具体实施方式
本发明实施例通过统计后的下行统计信道信息获得上行信道信息,再根据上行信道信息获得预编码矩阵,利用预编码矩阵对数据进行预编码,从而实现了闭环发送分集,与现有的开环发送分集相比,有更好的传输性能。
参见图3,本实施例中的通信系统包括终端301和基站302。基站302可以是演进基站(eNB)等。
终端301用于根据下行参考信号进行下行信道估计,获得下行信道信息;对下行信道信息进行统计,得到下行统计信道信息;根据下行统计信道信息获得上行统计信道信息;根据上行统计信道信息获得预编码矩阵;通过预编码矩阵对数据进行预编码;在预编码后的数据中插入上行探测参考信号,并发送。
基站302用于通过探测(Sounding)参考信号或解调参考信号探测并得到上行信道信息,并根据上行信道信息进行信道质量指示(CQI)估计。进行CQI估计有多种具体实现方式,如基站302对上行信道信息进行最大比合并,并根据合并后的上行信道信息计算每个子载波上的SINR,以及通过指数有效SINR映射(EESM)映射计算CQI;最大比合并是指:将频域和/或时域上的多个上行信道信息分别乘以预设的权重后相加;或者,基站302根据上行信道信息计算每个子载波上的信号与干扰和噪声比(SINR),并通过EESM映射计算CQI;或者,基站从预设的码本中选择一个码字,并根据选择的码字和上行信道信息获得等效信道信息,根据等效信道信息计算每个子载波上的SINR,以及通过EESM映射计算CQI。基站302还用于通过解调参考信号来估计出上行等效信道,并对上行等效信道上的数据进行检测。
其中,参见图4所示,终端301包括信道估计模块401、统计模块402、转换模块403、预编码矩阵模块404、预编码模块405、插入模块406和接口模块407。
信道估计模块401用于根据下行参考信号进行下行信道估计,获得下行信道信息。如根据下行参考信号进行下行信道估计,得到下行信道估计矩阵,并根据下行信道估计矩阵得到下行信道相关矩阵或下行信道协方差矩阵。即下行信道信息为下行信道相关矩阵或下行信道协方差矩阵。下行信道信息也可以是其它信息,如为下行信道估计矩阵等,此处不一一列举。
统计模块402用于对下行信道信息进行统计,得到下行统计信道信息。由于下行信道信息为下行信道相关矩阵或下行信道协方差矩阵,所以统计模块402有多种具体实现方式,如对频域和/或时域上的多个下行信道相关矩阵进行平均,得到平均后的下行统计信道相关矩阵;或者,对频域和/或时域上的多个下行信道协方差矩阵进行平均,得到平均后的下行统计信道协方差矩阵。对矩阵进行平均是指:对多个矩阵中同一位置的多个元素求平均。
转换模块403用于根据下行统计信道信息获得上行统计信道信息。转换模块403有多种具体实现方式,如在时分双工(TDD)和频分双工(FDD)系统中,利用信道的对称性,将下行统计信道信息直接作为上行统计信道信息;或者,在FDD系统中,对下行统计信道信息进行频带转换,得到上行统计信道信息。频带转换过程包括:根据公式Ru=THRdT获得上行统计信道相关矩阵,Ru表示上行统计信道相关矩阵,Rd表示下行统计信道相关矩阵,T表示频带转换矩阵,TH表示T的共轭转置; diag表示对角矩阵,j表示虚部,d表示天线间距,fDL表示下行载波频率,fUL表示上行载波频率,f0表示参考载波频率,Nt表示发送天线数;或者,Ru表示上行统计信道协方差矩阵,Rd表示下行统计信道协方差矩阵。
预编码矩阵模块404用于根据上行统计信道信息获得预编码矩阵。预编码矩阵模块404有多种具体实现方式,如由于上行信道信息为上行统计信道相关矩阵或上行统计信道协方差矩阵,所以对上行统计信道相关矩阵进行特征值分解,得到最大的特征值对应的特征向量,该特征向量为预编码矩阵;或者,对上行统计信道协方差矩阵进行特征值分解,得到最大的特征值对应的特征向量,该特征向量为预编码矩阵;即特征向量V=eig(R
u),eig表示特征向量函数。或者如另一种方式:根据上行统计信道信息从预设的码本CB中选择一个码字W作为预编码矩阵,其中每个码字都是一个矩阵。较佳的,选择的码字W可以使下行的容量最大化,即
C表示容量。如果下行信道信息为下行信道估计矩阵,可进一步得到上行统计信道估计矩阵,则预编码矩阵模块404还用于对上行统计信道估计矩阵进行奇异值分解,或者依据上行统计信道估计矩阵从预设的码本CB中选择一个码字W作为预编码矩阵。本实施例中通过上行统计信道相关矩阵或上行统计信道协方差矩阵进行预编码所得到的传输性能优于通过上行统计信道估计矩阵进行预编码所得到的传输性能。
预编码模块405用于通过预编码矩阵对数据进行预编码。该数据是经过调制编码后得到的数据。所以终端301还包括调制编码模块408,用于根据基站302反馈的CQI对数据进行调制编码。
插入模块406用于在预编码后的数据中插入上行探测(Sounding)参考信号。
接口模块407用于发送包括探测参考信号的数据。
基站302包括:探测模块和估计模块。
探测模块用于通过探测参考信号或者解调参考信号探测并得到上行信道信息。
估计模块用于根据上行信道信息进行信道质量指示CQI估计。估计模块包括:第一估计单元,用于对上行信道信息进行最大比合并,并根据合并后的上行信道信息进行CQI估计;第二估计单元,用于根据上行信道信息计算每个子载波上的信号与干扰和噪声比SINR,并通过指数有效SINR映射EESM映射计算CQI;第三估计单元,用于从预设的码本中选择一个码字,并根据选择的码字和上行信道信息获得等效信道信息,根据等效信道信息计算每个子载波上的SINR,以及通过EESM映射计算CQI。
以上是对通信系统和终端设备301的介绍,下面对上行数据的处理过程进行介绍。
参见图5,本实施例中上行数据的主要处理方法的实现流程如下:
步骤501:终端301据上行统计信道信息获得预编码矩阵;所述上行统计信道信息是终端对下行信道信息进行统计得到下行统计信道信息,并根据下行统计信道信息获得的。
步骤502:终端301通过预编码矩阵对数据进行预编码。
步骤503:终端301发送预编码后的数据。
其中,下行信道信息为下行信道相关矩阵或下行信道协方差矩阵等,并且其它步骤也有多种实现方式,下面通过两个实施例来详细说明实现过程。
参见图6,本实施例中下行信道信息为下行信道相关矩阵时上行数据处理方法的流程如下:
步骤601:终端301通过下行参考信号进行信道估计,得到下行信道估计矩阵H。下行参考信号包括下行小区公共参考信号(CRS)、下行解调参考信号(DMRS)或下行探测参考信号(CSI-RS)等。
步骤602:终端301根据下行信道估计矩阵H得到下行信道相关矩阵,下行信道相关矩阵R=H′*H。H′表示H的共轭转置。
步骤603:终端301频域和/或时域内多个下行信道相关矩阵进行平均,得到统计后的下行统计信道相关矩阵Rd。时域内,如对2s内所有下行信道相关矩阵进行平均,2s为预设的时长参数值。频域内,如根据多个下行参考信号得到多个下行信道相关矩阵。
步骤604:终端301根据下行统计信道相关矩阵Rd获得上行统计信道相关矩阵Ru。终端301可以直接使Ru=Rd,或者在FDD系统中对Rd进行频带转换后得到Ru。
步骤605:终端301对上行统计信道相关矩阵Ru进行特征值分解,并进一步得到最大特征值对应的特征向量V,确定特征向量V为预编码矩阵。
步骤606:终端301根据基站反馈的CQI对数据进行调制编码,并在调制编码后的数据中插入解调参考信号。此步骤相对于步骤601-605是独立的操作,无严格的执行先后。
步骤607:终端301根据预编码矩阵对插入解调参考信号后的数据进行预编码,并在预编码后的数据中插入上行探测(Sounding)参考信号。此步骤中,可以不是每次预编码后都插入上行探测(Sounding)参考信号,根据实际需要来选择。
步骤608:基站302通过解调参考信号来估计出上行等效信道,并对上行等效信道上的上行数据进行检测。由于本实施例中是根据上行统计信道信息确定的预编码矩阵并进行预编码,所以基站302不需要对上行数据进行预解码。
步骤609:基站302通过探测(Sounding)参考信号探测得到上行信道矩阵H
sc,并根据上行信道矩阵进行CQI估计。例如,基站302根据上行信道矩阵计算每个子载波上的信号与干扰和噪声比(SINR),即
σ表示噪声的功率;再利用EESM映射计算CQI。
参见图7,本实施例中下行信道信息为下行信道协方差矩阵时上行数据处理方法的流程如下:
步骤701:终端301通过下行参考信号进行信道估计,得到下行信道估计矩阵H。下行参考信号包括下行CRS、下行DMRS或下行CSI-RS等。
步骤702:终端301根据下行信道估计矩阵H得到下行信道协方差矩阵,下行信道相关矩阵。
步骤703:终端301频域和/或时域内多个下行信道协方差矩阵进行平均,得到统计后的下行统计信道协方差矩阵Rd。时域内,如对2s内所有下行信道协方差矩阵进行平均,2s为预设的时长参数值。频域内,如根据多个下行参考信号得到多个下行信道协方差矩阵。
步骤704:终端301根据下行统计信道协方差矩阵Rd获得上行统计信道协方差矩阵Ru。终端301可以直接使Ru=Rd,或者在FDD系统中对Rd进行频带转换后得到Ru。
步骤705:终端301根据上行统计信道协方差矩阵R
u从预设的码本CB中选择一个码字W作为预编码矩阵。较佳的,该码字W可以使上行的容量最大化,即
C表示容量。
步骤706:终端301根据基站反馈的CQI对数据进行调制编码,并在调制编码后的数据中插入解调参考信号。此步骤相对于步骤701-705是独立的操作,无严格的执行先后。
步骤707:终端301根据预编码矩阵对插入解调参考信号后的数据进行预编码,并在预编码后的数据中插入上行探测(Sounding)参考信号。
步骤708:基站302通过解调参考信号估计出上行等效信道,并对上行等效信道上的上行数据进行检测。
步骤709:基站302通过解调参考信号探测得到上行信道矩阵Hsc,并根据上行信道矩阵进行CQI估计。例如,基站302从码本CB中选择一码字W,并根据码字W和上行信道矩阵Hsc得到等效信道矩阵Hsc*W,再根据等效信道矩阵Hsc*W计算每个子载波上的SINR,然后利用EESM映射计算CQI。基站302与终端301根据自身的选择规则会选择相同的码字W。
用于实现本发明实施例的软件可以存储于软盘、硬盘、光盘和闪存等存储介质。
本发明实施例通过下行信道信息获得上行信道信息,并根据上行信道信息获得预编码矩阵,进一步对上行数据进行预编码,实现了上行的闭环发送分集,与现有的发送分集方式相比可以有更好的性能。参见图8所示仿真效果图,在2×2的线阵下,速度为30km/h,几种发送分集方式的性能对比中可以看出,本发明实施例中的两种预编码方式,基于码本的预编码和基于非码本的预编码(即基于特征值分解的预编码),在性能上均优于STBC编码、SFBC编码和低峰均比的SFBC编码。并且,本发明实施例在根据下行信道信息获得上行信道信息时,提供了多种实现方式,适合TDD和FDD系统的应用。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。