波束赋形方法、装置、设备及计算机可读存储介质与流程

本申请实施例涉及无线通信，尤其涉及波束赋形方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、大规模mimo（multiple-input multiple-output，多输入多输出）技术作为第五代无线网络的关键技术，在不扩展额外带宽的情况下，利用多天线和额外自由度，提供了巨大的潜在容量增益。然而该性能增益的实现很大程度上依赖于对空间复用增益的利用，以及基站侧具备充足的csi（channel state information，信道状态信息）。

2、前者与多用户mimo（multi-user mimo，mu-mimo）通信密切相关，通过适当的波束形成设计可以增强有用信号、抑制干扰。对于后者，在tdd（time division duplexing，时分双工）制式下是通过利用信道互易性获取csi的，即发送端利用上行（uplink，ul）信道信息推测接下来下行（downlink，dl）信道的状态。但是，该种方式无法应对信道老化问题，特别是在传输期间信道快速变化的高速移动场景下，系统波束赋形性能将受到严重影响。

3、信道预测技术是一种对抗信道老化影响和跟踪时变信道的有效方法，通过利用历史信道的潜在时间相关性来预测未来的信道状态。然而，信道预测仍不可避免存在误差，且随着用户移动速度增加，误差更加明显。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提供一种波束赋形方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在克服高速场景下时变信道导致的系统波束赋形性能损失，在下行传输过程中减小系统性能受到的影响。

2、为实现上述目的，本申请实施例提供一种波束赋形方法，所述波束赋形方法包括：

3、获取历史信道真实值和当前时隙的信道真实值；

4、根据所述历史信道真实值、所述当前时隙的信道真实值和预设的信道预测算法确定下一时隙的信道预测值；

5、根据所述当前时隙的信道真实值和所述下一时隙的信道预测值确定信道插值；

6、获取历史信道预测值，根据同一时隙的所述历史信道真实值以及所述历史信道预测值确定历史信道预测误差值的统计特征；

7、根据所述信道插值和所述统计特征生成波束赋形矩阵；

8、根据发送数据和所述波束赋形矩阵生成基站发送信号。

9、此外，为实现上述目的，本申请实施例还提供一种波束赋形装置，所述波束赋形装置包括：

10、获取模块，所述获取模块用于获取历史信道真实值和当前时隙的信道真实值；

11、转化模块，所述转化模块用于根据所述历史信道真实值、所述当前时隙的信道真实值和预设的信道预测算法确定下一时隙的信道预测值；

12、所述转化模块还用于根据所述当前时隙的信道真实值和所述下一时隙的信道预测值确定信道插值；

13、所述获取模块还用于获取历史信道预测值，所述转化模块还用于根据同一时隙的所述历史信道真实值以及所述历史信道预测值确定历史信道预测误差值的统计特征；

14、生成模块，所述生成模块用于根据所述信道插值和所述统计特征生成波束赋形矩阵；

15、所述生成模块还用于根据发送数据和所述波束赋形矩阵生成基站发送信号。

16、此外，为实现上述目的，本申请实施例还提供一种波束赋形设备，所述波束赋形设备包括：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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的波束赋形方法。

17、此外，为实现上述目的，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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所述的波束赋形方法。

18、本申请实施例提出一种波束赋形方法、装置、设备及计算机可读存储介质，在所述波束赋形方法中，先获取历史信道真实值和当前时隙的信道真实值；再根据所述历史信道真实值、所述当前时隙的信道真实值和预设的信道预测算法确定下一时隙的信道预测值；之后根据所述当前时隙的信道真实值和所述下一时隙的信道预测值确定信道插值；并获取历史信道预测值，根据同一时隙的所述历史信道真实值以及所述历史信道预测值确定历史信道预测误差值的统计特征；然后根据所述信道插值和所述统计特征生成波束赋形矩阵；最后根据发送数据和所述波束赋形矩阵生成基站发送信号。本申请实施例结合信道预测误差的统计特性，利用各个用户的下行传输时隙的信道插值及信道预测误差值的统计特征通过基于信道预测误差的波束赋形算法计算获得各个用户的波束赋形矩阵，克服了高速场景下时变信道导致的系统波束赋形性能损失，提升了下行传输过程中的系统性能。

技术特征：

1.一种波束赋形方法，其特征在于，所述波束赋形方法包括：

2.如权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述根据所述历史信道真实值、所述当前时隙的信道真实值和预设的信道预测算法确定下一时隙的信道预测值的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述根据所述当前时隙的信道真实值和所述下一时隙的信道预测值确定信道插值的步骤，包括：

4.如权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述获取历史信道预测值的步骤，包括：

5.如权利要求1至4中任一项所述的波束赋形方法，其特征在于，所述基于同一时隙的所述历史信道真实值以及所述历史信道预测值确定历史信道预测误差值的统计特征的步骤，包括：

6.如权利要求5所述的波束赋形方法，其特征在于，所述根据所述信道插值和所述统计特征生成波束赋形矩阵的步骤，包括：

7.如权利要求6所述的波束赋形方法，其特征在于，在所述将所述信道插值和所述统计特征代入与所述信道预测误差值模型对应的波束赋形算法，得到波束赋形矩阵的步骤之前，所述波束赋形方法还包括：

8.如权利要求6所述的波束赋形方法，其特征在于，所述将所述信道插值和所述统计特征代入与所述信道预测误差值模型对应的波束赋形算法，得到波束赋形矩阵的步骤，包括：

9.如权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述根据发送数据和所述波束赋形矩阵生成基站发送信号的步骤，包括：

10.一种波束赋形装置，其特征在于，包括：

11.一种波束赋形设备，其特征在于，所述波束赋形设备包括：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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的波束赋形方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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权利要求1至9中任一项所述的波束赋形方法。

技术总结本申请实施例公开了一种波束赋形方法、装置、设备及计算机可读存储介质，属于无线通信技术领域。该波束赋形方法包括：获取历史信道真实值和当前时隙的信道真实值；根据历史信道真实值、当前时隙的信道真实值和预设的信道预测算法确定下一时隙的信道预测值；根据当前时隙的信道真实值和下一时隙的信道预测值确定信道插值；获取历史信道预测值，根据同一时隙的历史信道真实值以及历史信道预测值确定历史信道预测误差值的统计特征；根据信道插值和统计特征生成波束赋形矩阵；根据发送数据和波束赋形矩阵生成基站发送信号。本申请实施例基于信道插值和统计特征生成波束赋形矩阵，克服了时变导致的性能损失，提升了下行传输过程中的系统性能。技术研发人员：李增,艾星星,朱玉婷,张鸿涛,梁志斌,张毅锋,马聪受保护的技术使用者：中兴通讯股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23