CN114079491A - 数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质 - Google Patents

数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质 Download PDF

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CN114079491A CN202010852543.1A CN202010852543A CN114079491A CN 114079491 A CN114079491 A CN 114079491A CN 202010852543 A CN202010852543 A CN 202010852543A CN 114079491 A CN114079491 A CN 114079491A
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Abstract

本申请提供一种数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质,属于无线通信领域。该方法包括:第一通信装置根据第二通信装置的重构要求信息,获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,根据该至少一条传播路径的路径参数构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,基于构建的信道对待发送数据进行预编码得到第一数据,并向该第二通信装置传输第一数据,其中,重构要求信息指示第二通信装置的信道重构要求。本申请通过根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,有助于提高信道构建的灵活性,从而提高无线通信系统的资源利用率。

Description

数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信领域,特别涉及一种数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质。
背景技术
无线通信系统通常包括基站和终端设备,为了提高无线通信系统的覆盖范围,通常在基站和终端设备中分别部署由多个天线元件构成的天线阵列,通过天线阵列实现基站与终端设备之间传输的信号的能量汇聚,以获得良好的信号增益。示例地,在毫米波无线通信系统中,终端设备可以是毫米波终端,基站可以是毫米波基站。
基站与终端设备之间传输的数据通过基站与终端设备之间的信道传输,为了保证数据传输的可靠性,在基站与终端设备进行数据传输时,通常需要重构基站与终端设备之间的信道。目前,通常由基站基于压缩感知算法或多信号分类(multiple signalclassification algorithm,MUSIC)算法(又称波达角算法)重构基站与终端设备之间的信道。
但是,目前的信道重构方案难以满足终端设备的信道重构要求,因此信道重构的灵活性较差,影响无线通信系统的资源利用率。
发明内容
本申请提供了一种数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质,有助于提高无线通信系统的资源利用率。本申请的技术方案如下:
第一方面,提供了一种数据传输方法,应用于无线通信系统中的第一通信装置,该无线通信系统包括第二通信装置和第一通信装置,该方法包括:根据该第二通信装置的重构要求信息,获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,该重构要求信息指示该第二通信装置的信道重构要求;根据该第一通信装置与该第二通信装置之间的该至少一条传播路径的路径参数,构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道;向该第二通信装置传输第一数据,该第一数据是基于构建的信道对待发送数据进行预编码得到的数据。
本申请提供的技术方案,由于第一通信装置根据该第一通信装置与第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,而该至少一条传播路径的路径参数是该第一通信装置根据该第二通信装置的重构要求信息获取的,因此该技术方案中,该第一通信装置可以根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
可选地,该重构要求信息包括信道重构时长;根据该第二通信装置的重构要求信息,获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,包括:向该第二通信装置发送该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数,该第二通信装置用于基于该发射过采样参数和该发射波束训练集向该第一通信装置发送参考信号,该发射过采样参数根据该信道重构时长确定;基于该第一通信装置的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量该参考信号,得到该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1,该接收过采样参数根据该信道重构时长确定;根据该第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2,确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,i为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为该第一通信装置与该第二通信装置之间的传播路径的总数量。
本申请提供的技术方案,第二通信装置基于发射波束训练集和该发射波束训练集的发射过采样参数向第一通信装置发送参考信号,该第一通信装置基于接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量该参考信号后得到第一接收信号矩阵,根据第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵确定第i条传播路径的路径参数,该发射过采样参数和该接收过采样参数均是根据信道重构时长确定的,因此第一通信装置可以根据信道重构时长来确定传播路径的路径参数,使得确定的路径参数满足信道重构时长的要求。
可选地,在基于该第一通信装置的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量该参考信号之前,该方法还包括:向该第二通信装置发送资源指示信息,该资源指示信息指示该第二通信装置发送该参考信号的时频资源。
本申请提供的技术方案,第一通信装置通过向第二通信装置发送资源指示信息,可以便于第二通信装置确定发送参考信号的时频资源。
可选地,根据该第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2,确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,包括:根据该第一接收信号矩阵Y1和该第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,构建该第i条传播路径对应的传输参数网格;根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输参数网格,确定该第i条传播路径的路径参数。
可选地,该传输参数网格包括传输角度网格和传输时延网格中的至少一种;该重构要求信息还包括信道重构精度和最大路径时延τmax中的至少一种;根据该第一接收信号矩阵Y1和该第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,构建该第i条传播路径对应的传输参数网格,包括:根据该接收信号残差矩阵Yr和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的该传输角度网格;和/或,根据该最大路径时延τmax,构建该第i条传播路径对应的该传输时延网格。
本申请提供的技术方案,优选方案为该传输参数网格包括传输角度网格和传输时延网格,该重构要求信息包括信道重构精度和最大路径时延τmax,因此第一通信装置优选构建该传输角度网格和该传输时延网格。
可选地,该路径参数包括角度参数、路径增益和路径时延中的至少一种;根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输参数网格,确定该第i条传播路径的路径参数,包括:根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输角度网格,确定该第i条传播路径的角度参数和路径增益
Figure BDA0002645209840000021
和/或,根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输时延网格,确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA0002645209840000022
本申请提供的技术方案,优选方案为该路径参数包括角度参数、路径增益和路径时延,因此第一通信装置优选确定角度参数、路径增益和路径时延。
可选地,该传输角度网格包括离开角网格和到达角网格;根据该接收信号残差矩阵Yr和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的传输角度网格,包括:根据该接收信号残差矩阵Yr,确定目标发射波束
Figure BDA0002645209840000031
和目标接收波束
Figure BDA0002645209840000032
根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000033
的离开角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的离开角网格;根据该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000034
的到达角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的到达角网格。
可选地,该离开角网格包括水平离开角网格和垂直离开角网格;该发射波束训练集包括水平发射波束集st,h和垂直发射波束集st,v,该发射过采样参数包括该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v;根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000035
的离开角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的离开角网格,包括:根据该信道重构精度确定该水平离开角网格的网格精度和该垂直离开角网格的网格精度;根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000036
的水平离开角
Figure BDA0002645209840000037
该水平发射波束集st,h、该水平发射过采样参数kt,h和该水平离开角网格的网格精度,构建该水平离开角网格;根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000038
的垂直离开角
Figure BDA0002645209840000039
该垂直发射波束集st,v、该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直离开角网格的网格精度,构建该垂直离开角网格。
可选地,该到达角网格包括水平到达角网格和垂直到达角网格;该接收波束训练集包括水平接收波束集sr,h和垂直接收波束集sr,v,该接收过采样参数包括该水平接收波束集sr,h的水平接收过采样参数kr,h和该垂直接收波束集sr,v的垂直接收过采样参数kr,v;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000310
的到达角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的到达角网格,包括:根据该信道重构精度确定该水平到达角网格的网格精度和该垂直到达角网格的网格精度;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000311
的水平到达角
Figure BDA00026452098400000312
该水平接收波束集sr,h、该水平接收过采样参数kr,h和该水平到达角网格的网格精度,构建该水平到达角网格;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000313
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400000314
该垂直接收波束集sr,v、该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直到达角网格的网格精度,构建该垂直到达角网格。
可选地,该角度参数包括水平离开角、垂直离开角、水平到达角和垂直到达角中的至少一种;该根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输角度网格,确定该第i条传播路径的角度参数和路径增益
Figure BDA00026452098400000315
包括:根据该接收信号残差矩阵Yr、该第i条传播路径对应的该离开角网格和该第i条传播路径对应的该到达角网格,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA00026452098400000316
垂直离开角
Figure BDA00026452098400000317
水平到达角
Figure BDA00026452098400000318
垂直到达角
Figure BDA00026452098400000319
和路径增益
Figure BDA00026452098400000320
可选地,根据该第一通信装置与该第二通信装置之间的该至少一条传播路径的路径参数,构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,包括:当达到信道重构条件时,根据已确定的j条传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵,以构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,该已确定的j条传播路径为达到该信道重构条件时确定的所有传播路径,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为该第一通信装置与该第二通信装置之间的传播路径的总数量。
可选地,该方法还包括:检测是否达到该信道重构条件。其中,该第一通信装置可以每确定一条传播路径的路径参数,就检测是否达到该信道重构条件。示例地,检测是否达到该信道重构条件具体包括:获取第i-1条传播路径的路径参数后,根据该第一接收信号矩阵Y1和该i-1条传播路径的该第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,获取接收信号残差能量;根据该接收信号残差能量,检测是否达到信道重构条件;
其中,该信道重构条件包括:
Figure BDA0002645209840000041
Figure BDA0002645209840000042
为该接收信号残差矩阵Yr的Frobenius范数的平方,表示该接收信号残差能量,ξ表示预设残差能量。
本申请提供的技术方案,当达到上述信道重构条件时,说明当前已确定传播路径的信号能量较高,剩余传播路径的信号能量较低,剩余传播路径不会对构建的信道产生影响(或者说影响极小可以忽略),因此第一通信装置不再确定剩余的传播路径的路径参数,直接根据已确定的所有传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵。
可选地,在根据已确定的j条传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵之前,该方法还包括:对该j条传播路径的路径参数进行优化。示例地,第一通信装置每确定一条传播路径的路径参数后,对该传播路径的路径参数进行优化。
本申请提供的技术方案,第一通信装置对传播路径的路径参数进行优化,有助于提高确定的路径参数的准确性,提高构建的信道的准确性。
可选地,该第一接收信号矩阵Y1中的元素为该第一通信装置测量到的该参考信号的接收信号强度,该第二接收信号矩阵Y2中的元素为该第一通信装置估计到的该参考信号的接收信号强度,该接收信号残差矩阵Yr中的元素为接收信号残差,其中,对于该第一接收信号矩阵Y1、该第二接收信号矩阵Y2和该接收信号残差矩阵Yr中的每个矩阵,该矩阵的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一个波束对索引号;根据该接收信号残差矩阵Yr,确定目标发射波束
Figure BDA0002645209840000043
和目标接收波束
Figure BDA0002645209840000044
包括:根据该接收信号残差矩阵Yr,确定最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号;根据该最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号,确定该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000045
和目标接收波束
Figure BDA0002645209840000046
可选地,根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000047
的水平离开角
Figure BDA0002645209840000048
该水平发射波束集st,h、该水平发射过采样参数kt,h和该水平离开角网格的网格精度,构建该水平离开角网格,包括:根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000049
的水平离开角
Figure BDA00026452098400000410
该水平发射波束集st,h和该水平发射过采样参数kt,h,确定该水平离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400000411
和下边界点
Figure BDA00026452098400000412
该上边界点
Figure BDA00026452098400000413
对应基于该水平发射过采样参数kt,h和该水平发射波束集st,h确定的与该目标发射波束
Figure BDA00026452098400000414
相邻的两个发射波束的水平离开角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400000415
对应该相邻的两个发射波束的水平离开角中的较小值;根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400000416
的水平离开角
Figure BDA00026452098400000417
该水平离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400000418
下边界点
Figure BDA00026452098400000419
和该水平离开角网格的网格精度,构建该水平离开角网格,该水平离开角网格是中心点为该
Figure BDA00026452098400000420
的2Bt,h+1点网格,2Bt,h表示该水平离开角网格中的网格数量。
可选地,根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400000421
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400000422
该垂直发射波束集st,v、该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直离开角网格的网格精度,构建该垂直离开角网格,包括:根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400000423
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400000424
该垂直发射波束集st,v和该垂直发射过采样参数kt,v,确定该垂直离开角网格的上边界点
Figure BDA0002645209840000051
和下边界点
Figure BDA0002645209840000052
该上边界点
Figure BDA0002645209840000053
对应基于该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直发射波束集st,v确定的与该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000054
相邻的两个发射波束的垂直离开角中的较大值,该下边界点
Figure BDA0002645209840000055
对应该相邻的两个发射波束的垂直离开角中的较小值;根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000056
的垂直离开角
Figure BDA0002645209840000057
该垂直离开角网格的上边界点
Figure BDA0002645209840000058
下边界点
Figure BDA0002645209840000059
和该垂直离开角网格的网格精度,构建该垂直离开角网格,该垂直离开角网格是中心点为该
Figure BDA00026452098400000510
的2Bt,v+1点网格,2Bt,v表示该垂直离开角网格中的网格数量。
可选地,根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000511
的水平到达角
Figure BDA00026452098400000512
该水平接收波束集sr,h、该水平接收过采样参数kr,h和该水平到达角网格的网格精度,构建该水平到达角网格,包括:根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000513
的水平到达角
Figure BDA00026452098400000514
该水平接收波束集sr,h和该水平接收过采样参数kr,h,确定该水平到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400000515
和下边界点
Figure BDA00026452098400000516
该上边界点
Figure BDA00026452098400000517
对应基于该水平接收过采样参数kr,h和该水平接收波束集sr,h确定的与该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000518
相邻的两个接收波束的水平到达角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400000519
对应该相邻的两个接收波束的水平到达角中的较小值;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000520
的水平到达角
Figure BDA00026452098400000521
该水平到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400000522
下边界点
Figure BDA00026452098400000523
和该水平到达角网格的网格精度,构建该水平到达角网格,该水平到达角网格是中心点为该
Figure BDA00026452098400000524
的2Br,h+1点网格,2Br,h表示该水平到达角网格中的网格数量。
可选地,根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000525
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400000526
该垂直接收波束集sr,v、该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直到达角网格的网格精度,构建该垂直到达角网格,包括:根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000527
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400000528
该垂直接收波束集sr,v和该垂直接收过采样参数kr,v,确定该垂直到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400000529
和下边界点
Figure BDA00026452098400000530
该上边界点
Figure BDA00026452098400000531
对应基于该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直接收波束集sr,v确定的与该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000532
相邻的两个接收波束的垂直到达角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400000533
对应该相邻的两个接收波束的垂直到达角中的较小值;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400000534
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400000535
该垂直到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400000536
下边界点
Figure BDA00026452098400000537
和该垂直到达角网格的网格精度,构建该垂直到达角网格,该垂直到达角网格是中心点为该
Figure BDA00026452098400000538
的2Br,v-1点网格,2Br,v表示该垂直到达角网格中的网格数量。
可选地,根据该接收信号残差矩阵Yr、该第i条传播路径对应的该离开角网格和该第i条传播路径对应的该到达角网格,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA00026452098400000539
垂直离开角
Figure BDA00026452098400000540
水平到达角
Figure BDA00026452098400000541
垂直到达角
Figure BDA00026452098400000542
和路径增益
Figure BDA00026452098400000543
包括:根据该水平离开角网格和该垂直离开角网格确定发射波束矩阵,该发射波束矩阵中的每个列向量为一个发射波束向量;根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定接收波束矩阵,该接收波束矩阵中的每个列向量为一个接收波束向量;根据该发射波束矩阵和该接收波束矩阵,确定该接收信号残差矩阵Yr在收发波束对子空间的能量分布矩阵;根据该能量分布矩阵,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000061
垂直离开角
Figure BDA0002645209840000062
水平到达角
Figure BDA0002645209840000063
垂直到达角
Figure BDA0002645209840000064
和路径增益
Figure BDA0002645209840000065
可选地,根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定接收波束矩阵,包括:根据该水平离开角网格和该垂直离开角网格确定多个网格交点,每个网格交点对应一个联合发射波束,每个联合发射波束具有一个波束向量;根据该多个网格交点对应的联合发射波束的波束向量,确定该发射波束矩阵;
根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定接收波束矩阵,包括:根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定多个网格交点,每个网格交点对应一个联合发射波束,每个联合发射波束具有一个波束向量;根据该多个网格交点对应的联合发射波束的发射波束向量,确定该接收波束矩阵。
第二方面,提供了一种数据传输方法,应用于无线通信系统中的第二通信装置,该无线通信系统包括第一通信装置和第二通信装置,该方法包括:接收第一通信装置传输的第一数据,该第一数据是该第一通信装置基于构建的信道对该第一通信装置的待发送数据进行预编码得到的数据,该信道是该第一通信装置根据该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数构建的,该至少一条传播路径的路径参数是该第一通信装置根据该第二通信装置的重构要求信息获取的路径参数,该重构要求信息指示该第二通信装置的信道重构要求;根据该第一数据恢复出该第一通信装置的该待发送数据。
本申请提供的技术方案,第一通信装置根据第二通信装置的信道重构要求获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,基于该至少一条传播路径的路径参数构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,也即是,第一通信装置根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,因此该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
可选地,在接收第一通信装置传输的第一数据之前,该方法还包括:接收该第一通信装置发送的该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数;基于该发射过采样参数和该发射波束训练集向该第一通信装置发送参考信号。
本申请提供的技术方案,第二通信装置基于该第二通信装置的发射波束训练集和第一通信装置发送的该发射波束训练集的发射过采样参数向该第一通信装置发送参考信号,以与第一通信装置交互执行波束训练,便于该第一通信装置获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵。
可选地,在基于发射过采样参数和发射波束训练集向第一通信装置发送参考信号之前,该方法还包括:接收该第一通信装置发送的资源指示信息,该资源指示信息指示该第二通信装置发送该参考信号的时频资源;相应地,基于发射过采样参数和发射波束训练集向第一通信装置发送参考信号,包括:基于该发射过采样参数和该发射波束训练集,通过该资源指示信息指示的时频资源向该第一通信装置发送参考信号。
本申请提供的技术方案,第一通信装置向第二通信装置指示发送参考信号的时频资源,可以便于该第二第二通信装置基于发射过采样参数和发射波束训练集,通过该第一通信装置指示的时频资源向该第一通信装置发送参考信号。
第三方面,提供一种通信装置,该通信装置包括用于执行如第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的数据传输方法的各个模块。
第四方面,提供一种通信装置,该通信装置包括用于执行如第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的数据传输方法的各个模块。
第五方面,提供一种通信装置,包括存储器,该处理器用于执行存储器中存储的计算机程序,以使得该通信装置执行如第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的数据传输方法,或者,执行如第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的数据传输方法。
可选地,该通信装置还包括该存储器。
第六方面,提供一种无线通信系统,包括如第三方面提供的通信装置和第四方面提供的通信装置;或者,包括至少一个如第五方面提供的通信装置。
第七方面,提供一种通信装置,包括输入输出接口和逻辑电路;
该逻辑电路,用于执行如第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的数据传输方法构建该通信装置与第二通信装置之间的信道;
该输入输出接口,用于输出第一数据,该第一数据是基于构建的该信道对待发送数据进行预编码得到的数据。
第八方面,提供一种通信装置,包括输入输出接口和逻辑电路;
该输入输出接口,用于获取第一数据;
该逻辑电路,用于执行如第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的数据传输方法方法根据该第一数据恢复出第一通信装置的待发送数据。
第九方面,提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,使得如第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的数据传输方法被执行,或者,如第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的数据传输方法被执行。
第十方面,提供一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得该计算机执行如第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的数据传输方法,或者,执行如第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的数据传输方法。
第十一方面,提供一种芯片,该芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,当该芯片运行时用于实现如第一方面或第一方面的任一可选方式所提供的数据传输方法,或者,实现如第二方面或第二方面的任一可选方式所提供的数据传输方法。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是:
本申请提供的数据传输方法及装置、无线通信系统、存储介质,第一通信装置根据第二通信装置的重构要求信息获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数之后,根据该至少一条传播路径的路径参数构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,并向该第二通信装置传输基于构建的信道对待发送数据进行预编码得到的数据。其中,该重构要求信息指示该第二通信装置的信道重构要求,从而该数据传输方法中,第一通信装置根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种天线结构图;
图2是本申请实施例提供的另一种天线结构图;
图3是本申请实施例提供的一种无线通信系统的示意图;
图4是本申请实施例提供的一种数据传输方法的流程图;
图5是本申请实施例提供的一种获取传播路径的路径参数的流程图;
图6是本申请实施例提供的一种获取第i条传播路径的路径参数的流程图;
图7是本申请实施例提供的一种构建第i条传播路径对应的传输参数网格的流程图;
图8是本申请实施例提供的一种构建第i条传播路径对应的离开角网格的流程图;
图9是本申请实施例提供的一种水平离开角网格的示意图;
图10是本申请实施例提供的一种垂直离开角网格的示意图;
图11是本申请实施例提供的一种构建第i条传播路径对应的到达角网格的流程图;
图12是本申请实施例提供的一种水平到达角网格的示意图;
图13是本申请实施例提供的一种垂直到达角网格的示意图;
图14是本申请实施例提供的一种传输时延网格的示意图;
图15是本申请实施例提供的一种传播路径数量与信道的归一化均方误差(normalized mean square error,NMSE)的关系曲线图;
图16是本申请实施例提供的一种信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)与信道的NMSE的关系曲线图;
图17是本申请实施例提供的另一种SNR与信道的NMSE的关系曲线图;
图18是本申请实施例提供的再一种SNR与信道的NMSE的关系曲线图;
图19是本申请实施例提供的一种通信装置的逻辑结构示意图;
图20是本申请实施例提供的另一种通信装置的逻辑结构示意图;
图21是本申请实施例提供的一种通信装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
无线通信系统通常包括网络设备(例如基站)和终端设备等无线通信装置,近年来,无线通信装置和数据业务蓬勃发展,对现有频谱极度紧张的sub-6GHz(6吉赫兹以下,也即是频率小于6GHz)无线通信系统构成了挑战,未来无线通信系统需要向更高的频段拓展,例如向毫米波频段扩展。毫米波频段具有丰富的频谱资源,能够提供更大的传输带宽,更快的传输速率,因此毫米波通信系统(指的是基于毫米波频段的无线通信系统)及其关键技术近些年来备受关注。但是由于毫米波的频率较高,毫米波信号在空间传播过程中的空间损耗及穿透损耗较大,导致可被检测的毫米波信号的范围缩短。为了提高毫米波通信系统的覆盖范围,通常可以在毫米波通信装置(指的是基于毫米波的无线通信装置)中部署天线阵列,通过天线阵列实现信号能量汇聚,以获得更高的信号增益来弥补路径损耗(例如空间损耗及穿透损耗),同时实现信号的强方向性传输。毫米波的波长短,这有利于在毫米波通信装置中部署更紧凑、更密集的天线阵列。
无线通信装置包括天线模块,天线模块包括基带(baseband)部分和射频(radiofrequency,RF)部分,基带部分又称数字部分,RF部分又称模拟部分,RF部分包括天线阵列和RF链路(chain),天线阵列中的天线元件通过RF链路与基带部分连接。每个天线元件接收到的信号经模拟域叠加后进入数字域进行基带处理,或者在数字域进行基带处理后通过多个天线元件发射出去。其中,RF链路中包含低噪放大器、上变频器、数模转换器等有源元器件。毫米波通信系统的带宽很大,频率很高,在毫米波通信装置中,为保证RF链路中的这些有源器件的性能指标,单个有源器件的造价非常高。因此,如果在毫米波通信装置中基于这些有源器件实现大规模的天线模块,则整个毫米波通信系统的设计、复杂度、功耗等将是非常昂贵的。在这种约束下,在毫米波通信装置的天线模块中,多个天线元件通过一条RF链路与基带部分连接,由此可以减少天线模块中的RF链路的数量,降低毫米波通信系统的设计、复杂度、功耗。示例地,图1和图2示出了毫米波通信系统中的两种典型的天线模块,如图1和图2所示,在天线模块中,RF链路的数量远小于天线元件的数量。如图1所示,RF链路与基带部分连接,且RF链路通过合成器和移相器与所有天线元件连接,该图1所示的天线模块是全连接形式的天线模块,全连接形式的天线模块可以保障毫米波通信系统具有较大的覆盖范围和较高的链路增益。如图2所示,RF链路与基带部分连接,且RF链路通过合成器和移相器与部分天线元件连接,该图2所示的天线模块是部分连接形式的天线模块。如图1和图2所示,天线模块中的每个天线元件对应一个波束(beam),每个波束具有一个波束向量,波束向量表示波束的指向,每个天线元件的发射角度和/或接收角度采用相应的波束向量表征。
在无线通信系统中,两个不同无线通信装置(例如网络设备与终端设备)之间传输的数据通过该两个不同无线通信装置之间的信道传输,为了保证数据传输的可靠性,在进行数据传输时,通常需要重构信道。以毫米波通信系统为例,毫米波通信装置的天线阵列中的天线元件的数量远大于信号传输空间中的反射物或反射簇(由距离较近的多个反射物构成)的数量,且毫米波信号的强度及其可检测的能量较弱,使得毫米波信号经历的信道呈现为稀疏特性,即,不同毫米波通信装置(例如毫米波基站和毫米波终端)之间的信道由少数的传播路径叠加而成。因此,对于毫米波通信系统,可以根据两个不同无线通信装置(例如毫米波基站和毫米波终端)之间的至少一条传播路径来重构(也即是重新构建)该两个不同毫米波通信装置之间的信道。其中,每条传播路径可以采用一组路径参数来表征(换句话来讲,一组路径参数唯一确定一条传播路径),因此根据至少一条传播路径来重构信道也即是根据该至少一条传播路径的路径参数来构建信道。信道可以采用信道矩阵来表征,可以将该至少一条传播路径的路径参数代入信道矩阵模型中求取该两个不同毫米波通信装置之间的信道矩阵以构建该两个不同毫米波通信装置之间的信道。容易理解,在本申请实施例中,构建信道也即是确定信道矩阵。其中,毫米波通信装置中的天线阵列典型配置方式为平面阵(planar array,PLA),因此在毫米波通信系统中,每条传播路径的一组路径参数可以包括:水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角、路径增益和路径时延。每条传播路径可以对应一个联合发射波束(也即是由水平方向的发射波束和垂直方向的发射波束联合构成的三维空间的发射波束)和一个联合接收波束(也即是由水平方向的接收波束和垂直方向的接收波束联合构成的三维空间的接收波束),每条传播路径的水平离开角和垂直离开角可以是该传播路径对应的联合发射波束的水平离开角和垂直离开角,每条传播路径的水平到达角和垂直到达角可以是该传播路径对应的联合接收波束的水平到达角和垂直到达角。
示例地,请参考图3,其示出了本申请实施例提供的一种无线通信系统的示意图。该无线通信系统包括网络设备01和终端设备02,该无线通信系统可以是毫米波通信系统,则该网络设备01可以是毫米波基站,该终端设备02可以是毫米波终端。如图3所示,网络设备01与终端设备02之间的信道由三条传播路径叠加而成,该三条传播路径中的传播路径1和传播路径3中分别包含反射簇,传播路径2中不包含反射物和反射簇。本领域技术人员应当明白,该图3中所示的三条传播路径、哪条传播路径中包含反射簇以及哪条传播路径中不包含反射物和反射簇均是示例性的,在实际的毫米波通信系统中,网络设备与终端设备之间的传播路径的数量还可以大于3或者小于3,传播路径的数量以及传播路径中是否包含反射物和/或反射簇根据毫米波通信系统以及信号传输的实际情况确定,本申请实施例对此不作限定。如图3所示,可以由网络设备01根据该三条传播路径的路径参数来构建网络设备01与终端设备02之间的信道。具体地,网络设备01可以通过与终端设备02交互来获取该三条传播路径的路径参数,而后将该三条传播路径的路径参数代入信道矩阵模型中求取该网络设备01与终端设备02之间的信道矩阵,以构建该网络设备01与终端设备02之间的信道。可以理解的是,在本申请实施例中,构建信道也即是确定信道矩阵,例如,构建该网络设备01与该终端设备02之间的信道也即是确定该网络设备01与该终端设备02之间信道的信道矩阵。
下面以毫米波通信系统为例对信道矩阵模型进行说明。
需要指出的是,为了便于描述,下文中将需要重构信道的两个不同无线通信装置(也即是需要重构该两个不同无线通信装置之间的信道)称为第一通信装置和第二通信装置。可以理解的是,该第一通信装置和该第二通信装置中的其中一个可以是发射端装置,另一个可以是接收端装置。值得说明的是,本申请实施例中所述的该发射端装置可以是进行波束训练时发送参考信号的通信装置,接收端装置可以是进行波束训练时接收参考信号的通信装置。在重构信道之后进行数据传输时,该发射端装置和该接收端装置的角色可以互换。例如,进行波束训练时发送参考信号的发射端装置可以是数据传输过程中的接收端装置或发射端装置,进行波束训练时接收参考信号的接收端装置可以是数据传输过程中的发送端装置或接收端装置,本申请实施例对此不作限定。
在本申请实施例中,对于毫米波通信系统,信道矩阵模型可以如下公式(1)所示:
Figure BDA0002645209840000101
在公式(1)中,L为第一通信装置与第二通信装置之间的传播路径的总数量,
Figure BDA0002645209840000102
为该第一通信装置与该第二通信装置之间的第w条传播路径对应的子信道矩阵,
Figure BDA0002645209840000103
为该第w条传播路径的水平离开角,
Figure BDA0002645209840000104
该第w条传播路径的垂直离开角,
Figure BDA0002645209840000105
为该第w条传播路径的水平到达角,
Figure BDA0002645209840000106
该第w条传播路径的垂直到达角,
Figure BDA0002645209840000107
为该第w条传播路径的路径增益,
Figure BDA0002645209840000108
为该第w条传播路径的路径时延。
Figure BDA0002645209840000109
在公式(2)中,Mr为该第一通信装置的天线阵列中的天线元件的数量,Mt为该第二通信装置的天线阵列中的天线元件的数量,Ns为毫米波通信系统带宽占用的子载波的数量,arr,wr,w)为该第一通信装置的天线阵列的响应矢量,
Figure BDA00026452098400001010
为该第二通信装置的天线阵列的响应矢量的共轭转置,
Figure BDA00026452098400001011
表示
Figure BDA00026452098400001012
和arr,wr,w)的张量积。
其中,
Figure BDA0002645209840000111
在公式(3)中,dt,h为该第二通信装置的相邻两个水平的天线元件之间的距离,λ为该第二通信装置(例如发射端装置)的天线元件发射的电磁波信号的波长,Φt,w为该第二通信装置的相邻两个水平的天线元件发射的电磁波信号的相位差。
其中,
Figure BDA0002645209840000112
在公式(4)中,dt,v为该第二通信装置的相邻两个垂直的天线元件之间的距离,λ为该第二通信装置(例如发射端装置)的天线元件发射的电磁波信号的波长,Θt,w为该第二通信装置的相邻两个垂直的天线元件发射的电磁波信号的相位差。
其中,
Figure BDA0002645209840000113
在公式(5)中,dr,h为该第一通信装置的相邻两个水平的天线元件之间的距离,λ为该第一通信装置(例如接收端装置)的天线元件接收的电磁波信号的波长,Φt,w为该第一通信装置的相邻两个水平的天线元件接收的电磁波信号的相位差。
其中,
Figure BDA0002645209840000114
在公式(6)中,dr,v为该第一通信装置的相邻两个垂直的天线元件之间的距离,λ为该第一通信装置(例如接收端装置)的天线元件接收的电磁波信号的波长,Θr,w为该第一通信装置的相邻两个垂直的天线元件接收的电磁波信号的相位差。
其中,
Figure BDA0002645209840000115
在公式(7)中,Δf为毫米波通信系统带宽的子载波间距。
其中,
Figure BDA0002645209840000116
在公式(8)中,
Figure BDA0002645209840000117
表示
Figure BDA0002645209840000118
向下取整,
Figure BDA0002645209840000119
表示
Figure BDA00026452098400001110
向上取整,T表示转置,
Figure BDA00026452098400001111
为时延相关向量,表示第w条路径在该第w条路径所包含的多个子载波上的能量分布。
为了便于理解本申请技术方案的技术效果,在对本申请的技术方案进行详细介绍之前,先对目前的信道重构方案进行简单介绍。
目前,业界一般基于压缩感知算法或MUSIC算法重构基站与终端设备之间的信道。基于压缩感知算法重构基站与终端设备之间的信道的过程包括:基站生成随机的模拟相移器值,根据该模拟相移器值通过与终端设备交互进行波束训练得到接收信号矩阵,根据该接收信号矩阵在完备字典中搜索若干个支持向量用以最优匹配信道,基于搜索到的若干个支持向量重构基站与终端设备之间的信道。基于MUSIC算法重构基站与终端设备之间的信道的过程包括:基站调度终端设备向基站发送信号,并基于MUSIC算法估计该基站的每个天线元件的接收信号的协方差矩阵,对该协方差矩阵进行特征值分解获取该基站与终端设备之间的传播路径的路径参数,根据该传播路径的路径参数重构基站与终端设备之间的信道。
但是,基于压缩感知算法重构信道的方案,采用的模拟相移器值是随机的以满足有限等距性质(restricted isometry property,RIP),无法获得beamforming(波束赋形)增益,且需要在庞大的完备字典中穷举搜索最优支持向量,搜索的复杂度高,并且从完备字典搜索出的支持向量与真实信道分量之间有一定距离,导致信道重构的误差较大。基于MUSIC算法重构信道的方案,基站需要获取每个天线元件上的接收信号的协方差矩阵,而在数模混合天线架构下,天线元件接收到的信号在模拟域被叠加后进入数字域进行处理,这导致基站难以获得其每个天线元件上的接收信号的协方差矩阵,因此该方案难以适用于数模混合天线架构;并且,即使能够获得每个天线元件的接收信号的协方差矩阵,该方案还需要对接收信号的协方差矩阵进行特征值分解,这在大规模天线系统中复杂度很高。并且,上述两个方案进行信道重构的灵活性较差,影响无线通信系统的资源利用率。
有鉴于此,本申请实施例提供一种数据传输方案,在该数据传输方案中,第一通信装置首先根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,之后基于构建的信道对待发送数据进行预编码,而后向该第二通信装置传输预编码得到的数据。由于该第一通信装置根据该第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,因此该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率;并且,该第一通信装置构建信道时无需在完备字典中穷举搜索最优支持向量,以及无需获得接收信号的协方差矩阵,因此构建信道的复杂度较低、准确性较高,且能够适用于数模混合天线架构的无线通信装置。本申请实施例提供的数据传输方案可以适用于配置全连接形式的天线模块的无线通信装置,也可以适用于配置部分连接形式的天线模块的无线通信装置。下面结合附图对本申请的详细方案进行介绍。
首先介绍本申请实施例提供的数据传输方案的实施环境。
本申请实施例提供的数据传输方案可以应用于无线通信系统,该无线通信系统可以包括第一通信装置和第二通信装置,该数据传输方案用于该第一通信装置向该第二通信装置传输数据。该第一通信装置和该第二通信装置中的一个可以是终端设备,另一个可以是网络设备;可选的,该第一通信装置和第二通信装置均为终端设备。本申请下文实施例中,以第一通信装置是网络设备,第二通信装置是终端设备为例说明。
其中,网络设备可以是传输接收点(transmitting and receiving point,TRP)设备,例如但不限于LTE中的演进型基站(evolved Node B,eNB)、中继站以及5G通信系统中的接入网设备或者未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)网络中的接入网设备。可选的,本申请实施例中的网络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、5G基站、未来实现基站功能的设备、传输点(transmitting and receiving point,TRP)、发射点(transmitting point,TP)、移动交换中心以及设备到设备(Device-to-Device,D2D)、车辆外联(vehicle-to-everything,V2X)、机器到机器(machine-to-machine,M2M)通信中承担基站功能的设备等。
终端设备可以是用户设备(user equipment,UE)、移动台、接入终端、用户单元、用户站、移动站、远方站、远程终端、移动设备、无线通信设备、用户代理、用户装置、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local 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、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)中的无线设备、无人驾驶(self driving)中的无线设备、远程医疗(remote medical)中的无线设备、智能电网(smart grid)中的无线设备、运输安全(transportation safety)中的无线设备、智慧城市(smart city)中的无线设备、智慧家庭(smart home)中的无线设备等等以及未来无线通信系统中的终端设备等。此外,终端设备还可以包括中继(relay)等其他能够和网络设备进行数据通信的设备。
在本申请实施例中,该无线通信系统可以是毫米波通信系统,例如,该无线通信系统可以是如图3所示的毫米波通信系统。当该无线通信系统是毫米波通信系统时,该第一通信装置和该第二通信装置均是毫米波通信装置,例如,该第一通信装置是毫米波基站,该第二通信装置是毫米波终端,本申请实施例对此不作限定。
下面介绍本申请实施例提供的数据传输方法。
请参考图4,其示出了本申请实施例提供的一种数据传输方法的流程图,该数据传输方法可以用于包括第一通信装置和第二通信装置的无线通信系统。参见图4,该方法可以包括:
步骤10、第一通信装置获取第二通信装置的重构要求信息,该重构要求信息指示该第二通信装置的信道重构要求。
其中,该重构要求信息可以包括信道重构时长、信道重构精度和最大路径时延中的至少一种,并且除此之外,该重构要求信息还可以包括其他信息,本申请实施例对此不作限定。其中,信道重构时长可以是第二通信装置向第一通信装置直接反馈的,或者是第一通信装置根据第二通信装置反馈的该第二通信装置的移动状态、待传输业务的需求(例如业务时延需求)等确定的。信道重构精度可以是第二通信装置向第一通信装置直接反馈的,或者是第一通信装置根据第二通信装置的传输模式确定的,该传输模式可以是单用户传输模式或多用户传输模式。最大路径时延可以是第一通信装置测量到的。
下面在该步骤10中介绍第二通信装置向第一通信装置反馈信息的过程。为了便于描述,该步骤10中将该第二通信装置向该第一通信装置直接反馈的信息称为关键信息,可以理解的是,该关键信息可以是信道重构时长、信道重构精度,或者,该关键信息可以是第二通信装置的移动状态、第二通信装置的待传输业务的业务时延需求等。可选地,第一通信装置可以通过配置信令要求第二通信装置向该第一通信装置反馈关键信息,或者,该第二通信装置可以主动向该第一通信装置反馈关键信息。
可选地,第一通信装置通过配置信令要求第二通信装置向该第一通信装置反馈关键信息可以包括:第一通信装置直接通过配置信令要求第二通信装置向该第一通信装置反馈关键信息,或者,第一通信装置通过向第二通信装置配置资源(例如时频资源)要求第二通信装置向该第一通信装置反馈关键信息。其中,第一通信装置可以配置第二通信装置周期性向该第一通信装置反馈关键信息,或者配置第二通信装置非周期性向该第一通信装置反馈关键信息,或者,配置第二通信装置处于激活态(也即是忙碌状态,例如,传输数据的状态)时向该第一通信装置反馈关键信息,或者,配置第二通信装置处于非激活态(也即是空闲状态)时向该第一通信装置反馈关键信息,本申请实施例对此不作限定。
可选地,第二通信装置主动向第一通信装置反馈关键信息可以包括:第二通信装置基于业务时延需求的触发主动向第一通信装置反馈关键信息,例如,在第二通信装置的业务时延需求发生变化时该第二通信装置主动向第一通信装置反馈关键信息。或者,第二通信装置基于特殊工作模式的传输需求的触发主动向第一通信装置反馈关键信息,例如,第二通信装置基于省电模式的传输需求的触发主动向第一通信装置反馈关键信息。其中,第二通信装置可以以显式模式向第一通信装置反馈关键信息,也可以隐式模式向第一通信装置反馈关键信息,本申请实施例对此不作限定。
需要指出的是,该步骤10是本申请实施例提供的数据传输方法的可选步骤,而并非是必选步骤。例如,该步骤10可以在执行本申请实施例提供的数据传输方法之前执行,这样在该数据传输方法中,该第一通信装置无需执行该步骤10;再例如,第一通信装置中存储有第二通信装置的重构要求信息,这样该第一通信装置无需执行该步骤10,而直接执行后续步骤20,本申请实施例对此不作限定。
步骤20、第一通信装置根据第二通信装置的重构要求信息,获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数。
可选地,第一通信装置可以根据第二通信装置的重构要求信息,按序获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数。也即是,第一通信装置首先获取第1条传播路径的路径参数,然后获取第2条传播路径的路径参数,接着获取第3条传播路径的路径参数,依次类推。其中,每条传播路径的路径参数可以包括水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角、路径增益和路径时延中的至少一种。
其中,该步骤20的详细实现过程将在后文中介绍。
步骤30、第一通信装置根据该第一通信装置与该第二通信装置之间的该至少一条传播路径的路径参数,构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道。
可选地,第一通信装置在获取该第一通信装置与第二通信装置之间的传播路径的路径参数的过程中,可以检测是否达到信道重构条件,当达到信道重构条件时,第一通信装置根据已确定的j条传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵,以重构该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道。其中,该已确定的j条传播路径为达到该信道重构条件时确定的所有传播路径,该j条传播路径也即是步骤20中所述的至少一条传播路径,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为该第一通信装置与该第二通信装置之间的传播路径的总数量。
可选地,第一通信装置按序获取该第一通信装置与第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,该第一通信装置每获取一条(也可以是两条、三条等)传播路径的路径参数,检测是否达到信道重构条件。示例地,该第一通信装置检测是否达到信道重构条件包括:该第一通信装置获取第i-1条传播路径的路径参数后,根据该第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,获取接收信号残差能量,根据该接收信号残差能量,检测是否达到信道重构条件。其中,该信道重构条件可以包括:
Figure BDA0002645209840000141
Figure BDA0002645209840000142
为该接收信号残差矩阵Yr的Frobenius范数的平方,表示该接收信号残差能量,ξ表示预设残差能量。也即是,第一通信装置获取第i-1条传播路径的路径参数后,检测该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr的接收信号残差能量是否小于预设残差能量;如果该接收信号残差能量小于预设残差能量,则达到信道重构条件,第一通信装置根据已确定的i-1条传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵;如果该接收信号残差能量不小于预设残差能量,则未达到信道重构条件,该第一通信装置继续确定第i条传播路径的路径参数。值得说明的是,当达到信道重构条件
Figure BDA0002645209840000151
时,说明当前已确定传播路径的信号能量较高,剩余传播路径的信号能量较低,剩余传播路径不会对构建的信道产生影响(或者说影响极小可以忽略),因此第一通信装置不再确定剩余的传播路径的路径参数,直接根据已确定的所有传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵。此外,需要说明的是,在本申请实施例中,i为大于或等于1且小于或等于L的整数,当i=1时,i-1=0,也即是,已确定的传播路径的数量为0(不存在已确定的传播路径),此时,第一通信装置无法确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵,因此第一通信装置需要确定出至少一条传播路径的路径参数才可以确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵。
可选地,第一通信装置可以将已确定的j条传播路径的路径参数代入如公式(1)所述的信道矩阵模型,来确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵,该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵可以如下公式(9)所示:
Figure BDA0002645209840000152
其中,
Figure BDA0002645209840000153
表示该j条传播路径中的第w条传播路径对应的子信道的信道矩阵,
Figure BDA0002645209840000154
Figure BDA0002645209840000155
为该第w条传播路径的路径参数,
Figure BDA0002645209840000156
Figure BDA0002645209840000157
Figure BDA0002645209840000158
依次为该第w条传播路径的水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角、路径增益和路径时延。
值得说明的是,第一通信装置根据已确定的j条传播路径的路径参数确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道矩阵之前,可以对该j条传播路径的路径参数进行优化,该步骤30中用于构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道的路径参数是优化后的路径参数。示例地,第一通信装置每确定一条传播路径的路径参数,可以对该传播路径的路径参数进行优化。可选地,第一通信装置可以采用牛顿正交匹配追踪(newtonizedorthogonal matching pursuit,NOMP)算法对传播路径的路径参数进行优化。
步骤40、第一通信装置基于构建的信道对待发送数据进行预编码得到第一数据。
可选地,第一通信装置根据构建的信道的信道矩阵确定预编码矩阵,根据预编码矩阵,采用预编码技术对待发送数据进行预编码得到第一数据。其中,预编码技术是目前广泛采用的信道处理技术,预编码技术借助与信道属性相匹配的预编码矩阵来对待发送数据进行预编码,使得经过预编码的数据与信道相适配。其中,对待发送数据进行预编码可以使数据传输过程得到优化,接收信号质量得以提升。
示例地,第一通信装置根据如公式(9)所示的信道矩阵确定预编码矩阵A1,根据预编码矩阵A1采用预编码技术对待发送数据B进行预编码得到第一数据B1。
步骤50、第一通信装置向第二通信装置传输第一数据。
示例地,第一通信装置通过第一通信装置的天线阵列向第二通信装置传输第一数据B1。
步骤60、第二通信装置接收第一通信装置传输的第一数据。
对应于第一通信装置向第二通信装置传输第一数据,该第二通信装置接收该第一通信装置传输的该第一数据。示例地,该第二通信装置通过该第二通信装置的天线阵列接收该第一通信装置传输的第一数据B1。
步骤70、第二通信装置根据第一数据恢复出第一通信装置的待发送数据。
可选地,第二通信装置根据第一通信装置对该待发送数据进行预编码时采用的预编码矩阵,从该第一数据中恢复出该待发送数据。示例地,该第二通信装置根据该第一通信装置对待发送数据B进行预编码时采用的预编码矩阵A1从第一数据B1中恢复出待发送数据B。
值得说明的是,第二通信装置可以采用多种手段获得第一通信装置对该待发送数据进行预编码时采用的预编码矩阵,该多种手段包括但不限于:第一通信装置在向第二通信装置传输第一数据的同时,还向该第二通信装置传输预编码后的参考信号,且该参考信号与该待发送数据采用同一预编码矩阵进行预编码,第二通信装置可以根据接收到的参考信号确定预编码矩阵,本申请实施例对此不作限定。
值得说明的是,本申请实施例以第一通信装置构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道后,基于构建的信道向该第二通信装置传输数据为例说明,实际应用中,该第一通信装置还可以基于构建的信道进行多用户的调度和资源分配等。此外,可以理解的是,该第一通信装置与该第二通信装置基于构建的信道传输数据的过程中,当该第二通信装置的信道重构要求发生变化(例如第二通信装置的移动状态发生变化或业务时延需求发生变化)时,该第一通信装置可以重新根据该第二通信装置的变化后的重构要求信息,获取该第一通信装置与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,并重新构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,本申请实施例在此不再赘述。
综上所述,本申请实施例提供的数据传输方法,第一通信装置首先根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,之后基于构建的信道对待发送数据进行预编码,而后向该第二通信装置传输预编码得到的数据。由于该第一通信装置根据该第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,因此该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
下面结合附图,对上述步骤20(根据第二通信装置的重构要求信息,获取第一通信装置与第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数)的实现过程进行详细介绍。
请参考图5,其示出了本申请实施例提供的一种获取传播路径的路径参数的流程图。参见图5,该方法可以包括如下几个子步骤:
子步骤201、第一通信装置根据该第一通信装置的天线架构,为该第一通信装置配置接收波束训练集。
可选地,该第一通信装置的天线架构可以是全连接形式(例如图1所示的全连接形式),也可以是部分连接形式(例如图2所示的部分连接形式),本申请实施例以该第一通信装置的天线架构可以是全连接形式为例说明。第一通信装置根据该第一通信装置的天线架构(全连接形式)为该第一通信装置配置接收波束训练集,该接收波束训练集包括多个接收波束。
可选地,该接收波束训练集可以是该第一通信装置的天线阵列的离散傅里叶变换(discrete fourier transform,DFT)码本。该DFT码本可以是基于该第一通信装置的天线阵列设计的码本,该DFT码本可以是一个天线矩阵,该天线矩阵中的元素为该天线阵列中的天线元件的加权系数,该天线矩阵的每个列向量对应一个方向,每个列向量中的元素数等于相应方向上的天线元件的数量,每个方向对应一个波束。换句话来讲,该天线矩阵的每个列向量指示一个波束,该列向量为该波束的波束向量,该天线矩阵的列数也即是等于该接收波束训练集中的接收波束的数量。
可选地,该第一通信装置的接收波束训练集可以包括水平接收波束集sr,h和垂直接收波束集sr,v,该第一通信装置可以根据该第一通信装置的天线架构为该第一通信装置配置水平接收波束集sr,h和垂直接收波束集sr,v,该水平接收波束集sr,h和该垂直接收波束集sr,v分别包括多个接收波束,该水平接收波束集sr,h和该垂直接收波束集sr,v均可以是该第一通信装置的天线阵列的DFT码本。
子步骤202、第一通信装置根据第二通信装置的天线架构,为该第二通信装置配置发射波束训练集。
可选地,该第二通信装置的天线架构可以是全连接形式(例如图1所示的全连接形式),也可以是部分连接形式(例如图2所示的部分连接形式),本申请实施例以该第二通信装置的天线架构可以是全连接形式为例说明。第一通信装置根据该第二通信装置的天线架构(全连接形式)为该第二通信装置配置发射波束训练集,该发射波束训练集包括多个发射波束。
可选地,该发射波束训练集可以是该第二通信装置的天线阵列的DFT码本。该DFT码本可以是基于该第二通信装置的天线阵列设计的码本,该DFT码本可以是一个天线矩阵,该天线矩阵中的元素为该天线阵列中的天线元件的加权系数,该天线矩阵的每个列向量对应一个方向,每个列向量中的元素数等于相应方向上的天线元件的数量,每个方向对应一个波束。换句话来讲,该天线矩阵的每个列向量指示一个波束,该列向量为该波束的波束向量,该天线矩阵的列数也即是等于该发射波束训练集中的发射波束的数量。
可选地,该第二通信装置的发射波束训练集包括水平发射波束集st,h和垂直发射波束集st,v,该第一通信装置根据该第二通信装置的天线架构为该第二通信装置配置水平发射波束集st,h和垂直发射波束集st,v,该水平发射波束集st,h和该垂直发射波束集st,v分别包括多个发射波束,该水平发射波束集st,h和该垂直发射波束集st,v均可以是该第二通信装置的天线阵列的DFT码本。
值得说明的是,在该子步骤202之前,第一通信装置可以获取第二通信装置的天线架构。该第一通信装置可以通过配置信令要求该第二通信装置向该第一通信装置反馈该第二通信装置的天线架构,或者,该第二通信装置可以主动向该第一通信装置反馈该第二通信装置的天线架构,使得该第一通信装置可以获取该第二通信装置的天线架构。该第一通信装置还可以采用其他手段获取第二通信装置的天线架构,本申请实施例在此不再赘述。此外,该发射波束训练集用于该第二通信装置与该第一通信装置交互进行波束训练(波束训练过程如下述子步骤208和子步骤209所示),该第一通信装置为该第二通信装置配置发射波束训练集后,可以将该发射波束训练集发送给该第二通信装置,以便于执行波束训练过程。可选地,该第一通信装置可以通过高层信令将该发射波束训练集发送给该第二通信装置,例如,该第一通信装置通过物理层信令、媒体访问控制(media access control,MAC)层信令和无线资源控制(radio resource control,RRC)信令中的至少一种信令将该发射波束训练集发送给该第二通信装置,本申请实施例对此不作限定。
子步骤203、第一通信装置根据信道重构时长确定该第一通信装置的接收波束训练集的接收过采样参数和第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数。
可选地,该重构要求信息可以包括信道重构时长,该信道重构时长可以是第二通信装置允许的最大重构时长。第一通信装置根据该信道重构时长确定该第一通信装置的接收波束训练集的接收过采样参数和第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数,该接收过采样参数与该发射过采样参数可以相等,也可以不相等,本申请实施例对此不作限定。示例地,如果该信道重构时长较长,第一通信装置可以将该第一通信装置的接收波束训练集的接收过采样参数和该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数设置的大一些,如果该信道重构时长较短,第一通信装置可以将该第一通信装置的接收波束训练集的接收过采样参数和该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数设置的小一些,这样减小波束训练时长。
如前所述,该第一通信装置的接收波束训练集可以包括水平接收波束集sr,h和垂直接收波束集sr,v,该第二通信装置的发射波束训练集可以包括水平发射波束集st,h和垂直发射波束集st,v,因此,该第一通信装置根据该信道重构时长确定该水平接收波束集sr,h的水平接收过采样参数kr,h、该垂直接收波束集sr,v的垂直接收过采样参数kr,v、该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v。其中,该水平接收过采样参数kr,h、该垂直接收过采样参数kr,v、该水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射过采样参数kt,v可以相等,也可以不相等(例如互不相等),本申请实施例对此不作限定。
需要指出的是,波束训练集(包括接收波束训练集和发射波束训练集)和过采样参数(包括接收过采样参数和发射过采样参数)用于第一通信装置与第二通信装置交互进行波束训练(波束训练过程如下述子步骤208和子步骤209所示),该第一通信装置根据信道重构时长确定该接收波束训练集的接收过采样参数和该发射波束训练集的发射过采样参数,有助于该第一通信装置与该第二通信装置在该信道重构时长内完成波束训练。
子步骤204、第一通信装置向第二通信装置发送该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数。
可选地,第一通信装置可以通过高层信令向第二通信装置发送该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数。例如,该第一通信装置通过物理层信令、MAC层信令和RRC信令中的至少一种信令向该第二通信装置发送该发射波束训练集的发射过采样参数。
如前所述,该发射波束训练集的发射过采样参数包括水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v,因此该第一通信装置通过高层信令向该第二通信装置发送该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v
子步骤205、第二通信装置接收第一通信装置发送的该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数。
对应于第一通信装置向第二通信装置发送该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数,该第二通信装置可以接收该发射波束训练集的发射过采样参数。可选地,该第二通信装置接收该第一通信装置通过高层信令发送的该发射波束训练集的发射过采样参数。例如,该第二通信装置接收该第一通信装置通过物理层信令、MAC层信令和RRC信令中的至少一种信令发送的该发射波束训练集的发射过采样参数。
如前所述,该发射波束训练集的发射过采样参数包括水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v,因此该第二通信装置接收该第一通信装置通过高层信令发送的该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v
子步骤206、第一通信装置向第二通信装置发送资源指示信息,该资源指示信息指示该第二通信装置发送参考信号的时频资源。
可选地,第一通信装置可以为第二通信装置调度用于发送参考信号的时频资源,然后生成用于指示该时频资源的资源指示信息,并向该第二通信装置发送该资源指示信息,该资源指示信息指示该第二通信装置发送参考信号的时频资源。
可选地,该第一通信装置可以通过高层信令向该第二通信装置发送该资源指示信息。例如,该第一通信装置通过物理层信令、MAC层信令和RRC信令中的至少一种信令向该第二通信装置发送该资源指示信息。
子步骤207、第二通信装置接收第一通信装置发送的资源指示信息。
对应于第一通信装置向第二通信装置发送资源指示信息,该第二通信装置可以接收该第一通信装置发送的该资源指示信息。可选地,该第二通信装置接收该第一通信装置通过高层信令发送的该资源指示信息。例如,该第二通信装置接收该第一通信装置通过物理层信令、MAC层信令和RRC信令中的至少一种信令发送的该资源指示信息。
本领域技术人员可以理解,本申请实施例是子步骤204至子步骤207按照先后顺序执行为例说明的,实际实现过程中,并不限定子步骤204至子步骤207的先后顺序。例如,子步骤204与子步骤206可以同时执行(也即是第一通信装置在一个消息中向第二通信装置发送发射过采样参数和资源指示信息),相应地,子步骤205与子步骤207可以同时执行(也即是第二通信装置通过接收一个消息接收第一通信装置发送发射过采样参数和资源指示信息)。或者子步骤204至子步骤207可以按照子步骤206、子步骤207、子步骤204、子步骤205这样的顺序执行。或者,子步骤204至子步骤207可以按照子步骤204、子步骤206、子步骤205、子步骤207这样的顺序执行。此外,子步骤206和子步骤207可以是可选步骤,例如,第一通信装置和第二通信装置可以事先约定发送参考信号的时频资源,或者可以在协议中规定第一通信装置通过哪些时频资源向第二通信装置发送参考信号,这样上述子步骤206和子步骤207可以不执行,本申请实施例对此不做限定。
子步骤208、第二通信装置基于该第二通信装置的发射波束训练集和该发射波束训练集的发射过采样参数向第一通信装置发送参考信号。
可选地,第二通信装置基于该第二通信装置的发射波束训练集和该发射波束训练集的发射过采样参数,通过子步骤207中接收到的资源指示信息指示的时频资源向第一通信装置发送参考信号。其中,该参考信号可以是用于进行信道测量的参考信号,例如,该参考信号可以是相位跟踪参考信号(phase tracking reference signal,PT-RS)或信道状态信息参考信号(channel state information reference signal,CSI-RS)等。
可选地,第二通信装置根据发射过采样参数对发射波束训练集进行处理得到处理后的发射波束训练集,然后通过该处理后的发射波束训练集中的发射波束,在该资源指示信息指示的时频资源上向该第一通信装置发送参考信号。其中,该第二通信装置根据该发射过采样参数对该发射波束训练集进行处理可以理解为该第二通信装置根据该发射过采样参数在该发射波束训练集中增加发射波束,使得该处理后的发射波束训练集中的发射波束更为密集。
如前所述,该发射波束训练集包括水平发射波束集st,h和垂直发射波束集st,v,该发射过采样参数包括该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v,该第二通信装置可以根据该水平发射过采样参数kt,h对该水平发射波束集st,h进行处理得到处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000201
根据该垂直发射过采样参数kt,v对该垂直发射波束集st,v进行处理得到处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000202
该处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000203
中的发射波束和该处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000204
中的发射波束均为平面波束,该第二通信装置可以将该处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000205
中的发射波束与该处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000206
中的发射波束联合,得到三维空间中的联合发射波束,通过该联合发射波束,在资源指示信息指示的时频资源上向该第一通信装置发送参考信号。
下面以水平发射波束集st,h和水平发射过采样参数kt,h为例介绍该第二通信装置根据发射过采样参数对发射波束训练集进行处理的过程。示例地,假设水平发射波束集st,h中包括发射波束t1、发射波束t2、发射波束t3和发射波束t4共四个发射波束(发射波束t1、发射波束t2、发射波束t3和发射波束t4均为水平发射波束,水平发射波束的垂直离开角为0),水平发射过采样参数kt,h等于2。该第二通信装置根据该水平发射过采样参数kt,h,在发射波束t1和发射波束t2之间增加发射波束t12,在发射波束t2和发射波束t3之间增加发射波束t23,在发射波束t3和发射波束t4之间增加发射波束发射波束t34,在发射波束t4后增加发射波束t45,得到处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000207
中包括:发射波束t1、发射波束t12、发射波束t2、发射波束t23、发射波束t3、发射波束t34、发射波束t4和发射波束t45共8个发射波束,发射波束t1、发射波束t12、发射波束t2、发射波束t23、发射波束t3、发射波束t34、发射波束t4和发射波束t45均为水平发射波束。其中,发射波束t12的方向可以位于发射波束t1的方向与发射波束t2的方向之间(例如,发射波束t12的水平离开角与发射波束t1的水平离开角之间的差值等于发射波束t2的水平离开角与发射波束t12的水平离开角之间的差值);发射波束t23的方向可以位于发射波束t2的方向与发射波束t3的方向之间(例如,发射波束t23的水平离开角与发射波束t2的水平离开角之间的差值等于发射波束t3的水平离开角与发射波束t23的水平离开角之间的差值);发射波束t34的方向可以位于发射波束t3的方向与发射波束t4的方向之间(例如,发射波束t34的水平离开角与发射波束t3的水平离开角之间的差值等于发射波束t4的水平离开角与发射波束t34的水平离开角之间的差值);发射波束t4的方向可以位于发射波束t34的方向与发射波束t45的方向之间(例如,发射波束t4的水平离开角与发射波束t34的水平离开角之间的差值等于发射波束t45的水平离开角与发射波束t4的水平离开角之间的差值)。或者,该第二通信装置根据该水平发射过采样参数kt,h,在发射波束t1之前增加发射波束t01,在发射波束t1和发射波束t2之间增加发射波束t12,在发射波束t2和发射波束t3之间增加发射波束t23,在发射波束t3和发射波束t4之间增加发射波束发射波束t34,得到处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000208
中包括:发射波束t01、发射波束t1、发射波束t12、发射波束t2、发射波束t23、发射波束t3、发射波束t34和发射波束t4共8个发射波束,发射波束t01、发射波束t1、发射波束t12、发射波束t2、发射波束t23、发射波束t3、发射波束t34和发射波束t4均为水平发射波束,其垂直离开角均为0。其中,发射波束t1的方向可以位于发射波束t01的方向与发射波束t12的方向之间(例如,发射波束t1的水平离开角与发射波束t01的水平离开角之间的差值等于发射波束t12的水平离开角与发射波束t1的水平离开角之间的差值);发射波束t12的方向可以位于发射波束t1的方向与发射波束t2的方向之间(例如,发射波束t12的水平离开角与发射波束t1的水平离开角之间的差值等于发射波束t2的水平离开角与发射波束t12的水平离开角之间的差值);发射波束t23的方向可以位于发射波束t2的方向与发射波束t3的方向之间(例如,发射波束t23的水平离开角与发射波束t2的水平离开角之间的差值等于发射波束t3的水平离开角与发射波束t23的水平离开角之间的差值);发射波束t34的方向可以位于发射波束t3的方向与发射波束t4的方向之间(例如,发射波束t34的水平离开角与发射波束t3的水平离开角之间的差值等于发射波束t4的水平离开角与发射波束t34的水平离开角之间的差值)。
本领域技术人员应当明白,该子步骤208以水平发射波束集st,h和水平发射过采样参数kt,h为例介绍该第二通信装置根据发射过采样参数对发射波束训练集进行处理的过程,该第二通信装置根据垂直发射过采样参数kt,v对垂直发射波束集st,v进行处理的过程与此类似,本申请实施例在此不再赘述。值得说明的是,垂直发射波束集st,v中的发射波束以及处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000211
中的发射均为垂直发射波束,垂直发射波束的水平离开角为0。
子步骤209、第一通信装置基于该第一通信装置的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量参考信号,得到该第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵。
可选地,第一通信装置基于该第一通信装置的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数,在资源指示信息指示的时频资源上测量第二通信装置基于该第二通信装置的发射波束训练集和该发射波束训练集的发射过采样参数发送的参考信号。
可选地,第一通信装置根据接收过采样参数对接收波束训练集进行处理得到处理后的接收波束训练集,然后通过该处理后的接收波束训练集中的接收波束,在该资源指示信息指示的时频资源上测量参考信号。其中,该第一通信装置根据该接收过采样参数对该接收波束训练集进行处理可以理解为该第一通信装置根据该接收过采样参数在该接收波束训练集中增加接收波束,使得该处理后的接收波束训练集中的接收波束更为密集。
如前所述,该接收波束训练集包括水平接收波束集sr,h和垂直接收波束集sr,v,该接收过采样参数包括该水平接收波束集sr,h的水平接收过采样参数kr,h和该垂直接收波束集sr,v的垂直接收过采样参数kr,v,该第一通信装置可以根据该水平接收过采样参数kr,h对该水平接收波束集sr,h进行处理得到处理后的水平接收波束集
Figure BDA0002645209840000212
根据该垂直接收过采样参数kr,v对该垂直接收波束集sr,v进行处理得到处理后的垂直接收波束集
Figure BDA0002645209840000213
该处理后的水平接收波束集
Figure BDA0002645209840000214
中的接收波束和该处理后的垂直接收波束集
Figure BDA0002645209840000215
中的接收波束均为平面波束,该第一通信装置可以将该处理后的水平接收波束集
Figure BDA0002645209840000216
中的接收波束与该处理后的垂直接收波束集
Figure BDA0002645209840000217
中的接收波束联合,得到三维空间中的联合接收波束,通过该联合接收波束,在资源指示信息指示的时频资源上测量参考信号。其中,该第一通信装置根据该水平接收过采样参数kr,h对该水平接收波束集sr,h进行处理的过程,以及,根据该垂直接收过采样参数kr,v对该垂直接收波束集sr,v进行处理的过程可以参考子步骤208中,第二通信装置根据垂直发射过采样参数ktv对垂直发射波束集stv进行处理的过程,本申请实施例在此不再赘述。值得说明的是,水平接收波束集sr,h中的接收波束以及处理后的水平接收波束集
Figure BDA0002645209840000218
中的接收波束均为水平接收波束,水平接收波束的垂直到达角为0,垂直接收波束集sr,v中的接收波束以及处理后的垂直接收波束集
Figure BDA0002645209840000221
中的接收波束均为垂直接收波束,垂直接收波束的水平到达角为0。
第一通信装置基于该第一通信装置的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量参考信号可以得到接收信号矩阵,可以理解的是,该接收信号矩阵是通过波束训练(子步骤208至子步骤209为波束训练过程)得到的,为了便于描述,将波束训练得到的该接收信号矩阵称为第一接收信号矩阵Y1,该第一接收信号矩阵Y1中的元素为该第一通信装置测量到的参考信号的接收信号强度,该第一接收信号矩阵Y1的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一个波束对索引号。示例地,该第一接收信号矩阵Y1的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一对收发天线,每对收发天线包括第二通信装置的一个发射天线元件和第一通信装置的一个接收天线元件,每对联合收发波束对应至少一对收发天线,每对联合收发波束包括第二通信装置的一个联合发射波束和第一通信装置的一个联合接收波束,该联合发射波束是水平发射波束集st,h中的发射波束和垂直发射波束集st,v中的发射波束的联合波束,该联合接收波束是水平接收波束集sr,h中的接收波束和垂直接收波束集sr,v中的接收波束的联合波束。示例地,该第一接收信号矩阵Y1可以如下公式(10)所示:
Y1=M×H (10);
其中,M表示波束训练矩阵,该波束训练矩阵的每列元素是由一对收发训练波束构成的向量,每对收发训练波束包括第二通信装置的一个联合发射波束和第一通信装置的一个联合接收波束。
值得说明的是,第一通信装置测量参考信号得到的接收信号矩阵可以是三维矩阵,根据前述描述可知该第一接收信号矩阵Y1是二维矩阵,本申请实施例中,该第一接收信号矩阵Y1可以是该第一通信装置对测量得到的三维的接收信号矩阵转换得到的,本申请实施例对此不做限定。
子步骤210、第一通信装置根据该第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵,确定该第一通信装置与该第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数。
值得说明的是,在该子步骤210中,i为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为该第一通信装置与该第二通信装置之间的传播路径的总数量。可以理解的是,当i=1时,i-1=0,已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2为0,该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1与该第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr为该第一接收信号矩阵Y1本身,第一通信装置根据该第一接收信号矩阵Y1和该第二接收信号矩阵Y2确定该第i条传播路径的路径参数也即是根据该第一接收信号矩阵Y1确定该第1条传播路径的路径参数。
其中,第二接收信号矩阵Y2中的元素为该第一通信装置根据已确定的i-1条传播路径的路径参数估计出的参考信号的接收信号强度,该第二接收信号矩阵Y2的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一个波束对索引号。示例地,该第二接收信号矩阵Y2的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一对收发天线,每对收发天线包括第二通信装置的一个发射天线元件和第一通信装置的一个接收天线元件,每对联合收发波束对应至少一对收发天线,每对联合收发波束包括第二通信装置的一个联合发射波束和第一通信装置的一个联合接收波束。示例地,该第二接收信号矩阵Y2可以如下公式(11)所示:
Figure BDA0002645209840000231
在该公式(11)中,M表示波束训练矩阵,该波束训练矩阵M与公式(10)中的波束训练矩阵M相同,
Figure BDA0002645209840000232
表示该i-1条传播路径中的第w条传播路径对应的子信道的信道矩阵,
Figure BDA0002645209840000233
Figure BDA0002645209840000234
为该第w条传播路径的路径参数,
Figure BDA0002645209840000235
Figure BDA0002645209840000236
依次为该第w条传播路径的水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角、路径增益和路径时延。
下面结合附图,对该子步骤210(根据第一接收信号矩阵Y1和第二接收信号矩阵Y2确定第i条传播路径的路径参数)的实现过程进行详细说明。
请参考图6,其示出了本申请实施例提供的一种获取第一通信装置与第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数的流程图。参见图6,该方法可以包括如下几个子步骤:
子步骤2101、根据第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,构建第i条传播路径对应的传输参数网格。
第一通信装置首先确定该第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1与已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,然后根据该接收信号残差矩阵Yr,构建第i条传播路径对应的传输参数网格。在本申请实施例中,该第一接收信号矩阵Y1的行数与该第二接收信号矩阵Y2的行数相等,该第一接收信号矩阵Y1的列数与该第二接收信号矩阵Y2的列数相等,且该第一接收信号矩阵Y1的元素的数量与该第二接收信号矩阵Y2的元素的数量相等,第一通信装置可以将该第一接收信号矩阵Y1减去该第二接收信号矩阵Y2得到该接收信号残差矩阵Yr。可以理解的是,该接收信号残差矩阵Yr中的元素为该第一接收信号矩阵Y1中的一个接收信号强度与该第二接收信号矩阵Y2中相应的接收信号强度的残差值(也即是该接收信号残差矩阵Yr中的元素为接收信号残差),该接收信号残差矩阵Yr的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一个波束对索引号。示例地,该接收信号残差矩阵Yr的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一对收发天线,每对收发天线包括第二通信装置的一个发射天线元件和第一通信装置的一个接收天线元件,每对联合收发波束对应至少一对收发天线,每对联合收发波束包括第二通信装置的一个联合发射波束和第一通信装置的一个联合接收波束。示例地,该接收信号残差矩阵Yr可以如公式(12)所示:
Figure BDA0002645209840000237
可选地,传输参数网格可以包括传输角度网格和传输时延网格中的至少一种,重构要求信息还可以包括信道重构精度和最大路径时延τmax中的至少一种,该第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr构建第i条传播路径对应的传输参数网格包括:该第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr和信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的传输角度网格;和/或,该第一通信装置根据最大路径时延τmax,构建该第i条传播路径对应的传输时延网格。第一通信装置构建该第i条传播路径对应的传输角度网格以及构建该第i条传播路径对应的传输时延网格的过程将在后文中进行详细描述,这里不做赘述。
子步骤2102、根据第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,以及该第i条传播路径对应的传输参数网格,确定该第i条传播路径的路径参数。
其中,该路径参数可以包括角度参数、路径增益和路径时延中的至少一种,该子步骤2102可以包括:第一通信装置可以根据该第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr以及子步骤2101中构建的该第i条传播路径对应的传输角度网格,确定该第i条传播路径的角度参数和路径增益
Figure BDA0002645209840000241
和/或,根据该接收信号残差矩阵Yr以及子步骤2101中构建的该第i条传播路径对应的传输时延网格,确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA0002645209840000242
该第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr和该第i条传播路径对应的传输角度网格确定该第i条传播路径的角度参数和路径增益
Figure BDA0002645209840000243
的过程,以及根据该接收信号残差矩阵Yr和该第i条传播路径对应的传输时延网格确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA0002645209840000244
的过程将在后文中详细介绍,这里不做赘述。
下面结合附图,对上述子步骤2101(根据第一接收信号矩阵和第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,构建第i条传播路径对应的传输参数网格)的实现过程进行详细介绍。
如前所述,该传输参数网格可以包括传输角度网格和传输时延网格中的至少一种,本申请实施例以该传输参数网格包括传输角度网格和传输时延网格为例说明。
首先介绍构建第i条传播路径对应的传输角度网格的过程。
在本申请实施例中,传输参数网格可以包括离开角网格和到达角网格。请参考图7,其示出了本申请实施例提供的一种构建第i条传播路径对应的传输参数网格的流程图。参见图7,该方法可以包括如下几个子步骤:
子步骤1011、第一通信装置根据该第一通信装置与第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,确定目标发射波束和目标接收波束。
可选地,目标发射波束和目标接收波束构成的收发波束对可以是残差能量最大的收发波束对。如前所述,接收信号残差矩阵Yr的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一个波束对索引号,因此第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr确定目标发射波束
Figure BDA0002645209840000245
和目标接收波束
Figure BDA0002645209840000246
的过程可以包括:第一通信装置首先根据该接收信号残差矩阵Yr,确定最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号
Figure BDA0002645209840000247
然后根据该最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号
Figure BDA0002645209840000248
确定目标发射波束
Figure BDA0002645209840000249
和目标接收波束
Figure BDA00026452098400002410
示例地,第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr,通过下述公式(13)确定最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号
Figure BDA00026452098400002411
第一通信装置根据该最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号
Figure BDA00026452098400002412
通过下述公式(14)和公式(15)确定目标发射波束
Figure BDA00026452098400002413
和目标接收波束
Figure BDA00026452098400002414
Figure BDA00026452098400002415
Figure BDA00026452098400002416
Figure BDA00026452098400002417
其中,n为该接收信号残差矩阵Yr的行数,
Figure BDA00026452098400002418
为该接收信号残差矩阵Yr的第n行元素的二范数的平方,表示该接收信号残差矩阵Yr的第n行元素的接收信号残差能量,Nr,c为第一通信装置的联合接收波束的数量,
Figure BDA0002645209840000251
表示
Figure BDA0002645209840000252
向上取整。
子步骤1012、第一通信装置根据目标发射波束的离开角和信道重构精度,构建第i条传播路径对应的离开角网格。
其中,目标发射波束
Figure BDA0002645209840000253
为三维空间中的发射波束,该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000254
的离开角可以包括水平离开角
Figure BDA0002645209840000255
和垂直离开角
Figure BDA0002645209840000256
该离开角网格可以包括水平离开角网格和垂直离开角网格。
示例地,请参考图8,其示出了本申请实施例提供的一种根据目标发射波束的离开角和信道重构精度构建第i条传播路径对应的离开角网格的流程图,如图8所示,该方法包括:
子步骤10121、根据信道重构精度确定水平离开角网格的网格精度和垂直离开角网格的网格精度。
可选地,第一通信装置可以根据信道重构精度,按照经验确定水平离开角网格的网格精度和垂直离开角网格的网格精度,该水平离开角网格的网格精度与该垂直离开角网格的网格精度可以相等或不相等。第一通信装置在确定该水平离开角网格的网格精度和该垂直离开角网格的网格精度时,还可以参考重构要求信息中的信道重构时长,如果该信道重构时长较长,第一通信装置可以将该水平离开角网格的网格精度和该垂直离开角网格的网格精度均设置的小一些,这样可以减小网格穷举次数,如果该信道重构时长较短,第一通信装置可以将该水平离开角网格的网格精度和该垂直离开角网格的网格精度均设置的大一些。
示例地,第一通信装置将信道重构精度确定为该水平离开角网格的网格精度和垂直离开角网格的网格精度。或者,第一通信装置可以记录有信道重构精度与水平离开角网格精度的第一对应关系,以及,信道重构精度与垂直离开角网格精度的第二对应关系,第一通信装置根据该信道重构精度以及该第一对应关系确定该水平离开角网格的网格精度,根据该信道重构精度以及该第二对应关系确定该垂直离开角网格的网格精度。其中,该第一对应关系和该第二对应关系可以是根据经验确定的,例如,第一通信装置根据以往的信道构建经验学习到的,本申请实施例对此不作限定。
子步骤10122、根据目标发射波束的水平离开角、水平发射波束集、水平发射过采样参数和水平离开角网格的网格精度,构建水平离开角网格。
可选地,第一通信装置根据目标发射波束
Figure BDA0002645209840000257
的水平离开角
Figure BDA0002645209840000258
水平发射波束集st,h和该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h,确定该水平离开角网格的上边界点
Figure BDA0002645209840000259
和下边界点
Figure BDA00026452098400002510
根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400002511
的水平离开角
Figure BDA00026452098400002512
该水平离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400002513
该水平离开角网格的下边界点
Figure BDA00026452098400002514
和该水平离开角网格的网格精度,构建该水平离开角网格,该水平离开角网格是中心点为该目标发射波束
Figure BDA00026452098400002515
的水平离开角
Figure BDA00026452098400002516
的2Bt,h+1点网格,例如,该水平离开角网格可以如图9所示。
其中,2Bt,h表示该水平离开角网格中的网格数量,2Bt,h的取值根据该上边界点
Figure BDA00026452098400002517
该下边界点
Figure BDA00026452098400002518
以及该水平离开角网格的网格精度确定。示例地,2Bt,h等于该上边界点
Figure BDA00026452098400002519
与该下边界点
Figure BDA0002645209840000261
的差值除以该水平离开角网格的网格精度,该水平离开角网格的网格精度也即是该水平离开角网格中的单个网格的宽度。
其中,该上边界点
Figure BDA0002645209840000262
对应基于该水平发射过采样参数kt,h和该水平发射波束集st,h确定的与该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000263
相邻的两个发射波束的水平离开角中的较大值,该下边界点
Figure BDA0002645209840000264
对应该相邻的两个发射波束的水平离开角中的较小值。可选地,该第一通信装置根据该水平发射过采样参数kt,h对该水平发射波束集st,h进行处理得到处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000265
从该处理后的水平发射波束集
Figure BDA0002645209840000266
中确定在水平方向上与该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000267
相邻的两个发射波束,将该两个发射波束的水平离开角中的较大值确定为该上边界点
Figure BDA0002645209840000268
将该两个发射波束的水平离开角中的较小值确定为该下边界点
Figure BDA0002645209840000269
其中,该第一通信装置根据该水平发射过采样参数kt,h对该水平发射波束集st,h进行处理的过程可以参考前述子步骤208,在此不再赘述。值得说明的是,该第一通信装置根据该水平发射过采样参数kt,h对该水平发射波束集st,h进行处理得到的处理后的水平发射波束集
Figure BDA00026452098400002610
与前述子步骤208中第二通信装置根据该水平发射过采样参数kt,h对该水平发射波束集st,h进行处理得到的处理后的水平发射波束集
Figure BDA00026452098400002611
相同。
子步骤10123、根据目标发射波束的垂直离开角、垂直发射波束集、垂直发射过采样参数和垂直离开角网格的网格精度,构建垂直离开角网格。
可选地,第一通信装置根据目标发射波束
Figure BDA00026452098400002612
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400002613
垂直发射波束集st,v和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v,确定该垂直离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400002614
和下边界点
Figure BDA00026452098400002615
根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400002616
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400002617
该垂直离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400002618
该垂直离开角网格的下边界点
Figure BDA00026452098400002619
和该垂直离开角网格的网格精度,构建该垂直离开角网格,该垂直离开角网格是中心点为该目标发射波束
Figure BDA00026452098400002620
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400002621
的2Bt,v+1点网格,例如,该垂直离开角网格可以如图10所示。
其中,2Bt,v表示该垂直离开角网格中的网格数量,2Bt,v的取值根据该上边界点
Figure BDA00026452098400002622
该下边界点
Figure BDA00026452098400002623
和该垂直离开角网格的网格精度确定。示例地,2Bt,v等于该上边界点
Figure BDA00026452098400002624
与该下边界点
Figure BDA00026452098400002625
的差值除以该垂直离开角网格的网格精度,该垂直离开角网格的网格精度也即是该垂直离开角网格中的单个网格的宽度。
其中,该上边界点
Figure BDA00026452098400002626
对应基于该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直发射波束集st,v确定的与该目标发射波束
Figure BDA00026452098400002627
相邻的两个发射波束的垂直离开角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400002628
对应该相邻的两个发射波束的垂直离开角中的较小值。可选地,该第一通信装置根据该垂直发射过采样参数kt,v对该垂直发射波束集st,v进行处理得到处理后的垂直发射波束集
Figure BDA00026452098400002629
从该处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000271
中确定在垂直方向上与该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000272
相邻的两个发射波束,将该两个发射波束的垂直离开角中的较大值确定为该上边界点
Figure BDA0002645209840000273
将该两个发射波束的垂直离开角中的较小值确定为该下边界点
Figure BDA0002645209840000274
其中,该第一通信装置根据该垂直发射过采样参数kt,v对该垂直发射波束集st,v进行处理的过程可以参考前述子步骤208,在此不再赘述。值得说明的是,该第一通信装置根据该垂直发射过采样参数kt,v对该垂直发射波束集st,v进行处理得到处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000275
与前述子步骤208中第二通信装置根据该垂直发射过采样参数kt,v对该垂直发射波束集st,v进行处理得到处理后的垂直发射波束集
Figure BDA0002645209840000276
相同。
本领域技术人员可以理解,本申请实施例是子步骤10122至子步骤10123按照先后顺序执行为例说明的,实际实现过程中,本申请并不限定子步骤10122和子步骤10123的先后顺序,也即是可以先执行子步骤10122后执行子步骤10123,也可以先执行子步骤10123后执行子步骤10122,本申请实施例对此不做限定。
子步骤1013、第一通信装置根据目标接收波束
Figure BDA0002645209840000277
的到达角和信道重构精度,构建第i条传播路径对应的到达角网格。
其中,目标接收波束
Figure BDA0002645209840000278
为三维空间中的接收波束,该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000279
的到达角可以包括水平到达角
Figure BDA00026452098400002710
和垂直到达角
Figure BDA00026452098400002711
到达角网格可以包括水平到达角网格和垂直到达角网格。
示例地,请参考图11,其示出了本申请实施例提供的一种根据目标接收波束的到达角和信道重构精度构建第i条传播路径对应的到达角网格的流程图,如图11所示,该方法包括:
子步骤10131、根据信道重构精度确定水平到达角网格的网格精度和垂直到达角网格的网格精度。
可选地,第一通信装置可以根据信道重构精度,按照经验确定水平到达角网格的网格精度和垂直到达角网格的网格精度,该水平到达角网格的网格精度与该垂直到达角网格的网格精度可以相等或不相等,本申请实施例对此不作限定。第一通信装置在确定该水平到达角网格的网格精度和该垂直到达角网格的网格精度时,还可以参考重构要求信息中的信道重构时长,如果该信道重构时长较长,第一通信装置可以将该水平到达角网格的网格精度和该垂直到达角网格的网格精度均设置的小一些,这样可以减小网格穷举次数,如果该信道重构时长较短,第一通信装置可以将该水平到达角网格的网格精度和该垂直到达角网格的网格精度均设置的大一些。
示例地,第一通信装置将信道重构精度确定为该水平到达角网格的网格精度和垂直到达角网格的网格精度。或者,第一通信装置可以记录有信道重构精度与水平到达角网格精度的第三对应关系,以及,信道重构精度与垂直到达角网格精度的第四对应关系,第一通信装置根据该信道重构精度以及该第三对应关系确定该水平到达角网格的网格精度,根据该信道重构精度以及该第四对应关系确定该垂直到达角网格的网格精度。其中,该第三对应关系和该第四对应关系可以是根据经验确定的,例如,第一通信装置根据以往的信道构建经验学习到的,本申请实施例对此不作限定。
子步骤10132、根据目标接收波束的水平到达角、水平接收波束集、水平接收过采样参数和水平到达角网格的网格精度,构建水平到达角网格。
可选地,第一通信装置根据目标接收波束
Figure BDA0002645209840000281
的水平到达角
Figure BDA0002645209840000282
水平接收波束集sr,h和该水平接收波束集sr,h的水平接收过采样参数kr,h,确定该水平到达角网格的上边界点
Figure BDA0002645209840000283
和下边界点
Figure BDA0002645209840000284
根据该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000285
的水平到达角
Figure BDA0002645209840000286
该水平到达角网格的上边界点
Figure BDA0002645209840000287
该水平到达角网格的下边界点
Figure BDA0002645209840000288
和该水平到达角网格的网格精度,构建该水平到达角网格,该水平到达角网格是中心点为该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000289
的水平到达角
Figure BDA00026452098400002810
的2Br,h+1点网格,例如,该水平到达角网格如图12所示。
其中,2Br,h表示该水平到达角网格中的网格数量,2Br,h的取值根据该上边界点
Figure BDA00026452098400002811
该下边界点
Figure BDA00026452098400002812
以及该水平到达角网格的网格精度确定。示例地,2Br,h等于该上边界点
Figure BDA00026452098400002813
与该下边界点
Figure BDA00026452098400002814
的差值除以该水平到达角网格的网格精度,该水平到达角网格的网格精度也即是该水平到达角网格中的单个网格的宽度。
其中,该上边界点
Figure BDA00026452098400002815
对应基于该水平接收过采样参数kr,h和该水平接收波束集sr,h确定的与该目标接收波束
Figure BDA00026452098400002816
相邻的两个接收波束的水平到达角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400002817
对应该相邻的两个接收波束的水平到达角中的较小值。可选地,该第一通信装置根据该水平接收过采样参数kr,h对该水平接收波束集sr,h进行处理得到处理后的水平接收波束集
Figure BDA00026452098400002818
从该处理后的水平接收波束集
Figure BDA00026452098400002819
中确定在水平方向上与该目标接收波束
Figure BDA00026452098400002820
相邻的两个接收波束,将该两个接收波束的水平到达角中的较大值确定为该上边界点
Figure BDA00026452098400002821
将该两个接收波束的水平到达角中的较小值确定为该下边界点
Figure BDA00026452098400002822
其中,该第一通信装置根据该水平接收过采样参数kr,h对该水平接收波束集sr,h进行处理的过程可以参考前述子步骤209,本申请实施例在此不再赘述。
子步骤10133、根据目标接收波束的垂直到达角、垂直接收波束集、垂直接收过采样参数和垂直到达角网格的网格精度,构建垂直到达角网格。
可选地,第一通信装置根据目标接收波束
Figure BDA00026452098400002823
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400002824
垂直接收波束集sr,v和该垂直接收波束集sr,v垂直接收过采样参数kr,v,确定该垂直到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400002825
和下边界点
Figure BDA00026452098400002826
根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400002827
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400002828
该垂直到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400002829
该垂直到达角网格的下边界点
Figure BDA00026452098400002830
和该垂直到达角网格的网格精度,构建该垂直到达角网格,该垂直到达角网格是中心点为该目标接收波束
Figure BDA00026452098400002831
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400002832
的2Br,v-1点网格,例如,该垂直离开角网格可以如图13所示。
其中,2Br,v表示该垂直到达角网格中的网格数量,2Br,v的取值根据该上边界点
Figure BDA00026452098400002833
该下边界点
Figure BDA00026452098400002834
以及该垂直到达角网格的网格精度确定。示例地,2Br,v等于该上边界点
Figure BDA00026452098400002835
与该下边界点
Figure BDA00026452098400002836
的差值除以该垂直到达角网格的网格精度,该垂直到达角网格的网格精度也即是该垂直到达角网格中的单个网格的宽度。
其中,该上边界点
Figure BDA0002645209840000291
对应基于该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直接收波束集sr,v确定的与该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000292
相邻的两个接收波束的垂直到达角中的较大值,该下边界点
Figure BDA0002645209840000293
对应该相邻的两个接收波束的垂直到达角中的较小值。可选地,该第一通信装置根据该垂直接收过采样参数kr,v对该垂直接收波束集sr,v进行处理得到处理后的垂直接收波束集
Figure BDA0002645209840000294
从该处理后的垂直接收波束集
Figure BDA0002645209840000295
中确定在垂直方向上与该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000296
相邻的两个接收波束,将该两个接收波束的垂直到达角中的较大值确定为该上边界点
Figure BDA0002645209840000297
将该两个接收波束的垂直到达角中的较小值确定为该下边界点
Figure BDA0002645209840000298
其中,该第一通信装置根据该垂直接收过采样参数kr,v对该垂直接收波束集sr,v进行处理的过程可以参考前述子步骤209,本申请实施例在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解,本申请实施例是子步骤10132至子步骤10133按照先后顺序执行为例说明的,实际实现过程中,本申请并不限定子步骤10132和子步骤10133的先后顺序,也即是可以先执行子步骤10132后执行子步骤10133,也可以先执行子步骤10133后执行子步骤10132,本申请实施例对此不做限定。
以上是子步骤2101中第一通信装置构建第i条传播路径对应的传输角度网格的过程。下面介绍该子步骤2101中第一通信装置构建第i条传播路径对应的传输时延网格的过程。
可选地,第一通信装置根据最大路径时延τmax构建该第i条传播路径对应的传输时延网格。其中,该最大路径时延τmax可以是第一通信装置测量到的。
可选地,第一通信装置根据该第一通信装置的接收机的多径分辨时延(也即是该接收机分辨多径的时延)确定该传输时延网格的网格精度,根据该最大路径时延τmax和该传输时延网格的网格精度,构建该第i条传播路径对应的传输时延网格,该传输时延网格的网格精度也即是该传输时延网格中的单个网格的宽度。示例地,该传输时延网格是下边界为0,上边界为τmax的网格,例如,该传输时延网格可以如图14所示。
下面结合附图,对上述子步骤2102(根据第一接收信号矩阵和第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,以及该第i条传播路径对应的传输参数网格,确定该第i条传播路径的路径参数)的实现过程进行详细介绍。
其中,路径参数可以包括角度参数、路径增益和路径时延中的至少一种,该角度参数可以包括水平离开角、垂直离开角、水平到达角和垂直到达角中的至少一种;该第一通信装置可以根据该接收信号残差矩阵Yr、该第i条传播路径对应的离开角网格和该第i条传播路径对应的到达角网格,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000299
垂直离开角
Figure BDA00026452098400002910
水平到达角
Figure BDA00026452098400002911
垂直到达角
Figure BDA00026452098400002912
和路径增益
Figure BDA00026452098400002913
根据该接收信号残差矩阵Yr和该第i条传播路径对应的传输时延网格,确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA00026452098400002914
首先,介绍第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr、该第i条传播路径对应的离开角网格和该第i条传播路径对应的到达角网格,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA00026452098400002915
垂直离开角
Figure BDA00026452098400002916
水平到达角
Figure BDA00026452098400002917
垂直到达角
Figure BDA00026452098400002918
和路径增益
Figure BDA00026452098400002919
的过程。
可选地,第一通信装置首先根据该第i条传播路径对应的水平离开角网格和该第i条传播路径对应的垂直离开角网格确定发射波束矩阵,以及,根据该第i条传播路径对应的水平到达角网格和该第i条传播路径对应的垂直到达角网格确定接收波束矩阵;然后根据该发射波束矩阵和该接收波束矩阵,确定该接收信号残差矩阵Yr在收发波束对子空间的能量分布矩阵;之后根据该接收信号残差矩阵Yr在收发波束对子空间的能量分布矩阵,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000301
垂直离开角
Figure BDA0002645209840000302
水平到达角
Figure BDA0002645209840000303
垂直到达角
Figure BDA0002645209840000304
和路径增益
Figure BDA0002645209840000305
可选地,接收信号残差矩阵Yr可以为n行m列的矩阵,该发射波束矩阵为m行[(2Bt,h+1)×(2Bt,v+1)]列的矩阵,该发射波束矩阵中的每个列向量为一个发射波束向量。第一通信装置根据该第i条传播路径对应的水平离开角网格和该第i条传播路径对应的垂直离开角网格确定发射波束矩阵可以包括:第一通信装置根据该第i条传播路径对应的水平离开角网格和该第i条传播路径对应的垂直离开角网格确定m×[(2Bt,h+1)×(2Bt,v+1)]个网格交点,每个网格交点对应一个联合发射波束,每个联合发射波束具有一个发射波束向量;然后根据该m×[(2Bt,h+1)×(2Bt,v+1)]个网格交点对应的发射波束向量确定该发射波束矩阵。具体地,第一通信装置将该第i条传播路径对应的水平离开角网格和该第i条传播路径对应的垂直离开角网格垂直交叉(例如将如图10所示的垂直离开角网格旋转90度后与如图9所示的网格交叉)确定m×[(2Bt,h+1)×(2Bt,v+1)]个网格交点;将该m×[(2Bt,h+1)×(2Bt,v+1)]个网格交点对应的发射波束向量组合得到该发射波束矩阵,该发射波束矩阵的每列对应一个联合发射波束。
可选地,接收信号残差矩阵Yr可以为n行m列的矩阵,该接收波束矩阵为m行[(2Br,h+1)×(2Br,v+1)]列的矩阵,该接收波束矩阵中的每个列向量为一个接收波束向量。第一通信装置根据该第i条传播路径对应的水平到达角网格和该第i条传播路径对应的垂直到达角网格确定接收波束矩阵可以包括:第一通信装置根据该第i条传播路径对应的水平到达角网格和该第i条传播路径对应的垂直到达角网格确定m×[(2Br,h+1)×(2Br,v+1)]个网格交点,每个该网格交点对应一个联合接收波束,每个联合接收波束具有一个接收波束向量;然后根据该m×[(2Br,h+1)×(2Br,v+1)]个网格交点对应的接收波束向量确定该接收波束矩阵。具体地,第一通信装置将该第i条传播路径对应的水平到达角网格和该第i条传播路径对应的垂直到达角网格垂直交叉(例如将如图13所示的垂直离开角网格旋转90度后与如图12所示的网格交叉)确定m×[(2Br,h+1)×(2Br,v+1)]个网格交点;将该m×[(2Br,h+1)×(2Br,v+1)]个网格交点对应的接收波束向量组合得到该接收波束矩阵,该接收波束矩阵的每列对应一个联合接收波束。
可选地,第一通信装置根据该发射波束矩阵和该接收波束矩阵,确定该接收信号残差矩阵Yr在收发波束对子空间的能量分布矩阵可以包括:第一通信装置将该发射波束矩阵中一个发射波束向量与该接收波束矩阵中的一个接收波束向量叉乘,得到一个收发波束对(该收发波束包括该发射波束向量对应的联合发射波束与该接收波束向量对应的联合接收波束)对应的波束向量;然后,将该接收信号残差矩阵Yr与该一个收发波束对对应的波束向量相乘得到该接收信号残差矩阵Yr在该收发波束对上的能量,根据该接收信号残差矩阵Yr在所有收发波束对上的能量确定该接收信号残差矩阵Yr收发波束对子空间的能量分布矩阵,该能量分布矩阵中的每个元素对应一个收发波束对,每个元素为相应的收发波束对对应的增益(或能量)。
可选地,第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr在收发波束对子空间的能量分布矩阵,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000306
垂直离开角
Figure BDA0002645209840000307
水平到达角
Figure BDA0002645209840000308
垂直到达角
Figure BDA0002645209840000309
和路径增益
Figure BDA00026452098400003010
可以包括:第一通信装置从该能量分布矩阵中确定最大的一个元素值,将该最大的元素值确定为该第i条传播路径的路径增益
Figure BDA00026452098400003011
根据该最大的元素值确定最优的收发波束对,从而确定最优发射波束(最优发射波束是联合发射波束)和最优接收波束(最优接收波束是联合接收波束),将该最优发射波束的水平离开角确定为该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000311
将该最优发射波束的垂直离开角确定为该第i条传播路径的垂直离开角
Figure BDA0002645209840000312
将该最优接收波束的水平到达角确定为该第i条传播路径的水平到达角
Figure BDA0002645209840000313
将该最优接收波束的垂直到达角确定为该第i条传播路径的垂直到达角
Figure BDA0002645209840000314
其次,介绍第一通信装置根据该接收信号残差矩阵Yr和该第i条传播路径对应的传输时延网格,确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA0002645209840000315
的过程。
可选地,第一通信装置根据该第i条传播路径对应的传输时延网格,将该接收信号残差矩阵Yr转换到时延角度域得到时延角度映射关系,该时延角度映射关系为传输时延与一种角度参数(该角度参数可以是水平离开角、垂直离开角、水平到达角和垂直到达角中的其中一种,例如该角度参数是水平离开角)的映射关系,第一通信装置根据已确定的该第i条传播路径的角度参数(例如水平离开角)和该时延角度映射关系,确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA0002645209840000316
示例地,第一通信装置根据该第i条传播路径对应的传输时延网格确定转换系数,根据该转换系数将该接收信号残差矩阵Yr转换到时延角度域。其中,转换系数可以是DFT系数,第一通信装置可以基于DFT将该接收信号残差矩阵Yr转换到时延角度域,本申请实施例对此不作限定。
综上所述,本申请实施例提供的数据传输方法,第一通信装置首先根据第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,之后基于构建的信道对待发送数据进行预编码,而后向该第二通信装置传输预编码得到的数据。由于该第一通信装置根据该第二通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该第二通信装置之间的信道,因此该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
本申请实施例提供的数据传输方法所涉及的信道重构方案,根据信道重构时长、信道重构精度和最大路径时延等重构要求信息自适应调整信道重构策略(例如过采样参数的设置,传输参数网格精度的设置),能够在波束训练时长和传输参数网格复杂度上取得一个权衡,且由于在指向性波束的方向上构建传输参数网格,能够大大降低传输参数网格的穷举复杂度,该信道重构方案构建信道的复杂度较低,且构建信道的准确性较高,能够适用于毫米波通信系统。相比于基于压缩感知算法重构信道的方案,本申请实施例所涉及的信道重构方案采用DFT码本进行波束训练,能够获得beamforming增益。相比于基于MUSIC算法重构信道的方案,本申请实施例所涉及的信道重构方案无需获取每个天线元件上的接收信号的协方差矩阵,能够适用于数模混合的天线架构。
重构的信道的质量取决于过采样参数和传输参数网格(包括传输角度网格和传输时延网格)的精度,传统的信道重构方案需要构建完备传输角度网格(也即是在整个角度域(0~π)上构建传输角度网格),完备传输角度网格的穷举复杂度(也即是对该完备传输角度网格搜索的复杂度)较高。本申请实施例提供的数据传输方法所涉及的信道重构方案无需在整个角度域上构建传输角度网格,仅需在指向性波束的方向上构建的传输角度网格(例如图9、图10、图12和图13的传输角度网格仅占整个角度域的一部分),能够大大降低传输参数网格的穷举复杂度。
示例地,若第二通信装置的水平方向的天线元件的数量、第二通信装置的垂直方向的天线元件的数量、第一通信装置的水平方向的天线元件的数量和第一通信装置的垂直方向的天线元件的数量依次为Nt,h、Nt,v、Nr,h和Nr,v,当水平离开角网格的网格精度、垂直离开角网格的网格精度、水平到达角网格的网格精度和垂直到达角网格的网格精度依次为
Figure BDA0002645209840000321
Figure BDA0002645209840000322
Figure BDA0002645209840000324
时,则完备传输角度网格的大小为Nt, hNt,vNr,hNr,vkt,hkt,vkr,hkr,vBt,hBt,vBr,hBr,v,而本申请实施例在指向性波束的方向上构建的传输角度网格的大小为(2Bt,h+1)(2Bt,v+1)(2Br,h+1)(2Br,v+1),经过对比可以发现,本申请实施例在指向性波束的方向上构建的传输角度网格的大小远远小于完备传输角度网格的大小,本申请实施例在指向性波束的方向上构建的传输角度网格,有助于减小传输角度网格的穷举复杂度。
示例地,假设第二通信装置的天线元件的数量、第一通信装置的天线元件的数量、第二二通信装置的发射过采样参数、第一通信装置的接收过采样参数、第二通信装置的离开角网格中的网格数量以及第一通信装置的到达角网格中的网格数量满足下述公式(16)的条件:
Figure BDA0002645209840000323
其中,Nt,h、Nt,v、Nr,h和Nr,v依次为第二通信装置的水平方向的天线元件的数量、第二通信装置的垂直方向的天线元件的数量、第一通信装置的水平方向的天线元件的数量和第一通信装置的垂直方向的天线元件的数量。kt,h、kt,v、kr,h和kr,v依次为第二通信装置的水平发射波束集的水平发射过采样参数、第二通信装置的垂直发射波束集的垂直发射过采样参数、第一通信装置的水平接收波束集的水平接收过采样参数和第一通信装置的垂直接收波束集的垂直接收过采样参数。2Bt,h、2Bt,v、2Br,h和2Br,v依次为第二通信装置的水平离开角网格中的网格数量、第二通信装置的垂直离开角网格中的网格数量、第一通信装置的水平到达角网格中的网格数量和第一通信装置的垂直到达角网格中的网格数量。
则当网格精度为2π/(NkB)时,完备传输角度网格的大小为(NkB)4,在指向性波束的方向上构建的传输角度网格的大小为(2B+1)4,该指向性波束的方向上构建的传输角度网格的穷举搜索次数降低到(2/Nk)4
下面结合仿真附图对本申请涉及的信道重构方案构建的信道的性能进行说明,下文以信道的性能是信道的NMSE为例。
示例地,请参考图15,其示出了本申请实施例提供的一种在不同SNR下,传播路径数量与信道的NMSE的关系曲线图。该图15的仿真条件包括:
无线通信系统的载频:f_c=28GHz;
第一通信装置(例如接收端通信装置)的天线模块的RF链路的数量:N_(r,RF)=5;
第二通信装置(例如发射端通信装置)的天线模块的RF链路的数量:N_(t,RF)=5;
无线通信系统的带宽的子载波间距:Δf=75kHz;
无线通信系统的带宽的子载波的数量:Ns=32;
Nt,h=Nt,v=Nr,h=Nr,v=4;
kt,h=kt,v=kr,h=kr,v=1;
Bt,h=Bt,v=Br,h=Br,v=2。
对比图15的三条曲线可以看出,SNR的增加有利于降低信道的NMSE。从该图15的任一曲线可以看出,随着传播路径数量的增加,信道的NMSE略有下降,但总体变化不大,因此传播路径数量对信道的NMSE影响很小,这证明了本申请涉及的信道重构方案在不同传播路径数量下的鲁棒性。
示例地,请参考图16,其示出了本申请实施例提供的一种在不同子载波下,SNR与信道的NMSE的关系曲线图。图16中的BS表示基站(例如可以是前述第一通信装置),UE表示用户设备(例如可以是前述第二通信装置),SC表示无线通信系统的带宽的子载波的数量。
该图16的仿真条件包括:
无线通信系统的载频:f_c=28GHz;
第一通信装置(例如基站)的天线模块的RF链路的数量:N_(r,RF)=5;
第二通信装置(例如UE)的天线模块的RF链路的数量:N_(t,RF)=5;
无线通信系统的带宽的子载波间距:Δf=75kHz;
第一通信装置与第二通信装置之间的传播路径的总数量:L=2;
Nt,h=Nt,v=Nr,h=Nr,v=4;
kt,h=kt,v=kr,h=kr,v=1;
Bt,h=Bt,v=Br,h=Br,v=2。
对比图16的五条曲线可以看出,在第一通信装置(例如基站)的天线阵列(4×4)和第二通信装置(例如UE)的天线阵列(4×4)不变的情况下,子载波的数量的增加有利于降低信道的NMSE。这是因为子载波的数量的增加会使得传输时延网格更加密集,有利于传输时延的估计,也有利于第一通信装置(例如基站)获得更多的信道测量,利于信道估计。
示例地,请参考图17,其示出了本申请实施例提供的一种在不同收发天线阵列下,SNR与信道的NMSE的关系曲线图。图17中的BS表示基站(例如可以是前述第一通信装置),UE表示用户设备(例如可以是前述第二通信装置),SC表示无线通信系统的带宽的子载波的数量。该图17的仿真条件包括:
无线通信系统的载频:f_c=28GHz;
第一通信装置(例如基站)的天线模块的RF链路的数量:N_(r,RF)=5;
第二通信装置(例如UE)的天线模块的RF链路的数量:N_(t,RF)=5;
无线通信系统的带宽的子载波间距:Δf=75kHz;
第一通信装置与第二通信装置之间的传播路径的总数量:L=2;
kt,h=kt,v=kr,h=kr,v=1;
Bt,h=Bt,v=Br,h=Br,v=2。
对比图17的四条曲线可以看出,在无线通信系统的带宽的子载波的数量的不变的情况下,天线阵列中的天线元件数量的增加有利于降低信道的NMSE。这是因为天线阵列中的天线元件数量的增加会使得天线阵列的增益增大,以及使得波束训练的指向性更强,从而偶构建的传输参数网格更加精确。
示例地,请参考图18,其示出了本申请实施例提供的一种在过采样参数和传输角度网格的网格分辨率取不同值时,SNR与信道的NMSE的关系曲线图。该图18的仿真条件包括:
无线通信系统的载频:f_c=28GHz;
第一通信装置(例如基站)的天线模块的RF链路的数量:N_(r,RF)=5;
第二通信装置(例如UE)的天线模块的RF链路的数量:N_(t,RF)=5;
无线通信系统的带宽的子载波间距:Δf=75kHz;
无线通信系统的带宽的子载波的数量:Ns=32;
第一通信装置与第二通信装置之间的传播路径的总数量:L=2;
Nt,h=Nt,v=Nr,h=Nr,v=4。
对比图18的四条曲线可以看出,当k×B固定时,k值的增大有利于降低信道的NMSE。这是因为当k×B固定时,k值越大,进行波束训练集中的波束越密集,确定的传输角度网格更准确。当k值固定时,增大B值会使得传输角度网格的穷举搜索次数增大,当B值固定时,增大k值会使得波束训练次数增加。从图18中可以看出,增大k值更有利于降低信道的NMSE,但波束训练次数的增加带来的时频开销比穷举搜索要大。
下述为本申请的装置实施例,可以用于执行本申请的方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节,请参照本申请方法实施例。
请参考图19,其示出了本申请实施例提供的一种通信装置1900的逻辑结构示意图。该通信装置1900可以是前述实施例中的第一通信装置。参见图19,该通信装置1900可以包括但不限于:处理模块1910和发送模块1920。
该处理模块1910,用于根据第二通信装置的重构要求信息,获取该通信装置1900与该第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,该重构要求信息指示该第二通信装置的信道重构要求;根据该通信装置1900与该第二通信装置之间的该至少一条传播路径的路径参数,构建该通信装置1900与该第二通信装置之间的信道;
该发送模块1920,用于向第二通信装置传输第一数据,该第一数据是基于构建的信道对待发送数据进行预编码得到的数据。
可选地,该重构要求信息包括信道重构时长;该处理模块1910,具体用于:
向第二通信装置发送该第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数,该第二通信装置用于基于该发射过采样参数和该发射波束训练集向通信装置1900发送参考信号,该发射过采样参数根据该信道重构时长确定;
基于通信装置1900的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量该参考信号,得到该通信装置1900与该第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵Y1,该接收过采样参数根据该信道重构时长确定;
根据该第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2,确定该通信装置1900与该第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,i为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为该通信装置1900与该第二通信装置之间的传播路径的总数量。
可选地,该发送模块1920,还用于在基于通信装置1900的接收波束训练集和该接收波束训练集的接收过采样参数测量该参考信号之前,向该第二通信装置发送资源指示信息,该资源指示信息指示该第二通信装置发送该参考信号的时频资源。
可选地,根据该第一接收信号矩阵Y1和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2,确定该通信装置1900与该第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,包括:
根据该第一接收信号矩阵Y1和该第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,构建该第i条传播路径对应的传输参数网格;
根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输参数网格,确定该第i条传播路径的路径参数。
可选地,该传输参数网格包括传输角度网格和传输时延网格中的至少一种;该重构要求信息还包括信道重构精度和最大路径时延τmax中的至少一种;
根据第一接收信号矩阵Y1和该第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,构建该第i条传播路径对应的传输参数网格,包括:
根据该接收信号残差矩阵Yr和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的传输角度网格;和/或,
根据该最大路径时延τmax,构建该第i条传播路径对应的传输时延网格。
可选地,该路径参数包括角度参数、路径增益和路径时延中的至少一种;根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输参数网格,确定该第i条传播路径的路径参数,包括:
根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输角度网格,确定该第i条传播路径的角度参数和路径增益
Figure BDA0002645209840000351
和/或,根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输时延网格,确定该第i条传播路径的路径时延
Figure BDA0002645209840000352
可选地,该传输角度网格包括离开角网格和到达角网格;根据该接收信号残差矩阵Yr和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的传输角度网格,包括:
根据该接收信号残差矩阵Yr,确定目标发射波束
Figure BDA0002645209840000353
和目标接收波束
Figure BDA0002645209840000354
根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000355
的离开角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的离开角网格;
根据该目标接收波束
Figure BDA0002645209840000356
的到达角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的到达角网格。
可选地,该离开角网格包括水平离开角网格和垂直离开角网格;该发射波束训练集包括水平发射波束集st,h和垂直发射波束集st,v,该发射过采样参数包括该水平发射波束集st,h的水平发射过采样参数kt,h和该垂直发射波束集st,v的垂直发射过采样参数kt,v
根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000357
的离开角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的离开角网格,包括:
根据该信道重构精度确定该水平离开角网格的网格精度和该垂直离开角网格的网格精度;
根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000358
的水平离开角
Figure BDA0002645209840000359
该水平发射波束集st,h、该水平发射过采样参数kt,h和该水平离开角网格的网格精度,构建水平离开角网格;
根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003510
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400003511
该垂直发射波束集st,v、该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直离开角网格的网格精度,构建垂直离开角网格。
可选地,该到达角网格包括水平到达角网格和垂直到达角网格;该接收波束训练集包括水平接收波束集sr,h和垂直接收波束集sr,v,该接收过采样参数包括该水平接收波束集sr,h的水平接收过采样参数kr,h和该垂直接收波束集sr,v的垂直接收过采样参数kr,v
根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003512
的到达角和该信道重构精度,构建该第i条传播路径对应的到达角网格,包括:
根据该信道重构精度确定该水平到达角网格的网格精度和该垂直到达角网格的网格精度;
根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003513
的水平到达角
Figure BDA00026452098400003514
该水平接收波束集sr,h、该水平接收过采样参数kr,h和该水平到达角网格的网格精度,构建水平到达角网格;
根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003515
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400003516
该垂直接收波束集sr,v、该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直到达角网格的网格精度,构建垂直到达角网格。
可选地,该角度参数包括水平离开角、垂直离开角、水平到达角和垂直到达角中的至少一种;根据该接收信号残差矩阵Yr和该传输角度网格,确定该第i条传播路径的角度参数和路径增益
Figure BDA0002645209840000361
包括:根据该接收信号残差矩阵Yr、该第i条传播路径对应的离开角网格和该第i条传播路径对应的到达角网格,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000362
垂直离开角
Figure BDA0002645209840000363
水平到达角
Figure BDA0002645209840000364
垂直到达角
Figure BDA0002645209840000365
和路径增益
Figure BDA0002645209840000366
可选地,该处理模块1910,具体用于:当达到信道重构条件时,根据已确定的j条传播路径的路径参数确定该通信装置1900与该第二通信装置之间的信道矩阵,以重构该通信装置1900与该第二通信装置之间的信道,该已确定的j条传播路径为达到该信道重构条件时确定的所有传播路径,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为该通信装置1900与该第二通信装置之间的传播路径的总数量。
可选地,该处理模块1910,还用于检测是否达到信道重构条件;
检测是否达到信道重构条件,具体包括:
获取第i-1条传播路径的路径参数后,根据第一接收信号矩阵Y1和该i-1条传播路径的第二接收信号矩阵Y2的接收信号残差矩阵Yr,获取接收信号残差能量;
根据该接收信号残差能量,检测是否达到信道重构条件;
其中,该信道重构条件包括:
Figure BDA0002645209840000367
Figure BDA0002645209840000368
为该接收信号残差矩阵Yr的Frobenius范数的平方,表示该接收信号残差能量,ξ表示预设残差能量。
可选地,该处理模块1910,还用于在根据已确定的j条传播路径的路径参数确定该通信装置1900与该第二通信装置之间的信道矩阵之前,对该j条传播路径的路径参数进行优化。
可选地,第一接收信号矩阵Y1中的元素为通信装置1900测量到的参考信号的接收信号强度,第二接收信号矩阵Y2中的元素为该通信装置1900估计到的该参考信号的接收信号强度,接收信号残差矩阵Yr中的元素为接收信号残差,其中,对于该第一接收信号矩阵Y1、该第二接收信号矩阵Y2和该接收信号残差矩阵Yr中的每个矩阵,该矩阵的每列元素对应一个子载波,每行元素对应一个波束对索引号;
根据该接收信号残差矩阵Yr,确定目标发射波束
Figure BDA0002645209840000369
和目标接收波束
Figure BDA00026452098400003610
包括:根据该接收信号残差矩阵Yr,确定最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号;根据该最大的接收信号残差能量对应的波束对索引号,确定该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003611
和目标接收波束
Figure BDA00026452098400003612
可选地,根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003613
的水平离开角
Figure BDA00026452098400003614
该水平发射波束集st,h、该水平发射过采样参数kt,h和该水平离开角网格的网格精度,构建水平离开角网格,包括:根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003615
的水平离开角
Figure BDA00026452098400003616
该水平发射波束集st,h和该水平发射过采样参数kt,h,确定该水平离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003617
和下边界点
Figure BDA00026452098400003618
该上边界点
Figure BDA00026452098400003619
对应基于该水平发射过采样参数kt,h和该水平发射波束集st,h确定的与该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003620
相邻的两个发射波束的水平离开角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400003621
对应该相邻的两个发射波束的水平离开角中的较小值;根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000371
的水平离开角
Figure BDA0002645209840000372
该水平离开角网格的上边界点
Figure BDA0002645209840000373
下边界点
Figure BDA0002645209840000374
和该水平离开角网格的网格精度,构建水平离开角网格,该水平离开角网格是中心点为该
Figure BDA0002645209840000375
的2Bt,h+1点网格,2Bt,h表示该水平离开角网格中的网格数量。
可选地,根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000376
的垂直离开角
Figure BDA0002645209840000377
该垂直发射波束集st,v、该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直离开角网格的网格精度,构建垂直离开角网格,包括:根据该目标发射波束
Figure BDA0002645209840000378
的垂直离开角
Figure BDA0002645209840000379
该垂直发射波束集st,v和该垂直发射过采样参数kt,v,确定该垂直离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003710
和下边界点
Figure BDA00026452098400003711
该上边界点
Figure BDA00026452098400003712
对应基于该垂直发射过采样参数kt,v和该垂直发射波束集st,v确定的与该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003713
相邻的两个发射波束的垂直离开角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400003714
对应该相邻的两个发射波束的垂直离开角中的较小值;根据该目标发射波束
Figure BDA00026452098400003715
的垂直离开角
Figure BDA00026452098400003716
该垂直离开角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003717
下边界点
Figure BDA00026452098400003718
和该垂直离开角网格的网格精度,构建该垂直离开角网格,该垂直离开角网格是中心点为该
Figure BDA00026452098400003719
的2Bt,v+1点网格,2Bt,v表示该垂直离开角网格中的网格数量。
可选地,根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003720
的水平到达角
Figure BDA00026452098400003721
该水平接收波束集sr,h、该水平接收过采样参数kr,h和该水平到达角网格的网格精度,构建该水平到达角网格,包括:根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003722
的水平到达角
Figure BDA00026452098400003723
该水平接收波束集sr,h和该水平接收过采样参数kr,h,确定该水平到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003724
和下边界点
Figure BDA00026452098400003725
该上边界点
Figure BDA00026452098400003726
对应基于该水平接收过采样参数kr,h和该水平接收波束集sr,h确定的与该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003727
相邻的两个接收波束的水平到达角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400003728
对应该相邻的两个接收波束的水平到达角中的较小值;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003729
的水平到达角
Figure BDA00026452098400003730
该水平到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003731
下边界点
Figure BDA00026452098400003732
和该水平到达角网格的网格精度,构建水平到达角网格,该水平到达角网格是中心点为该
Figure BDA00026452098400003733
的2Br,h+1点网格,2Br,h表示该水平到达角网格中的网格数量。
可选地,根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003734
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400003735
该垂直接收波束集sr,v、该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直到达角网格的网格精度,构建垂直到达角网格,包括:根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003736
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400003737
该垂直接收波束集sr,v和该垂直接收过采样参数kr,v,确定该垂直到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003738
和下边界点
Figure BDA00026452098400003739
该上边界点
Figure BDA00026452098400003740
对应基于该垂直接收过采样参数kr,v和该垂直接收波束集sr,v确定的与该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003741
相邻的两个接收波束的垂直到达角中的较大值,该下边界点
Figure BDA00026452098400003742
对应该相邻的两个接收波束的垂直到达角中的较小值;根据该目标接收波束
Figure BDA00026452098400003743
的垂直到达角
Figure BDA00026452098400003744
该垂直到达角网格的上边界点
Figure BDA00026452098400003745
下边界点
Figure BDA00026452098400003746
和该垂直到达角网格的网格精度,构建垂直到达角网格,该垂直到达角网格是中心点为该
Figure BDA0002645209840000381
的2Br,v-1点网格,2Br,v表示该垂直到达角网格中的网格数量。
可选地,根据该接收信号残差矩阵Yr、该第i条传播路径对应的离开角网格和该第i条传播路径对应的到达角网格,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000382
垂直离开角
Figure BDA0002645209840000383
水平到达角
Figure BDA0002645209840000384
垂直到达角
Figure BDA0002645209840000385
和路径增益
Figure BDA0002645209840000386
包括:根据该水平离开角网格和该垂直离开角网格确定发射波束矩阵,该发射波束矩阵中的每个列向量为一个发射波束向量;根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定接收波束矩阵,该接收波束矩阵中的每个列向量为一个接收波束向量;根据该发射波束矩阵和该接收波束矩阵,确定该接收信号残差矩阵Yr在收发波束对子空间的能量分布矩阵;根据该能量分布矩阵,确定该第i条传播路径的水平离开角
Figure BDA0002645209840000387
垂直离开角
Figure BDA0002645209840000388
水平到达角
Figure BDA0002645209840000389
垂直到达角
Figure BDA00026452098400003810
和路径增益
Figure BDA00026452098400003811
可选地,根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定接收波束矩阵,包括:根据该水平离开角网格和该垂直离开角网格确定多个网格交点,每个网格交点对应一个联合发射波束,每个联合发射波束具有一个发射波束向量;根据该多个网格交点对应的联合发射波束的发射波束向量,确定发射波束矩阵;
根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定接收波束矩阵,包括:根据该水平到达角网格和该垂直到达角网格确定多个网格交点,每个网格交点对应一个联合发射波束,每个联合发射波束具有一个发射波束向量;根据该多个网格交点对应的联合发射波束的波束向量,确定该接收波束矩阵。
综上所述,本申请实施例提供的通信装置,该通信装置首先根据第二通信装置的信道重构要求构建该通信装置与该第二通信装置之间的信道,之后基于构建的信道对待发送数据进行预编码,而后向该第二通信装置传输预编码得到的数据。由于该通信装置根据该第二通信装置的信道重构要求构建该通信装置与该第二通信装置之间的信道,因此该通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
本申请实施例提供的数据传输方法所涉及的信道重构方案,根据信道重构时长、信道重构精度和最大路径时延等重构要求信息自适应调整信道重构策略(例如过采样参数的设置,传输参数网格精度的设置),能够在波束训练时长和传输参数网格复杂度上取得一个权衡,且由于在指向性波束的方向上构建传输参数网格,能够大大降低传输参数网格的穷举复杂度,该信道重构方案构建信道的复杂度较低,且构建信道的准确性较高,能够适用于毫米波通信系统。相比于基于压缩感知算法重构信道的方案,本申请实施例所涉及的信道重构方案采用DFT码本进行波束训练,能够获得beamforming增益。相比于基于MUSIC算法重构信道的方案,本申请实施例所涉及的信道重构方案无需获取每个天线元件上的接收信号的协方差矩阵,能够适用于数模混合的天线架构。
请参考图20,其示出了本申请实施例提供的一种通信装置2000的逻辑结构示意图。该通信装置2000可以是前述实施例中的第二通信装置。参见图20,该通信装置2000可以包括但不限于:接收模块2010和处理模块2020。
该接收模块2010,用于接收第一通信装置传输的第一数据,该第一数据是该第一通信装置基于构建的信道对该第一通信装置的待发送数据进行预编码得到的数据,该信道是该第一通信装置根据该第一通信装置与该通信装置2000之间的至少一条传播路径的路径参数构建的,该至少一条传播路径的路径参数是该第一通信装置根据该通信装置2000的重构要求信息获取的路径参数,该重构要求信息指示该通信装置2000的信道重构要求;
该处理模块2020,用于根据该第一数据恢复出该第一通信装置的该待发送数据。
可选地,该接收模块2010,还用于在接收该第一通信装置传输的第一数据之前,接收该第一通信装置发送的该通信装置2000的发射波束训练集的发射过采样参数;
该通信装置2000包括:发送模块2030,用于基于该发射过采样参数和该发射波束训练集向该第一通信装置发送参考信号。
可选地,该接收模块2010,还用于在基于该发射过采样参数和该发射波束训练集向该第一通信装置发送参考信号之前,接收该第一通信装置发送的资源指示信息,该资源指示信息指示该通信装置2000发送该参考信号的时频资源;
相应地,该发送模块2030,具体用于基于该发射过采样参数和该发射波束训练集,通过该资源指示信息指示的时频资源向该第一通信装置发送参考信号。
综上所述,本申请实施例提供的通信装置,该通信装置首先接收第一通信装置传输的第一数据,然后根据该第一数据恢复出该第一通信装置的待发送数据;其中,该第一数据是该第一通信装置基于构建的信道对该待发送数据进行预编码得到的数据,该信道是该第一通信装置根据该第一通信装置与该通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数构建的,该至少一条传播路径的路径参数是该第一通信装置根据该通信装置的重构要求信息获取的路径参数,该重构要求信息指示该通信装置的信道重构要求。由于该第一通信装置根据该通信装置的信道重构要求构建该第一通信装置与该通信装置之间的信道,因此该第一通信装置构建信道的灵活性较高,有助于提高无线通信系统的资源利用率。
请参考图21,其示出了本申请实施例提供的一种通信装置2100的硬件结构示意图。该通信装置2100可以为上述实施例中第一通信装置或第二通信装置,该第一通信装置和该第二通信装置中的其中一个是网络设备,另一个终端设备。参见图21,该通信装置2100包括处理器2102、收发器2104、多根天线2106,存储器2108、通信接口2110和总线2112。处理器2102、收发器2104、存储器2108和通信接口2110通过总线2112彼此通信连接,多根天线2106与收发器2104相连。本领域技术人员容易理解,图21所示的处理器2102、收发器2104、存储器2108和通信接口2110之间的连接方式仅仅是示例性的,在实际实现过程中,处理器2102、收发器2104、存储器2108和通信接口2110也可以采用除了总线2112之外的其他连接方式彼此通信连接,本申请实施例对此不作限定。
其中,存储器2108可以用于存储计算机程序21081,该计算机程序21081可以包括指令和数据。该存储器2108可以是各种类型的存储介质,例如随机存取存储器(randomaccess memory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、非易失性RAM(non-volatileRAM,NVRAM)、可编程ROM(programmable ROM,PROM)、可擦除PROM(erasable PROM,EPROM)、电可擦除PROM(electrically erasable PROM,EEPROM)、闪存、光存储器和寄存器等。并且,该存储器2108可以包括硬盘和/或内存。
其中,处理器2102可以是通用处理器,通用处理器可以是通过读取并执行存储器(例如存储器2108)中存储的计算机程序21081来执行特定步骤和/或操作的处理器,通用处理器在执行上述步骤和/或操作的过程中可能用到存储在存储器(例如存储器2108)中的数据。通用处理器可以是,例如但不限于,中央处理器(central processing unit,CPU)。此外,处理器2102也可以是专用处理器,专用处理器可以是专门设计的用于执行特定步骤和/或操作的处理器,该专用处理器可以是,例如但不限于,数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)和现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)等。处理器2102还可以是多个处理器的组合,例如多核处理器。处理器2102可以包括至少一个电路,以执行上述实施例提供的数据传输方法的全部或部分步骤。
其中,收发器2104用于收发信号。可选地,收发器2104其通过多根天线2106之中的至少一根天线来收发信号。通信接口2110可以包括输入/输出(input/output,I/O)接口、物理接口和逻辑接口等用于实现通信装置2100内部的器件互连的接口,以及用于实现通信装置2100与其他通信装置互连的接口。物理接口可以是千兆的以太接口(gigabit Ethernet,GE),其可以用于实现通信装置2100与其他通信装置互连,逻辑接口是通信装置2100内部的接口,其可以用于实现通信装置2100内部的器件互连。容易理解,通信接口2110可以用于通信装置2100与其他通信装置通信,例如,通信接口2110用于通信装置2100与其他通信装置之间信息的发送和接收。可以理解的是,收发器2104也可以属于该通信装置2100的通信接口。
其中,总线2112可以是任何类型的,用于实现处理器2102、收发器2104、存储器2108和通信接口2110互连的通信总线,例如系统总线。
在具体实现过程中,处理器2102可以用于进行,例如但不限于,基带相关处理,收发器2104可以用于进行,例如但不限于,射频收发。上述器件可以分别设置在彼此独立的芯片上,也可以至少部分的或者全部的设置在同一块芯片上。例如,处理器2102可以进一步划分为模拟基带处理器和数字基带处理器,其中模拟基带处理器可以与收发器2104集成在同一块芯片上,数字基带处理器可以设置在独立的芯片上。随着集成电路技术的不断发展,可以在同一块芯片上集成的器件越来越多,例如,数字基带处理器可以与多种应用处理器(例如但不限于图形处理器,多媒体处理器等)集成在同一块芯片之上。这样的芯片可以称为系统芯片(system on chip)。将各个器件独立设置在不同的芯片上,还是整合设置在一个或者多个芯片上,往往取决于产品设计的具体需要。本申请实施例对上述器件的具体实现形式不作限定。
图21所示的通信装置2100仅仅是示例性的,在实现过程中,通信装置2100还可以包括其他组件,本文不再一一列举。该图21所示的通信装置2100可以通过执行上述实施例提供的数据传输方法的全部或部分步骤来进行数据传输。
本申请实施例提供了一种无线通信系统,该无线通信系统可以包括如图19所示的第一通信装置1900和如图20所示的第二通信装置2000,或者,该无线通信系统包括至少一个如图21所示的通信装置2100。例如,该无线通信系统可以如图3所示。
其中,该第一通信装置1900和该第二通信装置2000中的一个可以是终端设备,另一个可以是网络设备。例如,该第一通信装置1900是网络设备(例如基站),该第二通信装置2000是终端设备(例如UE)。示例地,该无线通信系统为毫米波通信系统,该第一通信装置1900可以是毫米波基站,该第二通信装置2000可以是毫米波终端。
本申请实施例还提供了一种装置,可用于实现上述实施例中第一通信装置或第二通信装置的功能,该装置可以是通信装置或者通信装置中的芯片。该通信装置包括:
至少一个输入输出接口和逻辑电路。输入输出接口可以是输入输出电路。逻辑电路可以是信号处理器、芯片,或其他可以实现本申请方法的集成电路。
其中,至少一个输入输出接口用于信号或数据的输入或输出。举例来说,当该装置为上述实施例中的第一通信装置时,输入输出接口用于输出发射过采样参数、资源指示信息以及输入参考信号等等;当该装置为上述实施例中第二通信装置时,输入输出接口用于接收发射过采样参数、资源指示信息以及输出参考信号。
其中,逻辑电路用于执行本申请实施例提供的任意一种方法的部分或全部步骤。逻辑电路可以实现上述装置1900中的处理模块1910、装置2000中的处理模块2020以及装置2100中的处理器2102所实现的功能。举例来说,当该装置为上述实施例中的第一通信装置时,用于执行上述方法实施例中的第一通信装置的各种步骤,例如逻辑电路用于获取第二通信装置的重构要求信息,根据第二通信装置的重构要求信息获取第一通信装置与第二通信装置中的至少一条传播路径的路径参数,根据第一通信装置与第二通信装置中的该至少一条传播路径的路径参数构建第一通信装置与第二通信装置之间的信道等等;当该装置为上述实施例中的第二通信装置时,用于执行上述方法实施例中的第二通信装置的各种步骤,例如逻辑电路用于根据第一数据恢复出第一通信装置的待发送数据等等。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时使得计算机实现如上述方法实施例提供的数据传输方法方法的全部或部分步骤。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得该计算机执行如上述方法实施例提供的数据传输方法方法的全部或部分步骤。
本申请实施例提供了一种芯片,该芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,当该芯片运行时用于实现如上述方法实施例提供的数据传输方法方法的全部或部分步骤。
应当理解的是,本文中的“至少一个”指一个或多个,“多个”指两个或两个以上。“至少两个”指两个或两个以上,在本申请中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,为了便于清楚描述,在本申请中,采用了“第一”、“第二”、“第三”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
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程序指令时,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、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的可读存储介质中,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)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装置。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质,或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
本申请实施例提供的方法实施例和装置实施例等不同类型的实施例均可以相互参考。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序,只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
在本申请提供的相应实施例中,应该理解到,所揭露的装置等可以通过其它的构成方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
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,作为单元描述的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络设备(例如用户设备)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。
以上所述,仅为本申请的示例性实施方式,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,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (36)

1.一种数据传输方法,其特征在于,应用于无线通信系统中的第一通信装置,所述无线通信系统包括第二通信装置和所述第一通信装置,所述方法包括:
根据所述第二通信装置的重构要求信息,获取所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,所述重构要求信息指示所述第二通信装置的信道重构要求;
根据所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的所述至少一条传播路径的路径参数,构建所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的信道;
向所述第二通信装置传输第一数据,所述第一数据是基于构建的所述信道对待发送数据进行预编码得到的数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述重构要求信息包括信道重构时长;
所述根据所述第二通信装置的重构要求信息,获取所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,包括:
向所述第二通信装置发送所述第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数,所述第二通信装置用于基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述第一通信装置发送参考信号,所述发射过采样参数根据所述信道重构时长确定;
基于所述第一通信装置的接收波束训练集和所述接收波束训练集的接收过采样参数测量所述参考信号,得到所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵,所述接收过采样参数根据所述信道重构时长确定;
根据所述第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵,确定所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,i为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的传播路径的总数量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
在基于所述第一通信装置的接收波束训练集和所述接收波束训练集的接收过采样参数测量所述参考信号之前,所述方法还包括:
向所述第二通信装置发送资源指示信息,所述资源指示信息指示所述第二通信装置发送所述参考信号的时频资源。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,
所述根据所述第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵,确定所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,包括:
根据所述第一接收信号矩阵和所述第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,构建所述第i条传播路径对应的传输参数网格;
根据所述接收信号残差矩阵和所述传输参数网格,确定所述第i条传播路径的路径参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述传输参数网格包括传输角度网格和传输时延网格中的至少一种;
所述重构要求信息还包括信道重构精度和最大路径时延中的至少一种;
所述根据所述第一接收信号矩阵和所述第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,构建所述第i条传播路径对应的传输参数网格,包括:
根据所述接收信号残差矩阵和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的所述传输角度网格;和/或,
根据所述最大路径时延,构建所述第i条传播路径对应的所述传输时延网格。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
所述路径参数包括角度参数、路径增益和路径时延中的至少一种;
所述根据所述接收信号残差矩阵和所述传输参数网格,确定所述第i条传播路径的路径参数,包括:
根据所述接收信号残差矩阵和所述传输角度网格,确定所述第i条传播路径的角度参数和路径增益;和/或,
根据所述接收信号残差矩阵和所述传输时延网格,确定所述第i条传播路径的路径时延。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,
所述传输角度网格包括离开角网格和到达角网格;
所述根据所述接收信号残差矩阵和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的所述传输角度网格,包括:
根据所述接收信号残差矩阵,确定目标发射波束和目标接收波束;
根据所述目标发射波束的离开角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的离开角网格;
根据所述目标接收波束的到达角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的到达角网格。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
所述离开角网格包括水平离开角网格和垂直离开角网格;所述发射波束训练集包括水平发射波束集和垂直发射波束集,所述发射过采样参数包括所述水平发射波束集的水平发射过采样参数和所述垂直发射波束集的垂直发射过采样参数;
所述根据所述目标发射波束的离开角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的离开角网格,包括:
根据所述信道重构精度确定所述水平离开角网格的网格精度和所述垂直离开角网格的网格精度;
根据所述目标发射波束的水平离开角、所述水平发射波束集、所述水平发射过采样参数和所述水平离开角网格的网格精度,构建所述水平离开角网格;
根据所述目标发射波束的垂直离开角、所述垂直发射波束集、所述垂直发射过采样参数和所述垂直离开角网格的网格精度,构建所述垂直离开角网格。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
所述到达角网格包括水平到达角网格和垂直到达角网格;所述接收波束训练集包括水平接收波束集和垂直接收波束集,所述接收过采样参数包括所述水平接收波束集的水平接收过采样参数和所述垂直接收波束集的垂直接收过采样参数;
所述根据所述目标接收波束的到达角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的到达角网格,包括:
根据所述信道重构精度确定所述水平到达角网格的网格精度和所述垂直到达角网格的网格精度;
根据所述目标接收波束的水平到达角、所述水平接收波束集、所述水平接收过采样参数和所述水平到达角网格的网格精度,构建所述水平到达角网格;
根据所述目标接收波束的垂直到达角、所述垂直接收波束集、所述垂直接收过采样参数和所述垂直到达角网格的网格精度,构建所述垂直到达角网格。
10.根据权利要求7至9任一项所述的方法,其特征在于,
所述角度参数包括水平离开角、垂直离开角、水平到达角和垂直到达角中的至少一种;
所述根据所述接收信号残差矩阵和所述传输角度网格,确定所述第i条传播路径的角度参数和路径增益,包括:
根据所述接收信号残差矩阵、所述第i条传播路径对应的所述离开角网格和所述第i条传播路径对应的所述到达角网格,确定所述第i条传播路径的水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角和路径增益。
11.根据权利要求2至10任一项所述的方法,其特征在于,
所述根据所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的所述至少一条传播路径的路径参数,构建所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的信道,包括:
当达到信道重构条件时,根据已确定的j条传播路径的路径参数确定所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的信道矩阵,以构建所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的信道,所述已确定的j条传播路径为达到所述信道重构条件时确定的所有传播路径,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的传播路径的总数量。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
检测是否达到所述信道重构条件,具体包括:
获取第i-1条传播路径的路径参数后,根据所述第一接收信号矩阵和所述i-1条传播路径的所述第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,获取接收信号残差能量;
根据所述接收信号残差能量,检测是否达到信道重构条件;
其中,所述信道重构条件包括:
Figure FDA0002645209830000031
为所述接收信号残差矩阵的Frobenius范数的平方,表示所述接收信号残差能量,ξ表示预设残差能量。
13.一种数据传输方法,其特征在于,应用于无线通信系统中的第二通信装置,所述无线通信系统包括第一通信装置和所述第二通信装置,所述方法包括:
接收所述第一通信装置传输的第一数据,所述第一数据是所述第一通信装置基于构建的信道对所述第一通信装置的待发送数据进行预编码得到的数据,所述信道是所述第一通信装置根据所述第一通信装置与所述第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数构建的,所述至少一条传播路径的路径参数是所述第一通信装置根据所述第二通信装置的重构要求信息获取的路径参数,所述重构要求信息指示所述第二通信装置的信道重构要求;
根据所述第一数据恢复出所述第一通信装置的所述待发送数据。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,
在接收所述第一通信装置传输的第一数据之前,所述方法还包括:
接收所述第一通信装置发送的所述第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数;
基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述第一通信装置发送参考信号。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,
在基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述第一通信装置发送参考信号之前,所述方法还包括:
接收所述第一通信装置发送的资源指示信息,所述资源指示信息指示所述第二通信装置发送所述参考信号的时频资源;
所述基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述第一通信装置发送参考信号,包括:
基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集,通过所述资源指示信息指示的时频资源向所述第一通信装置发送参考信号。
16.一种通信装置,其特征在于,所述通信装置包括:处理模块和发送模块;
所述处理模块,用于根据第二通信装置的重构要求信息,获取所述通信装置与所述第二通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数,所述重构要求信息指示所述第二通信装置的信道重构要求;根据所述通信装置与所述第二通信装置之间的所述至少一条传播路径的路径参数,构建所述通信装置与所述第二通信装置之间的信道;
所述发送模块,用于向所述第二通信装置传输第一数据,所述第一数据是基于构建的所述信道对待发送数据进行预编码得到的数据。
17.根据权利要求16所述的通信装置,其特征在于,
所述重构要求信息包括信道重构时长;所述处理模块,具体用于:
向所述第二通信装置发送所述第二通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数,所述第二通信装置用于基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述通信装置发送参考信号,所述发射过采样参数根据所述信道重构时长确定;
基于所述通信装置的接收波束训练集和所述接收波束训练集的接收过采样参数测量所述参考信号,得到所述通信装置与所述第二通信装置之间的信道的第一接收信号矩阵,所述接收过采样参数根据所述信道重构时长确定;
根据所述第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵,确定所述通信装置与所述第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,i为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为所述通信装置与所述第二通信装置之间的传播路径的总数量。
18.根据权利要求17所述的通信装置,其特征在于,
所述发送模块,还用于在基于所述通信装置的接收波束训练集和所述接收波束训练集的接收过采样参数测量所述参考信号之前,向所述第二通信装置发送资源指示信息,所述资源指示信息指示所述第二通信装置发送所述参考信号的时频资源。
19.根据权利要求17或18所述的通信装置,其特征在于,
所述根据所述第一接收信号矩阵和已确定的i-1条传播路径的第二接收信号矩阵,确定所述通信装置与所述第二通信装置之间的第i条传播路径的路径参数,包括:
根据所述第一接收信号矩阵和所述第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,构建所述第i条传播路径对应的传输参数网格;
根据所述接收信号残差矩阵和所述传输参数网格,确定所述第i条传播路径的路径参数。
20.根据权利要求19所述的通信装置,其特征在于,
所述传输参数网格包括传输角度网格和传输时延网格中的至少一种;
所述重构要求信息还包括信道重构精度和最大路径时延中的至少一种;
所述根据所述第一接收信号矩阵和所述第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,构建所述第i条传播路径对应的传输参数网格,包括:
根据所述接收信号残差矩阵和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的所述传输角度网格;和/或,
根据所述最大路径时延,构建所述第i条传播路径对应的所述传输时延网格。
21.根据权利要求20所述的通信装置,其特征在于,
所述路径参数包括角度参数、路径增益和路径时延中的至少一种;
所述根据所述接收信号残差矩阵和所述传输参数网格,确定所述第i条传播路径的路径参数,包括:
根据所述接收信号残差矩阵和所述传输角度网格,确定所述第i条传播路径的角度参数和路径增益;和/或,
根据所述接收信号残差矩阵和所述传输时延网格,确定所述第i条传播路径的路径时延。
22.根据权利要求20或21所述的通信装置,其特征在于,
所述传输角度网格包括离开角网格和到达角网格;
所述根据所述接收信号残差矩阵和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的所述传输角度网格,包括:
根据所述接收信号残差矩阵,确定目标发射波束和目标接收波束;
根据所述目标发射波束的离开角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的离开角网格;
根据所述目标接收波束的到达角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的到达角网格。
23.根据权利要求22所述的通信装置,其特征在于,
所述离开角网格包括水平离开角网格和垂直离开角网格;所述发射波束训练集包括水平发射波束集和垂直发射波束集,所述发射过采样参数包括所述水平发射波束集的水平发射过采样参数和所述垂直发射波束集的垂直发射过采样参数;
所述根据所述目标发射波束的离开角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的离开角网格,包括:
根据所述信道重构精度确定所述水平离开角网格的网格精度和所述垂直离开角网格的网格精度;
根据所述目标发射波束的水平离开角、所述水平发射波束集、所述水平发射过采样参数和所述水平离开角网格的网格精度,构建所述水平离开角网格;
根据所述目标发射波束的垂直离开角、所述垂直发射波束集、所述垂直发射过采样参数和所述垂直离开角网格的网格精度,构建所述垂直离开角网格。
24.根据权利要求22所述的通信装置,其特征在于,
所述到达角网格包括水平到达角网格和垂直到达角网格;所述接收波束训练集包括水平接收波束集和垂直接收波束集,所述接收过采样参数包括所述水平接收波束集的水平接收过采样参数和所述垂直接收波束集的垂直接收过采样参数;
所述根据所述目标接收波束的到达角和所述信道重构精度,构建所述第i条传播路径对应的到达角网格,包括:
根据所述信道重构精度确定所述水平到达角网格的网格精度和所述垂直到达角网格的网格精度;
根据所述目标接收波束的水平到达角、所述水平接收波束集、所述水平接收过采样参数和所述水平到达角网格的网格精度,构建所述水平到达角网格;
根据所述目标接收波束的垂直到达角、所述垂直接收波束集、所述垂直接收过采样参数和所述垂直到达角网格的网格精度,构建所述垂直到达角网格。
25.根据权利要求22至24任一项所述的通信装置,其特征在于,
所述角度参数包括水平离开角、垂直离开角、水平到达角和垂直到达角中的至少一种;
所述根据所述接收信号残差矩阵和所述传输角度网格,确定所述第i条传播路径的角度参数和路径增益,包括:
根据所述接收信号残差矩阵、所述第i条传播路径对应的所述离开角网格和所述第i条传播路径对应的所述到达角网格,确定所述第i条传播路径的水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角和路径增益。
26.根据权利要求17至25任一项所述的通信装置,其特征在于,
所述处理模块,具体用于:当达到信道重构条件时,根据已确定的j条传播路径的路径参数确定所述通信装置与所述第二通信装置之间的信道矩阵,以构建所述通信装置与所述第二通信装置之间的信道,所述已确定的j条传播路径为达到所述信道重构条件时确定的所有传播路径,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,L为所述通信装置与所述第二通信装置之间的传播路径的总数量。
27.根据权利要求26所述的通信装置,其特征在于,
所述处理模块,还用于检测是否达到所述信道重构条件;
所述检测是否达到所述信道重构条件具体包括:
获取第i-1条传播路径的路径参数后,根据所述第一接收信号矩阵和所述i-1条传播路径的所述第二接收信号矩阵的接收信号残差矩阵,获取接收信号残差能量;
根据所述接收信号残差能量,检测是否达到信道重构条件;
其中,所述信道重构条件包括:
Figure FDA0002645209830000071
为所述接收信号残差矩阵的Frobenius范数的平方,表示所述接收信号残差能量,ξ表示预设残差能量。
28.一种通信装置,其特征在于,所述通信装置包括:接收模块和处理模块;
所述接收模块,用于接收第一通信装置传输的第一数据,所述第一数据是所述第一通信装置基于构建的信道对所述第一通信装置的待发送数据进行预编码得到的数据,所述信道是所述第一通信装置根据所述第一通信装置与所述通信装置之间的至少一条传播路径的路径参数构建的,所述至少一条传播路径的路径参数是所述第一通信装置根据所述通信装置的重构要求信息获取的路径参数,所述重构要求信息指示所述通信装置的信道重构要求;
所述处理模块,用于根据所述第一数据恢复出所述第一通信装置的所述待发送数据。
29.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,
所述接收模块,还用于在接收所述第一通信装置传输的第一数据之前,接收所述第一通信装置发送的所述通信装置的发射波束训练集的发射过采样参数;
所述通信装置包括:发送模块,用于基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述第一通信装置发送参考信号。
30.根据权利要求29所述的装置,其特征在于,
所述接收模块,还用于在基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集向所述第一通信装置发送参考信号之前,接收所述第一通信装置发送的资源指示信息,所述资源指示信息指示所述通信装置发送所述参考信号的时频资源;
所述发送模块,具体用于基于所述发射过采样参数和所述发射波束训练集,通过所述资源指示信息指示的时频资源向所述第一通信装置发送参考信号。
31.一种通信装置,其特征在于,包括处理器,所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序,以使得所述通信装置执行如权利要求1至12任一项所述的数据传输方法,或者,执行如权利要求13至15任一项所述的数据传输方法。
32.根据权利要求31所述的通信装置,其特征在于,所述通信装置还包括所述存储器。
33.一种无线通信系统,其特征在于,包括如权利要求16至27任一项所述的通信装置和权利要求28至30任一项所述的通信装置;或者,包括至少一个如权利要求31或32所述的通信装置。
34.一种通信装置,其特征在于,包括输入输出接口和逻辑电路;
所述逻辑电路,用于执行如权利要求1至12任一项所述的方法构建所述通信装置与第二通信装置之间的信道;
所述输入输出接口,用于输出第一数据,所述第一数据是基于构建的所述信道对待发送数据进行预编码得到的数据。
35.一种通信装置,其特征在于,包括输入输出接口和逻辑电路;
所述输入输出接口,用于获取第一数据;
所述逻辑电路,用于执行如权利要求13至15任一项所述的方法根据所述第一数据恢复出第一通信装置的待发送数据。
36.一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程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得
如权利要求1至12任一项所述的数据传输方法被执行;或者,
如权利要求13至15任一项所述的数据传输方法被执行。
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