[发明专利]基于重叠子阵列(OSA)的波束赋形方法和设备

说明书

本公开提供了一种基于OSA架构的混合波束赋形方法和设备。该方法包括：获取第二下行链路复合信道矩阵；基于所述第二下行链路复合信道矩阵确定第一下行链路波束赋形矩阵；使用所述第一下行链路波束赋形矩阵对下行参考信号进行波束赋形；以及将波束赋形后的下行参考信号发送给UE。在该OSA架构中，基站和/或该UE处的多个天线分别被划分为多个天线子阵列，每个天线子阵列连接到一个对应的射频(RF)链，并且其中每个天线子阵列中的天线能够与其他天线子阵列中的天线重叠。

技术领域

本公开涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种基于OSA的波束赋形方法和设备。

背景技术

毫米波(Millimeter Wave，MMW)频带的大规模多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)由于其能够大大利用高自由度(如阵列增益、复用增益、干扰降低能力等)而被考虑作为未来的5G通信的一种非常有前景的候选方案。实现这些优点的一个关键因素是实现有效且健壮的波束赋形技术。在MMW频率，大量天线可以封装为一个尺寸小的多的阵列。不仅利用基站侧的波束赋形，而且利用UE侧的波束赋形，大的阵列能够提供有效的阵列增益以克服高的传输损耗。大规模MIMO还可以利用波束赋形来支持多流传输并且从而实现高的系统吞吐量。由于全数字方案对于大规模MIMO来说过于复杂，因此混合波束赋形成为一种非常有前景的处理这种复杂性的方向。应用混合波束赋形架构的根本概念在于在采样之前在射频(RF)域中实现成本节约的可变移相器，从而可以在基带数字地执行降维信号处理方案。

发明内容

当前，对于混合波束赋形已经建议了两种架构，即全连接架构和非重叠子阵列(Non-Overlapped Sub-Array，NOSA)架构。对于前者，所需的移相器的数目相当大，从而使得复杂度较高且功耗较大。对于后者，虽然所需的移相器的数目减小，但是由于模拟波束赋形仅仅利用了具有较少天线的子阵列，因此天线阵列增益降低。

为此，本公开提供了一种能够实现高的阵列增益同时保持较低的复杂度的基于重叠子阵列(Overlapped Sub-Array，OSA)的混合波束赋形方案。

根据本公开的一个方面，提供了一种基于OSA架构的混合波束赋形方法和设备。该方法包括：获取第二下行链路复合信道矩阵；基于所述第二下行链路复合信道矩阵确定第一下行链路波束赋形矩阵；使用所述第一下行链路波束赋形矩阵对下行参考信号进行波束赋形；以及将波束赋形后的下行参考信号发送给UE，在该OSA架构中，基站和/或该UE处的多个天线分别被划分为多个天线子阵列，每个天线子阵列连接到一个对应的射频(RF)链，并且其中每个天线子阵列中的天线能够与其他天线子阵列中的天线重叠。

根据本公开的另一个方面，提供了一种基于OSA架构的混合波束赋形方法。该方法包括：从基站接收使用第一下行链路波束赋形矩阵进行波束赋形后的下行参考信号；基于所述波束赋形后的下行参考信号估计第一下行链路复合信道矩阵；以及基于所述第一下行链路复合信道矩阵确定第二下行链路波束赋形矩阵，在该OSA架构中，该基站和/或UE处的多个天线分别被划分为多个天线子阵列，每个天线子阵列连接到一个对应的射频(RF)链，并且其中每个天线子阵列中的天线能够与其他天线子阵列中的天线重叠。

根据本公开的又一个方面，提供了一种基于OSA架构的混合波束赋形设备。该设备包括：控制器，其被配置为：获取第二下行链路复合信道矩阵；基于所述第二下行链路复合信道矩阵确定第一下行链路波束赋形矩阵；使用所述第一下行链路波束赋形矩阵对下行参考信号进行波束赋形；以及将波束赋形后的下行参考信号发送给UE，在该OSA架构中，基站和/或该UE处的多个天线分别被划分为多个天线子阵列，每个天线子阵列连接到一个对应的射频(RF)链，并且其中每个天线子阵列中的天线能够与其他天线子阵列中的天线重叠。