CN112688722B - 一种基于上下行非对称通信mimo***的波束管理方法及*** - Google Patents

一种基于上下行非对称通信mimo***的波束管理方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，上下行非对称通信MIMO***包括设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，接收端的天线通道上设置有多个移相器，方法包括：根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数；根据波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值；根据不同相位对应的信道估计值、所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值；根据所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过工作波束进行波束管理。能够降低在进行调整移相器时波束扫描的时延和资源的消耗，提高波束管理的效率。

Description

一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法及***
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法及***。
背景技术
波束赋型技术是目前大规模MIMO（multiple-in multipleout，多入多出）***的主要技术，是一种基于天线阵列的信号预处理手段，其原理是通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而获得明显的阵列增益。因此，对每个阵元进行独立控制，是获得增益的关键，但是，对每个阵元进行独立控制的数字架构所需的基带处理能力很高，无法满足，从而衍生出了数模混合天线架构。
在数模混合天线架构下，存在多种天线设计方案，例如上下行非对称的天线设计方案，天线阵元数量为192阵元，下行使用64基带通道，1通道驱3阵元；上行使用16基带通道，1通道驱12阵元。上行接收端需要对用户进行信道估计，根据用户的信道信息确定用户的位置，从而确定下行发送波束的方向。但是，对于这种上下行非对称天线设计方案，上行接收端由于基带部分一次只能同时对一个通道，也就是12个阵元进行预加权，需要天线内部进行模拟域加权，即通过移相器，对天线阵元加权，而由于移相器相位(移相器一个档位对应一个波束方向)在切换上有一定限制，只能在某几个档位上做切换，而且切换总时间长，容易造成波束方向量化的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，能够降低在进行调整移相器时波束扫描的时延和资源的消耗，大大的提高了波束管理的效率。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，所述上下行非对称通信MIMO***包括设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，所述接收端的天线通道上设置有多个移相器，所述方法包括：根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数；根据所述波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值；根据不同相位对应的信道估计值、所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值；根据所述所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
在一些实施方式中，基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，其特征在于，所述预置的波束设计模型包括多个与波束具有关联关系的波束权值，所述根据所述所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，包括：将所有天线通道信道估计值分别与所述波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值；标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
在一些实施方式中，所述预置的波束设计模型基于离散傅里叶变换空域采样原理生成。
在一些实施方式中，该方法还包括将工作波束进行预加权处理发送至下行接收端。
本发明第二方面公开了一种用于上下行非对称通信MIMO***的波束管理***，所述***包括设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，所述接收端的天线通道上设置有多个移相器，所述***包括：比例确定模块，用于根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数；信道估计模块，用于根据所述波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值；信道恢复模块，用于根据不同相位对应的信道估计值、所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值；波束管理模块，用于根据所述所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
在一些实施方式中，所述预置的波束设计模型包括多个与波束具有关联关系的波束权值，所述波束管理模块包括：计算单元，用于将所有天线通道信道估计值分别与所述波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值；管理单元，用于标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
在一些实施方式中，所述预置的波束设计模型基于离散傅里叶变换空域采样原理生成。
在一些实施方式中，该***还包括：波束加权模块，用于将工作波束进行预加权处理发送至下行接收端。
本发明第三方面公开了一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法中的步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法中的步骤
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
实施本发明能够在非对称的上下行天线通道上，仅根据上下行天线通道数比例作为波束切换次数，即可进行整个天线通道信道的估计的信道恢复，并使用恢复后的所有信道估计参数进行波束管理及下行预加权处理，进行下行发送，同时也解决了由移相器档位造成的波束方向量化损失，大大的提升波束管理的效率，使得在进行下行接收端加权时，能获得最优的波束性能。
附图说明
图1为本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的流程示意图；
图2为本发明实施例公开的又一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的流程示意图；
图3为本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的流程示意图；
图4为本发明实施例公开的又一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的应用示意图；
图5为本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的应用示意图；
图6为本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的应用示意图；
图7为本发明实施例公开的又一种公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的应用示意图；
图8是本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的***示意图；
图9是本发明实施例公开的一种公开的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的装置结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
由于对于上下行非对称的天线设计方案中，上行接收端需要对用户进行信道估计，根据用户的信道信息确定用户的位置，从而确定下行发送波束的方向。例如天线阵元数量为192阵元，下行使用64基带通道，1基带通道驱动3阵元，上行使用16基带通道，1基带通道通道驱动12阵元。在这种上下行非对称天线设计方案下，上行接受端由于基带部分一次只能同时对12个阵元进行预加权，需要天线内部进行模拟域加权，即通过移相器，对天线阵元加权，而由于移相器相位(等同于移相器一个档位对应一个波束方向)切换上有一定限制，只能在某几个档位上做切换。由此，上行在进行信道估计时，切换所有移相器档位，分别进行信道估计，通过对比不同移相器档位下，接收信道能量的大小，选择接收信道能量最大的档位所对应的波束作为用户的所在波束，会导致移相器相位切换需要遍历所有档位，所需要的切换总时间长，用户波束判断的时延大。并且，在移相器相位进行切换档位时，对应即波束之间有空隙，如果用户刚好在两个波束之间，那用户的性能会比较差。
本发明实施例公开了一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理及***，能够在非对称的上下行天线通道上，仅根据上下行天线通道数比例作为波束切换次数，即可进行整个天线通道信道的估计的信道恢复，并使用恢复后的所有信道估计参数进行波束管理及下行预加权处理，进行下行发送，同时也解决了由移相器档位造成的波束方向量化损失，大大的提升波束管理的效率，使得在进行下行接收端加权时，能获得最优的波束性能。
实施例一
请参阅图1，图1为本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法的流程示意图。其中，该基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法可以应用在上下行非对称通信MIMO***，该***包括设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，接收端的天线通道上设置有多个移相器对于该本发明实施例不做限制。如图1所示，该基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法可以包括以下操作：
101、根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数。
由于本实施例所应用的是非对称通信MIMO***，对于上下行天线通道不一致的情况下，利用移相器需要配合每一上行进行配件调整自身相位，由此，本申请发明人通过对现有的非MIMO***进行研究发现，可以利用上行发送端与下行接收端的天线通道比例作为移相器调整相位的次数。示例性地，对于上行发送端为64天线通道，下行接收端为16天线通道组成的MIMO***，波束切换次数就味64/16=4。
102、根据波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值。
确定好波束切换次数后，就可以进行移相器的调相操作，利用波束切换次数例如4次对每个移相器进行调相，根据信道估计算法获取对应的信道估计值，示例性地，在本实施例中，需要2个移相器，那么对于移相器1、移相器2经过第一次调相后的相位为移相器1对应φ01，移相器2对应φ02，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H0，该信道估计值利用现有的信道估计算法进行计算获得，不作为本申请的重点，不进行详细阐述。之后对移相器1、移相器2经过第二次调相后的相位为移相器1对应φ11，移相器2对应φ12，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H1。对移相器1、移相器2经过第三次调相后的相位为移相器1对应φ21，移相器2对应φ22，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H2。对移相器1、移相器2经过第四次调相后的相位为移相器1对应φ31，移相器2对应φ32，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H3。
103、根据不同相位对应的信道估计值、所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值。
在本实施例中，因为采用了比例关系，所以在恢复对应的天线通道信道估计值时，可以通过构建方程式求解出同比例的信道估计值，再继续使用求解出来的信道估计值进行求解，直至解出所有的天线通道的信道估计值，由此实现了全天线通道的天线信道估计值的恢复。示例性地，对于需要恢复的3个天线通道信道估计表示为h0，h1，h2。
可以联立公式：
h0+h1*φ01+h2*φ02 =H0
h0+h_1*φ11+h2*φ12 =H1
h0+h_1*φ21+h2*φ22 =H2
h0+h_1*φ31+h2*φ32=H3
由此可计算得到h0，h1，h2，h3。至此就可以实现通过调整移相器的相位，和仅通过一个天线通道的信道估计值，恢复出四个天线通道的信道估计值，以此类推，就可从16个接收通道恢复出64通道的信道估计，实现了全天线通道的信道估计值的恢复。
104、根据所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过工作波束进行波束管理。
其中，预置的波束设计模型为基于离散傅里叶变换空域采样原理生成，其包括多个与波束具有关联关系的波束权值，示例性地，设计8水平4垂直2极化方向共64波束，波束权值可表示为Wb = [w0,…,w63]，将所有天线通道信道估计值分别与波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值[p0,…,p63]，标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过工作波束进行波束管理，即对每个用户所需的天线通道记录其最大能量的波束作为其工作波束，进行波束管理。
根据本实施例公开的方法，能够在非对称的上下行天线通道上，仅根据上下行天线通道数比例作为波束切换次数，即可进行整个天线通道信道的估计的信道恢复，并使用恢复后的所有信道估计参数进行波束管理及下行预加权处理，进行下行发送，同时也解决了由移相器档位造成的波束方向量化损失，大大的提升波束管理的效率。
实施例二
请参阅图2，图2为本发明实施例公开的又一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法的流程示意图。其中，该基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法可以应用在上下行非对称通信MIMO***，该***包括设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，接收端的天线通道上设置有多个移相器对于该本发明实施例不做限制。如图2所示，
201、根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数。
由于本实施例所应用的是非对称通信MIMO***，对于上下行天线通道不一致的情况下，利用移相器需要配合每一上行进行配件调整自身相位，由此，本申请发明人通过对现有的非MIMO***进行研究发现，可以利用上行发送端与下行接收端的天线通道比例作为移相器调整相位的次数。示例性地，对于上行发送端为64天线通道，下行接收端为16天线通道组成的MIMO***，波束切换次数就为64/16=4。
202、根据波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值。
确定好波束切换次数后，就可以进行移相器的调相操作，利用波束切换次数例如4次对每个移相器进行调相，根据信道估计算法获取对应的信道估计值，示例性地，在本实施例中，需要2个移相器，那么对于移相器1、移相器2经过第一次调相后的相位为移相器1对应φ01，移相器2对应φ02，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H0，该信道估计值利用现有的信道估计算法进行计算获得，不作为本申请的重点，不进行详细阐述。之后对移相器1、移相器2经过第二次调相后的相位为移相器1对应φ11，移相器2对应φ12，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H1。对移相器1、移相器2经过第三次调相后的相位为移相器1对应φ21，移相器2对应φ22，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H2。对移相器1、移相器2经过第四次调相后的相位为移相器1对应φ31，移相器2对应φ32，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H3。
203、根据不同相位对应的信道估计值、所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值。
在本实施例中，因为采用了比例关系，所以在恢复对应的天线通道信道估计值时，可以通过构建方程式求解出同比例的信道估计值，再继续使用求解出来的信道估计值进行求解，直至解出所有的天线通道的信道估计值，由此实现了全天线通道的天线信道估计值的恢复。示例性地，对于需要恢复的3个天线通道信道估计表示为h0，h1，h2。
可以联立公式：
h0+h1*φ01+h2*φ02 =H0
h0+h_1*φ11+h2*φ12 =H1
h0+h_1*φ21+h2*φ22 =H2
h0+h_1*φ31+h2*φ32=H3
由此可计算得到h0，h1，h2，h3。至此就可以实现通过调整移相器的相位，和仅通过一个天线通道的信道估计值，恢复出四个天线通道的信道估计值，以此类推，就可从16个接收通道恢复出64通道的信道估计，实现了全天线通道的信道估计值的恢复。
204、根据所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过工作波束进行波束管理。
其中，预置的波束设计模型为基于离散傅里叶变换空域采样原理生成，其包括多个与波束具有关联关系的波束权值，示例性地，设计8水平4垂直2极化方向共64波束，波束权值可表示为Wb = [w0,…,w63]，将所有天线通道信道估计值分别与波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值[p0,…,p63]，标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过工作波束进行波束管理，即对每个用户所需的天线通道记录其最大能量的波束作为其工作波束，进行波束管理。
205、将工作波束进行预加权处理发送至下行接收端。
对于将工作波束进行下行预加权处理，预加权利用之前预置的波束设计模型的波束权值进行波束赋形，从而完成向下行接收端的发送。
进一步地，对于用户的个数具有以下不同的处理方式，当下行向单用户发送时，直接使用用户的工作波束进行预加权，再进行下行发送。当下行向多用户发送时，首先对多用户进行选择，选择工作波束不同的用户进行配对后，进行下行发送。
根据本实施例公开的方法，能够在非对称的上下行天线通道上，仅根据上下行天线通道数比例作为波束切换次数，即可进行整个天线通道信道的估计的信道恢复，并使用恢复后的所有信道估计参数进行波束管理及下行预加权处理，进行下行发送，同时也解决了由移相器档位造成的波束方向量化损失，大大的提升波束管理的效率，使得在进行下行接收端加权时，能获得最优的波束性能。
实施例三
请参阅图3，图3为本发明实施例公开的又一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法的具体应用的示意图。
如图4和图5所示为本实施例的非对称通信MIMO***的发送端和接收端示意图。整个通信***为水平8天线阵元，垂直12天线阵元，极化2天线阵元，共192天线阵元，上行发送端64天线通道，包括垂直1驱动3，下行接收端16天线通道，包括垂直1驱动16的非对称MIMO***。其中，在下行接收端设置有3个移相器，移相器1、移相器2和移相器3。对于上行发送端为64天线通道，下行接收端为16天线通道组成的MIMO***，波束切换次数就为64/16=4。
那么需要调整4次，调整接收端移相器1/移相器2/移相器3的相位为φ01/φ02/φ03，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H0。调整接收端移相器1移相器/移相器2/移相器3的相位为φ11/φ12/φ13，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H1。调整接收端移相器移相器1/移相器2/移相器3的相位为φ21/φ22/φ23，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H2。调整接收端移相器移相器1/移相器2/移相器3的相位为φ31/φ32/φ33，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H3。具体实现为，如图6所示，移相器的调整档位为12位，由于本次为调整4次，那么分别调整档位为1/4/7/10，再分别对16通道进行上行信道估计H = [H0，…，H16]
将需要恢复的4个天线通道信道估计表示为h0，h1，h2，h3。由此，可以构建方程：
h0+h1*φ01+h2*φ02+h3*φ03=H0
h0+h1*φ11+h2*φ12+h3*φ13=H1
h0+h1*φ21+h2*φ22+h3*φ23=H2
h0+h1*φ31+h2*φ32+h3*φ33=H3
由于已知对四元一次方程组，四个方程可解出四个未知数，可计算得到h0，h1，h2，h3。至此通过调整移相器，和一个通道的信道估计，恢复出四个通道的信道估计，以此类推，可从16个接收通道恢复出64通道的信道估计，得到64通道的信道估计后，获取用户64天线通道信道估计信息h = [h0，…，h63]，就可进行波束管理和波束预加权。
进一步地，再生成预置的波束设计模型，在本实施例中，基于DFT空域采样的原理设计8水平4垂直2极化方向共64波束，波束ID对应方向如图7所示，其中，波束权值可表示为Wb = [w0,…,w63]。将用户信道h分别与[w0,…,w63]进行相关性运算，可以得到用户信道在各预置的波束内的能量记为[p0,…,p63]，对每个用户，记录其最大能量的波束作为其工作波束，进行波束管理。
进一步地，再利用工作波束进行下行预加权处理，进行波束赋形，完成下行发送。当下行向单用户发送时，直接使用用户的工作波束进行预加权，再进行下行发送。当下行向多用户发送时，首先对多用户进行选择，选择工作波束不同的用户进行配对后，进行下行发送。
根据本实施例公开的方法，能够在非对称的上下行天线通道上，仅根据上下行天线通道数比例作为波束切换次数，即可进行整个天线通道信道的估计的信道恢复，并使用恢复后的所有信道估计参数进行波束管理及下行预加权处理，进行下行发送，同时也解决了由移相器档位造成的波束方向量化损失，大大的提升波束管理的效率，使得在进行下行接收端加权时，能获得最优的波束性能。
实施例四
请参阅图8，图8为本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理***。如图8所示，该***包括：
设置有非对称天线通道的上行发送端1和下行接收端2，接收端的天线通道上设置有多个移相器3，该***包括：
比例确定模块4，用于根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数。由于本实施例所应用的是非对称通信MIMO***，对于上下行天线通道不一致的情况下，利用移相器需要配合每一上行进行配件调整自身相位，由此，本申请发明人通过对现有的非MIMO***进行研究发现，可以通过比例确定模块3利用上行发送端与下行接收端的天线通道比例作为移相器调整相位的次数。示例性地，对于上行发送端为64天线通道，下行接收端为16天线通道组成的MIMO***，波束切换次数就为64/16=4。
信道估计模块5，用于根据波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值。确定好波束切换次数后，就可以进行移相器的调相操作，利用波束切换次数例如4次对每个移相器进行调相，根据信道估计算法获取对应的信道估计值，示例性地，在本实施例中，需要2个移相器，那么对于移相器1、移相器2经过第一次调相后的相位为移相器1对应φ01，移相器2对应φ02，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H0，该信道估计值利用现有的信道估计算法进行计算获得，不作为本申请的重点，不进行详细阐述。之后对移相器1、移相器2经过第二次调相后的相位为移相器1对应φ11，移相器2对应φ12，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H1。对移相器1、移相器2经过第三次调相后的相位为移相器1对应φ21，移相器2对应φ22，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H2。对移相器1、移相器2经过第四次调相后的相位为移相器1对应φ31，移相器2对应φ32，然后对用户进行信道估计，得到信道估计值H3。
信道恢复模块6，用于根据不同相位对应的信道估计值、所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值。在本实施例中，因为采用了比例关系，所以在恢复对应的天线通道信道估计值时，可以通过构建方程式求解出同比例的信道估计值，再继续使用求解出来的信道估计值进行求解，直至解出所有的天线通道的信道估计值，由此实现了全天线通道的天线信道估计值的恢复。示例性地，对于需要恢复的3个天线通道信道估计表示为h0，h1，h2。
可以联立公式：
h0+h1*φ01+h2*φ02 =H0
h0+h_1*φ11+h2*φ12 =H1
h0+h_1*φ21+h2*φ22 =H2
h0+h_1*φ31+h2*φ32=H3
由此可计算得到h0，h1，h2，h3。至此就可以实现通过调整移相器的相位，和仅通过一个天线通道的信道估计值，恢复出四个天线通道的信道估计值，以此类推，就可从16个接收通道恢复出64通道的信道估计，实现了全天线通道的信道估计值的恢复。
波束管理模块7，用于根据所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过工作波束进行波束管理。预置的波束设计模型包括多个与波束具有关联关系的波束权值，波束管理模块包括：计算单元701，用于将所有天线通道信道估计值分别与所述波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值。管理单元702，用于标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过工作波束进行波束管理。预置的波束设计模型基于离散傅里叶变换空域采样原理生成。其中，预置的波束设计模型包括多个与波束具有关联关系的波束权值，示例性地，设计8水平4垂直2极化方向共64波束，波束权值可表示为Wb = [w0,…,w63]，将所有天线通道信道估计值分别与波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值[p0,…,p63]，标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过工作波束进行波束管理，即对每个用户所需的天线通道记录其最大能量的波束作为其工作波束，进行波束管理。
作为一种优选实施方式，该***还包括波束加权模块8，用于将工作波束进行预加权处理发送至下行接收端。对于用户的个数具有以下不同的处理方式，当下行向单用户发送时，直接使用用户的工作波束进行预加权，再进行下行发送。当下行向多用户发送时，首先对多用户进行选择，选择工作波束不同的用户进行配对后，进行下行发送。
根据本实施例公开的***，能够在非对称的上下行天线通道上，仅根据上下行天线通道数比例作为波束切换次数，即可进行整个天线通道信道的估计的信道恢复，并使用恢复后的所有信道估计参数进行波束管理及下行预加权处理，进行下行发送，同时也解决了由移相器档位造成的波束方向量化损失，大大的提升波束管理的效率，使得在进行下行接收端加权时，能获得最优的波束性能
实施例五
请参阅图9，图9是本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理装置的结构示意图。其中，图9所描述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理装置可以应用在基于上下行非对称通信MIMO***，对于该基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理的应用***本发明实施例不做限制。如图9所示，该装置可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器601；
与存储器601耦合的处理器602；
处理器602调用存储器601中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一所描述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法。
实施例六
本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一所描述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法。
实施例七
本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一或实施例二中所描述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法。
以上所描述的实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存储器（Random Access Memory，RAM）、可编程只读存储器（Programmable Read-only Memory，PROM）、可擦除可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM）、一次可编程只读存储器（One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM）、电子抹除式可复写只读存储器（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）、只读光盘（CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM）或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法及***所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，所述上下行非对称通信MIMO***包括设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，所述接收端的天线通道上设置有多个移相器，其特征在于，所述方法包括：
根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数；
根据所述波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值；
根据不同相位对应的信道估计值和所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值；
根据所述所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
2.根据权利要求1所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，其特征在于，所述预置的波束设计模型包括多个与波束具有关联关系的波束权值，所述根据所述所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，包括：
将所有天线通道信道估计值分别与所述波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值；
标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
3.根据权利要求2所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，其特征在于，所述预置的波束设计模型基于离散傅里叶变换空域采样原理生成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
将工作波束进行预加权处理发送至下行接收端。
5.一种基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理***，所述***包括：
设置有非对称天线通道的上行发送端和下行接收端，所述接收端的天线通道上设置有多个移相器，其特征在于，所述***包括：
比例确定模块，用于根据上行发送端与下行接收端的天线通道比例确定波束切换次数；
信道估计模块，用于根据所述波束切换次数调整接收端上设置的所有移相器的相位，对每一次调整后的单个天线通道进行估计生成不同相位对应的信道估计值；
信道恢复模块，用于根据不同相位对应的信道估计值和所有移相器的相位恢复所有天线通道的信道估计值；
波束管理模块，用于根据所述所有天线通道信道估计值和预置的波束设计模型生成工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
6.根据权利要求5所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理***，其特征在于，所述预置的波束设计模型包括多个与波束具有关联关系的波束权值，所述波束管理模块包括：
计算单元，用于将所有天线通道信道估计值分别与所述波束权值进行相关性计算生成天线通道在预置的波束设计模型中的能量值；
管理单元，用于标记每一天线通道的最大能量值对应的波束作为工作波束，通过所述工作波束进行波束管理。
7.根据权利要求6所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理***，其特征在于，所述预置的波束设计模型基于离散傅里叶变换空域采样原理生成。
8.根据权利要求5-7任一项所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理***，其特征在于，所述***还包括：
波束加权模块，用于将工作波束进行预加权处理发送至下行接收端。
9.一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上
运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器
执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的基于上下行非对称通信MIMO***的波束管理方法中的步骤。
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