CN110768698A - 信号处理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种信号处理的方法和装置，包括：对于第一信号的M路信号分量通过基带处理单元的酉矩阵处理，将一路信号分配到多个馈源通道上进行调制、功分等过程，再在天线单元通过该酉矩阵反变换关系的电桥电路，将多路馈源通道的信号汇聚到预设的天线上，从而实现和终端设备之间的通信，该方案能够在不增加馈源通道的情况下，实现射频拉远单元的各个馈源通道间功率共享，同时实现多天线间功率的灵活分配，降低成本开销。

Description

信号处理的方法和装置

技术领域

本申请涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种多天线系统中信号处理的方法和装置。

背景技术

为了扩大网络容量，采用多天线技术，例如多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)技术、自适应天线系统(adaptive antenna system，AAS)等。主要通过增加通道的数量，来增加业务信息通道垂直纬度分布，提高频谱效率，进而提升网络容量。

在多通道的多天线系统中，每个通道的最大功率是固定的，对每一路信号而言，可以通过射频拉远单元(remote radio unit,RRU)实现功率的分配，形成多路功率，该多路功率再对应多个波束。额定功率受限的情况，多路功率需要分散的送给多个波束。但是，针对一个终端设备，可以接收的波束的有限的，不是所有的多个波束的多路功率都可以被该终端设备接收。因此，现有的多天线系统虽然可以全量赋形某个信号，但是每个射频通道对应一个天线阵列，分组波束间难以实现功率共享；此外，通道数太多，势必造成成本增大。

发明内容

本申请提供一种多天线系统中信号处理的方法和装置，实现多天线间功率的灵活分配，降低成本开销。

第一方面，提供了一种信号处理的方法，包括：获取第一信号，该第一信号包括M个信号分量，M为大于或等于1的正整数；根据第一矩阵对该第一信号进行第一加权处理，以确定N个第二信号，N为大于或等于1的整数，该第一矩阵的行数为M，列数为N；根据第二矩阵对该N个第二信号进行第二加权处理，确定K个第三信号，该第二矩阵是该第一矩阵的行列式中K个M维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，K小于或等于N；通过预设的波束发送该K个第三信号，该预设的波束用于承载需要发送至该波束所对应的至少一个终端设备的第三信号。

本申请实施例提供的信号处理的方法，通过基带处理单元的第一矩阵的第一加权处理，将第一信号的M路信号分量分配到多个馈源通道上，并进行调制、功分等过程，再在天线单元通过该第一矩阵的共轭转置矩阵的第二加权处理，例如在天线单元通过该第一矩阵的共轭转置矩阵的电桥电路第二加权处理，将多路馈源通道的信号汇聚到预设的天线上，从而可以灵活的分配RRU的功率。相较与现有天馈技术中RRU某馈源通道直接连接某天线的固化收发关系，该方案能够在不增加馈源通道的情况下，实现RRU的各个馈源通道间功率共享，同时实现多天线间功率的灵活分配，降低成本开销。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该第一矩阵是由N个两两正交的M维向量组成的。

结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该K的值等于该M的值，该K个第三信号与该M个信号分量一一对应。

可选地，当K和M相等的情况下，可以理解为，K＝M＝N。BBU通过第一矩阵的第一加权处理将一路原始信号分配到4个通道，相应地，在天线单元可以将4个通道的信号再汇聚到一个波束上。

结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵是酉矩阵。

应理解，一个终端设备可以对应一个或多个波束，当一个终端设备对应一个波束时， BBU通过第一矩阵的第一加权处理将一路原始信号分配到4个通道，在天线单元可以将4 个通道的信号再汇聚到一个波束上，并通过该波束与终端设备进行通信。

结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵是根据离散傅里叶变换确定的矩阵，或者根据m个矩阵

克罗内积相乘确定的矩阵。

结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该预设的波束的数量与N 个终端设备一一对应。

具体地，在一种可能的实现方式中，该第一矩阵处理电路可以包括4个电桥器件，其中，90°电桥器件

是该电路的最小组成单元，90°电桥器件也叫同频合路器，它能够沿传输线路某一确定方向上对传输功率连续取样，能将一个输入信号分为两个互为等幅且具有90°相位差的信号。从而，通过以上桥接电路进行第一加权处理，实现将该M 路第一信号汇聚成N路第二信号。

应理解，酉矩阵的形式有多种，例如酉矩阵可以由一个90°电桥器件组成，也可以由多个90°电桥器件组成，本申请对此并不限定。

结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵的数学形式是以下形式中的任意一种：

或者

或者

第二方面，提供了一种信号处理的装置，包括：获取单元，用于获取第一信号，该第一信号包括M个信号分量，M为大于或等于1的正整数；处理单元，用于根据第一矩阵对该第一信号进行第一加权处理，以确定N个第二信号，N为大于或等于1的整数，该第一矩阵的行数为M，列数为N；该处理单元，还用于根据第二矩阵对该N个第二信号进行第二加权处理，确定K个第三信号，该第二矩阵是该第一矩阵的行列式中K个M维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，K小于或等于N；通信单元，通过预设的波束发送该K个第三信号，该预设的波束用于承载需要发送至该波束所对应的至少一个终端设备的第三信号。

结合第二方面，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵是由N个两两正交的M维向量组成的。

结合第二方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该K的值等于该M的值，该K个第三信号与该M个信号分量一一对应。

结合第二方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵是酉矩阵。

结合第二方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵是根据离散傅里叶变换确定的矩阵，或者根据m个矩阵

克罗内积相乘确定的矩阵。

结合第二方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该预设的波束的数量与N 个终端设备一一对应。

结合第二方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，该第一矩阵的数学形式是以下形式中的任意一种：

或者

或者

第三方面，提供了一种网络设备，包括收发器、处理器和存储器。该处理器用于控制收发器收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得该网络设备执行上述第一方面和第一方面任意一种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式中的方法。

第四方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面中的方法。

第五方面，提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有程序代码，当所述程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面中的方法。

第六方面，提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持网络设备实现上述方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，确定，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。在一种可能的设计中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存终端设备必要的程序指令和数据。该芯片系统可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。

附图说明

图1是本申请实施例提供的无线通信系统的示意图。

图2是本申请实施例提供的一例多天线系统的示意图。

图3是本申请实施例提供的一例信号处理方法的示意性流程图。

图4是本申请实施例提供的一例信号处理方法的示意图。

图5是本申请实施例提供的一例多波束权值网络的示意图。

图6是本申请实施例提供的信号处理装置的一例示意性框图。

图7是本申请实施例提供的信号处理装置的又一例示意性框图。

图8是本申请实施例提供的网络设备的一例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，例如：长期演进(long termevolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)、第五代(5th generation，5G)移动通信系统或新无线(newradio，NR)通信系统以及未来的移动通信系统等。

图1是适用于本申请实施例的通信方法的通信系统的示意图。如图1所示，该通信系统100包括网络设备102，网络设备102可包括多个天线，例如，天线104、106、108、 110、112和114。可选地，网络设备102所包括的多个天线可以被划分为多个天线组，每个天线组可以包括一个或多个天线，例如，一个天线组可包括天线104和106，另一个天线组可包括天线108和110，再一个天线组可包括天线112和114。

应理解，上文和图1仅为便于理解，示出了6个天线被划分为3个天线组的情形，这不应对本申请构成任何限定，网络设备102可以包括更多或更少的天线，网络设备102所包括的天线可以被划分为更多或更少的天线组，每个天线组可以包括更多或更少的天线。

另外，网络设备102可附加地包括发射机链和接收机链，本领域普通技术人员可以理解，它们均可包括与信号发送和接收相关的多个部件，例如处理器、调制器、复用器、解调器、解复用器或天线等。

应理解，该通信系统中的网络设备可以是任意一种具有无线收发功能的设备或可设置于该设备的芯片，该设备包括但不限于：演进型节点B(evolved Node B，eNB)、无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)、节点B(Node B，NB)、基站控制器(BaseStation Controller，BSC)、基站收发台(Base Transceiver Station，BTS)、家庭基站(例如，Home evolved NodeB，或Home Node B，HNB)、基带单元(BaseBand Unit，BBU)，无线保真(Wireless Fidelity，WIFI)系统中的接入点(Access Point，AP)、无线中继节点、无线回传节点、传输点(transmission point，TP)或者发送接收点(transmission and receptionpoint，TRP)等，还可以为5G系统中的gNB，或者，还可以为构成gNB或传输点的网络节点，如分布式单元(distributed unit，DU)等。

在一些部署中，gNB可以包括集中式单元(centralized unit，CU)和DU。gNB还可以包括射频单元(radio unit，RU)。CU实现gNB的部分功能，DU实现gNB的部分功能，比如，CU实现无线资源控制(radio resource control，RRC)，分组数据汇聚层协议 (packet dataconvergence protocol，PDCP)层的功能，DU实现无线链路控制(radio link control，RLC)、媒体接入控制(media access control，MAC)和物理(physical，PHY) 层的功能。由于RRC层的信息最终会变成PHY层的信息，或者，由PHY层的信息转变而来，因而，在这种架构下，高层信令，如RRC层信令或PHCP层信令，也可以认为是由DU发送的，或者，由DU+RU发送的。可以理解的是，网络设备可以为CU节点、或 DU节点、或包括CU节点和DU节点的设备。此外，CU可以划分为接入网RAN中的网络设备，也可以将CU划分为核心网中的网络设备，本申请对此不做限定。

网络设备102可以与多个终端设备通信，例如，网络设备102可以与终端设备116和终端设备122通信。可以理解，网络设备102可以与类似于终端设备116或122的任意数目的终端设备通信。

应该移动通信系统100中的终端设备也可以称为终端、用户设备(userequipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等。本申请实施例中的终端设备可以是手机(mobile phone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑，还可以是应用于虚拟现实(virtual reality，VR)、增强现实(augmented reality，AR)、工业控制(industrial control)、无人驾驶(self driving)、远程医疗(remote medical)、智能电网(smart grid)、运输安全(transportation safety)、智慧城市(smart city)以及智慧家庭(smart home)等场景中的无线终端。本申请中将前述终端设备及可应用于前述终端设备的芯片统称为终端设备。应理解，本申请实施例对终端设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。

如图1所示，终端设备116与天线112和114通信，其中天线112和114通过前向链路118向终端设备116发送信号，并通过反向链路120从终端设备116接收信号。此外，终端设备122与天线104和106通信，其中天线104和106通过前向链路124向终端设备 122发送信号，并通过反向链路126从终端设备122接收信号。

例如，在频分双工FDD系统中，例如，前向链路118可利用与反向链路120所使用的不同频带，前向链路124可利用与反向链路126所使用的不同频带。

再例如，在时分双工TDD系统和全双工(full duplex)系统中，前向链路118和反向链路120可使用共同频带，前向链路124和反向链路126可使用共同频带。

被设计用于通信的每组天线和/或区域可称为网络设备102的扇区。例如，可将天线组设计为与网络设备102覆盖区域的扇区中的终端设备通信。在网络设备102通过前向链路118和124分别与终端设备116和122进行通信的过程中，网络设备102的发射天线可利用波束成形来改善前向链路118和124的信噪比。此外，与网络设备通过单个天线向它所有的终端设备发送信号的方式相比，在网络设备102利用波束成形向相关覆盖区域中随机分散的终端设备116和122发送信号时，相邻小区中的移动设备会受到较少的干扰。

在给定时间，网络设备102、终端设备116或终端设备122可以是无线通信发送装置和/或无线通信接收装置。当发送数据时，无线通信发送装置可对数据进行编码以用于传输。具体地，无线通信发送装置可获取要通过信道发送至无线通信接收装置的一定数目的数据比特，例如，无线通信发送装置可生成、从其它通信装置接收、或在存储器中保存等要通过信道发送至无线通信接收装置的一定数目的数据比特。这种数据比特可包含在数据的传输块或多个传输块中，传输块可被分段以产生多个码块。

此外，该通信系统100可以是公共陆地移动网络PLMN网络或者设备对设备(deviceto device，D2D)网络或者机器对机器(machine to machine，M2M)网络或者其他网络，图1仅为便于理解而示例的简化示意图，网络中还可以包括其他网络设备和更多或更少的终端设备，图1中未予以画出。

在该通信系统100中，网络设备102与终端设备116或122可采用MIMO技术进行无线通信。应理解，MIMO技术是指在发送端设备和接收端设备分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发送端设备与接收端设备的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍地提高系统信道容量。

随着多天线技术的发展，网络设备和终端设备可能分别配置了多个发送天线和接收天线。有些终端设备所配置的发送天线数可能少于接收天线数，例如，1T2R(即，一个发送天线、两个接收天线)；或者有些终端设备所配置的发送天线数可能等于接收天线数， 8T8R(即，八个发送天线、八个接收天线)，或者aTbR(a＝b)等。以8T8R为例，这可以理解为：终端设备同时能用八个天线进行上行信号/信道的发射，可以同时用八个天线进行下行信号/信道的接收。

为了扩大网络容量，采用劈裂天线技术，即通过增加主设备通道的数量，来增加业务信息通道垂直纬度分布，提高频谱效率，进而提升网络容量。采用两个以上的单天线阵元组成天线阵，每个阵元接收到的信号经过射频处理后利用适当的权值转换矩阵进行加权处理，就能达到定向接收的效果，一个权值转换矩阵对应着一定的波束方向图。

图2是一种多天线系统的示意图。以多天线系统包括8个收发通道为例，如图2中的通道1至通道8。基带信号经过处理后分别进入8个收发通道，再经过加权处理，具体地可以是经过权值转换矩阵的加权处理，例如分离矩阵(split matrix)处理，转换出16路输出信号，16路输出信号通过空口发射出去。应理解，加权处理可以改变原有波束的形状，从而将各个收发通道上的信号辐射到不同方向的波束上去，实现分集、波束赋形、或者空分复用等。其中，权值转换矩阵可以有不同的维度，例如该分离矩阵可以是一个8×16的行列式，此外，还有针对8个输入阵元的4×8的巴特勒矩阵(butler)的处理方式等，本申请对此并不限定。

具体地，加权处理过程可以通过以下的数学表达形式进行表示。

其中，表示每列阵元的收发信号；

表示劈裂的多波束权值转换矩阵或权值网络；

表示每个实际的收发通道，每个收发通道对应每个独立覆盖波束；m表示通道个数，n表示阵列个数。

在波束形成过程中，需要根据发射系统的能力，对多个波束的功率进行控制和调度。在上述所介绍的多天线系统中，每个收发通道的功率都是有限的，随着水平阵列数的增多，天线增益也不断抬高，增益太高会造成波束过窄，不利于蜂窝的3扇区覆盖。此外，如图2所示，经过上述的加权处理，每个通道的信号被分到16个输出阵列中。例如通道1的信号经过加权处理，会将功率分配到1至16个输出端口，分别是P₁、P₂至P₁₆等，之后P₁、 P₂至P₁₆再对应到波束1、波束2至波束8。但是，这样的处理过程导致某通道的功率通过接收端设备所对应的波束之外的波束进行发射，例如通道1的部分功率通过波束7和8发射到接收端设备，但是波束7和波束8对于该接收端设备而言是无效的，换言之，该接收端设备并不在波束和波束8的覆盖范围之内，该接收端设备不能接收到波束7和波束8的信号，因此，对于一个通道而言，造成了功率下降。

此外，在多天线系统中，每路的最大功率总是固定的，额定功率受限的情况下，多路功率也只能分散送给多个水平独立覆盖波束，不能实现功率在多各独立波束上的灵活分配；随着通道数的增多，每个射频通道对应一个天线阵列，导致分组波束间难以实现功率共享；虽然多天线系统可以多通道全量赋形某个波束，但是通道数太多，成本开销太大。

因此，本申请提供一种多波束天线的信号处理的方法，通过对加权处理过程进行优化，实现功率在多个独立波束上的灵活分配。应理解，本申请的技术方案可以应用于无线通信系统中的网络设备102，以下，不失一般性，下面以多天线系统中的基站为例，结合图3至图8详细说明本申请实施例提供的多波束天线的信号处理的方法。

图3是本申请实施例提供的一例多波束天线的信号处理方法的示意性流程图。如图3 所示，该方法300包括以下内容。

S310，获取第一信号，该第一信号包括M个信号分量，M为大于或等于1的正整数。

图4是本申请实施例提供的一例信号处理方法的示意图。应理解，基站可以实现终端设备的无线网络接入、与终端设备之间的数据传输、管理空间无线资源等功能，如图4所示，基站400可以包括一个或多个基带处理单元(baseband unit，BBU)410、一个或多个 RRU420以及天线单元430。其中，BBU为基站的控制中心，主要用于进行基带处理，对基站进行控制，如信道编码，复用，调制，扩频等；RRU还可以称为收发单元、收发机、收发电路、或者收发器等，其可以包括射频单元，该RRU主要用于射频信号的收发以及射频信号与基带信号的转换，例如用于向终端设备发送信令消息、将基带信号进行功率分配等；主要用于对信号进行加权处理，并将处理后的信号映射到不同的波束上发送。应理解，该RRU与BBU可以是物理上设置在一起，也可以物理上分离设置的，例如分布式基站，本申请对此并不限定。

如图4所示，以8个收发通道Trx1至Trx8为例，对于BBU 410，可以获取第一信号，该第一信号包括M个信号分量，该M个信号分量可以都是针对一个终端设备的信号，也可以是针对多个终端设备的信号。如图4的BBU 410中的左半部分为例，BBU 410获取第一信号，该第一信号包括a、b、c、d四个信号分量。可以理解为，该第一信号是基站的原始信号。

可选地，第一信号可以是基站向终端设备发送的下行信号，如下行链路中的小区公共参考信号(cell-specific reference signals，CRS)、解调参考信号(demodulationreference signal，DMRS)和信道质量测量参考信号(channel state information-reference signal，CSI-RS) 等下行参考信号，本申请对第一信号的形式并不限定。

S320，根据第一矩阵对该第一信号进行第一加权处理，以确定N个第二信号，N为大于或等于1的整数，该第一矩阵的行数为M，列数为N。

具体地，当BBU获取第一信号后，对该第一信号进行第一加权处理，这里的第一加权处理用于通过一个M×N的第一矩阵进行功率分配，实现将第一信号分配到N个通道上。换言之，该N路第二信号是第一信号在N个收发通道上的分量。

可选地，该第一矩阵是由N个两两正交的M维向量组成的。

在一种可能的实现方式中，该K的值等于该M的值，该K个第三信号与该M个信号分量一一对应。当K和M相等的情况下，可以理解为，BBU 410可以通过第一矩阵的第一加权处理将一路原始信号分配到4个通道。

如图4中将第一信号经过第一矩阵处理后得到4路信号，这4路信号经过RRU 420的处理，映射到4个收发通道上，即Trx1至Trx4，从而实现将一路信号的功率分配到4 个收发通道上。即，基站的原始信号被分配到4个馈源通道来进行调制、混频、功分加功率等过程，使该原始信号获得了4个馈源通道的功率，再通过第一加权处理调整A路数字域功率，就可以灵活分配整个RRU的功率，而不受单通道额定功率的限制。

可选地，该第一矩阵是根据离散傅里叶变换(discrete fourier transform，DFT)确定的矩阵，数学计算公式可以表示为DFT(N)；或者根据m个矩阵

或者

克罗内积相乘确定的矩阵，计算公式可以表示为

在一种可能的实现方式中，第一矩阵是酉矩阵。

可选地，第一矩阵的数学形式可以表示为：

或者

或者其中，j是复数。

S330，根据第二矩阵对该N个第二信号进行第二加权处理，确定K个第三信号，该第二矩阵是该第一矩阵的行列式中K个M维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，K小于或等于N。

具体地，第一矩阵是

则第一矩阵包括n个m维向量，如 [a₁₁,a₁₂,a₁₃…,a_1n]、[a₂₁,a₂₂,a₂₃…,a_2n]等，第二矩阵可以是K个m维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，例如

用于将N个第二信号进行第二加权处理，得到K 个第三信号。

可选地，该K的值等于该M的值，该K个第三信号与该M个信号分量一一对应。例如，当第一矩阵是酉矩阵时，经过

对信号的第一加权处理后，再经过

的第二加权处理，可以看出，这里列举的第一矩阵就是4×4的矩阵，第二矩阵也是4×4的矩阵。此外，第二矩阵可以第一矩阵的行列式中所有N个或者部分小于N个M维向量的矩阵的共轭转置矩阵。

图4的天线单元430中的两个方框示出了该酉矩阵的电路形式。在一种可能的实现方式中，该电路可以包括4个电桥器件，其中，90°电桥器件是该电路的最小组成单元，90°电桥器件也叫同频合路器，它能够沿传输线路某一确定方向上对传输功率连续取样，能将一个输入信号分为两个互为等幅且具有90°相位差的信号。从而，通过以上桥接电路进行第二加权处理，实现将该N个第二信号汇聚成K个第三信号。

应理解，酉矩阵的形式有多种，例如酉矩阵可以由一个90°电桥器件组成，也可以由多个90°电桥器件组成，本申请对此并不限定。

S340，通过预设的波束发送该K个第三信号，该预设的波束用于承载需要发送至该波束所对应的至少一个终端设备的第三信号。

可选地，该预设的波束的数量与N个终端设备一一对应。

应理解，一个终端设备可以对应一个或多个波束，当一个终端设备对应一个波束时， BBU通过第一矩阵的第一加权处理将一路原始信号分配到4个通道，在天线单元可以将4 个通道的信号再汇聚到一个波束上，并通过该波束与终端设备进行通信。

经过上述S310、S320和S330的处理，第一信号通过加权处理后，可以汇聚成K个信号，再将该K个信号映射到预设的波束，该预设的波束是该终端设备可以和基站进行通信的波束，即实现将该N路信号汇聚到一路想要发射的天线上。

应理解，这里预设的波束是指该终端设备和基站之间通信的波束，例如可以是通过高层信令预配置的波束，也可以是终端设备或基站经过检测后确定的波束，本申请对波束的确定方式不做限定。

还应理解，预设的波束可以是一个波束，例如第一终端设备在波束1的覆盖范围之内，预设的波束可以指波束1；或者预设的波束是一组波束，例如波束1和波束5组成的一组波束，或波束1至波束4组成的一组波束，本申请对预设的波束的数量并不限定。

可选地，经过汇聚后的信号可以进行多波束权值网络的处理，如图5所示，经过多波束权值网络的处理后实现分组独立覆盖波束。具体地，经过图4的天线单元430的第二加权处理后的信号，实现了将该N个信号汇聚到一路想要发射的天线上。当N个信号汇聚后，可以利用多波束权值网络来实现分组独立覆盖波束。定向天线设计交叉±45°极化阵列共8列，对应收发处理通道是为16个TRx，如图每8个同极化对应一组多波束权值网络，即4个TRX通道通过该网络映射到8个同极化阵列。

应理解，上述基站向终端设备发送信号的过程中，本申请对信号的处理过程各个步骤之间的执行顺序不做限定。例如当终端设备向基站发送信号的过程中，本申请实施例提供的信号处理的方法也适用，可以将上述方法逆向应用，从而实现从某预定的波束接收第一终端设备的信号，然后通过酉矩阵的加权处理将某个波束的信号分配到多个馈源通道上，再经过基带数字域的酉矩阵的共轭转置矩阵的逆处理，将多路信号汇聚。

还应理解，本申请实施例提供的信号处理的方法对输入信号的数量不做限定。例如，图4中BBU 430所示对一路输入信号的处理，通过加权处理将一路信号分配到4个馈源通道上，也可以同时输入两路信号，通过加权处理分配到多个馈源通道，再通过通过天线单元的加权处理的逆处理进行汇聚。本申请对输入信号的数量和加权处理后分配的馈源通道的通道数不做限定。

还应理解，上述实施例的描述过程中以BBU 410进行第一加权处理、天线单元430中进行第二加权处理为例，例如第一加权处理可以是通过酉矩阵的处理，第二加权处理可以是通过该酉矩阵的共轭转置矩阵进行处理，不应对本申请造成限制。这里两个处理方式可以互换，例如BBU 410中根据酉矩阵的共轭转置矩阵进行第一加权处理，在天线单元430中根据该酉矩阵进行第二加权处理。本申请对此并不限定。

本申请实施例提供的信号处理的方法，通过基带处理单元的酉矩阵处理，将一路信号分配到多个馈源通道上进行调制、功分等过程，再在天线单元通过该酉矩阵反变换关系的电桥电路，将多路馈源通道的信号汇聚到预设的天线上，从而可以灵活的分配RRU的功率。相较与现有天馈技术中RRU某馈源通道直接连接某天线的固化收发关系，该方案能够在不增加馈源通道的情况下，实现RRU的各个馈源通道间功率共享，同时实现多天线间功率的灵活分配，降低成本开销。

上文中结合图1至图5，详细描述了本申请实施例的信号处理的方法，下面将结合图 6至图8，详细描述本申请实施例的信号处理的装置。

图6示出了本申请实施例提供的信号处理的装置600，该信号处理的装置600包括：

获取单元610，用于获取第一信号，该第一信号包括M个信号分量，M为大于或等于1的正整数。

处理单元620，用于根据第一矩阵对该第一信号进行第一加权处理，以确定N个第二信号，N为大于或等于1的整数，该第一矩阵的行数为M，列数为N。

处理单元620，还用于根据第二矩阵对该N个第二信号进行第二加权处理，确定K个第三信号，该第二矩阵是该第一矩阵的行列式中K个M维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，K小于或等于N。

通信单元630，用于通过预设的波束发送该K个第三信号，该预设的波束用于承载需要发送至该波束所对应的至少一个终端设备的第三信号。

可选地，该第一矩阵是由N个两两正交的M维向量组成的。

可选地，该K的值等于该M的值，该K个第三信号与该M个信号分量一一对应。

一种可能的实现方式中，该预设的波束的数量与N个终端设备一一对应。

可选地，该第一矩阵是酉矩阵。

一种可能的实现方式中，该第一矩阵是根据离散傅里叶变换确定的矩阵，或者第一矩阵是根据m个矩阵

或者

克罗内积相乘确定的矩阵。

具体地，该酉矩阵的数学形式是以下形式中的任意一种：

或者

或者

在一种可能的设计中，该信号处理的装置900可以为网络设备(例如基站)或配置于网络设备中的芯片。

应理解，这里的信号处理的装置900以功能单元的形式体现。这里的术语“单元”可以指应用特有集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选例子中，本领域技术人员可以理解，信号处理的装置900可以具体为上述实施例中的基站，信号处理的装置900可以用于执行上述方法实施例300中对应的各个流程和/或步骤，为避免重复，在此不再赘述。

图7是本申请实施例提供的网络设备700(例如基站)的结构示意图。如图7所示，该网络设备700包括处理器710和收发器720。可选地，该网络设备700还包括存储器730。其中，处理器710、收发器720和存储器730之间通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据信号，该存储器730用于存储计算机程序，该处理器710用于从该存储器730 中调用并运行该计算机程序，以控制该收发器720收发信号。

上述处理器710和存储器730可以合成一个处理装置，处理器710用于执行存储器730中存储的程序代码来实现上述功能。具体实现时，该存储器730也可以集成在处理器710中，或者独立于处理器710。

上述网络设备还可以包括天线740，用于将收发器720输出的下行数据或下行控制信令通过无线信号发送出去。

具体地，该网络设备700可对应于本申请实施例的通信方法300中的基站，该网络设备700可以包括用于执行图3中通信方法300的基站执行的方法的模块。并且，该网络设备700中的各模块和上述其他操作和/或功能分别为了实现图3中通信方法300的相应流程。具体地，该存储器730用于存储程序代码，控制处理器710执行S320，控制收发器 720通过天线740执行方法300中的S330，各模块执行上述相应步骤的具体过程在方法 300中已经详细说明，为了简洁，在此不再赘述。

图8为本申请实施例提供的一种网络设备800的结构示意图。可以用于实现上述方法中300中的网络设备的功能。如可以为基站的结构示意图。如图8所示，该基站可应用于如图1所示的系统中。基站800包括一个或多个射频单元，如远端射频单元(remote radiounit,RRU)801和一个或多个基带单元BBU(也可称为数字单元，digital unit，DU)802。所述RRU 801可以称为收发单元、收发机、收发电路、或者收发器等等，其可以包括至少一个天线803和射频单元804。所述RRU 801部分主要用于射频信号的收发以及射频信号与基带信号的转换，例如用于向终端设备发送上述实施例中所述的信令消息。所述BBU 802部分主要用于进行基带处理，对基站进行控制等。该BBU 802为基站的控制中心，例如该BBU 802可以用于控制基站800执行上述方法300的实施例中关于基站的操作流程。

在一个示例中，所述BBU 802可以由一个或多个单板构成，多个单板可以共同支持单一接入制式的无线接入网(如LTE系统，或NR系统)，也可以分别支持不同接入制式的无线接入网。所述BBU 802还包括存储器805和处理器806。所述存储器805用以存储必要的指令和数据。例如存储器805存储上述实施例中的码本等。所述处理器806用于控制基站进行必要的动作，例如用于控制基站执行上述方法实施例中关于网络设备的操作流程。所述存储器805和处理器806可以服务于一个或多个单板。也就是说，可以每个单板上单独设置存储器和处理器。也可以是多个单板共用相同的存储器和处理器。此外每个单板上还可以设置有必要的电路。

在一种可能的实施方式中，随着片上系统(system-on-chip，SOC)技术的发展，可以将802部分和801部分的全部或者部分功能由SOC技术实现，例如由一颗基站功能芯片实现，该基站功能芯片集成了处理器、存储器、天线接口等器件，基站相关功能的程序存储在存储器中，由处理器执行程序以实现基站的相关功能。可选的，该基站功能芯片也能够读取该芯片外部的存储器以实现基站的相关功能。

应理解，图8示例的基站的结构仅为一种可能的形态，而不应对本申请实施例构成任何限定。本申请并不排除未来可能出现的其他形态的基站结构的可能。

应理解，本申请实施例中，该处理器可以为中央处理单元(central processingunit， CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor， DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。

还应理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM， EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random accessmemory，RAM)可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM， DR RAM)。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行图 3所示实施例中的方法。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机可读介质，该计算机可读解释存储有程序代码，当该程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行图3所示实施例中的方法。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种系统，其包括前述的网络设备和一个或多个终端设备。上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例该的流程或功能。该计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，在本申请的实施例中，第一、第二、第三等仅为便于区分不同的对象，而不应对本申请构成任何限定。例如，区分不同的信号、不同的矩阵、不同的处理方式等。

还应理解，在本申请的实施例中，“天线”和“天线端口”经常交替使用，但本领域的技术人员可以理解其含义。应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。天线端口，可以理解为被接收端设备所识别的发射天线，或者在空间上可以区分的发射天线。针对每个虚拟天线配置一个天线端口，每个虚拟天线可以为多个物理天线的加权组合，每个天线端口可以与一个参考信号端口对应。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不加赘述。

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、装置和方法，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，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，例如多个单元或组件可以结合。另一点，所显示或讨论的相互之间的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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个物理实体中，也可以是各个单元单独对应一个物理实体，也可以两个或两个以上单元集成在一个物理实体中。

所述功能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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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)执行本申请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(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，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，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种信号处理的方法，应用于包括多个馈源通道的网络设备中，其特征在于，包括：

获取第一信号，所述第一信号包括M个信号分量，M为大于或等于1的正整数；

根据第一矩阵对所述第一信号进行第一加权处理，以确定N个第二信号，N为大于或等于1的整数，所述第一矩阵的行数为M，列数为N；

根据第二矩阵对所述N个第二信号进行第二加权处理，确定K个第三信号，所述第二矩阵是所述第一矩阵的行列式中K个M维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，K小于或等于N；

通过预设的波束发送所述K个第三信号，所述预设的波束用于承载需要发送至所述波束所对应的至少一个终端设备的第三信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵是由N个两两正交的M维向量组成的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述K的值等于所述M的值，所述K个第三信号与所述M个信号分量一一对应。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵是N维酉矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵是根据离散傅里叶变换确定的矩阵，或

所述第一矩阵是根据m个矩阵

或者克罗内积相乘确定的矩阵。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设的波束的数量与N个终端设备一一对应。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵的数学形式是以下形式中的任意一种：

或者

或者

8.一种信号处理的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取第一信号，所述第一信号包括M个信号分量，M为大于或等于1的正整数；

处理单元，用于根据第一矩阵对所述第一信号进行第一加权处理，以确定N个第二信号，N为大于或等于1的整数，所述第一矩阵的行数为M，列数为N；

所述处理单元，还用于根据第二矩阵对所述N个第二信号进行第二加权处理，确定K个第三信号，所述第二矩阵是所述第一矩阵的行列式中K个M维向量组成的矩阵的共轭转置矩阵，K小于或等于N；

通信单元，通过预设的波束发送所述K个第三信号，所述预设的波束用于承载需要发送至所述波束所对应的至少一个终端设备的第三信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一矩阵是由N个两两正交的M维向量组成的。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述K的值等于所述M的值，所述K个第三信号与所述M个信号分量一一对应。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一矩阵是N维酉矩阵。

12.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第一矩阵是根据离散傅里叶变换确定的矩阵，或

所述第一矩阵是根据m个矩阵

或者

克罗内积相乘确定的矩阵。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述预设的波束的数量与N个终端设备一一对应。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一矩阵的数学形式是以下形式中的任意一种：

或者

或者

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至7中任一项所述信号处理的方法。

16.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至7中任一项所述信号处理的方法。

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