CN117674921A - 码书确定及信号处理方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种码书确定及信号处理方法、装置及可读存储介质,涉及通信技术领域,以提高抑制波束分裂的效果,降低码本设计的复杂度。该方法包括:将带宽信号划分为多个子带;分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;确定每个第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;根据每个第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;其中,每个子带的带宽满足如下要求:第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值。本申请实施例可以提高抑制波束分裂的效果,降低码本设计的复杂度。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种码书确定及信号处理方法、装置及可读存储介质。
背景技术
为了提高数据速率,6G中将包括毫米波频段(30GHz-300GHz)和太赫兹频段(0.3THz-10THz),带宽也将从几百MHz提升到几GHz,甚至达到THz级别。为了补偿毫米波频段和太赫兹频段等高频段所遭受的巨大路损,具有超高阵列增益的超大规模天线技术和全息MIMO(Multiple-In Multiple-Out,多输入多输出)等技术成为了高频段通信的关键技术。其中,混合模拟数字波束赋型技术称为当前主流的波束赋型技术。
但是,在毫米波频段和太赫兹频段,系统带宽可能达到几个GHz或THz级别,此时使用上述传统的混合模拟数字波束赋型,将会导致严重的波束分裂(beam squint)现象,即波束会像光的色散一样偏离瞄准线而扩散到其他方向,而且波束偏离瞄准线的角度随着信号频率的变化而变化。波束分裂会降低终端接收信号的功率,从而降低通信系统的传输速率。
针对上述问题,现有技术中提供了多种解决波束分裂的方法。但是,现有技术中提供的方式抑制波束分裂的效果较差或复杂度过高。
发明内容
本申请实施例提供一种码书确定方法及信号处理方法、装置及可读存储介质,以提高抑制波束分裂的效果,降低码本设计的复杂度。
第一方面,本申请实施例提供了一种码书确定方法,应用于网络设备,包括:
将带宽信号划分为多个子带;
分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
可选的,所述分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,包括:
针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
可选的,所述方法还包括:
对每个所述第一模拟波束赋型矩阵进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。
可选的,确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,包括:
确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵;
利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵;
其中,所述第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
可选的,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书,包括:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。
可选的,所述方法还包括:
根据所述发送码书确定接收码书。
可选的,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
所述根据所述发送码书确定接收码书,包括:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。
可选的,一个或多个与所述第一模拟波束赋型矩阵和/或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,对应一个所述第一接收预编码矩阵。
可选的,所述方法还包括:
向终端发送第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示所述发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
可选的,所述方法还包括:
接收终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵;
根据所述第二目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
可选的,所述方法还包括:
向终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息;
接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的;
解调所述预编码后的待处理信号。
第二方面,本申请实施例提供了一种信号处理方法,应用于终端,包括:
确定目标数字预编码矩阵的信息;
根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
可选的,所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;
所述确定目标数字预编码矩阵的信息,包括:
确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
接收第二目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
可选的,所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵;
所述确定目标数字预编码矩阵的信息,包括:
接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
可选的,所述方法还包括:
接收第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
第三方面,本申请实施例提供了一种码书确定装置,应用于前所述的网络设备,包括:存储器,收发机,处理器:
存储器,用于存储计算机程序;收发机,用于在所述处理器的控制下收发数据;处理器,用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
将带宽信号划分为多个子带;
分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
可选的,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
可选的,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
对每个所述第一模拟波束赋型矩阵进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。
可选的,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵;
利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵;
其中,所述第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
可选的,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。
可选的,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
根据所述发送码书确定接收码书。
可选的,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。
可选的,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
接收终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵;
根据所述第二目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
可选的,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
向终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息;
接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的;
解调所述预编码后的待处理信号。
第四方面,本申请实施例提供了一种信号处理装置,应用于如前所述的终端,包括:存储器,收发机,处理器:
存储器,用于存储计算机程序;收发机,用于在所述处理器的控制下收发数据;处理器,用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
确定目标数字预编码矩阵的信息;
根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
可选的,所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
接收第二目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
可选的,所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵;所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
第五方面,本申请实施例提供了一种码书确定装置,应用于如前所述的网络设备,包括:
划分单元,用于将带宽信号划分为多个子带;
第一确定单元,用于分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
第二确定单元,用于确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
处理单元,用于根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
第六方面,本申请实施例提供了一种信号处理装置,应用于如前所述的网络设备,包括:
确定单元,用于确定目标数字预编码矩阵的信息;
处理单元,用于根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
第七方面,本申请实施例还提供一种处理器可读存储介质,所述可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法中的步骤。
在本申请实施例中,在确定发送码书的过程中,通过限制每个子带的带宽而限制了每个子带分散的角度,从而可有效地抑制波束分裂。
附图说明
图1是本申请实施例提供的码书确定方法的流程图之一;
图2是本申请实施例提供的信号处理方法的流程图之二;
图3是本申请实施例提供的码书确定装置的结构图之一;
图4是本申请实施例提供的信号处理装置的结构图之一;
图5是本申请实施例提供的码书确定装置的结构图之二;
图6是本申请实施例提供的信号处理装置的结构图之二。
具体实施方式
本申请实施例中术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上,其它量词与之类似。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种码书确定方法及信号处理方法、装置及可读存储介质,以提高抑制波束分裂的效果,降低码本设计的复杂度。
其中,方法和装置是基于同一申请构思的,由于方法和装置解决问题的原理相似,因此装置和方法的实施可以相互参见,重复之处不再赘述。
参见图1,图1是本申请实施例提供的码书确定方法的流程图,可应用于网络设备,如图1所示,包括以下步骤:
步骤101、将带宽信号划分为多个子带。
假设,宽带信号的中心频率为fc,带宽为B,带宽范围为(fc-B/2,fc+B/2),网络设备(如基站)有NT根发送天线,NRF个射频链,流数为Ns;终端有NR根接收天线;设FRF为基准模拟波束赋型矩阵,维度为NT×NRF;FBB为基准数字预编码矩阵,维度为NRF×Ns;待发送的符号向量为s,维度为Ns×1;网络设备发送的信号x的表达式为:x=FRFFBBs,x的维度为NT×1,s为待发送的符号向量。
在此步骤中,网络设备将带宽为B的宽带信号均匀划分为M(M为整数,大于等于2)个子带,其中,每个子带的带宽为设子带m的中心频率为fm,其中,m的取值为m=1,…M或者m=0,1,…,M-1。
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角θw和第二方向角θ0之间的差值θd小于预设门限值θT,也即可以表示为:
θd=|θw-θ0|<θT
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;其中,该预设门限值可根据需要设置。
步骤102、分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵。
在此步骤中,针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角θ0(即第二方向角)处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。其中,该预设波束宽度可根据需要设置。
以子带m为例,针对子带m的中心频率fm,可确定等效的模拟波束赋型矩阵也即第一模拟波束赋型矩阵wm,使得中心频率fm在所述预设的中心方向角θ0处的天线阵列的增益最大,或者,使得子带m在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
可选的,在获得的第一模拟波束赋型矩阵的基础上,还可对其进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。其中,在此进行联合优化的目的是降低子带间干扰,最大化整个带宽B上的吞吐量。
具体的,基站将获得的M个第一模拟波束赋型矩阵写成对角阵的形式:
其中,w1,w2……wm分别为子带1,子带2……子带m对应的第一模拟波束赋型矩阵。假设联合优化之后,得到各个子带对应的第二模拟波束赋型矩阵。假设,子带m对应的第二模拟波束赋型矩阵表示为ξm。
步骤103、确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵。
若在步骤102中获得了第二模拟波束赋型矩阵,在此,还可确定第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵。其中,确定第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵的原理相同。
具体的,在此步骤中,首先针对每个第一模拟波束赋型矩阵,确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵。其中,第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵FRF,是使用传统混合模拟数字波束赋型算法设计的,硬件上由移相器实现。当然,第三模拟波束赋型矩阵还可通过其他方式获得,本申请实施例并不对其具体获得方式进行限制。
假设移相器不变,其所生成的模拟波束赋型矩阵为FRF是针对全带宽的,在此可作为基准模拟波束赋型矩阵。为实现分子带的第一模拟波束赋型矩阵wm,需要在第三模拟波束赋型矩阵FRF的后面乘以一个补偿的第一酉矩阵其中,/>的设计原则是使得最为接近wm,且保证发送功率不变。具体的,/>应满足以下条件:
其中,‖·‖F表示矩阵的F范数,上述最优化问题为典型的Procrustes正交问题,其最优解为以下闭式解:
其中,U和V是矩阵进行奇异值分解得到的酉矩阵,即/> 为wm的共轭矩阵。
若在步骤102中进行了联合优化,同理,为实现分子带的第二模拟波束赋型矩阵ξm,的设计原则是使得/>最为接近ξm,且保证发送功率不变。/>应满足以下条件:
此时,最优解中的U和V是矩阵/>进行奇异值分解得到的酉矩阵,即/> 为ξm的共轭矩阵。
在确定了第一酉矩阵之后,在此步骤中,利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵。其中,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
具体的,虽然是为了逼近分子带的第一模拟波束赋型矩阵而设计的,但是其实现是在数字域实现的,即相当于在第二数字预编码矩阵/>(子带m对应的基准数字预编码矩阵)的前面乘以/>基准数字预编码矩阵/>的设计仍可以按照现有的设计规则进行,也即,子带m对应的第一数字预编码矩阵(或称为等效的数字预编码矩阵)/>可表示为:
此时,子带m上的发送信号xm的表达式为:
其中,sm为子带m上待发送的符号向量,维度为Ns×1。
通过上述处理,可利用等效的数字预编码矩阵将模拟波束赋型所导致的波分裂按照子带进行补偿。
步骤104、根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书。
在本申请实施例中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目、每个子带的带宽等。
在此步骤中,利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。需要说明的是,实施例中所述用于形成发送码书的参数,不限于实施例中提到的参数,还可以包含其它参数。
也即,发送码书Jw可包括多个码本,每个码本包括以下一项或多项:
1个预设的中心方向角θ0的取值;
1个子带数M的取值;
1个子带的带宽W的取值;
与上述θ0、M和W的取值相对应的,M个与第一等效模拟波束赋型矩阵wm对应的第一数字预编码矩阵
或者,发送码书Jξ的每个码本包括以下一项或多项:
1个预设的中心方向角θ0的取值;
1个子带数M的取值;
1个子带的带宽W的取值;
与上述θ0、M和W的取值相对应的,M个与第二等效模拟波束赋型矩阵ξm对应的第一数字预编码矩阵
通过以上描述可以看出,在本申请实施例中,在确定发送码书的过程中,通过限制每个子带的带宽而限制了每个子带分散的角度,从而可有效地抑制波束分裂。而且,在上述求解的过程中,求解的问题有闭式解,不需要进行最优化处理,因此降低了复杂度。
可选的,在上述过程的基础上,本申请实施例还可包括如下步骤:
根据所述发送码书确定接收码书。其中,利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。在本申请实施例中,并不对获得第一接收预编码矩阵的矩形方式进行限定,可采用现有协议规定的方式获得在此的第一接收预编码矩阵。需要说明的是,实施例中所述用于形成接收码书的参数,不限于实施例中提到的参数,还可以包含其它参数。
也即,接收码书Rw可包括多个码本,每个码本包括以下一项或多项:
1个预设的中心方向角θ0的取值;
1个子带数M的取值;
1个子带的带宽W的取值;
与上述θ0、M和W的取值相对应的,N(N为整数,N≤M)个与第一模拟波束赋型矩阵wm对应的第一接收预编码矩阵Vn。
也即,接收码书Rξ可包括多个码本,每个码本包括以下一项或多项:
1个预设的中心方向角θ0的取值;
1个子带数M的取值;
1个子带的带宽W的取值;
与上述θ0、M和W的取值相对应的,N(N为整数,N≤M)个与第二模拟波束赋型矩阵ξm对应的第一接收预编码矩阵ξn。
其中,一个或多个与所述第一模拟波束赋型矩阵和/或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,对应一个所述第一接收预编码矩阵。
例如,一个或多个与所述第一模拟波束赋型矩阵wm对应的第一数字预编码矩阵对应一个所述第一接收预编码矩阵Vn;或者,一个或多个与所述第二模拟波束赋型矩阵ξm对应的第一数字预编码矩阵/>对应一个所述第一接收预编码矩阵ξn。
在实际应用中,上述发送码书和/或接收码书可设置为具有新的码书类型,例如,对于发送码书,网络设备可在NR中将高层参数codebookType(码书类型)设为’type III’和/或‘type III advanced’。该码书类型可以预定义的方式通知终端,或者,网络设备也可向终端发送第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示所述发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。例如,网络设备可通过RRC(Radio Resource Control,无线资源控制)配置的方式通知该第一参数和/或第二参数。
可选的,上述发送码书和/或接收码书,可由网络设备一次性广播给终端,或者直接在出厂时写入终端,也即上述码书以预定义的方式写入终端。相应的,终端存储上述接收码书和发送码书。
此外,为减小码本反馈的开销也即减小码书的大小,在实际应用中,网络设备还可仅将子带数目M通知给终端。
那么,由于信号带宽B对于网络设备和终端都是已知的,因此,终端可计算得到每个子带的带宽W。终端可以通过波束搜索获得预设的波束角度θ0。第一模拟波束赋型矩阵和/或所述第二模拟波束赋型矩阵,终端可按照与网络设备相同的方式计算得到,进而,可获得第一数字预编码矩阵以及接收预编码矩阵。从而,终端可获得发送码书或接收码书。
可选的,在上述实施例的基础上,网络设备可利用发送码书(下行发送码书)进行信号的发送。
例如,在下行方向,网络设备可接收所述终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵,并根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵。之后,根据所述第二目标数字预编码矩阵对所述待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
具体的,以网络设备为基站为例,可包括如下过程:
(1)基站根据待发信号的带宽和对信道反馈精度的要求等,给终端配置合适的码书类型;
(2)基站发送下行参考信号用于进行下行信道估计;
(3)终端接收基站发送的下行参考信号;
(4)终端基于接收的下行参考信号,对下行信道进行估计;
(5)终端基于估计的信道以及配置的码书类型,从存储的相应码书类型中选择合适的一个或一套预编码矩阵(即第一目标数字预编码矩阵),并将所选的第一目标数字预编码矩阵的编号进行上报;
(6)基站接收终端反馈的第一目标数字预编码矩阵的编号;
(7)基站根据接收的第一目标数字预编码矩阵的编号和调度需求,进一步确定相应的第二目标数字预编码矩阵;
(8)若基站为终端配置的码本类型为上述设计的码本类型,基站则根据波束的预设的中心方向角、信号的频率(例如通过子载波编号)以及第二目标数字预编码矩阵中子带的划分进行预编码,其中,第m个子带的信号xm的表达式为
(9)基站将上述预编码后的信号以及第二目标数字预编码矩阵的编号发送给终端;
(10)终端接收基站发送的预编码后的信号以及第二目标数字预编码矩阵的编号;
(11)终端根据第二目标数字预编码矩阵的信息确定相应的数字预编码矩阵,解调接收到的预编码后的信号。
在上行方向,终端可利用发送码书(上行发送码书)进行信号的发送。
网络设备可向所述终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息,并接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的。之后,解调所述预编码后的待处理信号。
具体的,以网络设备为基站为例,可包括如下过程:
(1)基站根据待发信号的带宽和对信道反馈精度的要求等,给终端配置合适的码书类型;
(2)终端发送上行参考信号用于进行上行信道估计;
(3)基站接收上行参考信号;
(4)基站基于接收的上行参考信号,对上行信道进行估计;
(5)基站基于估计的信道以及配置的码书类型,从存储的相应码书类型中选择合适的一个或一套预编码矩阵(即第三目标数字预编码矩阵),并将所选的第三目标预编码矩阵的编号发送给终端;
(6)终端接收基站反馈的第三目标数字预编码矩阵的编号;
(7)终端根据接收的第三目标数字预编码矩阵的编号、信号的频率(例如通过子载波编号)以及第三目标数字预编码矩阵中子带的划分进行预编码;
(8)终端将上述预编码后的信号发送给基站;
(9)基站接收终端发送的预编码后的信号并解调接收到的预编码后的信号。其中,基站解调该信号所使用的预编码矩阵取决于基站的具体实现。
在本申请实施例中,发送码书或接收码书可包括上下行发送码书或上下行接收码书。
其中,上行发送码书和下行发送码书的确定原理相同,上行接收码书和下行接收码书的设计原理相同。
在双工方式为TDD(Time Division Duplex,时分复用)时,上行带宽等于下行带宽,因此,上行子带的划分方式与下行子带的划分方式相同;区别在于,上行终端的发送天线数小于下行基站的发送天线数;在双工方式为FDD(Frequency Division Duplex,频分复用)时,一般情况下,上行带宽一般小于下行带宽。
参见图2,图2是本申请实施例提供的信号处理方法的流程图,可应用于终端,如图2所示,包括以下步骤:
步骤201、确定目标数字预编码矩阵的信息。
在下行方向,所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵。具体的,在此步骤中,终端确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵,并接收第二目标数字预编码矩阵的信息。其中,终端确定第一目标数字预编码矩阵的方式可参照前述方法实施例的描述。
在上行方向,所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵。具体的,在此步骤中,终端接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息。也即,终端将第三目标数字预编码矩阵作为所述目标数字预编码矩阵。
步骤202、根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理。
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书。所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目、每个子带的带宽等。
其中,每个子带的带宽满足的要求如前述实施例的描述。需要说明的是,实施例中所述用于形成目标发送码书的参数,不限于实施例中提到的参数,还可以包含其它参数。
具体的,在此步骤中,在下行方向,终端接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
在上行方向,终端利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
通过以上描述可以看出,在本申请实施例中,在确定发送码书的过程中,通过限制每个子带的带宽而限制了每个子带分散的角度,从而可有效地抑制波束分裂。因此,利用上述码书进行信号处理,也提高了信号处理的效率。
在本申请实施例中,在确定码书时,将大带宽的信号分解成多个子带,分别针对每个子带单独设计等效的模拟波束赋型矩阵(第一模拟波束赋型矩阵),再根据设计的等效模拟波束赋型矩阵设计相应的数字预编码矩阵(第一数字预编码矩阵),从而根据第一数字预编码矩阵以及每个子带的子带相关参数形成码书。通过上述过程,可将模拟波束赋型所导致的波束分裂,按照子带补偿回来,可以有效的降低波束分裂带来的性能损失,具有较低的计算复杂度,且不会增加硬件上的成本和功耗。此外,在上述的基础上,还可以进一步对码本进行联合优化,以减小子带之间的干扰。
以下,结合不同的实施例描述本申请的详细实现过程。
在本申请的一个实施例中,以需要同时设计下行发送码本和下行接收码本,且数字预编码矩阵不进行进一步的联合优化为例进行说明。其中,以基站作为网络设备为例。
假设下行宽带信号的中心频率为fc,带宽为B,带宽范围为(fc-B/2,fc+B/2),基站有NT根发送天线,终端有NR根接收天线,基站待发的天线信号为x,维度为NT×1。
该实施例主要包括如下过程:
一、码书设计,具体包括:
1、基站将带宽为B的宽带信号均匀划分为M个子带,其中,每个子带的带宽为设子带m的中心频率为fm,即fm的取值范围是[fc-(M-1)W/2,fc-(M-3)W/2,…,fc-W/2,fc,fc+W/2,…,fc+(M-3)W/2,fc+(M-1)W/2],其中,m的取值为m=1,…M。
上述每个子带的带宽W的设置规则是:使得频率fc+W/2取得最大天线增益时的方向角θw(即第一方向角)与预设的中心方向角θ0(即第二方向角)之间的角度差θd满足如下关系:
θd=|θw-θ0|<θT
其中,θT为预设的门限值。
2、基站针对每个子带m的中心频率fm,确定第一模拟波束赋型矩阵wm,使得频率fm在预设的中心方向角θ0处的天线阵列的增益最大。
3、基站根据第一模拟波束赋型矩阵wm确定相应的数字预编码矩阵,即第一数字预编码矩阵。
假设移相器不变,其所生成的模拟波束赋型矩阵为FRF是针对全带宽的,为实现分子带的第一模拟波束赋型矩阵wm,需要在第三模拟波束赋型矩阵FRF的后面乘以一个补偿的第一酉矩阵其中,/>的设计原则是使得/>最为接近wm,且保证发送功率不变。应满足以下条件:
其中,‖·‖F表示矩阵的F范数,上述最优化问题为典型的Procrustes正交问题,其最优解为以下闭式解:
/>
其中,U和V是矩阵进行奇异值分解得到的酉矩阵,即/> 为wm的共轭矩阵。
虽然是为了逼近分子带的第一模拟波束赋型矩阵而设计的,但是其实现是在数字域实现的,即相当于在第二数字预编码矩阵/>(子带m对应的基准数字预编码矩阵)的前面乘以/>基准数字预编码矩阵/>的设计仍可以按照现有的设计规则进行。也即,子带m对应的第一数字预编码矩阵/>可表示为/>此时,子带m上的发送信号xm的表达式为:
其中,sm为子带m上待发送的符号向量,维度为Ns×1。
4、基站形成下行发送码书:
所有θ0、M和W的取值,以及不同θ0、M和W取值下与第一模拟波束赋型矩阵wm对应的第一数字预编码矩阵构成基站的发送码书Jw。
假设下行发送码书Jw中共有J套码本,每套码本都包含:
1个预设的中心方向角θ0的取值,1个子带数M的取值,1个子带的带宽W的取值,以及与上述θ0、M和W的取值相对应的M个与等效模拟波束赋型矩阵wm对应的等效数字预编码矩阵。
5、基站根据下行发送码书确定下行接收码书。
接收码书中包含所有θ0、M和W的取值,以及不同θ0、M和W取值下与第一模拟波束赋型矩阵wm对应的第一接收预编码矩阵Vn。
接收码书Rw可包括J套码本,每个码本包括以下一项或多项:
1个预设的中心方向角θ0的取值;
1个子带数M的取值;
1个子带的带宽W的取值;
与上述θ0、M和W的取值相对应的,N(N为整数,N<M)个与第一模拟波束赋型矩阵wm对应的第一接收预编码矩阵Vn,也即,多个第一模拟波束赋型矩阵wm对应一个第一接收预编码矩阵Vn。
6、基站将上述设计的发送码书设为新的码书类型,如在NR中将高层参数codebookType设为‘type III’。其中,下行发送码书和下行接收码书可以都是预定义的。
二、基站利用下行发送码书进行信号处理,具体包括:
1、基站根据待发送信号的带宽和对信道反馈精度的要求等,给终端配置码书类型‘type III’;
2、基站发送下行参考信号用于进行下行信道估计;
3、终端接收基站发送的下行参考信号;
4、终端基于接收的下行参考信号,对下行信道进行估计;
5、终端基于估计的信道以及配置的码书类型,从存储的‘type III’码书类型中选择合适一套数字预编码矩阵(第一目标数字预编码矩阵),并将该第一目标数字预编码矩阵的编号进行上报;
6、基站接收终端反馈的第一目标数字预编码矩阵的编号;
7、基站根据接收的第一目标数字预编码矩阵的编号和调度需求,进一步确定相应的预编码矩阵(第二目标数字预编码矩阵);
8、基站根据信号x的频率(例如通过子载波编号)以及第二目标数字预编码矩阵子带中的划分对信号x进行预编码,其中,第m个子带的信号xm的表达式为:
9、基站将上述预编码后的信号发送给终端,并告知终端第二目标数字预编码矩阵的编号;
10、终端接收基站发送的信号以及第二目标数字预编码矩阵的编号;
11、终端依据第二目标数字预编码矩阵的编号确定第二目标数字预编码矩阵,并解调收到的来自基站的信号。
在本申请实施例中,以仅需设计下行发送码书且进行进一步的联合优化为例进行说明:
假设下行宽带信号的中心频率为fc,带宽为B,带宽范围为(fc-B/2,fc+B/2),基站有NT根发送天线,终端有NR根接收天线,基站待发的天线信号为x,维度为NT×1。
该实施例主要包括如下过程:
一、码书设计,具体包括:
1、基站将带宽为B的宽带信号均匀划分为M个子带,其中,每个子带的带宽为设子带m的中心频率为fm,即fm的取值范围是[fc-(M-1)W/2,fc-(M-3)W/2,…,fc-W/2,fc,fc+W/2,…,fc+(M-3)W/2,fc+(M-1)W/2],其中,m的取值为m=1,…M。
上述每个子带的带宽W的设置规则是:使得频率fc+W/2取得最大天线增益时的方向角θw(即第一方向角)与预设的中心方向角θ0(即第二方向角)之间的角度差满足如下关系:
θd=|θw-θ0|<θT
θT为预设的门限值。
2、基站针对每个子带m的中心频率fm,确定第一模拟波束赋型矩阵wm,使得频率fm在预设的中心方向角θ0处的天线阵列的增益最大。
3、基站将获得的M个第一模拟波束赋型矩阵写成对角阵的形式:
其中,w1,w2……wm分别为子带1,子带2……子带m对应的第一模拟波束赋型矩阵。其中,对上述对角阵进行联合优化,目的是降低子带间干扰,最大化整个带宽B上的吞吐量。假设联合优化之后,得到各个子带的第二模拟波束赋型矩阵。假设,子带m对应的第二模拟波束赋型矩阵表示为ξm。
4、基站根据第二模拟波束赋型矩阵ξm确定相应的数字预编码矩阵,即第一数字预编码矩阵。
假设移相器不变,其所生成的模拟波束赋型矩阵为FRF是针对全带宽的,为实现分子带的第二模拟波束赋型矩阵ξm,需要在第三模拟波束赋型矩阵FRF的后面乘以一个补偿的第一酉矩阵其中,/>的设计原则是使得/>最为接近ξm,且为了保证发送功率不变。/>应满足以下条件:
此时,最优解中的U和V是矩阵/>进行奇异值分解得到的酉矩阵,即/> 为ξm的共轭矩阵。
虽然是为了逼近分子带的第一模拟波束赋型矩阵而设计的,但是其实现是在数字域实现的,即相当于在第二数字预编码矩阵/>(子带m对应的基准数字预编码矩阵)的前面乘以/>基准数字预编码矩阵/>的设计仍可以按照现有的设计规则进行,也即,子带m对应的第一数字预编码矩阵/>可表示为/>此时,子带m上的发送信号xm的表达式为:
其中,sm为子带m上待发送的符号向量,维度为Ns×1。
5、基站形成下行发送码书:
所有θ0、M和W的取值,以及不同θ0、M和W取值下与第二模拟波束赋型矩阵ξm对应的第一数字预编码矩阵构成基站的发送码书Jξ。
假设下行发送码书Jξ中共有J套码本,每套码本都包含:
1个预设的中心方向角θ0的取值,1个子带数M的取值,1个子带的带宽W的取值,以及与上述θ0、M和W的取值相对应的M个与第二模拟波束赋型矩阵ξm对应的第一数字预编码矩阵
6、基站将上述设计的发送码书设为新的码书类型,如在NR中将高层参数codebookType设为‘type III advanced I’。其中,下行发送码书可以是预定义的。
二、基站利用下行发送码书进行信号处理,具体包括:
1、基站根据待发送信号的带宽和对信道反馈精度的要求等,给终端配置码书类型‘type III advanced I’;
2、基站发送下行参考信号用于进行下行信道估计;
3、终端接收基站发送的下行参考信号;
4、终端基于接收的下行参考信号,对下行信道进行估计;
5、终端基于估计的信道以及配置的码书类型,从存储的‘type III advanced I’码书类型中选择合适一套数字预编码矩阵(第一目标数字预编码矩阵),并将该第一目标数字预编码矩阵的编号进行上报;
6、基站接收终端反馈的第一目标数字预编码矩阵的编号;
7、基站根据接收的第一目标数字预编码矩阵的编号和调度需求,进一步确定相应的预编码矩阵(第二目标数字预编码矩阵);
8、若基站为终端配置的码本类型为上述码本类型,则基站根据信号x的频率(例如通过子载波编号)以及第二目标数字预编码矩阵子带中的划分对信号x进行预编码,其中,第m个子带的信号xm的表达式为:
9、基站将上述预编码后的信号发送给终端,并告知终端第二目标数字预编码矩阵的编号;
10、终端接收基站发送的信号以及第二目标数字预编码矩阵的编号;
11、终端依据第二目标数字预编码矩阵的编号确定第二目标数字预编码矩阵,并解调收到的来自基站的信号。
在本申请的一个实施例中,以FDD需要设计上行发送码书且数字预编码矩阵不进行进一步的联合优化为例进行说明。其中,以基站作为网络设备为例。
假设上行宽带信号的中心频率为fc,带宽为B2,带宽范围为(fc-B2/2,fc+B2/2),终端有MT根发送天线,基站有MR根接收天线,终端待发的天线信号为x,维度为MT×1。在此,码书的设计仍是由基站进行,设计好的码书将会以出厂设置等方式通知给终端。该实施例主要包括如下过程:
一、码书设计,具体包括:
1、基站将带宽为B2的宽带信号均匀划分为M2个子带,其中,每个子带的带宽为设子带m的中心频率为em,即em的取值范围是[ec-(M2-1)W2/2,ec-(M2-3)W2/2,…,ec-M2/2,ec,ec+W2/2,…,ec+(M2-3)W2/2,ec+(M2-1)W2/2],其中,m的取值为m=1,…M2。
在此,为和前述形成下行发送码书的参数进行区别,利用不同的符号表示第一方向角、第二方向角(预设的中心方向角)、第一方向角和第二方向角之间的差值、预设的门限值。
上述每个子带的带宽W2的设置规则是:使得频率ec+W2/2取得最大天线增益时的方向角(即第一方向角)与预设的中心方向角/>之(即第二方向角)间的角度差/>满足如下关系:
其中,为预设的门限值。
2、基站针对每个子带m的中心频率em,确定第一模拟波束赋型矩阵使得频率em在预设的中心方向角/>处的天线阵列的增益最大。
3、基站根据第一模拟波束赋型矩阵确定相应的数字预编码矩阵,即第一数字预编码矩阵。
假设移相器不变,其所生成的模拟波束赋型矩阵为ERF(基准模拟波束赋型矩阵)是针对全带宽的,为实现分子带的第一模拟波束赋型矩阵需要在第三模拟波束赋型矩阵ERF的后面乘以一个补偿的第一酉矩阵/>其中,/>的设计原则是使得/>最为接近且保证发送功率不变。/>应满足以下条件:
其中,‖·‖F表示矩阵的F范数,上述最优化问题为典型的Procrustes正交问题,其最优解为以下闭式解:
其中,U和V是矩阵进行奇异值分解得到的酉矩阵,即/> 为/>的共轭矩阵。
虽然是为了逼近分子带的第一模拟波束赋型矩阵而设计的,但是其实现是在数字域实现的,即相当于在第二数字预编码矩阵/>(子带m对应的基准数字预编码矩阵)的前面乘以/>基准数字预编码矩阵/>的设计仍可以按照现有的设计规则进行,也即,子带m对应的第一数字预编码矩阵/>可表示为/>此时,子带m上的发送信号xm的表达式为:
其中,tm为子带m上待发送的符号向量,维度为Ms×1。
4、基站形成下行发送码书:
所有M2和W2的取值,以及不同/>M2和W2取值下与第一模拟波束赋型矩阵/>对应的第一数字预编码矩阵/>构成基站的发送码书/>
假设下行发送码书中共有K套码本,每套码本都包含:
1个预设的中心方向角的取值,1个子带数M2的取值,1个子带的带宽W2的取值,以及与上述/>M2和W2的取值相对应的M2个与第一模拟波束赋型矩阵/>对应的等效数字预编码矩阵。
5、基站将上述设计的发送码书设为新的码书类型,如在NR中将高层参数codebookType设为‘type III’。
6、基站将上行发送码书以预定义的方式通知终端。
二、基站利用下行发送码书进行信号处理,具体包括:
1、基站根据待发送信号的带宽和对信道反馈精度的要求等,给终端配置码书类型‘type III’;
2、终端发送上行参考信号用于进行上行信道估计;
3、基站接收终端发送的上行参考信号;
4、基站基于接收的上行参考信号,对上行信道进行估计;
5、基站基于估计的信道以及配置的码书类型,从存储的‘type III’码书类型中选择合适一套数字预编码矩阵(第三目标数字预编码矩阵),并将该第三目标数字预编码矩阵的编号进行上报;
6、终端接收基站反馈的第三目标数字预编码矩阵的编号;
7、终端根据接收的第三目标数字预编码矩阵的编号、信号x的频率(例如通过子载波编号)以及第三目标数字预编码矩阵子带中的划分对信号x进行预编码,其中,第m个子带的信号xm的表达式为:
8、终端将上述预编码后的信号发送给基站;
9、基站接收终端发送的信号,并解调。其中,基站解调信号所使用的解码预编码矩阵由基站自行基于实现确定。
通过以上描述可以看出,在本申请实施例中,将子带划分多个子带的形式,以较低的计算复杂度减小波束分裂所导致的性能损失;通过进行联合优化,可以减小子带之间的干扰,并且不用改变相应的硬件结构,不会增加硬件上的成本和功耗。
需要说明的是,在本申请实施例中,用于形成发送码书和/或接收码书的参数,不限于本申请实施例中所提到的参数,还可以包含其它参数。
本申请实施例提供的技术方案可以适用于多种系统,尤其是5G系统。例如适用的系统可以是全球移动通讯(global system of mobile communication,GSM)系统、码分多址(code division multiple access,CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access,WCDMA)通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)系统、长期演进(long term evolution,LTE)系统、LTE频分双工(frequencydivision duplex,FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex,TDD)系统、高级长期演进(long term evolution advanced,LTE-A)系统、通用移动系统(universal mobiletelecommunication system,UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperabilityfor microwave access,WiMAX)系统、5G新空口(New Radio,NR)系统等。这多种系统中均包括终端设备和网络设备。系统中还可以包括核心网部分,例如演进的分组系统(EvolvedPacket System,EPS)、5G系统(5GS)等。
本申请实施例涉及的终端设备,可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备,具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备等。在不同的系统中,终端设备的名称可能也不相同,例如在5G系统中,终端设备可以称为用户设备(User Equipment,UE)。无线终端设备可以经无线接入网(Radio Access Network,RAN)与一个或多个核心网(Core Network,CN)进行通信,无线终端设备可以是移动终端设备,如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机,例如,可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置,它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如,个人通信业务(Personal Communication Service,PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated Protocol,SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop,WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station),移动站(mobilestation)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、接入点(access point)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(userterminal)、用户代理(user agent)、用户装置(user device),本申请实施例中并不限定。
本申请实施例涉及的网络设备,可以是基站,该基站可以包括多个为终端提供服务的小区。根据具体应用场合不同,基站又可以称为接入点,或者可以是接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端设备通信的设备,或者其它名称。网络设备可用于将收到的空中帧与网际协议(Internet Protocol,IP)分组进行相互更换,作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器,其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)通信网络。网络设备还可协调对空中接口的属性管理。例如,本申请实施例涉及的网络设备可以是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications,GSM)或码分多址接入(Code Division Multiple Access,CDMA)中的网络设备(Base Transceiver Station,BTS),也可以是带宽码分多址接入(Wide-band Code Division Multiple Access,WCDMA)中的网络设备(NodeB),还可以是长期演进(long term evolution,LTE)系统中的演进型网络设备(evolutional Node B,eNB或e-NodeB)、5G网络架构(next generation system)中的5G基站(gNB),也可以是家庭演进基站(Home evolved Node B,HeNB)、中继节点(relaynode)、家庭基站(femto)、微微基站(pico)等,本申请实施例中并不限定。在一些网络结构中,网络设备可以包括集中单元(centralized unit,CU)节点和分布单元(distributedunit,DU)节点,集中单元和分布单元也可以地理上分开布置。
网络设备与终端设备之间可以各自使用一或多根天线进行多输入多输出(MultiInput Multi Output,MIMO)传输,MIMO传输可以是单用户MIMO(Single User MIMO,SU-MIMO)或多用户MIMO(Multiple User MIMO,MU-MIMO)。根据根天线组合的形态和数量,MIMO传输可以是2D-MIMO、3D-MIMO、FD-MIMO或massive-MIMO,也可以是分集传输或预编码传输或波束赋形传输等。
如图3所示,本申请实施例的码书确定装置,应用于网络设备,包括:处理器300,用于读取存储器320中的程序,执行下列过程:
将带宽信号划分为多个子带;
分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
收发机310,用于在处理器300的控制下接收和发送数据。
其中,在图3中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器300代表的一个或多个处理器和存储器320代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机310可以是多个元件,即包括发送机和接收机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器300负责管理总线架构和通常的处理,存储器320可以存储处理器300在执行操作时所使用的数据。
处理器300可以是中央处埋器(CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD),处理器也可以采用多核架构。
处理器300负责管理总线架构和通常的处理,存储器320可以存储处理器300在执行操作时所使用的数据。
处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
对每个所述第一模拟波束赋型矩阵进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。
处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵;
利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵;
其中,所述第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书,包括:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。
所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目、每个子带的带宽等;处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
根据所述发送码书确定接收码书。
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。
其中,一个或多个与所述第一模拟波束赋型矩阵和/或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,对应一个所述第一接收预编码矩阵。
处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
向终端发送第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示所述发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
接收终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵;
根据所述第二目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
处理器300还用于读取所述程序,执行如下步骤:
向终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息;
接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的;
解调所述预编码后的待处理信号。
在此需要说明的是,本申请实施例提供的上述装置,能够实现上述方法实施例中网络设备所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
如图4所示,本申请实施例的信号处理装置,应用于终端,包括:处理器400,用于读取存储器420中的程序,执行下列过程:
所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;收发机410,用于在处理器400的控制下接收和发送数据。
其中,在图4中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器400代表的一个或多个处理器和存储器420代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机410可以是多个元件,即包括发送机和接收机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备,用户接口430还可以是能够外接内接需要设备的接口,连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
处理器400负责管理总线架构和通常的处理,存储器420可以存储处理器400在执行操作时所使用的数据。
处理器400可以是中央处埋器(CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD),处理器也可以采用多核架构。
处理器通过调用存储器存储的计算机程序,用于按照获得的可执行指令执行本申请实施例提供的任一所述方法。处理器与存储器也可以物理上分开布置。
所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;处理器400还用于读取所述程序,执行如下步骤:
确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
接收第二目标数字预编码矩阵的信息;
接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵;处理器400还用于读取所述程序,执行如下步骤:
接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息;
利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
处理器400还用于读取所述程序,执行如下步骤:
接收第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
在此需要说明的是,本申请实施例提供的上述装置,能够实现上述方法实施例中终端所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
如图5所示,本申请实施例的码书确定装置,应用于网络设备,包括:
划分单元501,用于将带宽信号划分为多个子带;第一确定单元502,用于分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;第二确定单元503,用于确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;处理单元504,用于根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
可选的,所述第一确定单元502,用于针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
可选的,所述装置还包括:
第一获取单元,用于对每个所述第一模拟波束赋型矩阵进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。
可选的,所述第二确定单元503包括:
确定子模块,用于确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵;
获取子模块,用于利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵;
其中,所述第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
可选的,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目、每个子带的带宽等;所述处理单元504,用于利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。
可选的,所述装置还可包括:
第三确定单元,用于根据所述发送码书确定接收码书。
可选的,所述第三确定单元,用于利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。
其中,一个或多个与所述第一模拟波束赋型矩阵和/或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,对应一个所述第一接收预编码矩阵。
可选的,所述装置还可包括:
第一发送单元,用于向终端发送第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示所述发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
可选的,所述装置还可包括:
第一接收端单元,用于接收终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
第二获取单元,用于根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵;
第二发送单元,用于根据所述第二目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
可选的,所述装置还可包括:
第三发送单元,用于向终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息;
第二接收端单元,用于接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的;
解调单元,用于解调所述预编码后的待处理信号。
在此需要说明的是,本申请实施例提供的上述装置,能够实现上述方法实施例中网络设备所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
如图6所示,本申请实施例的信号处理装置,应用于终端,包括:
确定单元601,用于确定目标数字预编码矩阵的信息;处理单元602,用于根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
可选的,所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;所述确定单元601,用于确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;接收第二目标数字预编码矩阵的信息;所述处理单元602,用于接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
可选的,所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵;所述确定单元601,用于接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息;所述处理单元602,用于利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
在此需要说明的是,本申请实施例提供的上述装置,能够实现上述方法实施例中终端所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
需要说明的是,本申请实施例中对单元的划分是示意性的,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。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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可读取存储介质中。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全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供一种处理器可读存储介质,可读存储介质上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述码书确定方法或信号处理方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。其中,所述的可读存储介质,可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备,包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。根据这样的理解,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(如ROM/RAM、磁盘、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
Claims (30)
1.一种码书确定方法,应用于网络设备,其特征在于,包括:
将带宽信号划分为多个子带;
分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,包括:
针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
对每个所述第一模拟波束赋型矩阵进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,包括:
确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵;
利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵;
其中,所述第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
5.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书,包括:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。
6.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述发送码书确定接收码书。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
所述根据所述发送码书确定接收码书,包括:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
一个或多个与所述第一模拟波束赋型矩阵和/或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,对应一个所述第一接收预编码矩阵。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
向终端发送第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示所述发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵;
根据所述第二目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
向终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息;
接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的;
解调所述预编码后的待处理信号。
12.一种信号处理方法,应用于终端,其特征在于,包括:
确定目标数字预编码矩阵的信息;
根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;
所述确定目标数字预编码矩阵的信息,包括:
确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
接收第二目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵;
所述确定目标数字预编码矩阵的信息,包括:
接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收第一参数和/或第二参数,所述第一参数表示发送码书的码书类型,所述第二参数表示接收码书的码书类型。
16.一种码书确定装置,应用于如权利要求1至11任一项所述的网络设备,其特征在于,包括:存储器,收发机,处理器:
存储器,用于存储计算机程序;收发机,用于在所述处理器的控制下收发数据;处理器,用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
将带宽信号划分为多个子带;
分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
针对每个子带的中心频率,确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵,使得每个子带的中心频率在所述预设的中心方向角处的天线阵列的增益最大,或者,使得每个子带在预设波束宽度之外的天线阵列的增益最小。
18.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
对每个所述第一模拟波束赋型矩阵进行联合优化,得到每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第二模拟波束赋型矩阵。
19.根据权利要求16或18所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
确定第一酉矩阵,其中,所述第一酉矩阵使得在保证发送功率不变的条件下,第三模拟波束赋型矩阵与所述第一酉矩阵的乘积最为接近所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵;
利用所述第一酉矩阵与第二数字预编码矩阵的乘积,作为所述第一数字预编码矩阵;
其中,所述第三模拟波束赋型矩阵为所述带宽信号对应的基准模拟波束赋型矩阵,所述第二数字预编码矩阵为每个子带对应的基准数字预编码矩阵。
20.根据权利要求16或18所述的装置,其特征在于,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵,形成发送码书。
21.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
根据所述发送码书确定接收码书。
22.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽;
所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
利用每个所述第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与所述第一模拟波束赋型矩阵或所述第二模拟波束赋型矩阵对应的第一接收预编码矩阵,形成所述接收码书。
23.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
接收终端发送的第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
根据所述第一目标数字预编码矩阵的信息确定第二目标数字预编码矩阵;
根据所述第二目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述终端发送预编码后的待处理信号以及所述第二目标数字预编码矩阵的信息。
24.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
向终端发送第三目标数字预编码矩阵的信息;
接收所述终端发送的预编码后的待处理信号,所述待处理信号是利用所述第三目标数字预编码矩阵进行预编码得到的;
解调所述预编码后的待处理信号。
25.一种信号处理装置,应用于如权利要求12至15任一项所述的终端,其特征在于,包括:存储器,收发机,处理器:
存储器,用于存储计算机程序;收发机,用于在所述处理器的控制下收发数据;处理器,用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
确定目标数字预编码矩阵的信息;
根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
26.根据权利要求25所述的装置,其特征在于,所述目标数字预编码矩阵包括第一目标数字预编码矩阵和第二目标数字预编码矩阵;所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
确定第一目标数字预编码矩阵,并向所述网络设备发送所述第一目标数字预编码矩阵的信息,所述第一目标数字预编码矩阵为所述终端确定的用于预编码的参考数字预编码矩阵;
接收第二目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
接收所述网络设备发送的预编码后的待处理信号,并利用所述第二目标数字预编码矩阵对应的接收预编码矩阵解调所述预编码后的待处理信号。
27.根据权利要求25所述的装置,其特征在于,所述目标数字预编码矩阵包括第三目标数字预编码矩阵;所述处理器还用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作:
接收所述网络设备发送的第三目标数字预编码矩阵的信息;
所述根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理,包括:
利用所述第三目标数字预编码矩阵对待处理信号进行预编码,并向所述网络设备发送预编码后的待处理信号。
28.一种码书确定装置,应用于如权利要求1至11任一项所述的网络设备,其特征在于,包括:
划分单元,用于将带宽信号划分为多个子带;
第一确定单元,用于分别确定每个子带对应的第一模拟波束赋型矩阵;
第二确定单元,用于确定每个所述第一模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵;
处理单元,用于根据每个所述第一数字预编码矩阵、每个子带的第一子带相关参数形成发送码书;
其中,每个子带的带宽满足如下要求:
第一方向角和第二方向角之间的差值小于预设门限值;
所述第一方向角为在频率fc+W/2或fc-W/2处取得最大天线增益时的方向角,所述第二方向角为预设的中心方向角;
其中,fc表示所述带宽信号的中心频率,W表示每个子带的带宽。
29.一种信号处理装置,应用于如权利要求12至15任一项所述的终端,其特征在于,包括:
确定单元,用于确定目标数字预编码矩阵的信息;
处理单元,用于根据所述目标数字预编码矩阵的信息进行处理;
其中,所述目标数字预编码矩阵选自于目标发送码书;
所述目标发送码书由网络设备利用每个第一子带相关参数,每个所述第一子带相关参数下、与每个子带的第一模拟波束赋型矩阵或第二模拟波束赋型矩阵对应的第一数字预编码矩阵形成的;
其中,所述每个子带的第一子带相关参数包括以下一项或多项:
宽带信号的中心频率、预设的中心方向角、子带数目以及每个子带的带宽。
30.一种处理器可读存储介质,其特征在于,所述处理器可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于使所述处理器执行权利要求1至15任一项所述的方法。
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