一种双流波束赋形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双流波束赋形方法及装置。其方法包括：对上行导频的信道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征向量，并据其分别确定各根天线对应的第一赋形系数；利用估计得到的到达角计算阵列响应向量；根据阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数；在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送的第二数据流进行波束赋形。估计到达角，根据到达角计算阵列响应向量，进而得到赋形向量，其运算量及运算复杂度远远低于对信道相关矩阵进行特征值分解得到次大特征值对应的特征向量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种双流波束赋形方法及装置。
技术介绍
波束赋形使得波束具有明确指向性，可以增加覆盖距离，改善信号质量，提高穿透建筑物的能力，而且能够增加小区边缘用户的吞吐量，从而得到了广泛的应用。现有的双流波束赋形方案，利用上行导频作上行信道估计得到信道矩阵，根据得到的信道矩阵计算信道相关矩阵，对信道相关矩阵进行特征值分解，分解得到最大和次大特征值对应的两组特征向量，在基站的发射天线上用这两组特征向量的共轭作为赋形向量，实现双流波束赋形。现有的双流波束赋形方案，需要特征值分解计算两组特征向量得到赋形向量，其运算复杂度较高。另外，由于用户设备固定用一根天线发送上行导频，因此信道相关矩阵的次大特征值对应的特征向量不能与实际的信道条件，导致采用得到的赋形向量进行波束赋形的性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双流波束赋形方法及装置，以解决现有的双流波束赋形运算复杂度高、性能较差的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种双流波束赋形方法，包括：对上行导频的信道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征向量；根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数；利用估计得到的到达角计算阵列响应向量，所述到达角是根据所述上行导频估计得到的；根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数；在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送的第二数据流进行波束赋形。较佳地，根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，包括：将所述阵列响应向量与所述最大特征值对应的特征向量进行正交化处理，得到第二赋形向量。较佳地，根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数，包括：根据所述最大特征值对应的特征向量和计算得到的各根天线上的功率因子，分别确定各根天线对应的第一赋形系数，所述功率因子使得每根天线上的发射功率不超过系统限制功率；根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数，包括：根据所述第二赋形向量和所述功率因子，分别确定各根天线对应的第二赋形系数。较佳地，该方法还包括：分别计算每根天线上向所述用户设备发送第一数据流和第二数据流的发射总功率；分别根据每根天线上的所述发射总功率确定其上的功率因子。较佳地，根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数，包括：对所述第二赋形向量进行范数归一化处理；根据范数归一化处理后的第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数。基于上述任意方法实施例，较佳地，对上行导频的信道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征向量，包括：对上行导频在各个子带上的信道相关矩阵分别进行特征值分解，得到各个子带上的最大特征值对应的特征向量；根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数，包括：根据所述各个子带上的最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线在每个子带上对应的第一赋形系数；利用估计得到的到达角计算阵列响应向量，包括：利用估计得到的每个子带上的到达角分别计算每个子带上的阵列响应向量；根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数，包括：根据各个子带上的阵列响应向量，分别确定各个子带上的第二赋形向量，并根据各个子带上的第二赋形向量，分别确定各根天线在各个自带上对应的第二赋形系数；在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送的第二数据流进行波束赋形，包括：在各根天线上，使用其在各个子带上对应的第一波束赋形系数分别对各个子带上向用户设备发送的第一数据流进行波束赋形，使用其在各个子带上对应的第二波束赋形系数分别对各个子带上向用户设备发送的第二数据流进行波束赋形。基于与方法同样的专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种双流波束赋形装置，包括：第一赋形向量生成模块，用于对上行导频的信道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征向量；根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数；第二赋形向量生成模块，用于利用估计得到的到达角计算阵列响应向量，所述到达角是根据所述上行导频估计得到的；根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数；波束赋形模块，用于在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送的第二数据流进行波束赋形。较佳地，根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量时，所述第二赋形向量生成模块用于：将所述阵列响应向量与所述最大特征值对应的特征向量进行正交化处理，得到第二赋形向量。较佳地，根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数时，所述第一赋形向量生成模块用于：根据所述最大特征值对应的特征向量和计算得到的各根天线上的功率因子，分别确定各根天线对应的第一赋形系数，所述功率因子使得每根天线上的发射功率不超过系统限制功率；根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数时，所述第二赋形向量生成模块用于：根据所述第二赋形向量和所述功率因子，分别确定各根天线对应的第二赋形系数。较佳地，还包括功率因子确定模块，用于：分别计算每根天线上向所述用户设备发送第一数据流和第二数据流的发射总功率；分别根据每根天线上的所述发射总功率确定其上的功率因子。较佳地，根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数时，所述第二赋形向量生成模块用于：对所述第二赋形向量进行范数归一化处理；根据范数归一化处理后的第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数。基于上述任意装置实施例，较佳地，所述第一赋形向量生成模块用于：对上行导频在各个子带上的信道相关矩阵分别进行特征值分解，得到各个子带上的最大特征值对应的特征向量；根据所述各个子带上的最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线在每个子带上对应的第一赋形系数；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双流波束赋形方法，其特征在于，包括：对上行导频的信道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征向量；根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数；利用估计得到的到达角计算阵列响应向量，所述到达角是根据所述上行导频估计得到的；根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数；在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送的第二数据流进行波束赋形。

【技术特征摘要】
1.一种双流波束赋形方法，其特征在于，包括：
对上行导频的信道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征
向量；
根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形
系数；
利用估计得到的到达角计算阵列响应向量，所述到达角是根据所述上行导
频估计得到的；
根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据所述第二赋形向量，
分别确定各根天线对应的第二赋形系数；
在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一
数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送
的第二数据流进行波束赋形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述阵列响应向量，
确定第二赋形向量，包括：
将所述阵列响应向量与所述最大特征值对应的特征向量进行正交化处理，
得到第二赋形向量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最大特征值对应
的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形系数，包括：
根据所述最大特征值对应的特征向量和计算得到的各根天线上的功率因
子，分别确定各根天线对应的第一赋形系数，所述功率因子使得每根天线上的
发射功率不超过系统限制功率；
根据所述第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋形系数，包括：
根据所述第二赋形向量和所述功率因子，分别确定各根天线对应的第二赋
形系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
分别计算每根天线上向所述用户设备发送第一数据流和第二数据流的发
射总功率；
分别根据每根天线上的所述发射总功率确定其上的功率因子。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二赋形向量，
分别确定各根天线对应的第二赋形系数，包括：
对所述第二赋形向量进行范数归一化处理；
根据范数归一化处理后的第二赋形向量，分别确定各根天线对应的第二赋
形系数。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，对上行导频的信
道相关矩阵进行特征值分解，得到最大特征值对应的特征向量，包括：对上行
导频在各个子带上的信道相关矩阵分别进行特征值分解，得到各个子带上的最
大特征值对应的特征向量；
根据所述最大特征值对应的特征向量，分别确定各根天线对应的第一赋形
系数，包括：根据所述各个子带上的最大特征值对应的特征向量，分别确定各
根天线在每个子带上对应的第一赋形系数；
利用估计得到的到达角计算阵列响应向量，包括：利用估计得到的每个子
带上的到达角分别计算每个子带上的阵列响应向量；
根据所述阵列响应向量，确定第二赋形向量，并根据所述第二赋形向量，
分别确定各根天线对应的第二赋形系数，包括：根据各个子带上的阵列响应向
量，分别确定各个子带上的第二赋形向量，并根据各个子带上的第二赋形向量，
分别确定各根天线在各个自带上对应的第二赋形系数；
在各根天线上，使用其对应的第一波束赋形系数对向用户设备发送的第一
数据流进行波束赋形，使用其对应的第二波束赋形系数对向所述用户设备发送
的第二数据流进行波束赋形，包括：在各根天线上，使用其在各个子带上对应
的第一波束赋形系数分别对各个子带上向用户设备发送的第一数据流进行波
束赋形，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙，李琼，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11