无线通信系统中的装置和方法与流程

本公开涉及无线通信技术领域，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。

背景技术：

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。

技术实现要素：

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(Multiple Signal Classification，MUSIC)方法或信号参数的旋转不变性估计(Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques，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，能够降低成本，减小用户设备之间的相互干扰，提高系统的可达数据速率。

在下面的说明书部分中给出本公开实施例的其它方面，其中，详细说明用于充分地公开本公开实施例的优选实施例，而不对其施加限定。

附图说明

本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本公开的优选实施例和解释本公开的原理和优点。其中：

图1是示出大规模天线多用户-多输入多输出(MU-MIMO)系统的场景示例的示意图；

图2是示出根据本公开的实施例的用于混合波束成形的大规模MIMO基站的示例结构的示意图；

图3是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置 的功能配置示例的框图；

图4是示出根据本公开的实施例的用于粗略到达角估计的示例配置的示意图；

图5是示出根据本公开的实施例的用于候选到达角估计的示意图；

图6是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的另一功能配置示例的框图；

图7是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的另一功能配置示例的框图；

图8是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的另一功能配置示例的框图；

图9是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备侧的装置的功能配置示例的框图；

图10是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备侧的装置的另一功能配置示例的框图；

图11是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的信令交互过程的流程图；

图12是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的方法的过程示例的流程图；

图13是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备侧的方法的过程示例的流程图；

图14是示出在第一示例条件下的应用本技术的系统可达数据速率仿真的示意图；

图15是示出在第二示例条件下的应用本技术的系统可达数据速率仿真的示意图；

图16是示出在第三示例条件下的应用本技术的系统可达数据速率仿真的示意图；

图17是作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图；

图18是示出可以应用本公开的技术的演进型节点(eNB)的示意性配置的第一示例的框图；

图19是示出可以应用本公开的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图；

图20是示出可以应用本公开的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图；以及

图21是示出可以应用本公开的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本公开关系不大的其它细节。

接下来，将参照图1至图21描述本公开的实施例。

首先，将参照图2描述根据本公开的实施例的用于混合波束成形的大规模MIMO基站的示例结构。图2是示出根据本公开的实施例的用于混合波束成形的大规模MIMO基站的示例结构的示意图。

如图2所示，假设基站配备有T根天线，在该小区中存在K个用户，并且基站与用户设备之间存在G条射频链路，其中，满足以下关系：T>>G≥K。即，在该MU-MIMO系统中，射频链路的数量远远小于基站所配备的天线数量，因此可以大大降低系统的复杂度和成本。可以理解，在三维波束成形技术中，确定用户设备的波束方向是核心所在，但是由于在该系统中射频链路的数量远远小于基站所配备的天线数量，因此对于基站与用户设备之间的信道状态信息的获取提出了新的挑战。

接下来，将详细描述根据本公开的实施例的基于大规模天线和较少的射频链路，从角度域以两步方式来确定对于用户设备的波束方向的技术。

图3是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的功能配置示例的框图。在该无线通信系统中，假设基站设置有第一数量(假设为T)的天线和第二数量(假设为G)的射频链路，其中第二数量小于第一数量，并且存在例如K个用户设备(1≤K≤G)。

如图3所示，根据该示例的装置300可包括粗略到达角估计单元302、候选到达角估计单元304和精确到达角估计单元306。

如上所述，由于射频链路的数量小于天线的数量，因此，本公开提出了以两步方式来确定对于用户设备的到达角对(包括水平域和垂直域的到达角)。

粗略到达角估计单元302可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。

图4是示出根据本公开的实施例的用于粗略到达角估计的示例配置的示意图。如图4所示，通过为G条射频链路中的每一条射频链路分配一根天线而从T根天线中选择G根天线。在本公开的实施例中，优选地，第一数量的(即，T根)天线为二维面天线阵列，并且所选择的G根天线为该二维面阵列中的一个子阵列(包括G根天线)。应指出，在为G条射频链路分配天线时并不限定具体的分配规则，只要满足所选择的G根天线构成T根天线的二维面天线阵列的子阵列即可。

优选地，粗略到达角估计单元302可通过多信号分类(Multiple Signal Classification，MUSIC)方法或信号参数的旋转不变性估计(Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT)方法来估计粗略到达角对。具体的估计方法可参见现有技术中的有关描述，在此不再赘述。

这里，假设粗略到达角估计单元302估计得到的水平域和垂直域的粗略到达角对为由于在估计的过程中使用了G根天线，因此，可以认为角度分辨率为1/G。

候选到达角估计单元304可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。

如上所述，在使用G根天线时的角度分辨率为1/G，而实际上基站配 备有T根天线，即，实际的角度分辨率应该为1/T。也就是说，需要基于以上估计的粗略到达角对而进一步精确地确定针对目标用户设备的到达角对。

具体地，候选到达角估计单元304可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。

具体地，这里以半功率波束宽度作为波束宽度的示例进行描述，但是波束宽度的含义并不限于此。由于基站使用的是均匀分布的二维面天线阵列，那么，当使用T根天线时，垂直半功率波束宽度可以被定义为以下等式(1)：

其中，λ表示波长，θ₀是垂直到达角。

水平半功率波束宽度可以被定义为以下等式(2)：

相应地可以得到使用G根天线时的垂直半功率波束宽度和水平半功率波束宽度。由于使用G根天线时的角度分辨率小于使用T根天线时的角度分辨率，因此，显然使用G根天线时的半功率波束宽度大于使用T根天线时的半功率波束宽度。可以基于G与T之间的数值关系来确定可能的候选到达角对的数量。具体地，作为示例，定义以下变量q，例如由以下等式(3)来表示：

其中，表示向下取整操作，q即可以表示基于粗略到达角对所估计的 候选水平域和垂直域到达角的数量，则候选到达角对的数量为q×q。

然后，基于所确定的数量、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G根天线确定的水平域和垂直域的半功率波束宽度的范围内。具体地，例如，候选到达角对可以通过以下等式(4)来确定：

其中，l,j＝1,...,q，分别表示垂直方向和水平方向的到达角的序号。

图5是示出根据本公开的实施例的用于候选到达角估计的示意图。在图5中，符号“●”表示上述粗略到达角估计单元302所估计的粗略到达角对，符号“×”表示例如根据以上等式(4)所确定的候选到达角对。从图5可以看出，候选到达角对以粗略到达角对为中心，基于例如以上所确定的数量q而均匀地分布在根据G根天线确定的水平域和垂直域的半功率波束宽度的范围内。

应指出，以上给出的分别用于确定候选到达角对的数量和确定候选到达角对的分布的等式(3)和等式(4)仅为优选示例，并且本领域技术人员可以根据本公开的原理而对上述等式(3)和等式(4)进行修改，并且这样的变型均应认为落入本公开的范围内。作为一种示例方式，候选到达角估计单元304也可根据所估计的粗略到达角对和根据G根天线所确定的水平域和垂直域的波束宽度，以所估计的粗略到达角对为中心，在其附近以预定角度间隔(例如，各个候选到达角之间相差1°)确定预定数量的候选到达角对。

精确到达角确定单元306可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。

优选地，上述差值可以表示投影分量与真实分量之间的欧氏距离，并且上述信道状况参数可以包括信道慢变特性参数，例如包括大尺度衰落系数和瑞利衰落的K因子。

具体地，作为示例，在这里以莱斯信道模型为例来描述精确到达角对的确定过程。精确到达角确定单元306可根据所确定的候选到达角对，针对该基站所覆盖的小区内存在的各个用户设备定义一组导向矢量，该导向矢量例如可由以下表达式(5)和(6)来表示：

其中，K表示该基站所覆盖的小区内存在的用户设备的数量，并且q表示根据例如上述方式所确定的候选水平域和垂直域到达角的数量。

然后，精确到达角确定单元306将基站对来自用户设备的训练信号的实际接收信号(这里以矢量y来表示)映射到空间坐标上，并且定义例如以下投影分量：

接下来，对于K个用户设备当中的第k个用户设备，假设基站已知对于第k个用户设备的信道状况参数(即，包括上述大尺度衰落系数和瑞利衰落的K因子)，则精确到达角确定单元306可通过例如搜索过程来确定对于第k个用户设备的精确到达角对，在该搜索过程中，通过计算以上得到的投影分量与真实分量之间的差值而在所估计的候选到达角对中确定对于第k个用户设备的精确到达角对。作为示例，该搜索过程例如可通过以下等式(8)来表示：

其中，x_k是用户设备根据来自基站的指示而发出的、用于基站确定精确到达角对的训练信号并且是基站已知的，g_(k)表示从第k个用户设备到基站 的大尺度衰落系数，κ_(k)表示第k个用户设备的莱斯信道的瑞利衰落的K因子，表示例如上述真实分量，其是根据训练信号x_k和基站与用户设备之间的信道状况参数而确定的。

这样，通过计算投影分量与真实分量之间的欧氏距离，根据最小距离准则可以确定针对每个用户设备的精确到达角对，从而可以确定针对该用户设备的波束方向。因此，第k个用户的波束权重可以表示为例如以下等式(9)：

应理解，上述用于确定精确到达角对的表达式(5)至(9)仅为优选示例，并且本领域技术人员可根据本公开的原理而对上述计算表达式进行变型，只要这样的变型能够表示真实接收信号与根据候选到达角对训练信号的接收信号之间的差值即可。

根据以上描述可以看出，根据本公开的实施例，在采用大规模天线和较少数量的射频链路的情况下，可以通过两步方式来确定针对各个用户设备的准确波束方向(即，先确定粗略到达角对，然后再确定精确到达角对)，这样，能够在降低成本的同时优化系统性能。然后，基站可以根据所确定的精确到达角对(即，波束方向)而对用户设备进行上行数据接收和下行数据传输。在时分双工模式下，由于上行信道和下行信道具有互易性，因此基站可以采用与上行接收过程中相同的模拟波束成形向量和数字预编码向量进行下行数据传输，而在频分双工模式下，上行信道和下行信道不具有互易性，因此为了实现三维波束成形，用户设备需要估计下行信道状态信息并且将所估计的下行信道状态信息反馈给基站以用于基站进行下行数据传输。下面将分别参照图6和图7描述在时分双工模式和频分双工模式下的基站侧的装置的配置示例。

图6是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的另一功能配置示例的框图。图6所示的示例一般适用于时分双工模式。

如图6所示，根据该示例的装置600可包括粗略到达角估计单元602、候选到达角估计单元604、精确到达角确定单元606、模拟波束成形向量 生成单元608、物理信道确定单元610和数字预编码向量生成单元612。其中，粗略到达角估计单元602、候选到达角估计单元604和精确到达角确定单元606的功能配置示例与以上参照图3描述的各个相应单元的功能配置示例基本上相同，在此不再重复。下面，将仅详细描述模拟波束成形向量生成单元608、物理信道确定单元610和数字预编码向量生成单元612的功能配置示例。

模拟波束成形向量生成单元608可被配置成基于所确定的精确到达角对而生成模拟波束成形向量。

具体地，每个用户设备的波束权重可以由根据上述表达式(5)至(9)所确定的w_k来表示，从而对于小区中存在的K个用户设备，基站可得到模拟波束成形向量为：[w₁,w₂,…,w_k]。

物理信道确定单元610可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。

具体地，在模拟波束成形接收后，从用户到基站的等效信道可以表示为：H，其中，(·)^H表示共轭转置，上行等效信道可基于用户设备根据基站的指示而发射的探测参考信号(Sounding Reference Signal,SRS)来估计。根据所确定的模拟波束成形向量和所估计的等效上行信道，物理信道确定单元610可确定物理信道H。应理解，如上所述，在时分双工模式下，上行信道和下行信道具有互易性，因此该物理信道H可以用于上行数据接收和下行数据传输。

数字预编码向量生成单元612可被配置成基于模拟波束成形向量、所确定的物理信道和预定的接收准则而生成数字预编码向量。

数字预编码可以采用最小均方差值(Minimum Mean Square Error，MMSE)预编码或迫零(Zero Forcing，ZF)预编码。当采用迫零预编码时，数字预编码向量例如可根据以下表达式(10)来确定：

(H^T[w1,w2,…,wk]*)^-1 (10)

这样，基站可根据上行等效信道对用户设备进行上行数据接收，并且利用所确定的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，从而实现三维波束成形。

具体地，在上行数据接收的情况下，基站接收的信号可以表示为：

y＝Hx+n

其中，x＝[x₁,x₂,...,x_K]^T，x_k为第k个用户设备的发射信号，(·)^T表示转置，n为噪声向量。

此时，可以采用最小均方差值(MMSE)接收算法或迫零(ZF)接收算法对数据进行接收：

其中，

在下行数据传输的情况下，当例如采用迫零预编码时，K个用户设备接收到来自基站的数据可以表示为：

其中，a＝[a₁,a₂,…,a_K]，a_k为基站发送给第k个用户设备的信号，z为噪声向量，(·)*表示伴随矩阵。可以看出，用户设备之间没有相互干扰，从而可以提高用户设备的信号接收质量。

下面将参照图7描述在频分双工模式的情况下的基站侧的装置的功能配置示例。图7是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的另一功能配置示例的框图。图7所示的示例一般适用于频分双工模式。

如图7所示，根据该示例的装置700可包括粗略到达角估计单元702、候选到达角估计单元704、精确到达角确定单元706、模拟波束成形向量 生成单元708和数字预编码向量生成单元710。其中，粗略到达角估计单元702、候选到达角估计单元704和精确到达角确定单元706的功能配置示例与以上参照图3描述的相应单元的功能配置示例基本上相同，在此不再重复。下面将仅详细描述模拟波束成形向量生成单元708和数字预编码向量生成单元710的功能配置示例。

模拟波束成形向量生成单元708可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。

数字预编码向量生成单元710可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。

在频分双工模式下，由于上行信道和下行信道不具有互易性，因此需要由用户设备对下行信道状态信息进行估计并反馈给基站。具体地，在频分双工模式下，基站将利用所确定的精确到达角对用于下行波束指向，并且基于所确定的精确到达角对而向用户设备发射参考信号(例如，小区特定参考信号(Cell-specific Reference Signal，CRS)、信道状态指示-参考信号(Channel Status Indicator-Reference Signal，CSI-RS)等)以用于用户设备进行下行信道状态估计，并且数字预编码向量生成单元810可根据用户设备反馈的下行信道状态信息而生成用于下行数据传输的数字预编码向量。

然后，与上述时分双工模式的情况下类似，基站可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。具体的上行数据接收和下行数据传输过程与上述时分双工模式下基本上相同，在此不再赘述。

优选地，上述基站侧的装置300、600和700可以是位于基站侧的独立处理芯片，或者也可以是基站本身，并且在该情况下，基站还可包括通信单元，该通信单元可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。

优选地，通信单元还可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。

在上述实施例中，通过确定针对各个用户设备的水平域和垂直域的精 确到达角对，可以实现对于用户设备的准确方向定位。下面将参照图8描述根据本公开的实施例的还能实现对用户设备的距离定位的配置。

图8是示出根据本公开的另一实施例的无线通信系统中的基站侧的装置的功能配置示例的框图。

如图8所示，根据该示例的装置800可包括粗略到达角估计单元802、候选到达角估计单元804、精确到达角确定单元806和距离确定单元808。其中，粗略到达角估计单元802、候选到达角估计单元804和精确到达角确定单元806的功能配置示例与以上参照图3描述的相应单元的功能配置示例基本上相同，在此不再赘述。下面将仅详细描述距离确定单元808的功能配置示例。

距离确定单元808可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。具体地，作为示例，基站可根据所确定的精确到达角对而向用户设备发送例如检测信号，并且距离确定单元808可例如根据用户设备对该检测信号的接收功率和/或接收强度等来确定用户设备距基站的距离。这样，可以同时实现对用户设备的距离以及方向定位。

接下来，与上述基站侧的装置的实施例相对应的，下面将描述用户设备侧装置的功能配置示例。

图9是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备侧的装置的功能配置示例的框图。

如图9所示，根据该示例的装置900可包括通信单元902，通信单元902可被配置成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。

如上所述，在存在大规模天线和较少的射频链路的无线通信系统中，为了使得基站能够准确地确定针对用户设备的水平域和垂直域的到达角对以实现混合三维波束成形，基站基于与射频链路的数量相同数量的天线和这些射频链路粗略估计用户设备的到达角对，并根据所估计的粗略到达角对和波束宽度而确定候选到达角对，然后向用户设备发出指示以使得用户设备发射训练信号，从而基站可根据训练信号和所估计的候选到达角对而确定针对该用户设备的精确到达角对。应理解，该训练信号是基站已知的。

优选地，通信单元902还可进一步被配置成根据来自基站的指示而向 基站发射用于进行上行等效信道估计的探测参考信号。如上所述，在上行数据接收的过程中，基站会向用户设备发送指示以使得用户设备发射探测参考信号(SRS)，从而基站可根据所接收的探测参考信号进行上行等效信道估计，并且根据所估计的上行等效信道进行上行数据接收。在时分双工模式的情况下，还可根据所估计的上行等效信道而进行下行数据传输。

接下来，将参照图10描述根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备的装置的另一功能配置示例。图10是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备的装置的另一功能配置示例的框图。

如图10所示，根据该示例的装置1000可包括通信单元1002和下行等效信道估计单元1004。其中，通信单元1002的功能配置示例与上述通信单元902的功能配置示例基本上相同，在此不再赘述。下面将仅详细描述下行等效信道估计单元1004的功能配置示例。

下行等效信道估计单元1004可被配置成根据来自基站的参考信号进行下行等效信道估计以获得信道状态信息从而用于基站进行下行数据传输，其中，该参考信号是基站基于所确定的到达角对发射的。

具体地，如上所述，在频分双工模式的情况下，由于上行信道和下行信道不具有互易性，因此需要由用户设备进行下行等效信道的估计并且将所估计的下行信道状态信息发送给基站，以由基站根据所反馈的下行信道状态信息得到用于下行数据传输的数字预编码向量。具体的下行等效信道估计处理与现有技术中相同，在此不再赘述。

优选地，通信单元1002还将下行等效信道估计单元1004得到的信道状态信息发送给基站，以由基站进行下行数据传输。

应指出，以上用户设备侧的装置的实施例是与以上参照图1至图8描述的基站侧的装置的实施例相对应的，因此在此未详细描述的内容可参见以上实施例中相应位置的描述，在此不再重复。

应理解，尽管以上参照附图描述了基站侧和用户设备侧的装置的功能配置示例，但是应理解，这仅是示例而非限制，并且本领域技术人员可根据本公开的原理而对上述实施例中的功能模块进行添加、删除、组合、子组合或变更，这样的变型显然应落入本公开的范围内。

为了更好地理解上述过程，下面将参照图11描述基站侧与用户设备侧的信令交互流程。图11是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的信令交互过程的流程图。

如图11所示，首先，在步骤S1101中，用户设备对基站进行上行数据传输。然后，在步骤S1102中，基站从第一数量的(例如，T根)天线中为第二数量的(例如，G条)射频链路选择G根天线构成面阵列，根据G根天线和G条射频链路进行粗略到达角估计，然后根据所估计的粗略到达角对和波束宽度而估计候选到达角对。然后，在步骤S1103中，基站向用户设备发送用于发射训练信号的指示，其中，基站可例如为用户设备分配q×q/G个时隙用于发射训练信号，q表示候选水平域和垂直域到达角的数量。接下来，在步骤S1104中，用户设备可根据基站的指示而向基站发射训练信号。在步骤S1105中，基站可根据来自用户设备的训练信号、基于上述候选到达角对和上述搜索过程来确定针对该用户设备的精确到达角对(即，针对该用户设备的波束方向)。在步骤S1106中，基站可向用户设备发送用于发射探测参考信号的指示以用于上行等效信道估计。在步骤S1107中，用户设备向基站发射探测参考信号，并且各个用户设备发射的探测参考信号是相互正交的。然后，在步骤S1108中，基站根据来自用户设备的探测参考信号进行上行等效信道估计，并且根据所估计的上行等效信道进行上行数据接收。

对于下行数据传输，如上所述，根据是采用时分双工模式还是频分双工模式，分为以下两种情况。具体地，在时分双工模式下，由于上行信道和下行信道具有互易性，因此在步骤S1109中，基站直接根据所确定的上行等效信道和模拟波束成形向量(即，针对用户设备的波束权重)而对用户设备进行下行数据传输。另一方面，在频分双工模式下，由于上行信道和下行信道不具有互易性，因此需要由用户设备进行下行等效信道估计。具体地，在步骤S1109中，基站向用户设备发射参考信号(例如，CRS、CSI-RS)以用于用户设备进行下行等效信道估计。在步骤S1110中，用户设备根据所接收的参考信号而进行下行等效信道估计，并且在步骤S1111中将估计得到的信道状态信息反馈给基站。然后，在步骤S1112中，基站根据所接收的信道状态信息而确定用于下行数据传输的数字预编码向量，然后结合上述模拟波束成形向量对用户设备进行下行数据传输。

以上结合图11描述了基站侧与用户设备侧的信令交互流程，但是应理解，该流程仅是示例而非限制，并且本领域技术人员也可根据本公开的原理而对上述流程进行适当的修改，这样的修改显然应落入本公开的范围内。

与上述装置实施例相对应地，本公开还提供了以下方法实施例。下面 将参照图12和图13分别描述基站侧和用户设备侧的方法。

图12是示出根据本公开的实施例的无线通信系统中的基站侧的方法的过程示例的流程图。

如图12所示，根据该实施例的方法1200可包括粗略到达角估计步骤S1202、候选到达角估计步骤S1204和精确到达角确定步骤S1206。

在粗略到达角估计步骤S1202中，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，其中，第二数量小于第一数量。优选地，可通过MUSIC方法或ESPRIT方法来估计粗略到达角对。

然后，在候选到达角估计步骤S1204中，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。优选地，在候选到达角估计步骤S1204中，可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。具体地，可通过例如上述表达式(1)至(4)来确定候选到达角对。具体的确定过程可参见以上相应位置的描述，在此不再赘述。

接下来，在精确到达角确定步骤S1206中，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。优选地，差值可以表示投影分量与真实分量之间的欧氏距离，并且信道状况参数可以包括信道慢变特性参数。作为一种示例实现方式，例如可通过以上表达式(5)至(9)所示的过程来确定精确到达角对。具体的确定过程可参见以上相应位置的描述，在此不再赘述。

优选地，在时分双工模式下，方法1200还可包括模拟波束成形向量生成步骤、物理信道确定步骤和数字预编码向量生成步骤。

在模拟波束成形向量生成步骤中，基于所确定的精确到达角对而生成 模拟波束成形向量。

在物理信道确定步骤中，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。

在数字预编码向量生成步骤中，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。

另一方面，在频分双工模式下，方法1200还可包括模拟波束成形向量生成步骤和数字预编码向量生成步骤。

在模拟波束成形向量生成步骤中，基于精确到达角对和载波频率而生成模拟波束成形向量。

在数字预编码向量生成步骤中，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。

优选地，上述方法1200还可包括通信步骤，在通信步骤中，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。优选地，在通信步骤中，还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。

此外，优选地，方法1200还可包括距离确定步骤，在该距离确定步骤中，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。

应指出，以上参照图12描述的方法实施例是与以上参照图1至图8描述的基站侧的装置实施例相对应的，在此未详细描述的内容可参见以上装置实施例中相应位置的描述，在此不再重复。

接下来，将参照图13描述根据本公开的实施例的无线通信系统中的用户设备侧的方法的过程示例的流程图。

如图13所示，根据该实施例的方法1300可包括通信步骤S1302，在通信步骤S1302中，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。

优选地，在通信步骤S1302中，还根据来自基站的指示而向基站发射用于进行上行等效信道估计的探测参考信号。

此外，优选地，在频分双工模式下，方法1300还可包括下行等效信 道估计步骤，在该下行等效信道估计步骤中，根据来自基站的参考信号进行下行等效信道估计以获得信道状态信息从而用于基站进行下行数据传输，其中，参考信号是基站基于所确定的精确到达角对发射的，并且在通信步骤中将所得到的信道状态信息反馈给基站。

应指出，以上参照图13描述的方法实施例是与以上参照图9至图10描述的用户设备侧的装置实施例相对应的，在此未详细描述的内容可参见以上装置实施例中相应位置的描述，在此不再重复。

应指出，尽管以上描述了根据本公开的实施例的无线通信系统中的方法的过程示例，但是这仅是示例而非限制，并且本领域技术人员可根据本公开的原理对以上实施例进行修改，例如可对各个实施例中的步骤进行添加、删除或者组合等，并且这样的修改均落入本公开的范围内。

此外，根据本公开的实施例，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实施例的无线通信系统中的方法或相应单元的功能。

应理解，根据本公开的实施例的存储介质和程序产品中的机器可执行的指令还可以被配置成执行与上述装置实施例相对应的方法，因此在此未详细描述的内容可参考先前相应位置的描述，在此不再重复进行描述。

相应地，用于承载上述包括机器可执行的指令的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。该存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

根据以上描述可以看出，根据本公开的技术，可以通过利用较少数量的射频链路来降低成本，同时通过两步方式来确定针对用户设备的精确到达角对，以优化系统性能。下面，将参照图14至图16来描述在不同示例条件下通过应用本公开的技术而实现的系统系能(这里例如为系统可达数据速率)的提升。

这里假设在小区内有两个用户设备,每个用户设备配有一根天线，基站配置T＝100根天线，基站配置的射频链路为G＝4。两个用户的直达径分量的水平到达角和垂直到达角分别为：可以看出两个用户设备靠得较近。这两个用户设备的大尺度衰落系数分别为0.8和0.3。在仿真的过程中，该示例给出了时分双工模式下的下行传输性能，并且信噪比(Signal to noise ratio,SNR)定义为基 站的发射功率与高斯噪声功率的比值。

图14是示出示出在第一示例条件下的应用本技术的系统可达数据速率仿真的示意图。

在图14所示的示例中，示出了当莱斯信道K因子为0dB，上行用于到达角估计的信噪比为0dB时，本方法的可达数据速率。在这个条件下，粗略到达角估计将不准确。因此，从图14中可以看出，基于粗略到达角估计的波束成形的可达数据速率与随机波束成形的可达数据速率的间隔较小。在特定的SNR条件下，基于精确到达角估计(本方法的两步波束成形方法)性能提高了约2bps。

图15是示出在第二示例条件下的应用本技术的系统可达数据速率仿真的示意图。

在图15所示的示例中，示出了当莱斯信道K因子为5dB，上行用于到达角估计的信噪比为0dB时，本方法的可达数据速率。在这个条件下，视距路径分量变大，从而粗略到达角的估计变得相对准确(与图14的情况相比)。从图15可以看出，基于粗略到达角估计的波束成形的可达数据速率与随机波束成形的可达数据速率的间隔变大，并且基于精确到达角估计的性能最优。

图16是示出在第三示例条件下的应用本技术的系统可达数据速率仿真的示意图。

在图16所示的示例中，示出了当莱斯信道K因子为0dB，上行用于到达角估计的信噪比为5dB时，本方法的可达数据速率。在这个条件下，由于在到达角估计的过程中信噪比得到了提高(与图14的情况相比)，因此粗略到达角估计的准确度将得到提高。与图14的情况相比，图16与图14的物理信道条件相同。基于粗略到达角的波束成形方法的可达数据速率得到了提高。同样，基于精确到达角估计的可达数据速率最大。

另外，还应该指出的是，上述系列处理和装置也可以通过软件和/或固件实现。在通过软件和/或固件实现的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机，例如图17所示的通用个人计算机1700安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等等。图17是示出作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图。

在图17中，中央处理单元(CPU)1701根据只读存储器(ROM) 1702中存储的程序或从存储部分1708加载到随机存取存储器(RAM)1703的程序执行各种处理。在RAM 1703中，也根据需要存储当CPU 1701执行各种处理等时所需的数据。

CPU 1701、ROM 1702和RAM 1703经由总线1704彼此连接。输入/输出接口1705也连接到总线1704。

下述部件连接到输入/输出接口1705：输入部分1706，包括键盘、鼠标等；输出部分1707，包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等；存储部分1708，包括硬盘等；和通信部分1709，包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等。通信部分1709经由网络比如因特网执行通信处理。

根据需要，驱动器1710也连接到输入/输出接口1705。可拆卸介质1711比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1710上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1708中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1711安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图17所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1711。可拆卸介质1711的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 1702、存储部分1708中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

以下将参照图18至图21描述根据本公开的应用示例。

[关于基站的应用示例]

(第一应用示例)

图18是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。eNB 1800包括一个或多个天线1810以及基站设备1820。基站设备1820和每个天线1810可以经由RF线缆彼此连接。

天线1810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备1820 发送和接收无线信号。如图18所示，eNB 1800可以包括多个天线1810。例如，多个天线1810可以与eNB 1800使用的多个频段兼容。虽然图18示出其中eNB 1800包括多个天线1810的示例，但是eNB 1800也可以包括单个天线1810。

基站设备1820包括控制器1821、存储器1822、网络接口1823以及无线通信接口1825。

控制器1821可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备1820的较高层的各种功能。例如，控制器1821根据由无线通信接口1825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口1823来传递所生成的分组。控制器1821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器1821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器1822包括RAM和ROM，并且存储由控制器1821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。

网络接口1823为用于将基站设备1820连接至核心网1824的通信接口。控制器1821可以经由网络接口1823而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下，eNB 1800与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口1823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口1823为无线通信接口，则与由无线通信接口1825使用的频段相比，网络接口1823可以使用较高频段用于无线通信。

无线通信接口1825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线1810来提供到位于eNB 1800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口1825通常可以包括例如基带(BB)处理器1826和RF电路1827。BB处理器1826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器1821，BB处理器1826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器1826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器1826的功能改变。该模块可以为插入到基站设备1820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时， RF电路1827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1810来传送和接收无线信号。

如图18所示，无线通信接口1825可以包括多个BB处理器1826。例如，多个BB处理器1826可以与eNB 1800使用的多个频段兼容。如图18所示，无线通信接口1825可以包括多个RF电路1827。例如，多个RF电路1827可以与多个天线元件兼容。虽然图18示出其中无线通信接口1825包括多个BB处理器1826和多个RF电路1827的示例，但是无线通信接口1825也可以包括单个BB处理器1826或单个RF电路1827。

(第二应用示例)

图19是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。eNB 1930包括一个或多个天线1940、基站设备1950和RRH1960。RRH 1960和每个天线1940可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备1950和RRH 1960可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。

天线1940中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 1960发送和接收无线信号。如图19所示，eNB 1930可以包括多个天线1940。例如，多个天线1940可以与eNB1930使用的多个频段兼容。虽然图19示出其中eNB 1930包括多个天线1940的示例，但是eNB 1930也可以包括单个天线1940。

基站设备1950包括控制器1951、存储器1952、网络接口1953、无线通信接口1955以及连接接口1957。控制器1951、存储器1952和网络接口1953与参照图18描述的控制器1821、存储器1822和网络接口1823相同。

无线通信接口1955支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH 1960和天线1940来提供到位于与RRH 1960对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口1955通常可以包括例如BB处理器1956。除了BB处理器1956经由连接接口1957连接到RRH 1960的RF电路1964之外，BB处理器1956与参照图18描述的BB处理器1826相同。如图19所示，无线通信接口1955可以包括多个BB处理器1956。例如，多个BB处理器1956可以与eNB 1930使用的多个频段兼容。虽然图19示出其中无线通信接口1955包括多个BB处理器1956的示例，但是无线通信接口1955也可以包括单个BB处理器1956。

连接接口1957为用于将基站设备1950(无线通信接口1955)连接至 RRH 1960的接口。连接接口1957还可以为用于将基站设备1950(无线通信接口1955)连接至RRH 1960的上述高速线路中的通信的通信模块。

RRH 1960包括连接接口1961和无线通信接口1963。

连接接口1961为用于将RRH 1960(无线通信接口1963)连接至基站设备1950的接口。连接接口1961还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。

无线通信接口1963经由天线1940来传送和接收无线信号。无线通信接口1963通常可以包括例如RF电路1964。RF电路1964可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1940来传送和接收无线信号。如图19所示，无线通信接口1963可以包括多个RF电路1964。例如，多个RF电路1964可以支持多个天线元件。虽然图19示出其中无线通信接口1963包括多个RF电路1964的示例，但是无线通信接口1963也可以包括单个RF电路1964。

在图18和图19所示的eNB 1800和eNB 1930中，装置300和600至800中的通信单元可以由无线通信接口1825以及无线通信接口1955和/或无线通信接口1963实现。粗略到达角估计单元、候选到达角估计单元、精确到达角确定单元、模拟波束成形向量生成单元、物理信道确定单元、数字预编码向量生成单元和距离确定单元的功能的至少一部分也可以由控制器1821和控制器1951实现。

[关于用户设备的应用示例]

(第一应用示例)

图20是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话2000的示意性配置的示例的框图。智能电话2000包括处理器2001、存储器2002、存储装置2003、外部连接接口2004、摄像装置2006、传感器2007、麦克风2008、输入装置2009、显示装置2010、扬声器2011、无线通信接口2012、一个或多个天线开关2015、一个或多个天线2016、总线2017、电池2018以及辅助控制器2019。

处理器2001可以为例如CPU或片上系统(SoC)，并且控制智能电话2000的应用层和另外层的功能。存储器2002包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器2001执行的程序。存储装置2003可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口2004为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话2000的接口。

摄像装置2006包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器2007可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风2008将输入到智能电话2000的声音转换为音频信号。输入装置2009包括例如被配置为检测显示装置2010的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置2010包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话2000的输出图像。扬声器2011将从智能电话2000输出的音频信号转换为声音。

无线通信接口2012支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口2012通常可以包括例如BB处理器2013和RF电路2014。BB处理器2013可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路2014可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2016来传送和接收无线信号。无线通信接口2012可以为其上集成有BB处理器2013和RF电路2014的一个芯片模块。如图20所示，无线通信接口2012可以包括多个BB处理器2013和多个RF电路2014。虽然图20示出其中无线通信接口2012包括多个BB处理器2013和多个RF电路2014的示例，但是无线通信接口2012也可以包括单个BB处理器2013或单个RF电路2014。

此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口2012可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口2012可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器2013和RF电路2014。

天线开关2015中的每一个在包括在无线通信接口2012中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线2016的连接目的地。

天线2016中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口2012传送和接收无线信号。如图20所示，智能电话2000可以包括多个天线2016。虽然图20示出其中智能电话2000包括多个天线2016的示例，但是智能电话2000也可以包括单个天线2016。

此外，智能电话2000可以包括针对每种无线通信方案的天线2016。 在此情况下，天线开关2015可以从智能电话2000的配置中省略。

总线2017将处理器2001、存储器2002、存储装置2003、外部连接接口2004、摄像装置2006、传感器2007、麦克风2008、输入装置2009、显示装置2010、扬声器2011、无线通信接口2012以及辅助控制器2019彼此连接。电池2018经由馈线向图20所示的智能电话2000的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器2019例如在睡眠模式下操作智能电话2000的最小必需功能。

在图20所示的智能电话2000中，装置900和1000中的通信单元可以由无线通信接口2012实现。下行等效信道估计单元的功能的至少一部分也可以由处理器2001或辅助控制器2019实现。

(第二应用示例)

图21是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备2120的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备2120包括处理器2121、存储器2122、全球定位系统(GPS)模块2124、传感器2125、数据接口2126、内容播放器2127、存储介质接口2128、输入装置2129、显示装置2130、扬声器2131、无线通信接口2133、一个或多个天线开关2136、一个或多个天线2137以及电池2138。

处理器2121可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备2120的导航功能和另外的功能。存储器2122包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器2121执行的程序。

GPS模块2124使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备2120的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器2125可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口2126经由未示出的终端而连接到例如车载网络2141，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。

内容播放器2127再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口2128中。输入装置2129包括例如被配置为检测显示装置2130的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置2130包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器2131输出导航功能的声音或再现的内容。

无线通信接口2133支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)， 并且执行无线通信。无线通信接口2133通常可以包括例如BB处理器2134和RF电路2135。BB处理器2134可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路2135可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2137来传送和接收无线信号。无线通信接口2133还可以为其上集成有BB处理器2134和RF电路2135的一个芯片模块。如图21所示，无线通信接口2133可以包括多个BB处理器2134和多个RF电路2135。虽然图21示出其中无线通信接口2133包括多个BB处理器2134和多个RF电路2135的示例，但是无线通信接口2133也可以包括单个BB处理器2134或单个RF电路2135。

此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口2133可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口2133可以包括BB处理器2134和RF电路2135。

天线开关2136中的每一个在包括在无线通信接口2133中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线2137的连接目的地。

天线2137中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口2133传送和接收无线信号。如图21所示，汽车导航设备2120可以包括多个天线2137。虽然图21示出其中汽车导航设备2120包括多个天线2137的示例，但是汽车导航设备2120也可以包括单个天线2137。

此外，汽车导航设备2120可以包括针对每种无线通信方案的天线2137。在此情况下，天线开关2136可以从汽车导航设备2120的配置中省略。

电池2138经由馈线向图21所示的汽车导航设备2120的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池2138累积从车辆提供的电力。

在图21示出的汽车导航设备2120中，装置900和1000中的通信单元可以由无线通信接口2133实现。下行等效信道估计单元的功能的至少一部分也可以由处理器2121实现。

本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备2120、车载网络2141以及车辆模块2142中的一个或多个块的车载系统(或车辆)2140。 车辆模块2142生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络2141。

以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。

例如，在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个单元来实现。无需说，这样的配置包括在本公开的技术范围内。

在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。