CN101355380B - 多载波***中的波束赋形方法、***、用户设备和基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波***中的波束赋形方法，包括：接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；利用所述各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形。此外，本发明还公开了一种多载波***中的波束赋形***、用户设备及基站。本发明中的方案能够实现多载波***中的下行波束赋形。

Description

多载波***中的波束赋形方法、***、用户设备和基站

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及多载波***中的波束赋形方法、***、用户设备和基站。

背景技术

波束赋形是指根据接收用户设备(UE)的上行信号的情况，考虑干扰等因素对UE性能的影响，通过调整阵列天线各阵元的激励，来使天线波束方向图形状变为指定的波束形状，从而将下行信号能量聚集为一个很窄的波束，提高天线的传播效率和无线链路传输的可靠性等。

目前，波束赋形技术主要应用于单载波***中，但随着波束赋形技术的发展，拟将波束赋形技术引入到多载波***中，考虑到多载波***中，同时在各载波上进行上行复用传输时，可能存在较高的峰平功率比(PAPR)以及较高的能量消耗等问题，UE在某个时刻可能只利用一个载波而非所有可用载波进行上行传输。但由于下行波束赋形需根据接收上行信号的情况来决策进行，因此，假设UE利用某个特定的载波进行上行传输，则根据单载波***中的波束赋形技术，基站节点(Node B)在进行下行波束赋形时，只能在该特定载波上，利用该特定载波的上行传输信道的特点形成下行波束，而对于其它载波来说，由于载波上没有相应的上行信号传输，因此该载波上的下行波束将无法进行。

发明内容

有鉴于此，本发明中一方面提供一种多载波***中的波束赋形方法，另一方面提供一种多载波***中的波束赋形***、用户设备及基站，以便实现多载波***中的下行波束赋形。

本发明所提供的多载波***中的波束赋形方法，包括：

接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；

根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；

利用所述各载波的下行波束赋形参数，在对应载波上进行下行波束赋形；

其中，所述每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输为：

按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；或者为，

按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输；

当在各载波上轮循进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

对每个载波，根据所述载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数为：

在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据所述载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：对所述载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据所述平滑处理后的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；

当在固定的单个载波上进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数为：

对于存在上行传输的单个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者，根据所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

对于其它没有上行传输的每个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数。

其中，所述根据载波上的上行传输的信道信息，从载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数为：根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述上行传输的到达角DOA，根据所述DOA及载波上预先设定的多组波束赋形参数，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据载波上的上行传输的信道信息，对空间相关矩阵及载波上预先设定的各组波束赋形参数进行计算，根据所述计算的结果，确定所述载波的下行波束赋形参数。

所述每个预设时间间隔为：整数个时隙，或整数个子帧。

本发明所提供的多载波***中的波束赋形***，包括：

用户设备，用于在每个预设时间间隔内，在单个载波上进行上行传输；

基站，用于接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；利用所述下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形；

其中，所述每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输为：

按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；或者为，

按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输；

当在各载波上轮循进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

对每个载波，根据所述载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数为：

在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据所述载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：对所述载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据所述平滑处理后的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；

当在固定的单个载波上进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数为：

对于存在上行传输的单个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者，根据所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

对于其它没有上行传输的每个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数。

其中，所述用户设备包括：

载波分配模块，用于按照预设的时间间隔，从多个载波中轮循选取一个载波，将所选取的载波指示给上行传输模块；

上行传输模块，用于在载波分配模块指示的载波上进行上行传输。

或者，所述用户设备包括：

载波分配模块，用于按照预设的时间间隔，从多个载波中选取固定的单个载波，将所选取的载波指示给上行传输模块；

上行传输模块，用于在载波分配模块指示的载波上进行上行传输。

其中，所述基站包括：

接收处理模块，用于接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输，获取所述上行传输的信道信息，将所述信道信息提供给波束赋形参数确定模块；

赋形参数确定模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数，将所述各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块；

波束赋形模块，用于根据来自赋形参数确定模块的所述各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形。

本发明所提供的基站，包括：

接收处理模块，用于接收来自用户设备的每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输，获取所述上行传输的信道信息，将所述信道信息提供给波束赋形参数确定模块；

赋形参数确定模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数，将所述各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块；

波束赋形模块，用于根据来自赋形参数确定模块的所述各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形；

其中，所述每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输为：

按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；或者为，

按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输；

当在各载波上轮循进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

对每个载波，根据所述载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数为：

在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据所述载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：对所述载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据所述平滑处理后的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；

当在固定的单个载波上进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数为：

对于存在上行传输的单个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者，根据所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

对于其它没有上行传输的每个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数。

其中，所述赋形参数确定模块包括：

赋形参数存储子模块，用于存储各载波上预先设定的多组波束赋形参数；

赋形参数确定子模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，从所述赋形参数存储子模块中存储的每个载波的多组波束赋形参数中，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

或者，所述赋形参数确定模块包括：

加权矢量计算子模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，通过对各载波上的空间相关矩阵进行特征值分解或通过对各载波上的空间矩阵进行奇异值分解，得到相应载波的加权矢量，将所述加权矢量提供给赋形参数确定子模块；

赋形参数确定子模块，用于根据来自加权矢量计算子模块的各载波的加权矢量，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

又或者，所述赋形参数确定模块包括：

赋形参数存储子模块，用于存储没有上行传输的载波上的预先设定的多组波束赋形参数；

加权矢量计算子模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，通过对存在上行传输的载波上的空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到所述载波的加权矢量，将所述加权矢量提供给赋形参数确定子模块；

赋形参数确定子模块，用于根据来自加权矢量计算子模块的载波的加权矢量，确定对应载波的下行波束赋形参数，根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，从所述赋形参数存储子模块中存储的每个载波的多组波束赋形参数中，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

从上述方案可以看出，本发明中接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；利用所述各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形，从而实现了多载波***中的下行波束赋形。

附图说明

图1为本发明实施例中多载波***中的波束赋形方法的示例性流程图；

图2为本发明实施例中三个载波的一个子帧的时隙分布图；

图3为本发明实施例中四个载波的两个子帧的时隙分布图；

图4为本发明实施例中三个载波的四个子帧的时隙分布图；

图5为本发明实施例中多载波***中的波束赋形***的示例性结构图；

图6为图5所示***中用户设备的内部结构图；

图7为图5所示***中基站的内部结构图；

图8为图7所示基站中赋形参数确定模块的一种内部结构图；

图9为图7所示基站中赋形参数确定模块的又一种内部结构图；

图10为图7所示基站中赋形参数确定模块的再一种内部结构图。

具体实施方式

本发明实施例中，通过接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；利用各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例中多载波***中的波束赋形方法的示例性流程图。如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤101，接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输。

本步骤中，每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输可以为：按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；也可以为：按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输。其中，每个预设时间间隔可以是整数个时隙的时间间隔，也可以是整数个子帧(SF)的时间间隔。其中，可以是均匀的时间间隔，也可以是非均匀的时间间隔。为了使上行传输信道和下行传输信道尽可能的连贯，时间间隔应尽可能的短。

对于按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行上行传输的情况，下面列举几个示例对其进行详细描述：

示例一：预设时间间隔为整数个时隙的情况：

情形一：载波个数与单个子帧内用于上行传输的时隙个数相同，此时，对于单个子帧内，可以以单个时隙作为预设的时间间隔，子帧和子帧之间的时间间隔可根据***特性而定。

假设多载波***中共有三个载波，即载波0至载波2，且每个载波的每个子帧中有三个时隙被分配用于上行传输，其它时隙被分配用于下行传输，如图2所示，图2示出了三个载波的一个子帧的时隙分布图，图2中用TS表示时隙，则对于图2所示情况，预设时间间隔可以是单个时隙，则上行传输时，可在子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波0上进行上行传输；在子帧的第二个时隙(TS2)内，在载波1上进行上行传输；在子帧的第三个时隙(TS3)内，在载波2上进行上行传输。或者，也可以按照别的方式进行上行传输，例如：在子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波1上进行上行传输；在子帧的第二个时隙(TS2)内，在载波0上进行上行传输；在子帧的第三个时隙(TS3)内，在载波2上进行上行传输等，只要是依次在每个载波上进行发送即可。同样，对下一个子帧，可以按照与该子帧相同的上行传输方式，也可以是不同的上行传输方式，只要保证是依次在每个载波上进行发送即可。

对于上述情形一中载波个数与单个子帧内用于上行传输的时隙个数相同的情况，预设的时间间隔也可以不是单个时隙，例如，在子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波0上进行上行传输；在子帧的第三个时隙(TS3)内，在载波2上进行上行传输；在下一个子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波1上进行上行传输等。

情形二：载波个数与单个子帧内用于上行传输的时隙个数不相同，此时，对于单个子帧内，同样可以以单个时隙作为预设的时间间隔，子帧和子帧之间的时间间隔可根据***特性而定。

假设多载波***中共有四个载波，即载波0至载波3，且每个载波的每个子帧中有三个时隙被分配用于上行传输，其它时隙被分配用于下行传输，如图3所示，图3示出了四个载波的两个子帧的时隙分布图，图3中仍用TS表示时隙，则对于图3所示情况，预设时间间隔可以是单个时隙，则上行传输时，可在子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波0上进行上行传输；在子帧的第二个时隙(TS2)内，在载波1上进行上行传输；在子帧的第三个时隙(TS3)内，在载波2上进行上行传输，在下一个子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波3上进行上行传输等；在下一个子帧的第二个时隙(TS2)内，可在载波0上进行上行传输；下一个子帧的第三个时隙(TS3)内，在载波1上进行上行传输；在下下个子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波2上进行上行传输等；在下下个子帧的第二个时隙(TS2)内，在载波3上进行上行传输......。同样，也可以按照别的方式进行上行传输，此处不再一一赘述，只要保证是依次在每个载波上进行上行传输即可。

对于上述情形二中载波个数与单个子帧内用于上行传输的时隙个数不相同的情况，预设的时间间隔也可以不是单个时隙，例如，在子帧的第一个时隙(TS1)内，在载波0上进行上行传输；在子帧的第三个时隙(TS3)内，在载波2上进行上行传输；在下一个子帧的第二个时隙(TS1)内，在载波1上进行上行传输；在下个子帧的第三个时隙(TS1)内，在载波3上进行上行传输等。

示例二：预设时间间隔为整数个子帧的情况：

以预设时间间隔为单个子帧的情况为例，则在一个子帧内，上行传输只在一个载波上进行，在下一个子帧内，上行传输换到另一个载波上进行。假设多载波***中共有三个载波，即载波0至载波2，且每个载波的每个子帧中有一部分时隙被分配用于上行传输，另一部分时隙被分配用于下行传输有如图4所示，图4示出了三个载波的四个子帧的时隙分布图。图4中，在子帧n-3中，在载波0上进行上行传输；在子帧n-2中，在载波1上进行上行传输；在子帧n-1中，在载波2上进行上行传输，依次类推，在子帧n中，在载波0上进行上行传输。同样，也可以按照别的方式进行上行传输，此处不再一一赘述，只要保证是依次在每个载波上进行上行传输即可。

步骤102，根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数。

本步骤中，确定各载波的下行波束赋形参数的具体确定方法可有多种。下面针对步骤101中所描述的上行传输方式分两种情况进行详细描述。

第一种情况：对于步骤101中所描述的上行传输方式“按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行上行传输”，本步骤中可以对每个载波，根据该载波上的上行传输的信道信息，确定该载波的下行波束赋形参数。并且，具体实现时，可在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据各载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定对应载波的下行波束赋形参数；或者，对各载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据平滑处理后的信道信息，确定对应载波的下行波束赋形参数。

例如：对于步骤101中描述的示例一中的情况，考虑到处理速度的问题，情形一中，在图2所示子帧中用作下行传输的各时隙中，第0个时隙可用于发送广播消息，第4个时隙至第6个时隙的下行传输，可以利用前一个子帧各载波上的上行传输的信道信息，确定当前子帧各载波的下行波束赋形参数，而当前子帧各载波上的上行传输的信道信息，可用以确定下一个子帧各载波的下行波束赋形参数。情形二中，情况与之类似，分别用当前帧之前的子帧载波上的上行传输的信道信息，确定当前子帧各载波的下行波束赋形参数。

对于步骤101中描述的示例二中的情况，同样考虑到处理速度的问题，在图4所示各子帧中，子帧n各载波的下行波束赋形参数分别根据之前子帧中相应载波的上行传输的信道信息确定，如：子帧n载波0上的下行波束赋形根据子帧n-3载波0上的上行传输的信道信息确定；子帧n载波1上的下行波束赋形根据子帧n-2载波1上的上行传输的信道信息确定；子帧n载波2上的下行波束赋形根据子帧n-1载波2上的上行传输的信道信息确定。

此外，还可以对当前帧之前的各子帧相同载波上的上行传输的信道信息进行平滑处理，根据平滑处理后的信道信息，确定当前帧对应载波上的下行波束赋形参数。

具体实现时，对每个载波，根据该载波上的上行传输的信道信息，确定该载波的下行波束赋形参数的方法至少有如下三种：

第一种方法：对每个载波，根据该载波上的上行传输的信道信息，从该应载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定该载波的下行波束赋形参数。

其中，预先设定的多组波束赋形参数可以为：根据天线阵列及天线波束图，预先设定的多组波束赋形参数，且波束赋形参数与上行传输的到达角(DOA)有一定的对应关系。其中，多组波束赋形参数可用w₁，w₂，...，w_k表示，k为波束赋形参数的组数，如可以为16或32等。

本方法在具体实现时，至少可采用如下两种实现方式：

方式一：考虑到预先设定的多组波束赋形参数与上行传输的到达角(DOA)有一定的对应关系，因此，可根据每个载波上的上行传输的信道信息，确定该上行传输的到达角DOA，根据DOA及该载波上预先设定的多组波束赋形参数，确定该载波的下行波束赋形参数。

假设信道长度为16，进行下行波束赋形的天线有8根，则可用h表示8×16的信道信息，根据每个载波上的h估计出对应载波的信号DOA，从对应载波的多组波束赋形参数中选取与DOA相对应的波束赋形参数，作为该载波当前的下行波束赋形参数。

方式二：根据每个载波上的上行传输的信道信息，对空间相关矩阵及对应载波上预先设定的各组波束赋形参数进行计算，根据所述计算的结果，确定该载波的下行波束赋形参数。

同样，假设用h表示信道信息，用R_xx表示空间相关矩阵，则空间相关矩阵R_xx＝E{h*h^H}，其中，E表示数学期望，H表示共轭转置。

利用空间相关矩阵R_xx及对应载波上预先设定的各组波束赋形参数w₁，w₂，...，w_k进行如下计算：

J＝{w_i ^H*R_xx*w_i}，i＝1，....，k。将J取值最大的所对应的w_i(记为w_max)作为该载波当前的下行波束赋形参数。

其中，R_xx可以用R_xx的平滑值R_xx ^Avg代替，即：

R_xx ^Avg(t)＝(1-p)R_xx(t)+p*R_xx ^Avg(t-1)，其中，p为遗忘因子。

第二种方法：对每个载波，根据该载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解，得到加权矢量，根据所得到的加权矢量确定该载波的下行波束赋形参数。

本方法中，h和R_xx的意义同上，对R_xx进行特征值分解，将最大特征值对应的向量称为权向量，根据权向量确定相应载波的下行波束赋形参数。其中，R_xx可以用R_xx的平滑值R_xx ^Avg代替，即：

R_xx ^Avg(t)＝(1-p)R_xx(t)+p*R_xx ^Avg(t-1)，其中，p为遗忘因子。

第三种方法：对每个载波，根据该载波上的上行传输的信道信息，通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所得到的加权矢量确定该载波的下行波束赋形参数。

本方法中，h意义同上，对h进行奇异值分解，将最大奇异值对应的向量称为权向量，根据权向量确定相应载波的下行波束赋形参数。

第二种情况：对于步骤101中所描述的上行传输方式“按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行上行传输”，本步骤中可根据存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数。

具体实现时，对于存在上行传输的单个载波，可利用该单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者也可以是，根据该单个载波上的上行传输的信道信息，从该载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定该载波的下行波束赋形参数。其中，具体实现过程与上述描述的三种方法一致，此处不再一一赘述。

对于其它没有上行传输的每个载波，利用上述单个载波上的上行传输的信道信息，从每个载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定对应载波的下行波束赋形参数。其中，具体实现过程与上述描述的第一种方法类似。例如：有A、B、C三个载波，在A载波上有上行传输，则可根据A载波的上行传输的信道信息，确定出DOA或W_max，根据所确定的DOA或W_max，从B载波上预先设定的多组波束赋形参数中，选取与DOA或W_max对应的w_i，作为B载波的下行波束赋形参数；从C载波上预先设定的多组波束赋形参数中，选取与DOA或W_max对应的w_i，作为C载波的下行波束赋形参数。

同样，具体实现时，可在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据单个载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；或者，对单个载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据平滑处理后的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数。

步骤103，利用各载波的下行波束赋形参数，在对应载波上进行下行波束赋形。

本步骤中，按照现有技术中的处理方式进行处理即可。

以上对本发明实施例中的多载波***中的波束赋形方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的多载波***中的波束赋形***进行详细描述。

图5为本发明实施例中的多载波***中的波束赋形***的示例性结构图。如图5所示，该***包括：用户设备和基站。

其中，用户设备，用于在每个预设时间间隔内，在单个载波上进行上行传输。其中，用户设备的具体操作过程可以与图1所示方法流程中步骤101中描述的上行传输过程一致。

基站，用于接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；利用所述下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形。其中，基站的具体操作过程可以与图1所示方法流程中步骤101至步骤103中描述的执行过程一致。

其中，用户设备的具体实现方式可有多种，图6示出了其中的一种，如图6所示，该用户设备可包括：载波分配模块和上行传输模块。

其中，载波分配模块用于按照预设的时间间隔，从多个载波中选取一个载波，将所选取的载波指示给上行传输模块。其中，载波分配模块从多个载波中选取一个载波的过程可以是：按照预设的时间间隔，从多个载波中轮循选取一个载波；或者可以是：按照预设的时间间隔，从多个载波中选取固定的单个载波。具体操作形式可以与图1所示方法流程中步骤101中描述的实现形式一致。

上行传输模块用于在载波分配模块指示的载波上进行上行传输。

其中，上述两个模块还可以集成在一起。

基站的具体实现方式也可有多种，图7示出了其中的一种，如图7所示，该基站可包括：接收处理模块、赋形参数确定模块和波束赋形模块。

其中，接收处理模块用于接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输，获取上行传输的信道信息，将所获取的信道信息提供给波束赋形参数确定模块。

赋形参数确定模块用于根据来自接收处理模块的上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数，将所确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。具体操作过程可以与图1所示方法流程中步骤102中描述的执行过程一致。

波束赋形模块用于根据来自赋形参数确定模块的各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形。

对应不同的具体实现，赋形参数确定模块又可有不同的结构。

例如：对应图1所示方法流程中步骤102的“按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行上行传输”的方式的第一种方法，赋形参数确定模块可如图8所示，包括：赋形参数存储子模块和赋形参数确定子模块。

其中，赋形参数存储子模块，用于存储各载波上预先设定的多组波束赋形参数。其中，预先设定的多组波束赋形参数可以为：根据天线阵列及天线波束图，预先设定的多组波束赋形参数，且波束赋形参数可与上行传输的到达角(DOA)有一定的对应关系。

赋形参数确定子模块，用于根据来自接收处理模块的各载波上的上行传输的信道信息，从赋形参数存储子模块中存储的对应载波的多组波束赋形参数中，确定对应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

对应图1所示方法流程中步骤102中“按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行上行传输”的方式的第二种或第三方法，赋形参数确定模块可如图9所示，包括：加权矢量计算子模块和赋形参数确定子模块。

其中，加权矢量计算子模块，用于根据来自接收处理模块的各载波的上行传输的信道信息，通过对对应载波上的空间相关矩阵进行特征值分解或通过对对应载波上的空间矩阵进行奇异值分解，得到对应载波的加权矢量，将所得到的加权矢量提供给赋形参数确定子模块。

赋形参数确定子模块，用于根据来自加权矢量计算子模块的各载波的加权矢量，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

对应图1所示方法流程中步骤102中“按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行上行传输”的方式的一种，赋形参数确定模块可如图10所示，包括：赋形参数存储子模块、加权矢量计算子模块和赋形参数确定子模块。

其中，赋形参数存储子模块，用于存储没有上行传输的载波上的预先设定的多组波束赋形参数。

加权矢量计算子模块，用于根据来自接收处理模块的上行传输的信道信息，通过对存在上行传输的载波上的空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到该载波的加权矢量，将加权矢量提供给赋形参数确定子模块。

赋形参数确定子模块，用于根据来自加权矢量计算子模块的载波的加权矢量，确定对应载波的下行波束赋形参数，根据来自接收处理模块的上行传输的信道信息，从赋形参数存储子模块中存储的每个载波的多组波束赋形参数中，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

对应图1所示方法流程中步骤102中“按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行上行传输”的方式的另一种，赋形参数确定模块仍可如图8所示，包括：赋形参数存储子模块和赋形参数确定子模块。

其中，赋形参数存储子模块，用于存储各载波上预先设定的多组波束赋形参数。

赋形参数确定子模块，用于根据来自接收处理模块的单个载波上的上行传输的信道信息，从赋形参数存储子模块中存储的每个载波的多组波束赋形参数中，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多载波***中的波束赋形方法，其特征在于，该方法包括：

接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；

根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；

利用所述各载波的下行波束赋形参数，在对应载波上进行下行波束赋形；

其中，所述每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输为：

按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；或者为，

按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输；

当在各载波上轮循进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

对每个载波，根据所述载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数为：

在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据所述载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：对所述载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据所述平滑处理后的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；

当在固定的单个载波上进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数为：

对于存在上行传输的单个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者，根据所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

对于其它没有上行传输的每个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载波上的上行传输的信道信息，从载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数为：根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述上行传输的到达角DOA，根据所述DOA及载波上预先设定的多组波束赋形参数，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据载波上的上行传输的信道信息，对空间相关矩阵及载波上预先设定的各组波束赋形参数进行计算，根据所述计算的结果，确定所述载波的下行波束赋形参数。

3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述每个预设时间间隔为：整数个时隙，或整数个子帧。

4.一种多载波***中的波束赋形***，其特征在于，该***包括：

用户设备，用于在每个预设时间间隔内，在单个载波上进行上行传输；

基站，用于接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输；根据所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数；利用所述下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形；

其中，所述每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输为：

按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；或者为，

按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输；

当在各载波上轮循进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

对每个载波，根据所述载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数为：

在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据所述载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：对所述载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据所述平滑处理后的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；

当在固定的单个载波上进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数为：

对于存在上行传输的单个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者，根据所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

对于其它没有上行传输的每个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数。

5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述用户设备包括：

载波分配模块，用于按照预设的时间间隔，从多个载波中轮循选取一个载波，将所选取的载波指示给上行传输模块；

上行传输模块，用于在载波分配模块指示的载波上进行上行传输。

6.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述用户设备包括：

载波分配模块，用于按照预设的时间间隔，从多个载波中选取固定的单个载波，将所选取的载波指示给上行传输模块；

上行传输模块，用于在载波分配模块指示的载波上进行上行传输。

7.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述基站包括：

接收处理模块，用于接收每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输，获取所述上行传输的信道信息，将所述信道信息提供给波束赋形参数确定模块；

赋形参数确定模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数，将所述各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块；

波束赋形模块，用于根据来自赋形参数确定模块的所述各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形。

8.一种基站，其特征在于，该基站包括：

接收处理模块，用于接收来自用户设备的每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输，获取所述上行传输的信道信息，将所述信道信息提供给波束赋形参数确定模块；

赋形参数确定模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数，将所述各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块；

波束赋形模块，用于根据来自赋形参数确定模块的所述各载波的下行波束赋形参数，在各载波上进行下行波束赋形；

其中，所述每个预设时间间隔内单个载波上的上行传输为：

按照预设的时间间隔，在各载波上轮循进行的上行传输；或者为，

按照预设的时间间隔，在固定的单个载波上进行的上行传输；

当在各载波上轮循进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

对每个载波，根据所述载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据载波上的上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数为：

在确定下行波束赋形参数的时间允许范围内，根据所述载波上的历史上行传输中最近的一次上行传输的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：对所述载波上的历史上行传输的信道信息进行平滑处理，根据所述平滑处理后的信道信息，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

或者为：根据所述载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；

当在固定的单个载波上进行的上行传输时，所述根据上行传输的信道信息，确定各载波的下行波束赋形参数为：

根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数；其中，

所述根据所述存在上行传输的单个载波上的上行传输的信道信息，确定所有载波的下行波束赋形参数为：

对于存在上行传输的单个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，通过对空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到加权矢量，根据所述加权矢量确定所述载波的下行波束赋形参数；或者，根据所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数；

对于其它没有上行传输的每个载波，利用所述单个载波上的上行传输的信道信息，从所述载波上预先设定的多组波束赋形参数中，确定所述载波的下行波束赋形参数。

9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述赋形参数确定模块包括：

赋形参数存储子模块，用于存储各载波上预先设定的多组波束赋形参数；

赋形参数确定子模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，从所述赋形参数存储子模块中存储的每个载波的多组波束赋形参数中，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

10.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述赋形参数确定模块包括：

加权矢量计算子模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，通过对各载波上的空间相关矩阵进行特征值分解或通过对各载波上的空间矩阵进行奇异值分解，得到相应载波的加权矢量，将所述加权矢量提供给赋形参数确定子模块；

赋形参数确定子模块，用于根据来自加权矢量计算子模块的各载波的加权矢量，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

11.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述赋形参数确定模块包括：

赋形参数存储子模块，用于存储没有上行传输的载波上的预先设定的多组波束赋形参数；

加权矢量计算子模块，用于根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，通过对存在上行传输的载波上的空间相关矩阵进行特征值分解或通过对空间矩阵进行奇异值分解，得到所述载波的加权矢量，将所述加权矢量提供给赋形参数确定子模块；

赋形参数确定子模块，用于根据来自加权矢量计算子模块的载波的加权矢量，确定对应载波的下行波束赋形参数，根据来自接收处理模块的所述上行传输的信道信息，从所述赋形参数存储子模块中存储的每个载波的多组波束赋形参数中，确定相应载波的下行波束赋形参数，将所述确定的各载波的下行波束赋形参数提供给波束赋形模块。

Images