CN106464332A - 使用天线布置的波束形成 - Google Patents

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Abstract

提供了使用被配置为跨角扇区传输的天线阵列的波束形成。第一虚拟天线端口集合通过天线阵列的物理天线端口的映射被确定，第一虚拟天线端口集合定义波束图案。用于获取信道状态信息的第一参考信号集合通过第一虚拟天线端口集合被传输。与接收所传输的第一参考信号集合的无线收发器设备有关的角信息被获取。波束图案基于角信息的准确性和/或角信息自身被适配。

Description

使用天线布置的波束形成
技术领域
在此提出的实施例涉及波束形成，并且特别涉及一种用于波束形成的方法、天线布置和计算机程序。
背景技术
在通信网络中，针对给定的通信协议、其参数以及通信网络被部署的物理环境来获得良好的性能和容量可能具有挑战性。
获得良好性能和容量可能具有挑战的无线通信网络的一个组件是被配置用于无线通信的网络节点的天线；这些无线通信去往/来自另一网络节点，和/或去往/来自无线用户终端。
例如，多天线传输技术被使用在若干无线通信标准(例如第3代合作伙伴计划(3GPP)的长期演进(LTE)电信标准)中，以便增加***容量和覆盖。特定传输模式(TM)是基于码本的预编码，其中网络的无线电基站(诸如演进型节点B或eNB)向无线末端用户的终端(表示为用户设备或UE)传输一个或若干波束形成的数据流。波束形成权重基于从UE所传输的推荐从标准化码本中被选择。为了UE能够推荐波束形成权重，无线电基站首先传输预先确定的参考信号，参考信号被UE用来估计无线电基站与UE之间的复信道矩阵。这一估计然后可以被用来确定码本中的哪些权重对于UE将针对当前信道状态而导致最佳性能。因为仅存在有限数目的合格波束形成权重(如由码本所规定)，所以仅索引需要从UE被传输回到无线电基站。这一索引被称作预编码矩阵指示符(PMI)。无线电基站然后可以选择利用UE所推荐的预编码矩阵或者利用某个其他预编码矩阵来传输用户数据。例如，在传输模式4(TM4)中，无线电基站可以使用码本中的另一预编码矩阵，而在传输模式9(TM9)中，对无线电基站使用什么预编码矩阵没有限制。在后者的情况下，码本仅被用来反馈例如从信道状态参考信号(CSI-RS)所获取的经量化的信道状态信息(CSI)，而用户数据的解调依赖于预编码的特定于用户的参考信号。由于这一原因，TM9有时被称作非基于码本的预编码。
进一步地，LTE发布(Release)10中所定义的传输模式9(TM9)被设计用于多达八个天线。LTE发布10码本的结构特别适用于四列双极化均匀线性阵列天线。利用这种类型的天线，波束形成增益(例如，在天线增益的方面被表达)通常与列数目(即，因子四)相同。波束形成增益因此被限制为大约CSI-RS端口的数目；在双极化天线的情况下，通常是这一数目的一半。
因此，存在对于改进的波束形成的需要。
发明内容
本文的实施例的一个目的是提供高效的波束形成。
根据第一方面，提出了一种用于使用被配置为跨角扇区传输的天线阵列进行波束形成的方法。该方法包括通过天线阵列的物理天线端口的映射来确定第一虚拟天线端口集合，第一虚拟天线端口集合定义波束图案。该方法包括通过第一虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的第一参考信号集合。该方法包括获取与接收所传输的第一参考信号集合的无线收发器设备有关的角信息。该方法包括基于角信息的准确性和/或角信息自身来适配波束图案。
有利地，这提供了高效的波束形成。
有利地，这使能高信号和/或低干扰功率，导致了改进的空间重用并且给出高频谱效率。
有利地，这使得来自例如经由TM9或传输模式10(TM10)的波束形成的空间分辨率与现有技术的实施方式相比能够被改进。改进的空间分辨率借助于针对参考信号通过其被传输给感兴趣的(多个)无线收发器设备的端口自适应地调节波束端口特性而被获得。
根据实施例，可以被适配的一些性质包括但不限于：波束宽度或形状、波束指向、和/或虚拟天线端口的相位中心位置或辐射中心。
根据一种实施例，该方法进一步包括通过天线阵列的物理天线端口的相应另外的映射来确定至少一个另外的虚拟天线端口集合，每个至少一个另外的虚拟天线端口集合定义相应的波束图案，并且其中每个虚拟天线端口集合与用于信道状态信息的相应的参考信号集合相关联。
根据一种实施例，该方法进一步包括同时地通过第一虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的第一参考信号集合，并且通过至少一个另外的虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的至少一个另外的参考信号集合。
有利地，这使得大数目的天线端口能够同时地被用于传输参考信号。
有利地，这使能在对如此传输的参考信号的可能响应信号的获取时在空域中的更密集的采样，由此例如在后续数据传输中使能更高的波束形成增益。
根据第二方面，提供了一种用于使用被配置为跨角扇区传输的天线阵列进行波束形成的天线布置。该天线布置包括处理单元。该处理单元被配置为通过天线阵列的物理天线端口的映射来确定第一虚拟天线端口集合，第一虚拟天线端口集合定义波束图案。该处理单元被配置为使得天线阵列通过第一虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的第一参考信号集合。该处理单元被配置为获取与接收所传输的第一参考信号集合的无线收发器设备有关的角信息。该处理单元被配置为基于角信息的准确性和/或角信息自身来适配波束图案。
根据第三方面，提出了一种网络节点，该网络节点包括根据第二方面的天线布置。
根据第四方面，提出了一种无线终端，该无线终端包括根据第二方面的天线布置。
根据第五方面，提出了一种用于波束形成的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码当在处理单元上运行时使得该处理单元执行根据第一方面的方法。
根据第六方面，提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括根据第五方面的计算机程序以及计算机可读部件，该计算机程序被存储在该计算机可读部件上。
注意，在任何适当之处，第一、第二、第三、第四、第五和第六方面中的任何特征可以被应用到任何其他方面。相似地，第一方面的任何优点可以等同地分别应用到第二、第三、第四、第五和/或第六方面，并且反之亦然。所包含的实施例的其他目的、特征和优点从以下详细的公开、从所附从属权利要求、以及从附图来看将是明显的。
一般而言，权利要求中使用的所有术语将根据它们在该技术领域中的普通含义进行解释，除非本文明确地另有定义。对“一个/一种/该元件、装置、组件、部件、步骤等”的所有引用将被开放性地解释为是指该元件、装置、组件、部件、步骤等的至少一个实例，除非明确地另有陈述。本文所公开的任何方法的步骤不是必须以所公开的确切顺序被执行，除非明确地陈述。
附图说明
现在参考附图通过示例的方式来描述发明性概念，在附图中：
图1至图3是图示了根据实施例的天线阵列的不同方面的示意图；
图4a是示出了根据一种实施例的天线布置的功能单元的框图；
图4b是示出了根据一种实施例的天线布置的功能模块的框图；
图5示意性地图示了包括根据实施例的天线布置的网络节点；
图6示意性地图示了包括根据实施例的天线布置的无线终端；
图7示意性地图示了根据一种实施例的计算机程序产品；以及
图8和图9是根据实施例的方法的流程图；
图10示意性地图示了根据现有技术的参考信号的传输；以及
图11至图13示意性地图示了使用根据实施例的波束形成的参考信号的传输。
具体实施方式
现在将在后文中参考附图更完全地描述本发明的概念，在附图中示出了本发明的概念的某些实施例。然而，本发明的概念可以以许多不同形式来体现并且不应当解释为局限于本文所阐述的实施例；更确切地，这些实施例通过示例的方式被提供以使得本公开将是全面和完整的，并且将向本领域的技术人员完全传达本发明的概念的范围。相似的数字贯穿本描述指代相似的元素。由虚线图示的任何步骤都应当被认为是可选的。
一般而言，长期演进(LTE)电信标准中所规定的码本已经被设计用于与一维(1-D)天线阵列(通常为均匀线性阵列)一起使用。如上文所提到的，LTE发布10码本中的天线端口的最大数目为八。这对CSI获取中的角分辨率和能够实现的波束形成增益施加了限制。
LTE发布10中所定义的传输模式9(TM9)被设计用于多达八个天线。LTE发布10码本的结构特别适用于四列双极化均匀线性阵列天线。利用这种类型的天线，波束形成增益(例如，在天线增益的方面被表达)通常与列数目(即，因子四)相同。波束形成增益因此被限制为大约CSI-RS端口的数目；在双极化天线的情况下，通常是这一数目的一半。
本文所公开的实施例涉及改进的波束形成。为了获得这样的波束形成，提供了一种天线布置，一种由处理单元执行的方法，一种包括代码的计算机程序，例如以计算机程序产品为形式，其当在处理单元上运行时使得处理单元执行该方法。
图1是图示了本文所提出的实施例能够针对其被应用的天线阵列1的示例架构的示意性框图。天线阵列1可以是N1乘N2的二维天线阵列，其中N1>1且N2>1。然而，虽然在图1中图示出这样的二维天线阵列，但是本文所公开的实施例也可应用于一维天线阵列。天线前端包括物理天线元件的阵列1e，其中每个天线元件可以是经由馈电网络连接至用于每个物理元件的一个物理天线端口(每极化)的若干辐射天线元件的子阵列。每个物理天线端口连接至如无线电阵列1d中所包括的无线电链。基带信号处理可访问的分块1b中的天线端口的数目可以经由端口减少分块1c而被减少，端口减少分块1c创建作为输入天线端口的(线性)组合的新天线端口。在基带信号处理分块1a中，虚拟天线端口可以通过矩阵乘法被创建。这些虚拟天线端口可以具有不同的类型。例如，在LTE中，它们对于无线电基站可以是在端口0-3处的共用参考信号(CRS)，在端口15-22处的信道状态信息参考信号(CSI-RS)，以及在端口7-14处的特定于UE的参考信号。在一些实施方式中，图1中的天线阵列1中的一个或若干分块可以被移除。
图3是图示了图1的天线阵列1的可能实施方式的示意性框图。天线阵列1可以是天线布置40的一部分。天线阵列1包括波束形成器(其包括图1的分块1a、1b、1c)、无线电阵列1d、以及物理天线阵列1e。波束形成器1a-c被配置为接收用户数据、用于用户数据的波束形成权重、以及用于参考信号(诸如CSI-RS)的波束形成权重。波束形成器1a-c可以被配置为接收用户数据、用于用户数据的波束形成权重和用于参考信号的波束形成权重的一个集合。然而，如下文将进一步公开的，波束形成器1a-c可以被配置为接收用户数据、用于用户数据的波束形成权重和用于参考信号的波束形成权重的至少两个集合(在图3中示意性地分别由集合1和集合2来图示)。相同的CSI-RS信息能够被用来形成若干权重矢量，每个权重矢量被用于一个层的传输。
图4a在多个功能单元的方面示意性地图示了根据一种实施例的天线布置40的组件。使用适合的中央处理器(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等中的一个或多个的任何组合来提供处理单元41，它们能够执行例如以存储介质43为形式的(如图7中的)计算机程序产品70中所存储的软件指令。如果被实施为ASIC(或FPGA)，则处理单元41自身可以实施这样的指令。因此，处理单元41由此被布置为执行如本文所公开的方法。存储介质43还可以包括持久性存储装置，持久性存储装置例如能够是磁性存储器、光学存储器、固态存储器或者甚至远程安装的存储器中的任何单独一个或者它们的组合。天线布置40可以进一步包括用于与无线电收发器设备(诸如网络节点51和无线终端61)的通信的通信接口42。如此，通信接口42可以包括一个或多个发射器和接收器，它们包括模拟和数字组件以及用于无线电通信的天线阵列1。处理单元41例如通过向通信接口42和存储介质43发送数据和控制信号、通过从通信接口42接收数据和报告、并且通过从存储介质43取回数据和指令，来控制天线布置40的一般操作。天线布置40的其他组件以及相关功能被省略，以便不使本文所提出的概念模糊不清。
图4b在多个功能模块的方面示意性地图示了根据一种实施例的天线布置40的组件。图4b的天线布置4包括确定模块41a、传输模块41b、获取模块41c和适配模块41d。图4b的天线布置40可以进一步包括多个可选功能模块，诸如应用模块41e。每个功能模块41a-e的功能将在下文中在功能模块41a-e可以被使用的情境中进一步公开。一般而言，每个功能模块41a-e可以以硬件或软件来实施。处理单元41因此可以被布置为从存储介质43取来如由功能模块41a-e所提供的指令并且执行这些指令，由此执行如后文中将公开的任何步骤。
天线阵列1和/或天线布置40可以被提供为集成电路、独立设备或者另外的设备的一部分。例如，天线阵列1和/或天线布置40可以被提供在无线电收发器设备中，诸如在网络节点51和/或无线终端61中。图5图示了包括至少一个如本文所公开的天线阵列1和/或天线布置40的网络节点51。网络节点51可以是BTS、NodeB、eNB、直放站、回程节点等。图6图示了包括至少一个如本文所公开的天线阵列1和/或天线布置40的无线终端61。无线终端61可以是用户设备(UE)、移动电话、平板计算机、膝上型计算机等或类似物。
天线阵列1和/或天线布置40可以被提供为另外的设备的组成部分。也就是说，天线阵列1和/或天线布置40的组件可以与另外的设备的其他组件集成；另外的设备与天线阵列1和/或天线布置40的一些组件可以被共享。例如，如果另外的设备如此地包括处理单元，则这一处理单元可以被布置为执行与天线布置40相关联的处理单元41的操作。替换地，天线阵列1和/或天线布置40可以被提供为另外的设备中的单独单元。
图8和图9是图示了用于波束形成的方法的实施的流程图。这些方法由处理单元41执行。这些方法有利地被提供为计算机程序71。图7示出了包括计算机可读部件(means)72的计算机程序产品70的一个示例。在这一计算机可读部件72上，能够存储计算机程序71，该计算机程序71能够使得处理单元41以及与之操作地耦合的实体和设备，诸如通信接口42(以及因此的天线阵列1)和存储介质43，来执行根据本文所描述的实施例的方法。计算机程序71和/或计算机程序产品70因此可以提供用于执行如本文所公开的任何步骤的部件。
在图7的示例中，计算机程序产品70被图示为光盘，诸如CD(紧致盘)或DVD(数字多功能盘)或蓝光盘。计算机程序产品70还可以被具体化为存储器，诸如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，并且更特别地为诸如USB(通用串行总线)存储器之类的外部存储器中的设备的非易失性存储介质。因此，尽管计算机程序71在这里示意性地被示出为所描绘的光盘上的轨道，但是计算机程序71能够以适合用于计算机程序产品70的任何方式被存储。
现在参考图8，其图示了根据一种实施例的用于使用天线阵列1进行波束形成的方法。
天线阵列1被配置为跨角扇区进行传输。参考信号将使用天线阵列1被传输。为了这样做，用于参考信号的虚拟天线端口被确定。该方法包括，在步骤S102中，确定第一虚拟天线端口集合。第一虚拟天线端口集合通过天线阵列1的物理天线端口的映射被确定。第一虚拟天线端口集合定义波束图案。处理单元41可以被配置为执行步骤S102。
该方法包括，在步骤S104中，通过第一虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的第一参考信号集合。处理单元41可以被配置为使得天线阵列1执行步骤S104。
第一参考信号集合意图为由至少一个无线收发器设备来接收。由第一虚拟天线端口集合定义的波束图案将被适配于天线阵列1和/或天线布置40与无线收发器设备之间的地理关系。该方法因此包括步骤S106：获取与意图接收所传输的第一参考信号集合的至少一个无线收发器设备有关的角信息。处理单元41可以被配置为执行步骤S106。这样的角信息的不同示例以及它可以如何被获取将在下文被提供。
具体地，与角信息的准确性有关的信息被用来适配波束图案。该方法进一步包括步骤S108：基于角信息的准确性和/或角信息自身来适配波束图案(针对该无线收发器设备)或多个波束图案(在若干无线收发器设备的情况下)。处理单元41可以被配置为执行步骤S108。
例如，参考信号(诸如CSI-RS)通过其被传输的天线波束端口可以以自适应的方式每无线收发器设备或者每无线收发器设备群组(参见下文)被定义。这使得天线阵列的分辨率与参考信号直接被应用于(物理)天线端口上时相比能够被改进。
每个虚拟天线端口可以被认为是物理天线元件的全部或子集的映射，以使得所期望的波束特性在步骤S108的适配中被实现。图2示意性地图示了根据一种实施例的虚拟天线端口3的相位中心位置和相位中心分离。垂直相位中心分离具有高度H，并且水平相位中心分离具有宽度W。此外，物理天线元件2被图示用于参考。虚拟天线端口3可以由天线架构(诸如图1中的天线架构)来创建。在图2中，虚拟天线端口形成2乘2的天线阵列。图2出于可视性的缘故仅示出了被用于传输参考信号的一个虚拟天线端口集合。然而，可能存在多个虚拟天线端口集合，其中每个集合可以与有关于相位中心位置和波束性质的唯一特性相关联，波束性质诸如两个维度中的波束宽度和方向。
现在不失一般性地假设天线阵列1和天线布置40是具有与无线终端61的通信会话的网络节点51的一部分。在通信会话开始时，参考信号从网络节点51通过宽波束被传输，以确保无线终端61可以定位在任何角方向上并且仍然能够接收到参考信号。图10示意性地图示了通过覆盖天线阵列1的角扇区的波束被传输的参考信号，其中一个参考信号以参考数字102标识。这是无线终端61的位置(或者它的到达角AOA)对网络节点51而言未知时的初始设置。随着冲击(impinging)网络节点51的天线阵列1的信号的方向(或AOA)的准确性被改进，传输参考信号的波束相应地被调节以覆盖AOA方向上的更小区域。图11中示出了传输参考信号的天线端口的相位中心位置和波束形状如何随着AOA准确性被改进而被改变的示例。图11示意性地图示了通过形状和相位中心分离已经联合优化的波束被传输的参考信号，其中一个参考信号以参考数字102标识。在图11中示出了针对一维天线阵列1的示例，其中所有波束都具有相同的功率图案。在图11的示例中，较窄的波束(与图10的那些相比)通过如在步骤S108中适配波束图案而被形成。
步骤S108使能关于波束宽度和波束方向(更一般地是形状)以及相位中心位置的针对参考信号的波束图案的适配。一般而言，术语“波束图案”可以对应于“功率图案”，其因此仅考虑所传输的参考信号的功率。在这种情况下，步骤S108可以包括还适配所传输的参考信号的辐射中心。替换地，术语“波束图案”可以对应于“复波束图案”，其涉及所传输的参考信号的复数值振幅(并且因此相位也包括在图案中)。在这种情况下，所传输的参考信号的辐射中心被包括在波束图案的相位中，并且因此所传输的参考信号的辐射中心的适配因此内在地在步骤S108中被适配。进一步地，(除了由不同相位中心位置给出的相位偏移以外)虚拟天线端口的波束图案的相位响应可能也需要是相同的。
现在将公开涉及使用天线阵列1的波束形成的进一步细节的实施例。进一步参考图9，其图示了根据另外的实施例的用于使用天线阵列1进行波束形成的方法。
通过一个或若干虚拟天线端口集合传输一个或若干参考信号集合可以被应用于不同类型的天线阵列1。本文所公开的实施例因此可应用于不同类型的天线阵列1。例如，根据一种实施例，天线阵列为N1乘N2的二维天线阵列，其中N1>1和N2>1为整数，例如参见图2。然而，根据其他实施例，天线阵列1可以具有另一种形状，例如是圆形的二维天线阵列或一维天线阵列。
可能存在不同方式在步骤S108中适配波束图案。例如，波束图案可以被适配以改变波束图案的波束宽度。例如，波束图案可以被适配以改变波束图案的波束指向。例如，波束图案可以被适配以改变波束图案的相位中心位置或辐射中心。例如，端口权重可以被用来适配波束图案。该方法因此可以包括可选的步骤S108a：对天线阵列1的相应物理天线端口应用相应端口权重。处理单元41可以被配置为执行步骤S108a。
在步骤S108中的适配之前，虚拟天线端口集合可以共同地覆盖天线阵列1被配置为跨其进行传输的整个角扇区。替换地，在步骤S108中的适配之前，虚拟天线端口集合可以共同地覆盖少于整个角扇区。
如上文所提到的，可能存在不同的方式在步骤S106中获取角信息。一般而言，在步骤S104中所传输的参考信号意图由无线收发器设备来接收。一经接收到参考信号，无线收发器设备可以作为回应朝向包括天线阵列1和/或天线布置40的设备传输回信道状态信息。
例如，根据一种实施例，获取与无线收发器设备有关的角信息包括可选的步骤S106a：从无线收发器设备接收上行链路数据。上行链路数据可以是信道状态信息用户数据、或者预编码矩阵指示符(PMI)报告。角信息可以通过对所接收的上行链路数据执行测量而被获取。角信息可以包括上行链路数据被接收的方向(和/或这一方向的准确性)。角信息可以在步骤S106b中基于在步骤S106a中所接收的上行链路数据而被确定。处理单元41可以被配置为执行步骤S106a和S106b。例如，在PMI报告的情况下，角信息可以并不主要从PMI报告被接收的方向来估计(虽然原则上也可以这样做)，而是借助PMI报告的实际内容。一般而言，PMI报告可以包含对码本中的最佳预编码矢量的索引。这一索引能够被用来确定哪个是CSI-RS的下行链路传输中的最佳方向。
例如，根据一种实施例，获取与无线收发器设备有关的角信息包括可选的步骤S106c：接收指定无线收发器设备的当前位置的位置信息。该位置信息可以是来自全球定位***(GPS)的信息，诸如无线收发器设备的GPS坐标。角信息然后可以基于位置信息(以及这一位置信息的准确性)被确定，步骤S106d。处理单元41可以被配置为执行步骤S106c和S106d。
例如，根据一种实施例，获取与无线收发器设备有关的角信息包括执行步骤S106a和S106c两者，并且因此角信息可以基于步骤S106b和S106d的组合被确定。
例如，该信道信息可以是预编码矩阵指示符(PMI)报告。网络节点51因此可以被配置为在步骤S106a中接收PMI报告。例如，基于来自接收在S104中所传输的参考信号的无线电收发器设备的这种PMI报告，可以使用整个天线阵列执行波束形成。例如，来自无线终端61的PMI报告可以被用来确定去往这一无线终端61的主导传播路径的方向。这一方向然后可以被用来如在步骤S108a中那样确定端口权重，步骤S108a对步骤S106中的波束形成进行适配以指向这一方向。
天线阵列1和/或天线布置40可以向无线收发器设备传输数据。特别地，以参考信号为形式的数据可以使用步骤S108中所确定的波束图案被传输。因此，根据一种实施例，该方法包括可选的步骤S110：在多个虚拟天线端口上使用波束形成向无线收发器设备传输数据，每个虚拟天线端口具有经适配的波束图案。处理单元41可以被配置为使得天线阵列1和/或天线布置40执行步骤S110。
参考信号可以是信道状态信息参考信号(CSI-RS)。参考信号因此可以是用于从无线收发器设备获得信道状态信息的导频信号。如上文所提到的，网络节点51可以包括如本文所公开的二维天线布置1。网络节点51因此可以被配置为传输如步骤S104中所概述的CSI-RS。
参考信号可以是探测参考信号(SRS)。如上文所提到的，无线终端61可以包括如本文所公开的二维天线布置1。无线终端61因此可以被配置为传输如步骤S104中所概述的SRS。
如上文所提到的，参考信号可以被传输至不止一个无线收发器设备。在若干无线收发器设备的情况下，用于传输参考信号的波束能够被适配于每个无线收发器设备，其可以使用不同的参考信号集合，如图12中所图示。因此，根据一种实施例，该方法包括可选的步骤S102a：通过天线阵列的物理天线端口的相应另外的映射来确定至少一个另外的虚拟天线端口集合。每个至少一个另外的虚拟天线端口集合定义相应的波束图案。每个虚拟天线端口集合与用于信道状态信息的相应参考信号集合相关联。更详细地，图12示意性地图示了在每无线收发器设备的基础上针对两个无线终端61a和61b被适配的天线波束端口上的参考信号102a、102b的传输。两个波束形状和相位中心可以基于针对每个参考信号集合的所期望覆盖而被定义。这允许甚至更窄的波束用于数据传输。被用于(如在步骤S110中传输的)数据传输的波束在图12中还借助于阴影区域122a、122b被指示。
如上文所提到的，图3的波束形成器1a-c可以被配置为接收用户数据、用于用户数据的波束形成权重和用于参考信号的波束形成权重的至少两个集合。现在将公开与之相关的进一步细节。根据实施例，对应于多个CSI-RS过程的多个参考信号集合可以同时从天线阵列1被传输。多个参考信号集合可以被用于增加用于CSI估计的天线端口的数目。这可以改进CSI估计中的角分辨率(和/或产生密集信道估计)，并且由此使得使用相对应增加数目的天线端口用于用户数据的波束形成是有用的，这进而可以改进波束形成增益。
因此，根据一种实施例，该方法进一步包括可选的步骤S104a：同时地通过第一虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的第一参考信号集合，并且通过至少一个另外的虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的至少一个另外的参考信号集合。
在这个方面，LTE中的多个CSI-RS过程不是完全在相同频率中完全同时地被传输。一些CSI-RS信号在不同的物理资源元素中被传输，即，使用不同的子载波和正交频分复用(OFDM)符号。然而，多个CSI-RS过程在相同的物理资源块(由12个子载波和7个OFDM符号组成)中被传输，所以在时频网格中的这一粒度水平处，它们被认为是在相同频带中同时被传输。因此，当在LTE中在相同频率处同时传输时，意味着是在相同的物理资源块中。
每个虚拟天线端口集合可以与特定的无线收发器设备或无线收发器设备群组相关联。
第一参考信号集合可以在第一频率子带中被传输，并且第二参考信号集合可以在第二频率子带中被传输。第一频率子带可以不同于第二频率子带。
现在将公开一个并入了如上文所公开的特征和步骤的特定实施例。这一特定实施例涉及如由网络节点51执行的方法，并且因此无线电收发器设备被具体化为无线终端61。
S202：网络节点51定义虚拟天线端口集合，其覆盖天线阵列1的整个角覆盖，并且其中相位中心分离使得码本所定义的波束的完全集合(或者可能是选择的分数)跨越该角覆盖。执行S202可以包括执行步骤S102和S102a中的任何步骤。
S204：随着针对特定无线收发器设备或无线收发器设备群组的方向(或更确切地是到达角)的准确性改进，网络节点51减小传输参考信号的波束的角覆盖(这些参考信号被用于获取这一特定无线收发器设备或无线收发器设备群组的信道状态信息)，以及相应地调节相位中心以使得波束覆盖所期望的区域并且由码本所供给的分辨率完全地被利用。执行S202可以包括执行步骤S104、S104a、S104b、S106、S106a、S106b、S106c、S106d、S108和S108a中的任何步骤。
图13给出了应用如本文所公开的用于波束形成的方法的简化图示。更特别地，图13提供了根据三种场景的针对角信息的不同准确性水平的用于向无线终端61传输参考信号的波束图案(实线，102)和相对应的码本波束图案(虚线，132)的示意性图示。在图13的最左侧的示例中，图示了例如在无线链路被建立时的具有低劣准确性的场景(a)。在图13的中间示例中，图示了具有中等准确性的场景(b)，其具有比最左侧场景中更窄的波束，这是由于执行了如本文所公开的波束形成。在图13的最右侧的示例中，图示了具有高准确性的场景(c)，其具有比中间场景甚至更窄的波束。最右侧的示例可以表示另外的角信息可能已经被获取的场景，例如由于已经在无线链路上传输了数据(如在步骤S110中)。
上文主要参考几个实施例描述了本发明的概念。然而，如本领域的技术人员容易意识到的，上文所公开的实施例以外的其他实施例等同地可能在如所附专利权利要求所定义的本发明概念的范围内。例如，虽然涉及LTE发布10和11，但是本文所公开的实施例也可以通过使用类似传输方案用于特定于小区的参考信号以及例如传输模式7(TM7)而可应用到较早的LTE发布。例如，虽然使用特定于LTE的术语，但是在必要的修改之后，本文所公开的实施例也可以可应用到不是基于LTE的通信网络。

Claims (28)

1.一种用于使用被配置为跨角域扇区传输的天线阵列(1)进行波束形成的方法，包括步骤：
通过所述天线阵列的物理天线端口的映射来确定(S102)第一虚拟天线端口集合，所述第一虚拟天线端口集合定义波束图案；
通过所述第一虚拟天线端口集合来传输(S104)用于获取信道状态信息的第一参考信号集合；
获取(S106)与接收所传输的第一参考信号集合的无线收发器设备有关的角信息；以及
基于所述角信息的准确性和/或所述角信息自身来适配(S108)所述波束图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述波束图案被适配以改变所述波束图案的波束宽度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述波束图案被适配以改变所述波束图案的波束指向。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述波束图案被适配以改变所述波束图案的相位中心位置或辐射中心。
5.根据权利要求1所述的方法，其中适配所述波束图案包括：
对所述天线阵列的相应物理天线端口应用(S108a)相应端口权重。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述天线阵列的物理天线端口的相应另外的映射来确定(S102a)至少一个另外的虚拟天线端口集合，至少一个另外的虚拟天线端口集合各自定义相应的波束图案，并且其中每个虚拟天线端口集合与用于信道状态信息的相应的参考信号集合相关联。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
同时地通过所述第一虚拟天线端口集合传输(S104a)用于获取信道状态信息的所述第一参考信号集合，并且通过所述至少一个另外的虚拟天线端口集合传输(S104a)用于获取信道状态信息的所述至少一个另外的参考信号集合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一参考信号集合在第一频率子带中被传输，并且其中所述第二参考信号集合在第二频率子带中被传输。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中每个虚拟天线端口集合与特定无线收发器设备或无线收发器设备群组相关联。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在多个虚拟天线端口上使用波束形成向所述无线收发器设备传输数据(S110)，每个虚拟天线端口具有经适配的波束图案。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟天线端口集合在所述适配之前共同覆盖整个角扇区。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟天线端口集合在所述适配之前共同覆盖少于整个角扇区。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线阵列是N1乘N2的二维天线阵列，其中N1>1且N2>1。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考信号是信道状态信息参考信号CSI-RS。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考信号是探测参考信号SRS。
16.根据权利要求1所述的方法，其中获取与所述无线收发器设备有关的所述角信息包括：
从所述无线收发器设备接收(S106a)上行链路数据，诸如信道状态信息、用户数据或预编码矩阵指示符报告；以及
基于所述上行链路数据确定(S106b)所述角信息。
17.根据权利要求1所述的方法，其中获取与所述无线收发器设备有关的所述角信息包括：
接收(S106c)指定所述无线收发器设备的当前位置的位置信息；以及
基于所述位置信息确定(S106d)所述角信息。
18.一种用于使用被配置为跨角域扇区传输的天线阵列(1)进行波束形成的天线布置(40)，所述天线布置包括处理单元(41)，所述处理单元(41)被配置为：
通过所述天线阵列的物理天线端口的映射来确定第一虚拟天线端口集合，所述第一虚拟天线端口集合定义波束图案；
使得所述天线阵列通过所述第一虚拟天线端口集合传输(S104)用于获取信道状态信息的第一参考信号集合；
获取与接收所传输的第一参考信号集合的无线收发器设备有关的角信息；以及
基于所述角信息的准确性和/或所述角信息自身来适配(S108)所述波束图案。
19.根据权利要求18所述的天线布置，其中所述处理单元进一步被配置为：
对所述天线阵列的相应物理天线端口应用相应端口权重。
20.根据权利要求18所述的天线布置，其中所述处理单元进一步被配置为：
通过所述天线阵列的物理天线端口的相应另外的映射来确定至少一个另外的虚拟天线端口集合，至少一个另外的虚拟天线端口集合各自定义相应的波束图案，并且其中每个虚拟天线端口集合与用于信道状态信息的相应的参考信号集合相关联。
21.根据权利要求20所述的天线布置，其中所述处理单元进一步被配置为使得所述天线阵列：
同时地通过所述第一虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的所述第一参考信号集合，并且通过所述至少一个另外的虚拟天线端口集合传输用于获取信道状态信息的所述至少一个另外的参考信号集合。
22.根据权利要求18所述的天线布置，其中所述处理单元进一步被配置为：
在多个虚拟天线端口上使用波束形成向所述无线收发器设备传输数据，每个虚拟天线端口具有经适配的波束图案。
23.根据权利要求18所述的天线布置，其中所述处理单元进一步被配置为：
从所述无线收发器设备接收上行链路数据，诸如信道状态信息、用户数据或预编码矩阵指示符报告；以及
基于所述上行链路数据确定所述角信息。
24.根据权利要求18所述的天线布置，其中所述处理单元进一步被配置为：
接收指定所述无线收发器设备的当前位置的位置信息；以及
基于所述位置信息确定所述角信息。
25.一种网络节点(41)，包括根据权利要求18所述的天线布置。
26.一种无线终端(51)，包括根据权利要求18所述的天线布置。
27.一种用于使用被配置为跨角域扇区传输的天线阵列(1)进行波束形成的计算机程序(61)，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在处理单元(41)上运行时使得所述处理单元：
通过所述天线阵列的物理天线端口的映射来确定(S102)第一虚拟天线端口集合，所述第一虚拟天线端口集合定义波束图案；
使得所述天线阵列通过所述第一虚拟天线端口集合传输(S104)用于获取信道状态信息的第一参考信号集合；
获取(S106)与接收所传输的第一参考信号集合的无线收发器设备有关的角信息；以及
基于所述角信息的准确性和/或所述角信息自身来适配(S108)所述波束图案。
28.一种计算机程序产品(60)，包括根据权利要求27所述的计算机程序以及计算机可读部件(62)，所述计算机程序被存储在所述计算机可读部件(62)上。
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