CN105721030B - 一种波束赋型方法及基站 - Google Patents

一种波束赋型方法及基站 Download PDF

Info

Publication number
CN105721030B
CN105721030B CN201410735144.1A CN201410735144A CN105721030B CN 105721030 B CN105721030 B CN 105721030B CN 201410735144 A CN201410735144 A CN 201410735144A CN 105721030 B CN105721030 B CN 105721030B
Authority
CN
China
Prior art keywords
matrix
radio frequency
base
base station
adjustment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410735144.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105721030A (zh
Inventor
徐志昆
韩双锋
潘振岗
易芝玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Mobile Communications Group Co Ltd
Original Assignee
China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Mobile Communications Group Co Ltd filed Critical China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority to CN201410735144.1A priority Critical patent/CN105721030B/zh
Publication of CN105721030A publication Critical patent/CN105721030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105721030B publication Critical patent/CN105721030B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种波束赋型方法及基站，其中，所述方法包括：获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；其中，所述射频处理矩阵由调整相位的射频系数组成，或者所述射频处理矩阵由调整相位及功放幅度的射频系数组成；生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，并且控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。

Description

一种波束赋型方法及基站
技术领域
本发明涉及通信领域的通信网络管理技术，尤其涉及一种波束赋型方法及基站。
背景技术
随着无线业务需求的不断增长，未来网络需要提供非常大的数据传输速率。为了实现高速率传输，3GPP首先提出3DMIMO概念，在垂直和水平方向均可进行波束动态调整。为了更好地支持先进的MIMO传输技术，基站的架构也在不断改进，3GPP R12提出的有源天线系统(AAS，Active Antenna Systems)架构，通过映射网络实现收发机链路和天线的动态连接和配置，实现基带和射频端可以相互协调进行动态波束赋型。
但是，这种方案只能够通过调整移相器相位来实现，天线分集复用能力较差，无法灵活的进行波束赋型，从而无法最大化的提升系统容量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种波束赋型方法及基站，能至少解决现有技术中存在的上述问题。
本发明提供了一种波束赋型方法，所述方法包括：
获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；其中，所述射频处理矩阵由调整相位的射频系数组成，或者所述射频处理矩阵由调整相位及功放幅度的射频系数组成；
生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。
上述方案中，所述生成第一指令之前，所述方法还包括：
利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；
判断所述第一误差值是否小于第一门限值，当所述第一误差值小于所述第一门限值时，生成第一指令。
上述方案中，所述方法还包括：
当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，
将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；
重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；
利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；
再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值。
上述方案中，所述根据所述基带信道信息生成预编码矩阵，包括：
对于单载波系统，获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵；N为大于等于1的整数，所述M为大于等于1且小于等于N的正整数；
或者，
对于具有K个子载波的系统，针对每个子载波进行预编码矩阵计算，其中K为大于等于1的整数。
上述方案中，所述方法还包括：
设置操作次数值；
当重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵时，将操作次数值加一；
判断所述操作次数值是否大于第二门限值，当大于时，生成第一指令。
本发明还提供了一种基站，所述基站包括：
预编码单元，用于获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
计算单元，用于利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；其中，所述射频处理矩阵由调整相位的射频系数组成，或者所述射频处理矩阵由调整相位及功放幅度的射频系数组成；
控制单元，用于生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。
上述方案中，所述计算单元，还用于利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；
相应的，所述控制单元，还用于判断所述第一误差值是否小于第一门限值，当所述第一误差值小于所述第一门限值时，生成第一指令。
上述方案中，所述控制单元，还用于当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；控制计算单元重新计算；再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值；
相应的，所述计算单元，还用于重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值。
上述方案中，所述计算单元，具体用于针对单载波系统，获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵；N为大于等于1的整数，所述M为大于等于1且小于等于N的正整数；
或者，
所述计算单元，具体用于对于具有K个子载波的系统，针对每个子载波进行预编码矩阵计算，其中K为大于等于1的整数。
上述方案中，所述控制单元，还用于设置操作次数值；当重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵时，将操作次数值加一；判断所述操作次数值是否大于第二门限值，当大于时，生成第一指令
本发明所提供的波束赋型方法及基站，能够生成由调整相位的射频系数组成的射频处理矩阵，或者生成由调整相位及幅度的射频系数组成的射频处理矩阵，如此，就能够灵活的通过调相、或者调相与调整功率幅度结合的方式，调整射频单元，从而灵活的进行波束赋型，进而提升系统容量。
附图说明
图1为本发明实施例波束赋型方法流程示意图；
图2为本发明实施例计算的方法流程示意图；
图3为本发明实施例实施流程示意图；
图4为本发明实施例基站组成结构示意图；
图5为本发明实施例基站结构示意图一；
图6为本发明实施例基站架构示意图二；
图7为现有技术基站架构示意图一；
图8为现有技术基站架构示意图二；
图9为现有技术基站架构示意图三；
图10为使用本发明实施例提供的基站及现有技术提供的基站的性能比较结果一；
图11为使用本发明实施例提供的基站及现有技术提供的基站的性能比较结果二。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
实施例一、
本发明实施例提供了一种波束赋型方法，应用于基站，如图1所示，包括：
步骤101：获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
步骤102：利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；其中，所述射频处理矩阵由调整相位的射频系数组成，或者所述射频处理矩阵由调整相位及功放幅度的射频系数组成；
步骤103：生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。
这里，所述根据所述基带信道信息生成预编码矩阵，包括了针对单载波系统以及具备K个子载波系统的两种场景，分别按照以下方式执行：
对于单载波系统，获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵；
或者，对于具有K个子载波的系统，针对每个子载波进行预编码矩阵计算；其中，所述针对每个子载波进行预编码矩阵计算的方式与上述对于单载波系统的计算方式相同，具体包括了：获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵。其中，所述K个子载波的系统可以为OFDM系统。
优选地，所述获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，从N个特征向量中选取特征向量，利用所述选取的特征向量生成预编码矩阵，具体为：
在单用户MIMO传输下，假设获取基站到用户的无线信道传输系数，组成信道矩阵H，对HHH进行特征值分解得到N个特征向量，按照特征值由大到小的顺序对所述N个特征向量进行排序；
获取到传输数据流的数量，当所述传输数据流数量为Ns时，则设置M等于Ns；与之相应的，所述取出N个特征向量中的M个特征向量，为取出前Ns个特征向量；
利用前Ns个特征向量生成预编码矩阵。
其中，所述预编码矩阵可以为：ui表示第i个特征向量；Λ表示功率分配的对角矩阵，功率分配的对角矩阵取值可以通过灌水方法或等功率分配方法来得到，也可通过ZF、MMSE等算法产生。对于多用户MIMO传输，可以通过ZF-BD的方式产生出预编码矩阵。
所述获取基站到用户终端的信道信息，对于具有K个子载波的系统，对每个子载波分别进行如单载波系统所示方法进行预编码矩阵计算，其中，具体可以为：可以利用产生针对单载波系统的方法在第i个子载波上生成预编码矩阵Qi；将所有的Qi排成一行组成目标联合预编码矩阵Qopt＝[Q1 Q2 … QK]，其中K表示子载波个数。
上述步骤生成第一指令之前，所述方法还包括如图2所示以下步骤：
步骤201：获取预设的初始基带处理矩阵；
步骤202：将所述初始基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；
步骤203：利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到调整相位和/或幅度的射频系数，利用所述调整相位和/或幅度的射频系数组成射频处理矩阵；
步骤204：利用所述射频处理矩阵以及所述预编码矩阵，计算得到基带处理矩阵；
步骤205：将所述基带处理矩阵以及所述射频处理矩阵作为混合预编码矩阵，计算所述混合预编码矩阵与所述预编码矩阵之间的最小二乘误差作为第一误差值；
步骤206：判断所述第一误差值是否小于第一门限值，当所述第一误差值小于所述第一门限值时，生成第一指令。
其中，所述初始基带处理矩阵为根据实际情况预设的矩阵。
所述计算得到调整相位和/或幅度的射频系数，可以使用以下两种公式计算得到：
公式一、当只调整相位时，计算公式为
公式二、当幅度相位都能够调整时，计算公式为
其中，wnl表示第n个射频链路和第l个天线的射频系数，由于每个天线都和单独一个移相器和功率放大器相连，因此wnl可以只通过调整移相器的相位产生一个幅度恒定的数值，也可以通过移相器调整相位和功放调整幅度产生一个幅度和相位都可调的数值。
上述公式中的tnl为预编码矩阵Qopt的共轭转置矩阵的第列；Li表示与第i个射频链路相连的天线个数；
vn为原基带处理矩阵V的共轭转置矩阵的第n列。比如，当针对图4所示基站结构， 在第i个子载波上的基带预编码矩阵为则此时的预处理矩阵vn为 V的共轭转置矩阵的第n列。
所述利用所述调整相位和/或幅度的射频系数组成射频处理矩阵可以采用以下公式：其中，wn表示第n个射频链路中全部天线的射频系数。
优选地，上述步骤204中计算得到基带处理矩阵，可以采用以下公式：
其中，λ为常数，其取值如下Pt为基站发射总功率，Tr{}表示矩阵求迹操作，(x)+代表当x为正数时取值为x,当x为负值时取值为0；w为射频处理矩阵；Qopt为预编码矩阵。
上述步骤205中所述的计算所述混合预编码矩阵与所述预编码矩阵之间的最小二乘误差，可以采用以下公式：Tr{(Qopt-WV)H(Qopt-WV)}；
其中，Qopt为预编码矩阵、W为射频处理矩阵、V基带处理矩阵。
进一步的，上述步骤206之后，还包括：当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；
重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值。
进一步的，所述方法还包括：设置操作次数值；当重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵时，将操作次数值加一；判断所述操作次数值是否大于第二门限值，当大于时，生成第一指令。
如此，就能够在尽量获取到最优的基带处理矩阵调整基带处理单元并且根据所述射频处理矩阵调整射频单元进行波束赋型的同时，还考虑到了计算资源不会无休止的被使用，提升了操作效率。
下面结合图3对本实施例提供的波束赋型的完整流程进行一个描述：
步骤301：获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
步骤302：利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；
步骤303：利用所述基带处理矩阵射频处理矩阵计算得到第一误差值；
步骤304：判断所述第一误差是否小于第一门限值，若小于，则执行步骤305；否则，执行步骤302；
步骤305：生成第一指令，所述第一指令用于控制基站根据所述基带处理矩阵调整基带处理单元并且根据所述射频处理矩阵调整射频单元进行波束赋型；控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整。
可见，通过采用上述方案，能够生成由调整相位的射频系数组成的射频处理矩阵，或者生成由调整相位及幅度的射频系数组成的射频处理矩阵，如此，就能够灵活的通过调相、或者调整与调整功率幅度的方式，调整射频单元，从而，灵活的进行波束赋型，提高空间分集复用能力以最大化的提升系统容量；并且还提出了计算复杂度低、简单实现，具有显示解的基带预编码方案。
另外，上述方案通过利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值，只有当第一误差值达到要求的时候，才会根据所述基带处理矩阵调整基带处理单元、并且根据所述射频处理矩阵调整射频单元进行波束赋型，如此，通过交替计算进行优化的方式，更进一步的保证波束赋型的效果。最后，通过上述方案，还能够针对基站架构进行适用于单用户、多用户的交替优化混合预编码。
实施例二、
本发明实施例提供了一种基站，如图4所示，所述基站包括：
预编码单元41，用于获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
计算单元42，用于利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；其中，所述射频处理矩阵由调整相位的射频系数组成，或者所述射频处理矩阵由调整相位及功放幅度的射频系数组成；
控制单元43，用于生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。
所述计算单元42，具体用于获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵；或者，获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息确定K个子载波，利用K个子载波生成预编码矩阵。
优选地，所述计算单元，具体用于假设基站到用户的信道为H，对HHH进行特征值分解得到N个特征向量，按照特征值由大到小的顺序对所述N个特征向量进行排序；获取到传输数据流的数量，当所述传输数据流数量为Ns时，设置M等于Ns，相应的，所述取出N个特征向量中的M个特征向量，为取出前Ns个特征向量；利用前Ns个特征向量生成预编码矩阵。
其中，所述预编码矩阵可以为：ui表示第i个特征向量；Λ表示功率分配的对角矩阵，其取值可以通过灌水方法或等功率分配方法来得到，也可通过ZF、MMSE等算法产生。对于多用户MIMO传输，可以通过ZF-BD的方式产生出目标预编码矩阵。
所述计算单元，具体用于针对图5所示基站结构，可以利用产生针对在第i个子载波上生成预编码矩阵Qi；将所有的Qi排成一行组成目标联合预编码矩阵Qopt＝[Q1 Q2 …QK]，其中K表示子载波个数。
所述计算单元，还用于利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；相应的，所述控制单元，还用于判断所述第一误差值是否小于第一门限值，当所述第一误差值小于所述第一门限值时，生成第一指令。
所述控制单元，还用于当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；控制计算单元重新计算；再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值；相应的，所述计算单元，还用于重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值。
其中，所述初始基带处理矩阵为根据实际情况预设的矩阵。
所述计算得到调整相位和/或幅度的射频系数，可以使用以下两种公式计算得到：
公式一、当只调整相位时，计算公式为
公式二、当幅度相位都能够调整时，计算公式为
其中，wnl表示第n个射频链路和第l个天线的射频系数，由于每个天线都和单独一个移相器和功率放大器相连，因此wnl可以只通过调整移相器的相位产生一个幅度恒定的数值，也可以通过移相器调整相位和功放调整幅度产生一个幅度和相位都可调的数值。
上述公式中的tnl为预编码矩阵Qopt的共轭转置矩阵的第列；Li表示与第i个射频链路相连的天线个数；
vn为原基带处理矩阵V的共轭转置矩阵的第n列。比如，当针对图4所示基站结构， 在第i个子载波上的基带预编码矩阵为则此时的预处理矩阵vn为 V的共轭转置矩阵的第n列。
所述利用所述调整相位和/或幅度的射频系数组成射频处理矩阵可以采用以下公式：其中，wn表示第n个射频链路中全部天线的射频系数。
优选地，上述计算得到基带处理矩阵，可以采用以下公式：
其中，λ为常数，其取值如下Pt为基站发射总功率，Tr{}表示矩阵求迹操作，(x)+代表当x为正数时取值为x,当x为负值时取值为0；w为射频处理矩阵；Qopt为预编码矩阵。
上述计算所述混合预编码矩阵与所述预编码矩阵之间的最小二乘误差，可以采用以下公式：Tr{(Qopt-WV)H(Qopt-WV)}；其中，Qopt为预编码矩阵、W为射频处理矩阵、V基带处理矩阵。
进一步的，所述计算单元，还用于当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值。
进一步的，所述控制单元，还用于设置操作次数值；当重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵时，将操作次数值加一；判断所述操作次数值是否大于第二门限值，当大于时，生成第一指令。
如此，就能够在尽量获取到最优的基带处理矩阵调整基带处理单元并且根据所述射频处理矩阵调整射频单元进行波束赋型的同时，还考虑到了计算资源不会无休止的被使用，提升了操作效率。
图5及图6为本发明实施例的基站的实现架构示意图；其中，预编码单元从基带处理单元(BBU)获取S1至SN等多个信道信息；控制单元与BBU相连，将第一指令发送给BBU，使得BBU根据基带处理矩阵调整数字域波束；并且控制单元与射频部分的移相器以及功率放大器(PA)相连，生成第一指令之后，根据射频处理矩阵调整移相器的相位，或者同时调整移相器的相位以及功放调整幅度，进而实现模拟域的波束赋型。
下面结合现有技术与本实施例提供的基站，分别进行分析：
技术方案一、目前3GPP LTE采用的是射频和基带独立的波束赋型方案。射频端根据期望的下倾角(下倾角和水平角)设置射频波束方向。例如对一列N个天线阵子进行射频模拟波束赋型，其波束赋型向量为
其中，θetilt为期望垂直下倾角方向，dV为天线间距，λ为信号波长。对一个面阵进行射频模拟波束赋型的向量为
其中为期望水平扫描角方向，dV和dH分别代表垂直天线间距和水平天线间距，NV和NH表示垂直方向天线个数和水平方向天线个数。在进行基带处理时，射频波束赋型部分和无线信道被视作合成等效信道，然后采用MIMO基带方案进行数字波束赋型。
技术方案二、基站架构如图7所示，每个射频链路的输出信号可以馈到每个天线上发射到无线信道环境。在射频端，模拟域波束形成通过调整移相器的相位来实现，基站将信号空间来波水平、垂直角度分别设置为公式(2)中的和θetilt，从而作为候选的模拟波束向量，然后根据一定准则(如来波方向信号强度)进行选择。在基带，采用最小二乘准则进行优化设计，射频处理和基带处理需要进行射频链路个数次迭代。
技术方案三、针对如图8、9所示的基站结构进行了模拟波束和数字波束进行了设计；包括基于模拟和数字波束成形的预编码器选择方法，FDD系统中基于用户反馈的波束选择流程图，TDD中基于探测信号的波束选择流程。
图10及图11，为通过采用本实施例提供的基站进行波束赋型，提升系统容量的效果图，其中图10给出了当射频链路数为4，天线总数为16时，本实施例提供的基站和现有方法的性能比较，可以看到所提的同时调整射频相位幅度的预编码方法具有最好性能，只调整相位方法与最好性能很接近，远好于现有方法，有将近40％-50％的性能增益。图11给出了当射频链路数为4，天线总数为64时，本实施例提供的基站和现有方法的性能比较。此时方法性能差距减小，所提方法比现有方法有大约20％的性能增益。
可见，通过采用上述方案，能够生成由调整相位的射频系数组成的射频处理矩阵，或者生成由调整相位及幅度的射频系数组成的射频处理矩阵，如此，就能够灵活的通过调相、或者调整与调整功率幅度的方式，调整射频单元，从而，提升了波束赋型的效果。
另外，上述方案通过利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值，只有当第一误差值达到要求的时候，才会根据所述基带处理矩阵调整基带处理单元、并且根据所述射频处理矩阵调整射频单元进行波束赋型，如此，通过交替计算进行优化的方式，更进一步的保证波束赋型的效果。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备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，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、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 (10)

1.一种波束赋型方法，应用于基站，其特征在于，所述方法包括：
获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到调整相位和/或幅度的射频系数，利用所述调整相位和/或幅度的射频系数组成射频处理矩阵，利用所述射频处理矩阵以及所述预编码矩阵，计算得到基带处理矩阵；
生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站利用所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，并且控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成第一指令之前，所述方法还包括：
将所述基带处理矩阵以及所述射频处理矩阵作为混合预编码矩阵，计算所述混合预编码矩阵与所述预编码矩阵之间的最小二乘误差，将所述最小二乘误差作为第一误差值；
判断所述第一误差值是否小于第一门限值，当所述第一误差值小于所述第一门限值时，生成第一指令。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，
将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；
重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；
利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值；
再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述基带信道信息生成预编码矩阵，包括：
对于单载波系统，获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的最大的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵；N为大于等于1的整数，所述M为大于等于1且小于等于N的正整数；
或者，
对于具有K个子载波的系统，针对每个子载波进行预编码矩阵计算，其中K为大于等于1的整数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置操作次数值；
当重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵时，将操作次数值加一；
判断所述操作次数值是否大于第二门限值，当大于时，生成第一指令。
6.一种基站，其特征在于，所述基站包括：
预编码单元，用于获取到信道信息，根据所述信道信息生成预编码矩阵；
计算单元，用于利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到调整相位和/或幅度的射频系数，利用所述调整相位和/或幅度的射频系数组成射频处理矩阵，利用所述射频处理矩阵以及所述预编码矩阵，计算得到基带处理矩阵；
控制单元，用于生成第一指令，所述第一指令用于控制所述基站根据所述基带处理矩阵进行基带数字域的波束调整，控制所述基站根据所述射频处理矩阵中的射频系数进行相位调整、或者进行相位调整以及功放幅度调整，实现波束赋型。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，
所述计算单元，还用于将所述基带处理矩阵以及所述射频处理矩阵作为混合预编码矩阵，计算所述混合预编码矩阵与所述预编码矩阵之间的最小二乘误差，将所述最小二乘误差作为第一误差值；
相应的，所述控制单元，还用于判断所述第一误差值是否小于第一门限值，当所述第一误差值小于所述第一门限值时，生成第一指令。
8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，
所述控制单元，还用于当所述第一误差值不小于所述第一门限值时，将所述基带处理矩阵作为原基带处理矩阵；控制计算单元重新计算；再次判断所述第一误差值是否小于第一门限值；
相应的，所述计算单元，还用于重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵；利用所述基带处理矩阵以及射频处理矩阵计算得到第一误差值。
9.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，
所述计算单元，具体用于针对单载波系统，获取基站到用户终端的信道信息，利用所述信道信息计算得到N个特征向量，取出N个特征向量中的M个特征向量，利用所述M个特征向量生成预编码矩阵；N为大于等于1的整数，所述M为大于等于1且小于等于N的正整数；
或者，
对于具有K个子载波的系统，针对每个子载波进行预编码矩阵计算，其中K为大于等于1的整数。
10.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，
所述控制单元，还用于设置操作次数值；当重新利用所述预编码矩阵以及原基带处理矩阵，计算得到基带处理矩阵以及射频处理矩阵时，将操作次数值加一；判断所述操作次数值是否大于第二门限值，当大于时，生成第一指令。
CN201410735144.1A 2014-12-04 2014-12-04 一种波束赋型方法及基站 Active CN105721030B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410735144.1A CN105721030B (zh) 2014-12-04 2014-12-04 一种波束赋型方法及基站

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410735144.1A CN105721030B (zh) 2014-12-04 2014-12-04 一种波束赋型方法及基站

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105721030A CN105721030A (zh) 2016-06-29
CN105721030B true CN105721030B (zh) 2019-05-10

Family

ID=56143750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410735144.1A Active CN105721030B (zh) 2014-12-04 2014-12-04 一种波束赋型方法及基站

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105721030B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106209323B (zh) * 2016-07-21 2019-05-17 广州供电局有限公司 电力无线专网协助传输方法和系统
CN107888323B (zh) 2016-09-29 2020-01-17 电信科学技术研究院 一种信道状态信息的传输方法和设备
CN110212959B (zh) * 2019-05-16 2020-11-24 华中科技大学 一种毫米波mimo-ofdm通信系统的混合预编码能效优化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101461205A (zh) * 2006-05-26 2009-06-17 Lg电子株式会社 使用基于相移预编码的信号产生
CN101558642A (zh) * 2006-05-26 2009-10-14 Lg电子株式会社 基于相移的预编码方法和支持该方法的收发机
WO2010087749A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Phase calibration and erroneous cabling detection for a multi-antenna radio base station
CN102404084A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 上海贝尔股份有限公司 用于确定预编码矩阵的方法及相应的通信方法和设备
CN103718474A (zh) * 2011-07-28 2014-04-09 三星电子株式会社 在无线通信系统中组合基带和射频波束控制的装置和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101461205A (zh) * 2006-05-26 2009-06-17 Lg电子株式会社 使用基于相移预编码的信号产生
CN101558642A (zh) * 2006-05-26 2009-10-14 Lg电子株式会社 基于相移的预编码方法和支持该方法的收发机
WO2010087749A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Phase calibration and erroneous cabling detection for a multi-antenna radio base station
CN102404084A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 上海贝尔股份有限公司 用于确定预编码矩阵的方法及相应的通信方法和设备
CN103718474A (zh) * 2011-07-28 2014-04-09 三星电子株式会社 在无线通信系统中组合基带和射频波束控制的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105721030A (zh) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. Low RF-complexity technologies to enable millimeter-wave MIMO with large antenna array for 5G wireless communications
Chen et al. Scalable and flexible massive MIMO precoding for 5G H-CRAN
Kammoun et al. Design of 5G full dimension massive MIMO systems
Jang et al. Smart small cell with hybrid beamforming for 5G: Theoretical feasibility and prototype results
CN108696304A (zh) 无线通信方法和无线通信装置
CN104601209B (zh) 一种适用于3d‑mimo系统的协作多点传输方法
CN107046435A (zh) 无线通信方法和无线通信装置
CN110401476A (zh) 一种基于码本的毫米波通信多用户并行波束训练方法
CN103378882B (zh) 一种大规模天线系统控制信号发送方法及装置
WO2019095182A1 (en) Method and apparatus for mimo transmission
US11616663B2 (en) Method and apparatus of parameter tracking for CSI estimation
CN105721030B (zh) 一种波束赋型方法及基站
CN108599830A (zh) 平坦莱斯衰落信道中自适应天线阵列系统下的基于最小和均方误差混合预编码方法
CN113746515B (zh) 应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统
Xu et al. Weighted sum rate maximization in IRS-BackCom enabled downlink multi-cell MISO network
Herranz et al. A 3GPP NR compliant beam management framework to simulate end-to-end mmWave networks
CN103516410A (zh) 一种利用有源天线系统实现下行数据发射方法及装置
CN104330778B (zh) 对有源相控阵雷达进行多通道校正的方法
CN108270471A (zh) 大规模天线阵列系统中低反馈混合预编码与接收合并方法
Satyanarayana et al. Adaptive transceiver design for C-RAN in mmWave communications
US20140126666A1 (en) Exploiting spatial degrees of freedom in multiple input multiple output (mimo) radio systems
Tuovinen et al. RF system requirement analysis and simulation methods towards 5G radios using massive MIMO
CN108667501A (zh) 模数混合波束赋形的网络设备、方法和控制器
Gimenez et al. Distributed hybrid precoding for indoor deployments using millimeter wave band
Gao et al. Low RF-complexity technologies to enable millimeter-wave MIMO with large antenna array for 5G wireless communications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant