通信方法及相关装置与流程

本技术涉及通信，尤其涉及一种通信方法及相关装置。

背景技术：

1、多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)是一种收发两端通过部署多根天线以便利用空间域维度资源的经典方法。通常，mimo算法假设承载信号的电磁波在无线信道传播过程中存在非常丰富的多径反射、散射、衍射现象，进而保证收发两端的天线阵子对之间产生数量足够多的独立不相关的子信道。

2、在空旷的视距直达(line-of-sight，los)传播环境中，无线信道中不存在足够丰富的多径反射、散射、或衍射现象。例如大型商场、阶梯教室或大型礼堂等，超大规模孔径阵列(extra large aperturearray,elaa)或可重构智能表面(reconfigurable intelligentsurface,ris)通常是挂在建筑物的天花板上或墙上的大型天线阵列。当障碍物较少、空间较空旷的时候，平面电磁波在空间传播过程，通常通过直射和/或少量地面反射从发送端传播到接收端，即接收端接收到的平面电磁波一般是直射波与少量地面反射波的合成波。因此，在空旷的los传播环境下，基于平面电磁波的空间紧邻的两个天线阵子的信道响应差异性很小，难以生成适合mimo算法所需要的多路独立不相关的子信道。换句话说，elaa(和/或ris)与终端在空旷的los传播环境中通信所产生的信道矩阵的秩较小，无法充分利用无线信道的空间域自由度，从而导致实际达到的频谱效率比理论最优的频谱效率低。

3、目前，los-mimo技术的发送端将要发送的数据信号分成多路数据流，并通过空时映射将多路数据流映射到多个天线上进行发送；接收端将各个天线上接收到的信号进行空时译码，即利用每一路信号到达接收端天线的路径差来产生信号相位差，实现干扰信道抵消和数据信号合成，从而提升信号增益和信道容量。但是，由于los-mimo技术的发送端或接收端的相邻天线阵子的间距必须满足瑞利距离(其中d表示天线阵子的间距，d表示收发两端的链路距离，c表示光速，f表示载波频率)，才能实现多路信号的相互抵消，完成多路信号传输。所以，当用户终端的位置因移动而发生变化时，收发两端的链路距离也随之发生改变，天线阵子的间距也需要相应的变化才能维持干扰信道相互抵消和数据信号合成。然而，当物理天线阵列(如elaa或ris)被制造出厂和安装固定以后，天线阵子的间距是难以动态调整的。因此，los-mimo技术不适用于移动场景中，即当用户终端移动到不同位置时，los-mimo的信道矩阵的秩忽大忽小，导致los-mimo的频谱效率存在较大的性能损失。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种方法通信方法及相关装置，通过多个携带oam的探测信号进行多次信道测量，并根据多次信道测量得到的信道响应特征来确定发送端的数据是否采用oam波传输，可以不依赖周边环境产生的多径反射、散射和衍射的空间域独立不相关性，在发送端基于oam主动构造出空间域的独立不相关性，增大移动场景中信道矩阵的秩，提升无线通信的频谱效率。

2、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。

3、第一方面，本技术实施例提供一种通信方法，应用于第一通信装置中，该第一通信装置可以为上行通信的终端设备。该通信方法包括：终端设备在第一波束方向上向网络设备发送第一oam参考信号；终端设备接收来自网络设备的第一指示信息，该第一指示信息中包括第二波束方向；终端设备在指定的第二波束方向上向网络设备发送第二oam参考信号；终端设备接收来自网络设备的第二指示信息，该第二指示信息中包括oam矩阵指示信息和oam功率指示信息，该第二指示信息用于确定传输方式为涡旋波传输、或平面波传输、或oam和平面波的联合传输。

4、其中，第一oam参考信号承载于第一波束上，第一波束为圆极化波束与oam波束的复合波束，第一oam参考信号可以用于确定第一oam参考信号的传播轴心所在的第一空间位置，第一空间位置用于从第一波束方向中确定出第二波束方向。第二oam参考信号承载于第二波束上，第二波束为线极化波束与oam波束的复合波束。该第二oam参考信号用于确定天线信息和该第二oam参考信号的第二信道响应，该第二信道响应和该天线信息用于确定第二指示信息。

5、可选的，传输方式也可以指mimo和oam的联合收发方式，如mimo发送和mimo接收，oam发送和oam接收，oam发送和mimo+oam联合接收，mimo+oam联合发送和mimo+oam联合接收。

6、结合第一方面，在一种可能的设计中，终端设备在第一波束方向上向网络设备发送第一oam参考信号之前，该方法还包括：终端设备可以在多个波束方向上向网络设备发送多个不携带oam的探测参考信号；终端设备接收来自网络设备的第三指示信息，该第三指示信息中包括上述第一波束方向和圆极化方向。

7、其中，上述多个波束方向均不相同，一个探测参考信号对应一个波束方向，该探测参考信号用于确定该探测参考信号的第一信道响应，该第一信道响应用于从多个波束方向中确定出第一波束方向。上述圆极化波束的圆极化方向为第三指示信息指示的圆极化方向。

8、本方案通过携带和不携带oam的多个探测信号进行多次信道测量，并通过携带圆极化oam的探测信号估计oam的传播轴心位置并选择波束方向；再根据探测信号的信道响应特征选择mimo与oam的联合发送和接收组合方式；最后通过收发两端之间交互的控制信令进行oam模态和功率因子的协商配置。可以不依赖周边环境产生的多径反射、散射和衍射的空间域独立不相关性，在发送端基于oam主动构造出空间域的独立不相关性，增大移动场景中信道矩阵的秩，提升无线通信的频谱效率。

9、结合第一方面，在一种可能的设计中，终端设备接收来自网络设备的第二指示信息之前，该方法还包括：终端设备从网络设备接收联合收发请求，该联合收发请求用于请求采用第一收发方式收发数据；终端设备针对该联合收发请求向该网络设备反馈联合收发响应，该联合收发响应用于同意或拒绝采用该第一收发方式收发数据。

10、结合第一方面，在一种可能的设计中，终端设备针对该联合收发请求向该网络设备反馈联合收发响应之后，该方法还包括：终端设备接收来自网络设备的联合收发确认信息，该联合收发确认信息用于确认该联合收发响应。

11、其中，第一收发方式可以为上述传输方式，即mimo和oam的联合收发方式。

12、本技术实施例通过mimo和oam联合收发方式协商过程，实现收发两端的通信模块的配置，可以支持不同无线信道环境下采用不同的收发方式收发数据，提高通信质量。

13、结合第一方面，在一种可能的设计中，终端设备接收来自网络设备的第二指示信息之后，该方法还包括：终端设备可以根据第二指示信息指示的oam矩阵指示信息和oam功率指示信息生成数据信号，并可以通过物理上行共享信道向网络设备发送该数据信号。

14、结合第一方面，在一种可能的设计中，上述第二指示信息还包括秩指示信息和预编码矩阵指示信息。

15、结合第一方面，在一种可能的设计中，上述oam功率指示信息包括oam模态参数和所述oam模态参数中的每个oam模态对应的功率参数。

16、第二方面，本技术实施例提供一种通信方法，应用于第二通信装置中，该第二通信装置可以为上行通信的网络设备。该通信方法包括：网络设备接收来自终端设备的第一波束方向上的第一oam参考信号；网络设备向终端设备发送第一指示信息，该第一指示信息中包括第二波束方向；网络设备接收来自终端设备的第二波束方向上的第二oam参考信号；网络设备向终端设备发送第二指示信息，该第二指示信息中包括oam矩阵指示信息和oam功率指示信息，该第二指示信息用于确定传输方式为涡旋波传输、或平面波传输、或oam和平面波的联合传输。

17、其中，第一oam参考信号承载于第一波束上，第一波束为圆极化波束与oam波束的复合波束，第一oam参考信号可以用于确定第一oam参考信号的传播轴心所在的第一空间位置，第一空间位置用于从第一波束方向中确定出第二波束方向。第二oam参考信号承载于第二波束上，第二波束为线极化波束与oam波束的复合波束。该第二oam参考信号用于确定天线信息和该第二oam参考信号的第二信道响应，该第二信道响应和该天线信息用于确定第二指示信息。

18、可选的，传输方式也可以指mimo和oam的联合收发方式，如mimo发送和mimo接收，oam发送和oam接收，oam发送和mimo+oam联合接收，mimo+oam联合发送和mimo+oam联合接收。

19、结合第二方面，在一种可能的设计中，网络设备接收来自终端设备的第一波束方向上的第一oam参考信号之前，该方法还包括：网络设备接收来自终端设备的多个波束方向上的多个探测参考信号；网络设备向终端设备发送第三指示信息，该第三指示信息中包括上述第一波束方向和圆极化方向。

20、其中，上述多个波束方向均不相同，一个探测参考信号对应一个波束方向，该探测参考信号用于确定该探测参考信号的第一信道响应，该第一信道响应用于从多个波束方向中确定出第一波束方向。上述圆极化波束的圆极化方向为第三指示信息指示的圆极化方向。

21、结合第二方面，在一种可能的设计中，网络设备向终端设备发送第二指示信息之前，该方法还包括：网络设备向终端设备发送联合收发请求，该联合收发请求用于请求采用第一收发方式收发数据；网络设备接收来自终端设备的联合收发响应，该联合收发响应用于同意或拒绝采用该第一收发方式收发数据。

22、结合第二方面，在一种可能的设计中，网络设备接收来自终端设备的联合收发响应之后，该方法还包括：网络设备向终端设备发送联合收发确认信息，该联合收发确认信息用于确认上述联合收发响应。

23、其中，第一收发方式可以为上述传输方式，即mimo和oam的联合收发方式。

24、结合第二方面，在一种可能的设计中，网络设备向终端设备发送该第二指示信息之后，该方法还包括：网络设备根据上述接收天线信息从终端设备接收数据信号。

25、结合第二方面，在一种可能的设计中，上述第二指示信息还包括秩指示信息和预编码矩阵指示信息。

26、结合第二方面，在一种可能的设计中，上述oam功率指示信息包括oam模态参数和所述oam模态参数中的每个oam模态对应的功率参数。

27、第三方面，本技术实施例提供一种通信方法，应用于第二通信装置中，该第二通信装置可以为下行通信的网络设备。该通信方法包括：网络设备在第三波束方向上向终端设备发送第三oam参考信号；网络设备接收来自终端设备的第四指示信息，该第四指示信息中包括oam矩阵指示信息和oam功率指示信息，该第四指示信息用于确定传输方式为涡旋波传输、或平面波传输、或oam和平面波的联合传输。

28、其中，第三oam参考信号用于确定第三oam参考信号的第三信道响应，该第三信道响应用于确定第四指示信息。该第三oam参考信号承载于第三波束上，该第三波束为线极化波束与oam波束的复合波束。

29、可选的，传输方式也可以指mimo和oam的联合收发方式，如mimo发送和mimo接收，oam发送和oam接收，oam发送和mimo+oam联合接收，mimo+oam联合发送和mimo+oam联合接收。

30、结合第三方面，在一种可能的设计中，网络设备在第三波束方向上向终端设备发送第三oam参考信号之前，该方法还包括：网络设备在多个波束方向上向终端设备发送多个信道状态信息参考信号；网络设备接收来自终端设备的第五指示信息，该第五指示信息中包括上述第三波束方向。

31、其中，上述多个波束方向均不相同，一个信道状态信息参考信号对应一个波束方向，该信道状态信息参考信号用于确定该信道状态信息参考信号的第四信道响应，该第四信道响应用于从多个波束方向中确定出第三波束方向。

32、结合第三方面，在一种可能的设计中，上述第五指示信息还包括上述每个信道状态信息参考信号对应的层一参考信号接收功率，该层一参考信号接收功率用于确定网络设备传输数据时所使用的功率。

33、结合第三方面，在一种可能的设计中，网络设备从终端设备接收该第四指示信息之前，该方法还包括：网络设备接收来自终端设备的联合收发请求，该联合收发请求用于请求采用第一收发方式收发数据；网络设备针对该联合收发请求向终端设备反馈联合收发响应，该联合收发响应用于同意或拒绝采用该第一收发方式收发数据。

34、结合第三方面，在一种可能的设计中，网络设备针对该联合收发请求向终端设备反馈联合收发响应之后，该方法还包括：网络设备从终端设备接收联合收发确认信息，该联合收发确认信息用于确认该联合收发响应。

35、其中，第一收发方式可以为上述传输方式，即mimo和oam的联合收发方式。

36、结合第三方面，在一种可能的设计中，网络设备从终端设备接收该第四指示信息之后，该方法还包括：网络设备根据上述第四指示信息指示的oam矩阵指示信息和oam功率指示信息生成数据信号，并通过物理下行共享信道向终端设备发送该数据信号。

37、结合第三方面，在一种可能的设计中，上述第四指示信息还包括秩指示信息和预编码矩阵指示信息。

38、结合第三方面，在一种可能的设计中，上述oam功率指示信息包括oam模态参数和该oam模态参数中的每个oam模态对应的功率参数。

39、第四方面，本技术实施例提供一种通信方法，应用于第一通信装置中，第一通信装置可以为下行通信的终端设备。该通信方法包括：终端设备接收来自网络设备的第三波束方向上的第三oam参考信号；终端设备向网络设备发送该第四指示信息，该第四指示信息中包括oam矩阵指示信息和oam功率指示信息，该第四指示信息用于确定传输方式为oam波传输、或平面波传输、或oam和平面波的联合传输。

40、其中，第三oam参考信号用于确定第三oam参考信号的第三信道响应，该第三信道响应用于确定第四指示信息。该第三oam参考信号承载于第三波束上，该第三波束为线极化波束与oam波束的复合波束。

41、可选的，传输方式也可以指mimo和oam的联合收发方式，如mimo发送和mimo接收，oam发送和oam接收，oam发送和mimo+oam联合接收，mimo+oam联合发送和mimo+oam联合接收。

42、结合第四方面，在一种可能的设计中，终端设备从网络设备接收第三波束方向上的第三oam参考信号之前，该方法还包括：终端设备接收来自网络设备的多个信道状态信息参考信号；终端设备向网络设备发送第五指示信息，该第五指示信息中包括该第三波束方向。

43、其中，上述多个波束方向均不相同，一个信道状态信息参考信号对应一个波束方向，该信道状态信息参考信号用于确定该信道状态信息参考信号的第四信道响应，该第四信道响应用于从多个波束方向中确定出第三波束方向。

44、结合第四方面，在一种可能的设计中，上述第五指示信息还包括上述每个信道状态信息参考信号对应的层一参考信号接收功率，该层一参考信号接收功率用于确定网络设备传输数据时所使用的功率。

45、结合第四方面，在一种可能的设计中，终端设备向网络设备发送上述第四指示信息之前，该方法还包括：终端设备向网络设备发送联合收发请求，该联合收发请求用于请求采用第一收发方式收发数据；终端设备接收来自网络设备的联合收发响应，该联合收发响应用于同意或拒绝采用该第一收发方式收发数据。

46、结合第四方面，在一种可能的设计中，终端设备接收来自网络设备的联合收发响应之后，该方法还包括：终端设备向网络设备发送联合收发确认信息，该联合收发确认信息用于确认该联合收发响应。

47、其中，第一收发方式可以为上述传输方式，即mimo和oam的联合收发方式。

48、结合第四方面，在一种可能的设计中，终端设备向网络设备发送第五指示信息之后，该方法还包括：终端设备从网络设备接收数据信号。

49、结合第四方面，在一种可能的设计中，上述第四指示信息还包括秩指示信息和预编码矩阵指示信息。

50、结合第四方面，在一种可能的设计中，上述oam功率指示信息包括oam模态参数和该oam模态参数中的每个oam模态对应的功率参数。

51、第五方面，本技术实施例提供一种通信装置，该通信装置可以为终端设备或可用于设置于终端设备中的芯片或电路，该通信装置包括用于执行上述第一方面和/或第一方面的任意一种可能的实现方式所提供的通信方法的单元和/或模块，因此也能实现第一方面提供的通信方法所具备的有益效果(或优点)。

52、第六方面，本技术实施例提供一种通信装置，该通信装置可以为网络设备或可用于设置于网络设备中的芯片或电路，该通信装置包括用于执行上述第二方面和/或第二方面的任意一种可能的实现方式所提供的通信方法的单元和/或模块，因此也能实现第二方面提供的通信方法所具备的有益效果(或优点)。

53、第七方面，本技术实施例提供一种通信装置，该通信装置可以为网络设备或可用于设置于网络设备中的芯片或电路，该通信装置包括用于执行上述第三方面和/或第三方面的任意一种可能的实现方式所提供的通信方法的单元和/或模块，因此也能实现第三方面提供的通信方法所具备的有益效果(或优点)。

54、第八方面，本技术实施例提供一种通信装置，该通信装置可以为终端设备或可用于设置于终端设备中的芯片或电路，该通信装置包括用于执行上述第四方面和/或第四方面的任意一种可能的实现方式所提供的通信方法的单元和/或模块，因此也能实现第四方面提供的通信方法所具备的有益效果(或优点)。

55、第九方面，本技术实施例提供一种第一通信装置，该第一通信装置可以为终端设备，该第一通信装置可以包括处理器、收发器和存储器，其中，该存储器用于存储计算机程序，该收发器用于收发各种信号、信息或信令等，该计算机程序包括程序指令，当该处理器运行该程序指令时，使得该第一通信装置执行上述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式的通信方法。其中，收发器可以为第一通信装置中的射频模块，或，射频模块和天线的组合，或，芯片或电路的输入输出接口。

56、第十方面，本技术实施例提供一种第二通信装置，该第二通信装置可以为网络设备，该第二通信装置可以包括处理器、收发器和存储器，其中，该存储器用于存储计算机程序，该收发器用于收发各种信号、信息或信令等，该计算机程序包括程序指令，当该处理器运行该程序指令时，使得该第二通信装置执行上述第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式的通信方法。其中，收发器可以为第二通信装置中的射频模块，或，射频模块和天线的组合，或，芯片或电路的输入输出接口。

57、第十一方面，本技术实施例提供另一种第二通信装置，该第二通信装置可以为网络设备，该第二通信装置可以包括处理器、收发器和存储器，其中，该存储器用于存储计算机程序，该收发器用于收发各种信号、信息或信令等，该计算机程序包括程序指令，当该处理器运行该程序指令时，使得该第二通信装置执行上述第三方面或第三方面的任意一种可能的实现方式的通信方法。其中，收发器可以为第二通信装置中的射频模块，或，射频模块和天线的组合，或，芯片或电路的输入输出接口。

58、第十二方面，本技术实施例提供另一种第一通信装置，该第一通信装置可以为终端设备，该第一通信装置可以包括处理器、收发器和存储器，其中，该存储器用于存储计算机程序，该收发器用于收发各种信号、信息或信令等，该计算机程序包括程序指令，当该处理器运行该程序指令时，使得该第一通信装置执行上述第四方面或第四方面的任意一种可能的实现方式的通信方法。其中，收发器可以为第一通信装置中的射频模块，或，射频模块和天线的组合，或，芯片或电路的输入输出接口。

59、第十三方面，本技术实施例提供一种通信系统，包括第一通信装置和第二通信装置，其中：该第一通信装置为上述第五方面/上述第八方面描述，或上述第九方面/上述第十二方面描述的通信装置，该网络设备为上述第六方面/上述第七方面描述，或上述第十方面/上述第十一方面描述的通信装置。

60、第十四方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法。

61、第十五方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法。

62、第十六方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第三方面或第三方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法。

63、第十七方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第四方面或第四方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法。

64、第十八方面，本技术实施例提供一种包含指令的程序产品，当其运行时，使得上述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法被执行。

65、第十九方面，本技术实施例提供一种包含指令的程序产品，当其运行时，使得上述第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法被执行。

66、第二十方面，本技术实施例提供一种包含指令的程序产品，当其运行时，使得上述第三方面或第三方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法被执行。

67、第二十一方面，本技术实施例提供一种包含指令的程序产品，当其运行时，使得上述第四方面或第四方面的任意一种可能的实现方式描述的通信方法被执行。

68、第二十二方面，本技术实施例提供一种芯片，包括处理器。该处理器用于读取并执行存储器中存储的程序，以执行上述第一方面至第四方面中的一项或多项，或，上述第一方面、上述第二方面、上述第三方面或上述第四方面的任意可能的实现方式中的一项或多项提供的通信方法。可选的，该芯片还包括存储器，该存储器与该处理器通过电路或电线连接。进一步可选的，该芯片还包括通信接口，该处理器与该通信接口连接。该通信接口用于接收需要处理的信号和/或信息，该处理器从该通信接口获取该信号和/或信息，并对该信号和/或信息进行处理，并通过该通信接口输出处理结果。该通信接口可以是输入输出接口。

69、可选的，上述的处理器与存储器可以是物理上相互独立的单元，或者，存储器也可以和处理器集成在一起。

70、实施本技术实施例，可以不依赖周边环境产生的多径反射、散射和衍射的空间域独立不相关性，在发送端主动构造出空间域的独立不相关性，从而增大信道矩阵的秩，进而提升频谱效率。