[发明专利]阵列天线通信系统中的数据发送方法、装置及发射机

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及阵列天线通信系统中的数据发送方法、装置及发射机。

背景技术

当前无线通信系统中大量使用多天线技术，这些无线通信系统包括蜂窝系统，如长期演进（Long Term Evolution，LTE）系统、全球微波保真（World Interoperability for Microwave Access，WiMAX）系统等，还包括短距离无线通信系统，如无线高保真（Wireless Fidelity，WiFi）系统等。在上述无线通信系统中，多天线技术主要指通过发射机与接收机之间的多个发射天线和多个接收天线进行信号的发射和接收处理，上述处理过程也称为多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术。在应用上述MIMO技术时，发射机通常设置多根线状排列的天线，包括设置2根、4根、或者8根。以设置8根天线的发射机为例，现有LTE R10（版本10）中定义了8天线的发射码本，该发射码本可以适用于多用户MIMO传输，也可以适用于单用户MIMO传输，支持1至8之间任意数目的传输流，上述发射码本为按照水平方向排列的最多8根天线的发射机设计，可以支持单个或多个用户在水平方向上的多流发射。

随着天线技术的发展，包括更多天线数目的阵列天线被引入到发射机上，例如，8列4行的面状天线。当阵列天线引入到发射机上后，发射机由于具有更多的发射天线数，因而可以具有更多可用的自由空间度。但是，由于现有通信系统中仅定义了在水平方向上的发射码本，因此难以应用到面状阵列天线上，无法在三维空间上形成波束赋形，难以获得自适应覆盖范围，更难获得在三维空间上的更多用户的空分复用，从而无法获得阵列天线系统的性能增益。

发明内容

本发明实施例中提供了多天线通信系统中的码本生成方法、装置及发射机，用以解决现有技术中无法获得面状阵列天线的发射码本的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供的技术方案如下：

一方面，提供一种阵列天线通信系统中的数据发送方法，所述阵列天线包含在三维空间的多个方向上排列的多个天线子阵元，所述方法包括：

按照所述阵列天线的多个天线子阵元的排布方式生成三维码本,所述多个天线子阵元在三维空间的多个方向上排列；

通过所述三维码本对待发送的数据流进行预编码得到预编码后的数据流，并将所述预编码后的数据流在多个天线子阵元上进行发射。

结合一方面，在第一种可能的实现方式中，所述按照所述阵列天线的多个天线子阵元的排布方式生成三维码本，包括：

按照所述多个天线子阵元的排布方式获得预编码向量；

根据所述预编码向量生成激励矩阵；

通过所述激励矩阵生成三维码本。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述阵列天线由第一方向上的M’排天线子阵元和第二方向上的N’排天线子阵元组成，所述M’和N’为大于1的自然数；

所述预编码向量，包括：第一方向上的元素个数为N的单流预编码向量，所述N为不大于N’的自然数；或者，第二方向上的元素个数为M的单流预编码向量，所述M为不大于M’的自然数；

所述激励矩阵，包括：根据第一方向上的单流预编码向量生成的单流激励矩阵；或者，根据第二方向上的单流预编码向量生成的单流激励矩阵；或者，根据第一方向上的单流预编码向量生成的多流激励矩阵；或者，根据第二方向上的单流预编码向量生成的多流激励矩阵；或者，根据第一方向上的单流预编码向量和第二方向上的单流预编码向量生成的多流激励矩阵。

结合一方面，第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述通过所述三维码本对待发送的数据流进行预编码，包括：

将所述待发送的K个数据流中的第k个数据流的数据符号分别与所述三维码本中的第k个激励矩阵中的元素相乘，得到K个数据符号矩阵，所述K为自然数；

将所述K个数据符号矩阵中位于同一位置的数据符号进行累加，得到一个累加后的数据符号矩阵；

所述将预编码后数据流在多个天线子阵元上进行发射，包括：

将所述累加后的数据符号矩阵中的每个数据符号分别在多个天线子阵元上进行发射。

结合一方面，第一种可能的实现方式，第二种可能的实现方式，或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述阵列天线中的天线子阵元使用的极化方式包括：线性极化、交叉极化或圆极化。