CN112367672A - 一种室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备 - Google Patents

一种室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备；所述方法包括：基于智能反射面IRS物理结构和传播模型，在室内不同位置布置若干个IRS，形成对室内非视距NLoS区域的波束全覆盖；室内毫米波接入点MAP对室内各扇区空间进行轮询式的波束搜索；控制器控制IRS协同MAP进行联合波束成形搜索，并收集分析室内移动终端反馈的信号接收强度RSS，从而实现对室内移动终端的波束搜索与动态波束追踪，得到移动终端的最佳波束成形策略。本说明书提供的方法、装置和电子设备可以在较低的系统开销下，实现对室内移动终端高效且精准的波束搜索与波束追踪。

Description

一种室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备。
背景技术
毫米波因其波束窄、频带宽，可以有效地解决高速宽带无线接入面临的许多问题，因而在短距离无线通信中有着广泛的应用前景。毫米波通信中接入点和移动终端的天线阵列的体积都非常小，能够实现尖锐的定向波束成形，再结合毫米波的超大带宽，可以实现很大的数据传输速率。
然而，由于毫米波的波束宽度较窄，很小的障碍，比如一个人的胳膊，就可以有效地中断链路。因此，为了解决毫米波移动通信系统中因遮挡导致的链路中断问题，智能反射面IRS被应用到毫米波通信中。IRS可以通过定向反射使波束绕过障碍物，从而建立接入点和移动终端之间的自适应毫米波链路，这就为解决障碍物阻挡所引起的链路中断问题提供新思路。
IRS是一种无源金属表面，其包含了大量低成本反射单元，控制器只需要给出所需要的功能参数(如吸收命令及其相关参数，或反射命令及其相关参数)，IRS就可以根据该功能参数对反射单元进行参数配置，实现所指定的功能，这样的构造可以极大降低控制器的运算负载。IRS基于广义反射定律，通过调整IRS的表面相位梯度，就能形成主瓣朝向任意方向的反射波束，并且可以起到波束成形的效果。
目前，利用IRS协助毫米波通信的研究多基于室外，由于室内空间环境复杂，如何利用IRS协助室内毫米波移动通信，提高系统覆盖性能与通信质量，高效地实现波束搜索，并实现动态的波束追踪，维持波束对准，得到移动终端的最佳波束成形策略，是目前室内毫米波移动通信有待研究的方向。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种室内波束搜索与追踪方法，包括：
在室内设置毫米波接入点MAP以及至少一个智能反射面IRS，其中，由所述MAP覆盖的室内区域为视距区域，由所述至少一个IRS覆盖的室内区域为非视距区域；
接收来自移动终端的接入所述MAP的请求；
将所述至少一个IRS调整为全吸收态或漫散射状态，使所述MAP的波束仅能覆盖视距区域；
将所述视距区域划分为至少一个粗搜索扇区；
控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述各粗搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的接收信号强度RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区；
在所述最大RSS大于预先设定的第一阈值时，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；
在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，在所述非视距区域内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
可选的，其中，在所述非视距区域内进行波束搜索包括：
设置每一个IRS覆盖的非视距区域对应一个非视距搜索区域；
将所述每一个非视距搜索区域划分为至少一个粗搜索扇区；
控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述至少一个IRS对应的粗搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第二扇区；
在所述最大RSS大于所述第一阈值时，在所述第二扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；以及
在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，返回所述接收来自移动终端的接入所述MAP的请求的步骤。
可选的，其中，在所述第二扇区内进行波束搜索包括：
将所述第二扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；
控制覆盖所述第二扇区的IRS协同所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；以及
以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
可选的，其中，在所述第一扇区内进行波束搜索包括：
将所述第一扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；
控制MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；以及
以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
可选的，其中，所述方法进一步包括：
在所述以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位步骤结束后，持续接收所述移动终端反馈的RSS；
在所述移动终端反馈的RSS小于预先设定的第二阈值时，若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于视距区域时，控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区；以及
若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于非视距区域时，控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区；以及
若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区中，至少一个所述粗搜索扇区处于视距区域，且至少一个所述粗搜索扇区处于非视距区域时，控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述处于视距区域的粗搜索扇区，并控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述处于非视距区域的粗搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第三扇区；
在所述最大RSS大于所述第一阈值时，在所述第三扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；以及
在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，返回所述接收来自移动终端的接入所述MAP的请求的步骤。
可选的，其中，在所述第三扇区内进行波束搜索包括：
将所述第三扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；
在所述第三扇区处于视距区域时，控制所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；以及
在所述第三扇区处于非视距区域时，控制覆盖所述第三扇区的IRS协同所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；以及
以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
可选的，其中，所述接收来自移动终端的接入毫米波接入点MAP的请求包括：接收所述移动终端通过物理反馈链路提出的接入MAP的请求；
所述接收所述移动终端反馈的RSS包括：接收所述移动终端通过物理反馈链路反馈的RSS。
可选的，其中，所述室内的全部区域由所述视距区域以及所述非视距区域全部覆盖。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种室内波束搜索与追踪装置，包括：
请求模块，被配置为接收来自移动终端的接入所述MAP的请求；
调整模块，被配置为将所述至少一个IRS调整为全吸收态或漫散射状态，使所述MAP的波束仅能覆盖视距区域；
划分模块，被配置为将所述视距区域划分为至少一个粗搜索扇区；
扫描模块，被配置为控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述各粗搜索扇区；
反馈模块，被配置为接收所述移动终端反馈的接收信号强度RSS；
对应模块，被配置为以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区；
第一搜索模块，被配置为在所述最大RSS大于预先设定的第一阈值时，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；
第二搜索模块，被配置为在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，在所述非视距区域内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一项所述的方法。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的室内波束搜索与追踪方法、装置和电子设备，基于MAP波束成形以及IRS协同MAP进行联合波束成形，对室内空间进行分阶段全覆盖波束搜索，既实现了移动终端的波束对准，又降低了系统开销。
另外，考虑到移动终端在室内移动，实时监测移动终端反馈的RSS，引入追踪触发机制，进行波束追踪，并将追踪过程也分为粗搜索与细搜索两步完成，既实现了波束的动态实时对准，也大大降低了波束追踪的复杂度和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个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说明书一个或多个实施例，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为本说明书一个或多个实施例的室内波束搜索方法流程图；
图2为本说明书一个或多个实施例中的IRS辅助MAP对室内非视距NLoS区域波束覆盖示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例的室内波束搜索与追踪方法具体流程图；
图4为本说明书一个或多个实施例中的非视距NLoS区域波束粗搜索示意图；
图5为本说明书一个或多个实施例中的非视距NLoS区域波束粗搜索时序示意图；
图6为本说明书一个或多个实施例的室内波束搜索与追踪装置结构示意图；
图7为本说明书一个或多个实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
现有技术中，在室内设置毫米波接入点MAP已经得以实现，所述MAP相当于毫米波天线阵列，可自发地实现波束成形，但所述MAP只能对室内LoS区域进行波束覆盖。
现实中，室内环境比较复杂，存在很多遮挡物，为了实现对室内NLoS区域的波束覆盖，本说明书提供的方法在室内的不同位置布置若干个IRS，基于智能反射面IRS物理结构和传播模型，利用控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制IRS协同MAP进行联合波束成形，从而实现对室内NLoS区域的波束搜索与覆盖。
本说明书一个或多个实施例提供了一种室内波束搜索方法，该方法可以由上述控制器来执行，参考图1，包括以下步骤：
步骤S101、在室内设置毫米波接入点MAP以及至少一个智能反射面IRS，其中，由所述MAP覆盖的室内区域为视距区域，由所述至少一个IRS覆盖的室内区域为非视距区域。
本步骤中，参考图2，为IRS辅助MAP对室内非视距NLoS区域波束覆盖示意图，图2中的阴影区域为室内非视距NLoS区域，空白区域为室内视距LoS区域，首先在室内设置MAP，所述MAP能将发射信号进行波束成形，对室内视距LoS区域进行波束覆盖，同时在室内不同位置布置至少一个IRS，控制器能够通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)，控制所述IRS协同MAP进行联合波束成形，对室内NLoS区域进行波束覆盖，从而实现对室内所有区域的波束全覆盖，所述室内的全部区域由所述LoS区域以及所述NLoS区域全部覆盖。
步骤S102、接收来自移动终端的接入所述MAP的请求。
步骤S103、将所述至少一个IRS调整为全吸收态或漫散射状态，使所述MAP的波束仅能覆盖视距区域。
步骤S104、将所述视距区域划分为至少一个粗搜索扇区。
步骤S105、控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述各粗搜索扇区。
步骤S106、接收所述移动终端反馈的接收信号强度RSS。
步骤S107、以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区。
步骤S108、在所述最大RSS大于预先设定的第一阈值时，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
步骤S109、在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，在所述非视距区域内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
以下，通过具体的实施例来详细说明本说明书一个或多个实施例的技术方案。
参考图3，本说明书一个实施例的室内波束搜索与追踪方法，包括以下步骤：
步骤S301、室内的移动终端通过物理反馈链路(如蓝牙、WiFi等)向控制器提出接入MAP的请求。
步骤S302、控制器收到所述移动终端接入MAP的请求后，进行第一阶段-视距LoS区域粗搜索，具体包括：
将室内所有的IRS调整为全吸收态或漫散射状态，此时IRS的反射波束可以忽略，因此MAP的波束能覆盖LoS区域，而无法覆盖NLoS区域；
将室内LoS区域划分为至少一个粗搜索扇区；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制MAP将发射信号进行波束成形，以轮询方式依次扫描所述各粗搜索扇区；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)收集移动终端的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区。
步骤S303、查看第一阶段-LoS区域粗搜索移动终端反馈的最大RSS是否大于第一阈值，所述第一阈值为能够与移动终端建立有效链路的RSS阈值，小于或等于第一阈值则认为移动终端不在当前搜索区域中。
步骤S304、根据步骤S303所述的，若第一阶段-LoS区域粗搜索移动终端反馈的最大RSS大于第一阈值，则触发则触发第一阶段-LoS区域细搜索，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对移动终端波束成形的方位，具体包括：
将所述第一扇区按方位角划分为(2A+1)×(2B+1)个细搜索扇区，对应(2A+1)×(2B+1)个搜索波束，这些搜索波束方向的水平分量为(α-AΔα，…，α+AΔα)，垂直分量为(β-BΔβ，…，β+BΔβ)，其中α为所述第一扇区的中心方位的水平分量，β为所述第一扇区的中心方位的垂直分量，Δα、Δβ为搜索步长，Δα、Δβ的典型值为5°或10°，A、B为正整数，且A、B的典型值为1、2或3；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制MAP通过波束成形依次扫描所述(2A+1)×(2B+1)个细搜索扇区；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)接收移动终端反馈的RSS，以最大RSS所对应的扫描波束方位作为针对移动终端精准的波束成形方位。
步骤S305、根据步骤S303所述的，若第一阶段-LoS区域粗搜索移动终端反馈的最大RSS小于或等于第一阈值，则触发第二阶段-NLoS区域波束粗搜索，参考图4，具体包括：
将室内所有的n个IRS记为IRSi(i＝1，2，…，n)，n的典型值为1、2或3，设置每一个IRS处在室内MAP所能覆盖的一个LoS区域中，记IRSi所处的LoS区域为扇区i，共有n个LoS扇区，设置每一个IRS覆盖一个NLoS搜索区域，将IRSi覆盖的NLoS区域划分为ki个粗搜索扇区，ki的典型值为1、2或3；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述n个扇区(扫描顺序标记为扇区1、扇区2、…、扇区n)，当MAP扫描到扇区i时，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制IRSi依次将反射波束指向IRSi所覆盖的ki个粗搜索扇区(扫描顺序标记为区域1、区域2、…区域ki)，参考图5，为本说明书一个实施例中的NLoS区域波束粗搜索时序示意图，如果扫描一个粗搜索扇区耗时T，那么经过用时
Figure BDA0002711009000000091
就可以完全覆盖室内NLoS区域；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)收集移动终端的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第二扇区。
步骤S306、查看第二阶段-NLoS区域粗搜索移动终端反馈的最大RSS是否大于第一阈值。
本步骤中，若所述最大RSS小于或等于所述第一阈值，说明MAP未能成功建立与移动终端的通信链路，即移动终端在移动过程中走出室内或由于被人体等遮挡物遮挡而脱离室内毫米波覆盖区域，暂时无法建立毫米波链路，则返回所述步骤S301。
步骤S307、根据步骤S306所述的，若第二阶段-NLoS区域粗搜索移动终端反馈的最大RSS大于第一阈值，则触发则触发第二阶段-NLoS区域细搜索，在所述第二扇区内进行波束搜索，确定针对移动终端波束成形的方位，具体包括：
将所述第二扇区按方位角划分为(2C+1)×(2D+1)个细搜索扇区，对应(2C+1)×(2D+1)个搜索波束，这些搜索波束方向的水平分量为(γ-CΔγ，…，γ+CΔγ)，垂直分量为(δ-DΔδ，…，δ+DΔδ)，其中γ为所述第二扇区的中心方位的水平分量，δ为所述第二扇区的中心方位的垂直分量，Δγ、Δδ为搜索步长，Δγ、Δδ的典型值为5°或10°，C、D为正整数，且C、D的典型值为1、2或3；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制室内的覆盖所述第二扇区的IRS协同MAP通过波束成形依次扫描这(2C+1)×(2D+1)个细搜索扇区；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)接收移动终端反馈的RSS，以最大RSS所对应的扫描波束方位作为针对移动终端精准的波束成形方位。
步骤S308、通过第一阶段-视距LoS区域波束搜索和/或第二阶段-非视距NLoS区域波束搜索，最终获得移动终端的最优对准波束配置，波束搜索完成。
步骤S309、为了适应移动终端的移动，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)持续实时收集移动终端反馈的RSS，当RSS小于第二阈值时，触发波束追踪，所述第二阈值为移动终端由于移动而明显偏离上一次波束对准方位的RSS阈值，所述第二阈值可设置为上一次波束对准移动终端时，移动终端所反馈的RSS的一半。
步骤S310、根据步骤S309所述，当RSS小于第二阈值时，说明移动终端由于移动而明显偏离上一次波束对准方位，此时触发波束追踪，进行第三阶段-对应扇区与相邻扇区粗搜索，具体包括：
若移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于LoS区域时，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区；以及
若移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于NLoS区域时，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制室内的IRS协同MAP进行联合波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区；以及
若移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区中，至少一个粗搜索扇区处于LoS区域，且至少一个粗搜索扇区处于NLoS区域时，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描处于视距区域的粗搜索扇区，并控制IRS协同MAP进行联合波束成形，依次扫描所述处于非视距区域的粗搜索扇区；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)收集移动终端的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第三扇区。
步骤S311、查看第三阶段粗搜索移动终端反馈的最大RSS是否大于第一阈值。
本步骤中，若所述最大RSS小于或等于所述第一阈值，说明MAP未能成功建立与移动终端的通信链路，即移动终端在移动过程中走出室内或由于被人体等遮挡物遮挡而脱离室内毫米波覆盖区域，暂时无法建立毫米波链路，则返回所述步骤S301。
步骤S312、根据步骤S311所述的，若第三阶段粗搜索移动终端反馈的最大RSS大于第一阈值，则触发第三阶段细搜索，具体包括：
将所述第三扇区按方位角划分为(2E+1)×(2F+1)个细搜索扇区，对应(2E+1)×(2F+1)个搜索波束，这些搜索波束方向的水平分量为(ε-EΔε，…，ε+EΔε)，垂直分量为(∈-FΔ∈，…，∈+FΔ∈)，其中ε为所述第三扇区的中心方位的水平分量，∈为所述第三扇区的中心方位的垂直分量，Δε、Δ∈为搜索步长，Δε、Δ∈的典型值为5°或10°，E、F为正整数，且E、F的典型值为1、2或3；
若所述第三扇区处于LoS区域时，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制MAP通过波束成形依次扫描这(2E+1)×(2F+1)个细搜索扇区；以及
若所述第三扇区处于NLoS距区域时，控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi、光纤等)控制室内的覆盖所述第三扇区的IRS协同MAP通过波束成形依次扫描这(2E+1)×(2F+1)个细搜索扇区；
控制器通过物理控制链路(如蓝牙、WiFi等)接收移动终端反馈的RSS，以最大RSS所对应的扫描波束方位作为针对移动终端精准的波束成形方位。
步骤S308、通过第三阶段-对应扇区与相邻扇区搜索，最终获得移动终端的最优对准波束配置，波束追踪完成。
可见，本说明书实施例提供的室内波束搜索与追踪方法，在波束搜索中，通过将室内区域分割为LoS区域与NLoS区域并分别进行波束扫描，实现对室内空间全覆盖式的波束扫描；将波束搜索过程分为粗搜索和细搜索两阶段，有效降低了波束搜索的复杂度和成本，并能实现高精度的移动终端波束对准。
在波束追踪中，通过监测移动终端RSS反馈，确定是否触发波束追踪，使得波束追踪仅在移动终端有显著移动的时候才被触发，有效降低波束追踪的成本；波束追踪被分为对应扇区和相邻扇区粗搜索以及细搜索两阶段，大大降低了波束追踪的复杂度和成本，并能实现对室内移动终端的实时动态波束对准。
另外考虑到移动终端随机运动以及室内环境动态变化而导致的不确定事件，如：移动终端在移动过程中走出室内或由于被人体等遮挡物遮挡而暂时无法建立毫米波链路，系统通过监测移动终端RSS反馈，实时判断波束搜索与波束追踪是否出现异常，并做出相应策略调整，从而提高了系统鲁棒性。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种室内波束搜索与追踪装置。参考图6，所述的室内波束搜索与追踪装置，包括：
设置模块601，被配置为在室内设置毫米波接入点MAP以及至少一个智能反射面IRS，其中，由所述MAP覆盖的室内区域为视距区域，由所述至少一个IRS覆盖的室内区域为非视距区域；
请求模块602，被配置为接收来自移动终端的接入所述MAP的请求；
调整模块603，被配置为将所述至少一个IRS调整为全吸收态或漫散射状态，使所述MAP的波束仅能覆盖视距区域；
划分模块604，被配置为将所述视距区域划分为至少一个粗搜索扇区；
扫描模块605，被配置为控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述各粗搜索扇区；
反馈模块606，被配置为接收所述移动终端反馈的接收信号强度RSS；
对应模块607，被配置为以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区；
第一搜索模块608，被配置为在所述最大RSS大于预先设定的第一阈值时，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；
第二搜索模块609，被配置为在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，在所述非视距区域内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
作为一个可选的实施例，在所述非视距区域内进行波束搜索，具体被配置为设置每一个IRS覆盖的非视距区域对应一个非视距搜索区域；将所述每一个非视距搜索区域划分为至少一个粗搜索扇区；控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述至少一个IRS对应的粗搜索扇区；接收所述移动终端反馈的RSS；以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第二扇区；在所述最大RSS大于所述第一阈值时，在所述第二扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位，在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，返回所述接收来自移动终端的接入所述MAP的请求的步骤。
作为一个可选的实施例，在所述第二扇区内进行波束搜索，具体被配置为将所述第二扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；控制覆盖所述第二扇区的IRS协同所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；接收所述移动终端反馈的RSS，以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
作为一个可选的实施例，所述在所述第一扇区内进行波束搜索，具体被配置为将所述第一扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；控制MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；接收所述移动终端反馈的RSS，以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
作为一个可选的实施例，所述装置进一步被配置为在所述以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位步骤结束后，持续接收所述移动终端反馈的RSS；在所述移动终端反馈的RSS小于预先设定的第二阈值时，若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于视距区域时，控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区，若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于非视距区域时，控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区，若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区中，至少一个所述粗搜索扇区处于视距区域，且至少一个所述粗搜索扇区处于非视距区域时，控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述处于视距区域的粗搜索扇区，并控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述处于非视距区域的粗搜索扇区；接收所述移动终端反馈的RSS；以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第三扇区；在所述最大RSS大于所述第一阈值时，在所述第三扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位，在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，返回所述接收来自移动终端的接入所述MAP的请求的步骤。
作为一个可选的实施例，在所述第三扇区内进行波束搜索，具体被配置为将所述第三扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；在所述第三扇区处于视距区域时，控制所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；以在所述第三扇区处于非视距区域时，控制覆盖所述第三扇区的IRS协同所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；接收所述移动终端反馈的RSS，以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
作为一个可选的实施例，所述接收来自移动终端的接入毫米波接入点MAP的请求具体被配置为接收所述移动终端通过物理反馈链路提出的接入MAP的请求；所述接收所述移动终端反馈的RSS具体被配置为接收所述移动终端通过物理反馈链路反馈的RSS。
作为一个可选的实施例，所述室内的全部区域由所述视距区域以及所述非视距区域全部覆盖。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一实施例所述的业务对象的展示方法。
图7示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内波束搜索与追踪方法，包括：
在室内设置毫米波接入点MAP以及至少一个智能反射面IRS，其中，由所述MAP覆盖的室内区域为视距区域，由所述至少一个IRS覆盖的室内区域为非视距区域；
接收来自移动终端的接入所述MAP的请求；
将所述至少一个IRS调整为全吸收态或漫散射状态，使所述MAP的波束仅能覆盖视距区域；
将所述视距区域划分为至少一个粗搜索扇区；
控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述各粗搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的接收信号强度RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区；
在所述最大RSS大于预先设定的第一阈值时，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；
在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，在所述非视距区域内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述非视距区域内进行波束搜索包括：
设置每一个IRS覆盖的非视距区域对应一个非视距搜索区域；
将所述每一个非视距搜索区域划分为至少一个粗搜索扇区；
控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述至少一个IRS对应的粗搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第二扇区；
在所述最大RSS大于所述第一阈值时，在所述第二扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；以及
在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，返回所述接收来自移动终端的接入所述MAP的请求的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第二扇区内进行波束搜索包括：
将所述第二扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；
控制覆盖所述第二扇区的IRS协同所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；以及
以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一扇区内进行波束搜索包括：
将所述第一扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；
控制MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；以及
以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
在所述以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位步骤结束后，持续接收所述移动终端反馈的RSS；
在所述移动终端反馈的RSS小于预先设定的第二阈值时，若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于视距区域时，控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区；以及
若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区都处于非视距区域时，控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区；以及
若所述移动终端波束成形的方位所对应的粗搜索扇区以及与其相邻的粗搜索扇区中，至少一个所述粗搜索扇区处于视距区域，且至少一个所述粗搜索扇区处于非视距区域时，控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述处于视距区域的粗搜索扇区，并控制所述至少一个IRS协同所述MAP进行联合波束成形，依次扫描所述处于非视距区域的粗搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；
以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第三扇区；
在所述最大RSS大于所述第一阈值时，在所述第三扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；以及
在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，返回所述接收来自移动终端的接入所述MAP的请求的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第三扇区内进行波束搜索包括：
将所述第三扇区按方位角划分为至少一个细搜索扇区；
在所述第三扇区处于视距区域时，控制所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；以及
在所述第三扇区处于非视距区域时，控制覆盖所述第三扇区的IRS协同所述MAP通过波束成形依次扫描所述至少一个细搜索扇区；
接收所述移动终端反馈的RSS；以及
以最大RSS所对应扫描波束方位作为针对所述移动终端波束成形的方位。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收来自移动终端的接入毫米波接入点MAP的请求包括：接收所述移动终端通过物理反馈链路提出的接入MAP的请求；
所述接收所述移动终端反馈的RSS包括：接收所述移动终端通过物理反馈链路反馈的RSS。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述室内的全部区域由所述视距区域以及所述非视距区域全部覆盖。
9.一种室内波束搜索与追踪装置，包括：
设置模块，被配置为在室内设置毫米波接入点MAP以及至少一个智能反射面IRS，其中，由所述MAP覆盖的室内区域为视距区域，由所述至少一个IRS覆盖的室内区域为非视距区域；
请求模块，被配置为接收来自移动终端的接入所述MAP的请求；
调整模块，被配置为将所述至少一个IRS调整为全吸收态或漫散射状态，使所述MAP的波束仅能覆盖视距区域；
划分模块，被配置为将所述视距区域划分为至少一个粗搜索扇区；
扫描模块，被配置为控制所述MAP将发射信号进行波束成形，依次扫描所述各粗搜索扇区；
反馈模块，被配置为接收所述移动终端反馈的接收信号强度RSS；
对应模块，被配置为以最大RSS对应的粗搜索扇区作为初始波束成形方位对应的第一扇区；
第一搜索模块，被配置为在所述最大RSS大于预先设定的第一阈值时，在所述第一扇区内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位；
第二搜索模块，被配置为在所述最大RSS小于或等于所述第一阈值时，在所述非视距区域内进行波束搜索，确定针对所述移动终端波束成形的方位。
10.一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任意一项所述的方法。
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