本技术涉及通信，特别涉及一种波束宽度调整方法、装置、设备及介质。
背景技术：
1、由于第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5g)新空口(newradio，nr)在毫米波频段采用大规模天线以及波束传输技术增强信号传输。现有的5g nr波束参数调整方案包含两个部分：波束指向调整和波束宽度调整。一方面，波束指向的调整以nr协议中的波束扫描为主。通过调整施加在天线分支上的幅度和相位参数(即波束权重因子)，可实现信号传输主要能量波束指向的改变。对于基站和终端而言，当测量到的接收信号强度(reference signal receiving power，rsrp)最大时，获得最佳的发送和接收波束指向而完成波束指向扫描。另一方面，波束宽度主要由天线数量确定，被激活的天线阵元数量越多则波束宽度越窄。波束宽度越小有利于基站和终端可靠连接的建立，但是扫描时间较长。相反，波束宽度越大，扫描时间减短，但不利于基站和终端连接的建立。
2、综上所述，现有nr波束参数调整方法大多仅考虑通信连接概率、扫描时延等通信指标，并未考虑波束参数调整对物理层无线信道密钥生成性能的影响，即利用现有的波束调整方法调整波束参数会导致物理层无线信道密钥生成一致率较低而不可用。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种波束宽度调整方法、装置、设备及介质，以解决现有的波束调整方法调整波束参数导致物理层无线信道密钥生成性能较差的问题。
2、第一方面，本技术实施例提供了一种波束宽度调整方法，包括：
3、获取上下行信道的估计矩阵；
4、根据所述估计矩阵，构建目标函数，所述目标函数用于表征所述上下行信道的密钥容量与波束扫描时延的比值；
5、基于约束条件对所述目标函数进行求解，得到目标波束宽度，所述目标波束宽度对应的目标函数的值为所述目标函数的最大值，所述约束条件包括波束扫描次数约束和波束宽度约束。
6、可选地，所述基于约束条件对所述目标函数进行求解，得到目标波束宽度，包括：
7、基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，分别得到每次波束扫描对应的所述目标函数的值，k为所述波束扫描次数，k为正整数；
8、根据所述每次波束扫描对应的所述目标函数的值确定目标波束宽度，所述目标波束宽度为所述目标函数的最大值对应的波束宽度。
9、可选地，在所述基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描之前，包括：
10、根据预设的波束扫描时延阈值和每次波束扫描的所需时间，确定所述波束扫描次数；
11、根据所述波束扫描次数，确定初始波束宽度扫描步长和初始波束宽度。
12、可选地，在所述基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，包括：
13、基于所述初始波束宽度扫描步长和所述初始波束宽度进行第一次波束扫描；
14、在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数小于0，并且，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数大于0的情况下，减小波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
15、可选地，在所述基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，包括：
16、在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数大于等于0，或者，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数小于等于0的情况下，增加波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
17、可选地，所述根据所述估计矩阵，构建目标函数，包括：
18、对所述估计矩阵进行重新排列，得到信道估计矢量；
19、根据所述信道估计矢量构建目标函数，所述目标函数为密钥容量函数和波束扫描时延函数的比值，所述密钥容量函数和所述波束扫描时延函数以波束宽度为自变量。
20、第二方面，本技术实施例还提供一种波束宽度调整装置，包括：
21、获取模块，用于获取上下行信道的估计矩阵；
22、构建模块，用于根据所述估计矩阵，构建目标函数，所述目标函数用于表征所述上下行信道的密钥容量与波束扫描时延的比值；
23、求解模块，用于基于约束条件对所述目标函数进行求解，得到目标波束宽度，所述目标波束宽度对应的目标函数的值为所述目标函数的最大值，所述约束条件包括波束扫描次数约束和波束宽度约束。
24、可选地，所述求解模块包括：
25、扫描单元，用于基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，分别得到每次波束扫描对应的所述目标函数的值，k为所述波束扫描次数，k为正整数；
26、第一确定单元，用于根据所述每次波束扫描对应的所述目标函数的值确定目标波束宽度，所述目标波束宽度为所述目标函数的最大值对应的波束宽度。
27、可选地，所述求解模块还包括：
28、第二确定单元，用于根据预设的波束扫描时延阈值和每次波束扫描的所需时间，确定所述波束扫描次数；
29、第三确定单元，用于根据所述波束扫描次数，确定初始波束宽度扫描步长和初始波束宽度。
30、可选地，所述扫描单元具体用于：
31、基于所述初始波束宽度扫描步长和所述初始波束宽度进行第一次波束扫描；
32、在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数小于0，并且，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数大于0的情况下，减小波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
33、可选地，所述扫描单元具体用于：
34、在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数大于等于0，或者，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数小于等于0的情况下，增加波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
35、可选地，所述构建模块包括：
36、排列单元，用于对所述估计矩阵进行重新排列，得到信道估计矢量；
37、构建单元，用于根据所述信道估计矢量构建目标函数，所述目标函数为密钥容量函数和波束扫描时延函数的比值，所述密钥容量函数和所述波束扫描时延函数以波束宽度为自变量。
38、第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括收发机和处理器，
39、所述收发机，用于获取上下行信道的估计矩阵；
40、所述处理器，用于：根据所述估计矩阵，构建目标函数，所述目标函数用于表征所述上下行信道的密钥容量与波束扫描时延的比值；
41、基于约束条件对所述目标函数进行求解，得到目标波束宽度，所述目标波束宽度对应的目标函数的值为所述目标函数的最大值，所述约束条件包括波束扫描次数约束和波束宽度约束。
42、可选地，所述处理器具体用于：
43、基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，分别得到每次波束扫描对应的所述目标函数的值，k为所述波束扫描次数，k为正整数；
44、根据所述每次波束扫描对应的所述目标函数的值确定目标波束宽度，所述目标波束宽度为所述目标函数的最大值对应的波束宽度。
45、可选地，所述处理器还用于：
46、根据预设的波束扫描时延阈值和每次波束扫描的所需时间，确定所述波束扫描次数；
47、根据所述波束扫描次数，确定初始波束宽度扫描步长和初始波束宽度。
48、可选地，所述处理器具体用于：
49、基于所述初始波束宽度扫描步长和所述初始波束宽度进行第一次波束扫描；
50、在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数小于0，并且，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数大于0的情况下，减小波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
51、可选地，所述处理器具体用于：
52、在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数大于等于0，或者，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数小于等于0的情况下，增加波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
53、可选地，所述处理器具体用于：
54、对所述估计矩阵进行重新排列，得到信道估计矢量；
55、根据所述信道估计矢量构建目标函数，所述目标函数为密钥容量函数和波束扫描时延函数的比值，所述密钥容量函数和所述波束扫描时延函数以波束宽度为自变量。
56、第四方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述第一方面所述的波束宽度调整方法的步骤。
57、第五方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的波束宽度调整方法的步骤。
58、本技术实施例中，上述波束宽度调整方法可以通过获取上下行信道的估计矩阵，根据所述估计矩阵，构建目标函数，所述目标函数用于表征所述上下行信道的密钥容量与波束扫描时延的比值，基于约束条件对所述目标函数进行求解，得到目标波束宽度，由于目标波束宽度是根据密钥容量与波束扫描时延两方面指标进行确定的，因而根据目标波束宽度对波束参数进行调整可以提高密钥容量，从而能够提高无线信道的密钥生成率。
1.一种波束宽度调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于约束条件对所述目标函数进行求解，得到目标波束宽度，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描之前，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述基于波束扫描次数依次进行k次波束扫描，包括：在第n次波束扫描的目标函数的一阶导数大于等于0，或者，第n-1次波束扫描的目标函数的一阶导数小于等于0的情况下，增加波束宽度扫描步长和波束宽度进行第n+1次波束扫描，其中，n为大于1，且小于等于k的正整数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计矩阵，构建目标函数，包括：
7.一种波束宽度调整装置，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括收发机和处理器，
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的波束宽度调整方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的波束宽度调整方法的步骤。
