CN105874739B - 一种信号处理的方法及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种信号处理的方法及基站，其中，所述方法可以包括：基站对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识。采用本发明，可以使用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，以提升下行传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理的方法及基站。
背景技术
随着无线通信的迅速发展，未来移动通信系统要求高达每秒数十兆甚至数百兆比特的数据传输速率，在无线频谱资源一定的前提下，采用多根发射天线和多根接收天线的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术，利用空间自由度，可以提升系统容量、覆盖、提高用户速率和改善用户体验。
例如，在分布式4x2MIMO组网场景中，配置了2个基站和4个天线端口，每个基站都有2根物理天线，4个天线端口的信号可以分别通过4根物理天线上进行发射，即每根物理天线均发射一个天线端口的信号。若用户设备靠近一个基站而远离另一个基站，则下行4个物理天线的传播路径的损耗不一致，导致用户设备数据解调的接收信道功率不平衡，从而降低了下行传输效率。
发明内容
本发明实施例提供一种信号处理的方法及基站，可以提升下行传输效率。
本发明第一方面提供了一种基站，包括：
处理单元，用于对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
所述处理单元，还用于根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
发送单元，用于将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识。
在第一种可能的实现方式中，还包括：
设置单元，用于根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，
所述处理单元，具体用于为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，再分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，或第一方面的第二种可能的实现方式，或第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，
所述设置单元，还用于当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
本发明第二方面提供了一种基站，包括：处理器、通信接口和存储器，其中，
所述通信接口，用于与用户设备进行通信；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器用于执行所述程序，以实现
对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识。
在第一种可能的实现方式中，所述处理器还用于：
根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，或第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，或第二方面的第二种可能的实现方式，或第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理器还用于：
当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
本发明第三方面提供了一种信号处理的方法，包括：
基站对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识。
在第一种可能的实现方式中，在所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换的步骤之前，还包括：
所述基站根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，或第三方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换，包括：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，或第三方面的第二种可能的实现方式，或第三方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，还包括：
当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，所述基站对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
由此可见，本发明实施例通过根据预设的用于正交变换的矩阵对天线端口的信号进行正交变换，并将所述正交变换后的天线端口的信号通过地理位置不同的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种LTE系统的场景示意图；
图2是本发明实施例提供的一种信号处理的方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种信号处理的方法的流程示意图；
图3a是本发明实施例提供的一种信号处理的场景示意图；
图3b是本发明实施例提供的另一种信号处理的场景示意图；
图3c是本发明实施例提供的又一种信号处理的场景示意图；
图4是本发明实施例提供的一种基站的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种基站的结构示意图。
具体实施方式
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地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参见图1，是本发明实施例提供的一种LTE系统的场景示意图；
在图1中，演进基站(evovled NodeB，eNodeB)是长期演进(long term evalution，LTE)系统的接入设备，一个或多个eNodeB组成一个演进型通用陆地无线接入网(evolveduniversal terrestrial radio access network，E-UTRAN)。eNodeB通过Uu接口与用户设备(user equipment，UE)通信，通过X2接口与其他eNodeB通信，通过S1接口与演进型分组核心网(evolved packet core，EPC)通信。eNodeB通过天线接收UE发送的上行信号，完成上行信号的接收、解调、译码和组包等，并将上行接收的数据包发送给移动性管理实体/业务网关(Mobility Management Entity/Serving Gateway，MME/S-GW)。eNodeB对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，并将天线端口的信号通过天线发送给UE。
本发明实施例中所涉及到的天线端口的信号包括下行参考信号和下行物理信道，其中，下行参考信号可以包括小区参考信号(Cell-specific Reference Signal，CRS)、解调参考信号(De Modulation Reference Signal，DMRS)以及信道状态指示参考信号(Channel State Indication RS，CSI-RS)；下行物理信道可以包括物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)、物理下行控制信道(Physical DownlinkControl Channel，PDCCH)，物理控制格式指示信道(physical control format indicatorchannel，PCFICH)，物理广播信道(physical broadcast channel，PBCH)，物理混合自动重传请求指示信道(physical hybrid automatic repeat request indicator channel，PHICH)以及物理多播信道(physical multicast channel，PMCH)。
请参见图2，是本发明实施例提供的一种信号处理的方法的流程示意图，所述方法可以包括：
S101，基站对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
具体的，当某个基站组中只有一个基站时，该基站对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，该基站所形成的天线端口的数量为该基站组中天线端口的总量。当某个基站组中包含至少两个基站时，每个基站可以先相互共享各自的下行信道的数据，使得每个基站均得到总的下行信道的数据，每个基站分别对所述总的下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，每个基站所形成的天线端口的数量均为该基站组中天线端口的总量；或者，当某个基站组中包含至少两个基站时，每个基站先分别对各自的下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，每个基站再相互共享各自所形成的天线端口，使得每个基站获得的天线端口数量均为该基站组中天线端口的总量。其中，基站组可以包括至少一个基站，基站组可以构成分布式天线系统(Distributed Antenna System，DAS)或者分布式组网场景，分布式组网场景可以包括宏宏组网、宏微组网、微微组网。
S102，所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
具体的，在基站得到所在基站组中的所有天线端口的信号后，所述基站可以根据预设的用于正交变换的矩阵对所有天线端口的信号进行正交变换，其正交变换的具体过程可以为：用矩阵中每一行的元素分别与所有天线端口的信号进行线性叠加，每一行元素所对应的线性变换相互正交。例如，所述用于正交变换的矩阵包括两行元素，将第一行元素与所有天线端口的信号进行线性叠加，将第二行元素与所有天线端口的信号进行线性叠加，两个线性叠加的过程称之为正交变换。无论基站组中的基站数量为一个或多个，每个基站都可以根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换。
其中，由于天线端口的信号包括下行参考信号和下行物理信道，所以根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换，也就是对各个天线端口的信号中的下行参考信号进行正交变换，同时也对各个天线端口的信号中的下行物理信道进行正交变换。
S103，所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识；
具体的，当基站组中的基站数量为一个时，所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，即可使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。当基站组中的基站数量为大于一个时，所述基站可以将所述正交变换后的天线端口的信号通过本地基站的天线发送给用户设备，并控制所述基站组内的其他基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过各自的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识，说明所述不同的天线均处于一个基站组中。由S102步骤可知通过所述用于正交变换的矩阵中的每行元素分别对所述天线端口的信号进行线性叠加，可以得到至少一个线性叠加信号，因此，所述正交变换后的天线端口的信号包括至少一个线性叠加信号。所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备的具体过程为：所述基站将所述至少一个线性叠加信号分别通过对应的天线同时发送给用户设备。所述基站在将所述至少一个线性叠加信号分别传输到对应天线之前，还需执行：对所述至少一个线性叠加信号进行资源映射、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)信号生成以及中射频变换处理，再将处理后的至少一个线性叠加信号输出到对应的天线上。其中，所述资源映射、OFDM信号生成以及中射频变换三种处理方式均为现有技术，这里不再进行赘述。
本发明实施例通过根据预设的用于正交变换的矩阵对天线端口的信号进行正交变换，并将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。
参见图3，是本发明实施例提供的另一种信号处理的方法的流程示意图，所述方法可以包括：
S201，基站对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
步骤S201的具体实现方式可以参见上述图2对应实施例中的S101，这里不再进行赘述。
S202，所述基站根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量；
具体的，确定基站组中的基站数量，并分别获取基站组内的各个基站的天线数量和天线端口数量，以计算出基站组内的天线数量和天线端口数量。
将所述基站组内的天线数量设置为所述用于正交变换的矩阵的行数，并将所述基站组内的天线端口数量设置为所述用于正交变换的矩阵的列数，以生成所述用于正交变换的矩阵。其中，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等。
其中，当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵，例如，所述用于正交变换的矩阵为：
[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33]。
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵，例如，所述用于正交变换的矩阵为：
[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33
…
an0，an1，an2，an3]，其中，所述用于正交变换的矩阵的第一行至第四行的元素可构成一个正交矩阵，第五行至第n行中每行的线性变换和前四行的线性变换可以一致或者不一致。
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵，例如，所述用于正交变换的矩阵为：
[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13]，其中，所述用于正交变换的矩阵的两行元素为某个4x4的正交矩阵中的其中两行。
可选的，当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，还可以对所述用于正交变换的矩阵进行更新；例如，检测到天线数量增加时，可以增加已有的用于正交变换的矩阵的行数，使得新增的天线也可以根据新增的行元素发射对应的线性叠加信号。
S203，所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
具体的，所述基站对所述天线端口的信号进行正交变换的具体过程为：先为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，再分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号，其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
请一并参见图3a，图3a是本发明实施例提供的一种信号处理的场景示意图，图3a展示的是分布式4x2MIMO组网场景，以两个基站为例进行描述，其中基站A有两根天线ANT0和ANT1，基站B有两根天线ANT2和ANT3，两个基站的4根天线与UE的2根天线组成分布式4x2MIMO，且ANT0和ANT1覆盖的小区与ANT2和ANT3覆盖的小区具有相同的小区标识。对于现有技术，图3a所示的基站A的天线端口porto和port1的信号分别通过天线ANT0和ANT1发给UE，基站B的天线端口port2和port3的信号分别通过天线ANT2和ANT3发给UE。而在本发明实施例中，图3a所示的基站A和基站B都将先根据用于正交变换的矩阵对天线端口port0-port3的信号进行正交变换，基站A再将正交变换后的天线端口port0-port3的信号分别通过天线ANT0和ANT1发给UE，基站B也将正交变换后的天线端口port0-port3的信号分别通过天线ANT2和ANT3发给UE。基站A和基站B对天线端口port0-port3的信号进行正交变换的过程如下：
若预设的用于正交变换的矩阵为正交矩阵A，
正交矩阵A＝[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33]，
则对天线端口port0-port3的信号进行正交变换后，得到
线性叠加信号OUT0＝(a00*port0+a01*port1+a02*port2+a03*port3)，
线性叠加信号OUT1＝(a10*port0+a11*port1+a12*port2+a13*port3)，
线性叠加信号OUT2＝(a20*port0+a21*port1+a22*port2+a23*port3)，
线性叠加信号OUT3＝(a30*port0+a31*port1+a32*port2+a33*port3)。
S204，所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备；
具体的，基站在得到所述正交变换后的天线端口的信号后，可以将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，即所述基站将至少一个线性叠加信号分别通过对应的天线同时发送给用户设备。以上述图3a中的4x2MIMO组网场景为例，在基站A和基站B分别计算出线性叠加信号OUT0-OUT3后，基站A将OUT0通过ANT0发送给UE，基站A还将OUT1通过ANT1发送给UE，基站B将OUT2通过ANT2发送给UE，基站B将OUT3通过ANT3发送给UE，使得UE的两根接收天线可以分别接收到四路线性叠加信号。
若两个基站分别对应的天线之间的传播路径的幅度不平衡值为p，其功率不平衡值为p的平方，UE采用的两根接收天线分别为接收天线a和接收天线b，UE通过接收天线a所接收到的接收信号为R0，通过接收天线b所接收到的接收信号为R1，则R0和R1可表示为：
R0＝[H00，H01，pH02，pH03]*[OUT0，OUT1，OUT2，OUT3]T
＝[H00，H01，pH02，pH03]*A*[port0，port1，port2，port3]T
＝(H00*a00+H01*a10+pH02*a20+pH03*a30)*port0+
(H00*a01+H01*a11+pH02*a21+pH03*a31)*port1+
(H00*a02+H01*a12+pH02*a22+pH03*a32)*port2+
(H00*a03+H01*a13+pH02*a23+pH03*a33)*port3
R1＝[H10，H11，pH12，pH13]*[OUT0，OUT1，OUT2，OUT3]T
＝[H10，H11，pH12，pH13]*A*[port0，port1，port2，port3]T
＝(H10*a00+H11*a10+pH12*a20+pH13*a30)*port0+
(H10*a01+H11*a11+pH12*a21+pH13*a31)*port1+
(H10*a02+H11*a12+pH12*a22+pH13*a32)*port2+
(H10*a03+H11*a13+pH12*a23+pH13*a33)*port3
其中，H00表示ANT0和接收天线a之间的物理信道，H10表示ANT0和接收天线b之间的物理信道，H01表示ANT1和接收天线a之间的物理信道，H11表示ANT1和接收天线b之间的物理信道，H02表示ANT2和接收天线a之间的物理信道，H12表示ANT2和接收天线b之间的物理信道，H03表示ANT3和接收天线a之间的物理信道，H13表示ANT3和接收天线b之间的物理信道。以接收信号R1中天线端口port0的信道功率为例进行推导，具体过程为：
R1中天线端口port0的信道功率：
E{|H10*a00+H11*a10+pH12*a20+pH13*a30|^2]＝E{|H10*a00|^2+|H11*a10|^2+|pH12*a20|^2+|pH13*a30|^2}＝W*|a00|^2+W*|a10|^2+p*p*W*|a20|^2+p*p*W*|a30|^2＝(2+2*p*p)*W；
其中，E{}表示数学期望运算，||^2表示复数模的平方。上述推导过程中，利用了物理信道(H10至H13)彼此相互独立，均值为0功率为W的假设，以及正交矩阵A中每个元素的模值等于1的条件。根据同样的推导过程可以知道R0中的天线端口(port0至port3)以及R1中的天线端口(port1至port3)的信道功率均为(2+2*p*p)*W。因此，经过正交矩阵A的正交变换后，四个天线端口的信道功率始终是平衡的，从而避免了功率不平衡导致的MIMO性能恶化。此外，由于正交变换不改变物理信道的相关性，从而不影响MIMO多流传输的效果。
同样的，在分布式MIMO或SFN(Single Frequency Network，单频网)组网场景中，通过对天线端口的信号进行正交变换，可以使不同收发能力的RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)也可以共存，并不影响用户设备接收到的天线端口的信道功率的平衡。
同样的，在分布式MIMO或SFN组网场景中，通过对天线端口的信号进行正交变换，可以在一部分的天线发生故障时也不影响用户设备接收到的天线端口的信道功率的平衡，甚至故障物理天线的发射功率降为0，也不影响用户设备接收到的天线端口的信道功率的平衡，并且用户设备仍然可以完整接收到各天线端口的信号，从而可以调度多个数据流。
请一并参见图3b以及图3c，图3b是本发明实施例提供的另一种信号处理的场景示意图，图3c是本发明实施例提供的又一种信号处理的场景示意图；
本发明实施例所涉及到的基站组中的基站数量可以推广到2个以上，以图3b为例，图3b展示的是分布式4x2MIMO组网场景，以3个基站为例进行描述，其中基站A有两根天线ANT0和ANT1，基站B有两根天线ANT2和ANT3，基站C有两根天线ANT4和ANT5，三个基站的6根天线与UE的2根天线组成分布式4x2MIMO，且ANT0和ANT1覆盖的小区与ANT2和ANT3覆盖的小区与ANT4和ANT5覆盖的小区均具有相同的小区标识。基站A、基站B以及基站C对天线端口port0-port3的信号进行正交变换的过程如下：
若预设的用于正交变换的矩阵为矩阵A，矩阵A中的前四行元素构成正交矩阵，最后两行的线性变换与前四行的线性变换一致，
矩阵A＝[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33
a40，a41，a42，a43，
a50，a51，a52，a53]，
则对天线端口port0-port3的信号进行正交变换后，得到
线性叠加信号OUT0＝(a00*port0+a01*port1+a02*port2+a03*port3)，
线性叠加信号OUT1＝(a10*port0+a11*port1+a12*port2+a13*port3)，
线性叠加信号OUT2＝(a20*port0+a21*port1+a22*port2+a23*port3)，
线性叠加信号OUT3＝(a30*port0+a31*port1+a32*port2+a33*port3)，
线性叠加信号OUT4＝(a40*port0+a41*port1+a42*port2+a43*port3)，
线性叠加信号OUT5＝(a50*port0+a51*port1+a52*port2+a53*port3)，
得到线性叠加信号OUT0-OUT5后，基站A将OUT0通过ANT0发送给UE，基站A还将OUT1通过ANT1发送给UE，基站B将OUT2通过ANT2发送给UE，基站B将OUT3通过ANT3发送给UE，基站C将OUT4通过ANT4发送给UE，基站C将OUT5通过ANT5发送给UE，使得UE的两根接收天线可以分别接收到六路线性叠加信号。经过矩阵A的正交变换后，UE所接收到的四个天线端口的信道功率始终是平衡的，从而避免了功率不平衡导致的MIMO性能恶化，其中，UE对接收到的天线端口的信道功率的推导过程可以参见上述图3对应实施例中的S205步骤中所描述的UE对接收到的天线端口的信道功率的推导，这里不再进行赘述。此外，由于正交变换不改变物理信道的相关性，从而不影响MIMO多流传输的效果。由此可见，基站组中的基站数量推广到2个以上时，仍然可以避免功率不平衡导致的下行性能损失，从而提升了下行传输效率。
进一步的，本发明实施例所涉及到的基站组中的各基站所对应的天线数量可以不相等，以图3c为例，图3c展示的是分布式4x2MIMO组网场景，以2个基站为例进行描述，其中基站A有两根天线ANT0和ANT1，基站B有四根天线ANT2、ANT3、ANT4以及ANT5，两个基站的6根天线与UE的2根天线组成分布式4x2MIMO，且ANT0和ANT1覆盖的小区与ANT2、ANT3、ANT4以及ANT5覆盖的小区具有相同的小区标识。基站A和基站B对天线端口port0-port3的信号进行正交变换的过程如下：
若预设的用于正交变换的矩阵为矩阵A，矩阵A中的前四行元素构成正交矩阵，最后两行的线性变换与前四行的线性变换一致，
矩阵A＝[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33
a40，a41，a42，a43，
a50，a51，a52，a53]，
则对天线端口port0-port3的信号进行正交变换后，得到
线性叠加信号OUT0＝(a00*port0+a01*port1+a02*port2+a03*port3)，
线性叠加信号OUT1＝(a10*port0+a11*port1+a12*port2+a13*port3)，
线性叠加信号OUT2＝(a20*port0+a21*port1+a22*port2+a23*port3)，
线性叠加信号OUT3＝(a30*port0+a31*port1+a32*port2+a33*port3)，
线性叠加信号OUT4＝(a40*port0+a41*port1+a42*port2+a43*port3)，
线性叠加信号OUT5＝(a50*port0+a51*port1+a52*port2+a53*port3)，
得到线性叠加信号OUT0-OUT5后，基站A将OUT0通过ANT0发送给UE，基站A还将OUT1通过ANT1发送给UE，基站B将OUT2通过ANT2发送给UE，基站B将OUT3通过ANT3发送给UE，基站B将OUT4通过ANT4发送给UE，基站B将OUT5通过ANT5发送给UE，使得UE的两根接收天线可以分别接收到六路线性叠加信号。经过矩阵A的正交变换后，UE所接收到的四个天线端口的信道功率始终是平衡的，从而避免了功率不平衡导致的MIMO性能恶化，其中，UE对接收到的天线端口的信道功率的推导过程可以参见上述图3对应实施例中的S205步骤中所描述的UE对接收到的天线端口的信道功率的推导，这里不再进行赘述。由此可见，基站组中的各基站所对应的天线数量不相等时，仍然可以避免功率不平衡导致的下行性能损失，从而提升了下行传输效率。
由此可见，本发明实施例通过根据预设的用于正交变换的矩阵对天线端口的信号进行正交变换，并将所述正交变换后的天线端口的信号通过地理位置不同的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。
请参见图4，是本发明实施例提供的一种基站的结构示意图，所述基站1可以包括：处理单元10、发送单元20、设置单元30；
所述处理单元10，用于对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
具体的，当某个基站组中只有一个基站1时，所述基站1的所述处理单元10可以对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，该基站所形成的天线端口的数量为该基站组中天线端口的总量。当某个基站组中包含至少两个基站时，基站1的处理单元10与该基站组中的其他基站的处理单元均可以先相互共享各自的下行信道的数据，使得每个基站均得到总的下行信道的数据，基站1的处理单元10与该基站组中的其他基站的处理单元再分别对所述总的下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，每个基站所形成的天线端口的数量均为该基站组中天线端口的总量；或者，当某个基站组中包含至少两个基站时，基站1的处理单元10与该基站组中的其他基站的处理单元先分别对各自的下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号，基站1的处理单元10与该基站组中的其他基站的处理单元再相互共享各自所形成的天线端口，使得每个基站获得的天线端口数量均为该基站组中天线端口的总量。其中，基站组可以包括至少一个基站，基站组可以构成分布式天线系统或者分布式组网场景，分布式组网场景可以包括宏宏组网、宏微组网、微微组网。
所述处理单元10，还用于根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
具体的，在所述处理单元10得到所在基站组中的所有天线端口的信号后，所述处理单元10还可以根据预设的用于正交变换的矩阵对所有天线端口的信号进行正交变换，其正交变换的具体过程可以为：用矩阵中每一行的元素分别与所有天线端口的信号进行线性叠加，每一行元素所对应的线性变换相互正交。例如，所述用于正交变换的矩阵包括两行元素，所述处理单元10将第一行元素与所有天线端口的信号进行线性叠加，将第二行元素与所有天线端口的信号进行线性叠加，两个线性叠加的过程称之为正交变换。无论基站组中的基站数量为一个或多个，每个基站的处理单元都可以根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换。
其中，所述处理单元10，具体用于为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，再分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
所述发送单元20，用于将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识；
具体的，当基站组中的基站数量为一个时，所述基站1的发送单元20将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，即可使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。当基站组中的基站数量为大于一个时，所述基站1的发送单元20可以将所述正交变换后的天线端口的信号通过本地基站的天线发送给用户设备，并控制所述基站组内的其他基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过各自的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识，说明所述不同的天线均处于一个基站组中。由S102步骤可知通过所述用于正交变换的矩阵中的每行元素分别对所述天线端口的信号进行线性叠加，可以得到至少一个线性叠加信号，因此，所述正交变换后的天线端口的信号包括至少一个线性叠加信号。所述发送单元20将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备的具体过程为：所述发送单元20将所述至少一个线性叠加信号分别通过对应的天线同时发送给用户设备。所述发送单元20在将所述至少一个线性叠加信号分别传输到对应天线之前，还需执行：对所述至少一个线性叠加信号进行资源映射、OFDM信号生成以及中射频变换处理，再将处理后的至少一个线性叠加信号输出到对应的天线上。其中，所述资源映射、OFDM信号生成以及中射频变换三种处理方式均为现有技术，这里不再进行赘述。
以上述图3a所展示的分布式4x2MIMO组网场景为例，并以两个基站为例进行描述，其中基站A有两根天线ANT0和ANT1，基站B有两根天线ANT2和ANT3，两个基站的4根天线与UE的2根天线组成分布式4x2MIMO，且ANT0和ANT1覆盖的小区与ANT2和ANT3覆盖的小区具有相同的小区标识。基站A的处理单元和基站B的处理单元对天线端口port0-port3的信号进行正交变换的过程如下：
若预设的用于正交变换的矩阵为正交矩阵A，
正交矩阵A＝[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33]，
则两个基站的处理单元对天线端口port0-port3的信号进行正交变换后，均得到
线性叠加信号OUT0＝(a00*port0+a01*port1+a02*port2+a03*port3)，
线性叠加信号OUT1＝(a10*port0+a11*port1+a12*port2+a13*port3)，
线性叠加信号OUT2＝(a20*port0+a21*port1+a22*port2+a23*port3)，
线性叠加信号OUT3＝(a30*port0+a31*port1+a32*port2+a33*port3)；
基站A的发送单元将OUT0通过ANT0发送给UE，基站A的发送单元还将OUT1通过ANT1发送给UE，基站B的发送单元将OUT2通过ANT2发送给UE，基站B的发送单元将OUT3通过ANT3发送给UE，使得UE的两根接收天线可以分别接收到四路线性叠加信号，使得UE接收到的四个天线端口的信道功率始终是平衡的，从而避免了功率不平衡导致的MIMO性能恶化。此外，由于正交变换不改变物理信道的相关性，从而不影响MIMO多流传输的效果。
所述设置单元30，用于根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
具体的，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。所述设置单元30是在所述处理单元10对所述天线端口的信号进行正交变换之前执行的，所述设置单元30确定基站组中的基站数量，并分别获取基站组内的各个基站的天线数量和天线端口数量，以计算出基站组内的天线数量和天线端口数量。
所述设置单元30将所述基站组内的天线数量设置为所述用于正交变换的矩阵的行数，并将所述基站组内的天线端口数量设置为所述用于正交变换的矩阵的列数，以生成所述用于正交变换的矩阵。其中，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等。
其中，当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵，例如，所述用于正交变换的矩阵为：
[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33]。
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵，例如，所述用于正交变换的矩阵为：
[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13
a20，a21，a22，a23
a30，a31，a32，a33
…
an0，an1，an2，an3]，其中，所述用于正交变换的矩阵的第一行至第四行的元素可构成一个正交矩阵，第五行至第n行中每行的线性变换和前四行的线性变换可以一致或者不一致。
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵，例如，所述用于正交变换的矩阵为：
[a00，a01，a02，a03
a10，a11，a12，a13]，其中，所述用于正交变换的矩阵的两行元素为某个4x4的正交矩阵中的其中两行。
可选的，当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，所述设置单元30还可以对所述用于正交变换的矩阵进行更新；例如，检测到天线数量增加时，所述设置单元30可以增加已有的用于正交变换的矩阵的行数，使得新增的天线也可以根据新增的行元素发射对应的线性叠加信号。
由此可见，本发明实施例通过根据预设的用于正交变换的矩阵对天线端口的信号进行正交变换，并将所述正交变换后的天线端口的信号通过地理位置不同的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述图1至图3c的方法实施例中记载的信号处理的方法的部分或全部步骤。
请参见图5，为本发明实施例提供的另一种基站的结构示意图，所述基站1000可以包括处理器1001、通信接口1002和存储器1003(基站1000中的处理器1001的数量可以为一个或多个，图5中以一个处理器1001为例)。本发明的一些实施例中，处理器1001、通信接口1002和存储器1003可通过通信总线或其他方式连接，其中，图5以通过通信总线连接为例。
其中，所述通信接口1002，用于与用户设备进行通信；
所述存储器1003用于存储程序；
所述处理器1001用于执行所述程序，以实现
对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识。
其中，所述处理器1001还用于：
根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
其中，当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
其中，所述处理器1001具体用于：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
其中，所述处理器1001还用于：
当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
由此可见，本发明实施例通过根据预设的用于正交变换的矩阵对天线端口的信号进行正交变换，并将所述正交变换后的天线端口的信号通过地理位置不同的天线同时发送给用户设备，使得用户设备接收到的各个天线端口的信道功率始终平衡，提升了下行传输效率。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (16)
1.一种基站，其特征在于，包括：
处理单元，用于对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
所述处理单元，还用于根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
发送单元，用于将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识；
其中，还包括：
设置单元，用于根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
2.如权利要求1所述的基站，其特征在于，
当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
3.如权利要求1所述的基站，其特征在于，
所述处理单元，具体用于为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，再分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
4.如权利要求2所述的基站，其特征在于，
所述处理单元，具体用于为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，再分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
5.如权利要求1至4任一项所述的基站，其特征在于，
所述设置单元，还用于当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
6.一种基站，其特征在于，包括：处理器、通信接口和存储器，其中，
所述通信接口，用于与用户设备进行通信；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器用于执行所述程序，以实现
对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识；
其中，所述处理器还用于：
根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
7.如权利要求6所述的基站，其特征在于，
当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
8.如权利要求6所述的基站，其特征在于，所述处理器具体用于：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
9.如权利要求7所述的基站，其特征在于，所述处理器具体用于：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
10.如权利要求6至9任一项所述的基站，其特征在于，所述处理器还用于：
当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
11.一种信号处理的方法，其特征在于，包括：
基站对下行信道的数据进行组包、编码调制和多天线处理形成天线端口的信号；
所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换；
所述基站将所述正交变换后的天线端口的信号通过不同的天线同时发送给用户设备，所述不同的天线覆盖的小区具有相同的小区标识；
其中，在所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换的步骤之前，还包括：
所述基站根据天线数量和天线端口数量，设置所述用于正交变换的矩阵的行数和列数，以生成所述用于正交变换的矩阵，所述用于正交变换的矩阵中的每个元素的模值相等；
其中，所述用于正交变换的矩阵的行数为所述天线数量，且列数为所述天线端口数量。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，
当所述天线端口数量和所述天线数量相等时，所述用于正交变换的矩阵为正交矩阵；
当所述天线端口数量小于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵至少包括一个可构成正交矩阵的子矩阵；
当所述天线端口数量大于所述天线数量时，所述用于正交变换的矩阵为一个正交矩阵中的子矩阵。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换，包括：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站根据预设的用于正交变换的矩阵对所述天线端口的信号进行正交变换，包括：
为所述用于正交变换的矩阵中的各行元素与所述不同的天线设置对应关系，其中，所述对应关系是指所述各行元素与所述不同的天线为一一对应关系；
分别根据所述不同的天线分别对应的行元素对所述天线端口的信号进行线性叠加，以得到与所述不同的天线分别对应的线性叠加信号；
其中，所述线性叠加信号包括所述天线端口的信号的线性叠加信号。
15.如权利要求11至14任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
当检测到所述天线端口数量和/或所述天线数量发生变化时，所述基站对所述用于正交变换的矩阵进行更新。
16.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质可存储有计算机程序，所述程序执行包括权利要求11至15任意一项所述的方法。
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