[发明专利]无线通信系统中用于选择发送和接收波束的设备和方法

说明书

一种用于操作无线通信系统中的接收端的方法包括：从发送端接收关于发送端的模拟波束的子集信息，和基于子集信息确定将用于向接收端进行数据信号传输的发送波束的组合，其中，子集信息指示模拟波束被归类成的至少一个子集，并且至少一个子集的每个模拟波束与另一个波束的相关性等于或小于阈值。一种用于接收端的设备包括：配置成从发送端接收关于发送端的模拟波束的子集信息的通信单元，和配置成基于子集信息确定将用于向接收端进行数据信号传输的发送波束的组合的控制器。

技术领域

本公开涉及无线通信系统中的波束成形。

背景技术

现今，无线通信网络的数据使用量呈几何级增长。据此，超四代(4G)移动通信技术不得不甚至是在户外环境中也要支持千兆字节级通信。用于此的最突出的候选技术是毫米(mm)波段的波束成形技术。与现有的低频波段相比，毫米波段具有能够使用宽带的优点。但是，毫米波段还具有信道衰减高的缺点。波束成形是通过使用多个天线能够增强特定方向的信号的强度的技术。过去，在波束成形方面做出了许多研究。这样，由于波束的长度在高频波段处减小，波束成形可以将多个天线集成在小区域中。相应地，波束成形技术作为能够克服毫米波段的信道衰减的有效技术而再次吸引了人们的注意。

波束成形可以实施于数字终端中，即基带，在数模(D/A)转换之后，或者在射频(RF)端中的任意位置。当波束成形在数字终端中实施时，很容易调节波束成形系数(即，信号的强度和相位)。但是，这种情况下在成本和实施方面存在困难，因为要为每个天线提供加入基带的RF链-D/A–RF。相反，当波束成形在RF端中实施时，其会导致低价，但是在精密地调节信号的强度和相位方面有困难。

混合式波束成形是一种通过数字预编码器发送多个数据和通过RF波束成形器获得波束成形增益的方法，该方法通过仅仅由几个RF链构成基带并在每个RF链再次耦合RF波束成形器来实施。相应地，与上述的数字波束成形和模拟波束成形技术相比，混合式波束成形能够实现适当的取舍。

混合式波束成形可以与正交频分复用(OFDM)系统相结合，并且可以实施为不同的结构。例如，多个RF链的RF波束成形器可以通过加法器连接到单个物理阵列天线。这种情况下，与每个RF链的RF波束成形器相连的阵列天线是相同的。相应地，基带基础的有效信道的相关性可以根据每个RF波束成形器的波束系数而显著增大。换言之，用于波束成形的波束之间的相关性是根据波束系数而变的。波束之间的相关性的变化可以根据所用的多输入多输出(MIMO)模式而使性功能变得更差或更好。因此，混合式波束成形结构不得不提出一种替代方案，用于在考虑了波束之间的相关性后适当地选择将被实际用于数据发送/接收的波束。

发明内容

问题的解决方案

一种用于操作无线通信系统中的接收端的方法，该方法包括：从发送端接收关于发送端的模拟波束的子集信息，和基于子集信息确定将用于向接收端进行数据信号传输的发送波束的组合，其中，子集信息指示模拟波束被归类成的至少一个子集，并且至少一个子集的每个模拟波束彼此之间的相关性等于或小于阈值。

在一些实施例中，发送波束的组合属于同一个子集，并且被空间复用。

在一些实施例中，确定发送波束的组合包括：识别在每个子集中提供最佳信道质量的一定数目的模拟波束，其中该模拟波束的数目与复用阶数相对应；计算在每个子集中识别的所述数目的模拟波束的信道质量和，并且将在每个子集中具有最大信道质量和的模拟波束指定为所述发送波束的组合。

在一些实施例中，发送波束的组合包括在所有发送波束当中提供最大信道质量值的一定数目的发送波束，作为用于空间复用的波束组合，每个发送波束具有小于阈值的相关性，其中所述发送波束的数目等于复用阶数。