CN111565062A - 一种波束切换方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供一种波束切换方法和装置，涉及通信技术领域，解决了由于波束被短暂遮挡而导致的波束频繁切换的问题。该方法包括：网络设备预测：在终端侧，第一波束在下一时刻的波束强度相对于当前时刻的波束强度的变化幅值。若确定变化幅值大于预设阈值，则该网络设备获取第二波束的标识和第二波束的方位角。网络设备向终端发送第二波束的标识和第二波束的方位角，并获取来自终端的第一波束的方位角。网络设备比较第一波束的方位角和第二波束的方位角，若第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则不进行波束切换。若第一波束的方位角不等于第二波束的方位角，则终端从第一波束切换至第二波束。本申请的实施例应用于波束的切换。

Description

一种波束切换方法和装置

技术领域

本申请的实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束切换方法和装置。

背景技术

毫米波具有频谱宽、可靠性高、方向性好、波长极短的优势，同时也存在不容易穿过障碍物的缺点。

目前，在接收到第一波束后，接收端会测量该第一波束的信号与干扰加噪声比(signal to interference plus noise ratio，SINR)、参考信号接收功率(referencesignal receiving power，RSRP)等参数。然后，接收端判断测量得到的参数的数值与预设阈值的大小。当确定测量得到的参数的数值小于预设阈值时，接收端从第一波束切换至第二波束。

在复杂的城市道路环境中，由于毫米波极易受到车辆/楼宇的阻挡。相应的，对于接收端而言，波束的相关参数(如上述SINR或RSRP)的数值会比较小。这样，会引发接收端频繁的进行波束的切换操作，降低接收端的处理性能。

发明内容

本申请提供一种波束切换方法和装置，解决了由于波束被短暂遮挡而导致的波束频繁切换的问题。

第一方面，本申请提供一种波束切换方法，网络设备预测包括：在终端侧，第一波束在当前时刻的下一时刻的波束强度相对于当前时刻的波束强度的变化幅值。若确定该变化幅值大于预设阈值，则该网络设备根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角。之后，网络设备向终端发送第二波束的标识和第二波束的方位角，并获取来自终端的第一波束的方位角。然后网络设备比较第一波束的方位角和第二波束的方位角，若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

网络设备根据变化幅值预测出终端切换波束的概率。当变化幅值大于预设阈值时，预测终端切换波束的概率较大。这样，网络设备根据预设规则，重新确定出第二波束。进一步地，网络设备还判断第一波束的方位角和第二波束的方位角是否相同。若第一波束的方位角与第二波束的方位角相等，则确定终端无需进行波束切换。

第二方面，本申请提供一种波束切换方法，终端接收来自网络设备的第二波束的标识和第二波束的方位角，并获取终端接入的第一波束的方位角。之后，终端比较第一波束的方位角和第二波束的方位角，若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

结合上述第一方面的描述可知，第二波束是在预测终端切换波束的概率较大时，网络设备确定出的。在接收到第二波束的标识和第二波束的方位角后，终端还判断第一波束的方位角与第二波束的方位角是否相等。若第一波束的方位角与第二波束的方位角相等，则终端确定无需进行波束切换。

可以看出，本申请提供的波束切换方法，不仅考虑了波束的幅值变化，还考虑了波束的方位角的变化。只有在波束的幅值变化大于预设阈值，且方位角不相等的情况下，才会执行波束的切换。相比于现有的“在测量的参数的数值小于预设阈值的情况下就执行波束的切换”而言，本申请提供的波束切换方法，有效地降低了终端切换的频率，提高了终端的性能。

本申请中，网络设备是根据第一波束的波束强度的变化幅值确定终端波束预切换的第二波束的。因此，当第一波束的波束强度的变化幅值符合被短暂遮挡的规律时，网络设备根据变化幅值确定出的第二波束将会是终端当前接入的第一波束，此时第一波束的方位角将会和第二波束的方位角相等。所以，当第一波束的方位角和第二波束的方位角相等时，终端不进行波束切换等于是在第一波束的波束强度符合被短暂遮挡的规律时，终端实行了波束保持，以减少由于短暂遮挡而导致的频繁的波束切换的情况，降低了系统的负荷。进一步避免了终端因频繁的波束切换对用户体验的影响，因而也提高了用户的服务体验。

第三方面，本申请提供一种波束切换装置，用于网络设备或者网络设备上的芯片，包括：预测模块，用于预测：在终端侧，第一波束在当前时刻的下一时刻的波束强度相对于当前时刻的波束强度的变化幅值。获取模块，用于若确定该变化幅值大于预设阈值，则根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角。发送模块，用于向终端发送第二波束的标识和第二波束的方位角。获取模块，用于获取来自终端的第一波束的方位角。确定模块，用于比较第一波束的方位角和第二波束的方位角，若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

第四方面，本申请提供一种波束切换装置，用于终端或者终端上的芯片，包括：接收模块，用于接收来自网络设备的第二波束的标识和第二波束的方位角。获取模块，用于获取终端接入的第一波束的方位角。确定模块，用于比较第一波束的方位角和第二波束的方位角，若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

第五方面，提供一种波束切换装置，用于网络设备或者网络设备上的芯片，包括处理器，当波束切换装置运行时，处理器执行计算机执行指令，以使波束切换装置执行如上述第一方面的波束切换方法。

第六方面，提供一种波束切换装置，用于终端或者终端上的芯片，包括处理器，当波束切换装置运行时，处理器执行计算机执行指令，以使波束切换装置执行如上述第二方面的波束切换方法。

第七方面，提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面或第二方面的波束切换方法。

第八方面，提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括指令代码，指令代码用于执行如上述第一方面或第二方面的波束切换方法。

上述任一方面中涉及到的第一波束均可以为毫米波波束。

可以理解地，上述提供的任一种波束切换装置、计算机可读存储介质或计算机程序产品均用于执行上文所提供的第一方面或第二方面对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面和第二方面的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请的实施例提供的一种通信系统架构的示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种毫米波网络设备波束切换系统架构的示意图；

图3为本申请的实施例提供的一种波束切换装置的硬件结构示意图；

图4为本申请的实施例提供的一种波束切换方法的流程示意图；

图5为本申请的实施例提供的一种获取波束强度的变化幅值的方法的流程示意图；

图6为本申请的实施例提供的一种用于网络设备的波束切换装置的结构示意图；

图7为本申请的实施例提供的一种用于终端的波束切换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面对本申请中涉及的概念进行描述：

毫米波(millimeter wave)

毫米波指波长为1mm～10mm、频率为30GHz～300GHz的电磁波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，兼有两种波谱的特点。利用毫米波进行通信时具有频谱宽、波束窄、可靠性高、方向性好、波长极短的优势。同时也存在不容易穿过障碍物的缺点。

波束(beam)

波束是一种通信资源，波束可以是宽波束、窄波束，或者其他类型波束。形成波束的技术可以是波束赋形技术或者其他技术手段。波束赋形技术可以通过在空间上朝向特定的方向来实现更高的天线阵列增益。波束赋形技术可以具体包括数字波束赋形技术、模拟波束赋形技术、混合数字/模拟波束成形技术，例如，模拟波束赋形技术可以通过移相器实现，一个射频链路(RF chain)通过移相器来调整相位，从而控制模拟波束方向的改变，因此一个射频链路在同一时刻只能发射一个模拟波束。不同的波束可以认为是不同的资源，通过不同的波束可以发送相同的信息或者不同的信息。

波束可以按照类型分为毫米波波束、厘米波波束、分米波波束等，本申请实施例主要以毫米波波束为例进行说明。

波束强度

波束强度是衡量波束信号强弱的参数，该参数可能通过以下指标进行体现：RSRP、参考信号质量(reference signal received quality，RSRQ)、块误码率(block errorrate，BLER)、参考信号接收强度指示(received signal strength indicator，RSSI)、SINR、信号质量指示(channel quality indicator，CQI)、相关性等。

方位角

方位角又称地平经度(azimuth，Az)角，是指从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。

而由于每点都有真北、磁北和坐标纵线北三种不同的指北方向线。因此，从某点到某一目标，就有三种不同方位角，即真方位角、磁方位角、以及坐标方位角。在本申请的实施例中涉及到的方位角可以是真方位角、磁方位角、或者坐标方位角，本申请对方位角的具体定义不做具体限定。

如图1所示，本申请实施例提供一种毫米波通信系统。该毫米波通信系统包括网络设备12和终端11。

本申请实施例涉及的终端11，可以是向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。终端11可以经无线接入网(radio access network，RAN)与一个或多个核心网进行通信，终端11可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语音和/或数据。例如，用户设备(user equipment，UE)、个人通信业务(personal communicationservice，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(wireless localloop，WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等设备。终端11也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobilestation)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、接入点(access point)、远程终端(remote terminal)、接入终端(access terminal)、用户终端(user terminal)、用户代理(user agent)、用户设备(user device)、或用户装备(user equipment)。示例性的，终端设备可以为高铁通信设备、智能空调、智能加油机、手机、智能茶杯、打印机等，本申请不作限定。

本申请实施例所涉及网络设备12可以为基站，该基站可用于将收到的空中帧与互联网协议(internet protocol，IP)分组进行相互转换，作为终端11与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括IP网络设备。该基站还可协调对空中接口的属性管理。例如，基站可以是GSM或CDMA中的基站(base transceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(evolutional Node B，eNB或e-NodeB)，还可以是5G中的gNB，本申请实施例主要以可发送毫米波的5G gNB基站为例进行说明。

网络设备12和终端11建立网络连接，网络设备12能够为终端11提供网络服务。

在上述网络设备发送毫米波的场景中，由于毫米波通信存在不容易穿过障碍物的缺点，当有障碍物将毫米波通信系统中为终端11提供网络服务的波束遮挡住时，终端11的网络受障碍物影响，会产生掉线、延迟等网络故障。此时，毫米波通信系统便会进行波束切换来避免终端11的网络所受到的影响。

例如，参照图2所示，毫米波通信系统中包括网络设备23、终端21、汽车22(障碍物)、道路24、网络设备23的毫米波波束25。其中，毫米波波束25包括第一波束251、第二波束252、第三波束253、第四波束254。其中，网络设备23和终端21建立网络连接，网络设备23通过第二波束252为终端21提供网络服务。网络设备23和终端21分别位于道路24两侧，汽车22位于道路24中，汽车22遮挡住第一波束251和第二波束252。此时，由于网络设备23为终端21提供网络服务的第二波束252被汽车22遮挡，终端21的网络受障碍物影响，会产生掉线、延迟等网络故障。此时，毫米波通信系统便会进行波束切换来避免终端21的网络所受到的影响。例如，毫米波通信系统将终端21的网络切换至第三波束253，继续为终端21提供网络服务。

其中，在不同的毫米波通信系统中，毫米波通信系统的结构可能存在差异，图2是毫米波通信系统的一种结构示意图，并不是对本申请实施例提供的毫米波通信系统的限定。

目前，毫米波通信系统的波束切换方法是：在接收到第一波束后，接收端会测量该第一波束的信号与干扰加噪声比(signal to interference plus noise ratio，SINR)、参考信号接收功率(reference signal receiving power，RSRP)等参数。然后，接收端判断测量得到的参数的数值与预设阈值的大小。当确定测量得到的参数的数值小于预设阈值时，接收端从第一波束切换至第二波束。

针对上述问题，本申请提供了波束切换方法和波束切换装置，适用于上述的毫米波通信系统。网络设备预测：在终端侧，第一波束在当前时刻的下一时刻的波束强度相对于当前时刻的波束强度的变化幅值。若确定该变化幅值大于预设阈值，则该网络设备根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角。之后，网络设备向终端发送第二波束的标识和第二波束的方位角，并获取来自终端的第一波束的方位角。然后网络设备比较第一波束的方位角和第二波束的方位角，若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。能够通过波束保持减少由于障碍物的短暂遮挡导致的频繁的波束切换的情况，降低了系统的负荷。进一步避免了用户终端因频繁的波束切换对用户体验的影响，因而也提高了用户的服务体验。

在具体实现时，波束切换装置可以适用于上述终端或者网络设备。具体的，波束切换装置具有如图3所示的部件。图3为本申请实施例提供的一种波束切换装置，可以包括处理器302，处理器302用于执行应用程序代码，从而实现本申请中的波束切换方法。

处理器302可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。

如图3所示，波束切换装置还可以包括存储器303。其中，存储器303用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器302来控制执行。

存储器303可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

如图3所示，波束切换装置还可以包括通信接口301，其中，通信接口301、处理器302、存储器303可以相互耦合，例如通过总线304相互耦合。通信接口301用于与其他设备进行信息交互，例如支持波束切换装置与其他设备的信息交互，例如从其他设备获取数据或者向其他设备发送数据。

需要指出的是，图3中示出的设备结构并不构成对该波束切换装置的限定，除图3所示部件之外，该波束切换装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图1所示的毫米波通信系统，图3所示的波束切换装置对本申请实施例提供的波束切换方法进行描述。其中，下述方法实施例中提及的各个设备均可以具有图3所示组成部分，以下不再赘述。

图4为本申请实施例提供的一种波束切换方法的流程示意图。参见图4，该波束切换方法包括如下步骤。

401、网络设备预测：在终端侧，多个波束中第一波束的波束强度从当前时刻到第一时刻的变化幅值。

其中，第一时刻是当前时刻的下一时刻，即波束强度的变化幅值是指终端在当前时刻接收到的波束强度与下一时刻接收到的波束强度之间的变化数值。

可选的，第一波束为毫米波波束。

可选的，本申请提供一种获取波束强度的变化幅值的方法，参见图5所示，包括如下步骤：

S1、网络设备获取第一波束强度。

其中，第一波束强度为终端在当前时刻接收到第一波束的波束强度。

具体的，网络设备获取第一波束的第一波束强度的方法可以借助于采集设备进行获取，例如，在本申请的所提供的毫米波通信系统中，可以包括数据采集装置，用于连续、实时实地采集网络设备的波束强度、以及波束信息等参数。波束信息包括波束标识、波束方向角等信息。其中，该数据采集装置以均匀间隔分布部署在远离网络设备的道路一侧。可选的，该数据采集装置可以使用太阳能或者电池的方式进行供电。

当然，波束切换装置获取第一波束的第一波束强度的方法还可以通过第一波束服务的终端进行获取。但是，该方法会涉及到在一段时间内，一个波束服务的终端可能会有不同的分布情况，造成网络设备和终端之间复杂的信令交互。

S2、网络设备预测第二波束强度。

其中，第二波束强度为终端在第一时刻接收到的波束强度，即终端在当前时刻的下一时刻接收到的波束强度。

具体的，网络设备预测第一波束的第二波束强度的方法可以是将第一波束强度输入预测模型，得到第二波束强度。

其中，预测模型由预设时间段内的第一波束的波束强度通过机器学习算法学习得到。具体的，网络设备获取预设时间段内第一波束的波束强度。之后，网络设备根据获取到的第一波束的波束强度，训练得到预测模型，其中，该预测模型可以根据第i时刻的波束强度，预测所述第i+1时刻的波束强度。进一步具体的，网络设备预设时间段内的第一波束的波束强度的方法可以参照步骤S1。网络设备将预设时间段内的第一时刻及其对应的第一波束的波束强度作为预测模型的输入，预设时间段内的第二时刻及其对应的第一波束的波束强度作为预测模型的输出，训练得到预测模型，其中，第二时刻为第一时刻的下一时刻。具体的，机器学习算法为能够对预设时间段内的每个时刻的第一波束的波束强度、以及第一波束被遮挡的时刻进行学习的算法，例如，门控制循环单元(gated recurrent unit，GRU)，长短期记忆网络(long short-term memory，LSTM)等。

当然，网络设备预测第一波束的第二波束强度的方法也可以是获取预设时间段内的第一波束的波束强度，并对预设时间段内的第一波束的波束强度进行分析，以确定第一波束的波束强度随时间变化的规则。然后网络设备根据第一波束的波束强度随时间变化的规则得到第二波束强度。

S3、网络设备根据第一波束强度和第二波束强度，计算变化幅值。

具体的，第一波束的波束强度的变化幅值满足公式Δp＝p_t+1-p_t。其中，Δp表示第一波束的波束强度的变化幅值，p_t+1表示第二波束强度，p_t表示第一波束强度。

402、网络设备确定变化幅值是否大于预设阈值。

具体的，当网络设备确定变化幅值大于预设阈值时，包括以下步骤：

4021、网络设备根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角，并向终端发送第二波束的标识和第二波束的方位角。

具体的，第二波束为网络设备中预选的切换波束。预选的切换波束由网络设备根据第一波束的波束强度随时间变化的规则结合其他规则进行选择，即预设规则包括第一波束的波束强度随时间变化的规则以及一些其他选择预选的切换波束的规则。

可选的，第二波束为毫米波波束。

4022、终端接收来自网络设备的第二波束的标识和第二波束的方位角，并获取第一波束的方位角。

具体的，终端获取第一波束的方位角的方式可以是直接测量第一波束的方位角，也可以是从之前测量的历史波束的方位角中查询获得第一波束的方位角。

4023、终端向网络设备发送第一波束的方位角。

4024、网络设备获取第一波束的方位角。

可选的，当网络设备确定变化幅值小于或等于预设阈值时确定终端不会进行波束切换。

403、确定第一波束的方位角是否等于第二波束的方位角。

具体的，由步骤402中，终端接收来自网络设备的第二波束的标识和第二波束的方位角、以及网络设备获取第一波束的方位角可知，此时终端和网络设备中皆存储有第一波束的方位角和第二波束的方位角。因此，网络设备和终端都进行第一波束的方位角和第二波束的方位角的比较。包括如下步骤：

4031、若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定终端不进行波束切换。

具体的，网络设备若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定终端不进行波束切换。

终端若确定第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

4032、若确定第一波束的方位角不等于第二波束的方位角，则确定终端从第一波束切换至第二波束。

具体的，网络设备若确定第一波束的方位角不等于第二波束的方位角，则确定终端从第一波束切换至第二波束。

终端若确定第一波束的方位角不等于第二波束的方位角，则确定从第一波束切换至第二波束。

可选的，若第一波束的方位角小于第二波束的方位角，则网络设备与终端之间选择非视距(non-line of sight，NLOS)方式建立通信。

若第一波束的方位角大于或等于第二波束的方位角，则网络设备与终端之间选择视距(line of sight，LOS)方式建立通信。

其中，网络为终端预选的第二波束是网络设备确定终端在波束切换之后，能够进行正常通信的波束。即第二波束的方位角是确定能够使得网络设备和终端正常通信的方位角。

终端与网络设备进行通信时需要由天线进行接收和发送无线通信的信号，多个天线可以集成在一个天线面板上。本申请的终端包括多个天线面板。第一波束的方位角是终端在一个方向上的天线面板，接收到的第一波束的方位角。

可选的，网络设备获取第三波束强度，其中，第三波束强度为在第一时刻终端接收到的第一波束的波束强度。之后，计算第三波束强度与第二波束强度之间的差值。最后，网络设备根据计算出的差值，更新当前的预测模型。

上述方案中，首先，网络设备根据变化幅值预测出终端切换波束的概率。当变化幅值大于预设阈值时，预测终端切换波束的概率较大。这样，网络设备根据预设规则，重新确定出第二波束。进一步地，网络设备还判断第一波束的方位角和第二波束的方位角是否相同。若第一波束的方位角与第二波束的方位角相等，则确定终端无需进行波束切换。

其次，第二波束是在预测终端切换波束的概率较大时，网络设备确定出的。在接收到第二波束的标识和第二波束的方位角后，终端还判断第一波束的方位角与第二波束的方位角是否相等。若第一波束的方位角与第二波束的方位角相等，则终端确定无需进行波束切换。

因此，可以看出，本申请提供的波束切换方法，不仅考虑了波束的幅值变化，还考虑了波束的方位角的变化。只有在波束的幅值变化大于预设阈值，且方位角不相等的情况下，才会执行波束的切换。相比于现有的“在测量的参数的数值小于预设阈值的情况下就执行波束的切换”而言，本申请提供的波束切换方法，有效地降低了终端切换的频率，提高了终端的性能。

综上所述，在本申请中，网络设备是根据第一波束的波束强度的变化幅值确定终端波束预切换的第二波束的。因此，当第一波束的波束强度的变化幅值符合被短暂遮挡的规律时，网络设备根据变化幅值确定出的第二波束将会是终端当前接入的第一波束，此时第一波束的方位角将会和第二波束的方位角相等。所以，当第一波束的方位角和第二波束的方位角相等时，终端不进行波束切换等于是在第一波束的波束强度符合被短暂遮挡的规律时，终端实行了波束保持，以减少由于短暂遮挡而导致的频繁的波束切换的情况，降低了系统的负荷。进一步避免了终端因频繁的波束切换对用户体验的影响，因而也提高了用户的服务体验。

本申请实施例可以根据上述的方法实施例对波束切换装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

参照图6所示，本申请提供一种波束切换装置，用于网络设备或者网络设备上的芯片，包括：预测模块61，用于预测：在所述终端侧，所述多个波束中第一波束的波束强度从当前时刻到第一时刻的变化幅值，其中，所述第一时刻是所述当前时刻的下一时刻；获取模块62，用于若确定所述预测模块61预测的所述变化幅值大于预设阈值，则根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角；发送模块63，用于将所述获取模块62获取的所述第二波束的标识和所述第二波束的方位角发送至终端，其中，所述第二波束的标识和所述第二波束的方位角用于确定是否从第一波束切换至第二波束；所述获取模块62，还用于获取所述终端发送的第一波束的方位角；确定模块64，用于若确定所述获取模块62获取的所述第一波束的方位角等于所述第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

可选的，所述确定模块64，还用于确定所述第一波束的方位角不等于所述第二波束的方位角，则确定所述终端从所述第一波束切换至所述第二波束。

可选的，所述预测模块61，具体用于获取第一波束强度，其中，所述第一波束强度为所述终端在所述当前时刻接收到的所述第一波束的波束强度；所述预测模块61，具体用于预测第二波束强度，其中，所述第二波束强度为所述终端在所述第一时刻接收到的所述第一波束的波束强度；所述预测模块61，具体用于根据所述第一波束强度和所述第二波束强度，计算所述变化幅值。

可选的，所述预测模块61，具体用于将所述第一波束强度输入预先训练好的预测模型，得到第二波束强度。

可选的，所述获取模块62，还用于获取：在预设时间段内所述终端接收到的所述第一波束的波束强度；所述预设时间段位于所述当前时刻之前；训练模块65，用于根据所述获取模块62获取到的所述第一波束的波束强度，训练得到所述预测模型，其中，所述预测模型用于根据第i时刻的波束强度，预测第i+1时刻的波束强度，i为大于零的整数。

可选的，所述波束切换装置还包括：所述获取模块62，还用于第三波束强度，所述第三波束强度为在所述第一时刻所述终端接收到的所述第一波束的波束强度；计算模块66，用于计算所述第三波束强度与所述第二波束强度之间的差值；更新模块67，用于根据计算出的差值，更新当前的预测模型。

可选的，所述确定模块64，还用于若确定所述第一波束的方位角小于所述第二波束的方位角，则选择NLOS方式建立与所述终端之间的通信；所述确定模块64，还用于若确定所述第一波束的方位角大于或等于所述第二波束的方位角，则选择LOS方式建立与所述终端之间的通信。

参照图7所示，本申请提供一种波束切换装置，用于终端或者终端上的芯片，包括：接收模块71，用于接收来自网络设备的第二波束的标识和所述第二波束的方位角；获取模块72，用于获取第一波束的方位角，其中，所述第一波束为所述终端接入的波束；确定模块73，用于若确定所述获取模块72获取的所述第一波束的方位角等于所述接收模块71接收的第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

可选的，所述确定模块73，还用于若确定所述第一波束的方位角不等于所述第二波束的方位角，则从所述第一波束切换至所述第二波束。

可选的，所述波束切换装置还包括：发送模块74，用于向所述网络设备发送第一波束的方位角，其中，所述第一波束的方位角用于确定是否从第一波束切换至第二波束。

可选的，所述确定模块73，还用于若确定所述第一波束的方位角小于所述第二波束的方位角，则选择NLOS方式建立与所述网络设备之间的通信；所述确定模块73，还用于若确定所述第一波束的方位角大于或等于所述第二波束的方位角，则选择LOS方式建立与所述网络设备之间的通信。

此外，本申请还提供一种计算机可读存储媒体(或介质)，包括在被执行时进行上述实施例中的波束切换方法操作的指令。另外，还提供一种计算机程序产品，包括上述计算机可读存储媒体(或介质)。

其中，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，其作用在此不再赘述。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:read-only memory，英文简称：ROM)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，英文简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种波束切换方法，其特征在于，应用于包括网络设备和终端的通信系统中，所述网络设备发送多个波束，所述波束切换方法包括：

所述网络设备预测：在所述终端侧，所述多个波束中第一波束的波束强度从当前时刻到第一时刻的变化幅值，其中，所述第一时刻是所述当前时刻的下一时刻；

若所述变化幅值大于预设阈值，则所述网络设备根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角；

所述网络设备向终端发送所述第二波束的标识和所述第二波束的方位角；所述第二波束的标识和所述第二波束的方位角用于确定是否从第一波束切换至第二波束；

所述网络设备获取第一波束的方位角；

若所述第一波束的方位角等于所述第二波束的方位角，则所述网络设备确定不进行波束切换。

2.根据权利要求1所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

若所述第一波束的方位角不等于所述第二波束的方位角，则所述网络设备确定所述终端从所述第一波束切换至所述第二波束。

3.根据权利要求1所述的波束切换方法，其特征在于，所述网络设备预测：在所述终端侧，所述多个波束中第一波束的波束强度从当前时刻到第一时刻的变化幅值，包括：

所述网络设备获取第一波束强度，其中，所述第一波束强度为所述终端在所述当前时刻接收到的所述第一波束的波束强度；

所述网络设备预测第二波束强度，其中，所述第二波束强度为所述终端在所述第一时刻接收到的所述第一波束的波束强度；

所述网络设备根据所述第一波束强度和所述第二波束强度，计算所述变化幅值。

4.根据权利要求3所述的波束切换方法，其特征在于，所述网络设备预测第二波束强度，包括：

所述网络设备将所述第一波束强度输入预先训练好的预测模型，得到第二波束强度。

5.根据权利要求4所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

所述网络设备获取：在预设时间段内所述终端接收到的所述第一波束的波束强度；所述预设时间段位于所述当前时刻之前；

所述网络设备根据获取到的所述第一波束的波束强度，训练得到所述预测模型，其中，所述预测模型用于根据第i时刻的波束强度，预测第i+1时刻的波束强度，i为大于零的整数。

6.根据权利要求5所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

所述网络设备获取第三波束强度，所述第三波束强度为在所述第一时刻所述终端接收到的所述第一波束的波束强度；

所述网络设备计算所述第三波束强度与所述第二波束强度之间的差值；

所述网络设备根据计算出的差值，更新当前的预测模型。

7.根据权利要求1所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

若确定所述第一波束的方位角小于所述第二波束的方位角，则所述网络设备选择非视距NLOS方式建立与所述终端之间的通信；

若确定所述第一波束的方位角大于或等于所述第二波束的方位角，则所述网络设备选择视距LOS方式建立与所述终端之间的通信。

8.一种波束切换方法，其特征在于，应用于包括网络设备和终端的通信系统中，所述波束切换方法包括：

终端接收来自网络设备的第二波束的标识和所述第二波束的方位角；

所述终端获取第一波束的方位角，其中，所述第一波束为所述终端接入的波束；

若所述第一波束的方位角等于第二波束的方位角，则所述终端确定不进行波束切换。

9.根据权利要求8所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

若所述第一波束的方位角不等于所述第二波束的方位角，则所述终端从所述第一波束切换至所述第二波束。

10.根据权利要求8或9所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

所述终端向所述网络设备发送第一波束的方位角，其中，所述第一波束的方位角用于确定是否从第一波束切换至第二波束。

11.根据权利要求8或9所述的波束切换方法，其特征在于，所述波束切换方法还包括：

若所述第一波束的方位角小于所述第二波束的方位角，则所述终端选择NLOS方式建立与所述网络设备之间的通信；

若所述第一波束的方位角大于或等于所述第二波束的方位角，则所述终端选择LOS方式建立与所述网络设备之间的通信。

12.一种波束切换装置，用于网络设备或者网络设备上的芯片，其特征在于，包括：

预测模块，用于预测：在所述终端侧，所述多个波束中第一波束的波束强度从当前时刻到第一时刻的变化幅值，其中，所述第一时刻是所述当前时刻的下一时刻；

获取模块，用于若确定所述预测模块预测的所述变化幅值大于预设阈值，则根据预设规则，获取第二波束的标识以及第二波束的方位角；

发送模块，用于向终端发送所述第二波束的标识和所述第二波束的方位角；所述第二波束的标识和所述第二波束的方位角用于确定是否从第一波束切换至第二波束；

所述获取模块，还用于获取来自所述终端的第一波束的方位角；

确定模块，用于若确定所述获取模块获取的所述第一波束的方位角等于所述第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

13.根据权利要求12所述的波束切换装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于确定所述第一波束的方位角不等于所述第二波束的方位角，则确定所述终端从所述第一波束切换至所述第二波束。

14.根据权利要求12所述的波束切换装置，其特征在于，

所述预测模块，具体用于获取第一波束强度，其中，所述第一波束强度为所述终端在所述当前时刻接收到的所述第一波束的波束强度；

所述预测模块，具体用于预测第二波束强度，其中，所述第二波束强度为所述终端在所述第一时刻接收到的所述第一波束的波束强度；

所述预测模块，具体用于根据所述第一波束强度和所述第二波束强度，计算所述变化幅值。

15.根据权利要求14所述的波束切换装置，其特征在于，

所述预测模块，具体用于将所述第一波束强度输入预先训练好的预测模型，得到第二波束强度。

16.根据权利要求15所述的波束切换装置，其特征在于，所述波束切换装置还包括：

所述获取模块，还用于获取：在预设时间段内所述终端接收到的所述第一波束的波束强度；所述预设时间段位于所述当前时刻之前；

训练模块，用于根据获取到的所述第一波束的波束强度，训练得到所述预测模型，其中，所述预测模型用于根据第i时刻的波束强度，预测第i+1时刻的波束强度，i为大于零的整数。

17.根据权利要求16所述的波束切换装置，其特征在于，所述波束切换装置还包括：

所述获取模块，还用于获取第三波束强度，所述第三波束强度为在所述第一时刻所述终端接收到的所述第一波束的波束强度；

计算模块，用于计算所述第三波束强度与所述第二波束强度之间的差值；

更新模块，用于根据计算出的差值，更新当前的预测模型。

18.根据权利要求12所述的波束切换装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于若确定所述第一波束的方位角小于所述第二波束的方位角，则选择NLOS方式建立与所述终端之间的通信；

所述确定模块，还用于若确定所述第一波束的方位角大于或等于所述第二波束的方位角，则选择LOS方式建立与所述终端之间的通信。

19.一种波束切换装置，用于终端或者终端上的芯片，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收来自网络设备的第二波束的标识和所述第二波束的方位角；

获取模块，用于获取第一波束的方位角，其中，所述第一波束为所述终端接入的波束；

确定模块，用于若确定所述获取模块获取的所述第一波束的方位角等于所述接收模块接收的第二波束的方位角，则确定不进行波束切换。

20.根据权利要求19所述的波束切换装置，其特征在于，还包括：

所述确定模块，还用于若确定所述第一波束的方位角不等于所述第二波束的方位角，则从所述第一波束切换至所述第二波束。

21.根据权利要求19或20所述的波束切换装置，其特征在于，所述波束切换装置还包括：

发送模块，用于向所述网络设备发送第一波束的方位角，其中，所述第一波束的方位角用于确定是否从第一波束切换至第二波束。

22.根据权利要求19或20所述的波束切换装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于若确定所述第一波束的方位角小于所述第二波束的方位角，则选择NLOS方式建立与所述网络设备之间的通信；

所述确定模块，还用于若确定所述第一波束的方位角大于或等于所述第二波束的方位角，则选择LOS方式建立与所述网络设备之间的通信。

23.一种波束切换装置，其特征在于，包括处理器，当所述波束切换装置运行时，所述处理器执行计算机执行指令，以使所述波束切换装置执行如权利要求1-7任一项所述的波束切换方法，或者执行如权利要求8-11任一项所述的波束切换方法。

24.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-7任一项所述的波束切换方法，或者执行如权利要求8-11任一项所述的波束切换方法。

25.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括指令代码，所述指令代码用于执行如权利要求1-7任一项所述的波束切换方法，或者执行如权利要求8-11任一项所述的波束切换方法。

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