射频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，尤其涉及一种射频感知方法及相关装置。该方法包括：第一设备发送包括第一指示信息的多个第一帧，用于指示第二设备评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第一设备准全向接收包括第一测量结果和第二指示信息的多个第二帧，第一测量结果用于反馈第一设备到第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个发送波束，第二指示信息用于指示第一设备评估第二设备到第一设备的CSI的变化量；第一设备发送包括第二测量结果的第三帧，用于反馈第二设备到第一设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个发送波束。采用本申请实施例，可以将波束赋形训练机制与WLAN感知相结合，在通信波束训练的同时实现感知。在通信波束训练的同时实现感知。在通信波束训练的同时实现感知。

【技术实现步骤摘要】
射频感知方法及相关装置


[0001]本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种射频感知方法及相关装置。

技术介绍

[0002]日常生活中，发射器发出的信号通常会经由各种障碍物的反射、衍射以及散射才被接收，这种现象使得实际接收到的信号往往是多路信号的叠加。因此，无线信号可以感知其所经过的物理环境，通过分析被各种障碍物“调制”过的无线信号，即可推断周围环境，由此衍生出无线局域网(wireless local area network，WLAN)感知(sensing)技术。
[0003]WLAN sensing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设备发送特定的数据或通信信道探测帧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。
[0004]60GHz毫米波频段有着丰富的可用频谱资源，但是由于路径损耗增大，衰减非常严重，所以802.11ad/ay标准中主要考虑采用波束赋形(Beamforming，BF)的定向通信技术。采用波束赋形技术，首先要进行波束赋形训练(Beamforming training，BFT)。未来的802.11标准考虑在波束赋形训练机制中引入WLAN sensing，但如何将传统的波束赋形训练机制与WLAN sensing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射频感知方法及相关装置，可以将802.11ay中传统的波束赋形训练机制与WLAN sensing相结合，在原有通信波束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，本申请提供一种射频感知方法，该方法包括扇区级扫描阶段，其中：第一设备以扇区扫描方式发送多个第一帧，每个第一帧中包括第一指示信息，该第一指示信息用于指示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；第一设备准全向接收多个第二帧，每个第二帧中包括第一测量结果和第二指示信息，该第一测量结果用于反馈第一设备到第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个发送波束，该第二指示信息用于指示第一设备评估第二设备到第一设备的CSI的变化量；第一设备发送第三帧，该第三帧中包括第二测量结果，该第二测量结果用于反馈第二设备到第一设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个发送波束。
PPDU中包括一个第六BRP帧和TRN Unit。TRN Unit用于对端进行CSI测量。
[0015]可见，本方案基于802.11ay标准的扇区级扫描阶段和波束精炼阶段流程，通过同一波束多次扫描测得的CSI值的变化来进行感知，并通过修改扇区级扫描阶段和波束精炼阶段中的相关帧结构来开启sensing操作、反馈感知测量结果等，可以在原有通信波束训练的同时实现对单个运动目标的感知、以及训练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。
[0016]第二方面，本申请提供一种射频感知方法，该方法包括扇区级扫描阶段，其中：第二设备准全向接收多个第一帧，每个第一帧中包括第一指示信息，该第一指示信息用于指示第二设备评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第二设备以扇区扫描方式发送多个第二帧，每个第二帧中包括第一测量结果和第二指示信息，该第一测量结果用于反馈第一设备到第二设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个发送波束，该第二指示信息用于指示第一设备评估第二设备到第一设备的CSI的变化量；第二设备接收第三帧，该第三帧中包括第二测量结果，该第二测量结果用于反馈第二设备到第一设备的CSI的变化量大于CSI变化阈值的一个发送波束。
[0017]其中，第一设备可以是initiator，第二设备是responder。第二设备至少扇区扫描2圈，也就是说，第二设备采用同一发送波束至少发送2次(每次发送一个第二帧)。应理解，每个第二帧中设置Sector ID字段和DMG Antenna ID字段，分别用于指示该第二帧的发送扇区和发送天线。还应理解，扇区标识字段和DMG天线标识字段可用于唯一确定一个波束。
[0018]结合第二方面，在一种可能的设计中，第二设备接收第三帧之后，该方法还包括多扇区探测过程，其中：第二设备以扇区扫描方式多次接收第一BRP PPDU，该第一BRP PPDU包括的第一BRP帧用于指示第二设备评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第二设备准全向多次发送第二BRP PPDU，该第二BRP PPDU包括的第二BRP帧用于指示第一设备评估第二设备到第一设备的CSI的变化量；第二设备接收第三BRP帧，该第三BRP帧用于反馈波束配对阶段中第一设备波束训练的第一接收波束数量，该第一接收波束数量是第一设备的所有接收波束中同一接收波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的接收波束的数量；第二设备发送第四BRP帧，该第四BRP帧用于反馈波束配对阶段中第二设备波束训练的第二接收波束数量，该第二接收波束数量是第二设备的所有接收波束中同一接收波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的接收波束的数量。
[0019]其中，第二设备准全向每次发送一个第二BRP PPDU，每个第二BRP PPDU中包括一个第二BRP帧和TRN Unit。同理，每个第一BRP PPDU中包括一个第一BRP帧和TRN Unit。TRN Unit用于对端进行CSI测量。第二设备至少扇区扫描2圈，也就是说，第二设备采用同一接收波束至少接收2次(每次接收一个第二BRP PPDU)。
[0020]结合第二方面，在一种可能的设计中，第二设备发送第四BRP帧之后，该方法还包括波束配对过程，其中：第二设备定向多次接收第五BRP PPDU，该第五BRP PPDU包括的第五BRP帧用于指示第二设备评估第一设备到第二设备的CSI的变化量；第二设备定向多次发送第六BRP PPDU，该第六BRP PPDU包括的第六BRP帧用于指示第一设备评估第二设备到第一设备的CSI的变化量；第二设备接收携带第一波束信息列表的第七BRP帧，该第一波束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变化阈值的多个发送波束和每个发送波束对应的接收天线；第二设备发送携带第二波束信息列表的第八BRP帧，该第二波
束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变化阈值的多个发送波束和每个发送波束对应的接收天线。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频感知方法，其特征在于，包括：第一设备发送多个第一帧，每个第一帧中包括第一指示信息，所述第一指示信息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；所述第一设备准全向接收多个第二帧，每个第二帧中包括第一测量结果和第二指示信息，所述第一测量结果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变化阈值的一个发送波束，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；所述第一设备发送第三帧，所述第三帧中包括第二测量结果，所述第二测量结果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变化阈值的一个发送波束。2.一种射频感知方法，其特征在于，包括：第二设备准全向接收多个第一帧，每个第一帧中包括第一指示信息，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；所述第二设备发送多个第二帧，每个第二帧中包括第一测量结果和第二指示信息，所述第一测量结果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变化阈值的一个发送波束，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；所述第二设备接收第三帧，所述第三帧中包括第二测量结果，所述第二测量结果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变化阈值的一个发送波束。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一帧是信标beacon帧，所述第一指示信息位于所述beacon帧的增强定向多千兆位(enhanced directional multi
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gigabit，EDMG)能力字段的可选子元素子字段中；所述第一指示信息包括CSI测量请求字段和CSI差值计算字段，还包括以下一个或多个字段：评估算法字段、CSI变化阈值字段；其中，所述CSI测量请求字段的取值为第一值，用于指示所述第二设备测量CSI；所述评估算法字段用于指示CSI的评估算法；所述CSI变化阈值字段用于指示CSI变化阈值；所述CSI差值计算字段用于指示所述第二设备是否计算CSI差值。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一帧是扇区扫描(sector sweep，SSW)帧，所述第一指示信息携带于所述SSW帧的SSW反馈字段的预留子字段中；所述第一指示信息包括CSI测量请求字段和CSI差值计算字段，还包括以下一个或多个字段：评估算法字段、CSI变化阈值字段；其中，所述CSI测量请求字段的取值为第一值，用于指示所述第二设备测量CSI；所述评估算法字段用于指示CSI的评估算法，所述CSI变化阈值字段用于指示CSI变化阈值，所述CSI差值计算字段用于指示所述第二设备是否计算CSI差值。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二帧为SSW帧，所述第二指示信息位于该SSW帧的SSW反馈字段的预留子字段中；所述第一测量结果位于所述SSW帧的SSW反馈字段的信噪比(signal
‑
to
‑
noise ratio，SNR)报告子字段中；其中，所述第二指示信息包括CSI差值计算字段，所述CSI差值计算字段用于指示所述
第一设备是否计算CSI差值。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二帧中还包括第三指示信息，所述第三指示信息用于指示所述第二帧中是否包括所述第一测量结果。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三帧为SSW反馈帧，所述第二测量结果位于所述SSW反馈帧的SSW反馈字段的SNR报告子字段中。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三帧中还包括第四指示信息，所述第四指示信息用于指示所述第三帧中是否包括第二测量结果。9.根据权利要求1
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8中任一种所述的方法，其特征在于，所述第一测量结果包括第一天线标识和第一扇区标识，所述第二测量结果包括第二天线标识和第二扇区标识；所述第一天线标识和所述第一扇区标识所确定的波束是所述第一设备的所有发送波束中同一发送波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的发送波束；所述第二天线标识和所述第二扇区标识所确定的波束是所述第二设备的所有发送波束中同一发送波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的发送波束。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备发送第三帧之后，所述方法还包括：所述第一设备准全向多次发送第一波束精炼(beam refinement protocol，BRP)物理层协议数据单元(Physical layer protocol data unit，PPDU)，所述第一BRP PPDU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；所述第一设备多次接收第二BRP PPDU，所述第二BRP PPDU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；所述第一设备发送的第三BRP帧，所述第三BRP帧用于反馈波束配对阶段中所述第一设备波束训练的第一接收波束数量，所述第一接收波束数量是所述第一设备的所有接收波束中同一接收波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的接收波束的数量；所述第一设备接收第四BRP帧，所述第四BRP帧用于反馈波束配对阶段中所述第二设备波束训练的第二接收波束数量，所述第二接收波束数量是第二设备的所有接收波束中同一接收波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的接收波束的数量。11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二设备接收第三帧之后，所述方法还包括：所述第二设备多次接收第一BRP PPDU，所述第一BRP PPDU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；所述第二设备准全向多次发送第二BRP PPDU，所述第二BRP PPDU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；所述第二设备接收第三BRP帧，所述第三BRP帧用于反馈波束配对阶段中第一设备波束训练的第一接收波束数量，所述第一接收波束数量是所述第一设备的所有接收波束中同一接收波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的接收波束的数量；所述第二设备发送第四BRP帧，所述第四BRP帧用于反馈波束配对阶段中所述第二设备波束训练的第二接收波束数量，所述第二接收波束数量是第二设备的所有接收波束中同一接收波束上任两次CSI测量之间的CSI差值大于CSI变化阈值的接收波束的数量。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一设备接收第四BRP帧之后，所述
方法还包括：所述第一设备多次发送第五BRP PPDU，所述第五BRP PPDU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；所述第一设备多次接收第六BRP PPDU，所述第六BRP PPDU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；所述第一设备发送携带第一波束信息列表的第七BRP帧，所述第一波束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变化阈值的多个发送波束和每个发送波束对应的接收天线；所述第一设备接收携带第二波束信息列表的第八BRP帧，所述第二波束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变化阈值的多个发送波束和每个发送波束对应的接收天线。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二设备发送第四BRP帧之后，所述方法还包括：所述第二设备多次接收第五BRP PPDU，所述第五BRP PPDU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；所述第二设备多次发送第六BRP PPDU，所述第六BRP PPDU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；所述第二设备接收携带第一波束信息列表的第七BRP帧，所述第一波束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变化阈值的多个发送波束和每个发送波束对应的接收天线；所述第二设备发送携带第二波束信息列表的第八BRP帧，所述第二波束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变化阈值的多个发送波束和每个发送波束对应的接收天线。14.根据权利要求10
‑
13中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一BRP PPDU和所述第二BRP PPDU均包括CSI测量请求字段和波束扫描圈数字段，所述CSI测量请求字段的取值为第一值，用于指示测量CSI，所述波束扫描圈数字段用于指示接收波束的扫描圈数；所述第一BRP PPDU和所述第二BRP PPDU还包括以下一个或多个字段：发送端感知扇区标识字段和发送端感知天线标识掩模字段，用于联合指示BRP帧的发射扇区和发射天线；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。15.根据权利要求10
‑
14中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一接收波束数量携带于所述第三BRP帧的定向多千兆位(directional multi
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gigabit，DMG)波束精炼元素中；所述第二接收波束数量携带于所述第四BRP帧的DMG波束精炼元素中。16.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述第五BRP PPDU和所述第六BRP PPDU均包括CSI测量请求字段和波束扫描圈数字段，所述CSI测量请求字段的取值为第一值，用于指示测量CSI，所述波束扫描圈数字段用于指示接收波束的扫描圈数；所述第五BRP PPDU和所述第六BRP PPDU还包括以下一个或多个字段：发送端感知扇区标识字段和发送端感知天线标识掩模字段，用于联合指示BRP帧的发
射扇区和发射天线；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。17.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述第一波束信息列表位于所述第七BRP帧的感知测量反馈元素中；所述第二波束信息列表位于所述第八B...

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