用于单连接天线阵列的模拟波束成形的系统和方法技术方案

本文公开了一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的系统和方法。该方法包括：基于每个天线估计模拟信道；基于所估计的模拟信道显式计算模拟波束成形矩阵；以及基于所计算的模拟波束成形矩阵执行模拟波束成形。

System and method of analog beamforming for single connected antenna array

【技术实现步骤摘要】
用于单连接天线阵列的模拟波束成形的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年11月21日在美国专利商标局提交的美国临时专利申请序列号62/770,492和2019年1月24日在美国专利商标局提交的美国非临时专利申请序列号16/256,328的优先权，这些美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开一般涉及通信系统。特别地，本公开涉及用于单连接天线阵列的模拟波束成形的方法和系统。
技术介绍
在毫米波区域中，单连接天线阵列是令人感兴趣的，而不是全连接天线阵列。单连接天线阵列意味着每个天线仅配备有一个移相器，并且模拟天线被分成若干组，每组被独立地组合成一个单独的射频(RF)链。全连接天线阵列意味着每个RF链都可以完全访问所有的模拟天线，并且每个模拟天线与多个移相器相连。模拟波束成形的典型实现方式使用穷举搜索法从给定码本中选择波束成形向量。然而，这种搜索方法不能保证最优性。
技术实现思路
根据一个实施例，一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的方法包括：基于每个天线估计模拟信道；基于所估计的模拟信道计算模拟波束成形矩阵；以及基于所计算的模拟波束成形矩阵执行模拟波束成形。根据一个实施例，一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的系统包括：收发器；和处理器，所述处理器被配置为：基于每个天线估计模拟信道；基于所估计的模拟信道显式计算模拟波束成形矩阵；以及基于所计算的模拟波束成形矩阵执行模拟波束成形。根据一个实施例，一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的方法包括：计算模拟波束成形矩阵；基于虚拟天线估计模拟信道；以及基于所计算的模拟波束成形矩阵和所估计的虚拟天线上的模拟信道执行模拟波束成形。根据一个实施例，一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的系统包括：收发器；以及处理器，所述处理器被配置为：显式计算模拟波束成形矩阵；基于虚拟天线估计模拟信道；以及基于所计算的模拟波束成形矩阵和所估计的虚拟天线上的模拟信道执行模拟波束成形。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本公开的某些实施例的以上和其它方面、特征和优点将更加明显，在附图中：图1是根据一个实施例的信道恢复过程的示图；图2是根据一个实施例的信道恢复过程的示图；以及图3是根据一个实施例的处于网络环境中的电子设备的框图。具体实施方式在下文中，参照附图详细描述本公开的实施例。应当注意的是，即使在不同附图中示出，相同的元件也由相同的附图标记表示。在以下描述中，提供诸如详细配置和组件的具体细节只是为了帮助全面理解本公开的实施例。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本文描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，省略了对公知功能和结构的描述。以下描述的术语是考虑到本公开中的功能而定义的术语，并且可能根据用户、用户的意图或习惯而不同。因此，应当基于整个说明书的内容来确定这些术语的定义。本公开可以具有各种修改和各种实施例，下面参照附图详细描述其中的一些实施例。然而，应当理解的是，本公开不限于这些实施例，而是包括在本公开的范围内的所有修改、等同形式和替代形式。尽管包括诸如第一、第二等序数的术语可以用于描述各种元件，但结构元件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一结构元件可以被称为第二结构元件。类似地，第二结构元件也可以被称为第一结构元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关项中的任一项和它们的所有组合。本文中所使用的术语仅用于描述本公开的各种实施例，而不旨在限制本公开。除非上下文另有明确指示，单数形式旨在包括复数形式。在本公开中，应当理解的是，术语“包括”或“具有”指示存在特征、数目、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合，但是不排除存在一个或更多个其它特征、数目、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合或者添加一个或更多个其它特征、数目、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合的可能。除非不同地定义，本文所使用的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员所理解的含义相同的含义。诸如在通用字典中定义的术语要被解释为具有与相关
中的上下文含义相同的含义，而不应该被解释为具有理想的或过于正式的含义，除非在本公开中明确地定义。根据一个实施例的电子设备可以是各种类型的电子设备中的一种。电子设备可以包括例如便携式通信设备(例如，智能手机)、计算机、便携式多媒体设备、便携式医疗设备、相机、可穿戴设备或家用电器。根据本公开的一个实施例，电子设备不限于以上所述的电子设备。本公开中所使用的术语并不旨在限制本公开，而是旨在包括针对相应实施例的各种改变、等同形式或替换形式。关于对附图的描述，相似的附图标号可以用来指代相似或相关的元件。与项相对应的名词的单数形式可以包括一个或更多个事物，除非相关上下文另有明确指示。如本文所使用的，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”的短语中的每一个短语可以包括在与相应短语中一起列举出的项的所有可能组合。如本文所使用的，诸如“第1”、“第2”、“第一”和“第二”的术语可以用于将相应组件与另一个组件区分开来，而不旨在在其它方面(例如，重要性或顺序)限制这些组件。如果一个元件(例如，第一元件)被称为(带有或不带有术语“操作地”或“通信地”)“与另一个元件(例如，第二元件)耦接”、“耦接到另一个元件(例如，第二元件)”、“与另一个元件(例如，第二元件)连接”或“连接到另一个元件(例如，第二元件)”，则旨在表示该元件可以与该另一元件直接(例如，有线地)耦接、无线耦接、或经由第三元件耦接。如本文所使用的，术语“模块”可以包括以硬件、软件或固件实现的单元，并且可以与例如“逻辑”、“逻辑块”、“部件”和“电路”的其它术语互换使用。模块可以是适于执行一个或更多个功能的单个集成组件或者最小单元或其部分。例如，根据一个实施例，可以以专用集成电路(ASIC)的形式来实现模块。本文所公开的系统和方法旨在通过使用基于单连接天线阵列的显式计算的波束成形向量来改进模拟波束成形。关于模拟天线的信道信息是显式计算所必需的。本文公开了用于估计关于模拟天线的信道信息的多种信道恢复方法。参照等式(1)中的系统模型：y＝WHHx+WHn(1)其中，y是接收到的信号，w是波束成形矩阵，n是噪声。发送器模拟波束成形和预编码器矩阵被并入在有效的信道矩阵H中。每个参数的维度用以下变量指定：W：NRX×NRF；H：NRX×Ns；y：NRF×1；x：Ns×1；n：NRF×1；其中，Ns：流的数目(例如，2)；NRF：RF链的数目(例如，2)；NRX，RF：每个RF链的接收模拟天线的数目(例如，4)；以及NRX＝NRX，RF*NRF：接收模拟天线的总数(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的方法，所述方法包括：/n基于每个天线估计模拟信道；/n基于所估计的模拟信道计算模拟波束成形矩阵；以及/n基于所计算的模拟波束成形矩阵执行模拟波束成形。/n

【技术特征摘要】
20181121 US 62/770,492;20190124 US 16/256,3281.一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的方法，所述方法包括：
基于每个天线估计模拟信道；
基于所估计的模拟信道计算模拟波束成形矩阵；以及
基于所计算的模拟波束成形矩阵执行模拟波束成形。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模拟波束成形矩阵是根据迭代单连接模拟波束成形过程计算的。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述迭代单连接模拟波束成形过程包括相继地获得移相器系数。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模拟波束成形矩阵是根据基于本征的单连接模拟波束成形过程计算的。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述模拟信道包括通过正则化最小二乘方信道恢复来恢复模拟信道信息。


6.一种用于单连接天线阵列的模拟波束成形的系统，所述系统包括：
收发器；和
处理器，所述处理器被配置为：
基于每个天线估计模拟信道；
基于所估计的模拟信道显式计算模拟波束成形矩阵；以及
基于所计算的模拟波束成形矩阵执行模拟波束成形。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述模拟波束成形矩阵是根据迭代单连接模拟波束成形过程计算的。


8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述模拟波束成形矩阵是根据基于本征的单连接模拟波束成形过程计算的。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述基于本征的单连接模拟波束成形过程包括导出对单连接优化的封闭解。


10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理器被配置为：通...

【专利技术属性】
技术研发人员：程红兵，权赫准，宋基逢，詹祺，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR