專(zhuān)利名稱(chēng)：波束碼本生成方法、波束搜索方法及相關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及波束碼本生成方法、波束搜索方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
在波束形成系統(tǒng)中，在發(fā)射端，發(fā)送信號(hào)與發(fā)送權(quán)值矢量w相乘后通過(guò)不同的天線陣元發(fā)送到無(wú)線信道中，在接收端，各個(gè)天線陣元的接收信號(hào)經(jīng)過(guò)接收權(quán)值c矢量加權(quán)求和后送至信號(hào)處理模塊。目標(biāo)波束的形成分為自適應(yīng)波束形成技術(shù)與波束切換技術(shù)。自適應(yīng)波束形成技術(shù)是通過(guò)對(duì)陣列天線所接收到的信號(hào)做出一系列運(yùn)算后獲得最優(yōu)波束模式，即天線加權(quán)矢量W，并用于通信。雖然自適應(yīng)波束形成可以獲得理論上的最優(yōu)，但由于其計(jì)算復(fù)雜度高，收斂速度較慢，因此為降低實(shí)現(xiàn)難度，波束切換技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。波束切換技術(shù)是指波束形成所需的天線加權(quán)矢量W已經(jīng)預(yù)先定義好并固化在設(shè)備中，并形成波束碼本矩陣w = (w0, W1,..., %)，這樣設(shè)備在實(shí)際通信時(shí)只需在波束碼本空間中進(jìn)行搜索加權(quán)矢量就可以了。目前，在毫米波通信中獲得廣泛應(yīng)用，當(dāng)前已頒布或正在制定中的60GHz毫米波通信標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802. 15. 3c, IEEE802. llad，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)等)均對(duì)基于固定波束碼本的波束切換技術(shù)予以支持。當(dāng)前已頒布的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802. 15. 3c中對(duì)波束碼本矩陣W做出了規(guī)定，式⑴為IEEE802. 15. 3c碼本矩陣W中第p行第q列元素的產(chǎn)生公式，即第q號(hào)波束的碼本矢量wq中的第P維元素，其中M為天線陣元數(shù)，K為波束數(shù)目(K彡M，一般K = 2M)。式⑴為N相位碼本，該碼本可利用更精細(xì)的相位以產(chǎn)生具有更高主瓣增益和更低旁瓣電平的波束，式中N為相位數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種波束碼本生成方法，其特征在于，包括 根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)計(jì)算目標(biāo)波束中具有指定編號(hào)的基準(zhǔn)波束的第一陣列響應(yīng)因子，以及根據(jù)預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)，計(jì)算目標(biāo)波束中的基準(zhǔn)波束的第二陣列響應(yīng)因子； 對(duì)所述第一陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第一輻射因子，以及對(duì)所述第二陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第二輻射因子； 對(duì)所述獲得的基準(zhǔn)波束的第一輻射因子和第二輻射因子進(jìn)行歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的波束碼本； 對(duì)所述獲得的基準(zhǔn)波束的波束碼本進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標(biāo)波束中基準(zhǔn)波束之外的其他波束的波束碼本。
2.如權(quán)利要求I所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)的取值小于或等于所述實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述目標(biāo)波束的數(shù)目小于或等于所述目標(biāo)波束通道數(shù)的2倍，所述目標(biāo)波束中的基準(zhǔn)波束的編號(hào)小于或等于所述目標(biāo)波束通道數(shù)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)計(jì)算目標(biāo)波束中具有指定編號(hào)的基準(zhǔn)波束的第一陣列響應(yīng)因子，包括
5.如權(quán)利要求4所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對(duì)所述第一陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第一輻射因子包括 根據(jù)公式
6.如權(quán)利要求5所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對(duì)所述計(jì)算出的基準(zhǔn)波束的第一輻射因子和第二輻射因子進(jìn)行歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
7.如權(quán)利要求5所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對(duì)所述計(jì)算出的基準(zhǔn)波束的第一輻射因子和第二輻射因子進(jìn)行歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
8.如權(quán)利要求5所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對(duì)所述計(jì)算出的基準(zhǔn)波束的第一輻射因子和第二輻射因子進(jìn)行歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
9.如權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述對(duì)所述計(jì)算出的基準(zhǔn)波束的波束碼本進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標(biāo)波束中基準(zhǔn)波束之外的其他波束的波束碼本，包括 根據(jù)公式
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成方法，其特征在于，所述波束信號(hào)通道為天線陣元通道或?yàn)V波器通道。
11.一種利用權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成方法所生成的波束碼本進(jìn)行波束搜索的方法，其特征在于，包括 將目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)為2時(shí)所計(jì)算出的波束碼本作為波束搜索條件，進(jìn)行波束搜索，獲得當(dāng)前最優(yōu)波束對(duì)并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向，并初始化搜索計(jì)數(shù)器為a = I ; 將搜索計(jì)數(shù)器a以加I的方式進(jìn)行遞增，并將目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)為2a時(shí)所計(jì)算出的波束碼本作為波束搜索條件，繼續(xù)進(jìn)行波束搜索，獲取當(dāng)前最優(yōu)波束對(duì)并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向； 重復(fù)執(zhí)行上述將搜索計(jì)數(shù)器a以加I的方式進(jìn)行遞增并將目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)為23時(shí)所計(jì)算出的波束碼本作為波束搜索條件，繼續(xù)進(jìn)行波束搜索以獲取當(dāng)前最優(yōu)波束對(duì)并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向的步驟，直到目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)等于實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)，則結(jié)束搜索，并以結(jié)束搜索時(shí)所記錄的當(dāng)前最優(yōu)波束對(duì)作為最優(yōu)波束對(duì)。
12.—種波束碼本生成裝置，其特征在于，包括陣列響應(yīng)因子獲取單元，用于根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)計(jì)算目標(biāo)波束中具有指定編號(hào)的基準(zhǔn)波束的第一陣列響應(yīng)因子，以及根據(jù)預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)，計(jì)算目標(biāo)波束中的基準(zhǔn)波束的第二陣列響應(yīng)因子； 輻射因子獲取單元，用于對(duì)所述陣列響應(yīng)因子獲取單元得到的第一陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第一輻射因子，以及對(duì)所述陣列響應(yīng)因子獲取單元得到的第二陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第二輻射因子； 第一波束碼本獲取單元，用于對(duì)所述輻射因子獲取單元獲得的基準(zhǔn)波束的第一輻射因子和第二輻射因子進(jìn)行歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的波束碼本； 第二波束碼本獲取單元，用于對(duì)所述第一波束碼本獲取單元獲得的基準(zhǔn)波束的波束碼本進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標(biāo)波束中基準(zhǔn)波束之外的其他波束的波束碼本。
13.如權(quán)利要求12所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，還包括 設(shè)置單元，用于設(shè)置目標(biāo)波束信道通道數(shù)及基準(zhǔn)波束編號(hào)，設(shè)置的所述目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)的取值小于或等于所述波束信號(hào)通道數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述設(shè)置單元將基準(zhǔn)波束的編號(hào)設(shè)置為小于或等于所述目標(biāo)波束通道數(shù)。
15.如權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述陣列響應(yīng) 因子獲取單元具體用于根據(jù)公式
16.如權(quán)利要求15所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述輻射因子獲取單元具體用于根據(jù)公式
17.如權(quán)利要求16所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第一波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
18.如權(quán)利要求16所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第一波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
19.如權(quán)利要求16所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第一波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
20.如權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述第二波束碼本獲取單元具體用于根據(jù)公式
21.如權(quán)利要求12-20中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成裝置，其特征在于，所述波束信號(hào)通道為天線陣元通道或?yàn)V波器通道。
22.—種波束搜索裝置，其特征在于，包括 設(shè)置單元，用于設(shè)置搜索計(jì)數(shù)器，并初始化搜索計(jì)數(shù)器為a = I ; 搜索單元，用于將如權(quán)利要求12-21中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成裝置在目標(biāo)波束信號(hào)通道為2a時(shí)所生成的波束碼本作為波束搜索條件進(jìn)行波束搜索，獲取當(dāng)前最優(yōu)波束對(duì)并記錄最優(yōu)波束的主瓣方向； 控制單元，用于當(dāng)搜索單元每次基于目標(biāo)波束信號(hào)通道為2a時(shí)所生成的波束碼本作為波束搜索條件進(jìn)行波束搜索后，控制設(shè)置單元將搜索計(jì)數(shù)器以加I的方式遞增，并判斷搜索計(jì)數(shù)器遞增后得到的目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)是否等于實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)，如果判斷為是，通知所述搜索單元繼續(xù)以目標(biāo)波束信號(hào)通道為2a時(shí)所生成的波束碼本作為波束搜索條件進(jìn)行波束搜索，如果判斷為否，則通知所述搜索單元結(jié)束搜索，并以結(jié)束搜索時(shí)所記錄的當(dāng)前最優(yōu)波束對(duì)作為最優(yōu)波束對(duì)。
23.一種波束搜索系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求12-21中任一項(xiàng)所述的波束碼本生成裝置和如權(quán)利要求22所述的波束搜索裝置。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種波束碼本生成方法、波束搜索方法及相關(guān)裝置，其中所述波束碼本生成方法包括根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生的波束信號(hào)通道數(shù)計(jì)算基準(zhǔn)波束的第一陣列響應(yīng)因子，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)波束信號(hào)通道數(shù)，計(jì)算基準(zhǔn)波束的第二陣列響應(yīng)因子；對(duì)第一陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第一輻射因子，對(duì)第二陣列響應(yīng)因子進(jìn)行輻射功率歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的第二輻射因子；對(duì)第一輻射因子和第二輻射因子進(jìn)行歸一化處理以獲得所述基準(zhǔn)波束的波束碼本；對(duì)獲得的基準(zhǔn)波束的波束碼本進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理以獲得所述目標(biāo)波束中基準(zhǔn)波束之外的其他波束的波束碼本。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，可利用全部的波束信道通道，降低硬件的實(shí)現(xiàn)難度。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102801455SQ20121026845
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者劉培, 杜光龍, 鄒衛(wèi)霞 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司