一种波束赋形权向量的生成方法及装置的制造方法

文档序号:9455606
一种波束赋形权向量的生成方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域,特别是涉及一种下行波束赋形权向量的生成方法 及装置。
【背景技术】
[0002] LTE (Long Term Evolution,长期演进项目)标准中引入了波束赋形技术,波束赋 形技术是一种基于天线阵列的信号预处理技术,波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的 加权系数产生具有指向性的波束,从而能够获得明显的阵列增益。因此,波束赋形技术在扩 大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑制等方面都有很大的优势。
[0003] 在利用波束赋形技术时,最重要的环节是"确定波束赋形权向量",现阶段有两种 方式:第一种方式是,基站根据UE发送的上行SRS (Sounding Reference Symbol,探测参考 信号),基于TDD系统上下行信道的互异性,确定下行波束赋形权向量;第二种方式是,基站 根据UE反馈的PMI (Precoding Matrix Indicator,预编码矩阵指示),计算下行波束赋形 权向量。
[0004] 但,在LTE的传输方式TM9中,基站可以配置2个端口的CSI - RS (Channel - State In form ation reference signal,信道状态信息参考信号),比如,基站可以采用8 天线,那么4个天线可以共用一个天线端口;如果采用上述第一种方式,现阶段的UE都是在 固定的一个上行天线上进行上行SRS的发送,因此,基站利用UE (User Equipment,用户设 备)发送的上行SRS只能计算得到一个信道信息,而无法直接得到另一个信道信息,也就无 法计算得到相对精准的波束赋形权向量。另外,利用第一种方式时,在利用SRS计算得到波 束赋形权向量进行波束赋形时,有可能距离获得波束赋形权向量的时间间隔较长,无线信 道已经发生了较大变化,造成波束赋形的效果不好。
[0005] 如果采用上述第二种方式,由于PMI是UE在一定的集合元素中,根据信道情况选 取的与下行信道信息相近的元素,这种选取方式必然存在一定的量化误差。
[0006] 目前,针对TM9还没有一种较好的方法能够计算较精准的波束赋形权向量,获得 较好的波束赋形效果,从而有效地提升用户下行波束赋形的性能。

【发明内容】

[0007] 为了解决上述问题,本发明一种波束赋形权向量的生成方法及装置,能够提高波 束赋形权向量的精准性,以获得较好的波束赋形效果,从而有效地提升用户下行波束赋形 的性能。
[0008] 本发明一方面提供了一种波束赋形权向量的生成方法,所述方法包括:
[0009] 基站根据需要执行波束赋形的时间t_bf,查找与所述时间t_bf距离最短的探 测参考信号接收时间t _ srs和与所述时间t _ bf距离最短的预编码矩阵指示接收时间 t - pmi ;
[0010] 基站分别计算时间t _ bf与t _ srs的时间差T _ SRS以及时间t _ bf与t _ pmi的时间差T_PMI ;
[0011] 基站判断时间差!1 +SRS是否小于第一时间阈值以及判断时间差T_PMI是否小 于第二时间阈值;
[0012] 若时间差T_SRS大于第一时间阈值和/或时间差T_PMI大于第二时间阈值时, 基站选取时间差T _ SRS与时间差T _ PMI两者中较小的一个;
[0013] 当选取时间差T _ SRS时,则基站利用在时间t _ srs接收到的SRS生成下行波 束赋形权向量;
[0014] 当选取时间差T _ PMI时,则基站利用在时间t _ pmi接收到的PMI生成下行波 束赋形权向量。
[0015] 可选的,若时间差T _ SRS不大于第一时间阈值且时间差T _ PMI不大于第二时 间阈值时,所述方法还包括:
[0016] 基站利用在时间t _ srs接收到的SRS和在时间t _pmi接收到的PMI,重构生成 下行波束赋形权向量。
[0017] 可选的,当基站接收到UE反馈的信道的秩为1时,基站利用在时间t _ srs接收 到的SRS和在时间t _ pmi接收到的PMI,重构生成下行波束赋形权向量,包括:
[0018] 基站利用在时间t _ srs接收到的SRS生成预编码矩阵M(m11;m21;m31;......;m nl); 其中,M是η行一列的矩阵,η表示基站的天线数目;
[0019] 基站根据矩阵M生成矩阵

^其中,Ml是η/2行一列的矩阵,其矩阵数值为M的第1行至 第η/2行对应的数值;M2是η/2行一列的矩阵,其矩阵数值为M的(I + y)行至第η行对应 的数值;
[0020] 基站计算ajlja2的方向角α以及Ml到M2的方向角β ;其中,aJPa2是指基站 在时间t_pmi接收到的PMI的版本矩阵Nl(a1;a 2)中的向量aJPa2;
[0021] 基站判断方向角α与方向角β的差值η是否小于等于预设的夹角阈值Θ ;
[0022] 若η < Θ,则基站选取M作为下行波束赋形权向量。
[0023] 若η > Θ,则基站将Ml按照二位坐标系逆时针旋转α得到M3,将Ml和M3合并 生成下行波束赋形权向量;或,基站将M2按照二位坐标系顺时针旋转α得到Μ4,将Μ4和 M2合并生成下行波束赋形权向量;或,基站根据信道容量最大化准则,选取Ml和M2两者中 使得信道容量最大化的一个作为下行波束赋形权向量;或,基站根据信道容量最大化准则, 选取M、Ml和M2三者中使得信道容量最大化的一个作为下行波束赋形权向量。
[0024] 可选的,当基站接收到UE反馈的信道的秩为2时,基站利用在时间t _ srs接收 到的SRS和在时间t _ pmi接收到的PMI,重构生成下行波束赋形权向量,包括:
[0025] 基站利用在时间t _ srs接收到的SRS生成预编码矩阵M(m11;m21;m31;......;m nl); 其中,M是η行一列的矩阵,η表示基站的天线数目;
[0026] 基站利用在时间t _ pmi接收到的PMI的版本矩阵Ν2 (ana12;a 21a22)重构得到码 本N3 ;该码本N3是η行两列的矩阵,η表示基站的天线数目;该码本N3的第1至n/2行第 一列的数值均是an;第1至n/2行第二列的数值均是a 12;第(I+f)至η行第一列的数值均 fl 是a21;第(1 + $)至η行第二列的数值均是a22;
[0027] 基站利用码本N3对M进行修正计算得到下行波束赋形权向量。
[0028] 可选的,基站利用码本N3对M进行修正计算得到下行波束赋形权向量,包括:
[0029] 基站计算码本N3的第一列元素与M对应位置元素的乘积得到M5 ;
[0030] 基站计算码本N3的第二列元素与M对应位置元素的乘积得到M6 ;
[0031] 基站将M5和M6组合生成下行波束赋形权向量。
[0032] 本发明另一方面提供了一种波束赋形权向量的生成装置,所述装置包括:
[0033] 时间查找单元,用于根据需要执行波束赋形的时间t_bf,查找与所述时间t_ bf距离最短的探测参考信号接收时间t _ srs和与所述时间t _ bf距离最短的预编码矩 阵指示接收时间t _ pmi ;
[0034] 时间差计算单元,用于计算时间t _ bf与t _ srs的时间差T _ SRS以及时间t _ bf与t _ pmi的时间差T _ PMI ;
[0035] 判断单元,用于判断时间差T _ SRS是否小于第一时间阈值以及判断时间差T _ PMI是否小于第二时间阈值;
[0036] 时间差选取单元,用于当时间差T _ SRS大于第一时间阈值和/或时间差T _PMI 大于第二时间阈值时,选取时间差T _ SRS与时间差T _ PMI两者中较小的一个;
[0037] 第一生成单元,用于当选取时间差T _ SRS时,利用在时间t_ srs接收到的SRS 生成下行波束赋形权向量;
[0038] 第二生成单元,用于当选取时间差T _ PMI时,利用在时间t_ pmi接收到的PMI 生成下行波束赋形权向量。
[0039] 可选的,当判断单元的判断结果是时间差T _ SRS不大于第一时间阈值且时间差 T_PMI不大于第二时间阈值时,所述装置还包括:
[0040] 重构单元,用于利用在时间t_srs接收到的SRS和在时间t_pmi接收到的PMI, 重构生成下行波束赋形权向量。
[0041] 可选的,当UE反馈的信道的秩为1时,所述重构单元,包括:
[0042] 预编码矩阵生成模块,用于利用在时间t _ srs接收到的SRS生成预编码矩阵 M(m11;m21;m31; ...... ;m nl);其中,M是η行一列的矩阵,η表示基站的天线数目;
[0043] 参数矩阵生成模块,用于根据矩阵M生成矩阵

其中,Ml是η/2行一列的矩阵,其矩 阵数值为M的第1行至第η/2行对应的数值;M2是η/2行一列的矩阵,其矩阵数值为M的 ◎ + f)行至第η行对应的数值;
[0044] 方向角计算模块,用于计算&1到a 2的方向角α以及Ml到M2的方向角β ;其中, aJP 82是指基站在时间t _pmi接收到的PMI的版本矩阵NI (a 1;a 2)中的向量aJP a 2;
[0045] 方向角大小判断模块,用于判断方向角α与方向角β的差值η是否小于等于预 设的夹角阈值θ ;若rI < θ,则触发选取模块;若η > θ,则触发生子模块一、生成模块 二、生成模块三或生成模块四;
[0046] 选取模块,用于选取M作为下行波束赋形权向量。
[0047] 生子模块一,用于将Ml按照二位坐标系逆时针旋转α得到M3,将Ml和M3合并生 成下行波束赋形权向量;
[0048] 生成模块二,用于将M2按照二位坐标系顺时针旋转α得到Μ4,将Μ4和M2合并生 成下行波束赋形权向量;
[0049] 生成模块三,用于根据信道容量最大化准则,选取Ml和M2两者中使得信道容量最 大化的一个作为下行波束赋形权向量;
[0050] 生成模块四,用于根据信道容量最大化准则,选取M、Ml和M2三者中使得信道容量 最大化的一个作为下行波束赋形权向量。
[0051] 可选的,当UE反馈的信道的秩为1时,所述重构单元,包括:
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