[发明专利]波束控制方法和系统

说明书

本发明提供一种波束控制方法和系统，所述方法包括：对接收到的多路独立数据流采用数字预编码器进行预编码，得到数字基带预编码矩阵；对所述数字基带预编码矩阵采用射频链路进行射频采样，得到模拟预编码矩阵；根据设定的时延采用第一移相器对所述模拟预编码矩阵的参数进行第一相位调整；根据设定的角度采用第二移相器对所述模拟预编码矩阵的参数进行第二相位调整；根据进行所述第一相位调整和所述第二相位调整后的所述模拟预编码矩阵采用生成器生成N维列向量信号，以供N个天线分别发送。本发明的技术方案可以降低波束控制的开销。

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，尤其涉及一种波束控制方法和系统。

背景技术

为满足日益增长的业务需求，以毫米波(30GHz-300GHz，5G标准采纳)、太赫兹(0.1THz-10THz)等高频段提供的极高带宽进行移动通信成为未来移动通信网络的重要技术内容。然而，在频谱资源丰富的毫米波、太赫兹等频段，无线传播存在严重的路径损耗，以0.16THz频段的太赫兹信号为例，其传播过程将会经历高达80dB/km的严重路损。大规模多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，简称MIMO)技术被公认为是攻克这一问题的关键技术之一。通过配置超大规模天线阵列，采用大规模MIMO技术形成具有极高阵列增益的方向性波束，能够补偿高频段的路径损耗，同时提高系统的频谱效率。

但由于大规模MIMO系统的天线数过多，信道维度过大，实现完整的信道信息获取较为困难。针对这个问题，通过大规模MIMO阵列产生不同角度的波束，探测用户所在的物理角度方向，进行波束训练或波束追踪来快速的获取信道信息成为关键的解决方案。然而，随着未来大规模MIMO系统的天线数的进一步增多，波束训练或波束追踪方法中的备选波束也进一步增多。在传统的波束训练或波束追踪方法中，在同一个时隙仅能够生成一个波束，探测一个物理角度方向，因此会产生过多的备选波束，这些备选波束将导致传统波束训练或波束追踪方法的信道信息获取开销过大，从而可供传输有效信息的资源变少，出现较大的容量损失。如何实现低开销的波束训练或波束追踪是未来大规模MIMO系统所面临的重要挑战。

发明内容

本发明提供一种波束控制方法和系统，用以解决现有技术中波束控制开销较大的问题，降低波束控制开销。

本发明提供一种波束控制方法，包括：对接收到的多路独立数据流采用数字预编码器进行预编码，得到数字基带预编码矩阵；对所述数字基带预编码矩阵采用射频链路进行射频采样，得到模拟预编码矩阵；根据设定的时延采用第一移相器对所述模拟预编码矩阵的参数进行第一相位调整；根据设定的角度采用第二移相器对所述模拟预编码矩阵的参数进行第二相位调整；根据进行所述第一相位调整和所述第二相位调整后的所述模拟预编码矩阵采用生成器生成N维列向量信号，以供N个天线分别发送。

根据本发明提供的一种波束控制方法，所述时延和所述角度由给定的角度域覆盖范围和系统参数确定，所述系统参数至少包括以下任一种：天线数、带宽和子载波数量。

根据本发明提供的一种波束控制方法，所述根据设定的时延对所述模拟预编码矩阵的参数采用第一移相器进行第一相位调整，包括：根据所述时延获取第一模拟波束赋形矩阵A_m^d，并根据所述第一模拟波束赋形矩阵对所述模拟预编码矩阵的参数进行第一相位调整；

其中，所述第一模拟波束赋形矩阵为：

其中，表示连接到第i个射频链路的K_d个频率选择性移相模块提供的时延的大小，i＝1，2，……，K，f_m为第m个子载波的频率，blkdiag()是块对角线矩阵。

根据本发明提供的一种波束控制方法，所述根据设定的角度对所述模拟预编码矩阵的参数采用采用第二移相器进行第二相位调整，包括：