[发明专利]波束形成方法、装置和发射系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及波束形成技术。

背景技术

在无线通信系统中，波束形成技术可以利用多个天线发出的数据之间的相干叠加形成能量在空域上的重新分配，从而尽量将能量主瓣对准用户方向。波束形成技术既能够使发射功率得到有效利用，又能够尽量减小小区间的干扰。

在目前的一些波束形成方法中，如Zero-forcing(迫零，ZF)波束形成方法、Minimum Variance Distortionless Response(最小方差无失真，MVDR)波束形成方法、Minimum Mean Square Error(最小均方误差，MMSE)、以及EigenBeamforming(特征波束形成，EBF)方法等等，都需要利用原始信道信息来实现波束形成。

在利用原始信道信息的波束形成方法中，可以使用空间特征向量代替原始信道信息来实现波束形成。利用空间特征向量实现波束形成的过程包括：

首先，将发射信号划分为多个时频块，计算每个时频块对应的信道自相关矩阵。然后，根据各信道自相关矩阵分别获取各时频块的空间特征向量，之后，利用空间特征向量代替原始信道信息计算波束形成加权矢量。

在实现本发明的过程中，发明人发现：相邻两个时频块的空间特征向量的相位之间存在跳变信息，在利用含有跳变信息的空间特征向量进行波束形成加权矢量计算时，会使相邻两个时频块的加权矢量在相位上发生跳变，从而影响了系统的性能。

发明内容

本发明实施方式提供一种波束形成方法、装置和发射系统，可在一定程度上避免相邻时频块的波束形成加权矢量在相位上的跳变，提高了系统的性能。

本发明实施方式提供的一种波束形成方法，包括：

发射端获取发射信号的每个时频块各自对应的信道自相关矩阵；

根据所述各信道自相关矩阵分别获取各时频块的空间特征向量；

根据所述空间特征向量之间的相位差函数对所述空间特征向量进行修正；

根据所述修正的空间特征向量计算波束形成加权矢量。

本发明实施方式提供的一种波束形成装置，设置于发射端，包括：

第一获取模块，用于获取发射信号的每个时频块各自对应的信道自相关矩阵；

第二获取模块，用于根据所述各信道自相关矩阵分别获取所述各时频块的空间特征向量；

修正模块，用于根据空间特征向量之间的相位差函数对所述空间特征向量进行修正；

加权模块，用于根据所述修正的空间特征向量计算波束形成加权矢量。

本发明实施方式提供的一种发射系统，包括：

波束形成装置，用于获取发射信号的每个时频块各自对应的信道自相关矩阵，根据所述各信道自相关矩阵分别获取所述各时频块的空间特征向量，根据空间特征向量之间的相位差函数对所述空间特征向量进行修正，根据所述修正的空间特征向量计算波束形成加权矢量；

所述发射装置，用于根据所述波束形成加权矢量进行信号发射。

通过上述技术方案的描述可知，通过对时频块的空间特征向量进行修正，可以减小不同时频块的空间特征向量之间在相位上存在的跳变信息，从而在一定程度上避免了不同时频块的波束形成加权矢量之间在相位上的跳变，提高了系统的性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种波束形成方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种波束形成装置示意图；

图2A是本发明实施例提供的一种波束形成装置中修正模块示意图；

图3是本发明实施例提供的发射系统示意图；

图4(a)是下行波束域的等效信道h的相位示意图一；

图4(b)是下行波束域的等效信道h的相位示意图二；

图5是帧的星座图一；

图6是帧的星座图二；

图7是本发明实施例提供的方法与现有技术中方法的系统性能对比的仿真示意图一；

图8是本发明实施例提供的方法与现有技术中方法的系统性能对比的仿真示意图二；

图9是本发明实施例提供的方法与现有技术中方法的系统性能对比的仿真示意图三；

图10是本发明实施例提供的方法与现有技术方法的系统性能对比的仿真示意图四；

图11是本发明实施例提供的方法与现有技术中方法的系统性能对比的仿真示意图五。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例提供一种波束形成方法，该方法包括：

S100、在发射端，获取发射信号的每个时频块各自对应的信道自相关矩阵。