CN113992256A - 卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 - Google Patents
卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113992256A CN113992256A CN202010732077.3A CN202010732077A CN113992256A CN 113992256 A CN113992256 A CN 113992256A CN 202010732077 A CN202010732077 A CN 202010732077A CN 113992256 A CN113992256 A CN 113992256A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- channel
- beams
- basic
- precoding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 192
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 190
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 159
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 309
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 93
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 74
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 64
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 54
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 39
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 24
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 37
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- GVVPGTZRZFNKDS-JXMROGBWSA-N geranyl diphosphate Chemical compound CC(C)=CCC\C(C)=C\CO[P@](O)(=O)OP(O)(O)=O GVVPGTZRZFNKDS-JXMROGBWSA-N 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005436 troposphere Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/204—Multiple access
- H04B7/2041—Spot beam multiple access
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
- H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
Abstract
本申请提供了一种卫星通信系统中进行预编码的方法和通信装置,考虑到卫星通信的信道主要受到大尺度信道的影响,并且大尺度信道主要由自由路径损耗所决定,因此,通过采用开环或者闭环的预编码技术,网络设备基于大尺度信道进行预编码,可以减少终端设备的不必要的信道测量,并且还能取得比较好的性能增益,提升卫星通信系统的预编码的性能。
Description
技术领域
本申请涉及卫星通信,更具体地,涉及一种卫星通信系统中预编码的方法和通信装置。
背景技术
和地面通信相比,卫星通信有着独特的有点,例如,可以提供更广的覆盖范围、卫星基站不易受到自然灾害的外力破坏、为第五代(5th generation,5G)通信提供更多的数据传输资源、提供更加优质的通信服务,以及可以提升网络速率等。因此,同时支持地面与卫星的通信是未来5G通信的必然趋势,它在广覆盖、可靠性、多连接以及高吞吐方面都有比较大的益处。
目前,卫星通信系统通过采用多天线技术来提高系统吞吐量,但是也由此引入了新的挑战。在多波束卫星通信中,用户信息由卫星发射端的多根天线发射,并经过多波束传输。由于波束之间的交叠,导致产生波束间干扰。一种高效的干扰抑制技术就是预编码技术,它是波束成型技术的一种推广,其作为一种高效的补偿方法被广泛应用于陆地通信邻域。在地面通信系统中,终端设备通过频繁测量来自于网络侧的下行参考信号来估计当前时刻的信道信息,并反馈给基站,以实现下行信号的预编码。
但是,与地面通信系统相比,卫星通信系统的通信距离长,地面往返延迟也较大,通常甚至可以达到几十甚至几百毫秒,而地面的往返时延通常在1毫秒以内。因此,在多波束卫星通信系统中,若直接采用地面通信系统的预编码流程,将会存在严重的信道信息过期的问题,在此基础上,终端设备频繁地测量信道,并不能提升预编码的性能。
发明内容
本申请提供一种卫星通信系统中预编码的方法和通信装置,可以提升卫星通信系统的预编码的性能。
第一方面,提供了一种卫星通信系统中预编码的方法,由网络设备执行,该方法包括:根据目标波束,从一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,其中,所述目标波束为需要进行预编码的波束,所述一个或多个基础信道矩阵是根据大尺度信道信息计算获得的;根据所述一个或多个目标信道矩阵,生成预编码矩阵,并采用所述预编码矩阵对所述目标波束对应的下行信号进行预编码;发送经过预编码的下行信号。
本申请的技术方案,基于大尺度信道信息计算基础信道矩阵,再通过从基础信道矩阵中读取和预编码的目标波束关联的元素,获得用于生成预编码矩阵的目标信道矩阵。由于本申请的发明人研究发现,卫星通信的信道主要是基于大尺度信道,因此,通过将大尺度信道信息应用于预编码,可以提升卫星通信系统的预编码的性能。
此外,由于采用大尺度信道信息进行预编码,可以减少终端侧不必要的信道测量,降低了终端侧复杂度。
另外,网络设备通过离线存储一个或多个基础信道矩阵,
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基础信道矩阵为一个,所述基础信道矩阵包含K行K列的元素,所述基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,其中,所述基础信道矩阵的K个行分别对应所述K个波束内的终端设备的信道,所述基础信道矩阵中的元素hkk表示第k个终端设备需要在第k个波束上接收到的有用信号经历的信道,hki表示第i个波束对第k个波束内的终端设备产生的干扰信号经历的信道,1≤i≤K,1≤k≤K,k和i均为整数,K为正整数,i不等于k。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,从所述基础信道矩阵中读取K1个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,包含于从所述基础信道矩阵中读取K2个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,其中,所述K2个目标波束包括所述K1个目标波束,K1<K2≤K,K1和K2均为整数。
应理解,基础信道矩阵的上述特点表明,本申请提供的基础信道矩阵具有嵌套特性(或者,包含特性),通过存储一个基础信道矩阵,从中选取相应的元素,则可以获得目标信道矩阵,不需要存储各种尺度的基础信道矩阵,可以降低信道矩阵的存储复杂度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,当所述K个波束采用相同的频段时,所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:根据L个目标波束的ID,从所述基础信道矩阵中读取所述L个目标波束关联的元素,得到一个所述目标信道矩阵,其中,所述目标波束关联的元素包括所述基础信道矩阵中和所述L个目标波束的ID对应的L个行中的和所述L个目标波束的ID对应的L个列的元素,L≥1,且L为整数。
在单色复用的场景下,同色的基础信道矩阵的嵌套特性,使得网络侧仅存储一个基础信道矩阵即可,在进行预编码时,其它大小的基础信道矩阵都可以该存储的基础信道矩阵中读取,降低了网络侧对基础信道矩阵存储的复杂度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基础信道矩阵为N个,所述N个基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,当所述K个波束采用N个频段时,所述N个基础信道矩阵中的每个基础信道矩阵对应所述N个频段中的一个频段,所述N个基础信道矩阵的大小均为K行K列,K为正整数;
所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
根据L个目标波束的ID,从每个频段对应的基础信道矩阵中读取所述频段的目标波束关联的元素,得到所述频段对应的目标信道矩阵,其中,所述目标波束关联的元素包括每个频段对应的基础信道矩阵中和所述频段对应的P个目标波束的ID对应的P个行中的和所述P个目标波束的ID对应的P个列的元素,1≤P<L,L≥2,L、P和L为整数。
应理解,假设共有L个目标波束,则N个频段各自对应的目标波束的总数量应该为L。P是作为某个频段对应的目标波束的数量的示例。
这种方式不固定将某个波束分配到某个频段,因此,可以灵活的为不同的波束分配不同的频段。相同频段的波束在进行预编码时,需要在对应的基础信道矩阵中读取目标信道矩阵,再用于生成预编码矩阵。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基础信道矩阵为N个,所述N个基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,当所述K个波束采用N个频段时,所述N个基础信道矩阵分别对应所述N个频段,所述N个频段的每个频段对应的基础信道矩阵的大小和所述频段的波束的数量有关,N≥2,且N为整数;
所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
根据L个目标波束的ID,从所述N个频段对应的所述N个基础信道矩阵中分别读取相应的目标波束关联的元素,得到N个目标信道矩阵,其中,所述N个目标信道矩阵与所述N个频段对应,所述N个频段的每个频段对应所述L个目标波束中的部分目标波束,所述N个频段对应的目标波束的数量之和为L。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,当所述K个波束采用N个频段时,每个频段对应所述K个波束中的部分波束,N≥2,且N为整数;
所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
从所述基础信道矩阵中分别读取所述N个频段中的每个频段对应的目标波束所关联的元素,得到N个目标信道矩阵,所述N个目标信道矩阵与所述N个频段对应,其中,所述每个频段对应的目标波束所关联的元素包括所述基础信道矩阵中和所述频段对应的目标波束的ID对应的行中的和所述目标波束ID对应的列的元素。
在多色复用的场景下,从基础信道矩阵中获取相同颜色的波束组成的目标信道矩阵。在多色复用的基础上,进一步进行预编码,可以降低相同颜色的波束之间的干扰,可以提升系统的吞吐量。
在上述各个基于开环的预编码方案中,利用大尺度模型构建用于预编码的信道矩阵,可以避免终端设备进行不必要的信道测量,减少闭环引入的信令开销,降低了终端设备侧的复杂度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束的参考点计算得到的;
以及,所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵之前,该方法还包括:
接收来自于M个第一波束内的终端设备的第一反馈信息,所述第一反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数,M≥1且M为整数;
根据所述大尺度信道信息的评估参数,确定所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素,其中,和所述M个第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为所述M个第一波束中任意一个第一波束的ID和/或列索引为所述M个第一波束中的任意一个第一波束的ID的元素;
输出所述一个或多个基础信道矩阵。
示例性,在一些实施例中,网络设备根据所述大尺度信道信息的评估参数,确定所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素,包括网络设备根据所述大尺度信道信息的评估参数,对所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素进行修正,其中,修正之前的所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束参考点计算得到的。
在另一些示例中,网络设备根据所述大尺度信道信息的评估参数,可以直接计算所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素。其中,所述大尺度信道信息的评估参数包括终端设备通信时的实际地理位置。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束的参考点计算得到的;
以及,所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵之前,该方法还包括:
接收来自于M个第一波束内的终端设备的第一反馈信息,所述第一反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数,M≥1且M为整数;
根据所述大尺度信道信息的评估参数,对所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素进行修正,得到修正后的所述一个或多个基础信道矩阵,其中,和所述M个第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中行索引包含所述M个第一波束中任意一个第一波束的ID和/或列索引包含所述M个第一波束中的任意一个第一波束的ID的元素;
以及,所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
根据所述目标波束,从所述修正后的所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成所述一个或多个目标信道矩阵。
在该实施例中,引入了闭环机制进行预编码。具体地,网络设备通过开环的方式,对基础信道矩阵进行了离线存储。后续,网络设备接收到来自于终端设备的大尺度信道信息的评估参数,并基于所述大尺度信道信息的评估参数对存储的基础信道矩阵的元素进行修正,再根据修正后的基础信道矩阵获取目标信道矩阵以及计算预编码矩阵,提高了网络侧的信道估计的准确性,从而提升预编码的性能。
另外,该实施例虽然引入了闭环机制,但是终端设备只需要上报大尺度信道信息的简单的评估参数,例如,终端设备自身的位置、角度等,无需对信道进行精确的测量,相比于正常的信道测量以及信道信息的上报流程,依然可以有效降低复杂度和资源开销。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该方法还包括:
根据卫星的信息,从预存储的信道矩阵中选择所述一个或多个基础信道矩阵,其中,所述预存储的信道矩阵是基于大尺度信道信息计算得到的,所述卫星的信息包括所述卫星的类型、通信仰角以及轨道高度中的一项或多项。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该方法还包括:
接收来自于一个或多个第二波束内的终端设备的第二反馈信息,所述第二反馈信息用于指示用于大尺度信道信息的评估参数;
根据所述大尺度信道信息的评估参数,通过在线计算或者查表的方式,计算所述一个或多个基础信道矩阵,其中,在查表的方式中,所述大尺度信道信息的评估参数和所述基础信道矩阵的信道信息之间具有对应关系,所述一个或多个基础信道矩阵是通过所述对应关系和所述第二反馈信息指示的所述大尺度信道信息的评估参数得到的。
与网络设备或终端设备离线存储基础信道矩阵的实现方式相比,该实施例中不进行离线存储,而是引入了一些计算开销。由于卫星的不同类型、通信仰角等,如果分别存储对应的基础信道矩阵,存储开销也会较大。在该实施例中,终端设备通过简单的反馈大尺度信道信息的评估参数,以辅助网络设备在线计算信道矩阵,这种闭环的机制可以提高信道估计的精度,也可以避免大量的存储开销。
另外,在查表的方式中,网络设备通过简单的表格存储,可以降低一部分计算的开销,因此,该实施例可以获得计算复杂度和存储开销的折中。
以上实施例中的第一反馈信息和第二反馈信息是作为反馈信息的示例。可选地,第一反馈信息和第二反馈信息可以相同。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该方法还包括:
接收来自于终端设备的修正系数,所述修正系数与终端设备的移动速度相关;
所述根据所述用于大尺度信道信息的评估参数,通过在线计算或者查表的方式,计算所述一个或多个基础信道矩阵,包括:
所述根据所述大尺度信道信息的评估参数和所述修正系数,通过在线计算或查表的方式,计算所述一个或多个基础信道矩阵。
在该实施例中,终端设备基于自身的移动速度上报修正系数,可以避免终端设备因移动速度较快而导致上报的大尺度相关的信道信息的评估参数过期的问题。网络设备根据用户反馈的评估参数和修正字数,能够获得卫星发送下行信号时的信道信息,可以获得更高的精度和更好的性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述大尺度信道信息的评估参数包括终端设备的位置参数、角度参数以及信道信息参数中一种或多种。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述接收来自于终端设备的修正系数,包括:
接收来自于终端设备的一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数的取值之间具有对应关系,或者所述一个或多个指示参数用于计算所述修正系数;
以及,该方法还包括:
根据所述一个或多个指示参数与所述对应关系,通过查表,确定所述修正系数,或者,根据所述一个或多个指示参数,计算获得所述修正系数。
第二方面,提供了一种卫星通信系统中预编码的方法,该方法包括:
终端设备获取大尺度信道信息的评估参数,终端设备位于第一波束内,所述第一波束属于目标波束中的一个,所述目标波束为网络设备执行预编码的波束;
终端设备向网络设备发送反馈信息,所述反馈信息用于指示所述大尺度信道信息的评估参数,所述大尺度信道信息的评估参数用于网络设备确定一个或多个基础信道矩阵中和第一波束关联的元素,其中,所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为第一波束的ID和/或列索引为所述第一波束的ID的元素。
示例性地,在一种实现中,终端设备向网络设备发送反馈信息,反馈信息所指示的大尺度信道信息的评估参数用于网络设备对离线存储的一个或多个基础信道矩阵中和第一波束关联的元素进行修正,得到修正后的一个或多个基础信道矩阵。其中,修正之前的一个或多个基础信道矩阵是根据波束参考点计算得到的。
在另一种实现中,终端设备向网络设备发送反馈信息,反馈信息所指示的大尺度信道信息的评估参数用于网络设备通过在线计算或者查表,获得所述一个或多个基础信道矩阵。在该实施例中,所述大尺度信道信息的评估参数包括终端设备通信时的实际地理位置。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该方法还包括:
终端设备向网络设备发送修正系数,修正系数与终端设备的移动速度相关,其中,所述修正系数用于网络设备计算所述一个或多个基础信道矩阵。
在该实施例中,网络设备根据大尺度信道信息的评估参数以及修正系数,计算所述一个或多个基础信道矩阵。也即,网络设备根据大尺度信道信息的评估参数计算所述一个或多个基础信道矩阵时,同时考虑修正系数,也即考虑了终端设备的移动速度。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述大尺度信道信息的评估参数包括终端设备的位置参数、角度参数以及信道信息参数中一种或多种。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,终端设备向网络设备发送修正系数,包括:
终端设备向网络设备发送一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数的取值之间具有对应关系,或者,所述一个或多个指示参数用于计算所述修正系数,其中,所述一个或多个修正系数用于网络设备确定所述修正系数。
以上第二方面的方法或其任意可能的实现方式的有益技术效果,可以参见第一方面的对应方案,不再赘述。
第三方面,提供一种通信装置,所述通信装置具有实现第一方面或其任意可能的实现方式中的方法的功能。所述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。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元。
第四方面,本申请提供一种通信装置,所述通信装置具有实现第二方面或其任意可能的实现方式中的方法的功能。所述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。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元。
第五方面,本申请提供一种通信装置,包括至少一个处理器,所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合,所述至少一个处理器用于执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序或指令,使得所述通信装置执行如第一方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第六方面,本申请提供一种通信装置,包括至少一个处理器,所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合,所述至少一个处理器用于执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序或指令,使得所述通信装置执行如第二方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第七方面,本申请提供一种通信设备,包括处理器、存储器和收发器。其中,存储器用于存储计算机程序,处理器用于调用并运行存储器中存储的计算机程序,并控制收发器收发信号,以使通信设备执行如第一方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第八方面,本申请提供一种通信设备,包括处理器、存储器和收发器。其中,存储器用于存储计算机程序,处理器用于调用并运行存储器中存储的计算机程序,并控制收发器收发信号,以使通信设备执行如第二方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第九方面,本申请提供一种通信装置,包括处理器和通信接口,所述通信接口用于接收信号并将接收到的信号传输至所述处理器,所述处理器处理所述信号,以使所述通信装置执行如第一方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第十方面,本申请提供一种通信装置,包括处理器和通信接口,所述通信接口用于接收信号并将接收到的信号传输至所述处理器,所述处理器处理所述信号,以使所述通信装置执行如第二方面或其任意可能的实现方式中的方法。
可选地,上述通信接口可以为接口电路、输入/输出接口等,处理器可以为处理电路、逻辑电路等。
可选地,第九方面或第十方面所述的通信装置可以为芯片或集成电路。
第十一方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,当计算机指令在计算机上运行时,使得如第一方面或其任意可能的实现方式中的方法被执行。
第十二方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,当计算机指令在计算机上运行时,使得如第二方面或其任意可能的实现方式中的方法被执行。
第十三方面,本申请提供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,使得如第一方面或其任意可能的实现方式中的方法被执行。
第十四方面,本申请提供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,使得如第二方面或其任意可能的实现方式中的方法被执行。
第十五方面,本申请提供一种无线通信系统,包括如第七方面所述的通信设备和/或第八方面所述的通信设备。
附图说明
图1为适用于本申请实施例的多波束卫星通信系统的示意图。
图2为适用于本申请实施例的卫星网络的典型应用场景的一个示例。
图3为本申请提供的基于开环的预编码方法的流程图。
图4为信道矩阵中各元素对应的波束的示意图。
图5为本申请提供的从基础信道矩阵中读取目标信道矩阵的一个示例。
图6为本申请提供的基于开环的预编码流程的一个示例。
图7为多色复用的小区分布的一个示例。
图8为多色复用场景下从基础信道矩阵中读取目标信道矩阵的示意图。
图9为本申请提供的多色复用场景下网络侧的预编码流程的一个示例。
图10为网络设备基于闭环机制对基础信道矩阵进行修正的示意图。
图11为基于闭环方式修正基础信道矩阵的示例。
图12为终端设备的位置与波束参考点相对于服务卫星的角度的变化的示意图。
图13为本申请提供的基于闭环的预编码流程的示例。
图14为本申请提供的在线计算目标信道矩阵的示意图。
图15为网络侧基于查表或在线计算方式的预编码流程的示例。
图16为本申请提供的将修正系数应用于预编码的流程的示意图。
图17为采用小尺度信道信息进行预编码与本申请采用大尺度信道信息进行预编码的性能对比。
图18为本申请提供的通信装置的示意性框图。
图19为本申请提供的另一通信装置的示意性框图。
图20为本申请提供的通信装置的示意性结构图。
图21为本申请提供的另一通信装置的示意性结构图。
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。
本申请的技术方案可以应用于卫星通信系统、高空平台(high altitudeplatform station,HAPS)通信、空对地(air-to-ground,A2G)通信和无人驾驶飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)等非地面网络(non-terrestrial network,NTN)系统。例如,通信导航一体化(integrated communication and navigation,ICaN)系统、全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)等。
卫星通信系统可以与传统的移动通信系统相融合。例如:所述移动通信系统可以为第四代(4th generation,4G)通信系统(例如,长期演进(long term evolution,LTE)系统),全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)通信系统,第五代(5th generation,5G)通信系统(例如,新无线(new radio,NR)系统),以及未来的移动通信系统等。
参见图1,图1为适用于本申请实施例的多波束卫星通信系统的示意图。卫星基站根据高度一般分为地轨,中轨和高轨道。高轨卫星一般是静止的,一个或少数几个高轨卫星可以为固定的区域提供通信。中轨和地轨卫星有自己的运动轨迹,一般需要多个卫星协作对固定区域提供通信。目前,卫星通信系统通过采用多天线技术来提高系统吞吐量。在多波束卫星通信中,用户信息由卫星发射端的多根天线发射,并经过多波束传输,最终到达地面终端。如图1所示。然而,在无线信号传输过程中,由于波束之间的交叠,导致产生波束间干扰。为了解决这个问题,多波束卫星通信系统可以通过采用较高的频率复用因子来抑制干扰,从而保证每个波束的边缘用户的通信服务质量。较高的频率复用因子虽然能够有效地抑制波束间干扰,但也降低了卫星系统的频谱效率。为此,全频复用的方案被引入到多波束卫星通信系统中,该方法是将所有的波束通过同一频带传输,从而使系统的频带利用率达到最大。但由此产生的波束间干扰将会更加严重。
预编码技术是一种高效的干扰抑制技术,它是波束形成技术的一种推广,其作为一种高效的补偿方法被广泛应用于陆地通信领域。但是,与地面通信系统相比,预编码技术在多波束卫星通信系统中遇到一个一个主要问题是,卫星通信系统的通信距离长(往返延迟达即使甚至几百毫秒),而地面的往返时延通常在1毫秒以内。因此,在多波束卫星通信系统中,若直接采用地面通信系统的预编码流程,将会存在严重的信道信息过期的问题。终端设备频繁地测量信道,不仅不能提升预编码的性能,反而引入了不必要的复杂度。
本申请的发明人通过研究发现,卫星通信的信道主要是大尺度信道,而大尺度信道主要由自由路径损耗所决定。具体地,多波束卫星通信系统中的预编码和地面多入多出(multiple input multiple out,MIMO)的主要区别在于信道模型。卫星通信系统的信道模型包括大尺度模型和小尺度衰落。其中,大尺度模型包括了天线增益、路径损耗、大气衰减以及阴影衰减等。小尺度衰落与传统的地面信道近似,是由于多径的衰落引起的。在低轨道卫星的场景下,卫星的运动会引入较大的多普勒频移。由于卫星和终端设备的距离较远,路径损耗会达到近200dB,因此,大尺度模型是卫星通信系统的主要信道模型,且其中的路径损耗占据了主要的损耗来源。其中,路径损耗包括基本的损耗、大气损耗、电离层或者对流层的闪烁衰弱等。基本的损耗包括自由空间路径损耗、地物损耗、阴影衰弱。路径损耗最简单的模型可以退化为自由空间路径损耗。
为此,本申请提出,在卫星通信系统中基于大尺度信道进行预编码。研究结果表明,在卫星通信系统中,基于大尺度信道进行预编码,不仅可以减少不必要的信道测量,并且能够使预编码的性能获得较高提升。
下面介绍本申请的技术方案。
参见图2,图2为适用于本申请实施例的卫星网络的典型应用场景的一个示例。图2为典型的卫星网络应用架构。地面移动终端通过空口(该空口可以是各种类型的空口,例如,5G空口)接入网络。接入网设备可以部署在卫星上,或者部署在地面,并通过无线链路与地面的核心网相连。同时,在卫星之间存在无线链路,完成接入网设备之间的信令交互和用户数据传输。图2中的各个网元以及他们的接口说明如下:
终端设备:包括支持新空口的移动设备,可以通过空口接入卫星网络并发起呼叫,上网等业务。
接入网设备:主要是提供无线接入服务,调度无线资源给接入终端,提供可靠的无线传输协议和数据加密协议等。
核心网:用户接入控制,移动性管理,会话管理,用户安全认证,计费等业务。它有多个功能单元组成,可以分为控制面和数据面的功能实体。接入与移动管理功能(accessand mobility management function,AMF),负责用户接入管理,安全认证,还有移动性管理。用户面功能(user plane function,UPF)负责管理用户面数据的传输,流量统计,安全窃听等功能。
地面站:负责转发卫星基站和核心网之间的信令和业务数据。
空口:终端和基站之间的无线链路。
Xn接口:基站和基站之间的接口,主要用于切换等信令交互。
NG接:基站和核心网之间接口,主要交互核心网的非接入层(non-access-stratum,NAS)等信令,以及用户的业务数据。
本申请应用于5G等通信系统,涉及UE和基站,地面站等无线接入网元,基于无线通信协议执行上下行数据通信。
在本申请实施例中,接入网设备不限于卫星基站,所述接入网设备还可以部署于高空平台、卫星或者地面等。
所述接入网设备可以是LTE中的演进型基站(evolutional Node B,eNB或eNodeB);或者5G网络或者未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)中的基站,宽带网络业务网关(broadband network gateway,BNG),汇聚交换机或非第三代合作伙伴项目(3rd generation partnership project,3GPP)接入设备等,本申请实施例对此不作具体限定。
可选的,本申请实施例中的接入网设备可以包括各种形式的基站,例如:宏基站、微基站(也称为小站)、中继站、接入点、下一代基站(gNodeB,gNB)、基带单元(baseBandunit,BBU)、传输点(transmitting and receiving point,TRP)、发射点(transmittingpoint,TP)、移动交换中心等,本申请实施例对此不作具体限定。本申请实施例中提及的卫星,也可以为卫星基站,或者为搭载在卫星上的网络侧设备。
本申请实施例中提及的终端设备,包括各种具有无限通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备,具体可以指用户设备(user equipment,UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。终端设备还可以是卫星电话、蜂窝电话、智能手机、无线数据卡、无线调制解调器、机器类型通信设备、可以是无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wirelesslocal loop,WLL)站、个人数字处理(personal digital assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备或可穿戴设备,虚拟现实(virtual reality,VR)终端设备、增强现实(augmented reality,AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、5G网络或者未来通信网络中的终端设备等。
另外,图1中提及了接入网设备和核心网设备。除非特别说明,下文各实施例中提及的网络设备均是指接入网设备(也或者说,接入点),例如,卫星基站。
本申请中的实施例基于如下假设:对同时进行通信的K个终端设备进行预编码。在一个波束内,不会有两个终端设备同时出现在同一个时频资源上。因此,进行预编码的K个终端设备位于不同的K个波束内,K≥2,K为整数。
根据本申请提供的方法,可以实现简单的预编码。
在一些实施例中,本申请可以支持离线存储基础信道矩阵,在实际应用过程中,通过对该基础信道矩阵进行删减,可以获得目标信道矩阵。根据目标信道矩阵和预编码算法,可以计算得到用于预编码的矩阵(以下称为预编码矩阵)。而在另一些实施例中,本申请也可以将开环和闭环的通信方式相结合,网络设备根据终端设备反馈的信道信息,对基础信道矩阵进行修正,从而可以计算获得更加准确的预编码矩阵。
下面对本申请提供的基于开环和基于闭环的预编码方法分别进行介绍。
首先结合图3,介绍基于开环的预编码方法。
可以理解的是,在基于开环的预编码方法中,利用大尺度信道信息中与路径损耗有关的信息,计算得到一个或多个基础信道矩阵,并且网络设备和终端设备可以支持所述一个或多个基础信道矩阵的离线存储。在通信过程中,终端设备不需要测量以及向网络侧反馈,通过从存储的基础信道矩阵中读取相关的元素,可以获得目标信道矩阵,并进一步计算得到预编码矩阵。
参见图3,图3为本申请提供的基于开环的预编码方法的流程图。
210、网络设备根据目标波束,从一个或多个基础信道矩阵中读取与目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵。
其中,目标波束是指需要进行预编码的波束。
另外,所述一个或多个基础信道矩阵是根据大尺度信道信息计算获得的。或者,所述一个或多个基础信道矩阵是根据大尺度信道信息和部分小尺度信道信息(例如,多径的角度信息或延迟信息)计算获得的。
具体地,根据卫星的已知信息(例如,卫星的地理位置)、卫星产生的波束的已知信息(例如,波束中心的角度,波束的参考点、卫星基站到波束的参考点的角度)、终端设备的地理位置信息,终端设备与卫星或者波束的参考点的角度信息等,可以计算获得大尺度信道信息中和路径损耗以及天线增益有关的信息。根据所述大尺度信道信息中和路径损耗以及天线增益有关的信息,可以计算获得所述一个或多个基础信道矩阵。
网络设备对所述一个或多个基础信道矩阵进行离线存储。在对下行信号进行预编码时,网络设备从所述一个或多个基础信道矩阵中读取和目标波束相关的元素,获得目标信道矩阵。
在本申请实施例中,网络设备和终端设备离线存储的基础信道矩阵可以为一个或多个,下文实施例会作详细介绍。
此外,本申请实施例中的术语“关联”,也可以表述为“对应”、“相应”等,不作限定。
220、网络设备根据所述一个或多个目标信道矩阵,生成预编码矩阵,并采用所述预编码矩阵对目标波束对应的下行信号进行预编码。
网络设备根据目标信道矩阵,结合预编码算法,计算得到预编码矩阵。进而,网络设备采用预编码矩阵对目标波束对应的下行信号进行预编码。
230、网络设备发送经过预编码的下行信号。
基于开环的预编码方法,可以减少闭环引入的信令开销,降低终端设备的复杂度。
如上文所述,在一种实现方式中,基于大尺度信道信息计算获得的基础信道矩阵可以采用离线的方式进行存储。
作为一个示例,网络设备存储一个基础信道矩阵,该基础信道矩阵如下式(1)所示:
式(1)表示可用于K个波束进行预编码的基础信道矩阵。可以看出,所述基础信道矩阵包含K行K列的元素,可用于K个波束的预编码。其中,基础信道矩阵的K个行分别对应所述K个波束内的终端设备的信道,其中,对角线上的元素hkk(h≤K)表示第k个波束与第k个波束内的用户(也即,终端设备)之间的信道的衰落系数。元素hki表示第i个波束与第k个用户之间的信道的衰落系数,1≤i≤K,1≤k≤K,k和i均为整数,K为正整数。
或者,作为另一种含义,基础信道矩阵中的元素hkk表示第k个终端设备需要在第k个波束上接收到的有用信号经历的信道,hki表示第i个波束对第k个波束内的终端设备产生的干扰信号经历的信道,1≤i≤K,1≤k≤K,k和i均为整数,K为正整数,i不等于k。
应理解,基础信道矩阵H可以通过计算hkk和hki确定。
在式(1)所示的信道矩阵中hkk和hki的计算可以考虑大尺度模型的多种因素。
作为一个示例,若只考虑自由路径传播损耗,则hkk和hki可以分别按照如下公式计算:
hkk=Gkk·PLk
hki=Gki·PLk (2)
其中,式(2)中PLk表示第k路信道的自由路径传播损耗,与通信距离和中心频率有关。Gkk表示第k路信号的天线增益,与天线模型、天线指向与用户位置的夹角θkk有关。其中,所述天线增益包括发射端的天线增益和接收端的天线增益。
例如,当天线指向波束中心,用户位于波束中心,则夹角θkk为0。Gki表示第i路天线对k个用户的增益,与第i路天线的指向与第k个用户之间的夹角θik有关。
如图4,图4为信道矩阵中各元素对应的波束的示意图。
在式(1)所示的基础信道矩阵中,基础信道矩阵的K个列是按照K个波束的ID顺序排列的。
在本申请实施例提供的基础信道矩阵具有嵌套特性,或者说,包含特性。
其中,基础信道矩阵的嵌套特性,是指从基础信道矩阵中读取K1个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,包含于从基础信道矩阵中读取K2个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,其中,所述K2个目标波束包括所述K1个目标波束,K1<K2≤K,K1和K2均为整数。
另外,图4中所示的基础信道矩阵的K个列是按照K个波束的ID顺序排列,仅是作为一个示例。作为另一个示例,基础信道矩阵的K个列不按照K个波束的ID顺序排列,基础信道矩阵依然具有嵌套特性。
例如,若有4个连续ID的波束进行预编码,取式(1)所示的基础信道矩阵的前4行和前4列,获得目标信道矩阵。若有7个连续ID的波束进行预编码,则取式(1)所示的基础信道矩阵的前7行前7列,可以获得目标信道矩阵。可以发现,后一个目标信道矩阵完全包含了前一个目标信道矩阵。因此,鉴于基础信道矩阵的嵌套特性,通过存储一个基础信道矩阵,从中选取相应的元素,则可以获得目标信道矩阵,不需要存储各种尺度的基础信道矩阵,可以降低信道矩阵的存储复杂度。
更一般地,在另一种可能的情况下,需要进行预编码的波束ID不连续,目标信道矩阵可以按照如下规则从基础信道矩阵中读取:
(1)网络设备根据卫星的信息,从预存储的信道矩阵中选择一个或多个基础信道矩阵M,其中,预存储的一个或多个基础信道矩阵是基于大尺度信道信息计算获得的。下面以选择一个基础信道矩阵为例进行说明。
假设有一个可用于K个波束进行预编码的基础信道矩阵,则M为K·K的基础信道矩阵,M和K均为正整数。
这里,卫星的信息可以包括服务卫星的类型、通信角度以及轨道高度等信息中的一项或多项。
换句话说,网络设备可以基于卫星的类型、通信仰角以及轨道高度的不同,存储不同的基础信道矩阵。在选择基础信道矩阵时,网络设备根据服务卫星的类型、通信仰角以及轨道高度,可以从中相应的基础信道矩阵。
(2)网络设备根据需要进行预编码的多个波束(假设为L个),从基础信道矩阵M中选取需要的元素(也即,和目标波束关联的元素),组成目标信道矩阵,则目标信道矩阵的维度为L·L,L为正整数。
这里,目标波束是指需要进行预编码的波束。
作为一些示例,可以按照如下规则之一,从基础信道矩阵M中读取目标信道矩阵。
规则1:从基础信道矩阵M中删除(K-L)组非目标波束对应的行和列,剩余的元素组成新的矩阵。
例如,以式(1)所示的基础信道矩阵为例,参见图5,图5为本申请提供的从基础信道矩阵中读取目标信道矩阵的一个示例。假设式(1)所示的基础信道矩阵M共有19个波束,其中,需要同时进行预编码的波束ID为1,3,4,6,8。根据大尺度信道信息计算一个19·19的大尺度信道(即,基础信道矩阵),删除其中非目标波束的元素,即删除2,5,7,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19的行和列(如图5中虚线删除的部分),剩余的元素组成一个新的信道矩阵用于产生预编码矩阵,该新的信道矩阵即为目标信道矩阵。
规则2:从基础信道矩阵M中直接读取目标波束对应的行和列的元素,得到用于产生预编码矩阵的目标信道矩阵。
例如,目标波束为1,3,4,6,8,从基础信道矩阵M中分别读取第1,3,4,6,8行当中的第1,3,4,6,8列对应的元素(如图5中虚线框中的元素),读取的元素组成的信道矩阵即为目标信道矩阵,可用于产生预编码矩阵。
在具体实现过程中,网络设备可以通过广播或者信令通知的方式,告知终端设备当前进行预编码的波束的ID,也即目标波束的ID,以保证终端设备的正确解码。
上述基于开环的预编码方法中,网络侧的预编码流程如图6所示,参见图6,图6为本申请提供的基于开环的预编码流程的一个示例。此外,图6中以单色复用为例。
301、网络设备在L个波束中广播当前需要一起进行预编码的波束的ID,L≥2且为整数。
也即,网络设备广播目标波束的ID。其中,所述L个波束为目标波束的个数。
302、网络设备选择基础信道矩阵M,假设M的维度为K·K。
303、网络设备从基础信道矩阵M中读取L个目标波束对应的元素,获得目标信道矩阵P,P的维度为L·L
304、网络设备根据目标信道矩阵P,生成预编码矩阵W,W的维度为L·L。
305、网络设备根据预编码矩阵W,对下行信号进行预编码。
为了让终端设备对下行信号正确解码,网络设备可以告知终端设备当前同时进行预编码的目标波束的ID。例如,网络设备可以广播或者非广播的方式,也可以通过无线资源控制(radio resource control,RRC)信令、下行控制信息(downlink controlinformation,DCI)等通知终端设备。
以网络设备通过广播方式向终端设备通知目标波束的ID为例,例如,网络设备可以在系统信息块1(system information block 1,SIB1)中的域DownlinkConfigCommonSIB中增加新的字段BeamIndexforPrecoding,该域用于指示多个同时进行预编码的目标波束的ID。
例如,字段BeamIndexforPrecoding可以如下所示:
BeamIndexforPrecoding INTEGER(1,2,…K)
再以网络设备通过非广播的方式向终端设备通知目标波束的ID为例,例如,网络设备可以通过RRC信令在域CodebookConfig information element中添加新的字段BeamIndexforPrecoding,例如,字段BeamIndexforPrecoding可以如下所示:
BeamIndexforPrecoding INTEGER(1,2,…K)
在图6所示的开环方式中,本申请利用大尺度模型中与路径相关的损耗来构建用于预编码的信道矩阵,可以避免终端设备进行不必要的信道测量,减少闭环引入的信令开销,降低了终端设备侧的复杂度。
此外,在一些实施例中,本申请提供的基础信道矩阵符合嵌套特性,因此可以仅存储一个基础信道矩阵,通过从中选择相应元素,获得所需的目标信道矩阵,由此可以降低信道矩阵的存储复杂度。
在上面的实施例中,假设每个波束都有相同的频段,即所有的波束采用单色复用。终端设备根据需要预编码的波束计算或者获取相应的信道矩阵。
在下面的实施例中,考虑多色复用的情况。
参见图7,图7为多色复用的小区分布的一个示例。假设在三色复用的情况下,小区波束的颜色分布如图7所示。在图7中,相同填充图案的波束采用相同的频段,相邻的三个波束采用不同的频段。
根据上文的说明已经知道,波束间的干扰存在于相同频段的波束,因此不同频段的波束分别进行预编码。在多色复用的情况下有多种获得目标信道矩阵的方法,下面以三色复用作为示例说明。
方式1
假设波束最多为K个,这K个波束采用N个频段,网络设备预存储这N个频段各自对应的基础信道矩阵。以三色复用为例,频段1、频段2和频段3分别对应一个基础信道矩阵,不同频段对应的基础信道矩阵的大小相同,均为K·K,即网络设备离线存储了所有波束(即,K个)分别在这3种频段下的基础信道矩阵。
在进行预编码时,根据每个波束分配的频段,依次在不同的基础信道矩阵中选择该频段的目标波束的ID关联的元素,得到该频段对应的目标信道矩阵。其中,目标信道矩阵的选择方式可以参见上述单色复用的实施例(例如,图5的实施例)。从每个频段对应的基础信道矩阵中读出的目标信道矩阵,用于生成该频段的预编码矩阵。
在方式1中,不对波束对应的频段进行限制,也即,对于一个波束而言,被分配到哪个频段不是固定的。因此,该方式可以灵活地为不同的波束分配不同的频段。相同频段的波束在进行预编码的时需要在对应频段的基础信道矩阵中选出目标信道矩阵,进而生成预编码矩阵。
方式2
小区的频段分配固定,或者说,波束的ID与频段的分配满足一一对应的关系。例如,以三色复用为例,共分配3个不同的频段,哪些波束分配到哪个频段是固定的。同一类型的卫星在一定的仰角范围内,分别有对应的3个基础信道矩阵,与方式1不同的是,这3个基础信道矩阵的大小并非均是K·K,而是与该频段的波束的数量有关。具体地,对于一个频段而言,则该频段对应的基础信道矩阵的大小与该频段对应的波束的数量相等。
以图7为例,频段1对应的波束为2,4,6,11,15,19,共6个波束,则频段1对应的基础信道矩阵的大小为6×6。频段2对应的波束为3,5,9,7,13,17,共6个波束,则频段2对应的基础信道矩阵的大小为6×6。频段3对应的波束为1,8,10,12,14,16,18,共7个波束,则频段3对应的基础信道矩阵的大小为7×7。
其中,不同颜色的波束不能一起进行预编码。基础信道矩阵的大小与每个频段对应的波束的总数量对应。
可以看出,在方式2中,网络设备针对每个频段预存储一个基础信道矩阵。因此,在这种方式中,网络设备存储的基础信道矩阵有多个,取决于多色复用的情况。基础信道矩阵的个数可以与波束的颜色数量相同。
当卫星工作于一个频段时,卫星可以采用方式2,仅存储和该频段对应的一个基础信道矩阵,由此可以降低存储开销。
方式3
小区的频段分配固定。假设一共存在三种不同的频段。同一类型的卫星在一定的仰角范围内,预存一个大小为K·K的基础信道矩阵。其中,矩阵中的元素,按照当前波束对应的颜色来计算,波束间的干扰只来自于相同颜色的波束。此时,计算信道矩阵时,角度θik并非相邻波束,而是相同颜色的目标波束和干扰波束的角度。
目标信道矩阵可以从基础信道矩阵中读取获得,具体的读取过程如图8所示。
参见图8,图8为多色复用场景下从基础信道矩阵中读取目标信道矩阵的示意图。如图8,假设共有3个颜色的波束,共19个,该19个波束采用3个频段,分别为频段1,频段2和频段3。频段1对应7个波束,波束ID分别为1,8,10,12,14,16,18。频段2对应6个波束,波束ID分别为2,4,6,11,15,19。频段3对应6个波束,波束ID分别为3,5,7,9,13,17。网络设备预存储一个基础信道矩阵。网络设备从基础信道矩阵中,按照颜色读取每个频段的目标信道矩阵,分别得到不同频段对应的目标信道矩阵,如图8所示的H11,H12和H13。
应理解,本申请实施例中,如果假设目标波束为L个,从基础信道矩阵中读取和目标波束的ID关联的元素,是指从基础信道矩阵中读取和所述L个目标波束的ID对应的L个行中的和所述L个目标波束的ID对应的L个列的元素,L≥2,且L为整数。
当卫星工作于多个频段时,相比于方式1,在方式3中,由于每个波束被分配到一个固定频段,因此,卫星可以仅存储一个大小为K·K的基础信道矩阵。在进行预编码时,卫星按照颜色从该矩阵信道矩阵中读取每个频段的相关元素,获得每个颜色的目标信道矩阵。只采用一个大的矩阵进行存储,对于固定预留存储资源大小的场景,可以减少存储的复杂度。例如,每个存储资源块的大小为K·K,只需要一个资源存储块。而对于存储多个基础矩阵的方式,需要三个资源存储块。
下面结合图9,对多色复用波束的预编码流程进行示例说明。如图9,图9为本申请提供的多色复用场景下网络侧预编码流程的示例。此外,图9以多色复用(假设3色复用)为例。
401、网络设备分别在L个同色的波束中广播当前需要一起进行编码的波束的ID。
应理解,这里的L是指属于同一个颜色的目标波束的个数。以图8中所示为例,频段1对应7个同色的波束,波束ID分别为1,8,10,12,14,16,18,则L为7。频段2对应6个同色的波束,波束ID分别为2,4,6,11,15,19,则L为6。频段3对应6个同色的波束,波束ID分别为3,5,7,9,13,17,则L为6。
402、网络设备选择基础信道矩阵M。
403、网络设备从M中分别选择出每种颜色的波束对应的目标信道矩阵,H11,H12和H13。
其中,每个目标信道矩阵的大小和该目标信道矩阵对应的频段的波束的总数量有关。例如,H11对应频段1,频段1共有7个波束,则H11的大小为7×7。H12对应频段2,频段2共有6个波束,则H12的大小为6×6。H13对应频段3,频段3共有6个波束,则H13的大小为6×6。
404、网络设备根据选择的目标信道矩阵分别产生预编码矩阵W1,W2和W3。
从步骤403和步骤404可以看出,该实施例中,网络设备存储了一个基础信道矩阵,网络设备选择每种颜色对应的目标信道矩阵,得到3个目标信道矩阵。网络设备再根据每个目标信道矩阵,可生成每个颜色对应的预编码矩阵。可见,在这个实施例中,根据一个基础信道矩阵,获得多个目标信道矩阵,并生成了多个预编码矩阵。
405、网络设备根据预编码矩阵W1,W2和W3分别对不同颜色的波束对应的下行信号进行预编码。
上述实施例结合多色复用的场景,从基础信道矩阵中获取相同颜色的波束组成的目标信道矩阵。在多色复用的基础上,进一步进行预编码,可以降低相同颜色的波束之间的干扰,可以提升系统的吞吐量。
与单色复用的情况类似,在多色复用的场景中,基础信道矩阵依然具有嵌套特性。相同颜色的波束进行预编码的时候,可以在对应的基础矩阵中读取相应的元素,从而获得目标信道矩阵,并用于预编码矩阵的计算,可以降低网络设备侧和终端设备侧的存储复杂度。
上述实施例介绍了基于开环的预编码方式。考虑到基础信道矩阵中的元素通常是根据卫星到对应波束的参考点(例如,波束中心)的距离进行评估获得的,而在实际的通信过程中,终端设备有可能离波束的参考点比较远,因此会引入一定的距离误差,造成信道矩阵的不准确,因此按照上述开环的方式进行预编码,可能会降低预编码的性能。
鉴于这种情况,本申请还提供一种基于闭环的预编码方式,旨在根据终端设备的位置对基础信道矩阵中的一些元素进行修正,以提高基础信道矩阵的准确度,进而获得更准确的预编码矩阵,以提高预编码的性能。
具体地,修正的过程可以参见如图10所示的流程。
参见图10,图10为网络设备基于闭环机制对基础信道矩阵进行修正的示意图。
501、网络设备基于波束的参考点和卫星的信息,定义基础信道矩阵。
其中,波束参考点可以为波束中心或者波束的其它位置,不作限定。
另外,卫星的信息可以包括卫星的类型、通信仰角以及轨道高度等信息中的一项或多项。
具体地,网络设备可以分别定义服务卫星的不同类型、通信仰角以及轨道高度下的基础信道矩阵。
502、网络设备接收来自于终端设备的反馈信息,反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数,
可选地,所述大尺度信道信息的评估参数可以包括角度参数、位置参数以及信道信息参数等中的一项或多项。或者,也可以是其它的可用于大尺度信道信息的评估参数。
在步骤502中,网络设备接收到的反馈信息可以来自于不同的波束,在本申请中,将接收到反馈信息的终端设备对应的波束均称为第一波束。由此,网络设备可能接收到来自于一个或多个(假设为M个)第一波束内的终端设备上报的大尺度信道信息的评估参数,M≥1且M为整数。
503、网络设备根据反馈信息所指示的大尺度信道信息的评估参数,对基础信道矩阵中的元素进行修正,得到修正后的基础信道矩阵。
具体地,网络设备根据所述大尺度信道信息的评估参数,对基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素进行修正。其中,基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素包括基础信道矩阵中元素的行索引为所述M个第一波束中任意一个第一波束的ID和/或列索引为所述M个第一波束中的任意一个第一波束的ID的元素。
在图10中,网络设备根据终端设备反馈的大尺度信道信息的评估参数,对一个或多个基础信道矩阵的相关元素进行修正。可以理解的是,在这种实现方式中,修正之前的所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束参考点计算得到的。而终端设备反馈的大尺度信道信息的评估参数至少包括了终端设备通信时的实际地理位置。因此通过终端设备反馈的大尺度信道信息的评估参数对基础信道矩阵进行修正,可以使得修正后的元素更准确,进而提升预编码的性能。
示例性地,作为基于闭环的预编码方法的另一种实现,位于第一波束内的终端设备向网络设备发送反馈信息,反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数。网络设备根据大尺度信道信息,可以直接计算基础信道矩阵中和第一波束关联的元素。
下面结合图11对基础信道矩阵的修正过程进行举例说明。
如图11,图11为基于闭环方式修正基础信道矩阵的示例。假设,网络设备定义的基础信道矩阵为H1,波束ID为1,2,4的终端设备上报了第一反馈信息。网络设备根据波束1,2,4内的终端设备上报的第一反馈信息,对基础信道矩阵H1中与波束ID为1,2,4的波束关联的元素进行修正。修正后的基础信道矩阵如H2所示,其中,h'i,j为修正后的元素。具体地,网络设备对行索引包含波束ID为1,2,4的元素和/或列索引包含波束ID为1,2,4的元素进行修正,如图11中虚线框中的元素。
504、网络设备从修正后的基础信道矩阵中读取目标信道矩阵,并根据目标信道矩阵生成预编码矩阵。
505、网络设备根据预编码矩阵对下行信号进行预编码。
在图10所示的网络侧的预编码流程中,引入了闭环机制进行预编码。具体地,网络设备通过上文所述的开环的方式,对基础信道矩阵进行了离线存储。后续,网络设备接收到来自于终端设备的大尺度信道信息的评估参数,并基于所述大尺度信道信息的评估参数对存储的基础信道矩阵的元素进行修正,再根据修正后的基础信道矩阵获取目标信道矩阵以及计算预编码矩阵,提高了网络侧的信道估计的准确性。
可选地,大尺度信道信息的评估参数可以包括终端设备的位置参数、角度参数以及信道信息参数等。下面图12以终端设备反馈角度参数为例进行举例说明。
参见图12,图12为终端设备的位置与波束参考点相对于服务卫星的角度的变化的示意图。以终端设备反馈的大尺度信道信息的评估参数为角度参数为例,同时假设波束的参考点为波束中心,如果终端设备反馈自身位置,卫星根据终端的位置与波束中心获得两个位置相对于服务卫星的夹角为θ,则有:
hkk=Gkk(θ)·Grkk·PLk(θ)
hki=Gki(θ)·Grki·PLk(θ) (3)
以反射天线模型为例,天线的归一化功率增益和角度θ之间满足:
k=2πfc/c (4)
其中,α为图11中的通信仰角,fc为中心频率,c为光速,β表示干扰天线和目标天线的夹角,Gr为接收端的增益,其中,Grkk为接收端接收到的有用信号的增益,Grki为接收端接收到的干扰信号的增益。
在计算路径损耗的时候,路径会有如下变化:
其中,D1表示服务卫星与目标波束的波束中心的距离,是已知的,D2表示服务卫星与用户的距离。
下面结合图13,对上述基于闭环机制的预编码流程进行举例说明。
如图13,图13为本申请提供的基于闭环的预编码流程的示例。
601、网络设备向终端设备广播需要一起进行预编码的目标波束。
602、网络设备向终端设备发送资源配置。
示例性地,资源配置可以包括用于终端设备发送反馈信息的资源,例如,时域资源、频域资源等,发送反馈信息的周期以及反馈信息的内容等。
603、网络设备向终端设备发送报告的配置。
示例性地,报告的配置可以包括报告的内容、发送报告的触发条件等。
604、网络设备接收来自于终端设备的第一反馈信息,第一反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数。
这里,第一反馈信息是作为终端设备向网络设备发送的用于指示大尺度信道信息的评估参数的反馈信息的一个示例。
605、网络设备根据所述大尺度信道信息的评估参数,对基础信道矩阵的元素进行修正,得到修正后的基础信道矩阵,并根据修正后的基础信道矩阵计算得到预编码矩阵。
606、网络设备调整物理层和MAC层的参数配置,调整天线配置以及发射功率等。
607、网络设备采用预编码矩阵对下行信号进行预编码。
608、网络设备向终端设备发送经过预编码的下行信号。
609、终端设备根据大尺度信道信息的评估参数和目标波束,获得预编码矩阵,并基于预编码矩阵对接收到的下行信号解码。
该实施例中引入闭环的机制,终端设备向网络设备上报大尺度信道信息的评估参数,以辅助网络设备对基础信道矩阵进行修正,提高了信道估计的准确性,从而提升预编码的性能。
另外,需要说明的是,虽然引入了闭环机制,但是终端设备只需要上报大尺度信道信息的简单的评估参数,例如,终端设备自身的位置、角度等,无需对信道进行精确的测量,相比于正常的信道测量以及信道信息的上报流程,依然可以有效降低复杂度和资源开销。
在以上实施例中,网络设备离线存储一个或多个基础信道矩阵,并根据目标波束ID从所述一个或多个基础信道矩阵中读取相应的元素,获得一个或多个目标信道矩阵,并进一步根据所述一个或多个目标信道矩阵计算预编码矩阵。
此外,在本申请实施例中,网络设备还可以通过在线计算或查表的方式确定目标信道矩阵,再计算预编码矩阵,下面进行详细介绍。
在一种实现中,网络设备可以在线计算预编码矩阵。
参见图14,图14为本申请提供的在线计算目标信道矩阵的示意图。如图14所示,将服务卫星的一个波束的覆盖区域划分为不同的区域,其中,不同区域分别对应一个编号。终端设备根据自身的地理位置,上报自身在小区内的位置区域参数或者距离参数。其中,距离参数为终端设备距离波束参考点或者服务卫星的距离。网络设备根据终端设备上报的位置区域参数或距离参数,可以评估这些区域的参考点(例如,一般可以为区域的中心)到服务卫星的距离、不同位置区域的相对夹角以及终端设备与波束参考点(例如,可以为波束中心)的夹角。
由于在卫星通信系统中,卫星距离终端设备比较远,可以近似看作终端设备在某个区域内的不同位置到卫星的距离、角度都相同。根据上文中的式(1)可以计算获得用于产生预编码矩阵的信道矩阵(即,目标信道矩阵),并进一步生成预编码矩阵。
可选地,作为另一种实现方式,网络设备可以通过查表的方式,计算预编码矩阵。
在这种实现方式中,终端设备上报的大尺度信道信息的评估参数与信道信息(例如,路径损耗)之间有一定的对应关系。假设将这种对应关系通过表格的方式进行存储,网络设备根据终端设备上报的大尺度信道信息的评估参数,通过查表,可以获得终端设备的自由路径传输损耗。不同路径损耗与路径远近有一一对应关系,因此,可以通过路径损耗获得各个终端设备在服务波束内的位置,并最终可以获得信道矩阵。
例如,假设终端设备上报的路径损耗指示参数α与路径损耗之间存在对应关系,如表1所示。
表1
路径损耗指示参数α | 路径损耗 |
1 | 180dB |
2 | 185dB |
3 | 190dB |
4 | 195dB |
… | … |
根据上文对大尺度模型的说明可知,自由路径损耗还与中心频率有关,当涉及到卫星的类型较多,且有不同的频段的时候,可能的自由路径损耗范围会比较大,由此,表1会变得非常大。
另外,为了提高精度,表1可能还需要按照更高的精度进行划分,指示开销也会变得很大。例如,“1”表示100dB,按照1dB的精度递增,当指示200dB的时候,则需要用“200”表示。可以发现,此时的指示开销会很大,需要8比特(ceil(log2200))进行指示,其中,ceil表示向上取整。
因此,在本申请实施例中,可以根据卫星的不同类型和不同频段,对表1进行分类,以降低指示开销,如下面的表2-表6所示。在使用时,网络设备可以根据服务卫星的类型以及不同的频段,选择合适的表格进行查表。
表2
表3
表4
表5
以上表2-表6中,GEO表示静止轨道(geostationary earth orbit,GEO),LEO表示低轨道(low earth orbit,LEO)。
参见图15,图15为网络侧基于查表或在线计算方式的预编码流程的示例。
701、网络设备向终端设备通知目标波束的ID。
702、网络设备向终端设备发送资源配置。
703、网络设备向终端设备发送报告的配置。
704、网络设备接收来自于终端设备的第二反馈信息,第二反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数。
其中,第一反馈信息是作为终端设备向网络设备发送的用于指示大尺度信道信息的评估参数的反馈信息的另一个示例。
可选地,本实施例中的第二反馈信息可以与上文的第一反馈信息相同或者不同,不作限定。
705、网络设备通过在线计算或者查表,估计信道矩阵,并根据信道矩阵计算获得预编码矩阵。
706、网络设备调整物理层和MAC层的参数配置,调整天线配置以及发射功率等。
707、网络设备采用预编码矩阵对下行信号进行预编码。
708、网络设备向终端设备发送经过预编码的下行信号。
709、终端设备根据目标波束的ID,估计预编码矩阵,并基于预编码矩阵对接收到的下行信号解码。
与网络设备或终端设备离线存储基础信道矩阵的实现方式相比,该实施例中不进行离线存储,而是引入了一些计算开销。由于卫星的不同类型、通信仰角等,如果分别存储对应的基础信道矩阵,存储开销也会较大。在该实施例中,终端设备通过简单的反馈大尺度信道信息的评估参数,以辅助网络设备自主计算信道矩阵,这种闭环的机制可以提高信道估计的精度,也可以避免大量的存储开销。
另外,通过简单的表格存储,可以降低一部分计算的开销,因此,该实施例可以获得计算复杂度和存储开销的折中。
进一步地,本申请考虑到如果终端设备的移动速度较快,由于终端设备和卫星的通信距离较远,当卫星接收到终端设备上报的大尺度信道信息的评估参数,并以此进行信道估计并用于下行信号传输时,终端设备距离原来的位置已经比较远了。因此,在这种情况下,终端设备上报的大尺度信道信息的评估参数已经过期,而网络设备根据评估参数在线计算或者查表计算得到的信道矩阵也已经过期了。
为此,针对终端设备移动速度较快导致信道信息过期的这种情况,本申请中提出,终端设备除了上报大尺度信道信息的评估参数(例如,终端设备的位置、角度等参数或路径损耗指示参数α)之外,在上报的内容中增加修正系数,其中,修正系数与终端设备的移动速度相关,以辅助网络设备在根据终端设备上报的大尺度信道信息的评估参数估计信道矩阵时,将终端设备的移动速度考虑在内。
例如,在查表的方式中,网络设备根据路径损耗指示参数α获得了终端设备相对于波束中心的夹角θ,当网络设备在评估信道矩阵时,实际采用的角度应该为:
θ'=θ+η·Δt (6)
其中,η为修正系数,Δt与终端设备和服务卫星之间的往返延迟差相关。Δt具体用于表示终端设备发送上行信号的时间和网络设备发送下行信号的时间的间隔。
示例性地,基站侧根据终端设备上报的修正系数的指示参数,通过查表的方式确定修正系数,例如,表6。
表6
指示参数 | η |
0 | 0.05rad/s |
1 | 0.1rad/s |
2 | 0.15rad/s |
3 | 0.2rad/s |
4 | 0.25rad/s |
应理解,表6中的数值和单位仅是作为示例,不限于表6。
另外,终端设备上报的修正系数不限于对角度的修正,因为角度根据地理位置计算得到,用户反馈的可以是针对地理位置的修正、通信距离的修正、地理位置到参考点的相对位置的修正、终端设备的地理位置到卫星位置距离的修正,自由传播路径损耗的修正等。
示例性地,基站侧根据终端设备上报的一个或多个指示参数,通过约定的方式计算修正系数,如表7。
例如,终端侧指示一个或多个指示参数,例如,表7中的i1,i2,i3,i4。
表7
其中,参数ax,y为约定好的参数。
另外,上述表格7也可以用于基站侧直接计算自由传播路径损耗、距离、位置等,这些数据也可以根据固定的参数(例如,地理位置,频率等)计算获得。即,基站侧根据终端设备上报的指示参数,直接根据表7里面的计算公式获得。
参见图16,图16为本申请提供的将修正系数应用于预编码的流程的示意图。
801、网络设备向终端设备通知采用预编码的目标波束的ID。
802、网络设备向终端设备发送资源配置。
803、网络设备向终端设备发送报告的配置。
804、终端设备向网络设备上报大尺度信道信息的评估参数以及修正系数。
作为一些示例,所述大尺度信道信息的评估参数可以包括终端设备的位置参数、角度参数以及距离参数等。
805、网络设备采用修正系数,通过在线计算或者查表,估计信道矩阵,并根据信道矩阵计算获得预编码矩阵。
806、网络设备调整物理层和MAC层的参数配置,调整天线配置以及发射功率等。
807、网络设备使用预编码矩阵对下行信号进行预编码,并发送经过预编码的下行信号。
808、终端设备根据修正系数和目标波束的ID估计预编码矩阵,并基于预编码矩阵对接收到的下行信号解码。
在该实施例中,终端设备基于自身的移动速度上报修正系数,可以避免上面描述的终端设备上报的大尺度相关的信道信息的评估参数过期的问题。网络设备根据用户反馈的评估参数和修正字数,可以获得卫星发送下行信号时的信道信息,可以获得更高的精度和更好的性能。
本申请针对卫星通信系统中信号的往返延迟较长,反馈的信道信息严重过期的问题,设计了一种开环或者简单的闭环方式,只根据大尺度信道信息进行预编码。由于大尺度信道信息只与位置和天线模型相关,终端设备无需进行频繁的信息测量以及大量的信道信息的反馈,从而可以减少终端的复杂度,并且节省信令的开销。
另外,由于大尺度信道信息占据了主要的信道,只根据大尺度信道信息进行预编码,并不会引入较大的性能损失。与直接采用过期的信道信息反馈(此处假设大尺度变化可以忽略,信道的过期主要由于变化较快的小尺度信道信息引起)相比,具有更好的性能。
参见图17,图17为采用小尺度信道信息进行预编码与本申请采用大尺度信道信息进行预编码的性能对比。如图17所示。图17中的场景为静止轨道(geostationary earthorbit,GEO),通信仰角45度,中心频率为20GHz,总波束为61个,目标波束为19个。带o符号的线,为直接采用过期的信道信息进行预编码的性能。可以看到,系统性能(例如,吞吐量增益)随着过期时间的增加而变差,最后趋于稳定。这种现象主要是由于,此时过期延迟的小尺度信道已经类似于叠加在大尺度信道上的噪声。虚线为根据大尺度信道进行的预编码性能,该线只根据大尺度信道过预编码,不受过期小尺度信道的影响。
以上对本申请提供的卫星通信系统中预编码的方法进行了详细说明,下面介绍本申请提供的通信装置。
参见图18,图18为本申请提供的通信装置的示意性框图。如图18,通信装置1000包括处理单元1100、接收单元1200和发送单元1300。
处理单元1100,用于根据目标波束,从一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,其中,所述目标波束为需要进行预编码的波束,所述一个或多个基础信道矩阵是根据大尺度信道信息计算获得的;
以及,根据所述一个或多个目标信道矩阵,生成预编码矩阵,并采用所述预编码矩阵对所述目标波束对应的下行信号进行预编码;
发送单元1300,用于发送经过预编码的下行信号。
可选地,在一个实施例中,所述基础信道矩阵为一个,所述基础信道矩阵包含K行K列的元素,所述基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,其中,所述基础信道矩阵的K个行分别对应所述K个波束内的终端设备的信道,所述基础信道矩阵中的元素hkk表示第k个终端设备需要在第k个波束上接收到的有用信号经历的信道,hki表示第i个波束对第k个波束内的终端设备产生的干扰信号经历的信道,1≤i≤K,1≤k≤K,k和i均为整数,K为正整数,i不等于k。
可选地,在一个实施例中,所述基础信道矩阵具有嵌套特性,所述嵌套特性是指从所述基础信道矩阵中读取K1个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,包含于从所述基础信道矩阵中读取K2个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,其中,所述K2个目标波束包括所述K1个目标波束,K1<K2≤K,K1和K2均为整数。
可选地,在一个实施例中,当所述K个波束采用相同的频段时,所述处理单元1100,具体用于:
根据L个目标波束的ID,从所述基础信道矩阵中读取所述L个目标波束关联的元素,得到一个所述目标信道矩阵,其中,所述目标波束关联的元素包括所述基础信道矩阵中和所述L个目标波束的ID对应的L个行中的和所述L个目标波束的ID对应的L个列的元素,L≥1,且L为整数。
可选地,在一个实施例中,所述基础信道矩阵为N个,所述N个基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,当所述K个波束采用N个频段时,所述N个基础信道矩阵中的每个基础信道矩阵对应所述N个频段中的一个频段,所述N个基础信道矩阵的大小均为K行K列,K为正整数;
所述处理单元1100,具体用于:
根据L个目标波束的ID,从每个频段对应的基础信道矩阵中读取所述频段的目标波束关联的元素,得到所述频段对应的目标信道矩阵,其中,所述目标波束关联的元素包括每个频段对应的基础信道矩阵中和所述频段对应的P个目标波束的ID对应的P个行中的和所述P个目标波束的ID对应的P个列的元素,1≤P<L,P和L为整数。
可选地,在一个实施例中,所述基础信道矩阵为N个,所述N个基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,当所述K个波束采用N个频段时,所述N个基础信道矩阵分别对应所述N个频段,所述N个频段的每个频段对应的基础信道矩阵的大小和所述频段的波束的数量有关,N≥2,且N为整数;
以及,所述处理单元1100,具体用于:
根据L个目标波束的ID,从所述N个频段对应的所述N个基础信道矩阵中分别读取相应的目标波束关联的元素,得到N个目标信道矩阵,其中,所述N个目标信道矩阵与所述N个频段对应,所述N个频段的每个频段对应所述L个目标波束中的部分目标波束,所述N个频段对应的目标波束的数量之和为L。
可选地,在一个实施例中,所述K个波束采用N个频段,每个频段对应所述K个波束中的部分波束,N≥2,且N为整数;
以及,所述处理单元1100,具体用于:
从所述基础信道矩阵中分别读取所述N个频段中的每个频段对应的目标波束所关联的元素,得到N个目标信道矩阵,所述N个目标信道矩阵与所述N个频段对应,其中,所述每个频段对应的目标波束所关联的元素包括所述基础信道矩阵中和所述频段对应的目标波束的ID对应的行中的和所述目标波束ID对应的列的元素。
可选地,在一个实施例中,所述接收单元1200,用于:
接收来自于M个第一波束内的终端设备的反馈信息,所述反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数,M≥1且M为整数;
以及,所述处理单元1100,具体用于:
根据所述大尺度信道信息的评估参数,确定所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素,其中,和所述M个第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为所述M个第一波束中任意一个第一波束的ID和/或列索引为所述M个第一波束中的任意一个第一波束的ID的元素;
输出所述一个或多个基础信道矩阵。
可选地,在一个实施例中,所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束的参考点计算得到的;
所述接收单元1200,用于:
接收来自于M个第一波束内的终端设备的第一反馈信息,所述第一反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数,M≥1且M为整数;
以及,所述处理单元1100,具体用于:
根据所述大尺度信道信息的评估参数,对所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素进行修正,得到修正后的所述一个或多个基础信道矩阵,其中,和所述M个第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中行索引包含所述M个第一波束中任意一个第一波束的ID和/或列索引包含所述M个第一波束中的任意一个第一波束的ID的元素;
根据所述目标波束,从所述修正后的所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成所述一个或多个目标信道矩阵。
可选地,在一个实施例中,所述处理单元1100,还用于:
根据卫星的信息,从预存储的信道矩阵中选择所述一个或多个基础信道矩阵,其中,所述预存储的信道矩阵是基于大尺度信道信息计算得到的,所述卫星的信息包括所述卫星的类型、通信仰角以及轨道高度中的一项或多项。
可选地,在一个实施例中,所述接收单元1200,还用于:
接收来自于一个或多个第二波束内的终端设备的第二反馈信息,所述第二反馈信息用于指示用于大尺度信道信息的评估参数;
所述处理单元1100,还用于:
根据所述大尺度信道信息的评估参数,通过在线计算或者查表的方式,计算所述一个或多个基础信道矩阵,其中,在查表的方式中,所述大尺度信道信息的评估参数和所述基础信道矩阵的信道信息之间具有对应关系,所述一个或多个基础信道矩阵是通过所述对应关系和所述第二反馈信息指示的所述大尺度信道信息的评估参数得到的。
可选地,在一个实施例中,所述接收单元1200,还用于:
接收来自于所述终端设备的修正系数,所述修正系数与所述终端设备的移动速度相关;
所述处理单元1100,还用于:
所述根据所述大尺度信道信息的评估参数和所述修正系数,通过在线计算或查表的方式,计算所述一个或多个基础信道矩阵。
可选地,在一个实施例中,所述用于大尺度信道信息的评估参数包括终端设备的位置参数、角度参数以及信道信息参数中一种或多种。
可选地,在一个实施例中,所述接收单元1200具体用于:
接收来自于终端设备的一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数之间具有对应关系,或者,所述一个或多个指示参数用于计算所述修正系数;
以及,所述处理单元1100,还用于:
根据所述一个或多个指示参数与所述对应关系,通过查表,确定所述修正系数,或者,根据所述一个或多个指示参数,计算获得所述修正系数。
可选地,在一个实施例中,所述发送单元1300,还用于:
向终端设备发送预编码信息,所述预编码信息用于指示需要进行预编码的所述目标波束的ID。
在以上各实现方式中,接收单元1200和发送单元1300也可以集成为一个收发单元,同时具备接收和发送的功能,这里不作限定。
可选地,作为一个示例,通信装置1000可以为方法实施例中的发送端。在这种情况下,接收单元1200可以为接收器,发送单元1300可以为发射器。接收器和发射器也可以集成为一个收发器。
可选地,作为另一个示例,通信装置1000可以为安装在发送端中的芯片或集成电路。在这种情况下,接收单元1200和发送单元1300可以为通信接口或者接口电路。例如,接收单元1200为输入接口或输入电路,发送单元1300为输出接口或输出电路。
在各示例中,处理单元1100用于执行除了发送和接收的动作之外由网络设备内部实现的处理和/或操作。
例如,预编码、从基础信道矩阵中读取和目标波束关联的元素以生成目标信道矩阵、根据大尺度信道信息的评估参数对基础信道矩阵进行修正、根据大尺度信道信息在线计算基础信道矩阵,以及根据修正系数和大尺度信道信息计算基础信道矩阵等。
可选地,处理单元1100可以为处理装置。其中,处理装置的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。例如,处理装置可以包括至少一个处理器和至少一个存储器,其中,所述至少一个存储器用于存储计算机程序,所述至少一个处理器读取并执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序,使得通信装置1000执行各方法实施例中由网络设备执行的操作和/或处理。
可选地,处理装置可以仅包括处理器,用于存储计算机程序的存储器位于处理装置之外。处理器通过电路/电线与存储器连接,以读取并执行存储器中存储的计算机程序。
在一些示例中,处理装置还可以为芯片或集成电路。例如,处理装置包括处理电路/逻辑电路和接口电路,接口电路用于接收信号和/或数据,并将所述信号和/或数据传输至所述处理电路,所述处理电路处理所述信号和/或数据,使得各方法实施例中由网络设备执行的操作和/或处理被执行。
参见图19,图19为本申请提供的另一通信装置的示意性框图。如图19,通信装置2000包括处理单元2100、接收单元2200和发送单元2300。
处理单元2100,用于获取大尺度信道信息的评估参数,其中,所述通信装置位于第一波束内,所述第一波束属于目标波束中的一个,所述目标波束为网络设备执行预编码的波束;
发送单元2300,用于向网络设备发送反馈信息,所述反馈信息用于指示所述大尺度信道信息的评估参数,所述大尺度信道信息的评估参数用于网络设备确定一个或多个基础信道矩阵中和第一波束关联的元素,其中,所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为第一波束的ID和/或列索引为所述第一波束的ID的元素。
可选地,在一个实施例中,所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束的参考点计算得到的;
以及,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备对所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素进行修正。
可选地,在一个实施例中,发送单元2300,还用于:
向网络设备发送修正系数,修正系数与终端设备的移动速度相关;
以及,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备计算一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素,包括:
所述大尺度信道信息的评估参数和所述修正系数用于所述网络设备计算所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素。
可选地,在一个实施例中,所述大尺度信道信息的评估参数包括终端设备的位置参数、角度参数以及信道信息参数中一种或多种。
可选地,在一个实施例中,发送单元2300,具体用于:
向网络设备发送一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数的取值之间具有对应关系,或者,所述一个或多个指示参数用于计算所述修正系数,其中,所述一个或多个修正系数用于网络设备确定所述修正系数。
在以上各实现方式中,接收单元2200和发送单元2300也可以集成为一个收发单元,同时具备接收和发送的功能,这里不作限定。
可选地,作为一个示例,通信装置2000可以为方法实施例中的终端设备,在这种情况下,接收单元2200可以为接收器,发送单元2300可以为发射器。接收器和发射器也可以集成为一个收发器。
可选地,作为另一个示例,通信装置2000可以为安装于接收端中的芯片或集成电路。在这种情况下,接收单元2200和发送单元2300可以为通信接口或者接口电路。例如,接收单元2200为输入接口或输入电路,发送单元2300为输出接口或输出电路。
在各示例中,处理单元2100用于执行除了发送和接收的动作之外由终端设备内部实现的处理和/或操作。
可选地,处理单元2100可以为处理装置。其中,处理装置的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。例如,处理装置可以包括至少一个处理器和至少一个存储器,其中,所述至少一个存储器用于存储计算机程序,所述至少一个处理器读取并执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序,使得通信装置2000执行各方法实施例中由终端设备执行的操作和/或处理。
可选地,处理装置可以仅包括处理器,用于存储计算机程序的存储器位于处理装置之外。处理器通过电路/电线与存储器连接,以读取并执行存储器中存储的计算机程序。
可选地,在一些示例中,处理装置还可以为芯片或集成电路。例如,处理装置包括处理电路/逻辑电路和接口电路,接口电路用于接收信号和/或数据,并将所述信号和/或数据传输至所述处理电路,所述处理电路处理所述信号和/或数据,使得各方法实施例中由终端设备执行的操作被执行。
参见图20,图20为本申请提供的通信装置的示意性结构图。如图20,通信装置10包括:一个或多个处理器11,一个或多个存储器12以及一个或多个通信接口13。处理器11用于控制通信接口13收发信号,存储器12用于存储计算机程序,处理器11用于从存储器12中调用并运行该计算机程序,以使得通信装置10执行本申请各方法实施例中由网络设备执行的处理和/或操作。
例如,处理器11可以具有图18中所示的处理单元1100的功能,通信接口13可以具有图18中所示的接收单元1200和/或发送单元1300的功能。具体地,处理器11可以用于执行图1-图17中由网络设备内部执行的处理或操作,通信接口13用于执行图1-图17中由网络设备执行的发送和/或接收的动作。
在一种实现方式中,通信装置10可以为方法实施例中的网络设备。在这种实现方式中,通信接口13可以为收发器。收发器可以包括接收器和发射器。可选地,处理器11可以为基带装置,通信接口13可以为射频装置。在另一种实现中,通信装置10可以为安装在网络设备中的芯片或者集成电路。在这种实现方式中,通信接口13可以为接口电路或者输入/输出接口。
参见图21,图21为本申请提供的另一通信装置的示意性结构图。如图21,通信装置20包括:一个或多个处理器21,一个或多个存储器22以及一个或多个通信接口23。处理器21用于控制通信接口23收发信号,存储器22用于存储计算机程序,处理器21用于从存储器22中调用并运行该计算机程序,使得通信装置20执行本申请各方法实施例中由终端设备执行的处理和/或操作。
例如,处理器21可以具有图19中所示的处理单元2100的功能,通信接口23可以具有图19中所示的接收单元2200和/或发送单元2300的功能。具体地,处理器21可以用于执行图1-图17中由终端设备内部执行的处理或操作,通信接口33用于执行图1-图17中由终端设备执行的发送和/或接收的动作。
在一种实现方式中,通信装置20可以为方法实施例中的终端设备。在这种实现方式中,通信接口23可以为收发器。收发器可以包括接收器和发射器。可选地,处理器21可以为基带装置,通信接口23可以为射频装置。在另一种实现中,通信装置20可以为安装在终端设备中的芯片或者集成电路。在这种实现方式中,通信接口23可以为接口电路或者输入/输出接口。
可选的,上述各装置实施例中的存储器与处理器可以是物理上相互独立的单元,或者,存储器也可以和处理器集成在一起,本文不做限定。
此外,本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,当计算机指令在计算机上运行时,使得本申请各方法实施例中由网络设备执行的操作和/或流程被执行。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,当计算机指令在计算机上运行时,使得本申请各方法实施例中由终端设备执行的操作和/或流程被执行。
此外,本申请还提供一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序代码或指令,当计算机程序代码或指令在计算机上运行时,使得本申请各方法实施例中由网络设备执行的操作和/或流程被执行。
本申请还提供一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序代码或指令,当计算机程序代码或指令在计算机上运行时,使得本申请各方法实施例中由终端设备执行的操作和/或流程被执行。
此外,本申请还提供一种芯片,所述芯片包括处理器,用于存储计算机程序的存储器独立于芯片而设置,处理器用于执行存储器中存储的计算机程序,使得安装有所述芯片的网络设备执行任意一个方法实施例中由网络设备执行的操作和/或处理。
进一步地,所述芯片还可以包括通信接口。所述通信接口可以是输入/输出接口,也可以为接口电路等。进一步地,所述芯片还可以包括所述存储器。
本申请还提供一种芯片,所述芯片包括处理器,用于存储计算机程序的存储器独立于芯片而设置,处理器用于执行存储器中存储的计算机程序,使得安装有所述芯片的终端设备执行任意一个方法实施例中由终端设备执行的操作和/或处理。
进一步地,所述芯片还可以包括通信接口。所述通信接口可以是输入/输出接口,也可以为接口电路等。进一步地,所述芯片还可以包括所述存储器。
此外,本申请还提供一种通信装置(例如,可以为芯片),包括处理器和通信接口,所述通信接口用于接收信号并将所述信号传输至所述处理器,所述处理器处理所述信号,以使得任意一个方法实施例中由网络设备执行的操作和/或处理被执行。
本申请还提供一种通信装置(例如,可以为芯片),包括处理器和通信接口,所述通信接口用于接收信号并将所述信号传输至所述处理器,所述处理器处理所述信号,以使得任意一个方法实施例中由终端设备执行的操作和/或处理被执行。
此外,本申请还提供一种通信装置,包括至少一个处理器,所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合,所述至少一个处理器用于执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序或指令,使得任意一个方法实施例中由网络设备执行的操作和/或处理被执行。
本申请还提供一种通信装置,包括至少一个处理器,所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合,所述至少一个处理器用于执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序或指令,使得任意一个方法实施例中由终端设备执行的操作和/或处理被执行。
此外,本申请还提供一种通信设备,包括处理器、存储器和收发器。其中,存储器用于存储计算机程序,处理器用于调用并运行存储器中存储的计算机程序,并控制收发器收发信号,以使网络设备执行任意一个方法实施例中由网络设备执行的操作和/或处理。
本申请还提供一种通信设备,包括处理器、存储器和收发器。其中,存储器用于存储计算机程序,处理器用于调用并运行存储器中存储的计算机程序,并控制收发器收发信号,以使网络设备执行任意一个方法实施例中由终端设备执行的操作和/或处理。
此外,本申请还提供一种无线通信系统,包括本申请实施例中的网络设备,该无线通信系统可以实现本申请实施例中基于开环的预编码的方法。
可选地,所述无线通信系统还可以包括本申请实施例中的终端设备。该无线通信系统可以实现本申请实施例中基于闭环的预编码的方法。
本申请实施例中的处理器可以是集成电路芯片,具有处理信号的能力。在实现过程中,上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或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。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。本申请实施例公开的方法的步骤可以直接体现为硬件编码处理器执行完成,或者用编码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
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(erasablePROM,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(dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronousDRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM,DDRSDRAM)、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 rambusRAM,DRRAM)。应注意,本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
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,在此不再赘述。
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,例如,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,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
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处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。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。
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 (24)
1.一种卫星通信系统中进行预编码的方法,其特征在于,包括:
根据目标波束,从一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,其中,所述目标波束为需要进行预编码的波束,所述一个或多个基础信道矩阵是根据大尺度信道信息计算获得的;
根据所述一个或多个目标信道矩阵,生成预编码矩阵,并采用所述预编码矩阵对所述目标波束对应的下行信号进行预编码;
发送经过预编码的下行信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础信道矩阵为一个,所述基础信道矩阵包含K行K列的元素,所述基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,其中,所述基础信道矩阵的K个行分别对应所述K个波束内的终端设备的信道,所述基础信道矩阵中的元素hkk表示第k个终端设备需要在第k个波束上接收到的有用信号经历的信道,hki表示第i个波束对第k个波束内的终端设备产生的干扰信号经历的信道,1≤i≤K,1≤k≤K,k和i均为整数,K为正整数,i不等于k。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,从所述基础信道矩阵中读取K1个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,包含于从所述基础信道矩阵中读取K2个目标波束关联的元素所构成的目标信道矩阵,其中,所述K2个目标波束包括所述K1个目标波束,K1<K2≤K,K1和K2均为整数。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,当所述K个波束采用相同的频段时,
所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
根据L个目标波束的ID,从所述基础信道矩阵中读取所述L个目标波束关联的元素,得到一个所述目标信道矩阵,其中,所述目标波束关联的元素包括所述基础信道矩阵中和所述L个目标波束的ID对应的L个行中的和所述L个目标波束的ID对应的L个列的元素,L≥2,且L为整数。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础信道矩阵为N个,所述N个基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,当所述K个波束采用N个频段时,所述N个基础信道矩阵中的每个基础信道矩阵对应所述N个频段中的一个频段,所述N个基础信道矩阵的大小均为K行K列,K为正整数;
所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
根据L个目标波束的ID,从每个频段对应的基础信道矩阵中读取所述频段的目标波束关联的元素,得到所述频段对应的目标信道矩阵,其中,所述目标波束关联的元素包括每个频段对应的基础信道矩阵中和所述频段对应的P个目标波束的ID对应的P个行中的和所述P个目标波束的ID对应的P个列的元素,1≤P<L,L≥2,P和L为整数。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础信道矩阵为N个,所述N个基础信道矩阵可用于K个波束的预编码,当所述K个波束采用N个频段时,所述N个基础信道矩阵分别对应所述N个频段,所述N个频段的每个频段对应的基础信道矩阵的大小和所对应的频段的波束的数量有关,N≥2,且N为整数;
所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵,包括:
根据L个目标波束的ID,从所述N个频段对应的所述N个基础信道矩阵中分别读取相应的目标波束关联的元素,得到N个目标信道矩阵,其中,所述N个目标信道矩阵与所述N个频段对应,所述N个频段的每个频段对应所述L个目标波束中的部分目标波束,所述N个频段对应的目标波束的数量之和为L。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据目标波束,从所述一个或多个基础信道矩阵中读取与所述目标波束关联的元素,生成一个或多个目标信道矩阵之前,所述方法还包括:
接收来自于M个第一波束内的终端设备的反馈信息,所述反馈信息用于指示大尺度信道信息的评估参数,M≥1且M为整数;
根据所述大尺度信道信息的评估参数,确定所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素,其中,和所述M个第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为所述M个第一波束中任意一个第一波束的ID和/或列索引为所述M个第一波束中的任意一个第一波束的ID的元素;
输出所述一个或多个基础信道矩阵。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据卫星的信息,从预存储的信道矩阵中选择所述一个或多个基础信道矩阵,其中,所述预存储的信道矩阵是基于大尺度信道信息计算得到的,所述卫星的信息包括所述卫星的类型、通信仰角以及轨道高度中的一项或多项。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收来自于所述终端设备的修正系数,所述修正系数与所述终端设备的移动速度相关;
所述根据所述大尺度信道信息的评估参数,确定所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素,包括:
根据所述大尺度信道信息的评估参数和所述修正系数,确定所述一个或多个基础信道矩阵中和所述M个第一波束关联的元素。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法,其特征在于,所述大尺度信道信息的评估参数包括终端设备的位置参数、角度参数以及信道信息参数中一种或多种。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述接收来自于终端设备的修正系数,包括:
接收来自于终端设备的一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数的取值之间具有对应关系,或者所述一个或多个指示参数用于计算所述修正系数;
所述方法还包括:
根据所述一个或多个指示参数与所述对应关系,通过查表,确定所述修正系数,或者,根据所述一个或多个指示参数,计算获得所述修正系数。
12.一种卫星通信系统中进行预编码的方法,其特征在于,包括:
终端设备获取大尺度信道信息,所述终端设备位于第一波束内,所述第一波束属于目标波束中的一个,所述目标波束为网络设备执行预编码的波束;
所述终端设备向网络设备发送第一反馈信息,所述第一反馈信息用于指示所述大尺度信道信息的评估参数,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备计算一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素,其中,所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为第一波束的ID和/或列索引为所述第一波束的ID的元素。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束的参考点计算得到的;
以及,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备对所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素进行修正。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述终端设备向所述网络设备发送修正系数,所述修正系数与所述终端设备的移动速度相关;
以及,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备计算一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素,包括:
所述大尺度信道信息的评估参数和所述修正系数用于所述网络设备计算所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法,其特征在于,所述大尺度信道信息的评估参数包括所述终端设备的位置参数、角度参数或信道信息参数。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于,所述终端设备向所述网络设备发送修正系数,包括:
所述终端设备向所述网络设备发送一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数的取值之间具有对应关系,或者,所述一个或多个指示参数用于所述网络设备计算所述修正系数。
17.一种通信装置,其特征在于,包括:
处理单元,用于获取大尺度信道信息,所述通信装置位于第一波束内,所述第一波束属于目标波束中的一个,所述目标波束为网络设备执行预编码的波束;
发送单元,用于向网络设备发送第一反馈信息,所述第一反馈信息用于指示所述大尺度信道信息的评估参数,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备计算一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素,其中,所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素包括所述一个或多个基础信道矩阵中元素的行索引为第一波束的ID和/或列索引为所述第一波束的ID的元素。
18.根据权利要求17所述的通信装置,其特征在于,所述一个或多个基础信道矩阵中的元素是根据波束的参考点计算得到的;
以及,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备对所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素进行修正。
19.根据权利要求17或18所述的通信装置,其特征在于,所述发送单元还用于:
向所述网络设备发送修正系数,所述修正系数与所述通信装置的移动速度相关;
以及,所述大尺度信道信息的评估参数用于所述网络设备计算一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素,包括:
所述大尺度信道信息的评估参数和所述修正系数用于所述网络设备计算所述一个或多个基础信道矩阵中和所述第一波束关联的元素。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的通信装置,其特征在于,所述大尺度信道信息的评估参数包括所述通信装置的位置参数、角度参数或信道信息参数。
21.根据权利要求19或20所述的通信装置,其特征在于,所述发送单元具体用于:
向所述网络设备发送一个或多个指示参数,所述一个或多个指示参数与所述修正系数的取值之间具有对应关系,或者,所述一个或多个指示参数用于所述网络设备计算所述修正系数。
22.一种通信装置,其特征在于,包括至少一个处理器,所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合,所述至少一个处理器用于执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序或指令,以使所述通信装置执行如权利要求1-11中任一项所述的方法,或者,使得所述通信装置执行如权利要求12-16中任一项所述的方法。
23.一种通信装置,其特征在于,包括处理电路和通信接口,所述通信接口用于接收待处理的数据和/或信息,并将所述待处理的数据和/或信息传输至所述处理电路,所述处理电路用于执行如权利要求1-11中任一项所述的方法,或者,所述处理电路用于执行如权利要求12-16中任一项所述的方法。
24.一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中存储有计算机指令,当计算机指令在计算机上运行时,如权利要求1-11中任一项所述的方法被实现,或者,如权利要求12-16中任一项所述的方法被实现。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010732077.3A CN113992256A (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 |
PCT/CN2021/104620 WO2022022238A1 (zh) | 2020-07-27 | 2021-07-06 | 卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 |
EP21849990.3A EP4184807A4 (en) | 2020-07-27 | 2021-07-06 | METHOD FOR PRECODING IN A SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010732077.3A CN113992256A (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113992256A true CN113992256A (zh) | 2022-01-28 |
Family
ID=79731465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010732077.3A Pending CN113992256A (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4184807A4 (zh) |
CN (1) | CN113992256A (zh) |
WO (1) | WO2022022238A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114584203A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-06-03 | 四川轻化工大学 | 一种基于多波束卫星的星地链路上行数据传输方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2332077B1 (es) * | 2007-09-21 | 2010-10-22 | Fundacio Privada Centre Tecnologic De Telecomunicacions De Catalunya | Tecnicas de conformacion de haz para comunicaciones via satelite de banda ancha. |
KR101276855B1 (ko) * | 2010-03-08 | 2013-06-18 | 엘지전자 주식회사 | 프리코딩 행렬 정보 전송방법 및 사용자기기와, 프리코딩 행렬 구성방법 및 기지국 |
US10291315B1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-05-14 | Asia Satellite Telecommunications Company Limited | Methods and systems for operating a high throughput satellite |
-
2020
- 2020-07-27 CN CN202010732077.3A patent/CN113992256A/zh active Pending
-
2021
- 2021-07-06 EP EP21849990.3A patent/EP4184807A4/en active Pending
- 2021-07-06 WO PCT/CN2021/104620 patent/WO2022022238A1/zh unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114584203A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-06-03 | 四川轻化工大学 | 一种基于多波束卫星的星地链路上行数据传输方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4184807A1 (en) | 2023-05-24 |
WO2022022238A1 (zh) | 2022-02-03 |
EP4184807A4 (en) | 2024-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101730752B1 (ko) | 빔 제약적 서브프레임에 기반한 하향링크 데이터 수신 방법 및 장치 | |
US20100323611A1 (en) | Systems and methods for coherent precoding with antenna selection for coordinated multipoint transmission | |
US9980271B2 (en) | Interference aware reciprocal channel sounding reference signal | |
CN105578409B (zh) | 基于多波束卫星通信系统的终端发射功率的调整方法 | |
US9467210B2 (en) | Transmission parameter adaptation in cooperative signal communication | |
US11166239B2 (en) | Mitigation of calibration errors | |
US8385968B2 (en) | Precoding method and apparatus, and precoding control method and apparatus | |
CN110800222A (zh) | 利用rf中间单元的链路适应 | |
US9935695B2 (en) | Precoding a transmission from a two-dimensional antenna array using a partially reshaped codebook | |
CN104254946A (zh) | 用于三维波束成形的方法和装置 | |
US20200112356A1 (en) | Method for beam steering in multiple-input multiple-output system | |
US20160191131A1 (en) | User equipment and method for assisted three dimensional beamforming | |
US20220295434A1 (en) | Communication method and apparatus | |
US10498427B2 (en) | Methods for radio communication and communication devices | |
WO2023098493A1 (zh) | 广播波束扫描的方法和通信装置 | |
Hsieh et al. | Uav-based multi-cell haps communication: System design and performance evaluation | |
US20220368411A1 (en) | Method for Interference Minimization and Optimization of Orbital Mobile Cellular Services | |
CN113938179A (zh) | 5g基站对卫星用户干扰的联合波束成形和功率控制方法 | |
Guidotti et al. | Design trade-off analysis of precoding multi-beam satellite communication systems | |
WO2022022238A1 (zh) | 卫星通信系统中预编码的方法和通信装置 | |
US20230275639A1 (en) | Precoding Method and Communication Apparatus | |
Joroughi et al. | Robust precoding techniques for multibeam mobile satellite systems | |
WO2015187130A1 (en) | Adaptive antenna response at the ue for lte-advanced and beyond | |
WO2022267853A1 (zh) | 通道相位校正的方法和相关装置 | |
Ruggieri et al. | Alphasat TDP# 5 mission: Towards future EHF satellite communications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |