CN101807976B - 一种波频处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波频处理装置，该装置包括：设置单元、编码单元、映射单元和分组波束生成单元；其中，设置单元，用于设置编码矩阵；编码单元，用于将输入的初始数据按照编码矩阵编码；映射单元，用于从编码单元获取编码后的列数据并映射到与子空间相对应的天线分组；分组波束生成单元，用于执行波束生成并生成与天线分组相对应的分组波束。本发明还公开了一种波频处理方法，该方法包括：设置编码矩阵；将初始数据按照编码矩阵编码；将编码后的列数据映射到与子空间相对应的天线分组；生成与天线分组相对应的分组波束。采用本发明的装置及方法，能实现多天线个数情况下高效的、定向覆盖的多天线分集，提高了分集增益。

Description

一种波频处理装置及方法

技术领域

本发明涉及移动通信***中的波频处理技术，尤其涉及一种多天线波频处理装置及方法。

背景技术

在3Gpp长期演进(LTE，Long-Term Evolution)***中，下行定义了发射天线为2天线时的分集方式为空频分组编码(SFBC，Space Frequency BlockCodes)，其编码矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}{x}_1& -x_2^{*}\\ x_2& x_1^{*}\end{array}\right].$ 其中，编码矩阵的每一行对应不同的频率；每一列对应不同的天线。编码矩阵的行数据代表在频率上发送的数据；列数据代表映射到天线的数据。则由上到下依次来说，第一行代表在频率1上发送的数据，第二行代表在频率2上发送的数据；由左到右依次来说，第一列代表映射到天线1的数据，第二列代表映射到天线2的数据。而且，x₁和x₂为空频分组编码前的符号，x*表示对x求共轭，比如表示对x₁求共轭。

LTE***中，下行还定义了4天线时的分集方式为频率切换分集(SFBC+FSTD，SFBC+Frequency Switch Time Division)，其编码矩阵为： $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\\ x_2& 0& x_1^{*}& 0\\ 0& x_3& 0& -x_4^{*}\\ 0& x_4& 0& x_3^{*}\end{array}\right].$ 其中，编码矩阵的每一行对应不同的频率；每一列对应不同的天线。编码矩阵的行数据代表在频率上发送的数据；列数据代表映射到天线的数据。则由上到下依次来说，第一行代表在频率1上发送的数据，第二行代表在频率2上发送的数据，第三行代表在频率3上发送的数据，第四行代表在频率4上发送的数据；由左到右依次来说，第一列代表映射到天线1的数据，第二列代表映射到天线2的数据，第三列代表映射到天线3的数据，第四列代表映射到天线4的数据。而且，x₁、x₂、x₃和x₄为空频分组编码前的符号，x*表示对x求共轭，比如表示对x₁求共轭。

在3Gpp长期演进高级(LTE-A，Long-Term Evolution Advanced)***中，为了提高下行的数据传输速率和频谱利用率，获得更多分集增益，下行最多可使用8根天线进行发射。然而，目前针对8天线的情况，并未提供相对应的解决方案，无法实现8天线时的多天线分集。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种波频处理装置及方法，能实现8天线甚至更多天线个数情况下高效的、定向覆盖的多天线分集，提高了分集增益。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种波频处理装置，该装置包括：设置单元、编码单元、映射单元和分组波束生成单元；其中，

设置单元，用于设置编码矩阵，并将所述编码矩阵发送给所述编码单元；

编码单元，用于将输入的初始数据按照所述编码矩阵编码；

映射单元，用于从所述编码单元获取编码后的列数据并映射到与子空间相对应的天线分组；

分组波束生成单元，用于执行波束生成，并生成与所述天线分组相对应的分组波束。

其中，所述分组波束生成单元，进一步用于根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与所述天线分组相对应的定向分组波束。

一种波频处理方法，该方法包括：

设置单元设置编码矩阵，且所述编码矩阵的行对应频率为相邻子载波，列对应空间为将整个空间划分而成的相邻子空间；

将初始数据输入编码单元并按照所述编码矩阵编码；

映射单元从编码单元获取编码后的列数据并映射到与所述子空间相对应的天线分组；

分组波束生成单元执行波束生成，并生成与所述天线分组相对应的分组波束。

其中，所述编码后的列数据，进一步经端口映射到与所述子空间相对应的天线分组；

映射时，所述编码后的列数据经一个端口映射到至少一个天线分组中，每一个天线分组中包括至少一根天线。

其中，所述执行波束生成并生成与天线分组相对应的分组波束进一步为：在所述分组波束生成单元，所述天线分组根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束。

其中，所述定向分组波束的主瓣对应的指向为：所述天线分组中天线的发射信号能量最大的波达角方向。

其中，所述编码矩阵为： $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\\ x_2& 0& x_1^{*}& 0\\ 0& x_3& 0& -x_4^{*}\\ 0& x_4& 0& x_3^{*}\end{array}\right].$ 其中，x₁、x₂、x₃和x₄为所述初始数据；编码矩阵的每一行对应的不同频率为相邻的不同子载波，由上到下依次为子载波1、子载波2、子载波3和子载波4；每一列对应的不同空间为：将天线发射信号全向覆盖的整个空间划分而成的相邻的不同子空间，由左到右依次为子空间1、子空间2、子空间3和子空间4。

其中，所述编码为空频分组编码；将初始数据x₁、x₂、x₃和x₄按照所述编码矩阵进行所述空频分组编码，此时在所述子载波1上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\end{array}\right];$ 在所述子载波2上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\end{array}\right];$ 在所述子载波3上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_3& 0& -x_4^{*}\end{array}\right];$ 在所述子载波4上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_4& 0& -x_3^{*}\end{array}\right].$

其中，将 $\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\\ 0\\ 0\end{array}\right]$ 映射到与子空间1相对应的天线分组1；将 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3\\ x_4\end{array}\right]$ 映射到与子空间2相对应的天线分组2；将 $\left[\begin{array}{c}-x_2^{*}\\ x_1^{*}\\ 0\\ 0\end{array}\right]$ 映射到与子空间3相对应的天线分组3；将 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -x_4^{*}\\ x_3^{*}\end{array}\right]$ 映射到与子空间4相对应的天线分组4。

其中，所述天线分组根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束具体为：

与子空间1相对应的天线分组1计算第一权值，并由第一权值[w₁₁ w₁₂]生成与天线分组1相对应的定向分组波束1；定向分组波束1发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}{x}_1{w}_{11}+x_1{w}_{12}\\ x_2{w}_{11}+x_2{w}_{12}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$

与子空间2相对应的天线分组2计算第二权值，并由第二权值[w₂₁ w₂₂]生成与天线分组2相对应的定向分组波束2；定向分组波束2发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3{w}_{21}+x_3{w}_{22}\\ x_4{w}_{21}+x_4{w}_{22}\end{array}\right];$

与子空间3相对应的天线分组3计算第三权值，并由第三权值[w₃₁ w₃₂]生成与天线分组3相对应的定向分组波束3；定向分组波束3发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}-x_2^{*}{w}_{31}-x_2^{*}{w}_{31}\\ x_1^{*}{w}_{31}+x_1^{*}{w}_{31}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$

与子空间4相对应的天线分组4计算第四权值，并由第四权值[w₄₁ w₄₂]生成与天线分组4相对应的定向分组波束4；定向分组波束4发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -x_4^{*}{w}_{41}-x_4^{*}{w}_{42}\\ x_3^{*}{w}_{41}+x_3^{*}{w}_{41}\end{array}\right].$

本发明设置编码矩阵，且该编码矩阵的行对应频率为相邻子载波，列对应空间为将整个空间划分而成的相邻子空间；将输入的初始数据按照该编码矩阵编码，且在子载波上发送编码后的行数据；将编码后的列数据映射到与子空间相对应的天线分组；执行波束生成并生成与天线分组相对应的分组波束。

本发明所设置的编码矩阵，其列对应空间为将整个空间划分而成的相邻子空间，区别于现有技术中所设置的编码矩阵，其列对应天线的发射信号所全向覆盖的整个空间中的某根具体天线。可见本发明在编码矩阵的设置上以子空间取代整个空间中的某根具体天线，而子空间可对应于天线分组，每个天线分组中包括多根天线。从而，采用本发明不受具体天线根数的限制，无论是8根天线还是更多的天线都适用。而且子空间的划分也可根据实际需要灵活配置和扩展，不像现有技术所采用的整个空间无法配置和扩展。

编码的编码方式多种多样，比如可以采用空频分组编码，则由空频分组编码结合生成的与天线分组相对应的分组波束，就构成了本发明的多输入多输出***中的8天线乃至更多天线的其中一种波频编码解决方案，该波频编码解决方案也可以称为波频编码的发射方式。进一步地，本发明将多个天线分组分别执行波束生成可以生成与天线分组相对应的多个定向分组波束，即将多个天线分组形成扇区内定向覆盖的多个波束，以有方向性的波束代替现有技术中无方向性的、天线发射信号所全向覆盖相对应的编码，使得***在等效功率和发射分集等方面获得显著的增益。

综上所述，采用本发明更好的解决了8天线甚至更多天线个数情况下的发射及数据传输，能实现多天线个数情况下高效的、定向覆盖的多天线分集，提高了分集增益。

附图说明

图1为本发明装置的组成结构示意图；

图2为本发明方法的实现流程示意图；

图3为本发明虚拟天线端口到实际的天线分组的映射示意图；

图4为本发明多天线分组对应的分组波束的生成示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：设置编码矩阵，且在编码矩阵的设置上以子空间取代整个空间中的某根具体天线，而子空间可对应于天线分组，每个天线分组中包括多根天线。将根据编码矩阵所进行的编码、结合执行波束生成所生成的与天线分组相对应的分组波束，构成了本发明的多输入多输出***中的8天线乃至更多天线的波频编码解决方案，能获得显著的分集增益。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

如图1所示，一种波频处理装置，该装置包括：设置单元、编码单元、映射单元和分组波束生成单元。其中，设置单元用于设置编码矩阵，并将编码矩阵发送给编码单元。编码单元用于将输入的初始数据按照编码矩阵编码。映射单元用于从编码单元获取编码后的列数据并映射到与子空间相对应的天线分组。分组波束生成单元用于执行波束生成，并生成与天线分组相对应的分组波束。

这里，分组波束生成单元，进一步用于根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束。

如图2所示，一种波频处理方法，该方法包括：

步骤101、设置单元设置编码矩阵。

这里，编码矩阵的行对应频率为相邻子载波，列对应空间为将整个空间划分而成的相邻子空间。整个空间指天线的发射信号所全向覆盖的整个空间。

步骤102、将初始数据输入编码单元，编码单元按照编码矩阵编码。

步骤103、映射单元获取编码后的列数据并映射到与子空间相对应的天线分组。

这里，步骤103的具体处理过程为：映射单元将编码后的列数据经端口映射到与子空间相对应的天线分组。本发明的该端口可以理解为虚拟天线端口，区别于现有技术的对应每根天线的实际天线端口。本发明的该天线分组可以理解为包括多根天线在内的实际天线分组。

而且，映射时，该编码后的列数据经一个端口映射到多个天线分组中，每一个天线分组中包括多根天线。

步骤104、分组波束生成单元执行波束生成，并生成与天线分组相对应的分组波束。

这里，步骤104的具体处理过程为：在分组波束生成单元，天线分组根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束。

其中，该定向分组波束的主瓣对应的指向为：天线分组中天线的发射信号能量最大的波达角方向。

针对以上由步骤101～步骤104所构成的技术方案而言，步骤101中，设置的编码矩阵可以具体为： $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\\ x_2& 0& x_1^{*}& 0\\ 0& x_3& 0& -x_4^{*}\\ 0& x_4& 0& x_3^{*}\end{array}\right].$ 其中，x₁、x₂、x₃和x₄为初始数据；编码矩阵的每一行对应的不同频率为相邻的不同子载波，由上到下依次为子载波1、子载波2、子载波3和子载波4；每一列对应的不同空间为：将天线发射信号全向覆盖的整个空间划分而成的相邻的不同子空间，由左到右依次为子空间1、子空间2、子空间3和子空间4。

具体来说，编码矩阵的行数据代表在相邻的不同子载波上发送的数据，则由上到下依次来说，第一行代表在子载波1上发送的数据，第二行代表在子载波2上发送的数据，第三行代表在子载波3上发送的数据，第四行代表在子载波4上发送的数据。编码矩阵的列数据代表映射到相邻的不同子空间所对应天线分组的数据，则由左到右依次来说，第一列代表映射到子空间1所对应天线分组的数据，第二列代表映射到子空间2所对应天线分组的数据，第三列代表映射到子空间3所对应天线分组的数据，第四列代表映射到子空间4所对应天线分组的数据。而且，在对编码的编码方式为空频分组编码情况下，x₁、x₂、x₃和x₄为空频分组编码前的符号，x*表示对x求共轭，比如表示对x₁求共轭。

步骤102中，编码的编码方式可以具体为空频分组编码。将初始数据x₁、x₂、x₃和x₄输入编码单元，编码单元按照该编码矩阵进行空频分组编码。此时在子载波1上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\end{array}\right];$ 在子载波2上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_2& 0& x_1^{*}& 0\end{array}\right];$ 在子载波3上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_3& 0& -x_4^{*}\end{array}\right];$ 在子载波4上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_4& 0& -x_3^{*}\end{array}\right].$

需要指出的是，编码的编码方式多种多样，不限于空频分组编码，编码方式还可以为空时分组编码。此时，对设置的编码矩阵来说，编码矩阵的每一行对应的为不同时刻，每一列对应的不同空间仍然为：将天线发射信号全向覆盖的整个空间划分而成的相邻的不同子空间。

步骤103中，映射单元将 $\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\\ 0\\ 0\end{array}\right]$ 映射到与子空间1相对应的天线分组1；将 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3\\ x_4\end{array}\right]$ 映射到与子空间2相对应的天线分组2；将 $\left[\begin{array}{c}-x_2^{*}\\ x_1^{*}\\ 0\\ 0\end{array}\right]$ 映射到与子空间3相对应的天线分组3；将 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -x_4^{*}\\ x_3^{*}\end{array}\right]$ 映射到与子空间4相对应的天线分组4。

步骤104的具体处理过程中，进一步为：在分组波束生成单元，与子空间1相对应的天线分组1根据终端侧反馈的信道信息计算第一权值，并由第一权值[w₁₁ w₁₂]生成与天线分组1相对应的定向分组波束1；定向分组波束1发送的数据为： $\left[\begin{array}{c}{x}_1{w}_{11}+x_1{w}_{12}\\ x_2{w}_{11}+x_2{w}_{12}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$ 在分组波束生成单元，与子空间2相对应的天线分组2根据终端侧反馈的信道信息计算第二权值，并由第二权值[w₂₁ w₂₂]生成与天线分组2相对应的定向分组波束2；定向分组波束2发送的数据为： $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3{w}_{21}+x_3{w}_{22}\\ x_4{w}_{21}+x_4{w}_{22}\end{array}\right];$ 在分组波束生成单元，与子空间3相对应的天线分组3根据终端侧反馈的信道信息计算第三权值，并由第三权值[w₃₁ w₃₂]生成与天线分组3相对应的定向分组波束3；定向分组波束3发送的数据为： $\left[\begin{array}{c}-x_2^{*}{w}_{31}-x_2^{*}{w}_{31}\\ x_1^{*}{w}_{31}+x_1^{*}{w}_{31}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$ 在分组波束生成单元，与子空间4相对应的天线分组4根据终端侧反馈的信道信息计算第四权值，并由第四权值[w₄₁ w₄₂]生成与天线分组4相对应的定向分组波束4；定向分组波束4发送的数据为： $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -x_4^{*}{w}_{41}-x_4^{*}{w}_{42}\\ x_3^{*}{w}_{41}+x_3^{*}{w}_{41}\end{array}\right].$

以下方法实施例是应用于8天线的LTE-A***中的波频处理方法，也可以称为8天线时LTE-A***的发射方法。该方法在LTE-A***中8天线下行发射空频分组编码结合分组波束生成，即将空频分组编码后的数据经不同的虚拟天线端口映射到实际的天线分组，进而由多个不同的天线分组分别进行分组波束生成。从而，在LTE-A***中，波频编码或称空频分组编码结合8天线分组波束生成的解决方案，相较于现有的单纯的4天线空频分组编码的分集技术，在每天线发射功率相同的情况下，8天线波频编码不仅有分集增益，更将有功率增益，以及覆盖范围的扩大。因此，采用方法实施例，使用空频分组编码结合8天线分组波束生成的解决方案将会给***带来诸多好处。以下对该方法实施例进行具体阐述。

方法实施例为：应用于8天线的LTE-A***中的波频处理方法。本方法实施例中，波频处理方法的实现流程包括以下步骤：

步骤201、设置编码矩阵为： $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\\ x_2& 0& x_1^{*}& 0\\ 0& x_3& 0& -x_4^{*}\\ 0& x_4& 0& x_3^{*}\end{array}\right].$ 其中，x₁、x₂、x₃和x₄为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻子载波，由上到下依次为子载波1、子载波2、子载波3和子载波4；列表示相邻子空间，由左到右依次为子空间1、子空间2、子空间3和子空间4。其中，子空间1、子空间2，子空间3和子空间4分别对应于：由与各自子空间对应的天线分组生成的分组波束。比如，子空间1对应于：由子空间1对应的天线分组1生成的分组波束1。

步骤202、根据编码矩阵进行编码，可以根据编码矩阵进行空频分组编码。则此时在子载波1上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\end{array}\right];$ 在子载波2上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& -x_2^{*}& 0\end{array}\right];$ 在子载波3上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_3& 0& -x_4^{*}\end{array}\right],$ 在子载波4上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_4& 0& -x_3^{*}\end{array}\right].$

步骤203、端口到天线分组的映射，即为将空频分组编码后的数据经虚拟天线端口映射到相对应的实际的天线分组。

这里，如图3所示为虚拟天线端口到实际的天线分组的映射示意图。映射时，空频分组编码后的数据经一个虚拟天线端口映射到至少一个实际的天线分组中，每一个实际的天线分组包含至少一根天线。例如，在本方法实施例8天线情况下，可以将8天线分成4个天线分组，每个天线分组包含两根天线。具体来说，可以将虚拟天线端口1映射到天线分组1，且天线分组1由天线1和天线2组成；虚拟天线端口2映射到天线分组2，且天线分组2由天线3和天线4组成；虚拟天线端口3映射到天线分组3，且天线分组3由天线5和天线6组成；虚拟天线端口4映射到天线分组4，且天线分组4由天线7和天线8组成。

步骤204，分组波束生成，即为将每个天线分组分别执行波束生成。

这里，例如将基站侧8天线分成4个天线分组，每个天线分组包含两根天线。每个天线分组各自根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，由权值生成与每个天线分组各自相对应的定向分组波束。定向分组波束的主瓣对应指向天线分组中天线的发射信号能量最大的波达角方向，如图4的多天线分组对应的分组波束的生成示意图所示。

如图4所示，对多个天线分组分别进行波束生成。定向分组波束1由计算出的权值[w₁₁ w₁₂]形成，方向指向终端。其中，权值[w₁₁ w₁₂]根据终端侧反馈的信道信息计算得到，权值的计算采用现有技术，即利用信号的到达方向DOA(Direction of Arrival)计算权值。定向分组波束1的主瓣对应指向天线分组1中天线的发射信号能量最大的波达角方向，且天线分组1由天线1和天线2组成。

这里，针对由权值[w₁₁ w₁₂]所形成的定向分组波束1而言，定向分组波束1发送的数据为 $\left[\begin{array}{c}{x}_1{w}_{11}+x_1{w}_{12}\\ x_2{w}_{11}+x_2{w}_{12}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$ 即对于子载波1来说，天线分组1中的天线1发射x₁w₁₁，天线2发射x₁w₁₂；对于子载波2来说，天线分组1中的天线1发射x₂w₁₁，天线2发射x₂w₁₂。

定向分组波束2由计算出的权值[w₂₁ w₂₂]形成，方向指向终端。其中，权值[w₂₁ w₂₂]根据终端侧反馈的信道信息计算得到，权值的计算采用现有技术，即利用信号的DOA计算权值。定向分组波束2的主瓣对应指向天线分组2中天线的发射信号能量最大的波达角方向，且天线分组2由天线3和天线4组成。

这里，针对由权值[w₂₁ w₂₂]所形成的定向分组波束2而言，定向分组波束2发送的数据为 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3{w}_{21}+x_3{w}_{22}\\ x_4{w}_{21}+x_4{w}_{22}\end{array}\right],$ 即对于子载波3来说，天线分组2中的天线3发射x₃w₂₁，天线4发射x₃w₂₂；对于子载波4来说，天线分组2中的天线3发射x₄w₂₁，天线4发射x₄w₂₂。

定向分组波束3由计算出的权值[w₃₁ w₃₂]形成，方向指向终端。其中，权值[w₃₁ w₃₂]根据终端侧反馈的信道信息计算得到，权值的计算采用现有技术，即利用信号的DOA计算权值。定向分组波束3的主瓣对应指向天线分组3中天线的发射信号能量最大的波达角方向，且天线分组3由天线5和天线6组成。

这里，针对由权值[w₃₁ w₃₂]所形成的定向分组波束3而言，定向分组波束3发送的数据为 $\left[\begin{array}{c}-x_2^{*}{w}_{31}-x_2^{*}{w}_{32}\\ x_1^{*}{w}_{31}+x_1^{*}{w}_{32}\\ 0\\ 0\end{array}\right],$ 即对于子载波1来说，天线分组3中的天线5发射天线6发射对于子载波2来说，天线分组3中的天线5发射天线6发射

定向分组波束4由计算出的权值[w₄₁ w₄₂]形成，方向指向终端。其中，权值[w₄₁ w₄₂]根据终端侧反馈的信道信息计算得到，权值的计算采用现有技术，即利用信号的DOA计算权值。定向分组波束4的主瓣对应指向天线分组4中天线的发射信号能量最大的波达角方向，且天线分组4由天线7和天线8组成。

这里，针对由权值[w₄₁ w₄₂]所形成的定向分组波束4而言，定向分组波束4发送的数据为 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -x_4^{*}{w}_{41}-x_4^{*}{w}_{42}\\ x_3^{*}{w}_{41}+x_3^{*}{w}_{41}\end{array}\right],$ 即对于子载波3来说，天线分组4中的天线7发射天线8发射对于子载波4来说，天线分组4中的天线7发射天线8发射

综上所述，通过该方法实施例提供了8天线的LTE-A***中的波频处理方法，该波频处理方法也可以称为波频编码发射方法。在LTE-A***中，8天线下行空频分组编码结合分组波束生成，将不同的符号对应不同的子空间波束，解决了现有技术没有提供8天线时的空频处理方式，即无法实现8天线时的多天线分集的问题。采用该方法实施例，在不同子载波发送信号时，以定向覆盖波束取代现有技术中全向覆盖波束，不仅覆盖范围大，且波束具有指向性。相对于4天线单纯的空频分组编码的分集技术，当每天线发射功率一致时，8天线波频编码将会带来3db的等效功率增益，这在通道功率受限的情况下显得尤为重要。而且在不增加额外的导频开销的同时，能够获得较好的分集增益及良好的覆盖。

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。

Claims (4)

1.一种波频处理装置，其特征在于，该装置包括：设置单元、编码单元、映射单元和分组波束生成单元；其中，

设置单元，用于设置编码矩阵，并将所述编码矩阵发送给所述编码单元；

编码单元，用于将输入的初始数据按照所述编码矩阵编码；

映射单元，用于从所述编码单元获取编码后的列数据并映射到与子空间相对应的天线分组，在映射时所述编码后的列数据是经一个虚拟天线端口映射到相对应的至少一个实际的天线分组中，每一个天线分组中包括至少一根天线；

分组波束生成单元，用于根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束，定向分组波束的主瓣对应的指向为：所述天线分组中天线的发射信号能量最大的波达角方向；

其中，所述编码矩阵为： $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& {-x}_2^{*}& 0\\ x_2& 0& x_1^{*}& 0\\ 0& x_3& 0& {-x}_4^{*}\\ 0& x_4& 0& x_3^{*}\end{array}\right];$ 其中，x₁、x₂、x₃和x₄为所述初始数据；编码矩阵的每一行对应的不同频率为相邻的不同子载波，由上到下依次为子载波1、子载波2、子载波3和子载波4；每一列对应的不同空间为：将天线发射信号全向覆盖的整个空间划分而成的相邻的不同子空间，由左到右依次为子空间1、子空间2、子空间3和子空间4；

所述天线分组根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束具体为：

与子空间1相对应的天线分组1计算第一权值，并由第一权值[w₁₁ w₁₂]生成与天线分组1相对应的定向分组波束1；定向分组波束1发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}{x}_1{w}_{11}+x_1{w}_{12}\\ x_2{w}_{11}+x_2{w}_{12}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$

与子空间2相对应的天线分组2计算第二权值，并由第二权值[w₂₁ w₂₂]生成与天线分组2相对应的定向分组波束2；定向分组波束2发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3{w}_{21}+x_3{w}_{22}\\ x_4{w}_{21}+x_4{w}_{22}\end{array}\right];$

与子空间3相对应的天线分组3计算第三权值，并由第三权值[w₃₁ w₃₂]生成与天线分组3相对应的定向分组波束3；定向分组波束3发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}{-x}_2^{*}{w}_{31}-x_2^{*}{w}_{31}\\ x_1^{*}{w}_{31}+x_1^{*}{w}_{31}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$

与子空间4相对应的天线分组4计算第四权值，并由第四权值[w₄₁ w₄₂]生成与天线分组4相对应的定向分组波束4；定向分组波束4发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ {-x}_4^{*}{w}_{41}-x_4^{*}{w}_{42}\\ x_3^{*}{w}_{41}+x_3^{*}{w}_{41}\end{array}\right].$

2.一种波频处理方法，其特征在于，该方法包括：

设置单元设置编码矩阵，且所述编码矩阵的行对应频率为相邻子载波，列对应空间为将整个空间划分而成的相邻子空间；

将初始数据输入编码单元并按照所述编码矩阵编码；

映射单元从编码单元获取编码后的列数据并映射到与所述子空间相对应的天线分组，在映射时所述编码后的列数据是经一个虚拟天线端口映射到相对应的至少一个实际的天线分组中，每一个天线分组中包括至少一根天线；

分组波束生成单元根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束，定向分组波束的主瓣对应的指向为：所述天线分组中天线的发射信号能量最大的波达角方向；

其中，所述编码矩阵为： $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& {-x}_2^{*}& 0\\ x_2& 0& x_1^{*}& 0\\ 0& x_3& 0& {-x}_4^{*}\\ 0& x_4& 0& x_3^{*}\end{array}\right];$ 其中，x₁、x₂、x₃和x₄为所述初始数据；编码矩阵的每一行对应的不同频率为相邻的不同子载波，由上到下依次为子载波1、子载波2、子载波3和子载波4；每一列对应的不同空间为：将天线发射信号全向覆盖的整个空间划分而成的相邻的不同子空间，由左到右依次为子空间1、子空间2、子空间3和子空间4；

所述天线分组根据终端侧反馈的信道信息计算出权值，生成与天线分组相对应的定向分组波束具体为：

与子空间1相对应的天线分组1计算第一权值，并由第一权值[w₁₁ w₁₂]生成与天线分组1相对应的定向分组波束1；定向分组波束1发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}{x}_1{w}_{11}+x_1{w}_{12}\\ x_2{w}_{11}+x_2{w}_{12}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$

与子空间2相对应的天线分组2计算第二权值，并由第二权值[w₂₁ w₂₂]生成与天线分组2相对应的定向分组波束2；定向分组波束2发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3{w}_{21}+x_3{w}_{22}\\ x_4{w}_{21}+x_4{w}_{22}\end{array}\right];$

与子空间3相对应的天线分组3计算第三权值，并由第三权值[w₃₁ w₃₂]生成与天线分组3相对应的定向分组波束3；定向分组波束3发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}{-x}_2^{*}{w}_{31}-x_2^{*}{w}_{31}\\ x_1^{*}{w}_{31}+x_1^{*}{w}_{31}\\ 0\\ 0\end{array}\right];$

与子空间4相对应的天线分组4计算第四权值，并由第四权值[w₄₁ w₄₂]生成与天线分组4相对应的定向分组波束4；定向分组波束4发送的数据为：

$\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ {-x}_4^{*}{w}_{41}-x_4^{*}{w}_{42}\\ x_3^{*}{w}_{41}+x_3^{*}{w}_{41}\end{array}\right].$

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述编码为空频分组编码；将初始数据x₁、x₂、x₃和x₄按照所述编码矩阵进行所述空频分组编码，此时在所述子载波1上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& 0& {-x}_2^{*}& 0\end{array}\right];$ 在所述子载波2上发送 $\left[\begin{array}{cccc}{x}_2& 0& x_1^{*}& 0\end{array}\right];$ 在所述子载波3上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_3& 0& {-x}_4^{*}\end{array}\right];$ 在所述子载波4上发送 $\left[\begin{array}{cccc}0& x_4& 0& {-x}_3^{*}\end{array}\right].$

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将 $\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\\ 0\\ 0\end{array}\right]$ 映射到与子空间1相对应的天线分组1；将 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ x_3\\ x_4\end{array}\right]$ 映射到与子空间2相对应的天线分组2；将 $\left[\begin{array}{c}-x_2^{*}\\ x_1^{*}\\ 0\\ 0\end{array}\right]$ 映射到与子空间3相对应的天线分组3；将 $\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ {-x}_4^{*}\\ x_3^{*}\end{array}\right]$ 映射到与子空间4相对应的天线分组4。