一种确定天线角度的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术和多天线技术领域，尤其涉及一种确定天线方位角的方 法和设备。
【背景技术】
[0002] 随着通信技术的发展，人们对于高速率业务的需求呈现爆炸式的增长，而传统的 通信系统已无法满足需求。然而，在无线频谱资源的使用方面，微波频谱资源的利用率也趋 于饱和，因此，开发利用毫米波频谱资源成为热点问题。
[0003] 具体地，毫米波频谱资源所能使用的频率范围为30GHz至300GHz，其波长介于1 毫米至10毫米之间。与微波通信相比，毫米波通信具备更大的通信容量、更大的传输带宽 以及更高的数据传输速率。一般毫米波通信的特点是大规模天线阵列被部署在极小的面积 上，利用波束赋形/预编码等技术获得阵列增益，以弥补信号在大气中出现的严重衰落。
[0004] 然而，在各种通信系统时，波束赋形/预编码以及相干接收都需要准确的信道状 态信息，尤其是天线的方位角信息（例如：天线的发射角、天线的离开角等）。传统确定天 线方位角的方式包括但不限于以下几种：
[0005] 第一种方式，基于空时数据的高分辨目标方位的估计方法。
[0006] 具体地，通过将天线输出的数据在时间域、空间域和延迟域形成相关矩阵，对相关 矩阵进行去噪处理，利用循环特征分解方法计算信号子空间，基于信号子空间和噪声子空 间的关系求解出噪声子空间，并得到噪声子空间的投影矩阵，再基于投影矩阵得到天线方 位角。
[0007] 第二种方式，采用MUSIC算法估计天线方位角。
[0008] 具体地，通过选择梯度下降法或牛顿法，对各个天线阵元设置自适应权值，采用 MUSIC算法估计接收信号的到达角度，将该到达角度对应的权值参数作为自适应迭代的初 值，利用自适应迭代的方法估计出天线方位角。
[0009] 但是，在毫米波通信中，由于毫米波频段的射频链路成本比较高，通常在毫米波通 信中配置的射频链路数远少于天线阵元数。也就是说，由于毫米波通信受射频链路数目远 少于天线阵元数这一硬件条件的约束，导致传统确定天线方位角的方式不再适用于毫米波 通信。
[0010] 综上所述，亟需一种基于射频链路数目远少于天线阵元数的确定天线方位角的方 法。
【发明内容】
[0011] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种确定天线方位角的方法和设备，用于解决毫 米波通信系统中天线方位角的估计问题，以实现利用毫米波频段进行信号传输，提升信号 传输效率。
[0012] -种确定天线方位角的方法，包括：
[0013] 第二设备利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每一个 时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后 发送的；
[0014] 第二设备对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；
[0015] 第二设备根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵 列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；
[0016] 所述第二设备利用所述信道冲击响应，估计得到所述第二设备的接收天线阵列的 到达角信息。
[0017] -种确定天线方位角的设备，包括：
[0018] 接收单元，用于利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每 一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处 理后发送的；
[0019] 合并单元，用于对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；
[0020] 估计单元，用于根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天 线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；并利用所述信道冲击响应，估计得到 其接收天线阵列的到达角信息。
[0021] 本发明有益效果如下：
[0022] 本发明实施例移动终端设备（基站设备）利用接收天线阵列接收基站设备（移动 终端设备）发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练 序列是在所述基站设备（移动终端设备）对其进行波束赋形处理后发送的；对接收到的至 少一个所述训练序列进行合并处理；根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述基站设 备（移动终端设备）的发送天线阵列与所述移动终端设备（基站设备）的接收天线阵列的 信道冲击响应；利用所述信道冲击响应，估计得到所述移动终端设备的接收天线阵列的到 达角信息。通过在基站设备与移动终端设备之间依次发送训练序列，并依次对训练序列进 行相应的赋形、合并处理，进而估计出天线的到达角。这样不仅降低了角度值估计的时延开 销，而且能够适用于大规模天线阵列下的毫米波系统，进而实现利用毫米波频段进行信号 传输，有效提升信号传输效率。
【附图说明】
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。
[0024] 图1为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的方法的流程示意图；
[0025] 图2为角度估计器的示意图；
[0026] 图3为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 为了实现本发明的目的，本发明实施例提供了一种确定天线方位角的方法和设 备，移动终端设备（基站设备）利用接收天线阵列接收基站设备（移动终端设备）发送至少 一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述基站设 备（移动终端设备）对其进行波束赋形处理后发送的；对接收到的至少一个所述训练序列 进行合并处理；根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述基站设备（移动终端设备） 的发送天线阵列与所述移动终端设备（基站设备）的接收天线阵列的信道冲击响应；利用 所述信道冲击响应，估计得到所述基站设备的接收天线阵列的到达角信息。通过在基站设 备与移动终端设备之间依次发送训练序列，并依次对训练序列进行相应的赋形、合并处理， 进而估计出天线的到达角。这样不仅降低了角度值估计的时延开销，而且能够适用于大规 模天线阵列下的毫米波系统，进而实现利用毫米波频段进行信号传输，有效提升信号传输 效率。
[0028] 下面结合说明书附图对本发明各个实施例作进一步地详细描述，包括具体的数学 表达式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实 施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 图1为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的方法的流程示意图。所述方法 可以如下所述。本发明实施例中第二设备既可以是基站设备也可以是终端设备，第一设备 既可以是基站设备也可以是终端设备，但是若第二设备是基站设备，那么第一设备是终端 设备；若第二设备是终端设备，那么第一设备是基站设备。
[0030] 步骤101 :第二设备利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列。
[0031] 其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对 其进行波束赋形处理后发送的。
[0032] 在步骤101中，在一个收发两端都采用了大规模天线阵列并存在射频链路约束的 毫米波通信系统中，第一设备（例如：基站设备）配置有N b个天线阵元和Kb个射频链路，第 二设备（例如：终端设备）配置有Nm个天线阵元和K M个射频链路，且有K B< N B，KM< N M。
[0033] 那么第一设备作为发送端设备，第二设备作为接收端设备，第一设备在连续R个 时隙内发送训练序列，其中，每个时隙内发送的训练序列为全1向量。
[0034]例如：每个时隙内发送的训练序列为心个，那么构成的训练序列为 ?
[0035] 第一设备利用波束赋形（Wb)对接收到的训练序列进行处理，并将处理后的训练序 列从发射天线阵列发送给第二设备。
[0036] 其中，所述波束赋