在此提出的實(shí)施例涉及波束形成，并且特別涉及一種用于波束形成的方法、天線布置和計(jì)算機(jī)程序。

背景技術(shù)：

在通信網(wǎng)絡(luò)中，針對(duì)給定的通信協(xié)議、其參數(shù)以及通信網(wǎng)絡(luò)被部署的物理環(huán)境來獲得良好的性能和容量可能具有挑戰(zhàn)性。

獲得良好性能和容量可能具有挑戰(zhàn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組件是被配置用于無線通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的天線；這些無線通信去往/來自另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，和/或去往/來自無線用戶終端。

例如，多天線傳輸技術(shù)被使用在若干無線通信標(biāo)準(zhǔn)(例如第3代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)的長期演進(jìn)(LTE)電信標(biāo)準(zhǔn))中，以便增加系統(tǒng)容量和覆蓋。特定傳輸模式(TM)是基于碼本的預(yù)編碼，其中網(wǎng)絡(luò)的無線電基站(諸如演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B或eNB)向無線末端用戶的終端(表示為用戶設(shè)備或UE)傳輸一個(gè)或若干波束形成的數(shù)據(jù)流。波束形成權(quán)重基于從UE所傳輸?shù)耐扑]從標(biāo)準(zhǔn)化碼本中被選擇。為了UE能夠推薦波束形成權(quán)重，無線電基站首先傳輸預(yù)先確定的參考信號(hào)，參考信號(hào)被UE用來估計(jì)無線電基站與UE之間的復(fù)信道矩陣。這一估計(jì)然后可以被用來確定碼本中的哪些權(quán)重對(duì)于UE將針對(duì)當(dāng)前信道狀態(tài)而導(dǎo)致最佳性能。因?yàn)閮H存在有限數(shù)目的合格波束形成權(quán)重(如由碼本所規(guī)定)，所以僅索引需要從UE被傳輸回到無線電基站。這一索引被稱作預(yù)編碼矩陣指示符(PMI)。無線電基站然后可以選擇利用UE所推薦的預(yù)編碼矩陣或者利用某個(gè)其他預(yù)編碼矩陣來傳輸用戶數(shù)據(jù)。例如，在傳輸模式4(TM4)中，無線電基站可以使用碼本中的另一預(yù)編碼矩陣，而在傳輸模式9(TM9)中，對(duì)無線電基站使用什么預(yù)編碼矩陣沒有限制。在后者的情況下，碼本僅被用來反饋例如從信道狀態(tài)參考信號(hào)(CSI-RS)所獲取的經(jīng)量化的信道狀態(tài)信息(CSI)，而用戶數(shù)據(jù)的解調(diào)依賴于預(yù)編碼的特定于用戶的參考信號(hào)。由于這一原因，TM9有時(shí)被稱作非基于碼本的預(yù)編碼。

進(jìn)一步地，LTE發(fā)布(Release)10中所定義的傳輸模式9(TM9)被設(shè)計(jì)用于多達(dá)八個(gè)天線。LTE發(fā)布10碼本的結(jié)構(gòu)特別適用于四列雙極化均勻線性陣列天線。利用這種類型的天線，波束形成增益(例如，在天線增益的方面被表達(dá))通常與列數(shù)目(即，因子四)相同。波束形成增益因此被限制為大約CSI-RS端口的數(shù)目；在雙極化天線的情況下，通常是這一數(shù)目的一半。

因此，存在對(duì)于改進(jìn)的波束形成的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文的實(shí)施例的一個(gè)目的是提供高效的波束形成。

根據(jù)第一方面，提出了一種用于使用被配置為跨角扇區(qū)傳輸?shù)奶炀€陣列進(jìn)行波束形成的方法。該方法包括通過天線陣列的物理天線端口的映射來確定第一虛擬天線端口集合，第一虛擬天線端口集合定義波束圖案。該方法包括通過第一虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的第一參考信號(hào)集合。該方法包括獲取與接收所傳輸?shù)牡谝粎⒖夹盘?hào)集合的無線收發(fā)器設(shè)備有關(guān)的角信息。該方法包括基于角信息的準(zhǔn)確性和/或角信息自身來適配波束圖案。

有利地，這提供了高效的波束形成。

有利地，這使能高信號(hào)和/或低干擾功率，導(dǎo)致了改進(jìn)的空間重用并且給出高頻譜效率。

有利地，這使得來自例如經(jīng)由TM9或傳輸模式10(TM10)的波束形成的空間分辨率與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式相比能夠被改進(jìn)。改進(jìn)的空間分辨率借助于針對(duì)參考信號(hào)通過其被傳輸給感興趣的(多個(gè))無線收發(fā)器設(shè)備的端口自適應(yīng)地調(diào)節(jié)波束端口特性而被獲得。

根據(jù)實(shí)施例，可以被適配的一些性質(zhì)包括但不限于：波束寬度或形狀、波束指向、和/或虛擬天線端口的相位中心位置或輻射中心。

根據(jù)一種實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括通過天線陣列的物理天線端口的相應(yīng)另外的映射來確定至少一個(gè)另外的虛擬天線端口集合，每個(gè)至少一個(gè)另外的虛擬天線端口集合定義相應(yīng)的波束圖案，并且其中每個(gè)虛擬天線端口集合與用于信道狀態(tài)信息的相應(yīng)的參考信號(hào)集合相關(guān)聯(lián)。

根據(jù)一種實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括同時(shí)地通過第一虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的第一參考信號(hào)集合，并且通過至少一個(gè)另外的虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的至少一個(gè)另外的參考信號(hào)集合。

有利地，這使得大數(shù)目的天線端口能夠同時(shí)地被用于傳輸參考信號(hào)。

有利地，這使能在對(duì)如此傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的可能響應(yīng)信號(hào)的獲取時(shí)在空域中的更密集的采樣，由此例如在后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸中使能更高的波束形成增益。

根據(jù)第二方面，提供了一種用于使用被配置為跨角扇區(qū)傳輸?shù)奶炀€陣列進(jìn)行波束形成的天線布置。該天線布置包括處理單元。該處理單元被配置為通過天線陣列的物理天線端口的映射來確定第一虛擬天線端口集合，第一虛擬天線端口集合定義波束圖案。該處理單元被配置為使得天線陣列通過第一虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的第一參考信號(hào)集合。該處理單元被配置為獲取與接收所傳輸?shù)牡谝粎⒖夹盘?hào)集合的無線收發(fā)器設(shè)備有關(guān)的角信息。該處理單元被配置為基于角信息的準(zhǔn)確性和/或角信息自身來適配波束圖案。

根據(jù)第三方面，提出了一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括根據(jù)第二方面的天線布置。

根據(jù)第四方面，提出了一種無線終端，該無線終端包括根據(jù)第二方面的天線布置。

根據(jù)第五方面，提出了一種用于波束形成的計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼，該計(jì)算機(jī)程序代碼當(dāng)在處理單元上運(yùn)行時(shí)使得該處理單元執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法。

根據(jù)第六方面，提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括根據(jù)第五方面的計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算機(jī)可讀部件，該計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀部件上。

注意，在任何適當(dāng)之處，第一、第二、第三、第四、第五和第六方面中的任何特征可以被應(yīng)用到任何其他方面。相似地，第一方面的任何優(yōu)點(diǎn)可以等同地分別應(yīng)用到第二、第三、第四、第五和/或第六方面，并且反之亦然。所包含的實(shí)施例的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)從以下詳細(xì)的公開、從所附從屬權(quán)利要求、以及從附圖來看將是明顯的。

一般而言，權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語將根據(jù)它們?cè)谠摷夹g(shù)領(lǐng)域中的普通含義進(jìn)行解釋，除非本文明確地另有定義。對(duì)“一個(gè)/一種/該元件、裝置、組件、部件、步驟等”的所有引用將被開放性地解釋為是指該元件、裝置、組件、部件、步驟等的至少一個(gè)實(shí)例，除非明確地另有陳述。本文所公開的任何方法的步驟不是必須以所公開的確切順序被執(zhí)行，除非明確地陳述。

附圖說明

現(xiàn)在參考附圖通過示例的方式來描述發(fā)明性概念，在附圖中：

圖1至圖3是圖示了根據(jù)實(shí)施例的天線陣列的不同方面的示意圖；

圖4a是示出了根據(jù)一種實(shí)施例的天線布置的功能單元的框圖；

圖4b是示出了根據(jù)一種實(shí)施例的天線布置的功能模塊的框圖；

圖5示意性地圖示了包括根據(jù)實(shí)施例的天線布置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；

圖6示意性地圖示了包括根據(jù)實(shí)施例的天線布置的無線終端；

圖7示意性地圖示了根據(jù)一種實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；以及

圖8和圖9是根據(jù)實(shí)施例的方法的流程圖；

圖10示意性地圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的參考信號(hào)的傳輸；以及

圖11至圖13示意性地圖示了使用根據(jù)實(shí)施例的波束形成的參考信號(hào)的傳輸。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將在后文中參考附圖更完全地描述本發(fā)明的概念，在附圖中示出了本發(fā)明的概念的某些實(shí)施例。然而，本發(fā)明的概念可以以許多不同形式來體現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于本文所闡述的實(shí)施例；更確切地，這些實(shí)施例通過示例的方式被提供以使得本公開將是全面和完整的，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的概念的范圍。相似的數(shù)字貫穿本描述指代相似的元素。由虛線圖示的任何步驟都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是可選的。

一般而言，長期演進(jìn)(LTE)電信標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的碼本已經(jīng)被設(shè)計(jì)用于與一維(1-D)天線陣列(通常為均勻線性陣列)一起使用。如上文所提到的，LTE發(fā)布10碼本中的天線端口的最大數(shù)目為八。這對(duì)CSI獲取中的角分辨率和能夠?qū)崿F(xiàn)的波束形成增益施加了限制。

LTE發(fā)布10中所定義的傳輸模式9(TM9)被設(shè)計(jì)用于多達(dá)八個(gè)天線。LTE發(fā)布10碼本的結(jié)構(gòu)特別適用于四列雙極化均勻線性陣列天線。利用這種類型的天線，波束形成增益(例如，在天線增益的方面被表達(dá))通常與列數(shù)目(即，因子四)相同。波束形成增益因此被限制為大約CSI-RS端口的數(shù)目；在雙極化天線的情況下，通常是這一數(shù)目的一半。

本文所公開的實(shí)施例涉及改進(jìn)的波束形成。為了獲得這樣的波束形成，提供了一種天線布置，一種由處理單元執(zhí)行的方法，一種包括代碼的計(jì)算機(jī)程序，例如以計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品為形式，其當(dāng)在處理單元上運(yùn)行時(shí)使得處理單元執(zhí)行該方法。

圖1是圖示了本文所提出的實(shí)施例能夠針對(duì)其被應(yīng)用的天線陣列1的示例架構(gòu)的示意性框圖。天線陣列1可以是N1乘N2的二維天線陣列，其中N1>1且N2>1。然而，雖然在圖1中圖示出這樣的二維天線陣列，但是本文所公開的實(shí)施例也可應(yīng)用于一維天線陣列。天線前端包括物理天線元件的陣列1e，其中每個(gè)天線元件可以是經(jīng)由饋電網(wǎng)絡(luò)連接至用于每個(gè)物理元件的一個(gè)物理天線端口(每極化)的若干輻射天線元件的子陣列。每個(gè)物理天線端口連接至如無線電陣列1d中所包括的無線電鏈?；鶐盘?hào)處理可訪問的分塊1b中的天線端口的數(shù)目可以經(jīng)由端口減少分塊1c而被減少，端口減少分塊1c創(chuàng)建作為輸入天線端口的(線性)組合的新天線端口。在基帶信號(hào)處理分塊1a中，虛擬天線端口可以通過矩陣乘法被創(chuàng)建。這些虛擬天線端口可以具有不同的類型。例如，在LTE中，它們對(duì)于無線電基站可以是在端口0-3處的共用參考信號(hào)(CRS)，在端口15-22處的信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)，以及在端口7-14處的特定于UE的參考信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，圖1中的天線陣列1中的一個(gè)或若干分塊可以被移除。

圖3是圖示了圖1的天線陣列1的可能實(shí)施方式的示意性框圖。天線陣列1可以是天線布置40的一部分。天線陣列1包括波束形成器(其包括圖1的分塊1a、1b、1c)、無線電陣列1d、以及物理天線陣列1e。波束形成器1a-c被配置為接收用戶數(shù)據(jù)、用于用戶數(shù)據(jù)的波束形成權(quán)重、以及用于參考信號(hào)(諸如CSI-RS)的波束形成權(quán)重。波束形成器1a-c可以被配置為接收用戶數(shù)據(jù)、用于用戶數(shù)據(jù)的波束形成權(quán)重和用于參考信號(hào)的波束形成權(quán)重的一個(gè)集合。然而，如下文將進(jìn)一步公開的，波束形成器1a-c可以被配置為接收用戶數(shù)據(jù)、用于用戶數(shù)據(jù)的波束形成權(quán)重和用于參考信號(hào)的波束形成權(quán)重的至少兩個(gè)集合(在圖3中示意性地分別由集合1和集合2來圖示)。相同的CSI-RS信息能夠被用來形成若干權(quán)重矢量，每個(gè)權(quán)重矢量被用于一個(gè)層的傳輸。

圖4a在多個(gè)功能單元的方面示意性地圖示了根據(jù)一種實(shí)施例的天線布置40的組件。使用適合的中央處理器(CPU)、多處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等中的一個(gè)或多個(gè)的任何組合來提供處理單元41，它們能夠執(zhí)行例如以存儲(chǔ)介質(zhì)43為形式的(如圖7中的)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品70中所存儲(chǔ)的軟件指令。如果被實(shí)施為ASIC(或FPGA)，則處理單元41自身可以實(shí)施這樣的指令。因此，處理單元41由此被布置為執(zhí)行如本文所公開的方法。存儲(chǔ)介質(zhì)43還可以包括持久性存儲(chǔ)裝置，持久性存儲(chǔ)裝置例如能夠是磁性存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器、固態(tài)存儲(chǔ)器或者甚至遠(yuǎn)程安裝的存儲(chǔ)器中的任何單獨(dú)一個(gè)或者它們的組合。天線布置40可以進(jìn)一步包括用于與無線電收發(fā)器設(shè)備(諸如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51和無線終端61)的通信的通信接口42。如此，通信接口42可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器和接收器，它們包括模擬和數(shù)字組件以及用于無線電通信的天線陣列1。處理單元41例如通過向通信接口42和存儲(chǔ)介質(zhì)43發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信號(hào)、通過從通信接口42接收數(shù)據(jù)和報(bào)告、并且通過從存儲(chǔ)介質(zhì)43取回?cái)?shù)據(jù)和指令，來控制天線布置40的一般操作。天線布置40的其他組件以及相關(guān)功能被省略，以便不使本文所提出的概念模糊不清。

圖4b在多個(gè)功能模塊的方面示意性地圖示了根據(jù)一種實(shí)施例的天線布置40的組件。圖4b的天線布置4包括確定模塊41a、傳輸模塊41b、獲取模塊41c和適配模塊41d。圖4b的天線布置40可以進(jìn)一步包括多個(gè)可選功能模塊，諸如應(yīng)用模塊41e。每個(gè)功能模塊41a-e的功能將在下文中在功能模塊41a-e可以被使用的情境中進(jìn)一步公開。一般而言，每個(gè)功能模塊41a-e可以以硬件或軟件來實(shí)施。處理單元41因此可以被布置為從存儲(chǔ)介質(zhì)43取來如由功能模塊41a-e所提供的指令并且執(zhí)行這些指令，由此執(zhí)行如后文中將公開的任何步驟。

天線陣列1和/或天線布置40可以被提供為集成電路、獨(dú)立設(shè)備或者另外的設(shè)備的一部分。例如，天線陣列1和/或天線布置40可以被提供在無線電收發(fā)器設(shè)備中，諸如在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51和/或無線終端61中。圖5圖示了包括至少一個(gè)如本文所公開的天線陣列1和/或天線布置40的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51可以是BTS、NodeB、eNB、直放站、回程節(jié)點(diǎn)等。圖6圖示了包括至少一個(gè)如本文所公開的天線陣列1和/或天線布置40的無線終端61。無線終端61可以是用戶設(shè)備(UE)、移動(dòng)電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)等或類似物。

天線陣列1和/或天線布置40可以被提供為另外的設(shè)備的組成部分。也就是說，天線陣列1和/或天線布置40的組件可以與另外的設(shè)備的其他組件集成；另外的設(shè)備與天線陣列1和/或天線布置40的一些組件可以被共享。例如，如果另外的設(shè)備如此地包括處理單元，則這一處理單元可以被布置為執(zhí)行與天線布置40相關(guān)聯(lián)的處理單元41的操作。替換地，天線陣列1和/或天線布置40可以被提供為另外的設(shè)備中的單獨(dú)單元。

圖8和圖9是圖示了用于波束形成的方法的實(shí)施的流程圖。這些方法由處理單元41執(zhí)行。這些方法有利地被提供為計(jì)算機(jī)程序71。圖7示出了包括計(jì)算機(jī)可讀部件(means)72的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品70的一個(gè)示例。在這一計(jì)算機(jī)可讀部件72上，能夠存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序71，該計(jì)算機(jī)程序71能夠使得處理單元41以及與之操作地耦合的實(shí)體和設(shè)備，諸如通信接口42(以及因此的天線陣列1)和存儲(chǔ)介質(zhì)43，來執(zhí)行根據(jù)本文所描述的實(shí)施例的方法。計(jì)算機(jī)程序71和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品70因此可以提供用于執(zhí)行如本文所公開的任何步驟的部件。

在圖7的示例中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品70被圖示為光盤，諸如CD(緊致盤)或DVD(數(shù)字多功能盤)或藍(lán)光盤。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品70還可以被具體化為存儲(chǔ)器，諸如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，并且更特別地為諸如USB(通用串行總線)存儲(chǔ)器之類的外部存儲(chǔ)器中的設(shè)備的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。因此，盡管計(jì)算機(jī)程序71在這里示意性地被示出為所描繪的光盤上的軌道，但是計(jì)算機(jī)程序71能夠以適合用于計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品70的任何方式被存儲(chǔ)。

現(xiàn)在參考圖8，其圖示了根據(jù)一種實(shí)施例的用于使用天線陣列1進(jìn)行波束形成的方法。

天線陣列1被配置為跨角扇區(qū)進(jìn)行傳輸。參考信號(hào)將使用天線陣列1被傳輸。為了這樣做，用于參考信號(hào)的虛擬天線端口被確定。該方法包括，在步驟S102中，確定第一虛擬天線端口集合。第一虛擬天線端口集合通過天線陣列1的物理天線端口的映射被確定。第一虛擬天線端口集合定義波束圖案。處理單元41可以被配置為執(zhí)行步驟S102。

該方法包括，在步驟S104中，通過第一虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的第一參考信號(hào)集合。處理單元41可以被配置為使得天線陣列1執(zhí)行步驟S104。

第一參考信號(hào)集合意圖為由至少一個(gè)無線收發(fā)器設(shè)備來接收。由第一虛擬天線端口集合定義的波束圖案將被適配于天線陣列1和/或天線布置40與無線收發(fā)器設(shè)備之間的地理關(guān)系。該方法因此包括步驟S106：獲取與意圖接收所傳輸?shù)牡谝粎⒖夹盘?hào)集合的至少一個(gè)無線收發(fā)器設(shè)備有關(guān)的角信息。處理單元41可以被配置為執(zhí)行步驟S106。這樣的角信息的不同示例以及它可以如何被獲取將在下文被提供。

具體地，與角信息的準(zhǔn)確性有關(guān)的信息被用來適配波束圖案。該方法進(jìn)一步包括步驟S108：基于角信息的準(zhǔn)確性和/或角信息自身來適配波束圖案(針對(duì)該無線收發(fā)器設(shè)備)或多個(gè)波束圖案(在若干無線收發(fā)器設(shè)備的情況下)。處理單元41可以被配置為執(zhí)行步驟S108。

例如，參考信號(hào)(諸如CSI-RS)通過其被傳輸?shù)奶炀€波束端口可以以自適應(yīng)的方式每無線收發(fā)器設(shè)備或者每無線收發(fā)器設(shè)備群組(參見下文)被定義。這使得天線陣列的分辨率與參考信號(hào)直接被應(yīng)用于(物理)天線端口上時(shí)相比能夠被改進(jìn)。

每個(gè)虛擬天線端口可以被認(rèn)為是物理天線元件的全部或子集的映射，以使得所期望的波束特性在步驟S108的適配中被實(shí)現(xiàn)。圖2示意性地圖示了根據(jù)一種實(shí)施例的虛擬天線端口3的相位中心位置和相位中心分離。垂直相位中心分離具有高度H，并且水平相位中心分離具有寬度W。此外，物理天線元件2被圖示用于參考。虛擬天線端口3可以由天線架構(gòu)(諸如圖1中的天線架構(gòu))來創(chuàng)建。在圖2中，虛擬天線端口形成2乘2的天線陣列。圖2出于可視性的緣故僅示出了被用于傳輸參考信號(hào)的一個(gè)虛擬天線端口集合。然而，可能存在多個(gè)虛擬天線端口集合，其中每個(gè)集合可以與有關(guān)于相位中心位置和波束性質(zhì)的唯一特性相關(guān)聯(lián)，波束性質(zhì)諸如兩個(gè)維度中的波束寬度和方向。

現(xiàn)在不失一般性地假設(shè)天線陣列1和天線布置40是具有與無線終端61的通信會(huì)話的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51的一部分。在通信會(huì)話開始時(shí)，參考信號(hào)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51通過寬波束被傳輸，以確保無線終端61可以定位在任何角方向上并且仍然能夠接收到參考信號(hào)。圖10示意性地圖示了通過覆蓋天線陣列1的角扇區(qū)的波束被傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)，其中一個(gè)參考信號(hào)以參考數(shù)字102標(biāo)識(shí)。這是無線終端61的位置(或者它的到達(dá)角AOA)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51而言未知時(shí)的初始設(shè)置。隨著沖擊(impinging)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51的天線陣列1的信號(hào)的方向(或AOA)的準(zhǔn)確性被改進(jìn)，傳輸參考信號(hào)的波束相應(yīng)地被調(diào)節(jié)以覆蓋AOA方向上的更小區(qū)域。圖11中示出了傳輸參考信號(hào)的天線端口的相位中心位置和波束形狀如何隨著AOA準(zhǔn)確性被改進(jìn)而被改變的示例。圖11示意性地圖示了通過形狀和相位中心分離已經(jīng)聯(lián)合優(yōu)化的波束被傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)，其中一個(gè)參考信號(hào)以參考數(shù)字102標(biāo)識(shí)。在圖11中示出了針對(duì)一維天線陣列1的示例，其中所有波束都具有相同的功率圖案。在圖11的示例中，較窄的波束(與圖10的那些相比)通過如在步驟S108中適配波束圖案而被形成。

步驟S108使能關(guān)于波束寬度和波束方向(更一般地是形狀)以及相位中心位置的針對(duì)參考信號(hào)的波束圖案的適配。一般而言，術(shù)語“波束圖案”可以對(duì)應(yīng)于“功率圖案”，其因此僅考慮所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的功率。在這種情況下，步驟S108可以包括還適配所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的輻射中心。替換地，術(shù)語“波束圖案”可以對(duì)應(yīng)于“復(fù)波束圖案”，其涉及所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的復(fù)數(shù)值振幅(并且因此相位也包括在圖案中)。在這種情況下，所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的輻射中心被包括在波束圖案的相位中，并且因此所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的輻射中心的適配因此內(nèi)在地在步驟S108中被適配。進(jìn)一步地，(除了由不同相位中心位置給出的相位偏移以外)虛擬天線端口的波束圖案的相位響應(yīng)可能也需要是相同的。

現(xiàn)在將公開涉及使用天線陣列1的波束形成的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的實(shí)施例。進(jìn)一步參考圖9，其圖示了根據(jù)另外的實(shí)施例的用于使用天線陣列1進(jìn)行波束形成的方法。

通過一個(gè)或若干虛擬天線端口集合傳輸一個(gè)或若干參考信號(hào)集合可以被應(yīng)用于不同類型的天線陣列1。本文所公開的實(shí)施例因此可應(yīng)用于不同類型的天線陣列1。例如，根據(jù)一種實(shí)施例，天線陣列為N1乘N2的二維天線陣列，其中N1>1和N2>1為整數(shù)，例如參見圖2。然而，根據(jù)其他實(shí)施例，天線陣列1可以具有另一種形狀，例如是圓形的二維天線陣列或一維天線陣列。

可能存在不同方式在步驟S108中適配波束圖案。例如，波束圖案可以被適配以改變波束圖案的波束寬度。例如，波束圖案可以被適配以改變波束圖案的波束指向。例如，波束圖案可以被適配以改變波束圖案的相位中心位置或輻射中心。例如，端口權(quán)重可以被用來適配波束圖案。該方法因此可以包括可選的步驟S108a：對(duì)天線陣列1的相應(yīng)物理天線端口應(yīng)用相應(yīng)端口權(quán)重。處理單元41可以被配置為執(zhí)行步驟S108a。

在步驟S108中的適配之前，虛擬天線端口集合可以共同地覆蓋天線陣列1被配置為跨其進(jìn)行傳輸?shù)恼麄€(gè)角扇區(qū)。替換地，在步驟S108中的適配之前，虛擬天線端口集合可以共同地覆蓋少于整個(gè)角扇區(qū)。

如上文所提到的，可能存在不同的方式在步驟S106中獲取角信息。一般而言，在步驟S104中所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)意圖由無線收發(fā)器設(shè)備來接收。一經(jīng)接收到參考信號(hào)，無線收發(fā)器設(shè)備可以作為回應(yīng)朝向包括天線陣列1和/或天線布置40的設(shè)備傳輸回信道狀態(tài)信息。

例如，根據(jù)一種實(shí)施例，獲取與無線收發(fā)器設(shè)備有關(guān)的角信息包括可選的步驟S106a：從無線收發(fā)器設(shè)備接收上行鏈路數(shù)據(jù)。上行鏈路數(shù)據(jù)可以是信道狀態(tài)信息用戶數(shù)據(jù)、或者預(yù)編碼矩陣指示符(PMI)報(bào)告。角信息可以通過對(duì)所接收的上行鏈路數(shù)據(jù)執(zhí)行測量而被獲取。角信息可以包括上行鏈路數(shù)據(jù)被接收的方向(和/或這一方向的準(zhǔn)確性)。角信息可以在步驟S106b中基于在步驟S106a中所接收的上行鏈路數(shù)據(jù)而被確定。處理單元41可以被配置為執(zhí)行步驟S106a和S106b。例如，在PMI報(bào)告的情況下，角信息可以并不主要從PMI報(bào)告被接收的方向來估計(jì)(雖然原則上也可以這樣做)，而是借助PMI報(bào)告的實(shí)際內(nèi)容。一般而言，PMI報(bào)告可以包含對(duì)碼本中的最佳預(yù)編碼矢量的索引。這一索引能夠被用來確定哪個(gè)是CSI-RS的下行鏈路傳輸中的最佳方向。

例如，根據(jù)一種實(shí)施例，獲取與無線收發(fā)器設(shè)備有關(guān)的角信息包括可選的步驟S106c：接收指定無線收發(fā)器設(shè)備的當(dāng)前位置的位置信息。該位置信息可以是來自全球定位系統(tǒng)(GPS)的信息，諸如無線收發(fā)器設(shè)備的GPS坐標(biāo)。角信息然后可以基于位置信息(以及這一位置信息的準(zhǔn)確性)被確定，步驟S106d。處理單元41可以被配置為執(zhí)行步驟S106c和S106d。

例如，根據(jù)一種實(shí)施例，獲取與無線收發(fā)器設(shè)備有關(guān)的角信息包括執(zhí)行步驟S106a和S106c兩者，并且因此角信息可以基于步驟S106b和S106d的組合被確定。

例如，該信道信息可以是預(yù)編碼矩陣指示符(PMI)報(bào)告。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51因此可以被配置為在步驟S106a中接收PMI報(bào)告。例如，基于來自接收在S104中所傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)的無線電收發(fā)器設(shè)備的這種PMI報(bào)告，可以使用整個(gè)天線陣列執(zhí)行波束形成。例如，來自無線終端61的PMI報(bào)告可以被用來確定去往這一無線終端61的主導(dǎo)傳播路徑的方向。這一方向然后可以被用來如在步驟S108a中那樣確定端口權(quán)重，步驟S108a對(duì)步驟S106中的波束形成進(jìn)行適配以指向這一方向。

天線陣列1和/或天線布置40可以向無線收發(fā)器設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。特別地，以參考信號(hào)為形式的數(shù)據(jù)可以使用步驟S108中所確定的波束圖案被傳輸。因此，根據(jù)一種實(shí)施例，該方法包括可選的步驟S110：在多個(gè)虛擬天線端口上使用波束形成向無線收發(fā)器設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)虛擬天線端口具有經(jīng)適配的波束圖案。處理單元41可以被配置為使得天線陣列1和/或天線布置40執(zhí)行步驟S110。

參考信號(hào)可以是信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)。參考信號(hào)因此可以是用于從無線收發(fā)器設(shè)備獲得信道狀態(tài)信息的導(dǎo)頻信號(hào)。如上文所提到的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51可以包括如本文所公開的二維天線布置1。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51因此可以被配置為傳輸如步驟S104中所概述的CSI-RS。

參考信號(hào)可以是探測參考信號(hào)(SRS)。如上文所提到的，無線終端61可以包括如本文所公開的二維天線布置1。無線終端61因此可以被配置為傳輸如步驟S104中所概述的SRS。

如上文所提到的，參考信號(hào)可以被傳輸至不止一個(gè)無線收發(fā)器設(shè)備。在若干無線收發(fā)器設(shè)備的情況下，用于傳輸參考信號(hào)的波束能夠被適配于每個(gè)無線收發(fā)器設(shè)備，其可以使用不同的參考信號(hào)集合，如圖12中所圖示。因此，根據(jù)一種實(shí)施例，該方法包括可選的步驟S102a：通過天線陣列的物理天線端口的相應(yīng)另外的映射來確定至少一個(gè)另外的虛擬天線端口集合。每個(gè)至少一個(gè)另外的虛擬天線端口集合定義相應(yīng)的波束圖案。每個(gè)虛擬天線端口集合與用于信道狀態(tài)信息的相應(yīng)參考信號(hào)集合相關(guān)聯(lián)。更詳細(xì)地，圖12示意性地圖示了在每無線收發(fā)器設(shè)備的基礎(chǔ)上針對(duì)兩個(gè)無線終端61a和61b被適配的天線波束端口上的參考信號(hào)102a、102b的傳輸。兩個(gè)波束形狀和相位中心可以基于針對(duì)每個(gè)參考信號(hào)集合的所期望覆蓋而被定義。這允許甚至更窄的波束用于數(shù)據(jù)傳輸。被用于(如在步驟S110中傳輸?shù)?數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄊ趫D12中還借助于陰影區(qū)域122a、122b被指示。

如上文所提到的，圖3的波束形成器1a-c可以被配置為接收用戶數(shù)據(jù)、用于用戶數(shù)據(jù)的波束形成權(quán)重和用于參考信號(hào)的波束形成權(quán)重的至少兩個(gè)集合。現(xiàn)在將公開與之相關(guān)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。根據(jù)實(shí)施例，對(duì)應(yīng)于多個(gè)CSI-RS過程的多個(gè)參考信號(hào)集合可以同時(shí)從天線陣列1被傳輸。多個(gè)參考信號(hào)集合可以被用于增加用于CSI估計(jì)的天線端口的數(shù)目。這可以改進(jìn)CSI估計(jì)中的角分辨率(和/或產(chǎn)生密集信道估計(jì))，并且由此使得使用相對(duì)應(yīng)增加數(shù)目的天線端口用于用戶數(shù)據(jù)的波束形成是有用的，這進(jìn)而可以改進(jìn)波束形成增益。

因此，根據(jù)一種實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括可選的步驟S104a：同時(shí)地通過第一虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的第一參考信號(hào)集合，并且通過至少一個(gè)另外的虛擬天線端口集合傳輸用于獲取信道狀態(tài)信息的至少一個(gè)另外的參考信號(hào)集合。

在這個(gè)方面，LTE中的多個(gè)CSI-RS過程不是完全在相同頻率中完全同時(shí)地被傳輸。一些CSI-RS信號(hào)在不同的物理資源元素中被傳輸，即，使用不同的子載波和正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)。然而，多個(gè)CSI-RS過程在相同的物理資源塊(由12個(gè)子載波和7個(gè)OFDM符號(hào)組成)中被傳輸，所以在時(shí)頻網(wǎng)格中的這一粒度水平處，它們被認(rèn)為是在相同頻帶中同時(shí)被傳輸。因此，當(dāng)在LTE中在相同頻率處同時(shí)傳輸時(shí)，意味著是在相同的物理資源塊中。

每個(gè)虛擬天線端口集合可以與特定的無線收發(fā)器設(shè)備或無線收發(fā)器設(shè)備群組相關(guān)聯(lián)。

第一參考信號(hào)集合可以在第一頻率子帶中被傳輸，并且第二參考信號(hào)集合可以在第二頻率子帶中被傳輸。第一頻率子帶可以不同于第二頻率子帶。

現(xiàn)在將公開一個(gè)并入了如上文所公開的特征和步驟的特定實(shí)施例。這一特定實(shí)施例涉及如由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51執(zhí)行的方法，并且因此無線電收發(fā)器設(shè)備被具體化為無線終端61。

S202：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51定義虛擬天線端口集合，其覆蓋天線陣列1的整個(gè)角覆蓋，并且其中相位中心分離使得碼本所定義的波束的完全集合(或者可能是選擇的分?jǐn)?shù))跨越該角覆蓋。執(zhí)行S202可以包括執(zhí)行步驟S102和S102a中的任何步驟。

S204：隨著針對(duì)特定無線收發(fā)器設(shè)備或無線收發(fā)器設(shè)備群組的方向(或更確切地是到達(dá)角)的準(zhǔn)確性改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51減小傳輸參考信號(hào)的波束的角覆蓋(這些參考信號(hào)被用于獲取這一特定無線收發(fā)器設(shè)備或無線收發(fā)器設(shè)備群組的信道狀態(tài)信息)，以及相應(yīng)地調(diào)節(jié)相位中心以使得波束覆蓋所期望的區(qū)域并且由碼本所供給的分辨率完全地被利用。執(zhí)行S202可以包括執(zhí)行步驟S104、S104a、S104b、S106、S106a、S106b、S106c、S106d、S108和S108a中的任何步驟。

圖13給出了應(yīng)用如本文所公開的用于波束形成的方法的簡化圖示。更特別地，圖13提供了根據(jù)三種場景的針對(duì)角信息的不同準(zhǔn)確性水平的用于向無線終端61傳輸參考信號(hào)的波束圖案(實(shí)線，102)和相對(duì)應(yīng)的碼本波束圖案(虛線，132)的示意性圖示。在圖13的最左側(cè)的示例中，圖示了例如在無線鏈路被建立時(shí)的具有低劣準(zhǔn)確性的場景(a)。在圖13的中間示例中，圖示了具有中等準(zhǔn)確性的場景(b)，其具有比最左側(cè)場景中更窄的波束，這是由于執(zhí)行了如本文所公開的波束形成。在圖13的最右側(cè)的示例中，圖示了具有高準(zhǔn)確性的場景(c)，其具有比中間場景甚至更窄的波束。最右側(cè)的示例可以表示另外的角信息可能已經(jīng)被獲取的場景，例如由于已經(jīng)在無線鏈路上傳輸了數(shù)據(jù)(如在步驟S110中)。

上文主要參考幾個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明的概念。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易意識(shí)到的，上文所公開的實(shí)施例以外的其他實(shí)施例等同地可能在如所附專利權(quán)利要求所定義的本發(fā)明概念的范圍內(nèi)。例如，雖然涉及LTE發(fā)布10和11，但是本文所公開的實(shí)施例也可以通過使用類似傳輸方案用于特定于小區(qū)的參考信號(hào)以及例如傳輸模式7(TM7)而可應(yīng)用到較早的LTE發(fā)布。例如，雖然使用特定于LTE的術(shù)語，但是在必要的修改之后，本文所公開的實(shí)施例也可以可應(yīng)用到不是基于LTE的通信網(wǎng)絡(luò)。