一种波束追踪的方法、装置和系统与流程
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束追踪的方法、装置和系统。
背景技术
在无线通信频谱资源越来越紧张以及数据传输速率越来越高的必然趋势下，60ghz频段无线短距离通信技术也越来受到关注，成为无线通信技术中最具潜力的技术之一；其中，60ghz频段无线短距离通信技术属于毫米波通信技术，拥有巨大的通信容量，且60ghz频段为全球免费频段，因此欧洲、美国、日本等国相继在57ghz-66ghz范围内划分了连续免允许频谱资源。
由于60ghz毫米波适用于高速、短距离视距(lineofsight，简称los)通信，该los通信链路为设备间通信的最优路径。当los通信链路被遮挡时，链路中断，使得设备之间传输的数据丢失；当los通信链路被遮挡后，设备之间将会重新进行波束追踪，找到其他备份链路(例如：非视距路径(nonlineofsight，简称nlos))，并且会一直按照备份链路进行通信，除非该备份链路再次被遮挡或者设备之间需要重新进行波束训练时，系统才会再次寻找到原始最优路径。由于设备之间不能及时的进行最优链路和备份链路间的切换，导致整个系统的吞吐量受到明显的影响。
技术实现要素：
本发明的实施例提供一种波束追踪的方法、装置和系统，以快速发现并及时从最优链路切换到备份链路，或者从备份链路切换到最优链路，有效提高系统链路的吞吐量。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种波束追踪的方法，包括：
波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求；
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述波束追踪发起方在根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果确定需要切换至备份波束链路时，向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第一方面，所述波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求包括：
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求。
在第二种可能实现的方式中，结合第一方面或第一种可能实现的方式，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
在第三种可能实现的方式中，结合第一方面或前两种可能实现的方式，所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列包括：
切换到备份波束链路的标识switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置。
在第四种可能实现的方式中，根据第一方面，所述波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求之前，所述方法还包括：
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的天线配置信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在第五种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪发起方在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪响应方；或者，
所述波束追踪发起方在波束细化协议brp阶段发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪响应方。
在第六种可能实现的方式中，结合第四种或者第五种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送在sls阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的扇区扫描ssw帧或扇区扫描反馈ssw-feedback帧；或者，
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送在brp阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧；
所述接收所述波束追踪响应方发送的响应信息包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
在第七种可能实现的方式中，根据第六种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元包括：
信息单元标识elementid，用于表示本信息单元的id；
长度length，用于表示本信息单元的长度；
设置备份波束链路天线权重矢量backupawvsetting，用于是否更新对方备份波束链路的天线矢量设置；
对方发送扇区标识peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；
对方发送天线标识peertx_antennaid，用于表示是否需备份的对方发送天线标识；
接收端增强型波束追踪请求e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；
接收端增强型波束追踪确认e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪请求e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪确认e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
在第八种可能实现的方式中，根据第七种可能实现的方式，所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方发送在物理层帧的帧头中携带的第一链路切换信息给所述波束追踪响应方。
在第九种可能实现的方式中，根据第七种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元还包括：
切换到备份波束链路的标识switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置；
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或者ssw-feedback给述波束追踪响应方；或者，
所述波束追踪发起方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧给所述波束追踪响应方；
在第十种可能实现的方式中，根据第三种可能实现的方式，在接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列之后，在向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息之前，所述方法还包括：若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路临近的可选波束链路时，
确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
在需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
在第十一种可能实现的方式中，根据第十种可能实现的方式，在所述确定下一帧是否需要切换到备份波束链路之后还包括：
在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
在第十二种可能实现的方式中，结合第十种或者第十一种可能实现的方式，所述确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
对所述当前波束链路、所述当前波束链路的临近可选波束链路以及所述第一备份波束链路分别进行导频探测估计，得到所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
在第十三种可能实现的方式中，根据第十二种可能实现的方式，所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果包括：
当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角和最大接收信号能量、当前波束链路的接收信号能量、以及备份波束链路的接收信号能量。
在第十四种可能实现的方式中，根据第十三种可能实现的方式，所述计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角包括：
根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、所述当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角，以及最优波束链路方位角、备份波束链路方位角计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
在第十五种可能实现的方式中，根据第十二种可能实现的方式，所述根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减包括：
利用第一公式计算当前波束链路信号衰减；
根据所述第一公式计算得到的当前波束链路信号衰减，利用第二公式计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述第一公式为：
其中，scurr(t)表示当前波束链路信号功率衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减，poptimal表示最优波束链路接收信号能量，pmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量，pcurr表示当前波束链路的信号能量；
所述第二公式为：
其中，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，scurr(t)表示当前波束链路信号衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减。
在第十六种可能实现的方式中，根据第十五种可能实现的方式，所述根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
若sr(t)＞γr，确定天线发生旋转，且设置标志位fr＝1，否则fr＝0；
若sb(t)＞γb或者pcurr_alter＞pmax_power，确定下一帧需要切换到备份波束链路，且设置标志位fswitch＝1，否则fswitch＝0；
其中，γr表示天线旋转导致信号功率衰减门限，γb表示链路被遮挡导致信号功率衰减门限，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，fswitch表示是否切换到第二备份链路的标识，γr表示天线是否发生旋转的标识。
在第十七种可能实现的方式中，根据第十六种可能实现的方式，所述根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、所述当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角，以及最优波束链路方位角、备份波束链路方位角计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角包括：
根据第三公式计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角；
所述第三公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量的波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标志标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
在第十八种可能实现的方式中，根据第十六种可能实现的方式，所述在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角包括：
根据第四公式计算下一帧的波束链路方位角；
所述第四公式为：
其中，θnext表示下一帧收发方向的波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
第二方面，本发明提供了一种波束追踪的方法，包括：
波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求；
所述波束追踪响应方根据接收到波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪发起方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第二方面，所述波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求包括：
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求。
在第二种可能实现的方式中，结合第二方面或第一种可能实现的方式，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
在第三种可能实现的方式中，结合第二方面或前两种可能实现的方式，所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪发起方包括：
所述波束追踪响应方通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方。
在第四种可能实现的方式中，根据第二方面，所述波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求之前，所述方法还包括：
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述波束追踪响应方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追发起方；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在第五种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方在扇区级扫描sls阶段发送的增强型波束追踪信息；或者，
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方在波束细化协议brp阶段发送的增强型波束追踪信息。
在第六种可能实现的方式中，结合第四种或者第五种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的在sls阶段包含所述增强型波束追踪信息的扇区扫描ssw帧或扇区扫描反馈ssw-feedback帧；或者，
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的在brp阶段包含所述增强型波束追踪信息的波束细化协议brp帧；
所述波束追踪响应方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追发起方包括：
所述波束追踪响应方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，
所述波束追踪响应发起方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧给所述波束追发起方。
在第七种可能实现的方式中，根据第六种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元包括：
信息单元标识elementid，用于表示本信息单元的id；
长度length，用于表示本信息单元的长度；
设置备份波束链路天线权重矢量backupawvsetting，用于是否更新对方备份波束链路的天线矢量设置；
对方发送扇区标识peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；
对方发送天线标识peertx_antennaid，用于表示是否需备份的对方发送天线标识；
接收端增强型波束追踪请求e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；
接收端增强型波束追踪确认e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪请求e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪确认e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
在第八种可能实现的方式中，根据第七种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元还包括：切换到备份波束链路的标识switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置。
第三方面，本发明提供了一种波束追踪的方法，包括：
波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
所述波束追踪发起方根据接收到的所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果，确定需要切换至备份波束链路时，向所述波束响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第三方面，所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方包括：
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方。
在第二种可能实现的方式中，结合第三方面或者第一种可能实现的方式，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
在第三种可能实现的方式中，结合第三方面或者前两种可能实现的方式，所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方包括：
所述波束追踪发起方通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方。
在第四种可能实现的方式中，根据第三方面，所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方之前，所述方法还包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述波束追踪发起方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追踪响应方；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在第五种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息；或者，
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在brp阶段发送增强型波束追踪信息。
在第六种可能实现的方式中，结合第四种或者第五种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在sls阶段发送的包含所述增强型波束追踪信息单元的扇区扫描ssw帧或扇区扫描反馈ssw-feedback帧；或者，
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在brp阶段发送包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧；
所述波束追踪发起方发送响应信息给所述波束追踪响应方包括：
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
在第七种可能实现的方式中，根据第六种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元包括：
信息单元标识elementid，用于表示本信息单元的id；
长度length，用于表示本信息单元的长度；
设置备份波束链路天线权重矢量backupawvsetting，用于是否更新对方备份波束链路的天线矢量设置；
对方发送扇区标识peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；
对方发送天线标识peertx_antennaid，用于表示是否需备份的对方发送天线标识；
接收端增强型波束追踪请求e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；
接收端增强型波束追踪确认e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪请求e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪确认e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
在第八种可能实现的方式中，根据第七种可能实现的方式，所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方发送在物理层帧的帧头中携带的第一链路切换信息给所述波束追踪响应方。
在第九种可能实现的方式中，根据第七种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元还包括：切换到备份波束链路的标识switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置；
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的扇区扫描ssw帧或者扇区扫描反馈ssw-feedback帧；或者
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
在第十种可能实现的方式中，根据第三种可能实现的方式，在所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果之后，所述波束追踪发起方向所述波束响应方发送第一链路切换信息之前，所述方法还包括：若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路的临近可选波束链路时，
确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
在需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
在第十种可能实现的方式中，根据第九种可能实现的方式，在所述确定下一帧是否需要切换到备份波束链路之后还包括：
在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
在第十一种可能实现的方式中，结合第九种或者第十种可能实现的方式，所述确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
在第十二种可能实现的方式中，根据第十一种可能实现的方式，所述计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角包括：
根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、所述当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角，以及最优波束链路方位角、备份波束链路方位角计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
在第十三种可能实现的方式中，根据第十二种可能实现的方式，所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果包括：当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角和最大接收信号能量、当前波束链路的接收信号能量、以及备份波束链路的接收信号能量。
在第十四种可能实现的方式中，根据第十三种可能实现的方式，所述根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减包括：
根据第一公式计算当前波束链路信号衰减；
利用所述第一公式计算得到的当前波束链路信号衰减，根据第二公式计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述第一公式为：
其中，scurr(t)表示当前波束链路信号功率衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减，poptimal表示最优波束链路接收信号能量，pmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量，pcurr表示当前波束链路的信号能量；
所述第二公式为：
其中，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，scurr(t)表示当前波束链路信号衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减。
在第十五种可能实现的方式中，根据第十四种可能实现的方式，所述根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
若sr(t)＞γr，确定天线发生旋转，且设置标志位fr＝1，否则fr＝0；
若sb(t)＞γb或者pcurr_alter＞pmax_power，确定下一帧需要切换到备份波束链路，且设置标志位fswitch＝1，否则fswitch＝0；
其中，γr表示天线旋转导致信号功率衰减门限，γb表示链路被遮挡导致信号功率衰减门限，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，fswitch表示是否切换到第二备份链路的标识，γr表示天线是否发生旋转的标识。
在第十六种可能实现的方式中，根据第十五种可能实现的方式，所述根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角包括：
根据第三公式计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角；
所述第三公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量的波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标志标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
在第十七种可能实现的方式中，根据第十五种可能实现的方式，所述在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角包括：
根据第四公式计算下一帧的波束链路方位角；
所述第四公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
第四方面，本发明提供了一种波束追踪的方法，包括：
波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述波束追踪响应方根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，发送增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果给所述波束追踪发起方；
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第四方面，所述波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列包括：
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列。
在第二种可能实现的方式中，结合第四方面或者第一种可能实现的方式，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
在第三种可能实现的方式中，结合第四方面或者前两种可能实现的方式，所述波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的增强型波束追踪训练辅助序列包括：
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
在第四种可能实现的方式中，根据第四方面，所述波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列之前，所述方法还包括：
所述波束追踪响应方向所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪信息给；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在第五种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述波束追踪响应方向所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪响应方在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息向所述波束追踪发起方；或者，
所述波束追踪响应方在波束细化协议brp阶段发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪发起方。
在第六种可能实现的方式中，根据第五种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；
所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪发起方包括：
所述波束追踪响应方向所述波束追踪发起方发送在在sls阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的扇区扫描ssw帧或扇区扫描反馈ssw-feedback帧；或者，
所述波束追踪响应方向所述波束追踪发起方发送在brp阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧；
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的响应信息包括：
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的在sls阶段携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，
所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的在brp阶段携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
在第七种可能实现的方式中，根据第六种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元包括：
信息单元标识elementid，用于表示本信息单元的id；
长度length，用于表示本信息单元的长度；
设置备份波束链路天线权重矢量backupawvsetting，用于是否更新对方备份波束链路的天线矢量设置；
对方发送扇区标识peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；
对方发送天线标识peertx_antennaid，用于表示是否需备份的对方发送天线标识；
接收端增强型波束追踪请求e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；
接收端增强型波束追踪确认e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪请求e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪确认e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
在第八种可能实现的方式中，根据第七种可能实现的方式，所述增强型波束追踪信息单元还包括：切换到备份波束链路的标识switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置。
第五方面，本发明提供了一种波束追踪的设备，包括：
发送模块，用于向波束追踪响应方发送波束追踪请求；
接收模块，用于接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述发送模块还用于在根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果确定需要切换至备份波束链路时，向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第五方面，所述发送模块具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求。
在第二种可能实现的方式中，结合第五方面或者第一种可能实现的方式，所述接收模块具体用于，接收所述波束追踪响应方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送的当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、通过第一备份波束链路发送的第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
在第三种可能实现的方式中，结合第五方面或者前两种可能实现的方式，所述发送模块还用于，在向波束追踪响应方发送波束追踪请求之前，向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述接收模块还用于，接收所述波束追踪响应方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在第四种可能实现的方式中，结合第五方面或者前三种可能实现的方式，所述设备还包括：确定模块和计算模块；
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路临近的可选波束链路时，
所述确定模块，用于确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
所述计算模块，用于在所述确定模块确定需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
在第五种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述计算模块，还用于在所述确定模块确定不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
在第六种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述确定模块包括：
导频探测估计单元，用于对所述当前波束链路、所述当前波束链路的临近可选波束链路以及所述第一备份波束链路分别进行导频探测估计，得到所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
计算衰减单元，用于根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
确定单元，用于根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
在第七种可能实现的方式中，结合第四种或者第五种可能实现的方式，所述计算模块，具体用于根据确定单元中所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果，以及最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
第六方面，本发明提供了一种波束追踪的设备，包括：
接收模块，用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求；
发送模块，用于根据接收到波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪发起方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述接收模块还用于接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第六方面，所述接收模块具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求。
在第二种可能实现的方式中，结合第六方面或者第一种可能实现的方式，所述发送模块具体用于，通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方。
在第三种可能实现的方式中，结合第六方面或者前两种可能实现的方式，所述接收模块还用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求之前，接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述发送模块还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追发起方；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
第七方面，本发明提供了一种波束追踪的设备，包括：
发送模块，用于发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
接收模块，用于接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
所述发送模块还用于根据接收到的所述波束追踪响应方发送的当前波束追踪测量得到的波束链路信息，确定需要切换至备份链路时，向所述波束响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第七方面，所述发送模块具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方。
在第二种可能实现的方式中，结合第七方面或者第一种可能实现的方式，所述发送模块具体用于，通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方。
在第三种可能实现的方式中，结合第七方面或者前两种可能实现的方式，所述接收模块还用于在发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方之前，接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述发送模块还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追踪响应方；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在第四种可能实现的方式中，根据第七方面或者前三种可能实现的方式，所述设备还包括：确定模块和计算模块；
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路的临近可选波束链路时，
所述确定模块，用于确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
所述计算模块，用于在所述确定模块确定需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
在第五种可能实现的方式中，根据第四种可能实现的方式，所述计算模块，还用于在所述确定模块在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
在第六种可能实现的方式中，结合第四种或者第五种可能实现的方式，所述确定模块包括：计算衰减单元和确定单元；
所述计算衰减单元，用于根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述确定单元，用于根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
在第七种可能实现的方式中，结合第四种、第五种或者第六种可能实现的方式，所述计算模块，具体用于根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
第八方面，本发明提供了一种波束追踪的设备，包括：
接收模块，用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
发送模块，用于根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，发送增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果给所述波束追踪发起方；
所述接收模块还用于接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
在第一种可能实现的方式中，根据第八方面，所述接收模块具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列。
在第二种可能实现的方式中，结合第八方面或者第一种可能实现的方式，所述接收模块具体用于，接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
在第三种可能实现的方式中，结合第八方面或者前两种可能实现的方式，所述发送模块，还用于在接收模块接收到所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列之前，向所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述接收模块，还用于接收所述波束追踪发起方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
第九方面，本发明提供了一种波束追踪的系统，包括：上述第五方面或者第五方面可能实现的方式中的任一波束追踪的设备，以及上述第六方面或者第六方面可能实现的方式中的任一波束追踪的设备；或者，
上述第七方面或者第七方面可能实现的方式中的任一波束追踪的设备，以及上述第八方面或者第八方面可能实现的方式中的任一波束追踪的设备。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法、装置和系统，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部或者mac帧中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种波束追踪的方法示意图；
图2为本发明提供的增强型波束追踪序列的示意图；
图3为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图4为本发明提供的一种增强型波束追踪信息单元的示意图；
图5为本发明提供的另一种增强型波束追踪信息单元的示意图；
图6为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图7为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图8为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图9为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图10为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图11为本发明提供的另一种波束追踪的方法示意图；
图12为本发明提供的60ghz短距离通信被设备遮挡链路衰减示意图；
图13为本发明提供的增强型波束追踪的方法与原有的波束追踪的方法的时间-信噪比对比示意图；
图14为本发明提供的增强型波束追踪的方法与原有的波束追踪的方法的遮挡概率-中断概率对比示意图；
图15为本发明提供的增强型波束追踪的方法与原有的波束追踪的方法的遮挡概率-吞吐量对比示意图；
图16为本发明提供的一种波束追踪的设备示意图；
图17为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图18为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图19为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图20为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图21为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图22为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图23为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图24为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图25为本发明提供的另一种波束追踪的设备示意图；
图26为本发明提供的另一种波束追踪的实体装置示意图；
图27为本发明提供的另一种波束追踪的实体装置示意图；
图28为本发明提供的另一种波束追踪的实体装置示意图；
图29为本发明提供的另一种波束追踪的实体装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种波束追踪的方法，如图1所示，具体包括：
s101、波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求。
相应的，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求。
其中，所述波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求包括：
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则所述波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则所述波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求。
具体的，在波束赋形训练后，波束追踪发起方和波束追踪响应方会产生最优波束链路和次优波束链路，并将次优波束链路设置为备份波束链路。
可选的，当最优链路被遮挡切换到备份链路上时，可以自适应间歇检测策略检测最优链路是否恢复；具体的，可以每隔一定时延δt启动对最优链路的检测，δt服从(0-t)的以2为底的指数分布，当检测到最优链路未恢复时，t＝t+δt并且t≤tmax，其中，δt表示检测最优链路未恢复的递增量，tmax表示自适应间歇检测上限；当然，对于从次优链路切换到最优链路的检测策略不限于上述描述的方法。
具体的，如图2所示，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
进一步的，所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪响应方通过当前波束链路的临近可选波束链路发送的当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪响应方通过第一备份波束链路发送的第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
s102、所述波束追踪响应方根据接收到波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪发起方。
相应的，所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列。
其中，所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
具体的，所述波束追踪响应方通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方，所述波束追踪响应方通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方，所述波束追踪响应方通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方。
s103、在根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果确定需要切换至备份波束链路时，向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息。
相应的，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息。
其中，所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
进一步的，如图3所示，在步骤s101之前，所述方法还包括：
s104、所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息。
相应的，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息。
其中，所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识。
可选的，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方在扇区级扫描(sector-levelsweep，简称sls)之后发送的增强型波束追踪信息。
或者可选的，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方在波束细化协议(beamrefinementprotocol，简称brp)阶段发送的增强型波束追踪信息。
s105、根据接收到的增强型波束追踪信息，所述波束追踪响应方发送响应信息给所述波束追发起方。
相应的，所述波束追发起方接收所述波束追踪响应方发送的响应信息。
其中，所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列
其中具体的，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；如图4所示，所述增强型波束追踪信息单元包括：
信息单元标识(elementidentity，简称elementid)，用于表示本信息单元的id；
长度(length)，用于表示本信息单元的长度；
设置备份链路天线权重矢量(backupantennaweightvectorsetting，简称backupawvsetting)，用于是否更新对方备份天线矢量设置；
具体的，若backupawvsetting＝00，表示不更新备份波束链路的天线权重矢量；若backupawvsetting＝01，表示按照peertx_sectorid和peertx_antennaid指定对方备份波束链路的天线权重矢量；若backupawvsetting＝10，表示当前发送帧，对方波束链路接收天线配置作为对方备份接收天线权重矢量；若backupawvsetting＝11，表示上一个对方发送帧的波束链路的天线配置作为对方波束链路发送天线权重矢量。
对方发送扇区标识(peertransimit-sectoridentity，简称peertx_sectorid)，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；
对方发送天线标识(peertransimit-antennaidentity，简称peertx_antennaid)，用于表示需备份的对方发送天线标识；
接收端增强型波束追踪请求(enhancedbeamtrackinginreceiverrequest，简称e-bt-rrequest)，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；
接收端增强型波束追踪确认(enhancedbeamtrackinginreceiverok，简称e-br-rok)，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪请求(enhancedbeamtrackingintransmitterrequest，简称e-bt-trequest)，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；
发送端增强型波束追踪确认(enhancedbeamtrackingintransmitterok，简称e-br-tok)，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列；
其中，图4中b0-b7表示从第0个比特位到第7个比特位，即elementid占用8个比特位；b8-b15表示从第8个比特位到第15个比特位，即length占用8个比特位；b16-b17表示从第16个比特位到第17个比特位，即backupawvsetting占用2个比特位；b18-b23表示从第18个比特位到第23个比特位，即peertx_sectorid占用6个比特位；b24-b25表示从第24个比特位到第25个比特位，即peertx_antennaid占用2个比特位；以此类推。
进一步的，如图5所示，所述增强型波束追踪信息单元除了包括图4中所示的，还包括切换到备份链路的标识(switchtobackupawv)，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置；用第30个比特位用来表示。
若所述增强型波束追踪信息单元如图4所示，则所述向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方发送在物理层帧的帧头中携带的第一链路切换信息给所述波束追踪响应方。
若所述增强型波束追踪信息单元如图5所示，则波束追踪发起方所述向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的扇区扫描(sectorsweep，简称ssw)帧或者扇区扫描反馈(sectorsweepfeedback，简称ssw-feedback)帧给述波束追踪响应方；或者，
所述波束追踪发起方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧给所述波束追踪响应方。
进一步的，在步骤s102之后，步骤s103之前，所述方法还包括：若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路临近的可选波束链路时，
确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
在需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
具体的，所述确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
对所述当前波束链路、所述当前波束链路的临近可选波束链路以及所述第一备份波束链路分别进行导频探测估计，得到所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
其中，所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果包括：
当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角和最大接收信号能量、当前波束链路的接收信号能量、以及备份波束链路的接收信号能量。
具体的，所述根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减包括：
根据第一公式计算当前波束链路信号衰减；
利用所述第一公式计算得到的当前波束链路信号衰减，根据第二公式计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述第一公式为：
其中，scurr(t)表示当前波束链路信号功率衰减，smax_power(t)表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减，poptimal表示最优波束链路接收信号能量，pmax_power表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量，pcurr表示当前波束链路的信号能量；
所述第二公式为：
其中，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，scurr(t)表示当前波束链路信号衰减，smax_power(t)表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减。
具体的，所述根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
若sr(t)＞γr，确定天线发生旋转，且设置标志位fr＝1，否则fr＝0；
若sb(t)＞γb或者pcurr_alter＞pmax_power，确定下一帧需要切换到备份波束链路，且设置标志位fswitch＝1，否则fswitch＝0；
其中，γr表示天线旋转导致信号功率衰减门限，γb表示链路被遮挡导致信号功率衰减门限，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，fswitch表示是否切换到第二备份链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
具体的，所述根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角包括：
根据第三公式计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角；
所述第三公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路波束方位角、θalter表示第一备份波束链路波束方位角，θmax_power表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量的波束的偏离方位角，fswitch表示是否切换到第一备份链路的标志标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
进一步的，在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角；具体的，根据第四公式计算下一帧的波束链路方位角；
其中，所述第四公式为：
其中，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角，fswitch表示是否切换到第一备份链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部或者mac帧中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
本发明提供了一种波束追踪的方法，如图6所示，具体包括：
s201、波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方。
相应的，波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列。
其中，所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
可选的，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方。
或者可选的，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方。
具体的，在波束赋形训练后，波束追踪发起方和波束追踪响应方会产生最优波束链路和次优波束链路，并将次优波束链路设置为备份波束链路。
可选的，当最优链路被遮挡切换到备份链路上时，可以自适应间歇检测策略检测最优链路是否恢复；具体的，可以每隔一定时延δt启动对最优链路的检测，δt服从(0-t)的以2为底的指数分布，当检测到最优链路未恢复时，t＝t+δt并且t≤tmax，其中，δt表示检测最优链路未恢复的递增量，tmax表示自适应间歇检测上限；当然，对于从次优链路切换到最优链路的检测策略不限于上述描述的方法。
具体的，如图2所示，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
进一步，所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方包括：
所述波束追踪发起方通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方。
s202、根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果给所述波束追踪发起方。
相应的，所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果。
其中，所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果包括：当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角和最大接收信号能量、当前波束链路的接收信号能量、以及备份波束链路的接收信号能量。
s203、根据接收到的所述波束追踪响应方发送的当前波束追踪测量得到的波束链路信息，所述波束追踪发起方确定需要切换至备份链路时，向所述波束响应方发送第一链路切换信息。
相应的，所述波束追踪响应方接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息。
其中，所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
进一步的，如图7所示，在步骤s201之前，所述方法还包括：
s204、所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识。
其中，所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息；或者，
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在brp阶段发送增强型波束追踪信息。
s205、所述波束追踪发起方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追踪响应方；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
其中，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息包括：
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在sls阶段发送的包含所述增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，
所述波束追踪发起方接收所述波束追踪响应方在brp阶段发送包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧；
所述波束追踪发起方发送响应信息给所述波束追踪响应方包括：
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，
所述波束追踪发起方发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧给所述波束追踪响应方。
其中，本实施例采用和上述实施例相同的增强型波束追踪信息单元，所述增强型波束追踪信息单元具体内容可参考图3和图4。
若所述增强型波束追踪信息单元如图3所示，则所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方发送在物理层帧的帧头中携带的第一链路切换信息给所述波束追踪响应方。
若所述增强型波束追踪信息单元如图4所示，则所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息包括：
所述波束追踪发起方向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或者ssw-feedback；或者
所述波束追踪发起方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧给所述波束追踪响应方。
进一步的，在步骤s102之后，步骤s103之前，所述方法还包括：若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路的临近可选波束链路时，
确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
在需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
其中，所述确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
具体的，所述根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减包括：
根据第一公式计算当前波束链路信号衰减；
利用所述第一公式计算得到的当前波束链路信号衰减，根据第二公式计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述第一公式为：
其中，scurr(t)表示当前波束链路信号功率衰减，smax_power(t)表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减，poptimal表示最优波束链路接收信号能量，pmax_power表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量，pcurr表示当前波束链路的信号能量；
所述第二公式为：
其中，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，scurr(t)表示当前波束链路信号衰减，smax_power(t)表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减。
所述根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路包括：
若sr(t)＞γr，确定天线发生旋转，且设置标志位fr＝1，否则fr＝0；
若sb(t)＞γb或者pcurr_alter＞pmax_power，确定下一帧需要切换到备份波束链路，且设置标志位fswitch＝1，否则fswitch＝0；
其中，γr表示天线旋转导致信号功率衰减门限，γb表示链路被遮挡导致信号功率衰减门限，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，fswitch表示是否切换到第二备份链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
其中，所述计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角包括：
根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
具体的，根据第三公式计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角；
所述第三公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路波束方位角、θalter表示第一备份波束链路波束方位角，θmax_power表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量的波束的偏离方位角，fswitch表示是否切换到第一备份链路的标志标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
进一步的，在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角包括：
根据第四公式计算下一帧的波束链路方位角；
所述第四公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路与当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角，fswitch表示是否切换到第一备份链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部或者mac帧中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
实施例一、
本发明实施例提供了一种波束追踪的方法，采用上述图5所示的波束追踪信息单元，该波束追踪信息单元用于实现设置备份波束链路的天线配置和使能进行增强型波束追踪，本实施例以波束追踪发起方接收增强型波束追踪训练辅助序列为例，对波束追踪的方法进行详细的描述，如图8所示，具体步骤包括：
步骤801、波束追踪发起方在brp阶段发送增强型波束追踪信息给波束追踪响应方。
其中，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，那么，波束追踪发起方在brp阶段发送包含增强型波束追踪单元的brp帧给波束追踪响应方。
具体的，所述增强型波束追踪信息单元中包括：backupawvsetting＝01，以表示按照peertx_sectorid和peertx_antennaid中的天线配置信息设置波束追踪响应方的备份波束链路方向的天线配置，其中，peertx_sectorid和peertx_antennaid包含需要备份的波束链路方向的天线配置信息；同时e-bt-rrequest＝1，以表示请求波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列(enhancereceivetraining，简称e-trn-r)。
步骤802、波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息，发送是否发送增强型波束追踪训练辅助序列的响应信息给波束追踪发起方。
具体的，若波束追踪响应方确定可以发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元的e-br-rok＝1，波束追踪响应方通过发送携带e-br-rok＝1的响应信息的brp帧给波束追踪发起方；若波束追踪响应方确定不发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元的e-br-rok＝0，波束追踪响应方通过发送携带e-br-rok＝0的响应信息的brp帧给波束追踪发起方。
步骤803、当需要进行波束追踪时，波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求。
其中，波束追踪发起方在物理层帧的帧头中设置packettype＝trn-r，trn-len>0，以表示向波束追踪响应方进行波束追踪请求。
步骤804、波束追踪响应方接收到波束追踪发起方发送的波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪发起方。
具体的，波束追踪响应方在发送的数据帧之后附加增强型波束追踪训练辅助序列，该序列包括当前波束链路的agc字段和trn字段、当前波束链路的临近波束链路的agc字段和trn字段、以及备份波束链路的stf字段和ce字段，并且该序列的最后stf字段和ce字段用备份波束链路的天线配置发送。
相应的，波束追踪发起方根据预先设置的天线配置接收波束追踪响应方发送的e-trn-r序列，即在当前波束链路方向的天线配置上接收当前波束链路的agc字段和trn字段、在当前波束链路的临近波束链路方向的天线配置上接收当前波束链路的临近波束链路的agc字段和trn字段、以及在备份波束链路方向的天线配置上接收备份波束链路的stf字段和ce字段。
其中，备份波束链路的增强型波束训练辅助字段为stf字段和ce字段用于在切换到备份波束链路之后，完成链路同步、agc、载波恢复等功能，以保证足够精度的信道估计结果。
步骤805、波束追踪发起方认为需要进行切换到备份链路上时，在发送给波束追踪响应方的ack帧后添加一个携带链路切换信息的brp帧。
其中，所述brp帧中包含增强型波束追踪信息单元，且在增强型波束追踪信息单元中设置switchtobackupawv＝1，以表示在下一帧进行链路切换；那么，在下一帧时，波束追踪发起方和波束追踪响应方都将备份波束链路方向的天线配置作为下一帧进行通信的波束链路方向的天线配置，而原有的波束链路方向的天线配置作为下一帧时的备份波束链路的天线配置。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在mac帧中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
实施例二、
本发明实施例提供了一种波束追踪的方法，采用上述图5所示的波束追踪信息单元，该波束追踪信息单元用于实现设置备份波束链路的天线配置和使能进行增强型波束追踪，本实施例以波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列为例，对波束追踪的方法进行详细的描述，如图9所示，具体步骤包括：
步骤901、波束追踪响应方在brp阶段发送携带增强型波束追踪信息的brp帧给波束追踪发起方。
其中，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，那么，波束追踪发起方在brp阶段发送包含增强型波束追踪单元的brp帧给波束追踪响应方。
具体的，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，所述增强型波束追踪信息包括设置增强型波束追踪信息单元中的backupawvsetting＝01，以表示按照peertx_sectorid和peertx_antennaid中的信息指定波束追踪发起方设置备份波束链路的天线权值矢量，并设置e-bt-trequest＝1，以表示使能波束追踪发起方发送增强型波束追踪辅助序列(enhancetransmittraining，简称e-tan-t)。
步骤902、波束追踪发起方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送携带响应信息的brp帧给波束追踪响应方。
其中，所述响应信息用于指示波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列；所述响应信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中进行标识。
若波束追踪发起方确定可以发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元中的e-bt-tok＝1；若波束追踪发起方确定不发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元中的e-bt-tok＝0。
步骤903、当需要进行波束追踪时，波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方。
其中，波束追踪发起方发送物理层帧的帧头中设置packettype＝trn-t，trn-len>0的波束追踪请求；增强型波束追踪训练辅助序列中包括当前波束链路、当前波束链路的临近波束链路、以及备份波束链路的增强型波束训练辅助字段。
具体的，当前波束链路的增强型波束训练辅助字段为agc字段和trn字段；当前波束链路的临近波束链路的增强型波束训练辅助字段为agc字段和trn字段；备份波束链路的增强型波束训练辅助字段为stf字段和ce字段。
其中，备份波束链路的增强型波束训练辅助字段为stf字段和ce字段用于在切换到备份波束链路之后，完成链路同步、agc、载波恢复等功能，以保证足够精度的信道估计结果。
步骤904、波束追踪响应方根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，发送当前波束追踪测量得到的信道信息。
步骤905、波束追踪发起方认为需要进行天线配置切换时，在发送给波束追踪响应方的数据帧后增加一个携带链路切换信息的brp帧。
其中，所述brp帧中包含增强型波束追踪信息单元，在该增强型波束追踪信息单元中设置switchtobackupawv＝1，以表示在下一帧进行链路切换，那么，在下一帧时，波束追踪发起方和波束追踪响应方都将备份波束链路方向的天线配置作为下一帧进行通信的波束链路方向的天线配置，而原有的波束链路方向的天线配置作为下一帧时的备份波束链路的天线配置。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在mac帧中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
实施例三、
本发明实施例提供了一种波束追踪的方法，采用上述图4所示的波束追踪信息单元，该波束追踪信息单元用于实现设置备份波束链路的天线配置和使能进行增强型波束追踪。
本实施例以波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列为例，对波束追踪的方法进行详细的描述，其中，前四个步骤可参考实施例一中的步骤801-804；但是，本实施例与实施例一不同之处在于，将是否进行链路切换的信息携带在物理层帧的帧头中，用物理层帧的帧头中的一个比特位表示是否进行链路切换，同时，当前波束链路的天线配置更新备份波束链路的天线配置，作为下一帧时的备份波束链路的天线配置。
可选的，对于在物理层帧的帧头中的一个比特位表示是否进行链路切换可以在控制物理层帧头域(controlphysicalheaderfields，简称controlphyheaderfields)的第22比特位，补充一个比特位的信息，该比特位的信息用switchtobackupawv标识，用于是否切换到备份波束链路的信息；当switchtobackupawv＝1时，表示在下一帧切换到备份波束链路方向的天线配置上接收信息；当前的波束链路方向的天线配置作为下一帧备份波束链路方向的天线配置；否则switchtobackupawv＝0。
或者可选的，对于在物理层帧的帧头中的一个比特位表示是否进行链路切换可以在正交频分复用物理层帧头域(orthogonalfrequencydivisionmultiplexingphysicalheaderfield，简称ofdmphyheaderfield)的第46比特位，补充一个比特位的信息，该比特位的信息用于是否切换到备份波束链路的信息；当switchtobackupawv＝1时，表示在下一帧切换到备份波束链路方向的天线配置上接收信息；当前的波束链路方向的天线配置作为下一帧备份波束链路方向的天线配置；否则switchtobackupawv＝0。
或者可选的，对于在物理层帧的帧头中的一个比特位表示是否进行链路切换可以在单载波或者低功耗物理层帧头域(singlecarrier/lowerpowerphysicalheaderfields，简称sc/lowerpowerphyheaderfields)的第44比特位，补充一个比特位的信息，该比特位的信息用于是否切换到备份波束链路的信息；当switchtobackupawv＝1时，表示在下一帧切换到备份波束链路方向的天线配置上接收信息；当前的波束链路方向的天线配置作为下一帧备份波束链路方向的天线配置；否则switchtobackupawv＝0。
基于上述图4所示的波束追踪信息单元，以及在控制物理层帧头字段的预留字段的第22比特位中携带链路切换的信息，对波束追踪的方法进行详细的描述，如图10所示，具体步骤包括：
步骤1001、波束追踪发起方在brp阶段发送增强型波束追踪信息给波束追踪响应方。
其中，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，那么，波束追踪发起方在brp阶段发送包含增强型波束追踪单元的brp帧给波束追踪响应方。
具体的，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，所述增强型波束追踪信息单元中包括：backupawvsetting＝01，以表示按照peertx_sectorid和peertx_antennaid中的天线配置信息设置波束追踪响应方的备份波束链路方向的天线配置，其中，peertx_sectorid和peertx_antennaid包含需要备份的波束链路方向的天线配置信息；同时e-bt-rrequest＝1，以表示请求波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列。
步骤1002、波束追踪响应方接收波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息，发送是否发送增强型波束追踪训练辅助序列的响应信息给波束追踪发起方。
具体的，若波束追踪响应方确定可以发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元的e-br-rok＝1，波束追踪响应方通过发送携带e-br-rok＝1的响应信息的brp帧给波束追踪发起方；若波束追踪响应方确定不发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元的e-br-rok＝0，波束追踪响应方通过发送携带e-br-rok＝0的响应信息的brp帧给波束追踪发起方。
步骤1003、当需要进行波束追踪时，波束追踪发起方向波束追踪响应方发送波束追踪请求。
其中，波束追踪发起方在物理层帧的帧头中设置packettype＝trn-r，trn-len>0，以表示向波束追踪响应方进行波束追踪请求。
步骤1004、波束追踪响应方接收到波束追踪发起方发送的波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪发起方。
具体的，波束追踪响应方在发送的数据帧之后附加增强型波束追踪训练辅助序列，该序列包括当前波束链路的agc字段和trn字段、当前波束链路的临近波束链路的agc字段和trn字段、以及备份波束链路的stf字段和ce字段，并且该序列的最后stf字段和ce字段用备份波束链路的天线配置发送。
相应的，波束追踪发起方根据预先设置的天线配置接收波束追踪响应方发送的e-trn-r序列，即在当前波束链路方向的天线配置上接收当前波束链路的agc字段和trn字段、在当前波束链路的临近波束链路方向的天线配置上接收当前波束链路的临近波束链路的agc字段和trn字段、以及在备份波束链路方向的天线配置上接收备份波束链路的stf字段和ce字段。
其中，备份波束链路的增强型波束训练辅助字段为stf字段和ce字段用于在切换到备份波束链路之后，完成链路同步、agc、载波恢复等功能，以保证足够精度的信道估计结果。
步骤1005、波束追踪发起方认为需要进行切换到备份链路上时，发送在物理层帧的帧头中携带链路切换的信息给波束追踪响应方。
具体的，在物理层帧的帧头中的第22个比特位设置switchtobackupawv＝1，以表示在下一帧进行链路切换；那么，在下一帧时，波束追踪发起方和波束追踪响应方都将备份波束链路方向的天线配置作为下一帧进行通信的波束链路方向的天线配置，而原有的波束链路方向的天线配置作为下一帧时的备份波束链路的天线配置。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
实施例四、
本发明实施例提供了一种波束追踪的方法，采用上述图4所示的波束追踪信息单元，该波束追踪信息单元用于实现设置备份波束链路的天线配置和使能进行增强型波束追踪，同时，采用和实施例三中图10所示的在物理层帧的帧头中携带链路切换的信息，本实施例以波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列为例，对波束追踪的方法进行详细的描述，如图11所示，具体步骤包括：
步骤1101、波束追踪响应方在brp阶段发送携带增强型波束追踪信息的brp帧给波束追踪发起方。
其中，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，那么，波束追踪发起方在brp阶段发送包含增强型波束追踪单元的brp帧给波束追踪响应方。
具体的，所述增强型波束追踪信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中，所述增强型波束追踪信息包括设置增强型波束追踪信息单元中的backupawvsetting＝01，以表示按照peertx_sectorid和peertx_antennaid中的信息指定波束追踪发起方设置备份波束链路的天线权值矢量，并设置e-bt-trequest＝1，以表示使能波束追踪发起方发送增强型波束追踪辅助序列。
步骤1102、波束追踪发起方根据接收到的增强型波束追踪信息，发送携带响应信息的brp帧给波束追踪响应方。
其中，所述响应信息用于指示波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列；所述响应信息在mac层的增强型波束追踪信息单元中进行标识。
若波束追踪发起方确定可以发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元中的e-bt-tok＝1；若波束追踪发起方确定不发送增强型波束追踪训练辅助序列，则设置增强型波束追踪信息单元中的e-bt-tok＝0。
步骤1103、当需要进行波束追踪时，波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方。
其中，波束追踪发起方发送物理层帧的帧头中设置packettype＝trn-t，trn-len>0，以表示向波束追踪响应方进行波束追踪请求；增强型波束追踪训练辅助序列中包括当前波束链路、当前波束链路的临近波束链路、以及备份波束链路的增强型波束训练辅助字段。
具体的，当前波束链路的增强型波束训练辅助字段为agc字段和trn字段；当前波束链路的临近波束链路的增强型波束训练辅助字段为agc字段和trn字段；备份波束链路的增强型波束训练辅助字段为stf字段和ce字段。
其中，备份波束链路的增强型波束训练辅助字段为stf字段和ce字段用于在切换到备份波束链路之后，完成链路同步、agc、载波恢复等功能，以保证足够精度的信道估计结果。
步骤1104、波束追踪响应方根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，发送当前波束追踪测量得到的信道信息。
步骤1105、波束追踪发起方认为需要进行切换到备份链路上时，发送在物理层帧的帧头中携带链路切换的信息给波束追踪响应方。
具体的，在物理层帧的帧头中的第22个比特位设置switchtobackupawv＝1，以表示在下一帧进行链路切换；那么，在下一帧时，波束追踪发起方和波束追踪响应方都将备份波束链路方向的天线配置作为下一帧进行通信的波束链路方向的天线配置，而原有的波束链路方向的天线配置作为下一帧时的备份波束链路的天线配置。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
实施例五、
本发明实施例基于ieee802.11ad标准和信道模型，基于上述实施例一至实施例四所述的增强型波束追踪的方法进行仿真实现。
其中，在60ghz短距离通信中，当前通信链路被物体遮挡的时间-衰减如图12所示，横轴表示时间，单位为秒,纵轴表示衰减，单位为分贝(db)；图中amean表述平均最大衰减、td表述遮挡时延，tdecay表述链路增益下降时间，trise表述增益上升时间，且设备间通信的波束被遮挡过程的持续时间tdecay在100ms左右。
基于ieee802.11ad标准和信道模型、以及60ghz短距离通信波束链路被遮挡的衰减，假设存在两条波束链路：视距(lineofsight，简称los)链路和非视距(non-lineofsight，简称nlos)链路，两个站点(station，简称sta)：sta-a和sta-b，且sta-a和sta-b的los链路距离为4米，nlos链路距离为6米，los链路和nlos链路被遮挡的概率相等。收发端各有16根天线，噪声因数(noisefigure)为5db，实现损失为5db。每次遮挡的下降时间tdecay为93ms，遮挡时延td＝393ms，平均最大衰减amean＝20db。
根据上述假设，在链路每秒钟被遮挡概率为0.25的情况下，接收端接收信号的时间-信噪比(signal-to-noiseratio，snr)如图13所示。
图13(a)中，横轴表示时间，单位为秒(s)，纵轴表示信噪比，单位为分贝(db)，其中，a线条表示保持在los波束链路上的时间—信噪比图，b线条表示保持在nlos波束链路方向上的时间-信噪比图。图13(b)中，横轴表示时间，单位为秒(s)，纵轴表示信噪比，单位为分贝(db)，其中，直线加倒三角的线条表示本发明的增强型波束追踪，即为图13(b)中的推荐模式，直线加方框的线条表示原有的波束追踪，即为图13(b)中的原始模式。
从图13中可以看出，由于在发送a-ppdu帧的同时进行对被遮挡los链路的检测，及时从los链路切换到nlos链路，防止链路中断；同时，可以在los链路恢复后，快速发现并切换到los链路上来，因此，本发明提供的增强型波束追踪相比较于原有的波束追踪可以获得更高的链路增益，并且通信中断(snr<0db)的概率大大降低。
根据上述假设，以遮挡概率为变量，对本发明的增强型波束追踪和原有波束追踪进行了中断概率的仿真，如图14所示，横轴表示遮挡概率，时间为每秒，纵轴表示中断概率。
图14中b线条表示本发明的增强型波束追踪，即为图14中的推荐模式，a线条表示原有的波束追踪，即为图14中的原始模式。从图14中可以看出，在每秒钟遮挡概率小于0.15的情况下，本发明的增强型波束追踪的中断概率可以小于10-3，而原有波束追踪由于不具备抗遮挡的能力，因此，其性能会严重受到遮挡概率的影响。
根据上述假设，由于本发明的增强型波束追踪可以在los链路恢复后以很短的时间周期从nlos链路切换到los链路，因此本发明的增强型波束追踪的吞吐率比原有的波束追踪有很大的提升，如图15所示；横轴表示遮挡概率，单位是每秒，纵轴表示吞吐率，单位是每秒1000兆位(gbps)；b线条表示本发明的增强型波束追踪，即为图15中的推荐模式，a线条表示原有的波束追踪，即为图15中的原始模式。
本发明实施例提供的一种波束追踪的方法，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
本发明实施例提供了一种波束追踪的设备160，如图16所示，包括：
发送模块1601，用于向波束追踪响应方发送波束追踪请求；
接收模块1602，用于接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述发送模块1601还用于在根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果确定需要切换至备份波束链路时，向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述发送模块1601具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求。
具体的，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
其中，所述接收模块1602具体用于接收所述波束追踪响应方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送的当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、通过第一备份波束链路发送的第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
进一步的，所述发送模块1601在向波束追踪响应方发送波束追踪请求之前，还用于向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述接收模块1602还用于接收所述波束追踪响应方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
可选的，所述发送模块1601可以在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪响应方；或者，
或者可选的，所述发送模块1601还可以在波束细化协议brp阶段发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪响应方。
其中，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中。
进一步的，所述发送模块1601可以向所述波束追踪响应方发送在sls阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，所述发送模块可以向所述波束追踪响应方发送在brp阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧。
进一步的，所述接收模块1602接收所述波束追踪响应方发送的携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，所述接收模块接收所述波束追踪响应方发送的携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
进一步的，所述增强型波束追踪信息单元包括：elementid，用于表示本信息单元的id；length，用于表示本信息单元的长度；backupawvsetting，用于是否更新对方备份天线矢量设置；peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；peertx_antennaid，用于表示需备份的对方发送天线标识；e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
进一步的，所述发送模块1601还用于向所述波束追踪响应方发送发送在物理层帧的brp帧头中携带第一链路切换的信息给所述波束追踪响应方。
进一步的，所述增强型波束追踪信息单元还包括：switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份链路，并将当前链路的天线配置作为备份链路的天线配置；
那么，所述发送模块还用于向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或者ssw-feedback；或者，向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
进一步的，所述设备160还包括：确定模块1603和计算模块1604，如图17所示；
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路临近的可选波束链路时，
所述确定模块1603，用于确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
所述计算模块1604，用于在所述确定模块1603确定需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
进一步的，所述计算模块还用于，在所述确定模块确定不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
进一步的，所述确定模块1603包括：导频探测估计单元1605、计算衰减单元1606、以及确定单元1607，如图18所示；
所述导频探测估计单元1605，用于对所述当前波束链路、所述当前波束链路的临近可选波束链路以及所述第一备份波束链路分别进行导频探测估计，得到所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
所述计算衰减单元1606，用于根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述确定单元1607，用于根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
进一步的，所述计算模块1604具体用于根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
其中，所述导频探测估计单元1605得到的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果包括：当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角和最大接收信号能量、当前波束链路的接收信号能量、以及备份波束链路的接收信号能量。
所述计算衰减单元1606包括：第一计算子单元1608和第二计算子单元1609，如图19所示；
所述第一计算子单元1608，用于根据第一公式计算当前波束链路信号衰减；
所述第二计算子单元1609，用于根据所述第一计算子单元计算得到的当前波束链路信号衰减，利用第二公式计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述第一公式为：
其中，scurr(t)表示当前波束链路信号功率衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减，poptimal表示最优波束链路接收信号能量，pmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量，pcurr表示当前波束链路的信号能量；
所述第二公式为：
其中，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，scurr(t)表示当前波束链路信号衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减。
其中，所述确定单元1607具体用于，若sr(t)＞γr，确定天线发生旋转，且设置标志位fr＝1，否则fr＝0；若sb(t)＞γb或者pcurr_alter＞pmax_power，确定下一帧需要切换到备份波束链路，且设置标志位fswitch＝1，否则fswitch＝0；
其中，γr表示天线旋转导致信号功率衰减门限，γb表示链路被遮挡导致信号功率衰减门限，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，fswitch表示是否切换到第二备份链路的标识，γr表示天线是否发生旋转的标识。
所述计算模块1604具体用于根据第三公式计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角；
所述第三公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量的波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标志标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
所述计算模块1604具体还用于在确定单元确定不需要切换到备份波束链路的情况下，根据第四公式计算下一帧的波束链路方位角；
所述第四公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
本发明提供了一种波束追踪的设备200，如图20所示，包括：
接收模块2001，用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求；
发送模块2002，用于根据接收到波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪发起方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述接收模块2001还用于接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述接收模块2001具体用于若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求。
具体的，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
其中，所述发送模块2002具体用于，通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方。
进一步的，所述接收模块2001还用于，在接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求之前，接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述发送模块2002还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追发起方；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
可选的，所述接收模块2001可以接收所述波束追踪发起方在扇区级扫描sls阶段发送的增强型波束追踪信息。
或者可选的，所述接收模块2001可以接收所述波束追踪发起方在波束细化协议brp阶段发送的增强型波束追踪信息。
具体的，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中；
进一步的，所述接收模块2001还用于接收所述波束追踪发起方发送的在sls阶段包含所述增强型波束追踪信息的ssw帧或ssw-feedback；或者，接收所述波束追踪发起方在bro阶段发送的包含所述增强型波束追踪信息的波束细化协议brp帧；
进一步的，所述发送模块2002还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，根据接收到的增强型波束追踪信息，发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧给所述波束追发起方。
具体的，所述增强型波束追踪信息单元包括：elementid，用于表示本信息单元的id；length，用于表示本信息单元的长度；backupawvsetting，用于是否更新对方备份天线矢量设置；peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；peertx_antennaid，用于表示是否需备份的对方发送天线标识；e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
进一步的，所述增强型波束追踪信息单元还包括：switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份波束链路，并将当前波束链路的天线配置作为下一帧备份波束链路的天线配置。
本发明提供了一种波束追踪的设备210，如图21所示，包括：
发送模块2101，用于发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
接收模块2102，用于接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
所述发送模块2101还用于根据接收到的所述波束追踪响应方发送的当前波束追踪测量得到的波束链路信息，确定需要切换至备份链路时，向所述波束响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述发送模块2101具体用于若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方。
具体的，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
其中，所述发送模块2101具体用于通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方。
进一步的，所述接收模块2102还用于在发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方之前，接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述发送模块2101还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追踪响应方；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
可选的，所述接收模块2102具体用于接收所述波束追踪响应方在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息；
或者可选的，所述接收模块2102具体用于接收所述波束追踪响应方在brp阶段发送增强型波束追踪信息。
其中，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中。
进一步的，所述接收模块2102还用于接收所述波束追踪响应方在sls阶段发送的包含所述增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，接收所述波束追踪响应方在brp阶段发送包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧；
进一步的，所述发送模块2101还用于向所述波束追踪响应方发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，向所述波束追踪响应方发送携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
具体的，所述增强型波束追踪信息单元包括：elementid，用于表示本信息单元的id；length，用于表示本信息单元的长度；backupawvsetting，用于是否更新对方备份天线矢量设置；peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；peertx_antennaid，用于表示需备份的对方发送天线标识；e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
进一步的，所述发送模块2101还用于发送在物理层帧的帧头中携带的第一链路切换信息给所述波束追踪响应方。
进一步的，所述增强型波束追踪信息单元还包括：switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份链路，并将当前链路的天线配置作为备份链路的天线配置；
进一步的，所述发送模块2101还用于向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或者ssw-feedback；或者，向所述波束追踪响应方发送携带第一链路切换信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
进一步的，所述设备210还包括：确定模块2103和计算模块2104，如图22所示；
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、以及最优链路的临近波束链路时，
所述确定模块2103，用于确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；
所述计算模块2104，用于在所述确定模块确定需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
进一步的，所述计算模块2104还用于在所述确定模块确定不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
进一步的，所述确定模块2103包括：计算衰减单元2105和确定单元2106，如图23所示；
所述计算衰减单元2105，用于根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述确定单元2106，用于根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
进一步的，所述计算模块2104具体用于根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
其中，所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果包括：当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束方位角和最大接收信号能量、当前波束链路的接收信号能量、以及备份波束链路的接收信号能量。
进一步的，所述计算衰减单元2105包括：第一计算子单元2107和第二计算子单元2108，如图24所示；
其中，所述第一计算子单元2107，用于根据第一公式计算当前波束链路信号衰减；
所述第二计算子单元2108，用于根据所述第一计算子单元计算得到的当前波束链路信号衰减，利用第二公式计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；
所述第一公式为：
其中，scurr(t)表示当前波束链路信号功率衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减，poptimal表示最优波束链路接收信号能量，pmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量，pcurr表示当前波束链路的信号能量；
所述第二公式为：
其中，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，scurr(t)表示当前波束链路信号衰减，smax_power(t)表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收信号能量与最优波束链路接收信号能量的衰减。
进一步的，所述确定单元2106具体用于，若sr(t)＞γr，确定天线发生旋转，且设置标志位fr＝1，否则为fr＝0；若sb(t)＞γb或者pcurr_alter＞pmax_power，确定下一帧需要切换到备份波束链路，且设置标志位fswitch＝1，否则fswitch＝0；
其中，γr表示天线旋转导致信号功率衰减门限，γb表示链路被遮挡导致信号功率衰减门限，sr(t)表示天线旋转导致的信号功率衰减，sb(t)表示链路被遮挡导致的信号功率衰减，fswitch表示是否切换到第二备份链路的标识，γr表示天线是否发生旋转的标识。
进一步的，所述计算模块2104具体用于根据第三公式计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角；
所述第三公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量的波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标志标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
进一步的，所述计算模块2104具体还用于在所述确定单元确定不需要切换到备份波束链路的情况下，根据第四公式计算下一帧的波束链路方位角；
所述第四公式为：
其中，θnext表示下一帧切换到的第二备份波束链路方位角，θnext_alter表示备份波束链路方位角，θcurr表示最优波束链路方位角、θalter表示第一备份波束链路方位角，θmax_power表示当前波束链路的临近可选波束链路中最大接收能量波束链路方位角，fswitch表示是否切换到备份波束链路的标识，fr表示天线是否发生旋转的标识。
本发明提供了一种波束追踪的设备250，如图25所示，包括：
接收模块2501，用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
发送模块2502，用于根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，发送增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果给所述波束追踪发起方；
所述接收模块2501还用于接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
具体的，所述接收模块2501具体用于若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列。
其中，所述当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的自动增益控制agc字段和训练序列trn字段；
所述当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：当前波束链路的临近可选波束链路的agc字段和trn字段；
所述第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元包括：第一备份波束链路的短训练序列stf字段和信道估计ce字段。
其中，所述接收模块2501具体用于，接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
进一步的，所述发送模块2502还用于向所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述接收模块2501还用于接收所述波束追踪发起方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
可选的，所述发送模块2502可以在扇区级扫描sls阶段发送增强型波束追踪信息向所述波束追踪发起方。
或者可选的，所述发送模块2502可以在波束细化协议brp阶段发送增强型波束追踪信息给所述波束追踪发起方。
具体的，所述增强型波束追踪信息在媒体接入控制mac层的增强型波束追踪信息单元中。
进一步的，所述发送模块2502还用于向所述波束追踪发起方发送在在sls阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，向所述波束追踪发起方发送在brp阶段包含所述增强型波束追踪信息单元的波束细化协议brp帧；
进一步的，所述接收模块2501还用于接收所述波束追踪发起方发送的携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的ssw帧或ssw-feedback；或者，接收所述波束追踪发起方发送的携带响应信息的增强型波束追踪信息单元的brp帧。
其中，所述增强型波束追踪信息单元包括：elementid，用于表示本信息单元的id；length，用于表示本信息单元的长度；ackupawvsetting，用于是否更新对方备份波束链路天线矢量设置；peertx_sectorid，用于表示是否需备份的对方发送扇区标识；peertx_antennaid，用于表示是否需备份的对方发送天线标识；e-bt-rrequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式接收训练辅助序列；e-br-rok，用于表示自身是否接收增强型波束追踪模式训练辅助序列；e-bt-trequest，用于表示是否请求对方按照增强型波束追踪模式发送训练辅助序列；e-br-tok，用于表示自身是否发送增强型波束追踪模式训练辅助序列。
进一步的，所述增强型波束追踪信息单元还包括：切换到备份链路的标识switchtobackupawv，用于表示是否在下一帧切换到备份链路，并将当前链路的天线配置作为备份链路的天线配置。
本发明提供了一种波束追踪的系统，包括：上述的波束追踪设备160、以及上述的波束追踪设备200；或者，上述的波束追踪设备210、以及上述的波束追踪设备250。
本发明实施例提供的一种波束追踪的设备和系统，通过在波束追踪的过程中，检测当前链路的临近波束链路的同时，对预先设置的备份波束链路进行检测，当备份波束链路可以获得更佳的通信质量时，在物理层帧的帧头部或者mac帧中携带切换到备份链路的信息，以使得及时从最优波束链路切换到备份链路，防止链路中断，提高系统链路的吞吐量；同时在非最优链路上进行通信时，可以以很小的代价来检测最优链路是否恢复，当最优链路已恢复时，从非最优链路及时切换到最优链路，这样也可以有效提高系统链路吞吐率。
本发明提供了一种波束追踪的设备260，如图26所示，包括：发送器2601、接收器2602、存储器2603、以及处理器2604；
所述发送器2601，用于向波束追踪响应方发送波束追踪请求；
所述接收器2602，用于接收所述波束追踪响应方根据所述增强型波束追踪请求发送的增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述发送器2601还用于在根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果确定需要切换至备份波束链路时，向所述波束追踪响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述发送器2601具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则向所述波束追踪响应方发送波束追踪请求。
所述接收器2602具体用于，接收所述波束追踪响应方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送的当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、通过第一备份波束链路发送的第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
进一步的，所述发送器2601还用于，在向波束追踪响应方发送波束追踪请求之前，向所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述接收器2602还用于，接收所述波束追踪响应方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
所述存储器2603用于存储波束追踪的检测算法；
所述处理器2604用于调用存储器2603存储的检测单元，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、或最优链路临近的可选波束链路时，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；在所述确定需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
进一步的，所述处理器2604还用于在确定不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
进一步的，所述处理器2604还用于对所述当前波束链路、所述当前波束链路的临近可选波束链路以及所述第一备份波束链路分别进行导频探测估计，得到所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
进一步的，所述处理器2604还用于根据确定单元中所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果，以及最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
本发明提供了一种波束追踪的设备270，如图27所示，包括：接收器2701和发送器2702；
其中，所述接收器2701用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求；
所述发送器2702用于根据接收到波束追踪请求，发送增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪发起方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述接收器2701还用于接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述接收器2701具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则接收所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求。
其中，所述发送器2702具体用于，通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪发起方。
进一步的，所述接收器2701还用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求之前，接收所述波束追踪发起方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪响应方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述发送器2702还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追发起方；所述响应信息用于指示所述波束追踪响应方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
本发明提供了一种波束追踪的设备280，如图28所示，包括：接收器2801、发送器2802、存储器2803、以及处理器2804；
其中，所述发送器2801，用于发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给波束追踪响应方；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述接收器2802，用于接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果；
所述发送器2801还用于根据接收到的所述波束追踪响应方发送的当前波束追踪测量得到的波束链路信息，确定需要切换至备份链路时，向所述波束响应方发送第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述发送器2801具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列给所述波束追踪响应方。
其中，所述发送器2801还具体用于，通过当前波束链路发送当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方、通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元给所述波束追踪响应方。
进一步的，所述接收器2802还用于，接收所述波束追踪响应方发送的增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述发送器2801还用于根据接收到的增强型波束追踪信息，发送响应信息给所述波束追踪响应方；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
所述存储器2803用于存储波束追踪的检测算法；
所述处理器2804用于调用存储器存储的检测单元，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路、以及最优链路的临近波束链路时，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路；在所述确定模块确定需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
进一步的，所述处理器2804还用于在不需要切换到备份波束链路的情况下，计算下一帧的波束链路方位角。
其中，所述处理器2804具体用于根据所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果、以及最优链路接收信号能量，计算天线旋转导致的信号功率衰减和链路被遮挡导致的信号功率衰减；根据所述天线旋转导致的信号功率衰减和旋转衰减门限确定天线是否发生旋转，并根据所述链路被遮挡导致的信号功率衰减和遮挡门限，确定下一帧是否需要切换到备份波束链路。
所述处理器2804还具体用于根据所述天线是否发生旋转的确定结果、所述下一帧是否需要切换到备份波束链路的确定结果、最优波束链路方位角、备份波束链路方位角、以及所述增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果计算下一帧需要切换到的第二备份波束链路方位角、以及第二备份波束链路作为当前链路时的备份波束链路方位角。
本发明提供了一种波束追踪的设备290，如图29所示，包括：接收器2901和发送器2902；
所述接收器2901，用于接收波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；所述增强型波束追踪训练辅助序列包括：当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元以及第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元；
所述发送器2902，用于根据接收到的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列，发送增强型波束追踪训练辅助序列的接收检测结果给所述波束追踪发起方；
所述接收器2901还用于接收所述波束追踪发起方发送的第一链路切换信息；所述第一链路切换信息用于指示所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方切换到第二备份波束链路。
其中，所述接收器2901具体用于，若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的最优链路，且所述波束追踪发起方检测到所述当前波束链路的信号衰减超过预设门限时，则接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列；或者，
若所述波束追踪发起方与所述波束追踪响应方进行通信的当前波束链路为波束赋形后的次优链路，且所述波束追踪发起方检测到波束赋形后的最优链路已恢复，则接收所述波束追踪发起方发送波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列。
进一步的，所述接收器2901还具体用于接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路发送的当前波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过当前波束链路的临近可选波束链路发送当前波束链路的临近可选波束链路的波束追踪训练辅助序列单元、接收所述波束追踪发起方通过第一备份波束链路发送第一备份波束链路的波束追踪训练辅助序列单元。
进一步的，所述发送器2902还用于在接收器接收到所述波束追踪发起方发送的波束追踪请求、以及增强型波束追踪训练辅助序列之前，向所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪信息；所述增强型波束追踪信息包括：第一备份波束链路的信息以及请求所述波束追踪发起方发送增强型波束追踪训练辅助序列的标识；
所述接收器2901还用于接收所述波束追踪发起方发送的响应信息；所述响应信息用于指示所述波束追踪发起方是否发送增强型波束追踪训练辅助序列。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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