CN118074772A - 面向多终端设备的波束赋形方法、装置、基站和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面向多终端设备的波束赋形方法、装置、基站和存储介质，涉及通信技术领域，所述方法包括：获取基站对应的发射信号和接收信号；基于基站对应的发射信号，确定与基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；基于基站对应的接收信号，确定与基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；基于下行信道容量总和和上行信道容量总和，确定至少两个终端设备对应的平均信道容量；以平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。本发明可提高无线通信***的***容量，以及***容量提高的全面性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种面向多终端设备的波束赋形方法、装置、基站和存储介质。
背景技术
在无线通信***中，多用户并发传输是提高***容量的一种普遍方法。随着通信技术的发展，多用户信号可在时间域、频率域以及空间域被复用，极大地增加了无线***的传输效率。当前的5G（第五代无线通信技术）***普遍采用TDD（Time-Domain Duplex，时分双工）传输制式，在一个无线传输帧中划分出不同的上下行时隙，分别供用户到基站上行传输和基站到用户下行传输使用;在频率域上，5G***划分不同的RB资源块（ResourceBlock）供不同用户传输信号，从而提高频谱利用率。
随着天线技术的发展和芯片信号处理能力的增强，大规模天线阵列技术（Multiple Input Multiple Output，MIMO）在5G***中已被广泛采纳，通过对天线阵列波束赋形，从而在空间域上大幅增加***容量。然而，现有的波束赋形方法通常仅考虑单用户上行或者下行传输的***容量，导致提高的***容量较为片面且未贴合实际情况。
发明内容
本发明提供一种面向多终端设备容量的最优化波束赋形方法，用以解决现有技术中波束赋形方法提高的***容量较为片面且未贴合实际情况的缺陷，提高无线通信***的***容量，以及***容量提高的全面性和可靠性。
本发明提供一种面向多终端设备容量的最优化波束赋形方法，包括：
获取基站对应的发射信号和接收信号；
基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
根据本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法，所述基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量，包括：
获取上行时隙与下行时隙对应的传输时隙配比；
基于所述传输时隙配比、所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量。
根据本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法，所述基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和，包括：
针对各所述终端设备，基于所述基站向所述终端设备发送的发射信号，确定所述终端设备对应的下行信道响应、上一下行波束赋形参数和下行***噪声；
基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的下行信道容量之和，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
根据本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法，所述基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量，包括：
基于所述下行信道响应和所述上一下行波束赋形参数，确定所述终端设备对应的下行平均功率；
基于所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述下行平均功率和所述下行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的下行信道容量。
根据本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法，所述基于所述基站对应的接收信号，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和，包括：
针对各所述终端设备，基于所述终端设备向所述基站发送的接收信号，确定所述终端设备对应的上行信道响应、上一上行波束赋形参数和上行***噪声；
基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的上行信道容量之和，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
根据本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法，所述基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量，包括：
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行信道响应，确定所述终端设备对应的上行平均功率；
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述上行平均功率和所述上行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的上行信道容量。
根据本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法，所述最优波束赋形参数包括最优下行波束赋形参数和最优上行波束赋形参数；
所述方法还包括：
将所述上一下行波束赋形参数更新为所述最优下行波束赋形参数，并将所述上一上行波束赋形参数更新为所述最优上行波束赋形参数。
本发明还提供一种面向多终端设备的波束赋形装置，包括：
获取模块，用于获取基站对应的发射信号和接收信号；
第一确定模块，用于基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
第二确定模块，用于基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
第三确定模块，用于基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
优化模块，用于以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
本发明还提供一种基站，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任一项所述面向多终端设备的波束赋形方法。
本发明还提供一种非暂态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上述任一项所述面向多终端设备的波束赋形方法。
本发明提供的面向多终端设备的波束赋形方法、装置、基站和存储介质，在获取基站对应的发射信号和接收信号后，基于基站对应的发射信号，确定与基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和，基于基站对应的接收信号，确定至少两个终端设备对应的上行信道容量总和，基于下行信道容量总和和上行信道容量总和，确定至少两个终端设备对应的平均信道容量；并以平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数，基站按照最优波束赋形参数进行波束调整，从而实现信道容量最大化，同时，多终端设备上下行联合的通信闭环，确保信道容量提高的全面性，且更贴近实际情况，提高信道容量提高的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的面向多终端设备的波束赋形方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的时分双工传输制式的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的面向多终端设备的波束赋形装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
针对现有技术中波束赋形方法提高的***容量较为片面且未贴合实际情况的问题，本发明实施例提供一种面向多终端设备的波束赋形方法，图1是本发明实施例提供的面向多终端设备的波束赋形方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
步骤110、获取基站对应的发射信号和接收信号。
可选的，该基站具有N根天线，该基站所在小区内存在M个单天线的终端设备，N与M均为大于或等于2的整数，且N>M。该基站与M个终端设备之间采用时分双工（Time DivisionDuplex，TDD）传输制式。TDD传输制式的移动通信***中信号的接收和发送是在同一频率信道，即，载波的不同时隙，采用保证时间来分离接收与发送信道，其上行信道和下行信道中信息的传输可以在同一载波频率上进行，即，上行信道中信息的传输和下行信道中信息的传输是在同一载波上通过时分实现的。图2是本发明实施例提供的时分双工传输制式的结构示意图，如图2所示，其中，B表示基站，基站B所在小区内包括M个单天线终端设备，/>为信道响应且/>。
可选的，上述发射信号为基站向终端设备发射的无线信号，经基 20 站处理后，其发射信号对应下行时隙，通过下行信道传输到终端设备， 终端设备接收到信号后进行分析处理。具体为：基站在下行时隙的 N 个独立频带向终端设备发送初始发射信号 /> ，经过下行波束赋形处理，以及下行信道响应和下行***噪声的影响，初始发射信号/>转换成发射信号/>，即，终端设备/>实际的接收信号/>，发射信号/>如式（1）所示，式（1）为：
，
其中，表示基站的发射信号，/>表示基站的初始发射信号，/>表示上一下行波束赋形参数，即，上一下行波束赋形矩阵中的第i列向量，/>表示下行信道响应，/>表示下行***噪声。
可选的，上述接收信号为终端设备向基站发射的无线信号，其发射信号对应上行时隙，通过上行信道传输到基站，基站接收信号后进行分析处理。具体为：上行时隙基站接收到的信号为终端设备在上行时隙的N个独立频带中的一个频带向基站发送初始接收信号，经过上行信道响应和上行***噪声的影响，以及上行波束赋形处理后，转换成基站的接收信号/>，接收信号/>如式（2）所示，式（2）为：
，
其中，表示基站的接收信号，/>表示终端设备向基站发送的初始接收信号，表示上一上行波束赋形参数，即，上一上行波束赋形矩阵中的第i列向量，/>表示上行信道响应，/>表示上行***噪声,初始接收信号/>由于上行信道响应和上行***噪声的影响，转换成/>后，再经上行波束赋形处理。
需要说明的是，上行***噪声与下行***噪声可以均为高斯白噪声，且上行***噪声与下行***噪声服从同一正态分布，即，上行***噪声与下行***噪声均服从。
可选的，本发明实施例中，无线通信***的上行时隙和下行时隙存在互易性。互易性可以理解为TDD传输制式利用相同的频率、不同的时隙进行上下行信道的信号传输。同时，为了避免相邻的上下行信道之间的干扰，通常设置一定的时隙间隔。由于TDD传输制式中上下行信道在相同的频率上进行传输，当上下行的发送时间间隔足够短时，可认为上行信道与下行信道的衰落基本相同。基于这一特性，在TDD传输制式下，终端设备首先向基站发送上行导频信号，基站通过检测上行信号来估计下行信道，并由信道的互易性得到下行信道状态信息，在保证下行信道状态估计精度的同时，可以节省网络开销。假如，在***中上行时隙和下行时隙存在非互易性，发射信号在信道中沿相反的方向传输时，会呈现出不同的电磁损耗、相移等特性，需要通过调整信号的幅度、相位或波束赋形参数来抑制参数漂移，达到波束成形的效果。本发明实例对此不做限制。
步骤120、基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
具体的，在确定基站对应的发射信号后，由于基站对应的发射信号是基站发射至某一终端设备的无线信号，因此，根据该发射信号，可计算得到该终端设备对应的下行信道容量，进而根据所有终端设备各自对应的下行信道容量之和，计算得到至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
进一步的，所述基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和，包括：
针对各所述终端设备，基于所述基站向所述终端设备发送的发射信号，确定所述终端设备对应的下行信道响应、上一下行波束赋形参数和下行***噪声；
基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的下行信道容量之和，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
具体的，基站向终端设备发送发射信号前，首先会感知其上一下行波束赋形参数和下行信道响应，基于基站与终端设备之间的通信协议，感知上一下行波束赋形矩阵，并从上一下行波束赋形矩阵中获取第i列向量作为上一下行波束赋形参数与下行信道响应构成等效信道，对初始发射信号进行处理后映射到物理资源上，通过天线传输给终端设备，其中，下行信道响应为基站物理特性的表征。
本发明实施例中，下行***噪声为高斯白噪声，其分布服从正态分布。根据下行信道响应、上一下行波束赋形参数和下行***噪声，计算得到每一个终端设备下行信道容量，然后将所有终端设备各自对应的下行信道容量求和，得到至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
进一步的，所述基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量，包括：
基于所述下行信道响应和所述上一下行波束赋形参数，确定所述终端设备对应的下行平均功率；
基于所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述下行平均功率和所述下行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的下行信道容量。
具体的，根据下行信道响应和上一下行波束赋形参数，可计算得到终端设备对应的下行平均功率。该下行平均功率是指一个信号在某一时间段内所传输的能量大小，通常用单位时间内信号的平方值（即信号的能量）的平均值来表示。由于下行***噪声服从正态分布，因此，根据正态分布中的方差可确定下行高斯噪声功率。之后，根据下行平均功率和下行高斯噪声功率，利用香农公式，可计算得到该终端设备对应的下行信道容量，下行信道容量/>如式（3）所示，式（3）为：
，
其中，表示终端设备对应的下行平均功率，/>示下行高斯噪声功率。
在确定下行信道容量之后，由于基站所在小区内存在M个终端设备，因此，计算M个终端设备各自对应的下行信道容量之和，即可得到下行信道容量总和，下行信道容量总和如式（4）所示，式（4）为：
。
步骤130、基于所述基站对应的接收信号，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
具体的，在确定基站对应的接收信号后，由于基站对应的接收信号是某一终端设备发射至基站的无线信号，因此，根据该接收信号，可计算得到该终端设备对应的上行信道容量，进而根据所有终端设备各自对应的上行信道容量之和，计算得到至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
进一步的，所述基于所述基站对应的接收信号，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和，包括：
针对各所述终端设备，基于所述终端设备向所述基站发送的接收信号，确定所述终端设备对应的上行信道响应、上一上行波束赋形参数和上行***噪声；
基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的上行信道容量之和，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
具体的，无线通信***上下行信道具有互易性时，可以认为下行信道与上行信道具有类似的信道特性，其上行信道响应与下行信道响应互为转置，终端设备参考下行信道响应，同时，基于基站与终端设备之间的通信协议，感知上一上行波束赋形矩阵，并从上一上行波束赋形矩阵中获取第i列向量作为上一上行波束赋形参数与上行信道响应估计出等效信道，对初始接收信号进行处理后映射到物理资源上，通过天线传输给基站。之后，根据上行信道响应、上一上行波束赋形参数和上行***噪声分布，计算得到该终端设备的上行信道容量，然后将所有终端设备各自对应的上行信道容量求和，得到至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
进一步的，所述基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量，包括：
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行信道响应，确定所述终端设备对应的上行平均功率；
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述上行平均功率和所述上行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的上行信道容量。
具体的，基于上行信道响应和上一上行波束赋形参数，可计算得到终端设备对应的上行平均功率。由于上行***噪声服从正态分布，且上行***噪声在上行信道传输过程中同初始接收信号相同，均经过上一上行波束赋形参数处理，因此，根据正态分布中的方差以及上一上行波束赋形参数可确定上行高斯噪声功率。之后，根据上行平均功率和上行高斯噪声功率，利用香农公式，可计算得到该终端设备对应的上行信道容量，上行信道容量如式（5）所示，式（5）为：
，
其中，表示终端设备对应的上行平均功率，/>表示上行高斯噪声功率。
在确定上行信道容量之后，由于基站所在小区内存在M个终端设备，因此，计算M个终端设备各自对应的上行信道容量之和，即可得到上行信道容量总和，上行信道容量总和如式（6）所示，式（6）为：
。
步骤140、基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
具体的，基于下行信道容量总和和上行信道容量总和，得到上下行信道容量总和，由步骤110可知，TDD传输制式存在上下行时隙，其对应的传输时隙配比主要用于描述上行和下行数据传输时的时间分配比例，因此，结合上下行信道容量总和与传输时隙配比，即可得到至少两个终端设备对应的平均信道容量。
进一步的，所述的面向多终端设备的波束赋形方法，所述基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量，包括：
获取上行时隙与下行时隙对应的传输时隙配比；
基于所述传输时隙配比、所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量。
具体的，无线通信***采用TDD传输制式，其上行时隙用于将上行数据从终端设备发送到基站，下行时隙用于将下行数据从基站发送到终端设备，其对应的传输时隙配比会直接影响到上下行信道的利用率、用户体验和网络性能，传输时隙配比的合理设置可使得上下行信道的资源能够得到充分和合理的利用，可以有效提高网络的吞吐量和容量，减少通信延迟，提高用户的上网速度和通话质量，并且可以根据不同网络负载情况，实现对上下行信道资源的灵活管理和优化调度。因此，本发明实施例中，无线通信***TDD传输制式中上行时隙与下行时隙的传输时隙配比可以为，利用式（7），基于传输时隙配比、上行信道容量总和和下行信道容量总和，可计算得到至少两个终端设备对应的平均信道容量/>，式（7）为：
。
可选的，一般情况下，上行信道需要相对更多的时隙来传输用户数据，而下行信道则需要相对较少的时隙。为了提高网络性能和用户体验，需要根据具体的场景和需求来优化上下行时隙配比优化策略。常见的优化策略有：基于业务类型的优化、基于网络负载的优化、基于用户数量的优化、基于信道质量的优化等。本发明实施例对此不做限制。
步骤150、以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
具体的，基于平均信道容量，利用式（8），在上一上行信道波束赋形参数和上一下行信道波束赋形参数处于2-范数约束条件下，分别调整上一上行信道波束赋形参数和上一下行信道波束赋形参数，得到该约束条件下的最大平均信道容量，从而确定TDD传输制式中传输时隙配比为下的最优波束赋形参数，即，上行信道对应的最优上行波束赋形参数和下行信道对应的最优下行波束赋形参数。式（8）为：
，
，
其中，W表示上一下行信道波束赋形矩阵，U表示上一上行信道波束赋形矩阵。
进一步的，所述最优波束赋形参数包括最优下行波束赋形参数和最优上行波束赋形参数；
所述方法还包括：
将所述上一下行波束赋形参数更新为所述最优下行波束赋形参数，并将所述上一上行波束赋形参数更新为所述最优上行波束赋形参数。
具体的，采用最优下行波束赋形参数替换上一下行波束赋形参数，同时，采用最优上行波束赋形参数替换上一上行波束赋形参数，实现波束赋形调整。
可选的，基于平均信道容量最大化的最优波束赋形参数，基站通过调整上一上行波束赋形参数和上一下行波束赋形参数，在数字域对传输信道进行修正，改变信道状态信息，得到等效最优信道，对信号进行处理后在等效空间内实现最优波束赋形，从而提高信道容量。同时，基站天线在发射信号时，会根据接收到的信号功率情况进行波束扫描，在基站天线部署时已预定义的指向性波形中选择最好的一个或者调整天线的幅度和相位（利用移相器和增益控制器），使信号波束具有最优指向性，能够有效抵消较高工作频率下增加的路径损耗和不同信号间的串扰。
本发明实施例提供的面向多终端设备的波束赋形方法，在获取基站对应的发射信号和接收信号后，基于基站对应的发射信号，确定与基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和，基于基站对应的接收信号，确定至少两个终端设备对应的上行信道容量总和，基于下行信道容量总和和上行信道容量总和，确定至少两个终端设备对应的平均信道容量；并以平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数，基站按照最优波束赋形参数进行波束调整，从而实现信道容量最大化，同时，多终端设备上下行联合的通信闭环，确保信道容量提高的全面性，且更贴近实际情况，提高信道容量提高的可靠性。
下面对本发明提供的面向多终端设备的波束赋形装置进行描述，下文描述的面向多终端设备的波束赋形装置与上文描述的面向多终端设备的波束赋形方法可相互对应参照。
本发明实施例还提供一种面向多终端设备的波束赋形装置，图3是本发明实施例提供的面向多终端设备的波束赋形装置的结构示意图，如图3所示，该面向多终端设备的波束赋形装置300包括：获取模块310、第一确定模块320、第二确定模块330、第三确定模块340和优化模块350，其中：
获取模块310，用于获取基站对应的发射信号和接收信号；
第一确定模块320，用于基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
第二确定模块330，用于基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
第三确定模块340，用于基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
优化模块350，用于以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
本发明实施例提供的面向多终端设备的波束赋形装置，在获取基站对应的发射信号和接收信号后，基于基站对应的发射信号，确定与基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和，基于基站对应的接收信号，确定与基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和，基于下行信道容量总和和上行信道容量总和，确定至少两个终端设备对应的平均信道容量；并以平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数，基站按照最优波束赋形参数进行波束调整，从而实现信道容量最大化，同时，多终端设备上下行联合的通信闭环，确保信道容量提高的全面性，且更贴近实际情况，提高信道容量提高的可靠性。
可选的，第一确定模块320，具体用于：
针对各所述终端设备，基于所述基站向所述终端设备发送的发射信号，确定所述终端设备对应的下行信道响应、上一下行波束赋形参数和下行***噪声；
基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的下行信道容量之和，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
可选的，第一确定模块320，具体用于：
基于所述下行信道响应和所述上一下行波束赋形参数，确定所述终端设备对应的下行平均功率；
基于所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述下行平均功率和所述下行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的下行信道容量。
可选的，第二确定模块330，具体用于：
针对各所述终端设备，基于所述终端设备向所述基站发送的接收信号，确定所述终端设备对应的上行信道响应、上一上行波束赋形参数和上行***噪声；
基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的上行信道容量之和，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
可选的，第二确定模块330，具体用于：
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行信道响应，确定所述终端设备对应的上行平均功率；
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述上行平均功率和所述上行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的上行信道容量。
可选的，第三确定模块340，具体用于：
获取上行时隙与下行时隙对应的传输时隙配比；
基于所述传输时隙配比、所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量。
可选的，所述最优波束赋形参数包括最优下行波束赋形参数和最优上行波束赋形参数。
可选的，该面向多终端设备的波束赋形装置300还包括更新模块，该更新模块，具体用于：
将所述上一下行波束赋形参数更新为所述最优下行波束赋形参数，并将所述上一上行波束赋形参数更新为所述最优上行波束赋形参数。
图4是本发明实施例提供的基站的结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行一种面向多终端设备的波束赋形方法，该方法包括：
获取基站对应的发射信号和接收信号；
基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种面向多终端设备的波束赋形方法，该方法包括：
获取基站对应的发射信号和接收信号；
基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的一种面向多终端设备的波束赋形方法，该方法包括：
获取基站对应的发射信号和接收信号；
基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。
通过以上的实施方式的描述，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，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，包括：
获取基站对应的发射信号和接收信号；
基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
2.根据权利要求1所述的面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，所述基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量，包括：
获取上行时隙与下行时隙对应的传输时隙配比；
基于所述传输时隙配比、所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量。
3.根据权利要求1所述的面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，所述基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和，包括：
针对各所述终端设备，基于所述基站向所述终端设备发送的发射信号，确定所述终端设备对应的下行信道响应、上一下行波束赋形参数和下行***噪声；
基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的下行信道容量之和，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和。
4.根据权利要求3所述的面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，所述基于所述下行信道响应、所述上一下行波束赋形参数和所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行信道容量，包括：
基于所述下行信道响应和所述上一下行波束赋形参数，确定所述终端设备对应的下行平均功率；
基于所述下行***噪声，确定所述终端设备对应的下行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述下行平均功率和所述下行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的下行信道容量。
5.根据权利要求3或4所述的面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，所述基于所述基站对应的接收信号，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和，包括：
针对各所述终端设备，基于所述终端设备向所述基站发送的接收信号，确定所述终端设备对应的上行信道响应、上一上行波束赋形参数和上行***噪声；
基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量；
基于所有终端设备各自对应的上行信道容量之和，确定所述至少两个终端设备对应的上行信道容量总和。
6.根据权利要求5所述的面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，所述基于所述上行信道响应、所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行信道容量，包括：
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行信道响应，确定所述终端设备对应的上行平均功率；
基于所述上一上行波束赋形参数和所述上行***噪声，确定所述终端设备对应的上行高斯噪声功率；
利用香农公式，基于所述上行平均功率和所述上行高斯噪声功率，确定所述终端设备对应的上行信道容量。
7.根据权利要求6所述的面向多终端设备的波束赋形方法，其特征在于，所述最优波束赋形参数包括最优下行波束赋形参数和最优上行波束赋形参数；
所述方法还包括：
将所述上一下行波束赋形参数更新为所述最优下行波束赋形参数，并将所述上一上行波束赋形参数更新为所述最优上行波束赋形参数。
8.一种面向多终端设备的波束赋形装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取基站对应的发射信号和接收信号；
第一确定模块，用于基于所述基站对应的发射信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的下行信道容量总和；
第二确定模块，用于基于所述基站对应的接收信号，确定与所述基站通信的至少两个终端设备对应的上行信道容量总和；
第三确定模块，用于基于所述下行信道容量总和和所述上行信道容量总和，确定所述至少两个终端设备对应的平均信道容量；
优化模块，用于以所述平均信道容量最大化为优化目标，确定最优波束赋形参数。
9.一种基站，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1-7任一项所述面向多终端设备的波束赋形方法。
10.一种非暂态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1-7任一项所述面向多终端设备的波束赋形方法。
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