一种多天线控制方法和设备与流程

本技术实施例涉及通信，尤其涉及一种多天线控制方法和设备。

背景技术：

1、在第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technologynew radio，5g-nr)通讯系统中，在c-band频段c波段(3.3ghz-5.0ghz)的传播损耗相较于第四代移动通信技术(4th generation long term evolution，4g-lte)通讯系统的低频段的传播损耗较大。而且，由于终端设备与基站的发射功率不对称，在终端设备的上行发射功率较小的情况下，5g-nr通讯系统受限于终端设备的上行发射功率，存在上行覆盖范围不足的问题，影响了用户的使用体验。

2、目前，为了解决上行覆盖范围不足的问题，常采用多天线的波束成型技术。该技术依据信道状况调整终端设备的多天线的幅度和相位，使得多天线发送信号形成相干叠加，以提升上行功率，降低传播差损，进一步延长传输距离。常见的波束成型技术包括数字波束成型方式，其采用的数字波束阵列天线电路架构如图1所示，包括天线a1、a2、a3、a4，其中，每根天线对应到一组数字移相器、数模转换器(digital to analog converter，dac)和射频链(radio frequency chain，rf chain)。例如天线a1对应数字移相器p1、dac和rf chain但此架构中每根天线路径皆需要独立的射频链和模数转换器，其所产生的功耗、成本和空间代价并不适用于终端设备。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种多天线控制方法和设备，解决了终端设备上行覆盖范围不足以及多天线波束成型技术中功耗、成本和面积的问题。

2、为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供一种多天线控制方法，应用于多天线的波束成型系统，多天线的波束成型系统包括多个射频通路，多个射频通路中的部分射频通路能够用于上行发射和下行接收，部分射频通路中的每个射频通路包括多重路选择器，多重路选择器包括多个开关路径，多重路选择器中的每个开关路径与一个天线耦合，该方法包括：控制多个射频通路与多天线导通用于下行接收，根据多个射频通路的下行信号进行信道估计，得到多天线的下行信道资讯。根据多天线的下行信道资讯确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组。控制部分射频通路中的每个射频通路上的多重路选择器的开关路径，使部分射频通路中的每个射频通路与对应的天线分组导通用于上行发射。

4、其中，上述部分射频通路可理解为tx/rx路径。由此，本技术对于多天线的波束成型系统，先控制多个射频通路与多天线导通以接收下行信号，基于接收到的下行信号进行信道估计，得到多天线的下行信道资讯，再根据多天线的下行信道资讯对天线进行分组，并控制多重路选择器的开关路径实现用于上行发射的每个射频通路与对应的天线分组导通。在多天线的每个tx路径上，每个tx路径可通过多重路选择器在多天线间任选，并且支持1tx对多天线导通，增加了模拟域组合多样性。而且，在基于下行信道资讯确定每个tx对应的天线分组时，相当于能够根据执行设备当前的信号环境，灵活选择tx对应的天线分组。此外，本技术这种多天线的波束成型系统相较于多天线的模拟波束成型abf，功耗、成本和电路面积都相对较小。

5、由此，本技术这种单个tx对应天线分组进行上行发射的方式，不仅可使得多个天线之间发射的信号可以进行相干叠加，增加了终端设备的上行覆盖范围，且节省了终端设备的器件成本和电路面积。

6、在一种可能的设计中，多天线的波束成型系统还包括耦合在多天线和多重路选择器间的多个开关选择器。其中，多个开关选择器中的每个开关选择器与一个天线耦合，且每个开关选择器还与每个多重路选择器耦合。每个开关选择器用于射频通路进行上行发射和下行接收切换。

7、这种设计中，通过开关选择器相应的导通或关闭，可以实现射频通路上行发射和下行接收切换，以实现利用下行信号预估上行发射时的上行信道资讯。

8、在一种可能的设计中，信道资讯包括相位和幅值，在根据多天线的信道资讯对多天线进行分组之前，该方法包括：根据多天线的下行信道资讯对部分射频通路用于上行发射时的路径进行相位和幅值补偿。

9、这是由于，在下行接收过程中，每个rx路径对应多天线的一个天线。在多天线用于下行接收时的rx路径和多天线用于上行发射时的tx路径不同。例如tx路径需经过多重路选择器进行天线分组选择，rx路径不需要进行天线分组。射频通路的上下行路径存在器件与射频板端走线差异。因此，可对tx路径进行补偿。这种设计中，通过对多个射频通路用于上行发射时的路径进行相位和幅值补偿，可以提高利用下行信号预估上行发射时射频通路的信道资讯的准确性。

10、在一种可能的设计中，信道资讯包括相位，根据多天线的下行信道资讯确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组包括：根据多天线的相位对多天线进行分组，得到多个天线分组，多天线中相位差在预设范围内的天线为一个天线分组。若任一天线分组包括多个天线，依据器件损耗和天线间的增益，对天线分组中的天线进行排列组合，选取天线分组中的至少一个天线，并确定需关闭天线分组中除至少一个天线以外剩余的天线对应的开关路径。

11、这种设计中，先基于多天线的相位对多天线进行分组，再对包括多个天线的天线分组考虑器件损耗和天线间的增益，对天线分组中的天线进行排列组合，选取至少一个天线，并可以关闭未选取的天线，由此，确定出的天线分组可以提高整体天线场型合成的系统收益，增强终端设备的上行覆盖范围，且可以避免出现负增益场景。

12、在一种可能的设计中，根据多天线的下行信道资讯确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组包括：根据多天线的下行信道资讯遍历多天线的多种天线组合，从多种天线组合中确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组。

13、这种设计中，例如对于2tx的4天线系统，需要确定2tx对应4天线的40种天线分组。根据多天线的下行信道资讯确定这40种天线分组中的性能最优的天线分组。即通过遍历多天线的多种天线组合从而确定出天线分组，由此，确定出天线分组可以提高整体天线场型合成的系统收益，不仅增强终端设备的上行覆盖范围，且相对于现有的多天线系统，功耗、成本和电路面积都有所降低。此外，通过遍历得到多种天线分组后，考虑到天线间增益不平衡的情况，每个天线分组中若有增益低的天线，也可考虑关闭增益低的天线，避免出现天线负增益场景。

14、在一种可能的设计中，多天线的下行信道资讯包括多天线在多个子载波上接收下行信号时的下行信道资讯。根据多天线的下行信道资讯确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组包括：根据多天线在多个子载波上的下行信道资讯确定在多个子载波中的每个子载波下，部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组。根据每个子载波对应的天线分组进行聚类判断，确定被最多子载波使用的天线分组为与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组。

15、这种设计中，由于射频器件如开关选择器等只能对时域信号进行处理，而无法处理不同频率的信号。考虑到信道存在频率相关性，不同频率点对应的天线分组是不相同的，需要确定出在多个频率点下性能最优的天线分组。因此，先确定出多个子载波的每个子载波对应的天线分组，再对天线分组进行聚类判断确定出被最多子载波使用的天线分组。由此确定出的天线分组可以提高整体天线场型合成的系统收益，增强终端设备的上行覆盖范围。当然，如果天线分组中存在增益相差较大，且增益较低的天线，可关闭该天线，以避免出现负增益场景。

16、在一种可能的设计中，在控制部分射频通路中的每个射频通路上的多重路选择器的开关路径之前，该方法还包括：确定与部分射频通路中的不同射频通路对应的天线分组间的相位差。根据相位差对部分射频通路中的至少一个射频通路对应的天线分组进行调相，使部分射频通路中的不同射频通路的对应的天线分组间的相位差在预设范围内。

17、这种设计中，先确定出天线分组间的相位差，再基于该相位差对至少一个射频通路进行调相，使天线分组间的相位差在预设范围内。由此，可以使天线分组间的信号可以进行相干叠加，以增强终端设备的上行覆盖范围，通过采用数字移相器替代模拟移相器，以及每一个射频通路无需单独的dac和chain，节省了终端设备的器件成本。

18、第二方面，提供一种多天线控制设备，应用于多天线的波束成型系统，多天线的波束成型系统包括多个射频通路，多个射频通路中的部分射频通路能够用于上行发射和下行接收，部分射频通路中的每个射频通路包括多重路选择器，多重路选择器包括多个开关路径，多重路选择器中的每个开关路径与一个天线耦合，该多天线控制设备包括：

19、控制器，用于控制多个射频通路与多天线导通用于下行接收；

20、处理器用于根据多个射频通路的下行信号进行信道估计，得到多天线的下行信道资讯；

21、处理器还用于根据多天线的下行信道资讯确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组；

22、控制器还用于控制部分射频通路中的每个射频通路上的多重路选择器的开关路径，使部分射频通路中的每个射频通路与对应的天线分组导通用于上行发射。

23、第二方面的有益效果可参见第一方面的说明。

24、在一种可能的设计中，多天线的波束成型系统还包括耦合在多天线和多重路选择器间的多个开关选择器。其中，多个开关选择器中的每个开关选择器与一个天线耦合，且每个开关选择器还与每个多重路选择器耦合。每个开关选择器用于射频通路进行上行发射和下行接收切换。

25、在一种可能的设计中，信道资讯包括相位和幅值，控制器还用于：根据多天线的下行信道资讯对部分射频通路用于上行发射时的路径进行相位和幅值补偿。

26、在一种可能的设计中，信道资讯包括相位，处理器还用于：根据多天线的相位对多天线进行分组，得到多个天线分组，多天线中相位差在预设范围内的天线为一个天线分组；

27、若任一天线分组包括多个天线，依据器件损耗和天线间的增益，对天线分组中的天线进行排列组合，选取天线分组中的至少一个天线，并确定需关闭天线分组中除至少一个天线以外剩余的天线对应的开关路径。

28、在一种可能的设计中，处理器还用于：根据多天线的信道资讯遍历多天线的多种天线组合，从多种天线组合中确定部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组。

29、在一种可能的设计中，多天线的下行信道资讯包括多天线在多个子载波上接收下行信号时的下行信道资讯。处理器还用于：根据多天线在多个子载波上的下行信道资讯确定在多个子载波中的每个子载波下，部分射频通路用于上行发射时，与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组；

30、根据每个子载波对应的天线分组进行聚类判断，确定被最多子载波使用的天线分组为与部分射频通路中的每个射频通路对应的天线分组。

31、在一种可能的设计中，处理器还用于：确定与部分射频通路中的不同射频通路对应的天线分组间的相位差，根据相位差对部分射频通路中的至少一个射频通路对应的天线分组进行调相，使部分射频通路中的不同射频通路的对应的天线分组间的相位差在预设范围内。

32、第三方面，提供一种通信装置，包括至少一个处理器，所述至少一个处理器与存储器相连，所述至少一个处理器用于读取并执行所述存储器中存储的程序，以使得所述装置执行如上述第一方面或第一方面的任一项所述的方法。

33、第四方面，提供一种芯片，所述芯片与存储器耦合，用于读取并执行所述存储器中存储的程序指令，以实现如上述第一方面或第一方面的任一项所述的方法。

34、第五方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括天线、一个或多个处理器以及一个或多个存储器。该一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合，一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，使得电子设备执行上述任一方面及任一项可能的实现方式中的多天线控制方法。

35、第六方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述任一方面及任一项可能的实现方式中的多天线控制方法。

36、第七方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行上述任一方面及任一项可能的实现方式中的多天线控制方法。

37、可以理解的是，上述提供的任一种多天线控制设备、计算机可读存储介质或计算机程序产品等均可以应用于上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

38、本技术的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。