CN109952717B - 一种发射装置及基站 - Google Patents

Abstract

一种发射装置及基站，用以提高通信效率。该发射装置包括至少两个信号处理子系统以及发射子系统；其中，每个信号处理子系统包括用于生成信号的信号生成单元；其中，所述至少两个信号处理子系统用于通过所述发射子系统向至少两个空间方向发射波束，且不同空间方向上的波束占用的频域位置不同。

Description

一种发射装置及基站

技术领域

本发明实施例涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种发射装置及基站。

背景技术

在长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术日趋成熟之后，现在已开始研究第五代陆地无线通信系统(5G)。在5G系统里，基站使用的典型技术是在高频段上采用较大的带宽。其中，高频段一般是指频率大于6GHz的频段，与之相应的是低频段，一般是指频率小于3GHz的频段。

高频段上的空间传播损耗远大于现有的通信网络中的低频段，同时高频功放的效率也很低，这些原因都导致高频基站无法象现有的通信网络一样通过发射宽波束进行整个小区的覆盖。因此5G系统中的高频基站使用的另一个典型技术是，采用大规模天线阵列产生覆盖全频段的窄波束，利用窄波束的高增益来抵抗空间传播损耗。

对于产生窄波束的基站，802.3ad协议中规定可以采用波束扫描的方式，即，基站和终端设备都产生一个窄波束，双方通过周期性地对整个小区进行扫描来将两个窄波束进行对准，在窄波束对准时即可进行通信。而扫描以及对准的过程会占用很多时间，在此期间内，双方都无法获得对方的信号，无法建立通信连接，这就浪费了通信资源，降低了通信的效率。

发明内容

本发明实施例提供一种发射装置及基站，用以提高通信效率。

第一方面，提供一种发射装置，该发射装置包括至少两个信号处理子系统以及发射子系统，其中，每个信号处理子系统包括用于生成信号的信号生成单元。至少两个信号处理子系统用于通过发射子系统向至少两个空间方向发射波束，且不同空间方向上的波束占用的频域位置不同。

本发明实施例中的发射装置包括至少两个发射子系统，其中每个发射子系统都可以产生波束，且至少两个发射子系统可以向至少两个空间方向发射波束，不同的波束占用的频域位置不同，从而在发射装置的功率有限的情况下可以同时向多个方向发射多个波束，提高扫描覆盖率。若将该发射装置用在基站中，则可以使得小区里各个方向上的终端设备都能够及时与该基站对准从而建立通信连接，节省通信资源，提高了通信效率。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，每个信号处理子系统还包括频域处理单元和波束处理单元。频域处理单元用于接收信号生成单元生成的信号，为信号分配频域位置。其中，不同的发射子系统中的频域处理单元处理的信号所占用的频域位置不同。波束处理单元用于接收频域处理单元处理后的信号，对频域处理单元处理后的信号产生第一空间方向上的波束，并将波束发送给发射子系统。其中，不同的发射子系统中的波束处理单元处理的信号所发射的空间方向不同，或不同的发射子系统中的波束处理单元处理的信号所发射的空间方向存在重叠。

不同的信号处理子系统中的频域处理单元处理的信号所占用的频域位置不同，这样就实现了每个波束占用部分频域，而不是占用全频段，这样在发射装置的功率有限的情况下可以向更多方向发射尽可能多的波束，提高对于小区的覆盖面积。并且，不同的波束在频域上可以完全独立，互不干扰。且不同的发射子系统中的波束处理单元处理的信号发射的空间方向不同，即同一小区的信号可以向不同的空间方向发射，提高空间覆盖率。或者，允许不同的发射子系统中的波束处理单元处理的信号发射的空间方向有所重叠，因为这些波束在频域上是彼此独立的，所以依然能够减小干扰。

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，至少两个信号处理子系统中的频域处理单元处理后的信号在频域上两两正交。

结合第一方面的第一种可能的实现方式或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，至少两个信号处理子系统中的波束处理单元处理后的信号在空域上两两正交。

对于发射的信号，尽量使得不同的信号处理子系统处理后的信号在频域、空域等各个域正交，从而抗干扰性能更好。

结合第一方面的第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式或第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，每个信号处理子系统还包括码域处理单元，用于接收信号生成单元生成的信号，为信号进行加扰处理，并将加扰处理后的信号传输给频域处理单元。

本发明实施例中，发射装置除了可以进行空域及频域的处理之外，还能进行码域处理，从而在各个域对信号进行全方位的处理。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，至少两个信号处理子系统中的码域处理单元处理后的信号在码域上两两正交。

对于发射的信号，尽量使得不同的信号处理子系统处理后的信号在码域也实现正交，从而抗干扰性能更好。

结合第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，该发射装置还包括控制单元，用于为至少两个信号处理子系统包括的码域处理单元、频域处理单元及波束处理单元分别配置处理规则。

该发射装置包括的码域处理单元、频域处理单元及波束处理单元均可以由控制单元来配置处理规则，控制单元可以对待发射的各个信号进行综合考虑，从而为码域处理单元、频域处理单元及波束处理单元配置处理规则，使得各个信号处理子系统得到的波束符合以上各方面所描述的特性。通过控制单元进行统一配置，既无需相应的处理单元自行配置处理规则，减轻相应的处理单元的工作量，且也可以实现全局控制。

结合第一方面的第一种可能的实现方式至第六种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，每个信号处理子系统还包括功率处理单元，用于接收波束处理单元发送的波束处理单元处理后的信号，增大波束处理单元处理后的信号的功率，并将增大功率后的信号发送给发射子系统。

功率处理单元可以针对接收的信号进行功率提升，以实现信号针对性的增强。例如，若功率处理单元接收的信号(即波束处理单元发送给功率处理单元的信号)是指向小区边缘的信号，那么功率处理单元就可以提升该信号的强度，即增大该信号的功率，使得该信号尽量能够被小区边缘的设备接收。同样的，功率处理单元的处理规则也可以由控制单元来配置。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，发射装置还包括削波单元，用于接收每个信号处理子系统中的功率处理单元输出的增大功率后的信号，对增大功率后的信号进行削波处理，并将削波处理后的信号发送给发射子系统。

其中，信号可以在空域的不同方向上发射，噪声也是一样。通过削波单元，将噪声和信号在空域上分为不同方向，就能实现削波，提高信号发射功率。

第二方面，提供一种基站，包括如第一方面或第一方面的任一种可能的实施方式中所述的发射装置。

本发明实施例中在发射装置的功率有限的情况下可以同时向多个方向发射多个波束，提高扫描覆盖率。

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，下面所介绍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1为本发明实施例的应用场景示意图；

图2-图3、图6、图9-图12为本发明实施例提供的发射装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的信号在空域和频域均正交的示意图；

图5为本发明实施例提供的信号在频域正交、在空域部分正交的示意图；

图7为本发明实施例提供的信号的空间方向相同、在频域上正交的示意图；

图8为本发明实施例提供的信号的空间方向相同、在码域上正交的示意图；

图13为本发明实施例提供的发射装置进行扫描的示意图；

图14为本发明实施例提供的发射装置产生的空间波束示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

以下，对本发明中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

1)终端设备，包括用户设备(User Equipment，UE)，是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，例如包括具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的处理设备。该用户设备可以经无线接入网(Radio Access Network，RAN)与核心网进行通信，与RAN交换语音和/或数据。该用户设备可以包括UE、无线终端设备、移动终端设备、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point，AP)、远程终端(RemoteTerminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、用户代理(UserAgent)、或用户装备(User Device)等。例如，可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)，具有移动终端的计算机，便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。例如，个人通信业务(Personal Communication Service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)等设备。

2)网络设备，例如是基站(例如，接入点)，具体可以是指接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与IP分组进行相互转换，作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)网络。基站还可协调对空中接口的属性管理。例如，基站可以是LTE系统或长期演进升级版(LTE-Advanced，LTE-A)等系统中的演进型基站(NodeB或eNB或e-NodeB，evolutional Node B)，本发明实施例并不限定。

3)本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

首先介绍一下本发明实施例的应用场景，请参见图1。图1中包括终端设备和网络设备，终端设备和网络设备可以相互通信，图1中的网络设备以基站为例。该基站每次可以产生一个覆盖全频段的窄波束，按照802.3ad协议的规定，基站和终端设备可以采用波束扫描的方式建立连接。即，基站和终端设备都产生一个窄波束，双方通过周期性地对整个小区进行扫描来将两个窄波束进行对准，在窄波束对准时即可进行通信。

采用这种方式来建立通信连接，波束扫描以及对准的过程会占用很多时间，在此期间内，基站和终端设备双方都无法获得对方的信号，无法建立通信连接，这就浪费了通信资源，降低了通信的效率。

鉴于此，本发明实施例提供一种发射装置，该发射装置包括至少两个发射子系统，其中每个发射子系统都可以产生波束，且至少两个发射子系统可以向至少两个空间方向发射波束，不同的波束占用的频域位置不同，从而在发射装置的功率有限的情况下可以同时向多个方向发射多个波束，提高扫描覆盖率。若将该发射装置用在基站中，则可以使得小区里各个方向上的终端设备都能够及时与该基站对准从而建立通信连接，节省通信资源，提高了通信效率。

需要知晓的是，本发明实施例所提供的方法不仅可以应用于5G系统，还可以应用于下一代通信系统，以及其他的具有高频基站的通信系统，本发明实施例不作限制。

下面结合说明书附图介绍本发明实施例提供的技术方案。

请参见图2，本发明实施例提供一种发射装置，该发射装置可以用在接入网设备中，例如基站。该发射装置包括发射子系统202以及至少两个信号处理子系统201，其中每个信号处理子系统201包括信号生成单元2011。信号生成单元2011用于生成信号，并将生成的信号发送给发射子系统202。发射子系统202包括至少两个传输单元2021，这里的传输单元2021可以理解为射频发射通道。其中，发射子系统202包括的传输单元2021与信号处理子系统201包括的信号生成单元2011可以一一对应，即，一个信号生成单元2011生成的信号可以发送给与该信号生成单元2011对应的传输单元2021进行发送。传输单元2021用于将信号生成单元2011生成的信号传输给天线以进行发送。

至少两个信号处理子系统201中的每个信号处理子系统201都可以产生波束，在同一时刻，至少两个信号处理子系统201可以通过发射子系统202向至少两个空间方向发射波束，也就是每个信号处理子系统201通过发射子系统202向一个空间方向发射波束，不同空间方向上的波束占用的频域位置不同，且不同空间方向上的波束占用的带宽也可以不同，从而可以规避波束之间的干扰，而且使得每个波束上的发射功率可以集中在更小的带宽上发射，频域上的功率密度更高，可以提高小区覆盖的范围。

本发明实施例中，利用了控制信道小带宽的属性。在实际的通信系统中，用于接入网络的控制信息、以及用于保持用户连接的控制信息等占用的带宽，比实际的业务信号占用的带宽少很多，本发明实施例主要讨论的就是如何发射这种带宽占用较少的控制信息，那么本发明实施例中可以在一个窄波束方向上只发射占用带宽较少的信号，在多个波束方向上发多路信号，从而使得基站能够覆盖更多的空间。通过向多个空间方向发射窄波束，大大提高了频域上的功率密度，同时结合窄波束的波束增益，提高了波束的覆盖能力。

本发明实施例中，信号生成单元2011生成的信号可以包括控制信息，用以对终端设备进行搜索和跟踪。不同的信号生成单元2011可以生成不同类型的控制信息，不同类型的控制信息例如包括导频信息、控制信令、或同步信息等。需注意的是，本发明实施例主要涉及的是网络设备和终端设备建立通信连接的过程，因此主要涉及的是控制信息，因此对于如何发送数据不做过多介绍。例如，发射装置按照现有技术中的方式来发送数据，或发射装置中还可以设置信号处理子系统201用来专门生成数据以及设置发射子系统202用来专门发送数据，本发明实施例不作限制。

在可能的实施方式中，其中每个信号处理子系统201还包括频域处理单元2013和波束处理单元2014，请参见图3。

以任意一个信号处理子系统201为例。信号生成单元2011生成信号后，将生成的信号发送给频域处理单元2013，频域处理单元2013为接收的信号分配频域位置，即分配该信号在发送时的频域位置。其中，不同的信号处理子系统201中的频域处理单元2013处理的信号所占用的频域位置不同，这样就实现了每个波束占用部分频域，而不是占用全频段，这样在发射装置的功率有限的情况下可以向更多方向发射尽可能多的波束，提高对于小区的覆盖面积。并且，不同的波束在频域上可以完全独立，互不干扰。

其中，不同的信号处理子系统201中的频域处理单元2013处理的信号在频域上可以两两正交，这样可以进一步减小干扰。一种实现方式为，不同的信号处理子系统201中的频域处理单元2013为接收的信号分配不同的子载波，这些子载波两两正交。

在频域处理单元2013为接收的信号分配频域位置后，将分配了频域位置的信号发送给波束处理单元2014，波束处理单元2014接收频域处理单元2013处理后的信号，再对接收的频域处理单元2013处理后的信号进行处理，产生第一空间方向上的波束，再将第一空间方向上的波束发送给传输单元2021，从而传输单元2021可以将第一空间方向上的波束传输给天线以进行发送。其中，不同的信号处理子系统201中的波束处理单元2014处理的信号所发射的空间方向不同，或不同的信号处理子系统201中的波束处理单元2014处理的信号所发射的空间方向存在重叠。

其中，无论是对于同一个小区的信号还是不同小区的信号，不同的信号处理子系统201中的波束处理单元2014产生的波束在空域上可以两两正交，且在频域上完全正交，这样可以进一步减小干扰。

请参见图4，为各信号在频域和空域均正交的一种示意图，以5个信号为例。图4中，每个弧形框表示一个信号，可以看到，这5个信号在频域和空域上都是两两正交的。其中，图4包括两个部分，这两个部分表示同样的含义，只是从不同侧面来表示。其中，f1-f5表示不同的频率，s1-s5表示空域上不同的空间方向，若两个波束的空间方向不同，表明这两个波束在空域上正交。

或者，无论是对于同一个小区的信号还是不同小区的信号，为了提高空间分辨率，不同的信号处理子系统201中的波束处理单元2014产生的波束在空域上可以部分相交，即在空域上部分正交，但是在频域上完全正交，这样也可以减小干扰。当然，若对于同一小区的信号，优选的还是使得不同的信号处理子系统201中的波束处理单元2014产生的波束在空域上完全正交。

请参见图5，为各信号在频域完全正交，在空域部分正交的示意图，以14个信号为例。图5中，每个弧形框表示一个信号，可以看到，这14个信号在频域是两两正交，而在空域上是部分正交。其中，只要两个信号所处的空间区域不同，例如一个信号所处的空间区域为图5中的s1区域，另一个信号所处的空间区域为图1中的S2区域，则这两个信号在空域上就是正交的。而如果两个信号所处的空间区域有部分重叠，例如一个信号所处的空间区域为图5中的s1区域，另一个信号所处的空间区域包括了图1中的S1区域和S2区域，那么这两个信号在空域上就是非正交的。可见，即使两个信号在空域上没有实现正交，但是只要两个信号分配的频域不同，这两个信号在频域上依然可以正交。其中，图5包括两个部分，这两个部分表示同样的含义，只是从不同侧面来表示。其中，f1-f5表示不同的频率，s1-s8表示空域上不同的空间方向，若两个波束的空间方向不同，表明这两个波束在空域上正交。图4和图5可以视为是对于同一小区的信号。

在可能的实施方式中，其中每个信号处理子系统201还包括码域处理单元2015，请参见图6。码域处理单元2015用于接收信号生成单元2011生成的信号，对接收的信号进行加扰处理，再将加扰处理后的信号传输给频域处理单元2013。也就是说，若增加码域处理单元2015，则频域处理单元2013接收的就是码域处理单元2015加扰后的信号。

其中，不同的信号处理子系统201中的码域处理单元2015加扰后的信号在码域上可以两两正交，这样可以进一步减小干扰。

在前面已经介绍了，对于不同小区的信号，可能会有部分信号所发射的空间方向相同。然而即使信号的空间方向相同，但各个信号在码域上是完全独立的，避免了小区之间的干扰。

本发明实施例中，对于不同的信号处理子系统201中的传输单元2021最终得到的信号来说，只要实现在码域、频域或空域中任一个域中的正交即可，这样就可以减小干扰。当然优选的，是同时实现在码域、频域以及空域上的正交，使得小区内多路信号之间、或多个小区的信号之间，可以更好的避免干扰。

对于不同小区的信号，尽量使得不同的信号处理子系统201处理后的信号在空域、频域、及码域均两两正交。然而可能在实际中难以实现，那么本发明实施例也允许，对于相邻的不同小区的信号，可能会有部分信号所发射的空间方向相同，但在频域上两两正交。即使信号的空间方向相同，但各个信号在频域上是完全独立的，避免了小区之间的干扰。

请参见图7，为各信号在频域完全正交，在空域部分有重叠的示意图，以15个信号为例。图7中，每个弧形框表示一个信号，其中信号1-信号5是小区1的信号，信号6-信号10是小区2的信号，信号11-信号15是小区3的信号，小区1、小区2和小区3为相邻小区。可以看到，这15个信号在频域上完全独立，即两两正交，而在空域上，信号1、信号6和信号11是相同的空间方向，也就是信号1、信号6和信号11在空域上有重叠，信号2、信号7和信号12是相同的空间方向，也就是信号2、信号7和信号12在空域上有重叠，信号3、信号8和信号13是相同的空间方向，也就是信号3、信号8和信号13在空域上有重叠，信号4、信号9和信号14是相同的空间方向，也就是信号4、信号9和信号14在空域上有重叠，信号5、信号10和信号15是相同的空间方向，也就是信号5、信号10和信号15在空域上有重叠。其中，f1-f15表示不同的频率，s1-s8表示空域上不同的空间方向。可见，即使不同的信号在空域上有重叠，但是在频域上交错开了，同样也没有干扰。

或者，对于不同小区的信号，尽量使得不同的信号处理子系统201处理后的信号在空域、频域、及码域均两两正交。然而可能在实际中难以实现，那么本发明实施例也允许，对于相邻的不同小区的信号，可能会有部分信号所发射的空间方向相同，但在码域上两两正交。即使信号的空间方向相同，但各个信号在码域上是完全独立的，避免了小区之间的干扰。

请参见图8，为各信号在码域完全正交，在空域部分有重叠的示意图，以15个信号为例。图8中，每个弧形框表示一个信号，其中信号1-信号5是小区1的信号，信号6-信号10是小区2的信号，信号11-信号15是小区3的信号，小区1、小区2和小区3为相邻小区。可以看到，这15个信号在码域上完全独立，即两两正交，而在空域上，信号1、信号6和信号11是相同的空间方向，信号2、信号7和信号12是相同的空间方向，信号3、信号8和信号13是相同的空间方向，信号4、信号9和信号14是相同的空间方向，信号5、信号10和信号15是相同的空间方向。其中，c1-c15表示不同的编码，两个信号的编码不同，就表明这两个信号在码域上正交，s1-s8表示空域上不同的空间方向。可见，即使不同的信号在空域上有重叠，但是在码域上交错开了，同样也没有干扰。

在可能的实施方式中，该发射装置还包括控制单元203，请参见图9。控制单元203用于为至少两个信号处理子系统201包括的码域处理单元2015、频域处理单元2013及波束处理单元2014中的任意一种或多种分配处理规则。图9中，控制单元203与虚线框中的每个功能单元都可以具有连接关系。

也就是说，对于任意一个信号处理子系统201来说，若该信号处理子系统201包括码域处理单元2015，则控制单元203可以为码域处理单元2015分配处理规则，使得不同的码域处理单元2015处理的信号在码域上得以正交；若该信号处理子系统201包括频域处理单元2013，则控制单元203可以为频域处理单元2013分配处理规则，使得不同的频域处理单元2013处理的信号在频域上各不相同，理想情况下，不同的频域处理单元2013处理的信号在频域上得以正交；若该信号处理子系统201包括波束处理单元2014，则控制单元203可以为波束处理单元2014分配处理规则，使得不同的波束处理单元2014产生的波束具有不同的空间方向，理想情况下，不同的波束处理单元2014产生的波束在空域上得以正交。

其中，不同空间方向上的波束占用的频域位置可以不同，且占用的带宽也可以不同，不同空间方向上的波束占用的频域位置和带宽都可以由控制单元203确定。控制单元203可以按照空间方向上的用户数量和业务流量等因素来确定，例如，若某个空间方向上用户数量多，业务流量大，就需要配置更多的控制信息，占用更多的带宽。关于某个空间方向上的用户数量和业务流量等参数，可通过系统测量获得。

其中，控制单元203在分配处理规则时，基本的原则就是按正交性来处理，通过控制单元203来配置码域处理单元2015、频域处理单元2013和波束处理单元2014，可以尽量保证得到的信号在码域、频域、或空域中的至少一个域上的正交性。

在可能的实施方式中，其中的每个信号处理子系统201还包括功率处理单元2016，请参见图10。功率处理单元2016连接在波束处理单元2014和发射子系统202之间，可以接收波束处理单元2014发送的处理后的信号，增大所接收的波束处理单元2014处理后的信号的功率，再将增大功率后的信号发送给发射子系统202。

功率处理单元2016可以针对接收的信号进行功率提升，以实现信号针对性的增强。例如，若功率处理单元2016接收的信号(即波束处理单元2014发送给功率处理单元2016的信号)是指向小区边缘的信号，那么功率处理单元2016就可以提升该信号的强度，即增大该信号的功率，使得该信号尽量能够被小区边缘的设备接收。其中，究竟哪些信号是指向小区边缘的信号，与波束的空间方向相关，功率处理单元2016根据波束处理单元2014产生的空间方向即可确定。另外，功率处理单元2016在增大信号的功率时，所增加的幅度可以根据信号的传输距离确定，信号的传输距离与小区的地理位置有关，例如根据小区的地理位置就可以大概确定指向小区边缘的信号需传输的距离，从而就可以确定功率增加的幅度。一般来说，传输距离越远，则需要功率增加的幅度也就越大。

需注意的是，不同的信号处理子系统201处理的是不同的信号。例如，不同的信号处理子系统201中的信号生成单元2011生成的是不同的控制信号，相应的，不同的信号处理子系统201中的码域处理单元2015、频域处理单元2013、波束处理单元2014以及功率处理单元2016的配置以及处理方式等也有所不同。

在可能的实施方式中，该发射装置还包括削波单元204，请参见图11。削波单元204与每个信号处理子系统201中的功率处理单元2016连接，且与发射子系统202中的每个传输单元2021连接，可以接收每个信号处理子系统201中的功率处理单元2016输出的增大功率后的信号，将接收的增大功率后的信号进行削波处理，再将削波处理后的信号发送给发射子系统202，通过相应的传输单元2021进行发送。

其中，信号可以在空域的不同方向上发射，噪声也是一样。通过削波单元204，将噪声和信号在空域上分为不同方向，就能实现削波，提高信号发射功率。

在可能的实施方式中，该发射装置还包括合并单元205，请参见图12。合并单元205连接在信号处理子系统201和发射子系统202之间，若该发射装置包括削波单元204，则合并单元205连接在削波单元204和发射子系统202之间，图12以此为例。

若该发射装置不包括削波单元204，则合并单元205用于将信号处理子系统201输出的信号进行合并，再将合并后的信号发送给发射子系统202中的相应传输单元2021，即，将合并后的信号送到不同的射频通道中，从而通过天线进行发送。

若该发射装置包括削波单元204，则合并单元205用于将削波单元204输出的信号进行合并，再将合并后的信号发送给发射子系统202中的相应传输单元2021，即，将合并后的信号送到不同的射频通道中，从而通过天线进行发送。

另外，本发明实施例所提供的发射装置也同样能完成信号接收的功能，在进行信号接收时处理方式与信号发射的过程相反，不多赘述。

若将本发明实施例提供的发射装置用在基站中，那么通过本发明实施例所提供的发射装置，使得基站能够在不同频域上发射不同空间方向的信号，这样整个下行发射的能量就被分配在多个空间方向上，这样既增大了信号的覆盖范围，且，本发明实施例中在发射信号时，每路信号都可以以系统支持的最窄的波束进行发射，使得这些波束都具有最大的波束增益。另外，由于采用了多个波束同时发射的方式，还能够利用空域削波和功率提升等方式，进一步提升下行发射功率。

本发明实施例提供的这种同时发射多波束的机制，提高了单位时间内小区的覆盖范围，并且每个波束都可以是最窄的波束，具有最高的波束增益。由于同时采用频域、码域、以及空域的正交化处理，也很好的避免了小区内和小区间的干扰。

在实际系统运行中，因为这种多波束的机制可以在一个时刻覆盖很大区域，所以在对整个小区遍历扫描时，也可以大大缩短扫描时间。它可以在终端设备接入(搜索)时、以及终端设备的通信过程中使用。系统可以配置好码域、频域、空域和扫描机制，然后基站在进行搜索和跟踪时，对整个小区采用本发明实施例提供的这种多波束机制进行扫描，例如采用周期性扫描的方式。通过本发明实施例提供的方式可以做到快速扫描，同时不降低波束的增益和波束在空间的精度，提高了高频系统的覆盖能力。

发射装置产生多波束和进行多波束扫描的一个示例如图13所示。在数字域有16路通道w0-w15，每一路通道对应一列天线，对应水平方向上共16列天线。其中每一路通道对应一个传输单元2021。每一个天线上都有模拟移相器，可以进行相位调整。这样，在水平方向上，数字域可以同时产生多个波束。在垂直方向上，由于模拟移相器控制需要切换时间，所以需要在不同时间段内调整移相器，使得波束在垂直方向上进行扫描。其中，水平方向和垂直方向的控制都由中的波束处理单元2014完成，这里的水平方向控制，包括控制水平方向要生成的波束的数量，以及每个波束指向哪个方向，等等，对于垂直方向控制来说也是同样。图13所示，表达的是如何将信号生成单元2011中生成的数据，按照配置的空间方向发射出去。

相对于现有技术中的方案，本发明实施例提供的扫描方式，在水平方向一次就可以完成扫描，只在垂直方向上进行移相扫描，因而大大降低了整个小区的扫描时间，同时每个波束的增益没有降低。

本发明实施例中实际产生的空间波束如图14所示。本发明实施例提供的发射装置，在水平方向上一次可以产生一组波束，覆盖小区的水平方向。在垂直方向上，通过调整移相器，扫描多次，以4次为例，这4次分别对应下倾角Φ1，Φ2，Φ3，和Φ4，覆盖小区垂直方向，从而完成对整个小区的扫描。扫描次数较少，效率较高。

本发明实施例中的发射装置包括至少两个发射子系统201，其中每个发射子系统201都可以产生波束，且至少两个发射子系统201可以向至少两个空间方向发射波束，不同的波束占用的频域位置不同，从而在发射装置的功率有限的情况下可以同时向多个方向发射多个波束，提高扫描覆盖率。若将该发射装置用在基站中，则可以使得小区里各个方向上的终端设备都能够及时与该基站对准从而建立通信连接，节省通信资源，提高了通信效率。

在本发明中，应该理解到，所揭露的设备，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。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，可以是电性或其它的形式。

在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，或者各个单元也可以均是独立的物理模块。

所述集成的单元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，本发明的技术方案的全部或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，例如可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等，或处理器(processor)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：通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash drive)、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以对本发明的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法，不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发射装置，其特征在于，包括至少两个信号处理子系统以及发射子系统；

其中，每个信号处理子系统包括用于生成信号的信号生成单元、频域处理单元、波束处理单元、码域处理单元和控制单元，所述控制单元用于为所述码域处理单元、所述频域处理单元及所述波束处理单元分别配置处理规则，所述至少两个信号处理子系统中的不同的信号处理子系统生成的信号在码域、频域或空域中的任一个或多个域中正交；其中，所述至少两个信号处理子系统用于通过所述发射子系统向至少两个空间方向发射波束，且不同空间方向上的波束占用的频域位置不同。

2.如权利要求1所述的发射装置，其特征在于，

所述频域处理单元用于接收所述信号生成单元生成的信号，为所述信号分配频域位置；其中，不同的发射子系统中的频域处理单元处理的信号所占用的频域位置不同；

所述波束处理单元用于接收所述频域处理单元处理后的信号，对所述频域处理单元处理后的信号产生第一空间方向上的波束，并将所述波束发送给所述发射子系统；其中，不同的信号处理子系统中的波束处理单元处理的信号所发射的空间方向不同，或不同的信号处理子系统中的波束处理单元处理的信号所发射的空间方向存在重叠。

3.如权利要求2所述的发射装置，其特征在于，所述至少两个信号处理子系统中的频域处理单元处理后的信号在频域上两两正交。

4.如权利要求2或3所述的发射装置，其特征在于，所述至少两个信号处理子系统中的波束处理单元处理后的信号在空域上两两正交。

5.如权利要求2或3所述的发射装置，其特征在于，所述码域处理单元，用于接收所述信号生成单元生成的信号，为所述信号进行加扰处理，并将加扰处理后的信号传输给所述频域处理单元。

6.如权利要求5所述的发射装置，其特征在于，所述至少两个信号处理子系统中的码域处理单元处理后的信号在码域上两两正交。

7.如权利要求2或3所述的发射装置，其特征在于，所述每个信号处理子系统还包括功率处理单元，用于接收所述波束处理单元发送的所述波束处理单元处理后的信号，增大所述波束处理单元处理后的信号的功率，并将增大功率后的信号发送给所述发射子系统。

8.如权利要求7所述的发射装置，其特征在于，所述发射装置还包括削波单元，用于接收所述每个信号处理子系统中的所述功率处理单元输出的增大功率后的信号，对所述增大功率后的信号进行削波处理，并将削波处理后的信号发送给所述发射子系统。

9.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的发射装置。

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