CN104126277B - 波束选择的方法和基站 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了波束选择的方法和基站。该方法包括：分别获取M个接收端口中每个接收端口的多径信息，多径信息用于指示每个接收端口对应的至少一条径；根据多径信息在基站的M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径；根据i组匹配径的上行信号，分别确定基站的N个发送端口上的等效信号；根据N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束。本发明实施例中，通过根据接收端口之间的匹配径的上行信号确定发送端口上的等效信号，并根据发送端口上的等效信号的能量确定下行发射波束，从而能够实现采用AAS的系统中的下行发射波束的选择。

Description

波束选择的方法和基站
技术领域
本发明涉及通信领域，并且具体地，涉及波束选择的方法和基站。
背景技术
目前，无线通信运营商越来越希望引入新载波和多天线等技术，同时又迫切需要改善天线空间受限的情况。在这样的背景下，有源天线系统（Active Antenna System，AAS）在无线通信领域的应用成为一个研究热点，部署AAS之后将能够解决运营商的如上问题。AAS相对于传统天线，具有组网灵活性高、绿色环保、系统容量和覆盖更好等优势。
在采用AAS的系统中，下行方向上可以进行多扇区组网，即可以通过波束劈裂形成更多扇区，从而提高系统容量。例如，通过将一个宽波束劈裂为两个窄波束，由传统的三扇区组网演进到六扇区组网。在多扇区组网下，例如，上述的六扇区组网，用户设备（UserEquipment，UE）可能位于波束重叠区，也可能位于非波束重叠区。那么在这种情况下，基站就需要为UE选择下行发射波束，即需要选择哪个扇区的波束为UE发送信号。然而，目前还没有相应的机制来解决这个问题。
发明内容
本发明实施例提供波束选择的方法和基站，能够实现采用AAS的系统中的下行发射波束的选择。
第一方面，提供了一种波束选择的方法，包括：分别获取基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，所述多径信息用于指示所述每个接收端口对应的至少一条径，M为正整数；根据所述多径信息，在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，其中i为正整数；根据所述i组匹配径的上行信号，分别确定基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数；根据所述N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述多径信息包括所述至少一条径中的每条径所在的接收端口的编号、每条径的编号和所述每条径的时延。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述多径信息，在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，包括：在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定所述i组匹配径，使得所述i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，所述M条径中除所述第h条径之外的其它径与所述第h条径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值，所述M条径与所述M个接收端口一一对应，其中h为正整数，1≤h≤M。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述i组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号，包括：根据所述i组匹配径的能量，从所述i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i；根据所述j组匹配径的上行信号，分别确定所述N个发送端口上的等效信号。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述根据所述i组匹配径的能量，从所述i组匹配径中选择j组匹配径，包括：按照所述i组匹配径的能量从大到小的顺序，将所述i组匹配径进行排序；从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。
结合第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述根据所述j组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号，包括：分别对所述j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定所述N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述分别对所述j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号，包括：
对于所述j组匹配径中的任意第k组匹配径，按照下列等式对所述第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定所述N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk：
n=1,...,N k=1,...,j
其中，Wn,m为与第n个发送端口和第m个接收端口对应的上行有源天线系统AAS天线权值，ykm为第k组匹配径中的第m条径的上行信号。
结合第一方面的第五种可能的实现方式或第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述根据所述N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束，包括：对所述N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定所述每个发送端口上的波束能量估计值；对所述每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定所述每个发送端口上的波束能量值；根据所述每个发送端口上的波束能量值，确定所述用户设备是否处于波束重叠区；在确定所述用户设备处于所述波束重叠区的情况下，将所述波束重叠区对应的多个波束联合作为所述下行发射波束；在确定所述用户设备不是处于所述波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为所述下行发射波束。
结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述对所述N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定每个发送端口上的波束能量估计值，包括：分别对所述每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定所述每个发送端口上的j个信号能量估计值；将所述每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为所述每个发送端口上的波束能量估计值。
结合第一方面的第七种可能的实现方式或第一方面的第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述根据所述每个发送端口上的波束能量值，确定所述用户设备是否处于波束重叠区，包括：对于所述N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，确定所述第r个发送端口的波束能量值与所述第s个发送端口的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定所述用户设备是否处于所述第r个发送端口的波束与所述第s个发送端口的波束的重叠区。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第九种可能的实现方式中任一种实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述上行信号为信道估计因子。
第二方面，提供了一种基站，包括：获取单元，用于分别获取所述基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，所述多径信息用于指示所述每个接收端口对应的至少一条径，M为正整数；匹配单元，用于根据所述多径信息，在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，其中i为正整数；确定单元，用于根据所述i组匹配径的上行信号，分别确定所述基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数；所述确定单元，还用于根据所述N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述多径信息包括每条径所在的接收端口的编号、所述每条径的编号和所述每条径的时延。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述匹配单元具体用于在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定所述i组匹配径，使得所述i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，所述M条径中除所述第h条径之外的其它径与所述第h条径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值，所述M条径与所述M个接收端口一一对应，其中h为正整数，1≤h≤M。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于根据所述i组匹配径的能量，从所述i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i；根据所述j组匹配径的上行信号，分别确定所述N个发送端口上的等效信号。
结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于按照所述i组匹配径的能量从大到小的顺序，将所述i组匹配径进行排序；从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。
结合第二方面的第三种可能的实现方式或第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于分别对所述j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定所述N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
结合第二方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于对于所述j组匹配径中的任意第k组匹配径，按照下列等式对所述第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定所述N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk：
n=1,...,N k=1,...,j
其中，Wn,m为与第n个发送端口和第m个接收端口对应的上行有源天线系统AAS天线权值，ykm为第k组匹配径中的第m条径的上行信号。
结合第二方面的第五种可能的实现方式或第二方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于对所述N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定所述每个发送端口上的波束能量估计值；对所述每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定所述每个发送端口上的波束能量值；根据所述每个发送端口上的波束能量值，确定所述用户设备是否处于波束重叠区；在确定所述用户设备处于所述波束重叠区的情况下，将所述波束重叠区对应的多个波束联合作为所述下行发射波束；在确定所述用户设备不是处于所述波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为所述下行发射波束。
结合第二方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于分别对所述每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定所述每个发送端口上的j个信号能量估计值；将所述每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为所述每个发送端口上的波束能量估计值。
结合第二方面的第七种可能的实现方式或第二方面的第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于对于所述N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，确定所述第r个发送端口的波束能量值与所述第s个发送端口的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定所述用户设备是否处于所述第r个发送端口的波束与所述第s个发送端口的波束的重叠区。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式至第二方面的第九种可能的实现方式中任一种实现方式，所述上行信号为信道估计因子。
本发明实施例中，通过根据接收端口之间的匹配径的上行信号确定发送端口上的等效信号，并根据发送端口上的等效信号的能量确定下行发射波束，从而能够实现采用AAS的系统中的下行发射波束的选择。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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1a是根据本发明实施例的发送端口的一个例子的示意图。
图1b是根据本发明实施例的接收端口的一个例子的示意图。
图1c是根据本发明实施例的波束覆盖区域的一个例子的示意图。
图2是根据本发明实施例的波束选择的方法的示意性流程图。
图3是根据本发明实施例的基站的示意框图。
图4是根据本发明实施例的基站的示意框图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案，可以应用于各种采用AAS的通信系统，例如：宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access Wireless，WCDMA），全球移动通信系统（Global System of Mobile communication，GSM），码分多址（Code Division MultipleAccess，CDMA）系统，通用分组无线业务（General Packet Radio Service，GPRS）等。
图1a、图1b和图1c是可应用本发明实施例的场景的例子的示意图。
图1a是根据本发明实施例的发送端口的一个例子的示意图。
如图1a所示，假设在基站的每个扇区有4根天线，即天线110a-天线110d。每根天线的波束可以为宽波束。在下行方向，可以对天线110a-天线110d的宽波束进行波束劈裂形成2个窄波束，从而形成2个发送端口，即发送端口T1和T2。换句话说，可以对基站的每个扇区的天线的宽波束进行波束赋形（beamforming），得到2个窄波束，从而在基站的三个扇区形成六个虚拟扇区。
图1b是根据本发明实施例的接收端口的一个例子的示意图。
在图1b中，仍以图1a所示的4根天线为例进行说明。如图1b所示，在上行方向，可以不对天线110a-天线110d的宽波束不进行波束劈裂，从而形成4个接收端口，即接收端口R1、R2、R3和R4。
应理解，为了描述方便，在图1a中描述了基站的每个扇区具有4根天线，但本发明实施例中，还可以有更多或更少数目的天线，通过对这些天线的宽波束进行波束劈裂，可以形成更多或更少数目的窄波束，即形成更多或更少数目的发送端口。但是，在多扇区组网的情况下，通常窄波束的数目是大于或等于2的。相应地，还可以有更多或更少数目的接收端口。
可见，在图1a和图1b所示的场景中，下行方向的波束和上行方向的波束并不对称。即，基站在下行方向使用窄波束发送信号，在上行方向使用宽波束接收信号。
图1c是根据本发明实施例的波束覆盖区域的一个例子的示意图。
在图1c中，结合图1a和图1b的场景进行说明。如图1c所示，假设A区域可以表示图1a中的发送端口T1的波束的覆盖区域，B区域可以表示图1a中的发送端口T2的波束的覆盖区域。C区域可以表示发送端口T1的波束和发送端口T2的波束的重叠区域。由外层大圆所形成的D区域可以表示在上行方向的波束的覆盖区域。也就是，基站在下行方向使用窄波束发送信号，在上行方向使用宽波束接收信号。
这样，UE进入基站的覆盖范围后，可能处于A区域，也可能处于B区域，还有可能处于C区域。那么基站就需要确定UE所处的区域，从而选择用于向UE发送信号的下行发射波束。
还应理解，虽然图1a至图1c所示的场景为上行波束与下行波束不对称的场景，但本发明实施例还可以应用于上行波束与下行波束对称的场景中。
图2是根据本发明实施例的波束选择的方法的示意性流程图。图2的方法由基站执行，例如基站可以是采用AAS的通信系统中的基站。例如，基站可以是GSM或CDMA中的基站（Base Transceiver Station，BTS），也可以是WCDMA中的基站（NodeB），本发明实施例并不限定。
210，分别获取基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，多径信息用于指示每个接收端口对应的至少一条径（即传输路径），M为正整数。
例如，基站可以对M个接收端口进行多径搜索，从而获取每个接收端口的多径信息。其中一条径可以是时延上不可分辨的一组空间传输路径的叠加。换句话说，对于时延上不可分辨的一组空间传输路径，基站会将它们识别为一条径。
220，根据多径信息，在M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，其中i为正整数。
例如，通过多径匹配，可以为每个接收端口选择满足多径时延特性要求的一条传输路径，并将满足多径时延特性要求的M个接收端口的M个条传输路径作为一组匹配径，例如，将满足多径时延差要求的M条传输路径作为M个接收端口的一组匹配径。
230，根据i组匹配径的上行信号，分别确定基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数。
例如，上述上行信号可以是用户设备发送给基站的任何上行信号。
例如，可以根据上行传输和下行传输的互易性，对基站接收到的上行信号进行加权运算得到下行等效信号。
240，根据N个发送端口上的等效信号的能量，确定下行发射波束。
例如，根据下行等效信号波束的能量值，确定UE是否处于波束重叠区，并根据确定的结果选择相应的波束作为下行发射波束。具体而言，在UE处于波束重叠区的情况下，将波束重叠区对应的多个波束联合作为下行发射波束，在确定UE不是处于波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为下行发射波束。
本发明实施例中，通过根据接收端口之间的匹配径的上行信号确定发送端口上的等效信号，并根据发送端口上的等效信号的能量确定下行发射波束，从而能够实现采用AAS的系统中的下行发射波束的选择。
可选地，作为一个实施例，多径信息可以包括上述至少一条径中的每条径所在的接收端口的编号、每条径的编号和每条径的时延。
例如，接收端口的多径信息可以包括该接收端口对应的每条径的相关信息，比如多径信息的格式可以为[接收端口编号，径编号，时延]。
可选地，作为另一实施例，在步骤220中，基站可以在M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，使得i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，所述M条径中除第h条径之外的其它径与第h条径的时延差均小于或等于预设的时延阈值，M条径与M个接收端口一一对应，h为正整数，1≤h≤M。
例如，基站可以分别从每个接收端口对应的径中选择一条径，从而形成一组径。在这组径中，其中的第h条径可以作为参考径，该组径中的其它径与这条参考径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值。这样，这组径可以构成一组匹配径。基站可以确定一组或多组这样的匹配径，每组匹配径包含的径的数目与接收端口的数目相同。也就是，每组匹配径可以包含M条径，M条径与M个接收端口之间是一一对应的。
下面将结合具体例子描述步骤220的过程。应理解，这个例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非限制本发明实施例的范围。确定匹配径的步骤的例子如下：
（1）选择参考径，例如可以将第1个接收端口的第1条径作为参考径。
（2）从第2个接收端口对应的径中选择与参考径之间的时延差小于或等于预设的时延阈值的一条径，从第3个接收端口对应的径中也选择与参考径之间的时延差小于或等于预设的时延阈值的一条径……待第2至第M个接收端口都选择完毕后，挑选出的这组径就构成得到一组匹配径。如果在某个接收端口上满足与参考径的时延差要求的径数大于1个，则选择其中时延差最小的那条径。如果在某个接收端口上不存在满足该时延差要求的径，那么判定不存在这一参考径的匹配径。
（3）选择下一个参考径,例如选择第1个端口的第2条径作为参考径。再执行步骤2，但执行过程中应排除已经选出的那一组或几组匹配径。直至第一个端口的所有径都被作为参考径进行了匹配处理。
例如，有2个接收端口，分别为接收端口1和接收端口2。每个接收端口可以对应两条径，从而可以搜索出4条径，获取每个接收端口的多径信息。
假设接收端口1的多径信息如下：[1,1,0chip]，[1,2,1.5chip]；
假设接收端口2的多径信息如下：[2,3,0.25chip]，[2,4,3.0chip]；
其中chip为码片，表示时延单位。
比如，[1,1,0chip]可以表示接收端口1对应的编号为1的径，该条径的时延为0chip。接收端口1的多径信息的另一条内容以及接收端口2的多径信息的意思与此类似，不再赘述。
此外，可以将时延阈值预定为1/2chip。基站可以将接收端口1的第1条径作为参考径，这样，基站就可以确定[1,1,0chip]和[2,3,0.25chip]是一组匹配径。
可选地，作为另一实施例，在步骤230中，基站可以根据i组匹配径的能量，从i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i，并且根据j组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号。
可选地，作为另一实施例，在步骤230中，基站可以按照i组匹配径的能量从大到小的顺序，将i组匹配径进行排序，并从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。例如，基站可以将每组匹配径的M条径的能量之和作为每组匹配径的能量。
这样，通过选择径能量较大的一组或多组匹配径，可以表明选择的这一组或多组匹配径信号质量较高，从而能够增强后续处理过程的可靠性。此外，通过选择径能量较大的一组或多组匹配径，还能够降低处理复杂度。
例如，假设在步骤220中确定了5组匹配径，基站可以将这5组匹配径按照能量从大到小的顺序进行排列，从排列后的5组匹配径中选择能量较大的前2组匹配径，用于后续的处理过程。可见，这样能够极大地降低后续处理的复杂度。而且，由于这2组匹配径的能量较大，表明其信号质量较高，也能够增强后续处理的可靠性。
可选地，作为另一实施例，在步骤230中，基站可以分别对j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
在上行方向和下行方向使用相匹配的权值时，形成的波束强度具有互易性，也就是天线增益具有互易性。从而，在某个地理位置上从上行方向和下行方向观测到的每个波束的信号强度具有等价关系。这并不要求小尺度衰落信道和路径损耗具有互易性，可以只要求波束强度具有互易性。对于时分双工（Time Division Duplexing，TDD）系统，能够较好的满足这种互易性。对于频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）系统，近似满足这种互易性，虽然上下行天线的工作频点差异会造成一定误差，但这种误差比较小。因此，本发明实施例中，基站可以通过对上行方向的信号进行加权处理来确定下行方向的等效信号。
可选地，作为另一实施例，在步骤230中，对于j组匹配径中的任意第k组匹配径，基站可以按照等式（1）对第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk。
n=1,...,N, k=1,...j（1）
其中，Wn,m可以为与第n个发送端口和第m个接收端口对应的上行AAS天线权值，yk,m可以为第k组匹配径中的第m条径的上行信号。
例如，当上行频点和下行频点不同时，上行方向与下行方向形成相同的波束形状所需要的权值是不同的。上行AAS天线权值可以是指上行方向形成波束所需要的权值。基站可以根据上行频点、下行频点和下行AAS天线权值预先确定一组上行AAS天线权值，并存储在自身。通常，上行AAS天线权值是与上行频点相匹配的，具体地，一个上行频点对应于一组上行AAS天线权值。一组上行AAS天线权值包括的每个值是与发送端口和接收端口相对应的。
可选地，作为另一实施例，上述上行信号可以是信道估计因子。
由于信道估计因子已经存储在基站的接收机内部，这样将每条径的信道估计因子作为其信号，而无需获取每条径的真实信号，能够降低处理的复杂度。此外，由于基站是采用滤波方式对信道估计因子进行降噪后得到的，因此能够减少噪声对处理过程的影响。
可选地，作为另一实施例，在步骤240中，基站可以对N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定每个发送端口上的波束能量估计值；对每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定每个发送端口上的波束能量值；根据每个发送端口上的波束能量值，确定UE是否处于波束重叠区；在确定UE处于波束重叠区的情况下，将波束重叠区对应的多个波束联合作为下行发射波束；在确定UE不是处于波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为下行发射波束。
目前在多扇区组网情况下，穿过两个波束的重叠区域的UE可能需要在这两个波束之间切换，从而影响了网络关键性能指标（Key Performance Indicator，KPI）。而本发明实施例中，基站可以通过重叠区对应的多个波束联合作为下行发射波束，向穿过重叠区的UE发送信号，而无需UE在波束之间切换进行切换，从而能够改善网络KPI。
可选地，作为另一实施例，在步骤240中，基站可以分别对每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定每个发送端口上的j个信号能量估计值；将每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为每个发送端口上的波束能量估计值。
可选地，作为另一实施例，在步骤240中，对于N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，基站可以确定第r个发送端口的波束能量值与第s个发送端口的波束能量值之差是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定UE是否处于第r个发送端口的波束与第s个发送端口的波束的重叠区。
例如，结合等式（1），基站可以按照等式（2）对每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，确定发送端口上的每个等效信号的信号能量估计值。
Enk=|znk|2 n=1,...,N, k=1,...j（2）
其中，Enk可以为第n个发送端口的第k个等效信号的信号能量估计值。
这样，基站可以确定每个发送端口上的j个信号能量估计值。根据每个发送端口上的j个信号能量估计值，从而确定每个发送端口上的波束能量估计值。例如，基站可以按照等式（3）确定每个发送端口上的波束能量估计值。
n=1,...,N （3）
其中，En可以为第n个发送端口上的波束能量估计值。
基站可以对每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定每个发送端口上的波束能量值。例如，基站可以按照等式（4）确定每个发送端口上的波束能量值。
n=1,...,N （4）
其中，t可以表示时间。可以表示第n个发送端口上的波束能量值。α可以表示滤波系数。
可见，第n个发送端口上的当前时刻的波束能量值可以为该发送端口上的前一时刻的波束能量值与当前时刻未滤波的波束能量估计值的加权平均。
在确定N个发送端口上的波束能量值后，基站可以根据N个发送端口上的波束能量值确定UE是否处于波束重叠区。例如，在图1a至图1c所示的场景中，有2个发送端口，基站可以确定发送端口T1的波束能量值与发送端口T2的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，来确定UE是否处于波束重叠区，即图1c所示的C区域。比如，波束能量阈值可以为3dB，如果发送端口T1的波束能量值与发送端口T2的波束能量值之间的差值小于或等于3dB，那么可以确定UE处于C区域。这样，基站可以将发送端口T1的波束和发送端口T2的波束联合作为下行发射波束。如果发送端口T1的波束能量值与发送端口T2的波束能量值之间的差值大于3dB，那么基站可以将最大的波束能量值对应的发送端口的波束作为下行发射波束，比如发送端口T1的波束能量值大于发送端口T2的波束能量值，那么可以将发送端口T1的波束作为下行发射波束。
本发明实施例可以应用于各种采用AAS的系统中。尤其对于采用AAS的WCDMA系统更为适用。在现有的WCDMA系统中，下行发射波束选择通常是基于公共导频测量完成的，而公共导频是在整个小区上发送的，那么在采用AAS的WCDMA系统中，由于波束劈裂形成更多扇区，导致无法利用现有方法完成下行波束选择。因此，本发明实施例中通过对上行方向的相关测量来实现下行方向的波束选择，能够有效地选择下行发射波束，从而能够改善系统性能和稳定性。尤其在上行方向的波束与下行方向的波束不对称且天线空间相关的情况下，例如，在下行方向通过AAS的波束劈裂并基于扇区发射扇区接收（SectorizedTransmission Sectorized Reception，STSR）形成虚拟六扇区，而在上行方向不做波束劈裂的情况下，现有技术中还没有相关机制来解决下行波束选择的问题，因此本发明实施例通过根据上行方向的信号确定发送端口上的等效信号，根据发送端口上的等效信号的能量确定下行发射波束，从而能够有效地实现在上下行波束不对称的情况下下行波束的选择。当然，在上下行波束对称且天线空间不相关的情况下，本发明实施例也适用。
图3是根据本发明实施例的基站的示意框图。图3的基站300包括获取单元310、匹配单元320和确定单元330。
获取单元310分别获取基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，多径信息用于指示每个接收端口对应的至少一条径，M为正整数。匹配单元320根据多径信息，在M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，其中i为正整数。确定单元330根据i组匹配径的上行信号，分别确定基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数。确定单元330还根据N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向UE发送信号的下行发射波束。
本发明实施例中，通过根据接收端口之间的匹配径的上行信号确定发送端口上的等效信号，并根据发送端口上的等效信号的能量确定下行发射波束，从而能够实现采用AAS的系统中的下行发射波束的选择。
可选地，作为一个实施例，多径信息可以包括上述至少一条径中的每条径所在的接收端口的编号、每条径的编号和每条径的时延。
可选地，作为另一实施例，匹配单元320可以在M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，使得i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，M条径中除第h条径之外的其它径与第h条径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值，M条径与M个接收端口一一对应，其中h为正整数，1≤h≤M。
可选地，作为另一实施例，确定单元330根据i组匹配径的能量，从i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i；根据j组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号。
可选地，作为另一实施例，确定单元330可以按照i组匹配径的能量从大到小的顺序，将i组匹配径进行排序；从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。
可选地，作为另一实施例，确定单元330可以分别对j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
可选地，作为另一实施例，对于j组匹配径中的任意第k组匹配径，确定单元330可以按照下列等式（1）对第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk。
可选地，作为另一实施例，上述上行信号可以是信道估计因子。
可选地，作为另一实施例，确定单元330可以对N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定每个发送端口上的波束能量估计值；对每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定每个发送端口上的波束能量值；根据每个发送端口上的波束能量值，确定UE是否处于波束重叠区；在确定用户设备处于波束重叠区的情况下，将波束重叠区对应的多个波束联合作为下行发射波束；在确定用户设备不是处于波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为下行发射波束。
可选地，作为另一实施例，确定单元330可以分别对每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定每个发送端口上的j个信号能量估计值；将每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为每个发送端口上的波束能量估计值。
可选地，作为另一实施例，对于N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，确定单元330可以确定第r个发送端口的波束能量值与第s个发送端口的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定UE是否处于第r个发送端口的波束与第s个发送端口的波束的重叠区。
基站300的各个单元的操作和功能可以参考上述图2的方法的210至240。为了避免重复，在此不再赘述。
图4是根据本发明实施例的基站的示意框图。图4的基站400包括存储器410和处理器420。
处理器420调用存储器410存储的代码，用于分别获取基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，多径信息用于指示每个接收端口对应的至少一条径，M为正整数；根据多径信息，在M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，其中i为正整数；根据i组匹配径的上行信号，分别确定基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数；根据N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向UE发送信号的下行发射波束。
本发明实施例中，通过根据接收端口之间的匹配径的上行信号确定发送端口上的等效信号，并根据发送端口上的等效信号的能量确定下行发射波束，从而能够实现采用AAS的系统中的下行发射波束的选择。
可选地，作为一个实施例，多径信息可以包括上述至少一条径中的每条径所在的接收端口的编号、每条径的编号和每条径的时延。
可选地，作为另一实施例，处理器420可以在M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，使得i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，M条径中除第h条径之外的其它径与第h条径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值，M条径与M个接收端口一一对应，其中h为正整数，1≤h≤M。
可选地，作为另一实施例，处理器420可以根据i组匹配径的能量，从i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i；根据j组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号。
可选地，作为另一实施例，处理器420可以按照i组匹配径的能量从大到小的顺序，将i组匹配径进行排序；从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。
可选地，作为另一实施例，处理器420可以分别对j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
可选地，作为另一实施例，对于j组匹配径中的任意第k组匹配径，处理器420可以按照下列等式（1）对第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk。
可选地，作为另一实施例，上述上行信号可以是信道估计因子。
可选地，作为另一实施例，处理器420可以对N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定每个发送端口上的波束能量估计值；对每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定每个发送端口上的波束能量值；根据每个发送端口上的波束能量值，确定用户设备是否处于波束重叠区；在确定用户设备处于波束重叠区的情况下，将波束重叠区对应的多个波束联合作为下行发射波束；在确定用户设备不是处于波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为下行发射波束。
可选地，作为另一实施例，处理器420可以分别对每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定每个发送端口上的j个信号能量估计值；将每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为每个发送端口上的波束能量估计值。
可选地，作为另一实施例，对于N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，处理器420可以确定第r个发送端口的波束能量值与第s个发送端口的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定用户设备是否处于第r个发送端口的波束与第s个发送端口的波束的重叠区。
基站400的各个单元的操作和功能可以参考上述图2的方法的210至240。为了避免重复，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
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存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种波束选择的方法，其特征在于，包括：
分别获取基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，所述多径信息用于指示所述每个接收端口对应的至少一条径，M为正整数；
根据所述多径信息，在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，使得所述i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，所述M条径中除第h条径之外的其它径与所述第h条径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值，所述M条径与所述M个接收端口一一对应，其中i为正整数，h为正整数，1≤h≤M；
根据所述i组匹配径的上行信号，分别确定所述基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数；
根据所述N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多径信息包括所述至少一条径中的每条径所在的接收端口的编号、所述每条径的编号和所述每条径的时延。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述i组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号，包括：
根据所述i组匹配径的能量，从所述i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i；
根据所述j组匹配径的上行信号，分别确定所述N个发送端口上的等效信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述i组匹配径的能量，从所述i组匹配径中选择j组匹配径，包括：
按照所述i组匹配径的能量从大到小的顺序，将所述i组匹配径进行排序；
从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述j组匹配径的上行信号，分别确定N个发送端口上的等效信号，包括：
分别对所述j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定所述N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别对所述j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号，包括：
对于所述j组匹配径中的任意第k组匹配径，按照下列等式对所述第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定所述N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk：
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>z</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>N</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
其中，Wn,m为与第n个发送端口和第m个接收端口对应的上行有源天线系统AAS天线权值，ykm为第k组匹配径中的第m条径的上行信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束，包括：
对所述N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定所述每个发送端口上的波束能量估计值；
对所述每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定所述每个发送端口上的波束能量值；
根据所述每个发送端口上的波束能量值，确定所述用户设备是否处于波束重叠区；
在确定所述用户设备处于所述波束重叠区的情况下，将所述波束重叠区对应的多个波束联合作为所述下行发射波束；
在确定所述用户设备不是处于所述波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为所述下行发射波束。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定每个发送端口上的波束能量估计值，包括：
分别对所述每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定所述每个发送端口上的j个信号能量估计值；
将所述每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为所述每个发送端口上的波束能量估计值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个发送端口上的波束能量值，确定所述用户设备是否处于波束重叠区，包括：
对于所述N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，确定所述第r个发送端口的波束能量值与所述第s个发送端口的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定所述用户设备是否处于所述第r个发送端口的波束与所述第s个发送端口的波束的重叠区。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述上行信号为信道估计因子。
11.一种基站，其特征在于，包括：
获取单元，用于分别获取所述基站的M个接收端口中每个接收端口的多径信息，所述多径信息用于指示所述每个接收端口对应的至少一条径，M为正整数；
匹配单元，用于根据所述多径信息，在所述M个接收端口之间进行多径匹配，以确定i组匹配径，使得所述i组匹配径中的每组匹配径包括M条径，所述M条径中除第h条径之外的其它径与所述第h条径之间的时延差均小于或等于预设的时延阈值，所述M条径与所述M个接收端口一一对应，其中i为正整数，h为正整数，1≤h≤M；
确定单元，用于根据所述i组匹配径的上行信号，分别确定所述基站的N个发送端口上的等效信号，N为正整数；
所述确定单元，还用于根据所述N个发送端口上的等效信号的能量，确定用于向用户设备发送信号的下行发射波束。
12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述多径信息包括所述至少一条径中的每条径所在的接收端口的编号、所述每条径的编号和所述每条径的时延。
13.根据权利要求11或12所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于根据所述i组匹配径的能量，从所述i组匹配径中选择j组匹配径，其中j为正整数，1≤j≤i；根据所述j组匹配径的上行信号，分别确定所述N个发送端口上的等效信号。
14.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于按照所述i组匹配径的能量从大到小的顺序，将所述i组匹配径进行排序；从排序后的i组匹配径中选择前j组匹配径。
15.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于分别对所述j组匹配径的上行信号进行加权处理，以分别确定所述N个发送端口中的每个发送端口上的j个等效信号。
16.根据权利要求15所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于对于所述j组匹配径中的任意第k组匹配径，按照下列等式对所述第k组匹配径的上行信号进行加权处理，以确定所述N个发送端口中任意第n个发送端口上的第k个等效信号znk：
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>z</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>N</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
其中，Wn,m为与第n个发送端口和第m个接收端口对应的上行有源天线系统AAS天线权值，ykm为第k组匹配径中的第m条径的上行信号。
17.根据权利要求15所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于对所述N个发送端口中每个发送端口上的等效信号进行能量估计，确定所述每个发送端口上的波束能量估计值；对所述每个发送端口上的波束能量估计值进行降噪处理，以确定所述每个发送端口上的波束能量值；根据所述每个发送端口上的波束能量值，确定所述用户设备是否处于波束重叠区；在确定所述用户设备处于所述波束重叠区的情况下，将所述波束重叠区对应的多个波束联合作为所述下行发射波束；在确定所述用户设备不是处于所述波束重叠区的情况下，将最大的波束能量值所对应的发送端口的波束作为所述下行发射波束。
18.根据权利要求17所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于分别对所述每个发送端口上的j个等效信号进行能量估计，以分别确定所述每个发送端口上的j个信号能量估计值；将所述每个发送端口上的j个信号能量估计值之和作为所述每个发送端口上的波束能量估计值。
19.根据权利要求17所述的基站，其特征在于，所述确定单元具体用于对于所述N个发送端口中任意空间相邻的第r个发送端口与第s个发送端口，确定所述第r个发送端口的波束能量值与所述第s个发送端口的波束能量值之间的差值是否小于或等于预设的波束能量阈值，以确定所述用户设备是否处于所述第r个发送端口的波束与所述第s个发送端口的波束的重叠区。
20.根据权利要求11或12所述的基站，其特征在于，所述上行信号为信道估计因子。
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