CN105871443A - 一种指示信息修正方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种指示信息修正方法，包括：获取当前时刻的第一层信噪比值和当前时刻的第二层信噪比值；根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值；根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算所述当前时刻的所述信道相关性值的平滑值；根据得到的平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正。本发明同时还公开了一种指示信息修正系统。

Description

一种指示信息修正方法及系统
技术领域
本发明涉及多输入多输出(MIMO，Multipl-Input Multiple-Output)接收机中信息处理技术，尤其涉及一种指示信息修正方法及系统。
背景技术
在移动通信系统中，MIMO是3GPP 4G中广泛应用的基本技术。现有技术中，为了提高信道容量而采用MIMO和反馈相结合的方式，图1为传统的MIMO发射-接收-反馈系统的组成结构示意图，包括一种典型的基于2×2信道的MIMO发射、接收和反馈系统。
如图1所示，发射机调度器根据接收机Tx发射的信道质量指示(CQI，Channel Quality Indicator)反馈决定发射的调制和编码策略(MCS，Modulation&Code rate Scheme)，同时，发射机调度器根据接收机的秩指示(RI，RankIndicator)反馈决定MIMO发射的层数。通常，当接收的秩指示即层数为RI＝1时，发射机使用空频块编码(SFBC，Space-Frequency Block Coding)在两个Tx端口发射1层数据以提高接收的可靠性；当层数为RI＝2时，发射机使用空间调制(SM，Spatial Modulation)在两个Tx端口发射2层数据，以提高信道吞吐率；然后，MIMO Tx模块在两个Tx端口，例如Tx0和Tx1发射。当两个发射信号经空中信道在接收机的两个接收端口Rx0和Rx1被接收后，经射频(RF，Radio Frequency)、模数转换(ADC，Analog Digital Convert)、数字前端(DFE，Digtial Front End)处理和信道估计(ChE，Channel Estimation)产生时刻n的两个Rx端口接收信号{y0(n),y1(n)}、各接收－发射端口对应的信道估计{h00(n),h01(n),h10(n),h11(n)}、以及时刻n的噪声功率估计No(n)，其中y0(n),y1(n)分别表示Rx端口0/1的接收信号，hij(n)表示时刻n接收端口i－接收端口j－发射端口的信道估计。
如图1所示，在MIMO检测支路中，当发射信号为2层MIMO信号时，{y0(n),y1(n)}、{h00(n),h01(n),h10(n),h11(n)}、No(n)和MCS输出给最大似然(ML，Maximum Likelihood)MIMO检测(Detection)模块，以形成两层信号每比特的对数似然比(LOG Likelihood Ratio)llr0/1(n)；当发射信号为1层MIMO信号时，MIMO检测模块根据输入形成单层每比特对数似然比llr0(n)。在反馈计算支路中，首先，RI计算(Calculation)模块使用{h00(n),h01(n),h10(n),h11(n)}和No(n)，计算出当前信道最适合的MIMO层数RI，RI同时被发送给最小均方误差(MMSE，Minimum mean square error)/最大比值合并(MRC，Maximum Ratio Combining)信噪比(SNR，Signal-to-NoiseRatio)计算模块和Tx模块。计算RI时，需对比当前信道下单层和双层的容量；其中，单层RI＝1时，使用MRC方法计算SNR；双层RI＝2时，使用MMSE方法计算SNR。
以2×2MIMO系统为例，当前信道为：
H ( n ) = h 00 ( n ) h 01 ( n ) h 10 ( n ) h 11 ( n ) - - - ( 1 )
当前噪声估计为No(n)，MMSE方法计算出2层的SNR0(n)、SNR1(n)：
SNRi ( n ) = 1 c ii ( n ) - 1 , i = 0,1 - - - ( 2 )
上式中：
c 00 ( n ) c 01 ( n ) c 10 ( n ) c 11 ( n ) = ( H ( n ) H H ( n ) No ( n ) + I ) - 1 - - - ( 3 )
当RI＝2时，上述MMSE方法计算出2层的SNR0(n)、SNR1(n)输出给CQI计算模块，以计算出2层的CQI，并最终经接收机发射通道和发射机接收通道发送至发射机的调度器模块；当RI＝1时，一般使用MRC类算法计算SNR后再得到CQI。
在上述传统的调度、MIMO发射、MIMO接收检测和反馈模块中，特别当RI＝2时，MIMO检测器一般使用性能较优的ML检测，而CQI反馈模块为降低复杂度使用MMSE SNR计算。根据已有的文献，ML MIMO检测算法和MMSE MIMO检测算法在H(n)具有不同信道相关性时性能差异不一致。例如：ML MIMO检测算法在高信道相关性下相对MMSE MIMO检测算法的性能增益远大于低信道相关性下的增益；而MIMO信道H(n)的信道相关性随发射天线设计、信道和接收天线设计不同而不同。由此，会导致RI＝2时，接收机CQI反馈模块无法在不同信道条件和不同发射机－接收机组合中均保持准确的2层CQI计算，从而使发射机调度器复杂度增加以及错误调度MCS，进而会导致发射－接收链路容量下降。也就是说，现有技术中没有提供相关技术方案，以解决在MIMO系统中由于信道相关性的不同而导致CQI不准确的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种指示信息修正方法及系统，能够解决MIMO系统中由于信道条件不同而导致CQI不准确的问题。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种指示信息修正方法，包括：
获取当前时刻的第一层信噪比值和所述当前时刻的第二层信噪比值；
根据所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值计算所述当前时刻的信道相关性值；
根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算所述当前时刻的所述信道相关性值的平滑值；
根据得到的所述平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正。
上述方案中，所述根据所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值计算所述当前时刻的信道相关性值包括：
建立所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值的值集合，获取所述值集合中的最大值和最小值；
将所述最小值除以所述最大值得到的值作为当前时刻的信道相关性值。
上述方案中，所述平滑值为所述遗忘因子与所述当前时刻的所述信道相关性值的乘积和1减去所述遗忘因子与前一时刻的信道相关性值的平滑值的乘积之和；
其中，所述遗忘因子为大于0且小于等于1的小数。
上述方案中，所述根据得到的所述平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正包括：
计算秩指示值，根据所述平滑值计算所述秩指示值的修正值；
或，
计算信道质量指示值，根据所述平滑值计算所述信道质量指示值的修正值；
或，
计算所述秩指示值和所述信道质量指示值，根据所述平滑值计算所述秩指示值的所述修正值和所述信道质量指示值的所述修正值。
上述方案中，所述秩指示值的修正值为所述秩指示值与所述平滑值的秩指示门限值之和；其中，所述秩指示门限值的取值为-1、0、或1。
上述方案中，所述信道质量指示值的修正值为所述信道质量指示值与所述平滑值的信道质量指示门限值之和；其中，所述信道质量指示门限值的取值为-2、-1、0、1、或2。
本发明实施例还提供了一种指示信息修正系统，所述系统包括：
信道相关性计算模块，用于获取当前时刻的第一层信噪比值和所述当前时刻的第二层信噪比值；根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值；根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算当前时刻的信道相关性值的平滑值；并将所述平滑值发送给秩指示修正模块和/或信道质量指示修正模块；
秩指示修正模块，用于根据所述平滑值计算秩指示值的修正值；
信道质量指示修正模块，用于根据所述平滑值计算信道质量指示值的修正值。
上述方案中，所述信道相关性计算模块根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值包括：
建立所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值的值集合，获取所述值集合中的最大值和最小值；
将所述最小值除以所述最大值得到的值作为所述当前时刻的所述信道相关性值。
上述方案中，所述平滑值为所述遗忘因子与所述当前时刻的所述信道相关性值的乘积和1减去所述遗忘因子与前一时刻的信道相关性值的平滑值的乘积之和；
其中，所述遗忘因子为大于0且小于等于1的小数。
上述方案中，所述秩指示值的修正值为所述秩指示值与所述平滑值的秩指示门限值之和；其中，所述秩指示门限值的取值为-1、0、或1。
上述方案中，所述信道质量指示值的修正值为所述信道质量指示值与所述平滑值的信道质量指示门限值之和；其中，所述信道质量指示门限值的取值为-2、-1、0、1、或2。
本发明实施例所提供的指示信息修正方法及系统，在接收机侧设置对信道相关性进行估计的信道相关性计算模块、以及对RI和CQI分别进行修正的RI修正模块和CQI修正模块；信道相关性计算模块获取当前时刻的第一层信噪比值和第二层信噪比值，并对信道相关性进行估计，将估计出的信道相关性发送给RI修正模块和CQI修正模块，由RI修正模块和CQI修正模块分别对原始输出的RI和/或CQI进行修正。如此，利用信道相关性估计结果修正RI和/或CQI的计算结果，能提高CQI的准确性，且能降低MIMO系统中调度器的复杂度；进而解决了现有技术中由于信道条件不同而导致CQI不准确的问题。
附图说明
图1为传统的MIMO发射-接收-反馈系统的组成结构示意图；
图2为本发明实施例提供的指示信息修正方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的指示信息修正系统的组成结构示意图。
具体实施方式
在本发明实施例中，在接收机侧设置对信道相关性进行估计的信道相关性计算模块、以及对RI和CQI分别进行修正的RI修正模块和CQI修正模块；信道相关性计算模块获取当前时刻的第一层信噪比值和第二层信噪比值，并对信道相关性进行估计，将估计出的信道相关性发送给RI修正模块和CQI修正模块，由RI修正模块和CQI修正模块分别对原始输出的RI和/或CQI进行修正。
下面结合附图及具体实施例对本发明再做进一步详细的说明。
实施例一
图2为本发明实施例提供的指示信息修正方法的流程示意图，如图2所示，所述指示信息修正方法包括：
步骤210：获取当前时刻的第一层信噪比值和当前时刻的第二层信噪比值。
这里，当所述当前时刻为n且n>＝0时，如图3所示，接收机侧的MMSE/MRCSNR计算模块计算出的第一层信噪比值为SNR0(n)，第二层信噪比值为SNR1(n)。
步骤220：根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值。
这里，所述当前时刻的信道相关性值可以表示为c'(n)。
具体地，所述根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值包括：建立所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值的值集合，获取所述值集合中的最大值和最小值；将最小值除以最大值得到的值作为所述当前时刻的信道相关性值。
也就是说，所述当前时刻的信道相关性值可以表示为：
c'(n)＝min{SNR0(n),SNR1(n)}/max{SNR0(n),SNR1(n)}
步骤230：根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算当前时刻的信道相关性值的平滑值。
这里，所述当前时刻的信道相关性值的平滑值可以表示为c(n)，所述遗忘因子可以表示为f，其中，0<f<＝1，f为小数。
具体地，所述平滑值为所述遗忘因子与所述当前时刻的信道相关性值的乘积和1减去所述遗忘因子与前一时刻的信道相关性值的平滑值的乘积之和；其中，所述遗忘因子为大于0且小于等于1的小数。
也就是说，所述当前时刻的信道相关性值的平滑值可以表示为：
c(n)＝f*c'(n)+(1-f)*c(n-1)。
上述c(n)和c′(n)均为大于0小于或等于1的值，c(n)和c′(n)的值越小代表信道相关性越高，MIMO越倾向于RI＝1。
步骤240：根据得到的平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正。
这里，所述根据平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正包括：计算秩指示值，根据所述平滑值计算所述秩指示值的修正值；
或者，计算信道质量指示值，根据所述平滑值计算所述信道质量指示值的修正值；
或者，计算所述秩指示值和所述信道质量指示值；根据所述平滑值计算所述秩指示值的所述修正值和所述信道质量指示值的所述修正值。
具体的，所述秩指示值的修正值为所述秩指示值与所述平滑值的秩指示门限值之和。
这里，所述秩指示值可以表示为ri(n)，所述秩指示值的修正值可以表示为ric(n)，所述秩指示门限值可以表示为t_ri{c(n)}，那么，所述秩指示值的修正值可以表示为：ric(n)＝ri(n)+t_ri{c(n)}。
其中，所述秩指示门限值t_ri{c(n)}为按所述c(n)值大小，根据秩指示调整门限值th1_ri、th2_ri和th3_ri，得到的一组取值为-1、0或1的整数，具体表示为：
t _ ri { c ( n ) } = 1,0 < c ( n ) < th 1 _ ri 0 , th 1 _ ri < c ( n ) &le; th 2 _ ri - 1 , th 2 _ ri < c ( n ) < th 3 _ ri &le; 1
具体的，所述信道质量指示值的修正值为所述信道质量指示值与所述平滑值的信道质量指示门限值之和。
这里，所述信道质量指示值可以表示为cqi(n)，所述信道质量指示值的修正值可以表示为cqic(n)，所述信道质量指示门限值可以表示为t_cqi{c(n)}，那么，所述信道质量指示值的修正值可以表示为：cqic(n)＝cqi(n)+t_cqi{c(n)}。
其中，所述信道质量指示门限值t_cqi{c(n)}为按所述c(n)值大小，根据信道质量指示调整门限值th1_cqi、th2_cqi、th3_cqi和th4_cqi，得到的一组取值为-2、-1、0、1、或2的整数，具体表示为：
t _ cqi { c ( n ) } = - 2,0 < ( n ) &le; th 1 _ cqi - 1 , th 1 _ cqi < c ( n ) &le; th 2 _ cqi 0 , th 2 cqi < c ( n ) &le; th 3 _ cqi 1 , th 3 cqi < c ( n ) &le; th 4 _ cqi 2 , th 4 cqi < c ( n ) &le; 1
综上所述，本实施例中，对指示信息的修正方法包括三种方式：仅对秩指示值进行修正、或仅对信道质量指示值进行修正、或对秩指示值和信道质量指示值同时进行修正。通过利用信道相关性估计结果修正RI和/或CQI的计算结果，能提高CQI的准确性，且能降低MIMO系统中调度器的复杂度；进而解决了现有技术中由于信道条件不同而导致CQI不准确的问题。
实施例二
图3为本发明实施例提供的指示信息修正系统的组成结构示意图，如图3所示，所述系统包括：
信道相关性计算模块310，用于获取当前时刻的第一层信噪比值和所述当前时刻的第二层信噪比值；根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值；根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算当前时刻的信道相关性值的平滑值；并将所述平滑值发送给秩指示修正模块320和/或信道质量指示修正模块330。
具体地，如图3所示，所述信道相关性计算模块310获取当前时刻的第一层信噪比值和所述当前时刻的第二层信噪比值为：所述信道相关性计算模块310接收MMSE/MRC SNR计算模块输出的第一层信噪比值和第二层信噪比值。
所述信道相关性计算模块310根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值包括：建立所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值的值集合，获取所述值集合中的最大值和最小值；将最小值除以最大值得到的值作为所述当前时刻的信道相关性值。
也就是说，所述当前时刻的信道相关性值可以表示为：
c'(n)＝min{SNR0(n),SNR1(n)}/max{SNR0(n),SNR1(n)}
所述平滑值为所述遗忘因子和所述当前时刻的信道相关性值的乘积和1减去所述遗忘因子与前一时刻的信道相关性值的平滑值的乘积之和；其中，所述遗忘因子为大于0且小于等于1的小数。
也就是说，所述当前时刻的信道相关性值的平滑值可以表示为：
c(n)＝f*c'(n)+(1-f)*c(n-1)。
秩指示修正模块320，用于根据所述平滑值计算秩指示值的修正值。
这里，所述根据平滑值计算所述秩指示值的修正值包括：所述秩指示值的修正值为所述秩指示值与所述平滑值的秩指示门限值之和；其中，所述秩指示门限值的取值为-1、0、或1。
这里，所述秩指示值可以表示为ri(n)，所述秩指示值的修正值可以表示为ric(n)，所述秩指示门限值可以表示为t_ri{c(n)}，那么，所述秩指示值的修正值可以表示为：ric(n)＝ri(n)+t_ri{c(n)}。
信道质量指示修正模块330，用于根据所述平滑值计算信道质量指示值的修正值。
这里，所述根据平滑值计算所述信道质量指示值的修正值包括：所述信道质量指示值的修正值为所述信道质量指示值与所述平滑值的信道质量指示门限值之和；其中，所述信道质量指示门限值的取值为-2、-1、0、1、或2。
这里，所述信道质量指示值可以表示为cqi(n)，所述信道质量指示值的修正值可以表示为cqic(n)，所述信道质量指示门限值可以表示为t_cqi{c(n)}，那么，所述信道质量指示值的修正值可以表示为：cqic(n)＝cqi(n)+t_cqi{c(n)}。
需要说明的是，上述所有实施例均可以应用于任何NxN信道的MIMO系统中发射层数为2时，所述N可以为任意整数，例如2、3、4等。
在实际应用中，所述信道相关性计算模块310、秩指示修正模块320以及信道质量指示修正模块330均可由位于接收机侧的中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、微处理器(MPU)、或可编程逻辑阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)实现。
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。

Claims (11)

1.一种指示信息修正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前时刻的第一层信噪比值和所述当前时刻的第二层信噪比值；
根据所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值计算所述当前时刻的信道相关性值；
根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算所述当前时刻的所述信道相关性值的平滑值；
根据得到的所述平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值计算所述当前时刻的信道相关性值包括：
建立所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值的值集合，获取所述值集合中的最大值和最小值；
将所述最小值除以所述最大值得到的值作为当前时刻的信道相关性值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平滑值为所述遗忘因子与所述当前时刻的所述信道相关性值的乘积和1减去所述遗忘因子与前一时刻的信道相关性值的平滑值的乘积之和；
其中，所述遗忘因子为大于0且小于等于1的小数。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，，其特征在于，所述根据得到的所述平滑值对秩指示值和/或信道质量指示值进行修正包括：
计算秩指示值，根据所述平滑值计算所述秩指示值的修正值；
或，
计算信道质量指示值，根据所述平滑值计算所述信道质量指示值的修正值；
或，
计算所述秩指示值和所述信道质量指示值，根据所述平滑值计算所述秩指示值的所述修正值和所述信道质量指示值的所述修正值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述秩指示值的修正值为所述秩指示值与所述平滑值的秩指示门限值之和；其中，所述秩指示门限值的取值为-1、0、或1。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道质量指示值的修正值为所述信道质量指示值与所述平滑值的信道质量指示门限值之和；其中，所述信道质量指示门限值的取值为-2、-1、0、1、或2。
7.一种指示信息修正系统，其特征在于，所述系统包括：
信道相关性计算模块，用于获取当前时刻的第一层信噪比值和所述当前时刻的第二层信噪比值；根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值；根据计算得到的信道相关性值和预设的遗忘因子计算当前时刻的信道相关性值的平滑值；并将所述平滑值发送给秩指示修正模块和/或信道质量指示修正模块；
秩指示修正模块，用于根据所述平滑值计算秩指示值的修正值；
信道质量指示修正模块，用于根据所述平滑值计算信道质量指示值的修正值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信道相关性计算模块根据第一层信噪比值和第二层信噪比值计算当前时刻的信道相关性值包括：
建立所述第一层信噪比值和所述第二层信噪比值的值集合，获取所述值集合中的最大值和最小值；
将所述最小值除以所述最大值得到的值作为所述当前时刻的所述信道相关性值。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述平滑值为所述遗忘因子与所述当前时刻的所述信道相关性值的乘积和1减去所述遗忘因子与前一时刻的信道相关性值的平滑值的乘积之和；
其中，所述遗忘因子为大于0且小于等于1的小数。
10.根据权利要求7、8或9所述的系统，其特征在于，所述秩指示值的修正值为所述秩指示值与所述平滑值的秩指示门限值之和；其中，所述秩指示门限值的取值为-1、0、或1。
11.根据权利要求7、8或9所述的系统，其特征在于，所述信道质量指示值的修正值为所述信道质量指示值与所述平滑值的信道质量指示门限值之和；其中，所述信道质量指示门限值的取值为-2、-1、0、1、或2。
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Assignee: Xi'an Chris Semiconductor Technology Co. Ltd.

Assignor: SHENZHEN ZTE MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD.

Contract record no.: 2019440020036

Denomination of invention: Indication information correction method and system

Granted publication date: 20190430

License type: Common License

Record date: 20190619