CN112787695B - 一种波束宽度控制方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种波束宽度控制方法及相关装置，用于保证波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况。本申请实施例方法包括：网络设备获取终端设备所发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，并且，第一扫描周期和第二扫描周期为相邻的两个波束扫描周期；在获得第一反馈信息和第二反馈信息之后，网络设备根据第一反馈信息和第二反馈信息中的波束质量信息来对发送波束的宽度进行调整，从而保证波束对终端设备的有效覆盖。

Description

一种波束宽度控制方法及相关装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束宽度控制方法及相关装置。

背景技术

在无线通信过程中，为了保证终端设备能够接收到高质量的无线信号，基站往往会通过波束成形技术对无线信号进行有效叠加，形成具有指向性的波束，并保证该波束能够对准终端设备。

目前，为了能够将波束精确对准终端设备，以保证基站和终端设备之间的数据传输质量，基站通常会采用波束扫描遍历的方式向终端设备依次发送不同方向上的波束，然后由终端设备反馈各个波束的接收功率，最后基站根据终端设备的反馈结果，周期性地为终端设备更新最优波束。

然而，在一些场景下，例如终端设备高速移动的场景，在基站进行波束扫描的周期内，终端设备可能已经移出了原有波束的覆盖范围，而基站又无法及时更新波束，从而导致终端设备容易出现信号丢失等情况。

发明内容

本申请实施例提供了一种波束宽度控制方法，通过比对两个相邻的波束扫描周期内的波束质量反馈信息，并且根据比对结果适应性地调整波束的宽度，保证了波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况。

本申请实施例第一方面提供一种波束宽度控制方法，该方法包括：

在网络设备向终端设备发送了至少两个波束扫描周期的波束之后，网络设备可以获取到终端设备所发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，第一反馈信息和第二反馈信息是终端设备在对第一扫描周期以及第二扫描周期内的波束质量进行监测得到的，第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，并且，第一扫描周期和第二扫描周期为相邻的两个波束扫描周期；

在获得第一反馈信息和第二反馈信息之后，网络设备可以根据第一反馈信息和第二反馈信息中的波束质量信息来对发送波束的宽度进行调整，例如增加发送波束的宽度、减小发送波束的宽度或者是保持发送波束的宽度不变等等，其中，发送波束是指网络设备向终端设备发送的波束，且该发送波束是网络设备与终端设备之间用于进行通信的波束。

本申请实施例中，通过由网络设备获取并且比对两个相邻的波束扫描周期内的波束质量反馈信息，然后根据比对结果适应性地调整波束的宽度，能够保证波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况。

结合上述第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，该第一波束质量信息包括第一波束的标识，该第二波束质量信息则包括第二波束的标识，其中，第一波束是第一扫描周期内波束质量最高的波束，即终端设备在第一扫描周期内检测得到的波束质量最高的一个波束，第二波束是第二扫描周期内波束质量最高的波束。也就是说，网络设备获取到的第一反馈信息和第二反馈信息中分别包括有波束扫描周期内波束质量最高的波束的标识，网络设备可以根据波束的标识确定两个波束扫描周期内最优波束之间的关系，从而对发送波束的宽度进行调整。

本申请实施例中，通过由网络设备获取并且比对两个相邻的波束扫描周期内波束质量最高的波束的信息，然后根据比对结果适应性地调整波束的宽度，能够保证波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况。

结合上述第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，根据第一反馈信息和第二反馈信息对波束宽度进行调整，具体可以包括：如果第一波束与第二波束为不相邻的两个波束，例如第一波束的标识和第二波束的标识为两个不相邻的标识号码，则增加发送波束的宽度；也就是说，在第一波束和第二波束在波束方向上不相邻时，可以认为终端设备跨过了一个或者多个波束，即发送波束过窄，因此网络设备可以增加发送波束的宽度。

本申请实施例中，在终端设备所反馈的两个波束扫描周期内的两个最优波束并不相邻的情况下，网络设备增加发送波束的宽度，来实现发送波束的宽度调整，能够保证波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况。

结合上述第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，根据第一反馈信息和第二反馈信息对波束宽度进行调整，包括：如果第一波束与第二波束为波束方向相同的波束，例如第一波束的标识号码和第二波束的标识号码相同，则减小发送波束的宽度；也就是说，在第一波束和第二波束为波束方向相同的波束时，可以认为终端设备在两个波束扫描周期内均处于同一个波束的覆盖下，即波束宽度过大，因此网络设备可以减小发送波束的宽度。

本申请实施例中，在终端设备所反馈的两个波束扫描周期内的两个最优波束相同的情况下，网络设备减小发送波束的宽度，来实现发送波束的宽度调整，在保证波束对终端设备有效覆盖的同时提高波束的信号增益。

结合上述第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，该第一波束质量信息中包括第一波束质量，第二波束质量信息中包括第二波束质量，其中，第一波束质量为第一波束的波束质量，第二波束质量为第二波束的波束质量；根据第一反馈信息和第二反馈信息对波束宽度进行调整，包括：

如果第一波束与第二波束为相邻的两个波束，且第一波束质量与第二波束质量之间的差值大于预设阈值，则减小发送波束的宽度；也就是说，在第一波束和第二波束为波束方向相同的波束，且第一波束质量和第二波束质量相差较大的情况下，可以减小发送波束的宽度。

本申请实施例中，在终端设备所反馈的两个波束扫描周期内的两个最优波束相同，且两个最优波束的波束质量相差较大的情况下，网络设备减小发送波束的宽度，来实现发送波束的宽度调整，在保证波束对终端设备有效覆盖的同时提高波束的信号增益。

结合上述第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，第一波束的质量为第一波束的参考信号接收功率RSRP、第一波束的参考信号接收质量RSRQ或者第一波束的信号与干扰加噪声比SINR中的一个，第二波束的质量为第二波束的RSRP、第二波束的RSRQ或者第二波束的SINR中的一个。

本申请实施例中，通过采用RSRP、RSRQ以及SINR中的一个来作为波束质量，能够提高方案的灵活性，保证终端设备在各种情况下均能够获取到波束的质量信息。

本申请实施例第二方面提供一种网络设备，该网络设备包括：

获取单元，用于获取终端设备发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，第一扫描周期和第二扫描周期为相邻的两个波束扫描周期；

调整单元，用于根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，发送波束为向终端设备发送的波束。

结合上述第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，第一波束质量信息包括第一波束的标识，第二波束质量信息包括第二波束的标识，第一波束为第一扫描周期内波束质量最高的波束，第二波束为第二扫描周期内波束质量最高的波束。

结合上述第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，调整单元还用于，若第一波束与第二波束为不相邻的两个波束，则增加发送波束的宽度。

结合上述第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，调整单元还用于，若第一波束与第二波束为波束方向相同的波束，则减小发送波束的宽度。

结合上述第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，第一波束质量信息还包括第一波束质量，第二波束质量信息还包括第二波束质量，其中，第一波束质量为第一波束的波束质量，第二波束质量为第二波束的波束质量；

调整单元还用于，若第一波束与第二波束为相邻的两个波束，且第一波束质量与第二波束质量之间的差值大于预设阈值，则减小发送波束的宽度。

结合上述第二方面第四种可能的实现方式，在第二方面第五种可能的实现方式中，第一波束的质量为第一波束的RSRP、第一波束的RSRQ或者第一波束的SINR中的一个，第二波束的质量为第二波束的RSRP、第二波束的RSRQ或者第二波束的SINR中的一个。

本申请实施例第三方面提供一种网络设备，该网络设备包括处理器和存储器；存储器用于存储计算机可读指令(或者称之为计算机程序)，处理器用于读取计算机可读指令以实现前述有关网络设备的方面及其任意实现方式提供的方法。

在一些实现方式下，该网络设备还包括收发器，用于接收和发送数据。

本申请实施例第四方面提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质可以是非易失性的；该计算机存储介质中存储有计算机可读指令，当该计算机可读指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。

本申请实施例第五方面提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如本申请第一方面或第一方面任一可选实施方式中的方法。

本申请实施例第六方面提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持网络设备实现上述方面中所涉及的功能，例如，例如处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器，存储器，用于保存网络设备必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中通过比对两个相邻的波束扫描周期内的波束质量反馈信息，并且根据比对结果适应性地调整波束的宽度，保证了波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种波束集群的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种波束切换的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；

图4为本申请实施例提供的一种波束宽度控制方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的波束反馈信息的一种示意图；

图6为本申请实施例提供的波束反馈信息的一种示意图；

图7为本申请实施例提供的波束反馈信息的一种示意图；

图8为本申请实施例提供的一种波束宽度控制方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种基于基站和终端设备建模的坐标系的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种宽波束与窄波束的示意图；

图11为本申请实施例提供的网络设备的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的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，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。

在无线通信过程中，为了保证终端设备能够接收到高质量的无线信号，基站往往会通过波束成形技术对无线信号进行有效叠加，形成具有指向性的波束，并保证该波束能够对准终端设备。例如，在一些基站上采用了大规模多入多出(massive multiple-inputmultiple-output，Massive MIMO)技术，通过大规模的天线阵列来生成高增益的波束，以提高数据传输的效率。其中，Massive MIMO技术主要是通过波束成形技术来调节各天线的相位使得信号进行有效叠加，对无线信号能量产生聚焦作用，形成具有指向性的波束，产生明显的信号增益来克服路损，从根本上为无线信号传输质量提供保障。通过Massive MIMO技术所生成的波束的特点是波束窄以及信号增益高，并且，其波束越窄，信号增益越大。但是，基站所生成的波束指向一旦偏离终端设备，终端设备则无法接收到高质量的无线信号，因此，将波束精确地对准终端设备变得尤为重要。

目前，对于任意一个接入基站的终端设备，为了能够将波束精确对准终端设备，以保证基站和终端设备之间的数据传输质量，基站通常会采用波束扫描遍历的方式向终端设备依次发送不同方向上的波束，然后由终端设备反馈各个波束的接收功率，最后基站根据终端设备的反馈结果，周期性地为终端设备更新最优波束。可以参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种波束集群的示意图。如图1所示，图1中共展示了七个波束，分别为波束 0至波束6，不同的波束之间的指向是不一样的，而波束标识号相邻的两个波束在波束方向上也是相邻的，以保证各个不同方向的区域上均能够有波束的覆盖。例如，如果这七个波束为水平波束(即七个波束在水平方向上具有波束宽度)，那么波束标识号相邻的两个波束在水平方向上是相邻的；如果这七个波束为垂直波束(即七个波束在垂直方向上具有波束宽度)，那么波束标识号相邻的两个波束在垂直方向上是相邻的。在一个波束扫描周期内，基站会依次向终端设备发送不同方向上的波束，例如依次向终端设备发送波束0至波束6这七个波束，并且获取终端所反馈的各个波束的质量。

然而，随着需要扫描的波束个数的增加，波束扫描周期也会变长，那么终端设备所反馈的结果就不是实时最优的，尤其是在终端设备高速移动的场景下，往往会出现波束中心很难追踪到终端设备准确位置的情况，终端设备很容易在下一次波束更新之前就跳出了当前窄波束的有效覆盖范围，从而容易出现信号丢失、通话中断等现象。

具体地，可以参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种波束切换的示意图。如图2所示，位于汽车内的终端设备向右水平移动，基站以固定周期T进行波束扫描。理想情况下，在周期T内终端设备在波束1的覆盖范围内运动，下一周期时终端设备虽然进入到了波束2的覆盖范围，但还未完全离开波束1的覆盖范围，终端设备与基站之间的信号还没有丢失，终端设备也不至于通话中断，基站可以及时将向终端设备发送的波束更新为波束 2，这样可以保证基站发送的波束对终端设备的连续覆盖。但是在实际场景中，如果终端设备的移动速度过高，或者离基站很近时，在周期T时间内终端设备可能已经移动出了波束1的有效覆盖范围，而基站更新波束又不及时，这样终端设备就容易出现信号丢失、通话中断等情况。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种波束宽度控制方法，通过比对两个相邻的波束扫描周期内的波束质量反馈信息，并且根据比对结果适应性地调整波束的宽度，保证了波束对终端设备的有效覆盖，避免终端设备容易出现信号丢失等情况，并且还能够保持波束的信号增益尽可能地大。

本申请实施例提供的波束宽度控制方法可以应用于各种通信系统或通信网络，例如，第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5G)系统，新无线(newradio， NR)通信系统，长期演进(long term evolution，LTE)系统、全球移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)或码分多址(code division multipleaccess， CDMA)网络、宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)网络等，还可以是全球微波互联接入(worldwide interoperability for microwaveaccess， WiMAX)或无线局域网(wireless local area network，WLAN)等其他通信网络或通信系统。

示例性地，本申请实施例的具体应用场景可以如图3所示。具体地，该应用场景可以包括网络设备和终端设备。如图3所示，终端设备可以接入到网络设备中，网络设备在每个波束扫描周期内通过波束遍历的方式依次向终端设备发送每一个波束，然后终端设备向网络设备反馈波束的接收功率，基站可以根据终端设备所反馈的结果，周期性地为终端设备更新最优波束。

在本申请实施例中，网络设备可以是用于向终端设备发送波束以及与终端设备进行通信的设备。例如，可以是GSM系统或SDMA系统中的基站(base transceiver station，BTS)，也可以是WCDMA系统中的基站(NodeB,NB),还可以是LTE系统中的演进型基站(evolved node B，eNB或eNodeB)或者5G网络中的通信设备，例如卫星通信系统中的卫星基站等。卫星基站可以是静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星，也可以是非静止轨道 (none-geostationary earth orbit，NGEO)的中轨道(medium earth orbit，MEO)卫星和低轨道(low earth orbit，LEO)卫星，还可以是高空通信平台(High AltitudePlatform Station，HAPS)等。

终端设备在本申请实施例中可以是指用户设备(user equipment，UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。接收端可以通过空口接入卫星网络并发起呼叫，上网等业务，可以是是支持5G新空口(new radio,NR)的移动设备。典型的，接收端可以是移动电话、平板电脑、便携式笔记本电脑、虚拟\混合\增强现实设备、导航设备、地面基站(例如：eNB和gNB)和地面站(ground station，GS)、会话启动协议(session initiation protocol，SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop，WLL)站、个人数字处理 (personal digitalassistant，PDA)、具有通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备，5G网络中的终端设备、未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，PLMN)或未来的其他通信系统中的终端设备等。

可以参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种波束宽度控制方法的流程示意图，本申请实施例提供的一种波束宽度控制方法，可以包括：

401、获取终端设备发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，第一扫描周期和第二扫描周期为相邻的两个波束扫描周期；

本实施例中，网络设备会在每个波束扫描周期内依次向终端设备发送不同方向的波束，相应地，在波束扫描周期内，终端设备会获取并且记录每个接收到的波束的标识号码(即波束ID)以及每个波束对应的波束质量，并且可以将一个波束扫描周期内波束质量最高的一个或多个波束所对应的标识号码以及波束质量反馈给网络设备，因此，在网络设备上可以获取到终端设备所发送的反馈信息。

此外，在一些可选的实施例中，终端设备还可以是将波束扫描周期内接收到的所有波束所对应的波束标识号码以及波束质量均反馈给网络设备，由网络设备从反馈信息中根据各个波束的波束质量来获取最优波束的信息。

在网络设备进行了两个周期的波束扫描之后，网络设备可以获取到终端设备所发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，第一反馈信息是终端设备在第一扫描周期内对波束质量进行监测所得到的信息，第二反馈信息则是终端设备在第二扫描周期内对波束质量进行监测所得到的信息，第一反馈信息包括有第一扫描周期内的波束质量信息(即第一波束质量信息)，第二反馈信息包括有第二扫描周期内的波束质量信息(即第二波束质量信息)；并且，第一扫描周期和第二扫描周期是相邻的两个波束扫描。

可选地，在一些实施例中，第一波束质量信息包括有第一波束的标识，该第一波束是第一扫描周期内波束质量最高的波束；第二波束质量信息包括有第二波束的标识，该第二波束是第二扫描周期内波束质量最高的波束。可以理解的是，为了便于对波束进行管理，对于不同方向上的波束(即指向不同的波束)，均有一个唯一对应的波束标识号码；并且，这些波束标识号码是按照一定的顺序进行编排的，一般来说，波束方向上相邻的波束，其对应的波束标识号码也是相邻的。例如，波束方向为0°至10°的波束所对应的波束标识号码可以是0，波束方向为10°至20°的波束所对应的波束标识号码可以是1，波束方向为20°至30°的波束所对应的波束标识号码可以是2，以此类推，显然，波束方向上相邻的波束，其对应的波束标识号码也是相邻的。值得注意的是，上述所举的例子中关于波束方向和波束标识号码之间的关系仅仅是为了便于描述而简单举例说明的，在实际应用中并不局限于上述的说明，还可以是其他的方式，例如波束方向之间的划分可以是其他的方式，波束标识号码可以是用A、B、C等字母或者是其他的数字来划分等，在此不再赘述。

402、根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，发送波束为向终端设备发送的波束。

本实施例中，在网络设备分别获得两个波束扫描周期所对应的第一反馈信息和第二反馈信息之后，网络设备可以通过比对第一反馈信息和第二反馈信息中的波束质量信息来判断当前的发送波束是过窄还是过宽，从而对发送波束的宽度进行调整，例如增加发送波束的宽度或者减小发送波束的宽度，其中，发送波束是指网络设备向终端设备发送的波束，且该发送波束是网络设备与终端设备之间用于进行通信的波束。

可以理解的是，由于波束的信号增益随波束的覆盖角度是起伏变化的(如图1所示)，那么在连续的多个波束扫描周期内，由于终端设备的移动，终端设备所上报的最优波束的波束标识号码和波束质量也是有变化规律的。因此，可以根据多个波束扫描周期内波束质量反馈信息的变化来判断是否需要调整发送波束的宽度。

可选地，在一些实施例中，网络设备根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，具体可以是：若第一波束与第二波束为不相邻的两个波束，例如第一波束的标识和第二波束的标识为两个不相邻的标识号码，则增加发送波束的宽度；也就是说，当第一波束和第二波束在波束方向上不相邻时，可以认为终端设备跨过了一个或者多个波束，即发送波束过窄，因此网络设备可以增加发送波束的宽度。需要说明的是，发送波束的宽度增加值可以是预先设置好的，例如，具体可以是根据波束宽度的划分方式所确定的一个值，在实际应用中，宽度增加值具体还可以是根据其他方式所确定的，且宽度增加值的大小也可以根据实际情况进行确定，本申请实施例中并不做具体限定。

具体地，可以参阅图5，图5为本申请实施例提供的波束反馈信息的一种示意图；其中，波束1至波束3为三个波束方向上依次相邻的波束，波束1和波束3上的圆点表示波束1和波束3分别为两个波束扫描周期内的最优波束(即波束质量最高的波束)，并且，波束1和波束3上的圆点对应的纵坐标即为相应的波束质量，也就是说，根据第一反馈信息和第二反馈信息可以得知波束1和波束3分别为两个波束扫描周期内的最优波束，很显然，波束1和波束3之间间隔了一个波束2，第二扫描周期内所反馈的最优波束直接跳跃到了波束3，说明终端设备在一个波束扫描周期内跨过了一个波束，即发送波束的宽度太窄，因此网络设备可以增加发送波束的宽度，从而保证发送波束在一个波束扫描周期内能够对终端设备实现有效的覆盖。

可选地，在一些实施例中，网络设备根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，具体可以是：若第一波束与第二波束为波束方向相同的波束，则减小发送波束的宽度；其中，第一波束与第二波束的波束方向相同是指两个波束的指向是一样的，即第二扫描周期内的最优波束和第一扫描周期内的最优波束一样的。具体地，判断第一波束与第二波束是否为波束方向相同的波束，可以通过比对第一波束对应的波束标识号码以及第二波束的波束标识号码的方式来获得，例如，如果第一波束的标识号码和第二波束的标识号码相同，即可以认为第一波束与第二波束为波束方向相同的波束。一般地，在第一波束和第二波束为波束方向相同的波束时，可以认为终端设备在两个波束扫描周期内均处于同一个波束的覆盖下，即波束宽度过大，因此网络设备可以减小发送波束的宽度。需要说明的是，发送波束的宽度减小值可以是预先设置好的，例如，具体可以是根据波束宽度的划分方式所确定的一个值，在实际应用中，宽度减小值具体还可以是根据其他方式所确定的，且宽度减小值的大小也可以根据实际情况进行确定，本申请实施例中并不做具体限定。

具体地，可以参阅图6，图6为本申请实施例提供的波束反馈信息的一种示意图；其中，波束1至波束3为三个波束方向上依次相邻的波束，波束1、波束2和波束3上的圆点对应的波束以及波束增益分别为各个波束扫描周期内所上报的最优波束以及波束质量。由第一个圆点和第二个圆点可以看出，第一扫描周期以及第二扫描周期内所反馈的最优波束均是波束1，也就是说，在两个波束扫描周期内，终端设备均处于波束1的覆盖范围内，即波束宽度过大，网络设备可以相应地减小发送波束的宽度，以尽可能地提高发送波束的信号增益。

可选地，在一些实施例中，网络设备根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，具体可以是：如果第一波束与第二波束为相邻的两个波束，且第一波束质量与第二波束质量之间的差值大于预设阈值，则减小发送波束的宽度；也就是说，在第一波束和第二波束为波束方向相邻的波束，且第一波束质量和第二波束质量相差较大的情况下，说明发送波束的宽度太大了，可以减小发送波束的宽度。其中，第一波束质量包括于第一波束质量信息中，第二波束质量包括于第二波束质量信息中，第一波束质量具体是指第一波束的波束质量，第二波束质量具体是指第二波束的波束质量。需要说明的是，发送波束的宽度减小值同样可以是预先设置好的，例如，具体可以是根据波束宽度的划分方式所确定的一个值，在实际应用中，宽度减小值具体还可以是根据其他方式所确定的，且宽度减小值的大小也可以根据实际情况进行确定，本申请实施例中并不做具体限定。

可选地，第一波束的波束质量具体可以是第一波束的参考信号接收功率(reference signal receiving power，RSRP)、第一波束的参考信号接收质量(referencesignal receiving quality，RSRQ)或者第一波束的信号与干扰加噪声比(signal tointerference plus noise ratio，SINR)中的一个；同样地，第二波束的质量为第二波束的RSRP、第二波束的RSRQ或者第二波束的SINR中的一个。除了上述的RSRP、RSRQ以及SINR之外，波束质量的度量还可以是其他的方式，在此不再赘述。

具体地，同样可以参阅图6，其中，波束1至波束3为三个波束方向上依次相邻的波束，波束1、波束2和波束3上的圆点对应的波束以及波束增益分别为各个波束扫描周期内所上报的最优波束以及波束质量。以第二个圆点和第三个圆点为例，这两个圆点所对应的波束扫描周期内所反馈的最优波束分别是波束1和波束2(即为两个相邻的波束)，而波束1对应的波束质量显然与波束2对应的波束质量相差较大，显然，在两个波束扫描周期内，终端设备所跨越的范围较小时，终端设备在两个波束扫描周期内所反馈的最优波束的质量会相差较大，因此，为了保证终端设备所跨越的范围尽量接近于波束的宽度，网络设备可以相应地减小发送波束的宽度，以尽可能地提高发送波束的信号增益。

可选地，在一些实施例中，网络设备根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，具体可以是：如果第一波束与第二波束为相邻的两个波束，且第一波束且第一波束质量与第二波束质量之间的差值小于预设阈值，则保持发送波束的宽度不变。也就是说，在第一波束和第二波束为波束方向相邻的波束，且第一波束质量和第二波束质量相差不大的情况下，可以认为发送波束的宽度刚好合适，可以保持发送波束的宽度不变。

具体地，可以参阅图7，图7为本申请实施例提供的波束反馈信息的一种示意图；其中，波束1至波束3为三个波束方向上依次相邻的波束，波束1、波束2和波束3上的圆点对应的波束以及波束增益分别为各个波束扫描周期内所上报的最优波束以及波束质量。这三个圆点所对应的波束扫描周期内所反馈的最优波束分别是波束1、波束2和波束3，而波束1对应的波束质量与波束2对应的波束质量基本一致，波束2对应的波束质量与波束3对应的波束质量基本一致，显然，在相邻的波束扫描周期内，终端设备所跨越的波束覆盖角度基本是一致的，即波束宽度刚好合适，网络设备可以保持发送波束的宽度不变。

通常来说，一个波束扫描周期一般为20ms至160ms左右，因此，在本申请实施例中，基站在接收到终端设备反馈的每个波束扫描周期对应的反馈信息之后，可以将这些反馈信息记录并且保留下来，并且在每次获得新的反馈信息之后，都可以按照上述的步骤将新获得的反馈信息与之前所获得的反馈信息进行对比，来判断是否需要对发送波束的宽度进行调整，若需要调整，则对发送波束的宽度进行调整，否则保持发送波束的宽度不变。

具体地，可以参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种波束宽度控制方法的流程示意图。如图8所示，在网络设备每次执行完一个周期的波束扫描之后，网络设备可以接收到终端设备发送的反馈信息，该反馈信息中可以包括有波束扫描周期内最优波束的标识号码以及最优波束对应的波束质量；然后，网络设备将新获得的反馈信息与前一个周期获得的反馈信息进行比对，例如，比对两个波束扫描周期中最优波束的标识号码以及最优波束对应的波束质量；若两个波束扫描周期中的最优波束是不相邻的，则将发送波束的宽度增加N度，并且继续循环执行获取终端设备发送的反馈信息的步骤，以在每次获取到反馈信息之后，都执行相应的比对过程，其中，N可以是预先根据实际情况设置好的值；若两个波束扫描周期中的最优波束是相邻的，且波束质量相差较小，即波束质量之间的差值小于预设阈值，则保持发送波束的宽度不变，并且继续循环执行获取终端设备发送的反馈信息的步骤，以在每次获取到反馈信息之后，都执行相应的比对过程；若两个波束扫描周期中的最优波束是相同的，或者两个波束扫描周期中的最优波束相邻但是其对应的波束质量相差较大，即波束质量之间的差值大于预设阈值，则将发送波束的宽度减小M度，并且继续循环执行获取终端设备发送的反馈信息的步骤，以在每次获取到反馈信息之后，都执行相应的比对过程，其中，M可以是预先根据实际情况设置好的值。这样一来，可以在每次获得终端设备发送的反馈信息之后，都判断一次是否需要对波束的宽度进行调整，从而实现实时、适应性地对波束的宽度进行调整。

以上为通过比对终端设备反馈的信息来实现波束宽度的控制，在一些可选的实施例中，还可以通过获取终端设备的移动速度来实现波束宽度的控制，以下将对通过获取终端设备的移动速度来实现波束宽度的控制的具体过程进行详细的说明。

以网络设备为基站为例，如图9所示，图9为本申请实施例提供的一种基于基站和终端设备建模的坐标系的结构示意图；首先，可以基于基站和终端设备的位置进行建模，考虑三维坐标轴，即xyz坐标轴。其中，基站中用于发送波束的天线阵列在yoz平面上，且基站的高为h；终端设备在xoy平面上，与基站之间的距离为l；因此，可以得到终端设备与天线阵列之间的距离为

假设，终端设备的移动速度为v，且终端设备的移动方向与x轴的夹角为

则终端设备相对于天线阵列的垂直方向的移动速度分量为

相对于天线阵列的水平方向的移动速度分量为

假设，波束扫描周期为T，那么，在周期T内，终端设备在水平方向上的移动角度为：

终端在垂直方向上的移动角度为：

因此，终端设备在水平方向和垂直方向上的移动角速度分别为：

另外，可以参阅图10，图10为本申请实施例提供的一种宽波束与窄波束的示意图。假设，水平窄波束的有效覆盖范围为

水平宽波束的有效覆盖范围为

垂直窄波束的有效覆盖范围为

垂直宽波束的有效覆盖范围为

其中，γ_h和γ_v分别为水平方向和垂直方向上的波束展宽。需要说明的是，水平窄波束和垂直窄波束指的是水平方向上宽度最小的波束以及垂直方向上宽度最小的波束。可以理解的是，波束的宽度是有最小值的，在实际应用中，波束的宽度通常难以做到接近无限小，且波束宽度的最小值与天线阵子数有关，天线阵子数越多，波束宽度的最小值就越小，天线阵子数越少，波束宽度最小值就越大。

可以理解的是，想要保证波束扫描周期T内，终端设备不会移出波束的覆盖范围，则可以通过保证扫描周期内终端设备的移动角度不会超出波束的覆盖角度来实现，即终端设备的移动角度需要满足以下的公式：

由上式可以知道，在波束扫描周期一定的情况下，只要测量得到终端设备的移动速度和移动方向，就可以计算得到波束相应的宽度，从而实现对波束宽度的调整。

因此，在本申请实施例中，可以通过获取终端设备的移动速度和移动方向，来实现对波束宽度的适应性调整。

可选地，在一些实施例中，可以通过由终端设备主动测量自身的移动速度并且向基站上报其移动速度的方式，来使得基站获取终端设备的移动速度；也可以是基站通过获取终端设备所在的高速公路或高铁路段的平均速度的方式来确定终端设备的移动速度；还可以是基站通过激光雷达的方式来测量终端设备的移动速度。此外，除了上述所列举的方式之外，还可以通过其他的方式来获取终端设备的移动速度，在此不做具体限定。

可选地，在一些实施例中，基站可以通过获取终端设备反馈的信息来确定终端设备的移动方向。具体地，由于终端设备会向基站反馈每个波束扫描周期内最优波束的标识号码，因此，在本实施例中，可以通过最优波束的标识号码的变化趋势来推断终端设备的移动方向。因为波束的标识号码是可以按照水平和垂直两个方向分解的，并且且呈现一定的顺序规律地排列，因此可以按照每个波束扫描周期内终端设备上报的最优波束的标识号码进行水平和垂直的分解，即可得到水平和垂直方向的运动趋势，进而得到终端设备相对于x轴的移动角度。

以上对本申请实施例提供的波束宽度控制方法进行了介绍，接下来将对本申请实施例提供的网络设备进行介绍。

可以参阅图11，图11为本申请实施例提供的网络设备的结构示意图，本申请实施例提供的网络设备110，可以包括：

获取单元1101，用于获取终端设备发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，第一扫描周期和第二扫描周期为相邻的两个波束扫描；

调整单元1102，用于根据第一反馈信息和第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，发送波束为向终端设备发送的波束。

可选地，在一些实施例中，第一波束质量信息包括第一波束的标识，第二波束质量信息包括第二波束的标识，第一波束为第一扫描周期内波束质量最高的波束，第二波束为第二扫描周期内波束质量最高的波束。

可选地，在一些实施例中，调整单元1102还用于，若第一波束与第二波束为不相邻的两个波束，则增加发送波束的宽度。

可选地，在一些实施例中，调整单元1102还用于，若第一波束与第二波束为波束方向相同的波束，则减小发送波束的宽度。

可选地，在一些实施例中，第一波束质量信息还包括第一波束质量，第二波束质量信息还包括第二波束质量，其中，第一波束质量为第一波束的波束质量，第二波束质量为第二波束的波束质量；

调整单元1102还用于，若第一波束与第二波束为相邻的两个波束，且第一波束质量与第二波束质量之间的差值大于预设阈值，则减小发送波束的宽度。

可选地，在一些实施例中，第一波束的质量为第一波束的RSRP、第一波束的RSRQ或者第一波束的SINR中的一个，第二波束的质量为第二波束的RSRP、第二波束的RSRQ或者第二波束的SINR中的一个。

本申请实施例中的网络设备可能有部分单元(或器件)为通过硬件电路来实现而另一部分单元(或器件)通过软件来实现，也可能其中所有单元(或器件)都通过硬件电路来实现，还可能其中所有单元(或器件)都通过软件来实现。

图12为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图，如图12所示，一种网络设备120，例如用户面功能UPF单元或类似功能单元的设备。该网络设备120包括：处理器1201，存储器1202，其中，存储器1202可以独立于处理器之外或独立于通信设备之外(Memory#3)，也可以在处理器或通信设备之内(Memory#1和Memory#2)。存储器1202 可以是物理上独立的单元，也可以是云服务器上的存储空间或网络硬盘等。

存储器1202用于存储计算机可读指令(或者称之为计算机程序)。

处理器1201用于读取计算机可读指令以实现前述有关网络设备的方面及其任意实现方式提供的方法。

可选的，存储器1202(Memory#1)位于装置内。

可选的，存储器1202(Memory#2)与处理器集成在一起。

可选的，存储器1202(Memory#3)位于装置之外。

可选的，该网络设备还包括收发器1203，用于接收和发送数据。

另外，该处理器1201可以是中央处理器单元，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理器和微处理器的组合等等。另外，该存储器1502或1602可以包括：易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(harddisk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)、云存储(cloud storage)、网络附接存储(NAS：network attached Storage)、网盘(network drive)等；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合或者其他具有存储功能的任意形态的介质或产品。

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，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，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，装置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。

所述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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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全部或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、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (13)

1.一种波束宽度控制方法，其特征在于，包括：

获取终端设备发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，所述第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，所述第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，所述第一扫描周期和所述第二扫描周期为相邻的两个波束扫描周期，所述第一扫描周期和所述第二扫描周期内均包括多个依次发送的不同方向上的波束，所述第一扫描周期内的多个波束与所述第二扫描周期内的多个波速在发送方向上相同；

根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，所述发送波束为向所述终端设备发送的波束；

所述第一波束质量信息包括第一波束的标识，所述第二波束质量信息包括第二波束的标识，所述第一波束为所述第一扫描周期内波束质量最高的波束，所述第二波束为所述第二扫描周期内波束质量最高的波束。

2.根据权利要求1所述的波束宽度控制方法，其特征在于，所述根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息对波束宽度进行调整，包括：

若所述第一波束与所述第二波束为不相邻的两个波束，则增加所述发送波束的宽度。

3.根据权利要求1所述的波束宽度控制方法，其特征在于，所述根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息对波束宽度进行调整，包括：

若所述第一波束与所述第二波束为波束方向相同的波束，则减小所述发送波束的宽度。

4.根据权利要求1所述的波束宽度控制方法，其特征在于，所述第一波束质量信息还包括第一波束质量，所述第二波束质量信息还包括第二波束质量，其中，所述第一波束质量为所述第一波束的波束质量，所述第二波束质量为所述第二波束的波束质量；

所述根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息对波束宽度进行调整，包括：

若所述第一波束与所述第二波束为相邻的两个波束，且第一波束质量与第二波束质量之间的差值大于预设阈值，则减小所述发送波束的宽度。

5.根据权利要求4所述的波束宽度控制方法，其特征在于，所述第一波束的质量为所述第一波束的参考信号接收功率RSRP、所述第一波束的参考信号接收质量RSRQ或者所述第一波束的信号与干扰加噪声比SINR中的一个，所述第二波束的质量为所述第二波束的RSRP、所述第二波束的RSRQ或者所述第二波束的SINR中的一个。

6.一种网络设备，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取终端设备发送的第一反馈信息和第二反馈信息，其中，所述第一反馈信息包括第一扫描周期内的第一波束质量信息，所述第二反馈信息包括第二扫描周期内的第二波束质量信息，所述第一扫描周期和所述第二扫描周期为相邻的两个波束扫描周期，所述第一扫描周期和所述第二扫描周期内均包括多个依次发送的不同方向上的波束，所述第一扫描周期内的多个波束与所述第二扫描周期内的多个波速在发送方向上相同；

调整单元，用于根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息对发送波束的宽度进行调整，所述发送波束为向所述终端设备发送的波束；

所述第一波束质量信息包括第一波束的标识，所述第二波束质量信息包括第二波束的标识，所述第一波束为所述第一扫描周期内波束质量最高的波束，所述第二波束为所述第二扫描周期内波束质量最高的波束。

7.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述调整单元还用于，若所述第一波束与所述第二波束为不相邻的两个波束，则增加所述发送波束的宽度。

8.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述调整单元还用于，若所述第一波束与所述第二波束为波束方向相同的波束，则减小所述发送波束的宽度。

9.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述第一波束质量信息还包括第一波束质量，所述第二波束质量信息还包括第二波束质量，其中，所述第一波束质量为所述第一波束的波束质量，所述第二波束质量为所述第二波束的波束质量；

所述调整单元还用于，若所述第一波束与所述第二波束为相邻的两个波束，且第一波束质量与第二波束质量之间的差值大于预设阈值，则减小所述发送波束的宽度。

10.根据权利要求9所述的网络设备，其特征在于，所述第一波束的质量为所述第一波束的RSRP、所述第一波束的RSRQ或者所述第一波束的SINR中的一个，所述第二波束的质量为所述第二波束的RSRP、所述第二波束的RSRQ或者所述第二波束的SINR中的一个。

11.一种网络设备，其特征在于，包括：处理器，存储器；

所述存储器用于存储计算机可读指令或者计算机程序，所述处理器用于读取所述计算机可读指令以实现如权利要求1-5中任意一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-5中任意一项所述的方法。

13.一种包含指令的计算机程序产品，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至5中任一所述的方法。

Images