[发明专利]三维波束赋形的权值获取方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种三维波束赋形(Three Dimension Beamforming，3D BF)的权值获取方法和实现装置。

背景技术

波束赋形是一种信号处理技术，它基于自适应天线原理，利用天线阵列通过先进的信号处理算法分别对各天线单元加权处理，使阵列实时对准有用信号方向，而在干扰方向形成零点以抑制干扰信号。从而提高信噪比，提升系统性能，增加系统的覆盖范围。

传统的波束赋形一般是指二维波束赋形，它只区分水平方位角不一样的移动站，如图1(a)所示，而对于水平方位角一样，垂直俯仰角不同的移动站是不能区分的，如图1(b)所示。三维波束赋形是一种同时考虑水平方位角和垂直俯仰角的一种立体的波束赋形技术，它既能自适应地调整水平方位角度，又能自适应地调整垂直俯仰角度，从而既能区分不同方位角的接收端，也能区分不同俯仰角的接收端。有着传统二维波束赋形无法比拟的优势。

三维波束赋形在垂直覆盖(如图2所示)、垂直方向的干扰抑制(如图 3所示)等方面有着二维波束赋形无法比拟的优势，它能更好地满足第四代无线通信系统对覆盖和干扰抑制的要求，是非常值得研究的技术之一。

三维波束赋形权值W的获取，是三维波束赋形的关键技术之一。权值 W的准确性和及时性很大程度上影响着三维波束赋形的性能。一般来说，实现三维波束赋形的天线阵列为二维的平面阵或者三维的长方体阵，阵元数目比较多，如果把所有阵元当成一个整体进行处理获取权值，需要对一个很大的矩阵进行特征值分解等操作，复杂度比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三维波束赋形权值获取的方法和装置，可以降低三维波束赋形权值获取的复杂度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种三维波束赋形的权值获取方法，包括：

获取通信站和移动站之间的整体信道系数矩阵；

根据所述整体信道系数矩阵提取每个维度的信道系数矩阵，根据每个维度的信道系数矩阵计算该维度的权值；

对所有维度的权值进行处理得到三维波束赋形的权值。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述整体信道系数矩阵为用来计算所述三维波束赋形的取值的资源块上的信道系数矩阵H(l)，所述H(l)中的元素h_n,m(l)表示所述通信站第m根天线到所述移动站第n根天线在所述资源块上第l个载波上的信道系数，n＝1,…,N_R，m＝(i-1)N_T2*N_T3+(j-1)N_T3+k， i＝1,…,N_T1，j＝1,…,N_T2，k＝1,…,N_T3，N_R表示所述移动站的天线数目，N_T1表示所述通信站的天线阵列在维度1上的天线数目，N_T2表示所述通信站的天线阵列在维度2上的天线数目，N_T3表示所述通信站的天线阵列在维度3上的天线数目；l＝1,…,N_S表示所述资源块上的载波个数。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述根据整体信道系数矩阵提取每个维度的信道系数矩阵包括：

将H(l)中所有列索引满足m_i＝(i-1)N_T2*N_T3+(j-1)N_T3+k,i＝1,…,N_T1的列构成的矩阵作为维度1的信道系数矩阵H₁(l,j,k)， j＝1,…,N_T2,k＝1,…,N_T3,l＝1,…,N_S；

将H(l)中所有列索引满足m_j＝(i-1)N_T2*N_T3+(j-1)N_T3+k,j＝1,…,N_T2的列构成的矩阵作为维度2的信道系数矩阵H₂(l,i,k)， i＝1,…,N_T1,k＝1,…,N_T3,l＝1,…,N_S；