專利名稱：波束碼本生成方法、波束搜索方法及相關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及波束碼本生成方法、波束搜索方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
在波束形成系統(tǒng)中，在發(fā)射端，發(fā)送信號與發(fā)送權(quán)值矢量w相乘后通過不同的天線陣元發(fā)送到無線信道中，在接收端，各個天線陣元的接收信號經(jīng)過接收權(quán)值c矢量加權(quán)求和后送至信號處理模塊。目標波束的形成分為自適應波束形成技術(shù)與波束切換技術(shù)。自適應波束形成技術(shù)是通過對陣列天線所接收到的信號做出一系列運算后獲得最優(yōu)波束模式，即天線加權(quán)矢量W，并用于通信。雖然自適應波束形成可以獲得理論上的最優(yōu)，但由于其計算復雜度高，收斂速度較慢，因此為降低實現(xiàn)難度，波束切換技術(shù)應運而生。波束切換技術(shù)是指波束形成所需的天線加權(quán)矢量W已經(jīng)預先定義好并固化在設(shè)備中，并形成波束碼本矩陣w = (w0, W1,..., %)，這樣設(shè)備在實際通信時只需在波束碼本空間中進行搜索加權(quán)矢量就可以了。目前，在毫米波通信中獲得廣泛應用，當前已頒布或正在制定中的60GHz毫米波通信標準(IEEE802. 15. 3c, IEEE802. llad，中國標準等)均對基于固定波束碼本的波束切換技術(shù)予以支持。當前已頒布的標準IEEE802. 15. 3c中對波束碼本矩陣W做出了規(guī)定，式⑴為IEEE802. 15. 3c碼本矩陣W中第p行第q列元素的產(chǎn)生公式，即第q號波束的碼本矢量wq中的第P維元素，其中M為天線陣元數(shù)，K為波束數(shù)目(K彡M，一般K = 2M)。式⑴為N相位碼本，該碼本可利用更精細的相位以產(chǎn)生具有更高主瓣增益和更低旁瓣電平的波束，式中N為相位數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種波束碼本生成方法，其特征在于，包括 根據(jù)實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)計算目標波束中具有指定編號的基準波束的第一陣列響應因子，以及根據(jù)預先設(shè)置的目標波束信號通道數(shù)，計算目標波束中的基準波束的第二陣列響應因子； 對所述第一陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第一輻射因子，以及對所述第二陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第二輻射因子； 對所述獲得的基準波束的第一輻射因子和第二輻射因子進行歸一化處理以獲得所述基準波束的波束碼本； 對所述獲得的基準波束的波束碼本進行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標波束中基準波束之外的其他波束的波束碼本。
2.如權(quán)利要求I所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述目標波束信號通道數(shù)的取值小于或等于所述實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述目標波束的數(shù)目小于或等于所述目標波束通道數(shù)的2倍，所述目標波束中的基準波束的編號小于或等于所述目標波束通道數(shù)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述根據(jù)實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)計算目標波束中具有指定編號的基準波束的第一陣列響應因子，包括
5.如權(quán)利要求4所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對所述第一陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第一輻射因子包括 根據(jù)公式
6.如權(quán)利要求5所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對所述計算出的基準波束的第一輻射因子和第二輻射因子進行歸一化處理以獲得所述基準波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
7.如權(quán)利要求5所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對所述計算出的基準波束的第一輻射因子和第二輻射因子進行歸一化處理以獲得所述基準波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
8.如權(quán)利要求5所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對所述計算出的基準波束的第一輻射因子和第二輻射因子進行歸一化處理以獲得所述基準波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
9.如權(quán)利要求6-8中任一項所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對所述計算出的基準波束的波束碼本進行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標波束中基準波束之外的其他波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述波束信號通道為天線陣元通道或濾波器通道。
11.一種利用權(quán)利要求1-10中任一項所述的波束碼本生成方法所生成的波束碼本進行波束搜索的方法，其特征在于，包括 將目標波束信號通道數(shù)為2時所計算出的波束碼本作為波束搜索條件，進行波束搜索，獲得當前最優(yōu)波束對并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向，并初始化搜索計數(shù)器為a = I ; 將搜索計數(shù)器a以加I的方式進行遞增，并將目標波束信號通道數(shù)為2a時所計算出的波束碼本作為波束搜索條件，繼續(xù)進行波束搜索，獲取當前最優(yōu)波束對并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向； 重復執(zhí)行上述將搜索計數(shù)器a以加I的方式進行遞增并將目標波束信號通道數(shù)為23時所計算出的波束碼本作為波束搜索條件，繼續(xù)進行波束搜索以獲取當前最優(yōu)波束對并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向的步驟，直到目標波束信號通道數(shù)等于實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)，則結(jié)束搜索，并以結(jié)束搜索時所記錄的當前最優(yōu)波束對作為最優(yōu)波束對。
12.—種波束碼本生成裝置，其特征在于，包括陣列響應因子獲取單元，用于根據(jù)實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)計算目標波束中具有指定編號的基準波束的第一陣列響應因子，以及根據(jù)預先設(shè)置的目標波束信號通道數(shù)，計算目標波束中的基準波束的第二陣列響應因子； 輻射因子獲取單元，用于對所述陣列響應因子獲取單元得到的第一陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第一輻射因子，以及對所述陣列響應因子獲取單元得到的第二陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第二輻射因子； 第一波束碼本獲取單元，用于對所述輻射因子獲取單元獲得的基準波束的第一輻射因子和第二輻射因子進行歸一化處理以獲得所述基準波束的波束碼本； 第二波束碼本獲取單元，用于對所述第一波束碼本獲取單元獲得的基準波束的波束碼本進行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標波束中基準波束之外的其他波束的波束碼本。
13.如權(quán)利要求12所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，還包括 設(shè)置單元，用于設(shè)置目標波束信道通道數(shù)及基準波束編號，設(shè)置的所述目標波束信號通道數(shù)的取值小于或等于所述波束信號通道數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述設(shè)置單元將基準波束的編號設(shè)置為小于或等于所述目標波束通道數(shù)。
15.如權(quán)利要求12-14中任一項所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述陣列響應 因子獲取單元具體用于根據(jù)公式
16.如權(quán)利要求15所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述輻射因子獲取單元具體用于根據(jù)公式
17.如權(quán)利要求16所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第一波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
18.如權(quán)利要求16所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第一波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
19.如權(quán)利要求16所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第一波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
20.如權(quán)利要求16-19中任一項所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第二波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
21.如權(quán)利要求12-20中任一項所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述波束信號通道為天線陣元通道或濾波器通道。
22.—種波束搜索裝置，其特征在于，包括 設(shè)置單元，用于設(shè)置搜索計數(shù)器，并初始化搜索計數(shù)器為a = I ; 搜索單元，用于將如權(quán)利要求12-21中任一項所述的波束碼本生成裝置在目標波束信號通道為2a時所生成的波束碼本作為波束搜索條件進行波束搜索，獲取當前最優(yōu)波束對并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向； 控制單元，用于當搜索單元每次基于目標波束信號通道為2a時所生成的波束碼本作為波束搜索條件進行波束搜索后，控制設(shè)置單元將搜索計數(shù)器以加I的方式遞增，并判斷搜索計數(shù)器遞增后得到的目標波束信號通道數(shù)是否等于實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)，如果判斷為是，通知所述搜索單元繼續(xù)以目標波束信號通道為2a時所生成的波束碼本作為波束搜索條件進行波束搜索，如果判斷為否，則通知所述搜索單元結(jié)束搜索，并以結(jié)束搜索時所記錄的當前最優(yōu)波束對作為最優(yōu)波束對。
23.一種波束搜索系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求12-21中任一項所述的波束碼本生成裝置和如權(quán)利要求22所述的波束搜索裝置。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種波束碼本生成方法、波束搜索方法及相關(guān)裝置，其中所述波束碼本生成方法包括根據(jù)實際產(chǎn)生的波束信號通道數(shù)計算基準波束的第一陣列響應因子，根據(jù)預先設(shè)置的目標波束信號通道數(shù)，計算基準波束的第二陣列響應因子；對第一陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第一輻射因子，對第二陣列響應因子進行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準波束的第二輻射因子；對第一輻射因子和第二輻射因子進行歸一化處理以獲得所述基準波束的波束碼本；對獲得的基準波束的波束碼本進行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標波束中基準波束之外的其他波束的波束碼本。實施本發(fā)明實施例，可利用全部的波束信道通道，降低硬件的實現(xiàn)難度。
文檔編號H04B7/06GK102801455SQ20121026845
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者劉培, 杜光龍, 鄒衛(wèi)霞 申請人:華為技術(shù)有限公司