本公開涉及無線通信技術領域，并且更具體地，涉及一種基于大規(guī)模天線和較少的射頻鏈路來實現(xiàn)混合三維波束成形的無線通信系統(tǒng)中的裝置和方法。

背景技術：

隨著未來移動通信的不斷發(fā)展，三維波束成形技術得到越來越多的關注。大規(guī)模天線技術被認為是下一代移動通信(5G)的關鍵技術之一。圖1示出了大規(guī)模天線的多用戶-多輸入多輸出(MU-MIMO)系統(tǒng)的場景示例，其中，小區(qū)中設置有一個基站和多個用戶設備，并且基站配備有大規(guī)模天線以為多個用戶設備提供服務。由于基站采用大規(guī)模天線，因此系統(tǒng)的空間分辨率得到提高。當天線陣列構成一個面陣時，就有可能實現(xiàn)三維波束成形。現(xiàn)有技術已對大規(guī)模天線條件下的三維波束成形技術進行了一定的研究。在現(xiàn)有技術中，通常是通過設置與天線數(shù)量相同的射頻鏈路來實現(xiàn)三維波束成形，然而，在大規(guī)模天線部署的條件下，射頻成本將會變得很高，系統(tǒng)的技術復雜度也會很高。為了降低成本和復雜度，大規(guī)模天線系統(tǒng)中利用較少射頻鏈路的混合三維波束成形技術得到了很大的關注，但是關于這方面的研究目前仍然較少。

技術實現(xiàn)要素：

在下文中給出了關于本公開的簡要概述，以便提供關于本公開的某些方面的基本理解。但是，應當理解，這個概述并不是關于本公開的窮舉性概述。它并不是意圖用來確定本公開的關鍵性部分或重要部分，也不是意圖用來限定本公開的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出關于本公開的某些概念，以此作為稍后給出的更詳細描述的前序。

鑒于以上問題，本公開的目的是提供一種利用大規(guī)模天線和較少的射頻鏈路來實現(xiàn)混合三維波束成形的無線通信系統(tǒng)中的裝置和方法，以在降 低成本的同時實現(xiàn)較優(yōu)的通信性能。

根據(jù)本公開的一方面，提供了一種無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置，其中，基站設置有第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路，并且第二數(shù)量小于第一數(shù)量，該裝置包括：粗略到達角估計單元，被配置成基于選自第一數(shù)量的天線中的第二數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路，估計水平域和垂直域的粗略到達角對；候選到達角估計單元，被配置成基于所估計的粗略到達角對以及分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度，確定水平域和垂直域的候選到達角對；以及精確到達角確定單元，被配置成根據(jù)來自用戶設備的訓練信號，計算關于候選到達角對的投影分量與真實分量之間的差值，并將所計算出的差值最小的候選到達角對確定為針對用戶設備的水平域和垂直域的精確到達角對，其中，投影分量是通過將基站對訓練信號的實際接收信號投影到根據(jù)候選到達角對定義的導向矢量上而確定的，真實分量是根據(jù)訓練信號和基站與用戶設備之間的信道狀況參數(shù)而確定的。

根據(jù)本公開的優(yōu)選實施例，第一數(shù)量的天線是二維面天線陣列，并且第二數(shù)量的天線是選自該二維面天線陣列的子陣列。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，候選到達角估計單元進一步被配置成基于分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度之間的關系而確定候選到達角對的數(shù)量，并且根據(jù)所確定的數(shù)量、以粗略到達角對為中心確定候選到達角對，以使得所確定數(shù)量的候選到達角對均勻地分布在根據(jù)第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度的范圍內(nèi)。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，粗略到達角估計單元進一步被配置成通過多信號分類(Multiple Signal Classification，MUSIC)方法或信號參數(shù)的旋轉不變性估計(Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT)方法來估計粗略到達角對。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，差值表示投影分量與真實分量之間的歐氏距離。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，信道狀況參數(shù)包括信道慢變特性參數(shù)。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，該裝置還包括：模擬波束成形向量生成單元，被配置成基于精確到達角對而生成模擬波束成形向量；物理信道 確定單元，被配置成基于模擬波束成形向量和根據(jù)來自用戶設備的探測參考信號而估計的上行等效信道，確定基站與用戶設備之間的物理信道；以及數(shù)字預編碼向量生成單元，被配置成基于模擬波束成形向量、物理信道和預定的接收準則而生成數(shù)字預編碼向量。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，該裝置還包括：模擬波束成形向量生成單元，被配置成基于精確到達角對和載波頻率而生成模擬波束成形向量；以及數(shù)字預編碼向量生成單元，被配置成根據(jù)用戶設備反饋的信道狀態(tài)信息而生成數(shù)字預編碼向量，其中，信道狀態(tài)信息是用戶設備根據(jù)基站利用精確到達角對發(fā)射的參考信號進行下行等效信道估計而得到的。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，該裝置是基站，并且該基站還包括：通信單元，被配置成根據(jù)上行等效信道對用戶設備進行上行數(shù)據(jù)接收，并且利用模擬波束成形向量和數(shù)字預編碼向量對用戶設備進行下行數(shù)據(jù)傳輸，其中，上行等效信道是根據(jù)來自用戶設備的探測參考信號而估計的。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，通信單元還被配置成向用戶設備發(fā)送用于發(fā)射訓練信號或探測參考信號的指示。

根據(jù)本公開的另一優(yōu)選實施例，該裝置還包括：距離確定單元，被配置成根據(jù)所確定的精確到達角對而確定基站到用戶設備的距離。

根據(jù)本公開的另一方面，還提供了一種無線通信系統(tǒng)中的基站側的方法，其中，基站設置有第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路，并且第二數(shù)量小于第一數(shù)量，該方法包括：粗略到達角估計步驟，用于基于選自第一數(shù)量的天線中的第二數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路，估計水平域和垂直域的粗略到達角對；候選到達角估計步驟，用于基于所估計的粗略到達角對以及分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度，確定水平域和垂直域的候選到達角對；以及精確到達角確定步驟，用于根據(jù)來自用戶設備的訓練信號，計算關于候選到達角對的投影分量與真實分量之間的差值，并將所計算出的差值最小的候選到達角對確定為針對用戶設備的水平域和垂直域的精確到達角對，其中，投影分量是通過將基站對訓練信號的實際接收信號投影到根據(jù)候選到達角對定義的導向矢量上而確定的，真實分量是根據(jù)訓練信號和基站與用戶設備之間的信道狀況參數(shù)而確定的。

根據(jù)本公開的另一方面，還提供了一種無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的裝置，該裝置包括：通信單元，被配置成根據(jù)來自基站的指示而向基站 發(fā)射訓練信號，以用于基站利用第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路確定針對用戶設備的水平域和垂直域的到達角對，其中，第二數(shù)量小于第一數(shù)量。

根據(jù)本公開的另一方面，還提供了一種無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的方法，該方法包括：根據(jù)來自基站的指示而向基站發(fā)射訓練信號，以用于基站利用第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路確定針對用戶設備的水平域和垂直域的到達角對，其中，第二數(shù)量小于第一數(shù)量。

根據(jù)本公開的另一方面，還提供了一種電子設備，該電子設備可包括收發(fā)機和一個或多個處理器，這一個或多個處理器可被配置成執(zhí)行上述根據(jù)本公開的無線通信系統(tǒng)中的方法或相應單元的功能。

根據(jù)本公開的其它方面，還提供了用于實現(xiàn)上述根據(jù)本公開的方法的計算機程序代碼和計算機程序產(chǎn)品以及其上記錄有該用于實現(xiàn)上述根據(jù)本公開的方法的計算機程序代碼的計算機可讀存儲介質。

根據(jù)本公開的實施例，通過利用大規(guī)模天線和較少的射頻鏈路以兩步方式來確定關于目標用戶設備的水平域和垂直域的精確到達角對以實現(xiàn)混合三維波束成形，能夠降低成本，減小用戶設備之間的相互干擾，提高系統(tǒng)的可達數(shù)據(jù)速率。

在下面的說明書部分中給出本公開實施例的其它方面，其中，詳細說明用于充分地公開本公開實施例的優(yōu)選實施例，而不對其施加限定。

附圖說明

本公開可以通過參考下文中結合附圖所給出的詳細描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中并形成說明書的一部分，用來進一步舉例說明本公開的優(yōu)選實施例和解釋本公開的原理和優(yōu)點。其中：

圖1是示出大規(guī)模天線多用戶-多輸入多輸出(MU-MIMO)系統(tǒng)的場景示例的示意圖；

圖2是示出根據(jù)本公開的實施例的用于混合波束成形的大規(guī)模MIMO基站的示例結構的示意圖；

圖3是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置 的功能配置示例的框圖；

圖4是示出根據(jù)本公開的實施例的用于粗略到達角估計的示例配置的示意圖；

圖5是示出根據(jù)本公開的實施例的用于候選到達角估計的示意圖；

圖6是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的另一功能配置示例的框圖；

圖7是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的另一功能配置示例的框圖；

圖8是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的另一功能配置示例的框圖；

圖9是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的裝置的功能配置示例的框圖；

圖10是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的裝置的另一功能配置示例的框圖；

圖11是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的信令交互過程的流程圖；

圖12是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的方法的過程示例的流程圖；

圖13是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的方法的過程示例的流程圖；

圖14是示出在第一示例條件下的應用本技術的系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率仿真的示意圖；

圖15是示出在第二示例條件下的應用本技術的系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率仿真的示意圖；

圖16是示出在第三示例條件下的應用本技術的系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率仿真的示意圖；

圖17是作為本公開的實施例中可采用的信息處理設備的個人計算機的示例結構的框圖；

圖18是示出可以應用本公開的技術的演進型節(jié)點(eNB)的示意性配置的第一示例的框圖；

圖19是示出可以應用本公開的技術的eNB的示意性配置的第二示例的框圖；

圖20是示出可以應用本公開的技術的智能電話的示意性配置的示例的框圖；以及

圖21是示出可以應用本公開的技術的汽車導航設備的示意性配置的示例的框圖。

具體實施方式

在下文中將結合附圖對本公開的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應該了解，在開發(fā)任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務相關的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本公開內(nèi)容的本領域技術人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務。

在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節(jié)而模糊了本公開，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本公開的方案密切相關的設備結構和/或處理步驟，而省略了與本公開關系不大的其它細節(jié)。

接下來，將參照圖1至圖21描述本公開的實施例。

首先，將參照圖2描述根據(jù)本公開的實施例的用于混合波束成形的大規(guī)模MIMO基站的示例結構。圖2是示出根據(jù)本公開的實施例的用于混合波束成形的大規(guī)模MIMO基站的示例結構的示意圖。

如圖2所示，假設基站配備有T根天線，在該小區(qū)中存在K個用戶，并且基站與用戶設備之間存在G條射頻鏈路，其中，滿足以下關系：T>>G≥K。即，在該MU-MIMO系統(tǒng)中，射頻鏈路的數(shù)量遠遠小于基站所配備的天線數(shù)量，因此可以大大降低系統(tǒng)的復雜度和成本。可以理解，在三維波束成形技術中，確定用戶設備的波束方向是核心所在，但是由于在該系統(tǒng)中射頻鏈路的數(shù)量遠遠小于基站所配備的天線數(shù)量，因此對于基站與用戶設備之間的信道狀態(tài)信息的獲取提出了新的挑戰(zhàn)。

接下來，將詳細描述根據(jù)本公開的實施例的基于大規(guī)模天線和較少的射頻鏈路，從角度域以兩步方式來確定對于用戶設備的波束方向的技術。

圖3是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的功能配置示例的框圖。在該無線通信系統(tǒng)中，假設基站設置有第一數(shù)量(假設為T)的天線和第二數(shù)量(假設為G)的射頻鏈路，其中第二數(shù)量小于第一數(shù)量，并且存在例如K個用戶設備(1≤K≤G)。

如圖3所示，根據(jù)該示例的裝置300可包括粗略到達角估計單元302、候選到達角估計單元304和精確到達角估計單元306。

如上所述，由于射頻鏈路的數(shù)量小于天線的數(shù)量，因此，本公開提出了以兩步方式來確定對于用戶設備的到達角對(包括水平域和垂直域的到達角)。

粗略到達角估計單元302可被配置成基于選自第一數(shù)量的天線中的第二數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路，估計水平域和垂直域的粗略到達角對。

圖4是示出根據(jù)本公開的實施例的用于粗略到達角估計的示例配置的示意圖。如圖4所示，通過為G條射頻鏈路中的每一條射頻鏈路分配一根天線而從T根天線中選擇G根天線。在本公開的實施例中，優(yōu)選地，第一數(shù)量的(即，T根)天線為二維面天線陣列，并且所選擇的G根天線為該二維面陣列中的一個子陣列(包括G根天線)。應指出，在為G條射頻鏈路分配天線時并不限定具體的分配規(guī)則，只要滿足所選擇的G根天線構成T根天線的二維面天線陣列的子陣列即可。

優(yōu)選地，粗略到達角估計單元302可通過多信號分類(Multiple Signal Classification，MUSIC)方法或信號參數(shù)的旋轉不變性估計(Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT)方法來估計粗略到達角對。具體的估計方法可參見現(xiàn)有技術中的有關描述，在此不再贅述。

這里，假設粗略到達角估計單元302估計得到的水平域和垂直域的粗略到達角對為由于在估計的過程中使用了G根天線，因此，可以認為角度分辨率為1/G。

候選到達角估計單元304可被配置成基于所估計的粗略到達角對以及分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度，確定水平域和垂直域的候選到達角對。

如上所述，在使用G根天線時的角度分辨率為1/G，而實際上基站配 備有T根天線，即，實際的角度分辨率應該為1/T。也就是說，需要基于以上估計的粗略到達角對而進一步精確地確定針對目標用戶設備的到達角對。

具體地，候選到達角估計單元304可進一步被配置成基于分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度之間的關系而確定候選到達角對的數(shù)量，并且根據(jù)所確定的數(shù)量、以粗略到達角對為中心確定候選到達角對，以使得所確定數(shù)量的候選到達角對均勻地分布在根據(jù)第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度的范圍內(nèi)。

具體地，這里以半功率波束寬度作為波束寬度的示例進行描述，但是波束寬度的含義并不限于此。由于基站使用的是均勻分布的二維面天線陣列，那么，當使用T根天線時，垂直半功率波束寬度可以被定義為以下等式(1)：

其中，λ表示波長，θ₀是垂直到達角。

水平半功率波束寬度可以被定義為以下等式(2)：

相應地可以得到使用G根天線時的垂直半功率波束寬度和水平半功率波束寬度。由于使用G根天線時的角度分辨率小于使用T根天線時的角度分辨率，因此，顯然使用G根天線時的半功率波束寬度大于使用T根天線時的半功率波束寬度?？梢曰贕與T之間的數(shù)值關系來確定可能的候選到達角對的數(shù)量。具體地，作為示例，定義以下變量q，例如由以下等式(3)來表示：

其中，表示向下取整操作，q即可以表示基于粗略到達角對所估計的 候選水平域和垂直域到達角的數(shù)量，則候選到達角對的數(shù)量為q×q。

然后，基于所確定的數(shù)量、以粗略到達角對為中心確定候選到達角對，以使得所確定數(shù)量的候選到達角對均勻地分布在根據(jù)G根天線確定的水平域和垂直域的半功率波束寬度的范圍內(nèi)。具體地，例如，候選到達角對可以通過以下等式(4)來確定：

其中，l,j＝1,...,q，分別表示垂直方向和水平方向的到達角的序號。

圖5是示出根據(jù)本公開的實施例的用于候選到達角估計的示意圖。在圖5中，符號“●”表示上述粗略到達角估計單元302所估計的粗略到達角對，符號“×”表示例如根據(jù)以上等式(4)所確定的候選到達角對。從圖5可以看出，候選到達角對以粗略到達角對為中心，基于例如以上所確定的數(shù)量q而均勻地分布在根據(jù)G根天線確定的水平域和垂直域的半功率波束寬度的范圍內(nèi)。

應指出，以上給出的分別用于確定候選到達角對的數(shù)量和確定候選到達角對的分布的等式(3)和等式(4)僅為優(yōu)選示例，并且本領域技術人員可以根據(jù)本公開的原理而對上述等式(3)和等式(4)進行修改，并且這樣的變型均應認為落入本公開的范圍內(nèi)。作為一種示例方式，候選到達角估計單元304也可根據(jù)所估計的粗略到達角對和根據(jù)G根天線所確定的水平域和垂直域的波束寬度，以所估計的粗略到達角對為中心，在其附近以預定角度間隔(例如，各個候選到達角之間相差1°)確定預定數(shù)量的候選到達角對。

精確到達角確定單元306可被配置成根據(jù)來自用戶設備的訓練信號，計算關于候選到達角對的投影分量與真實分量之間的差值，并將所計算出的差值最小的候選到達角對確定為針對用戶設備的水平域和垂直域的精確到達角對，其中，投影分量是通過將基站對訓練信號的實際接收信號投影到根據(jù)候選到達角對定義的導向矢量上而確定的，真實分量是根據(jù)訓練信號和基站與用戶設備之間的信道狀況參數(shù)而確定的。

優(yōu)選地，上述差值可以表示投影分量與真實分量之間的歐氏距離，并且上述信道狀況參數(shù)可以包括信道慢變特性參數(shù)，例如包括大尺度衰落系數(shù)和瑞利衰落的K因子。

具體地，作為示例，在這里以萊斯信道模型為例來描述精確到達角對的確定過程。精確到達角確定單元306可根據(jù)所確定的候選到達角對，針對該基站所覆蓋的小區(qū)內(nèi)存在的各個用戶設備定義一組導向矢量，該導向矢量例如可由以下表達式(5)和(6)來表示：

其中，K表示該基站所覆蓋的小區(qū)內(nèi)存在的用戶設備的數(shù)量，并且q表示根據(jù)例如上述方式所確定的候選水平域和垂直域到達角的數(shù)量。

然后，精確到達角確定單元306將基站對來自用戶設備的訓練信號的實際接收信號(這里以矢量y來表示)映射到空間坐標上，并且定義例如以下投影分量：

接下來，對于K個用戶設備當中的第k個用戶設備，假設基站已知對于第k個用戶設備的信道狀況參數(shù)(即，包括上述大尺度衰落系數(shù)和瑞利衰落的K因子)，則精確到達角確定單元306可通過例如搜索過程來確定對于第k個用戶設備的精確到達角對，在該搜索過程中，通過計算以上得到的投影分量與真實分量之間的差值而在所估計的候選到達角對中確定對于第k個用戶設備的精確到達角對。作為示例，該搜索過程例如可通過以下等式(8)來表示：

其中，x_k是用戶設備根據(jù)來自基站的指示而發(fā)出的、用于基站確定精確到達角對的訓練信號并且是基站已知的，g_(k)表示從第k個用戶設備到基站 的大尺度衰落系數(shù)，κ_(k)表示第k個用戶設備的萊斯信道的瑞利衰落的K因子，表示例如上述真實分量，其是根據(jù)訓練信號x_k和基站與用戶設備之間的信道狀況參數(shù)而確定的。

這樣，通過計算投影分量與真實分量之間的歐氏距離，根據(jù)最小距離準則可以確定針對每個用戶設備的精確到達角對，從而可以確定針對該用戶設備的波束方向。因此，第k個用戶的波束權重可以表示為例如以下等式(9)：

應理解，上述用于確定精確到達角對的表達式(5)至(9)僅為優(yōu)選示例，并且本領域技術人員可根據(jù)本公開的原理而對上述計算表達式進行變型，只要這樣的變型能夠表示真實接收信號與根據(jù)候選到達角對訓練信號的接收信號之間的差值即可。

根據(jù)以上描述可以看出，根據(jù)本公開的實施例，在采用大規(guī)模天線和較少數(shù)量的射頻鏈路的情況下，可以通過兩步方式來確定針對各個用戶設備的準確波束方向(即，先確定粗略到達角對，然后再確定精確到達角對)，這樣，能夠在降低成本的同時優(yōu)化系統(tǒng)性能。然后，基站可以根據(jù)所確定的精確到達角對(即，波束方向)而對用戶設備進行上行數(shù)據(jù)接收和下行數(shù)據(jù)傳輸。在時分雙工模式下，由于上行信道和下行信道具有互易性，因此基站可以采用與上行接收過程中相同的模擬波束成形向量和數(shù)字預編碼向量進行下行數(shù)據(jù)傳輸，而在頻分雙工模式下，上行信道和下行信道不具有互易性，因此為了實現(xiàn)三維波束成形，用戶設備需要估計下行信道狀態(tài)信息并且將所估計的下行信道狀態(tài)信息反饋給基站以用于基站進行下行數(shù)據(jù)傳輸。下面將分別參照圖6和圖7描述在時分雙工模式和頻分雙工模式下的基站側的裝置的配置示例。

圖6是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的另一功能配置示例的框圖。圖6所示的示例一般適用于時分雙工模式。

如圖6所示，根據(jù)該示例的裝置600可包括粗略到達角估計單元602、候選到達角估計單元604、精確到達角確定單元606、模擬波束成形向量 生成單元608、物理信道確定單元610和數(shù)字預編碼向量生成單元612。其中，粗略到達角估計單元602、候選到達角估計單元604和精確到達角確定單元606的功能配置示例與以上參照圖3描述的各個相應單元的功能配置示例基本上相同，在此不再重復。下面，將僅詳細描述模擬波束成形向量生成單元608、物理信道確定單元610和數(shù)字預編碼向量生成單元612的功能配置示例。

模擬波束成形向量生成單元608可被配置成基于所確定的精確到達角對而生成模擬波束成形向量。

具體地，每個用戶設備的波束權重可以由根據(jù)上述表達式(5)至(9)所確定的w_k來表示，從而對于小區(qū)中存在的K個用戶設備，基站可得到模擬波束成形向量為：[w₁,w₂,…,w_k]。

物理信道確定單元610可被配置成基于模擬波束成形向量和根據(jù)來自用戶設備的探測參考信號而估計的上行等效信道，確定基站與用戶設備之間的物理信道。

具體地，在模擬波束成形接收后，從用戶到基站的等效信道可以表示為：H，其中，(·)^H表示共軛轉置，上行等效信道可基于用戶設備根據(jù)基站的指示而發(fā)射的探測參考信號(Sounding Reference Signal,SRS)來估計。根據(jù)所確定的模擬波束成形向量和所估計的等效上行信道，物理信道確定單元610可確定物理信道H。應理解，如上所述，在時分雙工模式下，上行信道和下行信道具有互易性，因此該物理信道H可以用于上行數(shù)據(jù)接收和下行數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)字預編碼向量生成單元612可被配置成基于模擬波束成形向量、所確定的物理信道和預定的接收準則而生成數(shù)字預編碼向量。

數(shù)字預編碼可以采用最小均方差值(Minimum Mean Square Error，MMSE)預編碼或迫零(Zero Forcing，ZF)預編碼。當采用迫零預編碼時，數(shù)字預編碼向量例如可根據(jù)以下表達式(10)來確定：

(H^T[w1,w2,…,wk]*)^-1 (10)

這樣，基站可根據(jù)上行等效信道對用戶設備進行上行數(shù)據(jù)接收，并且利用所確定的模擬波束成形向量和數(shù)字預編碼向量對用戶設備進行下行 數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)三維波束成形。

具體地，在上行數(shù)據(jù)接收的情況下，基站接收的信號可以表示為：

y＝Hx+n

其中，x＝[x₁,x₂,...,x_K]^T，x_k為第k個用戶設備的發(fā)射信號，(·)^T表示轉置，n為噪聲向量。

此時，可以采用最小均方差值(MMSE)接收算法或迫零(ZF)接收算法對數(shù)據(jù)進行接收：

其中，

在下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，當例如采用迫零預編碼時，K個用戶設備接收到來自基站的數(shù)據(jù)可以表示為：

其中，a＝[a₁,a₂,…,a_K]，a_k為基站發(fā)送給第k個用戶設備的信號，z為噪聲向量，(·)*表示伴隨矩陣。可以看出，用戶設備之間沒有相互干擾，從而可以提高用戶設備的信號接收質量。

下面將參照圖7描述在頻分雙工模式的情況下的基站側的裝置的功能配置示例。圖7是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的另一功能配置示例的框圖。圖7所示的示例一般適用于頻分雙工模式。

如圖7所示，根據(jù)該示例的裝置700可包括粗略到達角估計單元702、候選到達角估計單元704、精確到達角確定單元706、模擬波束成形向量 生成單元708和數(shù)字預編碼向量生成單元710。其中，粗略到達角估計單元702、候選到達角估計單元704和精確到達角確定單元706的功能配置示例與以上參照圖3描述的相應單元的功能配置示例基本上相同，在此不再重復。下面將僅詳細描述模擬波束成形向量生成單元708和數(shù)字預編碼向量生成單元710的功能配置示例。

模擬波束成形向量生成單元708可被配置成基于精確到達角對和載波頻率而生成模擬波束成形向量。

數(shù)字預編碼向量生成單元710可被配置成根據(jù)用戶設備反饋的信道狀態(tài)信息而生成數(shù)字預編碼向量，其中，信道狀態(tài)信息是用戶設備根據(jù)基站利用精確到達角對發(fā)射的參考信號進行下行等效信道估計而得到的。

在頻分雙工模式下，由于上行信道和下行信道不具有互易性，因此需要由用戶設備對下行信道狀態(tài)信息進行估計并反饋給基站。具體地，在頻分雙工模式下，基站將利用所確定的精確到達角對用于下行波束指向，并且基于所確定的精確到達角對而向用戶設備發(fā)射參考信號(例如，小區(qū)特定參考信號(Cell-specific Reference Signal，CRS)、信道狀態(tài)指示-參考信號(Channel Status Indicator-Reference Signal，CSI-RS)等)以用于用戶設備進行下行信道狀態(tài)估計，并且數(shù)字預編碼向量生成單元810可根據(jù)用戶設備反饋的下行信道狀態(tài)信息而生成用于下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字預編碼向量。

然后，與上述時分雙工模式的情況下類似，基站可根據(jù)上行等效信道對用戶設備進行上行數(shù)據(jù)接收，并且利用模擬波束成形向量和數(shù)字預編碼向量對用戶設備進行下行數(shù)據(jù)傳輸，其中，上行等效信道是根據(jù)來自用戶設備的探測參考信號而估計的。具體的上行數(shù)據(jù)接收和下行數(shù)據(jù)傳輸過程與上述時分雙工模式下基本上相同，在此不再贅述。

優(yōu)選地，上述基站側的裝置300、600和700可以是位于基站側的獨立處理芯片，或者也可以是基站本身，并且在該情況下，基站還可包括通信單元，該通信單元可被配置成根據(jù)上行等效信道對用戶設備進行上行數(shù)據(jù)接收，并且利用模擬波束成形向量和數(shù)字預編碼向量對用戶設備進行下行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選地，通信單元還可被配置成向用戶設備發(fā)送用于發(fā)射訓練信號或探測參考信號的指示。

在上述實施例中，通過確定針對各個用戶設備的水平域和垂直域的精 確到達角對，可以實現(xiàn)對于用戶設備的準確方向定位。下面將參照圖8描述根據(jù)本公開的實施例的還能實現(xiàn)對用戶設備的距離定位的配置。

圖8是示出根據(jù)本公開的另一實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的裝置的功能配置示例的框圖。

如圖8所示，根據(jù)該示例的裝置800可包括粗略到達角估計單元802、候選到達角估計單元804、精確到達角確定單元806和距離確定單元808。其中，粗略到達角估計單元802、候選到達角估計單元804和精確到達角確定單元806的功能配置示例與以上參照圖3描述的相應單元的功能配置示例基本上相同，在此不再贅述。下面將僅詳細描述距離確定單元808的功能配置示例。

距離確定單元808可被配置成根據(jù)所確定的精確到達角對而確定基站到用戶設備的距離。具體地，作為示例，基站可根據(jù)所確定的精確到達角對而向用戶設備發(fā)送例如檢測信號，并且距離確定單元808可例如根據(jù)用戶設備對該檢測信號的接收功率和/或接收強度等來確定用戶設備距基站的距離。這樣，可以同時實現(xiàn)對用戶設備的距離以及方向定位。

接下來，與上述基站側的裝置的實施例相對應的，下面將描述用戶設備側裝置的功能配置示例。

圖9是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的裝置的功能配置示例的框圖。

如圖9所示，根據(jù)該示例的裝置900可包括通信單元902，通信單元902可被配置成來自基站的指示而向基站發(fā)射訓練信號，以用于基站利用第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路確定針對用戶設備的水平域和垂直域的到達角對，其中，第二數(shù)量小于第一數(shù)量。

如上所述，在存在大規(guī)模天線和較少的射頻鏈路的無線通信系統(tǒng)中，為了使得基站能夠準確地確定針對用戶設備的水平域和垂直域的到達角對以實現(xiàn)混合三維波束成形，基站基于與射頻鏈路的數(shù)量相同數(shù)量的天線和這些射頻鏈路粗略估計用戶設備的到達角對，并根據(jù)所估計的粗略到達角對和波束寬度而確定候選到達角對，然后向用戶設備發(fā)出指示以使得用戶設備發(fā)射訓練信號，從而基站可根據(jù)訓練信號和所估計的候選到達角對而確定針對該用戶設備的精確到達角對。應理解，該訓練信號是基站已知的。

優(yōu)選地，通信單元902還可進一步被配置成根據(jù)來自基站的指示而向 基站發(fā)射用于進行上行等效信道估計的探測參考信號。如上所述，在上行數(shù)據(jù)接收的過程中，基站會向用戶設備發(fā)送指示以使得用戶設備發(fā)射探測參考信號(SRS)，從而基站可根據(jù)所接收的探測參考信號進行上行等效信道估計，并且根據(jù)所估計的上行等效信道進行上行數(shù)據(jù)接收。在時分雙工模式的情況下，還可根據(jù)所估計的上行等效信道而進行下行數(shù)據(jù)傳輸。

接下來，將參照圖10描述根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備的裝置的另一功能配置示例。圖10是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備的裝置的另一功能配置示例的框圖。

如圖10所示，根據(jù)該示例的裝置1000可包括通信單元1002和下行等效信道估計單元1004。其中，通信單元1002的功能配置示例與上述通信單元902的功能配置示例基本上相同，在此不再贅述。下面將僅詳細描述下行等效信道估計單元1004的功能配置示例。

下行等效信道估計單元1004可被配置成根據(jù)來自基站的參考信號進行下行等效信道估計以獲得信道狀態(tài)信息從而用于基站進行下行數(shù)據(jù)傳輸，其中，該參考信號是基站基于所確定的到達角對發(fā)射的。

具體地，如上所述，在頻分雙工模式的情況下，由于上行信道和下行信道不具有互易性，因此需要由用戶設備進行下行等效信道的估計并且將所估計的下行信道狀態(tài)信息發(fā)送給基站，以由基站根據(jù)所反饋的下行信道狀態(tài)信息得到用于下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字預編碼向量。具體的下行等效信道估計處理與現(xiàn)有技術中相同，在此不再贅述。

優(yōu)選地，通信單元1002還將下行等效信道估計單元1004得到的信道狀態(tài)信息發(fā)送給基站，以由基站進行下行數(shù)據(jù)傳輸。

應指出，以上用戶設備側的裝置的實施例是與以上參照圖1至圖8描述的基站側的裝置的實施例相對應的，因此在此未詳細描述的內(nèi)容可參見以上實施例中相應位置的描述，在此不再重復。

應理解，盡管以上參照附圖描述了基站側和用戶設備側的裝置的功能配置示例，但是應理解，這僅是示例而非限制，并且本領域技術人員可根據(jù)本公開的原理而對上述實施例中的功能模塊進行添加、刪除、組合、子組合或變更，這樣的變型顯然應落入本公開的范圍內(nèi)。

為了更好地理解上述過程，下面將參照圖11描述基站側與用戶設備側的信令交互流程。圖11是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的信令交互過程的流程圖。

如圖11所示，首先，在步驟S1101中，用戶設備對基站進行上行數(shù)據(jù)傳輸。然后，在步驟S1102中，基站從第一數(shù)量的(例如，T根)天線中為第二數(shù)量的(例如，G條)射頻鏈路選擇G根天線構成面陣列，根據(jù)G根天線和G條射頻鏈路進行粗略到達角估計，然后根據(jù)所估計的粗略到達角對和波束寬度而估計候選到達角對。然后，在步驟S1103中，基站向用戶設備發(fā)送用于發(fā)射訓練信號的指示，其中，基站可例如為用戶設備分配q×q/G個時隙用于發(fā)射訓練信號，q表示候選水平域和垂直域到達角的數(shù)量。接下來，在步驟S1104中，用戶設備可根據(jù)基站的指示而向基站發(fā)射訓練信號。在步驟S1105中，基站可根據(jù)來自用戶設備的訓練信號、基于上述候選到達角對和上述搜索過程來確定針對該用戶設備的精確到達角對(即，針對該用戶設備的波束方向)。在步驟S1106中，基站可向用戶設備發(fā)送用于發(fā)射探測參考信號的指示以用于上行等效信道估計。在步驟S1107中，用戶設備向基站發(fā)射探測參考信號，并且各個用戶設備發(fā)射的探測參考信號是相互正交的。然后，在步驟S1108中，基站根據(jù)來自用戶設備的探測參考信號進行上行等效信道估計，并且根據(jù)所估計的上行等效信道進行上行數(shù)據(jù)接收。

對于下行數(shù)據(jù)傳輸，如上所述，根據(jù)是采用時分雙工模式還是頻分雙工模式，分為以下兩種情況。具體地，在時分雙工模式下，由于上行信道和下行信道具有互易性，因此在步驟S1109中，基站直接根據(jù)所確定的上行等效信道和模擬波束成形向量(即，針對用戶設備的波束權重)而對用戶設備進行下行數(shù)據(jù)傳輸。另一方面，在頻分雙工模式下，由于上行信道和下行信道不具有互易性，因此需要由用戶設備進行下行等效信道估計。具體地，在步驟S1109中，基站向用戶設備發(fā)射參考信號(例如，CRS、CSI-RS)以用于用戶設備進行下行等效信道估計。在步驟S1110中，用戶設備根據(jù)所接收的參考信號而進行下行等效信道估計，并且在步驟S1111中將估計得到的信道狀態(tài)信息反饋給基站。然后，在步驟S1112中，基站根據(jù)所接收的信道狀態(tài)信息而確定用于下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字預編碼向量，然后結合上述模擬波束成形向量對用戶設備進行下行數(shù)據(jù)傳輸。

以上結合圖11描述了基站側與用戶設備側的信令交互流程，但是應理解，該流程僅是示例而非限制，并且本領域技術人員也可根據(jù)本公開的原理而對上述流程進行適當?shù)男薷模@樣的修改顯然應落入本公開的范圍內(nèi)。

與上述裝置實施例相對應地，本公開還提供了以下方法實施例。下面 將參照圖12和圖13分別描述基站側和用戶設備側的方法。

圖12是示出根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的基站側的方法的過程示例的流程圖。

如圖12所示，根據(jù)該實施例的方法1200可包括粗略到達角估計步驟S1202、候選到達角估計步驟S1204和精確到達角確定步驟S1206。

在粗略到達角估計步驟S1202中，基于選自第一數(shù)量的天線中的第二數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路，估計水平域和垂直域的粗略到達角對，其中，第二數(shù)量小于第一數(shù)量。優(yōu)選地，可通過MUSIC方法或ESPRIT方法來估計粗略到達角對。

然后，在候選到達角估計步驟S1204中，基于所估計的粗略到達角對以及分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度，確定水平域和垂直域的候選到達角對。優(yōu)選地，在候選到達角估計步驟S1204中，可基于分別根據(jù)第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度之間的關系而確定候選到達角對的數(shù)量，并且根據(jù)所確定的數(shù)量、以粗略到達角對為中心確定候選到達角對，以使得所確定數(shù)量的候選到達角對均勻地分布在根據(jù)第二數(shù)量的天線確定的水平域和垂直域的波束寬度的范圍內(nèi)。具體地，可通過例如上述表達式(1)至(4)來確定候選到達角對。具體的確定過程可參見以上相應位置的描述，在此不再贅述。

接下來，在精確到達角確定步驟S1206中，根據(jù)來自用戶設備的訓練信號，計算關于候選到達角對的投影分量與真實分量之間的差值，并將所計算出的差值最小的候選到達角對確定為針對用戶設備的水平域和垂直域的精確到達角對，其中，投影分量是通過將基站對訓練信號的實際接收信號投影到根據(jù)候選到達角對定義的導向矢量上而確定的，真實分量是根據(jù)訓練信號和基站與用戶設備之間的信道狀況參數(shù)而確定的。優(yōu)選地，差值可以表示投影分量與真實分量之間的歐氏距離，并且信道狀況參數(shù)可以包括信道慢變特性參數(shù)。作為一種示例實現(xiàn)方式，例如可通過以上表達式(5)至(9)所示的過程來確定精確到達角對。具體的確定過程可參見以上相應位置的描述，在此不再贅述。

優(yōu)選地，在時分雙工模式下，方法1200還可包括模擬波束成形向量生成步驟、物理信道確定步驟和數(shù)字預編碼向量生成步驟。

在模擬波束成形向量生成步驟中，基于所確定的精確到達角對而生成 模擬波束成形向量。

在物理信道確定步驟中，基于模擬波束成形向量和根據(jù)來自用戶設備的探測參考信號而估計的上行等效信道，確定基站與用戶設備之間的物理信道。

在數(shù)字預編碼向量生成步驟中，基于模擬波束成形向量、物理信道和預定的接收準則而生成數(shù)字預編碼向量。

另一方面，在頻分雙工模式下，方法1200還可包括模擬波束成形向量生成步驟和數(shù)字預編碼向量生成步驟。

在模擬波束成形向量生成步驟中，基于精確到達角對和載波頻率而生成模擬波束成形向量。

在數(shù)字預編碼向量生成步驟中，根據(jù)用戶設備反饋的信道狀態(tài)信息而生成數(shù)字預編碼向量，其中，信道狀態(tài)信息是用戶設備根據(jù)基站利用精確到達角對發(fā)射的參考信號進行下行等效信道估計而得到的。

優(yōu)選地，上述方法1200還可包括通信步驟，在通信步驟中，根據(jù)上行等效信道對用戶設備進行上行數(shù)據(jù)接收，并且利用模擬波束成形向量和數(shù)字預編碼向量對用戶設備進行下行數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)選地，在通信步驟中，還向用戶設備發(fā)送用于發(fā)射訓練信號或探測參考信號的指示。

此外，優(yōu)選地，方法1200還可包括距離確定步驟，在該距離確定步驟中，根據(jù)所確定的精確到達角對而確定基站到用戶設備的距離。

應指出，以上參照圖12描述的方法實施例是與以上參照圖1至圖8描述的基站側的裝置實施例相對應的，在此未詳細描述的內(nèi)容可參見以上裝置實施例中相應位置的描述，在此不再重復。

接下來，將參照圖13描述根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的用戶設備側的方法的過程示例的流程圖。

如圖13所示，根據(jù)該實施例的方法1300可包括通信步驟S1302，在通信步驟S1302中，根據(jù)來自基站的指示而向基站發(fā)射訓練信號，以用于基站利用第一數(shù)量的天線和第二數(shù)量的射頻鏈路確定針對用戶設備的水平域和垂直域的到達角對，其中，第二數(shù)量小于第一數(shù)量。

優(yōu)選地，在通信步驟S1302中，還根據(jù)來自基站的指示而向基站發(fā)射用于進行上行等效信道估計的探測參考信號。

此外，優(yōu)選地，在頻分雙工模式下，方法1300還可包括下行等效信 道估計步驟，在該下行等效信道估計步驟中，根據(jù)來自基站的參考信號進行下行等效信道估計以獲得信道狀態(tài)信息從而用于基站進行下行數(shù)據(jù)傳輸，其中，參考信號是基站基于所確定的精確到達角對發(fā)射的，并且在通信步驟中將所得到的信道狀態(tài)信息反饋給基站。

應指出，以上參照圖13描述的方法實施例是與以上參照圖9至圖10描述的用戶設備側的裝置實施例相對應的，在此未詳細描述的內(nèi)容可參見以上裝置實施例中相應位置的描述，在此不再重復。

應指出，盡管以上描述了根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的方法的過程示例，但是這僅是示例而非限制，并且本領域技術人員可根據(jù)本公開的原理對以上實施例進行修改，例如可對各個實施例中的步驟進行添加、刪除或者組合等，并且這樣的修改均落入本公開的范圍內(nèi)。

此外，根據(jù)本公開的實施例，還提供了一種電子設備，該電子設備可包括收發(fā)機和一個或多個處理器，這一個或多個處理器可被配置成執(zhí)行上述根據(jù)本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)中的方法或相應單元的功能。

應理解，根據(jù)本公開的實施例的存儲介質和程序產(chǎn)品中的機器可執(zhí)行的指令還可以被配置成執(zhí)行與上述裝置實施例相對應的方法，因此在此未詳細描述的內(nèi)容可參考先前相應位置的描述，在此不再重復進行描述。

相應地，用于承載上述包括機器可執(zhí)行的指令的程序產(chǎn)品的存儲介質也包括在本發(fā)明的公開中。該存儲介質包括但不限于軟盤、光盤、磁光盤、存儲卡、存儲棒等等。

根據(jù)以上描述可以看出，根據(jù)本公開的技術，可以通過利用較少數(shù)量的射頻鏈路來降低成本，同時通過兩步方式來確定針對用戶設備的精確到達角對，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。下面，將參照圖14至圖16來描述在不同示例條件下通過應用本公開的技術而實現(xiàn)的系統(tǒng)系能(這里例如為系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率)的提升。

這里假設在小區(qū)內(nèi)有兩個用戶設備,每個用戶設備配有一根天線，基站配置T＝100根天線，基站配置的射頻鏈路為G＝4。兩個用戶的直達徑分量的水平到達角和垂直到達角分別為：可以看出兩個用戶設備靠得較近。這兩個用戶設備的大尺度衰落系數(shù)分別為0.8和0.3。在仿真的過程中，該示例給出了時分雙工模式下的下行傳輸性能，并且信噪比(Signal to noise ratio,SNR)定義為基 站的發(fā)射功率與高斯噪聲功率的比值。

圖14是示出示出在第一示例條件下的應用本技術的系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率仿真的示意圖。

在圖14所示的示例中，示出了當萊斯信道K因子為0dB，上行用于到達角估計的信噪比為0dB時，本方法的可達數(shù)據(jù)速率。在這個條件下，粗略到達角估計將不準確。因此，從圖14中可以看出，基于粗略到達角估計的波束成形的可達數(shù)據(jù)速率與隨機波束成形的可達數(shù)據(jù)速率的間隔較小。在特定的SNR條件下，基于精確到達角估計(本方法的兩步波束成形方法)性能提高了約2bps。

圖15是示出在第二示例條件下的應用本技術的系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率仿真的示意圖。

在圖15所示的示例中，示出了當萊斯信道K因子為5dB，上行用于到達角估計的信噪比為0dB時，本方法的可達數(shù)據(jù)速率。在這個條件下，視距路徑分量變大，從而粗略到達角的估計變得相對準確(與圖14的情況相比)。從圖15可以看出，基于粗略到達角估計的波束成形的可達數(shù)據(jù)速率與隨機波束成形的可達數(shù)據(jù)速率的間隔變大，并且基于精確到達角估計的性能最優(yōu)。

圖16是示出在第三示例條件下的應用本技術的系統(tǒng)可達數(shù)據(jù)速率仿真的示意圖。

在圖16所示的示例中，示出了當萊斯信道K因子為0dB，上行用于到達角估計的信噪比為5dB時，本方法的可達數(shù)據(jù)速率。在這個條件下，由于在到達角估計的過程中信噪比得到了提高(與圖14的情況相比)，因此粗略到達角估計的準確度將得到提高。與圖14的情況相比，圖16與圖14的物理信道條件相同?；诖致缘竭_角的波束成形方法的可達數(shù)據(jù)速率得到了提高。同樣，基于精確到達角估計的可達數(shù)據(jù)速率最大。

另外，還應該指出的是，上述系列處理和裝置也可以通過軟件和/或固件實現(xiàn)。在通過軟件和/或固件實現(xiàn)的情況下，從存儲介質或網(wǎng)絡向具有專用硬件結構的計算機，例如圖17所示的通用個人計算機1700安裝構成該軟件的程序，該計算機在安裝有各種程序時，能夠執(zhí)行各種功能等等。圖17是示出作為本公開的實施例中可采用的信息處理設備的個人計算機的示例結構的框圖。

在圖17中，中央處理單元(CPU)1701根據(jù)只讀存儲器(ROM) 1702中存儲的程序或從存儲部分1708加載到隨機存取存儲器(RAM)1703的程序執(zhí)行各種處理。在RAM 1703中，也根據(jù)需要存儲當CPU 1701執(zhí)行各種處理等時所需的數(shù)據(jù)。

CPU 1701、ROM 1702和RAM 1703經(jīng)由總線1704彼此連接。輸入/輸出接口1705也連接到總線1704。

下述部件連接到輸入/輸出接口1705：輸入部分1706，包括鍵盤、鼠標等；輸出部分1707，包括顯示器，比如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)等，和揚聲器等；存儲部分1708，包括硬盤等；和通信部分1709，包括網(wǎng)絡接口卡比如LAN卡、調(diào)制解調(diào)器等。通信部分1709經(jīng)由網(wǎng)絡比如因特網(wǎng)執(zhí)行通信處理。

根據(jù)需要，驅動器1710也連接到輸入/輸出接口1705?？刹鹦督橘|1711比如磁盤、光盤、磁光盤、半導體存儲器等等根據(jù)需要被安裝在驅動器1710上，使得從中讀出的計算機程序根據(jù)需要被安裝到存儲部分1708中。

在通過軟件實現(xiàn)上述系列處理的情況下，從網(wǎng)絡比如因特網(wǎng)或存儲介質比如可拆卸介質1711安裝構成軟件的程序。

本領域的技術人員應當理解，這種存儲介質不局限于圖17所示的其中存儲有程序、與設備相分離地分發(fā)以向用戶提供程序的可拆卸介質1711?？刹鹦督橘|1711的例子包含磁盤(包含軟盤(注冊商標))、光盤(包含光盤只讀存儲器(CD-ROM)和數(shù)字通用盤(DVD))、磁光盤(包含迷你盤(MD)(注冊商標))和半導體存儲器?；蛘?，存儲介質可以是ROM 1702、存儲部分1708中包含的硬盤等等，其中存有程序，并且與包含它們的設備一起被分發(fā)給用戶。

以下將參照圖18至圖21描述根據(jù)本公開的應用示例。

[關于基站的應用示例]

(第一應用示例)

圖18是示出可以應用本公開內(nèi)容的技術的eNB的示意性配置的第一示例的框圖。eNB 1800包括一個或多個天線1810以及基站設備1820?；驹O備1820和每個天線1810可以經(jīng)由RF線纜彼此連接。

天線1810中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在多輸入多輸出(MIMO)天線中的多個天線元件)，并且用于基站設備1820 發(fā)送和接收無線信號。如圖18所示，eNB 1800可以包括多個天線1810。例如，多個天線1810可以與eNB 1800使用的多個頻段兼容。雖然圖18示出其中eNB 1800包括多個天線1810的示例，但是eNB 1800也可以包括單個天線1810。

基站設備1820包括控制器1821、存儲器1822、網(wǎng)絡接口1823以及無線通信接口1825。

控制器1821可以為例如CPU或DSP，并且操作基站設備1820的較高層的各種功能。例如，控制器1821根據(jù)由無線通信接口1825處理的信號中的數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù)分組，并經(jīng)由網(wǎng)絡接口1823來傳遞所生成的分組?？刂破?821可以對來自多個基帶處理器的數(shù)據(jù)進行捆綁以生成捆綁分組，并傳遞所生成的捆綁分組。控制器1821可以具有執(zhí)行如下控制的邏輯功能：該控制諸如為無線資源控制、無線承載控制、移動性管理、接納控制和調(diào)度。該控制可以結合附近的eNB或核心網(wǎng)節(jié)點來執(zhí)行。存儲器1822包括RAM和ROM，并且存儲由控制器1821執(zhí)行的程序和各種類型的控制數(shù)據(jù)(諸如終端列表、傳輸功率數(shù)據(jù)以及調(diào)度數(shù)據(jù))。

網(wǎng)絡接口1823為用于將基站設備1820連接至核心網(wǎng)1824的通信接口?？刂破?821可以經(jīng)由網(wǎng)絡接口1823而與核心網(wǎng)節(jié)點或另外的eNB進行通信。在此情況下，eNB 1800與核心網(wǎng)節(jié)點或其他eNB可以通過邏輯接口(諸如S1接口和X2接口)而彼此連接。網(wǎng)絡接口1823還可以為有線通信接口或用于無線回程線路的無線通信接口。如果網(wǎng)絡接口1823為無線通信接口，則與由無線通信接口1825使用的頻段相比，網(wǎng)絡接口1823可以使用較高頻段用于無線通信。

無線通信接口1825支持任何蜂窩通信方案(諸如長期演進(LTE)和LTE-先進)，并且經(jīng)由天線1810來提供到位于eNB 1800的小區(qū)中的終端的無線連接。無線通信接口1825通?？梢园ɡ缁鶐?BB)處理器1826和RF電路1827。BB處理器1826可以執(zhí)行例如編碼/解碼、調(diào)制/解調(diào)以及復用/解復用，并且執(zhí)行層(例如L1、介質訪問控制(MAC)、無線鏈路控制(RLC)和分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP))的各種類型的信號處理。代替控制器1821，BB處理器1826可以具有上述邏輯功能的一部分或全部。BB處理器1826可以為存儲通信控制程序的存儲器，或者為包括被配置為執(zhí)行程序的處理器和相關電路的模塊。更新程序可以使BB處理器1826的功能改變。該模塊可以為插入到基站設備1820的槽中的卡或刀片?？商娲?，該模塊也可以為安裝在卡或刀片上的芯片。同時， RF電路1827可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，并且經(jīng)由天線1810來傳送和接收無線信號。

如圖18所示，無線通信接口1825可以包括多個BB處理器1826。例如，多個BB處理器1826可以與eNB 1800使用的多個頻段兼容。如圖18所示，無線通信接口1825可以包括多個RF電路1827。例如，多個RF電路1827可以與多個天線元件兼容。雖然圖18示出其中無線通信接口1825包括多個BB處理器1826和多個RF電路1827的示例，但是無線通信接口1825也可以包括單個BB處理器1826或單個RF電路1827。

(第二應用示例)

圖19是示出可以應用本公開內(nèi)容的技術的eNB的示意性配置的第二示例的框圖。eNB 1930包括一個或多個天線1940、基站設備1950和RRH1960。RRH 1960和每個天線1940可以經(jīng)由RF線纜而彼此連接?；驹O備1950和RRH 1960可以經(jīng)由諸如光纖線纜的高速線路而彼此連接。

天線1940中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在MIMO天線中的多個天線元件)并且用于RRH 1960發(fā)送和接收無線信號。如圖19所示，eNB 1930可以包括多個天線1940。例如，多個天線1940可以與eNB1930使用的多個頻段兼容。雖然圖19示出其中eNB 1930包括多個天線1940的示例，但是eNB 1930也可以包括單個天線1940。

基站設備1950包括控制器1951、存儲器1952、網(wǎng)絡接口1953、無線通信接口1955以及連接接口1957?？刂破?951、存儲器1952和網(wǎng)絡接口1953與參照圖18描述的控制器1821、存儲器1822和網(wǎng)絡接口1823相同。

無線通信接口1955支持任何蜂窩通信方案(諸如LTE和LTE-先進)，并且經(jīng)由RRH 1960和天線1940來提供到位于與RRH 1960對應的扇區(qū)中的終端的無線通信。無線通信接口1955通常可以包括例如BB處理器1956。除了BB處理器1956經(jīng)由連接接口1957連接到RRH 1960的RF電路1964之外，BB處理器1956與參照圖18描述的BB處理器1826相同。如圖19所示，無線通信接口1955可以包括多個BB處理器1956。例如，多個BB處理器1956可以與eNB 1930使用的多個頻段兼容。雖然圖19示出其中無線通信接口1955包括多個BB處理器1956的示例，但是無線通信接口1955也可以包括單個BB處理器1956。

連接接口1957為用于將基站設備1950(無線通信接口1955)連接至 RRH 1960的接口。連接接口1957還可以為用于將基站設備1950(無線通信接口1955)連接至RRH 1960的上述高速線路中的通信的通信模塊。

RRH 1960包括連接接口1961和無線通信接口1963。

連接接口1961為用于將RRH 1960(無線通信接口1963)連接至基站設備1950的接口。連接接口1961還可以為用于上述高速線路中的通信的通信模塊。

無線通信接口1963經(jīng)由天線1940來傳送和接收無線信號。無線通信接口1963通?？梢园ɡ鏡F電路1964。RF電路1964可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，并且經(jīng)由天線1940來傳送和接收無線信號。如圖19所示，無線通信接口1963可以包括多個RF電路1964。例如，多個RF電路1964可以支持多個天線元件。雖然圖19示出其中無線通信接口1963包括多個RF電路1964的示例，但是無線通信接口1963也可以包括單個RF電路1964。

在圖18和圖19所示的eNB 1800和eNB 1930中，裝置300和600至800中的通信單元可以由無線通信接口1825以及無線通信接口1955和/或無線通信接口1963實現(xiàn)。粗略到達角估計單元、候選到達角估計單元、精確到達角確定單元、模擬波束成形向量生成單元、物理信道確定單元、數(shù)字預編碼向量生成單元和距離確定單元的功能的至少一部分也可以由控制器1821和控制器1951實現(xiàn)。

[關于用戶設備的應用示例]

(第一應用示例)

圖20是示出可以應用本公開內(nèi)容的技術的智能電話2000的示意性配置的示例的框圖。智能電話2000包括處理器2001、存儲器2002、存儲裝置2003、外部連接接口2004、攝像裝置2006、傳感器2007、麥克風2008、輸入裝置2009、顯示裝置2010、揚聲器2011、無線通信接口2012、一個或多個天線開關2015、一個或多個天線2016、總線2017、電池2018以及輔助控制器2019。

處理器2001可以為例如CPU或片上系統(tǒng)(SoC)，并且控制智能電話2000的應用層和另外層的功能。存儲器2002包括RAM和ROM，并且存儲數(shù)據(jù)和由處理器2001執(zhí)行的程序。存儲裝置2003可以包括存儲介質，諸如半導體存儲器和硬盤。外部連接接口2004為用于將外部裝置(諸如存儲卡和通用串行總線(USB)裝置)連接至智能電話2000的接口。

攝像裝置2006包括圖像傳感器(諸如電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS))，并且生成捕獲圖像。傳感器2007可以包括一組傳感器，諸如測量傳感器、陀螺儀傳感器、地磁傳感器和加速度傳感器。麥克風2008將輸入到智能電話2000的聲音轉換為音頻信號。輸入裝置2009包括例如被配置為檢測顯示裝置2010的屏幕上的觸摸的觸摸傳感器、小鍵盤、鍵盤、按鈕或開關，并且接收從用戶輸入的操作或信息。顯示裝置2010包括屏幕(諸如液晶顯示器(LCD)和有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器)，并且顯示智能電話2000的輸出圖像。揚聲器2011將從智能電話2000輸出的音頻信號轉換為聲音。

無線通信接口2012支持任何蜂窩通信方案(諸如LTE和LTE-先進)，并且執(zhí)行無線通信。無線通信接口2012通常可以包括例如BB處理器2013和RF電路2014。BB處理器2013可以執(zhí)行例如編碼/解碼、調(diào)制/解調(diào)以及復用/解復用，并且執(zhí)行用于無線通信的各種類型的信號處理。同時，RF電路2014可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，并且經(jīng)由天線2016來傳送和接收無線信號。無線通信接口2012可以為其上集成有BB處理器2013和RF電路2014的一個芯片模塊。如圖20所示，無線通信接口2012可以包括多個BB處理器2013和多個RF電路2014。雖然圖20示出其中無線通信接口2012包括多個BB處理器2013和多個RF電路2014的示例，但是無線通信接口2012也可以包括單個BB處理器2013或單個RF電路2014。

此外，除了蜂窩通信方案之外，無線通信接口2012可以支持另外類型的無線通信方案，諸如短距離無線通信方案、近場通信方案和無線局域網(wǎng)(LAN)方案。在此情況下，無線通信接口2012可以包括針對每種無線通信方案的BB處理器2013和RF電路2014。

天線開關2015中的每一個在包括在無線通信接口2012中的多個電路(例如用于不同的無線通信方案的電路)之間切換天線2016的連接目的地。

天線2016中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在MIMO天線中的多個天線元件)，并且用于無線通信接口2012傳送和接收無線信號。如圖20所示，智能電話2000可以包括多個天線2016。雖然圖20示出其中智能電話2000包括多個天線2016的示例，但是智能電話2000也可以包括單個天線2016。

此外，智能電話2000可以包括針對每種無線通信方案的天線2016。 在此情況下，天線開關2015可以從智能電話2000的配置中省略。

總線2017將處理器2001、存儲器2002、存儲裝置2003、外部連接接口2004、攝像裝置2006、傳感器2007、麥克風2008、輸入裝置2009、顯示裝置2010、揚聲器2011、無線通信接口2012以及輔助控制器2019彼此連接。電池2018經(jīng)由饋線向圖20所示的智能電話2000的各個塊提供電力，饋線在圖中被部分地示為虛線。輔助控制器2019例如在睡眠模式下操作智能電話2000的最小必需功能。

在圖20所示的智能電話2000中，裝置900和1000中的通信單元可以由無線通信接口2012實現(xiàn)。下行等效信道估計單元的功能的至少一部分也可以由處理器2001或輔助控制器2019實現(xiàn)。

(第二應用示例)

圖21是示出可以應用本公開內(nèi)容的技術的汽車導航設備2120的示意性配置的示例的框圖。汽車導航設備2120包括處理器2121、存儲器2122、全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊2124、傳感器2125、數(shù)據(jù)接口2126、內(nèi)容播放器2127、存儲介質接口2128、輸入裝置2129、顯示裝置2130、揚聲器2131、無線通信接口2133、一個或多個天線開關2136、一個或多個天線2137以及電池2138。

處理器2121可以為例如CPU或SoC，并且控制汽車導航設備2120的導航功能和另外的功能。存儲器2122包括RAM和ROM，并且存儲數(shù)據(jù)和由處理器2121執(zhí)行的程序。

GPS模塊2124使用從GPS衛(wèi)星接收的GPS信號來測量汽車導航設備2120的位置(諸如緯度、經(jīng)度和高度)。傳感器2125可以包括一組傳感器，諸如陀螺儀傳感器、地磁傳感器和空氣壓力傳感器。數(shù)據(jù)接口2126經(jīng)由未示出的終端而連接到例如車載網(wǎng)絡2141，并且獲取由車輛生成的數(shù)據(jù)(諸如車速數(shù)據(jù))。

內(nèi)容播放器2127再現(xiàn)存儲在存儲介質(諸如CD和DVD)中的內(nèi)容，該存儲介質被插入到存儲介質接口2128中。輸入裝置2129包括例如被配置為檢測顯示裝置2130的屏幕上的觸摸的觸摸傳感器、按鈕或開關，并且接收從用戶輸入的操作或信息。顯示裝置2130包括諸如LCD或OLED顯示器的屏幕，并且顯示導航功能的圖像或再現(xiàn)的內(nèi)容。揚聲器2131輸出導航功能的聲音或再現(xiàn)的內(nèi)容。

無線通信接口2133支持任何蜂窩通信方案(諸如LTE和LTE-先進)， 并且執(zhí)行無線通信。無線通信接口2133通?？梢园ɡ鏐B處理器2134和RF電路2135。BB處理器2134可以執(zhí)行例如編碼/解碼、調(diào)制/解調(diào)以及復用/解復用，并且執(zhí)行用于無線通信的各種類型的信號處理。同時，RF電路2135可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，并且經(jīng)由天線2137來傳送和接收無線信號。無線通信接口2133還可以為其上集成有BB處理器2134和RF電路2135的一個芯片模塊。如圖21所示，無線通信接口2133可以包括多個BB處理器2134和多個RF電路2135。雖然圖21示出其中無線通信接口2133包括多個BB處理器2134和多個RF電路2135的示例，但是無線通信接口2133也可以包括單個BB處理器2134或單個RF電路2135。

此外，除了蜂窩通信方案之外，無線通信接口2133可以支持另外類型的無線通信方案，諸如短距離無線通信方案、近場通信方案和無線LAN方案。在此情況下，針對每種無線通信方案，無線通信接口2133可以包括BB處理器2134和RF電路2135。

天線開關2136中的每一個在包括在無線通信接口2133中的多個電路(諸如用于不同的無線通信方案的電路)之間切換天線2137的連接目的地。

天線2137中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在MIMO天線中的多個天線元件)，并且用于無線通信接口2133傳送和接收無線信號。如圖21所示，汽車導航設備2120可以包括多個天線2137。雖然圖21示出其中汽車導航設備2120包括多個天線2137的示例，但是汽車導航設備2120也可以包括單個天線2137。

此外，汽車導航設備2120可以包括針對每種無線通信方案的天線2137。在此情況下，天線開關2136可以從汽車導航設備2120的配置中省略。

電池2138經(jīng)由饋線向圖21所示的汽車導航設備2120的各個塊提供電力，饋線在圖中被部分地示為虛線。電池2138累積從車輛提供的電力。

在圖21示出的汽車導航設備2120中，裝置900和1000中的通信單元可以由無線通信接口2133實現(xiàn)。下行等效信道估計單元的功能的至少一部分也可以由處理器2121實現(xiàn)。

本公開內(nèi)容的技術也可以被實現(xiàn)為包括汽車導航設備2120、車載網(wǎng)絡2141以及車輛模塊2142中的一個或多個塊的車載系統(tǒng)(或車輛)2140。 車輛模塊2142生成車輛數(shù)據(jù)(諸如車速、發(fā)動機速度和故障信息)，并且將所生成的數(shù)據(jù)輸出至車載網(wǎng)絡2141。

以上參照附圖描述了本公開的優(yōu)選實施例，但是本公開當然不限于以上示例。本領域技術人員可在所附權利要求的范圍內(nèi)得到各種變更和修改，并且應理解這些變更和修改自然將落入本公開的技術范圍內(nèi)。

例如，在以上實施例中包括在一個單元中的多個功能可以由分開的裝置來實現(xiàn)。替選地，在以上實施例中由多個單元實現(xiàn)的多個功能可分別由分開的裝置來實現(xiàn)。另外，以上功能之一可由多個單元來實現(xiàn)。無需說，這樣的配置包括在本公開的技術范圍內(nèi)。

在該說明書中，流程圖中所描述的步驟不僅包括以所述順序按時間序列執(zhí)行的處理，而且包括并行地或單獨地而不是必須按時間序列執(zhí)行的處理。此外，甚至在按時間序列處理的步驟中，無需說，也可以適當?shù)馗淖冊擁樞颉?/p>