一种基于时间反演的通信方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及通信领域，公开了一种基于时间反演的通信方法及装置，能够提高基于时间反演通信的适用范围，降低基于时间反演通信对信号处理器件的性能要求。该方法包括：第一设备在M路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收来自第二设备的第一时间反演探测信号，M为第一设备可工作的空间通道路数，第一方向、第二方向和第三方向互相垂直；第一设备根据第一时间反演探测信号，在M路空间通道中确定N1路空间通道；第一设备根据N1个第一时间反演矢量序列，采用N1路空间通道与第二设备进行通信，其中N1个第一时间反演矢量序列是第一设备根据在N1路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收的第一时间反演探测信号确定的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间反演的通信方法及装置


[0001]本申请实施例涉及通信
，尤其涉及一种基于时间反演的通信方法及装置。

技术介绍

[0002]时间反演(time reversal，TR)是一种通过使用时间反演的信道脉冲响应(channel impulse response，CIR)作为应用于发射信号的线性滤波器，从而实现信号在目标接收点处的时间
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空间聚焦特性的无线传输技术。时间反演的“时间聚焦”特性是指：在复杂媒质中经过多径传输的时间反演信号的最大能量会在同一时间到达目标接收点，以实现时间上的无线信号能量聚焦。时间反演的“空间聚焦”特性是指：在没有任何关于目标接收点先验知识的情况下，时间反演信号会自适应地聚焦到目标接收点所在位置，以实现空间上的无线信号能量聚集。
[0003]利用时间反演技术，可以自动适应各种复杂的无线传输环境，不需要复杂的多径信号合并处理和自适应算法，能够简化收发机的设计。并且时间反演技术在抑制多径衰落的同时，还能充分地利用多径能量来提高信噪比、减小符号间干扰等，提高无线通信的通信容量。
[0004]然而，目前主要是将时间反演技术与超宽带(ultra wide band，UWB)相结合进行无线通信，利用UWB时隙较短的特性，来识别足够丰富的空间多径信道，支持时间反演的工作。基于时间反演通信的适用范围较小，并且UWB时隙较短，设备对信号处理需要使用高采样率的模数转换(analog
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to
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digital converter，ADC)、或数模转换(digital
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analog converter，DAC)等器件，实现难度大，成本、功耗也较高。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种基于时间反演的通信方法及装置，能够提高基于时间反演通信的适用范围，降低基于时间反演通信对信号处理器件的性能要求。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种通信方法，该方法包括：第一设备在M路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收来自第二设备的第一时间反演探测信号，M为第一设备可工作的空间通道路数，第一方向、第二方向和第三方向互相垂直，M为正整数；第一设备根据第一时间反演探测信号，在M路空间通道中确定N1路空间通道，N1为小于或等于M的正整数；第一设备根据N1个第一时间反演矢量序列，采用N1路空间通道与第二设备进行通信，其中N1个第一时间反演矢量序列是第一设备根据在N1路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收的第一时间反演探测信号确定的。可选地，N1路空间通道接收第一时间反演探测信号的能量大于或等于第一阈值。
[0007]上述通信方法可以由第一设备执行，也可以由第一设备的部件(例如处理器、芯片、或芯片系统等)执行，还可以由能实现全部或部分第一设备功能的逻辑模块或软件实现。其中，第一设备可以为网络设备、第二设备为终端设备；或者，第一设备可以为终端设
备、第二设备为网络设备；或者，第一设备可以为一个终端设备(第一终端设备)，第二设备为另一个与第一设备不同的终端设备(第二终端设备)。
[0008]采用上述方法，对于一路空间通道，第一设备可以从不同的空间维度(三个方向)接收时间反演探测信号，并将时间反演探测信号的采样结果按照到达第一设备的顺序进行前后倒转，来确定时间反演矢量序列。增加了第一设备对传播环境的无线信道的分辨能力，可以达到识别更丰富的空间多径信道的效果，更精细地执行时间反演操作，使得基于时间反演的通信无需再与UWB强耦合。例如可以在室内环境非直视距(non line of sight，NLOS)信道使用较低的频段(例如2.4/3.5/5.0GHz)和较窄的带宽(例如20/40/80MHz)下，利用时间反演技术实现稳定可靠地无线通信，能够扩展基于时间反演通信的适用范围，并且无需再与UWB强耦合，也可以降低基于时间反演通信对信号处理器件的性能要求。
[0009]另外，采样上述方法，第一设备可以在可用的M路空间通道中选出N1路空间通道(如接收时间反演探测信号的能量较高的N1路空间通道)用于与第二设备通信，关闭其余空间通道，可以在不显著影响收发性能的前提下，有效降低第一设备的功耗。
[0010]在一种可能的设计中，第一设备在M路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收来自第二设备的第一时间反演探测信号，包括：第一设备在M路空间通道中，通过水平电偶极子从第一方向、通过垂直电偶极子从第二方向、以及通过磁通环从第三方向接收第一时间反演探测信号。可选地，水平电偶极子和垂直电偶极子垂直交叉，磁通环包围在水平电偶极子和垂直电偶极子的外围。
[0011]上述设计中，可以采用不同的极化方式，接收时间反演探测信号，可以扩展检测时间反演探测信号的维度。
[0012]在一种可能的设计中，该方法还包括：从第一方向、第二方向和第三方向接收来自第二设备的第二时间反演探测信号；第一设备根据N1个第二时间反演矢量序列和加权因子，对N1个第一时间反演矢量序列进行更新，其中N1个第二时间反演矢量序列是第一设备根据在N1路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收的第二时间反演探测信号确定的。
[0013]上述设计中，可以将不同时间确定的时间反演矢量序列加权合并进行迭代，增强了时间反演无线通信对于终端设备的移动性支持，增强了对传播环境周围物体发生变化的适应能力。另外，由于迭代执行的时间反演过程相当于是对无线信道的迭代执行奇异值分解(singular value decomposition，SVD)操作，增强了对无线信道空间滤波器的特征匹配效果，进而提升了的无线通信容量。
[0014]在一种可能的设计中，第一设备根据N1个第一时间反演矢量序列，采用N1路空间通道与第二设备进行通信，包括：第一设备根据N1个第一时间反演矢量序列，采用N1路空间通道向第二设备发送第一数据信号和第三时间反演探测信号。
[0015]在一种可能的设计中，第一数据信号和第三时间反演探测信号在同一无线帧中。作为一种示例，第三时间反演探测信号可以在无线帧的帧头部分，第一数据信号可以在无线帧的载荷部分。
[0016]上述设计中，兼具时间反演探测信号和数据信号的帧结构，可以将时间反演的探测阶段和通信阶段合二为一，缩短基于时间反演通信的时延。
[0017]在一种可能的设计中，该方法还包括：在N1小于或等于第二阈值的情况下，第一设
备调整一个或多个调控板的工作状态。
[0018]上述设计中，第一设备可以通过调整一个或多个调控板的位置、阵元的数量、方向图、被动反射或主动反射等工作状态，进行大时间尺度、多径信道路径选择、信号路径传播损耗的粗粒度调控，使得第一设备可以在足够数量空间通道(信道路径)中，对来自第二设备的信号进行处理，有利于提高通信的鲁棒性。
[0019]在一种可能的设计中，该方法还包括：第一设备接收来自第二设备的第一指示信息，第一指示信息用于指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间反演的通信方法，其特征在于，包括：第一设备在M路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收来自第二设备的第一时间反演探测信号，所述M为所述第一设备可工作的空间通道路数，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相垂直，所述M为正整数；所述第一设备根据所述第一时间反演探测信号，在所述M路空间通道中确定N1路空间通道，所述N1为小于或等于所述M的正整数；所述第一设备根据N1个第一时间反演矢量序列，采用所述N1路空间通道与所述第二设备进行通信，其中所述N1个第一时间反演矢量序列是所述第一设备根据在所述N1路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收的所述第一时间反演探测信号确定的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N1路空间通道接收所述第一时间反演探测信号的能量大于或等于第一阈值。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一设备在M路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收来自所述第二设备的第一时间反演探测信号，包括：所述第一设备在所述M路空间通道中，通过水平电偶极子从所述第一方向、通过垂直电偶极子从所述第二方向、以及通过磁通环从所述第三方向接收所述第一时间反演探测信号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水平电偶极子和所述垂直电偶极子垂直交叉，所述磁通环包围在所述水平电偶极子和所述垂直电偶极子的外围。5.如权利要求1
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4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一设备在所述N1路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收来自所述第二设备的第二时间反演探测信号；所述第一设备根据N1个第二时间反演矢量序列和加权因子，对所述N1个第一时间反演矢量序列进行更新，其中所述N1个第二时间反演矢量序列是所述第一设备根据在所述N1路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收的所述第二时间反演探测信号确定的。6.如权利要求1
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5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备根据N1个第一时间反演矢量序列，采用所述N1路空间通道与所述第二设备进行通信，包括：所述第一设备根据所述N1个第一时间反演矢量序列，采用所述N1路空间通道向所述第二设备发送第一数据信号和第三时间反演探测信号。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一数据信号和所述第三时间反演探测信号在同一无线帧中。8.如权利要求1
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7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述N1小于或等于第二阈值的情况下，所述第一设备调整一个或多个调控板的工作状态。9.如权利要求1
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4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一设备接收来自所述第二设备的第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述第二设备的空间位置发生移动，和/或所述第二设备与所述第一设备通信的接收信噪比低于第三阈值；所述第一设备在所述M路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收来自
所述第二设备的第二时间反演探测信号；所述第一设备根据所述第二时间反演探测信号，在所述M路空间通道中确定N2路空间通道，所述N2为小于或等于所述M的正整数；所述第一设备根据N2个第二时间反演矢量序列，采用所述N2路空间通道与所述第二设备进行通信，其中所述N2个第二时间反演矢量序列是所述第一设备根据在所述N2路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收的所述第二时间反演探测信号确定的。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一设备确定所述N2路空间通道与所述N1路空间通道存在交集的N3路空间通道；所述第一设备根据所述N3路空间通道对应的N3个第一时间反演矢量序列和加权因子，对所述N3路空间通道对应的N3个第二时间反演矢量序列进行更新。11.如权利要求1
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4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一设备接收来自所述第二设备的第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述第二设备与所述第一设备通信的接收信噪比低于第三阈值；所述第一设备在N2路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收来自所述第二设备的第二时间反演探测信号，所述N2路空间通道包括所述N1路空间通道，所述N2大于所述N1，所述N2为小于或等于所述M的正整数；所述第一设备根据N2个第二时间反演矢量序列，采用所述N2路空间通道与所述第二设备进行通信，其中所述N2个第二时间反演矢量序列是所述第一设备根据在所述N2路空间通道中，从所述第一方向、第二方向和第三方向接收的所述第二时间反演探测信号确定的。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一设备根据所述N1路空间通道对应的N1个第一时间反演矢量序列和加权因子，对所述N1路空间通道对应的N1个第二时间反演矢量序列进行更新。13.如权利要求1
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12中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备为网络设备、所述第二设备为终端设备；或，所述第一设备为终端设备、所述第二设备为网络设备；或，所述第一设备为第一终端设备、所述第二设备为第二终端设备。14.一种基于时间反演的通信方法，其特征在于，包括：第二设备向第一设备发送第一时间反演探测信号；在满足第一条件的情况下，所述第二设备向所述第一设备发送第二时间反演探测信号；所述第一条件包括以下中的一项或多项：所述第二设备的空间位置发生移动；或，所述第二设备与所述第一设备通信的接收信噪比低于第三阈值；或，所述第二设备发送所述第一时间反演探测信号后的时长达到一个时间反演探测信号发送周期。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第二设备向所述第一设备发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述第二设备发送所述第二时间反演探测信号满足的所述第一条件。16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述第一设备为网络设备、所述第二
设备为终端设备；或，所述第一设备为终端设备、所述第二设备为网络设备；或，所述第一设备为第一终端设备、所述第二设备为第二终端设备。17.一种通信装置，其特征在于，包括接口单元和处理单元；接口单元，用于在M路空间通道中，从第一方向、第二方向和第三方向接收来自第二设备的第一时间反演探测信号，所述M为所述通信装置可工作的空间通道路数，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相垂直，所述M为正整数；所述处理单元，用于根据所述第一时间反演探测信号，在所述M路空间通道中确定N1路空间通道，所述N1为小于或等于所述M的正整数；所述接口单元，还用于根据N1个第一时间反演矢量序列，采用所述N1路空间通道与所述第二设备进行通信，其中所述N1个第一时间反演矢量序列是所述接口单元根据在所述N1路空间通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪锐，杨刚华，祝倩，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：