基于MIMO波束赋形的感知方法及相关装置制造方法及图纸

本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于MIMO波束赋形的感知方法及相关装置。该方法包括：第一设备发送第一BRP帧，用于指示发起方波束精炼发射端扇区扫描过程中第二设备评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第一设备发送多个第一BRP

【技术实现步骤摘要】
基于MIMO波束赋形的感知方法及相关装置


[0001]本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种基于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)波束赋形的感知方法及相关装置。

技术介绍

[0002]无线局域网(wireless local area network，WLAN)感知(WLAN sensing)技术是一项具有广阔应用前景的技术，它可以利用现在已经广泛部署的WLAN设备发送无线保真(Wi
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Fi)信号对周围环境进行感知，然后接收信号回波或无线网络中对端设备产生的反馈信息，再通过一定的算法提取接收信号中的相应参数进行分析，即可获取周围的环境信息。虽然市面上已有的传感器也能够提供环境控制反馈，但这些传感器需要专门的安装。而WLAN sensing可以使用现有的网络产生相同的反馈，无需构建和维护多个系统。
[0003]802.11ay标准是毫米波无线局域网通信中的标准之一，毫米波频段有着丰富的可用频谱资源，可以实现极高的通信速率。但毫米波信号信道衰减严重、路径损耗大，因此在毫米波通信中使用定向波束赋形(Beamforming，BF)技术来弥补信号在传输过程中的衰减。
[0004]由于802.11ay标准中的波束赋形技术利用波束扫描流程进行收发端波束对齐，而该波束扫描流程有利于周围环境的检测，所以如何将WLAN sensing与波束赋形技术相结合，在不影响正常通信的基础上进行WLAN sensing成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种基于MIMO波束赋形的感知方法及相关装置，可以将WLAN sensing与MIMO波束赋形技术相结合，在原有MIMO波束赋形训练的同时实现感知和训练用于感知的波束，无需专门为感知和训练感知波束设计相关流程，开销较小，且具有较好的兼容性。
[0006]下面从不同的方面介绍本申请，应理解的是，下面的不同方面的实施方式和有益效果可以互相参考。
[0007]第一方面，本申请提供一种基于MIMO波束赋形的感知方法，该方法应用于单用户(Single user，SU)MIMO波束赋形训练场景中。SU MIMO波束赋形训练包括单输入单输出(Single Input Single Output，SISO)阶段和MIMO阶段。该基于MIMO波束赋形的感知方法包括：第一设备发送第一波束精炼(beam refinement protocol，BRP)帧，该第一BRP帧用于指示发起方波束精炼(BRP)发射端扇区扫描(Transmit Sector Sweep，TXSS)过程中第二设备评估第一设备到第二设备的信道状态信息(channel state information，CSI)的变化量；第一设备以扇区扫描方式发送多个第一BRP发射端(Transmit，TX)物理层协议数据单元(Physical Layer(PHY)Protocol Data Unit，PPDU)，该多个第一BRP
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TX PPDU用于评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第一设备接收携带第一扇区信息列表的第二BRP帧，该第一扇区信息列表用于反馈第一设备到第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个发送扇区。
[0008]其中，第一设备是发起方(initiator)，第二设备是应答方(responder)。第一设备至少扇区扫描2圈，也就是说，第一设备采用同一发送扇区至少发送2次(每次发送一个第一BRP
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TX PPDU)。
[0009]可见，本方案在SU MIMO波束赋形训练的发起方波束精炼发射端扇区扫描过程中引入WLAN sensing，通过修改发起方波束精炼发射端扇区扫描过程的相关帧格式，并通过同一波束多次扫描时CSI值的变化来判断区域内是否有运动目标，可以在SU MIMO波束赋形训练的同时实现感知和训练用于感知的收发波束，无需专门为感知和训练感知收发波束设计相关流程，开销较小，且具有较好的兼容性。
[0010]结合第一方面，在一种可能的设计中，第一设备发送多个第一BRP
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TX PPDU之前，该方法还包括：第一设备接收第三BRP帧，该第三BRP帧用于指示应答方波束精炼发射端扇区扫描过程中第一设备评估第二设备到第一设备的CSI的变化量。第一设备接收携带第一扇区信息列表的第二BRP帧之后，该方法还包括：第一设备准全向接收多个第二BRP
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TX PPDU，并根据该多个第二BRP
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TX PPDU评估第二设备到第一设备的CSI的变化量；第一设备发送携带第二扇区信息列表的第四BRP帧，该第二扇区信息列表用于反馈第二设备到第一设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个发送扇区。
[0011]可见，本方案在SU MIMO波束赋形训练的应答方波束精炼发射端扇区扫描过程中也引入WLAN sensing，可以训练得到应答方用于感知的最佳发送扇区。
[0012]结合第一方面，在一种可能的设计中，第一设备接收携带第一扇区信息列表的第二BRP帧之后，该方法还包括：第一设备发送第一多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)波束赋形(Beamforming，BF)建立帧，该第一MIMO BF建立帧包括第一指示信息，该第一指示信息用于指示发起方单用户多输入多输出波束训练(Single user Multiple input Multiple output Beamforming Training，SMBT)过程中第二设备评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第一设备以扇区扫描方式发送多个第一BRP TX/RX PPDU，该多个第一BRP TX/RX PPDU用于评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第一设备接收携带第三扇区信息列表的第一MIMO BF反馈帧，该第三扇区信息列表用于反馈第一设备到第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个收发扇区对中的发送扇区。
[0013]其中，因为接收端只需要知道自己的最佳接收扇区、后续应用过程中采用最佳接收扇区接收即可，无需告知发射端最佳接收扇区，所以第三扇区信息列表只需要反馈最佳收发扇区对中的发送扇区。应理解，第三扇区信息列表中反馈的发送扇区可能与前述第一扇区信息列表反馈的发送扇区不相同，也可能相同。
[0014]可见，本方案将WLAN sensing与SU MIMO波束赋形训练相结合，可以在原有SU MIMO波束赋形训练的同时实现收发双方感知、以及训练收发双方用于感知的最佳收发波束，无需专门为感知和训练感知波束设计相关流程，开销较小，且具有较好的兼容性。
[0015]结合第一方面，在一种可能的设计中，第一设备发送多个第一BRP TX/RX PPDU之前，该方法还包括：第一设备接收第二MIMO BF建立帧，该第二MIMO BF建立帧包括第二指示信息，该第二指示信息用于指示应答方SMBT过程中第一设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多输入多输出MIMO波束赋形的感知方法，其特征在于，包括：第一设备发送第一波束精炼(beam refinement protocol，BRP)帧，所述第一BRP帧用于指示第二设备评估所述第一设备到所述第二设备的信道状态信息(channel state information，CSI)的变化量；所述第一设备发送多个第一BRP发射端(Transmit，TX)物理层协议数据单元(Physical Layer(PHY)Protocol Data Unit，PPDU)，所述多个第一BRP
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TX PPDU用于评估所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第一设备接收携带第一扇区信息列表的第二BRP帧，所述第一扇区信息列表用于反馈所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个发送扇区。2.一种基于多输入多输出MIMO波束赋形的感知方法，其特征在于，包括：第二设备接收第一BRP帧，所述第一BRP帧用于指示所述第二设备评估第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第二设备准全向接收多个第一BRP
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TX PPDU，并根据所述多个第一BRP
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TX PPDU评估所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第二设备发送携带第一扇区信息列表的第二BRP帧，所述第一扇区信息列表用于反馈所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个发送扇区。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备发送多个第一BRP
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TX PPDU之前，所述方法还包括：所述第一设备接收第三BRP帧，所述第三BRP帧用于指示所述第一设备评估所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量；所述第一设备接收携带第一扇区信息列表的第二BRP帧之后，所述方法还包括：所述第一设备准全向接收多个第二BRP
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TX PPDU，并根据所述多个第二BRP
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TX PPDU评估所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量；所述第一设备发送携带第二扇区信息列表的第四BRP帧，所述第二扇区信息列表用于反馈所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个发送扇区。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二设备准全向接收多个第一BRP
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TX PPDU之前，所述方法还包括：所述第二设备发送第三BRP帧，所述第三BRP帧用于指示所述第一设备评估所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量；所述第二设备发送携带第一扇区信息列表的第二BRP帧之后，所述方法还包括：所述第二设备发送多个第二BRP
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TX PPDU，所述多个第二BRP
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TX PPDU用于评估所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量；所述第二设备接收携带第二扇区信息列表的第四BRP帧，所述第二扇区信息列表用于反馈所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个发送扇区。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一BRP帧包括CSI测量请
求字段和自波束扫描圈数字段；所述CSI测量请求字段设置为第一值，用于指示所述第二设备测量CSI；所述自波束扫描圈数字段，用于指示发送波束的扫描圈数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一BRP帧还包括以下一个或多个字段：感知BRP
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发射端扇区扫描(Transmit Sector Sweep，TXSS)字段，所述感知BRP
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TXSS字段取值为1时，用于指示请求执行感知BRP TXSS或确认请求执行感知BRP TXSS流程；发射端感知扇区标识字段，用于指示需要进行训练的扇区标识；发射端感知天线标识掩模字段，用于指示需要进行训练的天线比特位图；CSI变化阈值字段，用于指示CSI变化阈值；评估算法字段，用于指示CSI的评估算法。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一扇区信息列表位于所述第二BRP帧的元素标识为预留值的感知测量反馈元素中。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一扇区信息列表包括多组第一扇区标识，一组第一扇区标识包括一个天线权重向量(Antenna Weight Vector，AWV)反馈标识和一个发射端天线标识；一组第一扇区标识中AWV反馈标识和发射端天线标识、以及该AWV反馈标识对应的BRP减法计数器的一个值所确定的发送扇区是所述第一设备的所有发送扇区中同一发送扇区上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的发送扇区。9.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第三BRP帧包括CSI测量请求字段和自波束扫描圈数字段；所述CSI测量请求字段的取值为第一值，用于指示所述第一设备测量CSI；所述自波束扫描圈数字段，用于指示发送波束的扫描圈数。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三BRP帧还包括以下一个或多个字段：感知BRP
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TXSS字段，所述感知BRP
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TXSS字段取值为1时，用于指示确认执行感知BRP TXSS操作；发射端感知扇区标识字段，用于指示需要进行训练的扇区标识；发射端感知天线标识掩模字段，用于指示需要进行训练的天线比特位图；CSI变化阈值字段，用于指示CSI变化阈值；评估算法字段，用于指示CSI的评估算法。11.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第二扇区信息列表位于所述第三BRP帧的元素标识为预留值的感知测量反馈元素中。12.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第二扇区信息列表包括多组第二扇区标识，一组第二扇区标识包括一个AWV反馈标识和一个发射端天线标识；一组第二扇区标识中AWV反馈标识和发射端天线标识、以及该AWV反馈标识对应的BRP减法计数器的一个值所确定的发送扇区是所述第二设备的所有发送扇区中同一发送扇区上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的发送扇区。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一设备发送第一多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)波束赋形(Beamforming，BF)建立帧，所述第一MIMO BF建立帧包括第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述第二设备评估所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第一设备发送多个第一BRP TX/RX PPDU，所述多个第一BRP TX/RX PPDU用于评估所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第一设备接收携带第三扇区信息列表的第一MIMO BF反馈帧，所述第三扇区信息列表用于反馈所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个收发扇区对中的发送扇区。14.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第二设备接收第一MIMO BF建立帧，所述第一MIMO BF建立帧包括第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述第二设备评估所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第二设备接收多个第一BRP TX/RX PPDU，并根据所述多个第一BRP TX/RX PPDU评估所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量；所述第二设备发送携带第三扇区信息列表的第一MIMO BF反馈帧，所述第三扇区信息列表用于反馈所述第一设备到所述第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个或多个收发扇区对中的发送扇区。15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一设备发送多个第一BRP TX/RX PPDU之前，所述方法还包括：所述第一设备接收第二MIMO BF建立帧，所述第二MIMO BF建立帧包括第二指示信息，所述第二指示信息用于指示所述第一设备评估所述第二设备到所述第一设备的CSI的变化量；所述第一设备发送多个第一BRP TX/RX PPDU之后，所述方法还包括：所述第一设备接收多个第二BRP TX/RX PPDU，并根据所述多个第二BRP TX/RX PPDU评估所述第二设备到所述第一设备的C...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美红，杜瑞，刘辰辰，孙滢翔，韩霄，杨讯，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：