CN102055691B - 波束成形权值的估计处理方法和基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种波束成形权值的估计处理方法和基站，方法包括：根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵；根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。基站包括：计算模块，用于根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵；估计模块，用于根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。本发明实施例实现了充分利用上行发射的符号信息，使BF权值的估计性能得到提高。

Description

波束成形权值的估计处理方法和基站

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种波束成形权值的估计处理方法和基站。

背景技术

随着第三代移动通信的逐步建成使用，波束形成(Beamforming；以下简称：BF)作为第三代移动通信中智能天线的核心技术也成为热点问题。BF技术为采用多天线阵，根据信道信息对多个天线的发射信号进行加权，使得发射天线的信号通过无线信道到达接收端时能同相叠加，彼此增强，如同汇集到一个波束一样，避免了多个发射天线发射的信号到达接收端出现相互抵消的情况，从而提高信噪比，获取多天线阵列增益和一定的分集增益。通常，BF技术主要使用在下行发射链路中，由基站发射到达终端的符号是基站各天线的发射符号与信道响应的乘积的叠加结果，BF技术对各天线的发射符号分别乘以BF权值，进而使得各天线BF加权后的发射符号通过无线信道到达终端时同相叠加。由此可知，BF技术需要获知各收发天线间的信道信息，基站通过终端发射的上行信号可以估计得到信道信息，并利用信道信息进行下行波束赋形。因此，信道信息获取的准确性决定BF性能的优劣。

现有技术中通常通过终端发射上行特殊训练序列(如Sounding信号)或通过上行数据信道的导频来估计上行信道信息，由于上行特殊训练序列与上行导频对基站来说均为已知的信号，因此可以获得信道信息。

然而，现有技术中的方法需要终端支持发射上行特殊训练序列或持续发射上行数据，其中，终端发射上行特殊训练序列需要占用较大的上行开销，而终端持续发射上行数据的发射间隔也受限制，因此其BF权值的估计性能较差，降噪效果也较差。

发明内容

本发明实施例在于提供一种波束成形权值的估计处理方法和基站。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种波束成形权值的估计处理方法，包括：

根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵；

根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

本发明实施例提供了一种基站，包括：

计算模块，用于根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵；

估计模块，用于根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

本发明实施例提供的一种波束成形权值的估计处理方法和基站，通过基站根据接收到的多种不同类型的上行信号来计算无线信道的信道协方差矩阵，并根据该无线信道的协方差矩阵对BF权值进行估计，本实施例直接利用终端发射的各种类型上行信号来获取无线信道的信道协方差矩阵，进而估计BF权值，终端无需特意发射额外的上行特殊训练序列或持续发射特定的上行数据，则解决了现有技术中需要发射上行特殊训练序列或持续发射上行数据所带来的上行开销，实现了充分利用上行信号中的符号信息；本实施例由于计算BF权值所使用的信息量大，使得降噪效果得到提高，且使得计算协方差矩阵的统计样本更遍历，从而使BF权值的估计性能得到提高。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明波束成形权值的估计处理方法实施例一的流程图；

图2为本发明波束成形权值的估计处理方法实施例一中波束成形技术的原理示意图；

图3为本发明波束成形权值的估计处理方法实施例二的流程图；

图4为本发明基站实施例一的结构图；

图5为本发明基站实施例二的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本发明波束成形权值的估计处理方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种波束成形权值的估计处理方法，可以具体应用于无线通信系统中，本实施例可以包括如下步骤：

步骤101，基站根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵。

本实施例在计算无线信道的信道协方差矩阵时，基站利用上行发射的信息，即本步骤中的上行信号可以为上行训练符号、上行预解调信道符号、上行未解调信道符号等，而并不绝限于某一种类型的上行信号。因此本实施不对终端发射的上行信号的类型进行限制，终端不用必须发射额外的上行特殊训练序列或持续发射上行数据，基站可以根据终端发射的上行信号来计算获取无线信道的信道协方差矩阵。

在本步骤中，基站在接收到终端发射的上行信号后，根据多种不同类型的上行信号来获取无线信道的信道协方差矩阵，即对于不同类型的上行信号来说，获取其无线信道的信道协方差矩阵的方法可以不同，具体获取方法在后续实施例中进行详细的说明。基站可以根据接收到的各类型的上行信号来计算无线信道的信道协方差矩阵，即可以为根据上行训练符号、上行预解调信道符号、或者上行未解调信道符号来计算无线信道的信道协方差矩阵，以备后续估计BF权值时使用。本实施例中基站接收终端发射的上行信号，根据上行信号来获取无线信道的信道协方差矩阵，并非是现有技术中根据如特殊训练序列等的特定信号来获取，则本实施例中终端无需特意向基站发送额外的用于估计信道信息的信号，而是充分利用本身已存在的各类型的上行信号。

步骤102，基站根据无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

在基站根据多种不同类型的上行信号计算得到无线信道的信道协方差矩阵后，根据该信道协方差矩阵来估计BF权值。由此可见，本实施例所估计到的BF权值是根据终端发射的各种类型的上行信号而最终得到的，即本实施例的BF权值的算法最大限度地利用了上行发射的数据进行权值估计，信息量大，即计算协方差矩阵的统计样本较多，因此使得降噪效果得到提高，BF权值的估计性能也较好。图2为本发明波束成形权值的估计处理方法实施例一中波束成形技术的原理示意图，如图2所示，将多个天线的发射信号进行加权，使得多个发射天线的信号到达接收端时可以同相叠加，彼此增强。

本实施例提供了一种波束成形权值的估计处理方法，通过基站根据接收到的多种不同类型的上行信号来计算无线信道的信道协方差矩阵，并根据该无线信道的协方差矩阵对BF权值进行估计；本实施例直接利用终端发射的各种类型上行信号来获取无线信道的信道协方差矩阵，进而估计BF权值，终端无需特意发射额外的上行特殊训练序列或持续发射特定的上行数据，则解决了现有技术中需要发射上行特殊训练序列或持续发射上行数据所带来的上行开销，实现了充分利用上行信号中的符号信息；本实施例由于计算BF权值所使用的信息量大，使得降噪效果得到提高，且使得计算协方差矩阵的统计样本更遍历，从而使BF权值的估计性能得到提高。

图3为本发明波束成形权值的估计处理方法实施例二的流程图，如图3所示，本实施例提供了一种具体的波束成形权值的估计处理方法，可以具体包括如下步骤：

步骤301，基站接收终端发射的各种类型的上行信号。

本步骤中基站接收终端发射的各种类型的上行信号，上行信号可以为上行训练符号、上行预解调信道符号、上行未解调信道符号等，而并不绝限于某一种类型的上行信号。其中，本实施例中的上行训练符号是指接收端已知发射符号的符号，如导频符号，此处的接收端具体为基站。上行预解调信道符号是指接收端对发射符号未知，但能够在BF权值估计前预先解调并且由此以较大正确概率获知发送符号的信道符号，其中上行预解调信道可以包括周期性上行物理层控制信道、突发性物理层控制信道、随机接入信道(RandomAccess Channel；以下简称：RACH)、物理层数据信道等，其中，周期性上行无力层控制信道可以为信道质量指示信道(Channel Quality IdentifierChannel；以下简称：CQI CH)，突发性物理层控制信道可以为应答信道(Acknowledge Channel；以下简称：ACKCH)，随机接入信道可以具体为测距信道(Ranging)。上行未解调信道符号是指除训练符号、上行预解调信道符号之外的其他信道符号，包括接收端未知发射符号、且不为BF权值估计进行预先解调处理的信道符号，也包括解调正确概率低或者CRC校验不通过的、只利用不进行解调的信息作BF权值估计的信道符号。

步骤302，基站对上行信号的类型进行判断，当上行信号为上行训练符号时，执行步骤303；当上行信号为上行预解调信道符号时，执行步骤304；当上行信号为上行未解调信道符号时，执行步骤305。

在本实施例中，在根据上行信号获取无线信道信息时，不同类型的上行信号的获取方法不同，则本步骤中基站对接收到的上行信号的类型进行判断，根据判断结果来选择后续执行的各种获取方法。当上行信号为上行训练符号时，执行步骤303；当上行信号为上行预解调信道符号时，执行步骤304；当上行信号为上行未解调信道符号时，执行步骤305。

步骤303，基站获取到的各接收天线上的无线信道估计值分别为各所述接收天线上接收到的上行训练符号与所述上行训练符号对应的上行发射符号的共轭之积。

当接收到的上行信号为上行训练符号时，基站在根据该上行训练符号获取无线信道信息时，可以采用现有的获取方式。由于上行训练符号为接收端已知发射符号的符号，则基站获取到的各接收天线上的无线信道估计值分别为各所述接收天线上接收到的上行训练符号与该上行训练符号对应的上行发射符号的共轭之积。具体地，基站将接收到的上行训练符号乘以该上行训练符号对应的已知的上行发射符号的共轭，进而得到无线信道估计值。此处可以假设

为在第n_Rx个接收天线上接收到的一个上行训练符号，S^P为该上行训练符号对应的上行发射符号，则可采用下述公式(1)来估计到该第n_Rx个接收天线上、该时频域位置上的无线信道估计值：

$h_{n_{\mathrm{Rx}}}^P=r_{n_{\mathrm{Rx}}}^P\·{\left(S^P\right)}^{*}---\left(1\right)$

步骤304，基站对所述上行预解调信道符号进行预解调处理，获取到各接收天线上的无线信道估计值分别为所述各所述接收天线上接收到的上行预解调信道符号与预解调处理得到的上行发射符号的共轭之积。

当接收到的上行信号为上行预解调信道符号时，基站在根据该上行预解调信道符号获取无线信道信息时，先对接收到的上行预解调信道符号进行预解调处理，得到预解调后的上行发射符号。其中，此处的预解调处理是指在BF权值估计之前预先进行的解调处理。基站获取到各接收天线上的无线信道估计值分别为所述各所述接收天线上接收到的上行预解调信道符号与预解调处理得到的上行发射符号的共轭之积。具体地，基站将接收到的上行预解调信道符号与对应的预解调处理得到的上行发射符号的共轭相乘，得到无线信道估计值。此处假设

为第n_Rx个接收天线上接收到的一个上行预解调信道符号，S^B为对该上行预解调信道符号进行预解调后得到的对应的上行发射符号，则可以采用下述公式(2)来估计在该第n_Rx个接收天线上、该时频域位置上的无线信道估计值：

$h_{n_{\mathrm{Rx}}}^B=r_{n_{\mathrm{Rx}}}^B\·{\left(S^B\right)}^{*}---\left(2\right)$

步骤305，基站获取到的无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵分别为在所述上行未解调信道位置上接收到的上行未解调信道符号的列向量与所述列向量的共轭转置之积。

当接收到的上行信号为上行未解调信道符号时，基站可以直接根据上行未解调信道符号获取信道协方差矩阵，即基站获取到的无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵分别为在所述上行未解调信道位置上接收到的上行未解调信道符号的列向量与所述列向量的共轭转置之积。具体地，对于接收到的上行未解调信道符号来说，此处假设为第k^D个位置上、N_Rx个接收天线上接收到的上行未解调信道符号的列向量，其中，k^D＝1，2，...，K^D。本步骤在根据该信号获取无线信道信息时，可以将该上行未解调信道符号的列向量r^D(k^D)与该列向量的共轭转置(r^D(k^D))^H进行相乘，得到上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵R^D(k^D)，即可以具体采用下述公式(3)来获取到的上行信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵：

R^D(k^D)＝r^D(k^D)·(r^D(k^D))^H(3)

在执行上述步骤303和步骤304后，本实施例根据获取到的各接收天线上的无线信道估计值计算无线信道的信道协方差矩阵，即将根据上行训练符号获取到的接收天线上的无线信道估计值，与根据上行预解调信道符号获取到的接收天线上的无线信道估计值进行统一，不再区分上行训练符号或上行预解调信道符号，根据该各接收天线上的无线信道估计值来计算无线信道的信道协方差矩阵，具体可以包括后续步骤306-308。

步骤306，基站将各接收天线上的无线信道估计值组成的无线信道估计值序列划分为多个相干单元。

在通过步骤303和步骤304完成对上行训练符号和上行预解调信道符号对应的无线信道信息的获取，并获取到各接收天线上的无线信道估计值后，可以将

和

统一看作即本步骤中基站不再区分上行训练符号和上行预解调信道符号的无线信道估计值。基站将上述步骤获取的各接收天线上的无线信道估计值

和

组成无线信道估计值序列

并将该无线信道估计值序列划分为多个相干单元。具体可以为将该无线信道估计值序列划分为M份，每一份为一个相干单元，其中，M为正整数。本实施例中的相干单元是指划分的每一份上行信号的信道是强相干的，例如每份相干单元是在相干时间和相干带宽内。此处假设每一个相干单元中的信号的数据量为K_corr，且基站设置有N_Rx个接收天线来接收信号，其中，K_corr和N_Rx均为正整数。本步骤中在对无线信道估计值序列进行划分后，可以假设

为在第n_Rx个接收天线上、第m个相干单元内的第k个位置上的无线信道估计值，其中m＝1，2，...，M，k＝1，2，...，K_corr。

步骤307，基站分别对各所述相干单元内的无线信道估计值序列进行求和处理，得到各所述相干单元的无线信道列向量。

在基站完成相干单元的划分后，基站分别对各相干单元内的无线信道估计值序列进行求和处理，得到各相干单元的无线信道列向量。具体地，基站对第n_Rx个接收天线上、第m个相干单元内的第k个位置上的无线信道估计值在一个相干单元内进行求和，以得到第n_Rx个接收天线上、第m个相干单元内的无线行到估计值之和，即可以采用下述公式(4)来得到：

${\stackrel{\‾}{h}}_{n_{\mathrm{Rx}},m}=\underset{k=1}{\overset{K_{\mathrm{corr}}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{n_{\mathrm{Rx}},m}\left(k\right)(m=\mathrm{1,2},...,M)---\left(4\right)$

在完成上述求和过程后，基站将求和后得到的N_Rx个接收天线上的无线信道估计值组成各相干单元的无线信道列向量

即其中[·]^T为对向量的转置操作。由于无线信道估计值

是实际信道值和高斯白噪声的和，对无线信道估计值进行求和，可使其实际信道值同相累加，高斯白噪声随机累加，从而使实际信道值的能量增长远大于噪声的能量增长，从而达到提高信噪比的效果。因此，在本实施例中，通过在每个相干单元内对无线信道估计值进行求和处理，可以达到提高信噪比的效果。

步骤308，基站分别将所述各相干单元的无线信道列向量与所述无线信道列向量的共轭转置相乘，获取无线信道在各所述相干单元内的信道协方差矩阵。

在获取到各相干单元的无线信道列向量后，基站分别将所述各相干单元的无线信道列向量

与其共轭转置

相乘，获取无线信道在各所述相干单元内的信道协方差矩阵。即可以采用下述公式(5)得到无线信道在各相干单元内的信道协方差矩阵R_m：

$R_m={\stackrel{\‾}{h}}_m\·{{\stackrel{\‾}{h}}_m}^H---\left(5\right)$

步骤309，基站根据所述无线信道在各相干单元的信道协方差矩阵和所述无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵计算无线信道的信道协方差矩阵。

在完成上述步骤306和步骤308，分别获取到无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵和无线信道在各相干单元的信道协方差矩阵，即根据上行训练符号和上行预解调信道符号获取的，第m个相干单元的信道协方差矩阵R_m和根据上行未解调信道符号获取，第k^D个位置上的信道协方差矩阵R^D(k^D)后，基站根据R^D(k^D)和R_m再来计算无线信道的信道协方差矩阵。具体地，基站将R^D(k^D)和R_m进行加权累加，得到累加后的信道协方差矩阵R，即本步骤中的无线信道的信道协方差矩阵。上述过程可用下面公式(6)来表示：

$R=G^{\mathrm{PB}}\·\left(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{R}_m\right)+G^D\·\left(\underset{K^D=1}{\overset{K^D}{\mathrm{\Σ}}}{R}^D\left(k^D\right)\right)---\left(6\right)$

其中，G^PB、G^D为加权累加因子，本实施例中的加权累加因子可以根据矩阵R_m和R^D(k^D)的置信度来进行设置，优选地，本实施例中可取

G^D＝1。

步骤310，基站根据无线信道的信道协方差矩阵估计BF权值。

在经过上述计算过程获取到无线信道的信道协方差矩阵R后，基站进一步根据该协方差矩阵R来估计BF权值。具体地，基站可以先对无线信道的信道协方差矩阵R进行帧间阿尔法(Alpha)滤波，以达到提高信噪比和增加统计量的效果。此处可以假设第n帧的信道协方差矩阵为R(n)，第n-1帧的信道协方差矩阵的滤波值为

Alpha滤波因子为α，则第n帧的信道协方差矩阵的滤波值可以采用下述公式(7)来获取得到：

$\tilde{R}\left(n\right)=(1-\mathrm{\α})\·\tilde{R}(n-1)+\mathrm{\α}\·R\left(n\right)---\left(7\right)$

经过上述公式(7)进而获取到滤波后的无线信道的信道协方差矩阵

。

基站根据该滤波后的无线信道的信道协方差矩阵

来估计BF权值。具体地，基站可以先获取该滤波后的无线信道的信道协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量v，再根据该特征向量v计算BF加权向量。BF技术通常包括等增益发射(Equal Gain Transmit；以下简称：EGT)加权技术和最大比发射(Maximum Ration Transmit；以下简称：MRT)加权技术，而EGT加权技术和MRT加权技术所采用的BF加权向量不同。其中，在总发射功率受限的前提下，采用MRT加权技术得到的信噪比大于采用EGT加权技术得到的信噪比，而在每个天线的发射功率受限的前提下，采用EGT加权技术得到的信噪比大于采用MRT加权技术得到的信噪比。对于EGT加权技术来说，在计算BF加权向量时，可以将特征向量v中的每个元素均归一化，只保留其相位信息，进而得到其BF加权向量w，即可以采用下述公式(8)来分别计算得到BF加权向量w中的各元素，即计算得到BF权值：

$w_i=\frac{v_i^{*}}{\left|v_i\right|},i=\mathrm{1,2},...,N_{\mathrm{Tx}}---\left(9\right)$

而对于MRT加权技术来说，在计算BF加权向量时，既考虑特征向量v的相位信息，又考虑特征向量v的幅度信息，即可以采用下述公式(10)来分别计算得到BF加权向量w中的各元素，即计算得到BF权值：

$w_i=v_i^{*},i=\mathrm{1,2},...,N_{\mathrm{Tx}}---\left(10\right)$

其中，N_Tx为基站的发射天线的数量，本实施例中的基站天线均为收发天线，既可接收又可发射，即发射天线的数量N_Tx与接收天线的数量N_Rx是相等的。

在本实施例中，由于可以尽可能地利用上行发射的信息，信息量大，降噪效果好，因此本实施例的BF权值估计性能较好，使得下行BF的性能较好。另外，本实施例对上行训练符号和上行预解调信道符号的无线信道估计值在一个相干单元里进行累加，既提高信噪比，而且对于抑制方向性干扰性能较好。且由于本实施例可利用的上行资源较多，可以减少为了满足所需信息量而需要周期发送特定上行信号的依赖性。

本实施例提供了一种波束成形权值的估计处理方法，通过基站根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵，并根据该无线信道的协方差矩阵对BF权值进行估计；本实施例直接利用终端发射的各种类型上行信号来获取无线信道的信道协方差矩阵，进而估计BF权值，终端无需特意发射额外的上行特殊训练序列或持续发射特定的上行数据，则解决了现有技术中需要发射上行特殊训练序列或持续发射上行数据所带来的上行开销，实现了充分利用上行信号中的符号信息；本实施例由于计算BF权值所使用的信息量大，使得降噪效果得到提高，且使得计算协方差矩阵的统计样本更遍历，从而使BF权值的估计性能得到提高。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图4为本发明基站实施例一的结构图，如图4所示，本实施例提供了一种基站，可以具体执行上述方法实施例一中的各个步骤，上述方法实施例一中的描述也可以是对本实施例中各模块的具体细化和补充，此处不再赘述。本实施例提供的基站可以具体包括计算模块401和估计模块402。其中，计算模块401用于根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵。估计模块402用于根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

图5为本发明基站实施例二的结构图，如图5所示，本实施例提供了一种基站，可以具体执行上述方法实施例二中的各个步骤，上述方法实施例二中的描述也可以是对本实施例中各模块的具体细化和补充，此处不再赘述。本实施例提供的基站在上述图4所示的基础之上，计算模块401可以具体包括第一获取单元411、第二获取单元421和第一计算单元431。其中，第一获取单元411用于当接收到的上行信号为上行训练符号时，获取接收天线上的无线信道估计值分别为各所述接收天线上接收到的上行训练符号与所述上行训练符号对应的上行发射符号的共轭之积。第二获取单元421用于当接收到的上行信号为上行预解调信道符号时，对所述上行预解调信道符号进行预解调处理，获取各接收天线上的无线信道估计值分别为各接收天线上接收到的上行预解调信道符号与预解调处理得到的上行发射符号的共轭之积。第一计算单元431用于根据所述各接收天线上的无线信道估计值计算无线信道的信道协方差矩阵。

具体地，本实施例提供的基站中的第一计算单元431可以具体包括划分子单元4311、求和子单元4312和相乘子单元4313。其中，划分子单元4311用于将由所述各接收天线上的无线信道估计值组成的无线信道估计值序列划分为多个相干单元。求和子单元4312用于分别对各所述相干单元内的无线信道估计值序列进行求和处理，得到各所述相干单元的无线信道列向量。相乘子单元4313用于分别将所述各相干单元的无线信道列向量与所述无线信道列向量的共轭转置相乘，得到无线信道在各所述相干单元内的信道协方差矩阵。

进一步地，本实施例提供的基站中的计算模块401还可以包括第三获取单元441，第三获取单元441用于当接收到的上行信号为上行未解调信道符号时，获取无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵分别为在所述上行未解调信道位置上接收到的上行未解调信道符号的列向量与所述列向量的共轭转置之积。

更具体地，本实施例提供的基站中的计算模块401还可以包括第一求和单元451、第二求和单元461和第二计算单元471。其中，第一求和单元451用于将无线信道在各相干单元的信道协方差矩阵进行求和，生成第一累加信道协方差矩阵。第二求和单元461用于将无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵进行求和，生成第二累加信道协方差矩阵。第二计算单元471用于对所述第一累加信道协方差矩阵和所述第二累加信道协方差矩阵进行加权累加，计算无线信道的信道协方差矩阵。

具体地，本实施例提供的基站中的估计模块402可以具体包括滤波单元412和估计单元422。其中，滤波单元412用于对所述无线信道的信道协方差矩阵进行帧间阿尔法滤波处理，获取滤波后的无线信道的信道协方差矩阵。估计单元422用于根据所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

更具体地，本实施例提供的基站中的估计单元422可以具体包括获取子单元4221和估计子单元4222。其中，获取子单元4221用于获取所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量。估计子单元4222用于根据所述特征向量估计波束成形权值。

本实施例提供了一种基站，通过基站根据接收到的多种不同类型的上行信号来计算无线信道的信道协方差矩阵，并根据该无线信道的协方差矩阵对BF权值进行估计；本实施例直接利用终端发射的各种类型上行信号来获取无线信道的信道协方差矩阵，进而估计BF权值，终端无需特意发射额外的上行特殊训练序列或持续发射特定的上行数据，则解决了现有技术中需要发射上行特殊训练序列或持续发射上行数据所带来的上行开销，实现了充分利用上行信号中的符号信息；本实施例由于计算BF权值所使用的信息量大，使得降噪效果得到提高，且使得计算协方差矩阵的统计样本更遍历，从而使BF权值的估计性能得到提高。

权利要求的内容记载的方案也是本发明实施例的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分处理是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。

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，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种波束成形权值的估计处理方法，其特征在于，包括：

根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵；

根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值；

其中，所述根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵包括：

当接收到的上行信号为上行训练符号时，各接收天线上的无线信道估计值分别为各接收天线上接收到的上行训练符号与所述上行训练符号对应的上行发射符号的共轭之积；

当接收到的上行信号为上行预解调信道符号时，对所述上行预解调信道符号进行预解调处理，各接收天线上的无线信道估计值分别为各接收天线上接收到的上行预解调信道符号与预解调处理得到的上行发射符号的共轭之积；

根据所述各接收天线上的无线信道估计值计算无线信道的信道协方差矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各接收天线上的无线信道估计值计算无线信道的信道协方差矩阵包括：

将由所述各接收天线上的无线信道估计值组成的无线信道估计值序列划分为多个相干单元;

分别对各所述相干单元内的无线信道估计值序列进行求和处理，得到各所述相干单元的无线信道列向量；

分别将所述各相干单元的无线信道列向量与所述无线信道列向量的共轭转置相乘，得到无线信道在各所述相干单元内的信道协方差矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵还包括：

当接收到的上行信号为上行未解调信道符号时，无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵分别为在所述上行未解调信道位置上接收到的上行未解调信道符号的列向量与所述列向量的共轭转置之积。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵还包括：

将所述无线信道在各相干单元内的信道协方差矩阵进行求和，生成第一累加信道协方差矩阵；

将所述无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵进行求和，生成第二累加信道协方差矩阵；

对所述第一累加信道协方差矩阵和所述第二累加信道协方差矩阵进行加权累加，生成无线信道的信道协方差矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值包括：

对所述无线信道的信道协方差矩阵进行帧间阿尔法滤波处理，获取滤波后的无线信道的信道协方差矩阵；

根据所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值包括：

获取所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量；

根据所述特征向量估计波束成形权值。

7.一种基站，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据接收到的多种不同类型的上行信号计算无线信道的信道协方差矩阵；

估计模块，用于根据所述无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值；

其中，所述计算模块包括：

第一获取单元，用于当接收到的上行信号为上行训练符号时，各接收天线上的无线信道估计值分别为各接收天线上接收到的上行训练符号与所述上行训练符号对应的上行发射符号的共轭之积；

第二获取单元，用于当接收到的上行信号为上行预解调信道符号时，对所述上行预解调信道符号进行预解调处理，各接收天线上的无线信道估计值分别为各接收天线上接收到的上行预解调信道符号与预解调处理得到的上行发射符号的共轭之积；

第一计算单元，用于根据所述各接收天线上的无线信道估计值计算无线信道的信道协方差矩阵。

8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述第一计算单元包括：

划分子单元，用于将由所述各接收天线上的无线信道估计值组成的无线信道估计值序列划分为多个相干单元;

求和子单元，用于分别对各所述相干单元内的无线信道估计值序列进行求和处理，得到各所述相干单元的无线信道列向量；

相乘子单元，用于分别将所述各相干单元的无线信道列向量与所述无线信道列向量的共轭转置相乘，得到无线信道在各所述相干单元内的信道协方差矩阵。

9.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述计算模块还包括

第三获取单元，用于当接收到的上行信号为上行未解调信道符号时，无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵分别为在所述上行未解调信道位置上接收到的上行未解调信道符号的列向量与所述列向量的共轭转置之积。

10.根据权利要求8或9所述的基站，其特征在于，所述计算模块还包括：

第一求和单元，用于将所述无线信道在各相干单元内的信道协方差矩阵进行求和，生成第一累加信道协方差矩阵；

第二求和单元，用于将所述无线信道在各上行未解调信道位置上的信道协方差矩阵进行求和，生成第二累加信道协方差矩阵；

第二计算单元，用于对所述第一累加信道协方差矩阵和所述第二累加信道协方差矩阵进行加权累加，生成无线信道的信道协方差矩阵。

11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，所述估计模块包括：

滤波单元，用于对所述无线信道的信道协方差矩阵进行帧间阿尔法滤波处理，获取滤波后的无线信道的信道协方差矩阵；

估计单元，用于根据所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵估计波束成形权值。

12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述估计单元包括：

获取子单元，用于获取所述滤波后的无线信道的信道协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量；

估计子单元，用于根据所述特征向量估计波束成形权值。

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