本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于大規(guī)模天線的通信方法、基站和通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前業(yè)界廣泛開展大規(guī)模天線(Massive MIMO)技術(shù)的研究，以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。

基于TDD的大規(guī)模天線系統(tǒng)可以利用上下行互易性獲取下行信道信息，而FDD系統(tǒng)無法利用上下行互易性。在FDD系統(tǒng)中，基站通過以下方式獲取下行信道信息：首先，基站發(fā)送下行導(dǎo)頻，即參考信號；然后，用戶對參考信號進(jìn)行測量，選取與信道相匹配的碼本并反饋給基站。

如果將上述FDD系統(tǒng)獲取下行信道信息的方法直接應(yīng)用到大規(guī)模天線中，會使基于FDD的大規(guī)模天線系統(tǒng)存在以下問題：隨著天線數(shù)的增加，參考信號的開銷成線性增加，從而影響大規(guī)模天線帶來的性能增益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的一個技術(shù)問題是：如何降低大規(guī)模天線中公共參考信號的開銷。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一個方面，提供了一種用于大規(guī)模天線的通信方法，包括：基站利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形，形成若干波束；基站通過賦形后的波束發(fā)送公共參考信號(CRS)，所述公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用。

在一個實(shí)施例中，基站通過賦形后的波束發(fā)送公共參考信號包括： 基站對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位；基站根據(jù)終端的方位確定發(fā)送公共參考信號的波束，并在確定的波束上發(fā)送公共參考信號。

在一個實(shí)施例中，基站根據(jù)終端的方位確定發(fā)送公共參考信號的波束包括：基站根據(jù)終端的方位從賦形后的波束中選擇一個發(fā)送公共參考信號的波束；或者，基站根據(jù)終端的方位生成一個新的波束，用來發(fā)送公共參考信號。

在一個實(shí)施例中，基站對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位包括：基站采用到達(dá)角度測距方式或者協(xié)方差矩陣方式對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

在一個實(shí)施例中，還包括：將賦形后的波束配置為相同的小區(qū)標(biāo)識，以避免終端頻繁地進(jìn)行小區(qū)切換。

在一個實(shí)施例中，還包括：基站獲取終端對公共參考信號進(jìn)行測量得到的預(yù)編碼矩陣指示、信道質(zhì)量指示和/或秩指示，以便確定數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼方式。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二個方面，提供一種用于大規(guī)模天線的基站，包括：波束賦形單元，用于利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形，形成若干波束；參考信號發(fā)送單元，用于通過賦形后的波束發(fā)送公共參考信號，公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用。

在一個實(shí)施例中，參考信號發(fā)送單元包括：方位確定模塊，用于對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位；參考信號發(fā)送模塊，用于根據(jù)終端的方位確定發(fā)送公共參考信號的波束，并在確定的波束上發(fā)送公共參考信號。

在一個實(shí)施例中，參考信號發(fā)送模塊包括：波束確定子模塊以及參考信號發(fā)送子模塊；波束確定子模塊，用于根據(jù)終端的方位從賦形后的波束中選擇一個發(fā)送公共參考信號的波束；或者，用于根據(jù)終端的方位生成一個用來發(fā)送公共參考信號的新的波束；參考信號發(fā)送子模塊，用于在確定的波束上發(fā)送公共參考信號。

在一個實(shí)施例中，方位確定模塊用于采用到達(dá)角度測距方式或者 采用協(xié)方差矩陣方式對終端上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

在一個實(shí)施例中，還包括配置單元，用于提供小區(qū)標(biāo)識配置接口，通過小區(qū)標(biāo)識配置接口將賦形后的波束配置為相同的小區(qū)標(biāo)識，以避免終端頻繁地進(jìn)行小區(qū)切換。

在一個實(shí)施例中，還包括：接收反饋單元，用于獲取終端對公共參考信號進(jìn)行測量得到的預(yù)編碼矩陣指示、信道質(zhì)量指示和/或秩指示，以便確定數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼方式。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三個方面，提供一種用于大規(guī)模天線的通信系統(tǒng)，包括前述任意一種基站以及終端，終端用于探測賦形后的波束中的公共參考信號。

本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形形成若干波束，通過賦形后的波束發(fā)送公共參考信號，并且公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用，從而減少了公共參考信號占用的時頻資源，降低了公共參考信號的開銷。

通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信方法一個實(shí)施例的流程示意圖。

圖2示出本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信方法另一個實(shí)施例的流程示意圖。

圖3示出本發(fā)明固定波束確定方式的示意圖。

圖4示出本發(fā)明動態(tài)波束確定方式的示意圖。

圖5示出本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信方法又一個實(shí)施例的流程示意圖。

圖6示出本發(fā)明用于大規(guī)模天線的基站一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7示出本發(fā)明用于大規(guī)模天線的基站另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8示出本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面參考圖1描述本發(fā)明一個實(shí)施例的用于大規(guī)模天線的通信方法。

圖1為本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信方法的一個實(shí)施例的流程圖。如圖1所示，該實(shí)施例的方法包括：

步驟S101，基站利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形，形成若干波束。

步驟S102，基站通過賦形后的波束發(fā)送公共參考信號CRS(Common Reference Signal)，公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用。

利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形形成若干波束，通過賦形后的波束發(fā)送公共參考信號，并且公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用，從而減少了公共參考信號占用的時頻資源，降低了公共參考信號的開銷。

下面結(jié)合圖2描述基站根據(jù)終端的方位在相應(yīng)的波束上發(fā)送公共參考信號的情形。

圖2為本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信方法的另一個實(shí)施例的流程 圖。如圖2所示，該實(shí)施例的方法包括：

步驟S101，基站利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形，形成若干波束。

步驟S2021，基站對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

步驟S2022，基站根據(jù)終端的方位確定發(fā)送公共參考信號的波束，并在確定的波束上發(fā)送公共參考信號，公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用。

上述方法不僅可以降低公共參考信號的開銷，而且根據(jù)終端的方位確定相應(yīng)的波束來發(fā)送公共參考信號，可以使終端更容易地探測到波束中的公共參考信號。

在步驟S2021中，基站例如可以采用以下方法確定終端的方位。

第一種方法，基站采用到達(dá)角度(Angel of Arrival，簡稱AOA)測距方式對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

該方法的具體過程為，在基站以外的地點(diǎn)設(shè)立錨點(diǎn)，在基站側(cè)設(shè)有感知設(shè)備。感知設(shè)備通過感知終端發(fā)送的上行信號的到達(dá)方向，計算所述基站的接收節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)之間的相對方位或角度，再利用三角測量法計算出用戶的方位。

第二種方法，基站采用協(xié)方差矩陣方式對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

該方法的具體過程為，根據(jù)終端發(fā)送的上行信號的協(xié)方差矩陣求得特征向量，特征向量表征的波束方向確定為用戶的方向。

顯然，除了上述描述的確定終端方位的方法外，根據(jù)需要還可以采用其他定位方法來確定終端的方位，這里不再窮舉。

此外，上述確定終端的方位可以在終端接入小區(qū)時進(jìn)行，例如，終端在接入小區(qū)時發(fā)送上行信號SRS(上行信道質(zhì)量測量)，基站對SRS進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

顯然，根據(jù)需要還可以選取其他上行信號，例如DM-RS(基于終端的解調(diào)參考信號)等，但不限于所舉示例。

在步驟S2022中，基站例如可以采用固定波束方式或者動態(tài)波束 方式來確定發(fā)送公共參考信號的波束。

固定波束方式為，基站根據(jù)終端的方位從賦形后的波束中選擇一個發(fā)送公共參考信號的波束。

參考圖3所示的固定波束方式，賦形后共有4個固定波束，基站根據(jù)終端的方位，從固定波束中選擇一個與終端方位最接近的波束，例如選中依從上到下順序的第3個波束，用來發(fā)送公共參考信號。

動態(tài)波束方式為，基站根據(jù)終端的方位生成一個新的波束，用來發(fā)送公共參考信號。

參考圖4所示的動態(tài)波束方式，賦形后共有4個固定波束，基站根據(jù)終端的方位，生成一個新的波束，新波束例如為依從上到下順序的第3個波束，用來發(fā)送公共參考信號。

上述兩種波束確定方法，其中，固定波束方式實(shí)現(xiàn)起來相對比較容易，在固定波束數(shù)量較多的情況下，公共參考信號的發(fā)送方向也可以達(dá)到較高的準(zhǔn)確性，動態(tài)波束方式實(shí)現(xiàn)起來相對比較復(fù)雜，但公共參考信號的發(fā)送方向的準(zhǔn)確性非常高，并且該準(zhǔn)確性不受固定波束數(shù)量的影響。

在本發(fā)明中，上述賦形后的波束可以采用相同的小區(qū)標(biāo)識(如小區(qū)ID，或PCI)，當(dāng)終端從一個波束覆蓋的區(qū)域移動到另一個波束覆蓋的區(qū)域時，由于兩個波束的小區(qū)標(biāo)識相同，因此在終端處不作切換處理，從而可以避免終端頻繁地進(jìn)行小區(qū)切換，提高了用戶體驗。此外，不同的波束采用相同的小區(qū)標(biāo)識還可以改善小區(qū)間的干擾問題。

顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不關(guān)注或者無須解決上述小區(qū)頻繁切換問題時，上述賦形后的波束也可以配置為采用不同的小區(qū)標(biāo)識。

下面結(jié)合圖5描述選擇合適的波束發(fā)送公共參考信號，并發(fā)送下行數(shù)據(jù)的一個通信過程。

圖5為本發(fā)明用于大規(guī)模天線的通信方法的又一個實(shí)施例的流程圖。如圖5所示，該實(shí)施例的方法包括：

步驟S501，基站利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形，形成若干波束， 即固定波束，設(shè)有N個固定波束。

步驟S502，用戶的終端接入小區(qū)，發(fā)送上行信號。

步驟S503，基站對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

步驟S504，基站根據(jù)終端的方位確定發(fā)送公共參考信號的波束，例如可以采用前述的固定波束方式從N個固定波束選擇一個合適的波束n來發(fā)送公共參考信號；或者采用前述的動態(tài)波束方式生成一個新的波束m來發(fā)送公共參考信號。

步驟S505，基站在確定的波束n或m上發(fā)送公共參考信號。

此外，本實(shí)施例的方法還可以包括步驟S506和步驟S507。

步驟S506，終端對公共參考信號進(jìn)行測量，得到預(yù)編碼矩陣指示(PMI)、信道質(zhì)量指示(CQI)、秩指示(RI)中的一個或多個，并將這些測量結(jié)果發(fā)送給基站。測量結(jié)果能夠反映信道的質(zhì)量，以便基站側(cè)進(jìn)行調(diào)整。由于用戶只針對被復(fù)用的一個波束上的公共參考信號進(jìn)行計算和反饋，因此減小了用戶側(cè)終端的計算量，并且降低了反饋開銷。

步驟S507，基站根據(jù)終端反饋的測量結(jié)果選擇合適的調(diào)制編碼方式，并使用波束n或m向終端發(fā)送下行數(shù)據(jù)。

圖6為本發(fā)明的基站的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，本發(fā)明提供的基站60包括波束賦形單元601和參考信號發(fā)送單元602。波束賦形單元601用于利用大規(guī)模天線進(jìn)行波束賦形，形成若干波束。參考信號發(fā)送單元602用于通過經(jīng)波束賦形單元601賦形后的波束發(fā)送公共參考信號，公共參考信號在不同波束間進(jìn)行復(fù)用。

下面結(jié)合圖7描述參考信號發(fā)送單元602的具體結(jié)構(gòu)。

如圖7所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，參考信號發(fā)送單元包括方位確定模塊6021和參考信號發(fā)送模塊6022。方位確定模塊6021用于對終端發(fā)送的上行信號進(jìn)行測量，以確定所述終端的方位；參考信號發(fā)送模塊6022，用于根據(jù)所述終端的方位確定發(fā)送公共參考信號的波束，并在確定的波束上發(fā)送公共參考信號。

其中，參考信號發(fā)送模塊6022可以包括波束確定子模塊以及參考信號發(fā)送子模塊。波束確定子模塊用于根據(jù)終端的方位從賦形后的波束中選擇一個發(fā)送公共參考信號的波束，或者用于根據(jù)終端的方位生成一個用來發(fā)送公共參考信號的新的波束。參考信號發(fā)送子模塊用于在確定的波束上發(fā)送公共參考信號。

方位確定模塊6021可以用于采用到達(dá)角度測距方式或者采用協(xié)方差矩陣方式對終端上行信號進(jìn)行測量，以確定終端的方位。

此外，本發(fā)明的基站還可以包括配置單元，用于提供小區(qū)標(biāo)識配置接口，通過小區(qū)標(biāo)識配置接口將賦形后的波束配置為采用相同的小區(qū)標(biāo)識，以避免終端頻繁地進(jìn)行小區(qū)切換。

本發(fā)明的基站還可以包括接收反饋單元，用于獲取終端對公共參考信號進(jìn)行測量得到的預(yù)編碼矩陣指示、信道質(zhì)量指示和/或秩指示，以便確定數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼方式。

圖8為本發(fā)明的通信系統(tǒng)的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖8所示，本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)包括基站60和終端80?；?0包括但不限于前述實(shí)施例中任一種基站，終端80用于探測賦形后的波束中的公共參考信號。

此外，根據(jù)本發(fā)明的方法還可以實(shí)現(xiàn)為一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，該計算機(jī)程序產(chǎn)品包括計算機(jī)可讀介質(zhì)，在該計算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲有用于執(zhí)行本發(fā)明的方法中限定的上述功能的計算機(jī)程序。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將明白的是，結(jié)合這里的公開所描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計算機(jī)軟件或兩者的組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。