一種波束賦形權(quán)值訓(xùn)練方法及基站、終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種波束賦形權(quán)值訓(xùn)練方法及基站、終端。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信系統(tǒng)中，發(fā)送端和接收端采取空間復(fù)用的方式使用多根天線來獲取更高 的速率。相對(duì)于一般的空間復(fù)用方法，一種被廣泛應(yīng)用的技術(shù)是接收端反饋信道信息給發(fā) 送端，發(fā)送端根據(jù)獲得的信道信息使用一些發(fā)射預(yù)編碼技術(shù)，極大的提高傳輸性能。對(duì)于單 用戶多輸入多輸出（Multi-inputMulti-output，MM0)中，直接使用信道特征矢量信息進(jìn) 行預(yù)編碼；對(duì)于多用戶MIM0中，需要比較準(zhǔn)確的信道信息。
[0003] 在4G的一些技術(shù)如LTE，802. 16m標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，信道信息的反饋主要是利用較簡單 的單一碼本的反饋方法，而MIM0的發(fā)射預(yù)編碼技術(shù)的性能更依賴于其中碼本反饋的準(zhǔn)確 度。這里將基于碼本的信道信息量化反饋的基本原理簡要闡述如下：
[0004] 假設(shè)有限反饋信道容量為Bbps/Hz，那么可用的碼字的個(gè)數(shù)為N=2B個(gè)。信道矩 陣的特征矢量空間經(jīng)過量化構(gòu)成碼本空間…仏}發(fā)射端與接收端共同保存或 〇 實(shí)時(shí)產(chǎn)生此碼本(收發(fā)端相同)。根據(jù)接收端獲得的信道矩陣H，接收端根據(jù)一定準(zhǔn)則從3?中 選擇一個(gè)與信道最匹配的碼字#，并將碼字序號(hào)i反饋回發(fā)射端。這里，碼字序號(hào)稱為PMI (PrecodingMatrixIndicator,預(yù)編碼矩陣指示符)。發(fā)射端根據(jù)此序號(hào)i找到相應(yīng)的預(yù) 編碼碼字f,從而獲得彳目道彳目息，#表不了/[目道的特征矢量彳目息。
[0005] 隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，用戶無線應(yīng)用越來越豐富，帶動(dòng)了無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 迅速增長。據(jù)預(yù)測，未來10年間數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以每年1.6-2倍速率增長。這給無線接入網(wǎng)絡(luò)帶 來了巨大的挑戰(zhàn)。多天線技術(shù)是應(yīng)對(duì)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆發(fā)式增長挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)，目前4G中 支持的多天線技術(shù)僅僅支持最大8端口的水平維度波束賦形技術(shù)，還有較大的潛力進(jìn)一步 的大幅提升系統(tǒng)容量。
[0006] MassiveMIM0技術(shù)是下一代通信技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵的增強(qiáng)技術(shù)，MassiveMIM0系 統(tǒng)主要特征為：基站側(cè)配置有大規(guī)模天線陣列，比如100個(gè)天線，甚至更多，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)?時(shí)候，利用MU-MM0技術(shù)，同時(shí)同頻復(fù)用多個(gè)用戶，一般來說，天線數(shù)目與復(fù)用用戶數(shù)目比 例維持在5-10倍左右?？梢宰C明，無論是在視距環(huán)境的強(qiáng)相關(guān)信道，還是富散射下的非相 關(guān)信道，任意兩個(gè)用戶的信道之間的相關(guān)系數(shù)隨著天線數(shù)目的增加成指數(shù)形式衰減，比如 當(dāng)基站側(cè)配置有100根天線時(shí)，任意兩個(gè)用戶的信道之間相關(guān)系數(shù)趨近于〇,也即是說多用 戶對(duì)應(yīng)信道之間接近正交。另一方面，大陣列可以帶來非常可觀的陣列增益和分集增益。
[0007] 對(duì)于MassiveMM0來說，由于大量天線的引入，傳統(tǒng)的方法：每根天線發(fā)送信道 測量導(dǎo)頻CSI-RS，終端檢測CSI-RS并通過信道估計(jì)獲得每個(gè)傳輸資源對(duì)應(yīng)的信道矩陣，根 據(jù)信道矩陣獲得最佳的基帶上每個(gè)頻域子帶預(yù)編碼矢量和寬帶的最佳傳輸層數(shù)信息，然后 基于前面介紹的碼本反饋技術(shù)進(jìn)行反饋，這種方式在massiveMIM0中應(yīng)用時(shí)存在比較大的 問題。主要體現(xiàn)在，導(dǎo)頻開銷會(huì)隨Nt增多而增加，天線數(shù)多時(shí)導(dǎo)頻開銷非常巨大，除此之 外，由于反饋時(shí)使用的碼本中需要包含非常多的碼字，碼字的選擇十分困難，造成終端大量 的復(fù)雜度增加，幾乎無法實(shí)現(xiàn)，或者需要付出巨大的成本代價(jià)。碼本反饋的開銷也很大，使 得上行鏈路開銷巨大。因此一般來說，對(duì)于massiveMMO,更好的方式是采用波束賦形權(quán)值 訓(xùn)練方法，可以有效地減小導(dǎo)頻和反饋開銷并使系統(tǒng)獲得較好的預(yù)編碼性能。
[0008] 波束訓(xùn)練技術(shù)的基本原理如圖1所示，定義由基站向終端發(fā)送訓(xùn)練導(dǎo)頻，終端將 收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后發(fā)送給基站的過程稱為一次迭代過程。經(jīng)過多次迭代后結(jié)束迭代稱 為完成一次訓(xùn)練過程。
[0009] 下面具體介紹一下波束訓(xùn)練原理：
[0010] 步驟1:基站向終端發(fā)送訓(xùn)練導(dǎo)頻；
[0011] 步驟2 :終端接收訓(xùn)練導(dǎo)頻并進(jìn)行接收處理；
[0012] 步驟3 :終端向基站發(fā)送處理后的訓(xùn)練導(dǎo)頻；
[0013] 步驟4:基站接收終端發(fā)送的訓(xùn)練導(dǎo)頻并進(jìn)行處理，處理后將其作為新的訓(xùn)練導(dǎo) 頻；
[0014] 重復(fù)步驟1_4直到訓(xùn)練完成。
[0015] 下面的公式表示了這種波束訓(xùn)練可以帶來的有益效果：
[0016] H=CTjMjvf+cr2M2vf+ ? ?-(JpMpvf
[0017] 這里〇 〇p是奇異值，ul_up是左特征矢量，vl_vp是右特征矢量。
[0018] 定義
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種波束賦形權(quán)值訓(xùn)練方法，其特征在于，包括：基站向終端發(fā)出N類波束導(dǎo)頻信 號(hào)，所述終端選擇接收到的波束導(dǎo)頻信號(hào)中的一類或多類波束導(dǎo)頻，并將所選擇的波束導(dǎo) 頻對(duì)應(yīng)的波束信息反饋給所述基站，所述基站根據(jù)所述終端反饋的波束信息，確定初始的 訓(xùn)練信號(hào)矢量，并向所述終端發(fā)送所述信道矢量進(jìn)行波束權(quán)值訓(xùn)練，其中，N為正整數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述基站還配置終端需上報(bào)的波束索引個(gè)數(shù)信息。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述上報(bào)的波束索引個(gè)數(shù)信息至少包括具 體索引個(gè)數(shù)和索引個(gè)數(shù)等級(jí)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述終端選擇接收到的波束導(dǎo)頻信號(hào)中的 一類或多類波束導(dǎo)頻，并將所選擇的波束導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)的波束信息反饋給所述基站指： 所述終端從N類波束導(dǎo)頻信號(hào)中選擇信號(hào)質(zhì)量最強(qiáng)的一類波束導(dǎo)頻，并將該類波束導(dǎo) 頻對(duì)應(yīng)的波束信息反饋給所述基站； 其中，所述信號(hào)質(zhì)量至少包括信噪比、信干燥比和載干燥比。
5. -種波束賦形權(quán)值訓(xùn)練方法，其特征在于，包括： 終端向基站發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，所述基站選擇接收終端發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)，根據(jù)所述導(dǎo)頻信 號(hào)計(jì)算出上行信道的信道狀態(tài)信息，并根據(jù)信道互易性，選出波束向終端發(fā)送，進(jìn)行訓(xùn)練。
6.