CN111740771B - 一种混合多波束形成方法、天线装置及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种混合多波束形成方法及相关装置。本申请实施例提供的一种天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；所述平面相控阵天线包括S行天线子阵，且S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列，有利于降低波束的切换开销。

Description

一种混合多波束形成方法、天线装置及相关装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种混合多波束形成方法、天线装置及相关装置。
背景技术
当前运营和部署中的卫星系统多采用点波束方案，通过多波束天线可以在同一时刻形成多个点波束覆盖地面不同区域，以解决地面基站未覆盖区域的通信问题。例如，铱星系统中每颗卫星配有48个L波段固定点波束，以提供全球通信。非地球静止轨道(non-geostationary earth orbit,NGEO)卫星系统采用高增益点波束与地面终端进行数据传输，可以提供低通信时延和高通信速率；同时，该系统可以降低单颗卫星的成本，是目前卫星通信的研究热点。但是，由于NGEO卫星系统具有相对于地面高速移动的特点，使得用户即使相对于地面没有移动，也会存在波束切换频繁的问题，增加了波束的切换开销，降低了系统性能。因此，针对NGEO卫星通信场景，如何降低波束的切换开销，提高系统性能成为待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种混合多波束形成方法、天线装置及相关装置，有利于降低波束的切换开销。
第一方面，本申请实施例提供一种天线装置，包括采用矩形阵列的平面相控阵天线，该平面相控阵天线包括S行天线子阵，S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准排列。其中，该S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准排列，有利于使得每行天线子阵形成的子阵波束在地面的覆盖区域在天线装置移动过程中，也沿天线装置的移动方向移动，从而有利于在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，用户设备处于同一个子阵波束在地面的覆盖区域中，不需要调整天线子阵的移相器配置，进而降低波束的切换开销。
在一种可能的设计中，天线子阵包括T列天线单元，T列天线单元均以垂直于天线装置的移动方向为基准排列。可见，该设计方式有利于使得该T列天线单元形成的阵列波束在地面的覆盖区域在天线装置移动过程中，也沿天线装置的移动方向移动，并且，有利于减少相同覆盖区域所需的阵列波束个数。
在一种可能的设计中，平面相控阵天线的阵列法向指向地心，S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准依次等距排列；和/或，T列天线单元均以垂直于天线装置的移动方向为基准依次等距排列。采用该设计，可以确定矩形阵列所在的平面与地面平行，进而确定S行天线子阵的排列方式以及每行天线子阵的T列天线单元的排列方式。可见，该设计方式使S行天线子阵的阵列结构相同，则S行天线子阵形成的子阵波束相同，有利于满足该平面相控阵天线的天线增益需求。
在一种可能的设计中，S行天线子阵中相邻的天线子阵之间的间距均不大于工作频率对应的波长的一半；和/或，每行天线子阵中相邻的天线单元之间的间距均不大于工作频率对应的波长的一半。采用该设计，可以避免栅瓣的出现，降低不同波束之间的干扰。
在一种可能的设计中，S行天线子阵的移相器配置在同一时刻相同。采用该设计，S行天线子阵在地面的覆盖区域相同，可以满足该平面相控阵天线的天线增益需求。
在一种可能的设计中，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，S行天线子阵的移相器配置不变，数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数改变。采用该设计，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，只调整预编码矩阵来切换波束在地面的覆盖区域，不需要重新配置移相器，可以降低波束的切换开销。
第二方面，本申请实施例提供一种混合多波束形成方法，可以实现对地覆盖，该方法采用第一方面提供的天线装置，通过获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，形成N*M个点波束；其中，第一覆盖区域为垂直于天线装置的移动方向上的覆盖区域，第二覆盖区域为沿天线装置移动方向上的覆盖区域。可见，该方案使第一覆盖区域垂直于天线装置的移动方向，第二覆盖区域沿天线装置移动方向，在实现对地覆盖时可以减少移相器的切换次数，进而降低波束的切换开销。
在一种可能的设计中，根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，例如，根据第一角度和第二角度的商确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N。其中，第一角度为天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角，第二角度为天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的功率角。采用该设计，可以实现对地覆盖所需的子阵波束个数最少。
在一种可能的设计中，根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，例如，根据第三角度和第四角度的商确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。其中，第三角度为天线阵列沿天线装置的移动方向的半张角，第四角度为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向的功率角。采用该设计，有利于实现对地覆盖所需的阵列波束个数最少。
在一种可能的设计中，本申请实施例提供的混合多波束形成方法采用第一方面任一项或多项实施方式所述的天线装置。
第三方面，本申请实施例提供一种混合多波束形成方法，可以实现指定用户区域的覆盖，该方法采用第一方面提供的天线装置，通过获取覆盖用户设备所在位置对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，形成点波束Bnm，该点波束Bnm在地面的覆盖区域包括用户设备所在位置。其中，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面形成的覆盖区域，但处于不同阵列波束在地面形成的不同覆盖区域；所述N为第一覆盖区域所需的子阵波束个数；所述M为第二覆盖区域所需的阵列波束个数；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域；所述第二覆盖区域为沿所述天线装置的移动方向上的覆盖区域。采用该方案，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，由于用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面形成的覆盖区域内，则不需要调整移相器的配置，只需要修改预编码矩阵来切换波束在地面形成的不同覆盖区域以覆盖用户设备所在区域，可以降低波束的切换开销。
在一种可能的设计中，根据子阵波束索引n确定移相器配置，以及根据阵列波束索引m确定用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数，形成点波束Bnm，该点波束Bnm在地面的覆盖区域包括用户设备所在位置。
在一种可能的设计中，根据第一角度、子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，其中，移相器配置包括T个移相器的移相值。例如，首先根据第一角度、子阵波束索引n与子阵波束个数N，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角；然后根据第n个子阵波束与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、移相器的索引t及工作频率对应的波长，确定第t个移相器的移相值。采用该设计，可以计算S行天线子阵对应的移相器配置，以确定S行天线子阵形成的阵列波束在地面的覆盖区域。
在一种可能的设计中，根据第三角度、阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数。例如，首先根据第三角度、阵列波束索引m及阵列波束个数M，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角；然后根据点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、天线子阵的索引s及工作频率对应的波长，确定用户设备的数据流m映射到第s行天线子阵的加权系数。采用该设计，可以计算用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数，以确定点波束Bnm在地面的覆盖区域。
在一种可能的设计中，本申请实施例提供的混合多波束形成方法采用第一方面任一项或多项实施方式所述的天线装置。
第四方面，本申请实施例提供一种混合多波束形成装置，该装置具有实现第二方面所提供的混合多波束形成方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
第五方面，本申请实施例提供一种混合多波束形成装置，该装置具有实现第三方面所提供的混合多波束形成方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
第六方面，本申请实施例提供一种网络设备，该网络设备包括处理器和存储器；该存储器用于存储计算机程序，该处理器执行存储器中存储的计算机程序，以使该网络设备执行第二方面或第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
在一种可能的设计中，该处理器执行存储器中存储的计算机程序，以使该网络设备执行第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法。
第七方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第二方面或第二方面中任一种可能实现方式中的方法的指令。
第八方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法的指令。
第九方面，本申请实施例提供一种处理器，该处理器包括至少一种电路，用于执行第二方面或第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
第十方面，本申请实施例提供一种处理器，该处理器包括至少一种电路，用于执行第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法。
第十一方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，使得计算机执行第二方面或第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
第十二方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，使得计算机执行第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法。
第十三方面，本申请实施例提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，例如，应用于混合多波束形成装置中，用于实现上述第二方面中所涉及的功能或方法。在一种可行的实现方式中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存实现上述第二方面所述方法的功能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。
第十四方面，本申请实施例提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，例如，应用于混合多波束形成装置中，用于实现上述第三方面中所涉及的功能或方法。在一种可行的实现方式中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存实现上述第三方面所述方法的功能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是适用于本申请实施例提供的混合多波束形成方法的卫星通信系统的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种平面相控阵天线的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种平面相控阵天线的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种天线子阵在地面的覆盖区域的示意图；
图6是本申请实施例提供的一种混合多波束形成方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种混合多波束在地面的覆盖区域的示意图；
图8a至图8c是本申请实施例提供的一种混合多波束形成方法的应用示意图；
图9是本申请实施例提供的另一种混合多波束在地面的覆盖区域的示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种混合多波束形成方法的应用示意图；
图11是本申请实施例提供的另一种混合多波束在地面的覆盖区域的示意图；
图12是本申请实施例提供的另一种混合多波束形成方法的流程示意图；
图13是本申请实施例提供的一种混合多波束形成装置的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的另一种混合多波束形成装置的结构示意图；
图15是本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请实施例提供的一种混合多波束形成方法、天线装置及相关装置，可以应用于各种通信系统，例如：卫星通信系统，无人机通信系统等。本申请实施例以图1所示的卫星通信系统为例进行阐述。如图1所示，该卫星通信系统包括卫星设备11和用户设备12。其中，卫星设备11包括本申请实施例提供的一种天线装置111，采用天线装置111可以形成混合多波束，每个点波束在地面形成一个覆盖区域14，位于该覆盖区域14内的用户设备12(如移动终端、飞机等)可以实现卫星通信。可选的，该卫星通信系统还包括地面关口站13。卫星设备11配备了和地面关口站13进行通信的馈电链路，卫星设备11通过地面关口站13接入到地面核心网15，可以与地面核心网中的设备(如固定电话等)进行通信。图1实施例所示的卫星通信系统可以是非地球静止轨道(non-geostationary earth orbit,NGEO)卫星系统，由于NGEO卫星系统相对于地面高速移动(例如相对于地面的运动速度为7km/s)，则该卫星系统中的波束切换绝大部分是由于卫星的移动而不是用户本身的移动，将导致较高的波束的切换开销。其中，波束的切换开销可以是切换时间开销。
为了解决该问题，本申请实施例提供一种混合多波束形成方法及相关装置，该混合多波束形成方法基于本申请实施例提供的一种天线装置，该天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；平面相控阵天线包括S行天线子阵，S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列。可见，该S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准排列，有利于使得每行天线子阵形成的子阵波束在地面的覆盖区域在天线装置移动过程中，也沿天线装置的移动方向移动，从而有利于在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，用户设备处于同一个子阵波束在地面的覆盖区域中，不需要调整天线子阵的移相器配置，进而降低波束的切换开销。
本申请实施例以图2所示的天线装置为例，进行阐述。如图2所示，该天线装置包括数字基带单元、数字预编码模块、S个数模接口模块、S个模拟收发模块和平面相控阵天线。其中，数字基带单元可以产生和处理数据流，用于输出或接收M个数据流；数字预编码模块可以包括多个预编码矩阵，用于将M个数据流根据预编码矩阵生成S行天线子阵的数据流，或者将S行天线子阵的数据流转换为M个数据流；数模接口模块用于将天线子阵的数据流转换为模拟信号，或者将模拟信号转换为天线子阵的数据流；模拟收发模块用于将模拟信号传输至天线子阵，或者接收天线子阵发送的模拟信号；平面相控阵天线包括S行天线子阵，用于发射或接收模拟信号。其中，每行天线子阵包括T列天线单元，每列天线单元连接一个移相器，用于改变发射或接收到的模拟信号的相位。
如图2所示，数字基带单元的M个端口与数字预编码模块的M个端口一一对应连接，数字预编码模块除上述M个端口外的S个端口与S个数模接口模块一一对应连接，S个数模接口模块与S个模拟收发模块一一对应连接，S个模拟收发模块与与S行天线子阵一一对应连接。其中，S个模拟收发模块与S行天线子阵一一对应连接包括：S个模拟收发模块与S个1分T的功分器一一对应连接；其中，每个1分T的功分器的T个端口与T个移相器一一对应连接，T个移相器与每行天线子阵中的T个天线单元一一对应连接。
本申请实施例中，天线装置包括矩形阵列的平面相控阵，该平面相控阵天线包括S行天线子阵，S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准排列。其中，S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准排列，可以是S行天线子阵沿天线装置的移动方向依次排列，即S行天线子阵的几何中心的连线与天线装置的移动方向平行，如图3所示。
可选的，平面相控阵天线的阵列法向指向地心，则可以确定平面相控阵天线的矩形阵列所在的平面与地面平行。例如，S行天线子阵以图4所示的排列方式排列，则S行天线子阵形成的阵列波束在地面的覆盖区域包括多个天线单元形成的阵列波束在地面的圆形覆盖区域，如图5所示。可见，该S行天线子阵形成的阵列波束在地面的覆盖区域的形状可为长椭圆形，且该长椭圆形的长边沿天线装置的移动方向。可见，S行天线子阵的沿天线装置的移动方向依次排列，有利于在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，用户设备处于同一个子阵波束在地面的覆盖区域中，不需要调整天线子阵的移相器配置，进而降低波束的切换开销。
可选的，每行天线子阵包括T列天线单元，T列天线单元均以垂直于天线装置的移动方向为基准排列，其中，T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列可以是T列天线单元的排列方向均垂直于天线装置的移动方向，即T列天线单元的几何中心的连线垂直于天线装置的移动方向。
例如，T列天线单元以图4所示的排列方式排列，则T列天线单元在地面的覆盖区域如图5所示，每列天线单元在地面的覆盖区域为圆形，T列天线单元在地面的覆盖区域沿天线装置的移动方向移动。可见，T列天线单元均以垂直于天线装置的移动方向为基准排列，有利于使得该T列天线单元形成阵列波束在地面的覆盖区域在天线装置移动过程中，也沿天线装置的移动方向移动，并且，有利于减少相同覆盖区域所需的阵列波束个数。
可选的，S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准排列包括S行天线子阵以天线装置的移动方向为基准依次等距排列；和/或，T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列包括所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准依次等距排列。例如，S行天线子阵均以相同的间距沿天线装置的移动方向排列；又例如，T列天线单元均以相同的间距沿垂直于天线装置的移动方向排列；再例如，S行天线子阵均以相同的间距沿天线装置的移动方向排列并且T列天线单元均以相同的间距沿垂直于天线装置的移动方向排列。该实施方式中，S行天线子阵和/或T列天线单元均采用相同的间距排列，有利于满足该平面相控阵天线的天线增益需求。
可选的，S行天线子阵中相邻的天线子阵之间的间距均不大于工作频率对应的波长的一半；和/或，所述每行天线子阵中相邻的天线单元之间的间距均不大于工作频率对应的波长的一半。可见，将S行天线子阵中相邻的天线子阵之间的间距和/或每行天线子阵中相邻的天线单元之间的间距限定为不大于工作频率对应的波长的一半，可以避免栅瓣的出现，有利于降低不同波束之间的干扰。
可选的，S行天线子阵的移相器配置在同一时刻相同。可见，S行天线子阵的移相器配置相同，则S行天线子阵的阵列波束在地面的覆盖区域相同，叠加形成如图5所示的长椭圆形覆盖区域，可以满足该平面相控阵天线的天线增益需求。
可选的，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，S行天线子阵的移相器配置不变，数据流映射到S行天线子阵的加权系数改变；其中，天线装置相对于用户设备的过顶时长为天线装置产生的点波束在地面的覆盖区域覆盖所述用户设备所在位置的时长。可见，在所述天线装置相对于用户设备的过顶时长内，S行天线子阵的移相器配置不变，可以降低波束的切换开销。
本申请实施例提供了一种混合多波束形成方法，可以采用图2所示的一种天线装置，请参见图6，该方法以卫星设备为执行主体为例，可包括以下步骤：
S601，卫星设备获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。
卫星设备形成混合多波束以完成对地覆盖时，需要同时考虑第一覆盖区域以及第二覆盖区域，其中，第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域，第二覆盖区域为沿天线装置移动方向上的覆盖区域。以图2所示的一种天线装置为例，采用该天线装置形成的混合多波束在地面的覆盖区域可以为一个矩形覆盖区域，如图7所示。其中，第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域，如图7中矩形的虚线包括的区域，该区域内包括垂直于所述天线装置的移动方向上不同的线型的圆形区域；第二覆盖区域为沿天线装置移动方向上的覆盖区域，如图7中长椭圆形的虚线包括的区域。
可选的，可以根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N；其中，第一角度θ1为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向的半张角，第二角度
Figure GDA0003245733800000061
为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向的功率角。其中，可以根据第一角度θ1和第二角度
Figure GDA0003245733800000062
的商确定所述第一覆盖区域所需的子阵波束个数N。例如，第一覆盖区域所需的子阵波束个数N可以通过数学公式计算得到，具体公式为：
Figure GDA0003245733800000063
其中，θ1可以为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向上的半张角，也可以小于天线阵列在垂直于天线装置的移动方向上的半张角。例如，当θ1为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向上的半张角时，天线阵列产生的点波束在垂直于天线装置的移动方向上的波束宽度最大，从而在地面的第一覆盖区域较宽。
Figure GDA0003245733800000071
可以为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向的半功率角，对应3dB的波瓣宽度；也可以为2dB波瓣宽度对应的功率角，本申请实施例不作具体限制。天线阵列与天线装置的移动特性相关，如S行天线子阵沿天线装置的移动方向排列；第一角度和第二角度也与天线装置的移动特性相关，如第一角度为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向上的半张角，第二角度为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向的半功率角，则根据第一角度和第二角度确定子阵波束个数N，有利于实现对地覆盖所需的子阵波束个数最少。
可选的，可以根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，所述第三角度θ2为天线阵列沿天线装置的移动方向的半张角，所述第四角度
Figure GDA0003245733800000072
为天线阵列沿天线装置的移动方向的功率角。其中，根据第三角度和第四角度的商确定所述第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。例如，第二覆盖区域所需的阵列波束个数M可以通过数学公式计算得到，具体公式为：
Figure GDA0003245733800000073
其中，θ2为天线阵列沿天线装置的移动方向的半张角，也可以小于天线阵列沿天线装置的移动方向上的半张角。例如，当θ2为天线阵列沿天线装置的移动方向上的半张角时天线阵列产生的点波束沿天线装置的移动方向上的波束宽度最大，从而在地面的第二覆盖区域较宽。
Figure GDA0003245733800000074
可以为天线阵列沿天线装置的移动方向的半功率角，对应3dB的波瓣宽度；也可以为2dB波瓣宽度对应的功率角，本申请实施例不作具体限制。天线阵列与天线装置的移动特性相关，如T列天线单元沿垂直于天线装置的移动方向排列；第三角度和第四角度也与天线装置的移动特性相关，如第三角度为天线阵列沿天线装置的移动方向的半张角，第四角度为天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半功率角，则根据第三角度和第四角度确定阵列波束个数N，有利于实现对地覆盖所需的阵列波束个数最少。
S602，卫星设备根据所述子阵波束个数N和所述阵列波束个数M形成N*M个点波束。
根据S601得到的子阵波束个数N和阵列波束个数M，形成N*M个点波束。其中，S行天线子阵的移相器配置在同一时刻相同，则采用天线装置完成对地覆盖需要N个时刻。预编码矩阵可以将M个用户数据流映射至S行天线子阵，则每个时刻S行天线子阵可以形成M个点波束，N个时刻共形成N*M个点波束以实现对地覆盖。可选的，本申请实施例中，采用如图2所示的天线装置，形成M个点波束的流程包括：数字基带单元的M个端口分别输出M个用户数据流至数字预编码模块的M个端口；数字预编码模块采用预编码矩阵将M个用户数据流分别映射到S行天线子阵的数据流，并通过除上述M个端口外的S个端口分别输出S行天线子阵的数据流至S个数模接口模块；S个数模接口模块将S行天线子阵的数据流分别转换为S路模拟信号，并将S路模拟信号分别输出至S个模拟收发模块；S个模拟收发模块分别将S路模拟信号输出至S行天线子阵。其中，S个模拟收发模块分别将S路模拟信号输出至S行天线子阵包括：S个模拟收发模块将S路模拟信号分别输出至S个1分T的功分器，对于每一行天线子阵，一个1分T的功分器将一路模拟信号分为T路模拟信号，分别输出至T列天线单元以形成M个点波束。
在一种实现方式中，图6所示的一种混合多波束形成方法可以应用于低轨极轨道卫星系统中，请参见图8a，该低轨极轨道卫星系统采用极轨道实现全球覆盖(例如，轨道面倾角为86.4°)，并基于该低轨极轨道卫星系统的星座设计(包括轨道高度、用户设备的最小仰角等参数)，可以获取第一角度θ1。可以理解的是，图8a所示的卫星设备安装有天线装置。图8b为第一角度θ1的示意图，其中，用户设备所在位置为图8b中所示的A点，在卫星相对于用户设备的过顶时长内，卫星从图8b中所示的B点移动至C点，移动过程中天线阵列在地面的覆盖区域如图8b中所示D点与E点之间的连线，图8b所示的θ1即为可以为天线阵列在垂直于天线装置的移动方向上的半张角。其中，图8b中所示的B点和C点之间的连线为卫星轨道的截面，可以视为一条直线；D点和E点之间的连线为天线阵列在地面的覆盖区域的截面，也可以视为一条直线。图8c为第三角度θ2的示意图，用户设备所在位置在卫星轨道面上的投影点为A＇，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，天线装置从图8c中所示的B点移动至C点，图8c所示的θ2即为天线阵列沿天线装置的移动方向的半张角。其中，图8c中所示的B点和C点之间的连线为卫星轨道的截面，可以视为一条直线。将图6所示的一种混合多波束形成方法应用于图8a所示的低轨极轨道卫星系统，可以形成如图9所示的N*M个点波束以实现对地覆盖。
在一种实现方式中，图6所示的一种混合多波束形成方法可以应用于中轨赤道轨道卫星系统中，请参见图10，该中轨赤道轨道卫星系统采用赤道轨道实现对赤道附近区域覆盖，并基于该中轨赤道轨道卫星系统的星座设计(包括纬度覆盖范围、用户设备的最小仰角等参数)，可以获取第一角度θ1。其中，图10所示的卫星设备安装有天线装置。第一角度θ1的示意图以及第三角度θ2的示意图请参见图8b和图8c，在此不赘述。将图6所示的一种混合多波束形成方法应用于图10所示的低轨极轨道卫星系统，可以形成如图11所示的N*M个点波束以实现对地覆盖。
可见，本申请实施例的提供的一种混合多波束形成方法，可以获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，并根据所述子阵波束个数N和所述阵列波束个数M形成N*M个点波束以完成对地覆盖，可见，该方案使第一覆盖区域垂直于天线装置的移动方向，第二覆盖区域沿天线装置移动方向，在实现对地覆盖时可以减少移相器的切换次数，进而降低波束的切换开销。
本申请实施例提供了另一种混合多波束形成方法，可以采用如图2所示的一种天线装置，请参见图12，该方法以卫星设备为执行主体为例，具体包括以下步骤：
S1201，卫星设备获取覆盖用户设备所在位置对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，所述n为小于或等于N的整数，所述m为小于或等于M的整数。
卫星设备服务的地面区域被天线装置产生的N*M个点波束完全覆盖，如图7所示，则在覆盖区域内的用户设备将处于某个点波束在地面的覆盖区域内。假设用户设备在某一时刻处于一个点波束Bnm在地面的覆盖区域内，则天线装置可以获取覆盖用户设备所在位置的点波束Bnm对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，其中，n为小于或等于N的整数，m为小于或等于M的整数。其中，在所述天线装置相对于用户设备的过顶时长内，可以确定用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面的覆盖区域，即用户设备所在位置均处于如图7所示的天线子阵在地面的长椭圆形的覆盖区域内；但处于不同阵列波束在地面的不同覆盖区域，即用户设备所在位置随天线装置的移动而处于如图7所示的长椭圆形的覆盖区域内不同的圆形的覆盖区域内。
S1202，卫星设备根据所述子阵波束索引n以及阵列波束索引m形成点波束Bnm，所述点波束Bnm在地面的覆盖区域包括所述用户设备所在位置。
根据S1201可以确定子阵波束索引n以及阵列波束索引m，则天线装置可以形成点波束Bnm以覆盖指定区域的用户设备。其中，该点波束在地面的覆盖区域包括用户设备所在位置。
其中，根据所述子阵波束索引n以及阵列波束索引m形成点波束Bnm，可以包括：根据所述子阵波束索引n确定移相器配置，以及根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数。
可选的，根据所述子阵波束索引n确定移相器配置包括：根据第一角度θ1、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，所述移相器配置包括T个移相器的移相值。具体的，根据所述第一角度θ1、所述子阵波束索引n与所述N，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角αn。可以理解的是，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角αn可以通过数学公式计算得到，具体公式为：αn＝n*(2*θ1/N)-θ1。进一步，根据所述第n个子阵波束与阵列法向的夹角对应的余弦值cosαn、相邻的天线子阵之间的间距d、移相器的索引t及工作频率对应的波长λ，确定第t个移相器的移相值。可以理解的是，T个移相器的移相值可以通过数学公式计算得到，具体的，计算第t个移相器的移相值的具体公式为：γt＝2*π*t*d*cosαn/λ。
可选的，根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数包括：根据所述第三角度θ2、所述阵列波束索引m及所述M，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角βm。例如，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角βm可以通过数学公式计算得到，具体公式为：βm＝m*(2*θ2/M)-θ2。其中，根据所述点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角对应的余弦值cosβm、相邻的天线子阵之间的间距d、天线子阵的索引s及工作频率对应的波长λ，确定所述用户设备的数据流m映射到第s行天线子阵的加权系数。例如，用户设备的数据流m映射到第s行天线子阵的加权系数可以通过数学公式计算得到，一个数据流对应一个点波束，数据流m用于该用户设备，则可以计算用户设备的数据流m映射到第s行天线子阵的加权系数w(m,s)＝ej*(2*π*s*d*cosβ m /λ)。
可见，本申请实施例提供的一种混合多波束形成方法，根据子阵波束索引n确定移相器配置，可以实现在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，用户设备所在位置均处于第n个子阵波束在地面的覆盖区域，即在天线装置相对于用户设备的过顶时长内不需要再调整移相器的配置。同时，根据阵列波束索引m确定用户设备的数据流m映射到S行天线子阵的加权系数，只需要通过软件计算对应的预编码矩阵的权值，不需要硬件上的调整，降低波束切换的时间开销。
下面结合图13至图15详细说明本申请实施例的相关装置。
本申请实施例提供一种混合多波束形成装置的结构示意图，如图13所示，该混合多波束形成装置1300可用于实现如图6所示的混合多波束形成方法。该混合多波束形成装置1300可以包括：
获取单元1301，用于获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域，所述第二覆盖区域为沿所述天线装置移动方向上的覆盖区域；
形成单元1302，用于根据所述子阵波束个数N和所述阵列波束个数M形成N*M个点波束。
在一种实现方式中，获取单元1302具体可以用于：根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，所述第一角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角，所述第二角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的功率角。
在一种实现方式中，获取单元1302具体可以用于：根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，所述第三角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角，所述第四角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的功率角。
在一种实现方式中，获取单元1302具体可以用于：根据所述第一角度和所述第二角度的商确定所述第一覆盖区域所需的子阵波束个数N。
在一种实现方式中，获取单元1302具体可以用于：根据所述第三角度和所述第四角度的商确定所述第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。
本申请实施例提供一种混合多波束形成装置的结构示意图，如图14所示，该混合多波束形成装置1400可用于实现如图12所示的混合多波束形成方法。该混合多波束形成装置1400可以包括：
获取单元1401，用于获取覆盖用户设备所在位置对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，所述n为小于或等于N的整数，所述m为小于或等于M的整数；
确定单元1402，用于根据所述子阵波束索引n以及阵列波束索引m形成点波束Bnm，所述点波束Bnm在地面的覆盖区域包括所述用户设备所在位置；
其中，在所述天线装置相对于用户设备的过顶时长内，所述用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面的覆盖区域，但处于不同阵列波束在地面的不同覆盖区域；
所述N为第一覆盖区域所需的子阵波束个数；所述M为第二覆盖区域所需的阵列波束个数；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域；所述第二覆盖区域为沿所述天线装置的移动方向上的覆盖区域。
在一种实现方式中，确定单元1402具体可以用于：根据所述子阵波束索引n确定移相器配置，以及根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数。
在一种实现方式中，确定单元1402具体可以用于：根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，所述移相器配置包括T个移相器的移相值；所述第一角度为所述平面相控阵天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角。
在一种实现方式中，确定单元1402具体可以用于：根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数；所述第三角度为所述平面相控阵天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角。
在一种实现方式中，确定单元1402具体可以用于：根据所述第一角度、所述子阵波束索引n与所述N，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角；
根据所述第n个子阵波束与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、移相器的索引t及工作频率对应的波长，确定第t个移相器的移相值。
在一种实现方式中，确定单元1402具体可以用于：根据所述第三角度、所述阵列波束索引m及所述M，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角；
根据所述点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、天线子阵的索引s及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到第s行天线子阵的加权系数。
本申请实施例还提供的一种网络设备，如图15所示，该网络设备1500可以包括处理器1501和存储器1502，处理器1501和存储器1502可以通过一条或多条通信总线相互连接，也可以通过其它方式相连接。其中，图13所示的获取单元1301和形成单元1302所实现的相关功能可以通过同一个处理器1501来实现，也可以通过多个不同的处理器1501来实现；同样的，图14所示的获取单元1401和确定单元1402所实现的相关功能可以通过同一个处理器1501来实现，也可以通过多个不同的处理器1501来实现。
处理器1501可以包括一个或多个处理器，例如该处理器1501可以是一个或多个中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(network processor，NP)，硬件芯片或者其任意组合。在处理器1502是一个CPU的情况下，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。
存储器1502用于存储程序代码等。存储器1502可以包括易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)；存储器1502也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器1502还可以包括上述种类的存储器的组合。
在一种实现方式中，处理器1501可以调用存储器1502中存储的程序代码以执行以下操作：
获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域，所述第二覆盖区域为沿所述天线装置移动方向上的覆盖区域；
根据所述子阵波束个数N和所述阵列波束个数M形成N*M个点波束。
在一种实现方式中，处理器1501执行获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N时，具体可以执行以下操作：根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，所述第一角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角，所述第二角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的功率角。
在一种实现方式中，处理器1501执行获取第二覆盖区域所需的阵列波束个数M时，具体可以执行以下操作：根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，所述第三角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角，所述第四角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的功率角。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N时，具体可以执行以下操作：根据所述第一角度和所述第二角度的商确定所述第一覆盖区域所需的子阵波束个数N。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N时，具体可以执行以下操作：根据所述第三角度和所述第四角度的商确定所述第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。
在一种实现方式中，处理器1501可以调用存储器1502中存储的程序代码以执行以下操作：
获取覆盖用户设备所在位置对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，所述n为小于或等于N的整数，所述m为小于或等于M的整数；
根据所述子阵波束索引n以及所述阵列波束索引m形成点波束Bnm，所述点波束Bnm在地面的覆盖区域包括所述用户设备所在位置；
其中，在所述天线装置相对于用户设备的过顶时长内，所述用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面的覆盖区域，但处于不同阵列波束在地面的不同覆盖区域；
所述N为第一覆盖区域所需的子阵波束个数；所述M为第二覆盖区域所需的阵列波束个数；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域；所述第二覆盖区域为沿所述天线装置的移动方向上的覆盖区域。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据所述子阵波束索引n以及所述阵列波束索引m形成点波束Bnm时，具体可以执行以下操作：根据所述子阵波束索引n确定移相器配置，以及根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据所述子阵波束索引n确定移相器配置时，具体可以执行以下操作：根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，所述移相器配置包括T个移相器的移相值；所述第一角度为所述平面相控阵天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数时，具体可以执行以下操作：根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数；所述第三角度为所述平面相控阵天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置时，具体可以执行以下操作：根据所述第一角度、所述子阵波束索引n与所述N，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角；
根据所述第n个子阵波束与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、移相器的索引t及工作频率对应的波长，确定第t个移相器的移相值。
在一种实现方式中，处理器1501执行根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数时，具体可以执行以下操作：根据所述第三角度、所述阵列波束索引m及所述M，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角；
根据所述点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、天线子阵的索引s及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到第s行天线子阵的加权系数。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，可以用于存储图13和图14所示实施例中混合多波束形成装置所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述任一方法实施例所述的混合多波束形成方法。可以理解的是，上述计算机可读存储介质包括但不限于快闪存储器、硬盘、固态硬盘。
本申请实施例还提供一种处理器，该处理器包括至少一个电路，用于执行上述任一方法实施例所述的混合多波束形成方法。上述处理器可以为芯片，可以执行用于实现上述实施例中为网络设备所设计的指令或程序。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一方法实施例所述的混合多波束形成方法。
本申请实施例还提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，该处理器用于实现上述任一方法实施例所述的混合多波束形成方法。在一种可行的实现方式中，所述芯片系统还包括存储器，该存储器用于保存实现网络设备的功能所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。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述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，所述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(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(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。所述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成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，高密度数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD))、或者半导体介质(例如，固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。
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 (32)

1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置应用于混合多波束形成方法中，所述天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；
所述平面相控阵天线包括S行天线子阵；
所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列；所述平面相控阵天线的天线阵列的法向指向地心；每行天线子阵包括T列天线单元，所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列包括：所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准依次等距排列；
和/或，所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列包括：所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准依次等距排列。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述S行天线子阵中相邻的天线子阵之间的间距均不大于工作频率对应的波长的一半；和/或，
所述每行天线子阵中相邻的天线单元之间的间距均不大于工作频率对应的波长的一半。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述S行天线子阵的移相器配置在同一时刻相同。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，在所述天线装置相对于用户设备的过顶时长内，所述S行天线子阵的移相器配置不变，数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数改变；
其中，所述天线装置相对于用户设备的过顶时长为所述天线装置产生的点波束在地面的覆盖区域覆盖所述用户设备所在位置的时长。
6.一种混合多波束形成方法，其特征在于，采用一种天线装置，所述天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；所述平面相控阵天线包括S行天线子阵；所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列；所述平面相控阵天线的天线阵列的法向指向地心；每行天线子阵包括T列天线单元，所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列；所述方法包括：
获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域，所述第二覆盖区域为沿所述天线装置移动方向上的覆盖区域；
根据所述子阵波束个数N和所述阵列波束个数M形成N*M个点波束。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，包括：
根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，所述第一角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角，所述第二角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的功率角。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，包括：
根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，所述第三角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角，所述第四角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的功率角。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，包括：
根据所述第一角度和所述第二角度的商确定所述第一覆盖区域所需的子阵波束个数N。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，包括：
根据所述第三角度和所述第四角度的商确定所述第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求2至5任一项所述的天线装置。
12.一种混合多波束形成方法，其特征在于，采用一种天线装置，所述天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；所述平面相控阵天线包括S行天线子阵；所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列；所述平面相控阵天线的天线阵列的法向指向地心；每行天线子阵包括T列天线单元，所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列；所述方法包括：
获取覆盖用户设备所在位置对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，所述n为小于或等于N的整数，所述m为小于或等于M的整数；
根据所述子阵波束索引n以及所述阵列波束索引m形成点波束Bnm，所述点波束Bnm在地面的覆盖区域包括所述用户设备所在位置；
其中，在所述天线装置相对于用户设备的过顶时长内，所述用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面的覆盖区域，但处于不同阵列波束在地面的不同覆盖区域；
所述N为第一覆盖区域所需的子阵波束个数；所述M为第二覆盖区域所需的阵列波束个数；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域；所述第二覆盖区域为沿所述天线装置的移动方向上的覆盖区域。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述子阵波束索引n以及所述阵列波束索引m形成点波束Bnm，包括：
根据所述子阵波束索引n确定移相器配置，以及根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述子阵波束索引n确定移相器配置，包括：
根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，所述移相器配置包括T个移相器的移相值；所述第一角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数，包括：
根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数；所述第三角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，包括：
根据所述第一角度、所述子阵波束索引n与所述N，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角；
根据所述第n个子阵波束与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、移相器的索引t及工作频率对应的波长，确定第t个移相器的移相值。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数，包括：
根据所述第三角度、所述阵列波束索引m及所述M，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角；
根据所述点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、天线子阵的索引s及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到第s行天线子阵的加权系数。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求2至5任一项所述的天线装置。
19.一种混合多波束形成装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N以及第二覆盖区域所需的阵列波束个数M；所述第一覆盖区域为垂直于天线装置的移动方向上的覆盖区域，所述第二覆盖区域为沿天线装置移动方向上的覆盖区域；所述天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；所述平面相控阵天线包括S行天线子阵；所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列；所述平面相控阵天线的天线阵列的法向指向地心；每行天线子阵包括T列天线单元，所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列；
形成单元，用于根据所述子阵波束个数N和所述阵列波束个数M形成N*M个点波束。
20.根据权利要求19所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述获取单元用于获取第一覆盖区域所需的子阵波束个数N时，具体用于：
根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N，所述第一角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角，所述第二角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的功率角。
21.根据权利要求19所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述获取单元用于获取第二覆盖区域所需的阵列波束个数M时，具体用于：
根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M，所述第三角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角，所述第四角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的功率角。
22.根据权利要求20所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述获取单元用于根据第一角度和第二角度确定第一覆盖区域所需的子阵波束个数N时，具体用于：
根据所述第一角度和所述第二角度的商确定所述第一覆盖区域所需的子阵波束个数N。
23.根据权利要求21所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述获取单元用于根据第三角度和第四角度确定第二覆盖区域所需的阵列波束个数M时，具体用于：
根据所述第三角度和所述第四角度的商确定所述第二覆盖区域所需的阵列波束个数M。
24.根据权利要求19所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述混合多波束形成装置应用于如权利要求2至5任一项所述的天线装置中。
25.一种混合多波束形成装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取覆盖用户设备所在位置对应的子阵波束索引n以及阵列波束索引m，所述n为小于或等于N的整数，所述m为小于或等于M的整数；
确定单元，用于根据所述子阵波束索引n以及阵列波束索引m形成点波束Bnm，所述点波束Bnm在地面的覆盖区域包括所述用户设备所在位置；
其中，在天线装置相对于用户设备的过顶时长内，所述用户设备所在位置均处于同一子阵波束在地面的覆盖区域，但处于不同阵列波束在地面的不同覆盖区域；所述天线装置包括采用矩形阵列的平面相控阵天线；所述平面相控阵天线包括S行天线子阵；所述S行天线子阵以所述天线装置的移动方向为基准排列；所述平面相控阵天线的天线阵列的法向指向地心；每行天线子阵包括T列天线单元，所述T列天线单元均以垂直于所述天线装置的移动方向为基准排列；
所述N为第一覆盖区域所需的子阵波束个数；所述M为第二覆盖区域所需的阵列波束个数；所述第一覆盖区域为垂直于所述天线装置的移动方向上的覆盖区域；所述第二覆盖区域为沿所述天线装置的移动方向上的覆盖区域。
26.根据权利要求25所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述确定单元在根据所述子阵波束索引n以及阵列波束索引m形成点波束Bnm时，具体用于：
根据所述子阵波束索引n确定移相器配置，以及根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数。
27.根据权利要求26所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述确定单元在根据所述子阵波束索引n确定移相器配置时，具体用于：
根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置，所述移相器配置包括T个移相器的移相值；所述第一角度为所述天线阵列在垂直于所述天线装置的移动方向的半张角。
28.根据权利要求26所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述确定单元在根据所述阵列波束索引m确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数时，具体用于：
根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数；所述第三角度为所述天线阵列沿所述天线装置的移动方向的半张角。
29.根据权利要求27所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述确定单元在根据第一角度、所述子阵波束索引n、相邻的天线单元之间的间距及工作频率对应的波长，确定移相器配置时，具体用于：
根据所述第一角度、所述子阵波束索引n与所述N，确定第n个子阵波束与阵列法向的夹角；
根据所述第n个子阵波束与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、移相器的索引t及工作频率对应的波长，确定第t个移相器的移相值。
30.根据权利要求28所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述确定单元在根据第三角度、所述阵列波束索引m、相邻的天线子阵之间的间距及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到所述S行天线子阵的加权系数时，具体用于：
根据所述第三角度、所述阵列波束索引m及所述M，确定点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角；
根据所述点波束Bnm的波束方向与阵列法向的夹角对应的余弦值、相邻的天线子阵之间的间距、天线子阵的索引s及工作频率对应的波长，确定所述用户设备的数据流映射到第s行天线子阵的加权系数。
31.根据权利要求25所述的混合多波束形成装置，其特征在于，所述混合多波束形成装置应用于如权利要求2至5任一项所述的天线装置中。
32.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，如权利要求6-11或12-18中任一项所述的方法被执行。
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