CN105379141B - 信号发射装置及下行信号发射方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种信号发射装置和下行信号发射方法，通过将需要利用宽波束发送的下行公共信道信号分成多组分组信号，针对每组分组信号分别在多天线系统中的不同的射频通道上进行信号加权，将加权后的分组信号合并得到加权后的下行公共信道信号并发射，充分利用了多天线系统中每路射频通道的发射功率，从而提高宽波束的发射增益，进一步提升了下行公共信道信号的覆盖面，改善了信号发射效果。

Description

信号发射装置及下行信号发射方法
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号发射装置及下行信号发射方法。
背景技术
为了满足用户设备(UE，user equipment)日益提高的数据传输速率要求，多输入输出(MIMO，multiple-input multiple-output)技术被广泛使用于第三代(3G，the3rdgeneration)及下一代通信系统中，其中，多天线技术是MIMO技术的重要组成部分。
利用多天线技术，通过对待发射信号进行加权处理，可以在空间形成不同形状及方向的波束，以适应不同信号的发射需求。例如，以波宽划分，可以形成宽波束及窄波束，其中，宽波束可以被用于发射下行公共信道信号等下行信号。使用宽波束，波束发射增益小，特别是在天线阵列规模较大的多天线系统中，会导致发射的信号覆盖受限。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号发射装置及下行公共信道信号发射方法，可以提高波束发射增益，增强信号覆盖能力。
第一方面，本发明实施例提供了一种信号发射装置，用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号，所述信号发射装置包括，
信号分组单元，用于将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；
信号加权单元，用于根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号对进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件；
信号合并单元，用于将所述N组分组信号对应的所述N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；
发射单元，包含k路并行的射频子单元，所述发射单元用于发射所述第二加权信号，其中，k表示所述射频子单元的个数，k≥2。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述权向量包含与所述k路射频子单元对应的分量，
所述信号加权单元用于生成N个第一加权信号，包括，生成N个包含对应所述k路射频子单元的k路第一加权子信号的第一加权信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述信号加权单元用于生成N个包含对应所述k路射频子单元的k路加权子信号的第一加权信号，包括，
所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
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，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述射频子单元用于，传输所述第二加权信号包含的第二加权子信号。
结合以上任意一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述信号分组单元用于将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
按照所述一个下行公共信道信号占用的子载波数，对所述一个下行公共信道信号进行频域分组，得到所述N组分组信号。
结合第二一方面、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或第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述信号分组单元用于将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
将所述一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
结合第一方面的以上任意一种实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述装置还包括数模转换单元，用于将所述第二加权信号进行模拟化处理，发送至所述发射单元。
第二方面，本发明实施例提供了一种信号发射装置，用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号，所述信号发射装置包括，存储器，处理器，发射电路，所述发射电路中包含并行的k路射频通道，其中，k表示所述射频通道的个数，k≥2；
所述存储器用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号对进行信号加权，生成第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件；将所述N组分组信号对应的所述N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；发射所述第二加权信号。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述权向量包含与所述k路射频通道对应的分量；所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
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，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述射频通道用于，传输所述第二加权信号包含的第二加权子信号。
结合以上任意一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，按照所述一个下行公共信道信号占用的子载波数，对所述一个下行公共信道信号进行频域分组，得到所述N组分组信号。
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或第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，将所述一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
结合以上任意一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述装置还包括数字模拟信号转换器，用于将所述第二加权信号进行模拟化处理，发送至所述发射电路。
第三方面，本发明实施例提供了一种用户设备，包括，
接收单元，用于接收基站发送的第二加权信号，所述第二加权信号由N个第一加权信号合并得到，
其中，所述N个第一加权信号与N组分组信号对应，所述N组分组信号为将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分组得到，N表示分组信号的组数，N≥2；所述N个第一加权信号为根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，将与所述权向量对应的所述每组分组信号进行信号加权得到，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述第一加权信号满足宽波束的形成条件；
处理单元，获取所述第二加权信号中携带的系统信息。
第四方面，本发明实施例提供了一种用户设备，包括，
接收器，用于接收基站发送的第二加权信号，所述第二加权信号由N个第一加权信号合并得到，
其中，所述N个第一加权信号与N组分组信号对应，所述N组分组信号为将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分组得到，N表示分组信号的组数，N≥2；所述N个第一加权信号为根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，将与所述权向量对应的所述每组分组信号进行信号加权得到，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述第一加权信号满足宽波束的形成条件；
处理器，获取所述下行信号中携带的系统信息。
第五方面，本发明实施例提供了一种下行信号发射方法，应用于多天线系统，所述多天线系统包含并行的k路射频通道，其中，k表示所述射频通道的个数，k≥2；
所述方法用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号，包括，
将所述下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；
根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的的权向量，对所述每组分组信号对进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件；
将所述N组分组信号对应的N个所述第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；
发射所述第二加权信号。
在第五方面的第一种可能的实现方式中，所述权向量包含与所述k路射频通道对应的分量；所述生成N个第一加权信号，包括，生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号。
结合第五方面的第一种可能的实现方式，在第五方面的第二种可能的实现方式中，所述生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号，包括，
所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
结合第五方面、或第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在第五方面的第三种可能的实现方式中，
所述发射所述第二加权信号，包括，将所述第二加权信号包含的第二加权子信号通过对应的所述射频通道传输。
结合以上任意一种可能的实现方式，在第五方面的第四种可能的实现方式中，将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
按照所述一个下行公共信道信号占用的子载波数，对所述一个下行公共信道信号进行频域分组，得到所述N组分组信号。
结合第五方面、或第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式或第五方面的第三种可能的实现方式，在第五方面的第五种可能的实现方式中，将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
将所述一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
结合以上任意一种可能的实现方式，在第五方面的第六种可能的实现方式中，在所述发射所述第二加权信号之前，还包括，将所述第二加权信号进行模拟化处理。
采用本发明实施例提供的下行信号发射装置及方法，通过将需要利用宽波束发送的下行公共信道信号分解成多组分组信号，针对每组分组信号分别在多天线系统中的不同的射频通道上进行信号加权，将加权后的分组信号合并得到加权后的下行公共信道信号并发射，充分利用了多天线系统中每路射频通道的发射功率，从而提高宽波束的发射增益，进一步提升了下行公共信道信号的覆盖面，改善了信号发射效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种应用场景示意图；
图2是本发明实施例提供的一种下行信号发射方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种信号发射装置结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种信号发射装置结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种用户设备结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种用户设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步详细描述。
本文中描述的各种技术可用于多种通信系统，例如当前3G通信系统和下一代通信系统，包括宽带码分多址(WCDMA，wideband code division multiple access)，时分同步码分多址(TD-SCDMA，time division-synchronization code division multipleaccess)等3G通信系统；长期演进(LTE，Long-Term Evolution)通信系统及其后续演进系统等下一代通信系统。
本发明实施例提供的方法涉及一种基站，所述基站可以是WCDMA系统中的节点B(Node B)、LTE通信系统中的演进型节点B(e-NodeB，evolved NodeB)或者LTE后续演进的通信系统中的类似设备。进一步地，本发明实施例提供的方法可以由基站下属的远端射频单元(RRU，remote radio unit)及无源天线(passive antenna)配合执行，或者由基站下属的基带处理单元(BBU，base band unit)及无源天线配合执行，也可以由集成了基站射频部分功能的有源天线(active antenna)执行，或者基站内的其他类似射频功能单元执行，本发明实施例对此不做特别限定。
本发明实施例中所述的用户设备(UE，User Equipment)可以是以无线方式与上述基站进行数据传输的用户设备，例如移动电话，具备无线通信功能的个人计算机等。
图1为本发明实施例提供的下行信号发射方法的一种应用场景示意图。如图1所示，该方法在基站中实施，该基站包括k(k≥2)路射频通道，所述射频通道是指基站内信号的发射路径，用于将待发射的信号进过滤波、放大等处理后传输到基站的天线振子发射至空中，具体结构与RRU通道类似，本发明实施例对此不做赘述。各射频通道分别驱动相应的天线振子进行信号发射，一路射频通道可以驱动至少一个天线振子，图1中以1驱1进行说明，1驱1表示一路射频通道驱动一个天线振子，例如基站可以配置4列或8列或16列天线，则对应的，基站中可以包括4路或8路或16路射频通道，可以将多路射频通道与对应的多路天线振子合称为多天线系统。该基站还包括与所述k路射频通道对应的k个数字模拟转换(DAC，digital to analog change)单元，即图1中的DAC单元1，DAC单元2，…DAC单元k(k≥2)。
在图1中，信号1为一个下行公共信道信号，在基站内生成，将信号1按照一定的分组方法分成信号1-1，信号1-2，…信号1-N(N≥2)等N组分组信号；分别根据与分组信号对应的权向量W1-1，W1-2，…W1-N对信号1-1，信号1-2，…信号1-N进行加权处理，利用权向量调整各分组信号的幅度和相位，幅度和相位可以根据信号形成宽波束的要求确定。权向量W1-1，W1-2，…W1-N均是k维向量，分别包括对应于k路射频通道的分量；对加权后的信号1-1，信号1-2，…信号1-N进行向量相加，得到信号2，信号2即代表加权后的下行公共信道信号，信号2包含对应k路射频通道的子信号，信号2-1，信号2-2，…信号2-k，将信号2-1，信号2-2，…信号2-k分别经过DAC单元1，DAC单元2，…DAC单元k进行模拟化后经过对应的射频通道传输至天线振子并发射至空中。模拟化后的信号2-1，信号2-2，…信号2-k在空中会自动迭加，形成所需的宽波束。
需要指出的是，本发明实施例以1驱1的多天线系统进行说明，但对本领域的技术人员而言，可以容易地想到本发明实施例提供的方法及装置可以运用于其他多天线系统，例如2驱10，4驱10系统等，可以实现本发明实施例的技术效果，且方法流程或装置结构类似，故不再加以赘述。
本发明实施例提供了一种下行信号发射方法，该方法适用于多天线系统，该多天线系统包含并行的k路射频通道，其中，k表示所述射频通道的个数，k≥2。
该方法可以用于发射下行信号，所述下行信号可以包含多个下行公共信道信号。
具体地，基站可以同时向UE发送多个下行公共信道信号，多个下行公共信道信号可以组成下行信号或下行信号的一部分，对下行信号中的任意一个或多个下行公共信道信号都可以采用本发明实施例提供的信号发射方法进行处理，实际应用中，可以对待发射的下行信号中的每个或部分下行公共信道信号使用本发明实施例提供的技术方案，处理的下行公共信道信号数量或种类不构成对本发明的任何限定。所述下行公共信道信号例如可以是物理下行控制信道(PDCCH，physical downlink control channel)、物理控制格式指示信道(PCFICH，physical control format indicator channel)、物理混合重传指示信道(PHICH，physical hybrid ARQ indicator channel)、或物理广播信道(PBCH，physicalbroadcast channel)等，本发明对下行公共信道信号的类型不做特别限定。UE可以通过接收并解析基站发送的下行公共信道信号来获取关于可用网络的系统信息并进行网络访问及接入。
该方法可以由基站执行，至少可以包括步骤S201-S204，方法流程如图2所示。
S201：将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2。
假设某个下行公共信道信号为X，可以将X分为N组(N≥2)，表示为X＝[x1，…xn](1＜n≤N)。该N组分组信号用于表征所述下行公共信道信号，即分组信号迭加后仍然能够完整地代表X的信息，且该N组分组信号在经过加权处理后能够使得系统的全部射频通道满功率发射。其中，N可以根据系统参数设置，例如考虑系统的天线数目、最大发射功率等，以系统的信号处理能力确定能够支持的最大分组数，同时N可以根据系统的运行情况在一定范围内自适应地调整。
S202：根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对每组分组信号对进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件。
形成波束的过程与信号加权的过程是自然对应的，波束的性质取决于加权的权向量。为了使得小区内所有UE能正常接收，对于下行公共信道信号，可以采用具有一定波宽要求的宽波束发送，例如可以采用65度波宽的宽波束。具体地，权向量的选取与系统中天线阵列的设置及属性相关，例如天线的位置差异会造成天线的物理特性不同，形成波束的形状也会不同。因此，可以根据希望获取的宽波束的波宽，预先设置权向量。同时，每组分组信号所采用的权向量可以相同，也可以不同，可以根据实际的波束形成需求确定，在此不做特别限定。
对于每组分组信号按照形成宽波束的条件来选取加权所用的权值，可以保证分组后的下行公共信道信号在发射至空中后仍然可以形成宽波束。
假设分组后的下行公共信道信号X＝[x1，…xn](1＜n≤N，N≥2)，对分组信号xn进行加权处理后，得到yn＝wi·xn。
其中，wi为权向量，且为对应系统中第1至第k路射频通道的权向量的分量，T表示矩阵转秩，i表示权向量的序号，i≥1，yn为k维向量(k≥2)。
为与整体下行公共信道信号对应的加权信号区分，将yn称为第一加权信号。yn包含k路第一加权子信号，即对应分组信号在k路射频通道上加权后的信号分量。
S203：将所述N组分组信号的N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号。
假设第i组分组信号为xi(i≥1)，加权后得到的第一加权信号为yi，yi包含xi对应于k路射频通道的k路第一加权子信号。合并的过程具体为，在每路射频通道上，yi包含的第一加权子信号和其他加权后的分组信号对应该射频通道上的第一加权子信号进行相加合并，得到第二加权子信号。即Y＝y1+…+yi+…+yn，(1＜n≤N，N≥2)，Y为k维向量，代表加权后的下行公共信道信号。为与分组信号的加权信号区分，将Y称为第二加权信号。Y包含对应于k路射频通道的k路第二加权子信号，该k路第二加权子信号均包含有效分量。
S204：发射所述第二加权信号。
经过以上的信号分组与加权过程后，下行公共信道信号可以通过不同天线振子发射并在空中迭加形成宽波束。
可选地，在所述发射所述第二加权信号之前，还可以包括，将所述第二加权信号进行模拟化处理，经所述k路射频通道传输至空口并发射，在空中自然迭加形成宽波束，该宽波束可以用于发射下行公共信道信号，同时具有较大的信号覆盖面以及较高的波束增益。
在实际应用中，基站可以同时发送多个下行公共信道信号，对于每一个下行公共信道信号都可以采用以上方法进行分组及加权处理。假设公共信道1通过权向量w1加权后，产生k路加权子信号，可以和其他下行公共信道信号的k路加权信号相加后，对应送到后级k路数模转换单元和k路射频单元中，最后在空口发射，即最后经空口发射的信号为包含多个加权后的下行公共信道信号的下行信号，在空中形成的波束中包括对应不同下行公共信道信号的宽波束。因此，本发明实施例提供的方法，可以适用于各类需要采用宽波束发送的下行公共信道信号覆盖受限的场景，例如在农村或郊区小区规划未达要求、系统的信号发射功率低等情况，适用场景广泛。
可选地，作为本发明的另一个实施例，S203中所述的k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，该有效第一加权子信号包含有效分量，有效分量可以包括上述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
具体地，以包含16列天线的多天线系统为例，对分组信号可以选取包含对应4路射频通道的有效分量的权向量进行加权，如表一所示。将加权后的第i组的分组信号记为第一加权信号yi(i≥1)，y1-yi可以通过对应不同的射频通道进行区分，且y1至yi的有效分量各自对应于k个射频通道中的至少一路射频通道。仍以16列天线的多天线系统(1驱1)为例，将下行公共信道信号X分为[x1，x2，x3，x4]，加权后的分组信号表示为[y1，y2，y3，y4]＝[w1.x1，w2.x2，w3.x3，w4.x4]，其中，w1，w2，w3，w4为权向量，假设y1信号的权向量w1的有效分量有4个，对应k个射频通道中的k1、k2、k3和k4；y2信号的权向量w2的有效分量有4个，对应k个射频通道中的k5、k6、k7和k8，y3信号的权向量w3的有效分量有4个，对应k个射频通道中的k9、k10、k11和k12；y4信号的权向量w4的有效分量有4个，对应k个射频通道中的k13、k14、k15和k16，可见，在该系统中对应所有16路射频通道，每一路射频通道都有发射功率，且权向量的有效分量幅度可以按照满幅选取，因此射频通道可以满功率发射信号。
表一 分组信号加权的权向量选取举例
在该实施例中，由于系统中所有天线都能参与信号发射过程，不仅提高了下行信号的发射功率，也使得系统射频资源得到了充分利用。
可选地，作为本发明的另一个实施例，S201中，对下行公共信道信号可以采取多种分组方法，以下为两种可选的方式。
可选地，所述将一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，按照下行公共信道信号占用的子载波数，对所述下行公共信道信号进行频域分组，得到N组分组信号。
例如，假设下行公共信道信号X在频域上占据100个子载波，可以按照子载波进行频分，共分为10组，即使得X＝[x1，x2…，x10]，其中，每组包含X的部分子载波，每组分组信号包含的子载波数可以相同，也可以不同，只需保证10组分组信号相加后总共占据X的100个子载波。同时，为了保证分组信号在经过加权处理后能够使得系统的全部射频通道满功率发射，即对应每一路射频通道，都可以进行分组信号的加权处理，每一组包含的子载波与其他分组包含的子载波可以为不完全相同或完全不同的子载波，即分组信号相互之间至少部分没有重叠。
可选地，所述将一个下行公共信道信号分解成N组分组信号，包括，将下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
例如，通过对下行公共信道信号X进行不同角度的相位偏转，将对X的每一种相位偏转作为一组信号，可以产生多组分组信号。假设每一次相位偏转的角度为θ(-180°＜θ＜180°)，θ是变化的，具体取值可以预先设置，也可以按照系统运行情况自适应确定，在此不做特别限定。由于每次相位偏转的角度不同，因此每一次相位偏转之后得到的分组信号相互之间是不相同的。
采用上述频域分组或相位变化分组方法，在信号的频率或相位上可利用的空间大，可以变换多种分组形式，充分适应系统结构及性能，取得较好的信号分组效果。
本发明实施例提供的方法适用于多天线系统，通过将需要利用宽波束发送的下行公共信道信号分解成多组分组信号，针对每组分组信号分别在不同的射频通道上进行信号加权，将加权后的分组信号合并得到加权后的下行公共信道信号并发射，充分利用了多天线系统中每路射频通道的发射功率，从而提高宽波束的发射增益，进一步提升了下行公共信道信号的覆盖面，改善了信号发射效果，同时优化了系统设计，避免了资源浪费。
本发明实施例提供了一种如图3所示的信号发射装置，用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号。
本装置包括：信号分组单元301，信号加权单元302，信号合并单元303，发射单元304，发射单元304中包括k(k≥2)路并行的射频子单元3041。
信号分组单元301，可以用于将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2。
假设下行公共信道信号为X，可以将X分为N组(N≥2)，表示为X＝[x1，x2，…xn，…xN](1≤n≤N)。该N组分组信号用于表征所述下行公共信道信号，即分组信号迭加后仍然能够完整地代表X的信息，且该N组分组信号在经过加权处理后能够使得系统的全部射频子单元满功率发射。
可选地，所述信号分组单元301还可以用于，按照一个下行公共信道信号占用的子载波，对所述下行公共信道信号进行频域分组，得到N组分组信号。
可选地，所述信号分组单元301还可以用于，将一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，将每一次相位偏转后的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到N组分组信号。
对频域分组或相位变化分组方法的具体描述可以参照图2所示方法实施例中的对应内容，在此不再赘述。
采用上述频域分组或相位变化分组方法，在信号的频率或相位上可利用的空间大，可以变换多种分组形式，充分适应系统结构及性能，分组效果较好。
信号加权单元302，用于根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号对进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件。
所述权向量可以包含与所述k路射频子单元对应的分量，所述信号加权单元302可以具体用于，生成N个包含对应所述k路射频子单元3041的k路第一加权子信号的第一加权信号。
其中，权向量的选取与系统中天线阵列的设置及属性相关，例如天线的位置差异会造成天线的物理特性不同，形成波束的形状也会不同。
可选地，作为本发明的另一个实施例，所述信号加权单元302用于生成N个包含对应所述k路射频子单元的k路加权子信号的第一加权信号，包括，所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
详细的信号加权过程描述及举例可以参照图2所示方法实施例中的相关内容，在此不做赘述。
信号合并单元303，用于将所述N组分组信号的N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号。
具体的信号合并过程可以参照图2所示实施例中相关描述，在此不做赘述。
发射单元304，可以用于发射第二加权信号，包含k路并行的射频子单元3041，其中，k表示所述射频子单元的个数，k≥2。为清楚显示，图3中共有三个射频子单元3041，其数量仅作示意只用，不构成对本发明实施例的任何限定。
其中，所述射频子单元3041可以用于传输所述第二加权信号包含的第二加权子信号。
具体地，射频子单元3041可以将待发射的第二加权子信号经过滤波、放大等处理后传输至空口发射。具体的结构与功能可以参照现有技术中的RRU通道。
可选地，该装置中还包括数模转换单元305，用于将所述第二加权信号进行模拟化处理，发送至所述发射单元304。
具体地，可以设置k个数模转换单元305，将所述第二加权信号进行k路数模转换，对应发送至所述k路射频子单元3041，通过空口发射并在空中迭加形成宽波束，该宽波束可以用于发射下行公共信道信号，同时具有较大的信号覆盖面以及较高的波束增益。为清楚显示，图3中共有三个与射频子单元3041对应的数模转换单元305，其数量仅作示意只用，不构成对本发明实施例的任何限定。
采用本发明实施例提供的信号发射装置，通过将需要利用宽波束发送的下行公共信道信号分解成多组分组信号，针对每组分组信号分别在装置中的不同的射频子单元上进行信号加权，将加权后的分组信号合并得到加权后的下行公共信道信号并发射，充分利用了多天线系统中每路射频通道的发射功率，从而提高宽波束的发射增益，进一步提升了下行公共信道信号的覆盖面，改善了信号发射效果，同时优化了系统设计，避免了资源浪费。
本发明实施例提供了一种如图4所示的信号发射装置，用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号。
所述信号发射装置包括，存储器401，处理器402，发射电路403，所述发射电路403中包含并行的k路射频通道4031，其中，k表示所述射频通道的个数，k≥2。为清楚显示，图4中共有三个射频通道4031，其数量仅作示意只用，不构成对本发明实施例的任何限定。
存储器401存储使得处理器402执行以下操作的指令，将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号对进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件；将所述N组分组信号对应的N个所述第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；发射所述第二加权信号。
所述权向量可以包含与所述k路射频子单元对应的分量，所述存储器401还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号。
其中，权向量的选取与系统中天线阵列的设置及属性相关，例如天线的位置差异会造成天线的物理特性不同，形成波束的形状也会不同。
可选地，所述存储器401还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
详细的信号加权过程描述可以参照图2所示方法实施例中的相关内容，在此不做赘述。
所述发射电路403可以用于发射所述第二加权信号。
其中，所述射频通道4031可以用于传输所述第二加权信号包含的第二加权子信号。
具体地，射频通道4031可以将待发射的第二加权子信号经过滤波、放大等处理后传输至空口发射。具体的结构与功能可以参照现有技术中的RRU通道。
所述发射电路403还可以包括由射频通道4031驱动的天线振子4032，天线振子数量与射频通道数量存在对应关系，例如1驱1，2驱4等，本发明实施例以1驱1的多天线系统进行说明，但不构成对本发明的任何限定。为清楚显示，图4中共有三个与射频通道4031对应的天线振子4032，其数量仅作示意只用，不构成对本发明实施例的任何限定。
该装置中还可以包括数字模转信号转换器(简称，数模转换器)404，用于将所述第二加权信号进行模拟化处理，发送至所述发射电路。
具体地，可以设置k个数模转换器404，将所述第二加权信号进行k路数模转换，对应发送至所述k路射频通道4031，通过空口发射并在空中迭加形成宽波束，该宽波束可以用于发射下行公共信道信号，同时具有较大的信号覆盖面以及较高的波束增益。
为清楚显示，图4中共有三个与射频通道4031对应的数模转换器404，其数量仅作示意只用，不构成对本发明实施例的任何限定。
可选地，所述存储器401还可以存储如下指令，按照一个下行公共信道信号占用的子载波通道，对该下行公共信道信号进行频域分组。
可选地，所述存储器401还可以存储如下指令，将一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，将每一次相位偏转后的下行公共信道信号作为一组分组信号。
对频域分组或相位变化分组方法的具体描述可以参照图2所示方法实施例中的对应内容，在此不再赘述。
采用上述频域分组或相位变化分组方法，在信号的频率或相位上可利用的空间大，可以变换多种分组形式，充分适应系统结构及性能，分组效果较好。
处理器402可以执行存储器401中存储的上述各指令。具体地，处理器402控制本发明实施例提供的信号发射装置的操作，处理器402还可以称为CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)。存储器401可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器402提供指令和数据。存储器401的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。具体的应用中，设备的各个组件通过总线系统405耦合在一起，其中总线系统405除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统405。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器402中，或者由处理器402实现。处理器402可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器402中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器402可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器401，处理器402读取存储器401中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
采用本发明实施例的信号发射装置，通过将需要利用宽波束发送的下行公共信道信号分解成多组分组信号，针对每组分组信号分别在装置中的不同的射频通道上进行信号加权，将加权后的分组信号合并得到加权后的下行公共信道信号并发射，充分利用了多天线系统中每路射频通道的发射功率，从而提高宽波束的发射增益，进一步提升了下行公共信道信号的覆盖面，改善了信号发射效果，同时优化了系统设计，避免了资源浪费。
容易理解的是，上述图3及图4描述的信号发射装置可以执行图2所示实施例中的下行信号发射方法，为描述的方便和简洁，上述图3及图4描述的设备的具体工作过程，可以参考前述图2所示方法实施例的对应方法流程，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种如图5所示的用户设备，包括，
接收单元501，用于接收基站发送的第二加权信号，所述第二加权信号由N个第一加权信号合并得到，其中，所述N个第一加权信号与N组分组信号对应，所述N组分组信号为将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分组得到，N表示分组信号的组数，N≥2；所述N个第一加权信号为根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，将与所述权向量对应的所述每组分组信号进行信号加权得到，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述第一加权信号满足宽波束的形成条件；处理单元502，获取所述第二加权信号中携带的系统信息。
本发明实施例还提供了一种如图6所示的用户设备，包括，
接收器601，用于接收基站发送的第二加权信号，所述第二加权信号由N个第一加权信号合并得到，其中，所述N个第一加权信号与N组分组信号对应，所述N组分组信号为将多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分组得到，N表示分组信号的组数，N≥2；所述N个第一加权信号为根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，将与所述权向量对应的所述每组分组信号进行信号加权得到，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述第一加权信号满足宽波束的形成条件；处理器602，获取所述下行信号中携带的系统信息。
可以理解，上述图5或图6所示实施例中的用户设备接收到的下行公共信道信号可以由图3或图4所示实施例中的信号发射装置发射，也可以经过图2所示实施例中的下行信号发射方法处理得到，相关内容可以参照本发明其他实施例的描述，在此不再赘述。
采用本发明实施例提供的用户设备，通过接收具有高发射增益的宽波束信号，能够更准确地解析出下行公共信道信号中的系统信息，增强了接收处理能力。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
通过以上的实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明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)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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、设备和方法，在没有超过本申请的范围内，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的基站实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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。其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
另外，所描述系统、设备和方法以及不同实施例的示意图，在不超出本申请的范围内，可以与其它系统，模块，技术或方法结合或集成。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，基站或单元的间接耦合或通信连接，可以是电子、机械或其它的形式。
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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种信号发射装置，其特征在于，用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号，所述信号发射装置包括，
信号分组单元，用于将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；
信号加权单元，用于根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件，所述宽波束为覆盖一个小区的波束；
信号合并单元，用于将所述N组分组信号对应的所述N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；
发射单元，包含k路并行的射频子单元，所述发射单元用于发射所述第二加权信号，其中，k表示所述射频子单元的个数，k≥2；
所述信号分组单元用于将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
按照所述一个下行公共信道信号占用的子载波数，对所述一个下行公共信道信号进行频域分组，得到所述N组分组信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述权向量包含与所述k路射频子单元对应的分量，
所述信号加权单元用于生成N个第一加权信号，包括，生成N个包含对应所述k路射频子单元的k路第一加权子信号的第一加权信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号加权单元用于生成N个包含对应所述k路射频子单元的k路加权子信号的第一加权信号，包括，
所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述射频子单元用于，传输所述第二加权信号包含的第二加权子信号。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号分组单元用于将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
将所述一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括数模转换单元，用于将所述第二加权信号进行模拟化处理，发送至所述发射单元。
7.一种信号发射装置，其特征在于，用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号，所述信号发射装置包括，存储器，处理器，发射电路，所述发射电路中包含并行的k路射频通道，其中，k表示所述射频通道的个数，k≥2；
所述存储器用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；根据与所述分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述第一加权信号满足宽波束的形成条件，所述宽波束为覆盖一个小区的波束；将所述N组分组信号对应的所述N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；通过所述发射电路的并行k路射频通道发射所述第二加权信号；
所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，按照所述一个下行公共信道信号占用的子载波数，对所述一个下行公共信道信号进行频域分组，得到所述N组分组信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述权向量包含与所述k路射频通道对应的分量；
所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，
所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
10.如权利要求7-9任一所述的装置，其特征在于，所述射频通道用于，传输所述第二加权信号包含的第二加权子信号。
11.根据权利要求8任一所述的装置，其特征在于，所述存储器还用于存储使得所述处理器执行以下操作的指令，包括，
将所述一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
12.根据权利要求8任一所述的装置，其特征在于，还包括数字模拟信号转换器，用于将所述第二加权信号进行模拟化处理，发送至所述发射电路。
13.一种下行信号发射方法，其特征在于，应用于多天线系统，所述多天线系统包含并行的k路射频通道，其中，k表示所述射频通道的个数，k≥2；
所述方法用于发射下行信号，所述下行信号包含多个下行公共信道信号，包括，
将所述下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，其中，N表示分组信号的组数，N≥2；
根据与所述N组分组信号中的每组分组信号对应的权向量，对所述每组分组信号进行信号加权，生成N个第一加权信号，其中，所述权向量用于调整所述每组分组信号的幅度与相位，使得所述N个第一加权信号满足宽波束的形成条件，所述宽波束为覆盖一个小区的波束；
将所述N组分组信号对应的所述N个第一加权信号进行合并，得到第二加权信号；
通过所述多天线系统的并行k路射频通道发射所述第二加权信号；
所述将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
按照所述一个下行公共信道信号占用的子载波数，对所述一个下行公共信道信号进行频域分组，得到所述N组分组信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
所述权向量包含与所述k路射频通道对应的分量；
所述生成第一加权信号，包括，生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述生成N个包含对应所述k路射频通道的k路第一加权子信号的第一加权信号，包括，
所述k路第一加权子信号中包括至少一路有效第一加权子信号，所述有效第一加权子信号包含有效分量，所述有效分量包括所述权向量中的非零分量，或者大于预设门限的分量。
16.根据权利要求13-15任一所述的方法，其特征在于，所述发射所述第二加权信号，包括，
将所述第二加权信号包含的第二加权子信号通过对应的所述射频通道传输。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将所述多个下行公共信道信号中的一个下行公共信道信号分成N组分组信号，包括，
将所述一个下行公共信道信号进行N次相位偏转，每一次相位偏转后得到的下行公共信道信号作为一组所述分组信号，得到所述N组分组信号。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述发射所述第二加权信号之前，还包括，将所述第二加权信号进行模拟化处理。
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