CN117254839A - 信道状态参考信号的波束赋形方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种信道状态参考信号的波束赋形方法、装置及存储介质，其中，该方法包括：基于频域基矢量确定频域赋形矢量；将待传输的CSI‑RS与所述频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，所述乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对所述最大径TA进行补偿；将所述乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对所述待传输的CSI‑RS进行波束赋形。通过本申请，解决了现有技术中仅在空域上的赋形优化难以满足下行信道业务的需求的问题。

Description

信道状态参考信号的波束赋形方法、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种信道状态参考信号的波束赋形方法、装置及存储介质。
背景技术
在无线通信***中，信道状态信息(Channel State Information，CSI)的反馈主要依靠信道状态参考信号(Channel State Information-Reference Signal，CSI-RS)的信道估计结果。用户终端(User Euipment，UE)通过无线信令获取CSI-RS配置，指示其在对应的CSI-RS资源位置进行信道质量估计，并根据信道估计的结果来选择最优的秩指示(RankIndicator，RI)、预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)、信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)反馈至基站(Base Station，BS)。基站依据上述的反馈信息对各信道进行资源分配及波束管理。因此，更准确的CSI-RS信道估计结果直接影响UE反馈给基站的信道信息指标的精度，使基站可以获取到精度更高的反馈信息，进而提高资源分配与波束管理的可靠度，提升通信***的整体性能。
在提升CSI-RS信道估计精准度的现有研究中，仅在空域上的赋形优化难以满足下行信道业务的需求。
发明内容
本申请提供了一种信道状态参考信号的波束赋形方法、装置及存储介质，以解决现有技术中仅在空域上的赋形优化难以满足下行信道业务的需求的问题。
第一方面，本申请提供了一种信道状态参考信号的波束赋形方法，包括：基于频域基矢量确定频域赋形矢量；将待传输的CSI-RS与所述频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，所述乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对所述最大径TA进行补偿；将所述乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对所述待传输的CSI-RS进行波束赋形。
第二方面，本申请提供了一种信道状态参考信号的波束赋形装置，包括：确定模块，用于基于频域基矢量确定频域赋形矢量；第一处理模块，用于将待传输的CSI-RS与所述频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，所述乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对所述最大径TA进行补偿；第二处理模块，用于将所述乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对所述待传输的CSI-RS进行波束赋形。
第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一项实施例所述的方法步骤。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项实施例所述的方法步骤。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该方法，可以先将CSI-RS与频域赋形矢量相乘，该乘积结果能够用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对最大径TA进行补偿，进而将该乘积结果与空域权值矩阵相乘，实现了利用上行信道估计结果的相位信息，构造与之匹配的频域基矢量，完成了对CSI-RS的波束赋形，实现了在基站侧对频域维度最大径TA的相位预补，提升了基站对下行业务的赋形、控制的精准程度，从而提升了通信***性能，解决了现有技术中仅在空域上的赋形优化难以满足下行信道业务的需求的问题
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的一种CSI-RS的波束赋形方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种CSI-RS的波束赋形装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种CSI-RS的波束赋形方法的流程示意图，如图1所示，该方法的步骤包括：
步骤102，基于频域基矢量确定频域赋形矢量；
步骤104，将待传输的CSI-RS与频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对最大径TA进行补偿；
步骤106，将乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对待传输的CSI-RS进行波束赋形。
通过上述步骤102至步骤106，可以先将CSI-RS与频域赋形矢量相乘，该乘积结果能够用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对最大径TA进行补偿，进而将该乘积结果与空域权值矩阵相乘，实现了利用上行信道估计结果的相位信息，构造与之匹配的频域基矢量，完成了对CSI-RS的波束赋形，实现了在基站侧对频域维度最大径TA的相位预补，提升了基站对下行业务的赋形、控制的精准程度，从而提升了通信***性能，解决了现有技术中仅在空域上的赋形优化难以满足下行信道业务的需求的问题。
需要说明的是，本申请实施例中的执行主体为网络侧设备，例如基站；因此，在对待传输的CSI-RS进行波束赋形后，基站可以将进行波束赋形后的CSI-RS发送给终端。由于通过在发端对CSI-RS乘以频域赋形矢量对频域进行相位补偿，因此在信道条件LOS径占优的场景下，终端接收到的信号只有很小的TA，可以提高CSIRS信道估计的准确度，进而提高终端侧反馈给基站RI、PMI、CQI等指标的可靠度。
在本申请实施例中对于上述步骤102中涉及到的基于频域基矢量确定频域赋形矢量的方式，进一步可以包括：
步骤11，对与信道探测参考信号SRS对应的信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到求和结果；
步骤12，基于频域粒度对求和结果进行资源块RB合并，得到第一合并结果；
步骤13，将第一合并结果分别与每一个频域基矢量做内积并求模，得到多个求模结果；
步骤14，基于多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定频域赋形矢量。
通过上述步骤11至步骤14，为了能够进一步提升信道估计的准确度，可以先将信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到在天线维度和端口维度上的更为精准的合并结果，从而在后续将该合并结果与每一个频域基矢量做内积并求模，得到多个求模结果，进而基于多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定频域赋形矢量，该确定的频域赋形矢量为最优的频域赋形矢量，即该频域赋形矢量为与信道估计结果的相位匹配度最高的，以完成CSI-RS的波束赋形，实现在基站侧频域维度最大径TA的相位预补偿。
进一步地，对于上述步骤14中涉及到的基于多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定频域赋形矢量的方式，进一步可以包括：
步骤21，对多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量进行RB扩展；
步骤22，将扩展后的频域基矢量确定为频域赋形矢量。
需要说明的是，上述对多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量进行RB扩展之后的频域维度K与带宽相关，即为RB的数量。
在本申请实施例的可选实施方式中，在将第一合并结果分别与每一个频域基矢量做内积并求模，得到多个求模结果之前，本申请实施例的方法还可以包括：
步骤31，基于角度划分粒度与频域粒度生成与角度划分粒度数量相等的频域基矢量；其中，角度划分粒度为均分预设角度的份数。
其中，该预设角度可以2π，角度划分粒度的取值越大表明将角度2π划分的更细，频域相位补偿的精度就越高。
在本申请实施例的可选实施方式中，对于上述步骤11中涉及到的对与SRS对应的信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到求和结果的方式，进一步可以包括：
步骤41，对与SRS对应的信号估计矩阵在天线维度进行合并，得到第二合并结果；
步骤42，对第二合并结果在端口维度进行合并，得到第三合并结果，其中，第三合并结果为求和结果。
也就是说，在本申请实施例中先将信号估计矩阵在天线维度进行合并，然后再在端口维度进行合并，以便后续能够更加准确的找到最优的频域赋形矢量。
下面结合本申请实施例的具体实施方式对本申请进行举例说明，该具体实施方式提供了一种CSI-RS的赋形优化方法，该方法通过对基站发端CSI-RS信号乘一个频域赋形矢量，实现在频域的相位补偿，进而拉齐最大径TA对应频域上的相位，实现最大径TA的预补偿，具体可以通过如下公式确定经过赋形的频域数据：
y(f)＝Wwoptx(f)
其中，y(f)为经过赋形后CSI-RS，x(f)为待赋形的CSI-RS，W为空域权值矩阵，wopt为频域赋形矢量。
此外，频域赋形矢量是通过求上行srsH分别与所有频域基矢量相乘最大值的方式来选出的最优频域基矢量。而频域基矢量是以ρ为粒度,等相位间隔的，维度为RB数(K)的向量；其中ρ表示频域粒度，取值为正整数，当取1时频域基矢量的频域方向精度划分最细。该具体实施例的方法步骤包括：
步骤201，根据角度划分粒度M与频域粒度ρ生成M个频域基矢量wi；
其中，可以根据如下公式生成频域基矢量：
其中，w为频域基矢量，l为RB组索引，K为RB数；
定义角度划分粒度M为均分角度2π的份数。M取值越大表明将角度2π划分的更细，频域相位补偿的精度就越高。角度组θi表示为:
其中，i为角度组的角度索引，θi为第i个角度。
M个频域基矢量组表示为：
其中，wi为第i个频域基矢量。
步骤202：对SRS的信道估计矩阵HSRS在天线维度做合并处理；
步骤203：对步骤202的结果在端口维度做合并处理；
其中，对SrsH分别在天线与端口维度做求和处理，SrsH的维度为:RB数×天线数Rx×端口数Tx。表示为:
HSRS＝[H0 H1 ... HK-1]
其中，每个RB的H都是一个Rx乘Tx的矩阵：
其中，k为RB索引，Rx为物理天线数，Tx为天线端口数。
分别对Hk的物理天线与端口维度累加可得：
因此，对SrsH的求和结果为一个维度为K的向量：
步骤204：对步骤203的结果按照频域粒度ρ进行RB合并；
其中，根据频域基矢量设计的粒度，对H按照每ρ进行RB合并处理，维度为结果记为:
步骤205：将步骤204的结果与第i个频域基矢量做内积并记录结果；
步骤206：循环索引值i自加1，判断i是否小于M，在判断结果为是的情况下返回步骤205；在判断结果为否的情况下执行步骤207；
其中，分别与M个频域基矢量做内积并求模，遍历求模结果为：
步骤207:选出求模结果的最大值对应的频域基矢量作为最优频域基矢量；
其中，找出最大值对应的频域基矢量并做RB扩展作为最优频域基矢量，通过以下公式:
步骤208：对最优频域基矢量做RB扩展，得到频域赋形矢量，其中，扩展之后的频域维度为K；
步骤209：CSI-RS信号乘以频域赋形矢量，完成频域的最大径TA的预补偿；
步骤210：对步骤9结果乘以空域权值矩阵W，完成波束赋形；
步骤211：发送赋形后的CSI-RS。
通过上述步骤201至步骤211中的CSI-RS信号赋形优化方法，在无线通信***中，通过在发送端对CSI-RS信号乘以频域赋形矢量，在频域上进行相位补偿，在信道条件LOS径占优的场景下，终端接收到的信号只有很小的TA，从而可以提高CSI-RS信道估计的准确度，进而提高终端侧反馈给基站RI、PMI、CQI等指标的可靠度，改善发送端对下行业务的赋形、控制的精准程度，提升了通信***的性能，另外，由于终端收到的信号去除了大TA的影响，因此也可以使得终端CSI-RS的信道估计算法更加优化。
对应于上述图1中的方法，本申请实施例还提供了一种CSI-RS的波束赋形装置，如图2所示，该装置包括：
确定模块22，用于基于频域基矢量确定频域赋形矢量；
第一处理模块24，用于将待传输的CSI-RS与频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对最大径TA进行补偿；
第二处理模块26，用于将乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对待传输的CSI-RS进行波束赋形。
通过本申请实施例中的装置，可以先将CSI-RS与频域赋形矢量相乘，该乘积结果能够用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对最大径TA进行补偿，进而将该乘积结果与空域权值矩阵相乘，实现了利用上行信道估计结果的相位信息，构造与之匹配的频域基矢量，完成了对CSI-RS的波束赋形，实现了在基站侧对频域维度最大径TA的相位预补，提升了基站对下行业务的赋形、控制的精准程度，从而提升了通信***性能，解决了现有技术中仅在空域上的赋形优化难以满足下行信道业务的需求的问题。
可选地，本申请实施例中的确定模块22进一步可以包括：第一处理单元，用于对与信道探测参考信号SRS对应的信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到求和结果；合并单元，用于基于频域粒度对求和结果进行资源块RB合并，得到第一合并结果；第二处理单元，用于将第一合并结果分别与每一个频域基矢量做内积，得到多个求模结果；确定单元，用于基于多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定频域赋形矢量。
可选地，本申请实施例中的确定单元进一步可以包括：扩展子单元，用于对多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量进行RB扩展；确定子单元，用于将扩展后的频域基矢量确定为频域赋形矢量。
可选地，本申请实施例中的装置还可以包括：生成模块，用于在将第一合并结果分别与每一个频域基矢量做内积，得到多个求模结果之前，基于角度划分粒度与频域粒度生成与角度划分粒度数量相等的频域基矢量；其中，角度划分粒度为均分预设角度的份数。
选地，本申请实施例中的第一处理单元进一步可以包括：第一合并子单元，用于对与SRS对应的信号估计矩阵在天线维度进行合并，得到第二合并结果；第二合并子单元，用于对第二合并结果在端口维度进行合并，得到第三合并结果，其中，第三合并结果为求和结果。
如图3所示，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器111、通信接口112、存储器113和通信总线114，其中，处理器111，通信接口112，存储器113通过通信总线114完成相互间的通信，
存储器113，用于存放计算机程序；
在本申请一个实施例中，处理器111，用于执行存储器113上所存放的程序时，实现前述任意一个方法实施例提供的CSI-RS的波束赋形方法，其作用也是类似的，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述任意一个方法实施例提供的CSI-RS的波束赋形方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种信道状态参考信号CSI-RS的波束赋形方法，其特征在于，包括：
基于频域基矢量确定频域赋形矢量；
将待传输的信道状态参考信号CSI-RS与所述频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，所述乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对所述最大径TA进行补偿；
将所述乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对所述待传输的CSI-RS进行波束赋形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于频域基矢量确定频域赋形矢量，包括：
对与信道探测参考信号SRS对应的信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到求和结果；
基于频域粒度对所述求和结果进行资源块RB合并，得到第一合并结果；
将所述第一合并结果分别与每一个所述频域基矢量做内积并求模，得到多个求模结果；
基于所述多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定所述频域赋形矢量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定所述频域赋形矢量，包括：
对所述多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量进行RB扩展；
将扩展后的频域基矢量确定为所述频域赋形矢量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述第一合并结果分别与每一个所述频域基矢量做内积并求模，得到多个求模结果之前，所述方法还包括：
基于角度划分粒度与频域粒度生成与所述角度划分粒度数量相等的所述频域基矢量；其中，所述角度划分粒度为均分预设角度的份数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对与所述SRS对应的信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到求和结果包括：
对与所述SRS对应的信号估计矩阵在天线维度进行合并，得到第二合并结果；
对所述第二合并结果在端口维度进行合并，得到第三合并结果，其中，所述第三合并结果为所述求和结果。
6.一种信道状态参考信号的波束赋形装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于基于频域基矢量确定频域赋形矢量；
第一处理模块，用于将待传输的信道状态参考信号CSI-RS与所述频域赋形矢量相乘得到乘积结果，其中，所述乘积结果用于拉齐最大径定时提前量TA对应频域上的相位，以对所述最大径TA进行补偿；
第二处理模块，用于将所述乘积结果与空域权值矩阵相乘，以对所述待传输的CSI-RS进行波束赋形。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
第一处理单元，用于对与信道探测参考信号SRS对应的信号估计矩阵分别在天线维度和端口维度进行求和处理，得到求和结果；
合并单元，用于基于频域粒度对所述求和结果进行资源块RB合并，得到第一合并结果；
第二处理单元，用于将所述第一合并结果分别与每一个所述频域基矢量做内积并求模，得到多个求模结果；
确定单元，用于基于所述多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量确定所述频域赋形矢量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：
扩展子单元，用于对所述多个求模结果中最大值所对应的频域基矢量进行RB扩展；
确定子单元，用于将扩展后的频域基矢量确定为所述频域赋形矢量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5中任一项所述方法步骤。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法步骤。
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