背景技术
LTE(Long Term Evolution,长期演进)上行系统中的上行CQI(ChannelQuality Indicator,信道质量指示)用于上行链路自适应编码调制(AMC),该测量量对于提高系统总体吞吐量有着显著的作用。
在典型的LTE上行链路的发射机和接收机结构中,发射机有1根发射天线、接收机有多根接收天线。
目前,一般都用SRS(Sounding Reference Signal,探测参考信号)来估计UL(Uplink,上行链路)CQI,并用估计的UL CQI进行PUSCH(Physical UplinkShared Channel,物理链路共享信道)信道的上行AMC操作。具体包括如下步骤:
步骤1、获得频域接收信号。
接收机进行FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)变换和解资源映射操作之后,得到所有天线上的等效频域信道响应、频域输入信号和频域输出信号三者的对应关系:
y1=H1x+n1
y2=H2x+n2
其中,ym是接收机第m个天线上的频域符号向量(N*1维列向量),其中,m=1,2,…nR,Hm=diag(hm,1,...,hm,N)是第m个接收天线上的频域信道响应(N*N维矩阵),nm是第m个接收天线上的频域AWGN(Additive White GaussionNoise,加性高斯白噪声)向量(N*1维列向量),噪声协方差矩阵为
步骤2、进行信道估计。
接收机采用某种信道估计算法得到第m个接收天线上的频域信道响应估计值为 其中,m=1,2,…nR。
假设采用理想信道估计,即不存在信道估计误差,则
假设采用真实信道估计,存在信道估计误差,则:其中,Hm表示理想信道估计值,ΔHm表示真实信道估计值与理想信道估计值的差量。
其中,在下面对ZF(Zero Forcing,迫零块线性)均衡器输出的时域信干噪比的推导过程中采用理想信道估计值。
步骤3、进行MRC(Maximal-Ratio Combining,最大比合并)。
情况1、理想信道估计条件下的MRC:
采用理想信道估计,即
得到MRC之后的信号y(N*1维列向量):
其中,
是第k个子载波(1≤k≤N)上、MRC合并后得到的等效频域信道系数。
情况2、真实信道估计条件下的MRC:
假设采用真实信道估计,即
得到MRC之后的信号y(N*1维列向量):
其中,
是第k个子载波(1≤k≤N)上、MRC合并后的频域信道系数的模值平方之和。
是第k个子载波上(1≤k≤N)、MRC合并后的信道估计差值和真实信道估计值的共轭乘积之和。
步骤4、ZF均衡。
假设采用1个抽头的均衡器,记均衡器的权值为W=diag(w1,...,wN),则均衡后的接收符号向量z(N*1维列向量)为:
接收符号向量z经过IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform,离散傅里叶逆变换)变换之后,估计得到的时域符号向量为(N*1维列向量):
步骤5、确定时域信干噪比。
在LTE系统中一般采用1个抽头的均衡器,ZF均衡器的均衡系数为:
则接收机检测符号的时域信干噪比(SINRTimi,ZF)为:
其中,SNRk=γ0|hk|2表示子载波k上的子载波信噪比,是发送信号的时域信噪比。
目前,进行LTE上行CQI测量时,若采用多天线接收,并且配置的SRS带宽较大,则在步骤3中进行MRC处理时,会导致需要合并的频域数据量较大,从而导致产品实现时处理复杂度较高,以及处理效率比较低。
综上所述,目前确定上行CQI时产品实现时处理复杂度较高,并且处理效率比较低。
具体实施方式
本发明实施例根据天线选取值,从所有候选接收天线中选取用于确定上行CQI值的候选接收天线,根据选取的每根候选接收天线的SRS频域信道估计值,确定实际上行CQI值。由于从所有天线中选择部分天线确定上行CQI值,从而降低了产品实现时处理的复杂度,并且提高了处理效率。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如图1所示,本发明实施例确定上行CQI值的方法包括:
步骤101、根据预先设定的天线选取值,从所有候选接收天线中选取用于确定上行CQI值的候选接收天线;
步骤102、根据选取的每根候选接收天线的SRS频域信道估计值,确定待调整上行CQI值;
步骤103、根据天线选取值和候选接收天线的数量,对待调整上行CQI值进行调整,确定实际上行CQI值。
在实际环境中若某些天线损坏,被关闭的天线对应的信道估计值与真实值会出现较大的误差,目前背景技术中的步骤3仍然会对所有的天线进行MRC处理,此时真实信道估计值与理想信道估计值的差量将会使后续频域均衡进一步放大该影响,导致CQI估计出现较大偏差,从而影响整体链路的性能。为了解决上述问题,较佳地,步骤101之前还可以进一步包括:
确定所有接收天线中发生损坏的天线;
将所有接收天线中未发生损坏的天线作为候选接收天线。
由于能够剔除损坏的天线,从而减小了真实信道估计值与理想信道估计值的差量,降低了CQI估计的偏差,提高了整体链路的性能。
其中,本发明实施例确定发生损坏的天线的方式有很多,下面列举两种:
方式一、从天线校准模块处获知发生损坏的天线索引。
由于天线校准模块知道哪些天线发生损坏,所以可以直接从天线校准模块处获知发生损坏的天线索引,然后就知道哪些天线发生损坏了。
方式二、确定每根接收天线的SRS总接收功率,判断接收天线的SRS总接收功率与最大接收功率的比值是否小于设定的门限值,若小于,则确定对应的天线发生了损坏;否则,确定对应的天线没有损坏。
较佳地,本发明实施例的天线选取值是大于0,不大于候选接收天线数量的整数。步骤101中,选取的候选接收天线的天线数量等于预先设定的天线选取值。
实施中,若预先设定的天线选取值大于候选接收天线的数量,则选取所有的候选接收天线的数量。
较佳地,步骤101中,根据在每个候选接收天线上的SRS总接收功率,选取总接收功率最大的前M个候选接收天线;其中,M是天线选取值
在实施中,可以先按照从大到小对每个候选接收天线上的SRS总接收功率进行排序,然后选取前M个候选接收天线。
若本发明实施例的PUSCH信道采用ZF均衡,则步骤102中,可以根据公式一确定待调整上行CQI值:
CQI1=10×log10(CQI_1).........公式一;
其中, SNRk=γ0|hk|2表示子载波k上的子载波信噪比,是发送信号的时域信噪比;是第k个子载波(1≤k≤N)上、MRC合并后的频域信道系数(即SRS频域信道估计值)的模值平方。
需要说明的是,本发明实施例并不局限于上述采用公式一确定待调整上行CQI值的方式,其他能够根据SRS频域信道估计值,确定待调整上行CQI值的方式都适用本发明实施例。
较佳地,步骤103中,可以诶根据公式二确定实际上行CQI值:
.........公式二;
其中,CQI2是实际上行CQI值,单位是dB(分贝);CQI1是待调整上行CQI值,单位是dB;M是天线选取值;X是候选接收天线数量;delta_CQI是修正因子。
在实施中,若没有接收天线损坏,则X等于接收天线的总数量;
若有接收天线损坏,则X等于接收天线的总数量-损坏的接收天线的数量。
假设上行采用8接收天线,M=2,delta_CQI=0,没有损坏天线,则CQI2=CQI1+10×log10(4)。
假设上行采用8接收天线,M=2,delta_CQI=0,损坏天线数是1,则CQI2=CQI1+10×log10(3.5)。
其中,修正因子可以根据经验或仿真进行设定。
在实施中,本发明实施例的天线选取值可以根据需要进行设定。
较佳地,本发明实施例可以采用下列步骤确定天线选取值:
针对典型的信道环境下进行仿真评估,设一共有NR根接收天线,分别统计Y=1,2,...NR-1等条件下UL CQI估计值的均值,和采用全部NR根接收天线进行测量得到的CQI估计值的均值。把Y=1,2,...NR-1与Y=NR条件下的均值与门限值进行比较,当小于该门限值时,记录对应的M值;否则,不记录;最后,从记录的Y值中挑选出最小的Y值作为天线选取值。
具体的,分别确定各个天线数下的上行CQI值的均值,其中天线数的最小值是1,最大值是接收天线的总数量;
将得到的每个均值分别与第一门限值进行比较;
从候选天线数中选取最小的天线数作为天线选取值,其中每个候选天线数对应的均值小于第一门限值。
确定各个天线数下的上行CQI值的均值就是确定每个天线数下的上行CQI值的均,比如总的天线数是8个,天线数一共是8个,即1、2、3,,,,,8,则需要依次确定1个天线数下的上行CQI值的均值、确定2个天线数下的上行CQI值的均值、确定3个天线数下的上行CQI值的均值,知道确定确定8个天线数下的上行CQI值的均值。
为了进一步提高天线选取值的准确性,除了考虑均值,还可以进一步考虑方差。
具体的,分别确定各个天线数下的上行CQI值的均值和方差值,其中天线数的最小值是1,最大值是接收天线的总数量;
将得到的每个均值分别与第一门限值进行比较,以及将得到的每个方差值分别与第二门限值进行比较;
从候选天线数中选取最小的天线数作为天线选取值,其中每个候选天线数对应的均值小于第一门限值,且对应的方差值小于第二门限值。
如图2A所示,本发明实施例LTE上行链路利用SRS估计UL CQI的方法包括下列步骤:
假设一共有NR根接收天线,天线选取值是M。
步骤201、获得NR根接收天线上每根的SRS频域接收信号;
步骤202、获取NR根接收天线上每根的SRS的频域信道估计值;
步骤203、计算NR根接收天线上每根的SRS总接收功率,并且按照从大到小的顺序进行排序;
步骤204、进行接收天线损坏的判断,得到NR_error根接收天线发生故障而被关闭,即正常工作的接收天数个数为N′R=NR-NR_error;
步骤205、选取前面M根接收天线的SRS频域信道估计值来计算待调整上行CQI值;
步骤206、根据M和NR的关系,进行UL CQI修正,得到实际上行CQI值。
其中,若采用上述方式一确定损坏的接收天线,则步骤204与步骤201、步骤202、步骤203之间没有必然的时序关系,只需要保证步骤204在步骤205之前执行即可。
根据图2A的方法流程,相应的本发明实施例LTE上行链路利用SRS估计UL CQI的接收机内部流程如图2B所示。
其中,本发明实施例的接收机可以是LTE的eNodeB(演进基站)设备或其他基站,比如家庭基站,还可以是RN(中继)设备,还可以是其他网络侧设备。
图2B中的获得频域接收信号、进行信道估计、进行MRC处理以及待调整上行CQI值计算都可以参照背景技术中的步骤1~步骤5,其中Mod-MRC表示采用选出的M根接收天线进行MRC处理。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种确定上行CQI值的设备,由于该设备解决问题的原理与本发明实施例确定上行CQI值的方法相似,因此该设备的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
如图3所示,本发明实施例确定上行CQI值的设备包括:选取模块31、第一确定模块32和第二确定模块33。
选取模块31,用于根据预先设定的天线选取值,从所有候选接收天线中选取用于确定上行CQI值的候选接收天线;
第一确定模块32,用于根据选取的每根候选接收天线的SRS频域信道估计值,确定待调整上行CQI值;
第二确定模块33,用于根据天线选取值和候选接收天线的数量,对待调整上行CQI值进行调整,确定实际上行CQI值。
较佳地,选取模块31选取候选接收天线,确定所有接收天线中发生损坏的天线;将所有接收天线中未发生损坏的天线作为候选接收天线。
较佳地,若天线选取值大于候选接收天线的数量,选取模块31选取所有候选接收天线用于确定上行CQI值。
较佳地,选取模块31根据在每个候选接收天线上的SRS总接收功率,选取总接收功率最大的前M个候选接收天线;
其中,M是天线选取值。
较佳地,第二确定模块33根据公式二确定实际上行CQI值。
较佳地,选取模块31分别确定各个天线数下的上行CQI值的均值,其中天线数的最小值是1,最大值是接收天线的总数量;将得到的每个均值分别与第一门限值进行比较;从候选天线数中选取最小的天线数作为天线选取值,其中每个候选天线数对应的均值小于第一门限值。
较佳地,选取模块31分别确定各个天线数下的上行CQI值的均值和方差值,其中天线数的最小值是1,最大值是接收天线的总数量;将得到的每个均值分别与第一门限值进行比较,以及将得到的每个方差值分别与第二门限值进行比较;从候选天线数中选取最小的天线数作为天线选取值,其中每个候选天线数对应的均值小于第一门限值,且对应的方差值小于第二门限值。
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。