CN102130861A - 一种终端间信道相关性的确定方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端间信道相关性的确定方法及基站，包括：基站接收各终端发射的信道探测参考信号信号；基站根据在各子载波上接收的各终端的信道探测参考信号信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的信道探测参考信号信号占有相同数量的子载波。本发明不仅可以直接确定用户之间的相关性，而且与现有技术中的到达方向方法相比，准确度更高。

Description

一种终端间信道相关性的确定方法及基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种终端间信道相关性的确定方法及基站。

背景技术

现有技术中，在确定终端间信道相关性时，一般是取CQI（Channel Quality Indicator，信道质量指示）相近、DOA（Direction Of Arrival，到达方向）差较大的终端进行尝试配对。由于TDD-LTE（TDD：Time Division Duplex，时分双工；LTE：Long Term Evolution，长期演进）认为上下行信道对称，可以使用下行的CQI来代替上行CQI。另外室外智能天线小区可以计算出终端的DOA，从而计算出不同终端之间的DOA差，DOA差大的终端认为信道的相关性较小，可以进行MU-MIMO（MultipleUsers-MIMO，多用户MIMO；MIMO：Multiple Input Multiple Output，多入多出）调度。

现有技术至少存在以下不足：

1、需要智能天线阵来计算DOA，天线设备上比较复杂；

2、DOA差大不一定代表终端间的信道相关性小。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供了一种终端间信道相关性的确定方法及基站。

本发明实施例中提供了一种终端间信道相关性的确定方法，包括如下步骤：

基站接收各终端发射的SRS信号；

基站根据在各子载波上接收的各终端的SRS信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的SRS信号占有相同数量的子载波。

较佳地，基站根据各终端SRS信号的信道估计值确定各终端间的信道相关性，包括：

基站确定进行相关性判断的两个终端的各子载波；

基站确定在各子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

基站根据上述信道估计值组成的2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性。

较佳地，基站根据各终端SRS信号的信道估计值确定各终端间的信道相关性，包括：

基站确定进行相关性判断的两个终端的第K个子载波，K的取值范围为从0到SRS占用的最大的子载波数；

基站确定在第K个子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

将第K个子载波上得到的信道估计值组成2维矩阵；

根据第K个子载波上得到的2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

将K在不同取值时得出的相关矩阵累加；

根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性。

较佳地，根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性，包括：

对累加得到的相关矩阵求秩；

根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。

较佳地，进一步包括：

基站确定有配对需求的终端；

基站将有配对需求的终端配置成发送的SRS信号占有相同数量的子载波。

本发明实施例中还提供了一种基站，包括：

接收模块，用于接收各终端发射的SRS信号；

相关性判断模块，用于根据在各子载波上接收的各终端的SRS信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的SRS信号占有相同数量的子载波。

较佳地，相关性判断模块包括：

载波确定单元，用于确定进行相关性判断的两个终端的各子载波；

信道估计值确定单元，用于确定在各子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

相关性确定单元，用于根据上述信道估计值组成的2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性。

较佳地，载波确定单元进一步用于确定进行相关性判断的两个终端的第K个子载波，K的取值范围为从0到SRS占用的最大的子载波数；

信道估计值确定单元进一步用于确定在第K个子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

相关性确定单元包括：

矩阵子单元，用于将第K个子载波上得到的信道估计值组成2维矩阵；

相关矩阵子单元，用于根据第K个子载波上得到的2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

相关矩阵累加子单元，用于将K在不同取值时得出的相关矩阵累加；

相关性确定子单元，用于根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性。

较佳地，相关性确定子单元进一步用于对累加得到的相关矩阵求秩，根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。

较佳地，进一步包括：

配置模块，用于在确定有配对需求的终端后，将有配对需求的终端配置成发送的SRS信号占有相同数量的子载波。

本发明有益效果如下：

DOA只能反映用户的来角，但由于DOA会由于建筑物反射等原因，导致计算的DOA的差值很大，但是实际终端间的信道相关性可能会很高。而由于本发明实施例提供的技术方案是根据各终端的SRS（Sounding Reference signals，信道探测参考信号）信号信道估计值来确定信道相关性的，因此，不仅可以直接确定用户之间的相关性，而且与现有技术中的DOA方法相比，准确度更高。

附图说明

图1为本发明实施例中终端间信道相关性的确定方法实施流程示意图；

图2为本发明实施例中根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性的实施流程示意图；

图3为本发明实施例中基站结构示意图。

具体实施方式

在移动通信TDD-LTE系统中，上行通过支持MU-MIMO方式来提高小区的吞吐量。而支持上行MU-MIMO的前提条件是获取终端间信道的相关信息，判断当前能够配对进行MU-MIMO的终端，从而能够通过有效的调度来提供系统吞吐量。本发明实施例提供的技术方案正是提出了一种信道相关性的确定方案，方案中，将通过上行的SRS信号来确定终端间信道相关性，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1为终端间信道相关性的确定方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤101、基站接收各终端发射的SRS信号；

步骤102、基站根据在各子载波上接收的各终端的SRS信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的SRS信号占有相同数量的子载波。

SRS是TDD-LTE中的一种通过上行物理信道发送的信号，用于终端周期性发射探测信号，供基站检测终端当前的信道环境以及上行同步情况。实施中，便可以通过终端周期性发射的SRS信号确定终端间信道相关性。

对于SRS信号，基站会为每一个接入到小区中的终端配置终端发送SRS信号所需要的参数。终端根据基站配置和SRS相关的参数，计算发送的周期、时域位置以及其它的信息。因此，实施中还可以进一步包括：

基站确定有配对需求的终端；

基站将有配对需求的终端配置成发送的SRS信号占有相同数量的子载波。

也即，基站在终端周期性发射SRS信号的基础上，将有配对需求的终端配置成发送的SRS占有相同数量的子载波。这样，通过基站的主动配置，以便于按照需求对终端的相关性进行判断。

实施中，根据基站的SRS接收信号，进行对应终端SRS信号的信道估计后，可以选择两个终端的SRS信号信道估计，然后来计算终端间信道相关值。也即，基站根据各终端SRS信号的信道估计值确定各终端间的信道相关性，可以包括：

基站确定进行相关性判断的两个终端的各子载波；

基站确定在各子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

基站根据上述信道估计值组成的2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性。

具体实施中，基站根据各终端SRS信号的信道估计值确定各终端间的信道相关性，可以包括：

基站确定进行相关性判断的两个终端的第K个子载波，K的取值范围为从0到SRS占用的最大的子载波数；

基站确定在第K个子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

将第K个子载波上得到的信道估计值组成2维矩阵；

根据第K个子载波上得到的2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

将K在不同取值时得出的相关矩阵累加；

根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性。

实施中使用了相关矩阵，是为了在求终端之间的相关性时，根据相关矩阵的数学特性判断终端的信道相关性。具体实施中，使用了相关矩阵是一种比较容易的实现方式，所以这里使用了相关矩阵；但是，从理论上来说，用其它的方式也是可以的，只要能够通过2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性即可，相关矩阵的采用仅用于教导本领域技术人员具体如何实施本发明，但不意味仅能使用该方式，实施过程中可以结合实践需要来确定相应的确定方式。

实施中，根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性，包括：

对累加得到的相关矩阵求秩；

根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。

具体的，秩能够代表矩阵列的相关性，如果秩为n，即代表矩阵有n列独立的列向量，其余的列向量均可从这几列的线性组合得到；一个2×2的矩阵，有一个或者两个秩，而从实际上看，实际中得到的数据从概率上说是不可能有一个秩的，或者说在精度足够的条件下一个秩的可能行为0；因此，可以根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。具体可以如下：

在求得矩阵的两个秩后，按照大除以小，计算两个秩的比值；

确定门限λ，小于门限值表示两个终端的信道相关性低；高于门限值表示两个终端的信道相关性高。

门限λ可以通过仿真也可以通过实际的测试得到，不过一般通过仿真得到效果更好，而且还能确定所确定的λ值能达到的性能。

在基站支持上行MU-MIMO的情况下，至少会配置2根或者2根以上天线，因此，由上述实施可以看出，本发明实施例提供的技术方案只需要两根天线即可求出两个终端的信道相关性，不同终端之间的信道相关性可以用此方案依次获得。而当基站配置多于2根以上天线时，可以同时获得更多用户之间的信道相关性。

下面以实例来对本发明的具体实施方式进行说明。

图2为根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性的实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤201、终端开始发射SRS信号；

步骤202、基站接收SRS信号；

步骤203、SRS基序列生成；

本步骤中，基序列的生成是根据基站配置给终端SRS参数生成的，根据配置给终端的SRS参数不同，生成的基序列可能不一样。基序列也是终端生成SRS信号的一个中间结果。

步骤204、复数共轭乘；

本步骤中，SRS信号和SRS基序列均是采用复数的形式，处理时将SRS信号与SRS基序列的共轭进行复数相乘。

步骤205、IDFT（Inverse Discrete Fourier Transform，离散傅立叶逆变换）处理；

步骤206、时域取窗；

本步骤中，可以取固定信号窗长为                                               

，其中，

为SRS的载波数，SC的意义是载波（subcarriers）。

步骤207、DFT（Discrete Fourier Transform，离散傅立叶变换）处理；

上述实施中，步骤201到207是基站接收SRS的常规处理，可以按现有技术中的常规方式处理，下面通过步骤208到步骤213来说明计算终端信道相关值的实施方式。

步骤208、初始化K=0；

本步骤中，K是指子载波，取值范围是从0到SRS占用的最大的子载波数。

步骤209、取两个终端第K个子载波，基站两根接收天线按上行的信道估计值组成2维矩阵：

其中，

是指基站通过天线N在该子载波上接收的终端M的信道估计值，信道估计值是来自DFT后的结果。

步骤210、根据2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

本步骤中，使用相关矩阵，是为了根据相关矩阵的数学特性判断终端的信道相关性。

步骤211、相关矩阵累加；

步骤212、判断K是否为最后一个子载波，是则转入步骤213，否则转入步骤209；

通过该判断带来的循环，可以使K从0时得到的相关矩阵一直累加，直到达到最大，即直到累加到最后一个子载波。

步骤213、相关矩阵求秩；

本步骤中，秩能够代表矩阵列的相关性，如果秩为n，即代表矩阵有n列独立的列向量，其余的列向量均可从这几列的线性组合得到。

步骤214、结束。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种基站，由于该基站解决问题的原理与一种终端间信道相关性的确定方法相似，因此该基站的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图3为基站结构示意图，如图所示，基站中可以包括：

接收模块301，用于接收各终端发射的SRS信号；

相关性判断模块302，用于根据在各子载波上接收的各终端的SRS信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的SRS信号占有相同数量的子载波。

实施中，相关性判断模块可以包括：

载波确定单元，用于确定进行相关性判断的两个终端的各子载波；

信道估计值确定单元，用于确定在各子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

相关性确定单元，用于根据上述信道估计值组成的2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性。

实施中，载波确定单元还可以进一步用于确定进行相关性判断的两个终端的第K个子载波，K的取值范围为从0到SRS占用的最大的子载波数；

信道估计值确定单元还可以进一步用于确定在第K个子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

相关性确定单元可以包括：

矩阵子单元，用于将第K个子载波上得到的信道估计值组成2维矩阵；

相关矩阵子单元，用于根据第K个子载波上得到的2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

相关矩阵累加子单元，用于将K在不同取值时得出的相关矩阵累加；

相关性确定子单元，用于根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性。

实施中，相关性确定子单元还可以进一步用于对累加得到的相关矩阵求秩，根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。

实施中，基站中还可以进一步包括：

配置模块303，用于在确定有配对需求的终端后，将有配对需求的终端配置成发送的SRS信号占有相同数量的子载波。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

由上述实施例可见，本发明提供的技术方案利用终端的SRS信号进行信道估计，并通过求相关矩阵，从而获得信道相关性取值。

进一步的，还可以通过相关性取值的门限设置判断是否满足MU-MIMO条件。

本发明实施例提供的技术方案在室内和室外基站配置天线数较少的情况下，便可以计算终端间信道相关性；而在更多天线实施时，如果用户数还是两个，则可使相关性的计算更准确。另外也可以同时支持更多用户同时检测相关性，以减少用户之间两两相比的计算量。

与现有技术中的DOA方法相比，准确度更高。因为DOA只能反映用户的来角，但由于DOA会由于建筑物反射等原因，导致计算的DOA的差值很大，但是实际终端间的信道相关性可能会很高。而使用本发明的方案，则可以直接确定用户之间的相关性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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。

Claims (10)

1.一种终端间信道相关性的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

基站接收各终端发射的信道探测参考信号SRS信号；

基站根据在各子载波上接收的各终端的SRS信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的SRS信号占有相同数量的子载波。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据各终端SRS信号的信道估计值确定各终端间的信道相关性，包括：

基站确定进行相关性判断的两个终端的各子载波；

基站确定在各子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

基站根据上述信道估计值组成的2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基站根据各终端SRS信号的信道估计值确定各终端间的信道相关性，包括：

基站确定进行相关性判断的两个终端的第K个子载波，K的取值范围为从0到SRS占用的最大的子载波数；

基站确定在第K个子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

将第K个子载波上得到的信道估计值组成2维矩阵；

根据第K个子载波上得到的2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

将K在不同取值时得出的相关矩阵累加；

根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性，包括：

对累加得到的相关矩阵求秩；

根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。

5.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：

基站确定有配对需求的终端；

基站将有配对需求的终端配置成发送的SRS信号占有相同数量的子载波。

6.一种基站，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收各终端发射的SRS信号；

相关性判断模块，用于根据在各子载波上接收的各终端的SRS信号信道估计值确定各终端间的信道相关性，确定相关性的各终端的SRS信号占有相同数量的子载波。

7.如权利要求6所述的基站，其特征在于，相关性判断模块包括：

载波确定单元，用于确定进行相关性判断的两个终端的各子载波；

信道估计值确定单元，用于确定在各子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

相关性确定单元，用于根据上述信道估计值组成的2维矩阵的数学特性确定各终端间的信道相关性。

8.如权利要求7所述的基站，其特征在于， 

载波确定单元进一步用于确定进行相关性判断的两个终端的第K个子载波，K的取值范围为从0到SRS占用的最大的子载波数；

信道估计值确定单元进一步用于确定在第K个子载波上，基站在各天线接收的两个终端的SRS信号的信道估计值；

相关性确定单元包括：

矩阵子单元，用于将第K个子载波上得到的信道估计值组成2维矩阵；

相关矩阵子单元，用于根据第K个子载波上得到的2维矩阵得出2×2的相关矩阵；

相关矩阵累加子单元，用于将K在不同取值时得出的相关矩阵累加；

相关性确定子单元，用于根据累加得到的相关矩阵确定两个终端间的信道相关性。

9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，相关性确定子单元进一步用于对累加得到的相关矩阵求秩，根据求得的两个秩的比值确定两个终端间的信道相关性。

10.如权利要求6至9任一所述的基站，其特征在于，进一步包括：

配置模块，用于在确定有配对需求的终端后，将有配对需求的终端配置成发送的SRS信号占有相同数量的子载波。

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