[發明專利]一種三維波束賦形的方法、通信站及移動站

有效

• 申請號: 201210188808.8
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN103475397B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 肖華華;寧迪浩;朱登魁;魯照華;李子榮
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04L1/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 李健,龍洪

技術領域

本發明涉及無線通訊領域，尤其涉及一種三維波束賦形的方法、通信站及移動站。

背景技術

波束賦形是一種信號處理技術，它基于自適應天線原理，利用天線陣列通過先進的信號處理算法分別對各天線單元加權處理，使陣列實時對準有用信號方向，而在干擾方向形成零點以抑制干擾信號。從而提高信噪比，提升系統性能，增加系統的覆蓋范圍。

傳統的波束賦形一般是指二維波束賦形，它只區分水平方位角不一樣的移動站，如圖1(a)所示，而對于水平方位角一樣，垂直俯仰角不同的移動站是不能區分的，如圖1(b)所示。三維波束賦形是一種同時考慮水平方位角和垂直俯仰角的一種立體的波束賦形技術，它既能自適應地調整水平方位角度，又能自適應地調整垂直俯仰角度，從而既能區分不同方位角的接收端，也能區分不同俯仰角的接收端。三維波束賦形在垂直覆蓋(如圖2所示)、垂直方向的干擾抑制(如圖3所示)等方面有著二維波束賦形無法比擬的優勢，它能更好地滿足第四代無線通信系統對覆蓋和干擾抑制的要求，是非常值得研究的技術之一。

三維波束賦形權值的獲取，是實現三維波束賦形的關鍵技術之一。權值的準確性和及時性很大程度上影響著三維波束賦形的性能。一般來說，實現三維波束賦形的天線陣列為二維的平面或曲面陣，陣元數目比較多，發送端陣元到接收端陣元間的信道矩陣維數比較大，目前移動站采用基于碼本反饋的方法獲取權值，需要較大的反饋量，且涉及大矩陣的運算，運算復雜度很高，并且為了估計發送端陣元到接收端陣元間的信道矩陣，需要很大的導頻開銷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種三維波束賦形的方法、通信站及移動站，能夠降低移動站的運算量及資源開銷。

為解決上述技術問題，本發明的一種移動站，包括：第一權值獲取模塊和第一權值反饋模塊，其中：

第一權值獲取模塊，用于獲取第一權值；

第一權值反饋模塊，用于向通信站反饋所述第一權值。

進一步地，還包括下行信道測量模塊，其中：

所述下行信道測量模塊，用于測量下行鏈路信道，得到下行鏈路信道估計值H(l)；

所述第一權值獲取模塊，具體用于根據H(l)從預先配置的第一權值的碼本集合中選擇一預編碼矩陣作為所述第一權值。

進一步地，所述移動站為數據卡、手機、筆記本電腦、個人電腦、平板電腦、個人數字助理或藍牙設備。

進一步地，一種通信站，包括：第二權值獲取模塊、三維波束賦形權值獲取模塊和波束賦形模塊，其中：

所述第二權值獲取模塊，用于獲取第二權值；

所述三維波束賦形權值獲取模塊，用于接收移動站反饋的第一權值，根據第一權值和所述第二權值獲取模塊獲取的第二權值生成三維波束賦形的權值；

所述波束賦形模塊，用于采用所述三維波束賦形的權值對待發送的數據進行預處理，將預處理后的數據映射到天線端口，發送給移動站。

進一步地，還包括：上行信道測量模塊，其中：

所述上行信道測量模塊，用于測量上行鏈路信道，得到上行鏈路信道估計值；

所述第二權值獲取模塊，具體用于根據所述上行鏈路信道估計值估計移動站到通信站的垂直方向的波達角θ，確定第二取值為其中，或d為平面陣列天線中相鄰行的天線陣元的距離，λ為無線電波的波長，M為平面天線陣列的行數。

進一步地，所述三維波束賦形權值獲取模塊，具體用于對第一權值和第二權值進行克羅內克積，將克羅內克積的結果作為所述三維波束賦形的權值。

進一步地，所述通信站為宏基站、微基站、直放站、中繼、拉遠設備或無線接入點。

進一步地，一種波束賦形的方法，包括：

移動站獲取第一權值，并向通信站反饋所述第一權值。

進一步地，移動站獲取第一權值，包括：

所述移動站測量下行鏈路信道，得到下行鏈路信道估計值H(l)，根據H(l)從預先配置的第一權值的碼本集合中選擇一預編碼矩陣作為所述第一權值。

進一步地，向通信站反饋所述第一權值，包括：

所述移動站將所選擇的預編碼矩陣對應的索引賦值給預編碼矩陣索引(PMI)，將所述PMI發送給所述通信站。

進一步地，一種三維波束賦形的方法，包括：

通信站接收移動站反饋的第一權值；

所述通信站獲取第二權值，根據第一權值和第二權值生成三維波束賦形的權值，采用所述三維波束賦形的權值對待發送的數據進行預處理，將預處理后的數據映射到天線端口，發送給移動站。