终端的通信区域分配方法、装置、通信设备及存储介质与流程

本公开涉及通信技术领域，具体地，涉及一种终端的通信区域分配方法、装置、通信设备及存储介质。

背景技术：

波束成形(beamforming)是天线技术与数字信号处理技术的结合，目的用于定向的信号发射或接收。波束成形源于自适应天线的一个概念，接收端的信号处理，可以通过对多天线阵元接收到的各路信号进行加权合成，形成所需的理想信号。从天线方向图(pattern)视角来看，这样做相当于形成了集中的波束。例如，将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图，同样原理也适用于发射端。

另外，波束成形技术会对无线信号的能量产生聚焦，形成一个指向性波束，通常波束越窄，信号增益越大。但副作用是，一旦波束的指向偏离用户，用户反而接收不到高质量的无线信号。因此，如何在利用波束成形技术进行通信时，快速准确的找到用户所在的方位，并为用户设置合适的波束是当前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种终端的通信区域分配方法、装置、通信设备及存储介质，用于解决在利用波束成形技术进行通信时，如何快速准确的找到用户所在的方位，并为用户设置合适的波束的问题。

为了实现上述目的，在本公开的第一方面，提供一种终端的通信区域分配方法，所述方法包括：

根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制所述天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号；

根据在所述多个波束角度接收到的所述接收信号的信号质量，确定所述目标终端所在的方向；

根据所述目标终端所在的方向，以及所述目标终端所需要的目标波束宽度为所述目标终端设置专属通信区域。

结合第一方面，在第一种可实现方式中，所述根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制所述天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号，包括：

根据所述对应关系，获取所述最小波束宽度所对应的第一参数，以及所述天线阵列在所述最小波束宽度时的所述多个波束角度所对应的多个第二参数，所述第一参数包括天线数目，所述第二参数包括相邻天线之间的相位差；

根据所述第一参数控制所述天线阵列的波束宽度，以使所述天线阵列的波束宽度调整为所述最小波束宽度；

根据所述多个第二参数控制所述天线阵列的波束角度，以便在最小波束宽度的情况下，使所述天线阵列分别在所述多个波束角度接收所述接收信号。

结合第一方面，在第二种可实现方式中，所述根据在所述多个波束角度接收到的所述接收信号的信号质量，确定所述目标终端所在的方向，包括：

获取所述天线阵列分别在所述多个波束角度接收所述接收信号的信号质量，所述信号质量包括信噪比；

在所述多个波束角度中确定目标波束角度，所述目标波束角度为接收到的所述接收信号的信号质量最高的波束角度；

将所述目标波束角度确定为所述目标终端所在的方向。

结合第一方面，在第三种可实现方式中，所述根据所述目标终端所在的方向，以及所述目标终端所需要的目标波束宽度为所述目标终端设置专属通信区域，包括：

获取所述目标终端所需要的波束宽度；

将所述目标终端所在的方向上，宽度为所述目标波束宽度的区域设置为所述目标终端的专属通信区域。

结合第一方面的第三种可实现方式，在第四种可实现方式中，所述获取所述目标终端所需要的波束宽度，包括：

接收所述目标终端发送的所述目标波束宽度；或者，

获取所述目标终端的终端型号；

获取预先设置的与所述终端型号对应的波束宽度作为所述目标波束宽度。

在本公开的第二方面，提供一种终端的通信区域分配装置，所述装置包括：

第一模块，用于根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制所述天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号；

第二模块，用于根据在所述多个波束角度接收到的所述接收信号的信号质量，确定所述目标终端所在的方向；

第三模块，用于根据所述目标终端所在的方向，以及所述目标终端所需要的目标波束宽度为所述目标终端设置专属通信区域。

结合第二方面，在第一种可实现方式中，所述第一模块，包括：

第一子模块，用于根据所述对应关系，获取所述最小波束宽度所对应的第一参数，以及所述天线阵列在所述最小波束宽度时的所述多个波束角度所对应的多个第二参数，所述第一参数包括天线数目，所述第二参数包括相邻天线之间的相位差；

第二子模块，用于根据所述第一参数控制所述天线阵列的波束宽度，以使所述天线阵列的波束宽度调整为所述最小波束宽度；

第三子模块，用于根据所述多个第二参数控制所述天线阵列的波束角度，以便在最小波束宽度的情况下，使所述天线阵列分别在所述多个波束角度接收所述接收信号。

结合第二方面，在第二种可实现方式中，所述第二模块，包括：

第四子模块，用于获取所述天线阵列分别在所述多个波束角度接收所述接收信号的信号质量，所述信号质量包括信噪比；

第五子模块，用于在所述多个波束角度中确定目标波束角度，所述目标波束角度为接收到的所述接收信号的信号质量最高的波束角度；

第六子模块，用于将所述目标波束角度确定为所述目标终端所在的方向。

结合第二方面，在第三种可实现方式中，所述第三模块，包括：

第七子模块，用于获取所述目标终端所需要的波束宽度；

第八子模块，用于将所述目标终端所在的方向上，宽度为所述目标波束宽度的区域设置为所述目标终端的专属通信区域。

结合第二方面的第三种可实现方式，在第四种可实现方式中，所述第七子模块，用于：

接收所述目标终端发送的所述目标波束宽度；或者，

获取所述目标终端的终端型号；

获取预先设置的与所述终端型号对应的波束宽度作为所述目标波束宽度。

在本公开的第三方面，提供一种通信设备，包括：

处理器，存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面或第一方面的任一可实现方式中所述方法的步骤。

在本公开的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一可实现方式中所述方法的步骤。

本公开所提供的技术方案中，通信设备根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号，并根据在多个波束角度接收到的接收信号的信号质量，确定目标终端所在的方向，再根据目标终端所在的方向，以及目标终端所需要的目标波束宽度为目标终端设置专属通信区域。通过上述技术方案，能够快速准确的找到目标终端所在的方向，并针对目标终端所在的方向为目标终端设置合适的波束宽度，从而能够形成专门针对该目标终端的专属的通信区域，以便能够在该通信设备与该目标终端之间自由设定符合所需角度及范围的专属通信通道，以降低该目标终端在通信时与其他通信终端之间的干扰，提高通信质量。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图；

图2是根据图1所示实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图；

图3是根据图1所示实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图；

图4是根据图1所示实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图；

图5是根据本公开一示例性实施例示出的一种终端的通信区域分配装置的框图；

图6是根据图5所示实施例示出的一种第一模块的框图；

图7是根据图5所示实施例示出的一种第二模块的框图；

图8是根据图5所示实施例示出的一种第三模块的框图；

图9是根据本公开另一示例性实施例示出的一种通信设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在对本公开实施例提供的终端的通信区域分配方法之前，首先对本公开各个实施例所涉及的应用场景进行介绍。本公开各个实施例所涉及的应用场景可以包括：至少两个通信设备，在该至少两个通信设备中，至少有一个通信设备是支持多天线收发的设备，例如具有天线阵列的基站、无线网关设备或者移动终端，并且支持波束成形技术，该至少两个通信设备中的其他通信设备，可以是与该基站或者移动终端进行通信的移动终端，该(些)移动终端可以是单天线移动终端，也可以是同样具有天线阵列，并且支持波束成形技术的移动终端，这些移动终端中的任一终端均可作为下文所述实施例中的目标终端。其中，上述的移动终端可以包括但不限于：智能手机、平板电脑、智能电视、pda(personaldigitalassistant，个人数字助理)、便携计算机。

下面对波束成形技术进行介绍，波束成形技术其实是基于空分复用(spacedivisionmultipleaccess，sdma)的思想来提高用户的频谱资源的利用率的技术。因为在无线通信中，当无线信号在空间中向全方向辐射时，在一个方向上只有一小部分信号能量被接收机收到成为有用信号，大部分信号并没有被相应的接收机收到，而是辐射到了其它方向的接收机成为了干扰信号。而空分复用的思想是使电磁波按特定方向传播，从而在不同空间方向的用户可以同时使用全部频谱资源不间断地进行通信。随着mimo(multiple-inputmultiple-output，多入多出)技术日益发展，波束成形技术也得到了越来越广泛的应用。该mimo技术是一种在发射端使用大规模发射天线阵列，和/或在接收端使用大规模接收天线阵列的技术，使信号通过发射端(或接收端)的天线阵列进行发送(或接收)，从而改善通信质量的技术。因此通过上述具有天线阵列的通信设备，通过控制天线阵列的相关属性参数，即可在发射端和/或接收端设置合适的波束，从而获得较佳的通信质量。下面对本公开实施例提供的终端的通信区域分配方法进行说明。

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图，如图1所示，可以应用于一通信设备，该通信设备可以为上述的具有天线阵列并支持波束成形技术的通信设备，例如基站、无线网关或者通信设备，该方法包括：

步骤101，根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号。

其中，波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系可以采用对应表的关系，可以预先建立波束宽度、波束角度与天线阵列的参数(例如天线数目、相邻天线之间的相位差等参数)之间的对应表。

在当前的通信设备，例如具有天线阵列的基站、无线网关设备或者移动终端需要为目标终端建立专属的通信区域时，可以根据上述已经预先建立的对应关系，确定当前通信设备的天线阵列所允许的最小波束宽度，以及该对应关系中记录的与最小波束宽度所对应的天线阵列的参数，从而可以利用该参数控制该天线阵列，以使得天线波束的宽度为该最小波束宽度，同时可以根据该对应关系获取该天线阵列在最小波束宽度的情况下能够辐射的各个波束角度，从而可以控制天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在这各个波束角度接收来自目标终端的接收信号。

步骤102，根据在多个波束角度接收到的接收信号的信号质量，确定目标终端所在的方向。

由于通过波束成形技术将辐射能量控制为特定方向的波束，因此通常波束宽度越窄，辐射能量的增益也就越高，从而在该方向上收发信号的质量也就越好，另一方面，波束宽度越窄，波束角度的扫描粒度也就越小。因此通过最小波束宽度来扫描各个波束角度所确定的目标终端的方向也就越精确。因此，根据在多个波束角度接收到的接收信号的信号质量，找出其中信号质量最好的那个波束角度，就可以确认是目标终端所在的方向。

步骤103，根据目标终端所在的方向，以及目标终端所需要的目标波束宽度为目标终端设置专属通信区域。

从而结合目标终端所在的方向，也即接收信号的信号质量最好的那个波束角度，以及该目标波束宽度为该目标终端设置专属通信区域。即本公开各个实施例中所述的为目标终端设置的专属通信区域，可以理解为专门针对目标终端所在的角度，以及目标终端所需的波束宽度设置的适于该目标终端进行通信的区域。由此可见，由于该专属通信区域可以随目标终端所在角度以及所需波束宽度来自由设置该专属通信区域的范围，因此当前的通信设备可以在该通信设备与该目标终端之间自由设定符合所需角度及范围的专属通信通道。

另外，需要说明的是，在上述天线数目和相位差为示例性的，包括但不限于此，这两个参数的基础上，也可以根据实际需要来引入更多的参数来对形成的波束进行更进一步的设置，例如幅度，增益等等。

因此通过上述技术方案，使当前的通信设备能够快速准确的找到目标终端所在的方向，并针对目标终端所在的方向为目标终端设置合适的波束宽度，从而能够形成专门针对该目标终端的专属的通信区域，以便能够在该通信设备与该目标终端之间自由设定符合所需角度及范围的专属通信通道，以降低该目标终端在通信时与其他通信终端之间的干扰，提高通信质量。

图2是根据图1所示实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图，如图2所示，步骤101所述的根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号，可以包括以下步骤：

步骤1011，根据该对应关系，获取该最小波束宽度所对应的第一参数，以及该天线阵列在该最小波束宽度时的该多个波束角度所对应的多个第二参数，该第一参数包括天线数目，该第二参数包括相邻天线之间的相位差。

步骤1012，根据所述第一参数控制所述天线阵列的波束宽度，以使天线阵列的波束宽度调整为该最小波束宽度。

步骤1013，根据该多个第二参数控制该天线阵列的波束角度，以便在最小波束宽度的情况下，使该天线阵列分别在该多个波束角度接收该接收信号。

其中，波束成形技术主要利用了波的干涉原理，即当由两个波源产生的两列波互相干涉时，有的方向两列波互相增强，而有的方向两列波正好抵消。在波束成形技术中，天线阵列的每一根天线都是一个波源，因此有许多个波源，通过精确地控制波源发射/接收的电磁波之间的相对相位可以使电磁波的发射/接收增益都集中在一个方向上(即接收机/发射机所在的位置)，而在其他地方电磁波发射/接收增益都很小(即减少了对其他接收机的干扰/减小了被其他发射机干扰的机会)。另外，在波束成形技术中，所使用的天线数目越多，所形成的波束的宽度就越窄。

因此在该对应关系中，最小波束宽度所对应的天线数目即为该天线阵列的最大天线数目，从而根据该天线数目能够控制天线阵列形成宽度为最小波束宽度的波束。并且在最小波束宽度的条件下，获取该对应关系中最小波束宽度的条件下的每个波束角度所对应的相邻天线之间的相位差，来以此遍历各个波束角度，从而实现在最小波束宽度的情况下，使该天线阵列分别在该多个波束角度接收该目标终端发出的接收信号。

图3是根据图1所示实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图，如图3所示，步骤102所述的根据在该多个波束角度接收到的接收信号的信号质量，确定该目标终端所在的方向，可以包括以下步骤：

步骤1021，获取该天线阵列分别在该多个波束角度接收该接收信号的信号质量。该信号质量包括信噪比(signalnoiseratio，snr)。

其中，snr越高，说明信号质量越高，并且信号质量除了snr外，也可以考虑其他的参数。

步骤1022，在该多个波束角度中确定目标波束角度，该目标波束角度为接收到的该接收信号的信号质量最高的波束角度。

步骤1023，将该目标波束角度确定为该目标终端所在的方向。

图4是根据图1所示实施例示出的一种终端的通信区域分配方法的流程图，如图4所示，步骤103所述的根据目标终端所在的方向，以及目标终端所需要的目标波束宽度为目标终端设置专属通信区域，可以包括以下步骤：

步骤1031，获取目标终端所需要的波束宽度。

步骤1032，将目标终端所在的方向上，宽度为目标波束宽度的区域设置为目标终端的专属通信区域。

其中，步骤1031所述的获取所述目标终端所需要的波束宽度，可以包括以下两种方式：

第一种，接收目标终端发送的目标波束宽度；或者，

第二种，获取目标终端的终端型号；

获取预先设置的与终端型号对应的波束宽度作为目标波束宽度。

即可以理解为，该目标终端所需要的目标波束宽度可以由该目标终端设置，从而当前通信设备可以接收该目标终端发送的目标波束宽度，或者，该目标波束宽度也可以预先设置在当前通信设备中，例如在当前通信设备中预先设置了针对不同终端型号所需要的波束宽度，相应的当前通信设备可以首先获取该目标终端的终端型号，从而可以获取预先设置的与该目标终端的终端型号对应的波束宽度作为该目标波束宽度。

综上所述，通过上述技术方案，使当前的通信设备能够快速准确的找到目标终端所在的方向，并针对目标终端所在的方向为目标终端设置合适的波束宽度，从而能够形成专门针对该目标终端的专属的通信区域，以便能够在该通信设备与该目标终端之间自由设定符合所需角度及范围的专属通信通道，以降低该目标终端在通信时与其他通信终端之间的干扰，提高通信质量。

图5是根据本公开一示例性实施例示出的一种终端的通信区域分配装置的框图，如图5所示，该装置500可以包括：

第一模块510，用于根据预先建立的波束宽度、波束角度与天线阵列的参数之间的对应关系，控制所述天线阵列在最小波束宽度的情况下，分别在多个波束角度接收来自目标终端的接收信号；

第二模块520，用于根据在所述多个波束角度接收到的所述接收信号的信号质量，确定所述目标终端所在的方向；

第三模块530，用于根据所述目标终端所在的方向，以及所述目标终端所需要的目标波束宽度为所述目标终端设置专属通信区域。

图6是根据图5所示实施例示出的一种所述第一模块的框图，如图6所示，该第一模块510，包括：

第一子模块5101，用于根据所述对应关系，获取所述最小波束宽度所对应的第一参数，以及所述天线阵列在所述最小波束宽度时的所述多个波束角度所对应的多个第二参数，所述第一参数包括天线数目，所述第二参数包括相邻天线之间的相位差；

第二子模块5102，用于根据所述第一参数控制所述天线阵列的波束宽度，以使所述天线阵列的波束宽度调整为所述最小波束宽度；

第三子模块5103，用于根据所述多个第二参数控制所述天线阵列的波束角度，以便在最小波束宽度的情况下，使所述天线阵列分别在所述多个波束角度接收所述接收信号。

图7是根据图5所示实施例示出的一种第二模块的框图，如图7所示，该第二模块520，包括：

第四子模块5201，用于获取所述天线阵列分别在所述多个波束角度接收所述接收信号的信号质量，所述信号质量包括信噪比；

第五子模块5202，用于在所述多个波束角度中确定目标波束角度，所述目标波束角度为接收到的所述接收信号的信号质量最高的波束角度；

第六子模块5203，用于将所述目标波束角度确定为所述目标终端所在的方向。

图8是根据图5所示实施例示出的一种第三模块的框图，如图8所示，该第三模块530，包括：

第七子模块5301，用于获取所述目标终端所需要的波束宽度；

第八子模块5302，用于将所述目标终端所在的方向上，宽度为所述目标波束宽度的区域设置为所述目标终端的专属通信区域。

可选的，该第七子模块5301，用于：

接收所述目标终端发送的所述目标波束宽度；或者，

获取所述目标终端的终端型号；

获取预先设置的与所述终端型号对应的波束宽度作为所述目标波束宽度。

通过上述技术方案，使当前的通信设备能够快速准确的找到目标终端所在的方向，并针对目标终端所在的方向为目标终端设置合适的波束宽度，从而能够形成专门针对该目标终端的专属的通信区域，以便能够在该通信设备与该目标终端之间自由设定符合所需角度及范围的专属通信通道，以降低该目标终端在通信时与其他通信终端之间的干扰，提高通信质量。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图9是根据本公开另一示例性实施例示出的一种通信设备的框图，该通信设备900可以为上述的支持多天线收发的通信设备，例如可以是具有天线阵列的基站、无线网关设备或者移动终端，并且支持波束成形技术，能够用于执行上述图1至图4任一所示的终端的通信区域分配方法。如图9所示，该通信设备900可以包括：处理器901，存储器902。该通信设备900还可以包括多媒体组件903，输入/输出(i/o)接口904，以及通信组件905中的一者或多者。

其中，处理器901用于控制该通信设备900的整体操作，以完成上述的终端的通信区域分配方法中的全部或部分步骤。存储器902用于存储各种类型的数据以支持在该通信设备900的操作，这些数据例如可以包括用于在该通信设备900上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器902可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，简称prom)，只读存储器(read-onlymemory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件903可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器902或通过通信组件905发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。i/o接口904为处理器901和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件905用于该通信设备900与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如wi-fi，蓝牙，近场通信(nearfieldcommunication，简称nfc)，2g、3g或4g，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件905可以包括：wi-fi模块，蓝牙模块，nfc模块。

在一示例性实施例中，通信设备900可以被一个或多个应用专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、数字信号处理设备(digitalsignalprocessingdevice，简称dspd)、可编程逻辑器件(programmablelogicdevice，简称pld)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的终端的通信区域分配方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的终端的通信区域分配方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器902，上述程序指令可由通信设备900的处理器901执行以完成上述的终端的通信区域分配方法。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。