無線通信設(shè)備和無線通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開一般地涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種參與利用天線陣列的無線通信的 無線通信設(shè)備和無線通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為滿足移動通信系統(tǒng)的高速、大容量、可靠傳輸要求的一項(xiàng)技術(shù)，多天線系統(tǒng) 近年來得到了廣泛的研究。研究表明，多天線系統(tǒng)可以提供比傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)更高的容 量，并且在一定條件下，其容量隨天線數(shù)目的增加呈線性增長。
[0003] 天線陣列是由多個(gè)相同的天線單元按一定規(guī)律排列組成的多天線系統(tǒng)。根據(jù)天線 單元的排列方式，天線陣列可分為線陣、面陣等。常見的線陣是各天線單元的中心依次等距 排列在一直線上的直線陣。線陣的各天線單元也有不等距排列的。各天線單元中心也可以 不排列在一直線上，例如排列在圓周上。多個(gè)直線陣在某一平面上按一定間隔排列就構(gòu)成 平面陣。若各單元的中心排列在球面上就構(gòu)成球面陣。
[0004] 在多天線系統(tǒng)中，如果發(fā)射端能夠以某種方式獲知前向信道信息，就可以根據(jù)前 向信道特性對發(fā)送信號進(jìn)行優(yōu)化，從而提高接收質(zhì)量并降低對接收端復(fù)雜度的要求。在實(shí) 際的頻分雙工（FDD)系統(tǒng)中一般采用量化信道信息的方式反饋前向信道信息，以降低反饋 開銷，提商系統(tǒng)傳輸效率。
[0005] 在LTE (Long Time Evolved，長期演進(jìn)）頻分雙工（FDD)系統(tǒng)中，采用基于碼本的 隱式 CSI (Channel State Information，信道狀態(tài)信息）反饋方法。UE (User Equipment， 用戶設(shè)備，即終端設(shè)備）基于導(dǎo)頻測量下行信道，并根據(jù)其自身的接收處理算法向基站上 報(bào)下行鏈路所能支持的數(shù)據(jù)層數(shù)（Rank Indication, RI)以及預(yù)編碼矩陣指示（Precoding Matrix Indicator, PMI)信息。此外，UE還需要上報(bào)每個(gè)碼字的信道質(zhì)量指示（Channel Quality Indicator, CQI)〇
[0006] PMI所涉及的預(yù)編碼是多天線系統(tǒng)中的一種自適應(yīng)技術(shù)。在這種技術(shù)中，在發(fā)射端 根據(jù)CSI自適應(yīng)地改變預(yù)編碼矩陣，從而起到改變信號經(jīng)歷的信道的作用。在收發(fā)兩端均 存儲一套包含若干個(gè)預(yù)編碼矩陣的碼書。這樣，接收端可以根據(jù)估計(jì)出的信道矩陣和某一 準(zhǔn)則選擇其中一個(gè)預(yù)編碼矩陣，并將其索引值和量化后的信道狀態(tài)信息反饋給發(fā)射端。在 下一個(gè)時(shí)刻，發(fā)射端采用新的預(yù)編碼矩陣，并根據(jù)反饋回的量化信道狀態(tài)信息為碼字確定 編碼和調(diào)制方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種參與涉及天線陣列的無線通信的無線通信設(shè) 備，包括：通信單元，被配置為從無線通信設(shè)備的目標(biāo)通信設(shè)備接收包含該目標(biāo)通信設(shè)備的 天線陣列幾何信息的信號；以及天線陣列幾何信息解析單元，被配置為基于信號確定目標(biāo) 通信設(shè)備的天線陣列幾何配置，其中，天線陣列幾何信息指示天線陣列中天線元素的幾何 排列方式、天線元素間隔以及天線極化方向中至少之一。
[0008] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種配置有天線陣列的無線通信設(shè)備，包括：天線陣 列幾何信息生成單元，被配置為基于無線通信設(shè)備的天線陣列幾何配置生成天線陣列幾何 信息，其中，天線陣列幾何信息指示天線陣列中天線元素的幾何排列方式、天線元素間隔以 及天線極化方向中至少之一；以及通信單元，被配置為向無線通信設(shè)備的目標(biāo)通信設(shè)備發(fā) 送包含天線陣列幾何信息的信號。
[0009] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種無線通信方法，用于涉及天線陣列的無線通信， 包括：從目標(biāo)通信設(shè)備接收包含該目標(biāo)通信設(shè)備的天線陣列幾何信息的信號；以及基于信 號確定目標(biāo)通信設(shè)備的天線陣列幾何配置，其中，天線陣列幾何信息指示天線陣列中天線 元素的幾何排列方式、天線元素間隔以及天線極化方向中至少之一。
[0010] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種在配置有天線陣列的無線通信設(shè)備中使用的無 線通信方法，包括：基于無線通信設(shè)備的天線陣列幾何配置生成天線陣列幾何信息，其中， 天線陣列幾何信息指示天線陣列中天線元素的幾何排列方式、天線元素間隔以及天線極化 方向中至少之一；以及向無線通信設(shè)備的目標(biāo)通信設(shè)備發(fā)送包含天線陣列幾何信息的信 號。
[0011] 通過在通信雙方間交流所配置的天線陣列的天線陣列幾何信息，可以對天線陣列 幾何信息進(jìn)行充分利用。
【附圖說明】
[0012] 參照下面結(jié)合附圖對本公開的實(shí)施例的說明，會更加容易地理解本公開的以上和 其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，相同的或?qū)?yīng)的技術(shù)特征或部件將采用相同或?qū)?yīng)的附 圖標(biāo)記來表示。在附圖中不必依照比例繪制出單元的尺寸和相對位置。
[0013] 圖1是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014] 圖2是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的天線陣列采用的天線陣列配置的示意圖。
[0015] 圖3是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信方法的流程圖。
[0016] 圖4是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017] 圖5是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信方法的流程圖。
[0018] 圖6是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019] 圖7是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020] 圖8是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021] 圖9是例示出單極化天線陣列中同類天線對的例子的示意圖。
[0022] 圖10是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的平面天線陣的示意圖。
[0023] 圖11是例示平面陣中天線元素的編號方式的示意圖。
[0024] 圖12是例示能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025] 圖13是例示可以應(yīng)用本公開技術(shù)的eNB的示意性配置的第一示例的框圖。
[0026] 圖14是例示可以應(yīng)用本公開技術(shù)的eNB的示意性配置的第二示例的框圖。
[0027] 圖15是例示可以應(yīng)用本公開技術(shù)的智能電話1500的示意性配置的的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面參照附圖來說明本公開的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中 省略了與本公開無關(guān)的、本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0029] 在現(xiàn)有的多天線系統(tǒng)中，天線陣列的幾何信息沒有得到充分的利用。在本文中，天 線陣列的幾何信息包括但不限于天線陣列中的天線元素的幾何排列方式、天線元素間隔以 及天線極化方向等。在現(xiàn)有技術(shù)中，布置有天線陣列的基站僅向用戶設(shè)備（UE)提供關(guān)于其 天線陣列中的天線數(shù)量的信息，而沒有提供天線陣列的幾何信息。隨著大規(guī)模天線陣列的 使用，以及多天線Mnro(多輸入多輸出）系統(tǒng)的提出，如何充分高效地利用天線陣列的幾何 信息成為提高信道效率的關(guān)鍵。
[0030] 圖1是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的無線通信設(shè)備100的結(jié)構(gòu)的框圖。無線通信設(shè) 備100被配置有天線陣列100X?；诰唧w對端通信設(shè)備對于天線陣列配置信息的需求，無 線通信設(shè)備100既可以被實(shí)現(xiàn)為基站，也可以被實(shí)現(xiàn)為UE，或者其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如中繼設(shè) 備。天線陣列100X可以根據(jù)需要以任何形式配置。例如，圖2非限制性地例示出天線陣列 100X可能采用的天線陣列的配置。
[0031] 下面，為了方便描述，假設(shè)天線陣列100X中包括M個(gè)天線元素，且M為4的整數(shù)倍。 如圖2的（a)所示的第一種天線陣列是由M個(gè)同極化天線元素組成的均勻線陣。該第一種 天線陣列的天線元素的間隔為〇. 5波長（0. 5 λ )，天線陣列總長度為
如圖2的（b) 所示的第二種天線陣列是由M/2個(gè)擺放相同的正交天線簇線性排列組成的天線陣。其中， 一個(gè)正交天線簇由兩個(gè)極化方向正交且位置重疊的天線元素組成，正交天線簇之間的間隔 為0. 5波長。因此，該天線陣列的總長度為
如圖2的（c)所示的第三種天線陣 列是由M/2X2個(gè)同極化天線元素組成的均勻面陣。該第三種天線陣列的天線元素的間隔 為0.5波長，天線陣列長寬分別為
如圖2的（d)所示的第四種天線陣列 是由M/4X2個(gè)擺放的正交天線簇按矩形排列組成的天線陣，正交天線簇之間的間隔為0. 5 波長，天線陣列長寬分別為
以上結(jié)合圖2對天線陣列100X的可能配置的 描述僅是示例性的，不意在窮舉所有的可能配置。實(shí)際上，天線陣列中天線元素的數(shù)量、幾 何排列方式、天線元素之間的間隔以及天線的極化方向中的一個(gè)或多個(gè)可以根據(jù)需要來配 置。然而，需要說明的是：對于天線陣列100X，一般來說，一旦天線陣列布置完成，其配置方 式相對固定。
[0032] 回到圖1，無線通信設(shè)備100包括天線陣列幾何信息生成單元101和通信單元 102。天線陣列幾何信息生成單元101被配置為基于天線陣列100X的幾何配置生成天線陣 列幾何信息。這里，天線陣列幾何信息指示天線陣列100X中天線元素的幾何排列方式（例 如但不限于線陣或者面陣）、天線元素間隔（例如但不限于〇.5λ)以及天線極化方向（例 如但不限于平行或者正交）中至少之一。當(dāng)在某一通信系統(tǒng)中，上述某一項(xiàng)已經(jīng)預(yù)先確定 或者對后續(xù)處理不必要時(shí)，幾何信息可以省略對該項(xiàng)的指示。例如，當(dāng)默認(rèn)通信系統(tǒng)中所有 天線陣列的天線極化方向一致時(shí)，幾何信息中可以不包括天線極化方向信息。或者，當(dāng)在后 續(xù)處理中不需要考慮天線元素間隔時(shí)，幾何信息中可以不包含指示天線元素間隔的內(nèi)容。
[0033] 天線陣列幾何信息生成單元101可以通過獲取預(yù)先定義的天線陣列數(shù)據(jù)庫的檢 索號來獲得無線通信設(shè)備100所對應(yīng)的天線陣列100X的幾何信息?？蛇x擇地，天線陣列幾 何信息生成單元101可以通過預(yù)先配置來獲得無線通信設(shè)備100所對應(yīng)的天線陣列100X 的幾何信息。當(dāng)無線通信設(shè)備100被實(shí)現(xiàn)為基站時(shí)，其天線陣列幾何信息生成單元101例 如可以通過Sl接口從核心網(wǎng)獲得天線陣列100X的幾何信息。
[0034] 通信單元102被配置為向無線通信設(shè)備100的目標(biāo)通信設(shè)備發(fā)送包含天線陣列 100X的幾何信息的信號，以將自身所配置的天線陣列的幾何信息通知給通信對方（目標(biāo)通 信設(shè)備）。示例性地，在LTE (包括LTE-A)通信系統(tǒng)中，當(dāng)無線通信設(shè)備100被實(shí)現(xiàn)為基站 時(shí)，其可以通過廣播控制信道（BCCH)將天線陣列100X的幾何信息包含于例如系統(tǒng)信息塊 (System Information Block)中發(fā)送給UE或其它基站；或者，其可以通過x2接口將天線 陣列100X的幾何信息發(fā)送給其它基站。示例性地，當(dāng)無線通信設(shè)備100被實(shí)現(xiàn)為UE時(shí)，其 可以通過隨機(jī)接入過程（Random Access Procedure)將自身天線陣列的幾何信息發(fā)送給基 站。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本公開的在通信設(shè)備之間（例如基站與用戶設(shè)備之間、基站 與其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備例如中繼設(shè)備之間）交互天線陣列幾何信息的技術(shù)方案也可應(yīng)用于除了 LTE通信系統(tǒng)以外的其它采用多天線技術(shù)的通信系統(tǒng)當(dāng)中，例如熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 以基于本公開的設(shè)計(jì)思想將上述的技術(shù)方案應(yīng)用于正在發(fā)展的第五代甚至更未來的通信 系統(tǒng)當(dāng)中。
[0035] 圖3是例示根據(jù)本公開實(shí)施例的由無線通信設(shè)備100使用的無線通信方法的流程 圖。在步驟S301中，基于無線通信設(shè)備100的天線陣列100X的幾何配置生成天線陣列幾何 信息。根據(jù)系統(tǒng)需求，天線陣列