CN112152689B

CN112152689B - 波束发送控制方法、装置及发送端

Info

Publication number: CN112152689B
Application number: CN202011047812.3A
Authority: CN
Inventors: 汤桂方; 谷建宏
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2023-12-01
Anticipated expiration: 2040-09-29
Also published as: CN112152689A

Abstract

本申请公开了一种波束发送控制方法、装置及发送端，属于波束处理技术领域。该波束发送控制方法，应用于发送端，包括：获取接收端发送的脉冲信号；根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差；根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息；根据所述角度信息，确定与所述角度信息对应的所述发送端的第一天线的幅度和相位；向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束。上述方案，使得在接收端移动的情况下，也能保证波束成型的准确性。

Description

波束发送控制方法、装置及发送端

技术领域

本申请属于波束处理技术领域，特别涉及一种波束发送控制方法、装置及发送端。

背景技术

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

当前波束成型(beamforming)技术主要通过路由器和手机终端获取的信道状态信息(Channel State Information，CSI)等信息来得到终端所处的方向，但是在实际场景中，由于环境本身干扰和终端的移动，会导致路由器获取的CSI信息并不准确，或者存在一定的延时，导致终端的方向并不是准确的，这样会导致终端收到的波束并不是最大，达不到预期的效果，特别是在终端移动过程中方向会快速改变，因波束改变的速度跟不上会导致终端收到的信号降低而出现断线等严重后果。

发明内容

本申请实施例提供一种波束发送控制方法、装置及发送端，能够解决由于环境本身干扰和接收端的移动，导致接收端收到的信号降低而出现断线等严重后果的问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下实现方式：

第一方面，本申请实施例提供一种波束发送控制方法，应用于发送端，包括：

获取接收端发送的脉冲信号；

根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差；

根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息；

根据所述角度信息，确定与所述角度信息对应的所述发送端的第一天线的幅度和相位；

向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束。

第二方面，本申请实施例还提供一种波束发送控制装置，应用于发送端，包括：

第一获取模块，用于获取接收端发送的脉冲信号；

第二获取模块，用于根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差；

第三获取模块，用于根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息；

确定模块，用于根据所述角度信息，确定与所述角度信息对应的所述发送端的第一天线的幅度和相位；

发送模块，用于向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束。

第三方面，本申请实施例还提供一种发送端，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现上述的波束发送控制方法的步骤。

第四方面，本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述的波束发送控制方法的步骤。

第五方面，本申请实施例还提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。

在本申请实施例中，通过根据接收端发送的脉冲信号，获取发送端的第二天线之间的相位差，并根据相位差确定接收端相对于发送端的角度信息，进而根据角度信息确定与角度信息对应的发送端的第一天线的幅度和相位，然后按照已确定的幅度和相位进行波束的发送，使得在接收端移动的情况下，也能保证波束成型的准确性，能够保证接收端收到的信号质量不受接收端移动的影响。

附图说明

图1是本申请实施例的显示控制方法的流程示意图；

图2是角度信息的获取方式的实现原理示意图；

图3是路由器与手机终端的链路连接情况示意图；

图4是波束发送效果示意图之一；

图5是波束发送效果示意图之二；

图6是本申请实施例的发送端的模块示意图之一；

图7是本申请实施例的发送端的模块示意图之二；

图8是本申请实施例的发送端的结构框图。

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作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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的显示控制方法、装置及电子设备进行详细地说明。

如图1所示，本申请实施例提供一种波束发送控制方法，应用于发送端，包括：

步骤101，获取接收端发送的脉冲信号；

需要说明的是，所述脉冲信号为接收端的超宽带(UWB)模块发送的UWB脉冲信号。

步骤102，根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差；

需要说明的是，该第二天线指的用于进行脉冲信号接收的天线，具体地，该第二天线指的是UWB天线。

进一步需要说明的是，当发送端接收到接收端的脉冲信号时，发送端可以测量得到接收脉冲信号的每个第二天线的相位，进而发送端可以将每个第二天线的相位进行比较，确定第二天线之间的相位差。

步骤103，根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息；

步骤104，根据所述角度信息，确定与所述角度信息对应的所述发送端的第一天线的幅度和相位；

需要说明的是，本申请实施例所说的第一天线指的是能够进行波束信息发送的天线，该第一天线独立于上述的第二天线，以发送端为路由器为例，该第一天线指的是路由器中与终端进行信息传输的WIFI天线。

步骤105，向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束。

需要说明的是，本申请实施例的波束发送控制方法是应用于发送端的，可选地，该发送端可以为网络接入点，例如，可以为路由器等，对应地，接收端为通过网络接入点接入网络的终端设备；可选地，该发送端还可以为终端设备，对应地，该接收端为网络接入点，例如，可以为路由器等。

这里需要说明的是，本申请主要利用接收端的UWB模块发送UWB脉冲信号分别到达发送端两根UWB天线之间的相位差，结合发送端里面两根UWB天线之间距离从而计算出对应的到接收端所处的发送端的角度方位，发送端调整WiFi各个天线的幅度和相位产生一个指向性的波束到接收端。

需要说明的是，为了实现上述角度信息获取的功能，发送端和接收端中分别需要设置UWB天线，进一步地，发送端为了能获取到相位差，所述发送端中需设置至少两个UWB天线，针对不同的UWB天线的个数，角度信息的具体获取方式也不相同，下面分别从UWB天线的个数对角度信息的获取进行详细说明如下。

一、所述发送端具有两根第二天线

具体地，上述步骤102的实现方式为：

根据所述脉冲信号，获取发送端的两根第二天线之间的相位差。

需要说明的是，发送端的两根第二天线在接收到脉冲信号后，能够针对脉冲信号的接收情况直接确定两根第二天线之间的相位差，进一步地，所述角度信息的具体获取方式为：

利用公式一：获取角度信息；

其中，θ₁为接收端相对于发送端的角度信息；Δφ为发送端的两根第二天线之间的相位差；d为发送端的两根第二天线之间的距离；k、λ和π均为已知常量。

具体地，角度信息的获取方式的实现原理如图2所示，接收端21通过第二天线向发送端22发送脉冲信号，发送端22的两根第二天线分别接收该脉冲信号，结合发送端22的两根第二天线之间的距离d，计算得到接收端相对于发送端的角度信息θ₁。

二、所述发送端具有大于或等于三根的第二天线

具体地，上述步骤102的实现方式为：

根据所述脉冲信号，获取发送端的每两根第二天线之间的相位差；

进一步地，上述步骤103的实现方式为：

分别根据每两根第二天线之间的相位差，获取与所述相位差对应的至少两个第一角度；根据所述至少两个第一角度，确定接收端相对于发送端的角度信息。

需要说明的是，由上述的公式一可知，根据两根第二天线之间的相位差便能得到的一个角度，因第二天线有多个，则可以得到多个角度，例如，当第二天线有三个时，可以得到三个角度，当第二天线有四个时，可以得到六个角度，依此类推；在得到多个角度后，发送端再根据多个角度统计得到一个最终的角度信息，例如，可以利用得到的多个角度进行平均值的获取，将多个角度的平均值作为接收端相对于发送端的角度信息，以此能够尽可能保证获取的角度信息的准确性。

下面以发送端为路由器，接收端为手机终端为例，对本发明实施例的具体实现过程进行详细说明如下。

当前部分手机终端已经有支持UWB功能，在本申请中，只需要路由器里面内置一个UWB模块，首先通过UWB技术利用路由器与手机终端之间的脉冲信号飞行时间和到达相位角让路由器和手机终端都能准确知道对方的位置，UWB模块将对方的位置信息分别上报给路由器和手机终端，路由器根据得到的位置信息产生具有指向性的波束准确的指向手机终端，使得手机终端收到的信号的稳定性较强，确保较好的信噪比，提高手机终端与路由器之间的通信可靠性。

如图3所示，路由器与手机终端产生两个链路的连接(UWB链路和WiFi链路)，路由器里面UWB模块的两根UWB天线31与手机终端UWB模块的UWB天线33通讯，路由器WiFi收发器的WiFi天线32与手机终端WiFi的收发器的WiFi天线34进行通讯。

手机终端通过UWB模块发送一个UWB脉冲信号分别到达路由器的两根UWB天线31，路由器根据获取到的两根UWB天线31的相位差，确定手机终端相对路由器的角度信息。

路由器根据获取到的手机终端相对路由器的角度信息(即终端位置信息)，调整路由器WIFi收发器各个天线的幅度和相位，产生一个指向手机终端的波束，确保手机终端WiFi收发器能获得波束成型带来的增益效果，具体地，路由器41向手机终端42的波束发送效果如图4所示。

还需要说明的是，手机终端在移动过程中，UWB链路的数据交换也在实时更新，路由器也能实时获取到手机终端的位置信息，从而快速的调整路由器WiFi链路通讯中到达手机终端的波束方向。

还需要说明的是，通过UWB链路，手机终端也能实时获取到路由器的准确位置，手机终端通过WiFi发送过程中也可以调整各天线的幅度和相位，产生一个具有方向性的波束指向路由器，从而提高发射通路增益，具体地，手机终端51向路由器52的波束发送效果如图5所示。

需要说明的是，本申请主要利用超宽带(UWB)对位置信息的高度指向性以及快速响应时间，可以让发送端准确的知道接收端所处的相对方位角信息，从而调整各个天线的幅度和相位，产生一个指向性的波束到接收端，使得在接收端移动的情况下，也能保证波束成型的准确性，能够保证接收端收到的信号质量不受接收端移动的影响。

需要说明的是，本申请实施例提供的波束发送控制方法，执行主体可以为发送端，具体地，该发送端可以为终端，也可以为接入点，例如，路由设备等。

如图6和图7所示，本申请实施例还提供一种波束发送控制装置，应用于发送端，包括：

第一获取模块601，用于获取接收端发送的脉冲信号；

第二获取模块602，用于根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差；

第三获取模块603，用于根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息；

确定模块604，用于根据所述角度信息，确定与所述角度信息对应的所述发送端的第一天线的幅度和相位；

发送模块605，用于向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束。

可选地，当所述发送端具有两根第二天线时，所述第二获取模块602，用于：

可选地，当所述发送端具有大于或等于三根的第二天线时，所述第二获取模块602，用于：

其中，所述第三获取模块603，包括：

获取单元6031，用于分别根据每两根第二天线之间的相位差，获取与所述相位差对应的至少两个第一角度；

确定单元6032，用于根据所述至少两个第一角度，确定接收端相对于发送端的角度信息。

具体地，所述脉冲信号为接收端的超宽带UWB模块发送的UWB脉冲信号。

本申请实施例中的波束发送控制装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等一切能实现波束发送的设备，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的波束发送控制装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例提供的波束发送控制装置能够实现图1的方法实施例中波束发送控制方法实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例的波束发送控制装置通过根据接收端发送的脉冲信号，获取发送端的第二天线之间的相位差，并根据相位差确定接收端相对于发送端的角度信息，进而根据角度信息确定与角度信息对应的发送端的第一天线的幅度和相位，然后按照已确定的幅度和相位进行波束的发送，使得在接收端移动的情况下，也能保证波束成型的准确性，能够保证接收端收到的信号质量不受接收端移动的影响。

可选地，本申请实施例还提供一种发送端，包括处理器，存储器，存储在存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述波束发送控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要注意的是，本申请实施例中的发送端包括移动电子设备和非移动电子设备。

图8为实现本申请实施例的一种发送端的硬件结构示意图。

该发送端800包括但不限于：射频单元801、网络模块802、音频输出单元803、输入单元804、传感器805、显示单元806、用户输入单元807、接口单元808、存储器809、以及处理器810等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备800还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器810逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图8中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备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，在此不再赘述。

其中，处理器810，用于获取接收端发送的脉冲信号；根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差；根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息；根据所述角度信息，确定与所述角度信息对应的所述发送端的第一天线的幅度和相位；

射频单元801，用于向接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束。

本申请实施例的发送端通过根据接收端发送的脉冲信号，获取发送端的第二天线之间的相位差，并根据相位差确定接收端相对于发送端的角度信息，进而根据角度信息确定与角度信息对应的发送端的第一天线的幅度和相位，然后按照已确定的幅度和相位进行波束的发送，使得在接收端移动的情况下，也能保证波束成型的准确性。

可选地，当所述发送端具有两根第二天线时，处理器810执行根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差时，用于实现：

其中，处理器810执行根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息时，用于实现：

分别根据每两根第二天线之间的相位差，获取与所述相位差对应的至少两个第一角度；

根据所述至少两个第一角度，确定接收端相对于发送端的角度信息。

本申请的发送端，能够根据接收端发送的脉冲信号，获取发送端的第二天线之间的相位差，并根据相位差确定接收端相对于发送端的角度信息，进而根据角度信息确定与角度信息对应的发送端的第一天线的幅度和相位，然后按照已确定的幅度和相位进行波束的发送；使得发送端能准确产生具有指向性的波束指向接收端，可以有效的避免接收端在移动或者复杂的干扰环境中波束成型不准确以及效率低的问题。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述波束发送控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述波束发送控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种波束发送控制方法，应用于发送端，其特征在于，包括：

获取接收端发送的脉冲信号；

向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束；

其中，所述第二天线指的是UWB天线；

当所述发送端具有大于或等于三根的第二天线时，所述根据所述脉冲信号，获取所述发送端的第二天线之间的相位差，包括：

其中，所述根据所述相位差，确定所述接收端相对于所述发送端的角度信息，包括：

根据所述至少两个第一角度，确定接收端相对于发送端的角度信息；

其中，所述根据所述至少两个第一角度，确定接收端相对于发送端的角度信息，包括：将所述至少两个第一角度的平均值作为接收端相对于发送端的角度信息。

2.根据权利要求1所述的波束发送控制方法，其特征在于，所述脉冲信号为接收端的超宽带UWB模块发送的UWB脉冲信号。

3.一种波束发送控制装置，应用于发送端，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取接收端发送的脉冲信号；

发送模块，用于向所述接收端发送与所述第一天线的幅度和相位匹配的波束；

其中，所述第二天线指的是UWB天线；

其中，当所述发送端具有大于或等于三根的第二天线时，所述第二获取模块，用于：

其中，所述第三获取模块，包括：

获取单元，用于分别根据每两根第二天线之间的相位差，获取与所述相位差对应的至少两个第一角度；

确定单元，用于根据所述至少两个第一角度，确定接收端相对于发送端的角度信息；

其中，所述确定单元，用于：将所述至少两个第一角度的平均值作为接收端相对于发送端的角度信息。

4.根据权利要求3所述的波束发送控制装置，其特征在于，所述脉冲信号为接收端的超宽带UWB模块发送的UWB脉冲信号。

5.一种发送端，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至2中任一项所述的波束发送控制方法的步骤。

6.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至2中任一项所述的波束发送控制方法的步骤。