CN101631001B - 多天线技术的自适应处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种多天线技术的自适应处理方法和装置，其中，所述多天线技术的自适应处理方法包括：获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；根据所述信道特征选择相应的多天线技术；所述自适应的多天线技术的自适应处理装置包括信道特征获取模块，用于获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；多天线技术处理模块，用于根据所述信道特征选择相应的多天线技术。本发明实施例提供的多天线技术的自适应处理方法和装置能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其是一种多天线技术的自适应处理方法和装置。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为无线通信事业发展的“瓶颈”。如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。多天线技术因其能在不增加带宽的情况下提高传输效率和频谱利用率而获得广泛的青睐。
对于多天线技术来讲，分为如下两类：一类是智能天线技术，另一类是多天线分集技术，如多输入多输出(Multi-input Multi-output，以下简称：MIMO)的空时编码。
其中，智能天线技术，利用信道的相关性，可以采用空分多址技术。根据信道的相关性大小，如果必要还可以进一步细分如下不同类型的波束成形算法：一类是相干波束成形，利用信道的相关特性，其波束成形最大增益为10log10(M)dB，其中M为天线数；另一类是机会式波束成形，利用信道的独立特性，其最大增益小于10log10(M)dB。
多天线分集技术，利用信道的独立特性，可以采用MIMO技术，如采用MIMO空时块编码(Space-time block coding，以下简称：STBC)，或者在已知信道矩阵的情况下，采用MIMO空时编码加预编码(Precoding)。
发明人在本发明的研究过程中发现，现有技术中，要么采用智能天线技术，如传统波束成形算法即相干波束成形算法，或者采用机会式波束成形算法；或者采用MIMO空时分组码加预编码等方案，并没有系统的解决方案，即针对各种场景自适应地处理算法。
发明内容
本发明实施例提供了一种多天线技术的自适应处理方法和装置，根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用信道，提高信道的分集或者复用增益。
本发明实施例提供了一种多天线技术的自适应处理方法，包括：
获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；
根据所述信道特征选择相应的多天线技术。
本发明实施例提供了一种多天线技术的自适应处理装置，包括：
信道特征获取模块，用于获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；
多天线技术处理模块，用于根据所述信道特征选择相应的多天线技术。
本发明实施例提供的多天线技术的自适应处理方法和装置能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一多天线技术的自适应处理方法流程示意图；
图2为本发明实施例二多天线技术的自适应处理方法流程示意图；
图3为本发明实施例三多天线技术的自适应处理方法流程示意图；
图4A为本发明实施例三多天线技术的自适应处理方法中信道完全独立情况下相干波束成形技术的信道增益示意图；
图4B为本发明实施例三多天线技术的自适应处理方法中信道完全独立情况下机会式波束成形技术的信道增益示意图；
图5为本发明实施例四多天线技术的自适应处理方法流程示意图；
图6为本发明实施例一多天线技术的自适应处理装置结构示意图；
图7为本发明实施例二多天线技术的自适应处理装置结构示意图；
图8为本发明实施例三多天线技术的自适应处理装置结构示意图；
图9为本发明实施例四多天线技术的自适应处理装置结构示意图；
图10为本发明实施例不同信道相关性情况下不同类型的多天线技术信道增益示意图。
具体实施方式
相关系数Co-Eff是用于表示信道相关性的重要参数，其中相关系数Co-Eff为0表示信道完全独立，相关系数Co-Eff为1表示信道完全相关，即各信道只差一个相位旋转。信道完全独立情况下适合采用MIMO空时编码加Precoding或者只采用空时编码技术(如果没有信道反馈)；信道相关性大到一定程度，即相关系数Co-Eff超过一定阈值后，则采用智能天线技术。在智能天线技术情况下也可以根据不同程度的信道相关性采用不同类型的波束成形技术，如机会式波束成形技术或者相干波束成形技术。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一多天线技术的自适应处理方法
如图1所示，为本发明实施例一多天线技术的自适应处理方法流程示意图，具体可以包括如下步骤：
步骤11、获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；
步骤12、根据所述信道特征选择相应的多天线技术。
本实施例通过获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，根据所述信道特征选择多天线技术进行处理，能够根据不同的信道特征自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
本发明实施例二多天线技术的自适应处理方法
如图2所示，为本发明实施例二多天线技术的自适应处理方法流程示意图，在图1所示技术方案基础上，所述步骤11具体可以包括：
步骤21、利用导频技术获取基站和移动终端之间的信道的信道相关性；
在图1所示技术方案基础上，所述步骤12具体可以包括：
步骤22、判断所述信道相关性是否小于第一阈值，如果是，执行步骤23，否则执行步骤24；
步骤23、选择MIMO空时编码技术，执行步骤25；
步骤24、选择智能天线波束成形技术，执行步骤25；
步骤25、根据选择的多天线技术进行处理。
在本实施例中，如果没有信道反馈，多天线技术还可以选择复杂度稍高的MIMO空时编码加Precoding技术。
本实施例在信道相关性较小的情况下选择MIMO空时编码技术，如STBC，在信道相关性较大的情况下选择智能天线波束成形技术，能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
本发明实施例三多天线技术的自适应处理方法
如图3所示，为本发明实施例三多天线技术的自适应处理方法流程示意图，在图1所示技术方案基础上，所述步骤11具体可以包括：
步骤31、利用导频技术获取基站和移动终端之间的信道的信道相关性；
在图1所示技术方案基础上，所述步骤12具体可以包括：
步骤32、判断所述信道相关性是否大于第二阈值，如果是，执行步骤33，否则执行步骤34；
步骤33、选择相干波束成形技术，执行步骤35；
步骤34、选择机会式波束成形技术，执行步骤35；
步骤35、根据选择的多天线技术进行处理。
如图4A和图4B所示，分别为本发明实施例三多天线技术的自适应处理方法中信道完全独立情况下相干波束成形技术和机会式波束成形技术的信道增益示意图，同样是10000个样本点，机会式波束成形技术的信道增益超过2.5dB的点数超过5000个，而相干波束成形技术的信道增益超过2.5dB的点数不足70个。
本实施例进一步将智能天线技术细分为相干波束成形技术和机会式波束成形技术，根据这两种波束成形技术在不同的信道相关性情况下性能的不同，在信道相关性较大的情况下选择相干波束成形技术，在信道相关性较小的情况下选择机会式波束成形技术，能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的波束成形技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的复用增益。
本发明实施例四多天线技术的自适应处理方法
如图5所示，为本发明实施例四多天线技术的自适应处理方法流程示意图，在图1所示技术方案基础上，所述步骤11具体可以包括：
步骤41、利用导频技术获取基站和移动终端之间的信道的信道相关性；
在图1所示技术方案基础上，所述步骤12具体可以包括：
步骤42、判断所述信道相关性是否小于第一阈值，如果是，执行步骤44，否则执行步骤43；
步骤43、判断所述信道相关性是否大于第二阈值，如果是，执行步骤45，否则执行步骤46；
步骤44、选择MIMO空时编码技术，执行步骤47；
步骤45、选择相干波束成形技术，执行步骤47；
步骤46、选择机会式波束成形技术，执行步骤47；
步骤47、根据选择的多天线技术进行处理。
在本实施例中，如果没有信道反馈，多天线分集技术还可以选择复杂度稍高的MIMO空时编码加Precoding技术；而且，所述第二阈值大于所述第一阈值。
本实施例在信道相关性较小的情况下选择MIMO空时编码技术，如STBC，当信道相关性较大时，进一步地，将智能天线技术细分为机会式波束成形技术和相干波束成形技术，根据信道的相关性大小选择相应的波束成形技术，能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
本发明实施例一多天线技术的自适应处理装置
如图6所示，为本发明实施例一多天线技术的自适应处理装置结构示意图，具体可以包括信道特征获取模块61和多天线技术处理模块62，多天线技术处理模块62与信道特征获取模块61连接。其中，信道特征获取模块61用于获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；多天线技术处理模块62用于根据所述信道特征选择相应的多天线技术。
本实施例通过获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，根据所述信道特征选择多天线技术，能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
本发明实施例二多天线技术的自适应处理装置
如图7所示，为本发明实施例二多天线技术的自适应处理装置结构示意图，在图6所示技术方案基础上，所述信道特征获取模块61具体为相关性获取模块611，用于利用导频技术获取的基站和移动终端之间的信道的信道相关性，多天线技术处理模块62具体可以包括第一判断单元621和处理单元623，第一判断单元621与相关性获取模块611连接，处理单元623与第一判断单元621连接。其中，第一判断单元621用于接收并判断所述信道相关性是否小于第一阈值，如果是，选择MIMO空时编码技术，否则选择智能天线技术；处理单元623用于根据选择的多天线技术进行处理。
在本实施例中，如果没有信道反馈，多天线技术还可以选择复杂度稍高的MIMO空时编码加Precoding技术。
本实施例在信道相关性较小的情况下选择MIMO空时编码技术，如STBC，在信道相关性较大的情况下选择智能天线波束成形技术，能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
本发明实施例三多天线技术的自适应处理装置
如图8所示，为本发明实施例三多天线技术的自适应处理装置结构示意图，在图7所示技术方案基础上，多天线技术处理模块62具体可以包括第二判断单元622和处理单元623，第二判断单元622与相关性获取模块611连接，处理单元623与第二判断单元622连接。其中，第二判断单元622用于接收并判断所述信道相关性是否大于第二阈值，如果是，选择相干波束成形技术，否则选择机会式波束成形技术；处理单元623用于根据选择的多天线技术进行处理。
本实施例将智能天线技术进一步细分为机会式波束成形技术和相干波束成形技术，根据这两种波束成形技术在不同的信道相关性情况下性能的不同，在信道相关性较大的情况下选择相干波束成形技术，在信道相关性较小的情况下选择机会式波束成形技术，能够根据不同的信道特征，自适应地选择相应的波束成形技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的复用增益。
本发明实施例四多天线技术的自适应处理装置
如图9所示，为本发明实施例四多天线技术的自适应处理装置结构示意图，在图7所示技术方案基础上，多天线技术处理模块62具体可以包括第一判断单元621、第二判断单元622和处理单元623，第一判断单元621与相关性获取模块611连接，第二判断单元622与第一判断单元621连接，处理单元623分别与第一判断单元621和第二判断单元622连接。其中，第一判断单元621用于接收并判断所述信道相关性是否小于第一阈值，如果是，选择MIMO空时编码技术；第二判断单元622用于当所述信道相关性大于或者等于所述第一阈值时，判断所述信道相关性是否大于第二阈值，如果是，选择相干波束成形技术，否则选择机会式波束成形技术；处理单元623用于根据选择的多天线技术进行处理。
在本实施例中，如果没有信道反馈，多天线分集技术还可以选择复杂度稍高的MIMO空时编码加Precoding技术；而且，所述第二阈值大于所述第一阈值。
在不同信道相关性下，不同类型的多天线技术的信道增益是不一样的。如图10所示，为本发明实施例不同信道相关性情况下不同类型的多天线技术信道增益示意图，从中可以看出：信道相关性比较小的情况下，多天线分集技术的信道增益大于波束成型技术(空间复用)的信道增益；在信道相关性比较大的情况下，波束成形技术(空间复用)的信道增益大于多天线分集技术的信道增益；而且在相关性信道情况下，不同类型的波束成形技术其性能也是不一样的：在信道相关性大的情况下，相干波束成形技术的性能好于机会式波束成形技术，而在信道相关性较小的情况下，相干波束成形技术的性能较机会式波束成形性能差。因此，本发明实施例根据信道的相关性大小选择相应的波束成形技术，能够根据不同的信道特性，自适应地选择相应的多天线技术进行处理，从而最大限度地利用了信道，提高了信道的分集或者复用增益。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种多天线技术的自适应处理方法，其特征在于包括：
获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；
根据所述信道特征选择相应的多天线技术，包括：
判断所述信道相关性是否小于第一阈值，如果是，选择多天线分集技术，否则选择智能天线技术；
根据选择的多天线技术进行处理；
判断所述信道相关性是否大于第二阈值，如果是，选择相干波束成形技术，否则选择机会式波束成形技术；
其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
2.根据权利要求1所述的多天线技术的自适应处理方法，其特征在于所述获取信道特征包括：
利用导频技术获取基站和移动终端之间的信道的信道相关性。
3.根据权利要求1所述的多天线技术的自适应处理方法，其特征在于所述选择多天线分集技术包括：
选择多输入多输出空时编码技术或者多输入多输出空时编码加预编码技术。
4.一种多天线技术的自适应处理装置，其特征在于包括：
信道特征获取模块，用于获取基站和移动终端之间的信道的信道特征，所述信道特征包括信道相关性；
多天线技术处理模块，用于根据所述信道特征选择相应的多天线技术；
所述多天线技术处理模块包括：
第一判断单元，用于接收并判断所述信道相关性是否小于第一阈值，如果是，选择多天线分集技术，否则选择智能天线技术；
处理单元，用于根据选择的多天线技术进行处理；
第二判断单元，用于接收并判断所述信道相关性是否大于第二阈值，如果是，选择相干波束成形技术，否则选择机会式波束成形技术；
其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
5.根据权利要求4所述的多天线技术的自适应处理装置，其特征在于，所述信道特征获取模块具体为相关性获取模块，用于利用导频技术获取基站和移动终端之间的信道的信道相关性。
6.根据权利要求4所述的多天线技术的自适应处理装置，其特征在于所述多天线分集技术包括多输入多输出的空时编码技术或者多输入多输出的空时编码加预编码技术。
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