无线通信系统中的装置和方法制造方法及图纸

一种无线通信系统中的装置和方法。基站设置有第一数量的天线和第二数量的射频链路，第二数量小于第一数量，基站侧的装置包括：粗略到达角估计单元，基于第二数量的天线和第二数量的射频链路估计粗略到达角对；候选到达角估计单元，基于粗略到达角对及分别根据第一和第二数量的天线确定的波束宽度确定候选到达角对；精确到达角确定单元，根据来自用户设备的训练信号，计算关于候选到达角对的投影分量与真实分量间的差值并将差值最小的候选到达角对确定为精确到达角对，投影分量是将基站对训练信号的实际接收信号投影到根据候选到达角对定义的导向矢量上确定的，真实分量是根据训练信号和基站与用户设备之间的信道状况参数确定的。

Apparatus and method in a wireless communication system

Apparatus and method in wireless communication system. The base station is provided with a radio frequency antenna and the second link number of a first number of second, the amount is less than the first number, the base station side device includes: a rough DOA estimation unit, RF link number of antennas and second second number of rough estimates of the arrival angle based on DOA estimation; candidate unit, angle of arrival of rough and respectively according to the number of antennas the first and second beam width is determined to determine a candidate based on angle of arrival; accurate arrival unit determines the angle, according to the training signal from the user equipment, calculation of candidate projection angle on the difference between the arrival and the real component and the minimum value of the candidate to determine the precise angle of arrival angle of arrival of projection is the actual received signal projection base station on the training signal to determine a candidate according to the angle of arrival of the definition of the steering vector of the true weight is Based on the channel condition parameters between the training signal and the base station and the user equipment.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及无线通信
，并且更具体地，涉及一种基于大规模天线和较少的射频链路来实现混合三维波束成形的无线通信系统中的装置和方法。
技术介绍
随着未来移动通信的不断发展，三维波束成形技术得到越来越多的关注。大规模天线技术被认为是下一代移动通信(5G)的关键技术之一。图1示出了大规模天线的多用户-多输入多输出(MU-MIMO)系统的场景示例，其中，小区中设置有一个基站和多个用户设备，并且基站配备有大规模天线以为多个用户设备提供服务。由于基站采用大规模天线，因此系统的空间分辨率得到提高。当天线阵列构成一个面阵时，就有可能实现三维波束成形。现有技术已对大规模天线条件下的三维波束成形技术进行了一定的研究。在现有技术中，通常是通过设置与天线数量相同的射频链路来实现三维波束成形，然而，在大规模天线部署的条件下，射频成本将会变得很高，系统的技术复杂度也会很高。为了降低成本和复杂度，大规模天线系统中利用较少射频链路的混合三维波束成形技术得到了很大的关注，但是关于这方面的研究目前仍然较少。
技术实现思路
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。鉴于以上问题，本公开的目的是提供一种利用大规模天线和较少的射频链路来实现混合三维波束成形的无线通信系统中的装置和方法，以在降低成本的同时实现较优的通信性能。根据本公开的一方面，提供了一种无线通信系统中的基站侧的装置，其中，基站设置有第一数量的天线和第二数量的射频链路，并且第二数量小于第一数量，该装置包括：粗略到达角估计单元，被配置成基于选自第一数量的天线中的第二数量的天线和第二数量的射频链路，估计水平域和垂直域的粗略到达角对；候选到达角估计单元，被配置成基于所估计的粗略到达角对以及分别根据第一数量的天线和第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度，确定水平域和垂直域的候选到达角对；以及精确到达角确定单元，被配置成根据来自用户设备的训练信号，计算关于候选到达角对的投影分量与真实分量之间的差值，并将所计算出的差值最小的候选到达角对确定为针对用户设备的水平域和垂直域的精确到达角对，其中，投影分量是通过将基站对训练信号的实际接收信号投影到根据候选到达角对定义的导向矢量上而确定的，真实分量是根据训练信号和基站与用户设备之间的信道状况参数而确定的。根据本公开的优选实施例，第一数量的天线是二维面天线阵列，并且第二数量的天线是选自该二维面天线阵列的子阵列。根据本公开的另一优选实施例，候选到达角估计单元进一步被配置成基于分别根据第一数量的天线和第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度之间的关系而确定候选到达角对的数量，并且根据所确定的数量、以粗略到达角对为中心确定候选到达角对，以使得所确定数量的候选到达角对均匀地分布在根据第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度的范围内。根据本公开的另一优选实施例，粗略到达角估计单元进一步被配置成通过多信号分类(MultipleSignalClassification，MUSIC)方法或信号参数的旋转不变性估计(EstimationofSignalParametersViaRotationalInvarianceTechniques，ESPRIT)方法来估计粗略到达角对。根据本公开的另一优选实施例，差值表示投影分量与真实分量之间的欧氏距离。根据本公开的另一优选实施例，信道状况参数包括信道慢变特性参数。根据本公开的另一优选实施例，该装置还包括：模拟波束成形向量生成单元，被配置成基于精确到达角对而生成模拟波束成形向量；物理信道确定单元，被配置成基于模拟波束成形向量和根据来自用户设备的探测参考信号而估计的上行等效信道，确定基站与用户设备之间的物理信道；以及数字预编码向量生成单元，被配置成基于模拟波束成形向量、物理信道和预定的接收准则而生成数字预编码向量。根据本公开的另一优选实施例，该装置还包括：模拟波束成形向量生成单元，被配置成基于精确到达角对和载波频率而生成模拟波束成形向量；以及数字预编码向量生成单元，被配置成根据用户设备反馈的信道状态信息而生成数字预编码向量，其中，信道状态信息是用户设备根据基站利用精确到达角对发射的参考信号进行下行等效信道估计而得到的。根据本公开的另一优选实施例，该装置是基站，并且该基站还包括：通信单元，被配置成根据上行等效信道对用户设备进行上行数据接收，并且利用模拟波束成形向量和数字预编码向量对用户设备进行下行数据传输，其中，上行等效信道是根据来自用户设备的探测参考信号而估计的。根据本公开的另一优选实施例，通信单元还被配置成向用户设备发送用于发射训练信号或探测参考信号的指示。根据本公开的另一优选实施例，该装置还包括：距离确定单元，被配置成根据所确定的精确到达角对而确定基站到用户设备的距离。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的基站侧的方法，其中，基站设置有第一数量的天线和第二数量的射频链路，并且第二数量小于第一数量，该方法包括：粗略到达角估计步骤，用于基于选自第一数量的天线中的第二数量的天线和第二数量的射频链路，估计水平域和垂直域的粗略到达角对；候选到达角估计步骤，用于基于所估计的粗略到达角对以及分别根据第一数量的天线和第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度，确定水平域和垂直域的候选到达角对；以及精确到达角确定步骤，用于根据来自用户设备的训练信号，计算关于候选到达角对的投影分量与真实分量之间的差值，并将所计算出的差值最小的候选到达角对确定为针对用户设备的水平域和垂直域的精确到达角对，其中，投影分量是通过将基站对训练信号的实际接收信号投影到根据候选到达角对定义的导向矢量上而确定的，真实分量是根据训练信号和基站与用户设备之间的信道状况参数而确定的。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的用户设备侧的装置，该装置包括：通信单元，被配置成根据来自基站的指示而向基站发射训练信号，以用于基站利用第一数量的天线和第二数量的射频链路确定针对用户设备的水平域和垂直域的到达角对，其中，第二数量小于第一数量。根据本公开的另一方面，还提供了一种无线通信系统中的用户设备侧的方法，该方法包括：根据来自基站的指示而向基站发射训练信号，以用于基站利用第一数量的天线和第二数量的射频链路确定针对用户设备的水平域和垂直域的到达角对，其中，第二数量小于第一数量。根据本公开的另一方面，还提供了一种电子设备，该电子设备可包括收发机和一个或多个处理器，这一个或多个处理器可被配置成执行上述根据本公开的无线通信系统中的方法或相应单元的功能。根据本公开的其它方面，还提供了用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。根据本公开的实施例，通过利用大规模天线和较少的射频链路以两步方式来确定关于目标用户设备的水平域和垂直域的精确到达角对以实现混合三维波束成形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信系统中的基站侧的装置，其中，所述基站设置有第一数量的天线和第二数量的射频链路，并且所述第二数量小于所述第一数量，所述装置包括：粗略到达角估计单元，被配置成基于选自所述第一数量的天线中的所述第二数量的天线和所述第二数量的射频链路，估计水平域和垂直域的粗略到达角对；候选到达角估计单元，被配置成基于所估计的粗略到达角对以及分别根据所述第一数量的天线和所述第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度，确定水平域和垂直域的候选到达角对；以及精确到达角确定单元，被配置成根据来自用户设备的训练信号，计算关于所述候选到达角对的投影分量与真实分量之间的差值，并将所计算出的差值最小的候选到达角对确定为针对所述用户设备的水平域和垂直域的精确到达角对，其中，所述投影分量是通过将所述基站对所述训练信号的实际接收信号投影到根据所述候选到达角对定义的导向矢量上而确定的，所述真实分量是根据所述训练信号和所述基站与所述用户设备之间的信道状况参数而确定的。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信系统中的基站侧的装置，其中，所述基站设置有第一数量的天线和第二数量的射频链路，并且所述第二数量小于所述第一数量，所述装置包括：粗略到达角估计单元，被配置成基于选自所述第一数量的天线中的所述第二数量的天线和所述第二数量的射频链路，估计水平域和垂直域的粗略到达角对；候选到达角估计单元，被配置成基于所估计的粗略到达角对以及分别根据所述第一数量的天线和所述第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度，确定水平域和垂直域的候选到达角对；以及精确到达角确定单元，被配置成根据来自用户设备的训练信号，计算关于所述候选到达角对的投影分量与真实分量之间的差值，并将所计算出的差值最小的候选到达角对确定为针对所述用户设备的水平域和垂直域的精确到达角对，其中，所述投影分量是通过将所述基站对所述训练信号的实际接收信号投影到根据所述候选到达角对定义的导向矢量上而确定的，所述真实分量是根据所述训练信号和所述基站与所述用户设备之间的信道状况参数而确定的。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一数量的天线是二维面天线阵列，并且所述第二数量的天线是选自所述二维面天线阵列的子阵列。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述候选到达角估计单元进一步被配置成基于分别根据所述第一数量的天线和所述第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度之间的关系而确定所述候选到达角对的数量，并且根据所确定的数量、以所述粗略到达角对为中心确定所述候选到达角对，以使得所确定数量的候选到达角对均匀地分布在根据所述第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度的范围内。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述粗略到达角估计单元进一步被配置成通过多信号分类MUSIC方法或信号参数的旋转不变性估计ESPRIT方法来估计所述粗略到达角对。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述差值表示所述投影分量与所述真实分量之间的欧氏距离。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信道状况参数包括信道慢变特性参数。7.根据权利要求1所述的装置，还包括：模拟波束成形向量生成单元，被配置成基于所述精确到达角对而生成模拟波束成形向量；物理信道确定单元，被配置成基于所述模拟波束成形向量和根据来自所述用户设备的探测参考信号而估计的上行等效信道，确定所述基站与所述用户设备之间的物理信道；以及数字预编码向量生成单元，被配置成基于所述模拟波束成形向量、所述物理信道和预定的接收准则而生成数字预编码向量。8.根据权利要求1所述的装置，还包括：模拟波束成形向量生成单元，被配置成基于所述精确到达角对和载波频率而生成模拟波束成形向量；以及数字预编码向量生成单元，被配置成根据所述用户设备反馈的信道状态信息而生成数字预编码向量，其中，所述信道状态信息是所述用户设备根据所述基站利用所述精确到达角对发射的参考信号进行下行等效信道估计而得到的。9.根据权利要求7或8所述的装置，其中，所述装置是所述基站，并且所述基站还包括：通信单元，被配置成根据上行等效信道对所述用户设备进行上行数据接收，并且利用所述模拟波束成形向量和所述数字预编码向量对所述用户设备进行下行数据传输，其中，所述上行等效信道是根据来自所述用户设备的探测参考信号而估计的。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述通信单元还被配置成向所述用户设备发送用于发射所述训练信号或所述探测参考信号的指示。11.根据权利要求1所述的装置，还包括：距离确定单元，被配置成根据所确定的精确到达角对而确定所述基站到所述用户设备的距离。12.一种无线通信系统中的基站侧的方法，其中，所述基站设置有第一数量的天线和第二数量的射频链路，并且所述第二数量小于所述第一数
\t量，所述方法包括：粗略到达角估计步骤，用于基于选自所述第一数量的天线中的所述第二数量的天线和所述第二数量的射频链路，估计水平域和垂直域的粗略到达角对；候选到达角估计步骤，用于基于所估计的粗略到达角对以及分别根据所述第一数量的天线和所述第二数量的天线确定的水平域和垂直域的波束宽度，确定水平域和垂直域的候选到达角...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亮，张在琛，秦伟微，郑黎丽，党建，吕本舜，陈晋辉，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP