確定波束成形器的向量的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及在具有模擬波束成形器的MIMO通信系統(tǒng)中用于 確定發(fā)射波束成形器和接收波束成形器的向量的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 歸因于足夠可用的頻帶，毫米波通信對(duì)于第5代蜂窩網(wǎng)絡(luò)而言是非常有前途的技 術(shù)，從而可W極大地改善網(wǎng)絡(luò)性能。如圖1中所示出的，毫米波通信能夠用于宏小區(qū)和小小 區(qū)之間的無(wú)線回傳W及小小區(qū)和其用戶終端之間的無(wú)線接入。
[0003] 由于毫米波信號(hào)的波長(zhǎng)較短，因此，其天線單元可W非常小，由此大規(guī)模的天線陣 列能夠被用于毫米波通信?？紤]到成本和功耗問(wèn)題，模擬波束成形技術(shù)將被廣泛用于毫米 波通信中，W降低功耗和減少大量射頻鏈的復(fù)雜性。波束成形通過(guò)數(shù)控移相器來(lái)實(shí)現(xiàn)。然 而，對(duì)于使用模擬波束成形技術(shù)的毫米波無(wú)線通信系統(tǒng)，需要解決信道測(cè)量和波束成形器 確定等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在模擬波束成形技術(shù)中，如圖2所示，僅有單個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（analogtodigital converter,ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（digitaltoanalogconve;rte;r，DAC)。將信道矩陣 表示為H。發(fā)送數(shù)據(jù)被發(fā)射波束成形器/：4/；，在，…，/Jr相乘，其中是第i個(gè)發(fā) 射天線單元的移相器。在接收端，在所有天線單元上接收到的信號(hào)與接收波束成形器
相結(jié)合，其中Zi是第i個(gè)接收天線單元的移相器。因此，對(duì)于發(fā)送數(shù) 據(jù)，接收到的信號(hào)為r=zHHfx+n，其中n是噪聲。
[0005]模擬波束成形存在的問(wèn)題是接收端只能估計(jì)Z^Hf，但不能估計(jì)信道矩陣H。因此， 無(wú)法通過(guò)信道矩陣H的函數(shù)來(lái)自獲得發(fā)射和接收波束成形器。
[0006] 因此，有必要提供一種模擬波束成形器的確定（也即，確定模擬波束成形器的向 量）方案。
[0007] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的確定發(fā)射模擬波束成形器的向量和接收模擬波束成形器 的向量的方案不僅適用于毫米波通信系統(tǒng)，而且可適用于任何使用模擬波束成形器的MIMO 系統(tǒng)。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在具有模擬波束成形器的 MIMO通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中用于確定發(fā)射波束成形器的向量的方法，所述方法包括W下步 驟：
[0009] A.獲取發(fā)射波束成形器的向量集合PW，其中
[0011]B.依次使用所述向量集合pW中的各向量對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至接收機(jī)；[001引C.接收來(lái)自所述接收機(jī)的反饋信息，所述反饋信息用于指示所述向量集合中 的一個(gè)向量；
[0013]D.將所述反饋信息指示的所述向量集合pW中的所述向量作為所述發(fā)射波束成 形器的當(dāng)前向量/；;
[0014] E.使用所述當(dāng)前向量jC對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至所述接收機(jī)；
[0015] F.設(shè)置n=n+1，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至從所述接收機(jī)接收到終止信令或者判 斷到預(yù)定條件已滿足。
[0016] 有利的，其中；
，其中C為任一碼本。
[0017] 有利的，所述反饋信息包括由所述接收機(jī)對(duì)接收到的所述測(cè)量信號(hào)進(jìn)行解碼后確 定的滿足預(yù)定規(guī)則的測(cè)量信號(hào)的索引i。，所述步驟D包括；將所述向量集合中的第i。個(gè) 向量作為所述發(fā)射波束成形器的當(dāng)前向量iC。
[001引有利的，所述預(yù)定規(guī)則為信干噪比最優(yōu)。
[0019] 有利的，所述預(yù)定條件為所述n達(dá)到預(yù)定最大迭代次數(shù)N。
[0020] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在具有模擬波束成形器的MIMO通信系統(tǒng)的接收 機(jī)中用于確定接收波束成形器的向量的方法，所述方法包括W下步驟：
[0021] a.接收來(lái)自發(fā)射機(jī)的使用發(fā)射波束成形器的向量集合pW中的各向量進(jìn)行處理 后的測(cè)量信號(hào)；
[0022] b.使用接收波束成形器的當(dāng)前向量玄1;分別解碼所述測(cè)量信號(hào)，其中4為碼本C 中任一碼字；
[0023]C.基于解碼后的所述測(cè)量信號(hào)，發(fā)送反饋信息至所述發(fā)射機(jī)，所述反饋信息用于 指示所述向量集合中的一個(gè)向量；
[0024]d.獲取接收波束成形器的向量集合，其中
[0026]e.接收來(lái)自所述發(fā)射機(jī)的使用發(fā)射波束成形器的向量/,,g進(jìn)行處理后的測(cè)量信 號(hào)；
[0027] f.依次使用所述向量集合中的各向量分別解碼所述測(cè)量信號(hào)；
[0028]g.將解碼后的所述測(cè)量信號(hào)中滿足第一預(yù)定規(guī)則的測(cè)量信號(hào)所對(duì)應(yīng)的所述向量 集合中的向量作為所述接收波束成形器的當(dāng)前向量玄：；
[0029] h.設(shè)置n=n+1，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至從所述發(fā)射機(jī)接收到終止信令或者判 斷到預(yù)定條件已滿足。
[0030] 有利的，所述步驟g包括：
[0031] -記錄解碼后的所述測(cè)量信號(hào)中滿足所述第一預(yù)定規(guī)則的測(cè)量信號(hào)的索引j。； [003引-將所述向量集合中的第j。個(gè)向量作為所述接收波束成形器的當(dāng)前向量之:。
[0033] 有利的，所述第一預(yù)定規(guī)則為信干噪比最優(yōu)。
[0034] 有利的，所述反饋信息包括解碼后的所述測(cè)量信號(hào)中滿足第二預(yù)定規(guī)則的測(cè)量信 號(hào)的索引i。。
[003引有利的，所述第二預(yù)定規(guī)則為信干噪比最優(yōu)。
[0036] 有利的，所述預(yù)定條件為所述n達(dá)到預(yù)定最大迭代次數(shù)N，和/或本次信干噪比與 上一次信干噪比的變化率小于預(yù)定闊值。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在具有模擬波束成形器 的MIMO通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中用于確定發(fā)射波束成形器的向量的裝置，所述裝置包括：
[0038] 第一獲取單元，用于獲取發(fā)射波束成形器的向量集合，其中
[0040] 第一處理單元，用于依次使用所述向量集合中的各向量對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理 后發(fā)送至接收機(jī)；
[0041] 第一接收單元，用于接收來(lái)自所述接收機(jī)的反饋信息，所述反饋信息用于指示所 述向量集合FW中的一個(gè)向量；
[0042] 第一確定單元，用于將所述反饋信息指示的所述向量集合中的所述向量作為 所述發(fā)射波束成形器的當(dāng)前向量;
[0043] 第二處理單元，用于使用所述當(dāng)前向量/。>對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至所述接 收機(jī)；
[0044] 第一執(zhí)行單元，用于設(shè)置n=n+1，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至從所述接收機(jī)接收 到終止信令或者判斷到預(yù)定條件已滿足。
[0045] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在具有模擬波束成形器的MIMO通信系統(tǒng)的接收 機(jī)中用于確定接收波束成形器的向量的裝置，所述裝置包括：
[0046] 第二接收單元，用于接收來(lái)自發(fā)射機(jī)的使用發(fā)射波束成形器的向量集合PW中的 各向量進(jìn)行處理后的測(cè)量信號(hào)；
[0047] 第一解碼單元，用于使用接收波束成形器的當(dāng)前向量Z,；_,分別解碼所述測(cè)量信 號(hào)，其中^為碼本C中任一碼字；
[0048] 第一發(fā)送單元，用于基于解碼后的所述測(cè)量信號(hào)，發(fā)送反饋信息至所述發(fā)射機(jī)，所 述反饋信息用于指示所述向量集合fW中的一個(gè)向量；
[0049] 第二獲取單元，用于獲取接收波束成形器的向量集合，其中
[0051] 第H接收單元，用于接收來(lái)自所述發(fā)射機(jī)的使用發(fā)射波束成形器的向量進(jìn)行 處理后的測(cè)量信號(hào)；
[0052] 第二解碼單元，用于依次使用所述向量集合中的各向量分別解碼所述測(cè)量信 號(hào)；
[0053] 第二確定單元，用于將解碼后的所述測(cè)量信號(hào)中滿足第一預(yù)定規(guī)則的測(cè)量信號(hào)所 對(duì)應(yīng)的所述向量集合中的向量作為所述接收波束成形器的當(dāng)前向量2：:;
[0054] 第二執(zhí)行單元，用于設(shè)置n=n+1，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至從所述發(fā)射機(jī)接收 到終止信令或者判斷到預(yù)定條件已滿足。
[00巧]本發(fā)明的各個(gè)方面將通過(guò)下文中的具體實(shí)施例的說(shuō)明而更加清晰。
【附圖說(shuō)明】
[0056] 通過(guò)閱讀參照W下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它 特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯：
[0057] 圖1示出了毫米波通信系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；
[0058] 圖2示出了模擬波束成形器的示意圖；
[0059] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的確定波束成形器的向量的方法流程圖。
[0060] 在圖中，相同或類似的附圖標(biāo)記表示相同或相對(duì)應(yīng)的部件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 下文中將對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0062] 如上文中所論述的，本發(fā)明的技術(shù)方案可適用于任何使用模擬波束成形器的MIMO 通信系統(tǒng)。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，采用循環(huán)迭代的方式執(zhí)行各步驟來(lái)逐漸逼近較為理想 的發(fā)射波束成形器的向量和接收波束成形器的向量。
[0063] 參照?qǐng)D3,首先在步驟S301中，發(fā)射機(jī)獲取發(fā)射波束成形器的向量集合PW，其中
[0064] 在一個(gè)實(shí)施例中，
，其中，C為任一碼本。具體來(lái)說(shuō)，在第一次迭代時(shí)， Cl = C，pW= C ;在第二次迭代時(shí)
；在第H次迭代時(shí)：

W此類推。
[0065] 需要說(shuō)明的是，W上示出的碼本C。的構(gòu)建方式僅為一個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可W理解，其他的層次式的碼本設(shè)計(jì)方式也是可行的。
[0066] 然后，在步驟S302中，發(fā)射機(jī)依次使用上述向量集合護(hù)"中的各向量對(duì)測(cè)量信號(hào) 進(jìn)行處理后發(fā)送至接收機(jī)。例如，如果向量集合中有L個(gè)向量，也即碼本C。中有L個(gè)碼字， 郝么，發(fā)射機(jī)依次使用向量集合中的L個(gè)向量分別對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至接收 機(jī)。
[0067] 在接收機(jī)端，接收機(jī)接收到來(lái)自發(fā)射機(jī)端的使用向量集合中的各向量進(jìn)行處 理后的測(cè)量信號(hào)后，在步驟S303中，使用接