CN105246086A - 一种确定天线角度的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定天线阵列到达角的方法和设备，包括：移动终端设备利用接收天线阵列接收基站设备发送至少一个训练序列，每一个时隙内发送一个训练序列，训练序列是在基站设备对其进行波束赋形处理后发送的；对接收到的至少一个训练序列进行合并处理；根据合并处理后的训练序列估计得到基站设备的发送天线阵列与移动终端设备的接收天线阵列的信道冲击响应；利用信道冲击响应，估计得到移动终端设备的接收天线阵列的到达角信息。通过在基站设备与移动终端设备之间依次发送的训练序列估计出各自的到达角，不仅降低角度值估计的时延开销，而且能够适用于大规模天线阵列下的毫米波***，实现利用毫米波频段进行信号传输，有效提升信号传输效率。

Description

一种确定天线角度的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术和多天线技术领域，尤其涉及一种确定天线方位角的方法和设备。

背景技术

随着通信技术的发展，人们对于高速率业务的需求呈现***式的增长，而传统的通信***已无法满足需求。然而，在无线频谱资源的使用方面，微波频谱资源的利用率也趋于饱和，因此，开发利用毫米波频谱资源成为热点问题。

具体地，毫米波频谱资源所能使用的频率范围为30GHz至300GHz，其波长介于1毫米至10毫米之间。与微波通信相比，毫米波通信具备更大的通信容量、更大的传输带宽以及更高的数据传输速率。一般毫米波通信的特点是大规模天线阵列被部署在极小的面积上，利用波束赋形/预编码等技术获得阵列增益，以弥补信号在大气中出现的严重衰落。

然而，在各种通信***时，波束赋形/预编码以及相干接收都需要准确的信道状态信息，尤其是天线的方位角信息(例如：天线的发射角、天线的离开角等)。传统确定天线方位角的方式包括但不限于以下几种：

第一种方式，基于空时数据的高分辨目标方位的估计方法。

具体地，通过将天线输出的数据在时间域、空间域和延迟域形成相关矩阵，对相关矩阵进行去噪处理，利用循环特征分解方法计算信号子空间，基于信号子空间和噪声子空间的关系求解出噪声子空间，并得到噪声子空间的投影矩阵，再基于投影矩阵得到天线方位角。

第二种方式，采用MUSIC算法估计天线方位角。

具体地，通过选择梯度下降法或牛顿法，对各个天线阵元设置自适应权值，采用MUSIC算法估计接收信号的到达角度，将该到达角度对应的权值参数作为自适应迭代的初值，利用自适应迭代的方法估计出天线方位角。

但是，在毫米波通信中，由于毫米波频段的射频链路成本比较高，通常在毫米波通信中配置的射频链路数远少于天线阵元数。也就是说，由于毫米波通信受射频链路数目远少于天线阵元数这一硬件条件的约束，导致传统确定天线方位角的方式不再适用于毫米波通信。

综上所述，亟需一种基于射频链路数目远少于天线阵元数的确定天线方位角的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种确定天线方位角的方法和设备，用于解决毫米波通信***中天线方位角的估计问题，以实现利用毫米波频段进行信号传输，提升信号传输效率。

一种确定天线方位角的方法，包括：

第二设备利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的；

第二设备对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；

第二设备根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；

所述第二设备利用所述信道冲击响应，估计得到所述第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

一种确定天线方位角的设备，包括：

接收单元，用于利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的；

合并单元，用于对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；

估计单元，用于根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；并利用所述信道冲击响应，估计得到其接收天线阵列的到达角信息。

本发明有益效果如下：

本发明实施例移动终端设备(基站设备)利用接收天线阵列接收基站设备(移动终端设备)发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述基站设备(移动终端设备)对其进行波束赋形处理后发送的；对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述基站设备(移动终端设备)的发送天线阵列与所述移动终端设备(基站设备)的接收天线阵列的信道冲击响应；利用所述信道冲击响应，估计得到所述移动终端设备的接收天线阵列的到达角信息。通过在基站设备与移动终端设备之间依次发送训练序列，并依次对训练序列进行相应的赋形、合并处理，进而估计出天线的到达角。这样不仅降低了角度值估计的时延开销，而且能够适用于大规模天线阵列下的毫米波***，进而实现利用毫米波频段进行信号传输，有效提升信号传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的方法的流程示意图；

图2为角度估计器的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的设备的结构示意图。

具体实施方式

为了实现本发明的目的，本发明实施例提供了一种确定天线方位角的方法和设备，移动终端设备(基站设备)利用接收天线阵列接收基站设备(移动终端设备)发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述基站设备(移动终端设备)对其进行波束赋形处理后发送的；对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述基站设备(移动终端设备)的发送天线阵列与所述移动终端设备(基站设备)的接收天线阵列的信道冲击响应；利用所述信道冲击响应，估计得到所述基站设备的接收天线阵列的到达角信息。通过在基站设备与移动终端设备之间依次发送训练序列，并依次对训练序列进行相应的赋形、合并处理，进而估计出天线的到达角。这样不仅降低了角度值估计的时延开销，而且能够适用于大规模天线阵列下的毫米波***，进而实现利用毫米波频段进行信号传输，有效提升信号传输效率。

下面结合说明书附图对本发明各个实施例作进一步地详细描述，包括具体的数学表达式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的方法的流程示意图。所述方法可以如下所述。本发明实施例中第二设备既可以是基站设备也可以是终端设备，第一设备既可以是基站设备也可以是终端设备，但是若第二设备是基站设备，那么第一设备是终端设备；若第二设备是终端设备，那么第一设备是基站设备。

步骤101：第二设备利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列。

其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的。

在步骤101中，在一个收发两端都采用了大规模天线阵列并存在射频链路约束的毫米波通信***中，第一设备(例如：基站设备)配置有N_B个天线阵元和K_B个射频链路，第二设备(例如：终端设备)配置有N_M个天线阵元和K_M个射频链路，且有K_B＜N_B，K_M＜N_M。

那么第一设备作为发送端设备，第二设备作为接收端设备，第一设备在连续R个时隙内发送训练序列，其中，每个时隙内发送的训练序列为全1向量。

例如：每个时隙内发送的训练序列为K_B个，那么构成的训练序列为 $x={\[1,1,...,1\]}_{K_B}.$

第一设备利用波束赋形(W_B)对接收到的训练序列进行处理，并将处理后的训练序列从发射天线阵列发送给第二设备。

其中，所述波束赋性处理所使用的赋性矩阵满足每一列向量中随机一个位置为1，其他向量为0且随机选择的位置不重复。例如：赋形矩阵W_B可以为：随机选取某一列向量为随机单位矢量，即为第i个元素为1，其他元素为零的N_B维单位列向量，i取值集合为 $P_B=\left\{i\right\}\⋐R_B=\{1,2,...,N_B\},$ P_B从R_B中随机选取。

而赋形矩阵W_B的其余向量为0向量。

第二设备在连续R个时隙内利用合并矩阵接收训练序列。

其中，合并矩阵由K_M个随机单位矢量构成，即的第m个列向量为 $W_M^r(:,m)=e_{N_M}\left(i_m^r\right),m=1,2,...,K_M,$ 其中，为第个元素为1，其他元素为零的N_M维单位列向量，取值集合为P_M从R^r中随机选取。

其中，R¹＝{1,2,...,N_M}，R²表示从R¹选了K_M个数以后剩下的数据集合，R^r表示从R¹选了(r-1)K_M个数以后剩下的数据集合。

步骤102：第二设备对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理。

在步骤102中，第二设备对接收到的R个所述训练序列进行合并处理，得到合并矩阵。

例如：假设一路射频链路传输的训练序列表示为y₁，那么K_M个射频链路传输的训练序列可表示为合并后得到的矩阵可以表示为：

$y={\[y_1,y_2,...,y_{K_M},y_{K_M+1},...,y_{R_M\×K_M}\]}^T=W_M^T{F}_M^T{g}_M+z.$

其中，W_M为合并矩阵，g_M为第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列之间的信道冲击响应，所述信道冲击响应中包含第二设备的接收天线阵列的到达角信息，F_M为N_M×N_M维离散傅里叶变换矩阵，z为噪声向量E(z)＝σ²I。

步骤103：第二设备根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应。

即，将y和W_M输入角度估计器，触发所述角度估计器，估计得到第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列之间的信道冲击响应。

在步骤103中，所述第二设备利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应。

具体地，图2为角度估计器的示意图。从图2中可以看出，角度估计器分为两个模块：A模块和B模块，其中，A模块中包含线性最小均方差估计单元，B模块中包含稀疏处理单元。

所述角度估计器通过以下方式估算得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列之间信道冲击响应，包括：

确定初始估计参数、外信息和估计值的计算以及迭代处理等几个步骤。

具体地，确定角度估计器的初始估计参数和初始迭代值，其中，所述初始估计参数包含用于估计信道冲击响应的先验信息，所述初始迭代值根据所述估计的信道冲击响应的分布确定，所述先验信息包含先验期望和先验方差；

将所述先验信息进行傅里叶变换处理，得到傅式变换后信道冲击响应的先验信息；

利用线性最小均方差估计算法对所述傅式变换后信道冲击响应的先验信息进行估计，得到用于估计的傅式变换后的信道冲击响应的后验信息，其中，所述后验信息包含后验期望和后验方差；

将所述后验信息进行傅里叶逆变换处理，得到满足线性最小均方差估计的外信息，其中，所述外信息用于估计信道冲击响应的初始值；

利用信道冲击响应的稀疏分布特性和最小均方差估计算法，对所述外信息进行计算，得到满足最小均方差估计的信道冲击响应的后验信息；

将所述后验期望作为信道冲击响应的估计值；

当所述估计值不满足设定条件时，将所述估计值作为得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；

当所述估计值满足设定条件时，对所述信道冲击响应进行傅里叶变换处理，得到用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息，并将用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息作为先验信息，跳转触发对所述先验信息进行线性最小均方差估计的迭代操作。

需要说明的是，设定条件可以是判断迭代次数是否达到要求的迭代次数；也可以是比较相邻两次迭代计算的估计值之间的差值是否满足设定的阈值，还可以根据实际需要确定其他的判断条件，这里不做具体限定。

例如：第一步，初始化角度估计器的估计参数和初始迭代值。

例如：初始估计参数：角度域信道冲击响应向量g的先验期望角度域信道冲击响应向量g的先验方差以及角度域信道冲击响应向量g的稀疏度L。

对g进行FFT变换得到变换后的向量f的先验期望和先验概率

即 $f_A^{pri}={\mathrm{Fg}}_A^{pri},u_A^{pri}=v_A^{pri}.$

第二步，对向量f进行LMMSE(线性最小均方差估计)估计，得到向量f的后验期望和后验方差和再将进行傅里叶变换得到相应的 $v_A^{post}=u_A^{post}.$

上述第一步和第二步的执行都是在角度估计器的A模块执行的。

可选地，通过以下方式计算出需要由A模块传输至B模块的LMMSE外信息：

$v_{B\←A}^{ext}={(\frac{1}{v_B^{post}}-\frac{1}{v_B^{pri}})}^{-1},g_{B\←A}^{ext}=v_{B\←A}^{ext}(\frac{g_B^{post}}{v_B^{post}}-\frac{g_B^{pri}}{v_B^{pri}}).$

第三步，将第二步计算的外信息发送至B模块作为B模块的初始信息：根据g的初始先验信息(先验期望虚拟信道向量g的先验方差)计算g在满足给定分布的情况下MMSE的估计值：

$g_B^{post}\left(j\right)=E\[g\left(j\right)|g_B^{post}\]=E\[g\left(j\right){\lg }_B^{post}\left(j\right)\],\∀j;$

$v_B^{post}\left(j\right)=Var\[g\left(j\right)|g_B^{post}\]=Var\[g\left(j\right)|g_B^{post}\left(j\right)\],\∀j.$

此后，将送入IFFT处理器得到相应的

可选地，通过以下方式计算出需要由模块B传输至模块A的f的外信息：

$u_{B\→A}^{\mathrm{\α}t}={(\frac{1}{u_B^{post}}-\frac{1}{u_B^{pri}})}^{-1},f_{B\→A}^{ext}=u_{B\→A}^{ext}(\frac{f_B^{post}}{u_B^{post}}-\frac{f_B^{pri}}{u_B^{pri}}).$

第四步，判断计算得到的是否满足设定条件，若满足，则将第三步得到的f的外信息送入模块A作为模块A的初始信息继续第二步的迭代过程：

$f_A^{pri}=f_{B\→A}^{ext},u_A^{pri}=u_{B\→A}^{ext};$ 若不满足，则执行第五步。

第五步，输出作为g的估计值，即g_M。

其中，中非零元素的个数为角度域信道冲击响应向量的稀疏度L。

第六步，根据g_M得到N_M×1维角度域信道冲击响应向量。

步骤104：第二设备利用所述信道冲击响应，估计得到所述第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

在步骤104中，所述第二设备根据预设的信道冲击响应与到达角信息的对应关系，确定得到的所述信道冲击响应对应的到达角信息，将确定的所述到达角信息估计为所述第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

在步骤101中第一设备(例如：基站设备)配置有N_B个天线阵元和K_B个射频链路，第二设备(例如：终端设备)配置有N_M个天线阵元和K_M个射频链路，且有K_B＜N_B，K_M＜N_M。

那么当第一设备与第二设备之间的距离远大于天线阵列尺寸时，天线阵列的各个阵元的接收信号的幅度衰落值可近似为一致。那么第一设备的包含的发送天线中第n根天线和第二设备中包含的接收天线中第m个天线之间的信道可表示为： $H_{mn}=\underset{l=1}{\overset{L}{\Σ}}{\mathrm{\β}}_l{e}^{j2\mathrm{\π}(m-1)sin\left({\mathrm{\θ}}_l^A\right)/2}{e}^{j2\mathrm{\π}(n-1)sin\left({\mathrm{\θ}}_l^D\right)/2}.$

其中，L为信道多径数，为第l径的到达角和为第l径的离开角，β_l是l径的衰落值。

在对该信道表达式进行离散化处理后，得到

$H_{nm}(n_M,n_B)=\underset{n_M=0}{\overset{N_M-1}{\Σ}}\underset{n_B=0}{\overset{N_B-1}{\Σ}}g(n_M,n_B)e^{j2\mathrm{\π}(n-1)n_M/N_M}{e}^{j2\mathrm{\π}(m-1)n_B/N_B};$

其中，g(n_M,n_B)为空间域的信道冲击响应，且

$g\left(n_M,n_B\right)\stackrel{\mathrm{\Δ}}{=}\underset{l}{\overset{L}{\Σ}}{\mathrm{\β}}_l\mathrm{\δ}(\frac{{\[n_M+N_M\]}_{N_M}}{N_M}-\frac{{\mathrm{sin\θ}}_l^A}{2})\mathrm{\δ}(\frac{{\[n_B+N_B\]}_{N_B}}{N_B}-\frac{{\mathrm{sin\θ}}_l^D}{2});$

其中[·]_N表示模运算。

那么信道矩阵H可表示为：

式中，F_B和F_M分别为N_B×N_B维和N_M×N_M维离散傅里叶变换矩阵，G为N_M×N_B维角度域信道冲击响应矩阵。

G中非零元素所在的行号n和列号m与信道的发送角和到达角之间的关系为：

$\frac{sin\left({\mathrm{\θ}}_l^A\right)}{2}=\frac{n}{N_M}-\frac{1}{2},\frac{sin\left({\mathrm{\θ}}_l^D\right)}{2}=\frac{m}{N_B}-\frac{1}{2}.$

此时，根据步骤103中确定的包含第二设备到达角的信道冲击响应向量g_M，根据g_M中非零元素的行号n，可以计算得到所述第二设备的接收天线阵列的到达角的角度值，即 $\frac{sin\left({\mathrm{\θ}}_l^A\right)}{2}=\frac{n}{N_M}-\frac{1}{2}.$

同样的方式，还可以利用上述步骤，若第一设备为移动终端设备，第二设备为基站设备，这里使用上述方式计算基站设备的接收天线的方位角信息，即离开角信息，在使用上述方式得到移动终端设备的发送天线阵列与基站设备的接收天线阵列之间的信道冲击响应，该信道冲击响应中包含基站设备的接收天线阵列的到达角信息g_B。根据g_B中非零元素的行号m，可以计算得到所述基站设备的接收天线阵列的到达角，即，离开角，即

需要说明的是，本发明实施例中所使用的角度估计器可以是turbo角度估计器，也可以是turbo类的角度估计器，这里对于角度估计器的具体类型不做限定。

通过本发明实施例中所述的方案，移动终端设备(基站设备)利用接收天线阵列接收基站设备(移动终端设备)发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的；对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述基站设备(移动终端设备)的发送天线阵列与所述移动终端设备(基站设备)的接收天线阵列的信道冲击响应；利用所述信道冲击响应，估计得到所述终端设备的接收天线阵列的到达角信息。通过在基站设备与移动终端设备之间依次发送训练序列，并依次对训练序列进行相应的赋形、合并处理，进而估计出天线的到达角。这样不仅降低了角度值估计的时延开销，而且能够适用于大规模天线阵列下的毫米波***，进而实现利用毫米波频段进行信号传输，有效提升信号传输效率。

图3为本发明实施例提供的一种确定天线方位角的设备的结构示意图。所述设备包括：接收单元31、合并单元32和估计单元33，其中：

接收单元31，用于利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的；

合并单元32，用于对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；

估计单元33，用于根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；并利用所述信道冲击响应，估计得到其接收天线阵列的到达角信息。

具体地，所述估计单元33根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应，包括：

利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应。

具体地，所述估计单元33利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应，包括：

确定角度估计器的初始估计参数和初始迭代值，其中，所述初始估计参数包含用于估计信道冲击响应的先验信息，所述初始迭代值根据所述估计的信道冲击响应的分布确定，所述先验信息包含先验期望和先验方差；

将所述先验信息进行傅里叶变换处理，得到傅式变换后信道冲击响应的先验信息；

利用线性最小均方差估计算法对所述傅式变换后信道冲击响应的先验信息进行估计，得到用于估计的傅式变换后的信道冲击响应的后验信息，其中，所述后验信息包含后验期望和后验方差；

将所述后验信息进行傅里叶逆变换处理，得到满足线性最小均方差估计的外信息，其中，所述外信息用于估计信道冲击响应的初始值；

利用信道冲击响应的稀疏分布特性和最小均方差估计算法，对所述外信息进行计算，得到满足最小均方差估计的信道冲击响应的后验信息；

将所述后验期望作为信道冲击响应的估计值；

当所述估计值不满足设定条件时，将所述估计值作为得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；

当所述估计值满足设定条件时，对所述信道冲击响应进行傅里叶变换处理，得到用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息，并将用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息作为先验信息，跳转触发对所述先验信息进行线性最小均方差估计的迭代操作。

具体地，所述估计单元33利用所述信道冲击响应，估计得到第二设备的接收天线阵列的到达角信息，包括：

根据预设的信道冲击响应与到达角信息的对应关系，确定得到的所述信道冲击响应对应的到达角信息，将确定的所述到达角信息估计为第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

可选地，所述第二设备为基站设备，所述第一设备为移动终端设备；

或，所述第一设备为基站设备，所述第二设备为移动终端设备。

可选地，所述训练序列是由所述第一设备在连续的R个时隙内发送的，其中，每个时隙内发送的所述训练序列为全1向量，所述赋形矩阵满足一列向量中随机位置的一元素设为1，其他元素值设为0，其余列向量设为零向量，R个时隙采用相同的训练序列和赋形矩阵。

具体地，所述合并单元32对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理，包括：

在连续R个时隙内利用不同的合并矩阵接收训练序列，其中，对于第R次采用的合并矩阵，接收端使每个列向量中随机位置的一元素设为1，其他元素值设为0，R个合并矩阵随机位置不重复。

需要说明的是，本发明实施例所述的设备可以通过硬件方式实现，也可以通过软件方式实现，这里不做限定。

本发明实施例中所述的设备可以位于基站设备中，也可以位于终端设备中，不仅降低了角度值估计的时延开销，而且能够适用于大规模天线阵列下的毫米波***，进而实现利用毫米波频段进行信号传输，有效提升信号传输效率。

本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种确定天线方位角的方法，其特征在于，包括：

第二设备利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的；

第二设备对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；

第二设备根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；

所述第二设备利用所述信道冲击响应，估计得到所述第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二设备根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应，包括：

所述第二设备利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二设备利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应，包括：

确定角度估计器的初始估计参数和初始迭代值，其中，所述初始估计参数包含用于估计信道冲击响应的先验信息，所述初始迭代值根据所述估计的信道冲击响应的分布确定，所述先验信息包含先验期望和先验方差；

将所述先验信息进行傅里叶变换处理，得到傅式变换后信道冲击响应的先验信息；

利用线性最小均方差估计算法对所述傅式变换后信道冲击响应的先验信息进行估计，得到用于估计的傅式变换后的信道冲击响应的后验信息，其中，所述后验信息包含后验期望和后验方差；

将所述后验信息进行傅里叶逆变换处理，得到满足线性最小均方差估计的外信息，其中，所述外信息用于估计信道冲击响应的初始值；

利用信道冲击响应的稀疏分布特性和最小均方差估计算法，对所述外信息进行计算，得到满足最小均方差估计的信道冲击响应的后验信息；

将所述后验期望作为信道冲击响应的估计值；

当所述估计值不满足设定条件时，将所述估计值作为得到所述第一设备的发送天线阵列与所述第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；

当所述估计值满足设定条件时，对所述信道冲击响应进行傅里叶变换处理，得到用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息，并将用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息作为先验信息，跳转触发对所述先验信息进行线性最小均方差估计的迭代操作。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设备利用所述信道冲击响应，估计得到所述第二设备的接收天线阵列的到达角信息，包括：

所述第二设备根据预设的信道冲击响应与到达角信息的对应关系，确定得到的所述信道冲击响应对应的到达角信息，将确定的所述到达角信息估计为所述第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设备为移动终端设备，所述第一设备为基站设备；

或，所述第一设备为移动终端设备，所述第二设备为基站设备。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述训练序列是由所述第一设备在连续的R个时隙内波束赋形处理后发送的，其中，每个时隙内发送的所述训练序列为全1向量，R的取值范围大于1，所述波束赋形处理所使用的赋形矩阵满足一列向量中随机位置的一元素设为1，其他元素设为0，其余列向量设为零向量，R个时隙采用相同的训练序列和赋形矩阵。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二设备对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理，包括：

第二设备在连续R个时隙内利用不同的合并矩阵接收训练序列，其中，对于第R次采用的合并矩阵，使每个列向量中随机位置的一元素设为1，其他元素设为0，R个合并矩阵随机位置不重复。

8.一种确定天线方位角的设备，其特征在于，包括：

接收单元，用于利用接收天线阵列接收第一设备发送至少一个训练序列，其中，每一个时隙内发送一个所述训练序列，所述训练序列是在所述第一设备对其进行波束赋形处理后发送的；

合并单元，用于对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理；

估计单元，用于根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；并利用所述信道冲击响应，估计得到其接收天线阵列的到达角信息。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述估计单元根据合并处理后的所述训练序列估计得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应，包括：

利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述估计单元利用角度估计器对合并处理后的所述训练序列进行估计，得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应，包括：

确定角度估计器的初始估计参数和初始迭代值，其中，所述初始估计参数包含用于估计信道冲击响应的先验信息，所述初始迭代值根据所述估计的信道冲击响应的分布确定，所述先验信息包含先验期望和先验方差；

将所述先验信息进行傅里叶变换处理，得到傅式变换后信道冲击响应的先验信息；

利用线性最小均方差估计算法对所述傅式变换后信道冲击响应的先验信息进行估计，得到用于估计的傅式变换后的信道冲击响应的后验信息，其中，所述后验信息包含后验期望和后验方差；

将所述后验信息进行傅里叶逆变换处理，得到满足线性最小均方差估计的外信息，其中，所述外信息用于估计信道冲击响应的初始值；

利用信道冲击响应的稀疏分布特性和最小均方差估计算法，对所述外信息进行计算，得到满足最小均方差估计的信道冲击响应的后验信息；

将所述后验期望作为信道冲击响应的估计值；

当所述估计值不满足设定条件时，将所述估计值作为得到所述第一设备的发送天线阵列与第二设备的接收天线阵列的信道冲击响应；

当所述估计值满足设定条件时，对所述信道冲击响应进行傅里叶变换处理，得到用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息，并将用于对信道冲击响应进行稀疏估计的外信息作为先验信息，跳转触发对所述先验信息进行线性最小均方差估计的迭代操作。

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述估计单元利用所述信道冲击响应，估计得到第二设备的接收天线阵列的到达角信息，包括：

根据预设的信道冲击响应与到达角信息的对应关系，确定得到的所述信道冲击响应对应的到达角信息，将确定的所述到达角信息估计为第二设备的接收天线阵列的到达角信息。

12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二设备为移动终端设备，所述第一设备为基站设备；

或，所述第一设备为移动终端设备，所述第二设备为基站设备。

13.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述训练序列是由所述第一设备在连续的R个时隙内发送的，其中，每个时隙内发送的所述训练序列为全1向量，所述波束赋性处理所使用的赋形矩阵满足一列向量中随机位置的一元素设为1，其他元素设为0，其余列向量设为零向量，R个时隙采用相同的训练序列和赋形矩阵。

14.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述合并单元对接收到的至少一个所述训练序列进行合并处理，包括：

在连续R个时隙内利用不同的合并矩阵接收训练序列，其中，对于第R次采用的合并矩阵，使每个列向量中随机位置的一个元素设为1，其他元素设为0，R个合并矩阵随机位置不重复。