[发明专利]用于多径角度估计的接收器和发送器

说明书

本发明提供一种接收装置和发送装置，能够对从发送装置发送到接收装置的信号的多径的角度估计(AE)进行改善。AE可以与信道估计(CE)集成，并且可以提高CE的质量和发送装置对接收装置的定位能力。接收装置用于基于第一角网格执行第一多径角度估计，获得发送装置的天线特性，获得过采样因子，基于过采样因子和第一角网格确定第二角网格，以及基于第一多径角度估计、天线特性、和第二角网格执行第二多径角度估计。发送装置用于向上述接收装置发送上述发送装置的天线阵列的天线特性，确定第一角网格的过采样因子，以及向上述接收装置发送上述过采样因子。

技术领域

本发明涉及一种用于信号的多径信息的角度估计(angle estimation，AE)(多径AE)的接收装置(特别是接收器)以及发送装置(特别是发送器)。接收装置和发送装置可以形成一个系统，其中共享例如关于发送装置的天线特性的信息，以便执行多径AE。本发明还涉及一种例如在接收器侧执行的用于多径AE的方法，以及一种例如在发送器侧执行的用于支持多径AE的方法。

背景技术

利用毫米波频率对于5G实现极高的所需数据速率是关键的。对于毫米波通信，当前假设是使用大量天线(以阵列形式)和混合模数波束成形架构。此外，可以部署不规则的天线阵列以改善波束形状并减少控制电路。

除了实现高数据速率之外，毫米波的大带宽和波束成形操作还促进增强的基于无线电的定位，基于无线电的定位需要准确的AE。多径AE特别地使得即使利用单个基站(BaseStation，BS)也能够定位移动站(Mobile Station，MS)。

在毫米波通信中，由于通信信道的稀疏多径分量，AE可以集成到信道估计(Channel Estimation，CE)中，其中AE的精度还影响信道状态信息(Channel StateInformation，CSI)的质量，并且因此影响预编码性能。通过估计多径角度和增益(复数值)，而不是执行传统的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)CE，尽管天线数量很大，也可以减少训练或导频信号的开销。此外，这种CE与混合模数波束成形架构兼容。

然而，传统的解决方案仅提供了有限精度的多径AE，因此定位和CE较差。

作为示例，利用了压缩感知(Compressive Sensing，CS)技术，其中特别地应用了分级波束扫描(Hierarchical Beam Scanning，HBS)或穷举波束扫描(Exhaustive BeamScanning，EBS)。例如，CS是通过正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit，OMP)机制完成的。通过应用这种OMP机制，利用了毫米波信道的稀疏性，并且迭代地搜索强路径。然而，该示例的缺点是训练信号开销高，训练信号开销与MS的数目成线性比例。此外，该示例的AE精度限于波束扫描网格。因此，CE精度也相当有限。

作为另一个示例，提出了一种基于上述HBS方法的增强方法。在每个阶段，为信道的每个(粗略)识别的路径方向发送辅助波束对(auxiliary beam pair，ABP)。这些ABP中的每一个都被设置到原始波束的稍左和稍右，并且包含信道功率。这种ABP用于改进AE精度。然而，这些ABP的缺点是其额外需要传输，这导致额外的开销和延迟。AE所需的精度越高，需要执行的级就越多，并且辅助波束需要越细。开销也变得更高。

发明内容

鉴于上述缺点，本发明的目的在于改进传统的解决方案。本发明的目的是提供一种用于信号的高精度AE多径信息的解决方案。特别地，本发明分别提供用于实现高精度AE的一种接收装置和一种发送装置。因此，本发明寻求增强定位和CE。

本发明的目的通过所附独立权利要求中提供的解决方案来实现。本发明的有利实施方式在从属权利要求中进一步限定。

本发明的目的的解决方案考虑了三个问题：