修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种波束成形装置，其特征在于，所述波束成形装置预先建立有基站与用户之间的 下行信道在第一时隙的信道估计值及对应信道估计误差的协方差矩阵、所述用户的下行信 道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵W及所述用户的下行信道在第二时隙 的信道状态信息CSI之间的对应关系，其中，所述第一时隙为所述第二时隙前的某一时隙； 所述波束成形装置包括： 第一获取单元，用于对基站与某一用户之间的下行信道进行信道估计，获取所述用户 的下行信道在当前时隙前的某一时隙的信道估计值及对应信道估计误差的协方差矩阵； 第二获取单元，用于获取所述用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协 方差矩阵； 确定单元，用于根据获取的所述信道估计值、所述信道估计误差的协方差矩阵W及所 述信道时延变化误差的协方差矩阵W及建立的所述对应关系，确定所述用户的下行信道在 当前时隙的CSI; 处理单元，用于根据所述CSI进行波束成形。2. 如权利要求1所述的波束成形装置，其特征在于，所述波束成形装置还包括用于建 立所述对应关系的建立单元； 所述建立单元，具体用于基于公式Ht, =??*,,+Δ^,建立所述对应关系； 其中：Ak,t的协方差矩阵?k,t=Ρ2(τ)Λ、，τ+Γ、τ; Hk,t为用户k的下行信道在时隙t的CSI;Ρ(.)为所述下行信道的信道时间相关函数；H,.,,为用户k的下行信道在时隙t-τ的信道估计值；I为用户k的下行信道在时隙 t-τ的信道估计误差的协方差矩阵；Tk,i为用户k的下行信道在任意时延τ内的信道时 延变化误差的协方差矩阵。3. 如权利要求1所述的波束成形装置，其特征在于，所述第二获取单元包括： 获取模块，用于获取所述用户的下行信道在某一时延δ内的信道时延变化误差的协 方差矩阵； 定义模块，用于定义一个大于0的时延插值函数f(.)，且所述时延插值函数f(.)满足f(〇) = 0 ； 计算模块，用于根据所述时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵和所述时延插 值函数，计算所述用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵。4. 如权利要求3所述的波束成形装置，其特征在于， 所述计算模块，具体用于基于W下公式计算所述用户的下行信道在任意时延内的信道 时延变化误差的协方差矩阵： Γ、τ= f(T) Γ k,s/f(S) 其中，Tk,I为用户k的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵；f(.)为所述时延插值函数；为用户k的下行信道在所述时延δ内的信道时延变化误 差的协方差矩阵。5. 如权利要求3所述的波束成形装置，其特征在于， 所述获取模块，具体用于在基站所在小区进行测量，得到离线统计的所述时延δ内的 信道时延变化误差的协方差矩阵。6. 如权利要求3所述的波束成形装置，其特征在于， 所述获取模块，具体用于通过估计信道估计的时延变化量获取所述用户的下行信道在 某一时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵。7. 如权利要求6所述的波束成形装置，其特征在于，所述获取模块包括： 获取子模块，用于根据用户每隔δ个时隙发送的上行导频信号对所述用户的下行信 道进行信道估计，获取所述用户的下行信道在时隙ηδ信道估计误差的协方差矩阵，其中， η=1,2,……，Τ+1，Τ为大于1的正整数；W及获取对应的Τ个在时延δ内的信道估计值 的时延变化的协方差矩阵； 计算子模块，用于基于W下公式计算所述时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩 阵：其中，为所述时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵；Ρ(.)为所述下行信 道的信道时间相关函数；为所述Τ个在时延δ内的信道估计值的时延变化的协方差矩 阵的平均值；AΜδ为用户k的下行信道在时隙ηδ内的信道估计误差的协方差矩阵。8. 如权利要求1至7中任意一项所述的波束成形装置，其特征在于，所述处理单元包 括： 确定模块，用于当所述用户为线性接收机时，利用W下最优化问题确定目标波束成形 矩阵；其中，所述数学模型的目标函数R表示系统容量，且所述 表示用户k的数据流dk的优先级，所述馬?表示用户k的数据流dk的数据速率，且为根据所述CSI获取的所述用户的数据流的信号与干扰 加噪声比的表达式；所述数学模型的约束条件表示系统总发射功率不大于 Ρτ; 表示波束成形矩阵； 处理模块，用于根据所述目标波束成形矩阵进行波束成形。9. 如权利要求8所述的波束成形装置，其特征在于，所述确定模块包括： 创建子模块，用于创建所述最优化问题； 转换模块，用于引入并优化中间变量，W便消除所述最优化问题中目标函数的对数及 矩阵求逆操作，得到转换后的最优化问题； 确定子模块，用于利用转换后的最优化问题确定目标波束成形矩阵。10. 如权利要求9所述的波束成形装置，其特征在于， 所述确定子模块，具体用于初始化波束成形矩阵，对波束成形矩阵和中间变量进行交 替迭代更新，当满足迭代次数达到预设值或者所述转换后的最优化问题的目标值增加小于 某个阔值时，确定目标波束成形矩阵。11. 一种波束成形方法，其特征在于，包括： 预先建立有基站与用户之间的下行信道在第一时隙的信道估计值及对应信道估计误 差的协方差矩阵、所述用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵W 及所述用户的下行信道在第二时隙的CSI之间的对应关系，其中，所述第一时隙为所述第 二时隙前的某一时隙； 对基站与某一用户之间的下行信道进行信道估计，获取所述用户的下行信道在当前时 隙前的某一时隙的信道估计值及对应信道估计误差的协方差矩阵； 获取所述用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵； 根据获取的所述信道估计值、所述信道估计误差的协方差矩阵W及所述信道时延变 化误差的协方差矩阵W及建立的所述对应关系，确定所述用户的下行信道在当前时隙的 CSI； 根据所述CSI进行波束成形。12. 如权利要求11所述的波束成形方法，其特征在于，所述方法还包括建立所述对应 关系； 所述建立所述对应关系包括： 基于公式=瓦Μ 建立所述对应关系； 其中，岳，=/Κγ)比，-r;AkJ勺协方差矩阵 ?k,t=Ρ2(τ)Λ、，τ+Γ、τ; Hk,t为用户k的下行信道在时隙t的CSI;Ρ(.)为所述下行信道的信道时间相关函数； 为用户k的下行信道在时隙t-τ的信道估计值；I为用户k的下行信道在时隙 t-τ的信道估计误差的协方差矩阵；Tk,i为用户k的下行信道在任意时延τ内的信道时 延变化误差的协方差矩阵。13. 如权利要求11所述的波束成形方法，其特征在于，所述获取所述用户的下行信道 在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵包括： 获取所述用户的下行信道在某一时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵； 定义一个大于0的时延插值函数f(.)，且所述时延插值函数f(.)满足f(0) = 0 ; 根据所述时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵和所述时延插值函数，计算所 述用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵。14. 如权利要求13所述的波束成形方法，其特征在于，所述根据所述时延δ内的信道 时延变化误差的协方差矩阵和所述时延插值函数，计算所述用户的下行信道在任意时延内 的信道时延变化误差的协方差矩阵包括： 基于W下公式计算所述用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差 矩阵： Γ、τ= f(T) Γ k,s/f(S) 其中，Tk,I为用户k的下行信道在任意时延τ内的信道时延变化误差的协方差矩阵； f(.)为所述时延插值函数；为用户k的下行信道在所述时延δ内的信道时延变化误 差的协方差矩阵。15. 如权利要求13所述的波束成形方法，其特征在于，所述获取所述用户的下行信道 在某一时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵包括： 在基站所在小区进行测量，得到离线统计的所述时延δ内的信道时延变化误差的协 方差矩阵。16. 如权利要求13所述的波束成形方法，其特征在于，所述获取所述用户的下行信道 在某一时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵包括： 通过估计信道估计的时延变化量获取所述用户的下行信道在某一时延δ内的信道时 延变化误差的协方差矩阵。17. 如权利要求16所述的波束成形方法，其特征在于，所述通过估计信道估计的时延 变化量获取所述用户的下行信道在某一时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵包 括： 根据用户每隔δ个时隙发送的上行导频信号对所述用户的下行信道进行信道估计， 获取所述用户的下行信道在时隙ηδ信道估计误差的协方差矩阵，其中，η= 1，2,……， Τ+1，Τ为大于1的正整数；W及获取对应的Τ个在时延δ内的信道估计值的时延变化的协 方差矩阵； 基于W下公式计算所述时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵：其中，为所述时延δ内的信道时延变化误差的协方差矩阵；Ρ(.)为所述下行信 道的信道时间相关函数；为所述Τ个在时延δ内的信道估计值的时延变化的协方差矩 阵的平均值；AΜδ为用户k的下行信道在时隙ηδ内的信道估计误差的协方差矩阵。18. 如权利要求11至17中任意一项所述的波束成形方法，其特征在于，所述根据所述 CSI进行波束成形包括；当所述用户为线性接收机时，利用W下最优化问题确定目标波束 成形矩阵：其中，所述数学模型的目标函数R表示系统容量，且所述馬 表示用户k的数据流dk的优先级，所述表示用户k的数据流dk的数据速率，且为根据所述CSI获取的所述用户的数据流的信号与干扰 加噪声比的表达式；所述数学模型的约束条巧表示系统总发射功率不大于 Ρτ; 表示波束成形矩阵； 根据所述目标波束成形矩阵进行波束成形。19. 如权利要求18所述的波束成形方法，其特征在于，所述基于W下最优化问题确定 目标波束成形矩阵包括： 创建所述最优化问题； 引入并优化中间变量，W便消除所述最优化问题中目标函数的对数及矩阵求逆操作， 得到转换后的最优化问题； 利用转换后的最优化问题确定目标波束成形矩阵。20. 如权利要求19所述的波束成形方法，其特征在于，所述预设的迭代停止条件包括： 迭代次数达到预设值或者所述转换后的最优化问题的目标值增加小于某个阔值。
【专利摘要】一种波束成形装置和方法，可获取更为准确的CSI，以优化波束成形。本发明实施例方法包括：预先建立有基站与用户之间的下行信道在第一时隙的信道估计值及对应信道估计误差的协方差矩阵、用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵以及用户的下行信道在第二时隙的CSI之间的对应关系；获取用户的下行信道在当前时隙前的某一时隙的信道估计值及对应信道估计误差的协方差矩阵；获取用户的下行信道在任意时延内的信道时延变化误差的协方差矩阵；根据获取的信道估计值、信道估计误差的协方差矩阵以及信道时延变化误差的协方差矩阵以及建立的所述对应关系，确定用户的下行信道在当前时隙的CSI；根据CSI进行波束成形。
【IPC分类】H04B7/04, H04B7/06
【公开号】CN105245261
【申请号】CN201510366172
【发明人】潘家贤, 马荣健, 夏欣, 田园
【申请人】上海华为技术有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年6月26日