CN116418380A - 波束赋形方法、波束扫描方法及相关设备 - Google Patents

波束赋形方法、波束扫描方法及相关设备 Download PDF

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CN116418380A CN202111662660.2A CN202111662660A CN116418380A CN 116418380 A CN116418380 A CN 116418380A CN 202111662660 A CN202111662660 A CN 202111662660A CN 116418380 A CN116418380 A CN 116418380A
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Abstract

本申请实施例公开了一种波束赋形方法、波束扫描方法及相关设备。波束赋形方法包括：第一通信设备通过由所述第一码字加权的第一子阵列发射第一波束；通过由第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束。波束扫描方法包括：第一通信设备在第一时刻通过由第一码字加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字加权的第二子阵列发射第二波束；若接收到目标的第一回波信号时，通过由第一码字加权的第一子阵列发射第三波束；若接收到目标的第二回波信号时，第一通信设备确定第三波束的方向为目标所处的方向；根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向第二通信设备发送数据的波束方向。

Description

波束赋形方法、波束扫描方法及相关设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束赋形方法、波束扫描方法及相关设备。
背景技术
通信与感知一体化，简称为通感一体化(integrated sensing andcommunication，ISAC)，指网络设备或终端(user equipment，UE)在器件、波形等一个或多个维度融合通信与感知能力，例如基站向终端发射一个信号，该信号中包含了与终端通信的信息，且基站检测该信号的回波，对该终端或其他目标进行感知，以获取其位置、速度、外形、姿态等一种或多种特征。
在通感一体化系统中，基站可以向终端和目标扫描波束，与终端进行波束对齐，并感知目标所在方向。终端通过检测基站扫描的波束，确定自己处于哪个基站的覆盖内、以及该基站的哪个波束覆盖下，并通过向基站反馈测量结果使基站明确哪个波束可以用于后续与该终端通信。基站通过扫描波束并检测回波，可以探测目标的方位。然而，大天线阵列可以引入的更精细的波束，这意味着发送方(例如基站)扫描全部空间需要的波束数量变多、时间资源开销变大，接收方(例如UE)的检测开销也相应变大。如何降低波束扫描的开销，是通感一体化场景中大天线阵列设备需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例公开了一种波束赋形方法、波束扫描方法及相关设备，第一通信设备可以同时生成双波束，因而可以采用双波束同时进行扫描，可以同时定位出第二通信设备和需要感知的目标的方位，加快波束扫描过程，可以降低波束扫描的开销。
第一方面，本申请实施例提供了一种波束赋形方法，应用于第一通信设备，所述第一通信设备包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，该方法可以包括：所述第一通信设备通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字来源于码本，所述第一波束和所述第二波束承载的信号相同。
上述方法，第一通信设备可以同时生成两个方向不同的波束，因而可以采用双波束进行扫描，可以同时定位出第二通信设备和需要感知的目标的方位，加快波束扫描过程，可以降低波束扫描的开销。在具体应用中，同时产生的两个波束中的一个波束可以用于感知目标，另一个波束用于与第二通信设备通信，以便于同时支持感知与通信两种功能。
结合第一方面，在一种可能的实现中，所述码本是基于数字傅里叶变换DFT-based的(M/2)*K维码本，K为所述码本中码字的数量，M/2为所述码本中各个码字的长度，所述码本包括第i个码字wi，i为不大于K的正整数；
Figure BDA0003447290100000011
其中，wi中的一个元素用于调节一个天线振子的相位。
结合第一方面，在一种可能的实现中，所述第一通信设备还包括M个第一移相器，所述第一移相器与所述天线振子一一对应，所述第一子阵列包括M/2天线振子，所述第二子阵列包括M/2天线振子；
所述第一通信设备基于所述第一子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射所述第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；
所述第一通信设备基于所述第二子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射所述第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向。
结合第一方面，在一种可能的实现中，所述第一码字与所述第二码字不同。
结合第一方面，在另一种可能的实现中，所述第一码字和所述第二码字相同；所述第一通信设备还包括第二移相器，在所述发射第二波束之前，所述方法还包括：
所述第一通信设备基于所述第二移相器调节所述第二子阵列的相位变化目标相位
Figure BDA0003447290100000022
Figure BDA0003447290100000021
其中，i为所述码本中的第i个码字，i为不大于K的正整数。
第二方面，本申请实施例提供了一种波束扫描方法，应用于第一通信设备，所述第一通信设备包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，该方法可以包括：所述第一通信设备在第一时刻通过由第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字是从码本中选择的两个不同的码字，所述第一波束和所述第二波束均承载信号；在第一时刻确定的第一时间段内接收到目标的第一回波信号时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第三波束；在第一时刻确定的第二时间段内接收到所述目标的第二回波信号时，所述第一通信设备根据所述第三波束的方向确定所述目标所处的方向；根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
上述方法提供了一种双波束扫描的方法，第一通信设备可以同时使用两个方向不同的波束进行扫描，可以同时定位出第二通信设备和需要感知的目标的方位，进而，加快波束扫描过程，降低波束扫描的开销。
结合第二方面，在一种可能的实现中，所述第一通信设备在第一时刻确定的第二时间段内未接收到所述目标的第二回波信号时，所述第一通信设备根据所述第二波束的方向确定所述目标所处的方向。
结合第二方面，在一种可能的实现中，第一通信设备周期性地发射波束，第一时刻为一个周期的起始时间，第一时刻确定的第一时间段可以是以第一时刻开始的一个周期。第一时刻确定的第二时间段可以是以第三波束的发射时刻开始的第一时长，或可以是以第一时刻开始的第二时长，其中，该第一时长可以是一个周期的时长，第二时长可以是两个周期的时长。
结合第二方面，在一种可能的实现中，所述第一通信设备接收所述第二通信设备发送的所述第一测量信息，所述第一测量信息包括接收功率最强的目标时刻；通过所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第四波束；所述第一码字为在所述目标时刻选取的码字M/2为所述码本中各个码字的长度，接收所述第二通信设备发送的所述第二测量信息，所述第二测量信息用于指示向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
结合第二方面，在另一种可能的实现中，所述第一通信设备在第二时刻确定的第三时间段内接收所述第二通信设备发送的所述第三测量信息时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第五波束，所述第三测量信息用于指示所述第二通信设备接收到接收功率大于目标阈值的波束；在第二时刻确定的第四时间段内接收所述第二通信设备发送的所述第四测量信息时，根据所述第四测量信息确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向；所述第四测量信息指示所述第五波束是否为接收功率大于目标阈值的波束。
该方法中，将第二通信设备接收功率大于目标阈值的波束作为向第二通信设备发送数据的波束方向，第一通信设备在第二时刻发送波束后，可以确定第二通信设备接收功率大于目标阈值的波束方向，并将其作为向第二通信设备发送数据的波束方向，可以不用完成后续时刻的波束扫描，在降低波束扫描成本的同时，还可以进一步地节约时间。
结合第二方面，在一种可能的实现中，所述方法还包括：
所述第一通信设备通过向所述第二通信设备发送数据的波束方向对应的码字加权的所述第一子阵列发射第六波束；所述第一通信设备通过所述目标所处的波束方向对应的码字加权的所述第二子阵列发射第七波束；所述第六波束和所述第七波束用于均承载所述第一通信设备向所述接收段发送的数据信号。
结合第二方面，在一种可能的实现中，所述码本是基于数字傅里叶变换DFT-based的M/2*K维码本，K为所述码本中码字的数量，M/2为所述码本中各个码字的长度，所述码本包括第i个码字wi，i不大于K的正整数；
Figure BDA0003447290100000031
其中，wi中的一个元素用于调节一个天线振子的相位。
结合第二方面，在一种可能的实现中，所述第一通信设备还包括M个第一移相器，所述第一移相器与所述天线振子一一对应，所述第一子阵列包括M/2天线振子，所述第二子阵列包括M/2天线振子；所述第一通信设备基于所述第一子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射所述第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；基于所述第二子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射所述第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向。
第三方面，本申请实施例提供了一种波束扫描方法，应用于第二通信设备，该方法可以包括：
第二通信设备接收第一通信设备发送的参考信号；所述第二通信设备测量接收到的所述参考信号的接收功率，得到第一测量信息；所述第二通信设备向发所述第一通信设备发送所述第一测量信息，所述第一测量信息用于指示满足要求的波束方向；所述第二通信设备测量在发送所述第一测量信息之后接收到的来自第一通信设备的参考信号，得到第二测量信息；所述参考信号的波束方向为所述满足要求的波束中的一个波束方向相同；所述第二通信设备向所述第一通信设备发送所述第二测量信息，所述第二测量信息用于确认所述第一通信设备向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
在一种可能的实现中，第一测量信息为接收功率最强的时刻或者接收功率大于目标阈值的时刻。此时，第一测量信息所指示的满足要求的波束方向为第一测量信息所携带的时刻第一通信设备发射两个波束的方向。
第四方面公开一种通信装置，所述通信装置包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，该通信装置可以包括：
发送单元，用于通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；用于通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字来源于码本，所述第一波束和所述第二波束承载的信号相同。
第五方面公开一种通信装置，所述通信装置包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，该通信装置可以包括：
发送单元，用于在第一时刻通过由第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字是从码本中选择的两个不同的码字，所述第一波束和所述第二波束均承载参考信号；
接收单元，用于接收目标的回波信号；
所述发送单元还用于在第一时刻确定的第一时间段内接收到所述目标的第一回波信号时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第三波束；
处理单元，用于在第一时刻确定的第二时间段内接收到所述目标的第二回波信号；确定所述第三波束的方向为所述目标所处的方向；
所述处理单元还用于根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向，所述测量信息用于指示向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
第六方面公开一种通信装置，该通信装置可以包括：
接收单元，用于接收第一通信设备发射的波束，所述波束携带参考信号；
测量单元，用于测量接收到的波束的接收功率，得到第一测量信息；
发送单元，用于向发所述第一通信设备发送所述第一测量信息，所述第一测量信息用于指示满足要求的波束方向；
所述测量单元还用于测量在发送所述第一测量信息之后接收到的来自第一通信设备的目标波束，得到第二测量信息；所述目标波束的方向为所述满足要求的波束中的一个波束方向相同；
所述发送单元还用于向所述第一通信设备发送所述第二测量信息，所述第二测量信息用于确认所述第一通信设备向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
第七方面公开一种通信装置，该通信装置可以包括处理器、存储器通信接口，所述通信接口用于接收和发送信息，当所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序时，使得所述处理器执行第一方面或第一方面的任一实施方式公开的方法以及第二方面或第二方面的任一实施方式公开的方法。
第八方面公开一种通信装置，该通信装置可以包括处理器、存储器通信接口，所述通信接口用于接收和发送信息，当所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序时，使得所述处理器执行第三方面或第三方面的任一实施方式公开的方法。
第九方面公开一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序或计算机指令，当该计算机程序或计算机指令运行时，实现如上述各方面公开的方法。
第十方面公开一种芯片，包括处理器，用于执行存储器中存储的程序，当程序被执行时，使得芯片执行上面的方法。作为一种可能的实施方式，存储器位于芯片之外。
第十一方面公开一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序代码，当该计算机程序代码被运行时，使得上述通信方法被执行。
附图说明
图1A为本申请实施例提供的一种网络架构示意图；
图1B和图1C为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；
图2A为本申请实施例提供的一种波束赋形示意图；
图2B为本申请实施例一提供的一种双波束示意图；
图2C为本申请实施例一提供的一种单波束示意图；
图3A和图3B为本申请实施例提供的一种波束扫描方法的流程示意图；
图4A和图4B为本申请实施例提供的一种确定第一通信设备向终端发送数据的波束的波束扫描方法的流程示意图；
图5A和图5B为本申请实施例提供的另一种确定第一通信设备向终端发送数据的波束的波束扫描方法的流程示意图；
图6A和图6B为本申请实施例提供的又一种确定第一通信设备向终端发送数据的波束的波束扫描方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种通信装置的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种通信装置的示意图。
具体实施方式
下面对本申请实施例使用的网络架构进行描述。
请参阅图1A，图1A是本申请实施例公开的一种网络架构示意图。该网络架构可以包括(无线)接入网(radio access network，RAN)设备10、终端20、目标(Target)30。
接入网设备10可以作为发送端，即第一通信设备，可以生成两个方向不同的波束，一个波束可以用于与终端20通信，一个波束可以用于目标30。关于波束的赋形方法可以参见下述实施例一中相关描述，这里不再赘述。
具体实现中，接入网设备10可以同时发射两个波束进行扫描，关于波束扫描方法可以参见下述实施例二中相关描述，这里不再赘述。
终端20在接收到接入网设备10的波束后，可以对接收到的波束进行测量，例如检测接收到的波束的接收功率(reference signal received power，RSRP)，进而，基于多个波束的RSRP可以确定终端20与该接入网设备10通信的波束方向。
接入网设备10的波束遇到目标30后，目标30可以反射该波束，反射的波束也称为回波信号。接入网设备10接收该回波信号，通过分析回波信号，可以获得目标30的位置、速度、姿态等。
终端20，又可以称之为终端设备、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobileterminal，MT)、用户设备(user equipment，UE)等，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备。终端20可以是一种具有无线收发功能的设备，其可以部署在陆地上，包括室内或室外、手持或车载；也可以部署在水面上(如轮船等)；还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。终端可以为手持终端、笔记本电脑、用户单元(subscriber unit)、蜂窝电话(cellular phone)、智能电话(smart phone)、无线数据卡、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)电脑、平板型电脑、无线调制解调器(modem)、手持设备(handheld)、膝上型电脑(laptop computer)、无绳电话(cordless phone)或者无线本地环路(wireless local loop，WLL)台、机器类型通信(machine type communication，MTC)终端，可穿戴设备(如智能手表、智能手环、计步器等)，车载设备(如汽车、自行车、电动车、飞机、船舶、火车、高铁等)、虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmentedreality，AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、智能家居设备(如冰箱、电视、空调、电表等)、智能机器人、车间设备、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端，或智慧家庭(smart home)中的无线终端、飞行设备(如智能机器人、热气球、无人机、飞机等)或其他可以接入网络的设备。图1A中终端以终端20示出，仅作为示例，并不对终端设备进行限定。
(无线)接入网设备10是部署在无线接入网中为终端设备提供个无线通信功能的装置。无线接入网设备可以包括各种形式的基站。例如，宏基站、微基站(也称为小站)、中继站、接入点等。示例性地，本申请实施例涉及到的基站可以是第五代移动通信技术(5thgeneration mobile networks，5G)中的基站或LTE中的基站，其中，5G中的基站还可以称为发送接收点(transmission reception point，TRP)或gNB。本申请实施例中，用于实现网络设备的功能的装置可以是网络设备；也可以是能够支持网络设备实现该功能的装置，例如芯片系统，该装置可以被安装在网络设备中。在本申请实施例提供的技术方案中，以用于实现网络设备的功能的装置是网络设备，以网络设备是基站为例，描述本申请实施例提供的技术方案。在采用不同的无线接入技术的系统中，无线接入网设备的名称可能会有所不同。例如，全球移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)或码分多址(code division multiple access，CDMA)网络中的基站收发信台(base transceiverstation，BTS)，宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)中的NB(NodeB)，长期演进(long term evolution，LTE)中的eNB或eNodeB(evolutional NodeB)。无线接入网设备还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器。无线接入网设备还可以是未来网络(如第六代移动通信技术(6th generationmobile networks，6G)等)中的基站设备或者未来演进的公共陆地移动网(public landmobile network，PLMN)网络中的无线接入网设备。无线接入网设备还可以是可穿戴设备或车载设备。无线接入网设备还可以是传输接收节点(transmission and reception point，TRP)。
本申请实施例涉及到的目标30，既可以是终端设备，也可以是操作终端设备的人，或包括车辆、机器、建筑等在内的周围环境中的对象。
在另一些实现中，终端20也可以作为发送端，生成并发射两个方向的波束，一个波束用于与接入网设备10通信，另一个波束用来感知目标30。
需要说明的是，图1A所示的网络架构中不限于仅包括图中所示的无线接入网设备和终端设备。
应理解，图1A所示的网络架构只是示例性说明，并不对其构成限定。
图1B为本申请实施例提供的一种电子设备100的硬件结构示意图。该电子设备100可以是上述接入网设备10或终端20。
电子设备100包括至少一个处理器(central processing unit，CPU)110、至少一个存储器120、总线130、通信接口140、第一子阵列150和第二子阵列160。
可选地，还可以包括至少一个移相器170。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器110还可以是其他通用处理器、基带处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器120可以是独立存在的，可以通过总线130与处理器110相连接。存储器120也可以和处理器110集成在一起。其中，总线130用于实现这些组件之间的连接。
通信接口140，可以包括输入接口和输出接口，用于接收和发送信息，在一种可能的实现中，一个通信接口可以是一个数字通道。
第一子阵列150和第二子阵列160均可以包括至少一个天线振子，天线振子用于发射波束，因此，通过第一子阵列150和第二子阵列160可以同时发射两个方向不同的波束。
在一些实施例中，电子设备100还可以包括移相器170，用于对天线振子进行相位调节，通过对天线振子赋予权值，改变天线振子的相位，从而形成具有指向性的波束。在本申请实施例中，可以基于第一子阵列150对应的移相器170加权的第一子阵列150发射第一波束；基于第二子阵列160对应的移相器170加权的第二子阵列发射第二波束。第一波束和第二波束承载的信号相同。
在一些实施例中，电子设备100可以如图1C所示。该电子设备100可以是上述接入网设备10，例如基站，或终端20。
移相器170包括第一移相器1701和第二移相器1702，该第一移相器1701包括第一子阵列150对应的M1个第一移相器和第二子阵列160对应的M2个第一移相器。
电子设备100可以基于M1个第一移相器对第一子阵列150中的M1个天线振子调节相位。从而，电子设备100可以通过调节相位后的第一子阵列150发射第一波束；同样，电子设备100可以基于M2个第一移相器对第二子阵列160中的M2个天线振子调节相位。从而，电子设备100可以通过调节相位后的第二子阵列160发射第二波束。其中，第一子阵列150包括M1个天线振子；第二子阵列160包括M2个天线振子，M1和M2为大于1的正整数。
第二移相器1702用于调节第二子阵列的相位
Figure BDA0003447290100000071
用于将双波束合并为单波束。
下面介绍本申请实施例涉及的双波束发射原理。
在本申请实施例中，第一通信设备，例如接入网设备，以基站为例。进一步地，基站包括至少一个数字通道，本申请实施例中以该基站包括一个数字通道为例，即单数字通道。该数字通道对应一个天线阵列，一个天线阵列包括M个天线振子；该M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列。
其中，第一子阵列包括M1个天线振子；第二子阵列包括M2个天线振子，M为大于1的正整数，M1和M2为小于M的正整数；其中，M1+M2＝M，M1和M2可以相等，也可以不相等。在本申请实施例中，以第一子阵列包括M/2个天线振子，第二子阵列包括M/2个天线振子为例。
在本申请实施例中以第一通信设备为接入网设备10，例如基站为例，以第二通信设备为终端20为例展开论述。
实施例一
本申请实施例提供的双波束发射原理可以通过上述网络架构中的接入网设备10或终端20来实现。
下面通过实施例一进行介绍：
具体地，如图2A示例性所示，为双波束发射原理的流程示意图，该方法可以包括但不限于如下部分或全部步骤:
S201：第一通信设备通过由第一码字f1加权的第一子阵列发射第一波束，该第一码字用于确定第一波束的方向。
S202：第一通信设备通过由第二码字f2加权的第二子阵列发射第二波束，第二码字用于确定第二波束的方向。
在本申请实施例中，对S201和S202的时间先后顺序不作限制。
在一些实施例中，第一码字f1和第二码字f2均来源于码本，其中，第一码字可以称为第一波束赋形向量，第二码字也可以称为第二波束赋形向量。码本是基于数字傅里叶变换DFT-based的M/2*K维码本，K为码本中码字的数量。码本中各个码字的长度为M/2，每个码字包括M/2个元素，即为M/2个权值。第一码字的M/2个权值与第一子阵列的M/2个天线振子一一对应；第二码字的M/2个权值与第二子阵列的M/2个天线振子一一对应。
该码本用于第一通信设备对M个天线振子进行预处理，该预处理即为第一通信设备可以通过该码本中的码字对M个天线振子分别加一个权值，从而调节M个天线振子的相位，最终实现对波束的方向的控制。
例如，码本A可以表示为：
Figure BDA0003447290100000081
在码本A中，包括K个码字，每一列表示一个码字，一个码字中包括M/2个元素，每一个元素对应一个权值，用于调节一个天线振子的相位。
其中，i为不大于K的正整数；第i+1个码字wi表示为：
Figure BDA0003447290100000082
其中，wi中的一个元素用于调节一个天线振子的相位。
另一些实施例中，码本A’可以表示为：
Figure BDA0003447290100000083
在码本A’中，包括K个码字，每一列表示一个码字，一个码字中包括M/2个元素，每一个元素对应一个权值，用于调节一个天线振子的相位。
其中，k为不大于K的正整数；第k+1个码字wk表示为：
Figure BDA0003447290100000091
如使用码本A’，则第k个码字的波束方向图取最大时所对应的角度为：
Figure BDA0003447290100000092
在一些实施例中，码本也可以为N1*N2维码本，N1和N2为正整数。其中，N2为码本中码字的数量，每个码字包括N1个元素，即为N1个权值。N1和N2可以相等，也可以不相等。在一种可能的实现中，第一码字包括的N1个权值可以大于第一子阵列的M/2个天线振子；第一通信设备可以选择N1个权值中的前M/2个权值与第一子阵列的M/2个天线振子一一对应。第二码字包括的N2个权值可以大于第二子阵列的M/2个天线振子；第一通信设备可以选择N2个权值中的前M/2个权值与第二子阵列的M/2个天线振子一一对应。
在另一种可能的实现中，M1和M2也可以不相等，即第一通信设备可以选择N1个权值中的前M1个权值与第一子阵列的M1个天线振子一一对应；可以选择N2个权值中的前M2个权值与第二子阵列的M2个天线振子一一对应。N1不小于M1，N2不小于M2。
在一些实施例中，第一通信设备可以基于M个第一移相器对M个天线振子进行相位调节，具体地，第一码字和第二码字的M个权值分别由M个第一移相器赋予在M个天线振子上，对两个子阵列的M个天线振子进行相位调节，从而可以形成指向不同方向的双波束，即完成对第一波束与第二波束的波束赋形。
第一通信设备基于第一子阵列对应的第一移相器通过由第一码字加权的第一子阵列发射第一波束；基于第二子阵列对应的第一移相器通过由第二码字加权的第二子阵列发射第二波束。第一波束和第二波束承载的信号相同。
应理解，当第一码字和第二码字不同时，上述第一波束的方向和第二波束的方向不同。
在一些实施例中，f1和f2之间的相移为
Figure BDA0003447290100000093
该相移/>
Figure BDA0003447290100000094
可以通过图1C中显示的第二子阵列前的第二移相器进行调节。当f1不等于f2时，第一通信设备可以基于第二移相器将第二子阵列的相位设置为任意值。以M＝32，K＝32为例，第一通信设备可以生成两个方向不同的波束，如下图2B所示。其中，第一波束为由第一个码字加权的第一子阵列发射的第一个波束，即i＝0；第二波束为由第5个码字加权的第一子阵列发射的第五个波束，即i＝4。
在另一些实施例中，当f1等于f2时，第一通信设备可以在通过第二码字加权第二子阵列之后，发射第二波束之前，基于第二移相器调节第二子阵列的相位变化目标相位
Figure BDA0003447290100000095
可以将双波束合并为单波束，如图2C所示。/>
Figure BDA0003447290100000096
需要满足公式(3)：
Figure BDA0003447290100000097
其中，M为天线振子的数量，K为码字的数量，i为码本K个码字中的第i+1个码字，i为不大于K的正整数。
特别地，当M＝K时，
Figure BDA0003447290100000098
只有0和π两个取值；当i为偶数时，/>
Figure BDA0003447290100000099
当i为奇数时，
Figure BDA00034472901000000910
在一些实施例中，第一通信设备可以为接入网设备，例如基站；在另一些实施例中，发送端也可以为终端，均可以实现本申请实施例提供的双波束发射原理。当第一通信设备，即发送端为终端时，终端所使用的码本A，以及终端扫描波束方式，即两个码字的组合方式和使用顺序，可以由基站配置。
本申请实施例提供的双波束发射原理，第一通信设备通过码字分别对两个子阵列的天线振子进行加权，可以产生指向两个不同方向的波束，一个波束可以用于和第二通信设备通信，另一个波束可以用于感知目标，进而，实现通信与感知的一体化。
下面介绍本申请实施例涉及的一种波束扫描方法。
本申请实施例提供了一种波束扫描的方法。该方法用于在发送端与接收端，例如终端进行数据传输之前，发送端确定向终端发送数据的波束方向，以便形成指向终端的波束，可以将发射功率更多地集中在通信终端的方向，提升数据传输性能。同时，在本申请实施例中，通过该方法也可以确定感知目标所处的方向，形成指向感知目标的波束。
在本申请实施例中，发送端可以为第一通信设备，也可以为第二通信设备；同样地，接收端可以为第一通信设备，也可以为第二通信设备。
该波束扫描方法包括忽略终端的回波和不可忽略终端的回波两种情况。下面通过实施例二阐述。
在本申请实施例中以第一通信设备为接入网设备10，例如基站为例，以第二通信设备为终端20为例展开论述。
实施例二
在一种可能的实现中，第一通信设备通过不同的波束向终端发送参考信号；终端对该第一通信设备发送的参考信号逐一进行测量，得到测量信息；在第一通信设备依次扫描完所有的波束方向后，终端向第一通信设备反馈测量信息，该测量信息可以包括终端测量到接收功率最强的时刻，或包括终端在大于一个功率门限的多个时刻中选择的一个时刻。
进一步地，在本申请实施例中，第一通信设备通过选取码字分别对两个子阵列的天线振子进行加权，可以产生指向两个不同方向的双波束，所以第一通信设备根据终端的测量信息，无法确定对于终端的接收功率最强的波束是双波束中的哪一个波束，因此，在确定接收功率最强的波束所在的时刻之后，还需要进行一次补充测量，以确定对于终端而言接收功率最强的波束。对于目标的回波确定，方法同终端的接收功率最强的波束的确定，这里不再赘述。
在本申请实施例中，第一通信设备可以对终端和目标进行多次周期性的波束扫描，每次扫描时从码本中选择两个不同的码字，每次扫描选择的码字不同。当第一通信设备，即发送端为终端时，终端所使用的码本A，以及终端扫描波束方式，即选择的两个码字的组合方式和使用顺序，可以由基站配置。
关于码本和码字的具体描述可以参见实施例一S201中的相关描述，这里不再赘述。
本申请实施例以在t＝n0时刻，即第一次波束扫描时，第一通信设备接收到目标的回波信号为例。
具体地，如图3A和图3B示例性所示，为波束扫描方法的流程示意图，该方法可以包括但不限于如下部分或全部步骤：
S301：第一通信设备在第一时刻通过由第一码字f1加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2加权的第二子阵列发射第二波束。
第一时刻可以以t＝n0时刻为例。
具体地，在t＝n0时刻，第一通信设备通过由第一码字f1(n0)加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2(n0)加权的第二子阵列发射第二波束，其中f1(n0)表示t＝n0时刻对应于第一子阵列的第一码字，f2(n0)表示t＝n0时刻对应于第二子阵列的第二码字。
其中，第一码字用于确定第一波束的方向，第二码字用于确定第二波束的方向；第一码字和第二码字是从码本中选择的两个不同的码字，第一波束和第二波束均承载参考信号。
在本申请实施例中，参考信号可以为信道状态信息参考信号(channel stateinformation reference signal，CSI-RS)，也可以为同步信号块(synchronizationsignal block，SSB)，还可以为解调参考信号(de-modulation reference signal,DMRS)，还可以为其它参考信号，在此不作限定。参考信号主要用于终端获取各个时刻的信道信息，便于终端测量得到接收功率最强或接收功率大于目标阈值的时刻或波束，从而，确定第一通信设备向终端发送数据的波束。
关于码本和码字的具体介绍可以参见实施例一S201中的相关描述，这里不再赘述。
在一些实施例中，第一通信设备可以通过M个移相器对M个天线振子进行相位调节，以实现对天线振子的加权，从而形成具有指向性的两个波束。
S302：第一通信设备在第一时刻确定的第一时间段内接收到目标的第一回波信号时，通过由第一码字加权的第一子阵列发射第三波束。
在一种可能的实现中，第一时刻确定的第一时间段可以为t＝n0+Δt1，可以是以第一时刻开始的一个周期。该周期可以是一段预设时间，即第一预设时间，该第一预设时间由基站确定预先配置给终端，例如通过小区系统消息广播地配置给终端。若第一通信设备在第一时刻至第一预设时间结束时刻这段时间内没有接收到目标的第一回波信号，可以认定目标所处的方向既不是第一波束的方向，也不是第二波束的方向。此时，第一通信设备可以从码本中重新选择两个不同的码字例如f1(n1)和f2(n1)。
在一些实施例中，在第一通信设备接收到目标的第一回波信号时，也可以通过由第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
当第一通信设备通过第一波束和第二波束进行波束扫描，收到目标的第一回波信号时，第一通信设备并不能确定目标处于第一波束的方向还是第二波束的方向，因此需要通过由第一码字加权的第一子阵列或由第二码字加权的第二子阵列发射第三波束，进行第二次波束扫描，该第二次波束扫描用于确定目标所在的波束方向。
在一些实施例中，第一通信设备未接收到目标的第一回波信号时，表示目标所处的方向不在第一波束和第二波束的方向，第一通信设备可以在码本中重新选择两个不同的码字，例如f1(n1)和f2(n1)。接下来，通过由第一码字f1(n1)加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2(n1)加权的第二子阵列发射第二波束。
关于码本和码字的具体介绍可以参见实施例一S201中的相关描述，这里不再赘述。
S303：第一通信设备在第一时刻确定的第二时间段接收到目标的第二回波信号时，确定第三波束的方向为目标所处的方向。
在一种可能的实现中，第一时刻确定的第二时间段可以为t＝n0+Δt2，可以是以第三波束的发射时刻开始的第一时长，或可以是以第一时刻开始的第二时长，其中，该第一时长可以是一个周期的时长，第二时长可以是两个周期的时长。第三波束的发射时刻开始的第一时长也可以是一段预设时间，即第二预设时间，该第二预设时间由基站确定，预先配置给终端，例如通过小区系统消息广播地配置给终端。若在第三波束的发射时刻至第二预设时间结束时刻，没有接收到目标的第二回波信号，确定由第二码字f2(n0)加权的第二子阵列发射的第二波束的方向为目标所处的方向。以第一时刻开始的第二时长可以包括第一通信设备发射第一波束和第二波束，接收第一回波信号，发射第三波束等三个过程，也可以包括第一通信设备发射第一波束和第二波束，接收第一回波信号，发射第三波束，接收第二回波信号等四个过程。其中，第三波束的发射时刻可以处于第一时刻确定的第一时间段内，也可以处于第一时刻确定的第一时间段之后，以第一时刻确定的第二时长可以是两个周期，也可以介于一个周期和两个周期之间，还可以是一个周期。
在一些实施例中，第一通信设备未接收到目标的第二回波信号时，确定由第二码字f2(n0)加权的第二子阵列发射的第二波束的方向为目标所处的方向。
S304：第一通信设备根据来自于终端的测量信息，确定向终端发送数据的波束方向，该测量信息用于指示向终端发送数据的波束方向。
S304涉及的波束扫描方法可以包括忽略终端的回波和不可忽略终端的回波两种情况。下面分情况进行讨论。
情况一：在一些实施例中，本申请实施例提供的波束扫描方法可以忽略终端的回波。如图4A和图4B所示，S304可以包括S401-S404中的部分或全部步骤：
第一通信设备可以对终端和目标进行多次周期性的波束扫描，这里可以以n次为例，n为小于K/2的正整数。
S401：在完成n次波束扫描之后，终端向第一通信设备发送第一测量信息，第一测量信息包括接收功率最强的目标时刻。
例如，终端向第一通信设备发送时刻nh，n次波束扫描包括第h次波束扫描，h为小于或等于n的正整数。
终端可以接收第一通信设备发送的至少一个波束，该至少一个波束携带参考信号，关于参考信号的具体介绍可以参见S301中的相关描述，这里不再赘述。
终端可以对接收到的至少一个波束进行测量，例如可以测量波束的接收功率，从而，得到第一测量信息。该第一测量信息可以包括接收功率最强的目标时刻nh。
S402：第一通信设备接收到终端发送的第一测量信息后，通过由在目标时刻选取的第一码字加权的第一子阵列发射第三波束。
在一些实施例中，第一通信设备在接收到通信终端发送的第一测量信息后，也可以通过在目标时刻选取的第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
第一通信设备在接收到第一测量信息之后，并不能确定终端的接收功率最强的波束是第一码字加权的第一子阵列发射的波束方向，还是第二码字加权的第二子阵列发射的波束方向，所以需要进行一次补充测量，通过由在目标时刻nh选取的第一码字加权的第一子阵列或由在目标时刻nh选取的第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
S403：终端在对第三波束测量后，向第一通信设备发送第二测量信息，第二测量信息指示终端的接收功率最强的波束。
终端可以对接收到的第三波束进行测量，例如可以测量第三波束的接收功率，从而，得到第二测量信息。该第二测量信息可以用于指示接收功率最强的波束。
S404：第一通信设备接收到终端发送的第二测量信息，确定向终端发送数据的波束方向。
该第二测量信息指示的接收功率最强的波束可以是第三波束，也可以是由在目标时刻nh选取的第二码字加权的第二子阵列发射的第二波束。
情况二：在另一些实施例中，本申请实施例提供的波束扫描方法不可以忽略终端的回波。
如图5A和图5B所示，S304可以包括S501-S504中的部分或全部步骤：
第一通信设备可以对终端和目标进行多次周期性的波束扫描，这里以n次为例，n为小于K/2的正整数。
本申请实施例以在第二时刻，即第二次波束扫描时，第一通信设备接收到终端的测量信息为例。
第二时刻以t＝n1时刻为例。
具体地，在t＝n1时刻，第一通信设备通过由第一码字f1(n1)加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2(n1)加权的第二子阵列发射第二波束。
S501：终端在第二时刻确定的第三时间段内向第一通信设备发送第三测量信息，该第三测量信息用于指示终端接收到接收功率大于目标阈值的波束。
终端可以接收第一通信设备发送的第一波束和第二波束，两个波束均携带参考信号，关于参考信号的具体介绍可以参见S301中的相关描述，这里不再赘述。
终端可以对接收到的第一波束和第二波束进行测量，例如可以测量波束的接收功率，从而，得到第三测量信息。该第三测量信息用于指示终端接收到接收功率大于目标阈值的波束。
当终端测量的波束的接收功率大于目标阈值时，可以向第一通信设备发送测量信息。
S502：第一通信设备在第二时刻确定的第三时间段内接收终端发送的第三测量信息时，通过由第一码字加权的第一子阵列发射第三波束。
在一些实施例中，在第一通信设备接收到终端发送的第三测量信息时，也可以通过由第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
在一种可能的实现中，第二时刻确定的第三时间段可以为t＝n1+Δt1，可以是以第二时刻开始的一个周期。该周期可以是一段预设时间，即第三预设时间，该第三预设时间由基站确定预先配置给终端，例如通过小区系统消息广播地配置给终端。第二时刻确定的第三时间段也可以是以第二时刻开始至第一通信设备接收到第三测量信息的时刻。若第一通信设备在第二时刻至第三预设时间结束时刻这段时间内没有接收到终端发送的第三测量信息，可以认定终端所处的方向既不是第一波束的方向，也不是第二波束的方向。此时，第一通信设备可以从码本中重新选择两个不同的码字例如f1(n2)和f2(n2)。
当第一通信设备通过第一波束和第二波束进行波束扫描，接收到第三测量信息之后，并不能确定终端接收功率大于目标阈值的波束是第一码字加权的第一子阵列发射的第一波束，还是第二码字加权的第二子阵列发射的第二波束，所以需要进行一次补充测量，通过由在第二时刻选取的第一码字加权的第一子阵列或由在第二时刻选取的第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
在一些实施例中，第一通信设备未接收到终端发送的第三测量信息时，表示第一波束和第二波束均不是终端的接收功率大于目标阈值的波束第一通信设备可以在码本中重新选择两个不同的码字，例如f1(n2)和f2(n2)。接下来，通过由第一码字f1(n2)加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2(n2)加权的第二子阵列发射第二波束。
S503：终端在对第三波束测量后，在第二时刻确定的第四时间段向第一通信设备发送第四测量信息，第四测量信息指示终端的接收功率大于目标阈值的波束。
终端可以对接收到的第三波束进行测量，例如可以测量第三波束的接收功率，从而，得到第四测量信息。该第四测量信息可以用于指示接收功率大于目标阈值的波束。
S504：第一通信设备在第二时刻确定的第四时间段接收到终端发送的第四测量信息，确定向终端发送数据的波束方向。
该第四测量信息指示的接收功率大于目标阈值的波束可以是第三波束，也可以是由在第二时刻选取的第二码字加权的第二子阵列发射的第二波束。
在一种可能的实现中，第二时刻确定的第四时间段可以为t＝n1+Δt2，可以是以第三波束的发射时刻开始的第一时长，或可以是以第二时刻开始的第二时长，其中，该第一时长可以是一个周期的时长，第二时长可以是两个周期的时长。第三波束的发射时刻开始的第一时长也可以是一段预设时间，即第四预设时间，该第四预设时间可以由基站确定预先配置给终端，例如通过小区系统消息广播地配置给终端。以第二时刻开始的第二时长可以包括第一通信设备发射第一波束和第二波束，接收第三测量信息，发射第三波束，接收第四测量信息等四个过程，其中，第三波束的发射时刻可以处于第二时刻确定的第三时间段内，也可以处于第二时刻确定的第三时间段之后，以第二时刻确定的第二时长可以是两个周期，也可以介于一个周期和两个周期之间，还可以是一个周期。
该方法中，将终端接收功率大于目标阈值的波束作为向终端发送数据的波束方向，第一通信设备在第二时刻发送波束后，可以确定终端接收功率大于目标阈值的波束方向，并将其作为向终端发送数据的波束方向，可以不用完成n次波束扫描，在降低波束扫描成本的同时，还可以进一步地节约时间。
情况三：在又一些实施例中，本申请实施例提供的波束扫描方法不可以忽略终端的回波。
如图6A和图6B所示，S304可以包括S601-S608中的部分或全部步骤：
第一通信设备可以对终端和目标进行多次周期性的波束扫描，这里可以以n次为例，n为小于K/2的正整数。
本申请实施例可以以在第三时刻，即第三次波束扫描时，第一通信设备接收到终端的测量信息为例。
第三时刻可以以t＝n2时刻为例。
具体地，在t＝n2时刻，第一通信设备通过由第一码字f1(n2)加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2(n2)加权的第二子阵列发射第二波束。
S601：终端在第三时刻确定的第五时间段内向第一通信设备发送第五测量信息，该第五测量信息用于指示终端的接收功率大于目标阈值的波束。
终端可以接收第一通信设备发送的第一波束和第二波束，两个波束均携带参考信号，关于参考信号的具体介绍可以参见S301中的相关描述，这里不再赘述。
终端可以对接收到的第一波束和第二波束进行测量，例如可以测量波束的接收功率，从而，得到第五测量信息。该第五测量信息用于指示终端接收到接收功率大于目标阈值的波束。
当终端测量的波束的接收功率大于目标阈值时，可以向第一通信设备发送测量信息。
S602：第一通信设备在第三时刻确定的第五时间段内接收终端发送的第五测量信息时，通过由第一码字加权的第一子阵列发射第三波束。
在一些实施例中，在第一通信设备接收到终端发送的第五测量信息时，也可以通过由第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
在一种可能的实现中，第三时刻确定的第五时间段可以为t＝n2+Δt1，可以是以第三时刻开始的一个周期。该周期可以是一段预设时间，即第五预设时间，该第五预设时间可以由基站确定预先配置给终端，例如通过小区系统消息广播地配置给终端。第三时刻确定的第五时间段也可以是以第三时刻开始至第一通信设备接收到第五测量信息的时刻。若第一通信设备在第三时刻至第五预设时间结束时刻这段时间内没有接收到终端发送的第五测量信息，可以认定终端所处的方向既不是第一波束的方向，也不是第二波束的方向。此时，第一通信设备可以从码本中重新选择两个不同的码字例如f1(n3)和f2(n3)。
当第一通信设备通过第一波束和第二波束进行波束扫描，接收到第五测量信息之后，并不能确定终端接收功率大于目标阈值的波束是第一码字加权的第一子阵列发射的第一波束，还是第二码字加权的第二子阵列发射的第二波束，所以需要进行一次补充测量，通过由在第二时刻选取的第一码字加权的第一子阵列或由在第二时刻选取的第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
在一些实施例中，第一通信设备未接收到终端发送的第五测量信息时，表示第一波束和第二波束均不是终端的接收功率大于目标阈值的波束第一通信设备可以在码本中重新选择两个不同的码字，例如f1(n3)和f2(n3)。接下来，通过由第一码字f1(n3)加权的第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字f2(n3)加权的第二子阵列发射第二波束。
S603：终端在对第三波束测量后，在第三时刻确定的第六时间段向第一通信设备发送第六测量信息，第六测量信息指示终端的接收功率大于目标阈值的波束。
终端可以对接收到的第三波束进行测量，例如可以测量第三波束的接收功率，从而，得到第六测量信息。该第六测量信息可以用于指示接收功率大于目标阈值的波束。
S604：第一通信设备在第三时刻确定的第六时间段接收到终端发送的第六测量信息，确定终端的接收功率大于目标阈值的波束。
该第六测量信息指示的接收功率大于目标阈值的波束可以是第三波束，也可以是由在第三时刻选取的第二码字加权的第二子阵列发射的第二波束。
在一种可能的实现中，第三时刻确定的第六时间段可以为t＝n2+Δt1，可以是以第三波束的发射时刻开始的第一时长，或可以是以第三时刻开始的第二时长，其中，该第一时长可以是一个周期的时长，第二时长可以是两个周期的时长。第三波束的发射时刻开始的第一时长也可以是一段预设时间，即第六预设时间，该第六预设时间可以由基站确定预先配置给终端，例如通过小区系统消息广播地配置给终端。以第三时刻开始的第二时长可以包括第一通信设备发射第一波束和第二波束，接收第五测量信息，发射第三波束，接收第六测量信息等四个过程，其中，第三波束的发射时刻可以处于第三时刻确定的第五时间段内，也可以处于第三时刻确定的第五时间段之后，以第三时刻确定的第二时长可以是两个周期，也可以介于一个周期和两个周期之间，还可以是一个周期。
S605：在完成n次波束扫描之后，终端向第一通信设备发送第七测量信息，第七测量信息包括接收功率最强的目标时刻。
例如，终端向第一通信设备发送时刻ng，n次波束扫描包括第g次波束扫描，g为小于n的正整数。
终端可以接收第一通信设备发送的至少一个波束，该至少一个波束携带参考信号，关于参考信号的具体介绍可以参见S301中的相关描述，这里不再赘述。
终端可以对接收到的至少一个波束进行测量，例如可以测量波束的接收功率，从而，得到第七测量信息。该第七测量信息可以包括接收功率最强的目标时刻ng。
S606：第一通信设备接收到终端发送的第七测量信息后，通过由在目标时刻ng选取的第一码字加权的第一子阵列发射第三波束。
在一些实施例中，第一通信设备在接收到通信终端发送的第七测量信息后，也可以通过在目标时刻ng选取的第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
第一通信设备在接收到第七测量信息之后，并不能确定终端处于第一码字加权的第一子阵列发射的波束方向，还是第二码字加权的第二子阵列发射的波束方向，所以需要进行一次补充测量，通过由在目标时刻ng选取的第一码字加权的第一子阵列或由在目标时刻ng选取的第二码字加权的第二子阵列发射第三波束。
S607：终端在对第七波束测量后，向第一通信设备发送第八测量信息，第八测量信息指示终端的接收功率最强的波束。
终端可以对接收到的第三波束进行测量，例如可以测量第三波束的接收功率，从而，得到第八测量信息。该第八测量信息可以用于指示接收功率最强的波束。
S608：第一通信设备接收到终端发送的第八测量信息，确定向终端发送数据的波束方向。
该第八测量信息指示的接收功率最强的波束可以是第三波束，也可以是由在目标时刻ng选取的第二码字加权的第二子阵列发射的第二波束。
S305：第一通信设备通过向终端发送数据的波束方向对应的码字加权的第一子阵列发射第一波束；通过目标所处的波束方向对应的码字加权的第二子阵列发射第二波束；该第一波束和第二波束均承载第一通信设备向终端发送的数据信号。
在本申请实施例中，接收端以终端为例，在一些实施例中，接收端也可以为接入网设备，例如基站。
本申请实施例提供的利用双波束进行波束扫描的方法，第一通信设备可以同时生成双波束，因而可以采用双波束同时进行扫描，可以同时定位出终端和需要感知的目标的方位，加快波束扫描过程，可以降低波束扫描的开销。
在本申请实施例中，对所有步骤的时间先后顺序不作限制。
基于上述网络架构，请参阅图7，图7是本申请实施例公开的一种通信装置的结构示意图。如图7所示，该通信装置可以包括：发送单元71、接收单元72、处理单元73。
发送单元71具体用于通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；
发送单元71具体用于通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；
其中，所述第一码字和所述第二码字来源于码本，所述第一波束和所述第二波束承载的信号相同。
所述码本是基于数字傅里叶变换DFT-based的M/2*K维码本，K为所述码本中码字的数量，所述码本包括第i个码字wi，i为不大于K的正整数；
Figure BDA0003447290100000161
其中，wi中的一个元素用于调节一个天线振子的相位。
具体地，发送单元71具体用于基于所述第一子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射所述第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；
发送单元71具体用于基于所述第二子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射所述第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向。
在所述第一码字和所述第二码字相同的情况下，处理单元73具体用于基于所述第二移相器调节所述第二子阵列的相位变化目标相位
Figure BDA0003447290100000162
其中，i为所述码本中的第i个码字，i为不大于K的正整数。
Figure BDA0003447290100000163
发送单元71具体用于在第一时刻通过由第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字是从码本中选择的两个不同的码字，所述第一波束和所述第二波束均承载信号；
接收单元72具体用于在第一时刻确定的第一时间段内接收到目标的第一回波信号时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第三波束；
接收单元72具体用于在第一时刻确定的第二时间段内接收到所述目标的第二回波信号时，所述第一通信设备确定所述第三波束的方向为所述目标所处的方向；
处理单元73具体用于在第一时刻确定的第二时间段内未接收到所述目标的第二回波信号时，根据所述第二波束的方向确定所述目标所处的方向。
处理单元73具体用于根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
接收单元72具体用于接收所述第二通信设备发送的所述第一测量信息，所述第一测量信息包括接收功率最强的目标时刻；
发送单元71具体用于通过在所述目标时刻选取的所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第四波束。
接收单元72具体用于接收所述第二通信设备发送的所述第二测量信息，所述第二测量信息用于指示向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
接收单元72具体用于在第二时刻确定的第三时间段内接收所述第二通信设备发送的所述第三测量信息。
发送单元71具体用于通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第五波束，所述第三测量信息用于指示所述第二通信设备接收到接收功率大于目标阈值的波束；
接收单元72具体用于在第二时刻确定的第四时间段内接收所述第二通信设备发送的所述第四测量信息。
处理单元73具体用于根据所述第四测量信息确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向；所述第四测量信息指示所述第五波束是否为接收功率大于目标阈值的波束。
发送单元71具体用于通过向所述第二通信设备发送数据的波束方向对应的码字加权的所述第一子阵列发射第六波束；发送单元71具体用于通过所述目标所处的波束方向对应的码字加权的所述第二子阵列发射第七波束；所述第六波束和所述第七波束用于均承载所述第一通信设备向所述接收段发送的数据信号。
基于上述网络架构，请参阅图8，图8是本申请实施例公开的另一种通信装置的结构示意图。如图8所示，该通信装置可以包括：接收单元81、测量单元82、发送单元83。
接收单元81，具体用于接收第一通信设备发送参考信号；
测量单元82，具体用于测量接收到的所述波束的接收功率，得到第一测量信息；
发送单元83，具体用于向发所述第一通信设备发送所述第一测量信息，所述第一测量信息用于指示满足要求的波束方向；
所述测量单元82还用于测量在发送所述第一测量信息之后接收到的来自所述第一通信设备的参考信号，得到第二测量信息；所述参考信号的波束方向为所述满足要求的波束中的一个波束方向；
所述发送单元83还用于向所述第一通信设备发送所述第二测量信息，所述第二测量信息用于确认所述第一通信设备向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，该指令被执行时执行上述方法实施例中的方法。
本发明实施例还公开一种包括指令的计算机程序产品，该指令被执行时执行上述方法实施例中的方法。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。
在上述实施例中，全部或部分功能可以通过软件、硬件、或者软件加硬件的组合来实现。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实施例所述的流程或功能。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。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(solidstate disk，SSD))等。
本申请实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求中所使用时，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”、“这一”旨在也包括复数形式，除非其上下文中有明确地相反指示。
还应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。此外，术语“第一”、“第二”、“目标”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。术语“多个”是指两个或多于两个。
还应当进一步理解，在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种波束赋形方法，其特征在于，应用于第一通信设备，所述第一通信设备包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，所述方法包括：
所述第一通信设备通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；
所述第一通信设备通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；
其中，所述第一码字和所述第二码字来源于码本，所述第一波束和所述第二波束承载的信号相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述码本是基于数字傅里叶变换DFT-based的(M/2)*K维码本，K为所述码本中码字的数量，M/2为所述码本中各个码字的长度，所述码本包括第i个码字wi，i为不大于K的正整数；
Figure FDA0003447290090000011
其中，wi中的一个元素用于调节一个天线振子的相位。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一通信设备还包括M个第一移相器，所述第一移相器与所述天线振子一一对应，所述第一子阵列包括M/2天线振子，所述第二子阵列包括M/2天线振子；
所述第一通信设备基于所述第一子阵列对应的所述第一移相器，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射所述第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；
所述第一通信设备基于所述第二子阵列对应的所述第一移相器，通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射所述第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一码字与所述第二码字不同。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一码字和所述第二码字相同；所述第一通信设备还包括第二移相器，在所述发射第二波束之前，所述方法还包括：
所述第一通信设备基于所述第二移相器加权所述第二子阵列的相位变化目标相位
Figure FDA0003447290090000012
Figure FDA0003447290090000013
其中，i为所述码本中的第i个码字，i为不大于K的正整数。
6.一种波束扫描方法，其特征在于，应用于第一通信设备，所述第一通信设备包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，所述方法包括：
所述第一通信设备在第一时刻通过由第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字是从码本中选择的两个不同的码字，所述第一波束和所述第二波束均承载相同信号；
所述第一通信设备在第一时刻确定的第一时间段内接收到目标的第一回波信号时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第三波束；
所述第一通信设备在第一时刻确定的第二时间段内接收到所述目标的第二回波信号时，所述第一通信设备根据所述第三波束的方向确定所述目标所处的方向；
所述第一通信设备根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一通信设备在第一时刻确定的第二时间段内接收到所述目标的第二回波信号时，所述第一通信设备确定所述第三波束的方向为所述目标所处的方向，还包括：
所述第一通信设备未接收到所述目标的第二回波信号时，所述第一通信设备根据所述第二波束的方向确定所述目标所处的方向。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述测量信息包括第一测量信息和第二测量信息，所述第一通信设备根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向，包括：
所述第一通信设备接收所述第二通信设备发送的所述第一测量信息，所述第一测量信息包括接收功率最强的目标时刻；
所述第一通信设备通过所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第四波束；所述第一码字为所述第一通信设备在所述目标时刻选取的码字；
所述第一通信设备接收所述第二通信设备发送的所述第二测量信息，所述第二测量信息用于指示向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述测量信息包括第三测量信息和第四测量信息，所述第一通信设备根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向，包括：
所述第一通信设备在第二时刻确定的第三时间段内接收所述第二通信设备发送的所述第三测量信息时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第五波束，所述第三测量信息用于指示所述第二通信设备接收到接收功率大于目标阈值的波束；
所述第一通信设备在第二时刻确定的第四时间段内接收所述第二通信设备发送的所述第四测量信息时，根据所述第四测量信息确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向；所述第四测量信息指示所述第五波束是否为接收功率大于目标阈值的波束。
10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一通信设备通过向所述第二通信设备发送数据的波束方向对应的码字加权的所述第一子阵列发射第六波束；所述第一通信设备通过所述目标所处的波束方向对应的码字加权的所述第二子阵列发射第七波束；所述第六波束和所述第七波束用于均承载所述第一通信设备向所述接收段发送的数据信号。
11.根据权利要求6-10任一项所述的方法，其特征在于，所述码本是基于数字傅里叶变换DFT-based的M/2*K维码本，K为所述码本中码字的数量，M/2为所述码本中各个码字的长度，所述码本包括第i个码字wi，i为不大于K的正整数；
Figure FDA0003447290090000031
其中，wi中的一个元素用于调节一个天线振子的相位。
12.根据权利要求6-11任一项所述的方法，其特征在于，所述第一通信设备还包括M个第一移相器，所述第一移相器与所述天线振子一一对应，所述第一子阵列包括M/2天线振子，所述第二子阵列包括M/2天线振子；
所述第一通信设备基于所述第一子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射所述第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；
所述第一通信设备基于所述第二子阵列对应的所述第一移相器通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射所述第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向。
13.一种波束扫描方法，其特征在于，包括：
第二通信设备接收第一通信设备发送参考信号；
所述第二通信设备测量所述参考信号的接收功率，得到第一测量信息；
所述第二通信设备向所述第一通信设备发送所述第一测量信息，所述第一测量信息用于指示满足要求的波束方向；
所述第二通信设备测量在发送所述第一测量信息之后接收到的来自所述第一通信设备的参考信号，得到第二测量信息；所述参考信号的波束方向为所述满足要求的波束中的一个波束方向；
所述第二通信设备向所述第一通信设备发送所述第二测量信息，所述第二测量信息用于确认所述第一通信设备向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一测量信息为接收功率最强的时刻或者接收功率大于目标阈值的时刻，所述满足要求的波束方向为所述第一测量信息所指示的所述第一通信设备发射波束的方向。
15.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，所述通信装置还包括：
发送单元，用于通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向；以及用于通过由所述第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；
其中，所述第一码字和所述第二码字来源于码本，所述第一波束和所述第二波束承载的信号相同。
16.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括天线阵列，所述天线阵列包括M个天线振子，所述M个天线振子包括第一子阵列和第二子阵列；M为大于1的正整数，所述通信装置还包括：
发送单元，用于在第一时刻通过由第一码字加权的所述第一子阵列发射第一波束以及通过由第二码字加权的所述第二子阵列发射第二波束，所述第一码字用于确定所述第一波束的方向，所述第二码字用于确定所述第二波束的方向；其中，所述第一码字和所述第二码字是从码本中选择的两个不同的码字，所述第一波束和所述第二波束均承载参考信号；
接收单元，用于接收目标的回波信号；
所述发送单元还用于在第一时刻确定的第一时间段内接收到所述目标的第一回波信号时，通过由所述第一码字加权的所述第一子阵列发射第三波束；
处理单元，用于在第一时刻确定的第二时间段内接收到所述目标的第二回波信号；确定所述第三波束的方向为所述目标所处的方向；
所述处理单元还用于根据来自于第二通信设备的测量信息，确定向所述第二通信设备发送数据的波束方向，所述测量信息用于指示向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
17.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括：
接收单元，用于接收第一通信设备发射的波束，所述波束携带参考信号；
测量单元，用于测量接收到的所述波束的接收功率，得到第一测量信息；
发送单元，用于向发所述第一通信设备发送所述第一测量信息，所述第一测量信息用于指示满足要求的波束方向；
所述测量单元还用于测量在发送所述第一测量信息之后接收到的来自第一通信设备的目标波束，得到第二测量信息；所述目标波束的方向为所述满足要求的波束中的一个波束方向相同；
所述发送单元还用于向所述第一通信设备发送所述第二测量信息，所述第二测量信息用于确认所述第一通信设备向所述第二通信设备发送数据的波束方向。
18.一种通信装置，其特征在于，包括处理器、存储器和通信接口，所述通信接口用于接收和发送信息，所述处理器调用所述存储器中存储的计算机程序实现如权利要求1-12任一项所述的方法。
19.一种通信装置，其特征在于，包括处理器、存储器和通信接口，所述通信接口用于接收和发送信息，所述处理器调用所述存储器中存储的计算机程序实现如权利要求13-14任一项所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或计算机指令，当所述计算机程序或计算机指令被运行时，实现如权利要求1-14任一项所述的方法。
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