一种波束赋形的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种波束赋形的方法及装置，该波束赋形的方法包括：获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵；分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量；根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量；根据所述三维特征向量进行波束赋形。本发明专利技术实施例通过垂直维和水平维的两级特征分解，获得包括完整三维信道信息的波束赋形向量，实现更精确的3D波束传输；同时解决了大维度信道相关矩阵的特征分解的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种波束赋形的方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种波束赋形的方法及装置。
技术介绍
鉴于多入多出技术(MIMO技术)对于提高峰值速率与系统频谱利用率的重要作用，LTE(LongTermEvolution，长期演进)/LTE-A(LTE-Advanced，LTE的演进)等无线接入技术标准都是以MIMO+OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)技术为基础构建起来的。MIMO技术的性能增益来自与多天线系统所能获得的空间自由度，利用空间自由度获得更大的数据传输。因此MIMO技术在标准化过程中的一个最重要的演进方向便是维度的扩展。为了进一步提升MIMO技术，移动通信系统中引入大规模天线技术。对于全数字化的大规模天线有高达128，256，512个天线振子，以及高达128，256，512个收发信机，每个天线振子连接一个收发信机，具有高达128，256，512个数字天线端口。要充分利用高达128，256，512个数字天线端口的空间自由度。要使得基站在波束赋形时充分利用高达128，256，512个数字天线端口所对应的空间信道信息。对于时分双工TDD模式，则需要利用上行SRS信号测得高达128，256，512个数字天线端口所对应的空间信道信息，并进行特征值分解，以获取波束赋形的赋形向量。但是高达128x128，256x256，512x512维度的协方差矩阵的特征分解的复杂度极高。目前对于大规模天线而言，在基站侧的利用特征分解的方法计算波束赋形的方法，通常采用整体三维空间信道进行特征分解的方法，此方法可以获得完整的信道特征向量，此完整的信道特征向量不仅包括垂直方向可能的多流，也包括了水平方向可能的多流，但此方法所带来的特征向量分解的复杂度过大，基站在代码实现时难以完成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种波束赋形的方法及装置，解决了现有技术中利用特征分解的方法计算波束赋形带来的特征向量分解的复杂度过大，基站在代码实现时难以完成的问题。为了达到上述目的，本专利技术实施例提供一种波束赋形的方法，包括：获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵；分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量；根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量；根据所述三维特征向量进行波束赋形。其中，所述获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵的步骤包括：接收用户设备通过所述上行信道发送的探测参考信号：根据所述探测参考信号，获取所述上行信道的信道矩阵。其中，所述分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量的步骤包括：获取所述信道矩阵的第一维的第一特征向量和第二特征向量；根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，获取第二维的第三特征向量、第四特征向量、第五特征向量以及第六特征向量。其中，所述根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量的步骤包括：比较所述第三特征向量对应的第三特征值、第四特征向量对应的第四特征值、第五特征向量对应的第五特征值以及第六特征向量对应的第六特征值，确定第二维的最大特征值和第二维的次最大特征值；根据所述第二维的最大特征值和所述第二维的次最大特征值，确定与所述第二维的最大特征值对应的第一维的第一目标特征向量，与所述第二维的次最大特征值对应的第一维的第二目标特征向量、与所述第二维的最大特征值对应的第二维的第三目标特征向量以及与所述第二维的次最大特征值对应的第二维的第四目标特征向量；根据所述第三目标特征向量和所述第一目标特征向量，确定第一三维特征向量；根据所述第四目标特征向量和所述第二目标特征向量，确定第二三维特征向量。其中，所述根据所述三维特征向量进行波束赋形的步骤包括：根据所述第一三维特征向量，进行单流波束赋形；或者根据所述第一三维特征向量和所述第二三维特征向量，进行双流波束赋形。其中，所述获取所述信道矩阵的第一维的第一特征向量和第二特征向量的步骤包括：获取所述信道矩阵的第一维相关矩阵；对所述第一维相关矩阵进行特征值分解，得到第一特征向量和第二特征向量，以及与所述第一特征向量对应的第一特征值和与所述第二特征向量对应的第二特征值；其中，所述第一特征值为第一维的最大特征值，所述第二特征值为第一维的次最大特征值。其中，所述根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，获取第二维的第三特征向量、第四特征向量、第五特征向量以及第六特征向量的步骤包括：根据所述第一特征向量，构建第二维的第一等效信道矩阵；根据所述第二特征向量，构建第二维的第二等效信道矩阵；获取所述第二维的第一等效信道矩阵的第一相关矩阵以及所述第二维的第二等效信道矩阵的第二相关矩阵；对所述第一相关矩阵进行特征值分解，得到第三特征向量和第四特征向量，以及与所述第三特征向量对应的第三特征值和与所述第四特征向量对应的第四特征值；其中，所述第三特征值为第二维的第一等效信道矩阵的最大特征值，所述第四特征值为第二维的第一等效信道矩阵的次最大特征值；对所述第二相关矩阵进行特征值分解，得到第五特征向量和第六特征向量，以及与所述第五特征向量对应的第五特征值和与所述第六特征向量对应的第六特征值；其中，所述第五特征值为第二维的第二等效信道矩阵的最大特征值，所述第六特征值为第二维的第二等效信道矩阵的次最大特征值。本专利技术实施例还提供一种波束赋形的装置，其特征在于，包括：矩阵获取模块，用于获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵；向量获取模块，用于分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量；确定模块，用于根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量；赋形模块，用于根据所述三维特征向量进行波束赋形。其中，所述矩阵获取模块包括：第一矩阵获取子模块，用于接收用户设备通过所述上行信道发送的探测参考信号：第二矩阵获取子模块，用于根据所述探测参考信号，获取所述上行信道的信道矩阵。其中，所述向量获取模块包括：第一向量获取子模块，用于获取所述信道矩阵的第一维的第一特征向量和第二特征向量；第二向量获取子模块，用于根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，获取第二维的第三特征向量、第四特征向量、第五特征向量以及第六特征向量。其中，所述确定模块包括：第一确定子模块，用于比较所述第三特征向量对应的第三特征值、第四特征向量对应的第四特征值、第五特征向量对应的第五特征值以及第六特征向量对应的第六特征值，确定第二维的最大特征值和第二维的次最大特征值；第二确定子模块，用于根据所述第二维的最大特征值和所述第二维的次最大特征值，确定与所述第二维的最大特征值对应的第一维的第一目标特征向量，与所述第二维的次最大特征值对应的第一维的第二目标特征向量、与所述第二维的最大特征值对应的第二维的第三目标特征向量以及与所述第二维的次最大特征值对应的第二维的第四目标特征向量；第三确定子模块，用于根据所述第三目标特征向量和所述第一目标特征向量，确定第一三维特征向量；第四确定子模块，用于根据所述第四目标特征向量和所述第二目标特征向量，确定第二三维特征向量。其中，所述赋形模块包括：第一赋形子模块，用于根据所述第一三维特征向量，进行单流波束赋形；或者第二赋形子模块，用于根据所述第一三维特征向量和所述第二三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束赋形的方法，其特征在于，包括：获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵；分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量；根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量；根据所述三维特征向量进行波束赋形。

【技术特征摘要】
1.一种波束赋形的方法，其特征在于，包括：获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵；分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量；根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量；根据所述三维特征向量进行波束赋形。2.根据权利要求1所述的波束赋形的方法，其特征在于，所述获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵的步骤包括：接收用户设备通过所述上行信道发送的探测参考信号：根据所述探测参考信号，获取所述上行信道的信道矩阵。3.根据权利要求1所述的波束赋形的方法，其特征在于，所述分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量的步骤包括：获取所述信道矩阵的第一维的第一特征向量和第二特征向量；根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，获取第二维的第三特征向量、第四特征向量、第五特征向量以及第六特征向量。4.根据权利要求3所述的波束赋形的方法，其特征在于，所述根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量的步骤包括：比较所述第三特征向量对应的第三特征值、第四特征向量对应的第四特征值、第五特征向量对应的第五特征值以及第六特征向量对应的第六特征值，确定第二维的最大特征值和第二维的次最大特征值；根据所述第二维的最大特征值和所述第二维的次最大特征值，确定与所述第二维的最大特征值对应的第一维的第一目标特征向量，与所述第二维的次最大特征值对应的第一维的第二目标特征向量、与所述第二维的最大特征值对应的第二维的第三目标特征向量以及与所述第二维的次最大特征值对应的第二维的第四目标特征向量；根据所述第三目标特征向量和所述第一目标特征向量，确定第一三维特征向量；根据所述第四目标特征向量和所述第二目标特征向量，确定第二三维特征向量。5.根据权利要求4所述的波束赋形的方法，其特征在于，所述根据所述三维特征向量进行波束赋形的步骤包括：根据所述第一三维特征向量，进行单流波束赋形；或者根据所述第一三维特征向量和所述第二三维特征向量，进行双流波束赋形。6.根据权利要求3或5所述的波束赋形的方法，其特征在于，所述获取所述信道矩阵的第一维的第一特征向量和第二特征向量的步骤包括：获取所述信道矩阵的第一维相关矩阵；对所述第一维相关矩阵进行特征值分解，得到第一特征向量和第二特征向量，以及与所述第一特征向量对应的第一特征值和与所述第二特征向量对应的第二特征值；其中，所述第一特征值为第一维的最大特征值，所述第二特征值为第一维的次最大特征值。7.根据权利要求6所述的波束赋形的方法，其特征在于，所述根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，获取第二维的第三特征向量、第四特征向量、第五特征向量以及第六特征向量的步骤包括：根据所述第一特征向量，构建第二维的第一等效信道矩阵；根据所述第二特征向量，构建第二维的第二等效信道矩阵；获取所述第二维的第一等效信道矩阵的第一相关矩阵以及所述第二维的第二等效信道矩阵的第二相关矩阵；对所述第一相关矩阵进行特征值分解，得到第三特征向量和第四特征向量，以及与所述第三特征向量对应的第三特征值和与所述第四特征向量对应的第四特征值；其中，所述第三特征值为第二维的第一等效信道矩阵的最大特征值，所述第四特征值为第二维的第一等效信道矩阵的次最大特征值；对所述第二相关矩阵进行特征值分解，得到第五特征向量和第六特征向量，以及与所述第五特征向量对应的第五特征值和与所述第六特征向量对应的第六特征值；其中，所述第五特征值为第二维的第二等效信道矩阵的最大特征值，所述第六特征值为第二维的第二等效信道矩阵的次最大特征值。8.一种波束赋形的装置，其特征在于，包括：矩阵获取模块，用于获取用户设备发射探测参考信号的上行信道的信道矩阵；向量获取模块，用于分别获取所述信道矩阵的第一维特征向量和第二维特征向量；确定模块，用于根据所述第一维特征向量和第二维特征向量，确定三维特征向量；赋形模块，用于根据所述三维特征向量进行波束赋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传军，苏昕，
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