具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。标注附图标记时，即使相同技术特征在不同的附图中出现，也尽可能使用了相同的附图标记。而且，还要注意，在通篇说明书中，如果认为对相关已知的技术特征和功能的具体说明可能会导致本发明主题不清楚，则省略其详细说明。

此外，说明本发明时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于区分相应技术特征与其他技术特征，并非用于限定其本质、次序或顺序等。贯穿说明书全文，如果一技术特征“包括”、“具备”另一技术特征，如果没有特别相反记载，可理解为一技术特征还包括另一技术特征，而不应理解为一技术特征排斥另一技术特征。此外，说明书中记载的‘…部'、‘模块'等术语是指能够处理至少一个功能或者动作的单位，其可由硬件或者软件或者硬件和软件结合的方式实施。

本发明提供一种通过利用天线的正交极化在基带上改变I/Q数据(In-phase/Quadrature-phase data)的相位，从而能够生成或设置各种极化的方法和装置。

此外，本发明提供一种在利用多波束的移动通信系统(多波束系统，例如，MassiveMIMO系统)中为了实现空间复用，在相邻波束间使用不同的极化，从而提升无线信道的正交性且能够增大系统的信道容量的方法和装置。

图1图示了用于实现所述方法的空间复用装置100的一示例。下面将参照图1和图2对空间复用装置100的配置及利用该空间复用装置100的空间复用方法进行说明。

空间复用装置100可设置在基站、中继器及终端的至少一个上。如图1所示，空间复用装置100可包括控制部110、波束成形部120、多极化合成部130及RF链路140(RF chain)。而且，RF链路140可包括RF块(未图示)和正交极化天线模块。RF块(未图示)可包括数模转换器(digital to analog converter，DAC)/模数转换器(analog to digital converter，ADC)、滤波器、混频器(mixer)。

波束成形部120、多极化合成部130及RF链路140的数量可以大于或等于图1所示的数量。例如，当利用更多数量的波束图案(波束)来实现空间复用时，空间复用装置100中可包括图1所示数量以上的波束成形部120、多极化合成部130及RF链路140。

控制部110通过RF链路140能够设置或者决定待辐射波束的相位和极化。

控制部110可设置或者决定各波束具有不同的相位。例如，空间复用中使用的波束为n个(n为2以上的自然数)时，控制部110可决定n个波束具有不同的相位。控制部110所决定的相位可用于波束成形部120的波束形成。

此外，控制部110可决定多个波束中空间上相邻的波束具有不同的极化(不同极化)。例如，当用于空间复用的波束为n个(n为2以上的自然数)时，控制部110可设置或决定相邻的第k波束和第l(k+l)波束具有不同的极化。

波束成形部120可预编码(precoding)基带信号或者数据S240。

波束成形部120通过在基带信号中适用权重向量(weight vector)，从而可生成控制部110中决定的波束(beamforming)。波束成形部120预编码信号以使各波束具有控制部110中决定的相位，从而波束基于波束成形部120的操作可具有不同相位。

多极化合成部130可对经过预编码的信号进行极化转换S250。

多极化合成部130通过后述的转换过程(合成或者分解)，对经过预编码的信号进行极化转换，从而可使空间上相邻的波束具有不同极化(控制部决定的极化)。

另外，基带信号作为处理对象，在波束成形部120中进行处理之前，可进行加扰过程S210、调制过程S220、层映射过程S230等。

加扰过程S210是为了区分基站或者用户设备(user equipment，UE)而利用加扰信号对基带信号进行加密的过程。空间复用装置100还可以包括执行加扰过程S210的加扰模块(未图示)。

调制过程S220是将已进行加扰的信号调制成多个调制符号的过程。空间复用装置100还可包括用于执行调制过程S220的调制模块或者调制映射器(未图示)。

在S210过程中经过加扰的信号输入到调制映射器(未图示)并根据信号的种类和/或信道状态通过二进制移相键控(binary phase shift keying，BPSK)、正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)或者16正交调幅/64正交调幅(quadratureamplitude modulation，QAM)方式进行调制。

层映射过程S230是为了按照不同的天线来划分信号而将调制符号映射到至少一个传输层的过程。空间复用装置100还可包括用于执行层映射过程S230的层映射器(未图示)。

空间复用装置100还可执行将通过调制过程S220获得的调制符号映射至资源元素(映射至频率)的过程S260。为此，空间复用装置100还可包括资源元素映射部(未图示)，映射至资源元素的过程S260可以在资源元素映射部(未图示)执行。

为了生成经极化转换的信号相关的时间区域符号，空间复用装置100可执行快速傅里叶逆变换(inverse fast fourier transform，IFFT)算法。而且，空间复用装置100为了防止符号间干扰(inter symbol interference，ISI)可插入保护间隔(guard interval)S270。为此，空间复用装置100还可包括IFFT部(未图示)和循环前缀(cyclic prefix，CP)。

进行S210过程至S270过程的信号可通过RF链路140以波束形态辐射。如前面所述，基于本发明的空间复用方法辐射的波束在空间上具有不同的相位，不同相位的波束中相邻的两个波束可具有不同的极化。

图3图示了根据本发明的空间复用方法辐射的波束的一示例。图3中，实线表示的波束(波束#1、波束#3、波束#5及波束#7)具有±45的极化方向(正交交叉极化)，虚线表示的波束(波束#2、波束#4、波束#6及波束#8)具有V/H(vertical/horizontal)的极化方向(正交垂直/水平极化)。

如果波束#1使用正交交叉极化(±45)，则波束#2使用垂直/水平极化(V/H)。以相同的方法，如果波束#3使用正交交叉极化(±45)，则波束#4使用垂直/水平极化(V/H)。

即，本发明通过相邻波束间使用不同的极化(不同极化)而不使用相同的极化，从而可降低相邻波束间的相关系数。而且，不同的极化可使用左圆极化/右圆极化等相互正交的任意类型的极化。

由于具有正交交叉极化(±45)的波束#1和具有垂直/水平极化(V/H)的波束#2具有不同的极化，因此波束#1与波束#2之间的相关关系会充分小。而且，波束#1与具有正交交叉极化(±45)的波束#3保持充分的距离，因此波束#1与波束#3之间的相关关系会充分小。

根据实施形态，可改变对信号进行极化转换的过程S250和映射至资源元素的过程S260的顺序。例如，(1)先执行对信号进行极化转化的过程S250然后再执行映射至资源元素的过程S260；(2)先执行映射至资源元素的过程S260然后再执行对信号进行极化转换的过程S250。

在(1)的情况下，多极化合成部130可对经过预编码的信号进行极化转换使其具有不同的极化，资源元素映射部(未图示)可将经过极化转换的信号映射至资源元素。在(2)的情况下，资源元素映射部(未图示)可将经过预编码的信号映射至资源元素，多极化合成部130可对映射至资源元素的信号进行极化转换使其具有不同的极化。

以下参照图4，基于两个波束(第一波束和第二波束)对空间复用方法进行说明。假设第一波束和第二波束在空间上具有不同的相位(第一波束：第一相位，第二波束：第二相位)且相邻，并具有不同的极化(第一波束：±45度，第二波束：V/H)。

当想要通过RF链路140辐射第一波束和第二波束时，控制部110决定第一波束和第二波束具有不同的相位，而且决定第一波束和第二波束具有不同的极化。

波束成形部120可将权重向量适用于基带信号以使第一波束和第二波束分别具有控制部110决定的相位。

例如，波束成形部#1-1(BF#1-1，122-1)、波束成形部#1-2(BF#1-2，122-2)、波束成形部#1-3(BF#1-3，122-3)及波束成形部#1-4(BF#1-4，122-4)可将信号的相位设置为第一相位，并向多极化合成部#1-1(PD#1-1，132-1)输出。而且，波束成形部#1-1(BF#1-1，122-1)、波束成形部#1-2(BF#1-2，122-2)、波束成形部#1-3(BF#1-3，122-3)及波束成形部#1-4(BF#1-4，122-4)可将信号的相位设置为第二相位，并向多极化合成部#1-2(PD#1-2，132-2)输出。

多极化合成部130可对经过预编码的信号进行极化转换以使第一波束和第二波束分别具有控制部110决定的极化(不同的极化)。

例如，多极化合成部#1-1(132-1)可将设置为第一相位的信号的极化转换为±45度，而且多极化合成部#1-2(132-2)可将设置为第二相位的信号的极化转换为V/H。

具有第一相位和±45度极化的(设置的)信号可通过RF链路#1-1(142-1)和RF链路#1-2(142-2)以第一波束辐射，具有第二相位和V/H极化的(设置的)信号可通过RF链路#1-3(142-3)和RF链路#1-4(142-4)以第二波束辐射。

本说明书中，RF链路140中包括的正交极化天线模块使用以+45度和-45度排列的天线模块。但是，只要是相互正交形态排列的天线，就可在本发明中使用，如V(垂直)和H(水平)排列的正交极化天线模块的各种形态的天线模块。

以上对发送信号的空间复用方法进行了说明。关于接收信号的空间复用方法可以与发送信号的空间复用方法相反顺序进行。

下面将参照图5对本发明的极化转换方法进行说明。

如前所述，多极化合成部130可对经过预编码的信号进行极化转换使其具有不同的极化。其中，不同的极化可包括正交交叉极化(±45)和正交垂直/水平极化(V/H)。

将信号的极化转换为不同极化的过程可通过以下数学式1实现。

[数学式1]

上述数学式1中，a和b表示正交交叉极化(±45)和正交垂直/水平极化(V/H)中的任意一个，a+b和a+be^jπ表示正交交叉极化(±45)和正交垂直/水平极化(V/H)中的另一个，

表示极化分解(polarization decomposition,PD)矩阵。

例如，如果在+45度极化a和-45度极化b中采用PD矩阵，则可转换为+45度极化a与-45度极化b，以及垂直极化a+b与水平极化a+be^jπ的不同的极化。

图2中记载了依次执行过程S210至过程S270，但这只是示例性地说明本发明一实施例的技术思想而已。换而言之，对于本发明一实施例所属的技术领域中具有通常知识的技术人员而言，在不超出本发明一实施例的本质特征的范围内，可通过改变图2的顺序或者并列地执行过程S210至过程S270中至少一个过程的方式进行修改和变形，图2中的顺序不限于顺时针顺序。

另外，图2的步骤可在计算机可读的记录介质上以计算机可读的编码形式实现。计算机可读的记录介质可包括储存有基于计算机系统可读的数据的所有种类的记录装置。即，计算机可读记录介质可包括磁性储存介质(例如，只读存储器、软盘、硬盘等)、光学可读介质(例如，CD-RDOM、DVD等)及载波(例如，基于互联网的传输)的存储介质。此外，计算机可读介质分散在通过网络连接的计算机系统中且以分散方式储存可供计算机读取的编码并执行。

以上描述只是用于举例说明本实施例的技术思想而已，对于本实施例所属技术领域中具有一般技术知识的技术人员而言，在不超出本实施例的本质特征的范围内可进行各种修改及变形。因此，本实施例并非用于限定本实施例的技术思想而是用于说明，本实施例的技术思想的范围不受限于所述实施例。本实施例的保护范围应基于权利要求书进行解释，且与其处于等同范围内的所有技术思想均属于本实施例的权利范围。

相关申请的交叉引用

本专利申请主张于2019年12月5日在韩国申请的专利申请号第10-2019-0160606号和于2020年4月16日在韩国申请的专利申请号第10-2020-0046256号的优先权，并且其全部内容作为参考包括在本说明书中。