端代理、移动客户端等等。
本申请中，无线通信系统100是多波束通信系统。其中：
网络设备101可以配置有大规模的天线阵列，并利用波束成形技术控制天线阵列形成不同指向的波束，通过这些波束进行数据的收发。终端102也可以配置有天线阵列，也能以不同指向的波束进行数据的收发。也即是说，在无线通信系统100中，网络设备101和终端102中采用多波束进行通信。
其中，网络设备101或终端102利用波束成形技术形成的波束具有一定的覆盖范围，覆盖范围类似扇形，称为扇区。因此，波束也可称为扇区波束。
可理解的，一个网元和另一个网元传输数据时，该网元向另一个网元发送数据时使用的波束称为发射波束，接收另一个网元发送的数据时使用的波束称为接收波束。可选的，接收波束和其对应的发射波束可以是相同的波束，二者可以共享相同收发装置。可选的，接收波束和其对应的发射波束各自对应的天线端口可以是准共址(quasi co-location，QCL)的。可选的，准共址是指以下至少一个参数相同或者有确定的对应关系：入射角(angle of arrival，AoA)、主入射角(dominant AoA)、平均入射角、入射角的功率角度谱(power angular spectrumof AoA，PASof AoA)、水平离开角(angle of departure，AoD)、主出射角、平均出射角、出射角的功率角度谱、终端发射波束成形、终端接收波束成形、空间信道相关性、基站发射波束成形、基站接收波束成形、平均信道增益、平均信道时延、时延扩展(delay spread)、多普勒扩展(doppler spread)等。
参见图2，图2示出了本申请提供的的终端20的结构示意图。如图2所示，终端20可包括：一个或多个处理器201、存储器202、通信接口203、接收器205、发射器206、耦合器207、天线208、终端接口202，以及输入输出模块(包括音频输入输出模块210、按键输入模块211以及显示器212等)。这些部件可通过总线204或者其他方式连接，图2以通过总线连接为例。其中：
通信接口203可用于终端20与其他通信设备，例如和网络设备进行通信。具体的，通信接口203可以是长期演进(LTE)(4G)通信接口，也可以是5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口，终端20还可以配置有有线的通信接口203，例如局域接入网(local access network，LAN)接口。
发射器206和接收器205可看作一个无线调制解调器。在终端20中，发射器206和接收器205的数量均可以是一个或者多个。天线208可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波，或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器207用于将天线208接收到的移动通信信号分成多路，分配给多个的接收器205。可理解的，天线208可实现为大规模天线阵列。
除了图2所示的发射器206和接收器205，终端20还可包括其他通信部件，例如GPS模块、蓝牙(bluetooth)模块、无线高保真(wireless fidelity，Wi-Fi)模块等。不限于上述表述的无线通信信号，终端20还可以支持其他无线通信信号，例如卫星信号、短波信号等等。不限于无线通信，终端20还可以通过有线网络接口(如LAN接口)进行有线通信。
所述输入输出模块可用于实现终端20和终端/外部环境之间的交互，可主要包括音频输入输出模块210、按键输入模块211以及显示器212等。具体的，所述输入输出模块还可包括：摄像头、触摸屏以及传感器等等。其中，所述输入输出模块均通过终端接口209与终端处理器201进行通信。
存储器202与终端处理器201耦合，用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的，存储器202可包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器202可以存储操作系统(下述简称系统)，例如ANDROID，IOS，WINDOWS，或者LINUX等嵌入式操作系统。存储器202还可以存储网络通信程序，该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备，一个或多个终端设备，一个或多个网络设备进行通信。
存储器202还可以存储终端接口程序，该终端接口程序可以通过图形化的操作界面将应用程序的内容形象逼真的显示出来，并通过菜单、对话框以及按键等输入控件接收终端对应用程序的控制操作。在本申请的一些实施例中，存储器202可用于存储本申请的一个或多个实施例提供的波束训练方法在终端20侧的实现程序。关于本申请的一个或多个实施例提供的波束训练方法的实现，请参考后续实施例。
终端处理器201可用于读取和执行计算机可读指令。具体的，终端处理器201可用于调用存储于存储器212中的程序，例如本申请的一个或多个实施例提供的波束训练方法在终端20侧的实现程序，并执行该程序包含的指令。
可以理解的，终端20可以是图1示出的无线通信系统100中的终端102，可实施为移动设备，移动台(mobile station)，移动单元(mobile unit)，无线单元，远程单元，移动客户端等等。
需要说明的，图2所示的终端20仅仅是本申请实施例的一种实现方式，实际应用中，终端20还可以包括更多或更少的部件，这里不作限制。
参考图3，图3示出了本申请的一些实施例提供的网络设备30。这里，网络设备30可以实现为图1所示通信系统中的网络设备101。如图3所示，网络设备30可包括：一个或多个网络设备处理器301、存储器302、通信接口303、发射器305、接收器306、耦合器307和天线308。这些部件可通过总线304或者其他方式连接，图3以通过总线连接为例。其中：
通信接口303可用于网络设备30与其他通信设备，例如终端设备或其他网络设备，进行通信。具体的，所述终端设备可以是图2所示的终端20。具体的，通信接口303通信接口203可以是长期演进(LTE)(4G)通信接口，也可以是5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口，网络设备30还可以配置有有线的通信接口303来支持有线通信，例如一个网络设备30与其他网络设备30之间的回程链接可以是有线通信连接。
在本申请的一些实施例中，发射器305和接收器306可看作一个无线调制解调器。发射器305可用于对网络设备处理器301输出的信号进行发射处理，例如通过波束成形实现定向发送。接收器306可用于接收信号，例如通过波束成形实现定向接收。在网络设备30中，发射器305和接收器306的数量均可以是一个或者多个。天线308可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波，或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器307可用于将移动通信号分成多路，分配给多个的接收器306。可理解的，网络设备的天线308可以实现为大规模天线阵列。
存储器302与网络设备处理器301耦合，用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的，存储器302可包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。
存储器302可以存储操作系统(下述简称系统)，例如uCOS、VxWorks、RTLinux等嵌入式操作系统。存储器302还可以存储网络通信程序，该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备，一个或多个终端设备，一个或多个网络设备进行通信。
本申请实施例中，网络设备处理器301可用于读取和执行计算机可读指令。具体的，网络设备处理器301可用于调用存储于存储器302中的程序，例如本申请的一个或多个实施例提供的波束训练方法在网络设备30侧的实现程序，并执行该程序包含的指令。
可以理解的，网络设备30可以是图1示出的无线通信系统100中的终端101，网络设备30可实施为基站收发台，无线收发器，一个基本服务集(BSS)，一个扩展服务集(ESS)，NodeB，eNodeB，gNodeB,接入点或TRP等等。
需要说明的，图3所示的网络设备30仅仅是本申请实施例的一种实现方式，实际应用中，网络设备30还可以包括更多或更少的部件，这里不作限制。
基于上述通信系统及相关设备，本申请提供了一种波束训练方法，可用于收敛通信设备在波束训练SLS阶段中的扇区扫描范围，提高波束训练的效率，进而提高波束成形的效率。本申请以第一设备和第二设备之间的波束训练过程为例，说明本申请的波束训练方法。
本申请的主要发明思想为：通过第一设备的空间位置和第二设备的空间位置，收敛第一设备与第二设备之间进行波束训练时的扇区扫描范围。
这里，第一设备的空间位置可以通过多种方式获取，最常用的方式为第一设备通过GPS等定位系统获取自身的空间位置。但是，通过GPS等定位系统获取第一设备的空间位置的方式至少存在以下两点不足：1、GPS信号不能覆盖所有的通信设备，在室内、地下等环境中的通信设备无法接收GPS信号，不能通过GPS进行定位；2、GPS定位精度不够，通过GPS等定位系统获取到的第一设备的空间位置不够准确。
本申请中，第一设备借助其他设备，获取第一设备的空间位置。本申请中获取第一设备空间位置的方式，不受限于使用环境，并且，可获取较为精确的第一设备的空间位置。
参见图4，图4为本申请提供的波束训练方法的流程示意图。如图所示，该方法可包括如下步骤：
S110、第一设备接收数据帧，该数据帧携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息。
本申请中，第一设备可以是图1所示通信系统中的网络设备(如基站、AP等)，也可以是图1所示通信系统中的终端。第一设备配置有天线阵列，可利用波束成形技术控制天线阵列形成不同指向的波束。
本申请中，第二设备可以是图1所示通信系统中的网络设备(如基站、AP等)，也可以是图1所示通信系统中的终端。第二设备可以配置有天线阵列，也可以仅配置单个天线。
具体的，数据帧可以由一个或多个设备发送。例如，当第一设备为终端时，数据帧可由该终端接入的基站或AP发送。这里，终端接入的基站或AP为，和终端具有连接关系的基站或AP，即终端在该基站或AP处进行了认证、建立会话连接等操作以接入该基站或AP。又例如，数据帧可由和终端没有连接关系的基站或AP以广播的方式发送，第一设备可接收该基站或AP广播的数据帧。这里，和终端没有连接关系的基站或AP是指，终端没有在该基站或AP处进行认证、建立会话连接等操作以接入该基站或AP，但终端能够接收到该基站或AP发送的数据帧。
本申请中，该数据帧中携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息。
S120、第一设备根据数据帧，确定与所述第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
可理解的，本申请后续提到的发射波束和/或接收波束均为第一设备与第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
本申请中，第一设备根据数据帧携带的信息确定发射波束和/或接收波束的方式有多种，以下列举几种可能的确定方法。
(1)第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。
具体的，第一设备根据数据帧中携带的第一设备的空间位置指示信息确定第一设备的空间坐标，根据数据帧中携带的第二设备的空间位置指示信息确定第二设备的空间坐标。这里，第一设备确定第一设备和第二设备空间坐标的方法可参考后续实施例的相关描述。
在确定第一设备和第二设备的空间坐标之后，第一设备可以获知第一设备指向第二设备的方向，并根据第一设备指向第二设备的方向，在第一设备能够形成的所有或部分波束中，确定出发射波束和/或接收波束。
(2)第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息以及接收该数据的过程中所获取的信息，查询这些信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定出发射波束和/或接收波束。
这里，该信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表可存储在第一设备中。
可理解的，不限于上述2种确定方法，本申请还可通过其他方式确定出发射波束和/或接收波束。
可选的，第一设备还可根据数据帧携带的信息，结合第一设备自身的姿态信息，确定发射波束和/或接收波束。具体的，第一设备可移动，当第一设备的姿态发生变化时，可生成波束的方向也发生变化。例如，第一设备为手机，当手机的屏幕朝上时，屏幕侧的天线生成的波束指向上方，当手机的屏幕朝下时，屏幕侧的天线生成的波束指向下方，即在手机姿态不同时，同一个波束的指向也不相同。考虑第一设备的姿态信息确定发射波束和/或接收波束的方式，充分考虑到波束指向的变化，确定出的发射波束和/或接收波束能够更加精准地指向第二设备。
可选的，第一设备的姿态信息可由第一设备配置的陀螺仪、重力计、指南针等测量器件得到。可选的，第一设备的姿态信息还可由第一设备配置的视觉设备得到，例如通过摄像头获取场景中的特征物体，根据特征物体出现在画面中的不同位置，来获得第一设备的姿态信息。
本申请中，第一设备在能够形成的所有或部分波束中，确定出至少一个发射波束和/或至少一个接收波束。在该至少一个发射波束和至少一个接收波束中，可以有部分波束相同，也可以全部波束都相同(即第一设备确定出的收发波束相同)。
可选的，第一设备确定出的发射波束的波束方向与第一设备指向第二设备的方向之间的夹角小于第一阈值，确定出的接收波束的波束方向与所述第一设备指向所述第二设备的方向之间的夹角小于第二阈值。其中，第一阈值和第二阈值可预先设置，例如可以为10度、20度等。可理解的，当第一阈值的取值越小，最终确定出的发射波束的个数越少。类似的，当第二阈值的取值越小，最终确定出的接收波束的个数越少。
在可选实施例中，第一设备确定出与第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束后，通过确定出的发射波束进行波束训练中的发射扇区扫描，通过确定出的接收波束进行波束训练中的接收扇区扫描。
具体的，波束训练中的发射扇区扫描用于第一设备确定向第二设备发送数据时的最佳发射波束。当第一设备确定出多个发射波束时，该发射扇区扫描过程包括：第一设备通过该多个发射波束分别向第二设备发送波束扫描帧，第二设备接收到多个波束扫描帧，并确定信号质量最优的波束扫描帧，并将该波束扫描帧对应的波束(即最佳发射波束)反馈给第一设备，使得第一设备获知向第二设备发送数据时的最佳发射波束。
其中，第二设备确定信号质量最优的波束扫描帧时，可根据以下至少一项确定：路径损耗(path loss，PL)、信号接收功率、信号增益或参考信号(被携带在波束扫描帧中)接收功率(reference signal received power，RSRP)、信噪比、信干噪比、信道的时延扩展(delayspread)等。
具体的，波束训练中的接收扇区扫描用于第一设备确定接收第二设备发送的数据时的最佳接收波束。当第一设备确定出多个接收波束时，该接收扇区扫描过程包括：第一设备通过该多个接收波束分别接收第二设备发送的波束扫描帧，并确定信号质量最优的波束扫描帧，第一设备用于接收该信号质量最优的波束扫描帧的波束即为最佳接收波束。其中，第一设备确定信号质量最优的波束扫描帧的过程和上述第二设备的确定过程类似，在此不赘述。
可理解的，在第一设备确定出的发射波束的数量为一个时，第一设备无需再进行发射扇区扫描，直接将确定出的一个发射波束作为最佳发射波束。类似的，在第一设备确定出的接收波束的数量为一个时，第一设备无需再进行接收扇区扫描，直接将确定出的一个接收波束作为最佳接收波束。
在应用中，第一设备可使用相同频段或信道，也可使用不同频段或信道，接收上述步骤S110中的数据帧，以及，执行上述的接收扇区扫描过程和/或发送扇区扫描过程。
上述可知，第一设备可确定与第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束，在进行波束训练时，可通过确定出的发射波束进行发射扇区扫描，通过确定出的接收波束进行接收扇区扫描，无需遍历所有的扇区波束，收敛了扇区扫描的范围，可以降低波束训练消耗的时间，从而提高波束成形的效率。
下面通过三个实施例详细描述图4所示波束训练方法中的数据帧交互过程，以及，第一设备如何确定发射波束和/或接收波束。
在后续三个实施例中，数据帧携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息。后续三个实施例将主要描述数据帧中携带的第一设备的空间位置指示信息、第二设备的空间位置指示信息的内容及发送方式。
在实施例一和实施例二中，第二设备的空间位置指示信息可以为第二设备的极坐标、三维坐标等，可被携带在信标帧(beacon frame)、或管理帧(management frame)或其他类型帧中，可由任意一个存储有第二设备的空间位置指示信息的设备发送。可选的，该设备可以是和第一设备有连接关系的任意一个设备，例如，第一设备为终端，第二设备为AP2，终端已接入任意一个和终端有连接关系的AP0或AP1，AP0或AP1存储AP2的空间坐标，并将AP2的空间坐标发送给终端。
本申请中，后续提到的坐标可以参照球面建立(如地球表面)，也可以参照直角坐标系建立(如地球表面在小范围内可近似为平面)。
下面，实施例一和实施例二将主要讨论第一设备如何获取第一设备的空间位置指示信息，以及，该空间位置指示信息的具体内容。
(一)实施例一
本实施例中，第一设备借助第三设备获取第一设备的空间位置指示信息。第一设备和第三设备均具有波束成形的能力。第三设备可以为通信系统中的网络设备或终端设备。
可选的，本实施例中，第一设备和第三设备可以有连接关系(无线连接或有线连接)，例如，第一设备为终端，第三设备可以为第一设备已经接入的AP。可选的，本实施例中，第一设备和第三设备也可以没有连接关系。可参见图5，图5示出了第一设备、第二设备和第三设备的场景示意图。
本实施例可包括以下4种实施方式：
(1)实施方式1
在实施方式1中，第一设备的空间位置指示信息包括：第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标。其中，第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，第一波束扫描帧为第一设备接收到第三设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
其中，第三设备的空间坐标可以为极坐标、三维坐标等可以反映第三设备空间位置的信息。可选的，第三设备的空间坐标可以由任意存储有该空间坐标的设备发送给第一设备。例如，第一设备为终端，第三设备为AP1，第一设备(终端)已接入AP0和第三设备(AP1)，AP0可以存储AP1的空间坐标，并将AP1的空间坐标发送给终端，也可由第三设备(AP1)将自身的空间坐标发送给第一设备(终端)。可理解的，当第三设备的空间坐标由第三设备发送给第一设备时，第三设备的空间坐标可被携带在本实施方式中任意一个第三设备发送给第一设备的数据帧中。
下面主要讨论第一设备如何接收数据帧，以获取第一设备的空间位置指示信息中，除第三设备的空间坐标之外的其他信息，即第一波束的角度信息。有以下两种数据帧交互方式：
1、第1种数据帧交互方式。
在第1种数据帧交互方式中，数据帧包括第一波束扫描帧(sector sweepingframe，SSW frame)，第一波束扫描帧携带第一波束的角度信息。
参见图6A，图6A示出了第1种数据帧交互流程图，包括如下步骤：
S1、第三设备通过至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧，波束扫描帧携带对应波束的角度信息。
具体的，第三设备利用波束成形技术控制天线阵列形成至少一个波束，并通过该至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧。参见图6B，图6B示出了第1种数据帧交互方式中第三设备向第一设备发送的波束扫描帧一种可能的结构。
这里，图6B所示的波束扫描帧在数据链路层传输，可由网络层传输的包(packet)映射得到。如图6B所示，波束扫描帧中的packet type字段指示网络层传输的包类型，包类型和该波束扫描帧中具体包括哪些字段相关，不同的包类型所对应帧中可以包括不同的字段。例如，第一设备通过图6B所述波束扫描帧中的packet type字段，可获知该波束扫描帧中包括direction字段、ID字段、CDOWN字段、AoD字段、ZoD字段、CRC字段等。
其中，direction字段指示映射该波束扫描帧的包为上行包或下行包，或，指示该包是来自AP还是非AP的下行包，或，指示该包是来自已定位(具有精确坐标信息)设备还是非已定位设备的下行包。
其中，ID字段指示发送该包的设备的ID或接收该包的设备的ID。
其中，CDOWN字段指示在该波束扫描帧后的后续波束扫描帧个数。例如，CDOWN的取值为“5”时，指示后续还有5个波束扫描帧发向第一设备。可选的，该波束扫描帧还可包括冗余校验位CRC。
如图所示，波束扫描帧对应波束的角度信息被携带在以下至少一个字段中：水平角(angle of departure，AoD)字段、垂直角(，ZoD)字段。其中，AoD字段指示波束的水平角，ZoD字段指示波束的垂直角。
参见图5，水平角和高度角针对有方向的线段。如图所示，以第一设备指向第三设备的方向为例，在该方向上任取两点任取两点A和B(为了描述方便，A点为第三设备所在位置，B点为第一设备所在位置)。A投影到经过B且和XOY面平行的水平面上的点为A’，B投影到经过A且和YOZ面平行的垂直面上的点为B’，B-B’和B-A’之间的夹角为该方向的水平角φ1，B-A和B-A’之间的夹角为该方向的垂直角θ1。可理解的，A指向B的直线或线段对应的水平角φ’1＝360°-φ1，垂直角θ’1＝-θ1。可理解的，波束的水平角和高度角为波束主瓣方向上的水平角和高度角。
可理解的，上述所有的字段可以以子字段的形式出现在一个字段中，该字段可命名为beamforming information field或sector sweeping field字段或其他名称。
S2、第一设备接收至少一个波束扫描帧，确定第一波束扫描帧以及第一波束。
可选的，第一设备可在多个波束扫描帧中选择信号质量最优的一个波束扫描帧作为第一波束扫描帧，对应的第三设备用于发射该第一波束扫描帧的波束作为第一波束。
可选的，第一设备可选择任意一个信号质量大于阈值的一个波束扫描帧作为第一波束扫描帧，对应的第三设备用于发射该第一波束扫描帧的波束作为第一波束。
可选的，第一设备可选择最早接收到的一个波束扫描帧作为第一波束扫描帧，对应的第三设备用于发射该第一波束扫描帧的波束作为第一波束。
经过上述步骤，第一设备能够获知第一波束的角度信息。
2、第2种数据帧交互方式。
在第2种数据帧交互方式中，数据帧包括第一波束扫描帧(SSW frame)和第一查询报告帧(beam direction announcement)，第一波束扫描帧携带第一波束的波束标识。第一查询报告帧携带第一波束的角度信息。
第2种数据帧交互方式和第1种数据帧交互方式的不同之处在于，第一波束的角度信息由第三设备接收到第一设备的询问帧后发送。参见图7A，图7A示出了第2种数据帧交互方式的流程图，包括如下步骤：
S1、第三设备通过至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧(SSW frame)，波束扫描帧携带对应波束的波束标识。
具体的，第三设备利用波束成形技术控制天线阵列形成至少一个波束，并通过该至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧。参见图7B，图7B示出了第2种数据帧交互方式中第三设备向第一设备发送的该波束扫描帧一种可能的结构。如图所示，该波束扫描帧包括用于指示波束标识的字段。可选的，该字段可以为Sector ID或Beam ID字段，用于直接指示对应波束的波束标识。可选的，该字段可以为CDOWN字段，用于间接指示对应波束的波束标识，例如，CDOWN字段的取值为“5”时，指示了该波束扫描帧在第三设备发送的所有波束扫描帧中的顺序(该波束扫描帧为第三设备发送的倒数第6个波束扫描帧)，第一设备可将该CDOWN值反馈给第三设备，第三设备可根据发送波束扫描帧的顺序，获知该波束扫描帧对应波束的波束标识。
这里，波束标识可以为波束编号，例如图1所示通信系统中的网络设备101的波束可包括：波束1-波束5，终端102的波束可包括：波束a-波束c。
可选的，该波束扫描帧还可包括标志位(with direction info)，用于当该标志位取第一值(例如“1”)时指示所述第三设备中存储有对应波束的角度信息。
S2、第一设备接收至少一个波束扫描帧，确定第一波束扫描帧以及第一波束。
该步骤的实现和第1种数据帧交互方式中步骤S2相同，可参见相关描述。
S3、第一设备向第三设备发送第一查询帧(beam direction query frame)，第一查询帧携带第一波束的波束标识。
具体的，确定第一波束扫描帧以及第一波束后，第一设备向第三设备发送第一查询帧，用于向第一设备询问第一波束的角度信息。可选的，在第一波束扫描帧中的标志位取第一值时，第一设备向第三设备发送该第一查询帧。
参见图7B，图7B示出了第一查询帧一种可能的结构。如图所示，第一查询帧包括帧类型(frame type)字段，用于指示该帧为查询帧。第一查询帧中还包括用于指示第一波束标识的字段。可选的，可通过Sector ID或Beam ID字段直接指示第一波束的波束标识。可选的，可通过CDOWN1字段间接指示第一波束的波束标识，例如，CDOWN1的取值为“5”时，指示了第一波束扫描帧在第三设备发送的所有波束扫描帧中的顺序(该第一波束扫描帧为第三设备发送的倒数第6个波束扫描帧)，第三设备可根据发送波束扫描帧的顺序，获知该第一波束扫描帧对应的第一波束的波束标识。
S4、第三设备接收到第一查询帧，并向第一设备发送第一查询报告帧，第一查询报告帧携带第一波束的角度信息。
参见图7B，图7B示出了第一查询报告帧一种可能的结构。如图所示，CDOWN1可用于指示第一波束的波束标识，AoD1字段可用于指示第一波束的水平角，AoD1字段可用于指示第一波束的垂直角。
经过上述步骤，第一设备能够获知第一波束的角度信息。
可选的，在上述第2种数据帧交互方式中，还有一种可能的形式，第三设备发送给第一设备的波束扫描帧中包括至少一个波束训练信号(TRN)，每个波束训练信号基于不同的波束发送。参见图7C，下面简单描述该过程。
如图7C所示，第三设备向第一设备发送多个波束扫描帧，每个波束扫描帧可包括CDOWN字段，指示后续的波束扫描帧的个数。波束扫描帧中包括至少一个波束训练信号，每个波束训练信号通过不同的波束发送。其中，波束扫描帧可在PHY头部或MAC帧中指示该波束扫描帧携带的波束训练信号TRN的个数。可选的，波束训练信号TRN还可以以多空间流的方式发出，在同一时刻，波束训练信号TRN的多空间流中不同流可以往不同波束方向发射，在对应的波束查询帧中还可携带空间流编号。可选的，该波束训练信号的位置可以在表示协议数据单元(presentation protocol data unit，PPDU)的结尾、中间或其他协议约定的位置。
第一设备接收到波束扫描帧及其包括的波束训练信号，并确定接收到的信号质量最优的波束训练信号后，向第三设备发送查询帧(beam query)。查询帧中可包括CDOWN字段和AWV ID字段，指示信号质量最优的波束训练信号为CDOWN字段指示的波束扫描帧中，AWVID字段所指示的波束训练信号。图7C中所示的查询帧指示信号质量最优的波束训练信号为第三设备发送的第二个波束扫描帧中的第2个波束训练信号。
第三设备接收到查询帧后，可根据查询帧找到对应的波束训练信号，并将发送该波束训练信号的波束的角度信息携带在波束反馈帧(beam query response)中发送给第一设备。
经过实施方式1，第一设备可获知第一设备的空间位置指示信息：第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标。
在可选实施例中，实施方式1中的第一设备的空间位置指示信息还可包括：第一波束扫描帧的发射时间。在以上两种数据帧交互方式中，第一波束扫描帧还可包括：该第一波束扫描帧的发射时间。
可理解的，不限于上述两种数据帧交互方式，具体实现中，第一设备的空间位置指示信息可以分多次由不同的设备或同一设备发送，本申请不做限制。
下面描述第一设备通过实施方式1获取到第一设备的空间位置指示信息，通过任意一个设备获取到第二设备的空间位置指示信息后，如何确定发射波束和/或接收波束。结合图4所示方法实施例中步骤S120中的两种确定方法进行描述。
1、第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。可结合图5所示场景图查看，该方法可包括如下步骤：
S1、根据第一波束的角度信息，确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息。
具体的，实施方式1中，第一设备将信号质量大于阈值或信号质量最优或最早接收到的波束扫描帧所对应的波束作为第一波束，因此，可近似认为第三设备指向第一设备的方向和第一波束的指向相同。例如，当第一波束的角度信息包括水平角φb和高度角θb时，第三设备指向第一设备的方向的水平角φ’1＝φb，垂直角θ’1＝θb。
S2、根据第一设备和第三设备之间的信号传输时间，确定第三设备和第一设备之间的距离。
具体的，可根据第三设备和第一设备之间的信号传输时间t1，估算第三设备和第一设备之间的距离L1。可选的，L1＝t1×v，v为信号传输速率。这里，可根据以下三种方式确定第一设备和第三设备之间的信号传输时间t1:
第一种方式，第一波束扫描帧中包括发射时间。第一设备可对比该发射时间和接收到第一波束扫描帧的时间，获取第三设备和第一设备之间的信号传输时间t1。
第二种方式，第一设备可在接收到第一波束扫描帧后，向第三设备发送时间测量帧，第三设备接收到时间测量帧后回复第一设备。第一设备可根据发送时间测量帧到接收到回复之间的时间差估算第三设备和第一设备之间的信号传输时间t1。
第三种方式，第一波束扫描帧的发射时间由第一设备和第三设备协商或者由标准协议约定。第一设备可对比该发射时间和接收到第一波束扫描帧的时间，获取第三设备和第一设备之间的信号传输时间t1。
S3、根据第三设备指向第一设备的方向的角度信息、第三设备和第一设备之间的距离、第三设备的空间坐标，确定第一设备的空间坐标。
可选的，根据以下公式确定第一设备的空间坐标为(x1，y1，z1)。其中，(x3，y3，z3)为第三设备的空间坐标。
Figure BDA0001650805640000131
Figure BDA0001650805640000132
Figure BDA0001650805640000133
S4、根据第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标，确定发射波束和/或接收波束。
具体的，确定第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标后，能够获知第一设备指向第二设备的方向。例如，可通过几何关系获知第一设备指向第二设备的方向的水平角φ和垂直角θ：
Figure BDA0001650805640000141
Figure BDA0001650805640000142
可选的，可将第一设备能够形成的波束中，波束方向和第一设备指向第二设备的方向之间的夹角小于阈值的波束作为发射波束和/或接收波束。这里，发射波束和/或接收波束用于第一设备和第二设备之间进行波束训练。
2、第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息以及接收数据帧过程中获得的信息，查询这些信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定发射波束和/或接收波束。
具体的，数据帧携带的信息以及接收数据帧过程中获得的信息(包括第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射时间、第三设备的空间坐标和第二设备的空间位置指示信息)与发射波束和/或接收波束之间存在映射关系，映射关系表可预先存储在第一设备中。这里，第一设备可根据自身，或其他设备，在历史周期中确定发射波束和/或接收波束的过程，来建立该映射关系表。
可理解的，不限于上述两种确定方式，具体实现中，本申请还可通过其他方式确定第一设备的发射波束和/或接收波束。
(2)实施方式2
在实施方式2中，第一设备的空间位置指示信息包括：第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射功率、第三设备的空间坐标。其中，第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，第一波束扫描帧为第一设备接收到第三设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
和上述实施方式1的不同之处在于，实施方式2中第一设备的空间位置指示信息还包括了第一波束扫描帧的发射功率。
其中，第三设备的空间坐标和实施方式1相同，可参照相关描述。下面主要讨论第一设备如何接收数据帧，以获取第一设备的空间位置指示信息中，除第三设备的空间坐标之外的其他信息，即第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射功率。有以下两种数据帧交互方式：
1、第1种数据帧交互方式。
在第1种数据帧交互方式中，数据帧包括第一波束扫描帧(sector sweepingframe，SSW frame)，第一波束扫描帧携带第一波束的角度信息和第一波束扫描帧的发射功率。
参见图8A，图8A示出了第1种数据帧交互流程图，包括如下步骤：
S1、第三设备通过至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧，波束扫描帧携带对应波束的角度信息和该波束扫描帧的发射功率。
参见图8B，图8B示出了第1种数据帧交互方式中第三设备向第一设备发送的波束扫描帧一种可能的结构。其中，发射功率字段可用于指示波束扫描帧的发射功率。可理解的，具体实现中，也可通过其他字段指示波束扫描帧的发射功率，本申请不作限制。
S2、第一设备接收至少一个波束扫描帧，确定第一波束扫描帧以及第一波束。
可理解的，步骤S1、S2的实现和图6A类似，可参照相关描述。
经过上述步骤，第一设备能够获知第一波束的角度信息和发射功率。
2、第2种数据帧交互方式。
在第2种数据帧交互方式中，数据帧包括第一波束扫描帧(SSW frame)和第一查询报告帧(beam direction announcement)，第一波束扫描帧携带第一波束的波束标识和第一波束扫描帧的发射功率，第一查询报告帧携带第一波束的角度信息。
第2种数据帧交互方式和第1种数据帧交互方式的不同之处在于，第一波束的角度信息和第一波束扫描帧的发射功率由第三设备分开发送。参见图9A，图9A示出了第2种数据帧交互方式的流程图，包括如下步骤：
S1、第三设备通过至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧(SSW frame)，波束扫描帧携带对应波束的波束标识和该波束扫描帧的发射功率。
具体的，第三设备利用波束成形技术控制天线阵列形成至少一个波束，并通过该至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧。参见图9B，图9B示出了第2种数据帧交互方式中第三设备向第一设备发送的该波束扫描帧一种可能的结构。如图所示，CDOWN字段或SectorID或Beam ID字段可用于指示波束扫描帧对应波束的波束标识，发射功率字段等可用于指示波束扫描帧的发射功率。
S2、第一设备接收至少一个波束扫描帧，确定第一波束扫描帧以及第一波束。
S3、第一设备向第三设备发送第一查询帧(beam direction query)，第一查询帧携带第一波束的波束标识。
这里，第一查询帧的结构和图7B中相同，可参照相关描述。
S4、第三设备接收到第一查询帧，并向第一设备发送第一查询报告帧，第一查询报告帧携带第一波束的角度信息。
这里，第一查询报告帧的结构和图7B中相同，可参照相关描述。
经过上述步骤，第一设备能够获知第一波束的角度信息和发射功率。
可理解的，在上述第2种数据帧交互方式中，还有一种可能的实现方式，该实现方式和图7C类似，可参考图7C以及上述第2种数据帧交互方式的相关描述，这里不赘述。
经过实施方式2，第一设备可获知第一设备的空间位置指示信息：第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射功率、第三设备的空间坐标。
在可选实施例中，实施方式2中的第一设备的空间位置指示信息还可包括：第一波束扫描帧的发射时间。在以上两种数据帧交互方式中，第一波束扫描帧还可包括：该第一波束扫描帧的发射时间。
可理解的，不限于上述两种数据帧交互方式，具体实现中，第一设备的空间位置指示信息可以分多次由不同的设备或同一设备发送，本申请不做限制。
下面描述第一设备通过实施方式2获取到第一设备的空间位置指示信息，通过任意一个设备获取到第二设备的空间位置指示信息后，如何确定发射波束和/或接收波束。结合图4所示方法实施例中步骤S120中的两种确定方法进行描述。
1、第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。结合图5所示场景图查看，该方法可包括如下步骤：
S1、根据第一波束的角度信息和第一波束扫描帧的发射功率，确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息。
首先，第一设备根据发射功率确定第三设备指向第一设备的方向和第一波束之间的偏离角。
具体的，在第一波束的扇区覆盖范围内的设备都可以接收到第一波束扫描帧，但在不同位置的设备接收到的第一波束扫描帧的接收功率不同，越靠近第一波束主瓣方向的设备接收功率越大。第三设备实际指向设备的方向和第一波束之间的夹角可称为偏离角，偏离角和功率损耗之间呈正相关的映射关系。
第一设备接收到第一波束扫描帧后，可对比接收功率和第一波束扫描帧中携带的发射功率，确定功率损耗，并根据功率损耗和偏离角之间的映射关系，确定第三设备实际指向第一设备的方向和第一波束之间的偏离角，即第三设备实际指向第一设备的方向和第一波束的主瓣方向之间的夹角。参见图10，图10为该偏离角的示意图。
然后，第一设备根据该偏离角和第一波束的角度信息，确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息，该角度信息包括水平角φ’1和高度角θ’1中的至少一个。
S2、根据第一设备和第三设备之间的信号传输时间，确定第三设备和第一设备之间的距离。
S3、根据第三设备指向第一设备的方向的角度信息、第三设备和第一设备之间的距离、第三设备的空间坐标，确定第一设备的空间坐标。
S4、根据第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标，确定发射波束和/或接收波束。
可理解的，步骤S2-S4的实现与上述实施方式1的第1种确定方法相同，可参照相关描述。
2、第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息以及接收数据帧的过程中获得的信息，查询这些信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定出发射波束和/或接收波束。
具体的，数据帧携带的信息以及接收数据帧的过程中获得的信息(包括第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射时间和发射功率、第三设备的空间坐标和第二设备的空间位置指示信息)与发射波束和/或接收波束之间存在映射关系，该映射关系可预先存储在第一设备中。
可理解的，不限于上述两种确定方式，具体实现中，本申请还可通过其他方式确定第一设备的发射波束和/或接收波束。
(3)实施方式3
在实施方式3中，第一设备的空间位置指示信息包括：第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率、第二波束的波束标识、第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标。其中，第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，第二波束扫描帧和第三波束扫描帧由第三设备发送给第一设备。
其中，第三设备的空间坐标和实施方式1相同，可参照相关描述。下面主要讨论第一设备如何接收数据帧，以获取第一设备的空间位置指示信息中，除第三设备的空间坐标之外的其他信息，即第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率、第二波束的波束标识、第三波束的波束标识。有以下两种数据帧交互方式：
1、第1种数据帧交互方式。
在第1种数据帧交互方式中，数据帧包括第二波束扫描帧(sector sweepingframe，SSW frame)和第三波束扫描帧，第二波束扫描帧携带第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率和第二波束的波束标识；第三波束扫描帧携带第三波束的波束标识。
参见图11A，图11A示出了第1种数据帧交互流程图，包括如下步骤：
S1、第三设备通过第二波束向第一设备发送第二波束扫描帧，通过第三波束向第一设备发送第三波束扫描帧。
该第二波束扫描帧携带第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率和第二波束的波束标识。该第三波束扫描帧携带第三波束的波束标识。这里，第二波束和第三波束是不同的波束，第二波束和第三波束可以是第三设备利用波束成形技术控制天线阵列形成的任意两个波束。
参见图11B，图11B示出了第1种数据帧交互方式中的第二波束扫描帧和第三波束扫描帧一种可能的结构。
2、第2种数据帧交互方式。
在第2种数据帧交互方式中，数据帧包括第二波束扫描帧(SSW frame)、第二查询报告帧(beam direction announcement)和第三波束扫描帧。其中，第二波束扫描帧携带第二波束的波束标识和第二波束扫描帧的发射功率。第二查询报告帧携带第二波束的角度信息。第三波束扫描帧携带第三波束的波束标识。
第2种数据帧交互方式和第1种数据帧交互方式的不同之处在于，第二波束的角度信息和第二波束扫描帧的发射功率、第二波束的波束标识由第三设备分开发送。参见图12A，图12A示出了第2种数据帧交互方式的流程图，包括如下步骤：
S1、第三设备通过第二波束向第一设备发送第二波束扫描帧，通过第三波束向第一设备发送第三波束扫描帧。
该第二波束扫描帧携带第二波束扫描帧的发射功率和第二波束的波束标识。该第三波束扫描帧携带第三波束的波束标识。这里，第二波束和第三波束是不同的波束，第二波束和第三波束可以是第三设备利用波束成形技术控制天线阵列形成的任意两个波束。
参见图12B，图12B示出了第2种数据帧交互方式中的第二波束扫描帧和第三波束扫描帧一种可能的结构。
S2、第一设备向第三设备发送第二查询帧(beam direction query)，第二查询帧携带第二波束的波束标识。
S3、第三设备接收到第二查询帧，并向第一设备发送第二查询报告帧，第二查询报告帧携带第二波束的角度信息。
可理解的，步骤S2、S3的实现与上述实施方式1的第2种数据帧交互方式相同，可参照相关描述。这里，第二查询帧和第二查询报告帧的结构也可参照图7B所示的第一查询帧、第一查询报告帧及相关描述。
经过上述步骤，第一设备能够获知第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率、第二波束的标识、第三波束的标识。
可理解的，在上述第2种数据帧交互方式中，还有一种可能的实现方式，该实现方式和图7C类似，可参考图7C以及上述第2种数据帧交互方式的相关描述，这里不赘述。
经过实施方式3，第一设备可获知第一设备的空间位置指示信息：第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率、第二波束的波束标识、第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
可理解的，不限于上述两种数据帧交互方式，具体实现中，第一设备的空间位置指示信息可以分多次由不同的设备或同一设备发送，本申请不做限制。
下面描述第一设备通过实施方式3获取到第一设备的空间位置指示信息，通过任意一个设备获取到第二设备的空间位置指示信息后，如何确定发射波束和/或接收波束。结合图4所示方法实施例中步骤S120中的两种确定方法进行描述。
1、第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。结合图5所示场景图查看，该方法可包括如下步骤：
S1、根据第二波束的波束标识、第三波束的波束标识、第二波束的角度信息，确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息。
首先，第一设备根据第二波束和第三波束的波束标识确定第三设备指向第一设备的方向和第二波束之间的偏离角。
具体的，在第二波束和第三波束的扇区覆盖范围内的任意一个设备，接收到的第二波束扫描帧的功率和第三波束扫描帧的功率之间存在差值，该差值可称为增益差，增益差和该设备相对于两个波束的偏离角之间具有关联关系。这里，增益差和偏离角之间的关联关系可由第一设备根据第二波束和第三波束的波束宽度确定并存储，第二波束和第三波束的波束宽度可由第三设备发送给第一设备，也可由第一设备从网络或其他设备中获取。
第一设备接收到第二波束扫描帧和第三波束扫描帧后，根据接收功率确定两者的增益差，并可根据增益差和偏离角之间的关联关系，确定第三设备实际指向第一设备的方向和第二波束之间的偏离角。
然后，第一设备根据该偏离角和第二波束的角度信息，确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息，该角度信息包括水平角φ’1和高度角θ’1中的至少一个。
S2、根据第二波束扫描帧的发射功率，确定第三设备和第一设备之间的距离。
具体的，在第二波束的覆盖范围内，距离第三设备越远的设备，接收到的第二波束扫描帧的功率越小，功率损耗越大。因此，第三设备和第一设备之间的距离，与，第二波束扫描帧的功率损耗，呈正相关的映射关系。这里，距离和功率损耗的映射关系可由第一设备预先存储。
第一设备接收到第二波束扫描帧后，可对比接收功率和第二波束扫描帧中携带的发射功率，确定功率损耗，并根据功率损耗和距离的映射关系，确定第三设备和第一设备之间的距离。
S3、根据第三设备指向第一设备的方向的角度信息、第三设备和第一设备之间的距离、第三设备的空间坐标，确定第一设备的空间坐标。
S4、根据第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标，确定发射波束和/或接收波束。
可理解的，步骤S3、S4的实现与上述实施方式1中第1种确定方式相同，可参照相关描述。
2、第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息，查询数据帧携带信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定出发射波束和/或接收波束。
具体的，数据帧携带的信息(包括第二波束的角度信息、第二波束扫描帧的发射功率、第二波束的波束标识、第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标和第二设备的空间位置指示信息)与发射波束和/或接收波束之间存在映射关系，该映射关系可预先存储在第一设备中。
可理解的，不限于上述两种确定方式，具体实现中，本申请还可通过其他方式确定第一设备的发射波束和/或接收波束。
(4)实施方式4
在实施方式4中，第一设备的空间位置指示信息包括：第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标。其中，第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，第四波束扫描帧为第三设备接收到第一设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
其中，第三设备的空间坐标和实施方式1相同，可参照相关描述。下面主要讨论第一设备如何接收数据帧，以获取第一设备的空间位置指示信息中，除第三设备的空间坐标之外的其他信息，即第四波束的波束标识。
在本实施方式中，数据帧包括第一波束反馈帧(sector sweeping feedbackframe，SSW feedback frame)，该第一波束反馈帧携带第四波束的波束标识。
参见图13A，本实施方式中的数据帧交互方式可包括如下步骤：
S1、第一设备通过至少一个波束向第三设备发送波束扫描帧，波束扫描帧携带对应波束的波束标识。
具体的，第一设备利用波束成形技术控制天线阵列形成至少一个波束，并通过该至少一个波束向第三设备发送波束扫描帧。
S2、第三设备接收至少一个波束扫描帧，确定第四波束扫描帧以及第四波束。
可选的，第三设备可选择信号质量最优的一个波束扫描帧作为第四波束扫描帧，对应的第一设备用于发射该第四波束扫描帧的波束作为第四波束。
可选的，第三设备可选择任意一个信号质量大于阈值的波束扫描帧作为第四波束扫描帧，对应的第一设备用于发射该第四波束扫描帧的波束作为第四波束。
可选的，第三设备可选择最早接收到的波束扫描帧作为第四波束扫描帧，对应的第一设备用于发射该第四波束扫描帧的波束作为第四波束。
S3、第三设备向第一设备发送第一波束反馈帧，该第一波束反馈帧携带第四波束的波束标识。
参见图13B，图13B示出了第一波束反馈帧一种可能的结构。其中CDOWN字段或Sector ID或Beam ID字段等可用于指示第四波束的波束标识。
经过上述步骤，第一设备能够获知第四波束的波束标识。
可理解的，在上述第2种数据帧交互方式中，还有一种可能的实现方式，该实现方式和图7C类似，可参考图7C以及上述第2种数据帧交互方式的相关描述，这里不赘述。
经过实施方式4，第一设备可获知第一设备的空间位置指示信息：第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
可理解的，不限于上述的数据帧交互方式，具体实现中，第一设备的空间位置指示信息可以分多次由不同的设备或同一设备发送，本申请不做限制。
下面描述第一设备通过实施方式4获取到第一设备的空间位置指示信息，通过任意一个设备获取到第二设备的空间位置指示信息后，如何确定发射波束和/或接收波束。结合图4所示方法实施例中步骤S120中的两种确定方法进行描述。
1、第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。该方法可包括如下步骤：
S1、第一设备根据第四波束的波束标识，确定第一设备指向第三设备的方向的角度信息。
首先，第一设备可根据第四波束的波束标识，查询自身所能形成的波束中和该波束标识对应的波束，并获知该波束(即第四波束)的角度信息。
具体的，实施方式4中的第三设备通过第一波束反馈帧向第一设备反馈的波束为：信号质量大于阈值或信号质量最优或最早接收到的波束扫描帧所对应的波束，因此，可近似认为第一设备指向第三设备的方向和该波束扫描帧所对应波束的指向相同。即，第一设备指向第三设备的方向的角度信息和第一设备查询到的波束(即第四波束)的角度信息相同。
由于相反方向的角度信息之间具有关联关系(可参见图5及相关描述)，可根据第一设备指向第三设备的方向的角度信息，确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息，该角度信息包括水平角φ’1和高度角θ’1中的至少一个。
S2、第一设备确定和第三设备之间的距离。
具体的，第一设备根据图13A所述数据帧交互流程中的步骤S1和S4中，发送波束扫描帧和接收到第一波束反馈帧之间的时间差t2，估算第三设备和第一设备之间的距离L2。可选的，L2＝t2×v，v为信号传输速率。
S3、根据第一设备指向第三设备的方向的角度信息、第一设备和第三设备之间的距离、第三设备的空间坐标，确定第一设备的空间坐标。
S4、根据第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标，确定发射波束和/或接收波束。
可理解的，步骤S3、S4的实现与上述实施方式1第1种确定方法类似，可参照相关描述。
2、第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息以及接收数据帧的过程中获取到的信息，查询这些信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定出发射波束和/或接收波束。
具体的，该信息(至少包括第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标、第二设备的空间位置指示信息、发送波束扫描帧和接收到第一波束反馈帧之间的时间差)与发射波束和/或接收波束之间存在映射关系，该映射关系可预先存储在第一设备中。
可理解的，不限于上述两种确定方式，具体实现中，本申请还可通过其他方式确定第一设备的发射波束和/或接收波束。
(二)实施例二
本实施例中，第一设备借助第三设备和第四设备获取第一设备的空间位置指示信息。其中，第一设备和第三设备、第四设备可以有连接关系(无线连接或有线连接)，也可以没有连接关系。例如，第一设备为终端，第三设备、第四设备可以为第一设备已经接入的AP。参见图14，图14示出了第一设备、第二设备、第三设备和第四设备的场景示意图。
本实施例中，第一设备的空间位置指示信息可包括两部分，一部分和第三设备相关，另一部分和第四设备相关，下面详细描述这两部分信息。
其中，和第三设备相关的信息，可以包括以下任意一种：
(1)第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标。
(2)第一波束的角度信息、第一波束扫描帧的发射功率、第三设备的空间坐标。
(3)第二波束的角度信息、第二波束的波束标识、第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
(4)第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标。
其中，第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，第一波束扫描帧为第一设备接收到第三设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
其中，第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，第二波束扫描帧和第三波束扫描帧由第三设备发送给第一设备。
其中，第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，第四波束扫描帧为第三设备接收到第一设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
可理解的，第一设备接收数据帧以获取第一设备的空间位置指示信息中，和第三设备相关的信息的过程，和实施例一中实施方式1-实施方式4相同，可参照相关描述。
其中，和第四设备相关的信息，可以包括以下任意一种：
(1)第五波束的角度信息、第四设备的空间坐标。
(2)第五波束的角度信息、第五波束扫描帧的发射功率、第四设备的空间坐标。
(3)第六波束的角度信息、第六波束的波束标识、第七波束的波束标识、第四设备的空间坐标。
(4)第八波束的波束标识、第四设备的空间坐标。
其中，第五波束为第五波束扫描帧所对应的波束，第五波束扫描帧为第一设备接收到第四设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
其中，第六波束为第六波束扫描帧所对应的波束，第七波束为第七波束扫描帧所对应的波束，第六波束扫描帧和第七波束扫描帧由第四设备发送给第一设备。
其中，第八波束为第八波束扫描帧所对应的波束，第八波束扫描帧为第四设备接收到第一设备发送的波束扫描帧帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
可理解的，第一设备接收数据帧以获取第一设备的空间位置指示信息中，和第四设备相关的信息的过程，和实施例一中实施方式1-实施方式4类似，可参照相关描述。
可理解的，本实施例中，第一设备的空间位置指示信息中，上述两类信息：和第三设备相关的信息，与，和第四设备相关的信息，可以任意组合。即，本实施例中第一设备的空间位置指示信息至少有16种实现方式。
下面列举两种可能的数据帧交互方式：
1、以第一设备的空间位置指示信息包括第(1)种和第三设备相关的信息、第(1)种和第四设备相关的信息为例，即以第一设备的空间位置指示信息包括：第一波束的角度信息、第五波束的角度信息、第三设备的空间坐标、第四设备的空间坐标为例，说明该数据帧交互方式。
这里，第三设备的空间坐标、第四设备的空间坐标的接收方式和实施例一中第三设备的空间坐标的接收方式相同，可参照相关描述。下面主要讨论第一设备如何接收数据帧，以获取第一设备的空间位置指示信息中，除第三设备和第四设备的空间坐标之外的其他信息。参见图15，该数据帧交互方式可包括如下步骤：
S1、第三设备通过至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧，该波束扫描帧携带第三设备的标识和对应波束的波束标识；
第四设备通过至少一个波束向第一设备发送波束扫描帧，该波束扫描帧携带第四设备的标识和对应波束的波束标识。
这里，波束扫描帧中携带设备标识，用于指示第一设备该波束扫描帧是由第三设备或第四设备发送的。
S2、第一设备接收第三设备发送的至少一个波束扫描帧，确定第一波束扫描帧以及第一波束；
第一设备接收第四设备发送的至少一个波束扫描帧，确定第五波束扫描帧以及第五波束。
这里，第一设备确定第一波束扫描帧和第一波束、第四设备确定第五波束扫描帧和第五波束的操作和实施例一实施方式1第1种数据帧交互方式中步骤S2相同，可参见相关描述。
S3、第一设备向第三设备发送第一查询帧，第一查询帧携带第三设备的标识和第一波束的波束标识；
第一设备向第四设备发送第五查询帧，第五查询帧携带第四设备的标识和第五波束的波束标识。
这里，第一查询帧中携带第三设备的标识，用于指示第一查询帧为第一设备发送给第三设备的。第五查询帧同理。
S4、第三设备接收到第一查询帧，向第一设备发送第一查询报告帧，第一查询报告帧携带第三设备的标识和第一波束的角度信息；
第四设备接收到第五查询帧，向第一设备发送第五查询报告帧，第五查询报告帧携带第四设备的标识和第五波束的角度信息。
这里，第一查询报告帧中携带第三设备的标识，用于指示第一查询报告帧为第三设备发送给第一设备的，第五查询报告帧同理。
2、以第一设备的空间位置指示信息包括第(4)种和第三设备相关的信息、第(4)种和第四设备相关的信息为例，即以第一设备的空间位置指示信息包括：第四波束的波束标识、第八波束的波束标识、第三设备的空间坐标、第四设备的空间坐标为例，说明该数据帧交互方式。
这里，第三设备的空间坐标、第四设备的空间坐标的接收方式和实施例一中第三设备的空间坐标的接收方式相同，可参照相关描述。下面主要讨论第一设备如何接收数据帧，以获取第一设备的空间位置指示信息中，除第三设备和第四设备的空间坐标之外的其他信息。参见图16，可包括如下步骤：
S1、第一设备通过至少一个波束向第三设备发送波束扫描帧，通过至少一个波束向第四设备发送波束扫描帧，波束扫描帧中携带对应波束的波束标识。
S2、第三设备接收第一设备发送的至少一个波束扫描帧，确定第四波束扫描帧和第四波束；
第四设备接收第一设备发送的至少一个波束扫描帧，确定第八波束扫描帧和第八波束。
这里，第三设备确定第四波束、第四设备确定第八波束的操作和实施例一实施方式1第1种数据帧交互方式中步骤S2相同，可参见相关描述。
S3、第三设备向第一设备发送第一波束反馈帧，该第一波束反馈帧携带第三设备的标识和第四波束的波束标识；
第四设备向第一设备发送第二波束反馈帧，该第二波束反馈帧携带第四设备的标识和第八波束的波束标识。
这里，第一波束反馈帧中携带第三设备的标识，用于指示第一波束反馈帧为第三设备发送给第一设备的，第二波束反馈帧同理。
可理解的，不限于上述列举的两种数据帧交互方式，具体实现中，第一设备的空间位置指示信息可以分多次由不同的设备或同一设备发送，本申请不做限制。
可理解的，上述列举的两种数据帧交互方式仅仅为示例，具体实现中，在第一设备的空间位置指示信息中，第三设备的相关信息和第四设备的相关信息可以任意组合，每种组合的实现方式以及数据帧交互方式可参照实施例一的相关描述，在此不赘述。
下面描述第一设备通过实施例二获取到第一设备的空间位置指示信息，通过任意一个设备获取到第二设备的空间位置指示信息后，如何确定发射波束和/或接收波束。结合图4所示方法实施例中步骤S120中的两种确定方法进行描述。
1、第1种确定方法：根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束。结合图14所示场景图查看，该方法可包括如下步骤：
S1、第一设备确定指向第三设备的方向的角度信息，确定指向第四设备的方向的角度信息。
具体的，第一设备可根据第一设备的空间位置指示信息中和第三设备相关的信息，确定第一设备指向第三设备的方向的角度信息。
由于和第三设备相关的信息有多种实现方式，对应的有多种确定方法。当和第三设备相关的信息为上述第(1)-(3)种时，可根据实施例一实施方式1-3中第1种确定方法的步骤1确定第三设备指向第一设备的方向的角度信息，再根据相反方向的角度信息的关联关系，确定第一设备确定指向第三设备的方向的角度信息。当和第三设备相关的信息为上述第(4)种时，可根据实施例一实施方式4中第1种确定方法的步骤1确定第一设备确定指向第三设备的方向的角度信息，可参照相关描述。
具体的，第一设备可根据第一设备的空间位置指示信息中和第四设备相关的信息，确定第一设备指向第四设备的方向的角度信息。这里，确定第一设备指向第四设备的方向的角度信息的方法，和确定第一设备指向第三设备的方向的角度信息的方法类似，可参照相关描述。
S2、根据第一设备指向第三设备的方向的角度信息、第一设备指向第四设备的方向的角度信息，确定第一设备的空间坐标。
可选的，根据以下公式确定第一设备的空间坐标(x1，y1，z1)。
Figure BDA0001650805640000231
Figure BDA0001650805640000232
Figure BDA0001650805640000233
其中，(x3，y3，z3)为第三设备的空间坐标，(x4，y4，z4)为第四设备的空间坐标，φ1、θ1分别为第一设备指向第三设备的垂直角和水平角，φ2、θ2分别为第一设备指向第四设备的垂直角和水平角。
S3、根据第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标，确定发射波束和/或接收波束。
具体的，确定第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标后，能够获知第一设备指向第二设备的方向。
可选的，可将第一设备能够形成的波束中，波束方向和第一设备指向第二设备的方向之间的夹角小于阈值的波束作为发射波束和/或接收波束。这里，发射波束和/或接收波束用于第一设备和第二设备之间进行波束训练。
2、第2种确定方法：根据数据帧中携带的信息以及接收数据帧过程中获取到的信息，这些信息与发射波束和/或接收波束之间的映射关系表，确定出发射波束和/或接收波束。
可理解的，不限于上述2种确定方式，具体实现中，本申请还可通过其他方式确定第一设备的发射波束和/或接收波束。
(三)实施例三
本实施例中，第一设备可通过网络获取第一设备的空间位置信息的指示信息和第二设备的空间位置信息的指示信息。可选的，网络服务器中可存储第一设备及第二设备的空间位置指示信息，第一设备可通过网络连接从网络服务器中获取的第一设备及第二设备的空间位置指示信息。
可选的，第一设备的空间位置指示信息可以包括第一设备的空间坐标。第二设备的空间位置指示信息也可以包括第一设备的空间坐标。该空间坐标可通过经纬度、极坐标或三维坐标表示。
下面描述在第一设备获取第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息后，如何确定发射波束和/或接收波束。
结合图4所示方法实施例中步骤S120中的第一种确定方法进行描述，在该确定方法中，第一设备根据第一设备和第二设备的空间坐标确定发射波束和/或接收波束，可包括如下步骤：
S1、根据第一设备的空间位置指示信息，确定第一设备的空间坐标；根据第二设备的空间位置指示信息，确定第二设备的空间坐标。
S2、根据第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标，确定发射波束和/或接收波束。
可理解的，不限于上述的确定方式，具体实现中，本申请还可通过其他方式确定第一设备的发射波束和/或接收波束。
通过实施例一、实施例二和实施例三，第一设备可接收携带第一设备的指示信息和第二设备的指示信息的数据帧，并根据数据帧中携带的信息确定和第二设备进行波束训练时的发射波束和/或接收波束。
在可选实施例中，第一设备可将接收到的数据帧或者根据数据帧确定出的信息发送给第二设备，第二设备可利用接收到的信息确定和第一设备进行波束训练时，第二设备的发射波束和/或接收波束。可选的，第一设备可将接收到的数据帧发送给第二设备，第二设备可利用数据帧中携带的信息，确定第二设备和第一设备的空间坐标(和上述实施例中第一设备使用的确定方法相同)，并根据第二设备和第一设备的空间坐标，确定第二设备的发射波束和/或接收波束，也可利用数据帧中携带的信息和发射波束和/或接收波束之间的映射关系确定。可选的，第一设备可将根据接收到的数据帧确定出的信息发送给第二设备，例如，第一设备的空间坐标和第二设备的空间坐标、第一设备指向第二设备的方向的角度信息等，以使第二设备确定自身的发射波束和/或接收波束。
上述详细描述了本申请的波束训练方法，为了更好地实施上述的方法，相应地，下面提供了本申请的相关装置。
参见图17，图17为本申请提供的第一设备40的功能框图。如图所示，第一设备40可包括接收单元401，确定单元402，其中，
接收单元401，用于接收数据帧，该数据帧携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息；
确定单元402，用于根据数据帧，确定与第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
可以理解的，关于第一设备40包括的各个功能单元的具体实现，可参考前述方法实施例的相关描述，这里不再赘述。
实施本申请，第一设备可确定与第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束，在进行波束训练时，可通过确定出的发射波束进行发射扇区扫描，通过确定出的接收波束进行接收扇区扫描，无需遍历所有的扇区波束，收敛了扇区扫描的范围，可以降低波束训练消耗的时间，从而提高波束成形的效率。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。

Claims (18)

1.一种波束训练方法，其特征在于，包括：
第一设备接收数据帧，所述数据帧携带所述第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息；
所述第一设备根据所述第一设备的空间位置指示信息和所述第二设备的空间位置指示信息，将和所述第一设备指向所述第二设备的方向之间的夹角小于阈值的波束，确定为与所述第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标；
其中，所述第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，所述第一波束扫描帧为所述第一设备接收到所述第三设备发送的波束扫描帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第二波束的波束标识、所述第二波束的角度信息、第二束扫描帧的发射功率，以及，第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标；
其中，所述第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，所述第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，所述第二波束扫描帧和所述第三波束扫描帧由所述第三设备发送给所述第一设备。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备的空间位置指示信息包括：第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标；
其中，所述第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，所述第四波束扫描帧为所述第三设备接收到所述第一设备发送的波束扫描帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第三设备的相关信息、第四设备的相关信息。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备的空间位置指示信息包括所述第一设备的空间坐标、所述第二设备的空间位置指示信息包括所述第二设备的空间坐标。
7.一种第一设备，其特征在于，包括：接收单元，确定单元，其中，
所述接收单元，用于接收数据帧，所述数据帧携带所述第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息；
所述确定单元，用于根据所述第一设备的空间位置指示信息和所述第二设备的空间位置指示信息，将和所述第一设备指向所述第二设备的方向之间的夹角小于阈值的波束，确定为 与所述第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
8.如权利要求7所述的第一设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标；
其中，所述第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，所述第一波束扫描帧为所述第一设备接收到所述第三设备发送的波束扫描帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
9.如权利要求7所述的第一设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第二波束的波束标识、所述第二波束的角度信息、第二束扫描帧的发射功率，以及，第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标；
其中，所述第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，所述第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，所述第二波束扫描帧和所述第三波束扫描帧由所述第三设备发送给所述第一设备。
10.如权利要求7所述的第一设备，其特征在于，所述第一设备的空间位置指示信息包括：第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标；
其中，所述第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，所述第四波束扫描帧为所述第三设备接收到所述第一设备发送的波束扫描帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
11.如权利要求7所述的第一设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第三设备的相关信息、第四设备的相关信息。
12.如权利要求7所述的第一设备，其特征在于，所述第一设备的空间位置指示信息包括所述第一设备的空间坐标、所述第二设备的空间位置指示信息包括所述第二设备的空间坐标。
13.一种通信设备，其特征在于，包括：存储器以及与所述存储器耦合的处理器、发射器和接收器，所述发射器用于发送信号，所述接收器用于接收信号，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序代码以使得所述通信设备执行：
接收数据帧，所述数据帧携带第一设备的空间位置指示信息和第二设备的空间位置指示信息；
根据所述第一设备的空间位置指示信息和所述第二设备的空间位置指示信息，将和所述第一设备指向所述第二设备的方向之间的夹角小于阈值的波束，确定为 与所述第二设备之间进行波束训练的发射波束和/或接收波束。
14.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第一波束的角度信息、第三设备的空间坐标；
其中，所述第一波束为第一波束扫描帧所对应的波束，所述第一波束扫描帧为所述第一设备接收到所述第三设备发送的波束扫描帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
15.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第二波束的波束标识、所述第二波束的角度信息、第二束扫描帧的发射功率，以及，第三波束的波束标识、第三设备的空间坐标；
其中，所述第二波束为第二波束扫描帧所对应的波束，所述第三波束为第三波束扫描帧所对应的波束，所述第二波束扫描帧和所述第三波束扫描帧由所述第三设备发送给所述第一设备。
16.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，所述第一设备的空间位置指示信息包括：第四波束的波束标识、第三设备的空间坐标；
其中，所述第四波束为第四波束扫描帧所对应的波束，所述第四波束扫描帧为所述第三设备接收到所述第一设备发送的波束扫描帧中，信号质量最优的波束扫描帧、或信号质量大于阈值的波束扫描帧、或最早接收到的波束扫描帧。
17.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括：第三设备的相关信息、第四设备的相关信息。
18.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，
所述第一设备的空间位置指示信息包括所述第一设备的空间坐标、所述第二设备的空间位置指示信息包括所述第二设备的空间坐标。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110753388B (zh) * 2018-07-23 2021-08-20 华为技术有限公司 一种波束管理方法和相关设备
CN113765547B (zh) * 2020-06-03 2023-04-07 华为技术有限公司 一种波束对齐方法及相关设备
CN114641009B (zh) * 2020-12-16 2023-06-16 中国联合网络通信集团有限公司 波束扫描方法和装置
CN117749257A (zh) * 2024-02-20 2024-03-22 成都星联芯通科技有限公司 终端搜索高轨多波束的工程实现方法、装置和终端设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106982084A (zh) * 2016-01-19 2017-07-25 中兴通讯股份有限公司 一种混合波束训练方法、站点及终端
WO2017146766A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Intel IP Corporation Frame structures sounding reference signals in cellular systems
WO2018006634A1 (zh) * 2016-07-04 2018-01-11 华为技术有限公司 信道训练方法和装置
CN107733484A (zh) * 2016-08-12 2018-02-23 电信科学技术研究院 波束赋形的波束训练方法及装置
WO2018059003A1 (zh) * 2016-09-30 2018-04-05 电信科学技术研究院 一种波束训练方法、终端及基站

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9318805B2 (en) * 2012-08-21 2016-04-19 Qualcomm Incorporated Updating a beam pattern table
US9357534B2 (en) * 2013-08-09 2016-05-31 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for location aided high frequency operations
CN103718591B (zh) * 2013-09-09 2018-06-05 华为技术有限公司 一种波束追踪的方法、装置和系统
US9936352B2 (en) * 2015-02-02 2018-04-03 Qualcomm, Incorporated Techniques for estimating distance between wireless communication devices
US10801024B2 (en) * 2015-05-20 2020-10-13 Indiana University Research And Technology Corporation Inhibition of lncRNA HOTAIR and related materials and methods
CN106817157B (zh) * 2015-11-28 2020-09-29 华为技术有限公司 一种波束训练方法及装置
US10863474B2 (en) * 2016-10-21 2020-12-08 Qualcomm Incorporated Millimeter-wavelength network map for use in a beamforming procedure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106982084A (zh) * 2016-01-19 2017-07-25 中兴通讯股份有限公司 一种混合波束训练方法、站点及终端
WO2017146766A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Intel IP Corporation Frame structures sounding reference signals in cellular systems
WO2018006634A1 (zh) * 2016-07-04 2018-01-11 华为技术有限公司 信道训练方法和装置
CN107733484A (zh) * 2016-08-12 2018-02-23 电信科学技术研究院 波束赋形的波束训练方法及装置
WO2018059003A1 (zh) * 2016-09-30 2018-04-05 电信科学技术研究院 一种波束训练方法、终端及基站

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