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波束赋形方法及装置，属于无线通信领域。该方法包括：确定第一参考信号的信道矩阵；将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵；将波束赋形权值的模型矩阵和探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵；根据第一参考信号的信道矩阵、数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵；根据波束赋形权值矩阵对数据信号进行波束赋形处理。本发明专利技术解决了发射端的天线增益较小问题，实现了获得更窄波束，能量更集中，提高发射端的天线增益的效果，用于MIMO系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种波束赋形方法及装置。
技术介绍
多输入多输出(英文：Multiple-InputMultiple-Output；简称：MIMO)技术通过在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。图1示出了2*2(即2输入2输出)的MIMO系统的结构示意图，其中，P0和P1为发射端口，Trx0和Trx1为接收端口，矩阵H~00H~10H~01H~11]]>为参考信号的信道矩阵(也称信道传输矩阵)，参考信号的信道矩阵用于描述信道的属性。发射端的数据信号与参考信号的信道矩阵相乘，即可得到接收端的数据信号。波束赋形技术是一种基于多天线的信号预处理技术，当发射端的天线数大于小区特定的参考信号端口数时，波束赋形技术能够将发射端工作在同一频率的多根天线映射到一个发射端口，使多根天线指向同一方向，产生空间定向波束，增强信号强度。对于MIMO系统，波束赋形技术需要通过虚拟天线映射(英文：VirtualAntennaMapping；简称：VAM)技术将发射端多根天线映射到一个发射端口，如图2所示。图2示出了一种波束赋形技术的应用场景图，图2中假设发射端的天线数为8，小区特定的参考信号端口数为2，该2个发射端口分别为P0和P1，则需要应用波束赋形技术将发射端的8根天线分为两组，每4根天线映射为1个发射端口，然后通过接收端口Trx0和Trx1接收经过波束赋形技术处理后的发射端口P0和P1发送的数据信号。矩阵H~00H~10H~01H~11]]>为参考信号的信道矩阵，且该参考信号的信道矩阵为波束赋形权值系数矩阵WVAM和探测参考信号(英文：SoundingReferenceSignal；简称：SRS)系数矩阵HSRS的乘积。发射端的数据信号与参考信号的信道矩阵相乘，即可得到接收端的数据信号。其中，发射端通常为基站，接收端通常为终端。由于引入波束赋形权值系数矩阵WVAM，使得发射端发射的波束为广播波束，该广播波束的波束较宽，能量比较分散，导致发射端的天线增益较小。
技术实现思路
为了解决发射端的天线增益较小的问题，本专利技术提供了一种波束赋形方法及装置。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种波束赋形方法，用于基站，所述方法包括：确定第一参考信号的信道矩阵，所述第一参考信号的信道矩阵为第一波束赋形权值系数矩阵WVAM和探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积；将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵，所述定向波束加权系数矩阵为终端的各个物理通道对于所述基站发射的各个参考信号的定向波束加权系数的集合；将所述波束赋形权值的模型矩阵和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵；根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，所述约束关系用于指示所述第一参考信号的信道矩阵与所述数据信号的信道矩阵同一维度的向量的幅度和相位相等；根据所述波束赋形权值矩阵对数据信号进行波束赋形处理。结合第一方面，在第一种可实现方式中，所述将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵，包括：将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵ω的乘积作为所述波束赋形权值的模型矩阵Wr；所述所述定向波束加权系数矩阵其中，所述k为所述基站发射的参考信号总数，所述n为所述终端的物理通道数，所述n大于或等于1，所述为所述终端第n个物理通道数对于所述基站发射的第k个参考信号的定向波束加权系数。结合第一方面的第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，所述将所述波束赋形权值的模型矩阵和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵，包括：将所述波束赋形权值的模型矩阵Wr和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵P；所述结合第一方面的第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，所述第一参考信号的信道矩阵所述根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，包括：将所述第一参考信号的信道矩阵PV和所述数据信号的信道矩阵P同一维度的向量的比值满足所述约束关系时的定向波束加权系数矩阵ω作为目标定向波束加权系数矩阵ω′；将所述预设定向波束权值向量矩阵与所述目标定向波束加权系数矩阵ω′的乘积作为所述波束赋形权值矩阵；所述约束关系包括：P11Pv11=...=PxyPvxy=...=PknPvkn,]]>且的角度等于0；其中，1≤x≤k，1≤y≤n。结合第一方面的第二种可实现方式，在第四种可实现方式中，所述根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，包括：将所述第一参考信号的信道矩阵PV等于所述数据信号的信道矩阵P时的定向波束加权系数矩阵ω作为目标定向波束加权系数矩阵ω′；将所述预设定向波束权值向量矩阵与所述目标定向波束加权系数矩阵ω′的乘积作为所述波束赋形权值矩阵。结合第一方面的第四种可实现方式，在第五种可实现方式中，所述将所述第一参考信号的信道矩阵PV等于所述数据信号的信道矩阵P时的定向波束加权系数矩阵ω作为目标定向波束加权系数矩阵ω′，包括：确定所述第一参考信号的信道矩阵PV等于所述数据信号的信道矩阵P时的定向波束加权系数矩阵ω对应的最小范数解；将所述定向波束加权系数矩阵ω对应的最小范数解作为目标定向波束加权系数矩阵ω′。结合第一方面的第三或第四种可实现方式，在第六种可实现方式中，所述将所述预设定向波束权值向量矩阵与所述目标定向波束加权系数矩阵ω′的乘积作为所述波束赋形权值矩阵，包括：将所述预设定向波束权值向量矩阵和所述目标定向波束加权系数矩阵ω′进行加权处理，得到加权处理后的波束赋形权值矩阵；将所述加权处理后的波束赋形权值矩阵进行功率归一化处理，得到所述波束赋形权值矩阵。第二方面，提供了一种波束赋形装置，用于基站，所述装置包括：第一确定单元，用于确定第一参考信号的信道矩阵，所述第一参考信号的信道矩阵为第一波束赋形权值系数矩阵WVAM和探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积；第一处理单元，用于将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵，所述定向波束加权系数矩阵为终端的各个物理通道对于所述基站发射的各个参考信号的定向波束加权系数的集合；第二处理单元，用于将所述波束赋形权值的模型矩阵和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵；第二确定单元，用于根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，所述约束关系用于指示所述第一参考信号的信道矩阵与所述数据信号的信道矩阵同一维度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束赋形方法，其特征在于，用于基站，所述方法包括：确定第一参考信号的信道矩阵，所述第一参考信号的信道矩阵为第一波束赋形权值系数矩阵WVAM和探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积；将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵，所述定向波束加权系数矩阵为终端的各个物理通道对于所述基站发射的各个参考信号的定向波束加权系数的集合；将所述波束赋形权值的模型矩阵和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵；根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，所述约束关系用于指示所述第一参考信号的信道矩阵与所述数据信号的信道矩阵同一维度的向量的幅度和相位相等；根据所述波束赋形权值矩阵对数据信号进行波束赋形处理。

【技术特征摘要】
1.一种波束赋形方法，其特征在于，用于基站，所述方法包括：确定第一参考信号的信道矩阵，所述第一参考信号的信道矩阵为第一波束赋形权值系数矩阵WVAM和探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积；将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵，所述定向波束加权系数矩阵为终端的各个物理通道对于所述基站发射的各个参考信号的定向波束加权系数的集合；将所述波束赋形权值的模型矩阵和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵；根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，所述约束关系用于指示所述第一参考信号的信道矩阵与所述数据信号的信道矩阵同一维度的向量的幅度和相位相等；根据所述波束赋形权值矩阵对数据信号进行波束赋形处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵的乘积作为波束赋形权值的模型矩阵，包括：将预设定向波束权值向量矩阵与定向波束加权系数矩阵ω的乘积作为所述波束赋形权值的模型矩阵Wr；所述所述定向波束加权系数矩阵其中，所述k为所述基站发射的参考信号总数，所述n为所述终端的物理通道数，所述n大于或等于1，所述为所述终端第n个物理通道数对于所述基站发射的第k个参考信号的定向波束加权系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述波束赋形权值的模型矩阵和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵，包括：将所述波束赋形权值的模型矩阵Wr和所述探测参考信号系数矩阵HSRS的乘积作为数据信号的信道矩阵P；所述4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一参考信号的信道矩阵所述根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，包括：将所述第一参考信号的信道矩阵PV和所述数据信号的信道矩阵P同一维度的向量的比值满足所述约束关系时的定向波束加权系数矩阵ω作为目标定向波束加权系数矩阵ω′；将所述预设定向波束权值向量矩阵与所述目标定向波束加权系数矩阵ω′的乘积作为所述波束赋形权值矩阵；所述约束关系包括：P11Pv11=...=PxyPvxy=...=PknPvkn,]]>且的角度等于0；其中，1≤x≤k，1≤y≤n。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参考信号的信道矩阵、所述数据信号的信道矩阵，以及预设的第一参考信号的信道矩阵与数据信号的信道矩阵的约束关系，将满足所述约束关系的波束赋形权值的模型矩阵确定为波束赋形权值矩阵，包括：将所述第一参考信号的信道矩阵PV等于所述数据信号的信道矩阵P时的定向波束加权系数矩阵ω作为目标定向波束加权系数矩阵ω′；将所述预设定向波束权值向量矩阵与所述目标定向波束加权系数矩阵ω′的乘积作为所述波束赋形权值矩阵。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述第一参考信号的信道矩阵PV等于所述数据信号的信道矩阵P时的定向波束加权系数矩阵ω作为目标定向波束加权系数矩阵ω′，包括：确定所述第一参考信号的信道矩阵PV等于所述数据信号的信道矩阵P时的定向波束加权系数矩阵ω对应的最小范数解；将所述定向波束加权系数矩阵ω对应的最小范数解作为目标定向波束加权系数矩阵ω′。7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述将所述预设定向波束权值向量矩阵与所述目标定向波束加权系数矩阵ω′的乘积作为所述波束赋形权值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏程，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44