[发明专利]上下行非对称通信MIMO系统的劈裂波束管理方法及系统

说明书

本公开提供了上下行非对称通信MIMO系统的劈裂波束管理方法及系统，该方法包括：在数模混合天线架构中，将下行发送端分成n个射频通道分别进行波束赋形，使一个扇区劈裂为n个小区；当用户终端接入时，n个小区均接收用户终端发出的SRS信号，根据各小区接收到的SRS信号的能量强度，确定用户终端所在的小区；在用户终端所在的小区内，下行发送端进行波束扫描，用户终端确定下行发送端发送的最佳波束方向并接收。本公开通过对基站的每个扇区空间进行切割，增加小区数量，减少波束扫描的时间；有效的进行用户配对和资源分配，不强依赖SRS信道估计准确性，提升了系统容量和系统性能，降低时延；实现方法简单，提高了波束管理的效率。

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，尤其涉及上下行非对称通信MIMO系统的劈裂波束管理方法及系统。

背景技术

大规模MIMO系统中采用的波束赋形技术是一种基于天线信号预处理手段，为了获得更好的阵列增益，可以通过调整天线阵列中每个阵元的幅度、相位和权重，使波束在特定方向上进行相干叠加，实现信号的全向传输到定向传输的转变，可以有效抑制干扰。为了获得较优的性能增益，需要对天线阵列中每个阵元进行独立控制，但是这种方式对基带处理的要求较高，现有商业应用条件下无法满足全数字架构对每个阵元独立控制，为了解决这一问题，人们提出了数模混合的天线架构。

在数模混合的天线架构下，存在多种天线设计方案，以上下行非对称的天线设计方案为例，参考说明书附图3-4，示出了一种天线设计方案，水平8天线阵元，垂直12天线阵元，极化2天线阵元，共192天线阵元。说明书附图3示出了下行发送端的形态，下行使用64基带通道，1通道驱3阵元；说明书附图4示出了上行接收端的形态，上行使用16基带通道，1通道驱12阵元。下行发送端需要发送波束进行波束扫描，上行接收端需要对用户进行信道估计，根据用户的信道信息确定用户的位置，从而确定下行发送波束的方向，参考说明书附图2，示出了现有技术中一种上下行非对称通信MIMO系统的波束管理方法的流程示意图。

在这种上下行非对称天线设计方案下，下行发送端进行波束扫描时需要天线内部进行模拟预加权，即通过移相器对天线阵元加权。由于移相器一个档位对应一个波束方向，使移相器档位切换上有一定限制，只能在某几个档位按照固定的时间间隔进行切换。这种情形下的波束管理方案为：下行波束扫描时，切换移相器档位，在固定的方向上进行波束扫描；上行进行信道估计时，切换所有移相器档位，分别进行信道估计。这种方案存在的问题有：

1、波束扫描时，移相器相位切换需要遍历所有档位，所需要的切换总时间长，无法精准快速地切换到用户；

2、非对称MIMO系统由于上下行天线通道数不一致，会导致上下行通道具有非互易性，当前技术中缺少非互易性信道的波束管理方法。

发明内容

本公开的目的是要提供上下行非对称通信MIMO系统的劈裂波束管理方法及系统，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

第一方面，提供了上下行非对称通信MIMO系统的劈裂波束管理方法，包括以下步骤，

在数模混合天线架构中，将下行发送端分成n个射频通道分别进行波束赋形，使一个扇区劈裂为n个小区；

当用户终端接入时，n个小区基站均接收用户终端发出的SRS信号，根据各小区基站接收到的SRS信号的能量强度，确定用户终端所在的小区；

在用户终端所在的小区内，下行发送端进行波束扫描，用户终端确定下行发送端发送的最佳波束方向并接收。

在一些实施方式中，当多个用户终端接入同一个小区时，根据接收到的SRS信号的能量强度，由大到小依次满足用户终端的需求。

在一些实施方式中，在用户终端所在的小区内，下行发送端使用单波束进行波束扫描。