CN102082634B - 通信信息误差修正方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通信信息误差修正方法、装置和系统，该方法、装置和系统均可获取反映信道估计质量的信道估计质量信息，因此可以应用该信道估计质量信息对要发送的下行信道信息进行误差修正，并对完成误差修正的下行信道信息予以发送。这种误差修正能够对通信过程中因干扰等问题而导致的通信误差进行补偿，进而使本发明方法、装置和系统均可以有效较低因通信干扰等问题而导致的通信误差，并能有效提高通信质量。

Description

通信信息误差修正方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及多输入多输出无线通信领域，具体涉及通信信息误差修正方法、装置和系统。

背景技术

目前的MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出)系统中应用预编码技术以支持通信。通常情况下，使用预编码技术进行多数据流与天线之间的复用能够更加有效的利用现有信道资源，通过对数据流的功率分配能够提高系统容量，并能够减小数据流之间的干扰，提高系统的整体性能。由于预编码技术能有效提高信道容量而成为一项倍受人们关注的技术，因此预编码技术成为新的研究热点。

针对多用户使用的预编码方法的基本思想是发射端发射机已知所有用户的信道信息，根据所有用户的信道信息，通过多用户信号分离算法对于多用户间的信号进行分离，消除用户之间的干扰，达到同时同频传输多用户信号的目的。在多用户MIMO模式中，可以通过设计合适的发射天线和接收天线的权值矢量来分开多用户的信号，以尽量减少干扰。但是，目前仍然存在因通信过程中的干扰而导致通信误差的情况，因此进行误差修正以支持通信的具体技术仍有待完善。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信信息误差修正方法和装置，以降低通信误差，提高通信质量。

本发明的另一目的在于提供一种通信信息误差修正系统，以降低通信误差，提高通信质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种通信信息误差修正方法，该方法包括：

根据理想信道信息和实际信道信息，获得信道估计质量信息；根据该信道估计质量信息获得下行信道发射权值，应用该下行信道发射权值对下行信道信息进行修正。

获得所述信道估计质量信息的方法为：

计算得到所述理想信道和实际信道之差的方差，将该方差作为信道估计质量信息。

计算所述方差的操作是通过统计接收信号的星座图的误差矢量幅度偏差值实现的。

所述下行信道发射权值是通过应用迫零Zero-forcing准则获得的。

应用所述Zero-forcing准则获得下行信道发射权值的方法为：

针对所有用户的信道信息求伪逆运算，在得到的运算结果中引入估计误差并演变，对演变结果中的理想信道信息和实际信道信息之差求数学期望，将所求得的结果作为下行信道发射权值。

所述修正是指：

针对不同用户应用所述下行信道发射权值中的相应发射权值矢量，对要发送的下行信道信息进行加权计算。

一种通信信息误差修正用户侧装置，该装置包括信道估计质量信息处理单元，用于根据理想信道信息和实际信道信息，获得并提供能够进行误差修正的信道估计质量信息。

所述信道估计质量信息处理单元与用户侧通信单元相连，该用户侧通信单元用于支持所述信道估计质量信息处理单元通信。

一种通信信息误差修正网络侧装置，该装置包括相连的发射权值处理单元、误差修正单元；

其中，所述发射权值处理单元，用于接收能实现误差修正的信道估计质量信息，应用下行信道信息以及收到的所述信道估计质量信息获得下行信道发射权值，并将所获得的下行信道发射权值发送给所述误差修正单元；

所述误差修正单元，用于应用收到的下行信道发射权值对要发送的下行信道信息进行误差修正并发送。

该装置进一步包括信道互异单元，用于应用信道互异性估计出所述下行信道信息，并将该下行信道信息发送给所述发射权值处理单元。

该装置进一步包括网络侧通信单元，用于支持本装置中器件通信。

一种通信信息误差修正系统，该系统包括信道估计质量信息处理单元、发射权值处理单元以及误差修正单元；

其中，所述信道估计质量信息处理单元，用于根据理想信道信息和实际信道信息，获得能够进行误差修正的信道估计质量信息，并提供给所述发射权值处理单元；

所述发射权值处理单元，用于接收所述信道估计质量信息，应用下行信道信息以及收到的所述信道估计质量信息获得下行信道发射权值，并将所获得的下行信道发射权值发送给所述误差修正单元；

所述误差修正单元，用于应用收到的下行信道发射权值对要发送的下行信道信息进行误差修正并发送。

该系统进一步包括信道互异单元，用于应用信道互异性估计出所述下行信道信息，并将该下行信道信息发送给所述发射权值处理单元。

该系统进一步包括通信单元，用于支持本系统中器件通信。

该系统中各器件合设于同一个装置中；或者，该系统中各器件中的至少一个设置于通信网络中已知的通信装置中。

可见，本发明方法、装置和系统，由于能够获得反映信道估计质量的信道估计质量信息，因此可以应用该信道估计质量信息对要发送的下行信道信息进行误差修正，这种误差修正能够对通信过程中因干扰等问题而导致的通信误差进行补偿，进而有效较低了因通信干扰等问题而导致的通信误差，并能有效提高通信质量。

附图说明

图1为本发明一实施例的误差修正流程图；

图2为本发明的误差修正流程简图；

图3为本发明一实施例的误差修正系统图。

具体实施方式

从发明思路上讲，本发明提供了一种通信信息误差修正方法，包括：根据理想信道信息和实际信道信息，获得信道估计质量信息；根据该信道估计质量信息获得下行信道发射权值，应用该下行信道发射权值对下行信道信息进行修正并发送。

本发明还提供了一种通信信息误差修正用户侧装置，该装置包括信道估计质量信息处理单元，用于根据理想信道信息和实际信道信息，获得并提供能够进行误差修正的信道估计质量信息。

本发明又提供了一种通信信息误差修正网络侧装置，该装置包括相连的发射权值处理单元、误差修正单元；其中，所述发射权值处理单元，用于接收能实现误差修正的信道估计质量信息，应用下行信道信息以及收到的所述信道估计质量信息获得下行信道发射权值，并将所获得的下行信道发射权值发送给所述误差修正单元；所述误差修正单元，用于应用收到的下行信道发射权值对要发送的下行信道信息进行误差修正并发送。

本发明再提供一种通信信息误差修正系统，该系统包括信道估计质量信息处理单元、发射权值处理单元以及误差修正单元；其中，所述信道估计质量信息处理单元，用于根据理想信道信息和实际信道信息，获得能够进行误差修正的信道估计质量信息，并提供给所述发射权值处理单元；所述发射权值处理单元，用于接收所述信道估计质量信息，应用下行信道信息以及收到的所述信道估计质量信息获得下行信道发射权值，并将所获得的下行信道发射权值发送给所述误差修正单元；所述误差修正单元，用于应用收到的下行信道发射权值对要发送的下行信道信息进行误差修正并发送。

参见图1，图1为本发明一实施例的误差修正流程图，该流程包括以下步骤：

步骤101：计算得到理想信道矩阵和实际信道矩阵之差的方差，将该方差作为信道估计质量信息。

具体而言，可以用H_i表示第i个用户的理想信道矩阵，

表示实际信道矩阵(该实际信道矩阵通常是通过信道互易性估计得到的)，E则用于表示两者之间的差： $E=H_i-{\hat{H}}_i.$

其中，E的方差为Nσ_e ²，其反映了信道估计的质量。得到Nσ_e ²的方法可能有多种，如：通过统计接收信号的星座图的误差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)偏差值，可以根据统计结果得到Nσ_e ²。

步骤102：应用目前的信道互异性估计出下行信道矩阵。

步骤103：根据得到的信道估计质量信息以及下行信道矩阵，计算得到下行信道发射权值矩阵，该发射权值矩阵可以应用迫零Zero-forcing准则等数学推导方式计算得到。

在实际应用中，可以设所有用户的信道组成的扩展信道矩阵为H，扩展信道矩阵H的定义为： $H={[H_1^T...H_i^T...H_K^T]}^T,$ 即：将所有用户的信道矩阵合并为一个新的信道矩阵，这个信道矩阵H包含了各个用户的信道信息，对这个矩阵求伪逆运算可以得到针对各个用户的下行信道发射权值：

G＝H^H(HH^H)^-1；

当考虑估计误差的存在时，上式演变为：

$G^{\′}={(\hat{H}+E)}^H{\left((\hat{H}+E){(\hat{H}+E)}^H\right)}^{-1};$

对其中的误差项E求数学期望得到：

$G^{\′}={\hat{H}}^H{(\hat{H}{\hat{H}}^H+N{\mathrm{\σ}}_e^2)}^{-1};$ 该公式就是最终得到的用于误差修正的下行信道发射权值矩阵。

步骤104：应用下行信道发射权值矩阵对下行信道信息进行加权修正。

通常情况下，由于下行信道发射权值矩阵中包含了每个用户的发射权值矢量，因此需要针对不同用户应用相应的发射权值矢量对要发送的下行信道信息进行加权计算，如：针对第一个用户使用下行信道发射权值矩阵的第一列矢量进行加权计算，针对第K个用户使用下行信道发射权值矩阵的第K列矢量进行加权计算。

步骤105：通过下行信道信息所属信道发送修正后的下行信道信息。该操作与步骤104的原理类型，具体的下行信道信息发送操作也是针对不同用户的下行信道信息通过相应信道实现的。

由以上所述可见，进行误差修正的主要思路可由图2所示流程表明，图2为本发明的误差修正流程简图，该流程包括以下步骤：

步骤210：根据理想信道信息和实际信道信息，获得信道估计质量信息。

步骤220：根据信道估计质量信息以及下行信道信息，获得下行信道发射权值。所述下行信道信息可以用图1所示的下行信道矩阵的形式表示，所述下行信道发射权值可以用图1所示的下行信道发射权值矩阵的形式表示。

步骤230：应用下行信道发射权值对下行信道信息进行发送。

从以上所述内容不难看出，由于获取了反映信道估计质量的信道估计质量信息，因此可以应用该信道估计质量信息对要发送的下行信道信息进行误差修正，这种误差修正能够对通信过程中因干扰等问题而导致的通信误差进行补偿，进而有效较低了因通信干扰等问题而导致的通信误差，并能有效提高通信质量。

在实际应用中，可以设置如图3所示的系统以实现图1、图2所述的操作。参见图3，图3为本发明一实施例的误差修正系统图，该系统包括网络侧设备和用户侧设备。并且，网络侧设备中设置有可以两两相连的信道互异单元、发射权值处理单元、误差修正单元，还设置有可以与这三个单元相连的网络侧通信单元；用户侧设备中设置有相连的用户侧通信单元、信道估计质量信息处理单元，所述用户侧通信单元与网络侧通信单元之间的虚线连接用于表明：网络侧设备与用户侧设备之间可以通过各自的通信单元建立通信连接以实现通信，该通信连接可以通过光口、空口、中间设备等通信实体实现。

在具体应用时，信道估计质量信息处理单元可以根据理想信道信息和实际信道信息，获得信道估计质量信息，并将该信道估计质量信息通过用户侧通信单元发送给网络侧设备。网络侧设备中的网络侧通信单元将收到的所述信道估计质量信息发送给发射权值处理单元；发射权值处理单元可以在收到信道估计质量信息后通知信道互异单元，或者信道互异单元根据自身监控或来自其它器件的通知获知所述信道估计质量信息的接收。信道互异单元可以在获知所述信道估计质量信息的接收后或在其它任何针对用户侧设备的通信时刻，应用信道互异性估计出针对用户侧设备的下行信道信息，并将该下行信道信息发送给发射权值处理单元。

发射权值处理单元在收到所述信道估计质量信息和下行信道信息后，可以应用这些信息获得针对用户侧设备的下行信道发射权值，并将该下行信道发射权值发送给误差修正单元。误差修正单元可以应用收到的下行信道发射权值对要发送给用户侧设备的下行信道信息进行加权修正，并将完成加权修正的下行信道信息通过网络侧通信单元发送给用户侧设备。

可见，图3所示系统能实现图1、图2所示操作(更加具体的运算等处理已在图1中描述，在此不再赘述)，同样可以获取反映信道估计质量的信道估计质量信息，因此可以应用该信道估计质量信息对要发送的下行信道信息进行误差修正，这种误差修正能够对通信过程中因干扰等问题而导致的通信误差进行补偿，进而有效较低了因通信干扰等问题而导致的通信误差，并能有效提高通信质量。

需要说明的是，图3中所示的信道互异单元、发射权值处理单元、误差修正单元以及信道估计质量信息处理单元，可以根据实际应用时的具体情况灵活设置，不一定如图3所示的固定位置进行设置，如：将上述各单元合设于同一个装置中或将其中至少一个单元设置于通信网络中已知的通信装置中，只要各单元能够顺利实现自身操作即可。另外，以上所述流程及装置中的技术可以应用于不同的通信网络的通信环节，如：应用MIMO系统的通信网络的TDD(时分双工)下行通信中，只要以上所述流程及装置中的技术能顺利实现即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种通信信息误差修正方法，其特征在于，该方法包括：

根据理想信道信息和实际信道信息，获得信道估计质量信息；根据该信道估计质量信息获得下行信道发射权值，应用该下行信道发射权值对下行信道信息进行修正；其中，

所述下行信道发射权值是通过应用迫零Zero-forcing准则获得的，具体方法为：针对所有用户的信道信息求伪逆运算，在得到的运算结果中引入估计误差并演变，对演变结果中的理想信道信息和实际信道信息之差求数学期望，将所求得的结果作为下行信道发射权值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述信道估计质量信息的方法为：

计算得到所述理想信道和实际信道之差的方差，将该方差作为信道估计质量信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述方差的操作是通过统计接收信号的星座图的误差矢量幅度偏差值实现的。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述修正是指：

针对不同用户应用所述下行信道发射权值中的相应发射权值矢量，对要发送的下行信道信息进行加权计算。

5.一种通信信息误差修正网络侧装置，其特征在于，该装置包括相连的发射权值处理单元、误差修正单元；

其中，所述发射权值处理单元，用于接收能实现误差修正的信道估计质量信息，基于Zero-forcing准则，应用下行信道信息以及收到的所述信道估计质量信息获得下行信道发射权值，并将所获得的下行信道发射权值发送给所述误差修正单元；具体用于针对所有用户的信道信息求伪逆运算，在得到的运算结果中引入估计误差并演变，对演变结果中的理想信道信息和实际信道信息之差求数学期望，将所求得的结果作为下行信道发射权值；

所述误差修正单元，用于应用收到的下行信道发射权值对要发送的下行信道信息进行误差修正并发送。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括信道互异单元，用于应用信道互异性估计出所述下行信道信息，并将该下行信道信息发送给所述发射权值处理单元。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括网络侧通信单元，用于支持本装置中器件通信。

8.一种通信信息误差修正系统，其特征在于，该系统包括信道估计质量信息处理单元、发射权值处理单元以及误差修正单元；

其中，所述信道估计质量信息处理单元，用于根据理想信道信息和实际信道信息，获得能够进行误差修正的信道估计质量信息，并提供给所述发射权值处理单元；

所述发射权值处理单元，用于接收所述信道估计质量信息，基于Zero-forcing准则，应用下行信道信息以及收到的所述信道估计质量信息获得下行信道发射权值，并将所获得的下行信道发射权值发送给所述误差修正单元；具体用于针对所有用户的信道信息求伪逆运算，在得到的运算结果中引入估计误差并演变，对演变结果中的理想信道信息和实际信道信息之差求数学期望，将所求得的结果作为下行信道发射权值；

所述误差修正单元，用于应用收到的下行信道发射权值对要发送的下行信道信息进行误差修正并发送。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括信道互异单元，用于应用信道互异性估计出所述下行信道信息，并将该下行信道信息发送给所述发射权值处理单元。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括通信单元，用于支持本系统中器件通信。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：

该系统中各器件合设于同一个装置中；或者，该系统中各器件中的至少一个设置于通信网络中已知的通信装置中。

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