本發(fā)明涉及基于信道估計(jì)的用于波束選擇的低復(fù)雜度波束形成技術(shù)。

背景技術(shù)：

為了滿足從部署第4代(4G)通信系統(tǒng)以來持續(xù)增加的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，全球已經(jīng)全力開發(fā)改進(jìn)第5代(5G)通信系統(tǒng)。5G通信系統(tǒng)也被稱為“超4G網(wǎng)絡(luò)”或“后長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)”。

5G通信系統(tǒng)將在毫米波(mm波)頻帶，例如：60GHz頻帶中實(shí)現(xiàn)，以便實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率。為了減少無線電波的傳播損耗，并增加傳輸距離，開發(fā)出了波束形成技術(shù)、大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)、全維MIMO(FD-MIMO)技術(shù)、陣列天線技術(shù)、模擬波束形成技術(shù)，以及在5G通信系統(tǒng)中討論的大規(guī)模天線技術(shù)。

另外，在5G通信系統(tǒng)中，基于先進(jìn)的小型小區(qū)，云無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)、超密集網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信、無線回程等進(jìn)行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)的開發(fā)，以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、協(xié)作通信、協(xié)作多點(diǎn)(CoMP)、接收端干擾消除等。

在5G系統(tǒng)中，作為高級(jí)編碼調(diào)制(ACM)方案包括混合頻移鍵控(FSK)和正交幅度調(diào)制(FQAM)和滑動(dòng)窗疊加編碼(SWSC)，以及濾波器組多載波(FBMC)方案，以及非正交多址(NOMA)方案和稀疏碼多址(SCMA)方案將作為高級(jí)接入技術(shù)存在。

在使用多個(gè)天線但不包括K個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的接收機(jī)中，由于多個(gè)天線接收的多個(gè)信號(hào)被組合，并且組合的信號(hào)輸入到ADC，因此，不可能同時(shí)獲取所有天線的信道信息。這里，K不等于天線的數(shù)量。為了增強(qiáng)系統(tǒng)性能，需要所有天線的信道信息，因此，需要一種用于獲取所有天線的信道信息的方案。

同時(shí)，在使用有效信道作為通過將信道和射頻(RF)波束的因子相乘而生成的形式的系統(tǒng)中，根據(jù)RF波束選擇來確定系統(tǒng)性能?？梢允褂枚鄠€(gè)RF波束的發(fā)射設(shè)備和接收機(jī)可以考慮所有可能的RF波束組合，以便搜索可以獲得最佳性能的RF波束。如果發(fā)射機(jī)和接收機(jī)考慮所有可能的RF波束組合，則RF波束搜索的系統(tǒng)復(fù)雜性增加，并且RF波束搜索所需的時(shí)間增加。

因此，需要一種RF波束搜索方法，旨在降低RF波束搜索所需的系統(tǒng)復(fù)雜性和時(shí)間，并且提高性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了降低RF波束搜索所需的系統(tǒng)復(fù)雜性和時(shí)間，從而提供一種基于信道估計(jì)的用于波束選擇的低復(fù)雜度波束形成方法及裝置。

基于信道估計(jì)的用于波束選擇的低復(fù)雜度波束形成方法，

在一次通信過程中，它通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、對(duì)于K個(gè)發(fā)射機(jī)，均產(chǎn)生一組導(dǎo)頻信號(hào)，并發(fā)給接收機(jī)；K為正整數(shù)；

步驟二、接收機(jī)按時(shí)間間隔接收K組導(dǎo)頻信號(hào)，并進(jìn)行信道估計(jì)；

步驟三、接收機(jī)根據(jù)信道估計(jì)結(jié)果，選擇射頻波束；

步驟四、接收機(jī)產(chǎn)生射頻波束選擇信息，并發(fā)給各發(fā)射機(jī)；

步驟五、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)在選定的射頻波束中傳輸信息。

步驟二中，時(shí)間間隔的數(shù)量根據(jù)每個(gè)RF鏈中的天線的數(shù)量確定。

步驟二中，信道估計(jì)的方法是：根據(jù)時(shí)間間隔，利用每個(gè)RF鏈中的天線之一實(shí)現(xiàn)部分信道信息的估計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全信道的估計(jì)。

步驟三中，選擇射頻波束包括為每個(gè)發(fā)射機(jī)選擇接收RF波束和發(fā)送RF波束。

選擇射頻波束的方法具體為：

步驟一、在K個(gè)發(fā)射機(jī)中選擇一個(gè)第一發(fā)射機(jī)，使得信道矢量的有效值最大；

步驟二、在K個(gè)發(fā)射機(jī)中另選一個(gè)第二發(fā)射機(jī)，使得第一發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率最大；

步驟三、為每個(gè)發(fā)射機(jī)選擇接收RF波束和發(fā)送RF波束，并迭代步驟一至步驟二的過程，使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率最大。

實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，包括：

信道估計(jì)器：用于根據(jù)發(fā)射機(jī)的數(shù)量確定發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)量；還用于通過基于導(dǎo)頻信號(hào)間隔的數(shù)量迭代地執(zhí)行部分信道信息估計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全信道信息的估計(jì)；

射頻波束選擇器：用于根據(jù)全信道估計(jì)信息為每個(gè)發(fā)射機(jī)選擇接收RF波束和發(fā)送RF波束。

它還包括反饋單元，所述反饋單元用于將選擇的發(fā)送RF波束發(fā)送至每個(gè)發(fā)射機(jī)。

射頻波束選擇器的具體功能為：

用于在K個(gè)發(fā)射機(jī)中選擇一個(gè)第一發(fā)射機(jī)，用于增加有效信道矢量的值；

還用于在K個(gè)發(fā)射機(jī)中另選一個(gè)第二發(fā)射機(jī)，用于增加與第一發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率；

還用于為每個(gè)發(fā)射機(jī)選擇接收RF波束和發(fā)送RF波束，并迭代步驟一至步驟二的過程，用于增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率。

時(shí)間間隔的數(shù)量根據(jù)每個(gè)RF鏈中的天線的數(shù)量確定。

根據(jù)時(shí)間間隔，利用每個(gè)RF鏈中的天線之一實(shí)現(xiàn)部分信道信息的估計(jì)，作為全信道估計(jì)結(jié)果。

本發(fā)明用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行波束選擇，本發(fā)明可以通過有效信道選擇波束。本發(fā)明有效的降低支持波束形成方法的無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)復(fù)雜度，減少了在支持波束形成方法的無線通信系統(tǒng)中選擇波束所需的時(shí)間，提高了支持波束形成方法的無線通信系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明可以應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)，如長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)移動(dòng)通信系統(tǒng)、LTE高級(jí)(LTE-A)移動(dòng)通信系統(tǒng)、輔助接入(LAA)-LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)移動(dòng)通信系統(tǒng)、高速上行鏈路分組接入(HSUPA)移動(dòng)通信系統(tǒng)、高速率分組數(shù)據(jù)(HRPD)移動(dòng)通信系統(tǒng)第三代合作伙伴計(jì)劃2(3GPP2)、3GPP2中提出的寬帶碼分多址(WCDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)、3GPP2中提出的碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)、電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.16m通信系統(tǒng)、IEEE 802.16e通信系統(tǒng)、演進(jìn)分組系統(tǒng)(EPS)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(移動(dòng)IP)系統(tǒng)；數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)，諸如移動(dòng)廣播服務(wù)廣播(DMB)服務(wù)，手持?jǐn)?shù)字視頻廣播(DVP-H)、高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)-移動(dòng)/手持(ATSC-M/H)服務(wù)等，以及互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)媒體傳輸(MMT)系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本申請(qǐng)所述波束形成方法所在多用戶無線通信系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本申請(qǐng)所述波束形成方法的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請(qǐng)所述波束形成方法的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請(qǐng)所述波束形成方法中部分估計(jì)信道方法的原理示意圖；

圖5是本申請(qǐng)所述波束形成方法中選擇RF波束的過程的原理示意圖；

圖6是本申請(qǐng)所述波束形成方法中信號(hào)接收過程示意圖；

圖7是應(yīng)用本申請(qǐng)所述波束形成方法的無線通信系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)送和接收過程示意圖；

圖8是應(yīng)用本申請(qǐng)所述波束形成方法的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1說明本具體實(shí)施方式，如圖1所示，在無線通信系統(tǒng)中，一個(gè)基站(BS)101可以與至少一個(gè)用戶設(shè)備(UE)通信，例如三個(gè)UE，例如UE102-1，UE 102-2和UE 102-3。BS 101可以包括多個(gè)天線，即：多天線，以便與UE 102-1，UE 102-2和UE進(jìn)行通信；并且UE 102-1，UE 102-2和UE 102-3可以包括多個(gè)天線，以便與BS 101通信。

下面的描述包括了多個(gè)天線的BS的結(jié)構(gòu)和包括多個(gè)天線的每個(gè)UE。以及將描述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。其中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以分別是BS和UE，或者UE和BS。此外，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以分別是BS和中繼站(RS)，RS和UE，或者UE和另一UE。

如圖2所示發(fā)射機(jī)要發(fā)送的信號(hào)被輸入到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)201，并且DAC 201將輸入信號(hào)(即：數(shù)字信號(hào))轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)輸出到ABF輸入到ABF 202的模擬信號(hào)用于使用陣列天線205的波束成形。

例如，ABF 202可以包括混頻器203、功率放大器(PA)204、陣列天線205、移相器207等。陣列天線205可以包括多個(gè)元件天線206，并且多個(gè)元件天線206中的每一個(gè)可以連接到PA 204。

為了方便，將假設(shè)發(fā)射機(jī)包括N個(gè)用戶天線，并且基于N個(gè)用戶天線執(zhí)行模擬波束形成操作。

如圖3所示，接收機(jī)包括數(shù)字波束形成單元(DBF)和ABF的結(jié)構(gòu)。接收機(jī)可以包括DBF 301和ABF 302。

接收機(jī)可以接收由發(fā)射機(jī)通過多個(gè)天線發(fā)送的射頻(RF)信號(hào)。如果接收包括NS個(gè)RF鏈，并且每個(gè)RF鏈包括N_BSRF個(gè)天線。這里，N_BSN＝N_SXN_BSRF。

接收機(jī)從Ns個(gè)發(fā)射機(jī)接收不同的RF信號(hào)，并且可以通過處理接收的RF信號(hào)來檢測(cè)數(shù)據(jù)。這里，Ns等于RF鏈的數(shù)量。這里，RF鏈表示接收RF信號(hào)，對(duì)接收的RF信號(hào)執(zhí)行RF處理，并將RF處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的配置單元。例如，一個(gè)RF鏈可以包括ABF和與ABF相關(guān)的至少一個(gè)ADC。

通過包括在ABF 302中的PA 304、混頻器305、移相器310等處理通過接收機(jī)中的NBS天線309接收的RF信號(hào)，并且將其輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)306包括在DBF 301中。輸入到ADC 306的模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且數(shù)字信號(hào)由包括在DBF中的基帶(BB)濾波器307，多輸入多輸出(MIMO)解碼器308等處理301。

以下，將在圖1的接收機(jī)中處理的RF信號(hào)，將使用表達(dá)等式來描述圖3。

由多個(gè)發(fā)射機(jī)中的第一發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)可以表示為：

X_i＝t_is_i (1)

其中，X_i為表示由第i個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)；s_i為由第i個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)流；t_i＝[t₁……t_Nuser]^T表示第i個(gè)發(fā)射機(jī)的波束成形向量，Nuser表示第i個(gè)發(fā)射機(jī)中包括的天線的數(shù)量。

如果接收機(jī)同時(shí)接收和處理K個(gè)不同的RF信號(hào)，則在接收機(jī)中接收的信號(hào)可以表示為：

式(2)中，y表示在接收機(jī)中接收的信號(hào)，H_i表示接收機(jī)與第i個(gè)發(fā)射機(jī)之間的信道矩陣，n表示均值為0且方差為σ²的噪聲。

在接收機(jī)中接收的信號(hào)y由包括在接收機(jī)中的RF鏈處理，例如：RF鏈303。

假設(shè)包括在接收機(jī)中的第1個(gè)RF鏈的第j個(gè)天線的相移值是用于表示包括在接收機(jī)中的所有RF鏈的公式為b_i^j的情況下，模擬波束形成向量b_l對(duì)應(yīng)于第1個(gè)RF鏈，可以表示為：

式中：表示包括在接收機(jī)中包括的第1個(gè)RF鏈中的天線的數(shù)量。

因此，包括在接收機(jī)中的所有RF鏈的模擬波束形成向量B被定義為如式(4)所表示的mat[b]。

式中：b表示包括接收機(jī)的所有相移值的矢量，即：b＝[b_↓1^↑T…b_↓(N_↓s)^↑T]^↑T，N_s表示RF數(shù)據(jù)鏈的個(gè)數(shù)。

由ABF 302處理的信號(hào)，包括在接收機(jī)中包括的DBF 301中的ADC 306，即：RF鏈，可以表示為等式(5)：

在式(5)中，表示第i個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的有效信道，并且可以表示為信道矩陣H_i，接收機(jī)的模擬波束形成向量B的形式I^eff＝BH_it_i，和第i個(gè)發(fā)射機(jī)的模擬矢量t_i相乘。

應(yīng)當(dāng)理解，可以基于有效信道來確定。這里，是可以被確定為系統(tǒng)性能的參數(shù)。也就是說，可以最大化系統(tǒng)性能的RF射束的選擇可以表示為選擇使有效信道最大化的RF射束。接收機(jī)需要估計(jì)信道矩陣H_i以計(jì)算有效信道，因此需要獲取信道的信道信息。

在用于獲取信道信息的方法中，接收機(jī)可以通過順序地操作包括在接收機(jī)中包括的每個(gè)RF鏈中的天線來估計(jì)信道。也就是說，接收機(jī)可以通過重復(fù)執(zhí)行用于部分地估計(jì)信道的操作來獲取信道信息。

如圖4所示，無線通信系統(tǒng)包括包括兩個(gè)天線404a和404b的第i個(gè)發(fā)射機(jī)和包括三個(gè)RF鏈403a，403b和403c的接收機(jī)。包括在接收機(jī)中的每個(gè)RF鏈包括兩個(gè)天線。

為了估計(jì)部分信道，第i個(gè)發(fā)射機(jī)僅使用第一天線404a來發(fā)送導(dǎo)頻序列，而接收機(jī)對(duì)與每個(gè)RF鏈中接收機(jī)想要獲取的信道因子相對(duì)應(yīng)的一個(gè)天線，例如天線401a，401b和401c，并且在一個(gè)導(dǎo)頻間隔期間停止其余天線(例如，天線402a，402b和402c)的操作。這里，導(dǎo)頻間隔表示發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)的間隔，導(dǎo)頻信號(hào)是參考信號(hào)的示例。在存在多個(gè)發(fā)射機(jī)，例如K個(gè)發(fā)射機(jī)的情況下，導(dǎo)頻序列的長(zhǎng)度τ，即導(dǎo)頻序列中包括的元素?cái)?shù)量τ可以等于或大于發(fā)射機(jī)的數(shù)量K用于估計(jì)K個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)的信道信息。

在導(dǎo)頻間隔中，信號(hào)由ABF處理的信號(hào)可以表示等式(6)：

其中，

表示由第i個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送的導(dǎo)頻序列。

應(yīng)當(dāng)注意，在式(6)中表示的信號(hào)是在導(dǎo)頻間隔期間由ABF處理的信號(hào)，在圖6中的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的情況下，在導(dǎo)頻間隔期間在接收機(jī)中接收之后由ABF處理的信號(hào)是在接收機(jī)中包括的RF鏈的數(shù)量是3的情況下如等式(6)所表示的信號(hào)，在三個(gè)RF鏈中的每一個(gè)中包括的天線的數(shù)量是2，并且包括在第i個(gè)發(fā)射機(jī)中的天線的數(shù)量是2。

因此，第i個(gè)發(fā)射機(jī)的信道矩陣H_i可以表示為：

在通道矩陣中表示在通過包括在第i個(gè)發(fā)射機(jī)中的第一天線發(fā)送RF信號(hào)并且通過包括在接收機(jī)的第二天線接收RF信號(hào)的情況下的信道值。

信道矩陣表示在通過包括在第i個(gè)發(fā)射機(jī)中的第二天線發(fā)送RF信號(hào)并且通過包括在接收機(jī)中的第四天線接收RF信號(hào)的情況下的信道值。

在由多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送的不同導(dǎo)頻序列是正交的情況下，接收機(jī)可以獲取第i個(gè)發(fā)射機(jī)的部分信道表示為：

也就是說，接收機(jī)知道關(guān)于多個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)的波束的RF的信息，即，導(dǎo)頻序列，因此接收機(jī)可以計(jì)算N_s個(gè)信道因子，即，并且可以計(jì)算N_s個(gè)信道因子，即：在一個(gè)導(dǎo)頻間隔期間使用等式(7)。這里，N_s等于接收機(jī)中包括的RF鏈的數(shù)量。

然而，為了檢測(cè)全信道因子，接收機(jī)需要N_BS×N_user信道因子。這里，N_BS是多個(gè)發(fā)射機(jī)中包括的天線的數(shù)量，N_user是包括在接收機(jī)中的天線的數(shù)量。

接收機(jī)可以通過停止被操作的天線401a、401b和401c，并且操作剩余的天線來計(jì)算當(dāng)前不被獲取的剩余信道因子，即：402a、402b和402c，其在下一導(dǎo)頻間隔期間不操作。

以這種方式，第i個(gè)發(fā)射機(jī)可以通過僅使用第二天線發(fā)送下一個(gè)導(dǎo)頻序列來計(jì)算信道因子，即：其中，通過使用第二天線發(fā)送下一個(gè)導(dǎo)頻序列來計(jì)算信道因子，即：第一天線和第二天線404b。

接收機(jī)需要個(gè)導(dǎo)頻間隔，以便獲取所有多個(gè)發(fā)射機(jī)的信道信息，以及在個(gè)導(dǎo)頻間隔需要等于或大于這里，滿足：

接收機(jī)可以使用如上所述的用于部分地獲取信道信息的方法來完全獲取信道信息。在獲取關(guān)于全信道的信道信息之后，接收機(jī)需要選擇用于發(fā)射設(shè)備的最佳RF波束，即，相移值被表示為模擬波束成形向量。

接收機(jī)通過比較所有可能的情況(例如：所有移相器的所有設(shè)置值)來搜索提供最佳性能的RF波束。在這種情況下，系統(tǒng)復(fù)雜性增加。因此，本實(shí)施方式提出了一種用于搜索RF束的設(shè)備和方法，其通過比較部分情況而不是所有可能的情況來提供最佳性能。

下面將描述用于表示搜索RF波束的方案和實(shí)施方法：

首先，由包括在接收機(jī)中的ABF處理的信號(hào)Y是由包括在接收機(jī)中的DBF處理。包括在接收機(jī)中的DBF可以考慮在由DBF處理的信號(hào)中僅維持由第i個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)流s_i的方案，即，為了方便計(jì)算的零強(qiáng)制方案。

由DBF處理的信號(hào)可以表示為式(8)：

DBF考慮零強(qiáng)制方案，因此用于零強(qiáng)制方案的矩陣W可以表示為：

在包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的無線通信系統(tǒng)中，如果存在兩個(gè)發(fā)射機(jī)，則總數(shù)據(jù)速率R可以表示為等式(9)。這里，發(fā)射機(jī)的索引為i，因此在無線通信系統(tǒng)中存在發(fā)射機(jī)1(i＝1)和發(fā)射機(jī)2(i＝2)。

在等式(9)中，θ₁₂表示第一發(fā)射機(jī)(即：發(fā)射機(jī)1和接收機(jī))與第二發(fā)射機(jī)之間的有效信道向量之間的有效信道向量發(fā)射機(jī)2和接收機(jī)。

如上所述，在選擇用于使無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率最大化的RF波束時(shí)，接收機(jī)可以使用公式(9)。

同時(shí)，使用有效信道向量和有效信道向量表示的等式(9)可以被定義為針對(duì)向量a和向量b表示的系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率度量f(a，b)在等式(10)中表示。當(dāng)接收機(jī)選擇RF波束時(shí)，式(10)可以用于降低計(jì)算復(fù)雜度。

接收機(jī)將預(yù)定的射束中的一個(gè)確定為接收RF射束。這里，表示用于發(fā)射機(jī)(例如：BS)的波束組的數(shù)量。

個(gè)BSS射束的集合可以表示為：

個(gè)RF波束的集合Cuser可以表示為：

在接收機(jī)中，如果第i個(gè)發(fā)射機(jī)分別選擇g_m和c_n，則有效信道向量可以表示為式(13)。

下面將描述在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中選擇RF波束的過程。如圖5所示。

在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中，接收機(jī)通過改變?cè)诮邮諜C(jī)中支持的RF波束來檢測(cè)總數(shù)據(jù)速率，并且可以選擇每一個(gè)的RF波束和RF波束發(fā)射機(jī)，其對(duì)應(yīng)于總數(shù)據(jù)速率最大的情況。

首先，在步驟501中，接收機(jī)初始化所需變量的變量值，即接收機(jī)初始化指示數(shù)據(jù)速率為0所需的變量RTHR的變量值，以及變量m的變量值其在步驟501將接收機(jī)中支持的RF射束的數(shù)量指示為“0”。

在步驟502中，接收機(jī)將變量m的可變值增加預(yù)設(shè)值，例如“1”。這里，步驟502意味著接收機(jī)選擇接收機(jī)的RF波束為g_m。

在步驟503，接收機(jī)檢測(cè)發(fā)射機(jī)的有效信道向量的最大值X_i和具有有效信道向量的最大值X_i的發(fā)射機(jī)的索引i。這里，集合Ω表示包括發(fā)射機(jī)的索引。

例如，假設(shè)有K個(gè)發(fā)射機(jī)。集合S表示包括所選擇的發(fā)射機(jī)的索引的集合。因此，集合Ω包括所有發(fā)射機(jī)的索引作為元素，集合S是空集合。接收機(jī)檢測(cè)所有發(fā)射機(jī)中的有效信道向量最大的發(fā)射機(jī)，從集合Ω中刪除檢測(cè)到的發(fā)射機(jī)的索引i，并將索引i添加到集合S。

接收機(jī)計(jì)算對(duì)應(yīng)于包括在集合S中的發(fā)射機(jī)的索引的每個(gè)發(fā)射機(jī)的權(quán)重有效信道和對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)的索引的發(fā)射機(jī)的每個(gè)有效信道向量的度量f(a,b)包括在集合Ω中，并且在步驟504，選擇與有效信道的度量中值最大的有效信道的度量相對(duì)應(yīng)的UE和RF波束。

接收機(jī)確定所選擇的發(fā)射機(jī)的數(shù)量|S|小于包括在接收機(jī)N_S中的RF鏈的數(shù)量。如果發(fā)射機(jī)的數(shù)量小于包括在接收機(jī)中的RF鏈的數(shù)量，則接收機(jī)進(jìn)行到步驟504。如果數(shù)量發(fā)射機(jī)的數(shù)量等于或大于包括在接收機(jī)中的RF鏈的數(shù)量，則接收機(jī)進(jìn)行到步驟506。

在步驟506，接收機(jī)計(jì)算所選擇的RF波束的數(shù)據(jù)速率R_NEW。這里，接收機(jī)可以使用式(9)來計(jì)算所選擇的RF波束的數(shù)據(jù)速率R_NEW。

在步驟507，接收機(jī)確定計(jì)算的數(shù)據(jù)速率R_NEW是否大于預(yù)設(shè)的閾值數(shù)據(jù)速率R_THR。如果計(jì)算的數(shù)據(jù)速率R_NEW大于預(yù)設(shè)的閾值數(shù)據(jù)速率R_THR，則接收機(jī)進(jìn)行到操作509。如果計(jì)算的數(shù)據(jù)速率R_NEW等于或小于預(yù)設(shè)閾值數(shù)據(jù)速率R_THR，則接收機(jī)進(jìn)行到步驟508。

接收機(jī)在步驟508比較在接收機(jī)中支持的計(jì)數(shù)m和RF波束數(shù)這里，計(jì)數(shù)m表示包括操作503到操作507的一個(gè)處理(組或循環(huán))的次數(shù)，或者步驟509每次形成(或重復(fù))。也就是說，接收機(jī)確定計(jì)數(shù)m是否等于RF束的數(shù)量

如果計(jì)數(shù)m等于RF束的數(shù)目則接收機(jī)終止RF束選擇算法，因?yàn)橛糜诮邮諜C(jī)中支持的所有RF束的RF束選擇操作已經(jīng)完成。

如果計(jì)數(shù)m不等于RF波束的數(shù)量，即，如果計(jì)數(shù)m小于RF波束的數(shù)量，則接收機(jī)進(jìn)行到步驟502，因?yàn)閷?duì)于所有RF的RF波束選擇操作沒有完成在接收機(jī)中支持的波束。

接收機(jī)在操作509將數(shù)據(jù)速率的閾值R_THR更新為R_NEW。此外，接收機(jī)設(shè)置接收模擬波束形成向量Bmat[g_m]，并且設(shè)置發(fā)送模擬波束形成每個(gè)發(fā)射機(jī)i的向量(t_i)到x_i。

同時(shí)，接收機(jī)以參考圖1描述的方式為每個(gè)發(fā)射機(jī)選擇最佳RF波束。

盡管圖圖5示出在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中選擇RF波束的過程，可以對(duì)圖5進(jìn)行各種改變。例如，雖然示為一系列操作，但是圖5中的各種操作。5可以重疊，并行發(fā)生，以不同的順序發(fā)生，或者發(fā)生多次。

圖2描述了根據(jù)本公開的實(shí)施例的在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中選擇RF波束的過程。將參照?qǐng)D5描述根據(jù)本公開的實(shí)施例的支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)的操作處理。

圖6示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)的操作過程。

在步驟601，接收機(jī)基于發(fā)射機(jī)的數(shù)量來確定導(dǎo)頻間隔的數(shù)量。

在步驟602，接收機(jī)通過僅操作包括在接收機(jī)中的RF鏈中的一個(gè)天線來估計(jì)部分信道。

接收機(jī)通過以在步驟602處描述的方式估計(jì)與對(duì)應(yīng)于導(dǎo)頻間隔的數(shù)目的部分信道來估計(jì)全信道。

接收機(jī)執(zhí)行如圖1所述的RF波束選擇處理。

在步驟605，接收機(jī)根據(jù)在步驟604執(zhí)行的RF波束選擇處理的結(jié)果來選擇將由接收機(jī)和每個(gè)發(fā)射機(jī)使用的RF波束。

在步驟606，接收機(jī)將關(guān)于將被每個(gè)發(fā)射機(jī)使用的RF波束選擇為RF波束的信息發(fā)送到每個(gè)發(fā)射機(jī)。

因此，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的每一個(gè)可以使用所選擇的RF波束進(jìn)行通信。

盡管圖6示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)的操作過程，可以對(duì)圖6進(jìn)行各種改變。例如，雖然示為一系列操作，但是圖6中的各種操作，可以重疊，并行發(fā)生，以不同的順序發(fā)生，或者發(fā)生多次。

圖7示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間發(fā)送和接收信號(hào)的過程。

如圖7所示，無線通信系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射機(jī)，例如K個(gè)發(fā)射機(jī)，例如發(fā)射機(jī)1 701-1，…，發(fā)射機(jī)K701-K和接收機(jī)702。

在步驟703，發(fā)射機(jī)1 701-1，…，發(fā)射機(jī)K 701-K中的每一個(gè)生成要發(fā)送到接收機(jī)702的導(dǎo)頻信號(hào)(或參考信號(hào))。

在步驟704和705，發(fā)射機(jī)1 701-1，...，發(fā)射機(jī)K 701-K中的每一個(gè)將產(chǎn)生的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)702。

在操作706，接收機(jī)702使用從發(fā)射機(jī)1 701-1，...，發(fā)射機(jī)K 701-K接收的導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)信道信息。

接收機(jī)702使用如圖5所示的用于選擇RF波束的處理，選擇對(duì)于發(fā)射機(jī)1 701-1，...，發(fā)射機(jī)K 701-K中的每一個(gè)最佳的RF波束。

在步驟708，接收機(jī)702生成要被反饋到發(fā)射機(jī)1 701-1，...，發(fā)射機(jī)K 701-K中的每一個(gè)的RF波束選擇信息。

在步驟709，接收機(jī)702將產(chǎn)生的RF波束選擇信息發(fā)送到發(fā)射機(jī)1 701-1，...，發(fā)射機(jī)K 701-K中的每一個(gè)。

在步驟710，發(fā)射機(jī)1 701-1，...，發(fā)射機(jī)K 701-K中的每一個(gè)基于從接收機(jī)702接收的RF波束選擇信息來選擇RF波束。

圖8示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

如圖8所示，無線通信系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射機(jī)，例如K個(gè)發(fā)射機(jī)，例如發(fā)射機(jī)1 801-1，...，發(fā)射機(jī)K 801-K，以及接收機(jī)810。

發(fā)射機(jī)1801-1包括RF波束選擇器802-1和反饋收集器803-1。以這種方式，作為最后的發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)K 801-K包括RF波束選擇器802-K和反饋收集器803-K。

接收機(jī)810包括信道估計(jì)器811，RF波束選擇器812和反饋單元813.發(fā)射機(jī)1801-1，...，發(fā)射機(jī)K801-K和接收機(jī)810中的每一個(gè)可以包括控制器，收發(fā)器和存儲(chǔ)單元。或者，發(fā)射機(jī)1 801-1，...，發(fā)射機(jī)K 801-K和接收機(jī)810中的每一個(gè)都可以用一個(gè)處理器來實(shí)現(xiàn)。

接收機(jī)810可以包括：信道估計(jì)器811，用于執(zhí)行根據(jù)本公開的實(shí)施例的信道估計(jì)操作；RF波束選擇器812，用于選擇將由每個(gè)發(fā)射機(jī)1使用的RF波束801-1，...，發(fā)射機(jī)K801-K和接收機(jī)810，以及反饋單元813，用于將由RF波束選擇器812選擇的RF波束的信息發(fā)送到根據(jù)本公開的實(shí)施例的RF波束選擇方案發(fā)射機(jī)1 801-1，...，發(fā)射機(jī)K 801-K。

發(fā)射機(jī)1801-1，...，發(fā)射機(jī)K801-K中的每一個(gè)可以包括：反饋收集器，用于從接收機(jī)810接收關(guān)于所選擇的RF波束的信息；以及RF波束選擇器，用于選擇RF使用關(guān)于所選擇的RF波束的信息。

從前面的描述顯而易見，本公開的實(shí)施例使得能夠在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中選擇波束。

本實(shí)施方式能夠在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中基于有效信道來選擇波束。

本實(shí)施方式能夠選擇波束，從而降低支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中的系統(tǒng)復(fù)雜度。

本實(shí)施方式能夠選擇波束，從而減少在支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中選擇波束所需的時(shí)間。

本實(shí)施方式能夠選擇波束，從而增強(qiáng)支持波束形成方案的無線通信系統(tǒng)中的性能。

本申請(qǐng)的某些方面還可以被實(shí)現(xiàn)為在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其隨后可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，CD-ROM，磁帶，軟盤，光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和載波(例如通過互聯(lián)網(wǎng))。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可以分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布式方式存儲(chǔ)和執(zhí)行。另外，用于實(shí)現(xiàn)本公開的功能程序，代碼和代碼段可以由本公開所屬領(lǐng)域的程序員容易地解釋。

可以理解，根據(jù)本公開的實(shí)施例的方法和裝置可以通過硬件，軟件和/或其組合來實(shí)現(xiàn)。軟件可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，例如可擦除或可重寫ROM，存儲(chǔ)器，例如RAM，存儲(chǔ)器芯片，存儲(chǔ)器設(shè)備或存儲(chǔ)器集成電路(IC)，或者光學(xué)或磁性可記錄的非暫時(shí)性機(jī)器可讀(例如，計(jì)算機(jī)可讀)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，壓縮盤(CD)，數(shù)字視頻盤(DVD)，磁盤，磁帶和/類似)。根據(jù)本公開的實(shí)施例的方法和裝置可以由包括控制器和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端來實(shí)現(xiàn)，并且存儲(chǔ)器可以是非暫時(shí)性機(jī)器可讀(例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))可讀)，適于存儲(chǔ)包括用于實(shí)現(xiàn)本公開的各種實(shí)施例的指令的程序的存儲(chǔ)介質(zhì)。

本公開可以包括包括用于實(shí)現(xiàn)由所附權(quán)利要求限定的裝置和方法的代碼的程序，以及存儲(chǔ)該程序的非暫時(shí)性機(jī)器可讀(例如，計(jì)算機(jī)可讀)存儲(chǔ)介質(zhì)。程序可以經(jīng)由通過有線和/或無線連接傳輸?shù)娜魏谓橘|(zhì)(諸如通信信號(hào))電子傳送，并且本公開可以包括它們的等同物。

根據(jù)本公開的實(shí)施例的裝置可以從經(jīng)由有線或無線連接到裝置的程序提供裝置接收程序，并存儲(chǔ)該程序。程序提供裝置可以包括：存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)指示執(zhí)行已經(jīng)安裝的內(nèi)容保護(hù)方法，內(nèi)容保護(hù)方法所需的信息等的指令；通信單元，用于執(zhí)行有線或無線通信圖形處理裝置以及用于基于圖形處理裝置的請(qǐng)求將相關(guān)程序發(fā)送到發(fā)送/接收機(jī)或者將相關(guān)程序自動(dòng)發(fā)送到發(fā)送/接收機(jī)的控制器。

雖然已經(jīng)利用示例性實(shí)施例描述了本公開，但是可以向本領(lǐng)域技術(shù)人員建議各種改變和修改。本公開旨在包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這樣的改變和修改。