CN108366377A - 电子设备、通信方法以及介质 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电子设备、通信方法以及介质。该电子设备包括处理电路。该处理电路配置为根据与所述电子设备关联的曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态，确定所述曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列。

Description

电子设备、通信方法以及介质
技术领域
本公开一般地涉及电子设备、通信方法以及介质。更具体地，本公开涉及利用曲面阵列天线进行通信的技术。
背景技术
大规模天线技术(Massive Multiple-Input Multiple-Output，M-MIMO)由于可以显著提升频谱和能量效率，在近年来引起了学术界和工业界的广泛关注。对于大规模天线技术而言，大多数的研究都是基于均匀线性阵列(Uniform Linear Array，ULA)天线的架构。然而均匀线性阵列天线并不适合大规模天线在实际***中的部署。均匀平面阵列(Uniform Planar Array，UPA)天线通过引入垂直方向的维度，可以大幅降低阵列天线的尺寸，因此得到了广泛的关注和研究。
在现有的蜂窝架构中，每个小区将被划分为3个扇区，3块UPA将被部署在基站处，独立地服务于每个扇区。具体而言，相比于传统小区中使用一个宽波束对一个扇区提供覆盖，UPA能够提供多个高增益的窄波束对扇区进行覆盖。
发明内容
然而，本公开的发明人发现，由于不同用户到基站的到达角(Angle-of-Arrival，AOA)不同，UPA需要产生不同方向的波束。这些波束将会拥有不同的增益和波束宽度，其中，垂直于UPA平面的波束将具有最高的增益和最窄的宽度，而指向扇区边缘的波束具有较低的增益和较宽的宽度。因此，当用户位于扇区边缘时，其通信质量会劣化。
本公开提出一种利用曲面阵列天线进行通信的技术。该技术可以提高位于扇区边缘的用户的通信质量。
根据本公开的一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括处理电路，所述处理电路被配置为：根据与所述电子设备关联的曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态，确定所述曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括处理电路，所述处理电路被配置为：确定电子设备与目标通信装置之间的信道状态；控制将包括所述信道状态的信息发送给目标通信装置，以使得所述目标通信装置能够确定与所述目标通信装置关联的曲面阵列天线的用于与所述电子设备进行通信的子阵列。
根据本公开的另一个方面，提供了一种信号处理方法。该信号处理方法包括：根据与电子设备关联的曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态，确定曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列。
根据本公开的另一个方面，提供了一种通信方法。该通信方法包括：确定与电子设备关联的天线与目标通信装置之间的信道状态；将包括所述信道状态的信息发送给目标通信装置，以使得目标通信装置能够确定与所述目标通信装置关联的曲面阵列天线的用于与所述电子设备进行通信的子阵列。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括处理电路，所述处理电路被配置为：将曲面阵列天线纵向地划分为多个子阵列，子阵列之间交叠或相邻；为每一子阵列配置专属的参考信号资源以用于在不同的水平方向上传输经波束赋形的参考信号。
根据本公开的另一个方面，提供了一种通信方法。该通信方法包括：将曲面阵列天线纵向地划分为多个子阵列，子阵列之间交叠或相邻；为每一子阵列配置专属的参考信号资源以用于在不同的水平方向上传输经波束赋形的参考信号。
根据本公开的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使得处理器执行上述方法中的任何一种。
附图说明
图1示出了使用平面阵列天线的传统小区的通信示意图。
图2示出了可以在根据本公开的实施例中使用的曲面阵列天线的示意图。
图3A和3B示出了可以在根据本公开的实施例中使用的柱状曲面阵列天线的示意图。
图4示出了根据本公开的实施例的通信***的示意图。
图5示出了在根据本公开的实施例中进行波束训练的示意图。
图6A和6B示出了在根据本公开的实施例中对用户进行分组的示意图。
图7示出了根据本公开的实施例的基站的处理流程。
图8示出了根据本公开的实施例的用户设备的处理流程。
图9示出了传统平面阵列天线的波束方向图。
图10示出了根据本公开的实施例的柱状曲面阵列天线的波束方向图。
图11示出了根据本公开的实施例的柱状曲面阵列天线与传统平面阵列天线的对比仿真结果。
图12是示出eNB的示意性配置的第一示例的框图；
图13是示出eNB的示意性配置的第二示例的框图；
图14是示出智能电话的示意性配置的示例的框图；以及
图15是示出汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记来表示具有基本上相同的功能和结构的结构元件，并且省略对这些结构元件的重复说明。
将按照以下顺序进行描述。
1.***概述
2.基站的处理
3.用户设备的处理
4.仿真结果
5.应用示例
6.结论
<1.***概述>
图1示出了使用平面阵列天线的传统小区1000的通信示意图(俯视图)。小区1000被划分为3个扇区(图1中的虚线表示扇区的划分)，即，扇区1、扇区2、扇区3。3块均匀平面阵列(UPA)天线(即，UPA1、UPA2、UPA3)被部署在基站(未示出)处，分别独立地服务于扇区1、扇区2、扇区3。每一块UPA天线可以发出指向不同方向的波束。在UPA天线所发出的波束之中，方向垂直于UPA天线平面(即，与UPA天线平面的法线之间的夹角约为0度)的波束具有较高的增益，而方向与UPA天线平面的法线之间具有较大夹角的波束具有较低的增益。
图1示例性地示出了6个用户设备(User Equipment，UE)。在图1中，由于UE2和UE6位于相对靠近扇区中心的位置，所以指向UE2和UE6的波束与UPA天线平面的法线之间具有较小夹角。因此，服务于UE2和UE6的波束具有较高的增益，从而UE2和UE6的通信质量较高。相比之下，由于UE1和UE3位于扇区与扇区之间的交界附近(即，扇区边缘)，所以指向UE1和UE3的波束与UPA天线平面的法线之间具有较大夹角。因此，服务于UE1和UE3的波束具有较低的增益，从而导致UE1和UE3的通信质量较差。
本公开提出在基站处用曲面阵列天线替代UPA天线来提高扇区边缘用户设备(例如，UE1和UE3)的通信质量。
图2示出了可以在根据本公开的实施例中使用的曲面阵列(Curved SurfaceArray，CSA)天线2000的示意图(俯视图)。三块曲面阵列天线2100、2200、2300分别服务于扇区1、扇区2、扇区3。每个曲面阵列天线在垂直方向(在图中为垂直于纸面的方向，在实际***中为垂直于地面的方向)具有多列天线单元。例如，曲面阵列天线2100由第1～6列天线单元构成，曲面阵列天线2200由第7～12列天线单元构成，曲面阵列天线2300由第13～16列天线单元构成。
曲面阵列天线2100的各列天线单元可以在垂直方向具有相同数量的彼此对齐天线单元。曲面阵列天线2100可以是在水平和垂直方向上具有均匀间距的均匀曲面阵列天线，例如，各天线单元的水平间距和垂直间距可以均为λ/2。此外，曲面阵列天线2100也可以是水平均匀曲面阵列天线，例如，在水平方向上具有均匀间距，而垂直方向上具有非均匀间距。垂直方向上的非均匀间距可以按照在本申请的同一申请人于2016年1月26日提交的申请号为201610051745.X、名称为“非均匀天线阵列及其信号处理”的专利申请中的记载的方式确定，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
如图2所示，假设UE1位于扇区1和扇区3的交界处。如果天线2100是平面阵列天线，则此时从天线2100发出的指向UE1的波束增益较低，因为该波束与平面阵列天线的法线的夹角较大。但是，如果天线2100是曲面阵列天线，则可以通过将曲面阵列天线在垂直方向划分得到一个子阵列(例如，可以选取由第1、2列天线构成的子阵列)，使得该子阵列更佳地面向UE1。因此，在用该子阵列发出指向UE1的波束时，该波束能够更好地垂直于该子阵列的切平面，从而能够使得波束的增益更高。
例如，第2～4列天线单元构成曲面阵列天线2100的一个子阵列。该子阵列实际上也是一个曲面阵列天线。一个子阵列可以发出具有不同水平方向的多个波束，这些波束可能具有不同的增益和宽度。可以将其中具有最大增益的波束的方向定义为该子阵列的法方向，垂直于该法方向并且与该子阵列所在的曲面相切的平面称为该子阵列的切平面。在子阵列的各列天线单元的水平间距相同的情况下，子阵列的切平面与子阵列的边缘两列天线单元所在的平面平行。即，对于由第2～4列天线单元构成的子阵列，其切平面与第2、4列天线单元所在的平面平行，其法方向与该平面垂直。子阵列的法方向的反方向与用户信号的入射方向夹角越小，则该子阵列更好地面向用户。换句话说，当子阵列的法方向与用户信号的入射方向平行时，该子阵列能够为用户设备提供具有最高增益的波束。
对于位于扇区边缘的用户设备，还可以跨扇区地选取天线单元来服务该用户设备。例如，将相邻扇区的部分天线单元组成服务该用户设备的阵列天线。例如，对于图2中的UE1，可以将由服务扇区1的曲面阵列天线2100中编号为1、2的两列天线单元和服务扇区3的曲面阵列天线2300中编号为15、16的两列天线单元组成的阵列天线选取为服务UE1的阵列天线。由跨扇区的天线单元构成的子阵列也可以构成曲面阵列天线。
在一些实施例中，扇区的划分可以均匀也可以非均匀。服务不同扇区的曲面阵列天线2100、2200、2300可以具有相同的尺寸或具有不同的尺寸，即，在水平方向和/或垂直方向具有不同数量的天线单元。此外，这三块曲面阵列天线2100、2200、2300的曲率可以相同也可以不同。虽然这个例子中采用3块曲面阵列天线，但是在一些实施例中，也可以采取更多或更少数量的曲面阵列天线，并且扇区的数量也可以相应地增加或减小。此外，还可以采用曲面阵列天线与平面阵列天线混合的形式，即，在一个或多个扇区中采用曲面阵列天线，在另外的一个或多个扇区中采用平面阵列天线。
曲面阵列天线的一种特殊形式是柱状曲面阵列天线。柱状曲面阵列天线的各列天线单元围成一个柱体，该柱体的横截面可以是圆(例如，圆柱状阵列天线)、椭圆(例如，椭圆柱状阵列天线)或其它近似圆或椭圆的封闭形状。
图3A和3B示出了可以在根据本公开的实施例中使用的柱状曲面阵列(ColumnarCurved Surface Array，CCSA)天线3000的示意图(图3A为俯视图，图3B为侧视图)。CCSA天线3000的各天线单元近似地部署在一个圆柱体的侧表面。例如，CCSA天线3000在垂直方向(垂直于纸面的方向)具有多列天线单元，这多列天线单元近似围成一个圆柱体。例如，图3A将CCSA天线3000示例性地示出为在垂直方向具有16列天线单元，这16列天线单元围成一个横截面为圆的圆柱体。
基站可以选取CCSA天线3000的一个子阵列(例如，第1～6列天线单元)来服务某一用户设备。假设，该子阵列在水平方向的天线数量为Mx＝6，在垂直方向的天线数量为My，My可以是任意正整数。因此，该子阵列的总天线数量为Mx·My。可以将水平方向的天线间距Dx和垂直方向的天线间距Dy均选取为λ/2，则该圆柱体的截面圆的半径R和相邻天线间的夹角α可以分别近似表示为：
基站可以使用该子阵列来产生定向波束向用户设备传输下行数据。该子阵列与用户设备之间的信道矩阵可以表示为下面的Kronecker积形式：
其中，L表示总共的传输路径，ρl表示第l条路径的大尺度衰落系数，ha,l和he,l表示水平和垂直方向的导向矢量。根据到子阵列的各天线单元的信号在水平和垂直方向的路程差,可以将导向矢量写成如下形式
ha,l＝[f+(Mx-1),f+(Mx-3),…,f+(1),f-(1),…,f-(Mx-3),f-(Mx-1))
其中，函数f(·)定义为
其中，θl和βl分别表示第l条路径到该子阵列的水平和垂直方向到达角。该子阵列可以被选取为使得用户设备到该子阵列的直射径(能量最强的传输路径)的水平到达角θ的范围限定在较小的区域内。如图3A所示，子阵列可以被选取为使得
在图3A中，各个箭头表示沿某一条路径传输的用户信号的入射方向。如图3B所示，该路径与如上所定义的子阵列的法方向所在的直线的夹角在水平面上的投影即为该路径的水平到达角θ，该路径与子阵列的切平面的夹角(或与垂直于地面的方向的夹角)为该路径的垂直到达角β。用户信号的水平到达角越小，表明子阵列的法方向在水平方向上更好地对准用户。从而当沿着用户信号的入射方向的相反方向发射波束时，该波束可以具有较高的增益和较窄的宽度。并且，在使用CCSA天线3000的情况下，可以根据用户设备的位置或测量得到的信道方向选取服务该用户设备的子阵列，使得无论用户设备处于小区内的什么位置，都可以将服务该用户设备的子阵列选取为使得水平到达角尽量满足上述公式1。从而减轻了传统平面阵列天线下扇区边缘用户的通信质量劣化的问题。
此外，可以按照下式选取子阵列的波束赋形系数：
其中，β和θ表示总共L条传输路径中基站识别出的能量最强的路径的垂直到达角和水平到达角。在实际***中，也可以采用基于码本的波束赋形。例如，可以对W(θ,β)进行量化存储，然后通过匹配来选取码字。
以上对根据本公开的实施例的一般原理进行了描述。下面，将详细描述根据本公开的实施例的通信***、通信装置以及相应的通信流程。
图4示出了根据本公开的实施例的通信***4000的示意图。通信***4000包括彼此进行无线通信的通信装置4100和通信装置4200。通信装置4100可以包括电子设备4110和天线4120。此外，通信装置4100还可以包括未示出的其它部件，诸如射频链路、基带处理单元、网络接口、处理器、存储器、控制器等。
电子设备4110可以包括处理电路4112。此外，电子设备4110还可以包括输入输出接口和存储器等。电子设备4110中的处理电路4112可以向通信装置4100中的其它部件输出信号(数字或模拟)，也可以从通信装置4100中的其它部件接收信号(数字或模拟)。此外，处理电路4112还可以控制通信装置4100中的其它部件的部分或全部操作。
处理电路4112可以是通用处理器的形式，也可以是专用处理电路，例如ASIC。例如，处理电路4112能够由电路(硬件)或中央处理设备(诸如，中央处理单元(CPU))构造。此外，处理电路4112上可以承载用于使电路(硬件)或中央处理设备工作的程序(软件)。该程序能够存储在存储器(诸如，布置在通信装置4100或电子设备4110中)或从外面连接的外部存储介质中，以及经网络(诸如，互联网)下载。
虽然图4中示出了电子设备4110与天线4120分离，但是电子设备4110也可以被实现为包括天线4120。此外，电子设备4110还可以被实现为包括通信装置4100中的一个或多个其它部件，或者电子设备4110可以被实现为通信装置4100本身。在实际实现时，电子设备4110可以被实现为芯片、硬件部件或完整的产品。
上面对通信装置4100的结构的描述同样适用于通信装置4200，这里不再赘述通信装置4200的详细结构。通信***4000可以是蜂窝通信***、装置到装置的通信***、自组织网络或者认知无线电***等。
在蜂窝通信***中，通信装置4100可以被实现为基站。例如，通信装置4100可以被实现为任何类型的演进型节点B(eNB)，诸如宏eNB(与宏小区相关联)和小eNB(与小小区相关联)。小eNB可以为覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，通信装置4100可以被实现为任何其他类型的基站，诸如下一代网络中的网络节点如gNB、NodeB和基站收发台(BTS)。通信装置4100可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。另外，后面将描述的各种类型的终端均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为通信装置4100工作。
通信装置4200可以被实现为终端设备或用户设备。例如，通信装置4200可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。通信装置4200还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，通信装置4200可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
下面，将在假设通信装置4100为基站、通信装置4200为用户设备的情况下描述通信装置4100和4200的处理。注意，在通信装置4100不是基站、通信装置4200不是用户设备的情况下，通信装置4100和4200也可以执行以下描述的处理。此外，在下面描述的通信装置4100和4200所执行的处理的部分或全部可以由处理电路4112和4212执行，也可以由处理电路4112和4212控制通信装置4100和4200中的其它部件执行。
<2.基站的处理>
基站可配备图3A中的柱状曲面阵列天线3000。基站也可配备图2中的曲面阵列天线2000。为了简化对实施例的描述，下面以基站配备柱状曲面阵列天线3000为例来进行说明。本领域技术人员在阅读了本说明书之后，可以将对柱状曲面阵列天线的操作进行适应性修改之后应用于曲面阵列天线。
在与某一用户设备通信时，基站可以不使用柱状曲面阵列天线3000中的全部天线单元。例如，基站可以确定柱状曲面阵列天线3000的某一子阵列，用于服务该用户设备。例如，基站可以根据其与用户设备所关联的天线之间的信道状态确定服务该用户设备的子阵列。基站可以通过例如发射波束赋形的下行参考信号进行波束训练来根据用户设备的反馈获得其与用户设备之间的下行信道状态。基站也可以通过接收来自用户设备的参考信号，基于该参考信号获得其与用户设备之间的上行信道状态。在上下行信道具有互易性的示例中，例如TDD***中，基站可以通过其中一种方式确定信道状态，并确定下行发射、上行接收都使用相同的子阵列服务该用户设备。在上下行信道不具有互易性的示例中，例如部分FDD***中，基站可以通过下行波束训练确定用于下行发射的子阵列，另外通过上行信道估计确定用于上行接收的子阵列。在例如基站与用户设备之间具有视距信道的条件下，基站还可以根据用户设备的地理位置确定信道方向而采用本公开的方式选择子阵列服务该用户设备。
图5示出了在根据本公开的实施例中进行波束训练的示意图。在下行波束训练过程中，如图5所示，基站可以经由柱状曲面阵列天线3000在波束训练阶段利用不同的子阵列发送具有不同方向的多个波束(例如，波束5100、5200、5300)，即，不同方向的经波束赋形的下行参考信号。然后，基站可以从用户设备接收对这些波束的反馈信息，该反馈信息可以包括与这些波束对应的信道状态。从而，基站可以基于反馈信息来确定服务用户设备的子阵列。
例如，来自用户设备的反馈信息可以包括波束指示，该波束指示包括对这多个波束之中具有最好信道质量的波束(也可以被称为最优波束)的指示，例如，CSI-RS资源指示符CRI(基站在不同的方向上以不同的传输资源发射经波束赋形的CSI-RS即BF-CSI-RS，用户设备反馈CRI来指示波束)。基站可以基于与具有最好信号质量的发射波束(BS Tx Beam)对应的子阵列确定服务用户设备的子阵列。例如，基站可以将与具有最好信号质量的波束对应的子阵列确定为服务用户设备的子阵列。此外，基站可以将与具有最好信号质量的波束对应的子阵列的尺寸进行调整之后作服务用户设备的子阵列。
在例如毫米波等下一代高频通信***中，还可以包括上行波束训练。与本公开的上述下行波束训练类似地，基站可以经由柱状曲面阵列天线3000在训练阶段利用不同的子阵列在不同方向上接收来自用户设备的上行参考信号，基站可以将与具有最好接收信号质量的子阵列确定为服务用户设备的子阵列。在一个具体的示例中，基站经由柱状曲面阵列天线3000以不同的子阵列相应的接收波束(BS Rx Beam)接收用户设备的在不同发射波束(UE Tx Beam)上发出的上行参考信号。
柱状曲面阵列天线的子阵列也是曲面阵列天线。例如，子阵列可以是由柱状曲面阵列天线3000的相邻的多列天线单元构成(例如，第1～6列天线单元)。因而，子阵列与所述柱状曲面阵列天线在垂直方向上具有相同数量的天线单元，子阵列在水平方向上的天线单元由所述柱状曲面阵列天线在水平方向上的多个相邻天线单元构成。
基站可以将柱状曲面阵列天线纵向地划分为多个子阵列，这些子阵列之间可以交叠(即，具有共同的天线单元)或相邻(即，不具有共同的天线单元)。这些子阵列的尺寸可以相同也可以不相同。基站可以用这些子阵列发送具有不同方向(例如，水平方向)的多个波束。例如，基站可以为每一子阵列配置专属的参考信号资源以用于在不同的水平方向上传输经波束赋形的参考信号(例如，BF-RS)。由于不同的子阵列发出的波束可以使用不同的资源(例如，可以使用LTE物理资源中的不同的资源元素RE)，所以用户在接收到这些波束时能够区分这些波束。
子阵列的尺寸可以是预定的，也可以是动态选择的。例如，基站可以将子阵列的尺寸确定为6(也可以是其它值)，用第1～6列天线发送波束5100，用2～7列天线单元发送波束5200，用3～8列天线单元发送波束5300，依次类推(相邻子阵列之间错开一列天线单元)。柱状曲面阵列天线3000具有16个水平尺寸为6(水平方向具有6个天线单元)的子阵列，因而可以发出16个不同方向的波束。
上述波束训练方式是一种精细的波束训练方式，因为使用了所有可能的子阵列来进行波束训练，从而可以比较精确地得到具有最优信道质量的波束。在一些实施例中，也可以采用粗略的波束训练方式，即，不使用全部的子阵列来进行波束训练。例如，可以用第1～6列天线发送波束5100，用3～8列天线单元发送波束5300，以此类推(相邻子阵列之间错开两列天线单元)。粗略的波束训练方式可以节约信令资源，提高波束训练的效率和减少资源的占用。此外，还可以采用更加粗略的波束训练方式，例如相邻子阵列之间错开三列甚至更多列天线单元。
用户设备在接收到这些波束时，可以测量这些波束的接收质量(即，信道质量)，然后将每个波束的接收质量(例如CQI、RSSI)反馈给基站，例如将CRI、接收质量信息包括在反馈消息中。替代地，用户可以选出具有最好接收质量的波束，然后将该波束的信息(例如，CRI等波束的编号)反馈给基站。在上述示例中，用户反馈给基站的消息还可以进一步包括例如PMI、RI等用于提高空分增益的信道状态信息。另外，波束的编号/ID的指示在一些示例中和相应反馈消息所占的传输资源位置相关联，从而隐式的被包含于反馈消息当中，而不必然对应传输比特位。
假如来自用户设备的反馈信息指示波束5300具有最好信道质量。由于波束5300是由基站用由第3～8列天线单元组成的子阵列发出的，所以基站可以将由第3～8列天线单元组成的子阵列确定为服务用户设备的子阵列。替代地，基站也可以为了使得***整体的性能最优，为用户选择与具有次好信道质量的波束对应的子阵列。这可以由本领域技术人员在具体实施时根据优化目标进行调整。
此外，基站可以在如上确定的子阵列的基础上，根据基站与用户设备之间的信道状态调整(例如，增加或减小)子阵列的尺寸。例如，如果基站基于来自用户设备的反馈信息发现具有最好信道质量的波束的信道质量仍然较低(例如，反馈信息中包括的CQI信息低于某一阈值)，则基站可以增加服务该用户设备的子阵列的尺寸。例如，基站可以在水平方向上在第3～8列天线单元的两侧增加相同列数的天线单元。例如，基站可以将由第2～9列或第1～10列天线单元组成的子阵列确定为服务用户设备的子阵列。
发送/接收波束赋形的参考信号时需要使用的波束赋形参数(例如波束向量)可以根据目标方向(例如，目标水平方向)来确定。当在波束训练阶段使用相同尺寸的子阵列来收发波束时，可以使得子阵列均发送垂直于子阵列切面方向(即，法方向)的波束。因而，这些子阵列在收发波束时可以使用相同的波束赋形参数来对参考信号进行波束赋形。此外，如果需要使得子阵列发送非法方向的波束，则可以根据目标水平方向来改变波束赋形参数。
在用柱状曲面阵列天线的子阵列收发波束时，可以使得波束方向指向子阵列的法方向，从而可以使得发出的波束具有最大的增益和最窄的宽度。这与传统的平面阵列天线不同。传统的平面阵列天线使用整个阵列天线来发送不同方向的波束，而这些波束由于与平面阵列天线的角度不同而具有不同的增益，从而导致指向扇区边缘的用户的波束增益较低。在本公开的实施例中，可以通过选取柱状曲面阵列天线的不同子阵列来收发具有不同方向的波束，而由于这些子阵列具有相同的尺寸，并且这些波束均沿着子阵列的法方向，所以这些波束具有相同的增益并且不会由于角度不同而导致增益被衰减，从而避免了扇区边缘的用户的波束增益降低。
此外，在使用根据本公开的实施例的柱状曲面阵列天线的情况下，不需要划分固定的扇区，因为可以在360度的范围内为某个用户设备选取子阵列，并且总有一个子阵列能够较好地面向用户，即子阵列的法方向较好地指向用户，也就意味着能够提供较高增益的波束。
前面详细介绍了通过进行波束训练来确定服务用户设备的子阵列的方式。替代地，可以根据用户设备的上行信道方向或者用户设备的位置来确定服务用户设备的子阵列。例如，基站可以根据接收的上行信号确定用户设备到基站的上行信道状态，例如，上行信道质量、上行信道方向(例如，到达角)等。然后，基站可以根据用户设备的上行信道方向确定服务用户设备的子阵列，例如使得用户信号的到达方向近似垂直入射子阵列的切平面。此外，在确定用户位置之后，可以通过使得子阵列的法方向最佳地指向用户设备(例如，法方向与用户设备和柱状曲面阵列天线的连线之间的夹角最小)来确定服务。例如，可以选取用户设备和柱状曲面阵列天线的连线附近的天线单元构成服务用户设备的子阵列。
此外，基站可以根据与具有最好信号质量的波束对应的方向确定服务用户设备的子阵列的空域处理参数，例如，基带波束赋形中射频电路和天线的组合系数，模拟波束赋形中天线的相位、幅度等。例如，可以将上面给出的W(θ,β)进行量化得到包括多个码字的码本，然后根据与具有最好信号质量的波束对应的方向从码本中选择码字，从而确定服务用户设备的子阵列的空域处理参数。如果直接将与具有最好信号质量的波束对应子阵列确定为服务用户设备的子阵列，则可以直接根据与该子阵列对应的码字确定子阵列的空域处理参数。替代地，如果在与具有最好信号质量的波束对应子阵列的基础上对子阵列的尺寸进行了调整，则可以根据与调整后的子阵列对应的码字确定子阵列的空域处理参数。
在确定了服务用户设备的子阵列之后，基站可以通过该子阵列向用户设备发送信道状态信息参考信号，例如未经波束赋形的传统CSI-RS。用户设备在接收到信道状态信息参考信号时，可以利用该参考信号来测量其与基站之间的信道状态，并向基站发送基于所述信道状态信息参考信号的报告，例如PMI、RI、CQI等信息。基站在从用户设备获得该报告之后可以基于该报告确定用于该用户设备的传输调度方案(例如，用于该用户设备的预编码、调制编码、传输资源)并用确定的子阵列向用户设备发送数据。
上面描述了基站如何为单个用户设备选择子阵列。此外，基站可以在相同的资源(例如，时频资源，诸如LTE物理资源中的资源元素RE、资源块RB等)上与多个用户设备进行通信。在这种情况下，基站可以确定哪些用户设备可以在相同资源上与基站通信(例如，用户调度)，并且确定分别服务这些用户设备的子阵列。
例如，基站已经确定了每个用户设备的最优波束，这些最优波束分别对应于相应的子阵列。基站可以将角度/波束分离度较大的用户设备分为一组并调度到相同资源进行服务。例如，基站在接收到来自多个用户设备的反馈信息时，可以进行调度以使得最优波束彼此靠近(分离度较小)的用户设备不使用相同资源，并且使得最优波束分离度较大的用户设备使用相同的资源。图6A和6B示出了在根据本公开的实施例中对用户进行分组的示意图。如图6A所示，基站可以将UE2、UE4、UE6分为一组并确定其可以使用相同的资源，即，基站可以在相同的资源上服务UE2、UE4、UE6。此外，如图6B所示，基站可以将UE1、UE3、UE5分为一组并确定在另一资源上服务UE1、UE3、UE5。这种调度方式使得使用相同资源的用户彼此间的干扰降低，从而提高了通信质量。
上述复用相同资源的用户设备对应的子阵列之间可能不重叠，也可能会有部分重叠的天线单元。在一些实施例中，服务于使用相同资源的用户设备的子阵列之间可以具有共同的天线单元。例如，单个天线单元可以连接到一个或多个射频链路。在单个天线单元连接到多个射频链路的情况下，具有共同的天线单元的子阵列可以同时发出不同方向的波束。此时，基站可以直接将最优波束对应的子阵列确定为服务用户设备的子阵列。又例如，天线单元与射频链路一一对应的应用场景中，基站可以利用基带预编码进行空分复用而使用相同的天线子阵列与资源来服务多个用户设备。
在基站确定服务于使用相同资源的用户设备的子阵列不能具有共同的天线单元的情况下，基站可以对其中的一个或多个用户设备的最优波束对应的子阵列的尺寸进行调整(例如，增加或减小)。在前面的例子中，基站将子阵列的初始水平尺寸设置为6。而在图6A中，由于存在3个用户设备需要同时被服务，而每个用户设备的最优波束对应的子阵列的初始水平尺寸均为6，所以这3个用户设备的最优波束对应的子阵列之间具有共同的天线单元。所以需要减少服务某个用户设备的子阵列的尺寸。例如，基站可以将具有最优信道质量的用户设备的子阵列的尺寸减小，因为即使减小了该用户设备的子阵列的尺寸，其信道质量可能只是稍有下降，而不会变得太差。假设基站将服务UE4的子阵列的水平尺寸从6减小为4(两侧各减小1列天线单元)，则UE2、UE4、UE6的子阵列变成不具有共同的天线单元，可以将进行了这种调整的子阵列作为服务这三个用户设备的最终子阵列。如图6A所示，用空心圆圈表示的6个天线单元服务UE2，用实心圆表示的4个天线单元服务UE4，用方形表示的6个天线单元服务UE6。
此外，基站还可以将具有中等信道质量的用户设备分为一组并确定为使用相同的资源，将具有较好信道质量的用户设备和具有较差信道质量的用户设备分为一组并确定为使用另一资源。对于信道质量较差的用户设备而言，其可能需要增加最优波束对应的子阵列的尺寸。如果信道质量较差的用户设备与信道质量较好的用户设备分为一组，则可以减小信道质量较好的用户设备的子阵列的尺寸，并增大信道质量较差的用户设备的子阵列的尺寸，并且确保需要用于服务的子阵列之间不具有共同的天线单元。
如上所述，在对服务用户设备的子阵列的尺寸进行了调整之后，使用相同资源的用户设备的子阵列可能具有不同的尺寸。此外，上面描述的波束训练阶段使用相同尺寸的子阵列发送训练波束，但是替代地，也可以使用具有不同尺寸的子阵列来发送训练波束。
在一些实施例中，基站还可以基于用户设备的业务类别来确定服务用户设备的子阵列。例如，对于使用语音或视频业务的用户设备，基站可以相应地增加其子阵列的尺寸，因为语音和视频业务对通信质量的要求较高。而对于使用短消息或网页浏览业务的用户设备，基站可以相应地减小其子阵列的尺寸，因为短消息和网页浏览业务对通信质量的要求相对较低。
图7示出了根据本公开的实施例的基站的处理流程。在步骤7100之前，基站可以可选地首先广播下行***信息，包括例如下行波束数量、帧结构、小区编号、波束训练参数等。在步骤7100，基站可以用不同的子阵列在不同方向上发出参考信号波束。在步骤7200，基站可以接收用户设备反馈的波束指示，例如CRI。在步骤7300，基站可以基于接收到的来自用户的反馈确定服务用户设备的子阵列。在步骤7400，基站可以用确定的子阵列(可以成为服务子阵列)向用户设备发送参考信号，例如CSI-RS。在步骤7500，基站可以从用户设备接收信道状态相关信息，例如CSI信息，包括例如PMI、RI和CQI等。在步骤7600，基站可以基于从用户设备接收的信道状态相关信息确定用于该用户设备的数据预编码、调制编码、传输资源等调度方案，然后用服务子阵列发送数据。这些步骤的具体实现方式已经在前面进行了详细描述，这里不再赘述。
此外，基站可以执行一种信号处理方法。该方法根据与基站的柱状曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态和/或业务类别，确定柱状曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列。此外，该方法还可以包括执行以上针对基站描述的一个或多个处理的步骤。
此外，基站可以执行一种通信方法。该方法可以包括将曲面阵列天线纵向地划分为多个子阵列，子阵列之间交叠或相邻。该方法还可以包括为每一子阵列配置专属的参考信号资源以用于在不同的水平方向上传输经波束赋形的参考信号。此外，该方法还可以包括执行以上针对基站描述的一个或多个处理的步骤。
以上描述了基站侧的处理，接下来将描述用户侧的处理。
<3.用户设备的处理>
用户设备可以确定电子设备与基站之间的信道状态。用户设备可以将包括所述信道状态和/或业务类别的信息发送给基站，以使得基站能够确定基站侧的柱状曲面阵列天线的用于与所述用户设备进行通信的子阵列。
例如，用户设备可以接收从柱状曲面阵列天线发送的具有不同方向的多个波束。用户设备可以对这些波束的接收质量进行估计，并将与所述多个波束对应的信道状态包括在发送给基站的信息中。在一些实施例中，用户设备可以在发送给基站的信息中包括对所述多个波束之中具有最好信道质量的波束的指示。
在提供上行参考信号以供基站估计信道方向的示例中，用户设备基于基站的上行参考信号配置信息按照相应的周期和传输资源发射上行参考信号以供基站进行相应的测量进而确定服务天线子阵列。
在高频通信***的示例中，用户设备在辅助下行波束训练的过程中，利用不同的接收波束(UE Rx Beam)配置其天线阵列用以接收从基站不同子阵列发出的波束(BS TxBeam)，以及反馈下行波束扫描(beam sweep)的结果以供基站确定服务天线子阵列；用户设备在辅助上行波束训练的过程中，利用不同的发射波束(UE Tx Beam)配置其天线阵列用以向基站发射上行参考信号，以供基站利用不同子阵列的接收波束(BS Rx Beam)进行测量以及确定服务天线子阵列。
图8示出了根据本公开的实施例的用户设备的处理流程。在步骤8100，用户设备可以从基站接收具有不同方向的多个波束，例如，基站侧的多个子阵列用专属的参考信号资源在不同的水平方向上发送的经波束赋形的参考信号。在步骤8200，用户设备可以确定与波束对应的信道状态，例如，基于波束赋形的参考信号估计与不同水平方向对应(即，与不同波束对应)的信道状态。在步骤8300，用户可以向基站发送波束指示，例如包括CRI等的信息。在步骤8400，用户可以从基站接收参考信号，例如未经波束赋形的传统CSI-RS。在步骤8500，用户可以基于在步骤8400中接收的参考信号重新确定信道状态，并将信道状态相关信息(例如包括PMI、CQI、RI等的信息)发送给基站，以使得基站能够进一步为用户设备确定传输调度方案。
此外，用户设备可以执行一种通信方法。该方法可以包括确定与电子设备关联的天线与基站之间的信道状态。该方法还可以包括将包括所述信道状态和/或业务类别的信息发送给基站，以使得基站能够确定与所述基站关联的柱状曲面阵列天线的用于与用户设备进行通信的子阵列。此外，该方法还可以包括执行以上针对用户设备描述的一个或多个处理的步骤。
<4.仿真结果>
以上对根据本公开的实施例的通信装置和相应的方法进行了描述。下面给出具体场景下根据本公开的实施例的方案的仿真结果。
考虑单小区多用户场景，比较UPA和CCSA两种方案的波束宽度、波束增益和用户接收信号的强度。下面首先列出了两种方式的***参数：
UPA：3块UPA部署在基站，每块覆盖120°区域；每块UPA水平方向天线数Mx＝12；每块UPA垂直方向天线数My＝8；基站总天线数288根；相邻天线间的距离Dx＝Dy＝λ/2；用户设备与基站之间为单径信道；每块UPA在水平方向上能产生12个不同方向的波束，共36个波束。
CCSA：1块CCSA部署在基站，覆盖360°所有区域；水平方向天线数Mx＝36；垂直方向天线数My＝8；基站总天线数288根；相邻天线间的距离Dx＝Dy＝λ/2；用户设备与基站之间为单径信道；水平方向上能产生36个不同方向的波束。
为了简单起见，假设所有用户设备的垂直到达角都是β＝50°。UPA和CCSA两种方式都配备了288根天线，在水平方向上都能产生36个不同方向的波束。
图9示出了传统平面阵列天线的波束方向图。在图9中，1块UPA在120°区域内(30°～150°)提供波束覆盖，总共将产生12个波束。不难发现，在靠近UPA面板垂直角度(90°)时，波束增益强且较窄，具有良好的定向性。然而，在远离垂直角度时(靠近30°或者靠近150°)时，波束增益较小且较宽，性能下降明显。在这种情况下，当用户处于30°～150°这个扇区内的边缘时，基站为其提供的波束增益较低、且波束较宽(易造成波束间干扰)。这是基于UPA架构进行多波束覆盖无法避免的缺陷，即扇区边缘性能下降。
图10示出了根据本公开的实施例的柱状曲面阵列天线的波束方向图。在图10给出了CCSA中特定子阵列(尺寸为12×8)产生的定向波束的形状。为了和UPA公平比较，12×8尺寸的子阵列总共可以有36种(水平方向天线数36)，因此CCSA也能产生共36种方向性波束，且同一时隙可以有3个子阵列(没有天线单元重复使用)，同时产生3个定向波束，与UPA架构一样。与UPA不同是，基于CCSA架构的波束在任意方向上都是一致的，包括相同的波束宽度和波束增益，这由CCSA的各向同性决定。因此，相比于UPA架构中存在的扇区边缘性能下降问题，CCSA架构中用户在任意位置都可以得到相同性能波束的服务。
图11示出了根据本公开的实施例的柱状曲面阵列天线与传统平面阵列天线的对比仿真结果。给出了均匀平面阵列天线(UPA)和柱状曲面阵列天线(CCSA)中下行波束用户接收信号强度对比，接收强度进行了归一化处理(最大值为1)。用户设备随机分布在小区内，通过10000次用户随机分布的统计获取累积分布函数图。从图中不难发现，UPA架构下用户设备在不同位置时的下行波束接收信号强度差别较大，这主要是由于扇区边缘用户设备性能较差造成。而CCSA架构下，最差用户的性能也达到了最好用户性能的85％。某些用户性能没有达到最好用户性能是因为36个波束的方向分辨率是10°，因此处于10°范围内的用户会有些许性能差异，但相比于UPA架构，这种差别已经得到了大幅改善。
考虑到实际蜂窝小区的半径大致为200米(微小区)到500米(宏小区)，在当前频率(2GHz左右)下，用户到基站的信道到达角会因为信号的折射、散射而扩散(大致为5～10°)，因此对于基站来说，将发送的定向波束精确到10°以内已经足够(再精细已经超过信道本身的角度扩散)，因此基站水平方向配备24根天线，则波束在水平方向的分辨率达到了360°/24＝15°，基本已经足够。
<5.应用示例>
[5-1.关于基站的应用示例]
(第一应用示例)
图12是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。eNB 800包括多个天线810以及基站设备820。基站设备820和每个天线810可以经由RF线缆彼此连接。
天线810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备820发送和接收无线信号。如图12所示，eNB 800可以包括多个天线810。例如，多个天线810可以与eNB 800使用的多个频带兼容。多个天线810排布为本公开的上述示例中的天线阵列，例如柱状曲面天线阵列。
基站设备820包括控制器821、存储器822、网络接口823以及无线通信接口825。
控制器821可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备820的较高层的各种功能。例如，控制器821根据由无线通信接口825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口823来传递所生成的分组。控制器821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器822包括RAM和ROM，并且存储由控制器821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口823为用于将基站设备820连接至核心网824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下，eNB 800与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口823为无线通信接口，则与由无线通信接口825使用的频带相比，网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。
无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线810来提供到位于eNB 800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口825通常可以包括例如基带(BB)处理器826和RF电路827。BB处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器821，BB处理器826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器826的功能改变。该模块可以为***到基站设备820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，RF电路827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线810来传送和接收无线信号。
如图12所示，无线通信接口825可以包括多个BB处理器826。例如，多个BB处理器826可以与eNB 800使用的多个频带兼容。如图12所示，无线通信接口825可以包括多个RF电路827。例如，多个RF电路827可以与多个天线元件兼容。虽然图12示出其中无线通信接口825包括多个BB处理器826和多个RF电路827的示例，但是无线通信接口825也可以包括单个BB处理器826或单个RF电路827。
(第二应用示例)
图13是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。eNB 830包括多个天线840、基站设备850和RRH 860。RRH 860和每个天线840可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备850和RRH 860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
天线840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 860发送和接收无线信号。如图13所示，eNB 830可以包括多个天线840。例如，多个天线840可以与eNB 830使用的多个频带兼容。多个天线840排布为本公开的上述示例中的天线阵列，例如柱状曲面阵列天线。
基站设备850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855以及连接接口857。控制器851、存储器852和网络接口853与参照图12描述的控制器821、存储器822和网络接口823相同。
无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH860和天线840来提供到位于与RRH 860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口855通常可以包括例如BB处理器856。除了BB处理器856经由连接接口857连接到RRH 860的RF电路864之外，BB处理器856与参照图12描述的BB处理器826相同。如图13所示，无线通信接口855可以包括多个BB处理器856。例如，多个BB处理器856可以与eNB 830使用的多个频带兼容。虽然图13示出其中无线通信接口855包括多个BB处理器856的示例，但是无线通信接口855也可以包括单个BB处理器856。
连接接口857为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的接口。连接接口857还可以为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的上述高速线路中的通信的通信模块。
RRH 860包括连接接口861和无线通信接口863。
连接接口861为用于将RRH 860(无线通信接口863)连接至基站设备850的接口。连接接口861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口863经由天线840来传送和接收无线信号。无线通信接口863通常可以包括例如RF电路864。RF电路864可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线840来传送和接收无线信号。如图13所示，无线通信接口863可以包括多个RF电路864。例如，多个RF电路864可以支持多个天线元件。虽然图13示出其中无线通信接口863包括多个RF电路864的示例，但是无线通信接口863也可以包括单个RF电路864。
在图12和图13所示的eNB 800和eNB 830中，通过使用图4所描述的处理电路4112可以由无线通信接口825以及无线通信接口855和/或无线通信接口863实现。功能的至少一部分也可以由控制器821和控制器851实现。
[5-2.关于终端设备的应用示例]
(第一应用示例)
图14是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话900的示意性配置的示例的框图。智能电话900包括处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入装置909、显示装置910、扬声器911、无线通信接口912、一个或多个天线开关915、一个或多个天线916、总线917、电池918以及辅助控制器919。
处理器901可以为例如CPU或片上***(SoC)，并且控制智能电话900的应用层和另外层的功能。存储器902包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器901执行的程序。存储装置903可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口904为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话900的接口。
摄像装置906包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器907可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风908将输入到智能电话900的声音转换为音频信号。输入装置909包括例如被配置为检测显示装置910的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置910包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话900的输出图像。扬声器911将从智能电话900输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口912支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括例如BB处理器913和RF电路914。BB处理器913可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路914可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线916来传送和接收无线信号。无线通信接口912可以为其上集成有BB处理器913和RF电路914的一个芯片模块。如图14所示，无线通信接口912可以包括多个BB处理器913和多个RF电路914。虽然图14示出其中无线通信接口912包括多个BB处理器913和多个RF电路914的示例，但是无线通信接口912也可以包括单个BB处理器913或单个RF电路914。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口912可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口912可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器913和RF电路914。
天线开关915中的每一个在包括在无线通信接口912中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的连接目的地。
天线916中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口912传送和接收无线信号。如图14所示，智能电话900可以包括多个天线916。虽然图14示出其中智能电话900包括多个天线916的示例，但是智能电话900也可以包括单个天线916。
此外，智能电话900可以包括针对每种无线通信方案的天线916。在此情况下，天线开关915可以从智能电话900的配置中省略。
总线917将处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入装置909、显示装置910、扬声器911、无线通信接口912以及辅助控制器919彼此连接。电池918经由馈线向图14所示的智能电话900的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器919例如在睡眠模式下操作智能电话900的最小必需功能。
在图14所示的智能电话900中，通过使用图4所描述的处理电路4212可以由无线通信接口912实现。功能的至少一部分也可以由处理器901或辅助控制器919实现。
(第二应用示例)
图15是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备920包括处理器921、存储器922、全球定位***(GPS)模块924、传感器925、数据接口926、内容播放器927、存储介质接口928、输入装置929、显示装置930、扬声器931、无线通信接口933、一个或多个天线开关936、一个或多个天线937以及电池938。
处理器921可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备920的导航功能和另外的功能。存储器922包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器921执行的程序。
GPS模块924使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备920的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器925可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口926经由未示出的终端而连接到例如车载网络941，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器927再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被***到存储介质接口928中。输入装置929包括例如被配置为检测显示装置930的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置930包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器931输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口933支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口933通常可以包括例如BB处理器934和RF电路935。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路935可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线937来传送和接收无线信号。无线通信接口933还可以为其上集成有BB处理器934和RF电路935的一个芯片模块。如图15所示，无线通信接口933可以包括多个BB处理器934和多个RF电路935。虽然图15示出其中无线通信接口933包括多个BB处理器934和多个RF电路935的示例，但是无线通信接口933也可以包括单个BB处理器934或单个RF电路935。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口933可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口933可以包括BB处理器934和RF电路935。
天线开关936中的每一个在包括在无线通信接口933中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线937的连接目的地。
天线937中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口933传送和接收无线信号。如图15所示，汽车导航设备920可以包括多个天线937。虽然图15示出其中汽车导航设备920包括多个天线937的示例，但是汽车导航设备920也可以包括单个天线937。
此外，汽车导航设备920可以包括针对每种无线通信方案的天线937。在此情况下，天线开关936可以从汽车导航设备920的配置中省略。
电池938经由馈线向图15所示的汽车导航设备920的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池938累积从车辆提供的电力。
在图15示出的汽车导航设备920中，通过使用图4所描述的处理电路4212可以由无线通信接口933实现。功能的至少一部分也可以由处理器921实现。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备920、车载网络941以及车辆模块942中的一个或多个块的车载***(或车辆)940。车辆模块942生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络941。
<6.结论>
以上描述了根据本发明的一个或多个实施例的通信***中的装置以及相应的通信处理方法。
此外，本文中描述的处理流程和方法流程的顺序不限于说明书和附图中描述的顺序。一些步骤和流程的顺序可以交换，或者被并行执行。
以上结合附图所阐述的详细说明书描述了示例，并不代表仅有的可以实现的例子，也不代表仅有的在权利要求范围内的例子。词语“示例”和“示例性的”在使用在本说明书中时意味着“用作示例、例子或说明”，并不意味着“优选的”或“比其他示例有益的”。详细说明书包括了特定细节以提供所述技术的理解。然而，可以在没有这些特定细节的情况下实践这些技术。在一些例子中，公知的结构和装置以框图形式显示，以避免模糊所述示例的概念。
可以使用各种不同科技和技术中的任何一个来代表信息和信号。例如，可能在以上说明书通篇被引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或它们的任意组合代表。
结合本公开所述的各种示意性的块和部件可以用被设计来执行本文所述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、FPGA或其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或它们的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是可替代地，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器和/或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器和/或任何其他这样的配置的组合。
本文所述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或它们的任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则功能可以被存储在计算机可读介质上或者被传输作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。其他示例和实现在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，鉴于软件的本质，以上所述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬连线或这些中的任意的组合来执行。实现功能的特征也可以被物理地置于各种位置处，包括被分布使得功能的部分在不同物理位置处实现。
此外，包含于其他部件内的或者与其他部件分离的部件的公开应当被认为是示例性的，因为潜在地可以实现多种其他架构以达成同样的功能，包括并入全部的、大部分的、和/或一些的元件作为一个或多个单一结构或分离结构的一部分。
计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，通信介质包括便于从一个地方到另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是能够被通用计算机或专用计算机存取的任何可用的介质。举例而言而非限制地，计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器、CD-ROM、DVD或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能够被用来承载或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码部件和能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器存取的任何其他介质。此外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴缆线、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其他远程源传输的，那么同轴缆线、光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术包括在介质的定义中。本文所使用的盘与碟片包括压缩碟片(CD)、激光碟片、光学碟片、数字多功能碟片(DVD)、软盘和蓝光碟片，其中盘通常磁性地复制数据而碟片使用激光光学地复制数据。以上内容的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
本公开的先前描述被提供来使本领域技术人员能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员而言是明显的，本文定义的通用原理可以在不脱离本公开的范围的情况下应用到其他变形。因此，本公开并不限于本文所述的示例和设计，而是对应于与所公开的原理和新特征一致的最宽范围。

Claims (31)

1.一种电子设备，包括：
处理电路，被配置为：
根据与所述电子设备关联的曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态，确定所述曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述曲面阵列天线是柱状曲面阵列天线。
3.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
控制经由所述曲面阵列天线发送具有不同方向的多个波束，
其中，确定所述曲面阵列天线的服务目标通信装置的子阵列是基于从目标通信装置接收的反馈信息的，其中所述反馈信息包括与所述多个波束对应的信道状态。
4.如权利要求3所述的电子设备，其中，
所述反馈信息包括对所述多个波束之中具有最好信道质量的波束的指示，
所述处理电路还被配置为基于与具有最好信号质量的波束对应的子阵列确定服务所述目标通信装置的子阵列。
5.如权利要求4所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
根据与具有最好信号质量的波束对应的方向确定服务所述目标通信装置的子阵列的空域处理参数。
6.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述多个波束分别对应于曲面阵列天线的具有相同尺寸的不同子阵列。
7.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
确定多个目标通信装置之中能够在相同资源上与所述电子设备通信的一组目标通信装置；以及
确定服务所述一组目标通信装置之中的每一个目标通信装置的子阵列。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中服务所述一组目标通信装置之中的各目标通信装置的子阵列之间具有共同的天线单元或不具有共同的天线单元。
9.如权利要求7所述的电子设备，其中，服务所述一组目标通信装置之中的各目标通信装置的子阵列具有不同的尺寸。
10.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述子阵列与所述曲面阵列天线在垂直方向上具有相同数量的天线单元，所述子阵列在水平方向上的天线单元由所述曲面阵列天线在水平方向上的多个相邻天线单元构成。
11.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为将子阵列的尺寸设为预定值。
12.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
根据曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态，调整子阵列的尺寸。
13.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述电子设备实现为基站，并且还包括所述曲面阵列天线。
14.如权利要求1所述的电子设备，其中，确定所述曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列是基于目标通信装置的业务类别的。
15.一种电子设备，包括：
处理电路，被配置为：
确定电子设备与目标通信装置之间的信道状态；
控制将包括所述信道状态的信息发送给目标通信装置，以使得所述目标通信装置能够确定与所述目标通信装置关联的曲面阵列天线的用于与所述电子设备进行通信的子阵列。
16.如权利要求15所述的电子设备，其中，所述曲面阵列天线是柱状曲面阵列天线。
17.如权利要求15所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
控制接收从曲面阵列天线发送的具有不同方向的多个波束，
其中所述信息包括与所述多个波束对应的信道状态。
18.如权利要求17所述的电子设备，其中，所述信息包括对所述多个波束之中具有最好信道质量的波束的指示。
19.如权利要求17所述的电子设备，其中，所述多个波束分别对应于曲面阵列天线的具有相同尺寸的不同子阵列。
20.如权利要求15所述的电子设备，其中，所述子阵列与所述曲面阵列天线在垂直方向上具有相同数量的天线单元，所述子阵列在水平方向上的天线单元由所述曲面阵列天线在水平方向上的多个相邻天线单元构成。
21.一种信号处理方法，包括：
根据与电子设备关联的曲面阵列天线与目标通信装置之间的信道状态，确定曲面阵列天线的服务所述目标通信装置的子阵列。
22.一种通信方法，包括：
确定与电子设备关联的天线与目标通信装置之间的信道状态；
将包括所述信道状态的信息发送给目标通信装置，以使得目标通信装置能够确定与所述目标通信装置关联的曲面阵列天线的用于与所述电子设备进行通信的子阵列。
23.一种电子设备，包括：
处理电路，被配置为：
将曲面阵列天线纵向地划分为多个子阵列，子阵列之间交叠或相邻；
为每一子阵列配置专属的参考信号资源以用于在不同的水平方向上传输经波束赋形的参考信号。
24.如权利要求23所述的电子设备，处理电路被配置为以子阵列切面的垂直方向作为所述参考信号的目标水平方向，并根据该目标水平方向确定波束赋形参数以用于对所述参考信号波束赋形。
25.如权利要求24所述的电子设备，其中子阵列具有相同的尺寸以及相同的参考信号波束赋形参数。
26.如权利要求23所述的电子设备，获取目标通信装置对在不同的水平方向上传输的经波束赋形的参考信号的测量反馈信息，所述反馈信息包括对多个参考信号波束之中具有最好信道质量的波束的指示，
所述处理电路还被配置为基于与具有最好信号质量的参考信号波束对应的子阵列确定用于服务所述目标通信装置的子阵列。
27.如权利要求26所述的电子设备，处理电路被配置为控制所确定的子阵列传输信道状态信息参考信号，以用于目标通信装置测量其与所确定的子阵列间的信道状态。
28.如权利要求27所述的电子设备，处理电路被配置为获取目标通信装置的基于所述信道状态信息参考信号的报告，确定用于所述目标通信装置的传输调度方案，以及控制所确定的子阵列向该目标通信装置发射依该传输调度方案的无线电信号。
29.如权利要求26所述的电子设备，处理电路被配置为基于与具有最好信号质量的参考信号波束对应的水平方向确定服务所述目标通信装置的子阵列的空域处理参数。
30.一种通信方法，包括：
将曲面阵列天线纵向地划分为多个子阵列，子阵列之间交叠或相邻；
为每一子阵列配置专属的参考信号资源以用于在不同的水平方向上传输经波束赋形的参考信号。
31.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使得处理器执行如权利要求21、22或30所述的方法。
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