CN106302268A - 一种上行多用户多输入多输出mu-mimo传输的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种上行多用户多输入多输出MU-MIMO传输的方法及装置，其中，方法包括：确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端；获取配对终端之间的当前时延差；根据预先设置的多径信道时延和当前时延差，计算第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量，使得第一定时提前量和第二定时提前量之间的差值等于多径信道时延；将第一定时提前量发送至第一终端，将第二定时提前量发送至第二终端，以使第一终端和第二终端分别根据第一定时提前量和第二定时提前量发送上行数据。本发明提升了MU-MIMO配对终端的上行解调性能，降低了配对终端的发射功率，从而降低了MU-MIMO功能开启后整个LTE系统中NI的抬升。

Description

一种上行多用户多输入多输出MU-MIMO传输的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种上行多用户多输入多输出MU-MIMO传输的方法及装置。
背景技术
上行MU-MIMO(Multiple User-Multiple Input and Multiple Output，多用户多输入多输出)技术是提高LTE小区的传输性能和吞吐量的一个重要手段，该技术并不会增加终端发送的复杂度，但是在基站端，需要完成用户的选择配对和多用户的检测，它通过不同用户在满足无线隔离条件的情况下，采用相同的时频资源，提升小区频谱复用系数，提升整体的吞吐量和频谱效率。如图1所示，为上行MU-MIMO技术的示意图。
由于MU-MIMO信号来自不同的用户，经过不同的信道，因此用户间互相干扰的程度不同，目前算法主要通过以下几种手段来降低配对用户的干扰：
(1)、配对用户的上行解调参考信号DMRS序列正交，必须满足上行DMRS的基序列相同，循环移位参数α的值正好相差6，以保证良好的信道估计性能。
(2)配对算法：通过有效的用户配对过程，使配对用户之间的干扰最小，进而更好的获得多用户分集增益，保证配对后无线链路传输的可靠性以及鲁棒性。
(3)空分滤波：通过空分滤波有效消除配对用户的干扰，空分滤波算法的复杂度比较高和对硬件有新的要求，考虑到算法复杂度和MU-MIMO的效益平衡，目前该方法各厂商基本没有采用。
尽管采用了上述方法，上行MU-MIMO空分后，为了达到解调的性能，每个配对用户的发射功率还是高于单用户的发射功率，尤其是在好点和中点，用户有发射功率冗余的场景下。实际测试结果表明，小区好点和中点用户配对时，每个用户的发射功率抬升了3～5db，对同一基站下相邻小区的NI(noise andinterference，噪声和干扰)抬升非常明显。另外如果当同一基站下3个小区内用户同时采用MU-MIMO技术，MU-MIMO的性能将大幅下降。
发明内容
为了提升MU-MIMO配对终端的上行解调性能，降低配对终端的发射功率，从而降低MU-MIMO功能开启后整个LTE系统中NI的抬升，本发明提供了一种上行多用户多输入多输出MU-MIMO传输的方法及装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种上行多用户多输入多输出MU-MIMO传输的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端；
获取所述配对终端之间的当前时延差；
根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，使得所述第一定时提前量和所述第二定时提前量之间的差值等于所述多径信道时延；
将所述第一定时提前量发送至第一终端，将所述第二定时提前量发送至第二终端，以使所述第一终端和第二终端分别根据所述第一定时提前量和所述第二定时提前量发送上行数据。
可选的，所述根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，包括：获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量；获取所述配对终端的可调时延值，所述可调时延值为所述多径信道时延与所述当前时延差的差值；计算所述第一终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的和值，获得所述第一定时提前量；计算所述第二终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的差值，获得所述第二定时提前量。
可选的，所述根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，还包括：判断所述第一定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长减少所述第一定时提前量的值，直至所述第一定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围；其中，所述预设第二步长小于所述预设第一步长；判断所述第二定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长增加所述第二定时提前量的值，直至所述第二定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
可选的，所述获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量，包括：对所述配对终端的上行解调参考信号DMRS进行解调，分别获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量。
可选的，所述获取所述配对终端之间的当前时延差，包括：对所述配对终端的上行DMRS进行解调，获取所述配对终端之间的当前时延差。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种上行MU-MIMO传输的装置，所述装置包括：选择模块，用于确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端；获取模块，用于获取所述配对终端之间的当前时延差；计算模块，用于根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，使得所述第一定时提前量和所述第二定时提前量之间的差值等于所述多径信道时延；发送模块，用于将所述第一定时提前量发送至第一终端，将所述第二定时提前量发送至第二终端，以使所述第一终端和第二终端分别根据所述第一定时提前量和所述第二定时提前量发送上行数据。
可选的，所述计算模块进一步用于，获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量；获取所述配对终端的可调时延值，所述可调时延值为所述多径信道时延与所述当前时延差的差值；计算所述第一终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的和值，获得所述第一定时提前量；计算所述第二终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的差值，获得所述第二定时提前量。
可选的，所述计算模块进一步用于，判断所述第一定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长减少所述第一定时提前量的值，直至所述第一定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围；其中，所述预设第二步长小于所述预设第一步长；判断所述第二定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长增加所述第二定时提前量的值，直至所述第二定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
可选的，所述计算模块进一步用于，对所述配对终端的上行解调参考信号DMRS进行解调，分别获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量。
可选的，所述获取模块进一步用于，对所述配对终端的上行DMRS进行解调，获取所述配对终端之间的当前时延差。
本发明的有益效果是：
本发明提供的上行MU-MIMO传输的方法，首先根据预先设置的多径信道时延和配对终端之间的当前时延差，计算得到第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量，使得第一定时提前量和第二定时提前量之间的差值等于多径时延，然后将第一定时提前量发送至第一终端，将第二定时提前量发送至第二终端，使得第一终端和第二终端可以分别根据第一定时提前量和第二定时提前量发送上行数据。本发明通过调整配对终端中第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量，提升了MU-MIMO配对终端的上行解调性能，降低了配对终端的发射功率，从而降低了MU-MIMO功能开启后整个LTE系统中NI的抬升。
附图说明
图1表示上行MU-MIMO技术的示意图；
图2表示本发明的实施例中上行MU-MIMO传输的方法的步骤流程图；
图3表示本发明的实施例中上行MU-MIMO传输的方法的详细步骤流程图；以及
图4表示本发明的实施例中上行MU-MIMO传输的装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图2所示，为本发明的实施例中上行MU-MIMO传输的方法的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤101，确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端。
在本步骤中，基站可以利用现有的配对算法确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端。
步骤102，获取配对终端之间的当前时延差。
在本步骤中，基站获取配对终端之间的当前时延差，即获取第一终端和第二终端之间的当前时延差。具体的，时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间，时延差是指信号传输单位长度时，由于两个相互正交的偏振模的传输常数不同，使得所需要的时间不同，造成时延上的差别，在本步骤中，当前时延差是指第一终端传输信号时产生的时延与第二终端传输信号时产生的时延的差值。
步骤103，根据预先设置的多径信道时延和当前时延差，计算第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量。
在本步骤中，基站网管首先预先配置多径信道时延，具体的，多径信道时延是指由电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。其中，多径现象是指在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)，许多时延不同的传输路径。
然后，基站根据预先设置的多径信道时延和当前时延差，计算第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量，以使得第一定时提前量和第二定时提前量之间的差值等于多径信道时延。
具体的，定时提前量是为了保证接收信号侧即基站侧的时间同步。于终端侧来说，定时提前量本质上是终端接收到下行子帧的起始时间与传输上行子帧的时间之间的一个负偏移，基站侧通过适当的控制每个终端的偏移，可以控制来自不同终端的上行信号到达基站的时间。因此，在终端和基站通信时，为了保证基站收到的终端在本时隙上发送的消息与基站在其下一个时隙收到的另一个消息不重叠，从而正确解码信息，需要设置定时提前量。
具体的，在本步骤中，第一定时提前量和第二定时提前量均为调整后的定时提前量。
步骤104，将第一定时提前量发送至第一终端，将第二定时提前量发送至第二终端。
在本步骤中，基站将第一定时提前量发送至第一终端，将第二定时提前量发送至第二终端，以使第一终端和第二终端分别根据第一定时提前量和第二定时提前量发送上行数据。
在本实施例中，基站通过调整配对终端中第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量，提升了MU-MIMO配对终端的上行解调性能，降低了配对终端的发射功率，从而降低了MU-MIMO功能开启后整个LTE系统中NI的抬升。
如图3所示，为本发明的实施例中上行MU-MIMO传输的方法的详细步骤流程图，包括如下步骤：
步骤101，确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端。
步骤102，获取配对终端之间的当前时延差。
在本步骤中，基站通过对配对终端的上行解调参考信号DMRS进行解调，获取配对终端之间的当前时延差。
步骤201，获取第一终端的当前定时提前量和第二终端的当前定时提前量。
在本步骤中，基站通过对配对终端的上行DMRS进行解调，分别获取第一终端的当前定时提前量和第二终端的当前定时提前量。
步骤202，获取配对终端的可调时延值。
在本步骤中，可调时延值是指可以调整的时延的值。具体的，可调时延值△T为多径信道时延Td与当前时延差Tc的差值，即△T＝Td－Tc。
步骤203，计算第一终端的当前定时提前量与可调时延值的预设第一步长的和值，获得第一定时提前量。
在本步骤中，获得第一定时提前量TA1，其中，第一定时提前量TA1为第一终端的当前定时提前量Ta1与可调时延值△T的预设第一步长的和值。
假设，预设可调时延值△T的预设第一步长为△T/2，则第一定时提前量TA1为第一终端的当前定时提前量Ta1与1/2的可调时延值的和值，即
TA1＝Ta1+△T/2。
步骤204，计算第二终端的当前定时提前量与可调时延值的预设第一步长的差值，获得第二定时提前量。
在本步骤中，获得第二定时提前量TA2，其中，第二定时提前量TA2为第二终端的当前定时提前量Ta2与可调时延值△T的预设第一步长的差值。
其中，预设可调时延值△T的预设第一步长为△T/2，则第二定时提前量TA2为第二终端的当前定时提前量Ta2与1/2的可调时延值的差值，即
TA2＝Ta2－△T/2。
步骤205，判断第一定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围。
在本步骤中，基站判断配对终端中第一终端的第一定时提前量是否会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围。
步骤206，若判断结果为是，则按照可调时延值的预设第二步长减少第一定时提前量的值，直至第一定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
在本步骤中，若判断第一定时提前量会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围，则按照可调时延值的预设第二步长减少第一定时提前量的值，直至第一定时提前量不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围，其中，预设第二步长小于预设第一步长。具体的，在第一定时提前量调整至不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围时，将第一定时提前量发送至第一终端，由第一终端根据第一定时提前量发送上行数据。
假设，预设可调时延值△T的预设第一步长为△T/2，预设第二步长为△T/8，则按照△T/8的值重新调整第一定时提前量，即按照△T/8的值持续减少第一定时提前量的值，直至第一定时提前量不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围。
具体的，若起始计算得到的第一定时提前量不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围，则直接将第一定时提前量发送至第一终端，以使第一终端根据第一定时提前量发送上行数据。
步骤207，判断第二定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围。
在本步骤中，基站判断配对终端中第二终端的第二定时提前量是否会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围。
步骤208，若判断结果为是，则按照可调时延值的预设第二步长增加第二定时提前量的值，直至第二定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
在本步骤中，若判断第二定时提前量会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围，则按照可调时延值的预设第二步长增加第二定时提前量的值，直至第二定时提前量不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围。具体的，当第二定时提前量调整至不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围时，将第二定时提前量发送至第二终端，由第二终端根据第二定时提前量发送上行数据。
假设，预设可调时延值△T的预设第一步长为△T/2，预设第二步长为△T/8，则按照△T/8的值重新调整第二定时提前量，即按照△T/8的值持续增加第二定时提前量的值，直至第二定时提前量不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围。
具体的，若起始计算得到的第二定时提前量不会导致解调上行DMRS时超出解调窗口范围，则直接将第二定时提前量发送至第二终端，以使第二终端根据第二定时提前量发送上行数据。
如图4所示，为本发明的实施例中上行MU-MIMO传输的装置的结构框图，该装置包括：
选择模块301，用于确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端；
获取模块302，用于获取配对终端之间的当前时延差；
计算模块303，用于根据预先设置的多径信道时延和当前时延差，计算第一终端的第一定时提前量和第二终端的第二定时提前量，使得第一定时提前量和第二定时提前量之间的差值等于多径信道时延；
发送模块304，用于将第一定时提前量发送至第一终端，将第二定时提前量发送至第二终端，以使第一终端和第二终端分别根据第一定时提前量和第二定时提前量发送上行数据。
可选的，计算模块303进一步用于，获取第一终端的当前定时提前量和第二终端的当前定时提前量；获取配对终端的可调时延值，可调时延值为多径信道时延与当前时延差的差值；计算第一终端的当前定时提前量与可调时延值的预设第一步长的和值，获得第一定时提前量；计算第二终端的当前定时提前量与可调时延值的预设第一步长的差值，获得第二定时提前量。
可选的，计算模块303进一步用于，判断第一定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长减少第一定时提前量的值，直至第一定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围；其中，预设第二步长小于预设第一步长；判断第二定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长增加第二定时提前量的值，直至第二定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
可选的，计算模块303进一步用于，对配对终端的上行解调参考信号DMRS进行解调，分别获取第一终端的当前定时提前量和第二终端的当前定时提前量。
可选的，获取模块302进一步用于，对配对终端的上行DMRS进行解调，获取配对终端之间的当前时延差。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种上行多用户多输入多输出MU-MIMO传输的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端；
获取所述配对终端之间的当前时延差；
根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，使得所述第一定时提前量和所述第二定时提前量之间的差值等于所述多径信道时延；
将所述第一定时提前量发送至第一终端，将所述第二定时提前量发送至第二终端，以使所述第一终端和第二终端分别根据所述第一定时提前量和所述第二定时提前量发送上行数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，包括：
获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量；
获取所述配对终端的可调时延值，所述可调时延值为所述多径信道时延与所述当前时延差的差值；
计算所述第一终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的和值，获得所述第一定时提前量；
计算所述第二终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的差值，获得所述第二定时提前量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，还包括：
判断所述第一定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长减少所述第一定时提前量的值，直至所述第一定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围；其中，所述预设第二步长小于所述预设第一步长；
判断所述第二定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长增加所述第二定时提前量的值，直至所述第二定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量，包括：
对所述配对终端的上行解调参考信号DMRS进行解调，分别获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述配对终端之间的当前时延差，包括：
对所述配对终端的上行DMRS进行解调，获取所述配对终端之间的当前时延差。
6.一种上行MU-MIMO传输的装置，其特征在于，所述装置包括：
选择模块，用于确定MU-MIMO配对终端中的第一终端和第二终端；
获取模块，用于获取所述配对终端之间的当前时延差；
计算模块，用于根据预先设置的多径信道时延和所述当前时延差，计算所述第一终端的第一定时提前量和所述第二终端的第二定时提前量，使得所述第一定时提前量和所述第二定时提前量之间的差值等于所述多径信道时延；
发送模块，用于将所述第一定时提前量发送至第一终端，将所述第二定时提前量发送至第二终端，以使所述第一终端和第二终端分别根据所述第一定时提前量和所述第二定时提前量发送上行数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块进一步用于，
获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量；获取所述配对终端的可调时延值，所述可调时延值为所述多径信道时延与所述当前时延差的差值；计算所述第一终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的和值，获得所述第一定时提前量；计算所述第二终端的当前定时提前量与所述可调时延值的预设第一步长的差值，获得所述第二定时提前量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块进一步用于，判断所述第一定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长减少所述第一定时提前量的值，直至所述第一定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围；其中，所述预设第二步长小于所述预设第一步长；判断所述第二定时提前量是否会导致上行解调时超出解调窗口范围，若是，则按照可调时延值的预设第二步长增加所述第二定时提前量的值，直至所述第二定时提前量不会导致上行解调时超出解调窗口范围。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块进一步用于，对所述配对终端的上行解调参考信号DMRS进行解调，分别获取所述第一终端的当前定时提前量和所述第二终端的当前定时提前量。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块进一步用于，对所述配对终端的上行DMRS进行解调，获取所述配对终端之间的当前时延差。
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