CN106656294A - 一种信号处理方法及大规模阵列天线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法及大规模阵列天线系统，用以降低数据回传带宽，第一方面，上行方向，将对信号的数字处理操作由基带处理单元部分转移到大规模阵列天线系统，下行方向，将数字信号进行业务波束赋形的操作由基带处理单元侧转移到大规模阵列天线系统，从而大大减轻了基带处理单元的负荷；第二方面，上行方向，大规模阵列天线系统对数字信号进行合并后再发送至基带处理单元，减少了回传至基带处理单元的数据量，因而降低了数据回传带宽的要求，提高了本系统的可用性。因此，本发明实施例相较于现有技术方案，可以实现降低数据回传带宽，同时降低基带处理单元的负荷。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法及大规模阵列天线系统。
背景技术
室外无线覆盖仍然将是未来4G/5G商用网络组网建设中的重点，良好的无线覆盖不仅可以提升用户满意度、形成竞争优势、树立良好的品牌形象，还可以降低网络的负荷，减轻网络的扩容压力。因此，保证网络良好的室外无线覆盖，是决定网络建设成败的重要因素。而大规模有源阵列天线的性能及其实际的投入应用将成为网络建设成败与否的重要标志。
大规模阵列天线技术为系统频谱效率、用户体验、传输可靠性的提升提供了重要的保证，同时也为异构化、密集化的网络部署环境提供了灵活的干扰控制和协调手段。随着一系列关键技术的突破以及旗舰、天线等技术的进一步发展，大规模天线技术必将在5G系统中发挥重大作用。
由于大规模阵列天线系统能提升系统容量，必将获得大量应用，但是天线数量的激增，将导致天线系统回传至基带处理单元的数据量剧增，导致需要更大的数据回传带宽，因此，在大规模阵列天线系统的前提下，如何减小数据回传带宽，是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种信号处理方法及大规模阵列天线系统，用以降低数据回传带宽。
第一方面，本发明实施例提供一种信号处理方法，包括：
上行方向，大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行数字处理得到数字信号；所述大规模阵列天线系统根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号；所述大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元；
下行方向，所述大规模阵列天线系统接收所述基带处理单元的数字信号；所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号；所述大规模阵列天线系统通过所述天线阵列发送所述时域信号。
可选地，上行方向，所述数字信号为频域信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行信号数字处理得到数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统对所述信号进行傅里叶变换，得到频域信号；
下行方向，所述数字信号为频域信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号，包括：所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的频域信号进行傅里叶逆变换，得到时域信号；或者
上行方向，所述数字信号为解调软比特信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行信号数字处理得到数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统对所述信号进行均衡解调，得到解调软比特比特信号；
下行方向，所述数字信号为比特流信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号，包括：所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的频域信号进行调制映射后进行傅里叶逆变换，得到时域信号，所述业务波束赋形后的频域信号是由所述大规模阵列天线系统对所述比特流信号进行调制、层映射、预编码及资源映射后得到频域信号，并对所述频域信号进行业务波束赋形得到的。
可选地，所述大规模阵列天线系统对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统对所述数字信号进行等增益合并或最大比合并，得到合并后的数字信号。
可选地，上行方向，所述大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号之后，还包括：所述大规模阵列天线系统对所述信号进行信道估计得到业务波束赋形权值；下行方向，所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，包括：所述大规模阵列天线系统获取上行方向确定的所述业务波束赋形权值。
可选地，下行方向，所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，包括：所述大规模阵列天线系统获取预先设计的三维预编码码本，并从所述三维预编码码本中获取所述业务波束赋形权值。
可选地，上行方向，所述大规模阵列天线系统对所述信号进行数字处理得到数字信号之前，还包括：所述大规模阵列天线系统根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形，以及对所述信号幅相补偿；
下行方向，所述大规模阵列天线系统通过所述天线阵列发送所述时域信号之前，还包括：所述大规模阵列天线系统对所述时域信号幅相补偿，以及根据所述覆盖波束赋形权值对所述时域信号覆盖波束赋形。
可选地，所述覆盖波束赋形权值根据所述天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
可选地，上行方向，所述大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元，包括：所述大规模阵列天线系统通过通用公共无线电接口CPRI协议将所述合并后的数字信号发送至所述基带处理单元；
下行方向，所述大规模阵列天线系统接收所述基带处理单元的数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统通过CPRI协议接收所述基带处理单元的数字信号。
第二方面，本发明实施例提供一种大规模阵列天线系统，包括：
天线阵列单元，在上行方向接收信号；在下行方向，发送时域信号；
数字信号处理单元，在上行方向，对所述信号进行数字处理得到数字信号，以及根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号；在下行方向，对通过业务波束赋形单元业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号并发送至所述天线阵列单元；
无线分配网络单元，在上行方向，将所述数字信号处理单元合并后的数字信号发送至基带处理单元；在下行方向，接收所述基带处理单元的数字信号并转发至所述业务波束赋形单元；
所述业务波束赋形单元，在下行方向，获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对接收到的所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号并发送至所述数字信号处理单元。
可选地，所述数字信号处理单元，具体用于：上行方向，所述数字信号为频域信号；对所述信号进行傅里叶变换，得到频域信号；下行方向，所述数字信号为频域信号；对业务波束赋形后的频域信号进行傅里叶逆变换，得到时域信号；或者
上行方向，所述数字信号为解调软比特信号；对所述信号进行均衡解调，得到解调软比特信号；下行方向，所述数字信号为比特流信号；对业务波束赋形后的频域信号进行调制映射后进行傅里叶逆变换，得到时域信号，所述业务波束赋形后的频域信号是由所述大规模阵列天线系统对所述比特流信号进行调制、层映射、预编码及资源映射后得到频域信号，并对所述频域信号进行业务波束赋形得到的。
可选地，所述数字信号处理单元，具体用于：在上行方向，对所述数字信号进行等增益合并或最大比合并，得到合并后的数字信号。
可选地，所述数字信号处理单元还用于，上行方向，所述数字信号处理单元对所述天线阵列单元接收到的所述信号进行信道估计得到业务波束赋形权值；在下行方向，获取所述数字信号处理单元确定的所述业务波束赋形权值。
可选地，所述数字信号处理单元，具体用于：在下行方向，获取预先设计的三维预编码码本，并从所述三维预编码码本中获取所述业务波束赋形权值。
可选地，所述大规模阵列天线系统还包括覆盖波束赋形单元和通道校正单元；所述覆盖波束赋形单元用于：在上行方向，在所述数字信号处理单元对所述信号进行数字处理得到数字信号之前，根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形；在下行方向，根据所述覆盖波束赋形权值对通过所述通道校正单元进行幅相补偿后的所述时域信号覆盖波束赋形；
所述通道校正单元，用于在上行方向，对通过所述覆盖波束赋形单元进行覆盖波束赋形后所述信号进行幅相补偿；下行方向，对所述数字信号处理单元的所述时域信号幅相补偿。
可选地，所述覆盖波束赋形权值根据所述天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
可选地，所述无线分配网络单元，具体用于：上行方向，通过通用公共无线电接口CPRI协议将通过所述数字信号处理单元合并后的数字信号发送至所述基带处理单元；下行方向，通过CPRI协议接收所述基带处理单元的数字信号。
本发明实施例，第一方面，上行方向，将对信号的数字处理操作由基带处理单元部分转移到大规模阵列天线系统，下行方向，将数字信号进行业务波束赋形的操作由基带处理单元侧转移到大规模阵列天线系统，从而大大减轻了基带处理单元的负荷；第二方面，上行方向，大规模阵列天线系统对数字信号进行合并后再发送至基带处理单元，减少了回传至基带处理单元的数据量，因而降低了数据回传带宽的要求，提高了本系统的可用性。因此，本发明实施例相较于现有技术方案，可以实现降低数据回传带宽，同时降低基带处理单元的负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所适用的系统架构图；
图2为本发明实施例提供的信号处理方法流程图；
图3为本发明实施例提供的天线阵列示意图；
图4为本发明提供的信号处理方法上行方向示意图；
图5为本发明实施例提供的信号处理方法下行方向示意图；
图6为本发明实施例提供的大规模阵列天线系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如图1所示，为本发明实施例所适用的系统架构图，其中，大规模阵列天线系统是由许多相同的单个天线(如对称天线)按一定规律排列组成的天线系统；基带处理单元(Building Base band Unite，BBU)，用于完成Uu接口的基带处理功能(编码、复用、调制和扩频等)、无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)的Iub接口功能、信令处理、本地和远程操作维护功能，以及基站系统的工作状态监控和告警信息上报功能。可选地，大规模阵列天线系统通过通用公共无线电接口(Common Public Radio Interface，CPRI)协议与基带处理单元通信。
下面结合图1对图2所示的信号处理方法做详细说明，图2包括如下步骤：
步骤201、上行方向，大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行数字处理得到数字信号；所述大规模阵列天线系统根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号；所述大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元；
步骤202、下行方向，所述大规模阵列天线系统接收所述基带处理单元的数字信号；所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号；所述大规模阵列天线系统通过所述天线阵列发送所述时域信号。
下面对上行方向和下行方向的信号处理过程做详细说明。
第一、上行方向
步骤1、大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号。
步骤2、大规模阵列天线系统对所述信号进行数字处理得到数字信号。
具体地，对信号进行数字处理得到数字信号有至少以下两种方式：
方式一、大规模阵列天线系统对所述信号进行傅里叶变换，得到频域信号。
方式二、大规模阵列天线系统对所述信号进行均衡解调，得到解调软比特信号。
步骤3、大规模阵列天线系统根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号。
具体地，大规模阵列天线系统可通过下列方式对数字信号进行合并：大规模阵列天线系统对所述数字信号进行等增益合并或最大比合并，得到合并后的数字信号。
举例来说，参考图3，为本发明实施例提供的天线阵列示意图，其中每个端口对应8个天线阵子，当通过天线阵列接收到多个信号后，进行数字处理得到数字信号，然后将来自于同一端口的数字信号进行合并，例如针对端口0，将端口0对应的8个天线阵子的信号经过数字处理后，进行合并，可以是合并为1个数字信号，也可以是合并为2个数字信号，或者是合并为7个数字信号等等，具体如何对一个端口的数字信号进行合并，本发明不做限定，具体的合并方法可以是进行等增益合并或最大比合并，因而得到合并后的数字信号。
步骤4、大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元。
可选地，大规模阵列天线系统通过CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口)协议将所述合并后的数字信号发送至所述基带处理单元。
上述发明实施例中，在上行方向，一方面，将对信号的数字处理操作由基带处理单元侧部分转移到大规模阵列天线系统，减轻了基带处理单元的处理压力；另一方面，大规模阵列天线系统对数字信号进行合并后发送至基带处理单元，减少了回传至基带处理单元的数据量，因而降低了数据回传带宽的要求，提高了本系统的可用性。
为提高信号处理的质量，可选地，上行方向，在上述步骤1和步骤2之间，还包括：大规模阵列天线系统根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形，以及对所述信号幅相补偿。其中，所述覆盖波束赋形权值根据所述天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
第二、下行方向
步骤1、大规模阵列天线系统接收基带处理单元的数字信号。
其中，该数字信号与上行方向的数字信号是相对应的，如果上行方向的数字信号是频域信号，则下行方向的数字信号是频域信号；如果上行方向的数字信号是解调软比特信号，则下行方向的数字信号是比特流信号。
可选地，大规模阵列天线系统通过CPRI协议接收所述基带处理单元的数字信号。
步骤2、大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号。
其中，获取的业务波束赋形权值可以是通过下列方式得到的：
方式一、在上行方向，大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号之后，对所述信号进行信道估计得到业务波束赋形权值，从而，大规模阵列天线系统可直接获取上行方向确定的所述业务波束赋形权值。
方式二、大规模阵列天线系统获取预先设计的三维预编码码本，并从所述三维预编码码本中获取业务波束赋形权值。
步骤3、大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号。
具体地，若数字信号是频域信号，则大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的频域信号进行傅里叶逆变换，得到时域信号。
若数字信号是比特流信号，则所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的频域信号进行调制映射后进行傅里叶逆变换，得到时域信号，所述业务波束赋形后的频域信号是由所述大规模阵列天线系统对所述比特流信号进行调制、层映射、预编码及资源映射后得到频域信号，并对所述频域信号进行业务波束赋形得到的。
步骤4、大规模阵列天线系统通过天线阵列发送所述时域信号。
上述实施例，下行方向，将数字信号进行业务波束赋形的操作由基带处理单元侧部分转移到大规模阵列天线系统，减轻了基带处理单元的负荷，因此，本发明实施例相较于现有技术方案，可以减轻基带处理单元的负荷，提高基带处理单元的工作效率。
为提高信号处理的质量，可选地，在下行方向的步骤3和步骤4之间，还包括：大规模阵列天线系统对所述时域信号幅相补偿，以及根据覆盖波束赋形权值对所述时域信号覆盖波束赋形。可选地，覆盖波束赋形权值根据天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
本发明实施例，第一方面，上行方向，将对信号的数字处理操作由基带处理单元部分转移到大规模阵列天线系统，下行方向，将数字信号进行业务波束赋形的操作由基带处理单元侧转移到大规模阵列天线系统，从而大大减轻了基带处理单元的负荷；第二方面，上行方向，大规模阵列天线系统对数字信号进行合并后再发送至基带处理单元，减少了回传至基带处理单元的数据量，因而降低了数据回传带宽的要求，提高了本系统的可用性。因此，本发明实施例相较于现有技术方案，可以实现降低数据回传带宽，同时降低基带处理单元的负荷。
下面对本发明实施例提供的信号处理方法做详细描述，图4为本发明实施例提供的信号处理方法上行方向示意图，包括：
步骤401、大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号；
步骤402、大规模阵列天线系统根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形；
步骤403、大规模阵列天线系统对覆盖波束赋形后的信号进行幅相补偿；
步骤404、大规模阵列天线系统对幅相补偿后的信号进行数字处理得到数字信号，以及对幅相补偿后的信号进行信道估计得到业务波束赋形权值；
步骤405、大规模阵列天线系统根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号；
步骤406、大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元。
图5为本发明实施例提供的信号处理方法下行方向示意图，包括：
步骤501、大规模阵列天线系统接收基带处理单元的数字信号；
步骤502、大规模阵列天线系统获取上行方向确定出的业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号；
步骤503、大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号；
步骤504、大规模阵列天线系统对时域信号幅相补偿；
步骤505、大规模阵列天线系统根据覆盖波束赋形权值，对幅相补偿后的时域信号进行覆盖波束赋形；
步骤506、大规模阵列天线系统通过天线阵列发送时域信号。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种大规模阵列天线系统，如图6所示，包括：
天线阵列单元601，在上行方向接收信号；在下行方向，发送时域信号；
数字信号处理单元603，在上行方向，对所述信号进行数字处理得到数字信号，以及根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号；在下行方向，对通过业务波束赋形单元604业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号并发送至所述天线阵列单元601；
无线分配网络单元602，在上行方向，将所述数字信号处理单元603合并后的数字信号发送至基带处理单元；在下行方向，接收所述基带处理单元的数字信号并转发至所述业务波束赋形单元604；
所述业务波束赋形单元604，在下行方向，获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对接收到的所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号并发送至所述数字信号处理单元603。
可选地，所述数字信号处理单元603，具体用于：上行方向，所述数字信号为频域信号；对所述信号进行傅里叶变换，得到频域信号；下行方向，所述数字信号为频域信号；对业务波束赋形后的频域信号进行傅里叶逆变换，得到时域信号；或者
上行方向，所述数字信号为解调软比特信号；对所述信号进行均衡解调，得到解调软比特信号；下行方向，所述数字信号为比特流信号；对业务波束赋形后的频域信号进行调制映射后进行傅里叶逆变换，得到时域信号，所述业务波束赋形后的频域信号是由所述大规模阵列天线系统对所述比特流信号进行调制、层映射、预编码及资源映射后得到频域信号，并对所述频域信号进行业务波束赋形得到的。
可选地，所述数字信号处理单元603，具体用于：在上行方向，对所述数字信号进行等增益合并或最大比合并，得到合并后的数字信号。
可选地，所述数字信号处理单元603还用于，上行方向，所述数字信号处理单元603对所述天线阵列单元601接收到的所述信号进行信道估计得到业务波束赋形权值；在下行方向，获取所述数字信号处理单元603确定的所述业务波束赋形权值。
可选地，所述数字信号处理单元603，具体用于：在下行方向，获取预先设计的三维预编码码本，并从所述三维预编码码本中获取所述业务波束赋形权值。
可选地，所述大规模阵列天线系统还包括覆盖波束赋形单元606和通道校正单元605；所述覆盖波束赋形单元606用于：在上行方向，在所述数字信号处理单元603对所述信号进行数字处理得到数字信号之前，根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形；在下行方向，根据所述覆盖波束赋形权值对通过所述通道校正单元605进行幅相补偿后的所述时域信号覆盖波束赋形；
所述通道校正单元605，用于在上行方向，对通过所述覆盖波束赋形单元606进行覆盖波束赋形后所述信号进行幅相补偿；下行方向，对所述数字信号处理单元603的所述时域信号幅相补偿。
可选地，所述覆盖波束赋形权值根据所述天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
可选地，所述无线分配网络单元602，具体用于：上行方向，通过通用公共无线电接口CPRI协议将通过所述数字信号处理单元603合并后的数字信号发送至所述基带处理单元；下行方向，通过CPRI协议接收所述基带处理单元的数字信号。
可选地，所述无线分配网络单元602与基带处理单元之间需要增加必要的交互控制信息，如各用户的时频资源位置配置信息、用户数据的空口传输模式等。
可选地，所述无线分配网络单元602，维持对应各小区或载波的基带端口数据与阵元收发物理天线间的映射表。
可选地，所述数字信号处理单元603可以是集中式处理亦可以是分布式处理，集中式处理是在天线系统上集成一个DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)对所有阵子信号集中计算处理，分布式处理是在每一个天线阵子后面放一个DSP，专门用来处理其对应阵子信号的计算等。
本发明实施例，第一方面，上行方向，将对信号的数字处理操作由基带处理单元部分转移到大规模阵列天线系统，下行方向，将数字信号进行业务波束赋形的操作由基带处理单元侧转移到大规模阵列天线系统，从而大大减轻了基带处理单元的负荷；第二方面，上行方向，大规模阵列天线系统对数字信号进行合并后再发送至基带处理单元，减少了回传至基带处理单元的数据量，因而降低了数据回传带宽的要求，提高了本系统的可用性。因此，本发明实施例相较于现有技术方案，可以实现降低数据回传带宽，同时降低基带处理单元的负荷。
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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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 (16)
1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
上行方向，大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行数字处理得到数字信号；所述大规模阵列天线系统根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号；所述大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元；
下行方向，所述大规模阵列天线系统接收所述基带处理单元的数字信号；所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号；所述大规模阵列天线系统通过所述天线阵列发送所述时域信号。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，
上行方向，所述数字信号为频域信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行信号数字处理得到数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统对所述信号进行傅里叶变换，得到频域信号；
下行方向，所述数字信号为频域信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号，包括：所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的频域信号进行傅里叶逆变换，得到时域信号；或者
上行方向，所述数字信号为解调软比特信号；所述大规模阵列天线系统对所述信号进行信号数字处理得到数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统对所述信号进行均衡解调，得到解调软比特比特信号；
下行方向，所述数字信号为比特流信号；所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号，包括：所述大规模阵列天线系统对业务波束赋形后的频域信号进行调制映射后进行傅里叶逆变换，得到时域信号，所述业务波束赋形后的频域信号是由所述大规模阵列天线系统对所述比特流信号进行调制、层映射、预编码及资源映射后得到频域信号，并对所述频域信号进行业务波束赋形得到的。
3.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述大规模阵列天线系统对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，包括：
所述大规模阵列天线系统对所述数字信号进行等增益合并或最大比合并，得到合并后的数字信号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的信号处理方法，其特征在于，
上行方向，所述大规模阵列天线系统通过天线阵列接收信号之后，还包括：所述大规模阵列天线系统对所述信号进行信道估计得到业务波束赋形权值；
下行方向，所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，包括：所述大规模阵列天线系统获取上行方向确定的所述业务波束赋形权值。
5.根据权利要求1-3任一项所述的信号处理方法，其特征在于，下行方向，所述大规模阵列天线系统获取业务波束赋形权值，包括：所述大规模阵列天线系统获取预先设计的三维预编码码本，并从所述三维预编码码本中获取所述业务波束赋形权值。
6.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，
上行方向，所述大规模阵列天线系统对所述信号进行数字处理得到数字信号之前，还包括：
所述大规模阵列天线系统根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形，以及对所述信号幅相补偿；
下行方向，所述大规模阵列天线系统通过所述天线阵列发送所述时域信号之前，还包括：
所述大规模阵列天线系统对所述时域信号幅相补偿，以及根据所述覆盖波束赋形权值对所述时域信号覆盖波束赋形。
7.根据权利要求6所述的信号处理方法，其特征在于，所述覆盖波束赋形权值根据所述天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
8.根据权利要求1-3任一项所述的信号处理方法，其特征在于，
上行方向，所述大规模阵列天线系统将所述合并后的数字信号发送至基带处理单元，包括：所述大规模阵列天线系统通过通用公共无线电接口CPRI协议将所述合并后的数字信号发送至所述基带处理单元；
下行方向，所述大规模阵列天线系统接收所述基带处理单元的数字信号，包括：所述大规模阵列天线系统通过CPRI协议接收所述基带处理单元的数字信号。
9.一种大规模阵列天线系统，其特征在于，包括：
天线阵列单元，在上行方向接收信号；在下行方向，发送时域信号；
数字信号处理单元，在上行方向，对所述信号进行数字处理得到数字信号，以及根据天线端口与物理天线的映射关系，对所述数字信号进行合并得到合并后的数字信号，其中，一个天线端口对应一个或多个合并后的数字信号；在下行方向，对通过业务波束赋形单元业务波束赋形后的数字信号进行数字处理得到时域信号并发送至所述天线阵列单元；
无线分配网络单元，在上行方向，将所述数字信号处理单元合并后的数字信号发送至基带处理单元；在下行方向，接收所述基带处理单元的数字信号并转发至所述业务波束赋形单元；
所述业务波束赋形单元，在下行方向，获取业务波束赋形权值，并根据所述业务波束赋形权值对接收到的所述数字信号进行业务波束赋形，得到业务波束赋形后的数字信号并发送至所述数字信号处理单元。
10.根据权利要求9所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，
所述数字信号处理单元，具体用于：上行方向，所述数字信号为频域信号；对所述信号进行傅里叶变换，得到频域信号；下行方向，所述数字信号为频域信号；对业务波束赋形后的频域信号进行傅里叶逆变换，得到时域信号；或者
上行方向，所述数字信号为解调软比特信号；对所述信号进行均衡解调，得到解调软比特信号；下行方向，所述数字信号为比特流信号；对业务波束赋形后的频域信号进行调制映射后进行傅里叶逆变换，得到时域信号，所述业务波束赋形后的频域信号是由所述大规模阵列天线系统对所述比特流信号进行调制、层映射、预编码及资源映射后得到频域信号，并对所述频域信号进行业务波束赋形得到的。
11.根据权利要求9所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，所述数字信号处理单元，具体用于：在上行方向，对所述数字信号进行等增益合并或最大比合并，得到合并后的数字信号。
12.根据权利要求9-11任一项所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，所述数字信号处理单元还用于，上行方向，所述数字信号处理单元对所述天线阵列单元接收到的所述信号进行信道估计得到业务波束赋形权值；在下行方向，获取所述数字信号处理单元确定的所述业务波束赋形权值。
13.根据权利要求9-11任一项所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，所述数字信号处理单元，具体用于：在下行方向，获取预先设计的三维预编码码本，并从所述三维预编码码本中获取所述业务波束赋形权值。
14.根据权利要求9所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，所述大规模阵列天线系统还包括覆盖波束赋形单元和通道校正单元；
所述覆盖波束赋形单元用于：在上行方向，在所述数字信号处理单元对所述信号进行数字处理得到数字信号之前，根据覆盖波束赋形权值对所述信号进行覆盖波束赋形；在下行方向，根据所述覆盖波束赋形权值对通过所述通道校正单元进行幅相补偿后的所述时域信号覆盖波束赋形；
所述通道校正单元，用于在上行方向，对通过所述覆盖波束赋形单元进行覆盖波束赋形后所述信号进行幅相补偿；下行方向，对所述数字信号处理单元的所述时域信号幅相补偿。
15.根据权利要求14所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，所述覆盖波束赋形权值根据所述天线阵列的天线下倾角及旁瓣抑制参数拟合得到。
16.根据权利要求9-11任一项所述的大规模阵列天线系统，其特征在于，
所述无线分配网络单元，具体用于：上行方向，通过通用公共无线电接口CPRI协议将通过所述数字信号处理单元合并后的数字信号发送至所述基带处理单元；下行方向，通过CPRI协议接收所述基带处理单元的数字信号。
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