无线通信方法和无线通信装置
阅读：10发布：2022-03-24
专利汇可以提供无线通信方法和无线通信装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开涉及一种无线通信方法和无线通信装置。提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的 电子 设备，包括：数个天线子阵列，每一子阵列包含多个天线，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；多组第一方向 移相器 ，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，其中，所述多组第一方向移相器中的每一组被配置为根据第一控制 信号 在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一方向 角 。，下面是无线通信方法和无线通信装置专利的具体信息内容。
1.一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，包括：
数个天线子阵列，每一子阵列包含多个天线，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；
多组第一方向移相器，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，其中，
所述多组第一方向移相器中的每一组被配置为根据第一控制信号在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一方向角。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，每一子阵列被配置为在第二方向上以不同的第二方向角发射天线波束，所述第一方向和第二方向正交。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述子阵列中的每一天线连接于一个第二方向移相器，所述第二方向移相器被配置为根据第二控制信号在第二方向上调整天线波束的第二方向角。
4.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述第二方向移相器的精度低于所述第一方向移相器。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电子设备，其中，每一组第一方向移相器仅与一个子阵列相连接，每一组第一方向移相器至少包含与相应子阵列的输入端相同数量的移相器。
6.如权利要求1-4中任一项所述的电子设备，其中，每一组第一方向移相器与所述数个子阵列相连接，每一组第一方向移相器至少包含与所述数个子阵列的总输入端相同数量的移相器。
7.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述电子设备实现为基站，所述电子设备还包括处理电路，被配置为依次生成波束训练阶段的第二控制信号与第一控制信号，配置第二方向移相器扫描多个第二方向角以发射第二方向训练波束，然后配置第一方向移相器扫描多个第一方向角以发射第一方向训练波束。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为基于每一射频链路对应的第二通信装置的波束训练反馈，生成数据通信阶段的第一控制信号与第二控制信号，分别配置第一方向移相器与第二方向移相器从而以特定的第一方向角与第二方向角发射通信波束。
9.如权利要求2-8所述电子设备，其中，子阵列中的每一列对应于一个输入端，所述第一方向对应于水平方向，所述第二方向对应于垂直方向。
10.一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，其中，所述第一通信装置布置有数个天线子阵列以及数个射频链路，所述电子设备包括
处理电路，被配置为：对于所述数个射频链路中的至少一个射频链路中的每一个经由所述数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一子阵列对所述无线通信系统中的第二通信装置进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定；以及经由所述多个子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定，
其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第一配置参数是根据从第二通信装置接收的关于第一通信中的通信信道状况的信息确定的，
其中，所述第二通信配置参数是根据从第二通信装置接收的关于第二通信中的通信信道状况的信息确定的。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第一通信配置参数是使得第一通信的信道质量最优的通信配置参数，并且所述第二通信配置参数是使得第二通信的信道质量最优的通信配置参数。
13.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第二通信配置参数包括与所述数个天线子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个对应的第二通信配置参数。
14.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第一通信配置参数包括该射频链路经由该对应的第一子阵列进行通信时的模拟波束赋形向量；以及其中，所述第二通信配置参数包括该射频链路经由所述数个天线子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信时的用于所述至少一个子阵列的模拟波束赋形向量。
15.根据权利要求10所述的电子设备，其中，在进行第二通信时，该射频链路应用所确定的第一通信配置参数中所包含的模拟波束赋形向量经由所述数个天线子阵列中的除该对应的子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信。
16.根据权利要求10所述的电子设备，其中，在射频链路与子阵列之间设置有移相器，其中，射频链路与对应的第一子阵列之间的移相器由所述第一通信配置参数被设置，而射频链路与其余子阵列之间的移相器由与该其余子阵列对应的第二通信配置参数被设置。
17.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第一通信配置参数包括与相对于天线子阵列的切面的第一方向相关联的所述第一子通信配置参数和与相对于天线子阵列的切面的第二方向相关联第二子通信配置参数，所述第一方向和第二方向正交；以及其中，所述第二通信配置参数包括所述第一子通信配置参数和与相对于天线子阵列的切面的第二方向相关联的第三子通信配置参数。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中，
在第二通信中，使用所述第一子通信配置参数中所包含的波束赋形向量进行第二通信，使得所述第三子配置参数被确定。
19.根据权利要求17所述的电子设备，其中，
在第二通信中，使用所述第一子通信配置参数中所包含的波束赋形向量和所述第二子通信配置参数中所包含的波束赋形向量进行第二通信，使得所述第三子配置参数被确定。
20.根据权利要求17所述的电子设备，其中，在射频链路与子阵列之间设置有第一方向移相器和第二方向移相器，
其中，所述射频链路与对应的子阵列之间的第一方向移相器和第二方向移相器分别由所述第一方向子通信配置参数和所述第二方向子通信配置参数设置，以及所述射频链路与每一其余子阵列之间的第一方向移相器和第二方向移相器分别由所述第一方向子通信配置参数和针对所述其余子阵列的所述第三方向子通信配置参数设置。
21.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述第一方向为水平方向，并且所述第二方向为垂直方向，以及
其中，子阵列中的每个天线连接到水平移相器，而每一行水平移相器连接到一个垂直移相器，所构成的一列垂直移相器连接到射频链路，
其中，每个子阵列的一列垂直移相器的相位值是相同的。
22.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述第一方向为垂直方向，并且所述第二方向为水平方向，以及
其中子阵列中的每个天线连接到垂直移相器，而每一列垂直移相器连接到一个水平移相器，所构成的一行水平移相器连接到该射频链路，
其中，每个子阵列的一行水平移相器的相位值是相同的。
23.根据权利要求10所述的电子设备，其中，在第一通信和第二通信中的每一个中：
经由子阵列进行通信，使得确定第一子通信配置参数，其中所述第一子配置参数与相对于天线子阵列的切面的第一方向相关联；以及
基于所确定的第一子通信配置参数经由该子阵列进行通信，使得确定第二子通信配置参数，其中所述第二子配置参数与相对于所述切面的第二方向相关联，所述第二方向与第一方向正交
其中，第一通信配置参数是由第一通信中的第一子配置参数和第二子配置参数组合得到的，第二通信配置参数是由第二通信中的第一子配置参数和第二子配置参数组合得到的。
24.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述第一通信配置参数包括该射频链路经由该对应的第一子阵列进行通信时的用于该对应的第一子阵列的功率分配因子，并且所述第二通信配置参数进一步包括该射频链路经由所述数个天线子阵列中的除该对应的子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信时的用于该其余子阵列的功率分配因子。
25.根据权利要求24所述的电子设备，其中，所述功率分配因子是通过使得该射频链路的总功率被归一化而被确定的。
26.根据权利要求24所述的电子设备，其中，在射频链路与对应的子阵列之间设置射频功率放大器，所述功率分配因子被用于设置所述射频功率放大器的功率分配。
27.根据权利要求10所述的电子设备，其中，在与第一通信装置的通信中，所述第二通信装置以初始一组接收配置参数或者特定一组接收配置参数进行接收，其中，所述第二通信装置的接收配置参数是与所述接收机处的天线接收信号时的指向性有关的参数。
28.根据权利要求27所述的电子设备，其中，所述第二通信装置的该特定一组接收配置参数是接收机的多组接收配置参数中的使得与发射机的通信信道质量最优的一组接收配置参数。
29.根据权利要求27所述的电子设备，其中，所述第二通信装置的该特定的一组接收配置参数是通过如下方式确定的：
在第一通信装置采用多组通信配置参数中的每一个通信配置从第一通信装置到第二通信装置的通信、而第二通信装置采用所述多组接收配置参数中的每一个来依次接收通信的情况下，选择使得通信信道质量最优的一组接收配置参数为该特定的一组接收配置参数。
30.根据权利要求29所述的电子设备，其中，在第一通信和第二通信中的每一个中，数个射频链路通过使用相互正交的训练序列经由子阵列并行地进行通信。
31.一种用于无线通信系统的第一通信装置的方法，所述第一通信装置包括：
数个天线子阵列，每一子阵列包含多个天线，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；
多组第一方向移相器，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，
所述方法包括经由所述多组第一方向移相器中的每一组根据第一控制信号在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一方向角。
32.一种用于无线通信系统的第一通信装置的方法，其中，所述第一通信装置布置有数个天线子阵列以及数个射频链路，所述方法包括：
对于所述数个射频链路中的至少一个射频链路中的每一个:
经由所述数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一子阵列对所述无线通信系统中的第二通信装置进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定；以及经由所述多个子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定，
其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
33.一种用于无线通信系统的第二通信装置的电子设备，所述电子设备包括处理电路，被配置为：
对于所述无线通信系统中的第一通信装置的对应射频链路，
获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的多个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一天线子阵列对所述第二通信装置进行的第一通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于所述信道状况信息被确定；以及
获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的多个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行的第二通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于所述信道状况信息被确定，其中，所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数被用于确定用于所述射频链路的通信配置参数。
34.一种用于无线通信系统的第二通信装置的方法，所述方法包括：
对于所述无线通信系统中的第一通信装置的对应射频链路，
获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的多个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一天线子阵列对所述第二通信装置进行的第一通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于第一通信中的信道状况信息被确定；以及
获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的多个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行的第二通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于第二通信中的信道状况信息被确定，其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
35.一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，包括：
数个天线子阵列，每一子阵列包含多个天线，每一天线至少连接于一个移相器；以及多个附加移相器，每一附加移相器设置于一个子阵列与一个射频链路之间，从而使得一个射频链路分别通过多个附加移相器连接到多个天线子阵列。
无线通信方法和无线通信装置
技术领域
[0001] 本公开涉及一种无线通信方法和无线通信装置，特别涉及一种用于大规模多输入多输出通信系统的无线通信方法和无线通信装置。
背景技术
[0002] 近年来，大规模多输入多输出(Massive Multi-Input Multi-Output,MIMO)技术和毫米波(Millimeter Wave)技术被认为是未来5G关键技术的一部分，引起了学术界和工业界的广泛关注。毫米波频段具有大量可用频谱资源，能够满足移动通信日益增长的业务流量需求。此外，由于毫米波的波长较短，根据天线理论，毫米波系统的天线尺寸也较小，使得能够在小范围空间中放置几百甚至上千根天线，更有利于大规模天线技术在现实系统中的应用。此外，大规模天线所提供的波束赋形技术能有效弥补毫米波信道路径衰落过大的缺点，为毫米波技术应用于移动通信提供了可能。
[0003] 全维度多输入多输出(Full Dimension MIMO,FD-MIMO)天线，又称为二维平面阵列天线(Uniform Planar Array，UPA)技术也是工业界关注的热点之一。与传统线性天线阵列相比，FD-MIMO能够在有限空间内部署更多天线，进而提升空间分集和复用的性能。现有的3GPP标准化工作中，二维平面天线阵列(或称全维度MIMO，FD-MIMO)已成为未来5G标准的核心技术之一。大规模MIMO尤其是FD-MIMO场景下如何在保证天线传输性能的情况下降低硬件复杂度已成为产业界重点关注的研究方向。发明内容
[0004] 本公开的发明人发现，当无线通信系统中的第一通信装置(例如，发射机端，诸如基站端)配备大规模天线、尤其是二维平面阵列天线时，现有的用于波束赋形的移相网络架构很难同时保证天线传输性能和硬件复杂程度两者都得到优化。进一步地，当存在多个用户设备(第二通信装置，例如，接收机端)的情况时，往往存在多条射频链路，多条射频链路与二维平面阵列天线之间的移相网络架构将更为复杂。
[0005] 因此，本公开的一个目的在于提供改进的用于波束赋形的技术，尤其是用于配备平面阵列天线的毫米波通信系统的技术方案。
[0006] 鉴于此，本申请提出了一种改进的波束赋形架构，其基本思路在于对于每个射频链路所使用的平面阵列天线，设计两层移相网络，分别对于每一层进行相位调制和控制。在一种实现中，将移相网络拆分成水平移相和垂直移相两层。两层移相网络的配置使得能够独立地选择各层移相器精度，进行相位调制和控制。
[0007] 本申请还提出了一种改进的波束赋形架构，其基本思路在于平面阵列天线可包括数个子阵列，每一用户或射频链路最终使用数个子阵列中至少一个子阵列组合得到的波束赋形结果进行通信。在一种实现中，平面阵列天线包括数个子阵列，针对每一射频链路，经由对应子阵列进行第一波束赋形训练，经由数个子阵列中除对应子阵列之外的至少一个子阵列进行第二波束赋形训练，组合第一和第二波束赋形训练分别得到的配置参数来得到最终的通信配置参数，以供数据通信使用。
[0008] 本申请还提出了还一种改进的波束赋形架构，其基本思路在于：平面阵列天线包括数个子阵列，每个射频链路通过两层移相网络连接到至少一个天线子阵列，从而使用数个子阵列中至少一个子阵列组合得到的波束赋形结果进行通信。对于每个子阵列而言，数个射频链路连接到相同的垂直或水平移相器。
[0009] 根据本公开的一个方面，提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，包括：数个天线子阵列，每一子阵列为平面天线阵列，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；多组第一方向移相器，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，其中，所述多组第一方向移相器中的每一组被配置为根据第一控制信号在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一方向角。
[0010] 根据本公开的另一方面，提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的方法，所述第一通信装置包括天线阵列，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；多组第一方向移相器，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，所述方法包括经由所述多组第一方向移相器中的每一组根据第一控制信号在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一方向角。
[0011] 根据本公开的另一方面，提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，其中，所述第一通信装置布置有数个天线子阵列以及数个射频链路，所述电子设备包括：处理电路，处理电路被配置为：对于所述数个射频链路中的至少一个射频链路中的每一个，经由所述数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一子阵列对所述无线通信系统中的第二通信装置进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定；以及经由所述数个天线子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定，其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
[0012] 根据本公开的还另一方面，提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的方法，所述第一通信装置布置有数个天线子阵列以及数个射频链路，所述方法包括：对于所述数个射频链路中的至少一个射频链路中的每一个射频链路，经由所述数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一子阵列对所述无线通信系统中的第二通信装置进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定；以及经由所述数个天线子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定，其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
[0013] 根据又另一方面，提供了一种用于无线通信系统的第二通信装置的电子设备，所述电子设备包括：处理电路，该处理电路被配置为：对于所述无线通信系统中的第一通信装置的对应射频链路，获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一天线子阵列对所述第二通信装置进行的第一通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于所述信道状况信息被确定；以及获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的数个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行的第二通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于所述信道状况信息被确定，其中，所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数被用于确定用于所述射频链路的通信配置参数。
[0014] 根据更另一方面，提供了一种用于无线通信系统的第二通信装置的方法，所述方法包括：对于所述无线通信系统中的第一通信装置的对应射频链路，获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一天线子阵列对所述第二通信装置进行的第一通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于第一通信中的信道状况信息被确定；以及获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的数个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行的第二通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于第二通信中的信道状况信息被确定，其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
[0015] 根据又一方面，提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，包括：数个天线子阵列，每一子阵列包含多个天线，每一天线至少连接于一个移相器；以及多个附加移相器，每一附加移相器设置于一个子阵列与一个射频链路之间，从而使得一个射频链路分别通过多个附加移相器连接到多个天线子阵列。
[0016] 根据本公开的实施例，第一通信装置的天线子阵列能够实现特定于射频链路(RF-chain specific)的水平或垂直方向波束调整。
[0017] 根据本公开的实施例，在无线通信中射频链路能够利用所有子阵列中至少一些子阵列的空间分集，提高波束赋形增益。
[0018] 根据本申请的实施例，还能够以较小的性能损失显著降低硬件复杂度。
附图说明
[0021] 参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
[0022] 图1是示出一种现有技术的基站的结构的示图。
[0023] 图2是示出一种配置有单根天线的用户端的示图。
[0024] 图3是示出一种配置有多根天线的用户端的示图。
[0025] 图4a和图4b分别示出了单用户系统中的基站端和用户端的配置的示图。
[0026] 图5a和图5b分别示出了模数混合预编码架构下的基站端和用户端的配置的示图。
[0027] 图6a和图6b分别示出了全连接移相网络和子连接移相网络的示意图。
[0028] 图7a示出了根据本公开一个实施例的用于无线通信系统中的一个通信装置的电子设备的示意图。
[0029] 图7b示出了根据本公开一个实施例的用于无线通信系统中的另一个通信装置的电子设备的示意图。
[0030] 图8示出了根据本公开的一个实施例在基站中采用图7a和/或7b的电子设备进行波束赋形训练的流程图。
[0031] 图9a示出了采用图8所描述的通信配置过程的示例基站的基于数个子阵列的混合连接架构示意图。
[0032] 图9b示出了图9a所示的示例基站中每个天线子阵列的移相网络示意图。
[0033] 图9c示出了图9a所示的示例基站中每个天线子阵列的移相网络的另一种配置的示意图。
[0034] 图10a和10b示出了基于多子阵列的混合连接架构的示例基站的示例预编码过程。
[0035] 图11a示出了数个子阵列在同一平面的示意图。
[0036] 图11b示出了数个子阵列不在同一平面的示意图。
[0037] 图12a示出了采用垂直优先结构的两层移相网络设计的示意图。
[0038] 图12b示出了采用水平优先结构的两层移相网络设计的示意图。
[0039] 图13示出了所提出的垂直优先架构与传统架构的性能比较。
[0040] 图14示出了将图12a中的垂直优先结构的两层移相网络扩展到多用户无线通信系统的一种示例混合连接架构。
[0041] 图15a和15b分别示出了垂直优先结构下的混合连接混合预编码架构和用于其中每个子阵列的两层移相网络示意图。
[0042] 图16示出了一种示例的预编码设计流程。
[0043] 图17示出了合并后用于确定波束赋形向量与附加相位和功率分配因子的示例实现。
[0044] 图18示出了采用简化的波束赋形训练方法时合并波束赋形向量与附加相位和功率分配因子的确定的示例实现。
[0045] 图19示出了混合连接架构性能仿真结果。
[0046] 图20示出了一种根据本公开的电子设备的硬件配置的示例。
具体实施方式
[0047] 现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
[0048] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0049] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
[0050] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0051] 在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0052] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0053] 数字预编码-数字基带处理
[0054] 传统的无线通信系统中，通常，在发射端(例如，基站端)和接收端(例如，用户设备)，每根天线连接一个射频链路，以便进行发送和接收。一般概念上而言，在操作中，在发射端，待发射的数据流首先进行基带处理，然后经由射频链路被转换成射频信号以通过对应的天线被发射，而接收端对应的射频链路将接收的射频信号处理为基带信号，然后进一步进行基带处理以获得希望的数据流。
[0055] 通常，在基带数据处理中，为了便于多个数据流复用相同传输资源经由射频链路和对应的天线进行发送，主要采用数字预编码架构，在各个射频链路上发送信号的幅值均可调，以降低在相同的传输资源上承载的多路数据信号彼此间的干扰。这样的在数据经由射频链路和天线被发送之前的处理可被称为发射端的数据的基带数字处理。
[0056] 例如，图1示意性地示出了一种现有技术的基站的概念性结构。如图1所示，在数字预编码架构下，基站端配备有M根天线(M为整数且M≥1)，每根天线布置有对应的射频链路。数字预编码器在控制器的控制下获取K路数据流(K为整数且K≥1)，对这K路数据流进行数字预编码(例如，使K路数据流经大小为M×K的数字预编码矩阵B)。编码后的数据经由射频链路和天线被发送给一个或多个用户。
[0057] 相应地，用户端可以有多种配置形式，以便在通过射频链路接收到编码的数据之后进行对应的基带数字处理以便获得希望的数据流。
[0058] 图2示出了一种配置有单根天线的用户端。如图2所示，用户端设置有单根天线和对应的单个射频链路。由于该用户端只有一根天线，因此只能接收单个数据流。也就是说，从基站端M个天线发送的K路数据流中，通过相应的数字处理，使得只有一路数据流能够被用户端接收。
[0059] 图3示出了一种配置有多个天线的用户端。如图3所示，该用户端配置有N根天线(N为整数且N>1)。每根天线通过对应的射频链路把接收到的数据传输给数字预编码器。数字预编码器在控制器的控制下，使用例如大小为Ku×N的数字预编码矩阵W(Ku为整数且Ku≧1)对接收到的数据进行数字预编码，从而得到单路(Ku＝1时)或多路数据(Ku>1时)。
[0060] 对于数字预编码器中使用的数字预编码矩阵，通常有基于码本(codebook based)和不基于码本(non-codebook based)两种设计方式。在基于码本的设计方案中，数字预编码矩阵必须从预先设定的码本中选取。而在不基于码本的设计方案中，则没有这样的约束。基站端和用户端可以根据信道状态信息(Channel State Information,CSI)设计预编码矩阵。
[0061] 上述的数字预编码处理可被认为属于无线通信中的基带数字处理部分。
[0062] 模拟波束赋形-射频部分
[0063] 进一步地，在无线通信系统、尤其是高频的例如毫米波通信系统中，可以采用每条射频链路连接多个移相器及天线而利用少至一条射频链路形成具有指向性的波束，从而实现模拟波束赋形方案。模拟波束赋形训练是指优化基站和用户设备的射频配置信息(例如，涉及基站和用户设备的移相器的配置值，也被称为用于移相器的权重矢量)的过程，其主要作用是提高用户接收信噪比。以下行链路为例，基站通过配置与其多个天线连接的多个移相器的值来形成具有指向性的发送波束，用户设备通过配置与其多个天线连接的多个移相器的值来形成具有指向性的接收波束，基站的发送波束与用户设备的接收波束构成了下行链路的一组波束对。下行波束赋形训练的过程即找到由最优的基站发送波束和最优的用户设备接收波束构成的一组最优的波束对的过程。类似地，在上行链路中，基站的接收波束与用户设备的发送波束也构成一组波束对。
[0064] 毫米波通信系统有多种工作模式，例如点对点模式、单用户模式、多用户模式等。点对点模式可用于基站(BS)间回传，单用户模式和多用户模式可用于基站与一个或多个用户设备(UE)间通信。在实现架构上，可以包括纯模拟波束赋形架构(例如不与数字预编码组合的全连接架构、子连接架构)、全连接模数混合预编码架构、子连接模数混合预编码架构等。但无论采用哪种架构，受器件约束的限制，基站和用户设备的配置信息(例如，涉及基站和用户设备的移相器的配置值)只能从预先定义的模拟码本中选择，这样的配置信息可被表示为权重矢量，其通常指示多个移相器的配置值(例如，相位值)。
[0065] 这样的处理主要是在无线通信系统的发射端和接收端的射频部分进行的，可被认为是射频模拟处理。
[0066] 波束赋形-单用户
[0067] 以下将通过附图示例性地描述波束赋形技术的概念。
[0068] 图4a和图4b分别示出了单用户系统中的基站端和用户端的配置。如图4a和图4b所示，在用户端和基站端中，每个射频链路均连接有一组移相器，各个移相器再分别连接到各自对应的天线。一组移相器的值(例如相位值)可由一组配置参数指示，该组配置参数例如为DFT向量，也被称为权重矢量或波束向量。本文中，我们把基站端的权重矢量表示为f，把用户端的权重矢量表示为w。由于本示例中移相器仅调整信号的相位而不改变幅度，因此权重矢量中各个元素的幅值均为1。在这种结构的毫米波通信系统中，由于射频链路的数量有限，基站端和用户端都无法直接估计信道状态信息。所以通常的模拟波束赋形方案采用基于模拟Tx/Rx码本的方法。码本是一组权重矢量的集合。设基站端码本为F，码本大小为P(包含P个权重矢量)，用户端码本为W，码本大小为Q(包含Q个权重矢量)，则基站端的权重矢量必须从基站端码本F中选取，用户端的权重矢量必须从用户端码本W中选取。
[0069] 在基站端和用户端进行毫米波通信时，具体采用码本中的哪一个权重矢量要事先通过波束训练来确定。波束训练例如可以采用最大化信噪比准则来确定用于形成最佳波束的权重矢量，可以表示为以下公式：
[0070] {wopt,fopt}＝argmax|wTHf|其中w∈W,f∈F
[0071] 上述公式中， 表示基站端和用户端之间的下行信道，W是关于用户端的权重矢量的候选集合(码本)，F是关于基站端的权重矢量的候选集合(码本)，而wopt,fopt分别是所确定的关于用户端和基站端的最优的权重矢量。
[0072] 由于毫米波信道路径衰减大的特性，毫米波多径信道的散射体数量较少，通常可以将毫米波信道H建模为
[0073]
[0074] 其中，N和M分别表示用户端和基站配备的天线数量，Ncl为散射体数量，Nray为每个散射体包含的子径个数，αi,l表示相应散射路径的信道系数，aUE和aBS分别表示用户端和基站的天线响应向量，θ和φ分别为水平方向和垂直方向到达角。
[0075] 对于线性天线阵列(Uniform Linear Array,ULA)，天线响应向量与垂直到达角φ无关，可以表示为
[0076]
[0077] 其中λ为波长，d为天线间距，N为天线数。
[0078] 而对于W×H的平面天线阵列(Uniform Planar Array,UPA)，其中W为水平方向天线数，H为垂直方向天线数，天线响应向量可以表示为
[0079]
[0080] 其中 为水平方向天线响应向量， 为垂直
方向天线响应向量， 为克罗内科积。
方向天线响应向量， 为克罗内科积。
[0081] 波束赋形-多用户-混合预编码
[0082] 对于多用户场景，考虑一个单小区多用户毫米波大规模天线系统，基站配备W×H＝M的UPA天线，同时服务K个用户，每个用户配备N根天线。传统的大规模天线系统中通常使用全数字预编码架构，通过一个全数字预编码矩阵 将K个用户的数据映射到M个射频链路和天线单元上，可以取得最优的预编码性能，然而这种架构需要M个射频链路，从而造成硬件复杂度高、功耗大等问题。因此，多用户毫米波系统中通常考虑采用混合预编码架构，它采用L(通常L＝K，这里假设L＝K)条射频链路将基带数字信号通过移相器连接到天线单元上。图5a和图5b分别示出了模数混合预编码架构下的基站端和用户端的配置。
[0083] 如图5a所示，采用模数混合预编码架构的基站端具有基带数字预编码器和模拟移相网络。在控制器的控制下，基带数字预编码器获取K路数据流作为输入，基带数字预编码器对这K路数据进行数字预编码，从而消除不同数据流之间的干扰。然后，K个射频链路对经过数字预编码器预编码的数据流进行上变频、放大、滤波等处理，从而变成射频信号。通常，K个射频链路中，每个射频链路对应于一个用户端。
[0084] K个射频链路连接到模拟移相网络。移相网络中各个移相器的取值构成了模拟波束赋形矩阵F。在矩阵F中，第k列表示第k个射频链路连接的一组移相器的值，表示为权重矢量fk，权重矢量fk必须从基站端的码本f中选取。
[0085] 图5b示出了采用混合预编码架构的用户端的配置。如图5b所示，用户端配置有N个天线，每个天线接收到的信号经过对应的移相器后输入到射频链路。各个移相器的取值构成了用户端权重矢量wk，可以从用户端码本W中选择用户端权重矢量wk。射频链路对输入的信号进行滤波、放大、下变频后得到数字接收信号。
[0086] 在该示例中，用户端具有多个射频链路。根据实际情况，也可以在用户端采用一个射频链路的设计。
[0087] 混合预编码架构下，下行信号传输模型可表示为：
[0088]
[0089] 其中x为发射信号，yk为第k个用户的数字端接收信号，Hk为第k个用户和基站间的下行信道矩阵，F和B分别为模拟预编码和数字预编码矩阵，模拟预编码矩阵F由各个射频链路连接的移相器相位构成的模拟发送权重矢量(或称波束赋形向量)组成。wk表示第k个用户的模拟接收权重矢量，nk表示高斯白噪声向量。受器件约束的限制，模拟发送/接收权重矢量只能从预先定义的模拟码本中选择，分别为基站端的模拟码本F和用户端的模拟码本W。
[0090] 在混合预编码架构下，波束训练就是从预先规定的码本中确定基站端和用户端的权重矢量的过程。以下行传输为例，最大化信噪比准则可以表示为公示：
[0091] {wk,opt,fk,opt}＝argmax||yk||
[0092] 其中{wk,opt,fk,opt}表示第k个用户最优的下行权重矢量。
[0093] 移相网络设计
[0094] 从图4a、4b、5a和5b可以看到，不论是采用模拟预编码的通信系统还是采用模数混合编码的通信系统，都需要对发送权重矢量和接收权重矢量进行波束赋形训练，以寻求最优的发送权重矢量和接收权重矢量。权重矢量是由与天线或天线阵列连接的多个移相器的取值构成的。因此，多个移相器与多个天线的连接构成的移相网络对于波束赋形至关重要。对于移相网络，目前流行的架构为全连接架构和子连接架构。图6a和图6b分别示出了现有技术的全连接移相网络和子连接移相网络的示意图。
[0095] 在全连接移相网络中，每个射频链路可以经模拟移相器连接到所有天线。因此，全连接移相网络能够利用整个天线阵列的分集增益，获得较好的预编码性能。如图6a所示，在全连接移相网络中，每个射频链路通过移相器连接到所有天线，其中每个射频链路连接到一组M个移相器，从而在全连接移相网络中有K组移相器，移相器的总数目为K×M个。每组移相器中对应移相器输出的信号(K个信号)经过加法器相加后被提供给对应的天线单元。若第k个射频链路连接的移相器相位值构成M维波束赋形向量 M×K维模拟预编码矩阵可以表示为
[0096] 在子连接移相网络中，每个射频链路可以经模拟移相器连接到部分天线构成的子阵列。通常天线是平均分配给K个射频链路的。每个天线单元只连接到一个射频链路，子连接架构中每个射频链路仅能够利用部分天线阵列的分集增益，造成一定的性能损失，但同时硬件复杂度大大降低。如图6b所示，在子连接移相网络中，每个射频链路的输出端连接到P个移相器(P为整数且P≥1)，每个移相器连接到一个天线单元。也就是说，在具有K个射频链路的情况下，天线单元的数目M＝K×P。第k个射频链路连接的移相器相位值构成 维波束赋形向量 因此M×K维模拟预编码矩阵可以表示为
[0097]
[0098] 其中0M/K表示长度为M/K的零列向量。
[0099] 现有的全连接架构性能良好，但硬件复杂度较高。而子连接架构虽然硬件复杂度低，但性能损失较为严重，特别是当用户数增多时。如何取得硬件开销和系统性能之间的合理折衷是目前业界亟待解决的问题。此外，全连接和子连接架构或者混合预编码架构均未考虑天线的物理结构。因此，考虑基站端配备二维平面阵列天线场景下的多天线连接架构和预编码设计方法具有重要意义。
[0100] 基于子阵列的混合连接架构
[0101] 对于此，申请人提出了改进的混合连接架构和预编码设计方法。
[0102] 特别地，在大规模天线的无线通信环境中，多个天线可以被布置为天线阵列，例如一维线性阵列、二维平面阵列或者对二维平面阵列在水平或垂直方向上进行弯曲得到的曲面阵列。在多个射频链路共享该天线阵列的情况下，天线阵列可以包括与射频链路数目相同的多个天线子阵列，每个子阵列有数个输入端，每一输入端可以连接到一个射频链路。
[0103] 应指出，在物理实现的一些示例中，一个子阵列通常对应于一块面板(panel)，天线的划分、子阵列的数目和布置通常是预先确定好的。在此前提下，射频链路通常与子阵列是一一对应的，而本公开的一些方案中进一步提出了射频链路还利用除对应子阵列之外的子阵列进行通信。
[0104] 在本公开的上下文中，第一方向和第二方向是在天线阵列的切面中的相互正交的方向。特别地，在天线阵列是二维平面阵列的情况下，切面即为该二维平面阵列的平面本身，第一方向和第二方向即为该二维平面阵列的平面中的相互正交的方向，例如水平方向和垂直方向。
[0105] 在本公开的改进的实施例中，至少一个射频链路除了可以经由与之对应的天线子阵列进行与对端通信装置进行通信之外，还可以经由除对应子阵列之外的其余子阵列中的至少一个与对端通信装置进行通信。通过这样的通信可以确定适当的通信配置参数以进行后续通信。
[0106] 应指出，相比现有的子连接移相网络，本申请的基于数个子阵列的混合连接架构使得至少一个射频链路能够利用多个天线子阵列中的多于一个的天线子阵列的空间分集，从而提高了波束赋形增益。而相比于现有的全连接架构，本申请的基于数个子阵列的混合连接架构的一些实施例所需要的移相器数量得以显著减少。
[0107] 根据一个实施例，提出了一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备。该第一通信装置包括数个子阵列以及数个射频链路。电子设备包括处理电路，被配置为：对于所述数个射频链路中的至少一个射频链路中的每一个，经由所述数个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一子阵列对所述无线通信系统中的第二通信装置进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定；以及经由所述多个子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定，其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
[0108] 也就是说，对于所有射频链路中的至少一个射频链路可进行第一通信和第二通信两者，从而基于第一通信配置参数和第二通信配置参数确定用于每个射频链路的通信配置参数，而对于其余的射频链路，可仅仅进行第一通信，这样该射频链路的通信配置参数是由第一通信配置参数被确定的。
[0109] 在示例性实现中，在射频链路仅仅经由与其对应的天线子阵列进行第一通信以确定第一通信配置参数的情况下，用于该射频链路的通信配置参数即为该第一通信配置参数，而在射频链路分别进行第一通信和第二通信以分别确定第一通信配置参数和第二通信配置参数的情况下，用于该射频链路的通信配置参数可通过该第一通信配置参数和第二通信配置参数的合成而得到。
[0110] 在一些示例中，第一通信配置参数可以由处理电路预先确定，或者由第一通信装置之外的装置确定并传送至该第一通信装置。
[0111] 优选地，第一通信配置参数和第二通信配置参数可表现为多种形式，而第一通信配置参数和第二通信配置参数的合成可以通过与参数表现形式对应的组合方式来进行。
[0112] 在一些实施例中，第一通信配置参数和第二通信配置参数都表示为矢量的形式，因此第一通信配置参数和第二通信配置参数的合成可表示为矢量的组合，例如通过本领域中已知的方式获得的矢量的组合。
[0113] 在一种优选实现中，在第二通信中，一个射频链路将与数个子阵列中的除对应子阵列之外的每一子阵列进行第二通信，由此确定第二通信配置参数。这样，每个射频链路能够利用多个天线子阵列中的所有天线子阵列的空间分集，从而波束赋形增益被进一步优化。
[0114] 在另一种优选实现中，在第二通信中，一个射频链路并非与数个子阵列中的除对应子阵列之外的所有子阵列进行连接，而是只与其中的特定数量的子阵列进行连接。这样，虽然无法利用所有天线子阵列的空间分集，但是天线布置复杂度和硬件开销适当降低，从而实现了更适当的增益与复杂度、硬件开销的折中。在具体设计中，该特定数量的选择可以根据第一通信装置侧的实际电路布置要求、性能要求等因素来被确定。
[0115] 在还一种替选实现中，在数个射频链路中，一定数量的射频链路均仅仅与和它们对应的天线子阵列进行通信，而不与其余天线子阵列进行通信，而另外的射频链路可以与上文所述那样，除了与和它们对应的天线子阵列进行通信之外，还可以与其余天线子阵列中的特定数量的天线子阵列或者全部天线子阵列进行通信。这样，虽然无法利用所有天线子阵列的空间分集，但是天线布置复杂度适当降低，从而实现了更适当的增益与天线复杂度的折中。在具体设计中，该一定数量的选择可以根据第一通信装置侧的实际电路布置要求、性能要求等因素来被确定。
[0116] 根据实施例，第一通信配置参数是根据从第二通信装置接收的关于第一通信中的通信信道状况的信息确定的，第二通信配置参数是根据从第二通信装置接收的关于第二通信中的通信信道状况的信息确定的。
[0117] 根据实施例，第一通信配置参数是使得第一通信的信道质量最优的通信配置参数，并且第二通信配置参数是使得第二通信的信道质量最优的通信配置参数。
[0118] 根据实施例，第二通信配置参数包括与多个子阵列中的除该对应子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对应的第二通信配置参数。
[0119] 根据实施例，所述第一通信配置参数包括该射频链路经由该对应的第一子阵列进行通信时的模拟波束赋形向量；以及其中，所述第二通信配置参数包括该射频链路经由所述多个子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信时的用于所述至少一个子阵列的模拟波束赋形向量。
[0120] 在进行第二通信时，射频链路可以应用所确定的第一通信配置参数中所包含的模拟波束赋形向量经由所述数个天线子阵列中的除该对应的子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信。例如，射频链路可以应用其自身在第一通信过程中所确定的模拟波束赋形向量进行第二通信，或者当射频链路与特定子阵列进行第二通信时，可以应用在第一通信过程中针对该特定子阵列确定的模拟波束赋形向量进行第二通信。
[0121] 根据实施例，在射频链路与子阵列之间设置有移相器，其中，射频链路与对应的第一子阵列之间的移相器由所述第一通信配置参数被设置，而射频链路与其余子阵列之间的移相器由与该其余子阵列对应的第二通信配置参数被设置。也就是说，在一种实现中，第一配置参数还可以包括射频链路与对应的子阵列之间进行通信时移相器的相位，第一配置参数还可以包括射频链路与除对应的子阵列之间进行通信时移相器的相位。
[0122] 根据实施例，所述第一通信配置参数包括该射频链路经由该对应的第一子阵列进行通信时的用于该对应的第一子阵列的功率分配因子，并且所述第二通信配置参数进一步包括该射频链路经由所述多个子阵列中的除该对应的子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信时的用于该其余子阵列的功率分配因子。
[0123] 考虑到各个子阵列的波束赋形向量确定了以后可以较长周期才改变一次，可以以较短的周期改变各个子阵列对于特定通信链路的权重参数(例如，除波束赋形向量之外的其它配置参数)来获得对信道变化的补偿，从而减小重配置开销。尤其在两层移相网络的示例里，由于用户设备在垂直方向的运动幅度一般较小，各个子阵列的垂直波束赋形向量确定了以后可以较长周期才改变一次，而以较短的周期根据最新的信道情况调整水平波束赋形向量。
[0124] 为了更加有助于理解，以下将参照图7a描述在第一通信装置为基站、第二通信装置为用户设备的情况下的本公开的实施例的实现。图7a示出了该基站具有处理电路701、以及可选的通信配置参数合成单元702和存储器703，这一点在附图中由虚线框指示。应指出，这样的描述仅仅是作为示例的，而不是作为限制。
[0125] 根据实施例，基于第一通信确定的第一通信配置参数和/或基于第二通信确定的第二通信配置参数可以存储于第一通信装置的存储器703。应指出，存储器703不是第一通信装置700必需的。在一些实施例中，第一通信配置参数和第二通信配置参数可以存储在第一通信装置之外的存储器上，或者分别存储在不同的存储器上，例如分别存储在第一通信装置700之外和之内的存储器上。在一些实施例中，第一通信配置参数和/或第二通信配置参数可以直接传输到通信配置参数合成单元702以组合得到用于对应射频链路的通信配置参数。
[0126] 通信配置参数合成单元702可对于输入的第一和第二通信配置参数进行组合以确定用于射频链路的配置参数，但是，通信配置参数合成单元702也是可选的。作为替代，第一通信配置参数和第二通信配置参数可以在第二通信装置(在本例中为用户设备)处或者其它装置处确定并用于得到用于该射频链路的通信配置参数，然后用于该射频链路的通信配置参数从用户设备传输给第一通信装置(在本例中为基站)。
[0127] 在操作中，处理电路701可以用于配置基站的信号传输，使得每一个射频链路分别经由对应子阵列进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定，并且还可使得至少一个射频链路中的每一个还与除其对应子阵列之外的至少一个子阵列进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定。
[0128] 在一个实施例中，基站的多个射频链路与多个子阵列之间设置有多个移相器组成的移相网络。处理电路701配置射频链路使其分别经由对应子阵列和除对应子阵列之外的至少一个子阵列进行第一通信和第二通信是通过配置移相网络中的各个移相器的值来进行的。在得到第一通信配置参数和第二通信配置参数后，第一通信配置参数可以用于设置射频链路在进行后续通信时与对应子阵列之间的移相器的值，第二通信配置参数可以用于设置射频链路在进行后续通信时与除对应子阵列之外的至少一个子阵列之间的移相器的值。
[0129] 根据实施例，提供了一种用于无线通信系统的第二通信装置的电子设备。例如，该电子设备可以包括处理电路，处理电路被配置为：对于第一通信装置的对应射频链路：获取由所述第一通信装置经由第一通信装置的多个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一天线子阵列对第二通信装置进行的第一通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于该第一通信中的信道状况信息被确定；以及获取由第一通信装置经由第一通信装置的多个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对第二通信装置进行的第二通信中的信道状况信息，使得第二通信配置参数基于该第二通信中的信道状况信息被确定。然后，第一通信配置参数和第二通信配置参数可以被用于确定用于该对应射频链路的通信配置参数。
[0130] 以下参照图7b进行示例性描述。图7b示出了根据本公开一个实施例的用于无线通信系统中的第二通信装置的电子设备的示意图。该第二通信装置用于与图7a的通信装置进行通信。例如，当图7a的电子设备700位于基站中时，图7b的电子设备710是用户设备。当图7a的电子设备700位于用户设备中时，图7b的电子设备710是基站。下面以图7b的电子设备位于用户设备中为例进行描述。
[0131] 如图7b所示，该电子设备710可以包括处理电路711以及可选的通信配置参数合成单元712和存储器713。
[0132] 存储器713可以用于如图7a中的存储器703一样存储第一通信配置参数和第二通信配置参数。同存储器703一样，该存储器711也不是电子设备710所必需的。
[0133] 在操作中，对于第一通信装置的射频链路，第一通信装置可以经由其多个天线子阵列中与该射频链路对应的第一天线子阵列对第二通信装置进行第一通信，并经由多个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对第二通信装置进行第二通信。处理电路711可以基于第一通信和第二通信来分别确定关于第一通信和第二通信中的信道状况的信息。第一通信配置参数可以基于第一通信中的信道状况信息被确定，第二通信配置参数可以基于第二通信中的信道状况信息被确定。在一些实施例中，第一通信配置参数和第二通信配置参数分别使得第一通信和第二通信的信道质量最优。第一通信配置参数和第二通信配置参数的确定可以由处理电路711执行，并然后传输给第一通信装置、存储在存储器713，或者传输给通信配置参数合成单元712。
[0134] 通信配置参数合成单元712基于第一通信配置参数和第二通信配置参数得到用于相应射频链路的通信配置参数，并在处理电路711的控制下传输给第一通信装置。同样，通信配置参数合成单元712是可选的。如上所述，用于相应射频链路的通信配置参数可以由第一通信装置的处理电路确定，或者由第一通信装置和第二通信装置之外的其它装置确定。
[0135] 根据实施例，提供了一种用于无线通信系统的第一通信装置的方法。在第一通信装置布置有数个天线子阵列以及数个射频链路。对于所述数个射频链路中的至少一个射频链路中的每一个射频链路，经由所述多个子阵列中的与该射频链路对应的第一子阵列对所述无线通信系统中的第二通信装置进行第一通信，使得第一通信配置参数被确定；以及经由所述多个子阵列中的除该对应的第一子阵列之外的其余子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行第二通信，使得第二通信配置参数被确定。其中，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
[0136] 根据实施例，提供了一种用于无线通信系统的第二通信装置的方法。对于所述无线通信系统中的第一通信装置的对应射频链路，获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的多个天线子阵列中的与该射频链路对应的第一天线子阵列对所述第二通信装置进行的第一通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于第一通信中的信道状况信息被确定；以及获取由所述第一通信装置经由所述第一通信装置的多个天线子阵列中除该对应的第一天线子阵列之外的其余天线子阵列中的至少一个对所述第二通信装置进行的第二通信中的信道状况信息，使得第一通信配置参数基于第二通信中的信道状况信息被确定。
[0137] 根据实施例，基于所述第一通信配置参数和所述第二通信配置参数来确定用于该射频链路的通信配置参数。
[0138] 以下将参照附图来描述根据实施例的基于子阵列的通信配置过程的一种示例性实现。应指出，为了便于理解，以下的描述中以二维平面天线阵列为例来进行描述，但是应指出，所描述的实施例同样可应用于其它类型的天线阵列，例如可划分为多个子阵列的移位天线阵列，曲面天线阵列等等。例如，在曲线天线阵列的情况下，下文描述中所提及的平面即为曲线天线阵列的切面。
[0139] 图8示出了根据本公开的一个实施例在基站中采用图7a和7b的电子设备进行通信配置的流程图。
[0140] 如图8所示，在步骤801，基站配置移相网络使得所有射频链路中的至少一个射频链路中的每个射频链路仅通过对应子阵列进行第一通信。具体地，在一个示例中第一射频链路与第一子阵列相对应，换言之，第一射频链路的数据流主要由第一子阵列提供发射服务，基站利用第一子阵列的模拟发射码本中的权重矢量逐个对第一子阵列的移相器进行配置以扫描所有发送波束。
[0141] 在步骤802，基站基于在步骤801的配置向用户设备发送正交训练序列。具体而言，基站所连接的多条射频链路向对应多个用户设备发送的训练序列是特定于射频链路且彼此正交的，这样多条射频链路可以并行向多个用户设备发送，各个用户设备可以通过匹配滤波接收到相应的训练序列信号，而不会彼此干扰。
[0142] 在步骤803，用户设备使用处理电路712，基于接收到的训练序列来估计从相应射频链路到相应用户设备之间的等效信道信息。具体地，在一个示例中，用户设备利用其模拟接收码本中的权重矢量逐个对其天线阵列的移相器进行配置以扫描所有接收波束对来自基站的波束赋形训练信号进行接收，从而确定各种发送-接收波束对(Tx-Rx Beam Pair)下接收情况最优的一对，例如接收信号的RSRP(参考信号接收功率)/RSRQ(参考信号接收质量)/CQI最大的一对。用户设备还可以计算与最优发送-接收波束对相应的等效信道的信道情况，例如信道增益和信道相位/方向来作为测量结果的一部分。在一些替选示例中，用户设备将所有发送-接收波束对相应的等效信道的信道情况都作为测量结果提供给基站。
[0143] 在步骤804，用户设备将步骤803中的等效信道估计结果反馈给基站，以由基站基于该等效信道估计结果确定用于对应射频链路的第一通信配置参数。作为替代，第一通信配置参数也可以由用户设备或其它设备确定并发送给基站。第一通信配置参数通常是使得第一通信的信道质量最优的通信配置参数。
[0144] 第一通信配置参数可以包含基站模拟码本中的最优发送权重矢量，最终完成训练之后，基站可以利用最优发送权重矢量配置用于该用户设备的射频链路对应的子阵列的天线相位值来发射对该用设备的最优发送波束。可以理解，用户设备还根据模拟码本中的最优接收权重矢量，配置其天线阵列的相位值来生成对应于该最优发送波束的最优接收波束，并基于该最优波束对进行后续数据信号的通信。在用户设备将第一通信配置参数包含在反馈结果中的示例里，为了减小控制信令开销，第一通信配置参数也可以是基站模拟码本中的最优发送权重矢量或最优发送波束的指示信息，例如索引。具体的一个示例里，每一基站发送波束所在的传输资源彼此不同，用户设备反馈最优发送波束所在的资源指示以反馈第一通信配置参数。
[0145] 图8所基于的实施例的精神在于一个射频链路上的数据流可以通过多个子阵列进行无线发射，从而获得空间分集增益。在优化的实施方案中，进一步考虑了如何协调多个子阵列承担特定射频链路的数据流。在该优化的方案中，第一通信配置参数还可以包含用于对应子阵列的加权参数。该加权参数可以包含附加相位，此时等效信道质量测量结果包含该等效信道的相位。该加权参数还可以包含用于对应子阵列的功率分配因子。该功率分配因子是通过使该射频链路在各个子阵列上的总功率被归一化而被确定的。此时等效信道估计结果包含该等效信道的增益。
[0146] 在一种实现中，等效信道的相位和增益可以在同一通信过程中同时估计。最优发送权重矢量和子阵列附加相位、功率分配因子等可以在同一通信过程中同时获得。例如，当基站天线的移相网络中的移相器器件精度足够时，子阵列附加相位和发送权重矢量可以由移相网络一并实现。
[0147] 在另一种实现中，最优发送权重矢量和子阵列附加相位也可以在不同的通信流程中分别获得。例如，子阵列附加相位可以按照与最优发送权重矢量不同的频率进行更新，因此它们可以在以不同周期进行的、单独的流程中来获得。又例如，当基站天线的用于设置发送权重矢量的移相器器件精度不支持时，可以提供单独的附加移相器来设置附加相位。
[0148] 此外，在示例性实现中，功率分配因子不是必需的，因此在基于信道质量来估计第一通信配置参数时，仅仅估计了发送权重矢量和/或附加相位，而不对等效信道的增益进行估计。
[0149] 在步骤805，基站配置移相网络使得每个射频链路通过多个子阵列中除对应子阵列之外的至少一个子阵列进行第二通信。
[0150] 在步骤806，基站基于在步骤805的配置向用户设备发送正交训练序列。
[0151] 在步骤807，用户设备使用处理电路712，基于接收到的训练序列来估计从相应射频链路到相应用户设备之间的等效信道信息。
[0152] 在步骤808，用户设备将步骤807中的等效信道估计结果反馈给基站，以由基站基于该等效信道估计结果确定用于对应射频链路的第二通信配置参数。同样，与步骤804中一样，第二通信配置参数也可以由用户设备或其它设备确定并发送给基站。
[0153] 第二通信配置参数可以包含第二通信中最优发送权重矢量的指示信息，还可以包含第二子阵列对于第一射频链路的传输服务的加权参数，加权参数可例如包含附加相位配置信息，功率分配因子等。该附加相位可以设置为第二子阵列提供的等效信道相位的共轭以进行相位修正，从而最大程度获得额外的空间分集增益。在该示例中，可以在最优发送权重矢量的基础上叠加附加相位来配置第二子阵列用于第一射频链路的移相器以用于实际数据传输。
[0154] 对于每个射频链路，第二通信对于多个子阵列中除对应子阵列之外的至少一个子阵列进行。在一些实施例中，第二通信可以对多个子阵列中除对应子阵列之外的每个子阵列进行。也就是说，当存在K个射频链路和对应的K个子阵列时，对于每个射频链路，第二通信中的步骤805-808可重复至多至K-1次。
[0155] 类似于第一通信，在示例性实现中，第二通信中的功率分配因子不是必需的，因此在基于信道质量来估计第二通信配置参数时，仅仅估计了发送权重矢量和附加相位，而不估计等效信道的增益。
[0156] 同样，类似于第一通信，在示例性实现中，第二通信配置参数中的最优发送权重矢量和子阵列附加相位、功率分配因子等可以在同一通信过程中同时获得，也可以在不同周期的、单独的通信过程中获得。
[0157] 步骤805到808关于第二通信配置参数的确定过程可以以多种方式进行，例如第二通信配置参数的确定过程可以如同第一通信过程那样被配置，或者可以利用基于第一通信的配置结果以简化方式进行。稍后将参照图9a到9c对第二通信配置参数的确定进行详细描述。
[0158] 在步骤809，基站基于第一通信配置参数和第二通信配置参数确定用于每个射频链路的通信配置参数。作为替代，这一操作也可由除基站和用户设备之外的其它装置完成后，将用于每个射频链路的通信配置参数传输给基站。
[0159] 以上对于图8的描述仅仅是示例，并非作为限制。应指出，关于图8描述的过程中的一些实现，例如第一通信配置参数、第二通信配置参数和步骤809中的通信配置参数的确定可以如上文所述地那样进行替代性实现。
[0160] 图9a示出了可以采用图8所描述的通信配置过程的示例基站的基于多个子阵列的混合连接结构示意图，图9b示出了图9a所示的示例基站中每个天线子阵列的移相网络示意图。如图9a所示，平面阵列天线可以布置为与K条射频链路对应的K个子阵列，子阵列的每个输入端通过一个附加移相器和一个射频功率放大器连接到一个射频链路。其中射频功率放大器为可选部件。在该架构下，每个射频链路连接到K个子阵列，通过相应的附加移相器和射频功率放大器控制到各个子阵列的信号的相位和幅度。假设，第k个射频链路连接到第i个子阵列的移相器的附加相位表示为 用于射频功率放大器的归一化的功率分配因子为αk,i。
[0161] 图9b展示了图9a的子阵列一种细化实现方式，如图9b所示，每个子阵列有若干个输入端，每个输入端可以连接到一个射频链路。每个输入端通过移相器连接到各个天线单元。每个输入端与所有天线单元间连接的移相器相位构成一个波束赋形向量。假设第k个射频链路通过第i个子阵列发送对应一个波束赋形向量，表示为fk,i。
[0162] 图9c展示了图9a的子阵列另一种细化实现方式，其中每个子阵列只连接一组移相器，而被多个射频链路共享。如图9c所示，每个子阵列仅有一个输入端，每个射频链路通过附加移相器连接到各个子阵列的输入端。例如，射频链路1以附加移相器1-1连接到与之对应的子阵列1，并且以附加移相器1-k连接到其它子阵列中的第k子阵列。每个输入端与所有天线单元间连接的移相器相位构成一个波束赋形向量。假设第k个射频链路通过第i个子阵列发送对应一个波束赋形向量，表示为fk,i。
[0163] 以下将参照图9b和9c来描述上文所述的第二通信配置参数的确定过程。
[0164] 在例如图9b的具体示例中，每个子阵列连接多组移相器并且每一组移相器由一个射频链路独享。具体地，步骤805与806使得第一射频链路仅通过第二子阵列发送信号，按照与第一通信过程类似的方式根据模拟码本扫描第二子阵列用于第一射频链路的移相器的发送权重矢量以发送训练序列；在步骤807，第一射频链路服务的用户设备利用第一通信过程确定的最优接收权重矢量来接收扫描发射的训练序列，并根据接收情况确定最优的基站发送权重矢量和最优的等效信道的信道增益、信道相位/方向等作为等效信道状态以反馈给基站。依次类推，直到完成第一射频链路与特定数量的其余子阵列的第二通信，并且其它的射频链路与子阵列之间的第二通信。可以理解，第二通信过程对于第一射频链路到其用户设备的信号传输也不是最优的，但是亦可以提供一定的空间分集增益。
[0165] 根据实施例，例如基于图9b的第二通信还可以简化形式进行。在一种实现中，在进行第二通信时，该射频链路应用所确定的第一通信配置参数中所包含的该射频链路的模拟波束赋形向量经由所述多个子阵列中的除该对应的子阵列之外的其余子阵列中的所述至少一个进行通信。
[0166] 例如，射频链路利用所确定的第一通信配置参数中包含的对应于该射频链路的最优发送权重矢量经由该多个子阵列中除对应子阵列外的子阵列进行第二通信。对于每个射频链路而言，对于至少两个子阵列使用相同的最优发送波束。
[0167] 在另一个例如对应于图9c的连接结构示例中，每个子阵列只连接一组移相器并且被多个射频链路共享。具体地，第一通信过程确定了各个射频链路各自的主要服务子阵列的最优发送权重矢量和各个用户设备自身的最优接收权重矢量。在此基础上，示例性地，步骤805使得第一射频链路仅通过第二子阵列发送信号，而第二子阵列的移相器的发送权重矢量固定为在第一通信过程确定的用于第二射频链路的最优发送权重矢量；在步骤806，第二子阵列以第二射频链路的最优发送权重矢量发射第一射频链路的正交训练序列，而第一射频链路服务的用户设备利用第一通信过程确定的最优接收权重矢量来进行接收，并在步骤807根据接收情况确定信道增益、信道相位/方向作为等效信道状态以反馈给基站。直到完成第一射频链路与特定数量的其余子阵列的第二通信，并且其它的射频链路与子阵列之间的第二通信。可以理解，第二通信过程对于第一射频链路到其用户设备的信号传输并不是最优的，但是仍可以提供一定的空间分集增益。
[0168] 在这个示例中，第二通信配置参数对应于第二子阵列对于第一射频链路的传输服务的加权参数，加权参数例如包含附加相位配置信息，该附加相位可以设置为第二子阵列提供的等效信道相位的共轭以进行相位修正，从而最大程度获得额外的空间分集增益。在该示例中，可以在第一射频链路与第二子阵列之间设置额外的附加移相器来提供上述附加相位。
[0169] 接下来将参照附图描述预编码过程。在本公开所涉及的基于多子阵列的混合连接架构的配置中，预编码过程通常包含根据例如前文所述的过程来确定通信配置参数，例如第一和第二通信配置参数，以及利用所确定的配置参数在基站和用户设备之间进行通信，由此根据反馈的信道通信状态，例如PMI、CQI等来确定数字预编码矩阵，继而进行预编码。
[0170] 在一种实现中，对于图9a中基于多子阵列的混合连接架构的示例基站，其预编码过程可以分为三个阶段：1、确定各个子阵列的波束赋形向量，即确定前述波束赋形向量fk,i或fk；2、确定射频链路连接到各个子阵列的移相器的附加相位和射频功率放大器的功率分配因子，即确定前述 和αk,i；3、确定数字预编码矩阵。图10a示出了基于多子阵列的混合连接架构的示例基站的示例预编码过程。
[0171] 应指出，图10a所示的预编码过程仅仅是示例性的，这种预编码过程在子阵列的发送波束赋形向量和诸如相位等的发送配置参数以不同周期变化/更新的情况下尤其有益。例如，考虑到各个子阵列的波束赋形向量确定了以后可以较长周期才改变一次，可以以较短的周期改变各个子阵列对于特定通信链路的权重参数(例如，除波束赋形向量之外的其它配置参数)来获得对信道变化的补偿，从而减小重配置开销。
[0172] 以图9b对应的具体架构作为示例描述该过程，在第一阶段即步骤1002中，确定每个射频链路的多个子阵列的波束赋形向量。
[0173] 在基于子阵列的混合连接架构中，在射频链路k,1≤k≤K的目标用户与所有天线间的信道矩阵由与各个子阵列间的信道矩阵合并得到，即Hk＝[Hk,1,Hk,2,…,Hk,K]，其中Hk,i表示第k个射频链路的目标用户与第i个子阵列间的信道矩阵。假设第k个射频链路的目标用户接收波束已经确定，表示为wk。则第k个射频链路通过第i个子阵列发送的波束赋形向量fk，i的设计准则为使得等效信道 增益最大(其中 表示wk的转置)，可通过多种波束赋形训练算法从预先规定的码本中选取。每个射频链路需确定K个波束赋形向量(分别对应K个子阵列)，对各个子阵列的训练可以采用图8所示的通信配置过程进行。
[0174] 例如，步骤804和808获得的第一通信配置参数和第二通信配置参数分别为每个射频链路的对应子阵列的波束赋形向量和每个射频链路的除对应子阵列之外的每个子阵列的波束赋形向量。其具体实现过程可以为：在第一通信中，基站通过配置移相网络使得射频链路k仅通过第k个子阵列发送正交训练序列(如步骤801～802所示)。对应用户设备基于接收到的正交训练序列测量等效信道质量(如步骤803所示)，并将等效信道质量测量结果反馈给基站，以确定射频链路k经由对应子阵列k的波束赋形向量fk,k,1≤k≤K(如步骤804所示)。在第二通信中，基站通过配置移相网络使得射频链路k通过第k-1个子阵列发送(第一个射频链路依次通过至多K-1个子阵列发送)正交训练序列(如步骤805～806所示)。同样，对应用户设备测量等效信道质量(如步骤807所示)，并将等效信道质量测量结果反馈给基站，以确定用于射频链路k经由第k-1个子阵列的波束赋形向量fk,k-1,2≤k≤K和f1,K(如步骤808所示)。以上过程依次类推，经过第一通信和K-1次第二通信可以训练得到所有波束赋形向量。
[0175] 如前面提到的，可以进行一种简化的波束训练方法，其中，在第一通信中，得到射频链路k通过第k个子阵列发送的波束赋形向量fk,k,1≤k≤K，然后直接将所确定的波束赋形向量作为在后续的第二阶段的处理中使用的向量，而无需进行第二通信操作。也就是说，在第二阶段的处理中，除了该射频链路通过对应的子阵列进行通信之外，该射频链路通过其他子阵列发送的波束设也为在第一通信中该射频链路的发送波束赋形向量相同，即fk,i＝fk,k,i≠k。这样，第一阶段中的操作将得到简化。
[0176] 应指出，上文结合附图8到10的描述主要针对各天线子阵列是在同一平面上的情况，如图11a所示。此时，射频链路可以对于其对应的子阵列以及其它子阵列分别进行第一通信和第二通信，而无需为射频链路专门选择主子阵列。
[0177] 在另一种实现中，多个天线子阵列也可以在不同一平面上。图11b示出了一种示例性的多个天线子阵列不处于同一平面上的情况，其中两个子阵列相对于居中的子阵列是倾斜的。应指出，多个天线子阵列不处于同一平面上的情况还可以存在其他的表现形式，例如可以是多个曲面阵列拼合成圆筒状的形式，多个曲面阵列拼合成球形的形式，等等。
[0178] 当多个天线子阵列不在同一平面上时，需要为每个射频链路选择主子阵列。在这样的情况下，对于每个射频链路，可以采用以上描述的第一通信和K-1次第二通信来选择主子阵列。应指出，在这样的情况下，不能适用以上描述的简化的波束训练方法，这主要是因为主子阵列通常要在所有通信进行外之后才确定，而在此过程中已经确定了射频链路对于各子阵列的发射波束配置参数。但是，如上所述的非同平面天线子阵列中的波束赋形训练能够获得更多的空间分集增益。
[0179] 根据实施例，在与第一通信装置的通信中，所述第二通信装置以初始一组接收配置参数或者特定一组接收配置参数进行接收，其中，所述第二通信装置的接收配置参数是与所述接收机处的天线接收信号时的指向性有关的参数。该特定一组接收配置参数是接收机的多组接收配置参数中的使得与发射机的通信信道质量最优的一组接收配置参数。该特定的一组接收配置参数是通过如下方式确定的：在第一通信装置采用多组通信配置参数中的每一个通信配置从第一通信装置到第二通信装置的通信、而第二通信装置采用所述多组接收配置参数中的每一个来依次接收通信的情况下，选择使得通信信道质量最优的一组接收配置参数为该特定的一组接收配置参数。
[0180] 在第二阶段即步骤1004中，确定每个射频链路的多个子阵列的附加相位和功率分配因子。
[0181] 射频链路连接到各个子阵列的移相器相位和放大系数通过估计等效信道来确定。类似地，等效信道估计可以采用图8所示的通信配置过程进行。此时，步骤804和808获得的第一通信配置参数和第二通信配置参数分别为每个射频链路的对应子阵列的附加相位和功率分配因子以及每个射频链路的除对应子阵列之外的每个子阵列的附加相位和功率分配因子。
[0182] 其具体实现过程可以为：在第一通信中，基站配置移相网络使得射频链路k仅通过第k个子阵列发送(如步骤801)，各个射频链路以前述确定的发送波束赋形向量发送正交训练序列(如步骤802)，用户估计等效信道系数(如步骤803)后将其反馈给基站以确定射频链路k经由对应子阵列k的附加相位和功率分配因子(如步骤804)。在第二通信中，基站配置移相网络使得射频链路k仅通过第k-1个子阵列发送(第一个射频链路通过第K个子阵列发送)(如步骤805)，各个射频链路以前述确定的发送波束赋形向量发送正交训练序列(如步骤806)，用户估计等效信道系数(如步骤807)后将其反馈给基站以确定射频链路k经由子阵列k-1的附加相位和功率分配因子(如步骤808)。以上过程依次类推，经过第一通信和至多K-1次第二通信后可以得到所有等效信道系数 第k个射频链路连接到第i个子阵列的附加相位θk，i设置为等效信道系数 相位的共轭，即 功率分配因子αk,i
则与等效信道增益成正比，并且每个射频链路的总功率归一化，因此 应
指出，在步骤1004中，可以不必确定功率分配因子。
则与等效信道增益成正比，并且每个射频链路的总功率归一化，因此 应
指出，在步骤1004中，可以不必确定功率分配因子。
[0183] 在确定第k个射频链路经由各个子阵列的波束赋形向量fk,i,1≤i≤K、附加相位θk,i和功率分配因子αk,i后，第k个射频链路的发送波束赋形向量可以表示为：
[0184]
[0185] 在没有功率分配的情况下，第k个射频链路的发送波束赋形向量可以表示为：
[0186]
[0187] 在实现中，在步骤1002之前，基站可以可选地进行步骤1001，向各用户设备广播发送第一阶段训练信息，例如：用于该用户设备的训练序列指示信息、波束赋形训练的开始时间和结束时间(例如，子帧序号)、训练序列的发送次数等。
[0188] 在步骤1002确定了每个射频链路的多个子阵列的波束赋形向量后，基站可以可选地在步骤1003中基于确定的波束赋形向量配置移相网络的相位值，以便进行步骤1004中的操作。
[0189] 在步骤1004确定了每个射频链路的多个子阵列的附加相位和功率分配因子后，基站可以在步骤1005中基于确定的附加相位和功率分配因子配置每个射频链路与多个子阵列之间移相器和功率放大器的值。
[0190] 在第三阶段即步骤1006中，基站基于基带等效信道估计的结果确定数字预编码矩阵。其具体实现过程例如可以是(如虚线框内所示)：在步骤1011，基站向用户设备发送诸如信道状态信息参考信号(Channel State Information Reference Signal,CSI-RS)等的参考信号；在步骤1012，用户基于接收到的参考信号估计信道状态信息。在步骤1013，各个用户将诸如预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator,PMI)、信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)等的信道状态信息反馈给基站。
[0191] 在步骤1007中，基站利用各个用户反馈的信道状态信息进行数字预编码以复用传输资源同时控制用户之间的干扰或确定调制编码方案等以进行用户调度。数字预编码设计可以采用迫零算法，即
[0192] B＝HeqH(HeqHeqH)-1Λ
[0193] 其中[Heq]i,j＝wiTHi,jfj，Hi,j表示第j个射频链路与第i个用户间的信道矩阵，Λ为一对角阵，用于用户间发射功率分配。
[0194] 注意，功率分配因子可以是和CQI类似的量化形式的指示，附加相位可以是与PMI类似的从专用的协议码本里选择的码字的索引值，从而降低反馈开销。需理解，作为各个子阵列的加权系数的功率分配因子和附加相位的作用与CQI和PMI的作用不同。加权系数为了设置模拟波束，进行子阵列加权，而CQI和PMI是在模拟波束设置好之后为了资源调度、基带数字预编码等处理。
[0195] 以下以图9c对应的具体架构作为示例描述图10a所示的预编码处理。结合图9c所示的具体架构在预编码操作中可以实现大大简化的处理。
[0196] 具体而言，在第一阶段即步骤1002中，在第一通信中，得到射频链路k通过第k个子阵列发送的波束赋形向量fk,k,1≤k≤K，然后直接将所确定的波束赋形向量作为在后续的第二阶段的处理中使用的向量，而无需进行第二通信操作。也就是说，在第二阶段的处理中，除了该射频链路通过对应的子阵列进行通信之外，该射频链路通过其他子阵列发送的波束也被固定为第一通信中确定的该其它子阵列对应的波束赋形向量。这样，第一阶段中的操作将得到简化。
[0197] 在第二阶段即步骤1004中，确定每个射频链路的多个子阵列的附加相位和功率分配因子。射频链路连接到各个子阵列的移相器相位和放大系数通过估计等效信道来确定。类似地，等效信道估计可以采用图8所示的通信配置过程进行。此时，步骤804和808获得的第一通信配置参数和第二通信配置参数分别为每个射频链路的对应子阵列的附加相位和功率分配因子以及每个射频链路的除对应子阵列之外的每个子阵列的附加相位和功率分配因子。
[0198] 从而可以确定与前述类似的射频链路的发送波束赋形向量。
[0199] 后续的第三阶段的处理将如上文针对步骤1006的描述那样进行，这里将不再进行详细描述。
[0200] 应指出，图10a所示的预编码过程仅仅是示例性的，本公开的预编码过程还可以其它方式进行。
[0201] 在一种实现中，前文所述的预编码过程中的第一阶段和第二阶段可以合并在一个阶段中进行，也就是说，通信中的发送波束赋形向量、附加相位和功率分配因子可以被一起确定，而不是单独地确定。在此情况下，其操作可以采用图8所示的通信配置过程进行。此时，步骤804和808获得的第一通信配置参数和第二通信配置参数分别为每个射频链路的对应子阵列的发送波束赋形向量、附加相位和功率分配因子以及每个射频链路的除对应子阵列之外的每个子阵列的发送波束赋形向量、附加相位和功率分配因子。这种示例性的实现如图10b所示。
[0202] 在图10b所示的预编码过程中，通过1102和1103来确定射频链路通过对应子阵列进行通信时的最优波束赋形向量、子阵列附加相位等等。然后，通过1104,1105来确定射频链路通过其余子阵列进行通信时的最优波束赋形向量、子阵列附加相位等等。由此在1106中可以配置移相网络，包括移相器相位值，子阵列附加相位等等。随后的1006和1007的操作可如前文结合图10a所描述的操作那样进行，这里将不再重复描述。
[0203] 类似的，在图10b所示的预编码操作中，仍可以进行简化形式的操作。例如，在1102和1103的操作中，得到射频链路k通过第k个子阵列发送的波束赋形向量fk,k,1≤k≤K，然后直接将所确定的波束赋形向量作为在后续的1104和1105的处理中使用的向量，而无需再次确定波束赋形向量。也就是说，在1104和1105的处理中，该射频链路通过其他子阵列发送的波束赋形向量被设为在第一通信中该射频链路的发送波束赋形向量，即fk,i＝fk,k,i≠k。
[0204] 此外，结合图9c所示的架构还可以进行另一种简化形式的处理。其中，在1104和1105的处理中，该射频链路通过其他子阵列发送的波束赋形向量被设为在第一通信中通过该子阵列的发送波束赋形向量，即fk,i＝fi,i,i≠k。
[0205] 以下将在假设存在两个射频链路和两个子阵列的情况(假设K＝2)了描述通过对应于图9c的简化形式的混合连接结构进行训练来确定数据通信天线配置，此时只需要两轮训练即可确定配置。
[0206] 第一轮：射频链路1只通过主要的子阵列1来发射训练序列给用户设备1(UE1)，扫描码本训练得到发射波束向量f1和等效信道
[0207] 射频链路2只通过主要的子阵列2来发射训练序列给用户设备1(UE2)，扫描码本训练得到发射波束向量f2和等效信道
[0208] 第二轮：射频链路1仅通过次要的子阵列2发射训练序列给UE1，其中子阵列2固定使用波束向量f2，UE1测到子阵列2到等效信道
[0209] 射频链路2仅通过次要的子阵列1发射训练序列给UE2，其中子阵列1固定使用波束向量f1，UE2测到子阵列1到等效信道
[0210] 接下来，将射频链路1的附加移相器1-1的相位值设置为等效信道 的相位的共轭θ1，1，附加移相器1-2的相位值设置等效信道 的相位的共轭θ1,2；将射频链路2的附加移相器2-1的相位值设置为等效信道 的相位的共轭θ2,1，附加移相器2-2的相位值设置为 的相位的共轭θ2,2。
[0211] 从而完成对射频链路1的发送配置，没有功率分配的情况下其最终发送波束赋形向量可以表示为：
[0212]
[0213] 完成对射频链路2的发送配置，没有功率分配的情况下其最终发送波束赋形向量可以表示为：
[0214]
[0215] 基于子阵列的两层移相网络
[0216] 在另一实施例中，本申请还提出一种用于二维平面阵列天线的两层移相网络设计。原则上，通信系统的二维平面阵列天线中的天线与射频链路之间可以布置有第一方向移相器和第二方向移相器，其中，每个天线连接到第一方向移相器，每行或每列天线连接的一组第一方向移相器连接到一个第二方向移相器，所构成的一组第二方向移相器连接到射频链路。该电子设备包括处理电路，被配置为：配置所述一组第二方向移相器中的每个第二方向移相器的配置参数(例如，相位)，以及配置各组第一方向移相器中的每个第一方向移相器的配置参数(例如，相位)。
[0217] 下面结合图12a，12b和13来描述二维平面天线阵列的两层相移网络。
[0218] 考虑一个W×H大小的二维平面天线阵列，其中W为水平方向天线数，H为垂直方向天线数，其第x行第y列的天线单元的索引可以表示为k＝x·W+y。令θk表示该天线单元上的移相值，即 其中f为波束赋形向量。由于二维平面天线阵列波束赋形向量的克罗内克积性质，即 其中fh为水平波束赋形向量，fv为垂直波束赋形向量。可得，
[0219]
[0220] 因此，第k个天线单元上的移相相位θk可以通过一个水平移相相位θh,y和一个垂直移相相位θv,x得到，即模拟波束赋形可以通过水平和垂直两层移相网络实现。
[0221] 根据水平移相层和垂直移相层的顺序，提出垂直优先和水平优先两种移相网络架构，如图12a和12b所示。以垂直优先架构为例，每个天线单元首先连接到一个垂直移相器，因此垂直移相器的数量等于天线数，即WH个。然后，每列垂直移相器连接到一个水平移相器，因此水平移相器的数量等于水平方向天线数，即W个。最后，所有水平移相器连接到一条射频链路。由于波束赋形向量的克罗内克积结构，垂直移相器的相位值构成垂直波束赋形向量，且各列应相同，水平移相器的相位值构成水平波束赋形向量。当移相网络被配置为采用波束 发送时，f的第k个元素相位值 可以表示为一个水平相位值 和一个垂直相位值 的乘积，其中k＝x·W+y，那么此时，第y
个水平移相器的移相值应被配置为 每列垂直移相器的第x个垂直移相器的移相值应被配置为
个水平移相器的移相值应被配置为 每列垂直移相器的第x个垂直移相器的移相值应被配置为
[0222] 提出的两层移相网络设计主要有以下优点：
[0223] (1)水平波束和垂直波束可以独立地控制和调整。该架构中，水平移相器和垂直移相器通过独立的控制器进行配置，因此可以独立地调整。因此，在波束训练流程中，也可以独立地扫描垂直波束和/或水平波束。
[0224] (2)降低移相网络控制器复杂度。移相网络控制器的复杂度由支持的码本大小决定。传统架构中，码本大小为O(WH)，而在提出的两层移相网络设计中，水平码本和垂直码本的大小分别为O(W)和O(H)。
[0225] (3)可以采用低精度移相器。实际系统中，移相器的移相值是量化的，例如2比特量化的移相器的支持的移相相位为 移相器的成本和功耗随着量化精度的增长迅速增加，因此采用低精度移相器，如1比特量化的移相器能够大大降低硬件复杂度。在传统架构中，通常采用2比特量化的移相器以保证性能，所需2比特量化的移相器数量为WH。而如果采用1比特量化的移相器，将造成严重的性能损失。在所提出的两层移相网络架构中，水平移相层和垂直移相层可以采用不同精度的移相器。例如，在垂直优先结构中，垂直移相器采用1比特移相器，水平移相器采用2比特移相器，总共需要2比特移相器W个和1比特移相器WH个，硬件复杂度大大降低。
[0226] 为了进一步说明本公开的内容，下面给出一个更具体的实施例。
[0227] 考虑一个单用户毫米波大规模天线系统。基站配备UPA天线阵列，天线数量M＝W×H，其中W＝16为天线阵列宽度方向上的天线数量，H＝4为天线阵列高度方向上的天线数量。用户端配备N＝4的ULA阵列。图13示出了所提出的垂直优先架构与传统架构的性能比较，其中垂直优先架构采用1比特量化的垂直移相器和2比特量化的水平移相器，传统架构分别使用2比特量化的移相器和1比特量化的移相器。相比采用2比特量化的移相器的传统架构，所提出的垂直优先架构显著降低了硬件复杂度；而相比采用1比特量化的移相器的传统架构，所提出的垂直优先架构大大提高了系统的平均可达速率。
[0228] 图12a和图12b所示的两层移相网络设计仅示出了单个射频链路。应理解，所提出的两层移相网络设计也可以扩展到多射频链路系统中。
[0229] 鉴于以上的对于两层移相网络的认知，申请人进一步提出了一种改进的基于子阵列的两层移相网络。
[0230] 根据实施例，提出了一种用于无线通信系统的第一通信装置的电子设备，包括：数个天线子阵列，每一子阵列为平面天线阵列，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；多组第一方向移相器，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，其中，所述多组第一方向移相器中的每一组被配置为根据第一控制信号在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一配置参数，例如第一方向角。
[0231] 由此，这样的电子设备能够有利地实现射频链路特定(RF chain-specific)的第一方向天线波束调整。
[0232] 优选地，每一子阵列可被配置为在第二方向上以不同的第二配置参数(例如，第二方向角)发射天线波束，所述第一方向和第二方向正交。
[0233] 优选地，所述子阵列中的每一天线可连接于一个第二方向移相器，所述第二方向移相器可被配置为根据第二控制信号在第二方向上调整天线波束的第二方向角。
[0234] 优选地，所述第二方向移相器的精度可低于所述第一方向移相器。
[0235] 优选地，每一组第一方向移相器可仅与一个子阵列相连接，每一组第一方向移相器至少包含与相应子阵列的输入端相同数量的移相器。
[0236] 优选地，每一组第一方向移相器可与所述数个子阵列相连接，每一组第一方向移相器至少包含与所述数个子阵列的总输入端相同数量的移相器。
[0237] 由此，能够有利于多个射频链路共用所述数个子阵列，从而简化连接的同时支持一个射频链路享受多个子阵列的空间增益。
[0239] 优选地，所述电子设备可实现为基站，还包括处理电路，被配置为依次生成波束训练阶段的第二控制信号与第一控制信号，配置第二方向移相器扫描(sweep)多个第二方向角以发射第二方向训练波束，然后配置第一方向移相器扫描多个第一方向角以发射第一方向训练波束。
[0240] 优选地，所述处理电路还可被配置为基于每一射频链路对应的第二通信装置的波束训练反馈，生成数据通信阶段的第一控制信号与第二控制信号，分别配置第一方向移相器与第二方向移相器从而以特定的第一方向角与第二方向角发射通信波束。
[0241] 优选地，子阵列中的每一列可对应于一个输入端，所述第一方向对应于水平方向，所述第二方向对应于垂直方向。
[0242] 在具体实现中，第一方向移相器和第二方向移相器可以是电子移相器，也可以是机械移相器。相应地，配置各个子阵列发射天线波束的方向角可以包括电调配置和机械配置两种情况。电调配置例如可以是采用图10a中步骤1002训练波束赋形向量的方法来确定各个子阵列在第一方向或第二方向上的发射波束。电调配置也可以是将第一方向或第二方向的方位角划分为多个角度，每一子阵列对应于一个角度而被配置。该划分可以是通过电调移相器的方式而可变的、半静态的。例如，初始均匀划分第一方向或第二方向的方位角，之后在用户集中分布的第一方向或第二方向的方位角上划分。对于机械配置的情况，运营商可以在布网时将不同的子阵列的第一方向或第二方向的方向角设置得不同。机械配置也是可调的，不过需要手动调整。
[0243] 图14示出了应用两层移相网络设计的多用户无线通信系统的一种示例混合连接架构。该系统包含K个天线子阵列，每个子阵列采用两层移相器，垂直移相器相位由垂直控制器控制，水平移相器相位由水平控制器控制。此混合连接架构与采用子连接移相网络的混合连接架构的区别在于：对于每个射频链路连接的一个天线子阵列，移相网络由垂直层和水平层组成。
[0244] 根据实施例，还提出了一种用于无线通信系统的第一通信装置的方法，所述第一通信装置包括数个天线子阵列，每一子阵列为平面天线阵列，子阵列中的每一列或者行对应于一个输入端；以及多组第一方向移相器，每一组中的第一方向移相器设置于相应子阵列的输入端与一个射频链路之间，所述方法包括经由所述多组第一方向移相器中的每一组根据第一控制信号在第一方向上调整用于发射对应射频链路信号的天线波束的第一方向角。
[0245] 通过上述改进的基于天线子阵列的两层移相网络设计，能够实现射频链路特定的第一方向天线波束调整。
[0246] 应指出，在两层移相网络情境下的设计中，与第一通信装置相通信的第二通信装置的通信配置参数也可以如上文所述地那样设置。例如，所述第二通信装置以初始一组接收配置参数或者特定一组接收配置参数进行接收，从而在第一通信装置确定第一方向上的配置参数和第二方向上的配置参数的同时来确定接收配置参数。该特定一组接收配置参数是接收机的多组接收配置参数中的使得与发射机的通信信道质量最优的一组接收配置参数。优选地，第二通信装置的通信配置参数也可以划分为与第一通信装置的第一方向和第二方向参数对应的两个方向上的子配置参数，并且在第一方向相关的通信和第二方向相同的通信中分别确定相应方向的子接收配置参数，由此通过所确定的两个方向的子接收配置参数来组合得到最终的接收配置参数。
[0247] 基于子阵列的混合预编码+两层移相网络
[0248] 本申请还提出了一种改进的基于子阵列的混合连接混合预编码架构，该架构中进一步考虑了天线子阵列的两层移相网络。
[0249] 如前文所详细描述的，混合连接混合预编码架构包含多个射频链路和相同数量的天线子阵列(设为K个)，每个子阵列可以连接到多个射频链路，每个子阵列和每个射频链路之间设置有移相器和可选的射频功率放大器。在此基础上，每个射频链路可以通过两层移相网络连接到各个天线子阵列。
[0250] 在混合连接混合预编码架构下，第一通信装置的电子设备仍可以与图8所示的通信流程类似地进行第一通信和第二通信来确定第一通信配置参数和第二通信配置参数。但是应指出，在每一通信配置参数的确定中，应该考虑分别与两层移相网络中的每一层相对应的子通信配置参数。
[0251] 根据实施例，在第一通信和第二通信中的每一个中均可以进行如下操作：经由子阵列进行通信，使得确定第一子通信配置参数，其中所述第一子配置参数与相对于天线子阵列的平面的第一方向相关联；以及基于所确定的第一子通信配置参数经由该子阵列进行通信，使得确定第二子通信配置参数，其中所述第二子配置参数与相对于所述平面的第二方向相关联，所述第二方向与第一方向正交。由此，第一通信配置参数是由第一通信中的第一子配置参数和第二子配置参数组合得到的，第二通信配置参数是由第二通信中的第一子配置参数和第二子配置参数组合得到的。
[0252] 在一些实施例中，第一方向为相对于天线阵列平面的水平方向，第二方向为相对于天线阵列平面的垂直方向。在另外一些实施例中，第一方向为垂直方向，第二方向为水平方向。
[0253] 在具体实现中，可以如上文结合图8所论述的那样对于第一通信和第二通信都进行非简化形式的波束赋形训练，例如对于第一通信和第二通信都分别发送正交训练序列进行训练，而在第一通信和第二通信中的每一个中，对于第一子配置参数和第二子配置参数也都分别发送正交训练序列进行训练，由此得到更加准确适当的通信配置参数。
[0254] 根据实施例，也可采用简化形式的波束赋形训练来确定通信配置参数。
[0255] 优选地，在第二通信中，使用所述第一子通信配置参数中所包含的波束赋形向量进行第二通信，使得所述第三子配置参数被确定。优选地，在第二通信中，使用所述第一子通信配置参数中所包含的波束赋形向量和所述第二子通信配置参数中所包含的波束赋形向量进行第二通信，使得所述第三子配置参数被确定。
[0256] 由此，第一通信配置参数包括与相对于所述多个天线的平面的第一方向相关联的所述第一子通信配置参数和与相对于所述多个天线的平面的第二方向相关联第二子通信配置参数，所述第一方向和第二方向正交；以及第二通信配置参数包括所述第一子通信配置参数和与相对于所述多个天线的平面的第二方向相关联的第三子通信配置参数。
[0257] 应注意，上文所述的子通信配置参数与全文所提及的通信配置参数具有相似的含义。例如，子通信配置参数还可以是用于对应子阵列的加权参数。该加权参数可以是相位/附加相位，此时等效信道质量测量结果是该等效信道的相位。该加权参数还可以是用于对应子阵列的功率分配因子。此时等效信道估计结果是该等效信道的增益。而且，如上所述，功率分配因子并不是必需的。
[0258] 根据实施例，在射频链路与子阵列之间设置有第一方向移相器和第二方向移相器。射频链路与对应的子阵列之间的第一方向移相器和第二方向移相器分别由所述第一通信中的第一子通信配置参数和所述第二子通信配置参数设置。射频链路与其余子阵列之间的第一方向移相器和第二方向移相器分别由所述第二通信中的第一子通信配置参数和所述第二子通信配置参数设置。
[0259] 根据实施例，对应于上述的简化波束赋形方案，射频链路与对应的子阵列之间的第一方向移相器和第二方向移相器分别由所述第一方向子通信配置参数和所述第二方向子通信配置参数设置。射频链路与其余子阵列之间的第一方向移相器和第二方向移相器分别由所述第一方向子通信配置参数和针对所述其余子阵列的所述第三方向子通信配置参数设置。
[0260] 在本实施例中，与第一通信装置相通信的第二通信装置的通信配置参数也可以如上文所述地那样设置。例如，所述第二通信装置以初始一组接收配置参数或者特定一组接收配置参数进行接收，从而在第一通信装置确定第一方向上的配置参数和第二方向上的配置参数的同时来确定接收配置参数。该特定一组接收配置参数是接收机的多组接收配置参数中的使得与发射机的通信信道质量最优的一组接收配置参数。优选地，第二通信装置的通信配置参数也可以划分为与第一通信装置的第一方向和第二方向参数对应的两个方向上的子配置参数，并且在第一方向相关的通信和第二方向相同的通信中分别确定相应方向的子接收配置参数，由此通过所确定的两个方向的子接收配置参数来组合得到最终的接收配置参数。
[0261] 根据一些实施例，第一方向为水平方向，第二方向为垂直方向。子阵列中的每个天线连接到水平移相器，而每一行水平移相器连接到一个垂直移相器，所构成的一列垂直移相器连接到射频链路，每个子阵列的一列垂直移相器的相位值是相同的。
[0262] 根据另一些实施例，第一方向为垂直方向，并且第二方向为水平方向。子阵列中的每个天线连接到垂直移相器，而每一列垂直移相器连接到一个水平移相器，所构成的一行水平移相器连接到该射频链路，每个子阵列的一行水平移相器的相位值是相同的[0263] 具体而言，两层移相网络可以采取垂直优先结构或者水平优先结构。若采用垂直优先结构，则垂直移相层被所有射频链路共用；若采用水平优先结构，则水平移相层被所有射频链路共用。
[0264] 图15a和15b分别示出了垂直优先结构下的混合连接混合预编码架构和用于其中每个子阵列的两层移相网络示意图。
[0265] 在垂直优先结构下，每个子阵列的每列垂直移相器相位值应相同，构成该子阵列的垂直波束赋形向量，用fv,k表示第k个子阵列的垂直波束。此外，连接某个射频链路和该子阵列的水平移相器的相位值，构成该射频链路利用该子阵列发射的水平波束赋形向量，用fh,k,j表示第k个射频链路通过第j个子阵列发射的水平波束。第k个射频链路通过第j个子阵列发送对应的波束赋形向量为 第k个射频链路连接到第j个子阵列时还存在一个附加相位θk,j，该附加相位可以通过水平移相器实现，不需要额外的硬件开销。
此外，支持功率分配的情况下，第k个射频链路连接到第j个子阵列前，需配置一个额外的射频功率放大器，归一化的放大倍数用αk,j表示。
此外，支持功率分配的情况下，第k个射频链路连接到第j个子阵列前，需配置一个额外的射频功率放大器，归一化的放大倍数用αk,j表示。
[0266] 传统全连接架构中所需移相器数量为KWH，子连接架构所需移相器数量为WH，而所提出的混合连接架构所需移相器数量为WH+KW。与全连接架构相比，复杂度大大降低。
[0267] 基于该混合连接架构，可以设计各种预编码过程。
[0268] 作为示例，图16示出了一种示例的预编码设计流程。同图10a类似，该预编码设计过程也包括三个阶段：1、确定各个子阵列的波束赋形向量(步骤1602)；2、确定射频链路连接到各个子阵列的移相器的附加相位和射频功率放大器的功率分配因子(步骤1604)；3、确定数字预编码矩阵(步骤1606)。除步骤1602的具体实现过程与图10a略有区别外，其他步骤1601、1603～1607可以完全参照图10a中的对应步骤1001、1003～1007进行，在此不做赘述。
下面具体介绍确定各个子阵列的波束赋形向量的步骤1602的一种示例实现，如图16中虚线框所示，其中假设系统采用了图15a和15b所示的垂直优先混合连接结构。
下面具体介绍确定各个子阵列的波束赋形向量的步骤1602的一种示例实现，如图16中虚线框所示，其中假设系统采用了图15a和15b所示的垂直优先混合连接结构。
[0269] 在步骤1611～1615中进行子阵列波束设计。基站配置为第k个射频链路仅通过第k个子阵列发射，进行波束赋形训练过程以配置各个射频链路连接到对应子阵列的水平波束赋形矢量fh,k,k和垂直波束波形矢量fv,k(1≤k≤K)及对应用户的接收波束赋形矢量wk。该步骤与传统子连接架构的波束赋形训练过程完全相同，可以采用现有的波束赋形训练算法，如穷尽搜索、单次反馈搜索等等。训练时各个射频链路发送正交的训练训练以支持同时训练。用户估计与对应射频链路间最优的基站端发送波束后，反馈该发送波束的索引。
[0270] 在步骤1616～1619中进行水平波束设计。具体来说，包括K-1个训练阶段，在每个训练阶段，基站端配置为第k个射频链路仅通过第j，1≤j≤K,j≠k个子阵列发射，进行波束赋形训练过程以配置各个射频链路连接到其它子阵列的水平波束赋形矢量fh,k,j,k≠j。各个射频链路发送正交训练序列扫描水平码本中备选的水平发送波束。在每个训练阶段，用户估计与对应射频链路间的最优水平发送波束后，反馈该水平发送波束的索引。
[0271] 本领域技术人员将认识到，步骤1611～1619所进行的用于确定各子阵列的波束赋形向量的过程是将图8所示的基于多子阵列的通信配置过程和本申请所提出的两层移相网络设计相结合得到的。
[0272] 同样，可以进行一种简化的波束赋形训练方法。由于同一射频链路通过不同子阵列发射的最优水平波束倾向于相同，可以直接将fh,k,j,k≠j设为fh,k,k，因而步骤1616～1619可以省略。
[0273] 在步骤1620中，基于步骤1611～1619得到的射频链路k对应子阵列k的水平波束赋形矢量fh,k,k和垂直波束波形矢量fv,k(1≤k≤K)以及其它子阵列j，1≤j≤K,j≠k的水平波束赋形矢量fh,k,j,k≠j，可以确定射频链路k通过第j个子阵列发送对应的波束赋形向量为[0274] 根据实施例，可以将波束赋形向量的确定步骤1602与附加相位和功率分配因子的确定1604合并，相应地，步骤1603和步骤1605也可以合并。图17示出了合并后用于确定波束赋形向量与附加相位和功率分配因子的示例实现。图17与图16中的步骤1611-1620大体相同，区别在于：步骤1704中用户还需要反馈该发送波束对应的等效信道 的增益和相位；步骤1709中用户还需要反馈该水平发送波束对应的等效信道 的增益和相位；步骤1710中不仅确定每个射频链路的多个子阵列的波束赋形向量，还确定每个子阵列的附加相位和功率分配因子。
[0275] 当采用前述简化的波束赋形训练方法时，同样可以将波束赋形向量的确定步骤1602与附加相位和功率分配因子的确定1604合并。图18示出了采用简化的波束赋形训练方法时合并波束赋形向量与附加相位和功率分配因子的确定的示例实现。图18与图17中的步骤1701-1710大体相同，区别在于：步骤1805中基站直接根据步骤1804中反馈的最优发送波束配置包括其它子阵列在内的所有子阵列的水平移相网络和垂直移相网络；相应地，用户不再需要在步骤1808中确定最优水平发送波束，也不再需要在步骤1809中反馈最优水平发送波束；另外，在步骤1810中仅确定每个子阵列的附加相位和功率分配因子，因为每个子阵列的波束赋形向量在步骤1805中已经被确定。
[0276] 为了进一步说明本公开，下面给出一个更具体的实施例。
[0277] 考虑毫米波多用户场景，基站端配备W＝16×H＝4的UPA阵列，同时服务K＝4个用户，基站端天线被划分为K＝4个4×4的子阵列，用户端配备N＝4的ULA阵列。在该配置下，全连接架构需要KWH＝256个移相器，子连接架构需要WH＝64个移相器，所提出的混合连接架构需要WH+KW＝128个移相器。三种架构的用户平均可达速率仿真结果如图19所示。可以看到，所提出的混合连接架构性能介于全连接架构和子连接架构之间，且允许功率分配情况下的性能优于无功率分配。
[0278] <应用示例>
[0279] 本公开内容的技术能够应用于各种产品。例如，基站可以被实现为任何类型的演进型节点B(eNB)，诸如宏eNB和小eNB。小eNB可以为覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如gNodeB、NodeB和基站收发台(BTS)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备，例如本申请中描述的电子设备700和710)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。另外，下面将描述的各种类型的终端均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。
[0280] 例如，终端设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。终端设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，终端设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块，例如本申请中描述的电子设备700和710)。
[0281] 图20示出了一种根据本公开的电子设备的硬件配置的示例。
[0282] 中央处理单元(CPU)2001起到基于存储在只读存储器(ROM)2002或存储单元2008上的程序执行各类处理的数据处理单元的作用。例如，CPU 2001执行基于前述序列的处理。随机存取存储器(RAM)2003存储由CPU 2001执行的程序、数据等。CPU 2001、ROM 2002和RAM
2003经由总线2004彼此相连。
2003经由总线2004彼此相连。
[0283] CPU 2001经由总线2004连接至输入和输出接口2005，并且由各类开关、键盘、鼠标、麦克风等构成的输入单元2006和由显示器、扬声器等构成的输出单元2007连接至该输入和输出接口2005。例如，CPU 2001响应于从输入单元2006输入的指令执行各类处理，并将处理结果输出至输出单元2007。
[0284] 连接至输入和输出接口2005的存储单元2008例如由硬盘构成，并且在其上存储由CPU 2001执行的程序以及各类数据。通信单元2009经由诸如因特网或局域网的网络与外部设备通信。
[0285] 连接至输入和输出接口2005的驱动器2010驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘或者半导体存储器(例如存储卡)的之类的可移除介质2011，并且获取其上记录的诸如内容和密钥信息的各类数据。例如，通过使用获取的内容和密钥数据，由CPU 2001基于再现程序执行用于无线通信的波束赋形训练等处理。
[0286] 可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
[0287] 至此，已经详细描述了根据本公开的波束赋形训练方法以及用于基站和用户设备的电子设备。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0288] 可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
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