本发明涉及移动通讯技术领域，尤其涉及一种备选波束选择方法和通信设备。
背景技术：
现有技术中通信设依据各波束中导频信号强度或信噪比，按照一定规则选择优选波束(包括最优波束和次优波束)，然后切换到单个优选波束或多个优选波束复用。
在波束应用场景中，最优波束、次优波束在空间上往往处于同一方向，当该方向的波束因用户设备移动或其他原因，造成波束阻挡时，最优波束、次优波束会同时失效。
以上所述问题会造成通信设备的天线无法继续工作，而在重新连接最优波束、次优波束的过程中依旧受到波束阻挡的影响，干扰到通信设备的正常通讯，导致无法及时恢复通讯能力，从而降低用户使用体验。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种备选波束选择方法和通信设备，旨在解决通信设备的优选波束的通讯连接都被干扰后，无法及时恢复通讯连接的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种备选波束选择方法，所述备选波束选择方法包括：
当确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；
对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；
将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。
可选地，所述对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选的步骤包括：
分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件；
将所有符合第一预设条件的预选波束按相关性从小到大的顺序进行排序，以获得排序列表；
获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件；
当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件；
当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的波动性符合第三预设条件时，将该预选波束作为分析筛选后所获得的预选波束。
可选地，欧氏距离为代表预选波束与优选波束之间相关性的性能指标，
所述分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件的步骤包括：
分别计算每段预选波束与优选波束之间的欧式距离；
分别判断每段预选波束的欧式距离是否大于第一阈值；
将所有欧式距离大于第一阈值的预选波束按欧式距离从大到小的顺序进行排序，以获得排序列表。
可选地，信噪比为代表预选波束的传输性的性能指标，
所述获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件的步骤包括：
获取排序列表中排列最前的预选波束，并计算该预选波束的信噪比；
判断该预选波束的信噪比是否大于第二阈值；
当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，符合第二预设条件；
当判定所述预选波束的信噪比小于第二阈值时，不符合第二预设条件；
当不符合第二预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行判断是否符合第二预设条件的步骤。
可选地，欧式距离的方差为代表预选波束的波动性的性能指标，
所述当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件的步骤包括：
当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，计算该预选波束的欧式距离的方差；
判断该预选波束的欧式距离的方差是否小于第三阈值；
当判定所述预选波束的欧式距离的方差小于第三阈值时，符合第三预设条件；
当判定所述预选波束的欧式距离的方差大于第三阈值时，不符合第三与预设条件；
当不符合第三预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行判断是否符合第三预设条件的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明实施例还提供一种通信设备，所述通信设备包括：
获取模块，用于当确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；
分析模块，用于对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；
设置模块，用于将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。
可选地，所述分析模块包括：
相关性单元，用于分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件；
排序单元，用于将所有符合第一预设条件的预选波束按相关性从小到大的顺序进行排序，以获得排序列表；
传输性单元，用于获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件；
波动性单元，用于当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件；
预选单元，用于当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的波动性符合第三预设条件时，将该预选波束作为分析筛选后所获得的预选波束。
可选地，欧氏距离为代表预选波束与优选波束之间相关性的性能指标，所述相关性单元包括：
第一计算子单元，用于分别计算每段预选波束与优选波束之间的欧式距离；
第一判断子单元，用于分别判断每段预选波束的欧式距离是否大于第一阈值；
所述排序单元用于将所有欧式距离大于第一阈值的预选波束按欧式距离从大到小的顺序进行排序，以获得排序列表。
可选地，信噪比为代表预选波束的传输性的性能指标，所述传输性单元包括：
第二计算子单元，用于获取排序列表中排列最前的预选波束，并计算该预选波束的信噪比；
第二判断子单元，用于判断该预选波束的信噪比是否大于第二阈值；
所述波动性单元用于当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，则预选波束符合第二预设条件、用于当判定所述预选波束的信噪比小于第二阈值时，则预选波束不符合第二预设条件；
所述波动性单元还用于当预选波束不符合第二预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行第二计算子单元的功能。
可选地，欧式距离的方差为代表预选波束的波动性的性能指标，所述波动性单元包括：
第三计算子单元，用于当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，计算该预选波束的欧式距离的方差；
第三判断子单元，用于判断该预选波束的欧式距离的方差是否小于第三阈值；
所述预选单元用于当判定所述预选波束的欧式距离的方差小于第三阈值时，则预选波束符合第三预设条件、用于当判定所述预选波束的信噪比大于第三阈值时，则预选波束不符合第三预设条件；
所述预选单元还用于当预选波束不符合第三预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行第二计算子单元的功能。
本发明的技术方案中，首先当确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；然后对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；最后将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。本发明提供与优选波束相关性最小、信号最为稳定的备选波束，在优选波束的通讯完全中断时，减少重新选择波束的流程，方便通信设备直接切换到备选波束，增加通信设备的抗干扰能力，从而减少通讯中断的频率，保证了波束切换的快速、平滑、有效。
附图说明
图1为本发明备选波束选择方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明备选波束选择方法第二实施例中所述对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选的步骤的细化流程示意图；
图3为本发明备选波束选择方法第三实施例中所述分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件的步骤的细化流程示意图；
图4为本发明备选波束选择方法第四实施例中所述获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件的步骤的细化流程示意图；
图5为本发明备选波束选择方法第五实施例中所述当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件的步骤的细化流程示意图；
图6是本发明通信设备第一实施例的模块示意图；
图7为本发明通信设备第二实施例中分析模块的细化模块示意图；
图8为本发明通信设备第三实施例中相关性单元的细化单元示意图；
图9为本发明通信设备第四实施例中传输性性单元的细化单元示意图；
图10为本发明通信设备第五实施例中波动性单元的细化单元示意图；
图11为本发明通信设备在实际应用中具体的切换流程示意图；
图12为本发明通信设备在实际应用中选择流程的思路示意图；
图13为本发明通信设备在第三实施例中欧式距离关于波束bs侧的实例图；
图14为本发明通信设备在第三实施例中欧式距离关于波束ue侧的实例图；
图15为本发明通信设备在第三实施例中欧式距离中波束号具体的映射示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参考附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在现实场景中，各种通信设备会存在通讯信号微弱，通讯连接不稳定等状况，而波束切换的工作原理决定了通信设备通讯能力的工作效应。本发明各个实施例均可应用于信号增强，通讯转移，频段切换，通道优化等多种使用场景中。也就是说，本发明的通信终端属于具备波束切换功能的移动通信终端或或固定通信装置，例如通讯基站、mimo网络设备、中继站、mtc设备等等。本领域技术人员理解的是，所有可实现多频波束同步或异步处理的通讯技术和通信终端，均属于本发明的技术范围之内。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的通信设备。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
备选波束选择方法第一实施例
本发明提供一种备选波束选择方法，该备选波束选择方法可以应用于通信设备上，在备选波束选择方法第一实施例中，参考图1，所述备选波束选择方法包括：
步骤s10，当确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；
在通信设备技术领域中，波束的应用是关系到通讯效果的重要因素。在相关技术中，优选波束所依据的条件比较单一，要么信号强度最优，要么信噪比最优。但是在波束应用场景中，当优选波束的所在方向容易因用户设备移动等原因，出现波束阻挡的现象，从而导致波束的通讯中断失效。
在本实施例中，所述优选波束指代的是通讯能够在正常工作状态下维持其最大工作效率的波束，包括最优波束、次优波束等等，一般地，优选波束频段或频率较为相近。所述预选波束指代的是除优选波束之外的可用波束。
通信设备首先确定优选波束的场景应用，当确认优选波束符合当前正常的使用场景，即证明优选波束能够稳定可持续地维持其正常的工作状态。此时，在确定优选波束之后，将通信设备当前所能检测到的所有波束作为预选波束。预选波束为后续进行检测筛选的样本波束，并从所有的预选波束中获取到最适用当前状态且不与优选波束发生相互干扰的波束。
步骤s20，对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；
所述对预选波束的分析筛选过程主要是针对预选波束与优选波束之间的波束相关性、波束本身的传输性以及波束本身的波动性进行的综合判断分析。
本实施例中，所述预选波束与优选波束之间的波束相关性指的是一切能够表明两个波束相关性的性能指标。例如二者所对应的波束空间直线距离，或其波段相互错开的角度等等。选择波束相关性最小的优势在于避免所选择的预选波束在实际应用过程中出现于优选波束之间的频段频率上的相互干扰，防止通信设备在智能识别的过程中出现识别错误造成以最优波束的应用配置切换到预选波束的现象，导致出现切换错误或失败的状况发生。因此在波束相关性上的选择需要对所有预选波束的相关性分析，并筛选出相关性最小的预选波束。
预选波束的传输性指的是预选波束所能达到的通讯传输效率(包括单位时间所能传输的信息量，设备捕捉到预选波束的效率，或预选波束的防干扰性等等)，预选波束的通讯传输效率关系到通信设备所能达到的工作效率的上限。在提高通讯效率的前提下，传输性越高，则意味着预选波束所能带来传输效用的正面效用越高。因此传输性也是本实施例中分析筛选的重要参考因素。
预选波束的波动性指的是预选波束在实际应用场景中的稳定性表现。一般而言，预选波束的稳定应用表现在允许其在一个预设的门限范围内波动，该门限范围是该预选波束的安全波动范围，参考该门限范围，若超过了该门限范围，则证明该预选波束的稳定性不符合要求，容易在实际应用场景中出现信号时好时坏的现象，这样的的预选波束将无法成为本实施例的目标波束。
通过分析筛选后所获得的预选波束是所检测到的所有预选波束中最适用于当前状态的一种应急波束，即为合格的预选波束。
步骤s30，将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。
所述备选波束为除优选波束之外，能够代替优选波束的基本职能，并保障通信设备正常工作的预选波束。在将预选波束分析筛选之后，需要将该预选波束的性能属性进行实际应用场景的正式配置，即将预选波束设置为正式的备选波束，以期在优选波束无法正常执行的状态下，快速将当前通信设备的应用波束切换为能够正常使用的备选波束。通信设备的配置包括但不限于波束频率频段的选择，波束通道的预置，无缝切换的参数配置等等。
本发明的技术方案中，首先当确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；然后对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；最后将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。本发明提供与优选波束相关性最小、信号最为稳定的备选波束，在优选波束的通讯完全中断时，减少重新选择波束的流程，方便通信设备直接切换到备选波束，增加通信设备的抗干扰能力，从而减少通讯中断的频率，保证了波束切换的快速、平滑、有效。
备选波束选择方法第二实施例
进一步地，在本发明备选波束选择方法第一实施例的基础上，提出备选波束选择方法第二实施例，参考图2，所述第二实施例与第一实施例之间的区别在于，所述对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选的步骤包括：
步骤s21，分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件；
步骤s22，将所有符合第一预设条件的预选波束按相关性从小到大的顺序进行排序，以获得排序列表；
由于波束相关性的分析是与优选波束整体分析，因此所有预选波束都能够进入分析筛选流程。所有预选波束的筛选细节在于其相关性能够满足第一预设条件，而所述第一预设条件可以根据实际情况进行设定，如波束空间直线距离需要超过30，或相互错开角度的最大门限不得小于30度等等。能够反应波束空间直线距离的参数可以通过欧式距离，相关性数列聚类，马氏距离等等算法获得。通过第一预设条件的限定以及所采用的算法标准，获取到符合第一预设条件的预选波束，并将所有符合第一预设条件的预选波束按照相关性从小到大进行排序，获得排序列表。所述排序列表中排序越前的预选波束，则意味着该波束与优选波束的相关性越小，越符合预选波束的选择条件。其主要功用为将被筛选出来的符合第一预设条件的预选条件依次提供给后续步骤，以供进一步筛选。
步骤s23，获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件；
按排序列表的排列顺序获取排列最前的预选波束，对其进行传输性的判断筛选，所有预选波束的筛选细节在于其传输性能否满足第二预设条件，而所述第二预设条件的性能指标可以根据实际情况进行设定，如信噪比(snr)，能量，功率等等指标。第二预设条件将设置一个性能指标的门限范围，作为预选波束关于该性能指标的限定范围。例如信噪比不得低于某个最低门限值s1，或者是能量不得低于某个最低门限值e1，或者是功率不得低于某个最低门限值w1等等。只有符合第二预设条件的限定要求的预选波束，才证明该预选波束的传输性符合备选波束的前提，反之，则证明所述预选波束不具备作为备选波束的前提。
步骤s24，当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件；
步骤s25，当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的波动性符合第三预设条件时，将该预选波束作为分析筛选后所获得的预选波束。
若预选波束不符合第二预设条件，则证明当前的预选波束是不合格的。因此需要在排序列表中以当前的预选波束为起点寻找下一个预选波束作为筛选对象。也就是说，筛选流程是一个循环过程，一旦当前正在筛选的预选波束不符合第二预设条件，则在排序列表中，将当前正在筛选的预选波束后续的第一个预选波束作为新的筛选对象，直至筛选出符合第二预设条件的预选波束。而原先的筛选对象可以根据具体方案进行自定义预处理，例如不作处理，或者将其从排序列表中删除等。
预选波束的筛选条件还包括其波动性能否满足第三预设条件，而所述第三预设条件的判定标准可以根据实际情况进行设定。反映预选波束波动性一般是通过性能指标的方差、平均值或者滤波值等参数指标，因此第三预设条件可以预设为性能指标的方差、平均值或者滤波值等参数指标不得大于某个门限值，由于波动性的应用前提在本实施例中为波动性越低，则波束本身的稳定性越高。故第三预设条件设置的门限值，假设波动性的参数指标大于这个门限值，则证明波动性高，稳定性低。
符合第三预设条件的预选波束即为同时符合第一预设条件，第二预设条件和第三预设条件的波束，该预选波束为最终筛选出来的预选波束，作为备选波束的参考波束。同样，若预选波束不符合第三预设条件，则证明当前的预选波束是不合格的，因此需要在排序列表中以当前的预选波束为起点寻找下一个预选波束作为筛选对象。也就是说，筛选流程是一个循环过程，一旦当前正在筛选的预选波束不符合第三预设条件，则在排序列表中，将当前正在筛选的预选波束后续的第一个预选波束作为新的筛选对象，直至筛选出符合第三预设条件的预选波束。而原先的筛选对象可以根据具体方案进行自定义预处理，例如不作处理，或者将其从排序列表中删除等。
备选波束选择方法第三实施例
进一步地，在本发明备选波束选择方法第二实施例的基础上，提出备选波束选择方法第三实施例，参考图3，所述第三实施例与第二实施例之间的区别在于，欧氏距离为代表预选波束与优选波束之间相关性的性能指标，
所述分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件的步骤包括：
步骤s211，分别计算每段预选波束与优选波束之间的欧式距离；
步骤s212，分别判断每段预选波束的欧式距离是否大于第一阈值；
将所有欧式距离大于第一阈值的预选波束按欧式距离从大到小的顺序进行排序，以获得排序列表。
所述欧式距离指的是在m维空间中两个点之间的真实距离，或者向量的自然长度(即该点到原点的距离)。在二维和三维空间中的欧氏距离就是两点之间的实际距离。在本实施例中，欧式距离作为相关性的性能指标，能够有代表性地量化预选波束与优选波束之间的相关性，以直观的方式呈现相关性的具体状况。以下将通过一个例子进行解释说明：
用欧式距离来说明空间上的相关性，预选波束(i_r，j_r)和优选波束(i_c，j_c)之间的欧氏距离的计算公式如下：
l＝(ir-ic)2+(jr-jc)2
该公式为基本原则，具体详细计算细节可以根据通信设备本身的结构进行修正。
通信设备本身具有两个侧端，包括bs侧(基站侧)和ue侧(用户侧)，能够检测到波束，其中：bs侧的波束号记作：ir，ic；ue侧的波束号记作：jr，jc。
参考图13，bs侧若按照如图所示的通信设备中天线顺序编号则，
bs侧的欧氏距离：
参考图14，ue侧若按如图所示的通信设备中天线顺序编号则，
总欧式距离：
假设通信设备预设的第一阈值为a，则欧式距离计算结果必须大于第一阈值a，才能进入后续的计算步骤。所述第一阈值作为一个门限标准，所起到的作用是过滤掉与优选波束相关性较大的预选波束。在波束应用的技术领域中，经常会出现一些波束切换不准确，甚至出现通信设备的天线频繁在俩段波束之间相互切换的现象。其原因就是由于出现两段波束的相关性大，其频段过于接近，存在交叉范围，处于设备识别的包容范围之内。因此，需要将预选波束与优选波束之间相关性较大的波束过滤掉，以保障所筛选的波束具备一定的使用价值。
优选地，若预选波束较少时，可以直接通过欧式距离的比较进行快速筛选，以下将通过一个具体的选择作为实用范例进行补充说明：
参考图15，假设优选波束为beam1(9,12)，可选预选波束beam2为(0,0)，预选波束beam3为(8,5)。
1)ir＝0，ic＝9，sbs2＝(0/9-9/9)2+((0mod9)-(9mod9))2＝1；
jr＝0，jc＝12，sue2＝(0/12-12/12)2+(min(|(0mod12)-(12mod12)|，12-|((0mod12)-(12mod12))|))2＝1；
s122＝sbs2+sue2＝2
2)ir＝8，ic＝9，sbs2＝(8/9-9/9)2+((8mod9)-(9mod9))2＝65；
jr＝5，jc＝12，sue2＝(5/12-12/12)2+(min(|(5mod12)-(12mod12)|，12-|((5mod12)-(12mod12))|))2＝26；
s132＝sbs2+sue2＝91
假设第一阈值是1，那么从结果上来讲，预选波束beam2和beam3都符合要求，而相对于优选波束beam1，预选波束beam3比预选波束beam2的距离大，也就是就该指标来说，选择beam3。
备选波束选择方法第四实施例
进一步地，在本发明备选波束选择方法第三实施例的基础上，提出备选波束选择方法第四实施例，参考图4，所述第四实施例与第三实施例之间的区别在于，信噪比为代表预选波束的传输性的性能指标，
所述获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件的步骤包括：
步骤s231，获取排序列表中排列最前的预选波束，并计算该预选波束的信噪比；
步骤s232，判断该预选波束的信噪比是否大于第二阈值；
当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，符合第二预设条件；
当判定所述预选波束的信噪比小于第二阈值时，不符合第二预设条件；
当不符合第二预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行判断是否符合第二预设条件的步骤。
所述信噪比(即snr)，即电子设备或电子系统的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比值。在本实施例中，经过相关性判定后获取到的排序列表中，从上到下是相关性从小到大的预选波束，选择排在最前的预选波束，计算器信噪比。在本实施例中，信噪比作为传输性的性能指标，能够有代表性地量化预选波束传输性的效率指标，以直观的方式呈现传输性的具体状况。以下将通过一个例子进行解释说明：
snr必须满足最基本要求，传输性关系到通信设备传输效率的应用，在本实施例中，假设通信设备预设的第二阈值为b，则snr必须大于第二阈值b，才能进入后续的计算步骤。所述第二阈值作为一个门限标准，所起到的作用是过滤掉传输性不达标的预选波束。在波束应用的技术领域中，若波束的传输性达不到预设标准，那么实际应用的场景中，波束的低传输率将带来数据通讯效率的降低，最直观的表现便是信号连接上了，但信号的输出与接收呈现卡顿，延迟等现象，其实用价值不高，极大地影响了使用效率。
假设预选波束的信噪比小于第二阈值时，则证明该预选波束不合格，那么需要将排序列表中该预选波束删除掉，并将后续第一位的预选波束排在当前排序列表的最前面，以新的排序列表为基础进行下一轮选取预选波束传输性的分析筛选，直到筛选出信噪比大于第二阈值的预选波束。
备选波束选择方法第五实施例
进一步地，在本发明备选波束选择方法第四实施例的基础上，提出备选波束选择方法第五实施例，参考图5，所述第五实施例与第四实施例之间的区别在于，欧式距离的方差为代表预选波束的波动性的性能指标，
所述当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件的步骤包括：
步骤s241，当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，计算该预选波束的欧式距离的方差；
步骤s242，判断该预选波束的欧式距离的方差是否小于第三阈值；
当判定所述预选波束的欧式距离的方差小于第三阈值时，符合第三预设条件；
当判定所述预选波束的欧式距离的方差大于第三阈值时，不符合第三预设条件；
当不符合第三预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行判断是否符合第三预设条件的步骤。
所述欧式距离的方差是波束波动性的一个参考指标，在本实施例中，通过传输性判定的预选波束，可计算该预选波束的欧式距离的方差。在本实施例中，欧式距离的方差能够有代表性地量化预选波束波动性的具体指标，以直观的方式呈现波动性的具体状况。
通信设备预设了第三阈值，作为预选波束的欧式距离的方差的门限值，当该方差的大小超过第三阈值，则证明该预选波束的波动性较大，不符合当前备选波束的使用标准。以下将通过一个例子进行解释说明：
n_eval之内的方差：
其中：ln为欧式距离，
以下为本次距离的一具体计算参数及结果的表格：
假设预选波束的欧式距离的方差大于第三阈值，则证明该预选波束不合格，那么需要将排序列表中该预选波束删除掉，并将后续第一位的预选波束排在当前排序列表的最前面，以新的排序列表为基础进行下一轮选取预选波束波动性的分析筛选，直到筛选出欧式距离的方差大于第三阈值的预选波束。
通信设备第一实施例
参考图6，本发明还提供一种通信设备，在通信设备第一实施例中，所述通信设备包括：
获取模块10，用于当确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；
在通信设备技术领域中，波束的应用是关系到通讯效果的重要因素。在相关技术中，优选波束所依据的条件比较单一，要么信号强度最优，要么信噪比最优。但是在波束应用场景中，当优选波束的所在方向容易因用户设备移动等原因，出现波束阻挡的现象，从而导致波束的通讯中断失效。
在本实施例中，所述优选波束指代的是通讯能够在正常工作状态下维持其最大工作效率的波束，包括最优波束、次优波束等等，一般地，优选波束频段或频率较为相近。所述预选波束指代的是除优选波束之外的可用波束。
通信设备首先确定优选波束的场景应用，当确认优选波束符合当前正常的使用场景，即证明优选波束能够稳定可持续地维持其正常的工作状态。此时，在确定优选波束之后，将通信设备当前所能检测到的所有波束作为预选波束。预选波束为后续进行检测筛选的样本波束，并从所有的预选波束中获取到最适用当前状态且不与优选波束发生相互干扰的波束。
分析模块20，用于对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；
所述对预选波束的分析筛选过程主要是针对预选波束与优选波束之间的波束相关性、波束本身的传输性以及波束本身的波动性进行的综合判断分析。
本实施例中，所述预选波束与优选波束之间的波束相关性指的是一切能够表明两个波束相关性的性能指标。例如二者所对应的波束空间直线距离，或其波段相互错开的角度等等。选择波束相关性最小的优势在于避免所选择的预选波束在实际应用过程中出现于优选波束之间的频段频率上的相互干扰，防止通信设备在智能识别的过程中出现识别错误造成以优选波束的应用配置切换到预选波束的现象，导致出现切换错误或失败的状况发生。因此在波束相关性上的选择需要对所有预选波束的相关性分析，并筛选出相关性最小的预选波束。
预选波束的传输性指的是预选波束所能达到的通讯传输效率(包括单位时间所能传输的信息量，设备捕捉到预选波束的效率，或预选波束的防干扰性等等)，预选波束的通讯传输效率关系到通信设备所能达到的工作效率的上限。在提高通讯效率的前提下，传输性越高，则意味着预选波束所能带来传输效用的正面效用越高。因此传输性也是本实施例中分析筛选的重要参考因素。
预选波束的波动性指的是预选波束在实际应用场景中的稳定性表现。一般而言，预选波束的稳定应用表现在允许其在一个预设的门限范围内波动，该门限范围是该预选波束的安全波动范围，参考该门限范围，若超过了该门限范围，则证明该预选波束的稳定性不符合要求，容易在实际应用场景中出现信号时好时坏的现象，这样的的预选波束将无法成为本实施例的目标波束。
通过分析筛选后所获得的预选波束是所检测到的所有预选波束中最适用于当前状态的一种应急波束，即为合格的预选波束。
设置模块30，用于将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。
所述备选波束为除优选波束之外，能够代替优选波束的基本职能，并保障通信设备正常工作的预选波束。在分析模块20将预选波束分析筛选之后，需要将该预选波束的性能属性进行实际应用场景的正式配置，即将预选波束设置为正式的备选波束，以期在优选波束无法正常执行的状态下，快速将当前通信设备的应用波束切换为能够正常使用的备选波束。通信设备的配置包括但不限于波束频率频段的选择，波束通道的预置，无缝切换的参数配置等等。
本发明的技术方案中，首先当获取模块10确定通信设备当前的优选波束后，获取通信设备中的所有预选波束；然后分析模块20对所述预选波束的波束相关性、传输性和波动性进行分析筛选；最后设置模块30将分析筛选后所获得的预选波束设为备选波束。本发明提供与优选波束相关性最小、信号最为稳定的备选波束，在优选波束、次优波束的通讯完全中断时，减少重新选择波束的流程，方便通信设备直接切换到备选波束，增加通信设备的抗干扰能力，从而减少通讯中断的频率，保证了波束切换的快速、平滑、有效。
通信设备第二实施例
进一步地，在本发明通信设备第一实施例的基础上，提出通信设备第二实施例，参考图7，所述第二实施例与第一实施例之间的区别在于，所述分析模块20包括：
相关性单元21，用于分别判断所有预选波束与优选波束之间的相关性是否符合第一预设条件；
排序单元22，用于将所有符合第一预设条件的预选波束按相关性从小到大的顺序进行排序，以获得排序列表；
由于波束相关性的分析是与优选波束整体分析，因此所有预选波束都能够进入分析筛选流程。所有预选波束的筛选细节在于其相关性能够满足第一预设条件，而所述第一预设条件可以根据实际情况进行设定，如波束空间直线距离需要超过30，或相互错开角度的最大门限不得小于30度等等。能够反应波束空间直线距离的参数可以通过欧式距离，相关性数列聚类，马氏距离等等算法获得。通过第一预设条件的限定以及所采用的算法标准，获取到符合第一预设条件的预选波束，并将所有符合第一预设条件的预选波束按照相关性从小到大进行排序，获得排序列表。所述排序列表中排序越前的预选波束，则意味着该波束与优选波束的相关性越小，越符合预选波束的选择条件。其主要功用为将被筛选出来的符合第一预设条件的预选条件依次提供给后续步骤，以供进一步筛选。
传输性单元23，用于获取排序列表中排列最前的预选波束，判断该预选波束的传输性是否符合第二预设条件；
按排序列表的排列顺序获取排列最前的预选波束，对其进行传输性的判断筛选，所有预选波束的筛选细节在于其传输性能否满足第二预设条件，而所述第二预设条件的性能指标可以根据实际情况进行设定，如信噪比(snr)，能量，功率等等指标。第二预设条件将设置一个性能指标的门限范围，作为预选波束关于该性能指标的限定范围。例如信噪比不得低于某个最低门限值s1，或者是能量不得低于某个最低门限值e1，或者是功率不得低于某个最低门限值w1等等。只有符合第二预设条件的限定要求的预选波束，才证明该预选波束的传输性符合备选波束的前提，反之，则证明所述预选波束不具备作为备选波束的前提。
波动性单元24，用于当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的传输性符合第二预设条件时，判断所述预选波束的波动性是否符合第三预设条件；
预选单元25，用于当判定所述排序列表中排列最前的预选波束的波动性符合第三预设条件时，将该预选波束作为分析筛选后所获得的预选波束。
若预选波束不符合第二预设条件，则证明当前的预选波束是不合格的。因此需要在排序列表中以当前的预选波束为起点寻找下一个预选波束作为筛选对象。也就是说，筛选流程是一个循环过程，一旦当前正在筛选的预选波束不符合第二预设条件，则在排序列表中，将当前正在筛选的预选波束后续的第一个预选波束作为新的筛选对象，直至筛选出符合第二预设条件的预选波束。而原先的筛选对象可以根据具体方案进行自定义预处理，例如不作处理，或者将其从排序列表中删除等。
预选波束的筛选条件还包括其波动性能否满足第三预设条件，而所述第三预设条件的判定标准可以根据实际情况进行设定。反映预选波束波动性一般是通过性能指标的方差、平均值或者滤波值等参数指标，因此第三预设条件可以预设为性能指标的方差、平均值或者滤波值等参数指标不得大于某个门限值，由于波动性的应用前提在本实施例中为波动性越低，则波束本身的稳定性越高。故第三预设条件设置的门限值，假设波动性的参数指标大于这个门限值，则证明波动性高，稳定性低。
符合第三预设条件的预选波束即为同时符合第一预设条件，第二预设条件和第三预设条件的波束，该预选波束为最终筛选出来的预选波束，作为备选波束的参考波束。同样，若预选波束不符合第三预设条件，则证明当前的预选波束是不合格的，因此需要在排序列表中以当前的预选波束为起点寻找下一个预选波束作为筛选对象。也就是说，筛选流程是一个循环过程，一旦当前正在筛选的预选波束不符合第三预设条件，则在排序列表中，将当前正在筛选的预选波束后续的第一个预选波束作为新的筛选对象，直至筛选出符合第三预设条件的预选波束。而原先的筛选对象可以根据具体方案进行自定义预处理，例如不作处理，或者将其从排序列表中删除等。
通信设备第三实施例
进一步地，在本发明通信设备第二实施例的基础上，提出通信设备第三实施例，参考图8，所述第三实施例与第二实施例之间的区别在于，欧氏距离为代表预选波束与优选波束之间相关性的性能指标，所述相关性单元21包括：
第一计算子单元211，用于分别计算每段预选波束与优选波束之间的欧式距离；
第一判断子单元212，用于分别判断每段预选波束的欧式距离是否大于第一阈值；
所述排序单元22用于将所有欧式距离大于第一阈值的预选波束按欧式距离从大到小的顺序进行排序，以获得排序列表。
所述欧式距离指的是在m维空间中两个点之间的真实距离，或者向量的自然长度(即该点到原点的距离)。在二维和三维空间中的欧氏距离就是两点之间的实际距离。在本实施例中，欧式距离作为相关性的性能指标，能够有代表性地量化预选波束与优选波束之间的相关性，以直观的方式呈现相关性的具体状况。以下将通过一个例子进行解释说明：
用欧式距离来说明空间上的相关性，预选波束(i_r，j_r)和优选波束(i_c，j_c)之间的欧氏距离的计算公式如下：
l＝(ir-ic)2+(jr-jc)2
该公式为基本原则，具体详细计算细节可以根据通信设备本身的结构进行修正。
通信设备本身具有两个侧端，包括bs侧(基站侧)和ue侧(用户侧)，能够检测到波束，其中：bs侧的波束号记作：ir，ic；ue侧的波束号记作：jr，jc。
参考图13，bs侧若按照如图所示的通信设备中天线顺序编号则，
bs侧的欧氏距离：
参考图14，ue侧若按如图所示的通信设备中天线顺序编号则，
总欧式距离：
假设通信设备预设的第一阈值为a，则欧式距离计算结果必须大于第一阈值a，才能进入后续的计算步骤。所述第一阈值作为一个门限标准，所起到的作用是过滤掉与优选波束相关性较大的预选波束。在波束应用的技术领域中，经常会出现一些波束切换不准确，甚至出现通信设备的天线频繁在俩段波束之间相互切换的现象。其原因就是由于出现两段波束的相关性大，其频段过于接近，存在交叉范围，处于设备识别的包容范围之内。因此，需要将预选波束与优选波束之间相关性较大的波束过滤掉，以保障所筛选的波束具备一定的使用价值。
优选地，若预选波束较少时，可以直接通过欧式距离的比较进行快速筛选，以下将通过一个具体的选择作为实用范例进行补充说明：
参考图15，假设优选波束为beam1(9,12)，可选预选波束beam2为(0,0)，预选波束beam3为(8,5)。
1)ir＝0，ic＝9，sbs2＝(0/9-9/9)2+((0mod9)-(9mod9))2＝1；
jr＝0，jc＝12，sue2＝(0/12-12/12)2+(min(|(0mod12)-(12mod12)|，12-|((0mod12)-(12mod12))|))2＝1；
s122＝sbs2+sue2＝2
2)ir＝8，ic＝9，sbs2＝(8/9-9/9)2+((8mod9)-(9mod9))2＝65；
jr＝5，jc＝12，sue2＝(5/12-12/12)2+(min(|(5mod12)-(12mod12)|，12-|((5mod12)-(12mod12))|))2＝26；
s132＝sbs2+sue2＝91
假设第一阈值是1，那么从结果上来讲，预选波束beam2和beam3都符合要求，而相对于优选波束beam1，预选波束beam3比预选波束beam2的距离大，也就是就该指标来说，选择beam3。
通信设备第四实施例
进一步地，在本发明通信设备第三实施例的基础上，提出通信设备第四实施例，参考图9，所述第四实施例与第三实施例之间的区别在于，信噪比为代表预选波束的传输性的性能指标，所述传输性单元23包括：
第二计算子单元231，用于获取排序列表中排列最前的预选波束，并计算该预选波束的信噪比；
第二判断子单元232，用于判断该预选波束的信噪比是否大于第二阈值；
所述波动性单元24用于当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，则预选波束符合第二预设条件、用于当判定所述预选波束的信噪比小于第二阈值时，则预选波束不符合第二预设条件；
所述波动性单元还用于当预选波束不符合第二预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行第二计算子单元的功能。
所述信噪比(即snr)，即电子设备或电子系统的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比值。在本实施例中，经过相关性判定后获取到的排序列表中，从上到下是相关性从小到大的预选波束，选择排在最前的预选波束，计算器信噪比。在本实施例中，信噪比作为传输性的性能指标，能够有代表性地量化预选波束传输性的效率指标，以直观的方式呈现传输性的具体状况。以下将通过一个例子进行解释说明：
snr必须满足最基本要求，传输性关系到通信设备传输效率的应用，在本实施例中，假设通信设备预设的第二阈值为b，则snr必须大于第二阈值b，才能进入后续的计算步骤。所述第二阈值作为一个门限标准，所起到的作用是过滤掉传输性不达标的预选波束。在波束应用的技术领域中，若波束的传输性达不到预设标准，那么实际应用的场景中，波束的低传输率将带来数据通讯效率的降低，最直观的表现便是信号连接上了，但信号的输出与接收呈现卡顿，延迟等现象，其实用价值不高，极大地影响了使用效率。
假设预选波束的信噪比小于第二阈值时，则证明该预选波束不合格，那么需要将排序列表中该预选波束删除掉，并将后续第一位的预选波束排在当前排序列表的最前面，以新的排序列表为基础重复第二计算子单元231的功能，进行下一轮选取预选波束的分析筛选，直到筛选出信噪比大于第二阈值的预选波束。
通信设备第五实施例
进一步地，在本发明通信设备第四实施例的基础上，提出通信设备第五实施例，参考图10，所述第五实施例与第四实施例之间的区别在于，欧式距离的方差为代表预选波束的波动性的性能指标，所述波动性单元24包括：
第三计算子单元241，用于当判定所述预选波束的信噪比大于第二阈值时，计算该预选波束的欧式距离的方差；
第三判断子单元242，用于判断该预选波束的欧式距离的方差是否小于第三阈值；
所述预选单元25用于当判定所述预选波束的欧式距离的方差小于第三阈值时，则预选波束符合第三预设条件、用于当判定所述预选波束的信噪比大于第三阈值时，则预选波束不符合第三预设条件；
所述预选单元还用于当预选波束不符合第三预设条件时，将排序列表中排列最前的预选波束删除，并将后续第一位的预选波束排列在最前，以新的排序列表为基础执行第二计算子单元的功能。
所述欧式距离的方差是波束波动性的一个参考指标，在本实施例中，通过传输性判定的预选波束，可计算该预选波束的欧式距离的方差。在本实施例中，欧式距离的方差能够有代表性地量化预选波束波动性的具体指标，以直观的方式呈现波动性的具体状况。
通信设备预设了第三阈值，作为预选波束的欧式距离的方差的门限值，当该方差的大小超过第三阈值，则证明该预选波束的波动性较大，不符合当前备选波束的使用标准。以下将通过一个例子进行解释说明：
n_eval之内的方差：
其中：ln为欧式距离，
以下为本次距离的一具体计算参数及结果的表格：
假设预选波束的欧式距离的方差大于第三阈值，则证明该预选波束不合格，那么需要将排序列表中该预选波束删除掉，并将后续第一位的预选波束排在当前排序列表的最前面，以新的排序列表为基础重复第二计算子单元231的功能，进行下一轮选取预选波束的分析筛选，直到筛选出欧式距离的方差大于第三阈值的预选波束。
通常地，通信设备可包括中央处理器，数据存储器，通信单元，波束发射器等实体模块。在本实施例中，所述通信设备中分析模块的功能指令和执行程序均由数据存储器预先存储，并在中央处理器的控制指令下实现功能的正常执行和调用；而获取模块的功能以及波束的具体属性分析(如频段，波长，通信效率，信号检测)可由通信单元控制并分析执行；而设置模块对备选波束的设置可在波束发射器中配置，包括预先设置和紧急启动等。
需要说明的是，以上通信设备的实体模块仅作为解释说明，本发明的通信设备包括但不限于以上所述的举例对象，所有应用或对应实施本发明技术方案的解决方案或通信终端都在本发明的技术范围内。
此外，参考图11，图11为本发明的技术方案的实施所产生的实际应用中的切换流程图，明显地，在最优波束失效的情况下，通信设备能够根据备选波束切换条件的满足与否，进入波束切换的判断流程，假设满足备选波束的切换条件，则通信设备能够快速切换到备选波束上，即切即用，无需进行实时选择，省却了大量的备选流程，提高通信设备的工作效率。
同时，为直观了解本发明的工作机制，参考图12，图12为本发明技术方案的思路流程图，通信设备将各个波束按照相关性从低到高进行排序，并选取列表中的首个波束，判断其传输性，若不达标，则取下一个波束；若合格，则判断其波动性，若不合格，则取下一个波束，若合格，则将其设为备选波束。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。