CN105991175A - 一种导频信号的发送、接收处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导频信号的发送、接收处理方法及装置，用以减少发送导频信号的天线端口，降低导频资源开销。所述导频信号的发送方法，包括：基站生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；所述基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为所述由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为所述由多个窄波束赋形的导频信号。

Description

一种导频信号的发送、接收处理方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种导频信号的发送、接收处理方法及装置。
背景技术
现有基于时分双工(Time Division Duplex，TDD)和频分双工(FrequencyDivision Duplex，FDD)的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)天线系统中，基站的天线数目比较小，用户设备能够测量完整的MIMO信道矩阵。用于测量信道状态信息(Channel State Information，CSI)的导频信号(例如：长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中称之为参考信号，例如下行链路的公共参考信号(Common Reference Signal，CRS)和信道状态信息参考信号(Channel State Information Reference Signal，CSI-RS)通常配置为每个天线端口(antenna port)发送一个导频信号。例如：在高级长期演进(Long TermEvolution Advanced，LTE-A)系统中，基站最多支持4个CRS天线端口和8个CSI-RS天线端口，一个天线端口占用一组时域或频域资源，天线端口之间在时域、频域或码域是相互正交的，用户设备便可测量出相应的CSI，例如：MIMO信道矩阵，用户设备基于测量的CSI确定最优的秩指示(Rank Indication，RI)、预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)和信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)等，并将CSI报告给基站。
大规模MIMO技术通过在基站架设大规模天线阵列(成百上千根天线)，能够有效提高空间分辨率，提升系统容量。当天线布置为二维均匀矩形阵列时，便可实现很高的三维空间(水平和垂直方向)分辨率。但是大规模MIMO系统的信道是高维矩阵，在采用FDD方式的系统中的实用化面临着基站获取CSI的巨大挑战。一方面，在FDD系统中反馈如此高维的并且满足一定精度要求的MIMO信道矩阵系数会占用相当多的资源开销。从降低反馈开销角度出发，学术界提出了对高维MIMO信道矩阵进行高效的压缩编码等方法，例如：压缩感知(compressive sensing)，但是压缩感知仅仅能够降低反馈开销；另一方面，若要测量完整的MIMO信道矩阵，需要配置大量测量CSI的导频天线端口，用于发射导频的资源开销非常可观。如果要降低导频资源的开销，一种方法是降低用户设备能够观测到的MIMO信道的规模，即MIMO信道矩阵的降维，为此，工业界已经提出将多根天线进行虚拟化处理对应于一个导频天线端口的方案，从而降低了导频开销，但是目前工业界使用的MIMO天线仍然是较小规模的天线阵列。
因此，针对大规模MIMO系统提出了发送形成各个波束方向的导频信号的方案，以便用户设备选择其适合的最优波束，这样就将通过导频信号测量信道矩阵转化为测量每个用户设备所处的空间波束方向的问题。每个天线端口(即波束导频端口)对应于一个空间波束方向，其发送的导频符号经过波束赋形预编码处理在所有或部分天线上发送便可形成指向相应空间方向的波束。但是，由于大规模MIMO技术能够提供非常高的空间分辨率，其形成的空间波束方向数量巨大，如果为每个空间波束方向配置一个天线端口，仍然需要占用大量资源开销。
综上所述，现有技术发送形成各个波束方向的导频信号的方案中，由于空间波束方向的数量巨大，基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，占用大量资源开销。
发明内容
本发明实施例提供了一种导频信号的发送、接收处理方法及装置，用以减少发送导频信号的天线端口，降低导频资源开销。
本发明实施例提供的一种导频信号的发送方法，该方法包括：基站生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；所述基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为所述由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为所述由多个窄波束赋形的导频信号。
本发明实施例提供的上述方法中，基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号，且通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号相比，使得一个天线端口能够发送多个波束方向的窄波束赋形的导频信号，减少了发送导频信号的天线端口，从而降低导频资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，由多个窄波束赋形的导频信号，具体为：由多个波束方向相互正交的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号；或者由多个波束方向之间夹角大于第一预设阈值的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，所述多个宽波束中每个宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号与其它宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号通过不同的第二天线端口发送。
在本发明实施例提供的上述方法中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，与每个宽波束赋形的导频信号通过一个第一天线端口发送相比，进一步的降低第一天线端口的数量，降低导频资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，在所述基站通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，该方法还包括：所述基站接收所述用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，其中，所述最优第一天线端口是所述用户设备接收到的由所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口是所述用户设备接收到的由所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口；所述基站根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述基站根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识，具体包括：所述基站根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；所述基站根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；所述基站确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，在所述基站通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，该方法还包括：所述基站将所述宽波束与所述窄波束满足的条件发送至所述用户设备；所述基站接收所述用户设备发送的由该用户设备基于所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定的最优窄波束的标识；所述基站将所述最优窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，该方法还包括：所述基站接收所述用户设备发送的信道质量指示(Channel QualityIndicator，CQI)；所述基站将所述信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示。
本发明实施例提供的一种导频信号的接收处理方法，该方法包括：用户设备接收基站发送的导频信号，该导频信号包括所述基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和所述基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；所述用户设备对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口。
本发明实施例提供的上述方法中，用户设备对基站通过第一天线端口和第二天线端口发送的导频信号进行测量，进而确定最优第一天线端口和最优第二天线端口，其中，基站通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，用户设备需要接收每个波束方向的导频信号相比，用户设备接收到的基站通过第二天线端口发送的导频信号中包括多个空间波束方向的导频信号，减少了用户设备接收到的导频信号的数量，从而降低了用户设备的对导频信号的处理资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述最优第一天线端口为所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口为所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，该方法还包括：所述用户设备根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；所述用户设备将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，该方法还包括：所述用户设备根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；所述用户设备根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定该用户设备对应的最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；所述用户设备将所述最优窄波束的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述用户设备根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定该用户设备对应的最优窄波束的标识，具体包括：所述用户设备根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；所述用户设备根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；所述用户设备确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述宽波束与所述窄波束满足的条件是预先存储在所述用户设备中的，或者所述用户设备接收所述基站发送的所述宽波束与所述窄波束满足的条件，并存储所述宽波束与所述窄波束满足的条件。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，该方法还包括：所述用户设备计算所述最优第二天线端口对应的导频信号的信道质量指示，并将该信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示(CQI)反馈至所述基站。
本发明实施例提供的一种导频信号的发送装置，包括：处理单元，用于生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；发送单元，连接至所述处理单元，用于通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为所述由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为所述由多个窄波束赋形的导频信号。
本发明实施例提供的上述装置中，该装置所在的基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号，且通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即该装置所在的基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号相比，使得一个天线端口能够发送多个波束方向的窄波束赋形的导频信号，减少了发送导频信号的天线端口，从而降低导频资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，所述多个宽波束中每个宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号与其它宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号通过不同的第二天线端口发送。
在本发明实施例提供的上述装置中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，与每个宽波束赋形的导频信号通过一个第一天线端口发送相比，进一步的降低第一天线端口的数量，降低导频资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，该装置还包括：第一接收单元，连接至所述处理单元，用于在所述发送单元通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，接收所述用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，其中，所述最优第一天线端口是所述用户设备接收到的由所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口是所述用户设备接收到的由所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口；所述处理单元还用于根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述处理单元具体用于：所述处理单元根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；所述处理单元根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；所述处理单元确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述发送单元还用于将所述宽波束与所述窄波束满足的条件发送至所述用户设备；该装置还包括：第二接收单元，连接至所述处理单元，用于在所述发送单元通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，接收所述用户设备发送的由该用户设备基于所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定的最优窄波束的标识；所述处理单元还用于将所述最优窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，该装置还包括：第三接收单元，连接至所述处理单元，用于接收所述用户设备发送的信道质量指示(CQI)；所述处理单元还用于将所述信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示。
本发明实施例提供的一种导频信号的接收处理装置，包括：接收单元，用于接收基站发送的导频信号，该导频信号包括所述基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和所述基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；处理单元，连接至所述接收单元，用于对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口。
本发明实施例提供的上述装置中，该装置所在的用户设备对基站通过第一天线端口和第二天线端口发送的导频信号进行测量，进而确定最优第一天线端口和最优第二天线端口，其中，基站通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，该装置所在的用户设备需要接收每个波束方向的导频信号相比，该装置所在的用户设备接收到的基站通过第二天线端口发送的导频信号中包括多个空间波束方向的导频信号，减少了用户设备接收到的导频信号的数量，从而降低了该装置所在的用户设备的对导频信号的处理资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述处理单元还用于：根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；该装置还包括：第一发送单元，连接至所述处理单元，用于将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述处理单元还用于：根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；该装置还包括：第二发送单元，连接至所述处理单元，用于将所述最优窄波束的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述处理单元具体用于：所述处理单元根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；所述处理单元根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；所述处理单元确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述处理单元还用于：计算所述最优第二天线端口对应的导频信号的信道质量指示(CQI)，并将该信道质量指示作为最优窄波束的信道质量指示反馈至所述基站。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基站侧一种导频信号的发送方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的第一天线端口波束赋形的原理示意图；
图3为本发明实施例提供的第二天线端口波束赋形的原理示意图；
图4为本发明实施例提供的宽波束波束方向与窄波束波束方向的示意图；
图5为本发明实施例提供的确定最优窄波束的标识的原理示意图；
图6为本发明实施例提供的用户设备侧一种导频信号的接收处理方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的基站侧一种导频信号的发送装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的基站侧另一导频信号的发送装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的用户设备侧一种导频信号的接收处理装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的用户设备侧另一导频信号的接收处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的一种导频信号的发送、接收处理方法及装置的具体实施方式进行详细地说明。
当然，本发明实施例中提到的窄波束是由所有天线共同波束赋形的不同波束方向的波束，不同窄波束赋形的加权系数不同，宽波束是由部分或所有天线共同波束赋形的不同波束方向的波束，不同宽波束赋形的加权系数也不相同。
在基站侧，本发明实施例提供的一种导频信号的发送方法，如图1所示，该方法包括：
步骤102，基站生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；
步骤104，基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，第一天线端口发送的导频信号为由宽波束赋形的导频信号，第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号。
本发明实施例提供的方法中，基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号，且通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号相比，使得一个天线端口能够发送多个波束方向的窄波束赋形的导频信号，减少了发送导频信号的天线端口，从而降低导频资源开销。
当然，需要说明的是，基站预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口可以始终保持不变，也可以随着用户设备的反馈重新配置第一天线端口和第二天线端口。作为较为具体的实施例，例如：第一次配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口均覆盖全波束方向(360度)，经过分析一段时间(例如：1年)内用户设备的反馈，确定某一或几个区域始终无用户设备反馈，也即该区域内无用户设备，则可以调整配置的第一天线端口和第二天线端口，在无用户设备反馈的区域对应的波束方向可以暂不发送导频信号，以进一步降低导频资源开销。
具体实施时，以一个导频进程为例，假设一个导频进程中配置AW(AW≥1)个第一天线端口和AN(AN≥1)个第二天线端口，每个第二天线端口发送的导频信号是由Q(Q>1)个窄波束赋形的导频信号，则在一个导频进程中使用AW+AN个天线端口的导频信号便可实现测量AN×Q个窄波束，降低导频资源的开销，当然，可以看出，Q的值越大，降低的导频资源开销越多，此外还可以使用多个导频进程或者以时分复用、频分复用等方式支持更多更精细的窄波束。
下面以正交频分复用系统(例如：LTE系统)为例，针对一个子载波对本发明实施例的每个天线端口的导频信号设计进行说明。其中，非粗体字母为标量，小写粗体字母表示列向量，大写粗体字母表示矩阵，“”为克罗内克(Kronecker)积，上标“T”和“H”分别表示矩阵或向量的转置和共轭转置。基站共有NT根发射天线(或天线振子)。若天线阵列为二维均匀矩形阵列，设x方向(例如水平方向)和y方向(例如垂直方向)分别有Nx和Ny根天线，则有NT＝Nx×Ny。设所有第一天线端口集合为包含AW个元素的ΩW，所有第二天线端口集合为包含AN个元素的ΩN。
每个第一天线端口对应于一个宽的空间波束，其发送的导频符号经过形成该空间波束方向的宽波束赋形预编码处理在所有或选择的部分天线上发送。如图2所示，图2示出了假设基站仅有NW(NW<NT)根发射天线参与形成宽波束时对导频进行波束赋形与天线端口映射的过程，且该NW根发射天线为基站NT根天线中的任意NW个，也即天线
具体实施时，宽波束导频端口aW(aW∈ΩW)占用一个或多个时域或频域资源202，设其在某个时域或频域资源上发送的导频符号为对其赋形的宽波束是由M(M≥1)个宽波束向量合成获得的，当M＝1时表示仅由一个宽波束对导频信号进行赋形。每个NW×1维宽波束赋形向量可以预先设计好，写作(m＝1,2,…,M)，那么合成宽波束赋形向量为若天线阵列为二维均匀矩形阵列，那么三维宽波束赋形向量可以写作(发送天线序号按y方向排序时)或(发送天线序号按x方向排序时)，其中和分别为NWx×1维的x方向宽波束赋形向量和NWy×1维的y方向宽波束赋形向量，NWx和NWy分别为x方向和y方向参与形成宽波束的天线数，且NW＝NWx×NWy。最后在相应天线上发送的经过宽波束赋形的导频信号为NW×1维的向量其中， s 1 ( a W ) = ( w 1,1 ( a W ) + w 2,1 ( a W ) + . . . + w M , 1 ( a W ) ) &times; p ( a W ) , s N W ( a W ) = ( w 1 , N W ( a W ) + w 2 , N W ( a W ) + . . . + w M , N W ( a W ) ) &times; p ( a W ) . 宽波束的设计可以采用任何现有方法，例如：使用较少发射天线形成的指向某一角度的波束赋形向量，如离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)向量，或者由该宽波束覆盖的多个窄波束形成的合成波束赋形向量等。
如图3所示，图3示出了假设基站所有发射天线均参与形成的窄波束的合成波束对第二天线端口导频进行波束赋形与天线端口映射的过程。同样，第二天线端口aN(aN∈ΩN)占用一个或多个时域或频域资源302，在某个时域或频域资源上发送的导频符号为该第二天线端口对应Q个窄波束，第q个NT×1维窄波束赋形向量为那么合成窄波束赋形向量为若天线阵列为二维均匀矩形阵列，那么三维窄波束赋形向量可以写作(发送天线序号按y方向排序时)或(发送天线序号按x方向排序时)，其中和分别为Nx×1维的x方向窄波束赋形向量和Ny×1维的y方向窄波束赋形向量。最后在相应天线上发送的经过合成窄波束赋形的导频信号为NT×1维的向量其中， s 1 ( a N ) = ( w 1,1 ( a N ) + w 2,1 ( a N ) + . . . + w Q , 1 ( a N ) ) &times; p ( a N ) , s N W ( a N ) = ( w 1 , N T ( a N ) + w 2 , N T ( a N ) + . . . + w Q , N T ( a N ) ) &times; p ( a N ) .
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，由多个窄波束赋形的导频信号，具体为：由多个波束方向相互正交的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号；或者由多个波束方向之间夹角大于第一预设阈值的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号。
值得说明的是，为第二天线端口赋形的多个合成波束之间互不重叠，以保证每个波束方向的窄波束仅能参与一个第二天线端口的波束赋形。具体实施时，由多个波束方向之间夹角大于第一预设阈值的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，第一预设阈值可以根据参与合成波束的窄波束的数量设定，例如：由4个波束方向之间夹角大于第一预设阈值的窄波束形成的合成波束，此时第一预设阈值可以是30度。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，宽波束与窄波束满足如下条件：宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个窄波束被至少一个宽波束所覆盖。
具体实施时，宽波束可以覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的相邻窄波束，如图4所示，覆盖窄波束1、窄波束2、窄波束3的信号质量最优的宽波束为宽波束10，覆盖窄波束4、窄波束5和窄波束6的信号质量最优的宽波束为宽波束11。其中，第二预设阈值可以采用系统默认值，例如：10度，也可以根据具体的情况设定，例如：5度。窄波束被至少一个宽波束所覆盖，但是覆盖每个窄波束的至少一个宽波束的信号质量不同，也即每个窄波束只由一个最优的宽波束所覆盖。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，在基站通过第一天线端口和第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，该方法还包括：基站接收用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，其中，最优第一天线端口是用户设备接收到的由所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，最优第二天线端口是用户设备接收到的由所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口；基站根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，以及宽波束与窄波束满足的条件，确定用户设备对应的最优窄波束的标识。
具体实施时，假设用户设备的接收天线数为NR并且信道在一个天线端口的测量时间内近似不变，那么基站到某个用户设备在一个子载波上的信道矩阵为NR×NT维的H。第一天线端口的标识和第二天线端口的标识是基站和用户设备根据约定的准则使用的统一编号，则基站和用户设备均已知第一天线端口的标识和第二天线端口的标识以及每个天线端口所对应的时域和频域资源。用户设备需要对所有天线端口的导频信号进行测量并经过计算处理(例如：接收功率平均)获得所有波束在部分带宽(例如：LTE系统的子带)或整个带宽(例如：LTE系统的整个带宽)上的测量结果，然后需要在所有发送导频信号的第一天线端口中选择接收导频信号质量最优的第一天线端口作为最优第一天线端口，以及在发送导频信号的第二天线端口中选择接收导频信号质量最优的第二天线端口作为最优第二天线端口，其中导频信号质量最优可以比较每个导频信号的指标参数，例如：导频信号接收功率、由导频信号估计的信道容量等。
作为较为具体的实施例，假设和分别为第一天线端口aW和第二天线端口aN经过处理得到的测量信号，则选择的端口分别为
a W &prime; = arg max a W &Element; &Omega; W f ( r ^ ( a W ) ) , a N &prime; = arg max a N &Element; &Omega; N f ( r ^ ( a N ) )
其中，argmax函数为使得f(·)函数达到最大值的参数aW的取值，f(·)为计算导频信号质量指标参数的函数，例如：计算导频信号接收功率的范数运算， f ( r ^ ) = | | r ^ | | 2 等。
用户设备确定最优第一天线端口和最优第二天线端口之后，可以进一步确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识。用户设备将最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识发送至基站后，由于第一天线端口发送的导频信号为由宽波束赋形的导频信号，第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，且宽波束与窄波束满足一定的条件，也即宽波束和窄波束之间存在固定的覆盖关系，则基站能够根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，以及宽波束与窄波束满足的条件，确定用户设备对应的最优窄波束的标识。
具体来说：在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，基站根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，以及宽波束与窄波束满足的条件，确定用户设备对应的最优窄波束的标识，具体包括：基站根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；基站根据宽波束与窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；基站确定第一窄波束集合与第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为用户设备对应的最优窄波束的标识。
具体实施时，基站根据宽波束与窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合，可以根据宽波束与窄波束满足的条件将宽波束与窄波束的覆盖关系添加到预先存储映射关系表中，具体来说：基站确定覆盖每一窄波束的至少一个宽波束中的最优宽波束，并将每一窄波束的标识与覆盖该窄波束的最优宽波束的标识之间的对应关系添加到预先存储的映射关系表中，其中，宽波束和窄波束的标识用于区分不同波束方向的波束，例如：可以是编号。当然，在本发明的其它实施例中也可以使用其它方式确定宽波束的标识对应的宽波束覆盖的第二窄波束集合，此处并不用于具体限定，例如：基站根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，然后直接确定该宽波束集合中所有宽波束覆盖的第二窄波束集合，而无需确定其它宽波束所覆盖的窄波束。
下面以映射关系表的方式为例，详细说明基站根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，以及宽波束与窄波束满足的条件，确定用户设备对应的最优窄波束的标识的过程。
假设经过N根发射天线进行波束赋形预编码向量采用DFT码本，其码字即波束赋形向量的数目为K，即生成的波束方向有K个，那么统一编号的第k个波束赋形向量的第n个元素为：
w k , n = 1 N exp { - j 2 &pi; K ( k - 1 ) ( n - 1 ) }
其中，k的取值范围为[1，K]，n的取值范围为[1，N]。
假设基站发射天线数NT＝32，且为仅在水平方向上线性阵列，天线间距为半波长。窄波束由全部发射天线进行波束赋形并采用过采样的64-DFT码本，即K＝64，N＝NT＝32；宽波束由4根相邻的发射天线进行波束赋形并采用4-DFT码本，即K＝4，N＝NW＝4。
作为较为具体实施例，如图5所示，横轴表示不同波束方向之间的方向角，纵轴表示每个波束方向的波束增益，若第二天线端口数量AN＝16，那么一个窄波束导频端口包含Q＝4个波束方向正交的窄波束。当一个第一天线端口发送的导频信号仅由一个宽波束赋形时，第一天线端口数目AW＝8，这样我们仅使用AN+AW＝24个天线端口便可测量AN×Q＝64个窄波束。
图5示出了部分波束的方向图。每根发射天线为扇区化的方向性天线，方向增益为其中是角度。例如，由窄波束1、17、33、49所形成的第一组合成波束(窄波束33的主波瓣不在图中显示的角度范围内)，用于对一个第二天线端口发送的导频信号进行赋形；由窄波束9、25、41、57所形成的第二组合成波束，用于对另一个第二天线端口发送的导频信号进行赋形。图中虚线的波束为宽波束形状，例如：图中示出的宽波束1＇、2＇、3＇、4＇、6＇、7＇和8＇(宽波束5＇的主波瓣不在图中显示的角度范围内)。表1为宽波束与窄波束的映射关系表。如表1所示，宽波束与第一组窄波束形成的合成波束的覆盖关系为：宽波束1＇覆盖窄波束1，宽波束3＇覆盖窄波束17，宽波束5＇覆盖窄波束33，宽波束7＇覆盖窄波束49；宽波束与第二组窄波束形成的合成波束的覆盖关系为：宽波束2＇覆盖窄波束9，宽波束4＇覆盖窄波束25，宽波束6＇覆盖窄波束41，宽波束8＇覆盖窄波束57。当用户设备选择的最优第一天线端口的标识对应的第一天线端口发送的导频信号由宽波束3＇赋形，最优第二天线端口的标识对应的第二天线端口发送的导频信号由第一组窄波束1、17、33、49所形成的合成波束赋形时，基站便可确定该用户设备对应的最优的窄波束的标识为17。
宽波束号 1＇ 2＇ 3＇ 4＇ 5＇ 6＇ 7＇ 8＇
窄波束号 1 9 17 25 33 41 49 57
表1
值得说明的是，宽波束的数量越多，确定最优窄波束的标识越精确，而且每个宽波束可以对一个第一天线端口发送的导频信号赋形，也可以多个宽波束形成的合成波束对一个第一天线端口发送的导频信号赋形。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，多个宽波束中每个宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号与其它宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号通过不同的第二天线端口发送。
具体实施时，例如：M＝2，即由2个宽波束形成的合成宽波束对一个第一天线端口发送的导频信号赋形。宽波束1＇和宽波束2＇用于对第一个第一天线端口发送的导频信号赋形，宽波束3＇和宽波束4＇用于对第二个第一天线端口发送的导频信号赋形，宽波束5＇和宽波束6＇用于对第三个第一天线端口发送，宽波束7＇和宽波束8＇用于对第四个个第一天线端口发送，与通过8个第一天线端口发送由8个宽波束赋形的8个导频信号相比，使用4个第一天线端口发送由4个合成宽波束赋形的4个导频信号，也即使用20个天线端口便可测量64个窄波束，进一步降低了导频资源开销。当然，本领域技术人员应当理解的是，多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号通过一个第一天线端口发送还有很多组合方式，此处并不用于具体限定，例如：角度相距较大的宽波束1＇和宽波束8＇用于对一个第一天线端口发送的导频信号赋形。
当然，需要说明的是，在实际使用中，需要确定恰当的AN、AW和Q、M的值。在窄波束总数保持不变的情况下，当Q增加，所需的AN会减少，但是AW可能会增加，在导频信号发射功率固定时由Q个窄波束形成的合成波束的增益峰值会降低，并且由于一个第二天线端口内的窄波束分离度变小会使测量的准确度下降。当窄波束数量非常大时，可使用多个导频进程或者以时分复用、频分复用等方式实现，其中，每个导频进程可包含AW+AN个波束导频端口以测量AN×Q个窄波束。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，在基站通过第一天线端口和第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，该方法还包括：基站将宽波束与窄波束满足的条件发送至用户设备；基站接收用户设备发送的由该用户设备基于宽波束与窄波束满足的条件确定的最优窄波束的标识；基站将最优窄波束的标识作为用户设备对应的最优窄波束的标识。
具体实施时，基站可以将宽波束与窄波束满足的条件发送至用户设备，由用户设备在确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识之后，根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，基于宽波束和窄波束满足的条件确定用户设备对应的最优窄波束的标识，并将最优窄波束的标识发送至基站。
当然，需要说明的是，在本发明的其它实施例中，如果基站和用户设备之间按照约定的准则通过第一天线端口和第二天线端口发送导频信号，则宽波束与窄波束满足的条件也可以预先存储在用户设备中，而不需要基站将宽波束与窄波束满足的条件发送至用户设备。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，该方法还包括：基站接收用户设备发送的信道质量指示(CQI)；基站将信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示。
在用户设备侧，本发明实施例提供的一种导频信号的接收处理方法，如图6所示，该方法包括：
步骤602，用户设备接收基站发送的导频信号，该导频信号包括基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；
步骤604，用户设备对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口。
本发明实施例提供的方法中，用户设备对基站通过第一天线端口和第二天线端口发送的导频信号进行测量，进而确定最优第一天线端口和最优第二天线端口，其中，基站通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，用户设备需要接收每个波束方向的导频信号相比，用户设备接收到的基站通过第二天线端口发送的导频信号中包括多个空间波束方向的导频信号，减少了用户设备接收到的导频信号的数量，从而降低了用户设备的对导频信号的处理资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，所述最优第一天线端口为所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口为所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，该方法还包括：所述用户设备根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；所述用户设备将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，该方法还包括：所述用户设备根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；所述用户设备根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定该用户设备对应的最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；所述用户设备将所述最优窄波束的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，所述用户设备根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定该用户设备对应的最优窄波束的标识，具体包括：所述用户设备根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；所述用户设备根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；所述用户设备确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，所述宽波束与所述窄波束满足的条件是预先存储在所述用户设备中的，或者所述用户设备接收所述基站发送的所述宽波束与所述窄波束满足的条件，并存储所述宽波束与所述窄波束满足的条件。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，该方法还包括：所述用户设备计算所述最优第二天线端口对应的导频信号的信道质量指示(CQI)，并将该信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示反馈至所述基站。
由于第二天线端口发送的导频信号是由多个窄波束赋形的导频信号，当基站通过最优第二天线端口发送的导频信号中包含最优窄波束，而且基站并不发送仅使用最优窄波束赋形的导频信号，因此，用户设备可以将基站通过最优第二天线端口发送的导频信号估计的信道质量指示(CQI)作为基站使用最优窄波束发送的导频信号的信道质量指示。
具体实施时，第二天线端口a′N估计的信道质量是由估计的等价信道矩阵以及估计的干扰和噪声功率计算得到的。对所有接收天线上接收到的第二天线端口的导频信号进行测量即可得到估计的等价信道矩阵，在一个子载波上可以表示为其中为由Q个窄波束得到的合成波束赋形向量，E为信道估计误差矩阵。
在基站侧，本发明实施例提供的一种导频信号的发送装置，如图7所示，包括：处理单元702，用于生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；发送单元704，连接至处理单元702，用于通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号。
本发明实施例提供的装置中，该装置所在的基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号，且通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即该装置所在的基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号相比，使得一个天线端口能够发送多个波束方向的窄波束赋形的导频信号，减少了发送导频信号的天线端口，从而降低导频资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，所述多个宽波束中每个宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号与其它宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号通过不同的第二天线端口发送。
在本发明实施例提供的装置中，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，与每个宽波束赋形的导频信号通过一个第一天线端口发送相比，进一步的降低第一天线端口的数量，降低导频资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，该装置还包括：第一接收单元706，连接至处理单元702，用于在所述发送单元704通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，接收所述用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，其中，所述最优第一天线端口是所述用户设备接收到的由所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口是所述用户设备接收到的由所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口；处理单元702还用于根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元702具体用于：处理单元702根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；处理单元702根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；处理单元702确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，发送单元704还用于将所述宽波束与所述窄波束满足的条件发送至所述用户设备；该装置还包括：第二接收单元708，连接至处理单元702，用于在发送单元704通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，接收所述用户设备发送的由该用户设备基于所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定的最优窄波束的标识；处理单元702还用于将所述最优窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，该装置还包括：第三接收单元710，连接至处理单元702，用于接收所述用户设备发送的信道质量指示(CQI)；处理单元702还用于将所述信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示。
本发明实施例提供的导频信号的发送装置可以是基站，也可以是基站的一部分，集成在现有的基站设备中，其中，处理单元702可以采用CPU处理器等，发送单元704可以采用发射机或信号发射器，第一接收单元706、第二接收单元708和第三接收单元710，可以采用同一接收机或信号接收器，当然也可以使用三个不同的接收机或信号接收器。
本发明实施例提供的另一导频信号的发送装置，如图8所示，包括：处理器800、收发机810和存储器820，具体来说：
处理器800，用于读取存储器820中的程序，执行下列过程：
生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；
使用收发机810通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号。
通过收发机810接收用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，以及宽波束与窄波束满足的条件，确定用户设备对应的最优窄波束的标识。
收发机810，用于在处理器800的控制下接收和发送数据。
其中，在图8中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器800代表的一个或多个处理器和存储器820代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机810可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器820可以存储处理器800在执行操作时所使用的数据。
在用户设备侧，本发明实施例提供的一种导频信号的接收处理装置，如图9所示，包括：接收单元902，用于接收基站发送的导频信号，该导频信号包括所述基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和所述基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；处理单元904，连接至接收单元902，用于对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口。
本发明实施例提供的装置中，该装置所在的用户设备对基站通过第一天线端口和第二天线端口发送的导频信号进行测量，进而确定最优第一天线端口和最优第二天线端口，其中，基站通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，与现有技术中基站为每个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，该装置所在的用户设备需要接收每个波束方向的导频信号相比，该装置所在的用户设备接收到的基站通过第二天线端口发送的导频信号中包括多个空间波束方向的导频信号，减少了用户设备接收到的导频信号的数量，从而降低了该装置所在的用户设备的对导频信号的处理资源开销。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元904还用于：根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；该装置还包括：第一发送单元906，连接至处理单元904，用于将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元904还用于：根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；该装置还包括：第二发送单元908，连接至处理单元904，用于将所述最优窄波束的标识发送至所述基站。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元904具体用于：处理单元904根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；处理单元904根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；处理单元904确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为最优窄波束的标识。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元904还用于：计算所述最优第二天线端口对应的导频信号的信道质量指示(CQI)，并将该信道质量指示作为最优窄波束的信道质量指示反馈至所述基站。
本发明实施例提供的导频信号的接收处理装置可以是用户设备，集成在现有的用户设备中，其中，处理单元904可以采用CPU处理器等，接收单元902可以采用接收机或信号接收器，第一发送单元906和第二发送单元908，可以采用同一发射机或信号发射器，当然也可以使用二个不同的发射机或信号发射器。
本发明实施例提供的另一导频信号的接收处理装置，如图10所示，包括：处理器11、存储器12、收发机13和用户接口14，具体来说：
处理器11，用于读取存储器12中的程序，执行下列过程：
通过收发机13接收基站发送的导频信号，该导频信号包括所述基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和所述基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；
处理器11对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口；以及根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；通过收发机13将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站；
处理器11还用于根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，并根据最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识以及宽波束与窄波束满足的条件，确定最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；以及通过收发机13将最优窄波束的标识发送至基站。
收发机13，用于在处理器11的控制下接收和发送数据。
其中，在图10中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器11代表的一个或多个处理器和存储器12代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机13可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备，用户接口14还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
处理器11负责管理总线架构和通常的处理，存储器12可以存储处理器11在执行操作时所使用的数据。
综上所述，本发明实施例提供的导频信号的发送、接收处理方法及装置，基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号，且通过第二天线端口发送的导频信号为由多个窄波束赋形的导频信号，也即基站为多个空间波束方向配置一个天线端口发送导频信号，使得一个天线端口能够发送多个波束方向的窄波束赋形的导频信号，减少了发送导频信号的天线端口，从而降低导频资源开销。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (27)

1.一种导频信号的发送方法，其特征在于，该方法包括：
基站生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；
所述基站通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为所述由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为由所述多个窄波束赋形的导频信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由多个窄波束赋形的导频信号，具体为：
由多个波束方向相互正交的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号；或者
由多个波束方向之间夹角大于第一预设阈值的窄波束形成的合成波束赋形的导频信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：
所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，所述多个宽波束中每个宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号与其它宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号通过不同的第二天线端口发送。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述基站通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，该方法还包括：
所述基站接收所述用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，其中，所述最优第一天线端口是所述用户设备接收到的由所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口是所述用户设备接收到的由所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口；
所述基站根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基站根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识，具体包括：
所述基站根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；
所述基站根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；
所述基站确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述基站通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，该方法还包括：
所述基站将所述宽波束与所述窄波束满足的条件发送至所述用户设备；
所述基站接收所述用户设备发送的由该用户设备基于所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定的最优窄波束的标识；
所述基站将所述最优窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述基站接收所述用户设备发送的信道质量指示；
所述基站将所述信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示。
9.一种导频信号的接收处理方法，其特征在于，该方法包括：
用户设备接收基站发送的导频信号，该导频信号包括所述基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和所述基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；
所述用户设备对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述最优第一天线端口为所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口为所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述用户设备根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；
所述用户设备将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述用户设备根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；
所述用户设备根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定该用户设备对应的最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；
所述用户设备将所述最优窄波束的标识发送至所述基站。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定该用户设备对应的最优窄波束的标识，具体包括：
所述用户设备根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；
所述用户设备根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；
所述用户设备确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述宽波束与所述窄波束满足的条件是预先存储在所述用户设备中的，或者所述用户设备接收所述基站发送的所述宽波束与所述窄波束满足的条件，并存储所述宽波束与所述窄波束满足的条件。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述用户设备计算所述最优第二天线端口对应的导频信号的信道质量指示，并将该信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示反馈至所述基站。
16.一种导频信号的发送装置，其特征在于，包括：
处理单元，用于生成由宽波束赋形的导频信号和由多个窄波束赋形的导频信号；
发送单元，连接至所述处理单元，用于通过预先配置的至少一个第一天线端口和至少一个第二天线端口发送导频信号至用户设备，其中，所述第一天线端口发送的导频信号为所述由宽波束赋形的导频信号，所述第二天线端口发送的导频信号为所述由多个窄波束赋形的导频信号。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：
所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，由宽波束赋形的导频信号为由多个宽波束形成的合成波束赋形的导频信号，其中，所述多个宽波束中每个宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号与其它宽波束覆盖的窄波束赋形的导频信号通过不同的第二天线端口发送。
19.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
第一接收单元，连接至所述处理单元，用于在所述发送单元通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，接收所述用户设备发送的最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识，其中，所述最优第一天线端口是所述用户设备接收到的由所有第一天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第一天线端口，所述最优第二天线端口是所述用户设备接收到的由所有第二天线端口发送的导频信号中信号质量最优的导频信号对应的第二天线端口；
所述处理单元还用于根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识，以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
所述处理单元根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；
所述处理单元根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；
所述处理单元确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
21.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，
所述发送单元还用于将所述宽波束与所述窄波束满足的条件发送至所述用户设备；
该装置还包括：
第二接收单元，连接至所述处理单元，用于在所述发送单元通过所述第一天线端口和所述第二天线端口发送导频信号至用户设备之后，接收所述用户设备发送的由该用户设备基于所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定的最优窄波束的标识；
所述处理单元还用于将所述最优窄波束的标识作为所述用户设备对应的最优窄波束的标识。
22.根据权利要求20-21中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
第三接收单元，连接至所述处理单元，用于接收所述用户设备发送的信道质量指示；
所述处理单元还用于将所述信道质量指示作为该用户设备对应的最优窄波束的信道质量指示。
23.一种导频信号的接收处理装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收基站发送的导频信号，该导频信号包括所述基站通过第一天线端口发送的由宽波束赋形的导频信号和所述基站通过第二天线端口发送的由多个窄波束赋形的导频信号；
处理单元，连接至所述接收单元，用于对接收到的导频信号进行测量，确定最优第一天线端口和最优第二天线端口。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；
该装置还包括：
第一发送单元，连接至所述处理单元，用于将所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识发送至所述基站。
25.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
根据所述最优第一天线端口和所述最优第二天线端口，确定最优第一天线端口的标识和最优第二天线端口的标识；
根据所述最优第一天线端口的标识和所述最优第二天线端口的标识以及所述宽波束与所述窄波束满足的条件，确定最优窄波束的标识，其中，所述宽波束与所述窄波束满足如下条件：所述宽波束覆盖多个波束方向之间夹角小于第二预设阈值的窄波束，每个所述窄波束被至少一个宽波束所覆盖；
该装置还包括：
第二发送单元，连接至所述处理单元，用于将所述最优窄波束的标识发送至所述基站。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
所述处理单元根据最优第一天线端口的标识确定由该最优第一天线端口发送的导频信号赋形所使用的宽波束集合，以及根据最优第二天线端口的标识确定由该最优第二天线端口发送的导频信号赋形所使用的第一窄波束集合；
所述处理单元根据所述宽波束与所述窄波束满足的条件确定所述宽波束集合中每个宽波束覆盖的窄波束，并使用所述宽波束集合中所有宽波束覆盖的窄波束形成第二窄波束集合；
所述处理单元确定所述第一窄波束集合与所述第二窄波束集合之间共有的窄波束，并将该共有的窄波束的标识作为最优窄波束的标识。
27.根据权利要求25-26中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：计算所述最优第二天线端口对应的导频信号的信道质量指示，并将该信道质量指示作为最优窄波束的信道质量指示反馈至所述基站。
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