无线局域网中的功率控制方法及相关装置与流程

1.本技术涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线局域网中的功率控制方法及相关装置。


背景技术：

2.无线局域网(wireless local area networks，wlan)发展至今已历经多代，包括802.11a/b/g、802.11n、802.11ac、802.11ax以及现在正在讨论中的802.11be等。其中，802.11a/b/g只支持单空间流传输，不支持多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)传输。802.11n最多支持4个空时流的mimo传输，并且每个空时流可以采用不同的调制编码策略(modulation and coding scheme，mcs)，以适应不同空时流的信噪比(signal to noise ratio，snr)。而802.11ac和802.11ax，最多支持8个空时流，其没有考虑不同的空间流采用不同的mcs。其中，空时流(space-time streams)同时考虑了不同的空间流(spatial stream)和时间维度上的空时块编码(space-time block coding，stbc)。当发送端没有采用stbc时，空时流数等于空间流数。因为802.11be标准(又称极高吞吐率(extremely high throughput，eht)标准)不考虑stbc，所以802.11be标准关注空间流，其最多支持16个空间流。
3.在调制与编码方面，各代标准考虑的调制阶数也逐渐增加。802.11ac最高考虑到256阶的正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，qam)，802.11ax增加到1024阶qam。802.11be进一步考虑采用4096阶qam。更高阶的qam调制可以支持更高的数据速率，但对信噪比也有着更高的要求。
4.因此，如何支持更高空间流数下更高阶的调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种无线局域网中的功率控制方法及相关装置，可以支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，从而提高系统吞吐率。
6.下面从不同的方面介绍本技术，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。
7.第一方面，本技术提供一种无线局域网中的功率控制方法，该方法包括：波束成形生成器采用多个空间流发送空数据分组(null data packet，ndp)；波束成形生成器接收波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的接收信号强度指示(received signal strength indicator，rssi)确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的信噪比(signal to noise ratio，snr)确定，该第一参数用于功率控制。
8.可选的，波束成形生成器接收到波束成形报告之后，该方法还包括：波束成形生成器根据该第一参数确定该多个空间流的功率控制参数，并使用该功率控制参数发送数据信
号。
9.本方案在波束成形报告中反馈第一参数，以使波束成形生成器基于波束成形报告中的反馈确定各个空间流的功率控制参数，并利用该功率控制参数调整后续发送数据时各个空间流的发送功率(或对后续发送的数据进行功率控制)，以支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。
10.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，波束成形生成器发送ndp之前，该方法还包括：波束成形生成器发送空数据分组声明(null data packet announcement，ndpa)帧，该ndpa帧中包括指示信息，该指示信息用于指示(波束成形接收器)是否反馈第一参数。
11.本方案通过在ndpa帧中指示波束成形接收器是否需要反馈第一参数，既可以指定波束成形接收器进行普通的信道探测，反馈普通的波束成形报告，即该波束成形报告不携带该第一参数；也可以指定波束成形接收器进行特殊的信道探测，反馈本方案中包括第一参数的波束成形报告；使得信道探测过程更为灵活。此外，在ndpa帧中携带指示信息，指示是否反馈第一参数，可以让波束成形接收器更早确定是否需要去获取第一参数，在后续接收到ndp后可以直接去获取第一参数。
12.第二方面，本技术提供一种无线局域网中的功率控制方法，该方法包括：波束成形接收器接收ndp；波束成形接收器发送波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
13.应理解，波束成形接收器发送波束成形报告之前，波束成形接收器获取第一参数，其获取第一参数的方式可以是：根据波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定第一参数；或者，根据波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定第一参数。
14.可选的，波束成形接收器发送波束成形报告之后，该方法还包括：波束成形接收器接收波束成形生成器使用功率控制参数发送的数据信号，该功率控制参数基于该第一参数确定。
15.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，波束成形接收器接收ndp之前，该方法还包括：波束成形接收器接收ndpa帧，该ndpa帧中包括指示信息，该指示信息用于指示(波束成形接收器)是否反馈第一参数。
16.第三方面，本技术提供一种通信装置，该通信装置可以为波束成形生成器或波束成形生成器中的芯片，比如wi-fi芯片。该通信装置包括：收发单元，用于发送ndp；该收发单元，还用于接收波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
17.可选的，该通信装置还包括处理单元。该处理单元，用于根据该第一参数确定该多个空间流的功率控制参数；上述收发单元，还用于使用该功率控制参数发送数据信号。
18.结合第三方面，在一种可能的实现方式中，上述收发单元，还用于发送ndpa帧，该ndpa帧中包括指示信息，该指示信息用于指示(波束成形接收器)是否反馈第一参数。
19.第四方面，本技术提供一种通信装置，该通信装置可以为波束成形接收器或波束成形接收器中的芯片，比如wi-fi芯片。该通信装置包括：收发单元，用于接收ndp；该收发单元，还用于发送波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于该波束成
形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
20.应理解，该通信装置还可以包括处理单元，用于获取第一参数；该处理单元具体用于：根据波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定第一参数；或者，根据波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定第一参数。
21.可选的，上述收发单元，还用于接收波束成形生成器使用功率控制参数发送的数据信号，该功率控制参数基于该第一参数确定。
22.结合第四方面，在一种可能的实现方式中，上述收发单元，还用于接收ndpa帧，该ndpa帧中包括指示信息，该指示信息用于指示(波束成形接收器)是否反馈第一参数。
23.上述任一方面的一种实现方式中，上述第一参数包括多个空间流的功率控制参数，该功率控制参数基于第一rssi、第一rssi阈值以及第一天线索引生成。该第一rssi为波束成形接收器接收上述ndp时多个接收天线上最大的rssi，该第一天线索引为该第一rssi对应的接收天线的索引，该第一rssi阈值为该第一rssi对应的接收天线的rssi阈值。其中，rssi阈值基于接收天线的低噪放特性确定。
24.可选的，上述多个空间流中第i个空间流的功率控制参数为：
25.pci＝f(rssi
j-rssixj)；
26.其中，pci表示第i个空间流的功率控制参数，i的取值为区间[1,n]，n为波束成形生成器发送ndp时采用的空间流数；f()表示第j个接收天线到空间流的映射函数，rssij表示第j个接收天线上的rssi，j为波束成形接收器接收ndp时rssi最大的接收天线的索引，rssixj表示第j个接收天线上的rssi阈值。f()基于第j个接收天线上的信道状态信息确定，信道状态信息基于ndp中的长训练序列确定。
[0027]
本方案提供一种通过接收天线的rssi计算空间流的功率控制参数的方法，并在波束成形报告中反馈多个空间流的功率控制参数，从而帮助波束成形生成器调整各个空间流的功率，在不影响信道较好的空间流的snr的情况下，提高原来snr较差(这里指信道探测阶段信噪比较差)的空间流上的信噪比，进而支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。
[0028]
上述任一方面的一种实现方式中，上述第一参数包括多个空间流的功率控制参数，该多个空间流中第i个空间流的功率控制参数基于波束成形接收器接收该ndp时第i个空间流的snr、和波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr中最小的snr，以及预设值确定。
[0029]
可选的，第i个空间流的功率控制参数满足以下条件：
[0030]
snr
i-pci≤snr
min
+预设值；
[0031]
其中，snri表示波束成形接收器接收ndp时第i个空间流的snr，i的取值为区间[1,n]，n为波束成形生成器发送ndp时采用的空间流数，pci表示第i个空间流的功率控制参数，snr
min
表示波束成形接收器接收ndp时多个空间流的snr中最小的snr。预设值是基于实现选取的一个常数值，比如5db。
[0032]
本方案提供一种通过空间流的snr计算空间流的功率控制参数的方法，并在波束成形报告中反馈多个空间流的功率控制参数，从而帮助波束成形生成器调整各个空间流的功率，在不影响信道较好的空间流的snr的情况下，提高原来snr较差(这里指信道探测阶段
信噪比较差)的空间流上的信噪比，进而支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。此外，由于原有的波束成形报告中包括压缩波束成形报告字段，该字段中包含每个空间流的平均snr，所以，本方案可以不增加波束成形接收器的额外测量操作，节省功耗。
[0033]
上述任一方面的一种实现方式中，上述第一参数包括第一rssi和第一接收天线索引，该第一rssi为波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上最大的rssi，该第一接收天线索引为第一rssi对应的接收天线的索引。
[0034]
可选的，上述第一参数还包括第一rssi阈值，该第一rssi阈值为该第一接收天线索引对应的rssi阈值。
[0035]
本方案通过在波束成形报告中反馈用于计算功率控制参数的rssi以及相应的射频参数(比如不同接收天线的rssi阈值)，以使波束成形生成器基于该反馈，计算各个空间流的功率调整参数，并调整各个空间流的发送功率，以适当降低波束成形接收器的接收天线上的rssi。在不影响信道质量较好的空间流的snr的情况下，整体降低发送总功率。这样在接收端(即波束成形接收器)，可以通过功率放大器集体放大所有空间流的功率，从而提升信道质量较差的空间流的snr。
[0036]
上述任一方面的一种实现方式中，上述ndp中包括指示信息，用于指示是否反馈第一参数。本方案通过在ndp中指示是否需要反馈第一参数，使得波束成形接收器的信道探测过程更为灵活多样。
[0037]
第五方面，本技术提供一种通信装置，具体为第一方面中的波束成形生成器，包括处理器和收发器。该处理器用于生成ndp；该收发器，用于发送ndp；该收发器还用于接收波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0038]
可选的，该处理器用于根据该第一参数确定该多个空间流的功率控制参数；该收发器还用于使用该功率控制参数发送数据信号。
[0039]
第六方面，本技术提供一种通信装置，具体为第二方面中的波束成形接收器，包括处理器和收发器。该收发器，用于接收ndp；该处理器用于生成波束成形报告；该收发器还用于发送波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0040]
可选的，该处理器，还用于接收波束成形生成器使用功率控制参数发送的数据信号，该功率控制参数基于该第一参数确定。
[0041]
第七方面，本技术提供一种装置，该装置以芯片的产品形态实现，包括输入输出接口和处理电路。该装置为上述第一方面的波束成形生成器中的芯片。该处理电路，用于生成ndp；该输入输出接口用于输出该ndp并通过射频电路进行处理后，经过天线发送该ndp；该输入输出接口，还用于输入通过天线和射频电路接收的波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0042]
第八方面，本技术提供另一种装置，该装置以芯片的产品形态实现，包括输入输出接口和处理电路。该装置为上述第二方面的波束成形接收器中的芯片。该输入输出接口，还用于输入通过天线和射频电路接收的ndp；该处理电路，用于生成波束成形报告；该输入输出接口还用于输出该波束成形报告并通过射频电路进行处理后，经过天线发送波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0043]
第九方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，当该程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面、或上述第二方面所述的无线局域网中的功率控制方法。
[0044]
第十方面，本技术提供一种包含程序指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面、或上述第二方面所述的无线局域网中的功率控制方法。
[0045]
实施本技术实施例，可以支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，从而提高系统吞吐率。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0047]
图1是本技术实施例提供的无线通信系统的架构示意图；
[0048]
图2a是本技术实施例提供的接入点的结构示意图；
[0049]
图2b是本技术实施例提供的站点的结构示意图；
[0050]
图3是本技术实施例提供的接收天线上rssi与snr的关系示意图；
[0051]
图4是本技术实施例提供的无线局域网中的功率控制方法的一示意流程图；
[0052]
图5a是本技术实施例提供的单用户信道状态信息反馈的时序示意图；
[0053]
图5b是本技术实施例提供的多用户信道状态信息反馈的时序示意图；
[0054]
图6是本技术实施例提供的无线局域网中的功率控制方法的另一示意流程图；
[0055]
图7是本技术实施例提供的通信装置1的结构示意图；
[0056]
图8是本技术实施例提供的通信装置2的结构示意图；
[0057]
图9是本技术实施例提供的通信装置1000的结构示意图。
具体实施方式
[0058]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0059]
为便于理解本技术实施例的提供方法，下面将对本技术实施例提供的方法的系统架构进行说明。可理解的，本技术实施例描述的系统架构是为了更加清楚的说明本技术实施例的技术方案，并不构成对于本技术实施例提供的技术方案的限定。
[0060]
本技术实施例提供一种无线局域网中的功率控制方法，可以在波束成形报告中反馈各个空间流的功率控制参数，或者反馈用于计算功率控制参数的接收信号强度指示(received signal strength indicator，rssi)以及相应的射频参数(比如不同接收天线
的rssi阈值)，以使波束成形生成器基于波束成形报告中的反馈，调整后续发送数据时各个空间流的发送功率(或对后续发送的数据进行功率控制)，从而在不影响信道较好的空间流的snr的情况下，提高原来snr较差(这里指信道探测阶段信噪比较差)的空间流上的信噪比，进而支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。该无线局域网中的功率控制方法可以应用于无线通信系统中，比如无线局域网系统中，该无线局域网中的功率控制方法可以由无线通信系统中的通信设备或通信设备中的芯片或处理器实现。该通信设备可以是接入点设备或站点设备；该通信设备还可以是一种支持多条链路并行传输的无线通信设备，例如，该通信设备可以称为多链路设备(multi-link device，mld)或多频段设备。相比于仅支持单条链路传输的通信设备来说，多链路设备具有更高的传输效率和更大的吞吐率。
[0061]
本技术实施例提供的无线局域网中的功率控制方法，ap与一个或多个sta通信的场景中，还可以应用于ap与ap的通信场景，也同样适用于sta与sta的通信场景。参见图1，图1是本技术实施例提供的无线通信系统的架构示意图。如图1所示，该无线通信系统可以包括一个或多个ap(如图1中的ap1或ap2)和一个或多个sta(如图1中的sta1、sta2或sta3)。其中，ap和sta支持wlan通信协议，该通信协议可以包括ieee 802.11be(或称为wi-fi 7，eht协议)，还可以包括ieee 802.11ax，ieee 802.11ac等协议。当然，随着通信技术的不断演进和发展，该通信协议还可以包括ieee 802.11be的下一代协议等。以wlan为例，实现本技术方法的装置可以是wlan中的ap或sta，或者是，安装在ap或sta中的芯片或处理系统。
[0062]
接入点(例如图1中的ap1或ap2)是一种具有无线通信功能的装置，支持采用wlan协议进行通信，具有与wlan网络中其他设备(比如站点或其他接入点)通信的功能，当然，还可以具有与其他设备通信的功能。在wlan系统中，接入点可以称为接入点站点(ap sta)。该具有无线通信功能的装置可以为一个整机的设备，还可以是安装在整机设备中的芯片或处理系统等，安装这些芯片或处理系统的设备可以在芯片或处理系统的控制下，实现本技术实施例的方法和功能。本技术实施例中的ap是为sta提供服务的装置，可以支持802.11系列协议。例如，ap可以为通信服务器、路由器、交换机、网桥等通信实体；ap可以包括各种形式的宏基站，微基站，中继站等，当然ap还可以为这些各种形式的设备中的芯片和处理系统，从而实现本技术实施例的方法和功能。
[0063]
站点(例如图1中的sta1、sta2或sta3)是一种具有无线通信功能的装置，支持采用wlan协议进行通信，具有与wlan网络中的其他站点或接入点通信的能力。在wlan系统中，站点可以称为非接入点站点(non-access point station,non-ap sta)。例如，sta是允许用户与ap通信进而与wlan通信的任何用户通信设备，该具有无线通信功能的装置可以为一个整机的设备，还可以是安装在整机设备中的芯片或处理系统等，安装这些芯片或处理系统的设备可以在芯片或处理系统的控制下，实现本技术实施例的方法和功能。例如，sta可以为平板电脑、桌面型、膝上型、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、手持计算机、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、手机等可以联网的用户设备，或物联网中的物联网节点，或车联网中的车载通信装置或，娱乐设备，游戏设备或系统，全球定位系统设备等，sta还可以为上述这些终端中的芯片和处理系统。
[0064]
wlan系统可以提供高速率低时延的传输，随着wlan应用场景的不断演进，wlan系
统将会应用于更多场景或产业中，比如，应用于物联网产业，应用于车联网产业或应用于银行业，应用于企业办公，体育场馆展馆，音乐厅，酒店客房，宿舍，病房，教室，商超，广场，街道，生成车间和仓储等。当然，支持wlan通信的设备(比如接入点或站点)可以是智慧城市中的传感器节点(比如，智能水表，智能电表，智能空气检测节点)，智慧家居中的智能设备(比如智能摄像头，投影仪，显示屏，电视机，音响，电冰箱，洗衣机等)，物联网中的节点，娱乐终端(比如ar，vr等可穿戴设备)，智能办公中的智能设备(比如，打印机，投影仪，扩音器，音响等)，车联网中的车联网设备，日常生活场景中的基础设施(比如自动售货机，商超的自助导航台，自助收银设备，自助点餐机等)，以及大型体育以及音乐场馆的设备等。本技术实施例中对于sta和ap的具体形式不做限制，在此仅是示例性说明。
[0065]
802.11标准关注物理(physical layer，phy)层和媒体接入控制(media access control，mac)层部分。一个示例中，参见图2a，图2a是本技术实施例提供的接入点的结构示意图。其中，ap可以是多天线/多射频的，也可以是单天线/单射频的，该天线/射频用于发送/接收数据分组。一种实现中，ap的天线或射频部分可以与ap的主体部分分离，呈拉远布局的结构。图2a中，ap可以包括物理层处理电路和媒体接入控制处理电路，物理层处理电路可以用于处理物理层信号，mac层处理电路可以用于处理mac层信号。另一个示例中，参见图2b，图2b是本技术实施例提供的站点的结构示意图。图2b示出了单个天线/射频的sta结构示意图，实际场景中，sta也可以是多天线/多射频的，并且可以是两个以上天线的设备，该天线/射频用于发送/接收数据分组。一种实现中，sta的天线或射频部分可以与sta的主体部分分离，呈拉远布局的结构。图2b中，sta可以包括phy处理电路和mac处理电路，物理层处理电路可以用于处理物理层信号，mac层处理电路可以用于处理mac层信号。
[0066]
由于802.11be最多支持16个空间流，并考虑采用4096阶qam，而更高阶的qam调制对信噪比的要求也更高，所以如何在802.11be中支持更高空间流数下更高阶的调制方式，以实现空间流数和调制阶数的“双高”，成为了亟待解决的问题。
[0067]
一种实现方式中，可以通过波束成形技术来提高所有空间流中部分空间流的输出snr。具体地，发送端(即波束成形生成器)基于接收端(即波束成形接收器)获取到的收发两端的信道状态信息，生成相应的波束成形转向矩阵(beamforming steering matrix)q，再将q乘在星座点映射输出的向量上。其中，q矩阵可以是基于信道探测(sounding)过程中反馈的波束成形报告(波束成形报告中包括压缩波束成形反馈矩阵v，矩阵v是对收发两端的信道状态信息进行奇异值分解后获得)生成的q矩阵。q矩阵通过对星座点映射输出的向量进行幅度和相位的调整，使得接收端(即波束成形接收器)的等效snr更高，可以有效减轻信道选择性衰落。
[0068]
虽然波束成形能够有效提升所有空间流中部分空间流的输出snr，但是会造成少部分空间流的信噪比变差，使得这少部分空间流的信噪比成为瓶颈。另外，为了提高qam阶数(更高阶的qam调制可以支持更高的数据速率)，通常是通过降低空间流数的方法来实现，比如，发送端和接收端均有4根天线(此种情况下，最多可发4个空间流，这是因为发送端支持的空间流数等于发送端天线数量与接收端天线数量的最小值)，可以只发3个空间流，不在信噪比差的空间流上发送数据。因此，发送端(即波束成形生成器)无法在所有空间流上都采用较高阶的qam，也无法实现空间流数和qam阶数的“双高”。
[0069]
本技术实施例提供一种无线局域网中的功率控制方法，波束成形接收器在波束成
形报告中反馈各个空间流的功率控制参数，或者反馈用于计算功率控制参数的参数，以使波束成形生成器获得各个空间流的功率控制参数之后，调整后续发送数据时各个空间流的发送功率(或对后续发送的数据进行功率控制)，从而在不影响信道较好的空间流的snr的情况下，提高原来snr较差(这里指信道探测阶段信噪比较差)的空间流上的信噪比，进而支持更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。
[0070]
在介绍本技术提供的技术方案之前，先介绍本技术中波束成形接收器(beamformee)的接收天线的一个特性：低噪放(low noise amplifier，lna)特性。参见图3，图3是本技术实施例提供的接收天线上rssi与snr的关系示意图。图3中，横轴表示某个接收天线上的rssi，纵轴表示snr。从图3可以看出，从左到右，在第一条竖线的左边(即第一条竖线所对应的rssi之前，图3中大概是rssi小于-48db)，snr和rssi是呈线性关系，且正相关同步增长。但在该第一条竖线右边，即使该接收天线的rssi进一步增大，snr也不会线性增加，而是呈现一个平台(floor)。这说明，在该第一条竖线右边(图3中rssi大概大于-48db时)，增大rssi不能使snr变好，也就是说，这种情况下，再增大rssi也不会提高接收天线的性能。
[0071]
所以，基于接收天线的低噪放特性，本技术提供一种无线局域网中的功率控制方法，可以针对rssi较大的接收天线，尤其是rssi大于该第一条竖线与横轴的交点所示值(本技术实施例中将这个交点所示值称为这个接收天线的rssi阈值，图3中大概是-48db)的接收天线，通过波束成形接收器(beamformee)的反馈，波束成形生成器(beamformer)基于这个反馈对空间流进行功率控制，以适当降低波束成形接收器(beamformee)的接收天线上的rssi(比如将图3中从左到右第二条竖线移动到第一条竖线处，即大概将rssi从-34db减小到-48db)。应理解，波束成形接收器的每个接收天线都有自己的rssi阈值。也就是，在不影响信道质量较好的空间流的snr的情况下，整体降低发送总功率。这样在接收端(即波束成形接收器)，可以通过功率放大器集体放大所有空间流的功率，从而提升信道质量较差的空间流的snr。
[0072]
下面将结合更多的附图对本技术提供的技术方案进行详细说明。
[0073]
本技术提供的技术方案通过两个实施例来详细说明。其中，实施例一阐述在信道探测过程中，波束成形接收器(beamformee)反馈各个空间流的功率控制参数，帮助波束成形生成器(beamformer)调整各个空间流的发送功率。实施例二阐述在信道探测过程中，波束成形接收器(beamformee)反馈自己的部分(或全部)接收天线的接收信号强度指示(received signal strength indicator，rssi)以及相应的射频参数(比如不同接收天线的rssi阈值)；波束成形生成器(beamformer)基于波束成形接收器(beamformee)的反馈，计算各个空间流的功率调整参数，并调整各个空间流的发送功率。
[0074]
可理解的，本技术中的波束成形生成器可以是ap，如图1中的任一ap；本技术中的波束成形接收器可以是sta，如图1中的任一sta。其中，波束成形生成器可以支持ieee802.11be协议(或称为wi-fi 7，eht协议)，还可以支持其他wlan通信协议，如ieee802.11ax，ieee 802.11ac等协议。波束成形接收器可以支持ieee 802.11be协议。应理解，本技术中的波束成形生成器和波束成形接收器还可以支持ieee 802.11be的下一代协议。也就是说，本技术提供的无线局域网中的功率控制方法不仅适用于ieee 802.11be协议，还可以适用于ieee 802.11be的下一代协议。
[0075]
还应理解，信道探测过程中，波束成形生成器(beamformer)可以通知一个或多个波束成形接收器(beamformee)并行/同时进行信道探测，为便于理解，下文以一个波束成形接收器(beamformee)与波束成形生成器(beamformer)的交互/通信/信道探测为例进行说明，其他波束成形接收器的操作与该波束成形接收器相同/类似，在此不一一赘述。
[0076]
实施例一
[0077]
本技术实施例一主要介绍信道探测过程中，波束成形接收器(beamformee)通过波束成形报告(beamforming report，bfr)反馈各个空间流的功率控制参数，帮助波束成形生成器(beamformer)调整各个空间流的发送功率，从而在不影响信道质量较好的空间流的snr的情况下，提高原来snr较差(这里指信道探测阶段信噪比较差)的空间流上的信噪比。
[0078]
参见图4，图4是本技术实施例提供的无线局域网中的功率控制方法的一示意流程图。如图4所示，该无线局域网中的功率控制方法包括但不限于以下步骤：
[0079]
s101，波束成形生成器采用多个空间流发送空数据分组(null data packet，ndp)。
[0080]
s102，波束成形接收器接收ndp。
[0081]
具体地，波束成形生成器发送空数据分组声明(null data packet announcement，ndpa)帧，通知需要进行信道探测(sounding)的一个或多个波束成形接收器(或站点)、相关信道探测的参数。接着，波束成形生成器在间隔一段时间(比如短帧间间隔(short inter-frame space，sifs))后，采用多个空间流发送空数据分组(null data packet，ndp)，该ndp用于波束成形接收器进行信道估计，获得信道状态信息。相应地，波束成形接收器接收ndpa帧和ndp。其中，本技术中的ndp指代一个没有数据字段部分，且不携带媒体接入控制(media access control，mac)帧的数据分组。
[0082]
可选的，上述ndp的信令字段中可以携带指示信息，用于指示是否需要反馈第一参数。这里的第一参数可以为上述多个空间流的功率控制参数。如果该指示信息指示反馈第一参数，波束成形接收器可以在反馈的波束成形报告中携带该第一参数；如果该指示信息指示不反馈第一参数，波束成形接收器进行普通的信道探测，反馈普通的波束成形报告，即该波束成形报告不携带该第一参数。
[0083]
可选的，上述ndpa帧中还可以包括指示信息，该指示信息用于指示(波束成形接收器)是否需要反馈第一参数。比如，该指示信息可以携带在ndpa帧的aid(关联标识)为预留值(如2044)的用户信息字段中；或者利用ndpa帧的用户信息字段的预留比特来指示波束成形接收器是否需要反馈第一参数。这里的第一参数可以为上述多个空间流的功率控制参数。如果该指示信息指示反馈第一参数，波束成形接收器可以在反馈的波束成形报告中携带该第一参数；如果该指示信息指示不反馈第一参数，波束成形接收器进行普通的信道探测，反馈普通的波束成形报告，即该波束成形报告不携带该第一参数。
[0084]
可理解的，该指示信息既可以携带在ndpa帧中，也可以携带在ndp中，还可以在ndpa帧和ndp中都携带。当该指示信息在ndpa帧和ndp中都携带时，ndp中该指示信息所指示的内容应与该ndpa帧中该指示信息所指示的内容一致。也就是说，ndpa帧和ndp中该指示信息要么都指示反馈第一参数，要么都指示不反馈第一参数。
[0085]
还应理解，上述ndp的信令字段和上述ndpa帧也可以不携带指示信息，而是直接通过协议约定波束成形接收器在信道探测过程中反馈第一参数，具体可以通过波束成形报告
反馈，也可以单独反馈。
[0086]
s103，波束成形接收器发送波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数包括多个空间流的功率控制参数，该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的接收信号强度指示(received signal strength indicator，rssi)确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时该多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0087]
s104，波束成形生成器接收波束成形报告。
[0088]
可选的，波束成形报告(beamforming report，bfr)是一种无需确认的动作帧(action no ack frame)。在该波束成形报告中会包含多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)控制字段(control field)，用于指示该波束成形报告的各项参数。此外，该波束成形报告中还包含压缩波束成形报告、多用户独有波束成形报告、信道质量信息报告等字段中的一个或者多个。其中，压缩波束成形报告中包含每个空间流的平均snr，以及基于每个空间流每ng(number of grouping，分组数，其中ng＝4或16)个子载波的压缩波束成形反馈矩阵v。多用户独有波束成形报告中包含基于每个空间流每ng个子载波的snr与平均snr的差值。
[0089]
可选的，上述波束成形报告还包括第一参数，该第一参数包括上述多个空间流的功率控制参数。应理解的，这里的空间流数可以小于或等于波束成形生成器发送ndp时所采用的空间流数。该多个空间流的功率控制参数基于第一接收信号强度指示(received signal strength indicator，rssi)、第一rssi阈值以及第一天线索引生成。该第一rssi为波束成形接收器接收上述ndp时多个接收天线上最大的rssi，该第一天线索引为该第一rssi对应的接收天线的索引，该第一rssi阈值为该第一rssi对应的接收天线的rssi阈值。该第一rssi阈值可以是基于接收天线的低噪放(low noise amplifier，lna)特性确定的。该多个空间流的功率控制参数用于功率控制或用于调整后续发送数据信号时每个空间流的发送功率。
[0090]
或者，该多个空间流的功率控制参数还可以是基于波束成形接收器接收该ndp时该多个空间流的snr确定。具体地，该多个空间流中第i个空间流的功率控制参数基于波束成形接收器接收该ndp时该第i个空间流的信噪比(signal to noise ratio，snr)、和波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr中最小的snr，以及预设值(或固定值)确定。第i个空间流可以是这多个空间流中的任一个空间流。i的取值可以是闭区间[1,n]，n为波束成形生成器发送ndp时所采用的空间流数。该预设值(或固定值)可以基于实现选取的常数值，比如5db。
[0091]
可选的，上述第一参数可以独立包含在波束成形报告中，或者该第一参数包含在mimo控制字段、压缩波束成形报告、多用户独有波束成形报告、信道质量信息报告等一个或多个字段中。
[0092]
可选的，上述步骤s101之后，波束成形生成器还可以发送波束成形报告轮询(beamforming report poll，bfrp)触发(trigger)帧，该bfrp触发帧用于触发波束成形接收器(如站点)反馈波束成形报告。其中，按照波束成形生成器(beamformer)是否在ndp之后发送bfrp trigger帧，可以分为两种模式。比如，针对波束成形接收器(beamfomee)的个数来区分是模式一还是模式二，本技术实施例提供的技术方案既可以是模式一也可以是模式
二。
[0093]
一个示例中，对于单个波束成形接收器(beamfomee)的情况，由于beamfomee需要额外计算每个空间流的功率控制参数，其需要更多的处理时延，所以也可能需要在ndp之后发送bfrp触发帧。以beamformer为ap，beamfomee为sta为例，参见图5a，图5a是本技术实施例提供的单用户信道状态信息反馈的时序示意图。如图5a所示，ap发送ndpa帧，并在间隔一个sifs后发送ndp；sta接收到ndp后，进行信道估计，并在间隔一个sifs后发送波束成形报告(bf report)，该波束成形报告中包括信道状态信息；ap接收到该波束成形报告后，间隔一个sifs发送bfrp trigger帧；sta接收到该bfrp trigger帧后，间隔一个sifs发送新的波束成形报告，该新的波束成形报告中包括上述第一参数。
[0094]
另一个示例中，对于多个波束成形接收器(beamfomee)的情况，为了提高传输效率，可以通过bfrp trigger帧触发多个beamfomee同时或并行反馈波束成形报告。以beamformer为ap，beamfomee为sta为例，参见图5b，图5b是本技术实施例提供的多用户信道状态信息反馈的时序示意图。如图5b所示，ap发送ndpa帧，并在间隔一个sifs后发送ndp；ap发送完ndp后，再间隔一个sifs发送bfrp trigger帧；sta1、sta2、以及sta3分别接收到该bfrp trigger帧，并行或同时反馈自己的波束成形报告，每个波束成形报告中包括第一参数。换句话说，sta1反馈的波束成形报告中包括sta1获取到的第一参数，sta2反馈的波束成形报告中包括sta2获取到的第一参数，sta3反馈的波束成形报告中包括sta3获取到的第一参数。
[0095]
具体地，针对上述步骤s103，波束成形接收器发送波束成形报告之前，先要获取第一参数。下面对波束成形接收器获取第一参数的两种实现方式进行详细介绍。其中，第一种实现方式讲述波束成形接收器如何通过多个接收天线上的rssi计算得到第一参数；第二种实现方式讲述波束成形接收器如何通过多个空间流的snr计算得到第一参数。
[0096]
第一种实现方式中，波束成形接收器接收上述ndp时测量(或获取)每个接收天线上的rssi(这里得到的rssi是所有空间流混合在一起接收时的rssi)。波束成形接收器再从多个接收天线上的rssi中确定出最大的rssi，记为第一rssi(或rssij，j是波束成形接收器接收ndp时测得的rssi最大的接收天线的索引)，该第一rssi对应的接收天线的索引记为第一天线索引(或j)。波束成形接收器获取该第一天线索引对应的第一rssi阈值(记为rssixj)，第一rssi阈值基于接收天线的低噪放(low noise amplifier，lna)特性确定。应理解，一个接收天线对应一个rssi阈值。如果第一rssi大于第一rssi阈值，波束成形接收器根据第一rssi与第一rssi阈值之间的差值(即rssi
j-rssixj)以及该第一天线索引(即j)，计算得出多个空间流中每个空间流的功率控制参数。
[0097]
一个示例中，以一个子载波上的功率控制参数的计算方法为例，具体地，第k个子载波上的功率控制参数如下述公式(1-1)所示：
[0098]
pci＝f(rssi
j-rssixj)
………………………………………………………
(1-1)
[0099]
其中，公式(1-1)中，pci表示第i个空间流的功率控制参数，i的取值为闭区间[1,n]，n为波束成形生成器发送ndp时所采用的空间流数。f()表示第j个接收天线到空间流的映射函数。rssij表示第j个接收天线上的rssi，rssixj表示第j个接收天线上的rssi阈值。j表示波束成形接收器接收ndp时rssi最大的接收天线的索引。
[0100]
换句话说，因为i的取值为1至n，所以上述公式(1-1)还可以描述为{pc1,pc2,
pc3,
…
,pcn}＝f(rssi
j-rssixj)。也就是说，上述公式(1-1)表示一个输入(即rssi
j-rssixj)，n个输出(即pc1,pc2,pc3,
…
,pcn)。这是因为这里的rssij是所有空间流混合在一起接收时测得的rssi，所以通过第j个接收天线上的rssi可以映射出所有空间流。
[0101]
可选的，上述公式(1-1)中的f()可以基于第j个接收天线上的信道状态信息确定，该信道状态信息又可以基于ndp中的长训练序列确定。具体地，波束成形接收器可以通过ndp中的长训练序列，获取第j个接收天线上的信道状态信息，从而计算f()。f()为收发两端的信道矩阵与波束成形转向矩阵的矩阵乘积的第j行的值。
[0102]
其中，如果发送ndp时没有采用波束成形，且空间流数和天线数相同，波束成形转向矩阵是一个正交的p矩阵。此外，长训练序列字段中的发送信号与接收信号向量是已知值，噪声也已知，因此可以通过下述公式(1-2)可以计算出收发两端的信道矩阵
[0103][0104]
公式(1-2)中，n
tx
表示发送天线数量，即波束成形生成器的天线数量；n
rx
表示接收天线数量，即波束成形接收器的天线数量。n
ss
表示波束成形生成器发送ndp时所采用的空间流数。
[0105]
上述示例是以rssi最大的一个接收天线为例，该功率控制参数的计算方法还可以扩展到最大的前m个rssi的接收天线。
[0106]
另一个示例中，以rssi最大的接收天线和rssi第二大的接收天线为例，第k个子载波上的功率控制参数还可以如下述公式(1-3)所示：
[0107]
pci＝f(rssi
j-rssixj,rssi
m-rssixm)
………………………………………
(1-3)
[0108]
其中，公式(1-3)中，pci表示第i个空间流的功率控制参数，i的取值为闭区间[1,n]，n为波束成形生成器发送ndp时所采用的空间流数。f()表示第j个和第m个接收天线到空间流的映射函数。rssij表示第j个接收天线上的rssi，rssixj表示第j个接收天线上的rssi阈值。j表示波束成形接收器接收ndp时rssi最大的接收天线的索引。rssim表示第m个接收天线上的rssi，rssixm表示第m个接收天线上的rssi阈值。m表示波束成形接收器接收ndp时rssi第二大的接收天线的索引。j不等于m。应理解的，这里的“第二大”是指仅小于最大，也就是说，按照rssi从大到小排序的第二个。还应理解，上述公式(1-3)还可以扩展到按照rssi从大到小排序的前3个、前4个、前m个接收天线。m的取值小于n。
[0109]
换句话说，上述公式(1-3)还可以描述为{pc1,pc2,pc3,
…
,pcn}＝f(rssi
j-rssixj,rssi
m-rssixm)。也就是说，上述公式(1-3)表示两个输入(即rssi
j-rssixj和rssi
m-rssixm)，但仍然只有n个输出(即pc1,pc2,pc3,
…
,pcn)。
[0110]
可选的，上述公式(1-3)中的f()可以基于第j个接收天线和第m个接收天线上的信道状态信息确定，该信道状态信息又可以基于ndp中的长训练序列确定。具体地，波束成形接收器可以通过ndp中的长训练序列，获取第j个接收天线和第m个接收天线上的信道状态信息，从而计算f()。f()为收发两端的信道矩阵与波束成形转向矩阵的矩
阵乘积的第j行和第m行的值。
[0111]
可选的，上述两个示例示意性的表达了单个子载波上的功率控制参数的计算方法。波束成形接收器可以获取每个子载波上的功率控制参数，并可以针对整个带宽反馈每个空间流的功率控制参数的平均值，或者也可以基于子带宽(如每10mhz，或者5mhz，或者20mhz等为单位)来反馈每个空间流的功率控制参数。例如，以整个带宽为20mhz为例，共包括256个子载波(子载波索引从-128到127，即-128,
…
,-1,0,1,
…
,127)，通常以4个子载波或16个子载波为一组反馈。当ng(分组数)为4时(4个子载波为一组)，需要反馈的子载波索引为[-122,-120:4:-4,-2,2,4:4:120,122]，共64个子载波。如果波束成形生成器发送ndp时采用的空间流数为4，则可以针对第1个空间流反馈这64个子载波(子载波索引分别是[-122,-120:4:-4,-2,2,4:4:120,122])上的功率控制参数(针对第1个空间流，64个子载波上有64个功率控制参数值)的平均值。即其中，avg()表示平均值函数，表示第1个空间流在这64个子载波的第1个子载波上的功率控制参数，表示第1个空间流在这64个子载波的第2个子载波上的功率控制参数，表示第1个空间流在这64个子载波的第q个子载波上的功率控制参数，q取值为区间[1,64]中的整数。同理，针对第2个空间流反馈这64个子载波上的功率控制参数(针对第2个空间流，64个子载波上有64个功率控制参数值)的平均值，即针对第3个空间流反馈这64个子载波上的功率控制参数(针对第3个空间流，64个子载波上有64个功率控制参数值)的平均值，即针对第4个空间流反馈这64个子载波上的功率控制参数(针对第4个空间流，64个子载波上有64个功率控制参数值)的平均值，即
[0112]
又如，以整个带宽为20mhz为例，基于10mhz带宽为粒度来反馈每个空间流的功率控制参数，则可以针对每个空间流反馈前32个子载波上的功率控制参数的平均值，和后32个子载波上的功率控制参数的平均值。
[0113]
可选的，在计算每个空间流的功率控制参数时，还可以考虑与其他因素结合。比如，波束成形接收器接收后续数据信号时第一空间流的snr需要大于或等于波束成形接收器接收后续数据信号时第二空间流的snr。或者，波束成形接收器接收后续数据信号时第一空间流的snr需要大于或等于波束成形接收器接收后续数据信号时第二空间流的snr与预设值(或固定值)之和。其中，第一空间流为波束成形接收器接收ndp时多个空间流中snr最大的空间流，第二空间流为波束成形接收器接收ndp时多个空间流中snr最小的空间流。该预设值或固定值可以是5db。换句话说，调整前snr最大的空间流的snr，和调整前snr最小的空间流的snr在调整后，前者不能小于后者；进一步的，前者不能小于后者+固定值，如5db，从而保证调整以后，原来snr好的空间流仍然要比原来snr差的空间流好，而且要好大于或等于5db。
[0114]
第二种实现方式中，波束成形接收器接收上述ndp时获取上述多个空间流中每个空间流的snr。波束成形接收器根据其接收该ndp时第i个空间流的snr、和其接收ndp时该多个空间流的snr中最小的snr，以及预设值(或固定值)，计算该多个空间流中该第i个空间流的功率控制参数。其中，预设值(或固定值)是一个基于实现经验选取的常数值，如5db。
[0115]
一个示例中，第i个空间流的功率控制参数满足以下条件：
[0116]
snr
i-pci≤snr
min
+预设值
……………………………………………………
(1-4)
[0117]
其中，snri表示波束成形接收器接收ndp时第i个空间流的snr，pci表示第i个空间流的功率控制参数。snr
min
表示波束成形接收器接收ndp时多个空间流的snr中最小的snr。应理解，在不等式(1-4)中，pci未知，其他各项为已知。
[0118]
可选的，i可以是波束成形接收器接收ndp时snr最大的空间流的索引，换句话说，此种情况下，只对snr最大的空间流进行功率控制(即只计算snr最大的空间流的功率控制参数)。或者，i的取值为波束成形接收器接收ndp时snr前m高的空间流的索引，比如发送ndp时采用了4个空间流，m等于2，假设第1个空间流的snr最大，第3个空间流的snr第二大，则i的取值为1和3。换句话说，此种情况下，对snr前m高的空间流都进行功率控制(即需要计算snr前m高的空间流的功率控制参数，如第1个空间流的功率控制参数和第3个空间流的功率控制参数)。或者，i的取值为区间[1,n]，n为波束成形生成器发送ndp时采用的空间流数。换句话说，此种情况下，对所有空间流都进行功率控制(即需要计算每个空间流的功率控制参数)。应理解，m小于n。
[0119]
可选的，波束成形接收器根据上述不等式(1-4)确定出一个pci后，还可以进一步根据信道状态信息获取接收天线和空间流的对应关系(即接收天线到空间流的映射函数f())，再根据上述公式(1-1)或上述公式(1-3)计算这个确定出的pci对应的最大rssi(即rssij)或前n个rssi(如rssij和rssim)。应理解，此时公式(1-1)或公式(1-3)中除rssixj或rssixm之外其他各项均为已知。如果通过pci计算得到的rssij小于rssixj，则波束成形接收器减小当前的pci，但减小后的pci需要满足上述不等式(1-4)，以保证通过pci计算得到的rssij不小于rssixj，最终获得pci。应理解，最终得到的pci需要满足2个条件，其一是满足上述不等式(1-4)，其二是满足通过该pci计算得到的rssij不小于rssixj。
[0120]
可选的，在步骤s104之后，该无线局域网中的功率控制方法还包括：
[0121]
s105，波束成形生成器根据该第一参数确定该多个空间流的功率控制参数。
[0122]
s106，波束成形生成器使用该功率控制参数发送数据信号。相应地，波束成形接收器接收波束成形生成器使用该功率控制参数发送的数据信号。
[0123]
具体地，上述第一参数包括多个空间流的功率控制参数。波束成形生成器接收到上述波束成形报告后，解析该波束成形报告中的第一参数，获得该多个空间流的功率控制参数。波束成形生成器使用该功率控制参数发送数据信号，换句话说，波束成形生成器采用多个空间流发送数据信号，该多个空间流中每个空间流的发送功率基于该功率控制参数调整。相应地，波束成形接收器接收波束成形生成器使用该功率控制参数发送的数据信号。其中，波束成形接收器接收该数据信号时多个接收天线上最大的rssi小于或等于第二rssi阈值，第二rssi阈值为波束成形接收器接收该数据信号时多个接收天线中最大rssi的接收天线的rssi阈值。该第二rssi阈值基于波束成形接收器接收该数据信号时多个接收天线中最大rssi的接收天线的低噪放特性确定。换句话说，如果波束成形接收器接收数据信号时rssi最大的接收天线与其接收ndp时rssi最大的接收天线相同，则波束成形接收器接收该数据信号时第一接收天线索引所标识的接收天线上的rssi小于或等于上述第一rssi阈值。
[0124]
可选的，波束成形生成器使用该功率控制参数发送数据信号可以表现为下述公式(1-5)：
[0125][0126]
其中，表示n
rx
行
×
1列的接收信号矩阵(或表示n
rx
行的接收信号向量，此向量为行向量)，每一行对应一个接收天线的接收信号。n
rx
表示接收天线数量，即波束成形接收器的天线数量；n
tx
表示发送天线数量，即波束成形生成器的天线数量。n
ss
表示波束成形生成器发送ndp时所采用的空间流数。为收发两端n
rx
行n
tx
列的信道矩阵，为n
tx
行n
ss
列的波束成形转向矩阵。为n
ss
行n
ss
列的空间流的功率控制矩阵，该功率控制矩阵可以是对角阵，针对每个空间流分别进行功率控制。为nss个空间流的发送信号，为噪声信号。应理解，该空间流的功率控制矩阵包括上述多个空间流的功率控制参数。
[0127]
换句话说，波束成形生成器在待发送信号(指公式(1-5)中的)上乘以空间流的功率控制矩阵来调整每个空间流的发送功率，从而降低波束成形接收器的接收天线上的rssi。
[0128]
可选的，上述公式(1-5)中的波束成形转向矩阵(即q矩阵)，是基于信道状态信息进行奇异值分解(singular value decomposition，svd)后获得的v矩阵生成的。svd分解如下述公式(1-6)所示：
[0129][0130]
其中，表示矩阵的共轭转置。换句话说，波束成形生成器在q矩阵(或v矩阵)的基础上进一步进行功率控制，即乘以空间流的功率控制矩阵或者，将q矩阵与空间流的功率控制矩阵的乘积，视为预编码矩阵q
′
；波束成形生成器在预编码时，直接乘以预编码矩阵q
′
，
[0131]
可见，本技术实施例的波束成形接收器在波束成形报告中反馈各个空间流的功率控制参数，波束成形生成器基于反馈调整各个空间流的发送功率，以间接降低波束成形接收器接收天线上的rssi，在不影响信道质量较好的空间流的snr的情况下，整体降低发送总功率。这样在接收端(即波束成形接收器)，就可以通过功率放大器集体放大所有空间流的功率，从而提升原来snr较差的空间流(即瓶颈空间流)的snr，实现更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。
[0132]
实施例二
[0133]
本技术实施例二主要介绍在信道探测过程中，波束成形接收器(beamformee)反馈接收天线上的rssi、接收天线索引、以及rssi阈值，以使波束成形生成器(beamformer)基于波束成形接收器(beamformee)的反馈计算各个空间流的功率调整参数，并调整各个空间流的发送功率，从而在不影响信道质量较好的空间流的snr的情况下，提高原来snr较差(这里指信道探测阶段信噪比较差)的空间流上的信噪比。
[0134]
应理解，本技术实施例二与前述实施例一类似，区别在于：本技术实施例二与前述实施例一反馈的内容不同，以及计算空间流的功率控制参数由beamformee(接收)端切换到
了beamformer(发送)端。
[0135]
参见图6，图6是本技术实施例提供的无线局域网中的功率控制方法的另一示意流程图。如图6所示，该无线局域网中的功率控制方法包括但不限于以下步骤：
[0136]
s201，波束成形生成器采用多个空间流发送空数据分组ndp。
[0137]
s202，波束成形接收器接收ndp。
[0138]
具体地，本技术实施例中的步骤s201和步骤s202的实现方式可以参考前述实施例一中步骤s101和步骤s102的实现方式，在此不再赘述。
[0139]
s203，波束成形接收器发送波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数包括第一rssi和第一接收天线索引，该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，该第一参数用于功率控制。
[0140]
s204，波束成形生成器接收波束成形报告。
[0141]
可选的，波束成形报告(beamforming report，bfr)是一种无需确认的动作帧(action no ack frame)。在该波束成形报告中会包含mimo控制字段(mimo control field)，用于指示该波束成形报告的各项参数。此外，该波束成形报告中还包含压缩波束成形报告、多用户独有波束成形报告、信道质量信息报告等字段中的一个或者多个。其中，压缩波束成形报告中包含每个空间流的平均snr，以及基于每个空间流每ng(number of grouping，分组数，其中ng＝4或16)个子载波的压缩波束成形反馈矩阵v。多用户独有波束成形报告中包含基于每个空间流每ng个子载波的snr同平均snr的差值。
[0142]
可选的，上述波束成形报告还包括第一参数，该第一参数包括第一rssi和第一接收天线索引。该第一rssi为波束成形接收器接收上述ndp时多个接收天线上最大的rssi，该第一天线索引为该第一rssi对应的接收天线的索引。该第一参数用于结合第一rssi阈值确定多个空间流的功率控制参数，该多个空间流的功率控制参数用于功率控制或用于调整后续发送数据信号时每个空间流的发送功率。其中，该第一rssi阈值是该第一天线索引所标识的接收天线的rssi阈值，其基于该第一天线索引所标识的接收天线的低噪放特性确定。针对一个接收天线，因为rssi阈值是与射频特征相关的参数，所以波束成形接收器(如sta)可以在与波束成形生成器(如ap)关联(association)的过程中反馈波束成形接收器的每个接收天线的rssi阈值，且只需要反馈一次(即无需重复反馈每个接收天线的rssi阈值)，以便后续使用。
[0143]
可选的，上述第一参数中还可以包括第一rssi阈值，该第一rssi阈值为该第一rssi对应的接收天线的rssi阈值。该第一rssi阈值可以是基于接收天线的低噪放特性确定的。应理解，当该第一参数还包括第一rssi阈值的情况下，该第一参数就可以直接用于确定多个空间流的功率控制参数，该多个空间流的功率控制参数用于功率控制或用于调整后续发送数据信号时每个空间流的发送功率。
[0144]
可选的，上述第一参数(包括第一rssi和第一接收天线索引，或者包括第一rssi、第一接收天线索引、以及第一rssi阈值)可以独立包含在波束成形报告中，也可以包含在压缩波束成形报告、多用户独有波束成形报告、信道质量信息报告等一个或者多个字段中。
[0145]
可选的，上述步骤s201之后，波束成形生成器还可以发送波束成形报告轮询触发(bfrp trigger)帧，该bfrp触发帧用于触发波束成形接收器(如站点)反馈波束成形报告。
[0146]
具体地，波束成形接收器接收上述ndp时测量(或获取)每个接收天线上的rssi(这
里得到的rssi是所有空间流混合在一起接收时的rssi)。波束成形接收器再从多个接收天线上的rssi中确定出最大的rssi，记为第一rssi(或rssij，j是波束成形接收器接收ndp时测得的rssi最大的接收天线的索引)，该第一rssi对应的接收天线的索引记为第一天线索引(或j)。可选的，波束成形接收器获取该第一天线索引对应的第一rssi阈值(记为rssixj)，第一rssi阈值基于接收天线的低噪放特性确定。应理解，一个接收天线对应一个rssi阈值。如果第一rssi大于第一rssi阈值，波束成形接收器在波束成形报告中携带第一rssi(即rssij)和第一天线索引(即j)，可选的，还携带第一rssi阈值(即rssixj)，并发送该波束成形报告。相应地，波束成形生成器接收该波束成形报告。
[0147]
可选的，因为rssi在每个子载波上不相同，所以可以是整个带宽(所有子载波)只反馈一个最大的平均值，也就是说，上述第一rssi是整个带宽(或所有子载波)上平均rssi的最大值。例如，以整个带宽为20mhz为例，共包括256个子载波(子载波索引从-128到127，即-128,
…
,-1,0,1,
…
,127)，通常以4个子载波或16个子载波为一组反馈。当ng(分组数)为4时(4个子载波为一组)，需要反馈的子载波索引为[-122,-120:4:-4,-2,2,4:4:120,122]，共64个子载波。首先针对每个接收天线，计算这64个子载波(子载波索引分别是[-122,-120:4:-4,-2,2,4:4:120,122])上的rssi的平均值，然后从所有接收天线的rssi平均值中确定出最大的rssi平均值(即上述第一rssi)，上述第一接收天线索引就是这个最大的rssi平均值对应的接收天线的索引。或者，也可以基于子带宽，每10mhz，或者5mhz，或者20mhz等为单位反馈一个最大的平均值。对于接收天线的rssi阈值，可以是整个带宽只反馈一个。
[0148]
可见，本技术实施例只在波束成形报告中携带第一rssi和第一接收天线索引，可选的携带第一rssi阈值，携带的信息量少，可以减少信令开销，并可以降低波束成形接收器的计算复杂度。
[0149]
可选的，在步骤s204之后，该无线局域网中的功率控制方法还包括：
[0150]
s205，波束成形生成器根据该第一参数包括的第一rssi和该第一接收天线索引、或进一步根据第一rssi阈值，确定该多个空间流的功率控制参数。
[0151]
具体地，上述第一参数包括第一rssi(即rssij)和第一接收天线索引(即j)，可选的还包括第一rssi阈值(即rssixj)。波束成形生成器接收到波束成形报告后，从该波束成形报告中获取第一参数。如果该第一参数中不包括第一rssi阈值(即rssixj)，波束成形生成器可以从本地存储获取(或向波束成形生成器请求)与第一接收天线索引对应的第一rssi阈值(即rssixj)。波束成形生成器根据该第一rssi与该第一rssi阈值之间的差值(即rssi
j-rssixj)以及该第一天线索引(即j)，计算得出多个空间流中每个空间流的功率控制参数。
[0152]
其中，波束成形生成器根据该第一rssi与该第一rssi阈值之间的差值(即rssi
j-rssixj)以及该第一天线索引(即j)，计算多个空间流中每个空间流的功率控制参数的实现方式，可参考前述实施例一的步骤s103中第一种实现方式的相应描述。
[0153]
应理解，上述波束成形报告中会携带收发两端的信道状态信息，所以波束成形生成器也可以根据收发两端的信道状态信息计算接收天线到空间流的映射函数，从而根据上述公式(1-1)获得每个空间流的功率控制参数。
[0154]
s206，波束成形生成器使用该功率控制参数发送数据信号。相应地，波束成形接收器接收波束成形生成器使用该功率控制参数发送的数据信号。
[0155]
具体地，本技术实施例中的步骤s206的实现方式可以参考前述实施例一中步骤s106的实现方式，在此不再赘述。
[0156]
可见，本技术实施例的波束成形接收器在波束成形报告中反馈接收天线上的rssi、接收天线索引、以及rssi阈值，波束成形生成器基于波束成形接收器的反馈计算各个空间流的功率调整参数，并调整后续发送数据信号时的各个空间流的发送功率，以间接降低波束成形接收器接收天线上的rssi，在不影响信道质量较好的空间流的snr的情况下，整体降低发送总功率。这样在接收端(即波束成形接收器)，就可以通过功率放大器集体放大所有空间流的功率，从而提升原来snr较差的空间流(即瓶颈空间流)的snr，实现更高空间流数下的更高阶调制方式，达到空间流数和调制阶数的“双高”，提高系统吞吐率。
[0157]
上述内容详细阐述了本技术提供的方法，为了便于实施本技术实施例的上述方案，本技术实施例还提供了相应的装置或设备。
[0158]
本技术实施例可以根据上述方法示例对波束成形生成器和波束成形接收器进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，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。下面将结合图7至图9详细描述本技术实施例的通信装置。其中，该通信装置是波束成形生成器或波束成形接收器，进一步的，该通信装置可以为波束成形生成器中的装置；或者，该通信装置为波束成形接收器中的装置。
[0159]
在采用集成的单元的情况下，参见图7，图7是本技术实施例提供的通信装置1的结构示意图。该通信装置1可以为波束成形生成器或波束成形生成器中的芯片，比如wi-fi芯片等。如图7所示，该通信装置1包括收发单元11，可选的包括处理单元12。
[0160]
该收发单元11，用于发送空数据分组ndp；该收发单元11，还用于接收波束成形报告，该波束成形报告中包括第一参数，该第一参数基于波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的接收信号强度指示rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的信噪比snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0161]
可选的，该处理单元12包括生成子单元121。该生成子单元121用于生成ndp。
[0162]
可选的，该处理单元12包括确定子单元122。该确定子单元122用于根据该第一参数确定该多个空间流的功率控制参数；上述收发单元11，还用于使用该功率控制参数发送数据信号。
[0163]
可选的，上述收发单元11，还用于发送空数据分组声明ndpa帧，该ndpa帧中包括指示信息，该指示信息用于指示波束成形接收器是否反馈第一参数。
[0164]
应理解，上述通信装置1可对应执行前述实施例一或前述实施例二，并且该通信装置1中的各个单元的上述操作或功能分别为了实现前述实施例一或前述实施例二中波束成形生成器的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
[0165]
参见图8，图8是本技术实施例提供的通信装置2的结构示意图。该通信装置2可以为波束成形接收器或波束成形接收器中的芯片，比如wi-fi芯片等。如图8所示，该通信装置2包括收发单元21，可选的包括处理单元22。
[0166]
该收发单元21，用于接收ndp；该收发单元21，还用于发送波束成形报告，该波束成
形报告中包括第一参数，该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个接收天线上的rssi确定，或者该第一参数基于该波束成形接收器接收该ndp时多个空间流的snr确定，该第一参数用于功率控制。
[0167]
可选的，该处理单元22，用于获取第一参数并生成波束成形报告。
[0168]
可选的，上述收发单元21，还用于接收波束成形生成器使用功率控制参数发送的数据信号，该功率控制参数基于该第一参数确定。
[0169]
可选的，上述收发单元21，还用于接收ndpa帧，该ndpa帧中包括指示信息，该指示信息用于指示该波束成形接收器是否反馈第一参数。
[0170]
应理解，上述通信装置2可对应执行前述实施例一或前述实施例二，并且该通信装置2中的各个单元的上述操作或功能分别为了实现前述实施例一或前述实施例二中波束成形接收器的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
[0171]
以上介绍了本技术实施例的波束成形生成器和波束成形接收器，以下介绍所述波束成形生成器和波束成形接收器可能的产品形态。应理解，但凡具备上述图7所述的波束成形生成器的功能的任何形态的产品，但凡具备上述图8所述的波束成形接收器的功能的任何形态的产品，都落入本技术实施例的保护范围。还应理解，以下介绍仅为举例，不限制本技术实施例的波束成形生成器和波束成形接收器的产品形态仅限于此。
[0172]
作为一种可能的产品形态，本技术实施例所述的波束成形生成器和波束成形接收器，可以由一般性的总线体系结构来实现。
[0173]
为了便于说明，参见图9，图9是本技术实施例提供的通信装置1000的结构示意图。该通信装置1000可以为波束成形生成器或波束成形接收器，或其中的芯片。图9仅示出了通信装置1000的主要部件。除处理器1001和收发器1002之外，所述通信装置还可以进一步包括存储器1003、以及输入输出装置(图未示意)。
[0174]
处理器1001主要用于对通信协议以及通信数据进行处理，以及对整个通信装置进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据。存储器1003主要用于存储软件程序和数据。收发器1002可以包括控制电路和天线，控制电路主要用于基带信号与射频信号的转换以及对射频信号的处理。天线主要用于收发电磁波形式的射频信号。输入输出装置，例如触摸屏、显示屏，键盘等主要用于接收用户输入的数据以及对用户输出数据。
[0175]
当通信装置开机后，处理器1001可以读取存储器1003中的软件程序，解释并执行软件程序的指令，处理软件程序的数据。当需要通过无线发送数据时，处理器1001对待发送的数据进行基带处理后，输出基带信号至射频电路，射频电路将基带信号进行射频处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式向外发送。当有数据发送到通信装置时，射频电路通过天线接收到射频信号，将射频信号转换为基带信号，并将基带信号输出至处理器1001，处理器1001将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。
[0176]
在另一种实现中，所述的射频电路和天线可以独立于进行基带处理的处理器而设置，例如在分布式场景中，射频电路和天线可以与独立于通信装置，呈拉远式的布置。
[0177]
其中，处理器1001、收发器1002、以及存储器1003可以通过通信总线连接。
[0178]
一种设计中，通信装置1000可以用于执行前述实施例一中波束成形生成器的功能：处理器1001可以用于生成图4中步骤s101发送的ndp，或用于执行图4中的步骤s105，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；收发器1002可以用于执行图4中的步骤s101、
s104以及s106，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0179]
另一种设计中，通信装置1000可以用于执行前述实施例一中波束成形接收器的功能：处理器1001可以用于生成图4中步骤s103发送的波束成形报告，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；收发器1002可以用于执行图4中的步骤s102和s103，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0180]
一种设计中，通信装置1000可以用于执行前述实施例二中波束成形生成器的功能：处理器1001可以用于生成图6中步骤s201发送的ndp，或用于执行图6中的步骤s205，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；收发器1002可以用于执行图6中的步骤s201、s204以及s206，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0181]
另一种设计中，通信装置1000可以用于执行前述实施例二中波束成形接收器的功能：处理器1001可以用于生成图6中步骤s203发送的波束成形报告，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；收发器1002可以用于执行图6中的步骤s202和s203，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0182]
在上述任一种设计中，处理器1001中可以包括用于实现接收和发送功能的收发器。例如该收发器可以是收发电路，或者是接口，或者是接口电路。用于实现接收和发送功能的收发电路、接口或接口电路可以是分开的，也可以集成在一起。上述收发电路、接口或接口电路可以用于代码/数据的读写，或者，上述收发电路、接口或接口电路可以用于信号的传输或传递。
[0183]
在上述任一种设计中，处理器1001可以存有指令，该指令可为计算机程序，计算机程序在处理器1001上运行，可使得通信装置1000执行上述任一方法实施例中描述的方法。计算机程序可能固化在处理器1000中，该种情况下，处理器1001可能由硬件实现。
[0184]
在一种实现方式中，通信装置1000可以包括电路，所述电路可以实现前述方法实施例中发送或接收或者通信的功能。本技术中描述的处理器和收发器可实现在集成电路(integrated circuit，ic)、模拟ic、射频集成电路rfic、混合信号ic、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、印刷电路板(printed circuit board，pcb)、电子设备等上。该处理器和收发器也可以用各种ic工艺技术来制造，例如互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)、n型金属氧化物半导体(nmetal-oxide-semiconductor，nmos)、p型金属氧化物半导体(positive channel metal oxide semiconductor，pmos)、双极结型晶体管(bipolar junction transistor，bjt)、双极cmos(bicmos)、硅锗(sige)、砷化镓(gaas)等。
[0185]
本技术中描述的通信装置的范围并不限于此，而且通信装置的结构可以不受图9的限制。通信装置可以是独立的设备或者可以是较大设备的一部分。例如所述通信装置可以是：
[0186]
(1)独立的集成电路ic，或芯片，或，芯片系统或子系统；
[0187]
(2)具有一个或多个ic的集合，可选的，该ic集合也可以包括用于存储数据，计算机程序的存储部件；
[0188]
(3)asic，例如调制解调器(modem)；
[0189]
(4)可嵌入在其他设备内的模块；
[0190]
(5)接收机、终端、智能终端、蜂窝电话、无线设备、手持机、移动单元、车载设备、网
络设备、云设备、人工智能设备等等；
[0191]
(6)其他等等。
[0192]
作为一种可能的产品形态，本技术实施例所述的波束成形生成器和波束成形接收器，可以由通用处理器来实现。
[0193]
实现波束成形生成器的通用处理器包括处理电路和与所述处理电路内部连接通信的输入输出接口。
[0194]
一种设计中，该通用处理器可以用于执行前述实施例一中波束成形生成器的功能。具体地，该处理电路可以用于生成图4中步骤s101发送的ndp，或用于执行图4中的步骤s105，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；该输入输出接口用于执行图4中的步骤s101、s104以及s106，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0195]
另一种设计中，该通用处理器可以用于执行前述实施例二中波束成形生成器的功能。具体地，该处理电路可以用于生成图6中步骤s201发送的ndp，或用于执行图6中的步骤s205，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；该输入输出接口用于执行图6中的步骤s201、s204以及s206，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0196]
实现波束成形接收器的通用处理器包括处理电路和与所述处理电路内部连接通信的输入输出接口。
[0197]
一种设计中，该通用处理器可以用于执行前述实施例一中波束成形接收器的功能。具体地，该处理电路可以用于生成图4中步骤s103发送的波束成形报告，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；该输入输出接口用于执行图4中的步骤s102和s103，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0198]
另一种设计中，该通用处理器可以用于执行前述实施例二中波束成形接收器的功能。具体地，该处理电路可以用于生成图6中步骤s203发送的波束成形报告，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程；该输入输出接口用于执行图6中的步骤s202和s203，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
[0199]
应理解，上述各种产品形态的通信装置，具有上述方法实施例中波束成形生成器或波束成形接收器的任意功能，此处不再赘述。
[0200]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序代码，当上述处理器执行该计算机程序代码时，电子设备执行前述任一实施例中的方法。
[0201]
本技术实施例还提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行前述任一实施例中的方法。
[0202]
本技术实施例还提供一种通信装置，该装置可以以芯片的产品形态存在，该装置的结构中包括处理器和接口电路，该处理器用于通过接收电路与其它装置通信，使得该装置执行前述任一实施例中的方法。
[0203]
本技术实施例还提供一种无线通信系统，包括波束成形生成器和波束成形接收器，该波束成形生成器和波束成形接收器可以执行前述任一实施例中的方法。
[0204]
结合本技术公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，ram)、闪存、可擦除可编程只读
存储器(erasable programmable rom，eprom)、电可擦可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(cd-rom)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。另外，该asic可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。
[0205]
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本技术所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
[0206]
以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本技术的保护范围之内。