有限注水：用于调节用于基于特征值的波束形成的传输功率的方法技术

公开了装置和方法，通过其，通过根据特定波束形成过程确定包括用于每个天线元件的权重的权重向量来确定用于天线阵列的每个天线元件的传输功率以用于波束形成，检测所述多个天线元件中的至少一个是否饱和，其中当用于天线元件的所确定的传输功率高于阈值时该天线元件饱和，以及，当检测到存在至少一个饱和天线元件时，基于根据特定波束形成过程确定的权重向量来调节用于所述天线阵列的每个天线元件的传输功率使得将被分配给所述至少一个饱和天线元件的传输功率的一部分分配给不饱和的所述天线阵列中的至少一个天线元件。

Finite water injection: a method for adjusting the transmission power for beamforming based on eigenvalues

Methods and apparatuses are disclosed by which, according to the specific through the beamforming process to determine the weight vector for the weight of each antenna element is determined for beamforming for the transmission power of each antenna element antenna array, a plurality of antenna elements, the detection of at least one is saturated, while higher than the threshold for transmission the power of the antenna element when the antenna element is saturated, and, when it detects the presence of at least one saturated antenna element, the transmission power of each antenna element according to the specific beamforming weight vector defined processes used to adjust to the antenna array that will be allocated based on at least one antenna element to the at least one saturated antenna element transmission power part assigned to unsaturated the antennas in the array.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于调节用于基于特征值的波束形成的传输功率的装置、方法和计算机程序产品。
技术介绍
针对在本说明书中使用的缩写的以下释义适用：EBB-基于特征值的波束形成eNB-演进节点BEVD-特征值分解PAPR-峰均功率比POS-功率过冲LWF-有限注水BS-基站。本专利技术的实施例涉及波束形成。通过基于估计的信道信息对用于多天线的传输信号进行加权来实现波束形成以使得信号在空中相干地结合并增加在期望用户的方向中的功率增益。基于特征值的波束形成（EBB）是使用特征值分解（EVD）来计算权重的波束形成方法之一。图4示出了具有4个显性极化元件的天线阵列的示例。针对该天线阵列，由EVD产生的1×4主特征向量被用作权重向量并被应用于两个极化。其相位信息是用于补偿针对不同显性极化元件的信道响应的相位差，而振幅信息是用于可选地根据信道估计在显性极化元件之中分发总传输功率。关于两个极化使用同一1×4权重向量，在下文中出于例证的目的仅示出所述极化中的一个。关于确定用于天线阵列的每个天线元件的传输功率的该方法的难题是根源自EBB的功率分发性质与硬件特性限制之间的冲突。EBB根据在不同天线元件处的信道估计分发总的传输功率，假定将更多的功率分配给具有更好的信道响应的天线元件，并且一般地，跨天线元件，信道响应不是同样良好。另一方面，我们具有均匀的天线阵列，即每个天线元件具有相同的功率辐射能力。因此，当我们对传输天线阵列应用波束形成权重时，天线元件中的某些在线性放大器范围之外工作，这带来高的PAPR难题并且可能触发警报或导致损坏天线，如果有时天线元件中的一个取得非常好的信道响应并且大多数功率被分配给它的话，这就是所谓的功率过冲（POS）问题。这在图5中被图示出，其中示出了其中将比每天线（元件）传输功率能力更多的传输功率分配给天线元件3的示例。根据现有技术，为了避免POS问题，一般地，以固定的缩放来降低波束形成的总传输功率。不仅是为了POS引入该措施，而且是为了缓解在开启波束形成时的严重的单元间干扰引入该措施。此外，如果在降低的总功率的情况下该难题仍在那里，那么固定的安全权重向量将取代根据EBB计算的安全权重向量。因此，相位和振幅加权信息二者都丢失。用以处理该难题的另一方式是简单地移除过冲功率以匹配天线能力，即所谓的功率封顶，这使得总传输功率不稳定并且关于信道情况而变化。还存在一种移除权重向量的振幅信息并使所有天线元件以最大功率传输的方法，亦即仅相位方法。该方法从成本效率的观点来看不是一个好的选项；而且其带来严重的单元间干扰。因此，存在对用以避免功率过冲问题的改进方法的需要。图6示出了其中图示出用以避免POS问题的上述现有技术方法的图表。最后一行示出了原始权重向量，倒数第二行示出了固定扇区波束法，第二行示出了仅相位法，并且第一行示出了封顶法。
技术实现思路
本专利技术的实施例解决该情况并旨在克服上述难题并提供改进的机制以避免功率过冲问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种装置，其包括处理器；以及存储器，用于存储由所述处理器执行的指令，其中所述处理器被配置用于通过根据特定波束形成过程确定包括用于每个天线元件的权重的权重向量来确定用于天线阵列的每个天线元件的传输功率以用于波束形成，用于检测所述多个天线元件中的至少一个是否饱和，其中当用于天线元件的所确定的传输功率高于阈值时该天线元件饱和，以及，当检测到存在至少一个饱和天线元件时，用于基于根据特定波束形成过程确定的权重向量来调节用于所述天线阵列的每个天线元件的传输功率使得将被分配给所述至少一个饱和天线元件的传输功率的一部分分配给不饱和的所述天线阵列中的至少一个天线元件。根据本专利技术的第二方面，提供了一种方法，其包括通过根据特定波束形成过程确定包括用于每个天线元件的权重的权重向量来确定用于天线阵列的每个天线元件的传输功率以用于波束形成，检测所述多个天线元件中的至少一个是否饱和，其中当用于天线元件的所确定的传输功率高于阈值时该天线元件饱和，以及，当检测到存在至少一个饱和天线元件时，基于根据特定波束形成过程确定的权重向量来调节用于所述天线阵列的每个天线元件的传输功率使得将被分配给所述至少一个饱和天线元件的传输功率的一部分分配给不饱和的所述天线阵列中的至少一个天线元件。可以如下修改第一方面和第二方面：所述阈值是每天线元件传输功率能力。在调节用于每个不饱和天线元件的传输功率时，可以基于通过特定波束形成过程确定的权重向量并基于饱和天线元件的权重来计算调节因数。可以基于以下公式来计算所述至少一个不饱和天线元件的调节权重：其中，是饱和天线元件索引，是天线元件的调节权重，是调节因数，是通过特定波束形成过程确定的权重，是通过特定波束形成过程确定的权重向量，是饱和天线元件的权重，并且是每天线元件传输功率能力。在调节用于所述至少一个饱和天线元件的传输功率时，可以基于根据特定波束形成过程和每天线元件传输功率能力确定的所述饱和天线元件的其原始权重来调节权重。可以基于以下公式来计算所述至少一个饱和天线元件的调节权重：其中，是饱和天线元件的索引，是饱和天线元件的调节权重，是饱和天线元件的原始权重，并且是每天线元件传输功率能力。可以根据特定波束形成过程确定用于天线阵列的天线元件的相位信息，并且可以在调节天线元件的权重之后维持所确定的相位信息不改变。所述特定波束形成过程可以是基于特征值的波束形成（EBB），其中使用特征值分解（EVD）来计算权重向量。根据本专利技术的第三方面，提供了一种计算机程序产品，其包括在处理部件或模块上运行时用于执行根据第二方面和/或其修改的方法的代码部件。所述计算机程序产品可以被体现在计算机可读介质上。要理解的是，可以单独地或结合上述修改参考的各方面和/或实施例来应用上述修改中的任何，除非它们被明确地陈述为排他性替换方案。附图说明从对本专利技术的实施例的以下详细描述，这些和其它目的、特征、细节和优势将变得更彻底地显而易见，所述详细描述应结合附图来执行，在所述附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例的用于控制天线阵列的四个天线元件的传输功率的控制单元的简化概览，图2图示出根据本专利技术的实施例的有限注水过程，图3示出了根据本专利技术的实施例的过程的流程图，图4图示出具有4列的显性极化天线阵列，图5图示出功率过冲问题，以及图6图示出用于克服功率过冲问题的现有技术方法。具体实施方式在下文中，将对本专利技术的实施例进行描述。然而要理解的是，仅以示例的方式给出描述，并且决不应将所描述的实施例理解为将本专利技术限制为其。根据本专利技术的一些实施例，引入名为有限注水（LWF）的方法来调节用于EBB的传输功率（权重向量的振幅信息）。根据LWF，过冲功率将根据在原始权重向量中的不饱和天线元件的功率比而被分配给不饱和天线元件。将重复该措施直至不存在饱和天线元件为止。该方法在任意总传输功率约束和每天线传输功率能力下进行工作。其适应性地保存原始权重向量的振幅信息中的大部分并且同时保持相位信息不变。通过根据特定每天线传输功率适当地配置总传输功率约束，其还可以自动地退回到现有方法。图1图示出根据本专利技术的一般实施例的用于确定天线阵列的天线元件的传输功率的控制单元1的简化框图。要注意的是，在下文中，通过参考天线阵列的四个天线元件（也被称为天线）的示例来描述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括处理器，以及存储器，用于存储由所述处理器执行的指令，其中所述处理器被配置用于通过根据特定波束形成过程确定包括用于每个天线元件的权重的权重向量来确定用于天线阵列的每个天线元件的传输功率以用于波束形成，用于检测所述多个天线元件中的至少一个是否饱和，其中当用于天线元件的所确定的传输功率高于阈值时该天线元件饱和，以及，当检测到存在至少一个饱和天线元件时，用于基于根据特定波束形成过程确定的权重向量来调节用于所述天线阵列的每个天线元件的传输功率使得将被分配给所述至少一个饱和天线元件的传输功率的一部分分配给不饱和的所述天线阵列中的至少一个天线元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括处理器，以及存储器，用于存储由所述处理器执行的指令，其中所述处理器被配置用于通过根据特定波束形成过程确定包括用于每个天线元件的权重的权重向量来确定用于天线阵列的每个天线元件的传输功率以用于波束形成，用于检测所述多个天线元件中的至少一个是否饱和，其中当用于天线元件的所确定的传输功率高于阈值时该天线元件饱和，以及，当检测到存在至少一个饱和天线元件时，用于基于根据特定波束形成过程确定的权重向量来调节用于所述天线阵列的每个天线元件的传输功率使得将被分配给所述至少一个饱和天线元件的传输功率的一部分分配给不饱和的所述天线阵列中的至少一个天线元件。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阈值是每天线元件传输功率能力。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述处理器被配置，在调节用于每个不饱和天线元件的传输功率时，用于基于通过特定波束形成过程确定的权重向量并基于饱和天线元件的权重来计算调节因数。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述处理器被配置用于基于以下公式来计算所述至少一个不饱和天线元件的调节权重：其中，是饱和天线元件索引，是天线元件的调节权重，是调节因数，是通过特定波束形成过程确定的权重，是通过特定波束形成过程确定的权重向量，是饱和天线元件的权重，并且是每天线元件传输功率能力。5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述处理器被配置，在调节用于所述至少一个饱和天线元件的传输功率时，用于基于根据特定波束形成过程和每天线元件传输功率能力确定的所述饱和天线元件的其原始权重来调节权重。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述处理器被配置用于基于以下公式来计算所述至少一个饱和天线元件的调节权重：其中，是饱和天线元件的索引，是饱和天线元件的调节权重，是饱和天线元件的原始权重，并且是每天线元件传输功率能力。7.根据权利要求1到6中的任一项所述的装置，其中，所述处理器被配置用于根据所述特定波束形成过程确定用于所述天线阵列的天线元件的相位信息，以及用于在调节所述天线元件的权重之后维持所确定的相位信息不改变。8.根据权利要求1到7中的任一项所述的装置，其中，所述特定波束形成过程是其中使用特征值分解来计算权重向量的基于特征值的波束形成。9.一种方法，包括通过根据特定...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛小矛，
申请(专利权)人：诺基亚通信公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI