一种子阵列互补波束赋形的方法与设备.pdf

本发明的目的是提供一种子阵列互补波束赋形的方法与设备；通过确定两个不同极化方向的天线子阵列，其中，所述天线子阵列包括一个或多个天线；分别为所述两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化。与现有技术相比，本发明使用极化天线阵列，通过最大化的功率在广播信道上进行传输，有效地降低了干扰，增加了小区的覆盖范围。

权利要求书一种在交叉极化天线阵列中进行子阵列互补波束赋形的方法，其中，该方法包括：
a确定两个不同极化方向的天线子阵列，其中，所述天线子阵列包括一个或多个天线；
b分别为所述两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b包括：
‑根据所述天线子阵列所对应的天线类型，分别为所述天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤b包括：
‑当所述天线类型为FAD型天线，分别为所述天线子阵列分配预定的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤b包括：
‑当所述天线类型为D型天线，分别为所述天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该方法还包括：
‑根据所述天线子阵列，确定所述天线子阵列中每个天线的波束赋形权值；
其中，所述步骤b包括：
‑根据所述波束赋形权值，确定所述天线子阵列的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
一种在交叉极化天线阵列中进行子阵列互补波束赋形的赋值设备，其中，该设备包括：
天线确定装置，用于确定两个不同极化方向的天线子阵列，其中，所述天线子阵列包括一个或多个天线；
赋值装置，用于分别为所述两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求6所述的赋值设备，其中，所述赋值装置用于：
‑根据所述天线子阵列所对应的天线类型，分别为所述天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求7所述的赋值设备，其中，所述赋值装置用于：
‑当所述天线类型为FAD型天线，分别为所述天线子阵列分配预定的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求7所述的赋值设备，其中，所述赋值装置用于：
‑当所述天线类型为D型天线，分别为所述天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。
根据权利要求6至9中任一项所述的赋值设备，其中，该设备还包括：
权值确定装置，用于根据所述天线子阵列，确定所述天线子阵列中每个天线的波束赋形权值；
其中，所述赋值装置用于：
‑根据所述波束赋形权值，确定所述天线子阵列的波束赋形权值向量，以确保所述波束赋形的覆盖范围最大化。

说明书一种子阵列互补波束赋形的方法与设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种子阵列互补波束赋形的技术。
背景技术
在多天线通信系统中，例如在LTE TDD中，波束赋形(beamforming)是一个重要的技术。该技术能够改进系统的吞吐量，增加系统的覆盖范围。eNB基于用户设备发送的探询参考信号(Sounding Reference Signals，SRS)，生成波束赋形权值，并将这些权值应用到与用户设备的下行链路传输中。
然而，对广播信道，例如控制信道等，波束赋形权值不能根据特定用户设备的探询参考信号生成。因此，需要一个传输方案来满足覆盖和干扰抑制的需求。
现有技术中，静态波束赋形方法通常被用于广播信道传输。在这种方法中，通过优化设计方法可以得到静态波束赋形权值向量。每个权值被分配给一个物理天线。为所有的控制信道形成一个静态的波束方向图(static beam pattern)。静态波束赋形的权值向量将决定这些信道的覆盖范围和干扰。例如，对具有8个天线的相同极化方向的天线阵列，8*1的波束赋形权值向量用于生成静态波束。对具有8个天线的交叉极化天线阵列，这8个天线被分为不同极化方向的两个天线子阵列。两个完全相同的4*1波束赋形权值向量被用于每个子天线阵列。因此，两个子阵列的波束具有同样的方向图。
这种方法的弊端是为了保持静态波束的一个良好的方向图及降低干扰，一些波束赋形权值的幅度小于1，这将导致基站不能以最大化的功率来进行传输，从而影响基站的覆盖范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种子阵列互补波束赋形(Subarray complementary beamforming，SCB)的方法与设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种在交叉极化天线阵列中进行子阵列互补波束赋形的方法，其中，该方法包括：
a确定两个不同极化方向的天线子阵列，其中，所述天线子阵列包括一个或多个天线；
b分别为所述两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种在交叉极化天线阵列中进行子阵列互补波束赋形的赋值设备，其中，该设备包括：
天线确定装置，用于确定两个不同极化方向的天线子阵列，其中，所述天线子阵列包括一个或多个天线；
赋值装置，用于分别为所述两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化。
与现有技术相比，本发明使用极化天线阵列，通过最大化的功率在广播信道上进行传输，有效地降低了干扰，增加了小区的覆盖范围。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明一个方面的子阵列互补波束赋形的设备示意图；
图2示出根据本发明一个优选实施例的子阵列互补波束赋形的示意图；
图3示出根据本发明一个优选实施例的子阵列互补波束赋形的示意图；
图4示出根据本发明一个优选实施例的子阵列互补波束赋形的示意图；
图5示出根据本发明一个优选实施例的子阵列互补波束赋形的示意图；
图6示出根据本发明另一个方面的子阵列互补波束赋形的方法流程图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1示出根据本发明一个方面的子阵列互补波束赋形的设备示意图；赋值设备1包括天线确定装置101和赋值装置102。
子阵列互补波束赋形的基本思想是，为在两个不同极化方向的天线子阵列，分配两个不同的波束赋形权值向量。虽然由于传输功率的限制，每个天线子阵列的波束赋形方向图不满足覆盖要求，但将这两个子阵列的信号合并起来后的波束赋形方向图可以满足覆盖要求。
其中，天线确定装置101确定两个不同极化方向的天线子阵列，其中，所述天线子阵列包括一个或多个天线。具体地，在波束赋形技术中，通常将多个天线按极化方向分成两组，如将8个天线分成两组，每组4个天线，形成一个子阵列，该子阵列中的4个天线形成了一个极化方向，由此，天线确定装置101确定在两个不同极化方向上的天线子阵列，该不同极化方向的天线子阵列具有不同的方向图。
赋值装置102分别为所述两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化。具体地，赋值装置102根据天线确定装置101所确定的天线子阵列，为这两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，如通过为这两个天线子阵列中包括的每个天线分配一个波束赋形权值，确定这两个天线子阵列的波束赋形权值向量，以确保波束赋形的覆盖范围最大化，如图2所示。例如，在子阵列互补波束赋形中，端口(port)0和端口1分别通过两个不同的天线子阵列和两个不同的静态波束赋形权值来进行传输。虽然每个端口的覆盖范围不符合要求，端口0和端口1携带空频块编码(SFBC)信号，因此，用户设备可以将这两个端口的信号进行合并。如果两个天线子阵列对应的波束可以互补，例如，端口0的位置较好，而端口1的则较弱，在小区内仍然可以得到一个较好的覆盖范围，反之亦然。这样，通过对这两个天线子阵列分配不同的波束赋形权值向量，使得这两个天线子阵列对应的波束合并起来，可以最大化波束赋形的覆盖范围。合并后的波束赋形方向图所对应的增益可以通过下式进行计算：