[发明专利]一种多天线合并和波束赋形方法和装置

说明书

本申请公开了一种多天线合并和波束赋形方法和装置，包括：对于每个用户设备，按照预设的天线分组，对该用户设备的上行接收数据进行分组，并且对于每组所述上行接收数据，采用集中式合并的方法进行组内数据合并，得到该组的第一级合并结果和第一级合并权值；对于每个所述用户设备，采用分散式合并的方法，将该用户设备的所有组的所述第一级合并结果进行合并，得到所述用户设备的第二级合并结果和第二级合并权值；对于每个用户设备，利用该用户设备的所有组的所述第一级合并权值和其所述第二级合并权值，根据上下行信道互易性，确定出该用户设备的波束赋形权值，利用波束赋形权值对该用户设备的下行数据进行波束赋形。本发明易于实现且性能较好。

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种多天线合并和波束赋形方法和装置。

背景技术

波束赋形是一种基于天线阵列的信号预处理技术，波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而能够获得明显的阵列增益。因此，波束赋形技术在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑止等方面都有很大的优势。

现有的波束赋形实现方案中，需要基于波束赋形因子对下行数据进行波束赋形。在计算波束赋形因子时，是根据TDD系统的上下行信道互易性，利用上行导频数据估计出信道向量而得到的。

随着无线终端数据流量需求的爆炸式增长，在5G系统中将引入大规模天线技术，以使基站在相同的时频资源上同时服务多个用户，对频谱效率等带来明显的好处。根据众多资料描述，配备了大规模天线的基站，从基站到各用户的信道表现出确定性，不同用户的信道向量间渐进表现出正交性，即使不采用联合检测技术，和传统MIMO相比仍然能够获得很好的效果。但即便这样，由于天线规模巨大，物理层的上行数据合并计算的复杂性在实现层面是一个不得不面对的问题。

目前，通用的多天线数据合并方法主要有两类，一类是集中处理的方式实现，如迫零均衡(ZF)方法和最小均方误差估计(MMSE)方法，另一类是分散处理的方式实现，如最大比例合并(MRC)方法。其中，前一类方法涉及到复杂的矩阵运算，采用集中处理的方式实现，如此可以获得较准确的解码结果，但是在天线数量较大规模时，集中式矩阵运算量大、复杂度高，对集中处理模块的运算能力要求高。后一类方法采用了分散处理接收数据的方式，仅需要选择合适的合并权值进行线性合并即可，可以降低运算的复杂性，但是，相较于集中处理的方式，其解码性能会有损失。由此可见，现有的多天线数据合并方法存在运算量大复杂度高或者解码性能低的问题，这样，就会导致基于上行天线数据合并权值结果进行波束赋形时会存在运算量大、复杂度高或波束赋形性能低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多天线合并和波束赋形方法和装置，易于实现且性能较好。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种多天线合并和波束赋形方法，包括：

对于每个用户设备，按照预设的天线分组，对该用户设备的上行接收数据进行分组，并且对于每组所述上行接收数据，采用集中式合并的方法进行组内数据合并，得到该组的第一级合并结果和第一级合并权值；

对于每个所述用户设备，采用分散式合并的方法，将该用户设备的所有组的所述第一级合并结果进行合并，得到所述用户设备的第二级合并结果和第二级合并权值；

对于每个所述用户设备，利用该用户设备的所有组的所述第一级合并权值和其所述第二级合并权值，根据上下行信道互易性，确定出该用户设备的波束赋形权值，利用所述波束赋形权值对该用户设备的下行数据进行波束赋形。

一种多天线合并和波束赋形装置，包括：

一级合并单元，用于对于每个用户设备，按照预设的天线分组，对该用户设备的上行接收数据进行分组，并且对于每组所述上行接收数据，采用集中式合并的方法进行组内数据合并，得到该组的第一级合并结果和第一级合并权值；