混合波束赋形方法、基站和用户终端技术

本发明专利技术公开了一种混合波束赋形方法、基站和用户终端。当方法应用于基站时，包括：接收用户终端反馈的模拟波束标识；基于模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户；针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重；及，根据模拟波束赋形权重和数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形，并将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。本发明专利技术的这种方法、基站及用户终端，能够提供一种兼顾性能和复杂度的混合波束赋形传输方案。

Hybrid beam forming method, base station and user terminal

The invention discloses a mixed beam forming method, a base station and a user terminal. Including when the method is applied to the base station, receiving beam identification simulation user terminal feedback; to determine the shaped beam beam simulation simulation identification and scheduling with each user to be shaped beam simulation based on corresponding; for each to be shaped beam simulation, simulation of beamforming weights, and according to the channel state information and analog beam each scheduling user beamforming weights, digital pre encoding weight for each scheduled user is calculated; and, for the hybrid beamforming based on analog beamforming weights and digital pre encoding weights for each scheduled user data, and the mixed data transmit beamforming after each user scheduling. The method, the base station and the user terminal of the invention can provide a hybrid beam forming transmission scheme with both performance and complexity.

【技术实现步骤摘要】
混合波束赋形方法、基站和用户终端
本专利技术涉及通信领域，特别涉及一种混合波束赋形方法、基站和用户终端。
技术介绍
随着天线技术的发展，大规模天线阵列系统(AAS)正逐渐应用于基站。这种大规模AAS通常包括几百个天线阵元(如128根、256根或者更多)，这些阵元可以排成一个面板型作为面阵天线来使用。通过在基站端安装AAS并使用多输入多输出(MIMO)传输，可以同时向更多的用户提供无线通信。在大规模MIMO技术实现中，如果为每一个天线元素都安装一个收发单元，会加大实现的复杂度以及功耗和成本。混合波束赋形技术能够使得多个天线阵元共享一个收发单元，降低了实现的成本，成为目前无线通信领域的研究热点。在目前的AAS系统中，模拟波束赋形权重通常采用固定或准静态的数值，无法根据多用户的具体分布动态调整模拟波束的发送，从而无法充分利用大规模AAS带来的空间上的自由度。因此，在应用了大规模AAS的场景中，需要设计一种兼顾性能和复杂度的混合波束赋形方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种混合波束赋形方法、基站和用户终端，能够提高用户调度的灵活性，同时兼顾了计算复杂度和系统性能。具体地，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种混合波束赋形方法，应用于基站，所述方法包括：接收用户终端反馈的模拟波束标识；基于所述模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户；针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和所述模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重；及，根据所述模拟波束赋形权重和所述数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形，并将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。方法进一步包括：将天线阵列划分成至少一个天线子阵列，确定每个天线子阵列对应的备用模拟波束；所述基于所述模拟波束标识确定待赋形模拟波束包括：从所述备用模拟波束中确定出与所述模拟波束标识相对应的待赋形模拟波束。每个天线子阵列与至少一个收发单元相连接；所述方法进一步包括：当待赋形模拟波束的数量小于天线子阵列的总数时，关闭至少一个收发单元，或者，增加至少一个待赋形模拟波束对应的收发单元的数量。所述将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户包括：确定所述待赋形模拟波束和所述天线子阵列的对应关系；根据所述对应关系采用复用方式将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。所述复用方式为时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)及其任意组合。方法进一步包括：在将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户之前，向每个用户终端发送波束模式信息，以使每个用户终端根据所述波束模式信息判断是否接收混合波束赋形后的数据，其中，所述波束模式信息至少携带有所述待赋形模拟波束的标识。方法进一步包括：生成第一波束赋形后的下行参考信号BRS；在连续的频域资源上将所述第一BRS发送给所述用户终端，以使所述用户终端根据所述第一BRS确定要反馈的模拟波束标识。所述生成第一BRS包括：对下行参考信号进行模拟波束赋形，得到所述第一BRS。方法进一步包括：生成第二波束赋形后的下行参考信号BRS；在将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户的同时，在不连续的时频资源上将所述第二BRS发送给该调度用户，以使该调度用户根据所述第二BRS向所述基站反馈波束赋形后的信道质量；根据所述波束赋形后的信道质量判断是否触发该调度用户向所述基站反馈所述模拟波束标识。所述生成第二BRS包括：对下行参考信号进行混合波束赋形，得到所述第二BRS。一种基站，包括：接收模块，用于接收用户终端反馈的模拟波束标识；调度模块，用于基于所述接收模块接收到的模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户；混合波束赋形模块，用于针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和所述模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重，根据所述模拟波束赋形权重和所述数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形；及，发送模块，用于将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。基站进一步包括：划分模块，用于将天线阵列划分成至少一个天线子阵列，确定每个天线子阵列对应的备用模拟波束；所述调度模块用于：从所述备用模拟波束中确定出与所述模拟波束标识相对应的待赋形模拟波束。每个天线子阵列与至少一个收发单元相连接；所述基站进一步包括：收发单元管理模块，用于当所述调度模块确定的待赋形模拟波束的数量小于所述划分模块确定的天线子阵列的总数时，关闭至少一个收发单元，或者，增加至少一个待赋形模拟波束对应的收发单元的数量。所述发送模块进一步用于：在将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户之前，向每个用户终端发送波束模式信息，以使每个用户终端根据所述波束模式信息判断是否接收混合波束赋形后的数据，其中，所述波束模式信息至少携带有所述待赋形模拟波束的标识。基站进一步包括：BRS生成模块，用于生成第一波束赋形后的下行参考信号BRS；所述发送模块进一步用于：在连续的频域资源上将所述第一BRS发送给所述用户终端，以使所述用户终端根据所述第一BRS确定要反馈的模拟波束标识。基站进一步包括：BRS生成模块，用于生成第二波束赋形后的下行参考信号BRS；所述发送模块进一步用于：在将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户的同时，在不连续的时频资源上将所述第二BRS发送给该调度用户，以使该调度用户根据所述第二BRS向所述基站反馈波束赋形后的信道质量；所述接收模块，进一步用于接收所述波束赋形后的信道质量；所述调度模块，进一步用于根据接收到的波束赋形后的信道质量判断是否触发该调度用户向所述基站反馈所述模拟波束标识。一种用户终端，包括：发送模块，用于向基站发送模拟波束标识，以使所述基站基于所述模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户，针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和所述模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重，根据所述模拟波束赋形权重和所述数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形；接收模块，用于接收所述基站发送的混合波束赋形后的数据。所述接收模块进一步用于：接收所述基站发送的波束模式信息，所述波束模式信息至少携带有所述待赋形模拟波束的标识；所述用户终端进一步包括：判断模块，用于根据所述波束模式信息判断是否接收混合波束赋形后的数据。所述接收模块进一步用于：接收所述基站发送的第一波束赋形后的下行参考信号BRS；所述用户终端进一步包括：选择模块，用于根据所述第一BRS选择模拟波束，通过所述发送模块向所述基站发送所选择的模拟波束标识。所述接收模块进一步用于：接收所述基站发送的第二波束赋形后的下行参考信号BRS；所述用户终端进一步包括：信道估计模块，用于根据所述第二BRS估计得到波束赋形后的信道质量；所述发送模块进一步用于：向所述基站发送波束赋形后的信道质量，以使所述基站根据接收到的波束赋形后的信道质量判断是否触发该调度用户向所述基站反馈所述模拟波束标识。由上述技术方案可见，本专利技术实施例提供的混合波束赋形方法、基站和用户终端，考虑到待调度用户的真实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合波束赋形方法，其特征在于，应用于基站，所述方法包括：接收用户终端反馈的模拟波束标识；基于所述模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户；针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和所述模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重；及，根据所述模拟波束赋形权重和所述数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形，并将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。

【技术特征摘要】
1.一种混合波束赋形方法，其特征在于，应用于基站，所述方法包括：接收用户终端反馈的模拟波束标识；基于所述模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户；针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和所述模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重；及，根据所述模拟波束赋形权重和所述数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形，并将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将天线阵列划分成至少一个天线子阵列，确定每个天线子阵列对应的备用模拟波束；所述基于所述模拟波束标识确定待赋形模拟波束包括：从所述备用模拟波束中确定出与所述模拟波束标识相对应的所述待赋形模拟波束。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个天线子阵列与至少一个收发单元相连接；所述方法进一步包括：当所述待赋形模拟波束的数量小于所述天线子阵列的总数时，关闭至少一个收发单元，或者，增加至少一个待赋形模拟波束对应的收发单元的数量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户包括：确定所述待赋形模拟波束和所述天线子阵列的对应关系；根据所述对应关系采用复用方式将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述复用方式为时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)及其任意组合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：在将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户之前，向每个用户终端发送波束模式信息，以使每个用户终端根据所述波束模式信息判断是否接收混合波束赋形后的数据，其中，所述波束模式信息至少携带有所述待赋形模拟波束的标识。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：生成第一波束赋形后的下行参考信号BRS；在连续的或等间隔的频域资源上将所述第一BRS发送给所述用户终端，以使所述用户终端根据所述第一BRS确定要反馈的模拟波束标识。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述生成第一BRS包括：对下行参考信号进行模拟波束赋形，得到所述第一BRS。9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：生成第二波束赋形后的下行参考信号BRS；在将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户的同时，在不连续的时频资源上将所述第二BRS发送给该调度用户，以使该调度用户根据所述第二BRS向所述基站反馈波束赋形后的信道质量；根据所述波束赋形后的信道质量判断是否触发该调度用户向所述基站反馈所述模拟波束标识。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述生成第二BRS包括：对下行参考信号进行混合波束赋形，得到所述第二BRS。11.一种基站，其特征在于，包括：接收模块，用于接收用户终端反馈的模拟波束标识；调度模块，用于基于所述接收模块接收到的模拟波束标识确定待赋形模拟波束以及与每个待赋形模拟波束对应的调度用户；混合波束赋形模块，用于针对每个待赋形模拟波束，生成模拟波束赋形权重，并根据每个调度用户的信道状态信息和所述模拟波束赋形权重，计算得到针对每个调度用户的数字预编码权重，根据所述模拟波束赋形权重和所述数字预编码权重对每个调度用户的数据进行混合波束赋形；及，发送模块，用于将混合波束赋形后的数据发送给每个调度用户。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓林，蒋惠玲，加山英俊，
申请(专利权)人：株式会社NTT都科摩，
类型：发明
国别省市：日本,JP