CN106411792B - 无线通信方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种无线通信方法和装置，所述方法包括：宏基站接收微基站发送的第一上行信号和第二上行信号，该第一上行信号和第二上行信号的差异是该第一上行信号使用下行信道的第一干扰信息进行了预编码，因此，第一上行信号中包括了下行信道的第一干扰信息。宏基站通过第一上行信号和第二上行信号的差异能够得到下行信道的第二干扰信息。所述方法中，宏基站通过获取下行信道的第二干扰信息，能够根据第二干扰信息在发射端进行干扰的抑制，从而能够将层间、用户间信号与干扰进行有效适配，以提升系统性能或增强现有方案。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种无线通信方法和装置。
背景技术
移动宽带网络与日俱增的用户速率需求使得宏微组网成为一种趋势，宏微组网即通过宏基站(Macro Base Station)和微基站(Micro Base Station)共同覆盖组网的方式，微基站也称为小基站(pico)或小小区(small cell)，微基站作用是进行盲点、热点容量及覆盖增强。由于宏基站和微基站部署位置的不固定特性导致宏基站和微基站之间采用光纤等有线方式进行回程通信的成本高昂，使得无线回程通信成为一种技术方向，其中，回程通信指宏基站和微基站之间的无线通信。
在无线回程系统中，干扰会影响系统容量。如果采用未授权(Un-license)频段部署无线回程系统，由于未授权频段的干扰通常较强，且具有不可预知的时变性及随机性，会对下行信道的传输造成很大的影响，显著降低下行信道的容量。现有技术中，为了降低干扰对下行信道的传输，微基站在接收端对干扰作抑制处理，通常抑制处理的算法复杂度较高，且效果难以保证。
发明内容
本发明实施例提供了一种无线通信方法和装置，以提升系统性能或增强现有方案。
本发明第一方面提供一种无线通信方法，包括：
宏基站在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，所述第一上行信号是所述微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，并经过所述上行信道传输信号，所述第一干扰信息是所述微基站对所述下行信道进行信道估计得到的；
宏基站在所述上行信道上接收所述微基站发送的第二上行信号，所述第二上行信号是经过所述上行信道传输的所述预知的导频信号；
所述宏基站根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
所述宏基站根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵；
所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过所述下行信道发送给所述微基站。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述宏基站根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息，包括：
所述宏基站根据所述预知的上行导频信号和所述第一上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行等效信道矩阵；
所述宏基站根据所述预知的上行导频信号和所述第二上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行物理信道矩阵；
所述宏基站根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述宏基站根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵，包括：
所述宏基站根据如下公式得到所述第二下行干扰协方差矩阵
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述宏基站根据所述第二干扰信息确定所述微基站的下行等效信道矩阵，包括：
所述宏基站根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向；
所述宏基站根据所述干扰的方向和所述干扰的强度生成干扰协作权值；
所述宏基站根据所述干扰协作权值和所述下行信道的物理信道矩阵得到所述下行信道的下行等效信道矩阵。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述宏基站根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向，包括：
所述宏基站对所述第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到所述干扰的方向和所述干扰的强度。
结合第一方面的第一种至第六种可能的实现方式中的任意一种，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码，包括：
所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行单用户多输入多输出SU-MIMO预编码；
或者，所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵以及所述宏基站的其他下行信道的下行等效信道矩阵进行多用户多输入多输出MU-MIMO预编码。
本发明第二方面提供一种无线通信方法，包括：
微基站接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号；
所述微基站根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息；
所述微基站使用所述第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给所述宏基站；
所述微基站将所述预知的导频信号通过所述上行信道发送给所述宏基站。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：
所述微基站获取所述下行信道的时域变换特性和所述干扰的时延变换特性；
当所述下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且所述下行信道时域变换与所述干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，所述微基站发送预编码后的所述预知的导频信号的发送间隔大于发送所述预知的导频信号的发送间隔。
本发明第三方面提供一种宏基站，包括：
接收模块，用于在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，所述第一上行信号是所述微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，并经过所述上行信道传输信号，所述第一干扰信息是所述微基站对所述下行信道进行信道估计得到的；
所述接收模块，还用于在所述上行信道上接收所述微基站发送的第二上行信号，所述第二上行信号是经过所述上行信道传输的所述预知的导频信号；
获取模块，用于根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，还包括：
确定模块，用于根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵；
发送模块，用于根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过所述下行信道发送给所述微基站。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵。
结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述获取模块具体用于：
根据所述预知的上行导频信号和所述第一上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行等效信道矩阵；
根据所述预知的上行导频信号和所述第二上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行物理信道矩阵；
根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵。
结合第三方面的第三种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中，所述获取模块具体用于：
根据如下公式得到所述第二下行干扰协方差矩阵
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于：
根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向；
根据所述干扰的方向和所述干扰的强度生成干扰协作权值；
根据所述干扰协作权值和所述下行信道的物理信道矩阵得到所述下行信道的下行等效信道矩阵。
结合第三方面的第五种可能的实现方式，在第三方面的第六种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于：
对所述第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到所述干扰的方向和所述干扰的强度。
结合第三方面的第一种至第六种可能的实现方式中的任意一种，在第三方面的第七种可能的实现方式中，所述发送模块具体用于：
根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行单用户多输入多输出SU-MIMO预编码；
或者，根据所述下行等效信道矩阵以及所述宏基站的其他下行信道的下行等效信道矩阵进行多用户多输入多输出MU-MIMO预编码。
本发明第四方面提供一种微基站，包括：
接收模块，用于接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号；
第一获取模块，用于根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息；
发送模块，用于使用所述第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给所述宏基站；
所述发送模块，还用于将所述预知的导频信号通过所述上行信道发送给所述宏基站。
结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。
结合第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式，在第四方面的第二种可能的实现方式中，还包括：
第二获取模块，用于获取所述下行信道的时域变换特性和所述干扰的时延变换特性；
所述发送模块还用于：当所述下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且所述下行信道时域变换与所述干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，确定发送预编码后的所述预知的导频信号的发送间隔大于发送所述预知的导频信号的发送间隔。
本发明实施例提供的无线通信方法和装置，包括：宏基站接收微基站发送的第一上行信号和第二上行信号，该第一上行信号和第二上行信号的差异是该第一上行信号使用下行信道的第一干扰信息进行了预编码，因此，第一上行信号中包括了下行信道的第一干扰信息。宏基站通过第一上行信号和第二上行信号的差异能够得到下行信道的第二干扰信息。所述方法中，宏基站通过获取下行信道的第二干扰信息，能够根据第二干扰信息在发射端进行干扰的抑制，从而能够将层间、用户间信号与干扰进行有效适配，以提升系统性能或增强现有方案。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为无线回程系统的架构示意图；
图2为现有的无线回程通信中下行发射的信号模型示意图；
图3为本发明实施例一提供的无线通信方法的流程图；
图4为本发明实施例二提供的无线通信方法的流程图；
图5为本发明实施例二提供的第二干扰信息的计算方法；
图6为本发明实施例四提供的无线通信方法的流程图；
图7为本发明实施例五提供的宏基站的结构示意图；
图8为本发明实施例六提供的宏基站的结构示意图；
图9为本发明实施例七提供的微基站的结构示意图；
图10为本发明实施例八提供的宏基站的结构示意图；
图11为本发明实施例九提供的微基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明实施例的方法应用在无线回程通信中，回程通信即宏基站和微基站之间的通信，图1为无线回程系统的架构示意图，如图1所示，无线回程系统包括：多个宏基站11和多个微基站12。宏基站11的覆盖范围大，微基站12的覆盖范围很小，宏基站11进行主要的覆盖，微基站12用于进行盲点、热点容量及覆盖增强。
图2为现有的无线回程通信中下行发射的信号模型示意图，图2中以两个微基站进行空间复用为例进行说明，Hk,Wk,sk,uk分别表示宏基站与第k个微基站之间的下行物理信道矩阵(维度NMS×NBS)、预编码矩阵NBS×NL、发射信号向量及干扰向量(维度NL×1)，NMS表示微基站的收发天线数，NBS表示宏基站的收发天线数，并且通常场景下NMS≤NBS，NL表示空分复用层数。通过图2可知，对于微基站1，其接收到的有用信号为H1W1s1，受到的干扰信号包括：来自微基站2的干扰H1W2s2，还有干扰u1。对于微基站2，其接收到的有用信号为H2W2s2，受到的干扰信号包括：来自微基站1的干扰H2W1s1，还有带外干扰u2，带外干扰是指异系统同频干扰。
现有技术中，为了降低干扰对下行信道的传输，微基站在接收端对干扰作抑制处理，通常抑制处理的算法复杂度较高，且效果难以保证。为了解决现有技术的问题，本发明实施例一提供一种无线通信方法，图3为本发明实施例一提供的无线通信方法的流程图，如图3所示，本实施例提供的方法包括以下步骤：
步骤101、宏基站在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，该第一上行信号是微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后的信号，第一干扰信息是微基站对下行信道进行信道估计得到的。
微基站可以根据下行信道上接收到的下行导频信号与预知的下行导频信号进行信道估计得到第一干扰信息，该第一干扰信息可以包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。其中，第一下行干扰协方差矩阵可以通过微基站接收到的下行导频信号与预知的下行导频信号的差值进行平均得到，而第一下行干扰协方差矩阵的特征向量可以对第一下行干扰协方差矩阵进行特征分解得到，第一下行干扰协方差矩阵的归一化值可以对第一下行干扰协方差矩阵进行归一化处理得到。
步骤102、宏基站在上行信道上接收微基站发送的第二上行信号，该第二上行信号是经过上行信道传输的预知的导频信号。
步骤103、宏基站根据该第一上行信号和该第二上行信号获取下行信道的第二干扰信息。
本实施例中，该第一上行信号和该第二上行信号的差异在于：该第一上行信号采用下行信道的第一干扰信息进行了预编码，而第二上行信号没有采用第一干扰信息进行预编码。因此，宏基站根据该第一上行信号和该第二上行信号的差异可以得到下行信道的第二干扰信息，得到的第二干扰信息可能与下行信道实际的第一干扰信息并不完全相同，但是第二干扰信息与下行信道实际的第一干扰信息的差异是能够容忍的，第二干扰信息能够反应下行信道的干扰情况。
本实施例中，宏基站接收微基站发送的第一上行信号和第二上行信号，该第一上行信号和第二上行信号的差异是该第一上行信号使用下行信道的第一干扰信息进行了预编码，因此，第一上行信号中包括了下行信道的第一干扰信息。宏基站通过第一上行信号和第二上行信号的差异能够得到下行信道的第二干扰信息。所述方法中，宏基站通过获取下行信道的第二干扰信息，能够根据第二干扰信息在发射端进行干扰的抑制，从而能够将层间、用户间信号与干扰进行有效适配，以提升系统性能或增强现有方案。
在上述实施例一的基础上，本发明实施例二中宏基站进一步根据第二干扰信息，在发射端进行干扰抑制。图4为本发明实施例二提供的无线通信方法的流程图，如图4所示，本实施例提供的方法可以包括以下步骤：
步骤201、宏基站在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，该第一上行信号是微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后的信号，第一干扰信息是微基站对下行信道进行信道估计得到的。
步骤202、宏基站在上行信道上接收微基站发送的第二上行信号，该第二上行信号是经过上行信道传输的预知的导频信号。
步骤203、宏基站根据该第一上行信号和该第二上行信号获取下行信道的第二干扰信息。
步骤204、宏基站根据第二干扰信息确定下行信道的下行等效信道矩阵。
若第二干扰的信息包括第二下行干扰协方差矩阵，则宏基站可以通过如下方式得到下行等效信道矩阵：首先，宏基站根据第二下行干扰协方差矩阵获取干扰的强度和所述干扰的方向。然后，宏基站根据干扰的方向和干扰的强度生成干扰协作权值。最后，宏基站根据干扰协作权值和下行信道的物理信道矩阵得到下行信道的下行等效信道矩阵。
其中，宏基站根据第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向，具体为：宏基站对第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到干扰的方向和干扰的强度。特征值分解的结果可以表示为：
其中，U表示干扰的方向，D表示干扰的强度。当然，宏基站还可以通过其他方式得到干扰的方向和干扰的强度。
一种实现方式中，干扰协作权值G可通过以下公式生成：G＝D-1/2UH，其中，U表示干扰的方向，D表示干扰的强度。
宏基站将干扰协作权值G作用到下行信道中，从而产生体现干扰协作后的下行等效信道矩阵
一种实现方式中下行等效信道矩阵
可以表示为：
H表示下行物理信道矩阵，G表示干扰协作权值。
步骤205、宏基站根据下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过下行信道发送给微基站。
若宏基站在当前时刻只有该下行信道用于传输，那么宏基站根据下行信道的下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行单用户多输入多输出(single-user MIMO，简称SU-MIMO)SU-MIMO预编码。若宏基站在当前时刻还有其他下行信道用于传输，宏基站可以根据该下行信道的下行等效信道矩阵以及其他下行信道的下行等效信道矩阵进行多用户多输入多输出MU-MIMO预编码。
对于SU-MIMO预编码，可以先对该下行等效信道矩阵进行奇异值分解(SingularValue Decomposition，简称SVD)，然后，采用注水算法(water filling)进行预编码使得下行信道容量达到最大。
对于MU-MIMO预编码，宏基站可能具有多个下行信道用于和多个微基站分别通信，宏基站会按照步骤101-103的方法获取每个下行信道的下行等效信道矩阵。然后，宏基站对多个下行信道进行联合干扰抑制，使得整个系统的下行信道容量达到最大。例如，宏基站可以对
作迫零(zero-forcing，简称ZF)运算或作特征向量迫零(Eigen-vector Zero-Force)，简称EZF)运算等预编码，
表示第K个下行信道的等效下行信道矩阵。
本实施例中，宏基站根据第二干扰信息确定下行信道的下行等效信道矩阵，并根据下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过下行信道发送给微基。所述方法中，宏基站通过根据第二干扰信息在发射端进行干扰的抑制，从而能够将层间、用户间信号与干扰进行有效适配，以提升系统性能或增强现有方案。
在实施例一的基础上，本发明实施例三提供一种计算第二干扰信息的方法，本实施例中主要对实施例一中步骤103展开详细的说明，图5为本发明实施例二提供的第二干扰信息的计算方法，如图5所示，本实施例提供的方法可以包括以下步骤：
步骤301、宏基站根据预知的上行导频信号和第一上行信号进行信道估计得到上行信道的上行等效信道矩阵。
当第一干扰信息包括第一下行干扰协方差矩阵时，该第一上行信号是微基站使用第一下行干扰协方差矩阵对预知的上行导频信号进行预编码后的信号。微基站那使用的预编码方法包括但不限于通过乘性操作将第一下行干扰协方差矩阵附加到预知的上行导频信号中，具体可以用第一下行干扰协方差矩阵左乘预知的上行导频信号得到第一上行信号：Ruus，其中，Ruu表示第一下行干扰协方差矩阵，s表示预知的上行导频信号。
本实施例中，由于第一上行信号是微基站使用第一下行干扰协方差矩阵对预知的上行导频信号进行预编码后的信号，并通过上行信道发送给宏基站的，因此，根据预知的上行导频信号和第一上行信号进行信道估计得到的信道矩阵是上行信道的等效信道矩阵。上行等效信道矩阵中包括上行物理信道的信息和下行干扰的信息，具体可以表示为
其中，
表示上行等效信道矩阵，H表示上行物理信道矩阵，Ruu表示第一下行干扰协方差矩阵。
当第一干扰信息包括第一下行干扰协方差矩阵的特征向量时，微基站需要提取第一下行干扰协方差矩阵的特征向量，然后，使用第一下行干扰协方差矩阵的特征向量对预知的上行导频信号进行预编码，得到第一上行信号。
当第一干扰信息包括第一下行干扰协方差矩阵的归一化值时，第一上行信号是微基站使用第一下行干扰协方差矩阵的归一化值对预知的上行导频信号进行预编码后的信号，第一上行信号可以表示为
表示第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，||Ruu||表示第一下行干扰协方差矩阵的范数，s表示预知的上行导频信号。该方案中，微基站还要通过信令将第一下行干扰协方差矩阵的范数发送给宏基站，宏基站根据预知的上行导频信号和第一上行信号进行信道估计得到上行信道的上行等效信道矩阵包括：宏基站根据预知的上行导频信号、第一上行信号和第一下行干扰协方差矩阵的范数进行信道估计得到上行信道的上行等效信道矩阵。
步骤302、宏基站根据预知的上行导频信号和第二上行信号进行信道估计得到上行信道的上行物理信道矩阵。
由于第二上行信号是没有经过第一下行干扰协方差矩阵预编码的预知的上行导频信号，因此，宏基站根据预知的上行导频信号和第二上行信号进行信道估计得到的上行物理信道矩阵是上行信道实际的物理信道矩阵，上行物理信道矩阵中不包括下行干扰的信息。
步骤303、宏基站根据上行等效信道矩阵和上行物理信道矩阵获取第二下行干扰协方差矩阵。
在获取上行等效信道矩阵和上行物理信道矩阵之后，宏基站利用二者的差异度估计得到第二下行干扰协方差矩。具体的差异度估计方法根据上行导频信号的预编码方法会相应变化。若微基站采用第一下行干扰协方差矩阵左乘预知的上行导频信号进行预编码，那么差异度估计方法可以通过如下公式计算：其中，
表示第二下行干扰协方差矩阵，
表示上行等效信道矩阵，H表示上行物理信道矩阵。即将上行物理信道矩形H的伪逆矩阵(HHH)-1HH左乘上行等效信道矩阵
得到第二下行干扰协方差矩阵其中，要使HHH可逆，需要满足条件：NMS≤NBS且H一般列满秩，其中，NMS表示微基站的收发天线数，NBS表示宏基站的收发天线数。
图6为本发明实施例四提供的无线通信方法的流程图，本实施例是从微基站侧进行描述，如图6所示，本实施例提供的方法可以包括以下步骤：
步骤401、微基站接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号。
步骤402、微基站根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息。
具体的，微基站可以根据接收到的下行导频信号和预知的下行导频信号进行信道估计得到下行信道的第一干扰信息。该第一干扰信息可以包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。微基站可以对接收到的下行导频信号和预知的下行导频信号的差值进行平均得到第一下行干扰协方差矩阵，进而根据第一下行干扰协方差矩阵得到其特征向量和归一化值。
步骤403、微基站使用第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给宏基站。
本实施例中对预编码方法不做限制，微基站可以采用乘性操作将第一干扰信息附加到预知的导频信号中一起发送给宏基站。
步骤404、微基站将预知的导频信号通过上行信道发送给宏基站。
本实施例中，微基站通过使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，将下行信道的第一干扰信息发送给宏基站，并将没有使用下行信道的第一干扰信息预编码的预知的导频信号发送给宏基站，以使宏基站根据接收到的两个信号的差异获取下行信道的第二干扰信息，根据第二干扰信息确定下行信道的下行等效信道矩阵，根据下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过下行信道发送给微基站。所述方法中，通过由宏基站在发射端进行干扰的抑制，从而能够将层间、用户间信号与干扰进行有效适配，从而提高下行信道的容量。
在实施例四的基础上，微基站还可以获取下行信道的时域变换特性和干扰的时延变换特性，下行信道的时域变换特性和干扰的时域变换特征可能不同，当下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且下行信道时域变换与干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，微基站发送预编码后的预知的导频信号的发送间隔大于发送预知的导频信号的发送间隔。即微基站在时域上以稀疏方式向宏基站发送没有经过预编码的导频信号，而以稠密方式向宏基站发送经过预编码后的导频信号，通过这种方式，可以减少微基站向宏基站反馈第一干扰的信息的开销。
图7为本发明实施例五提供的宏基站的结构示意图，如图7所示，本实施例提供给的宏基站包括：接收模块11和获取模块12。
其中，接收模块11，用于在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，所述第一上行信号是所述微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，并经过所述上行信道传输信号，所述第一干扰信息是所述微基站对所述下行信道进行信道估计得到的；
所述接收模块11，还用于在所述上行信道上接收所述微基站发送的第二上行信号，所述第二上行信号是经过所述上行信道传输的所述预知的导频信号；
获取模块12，用于根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息。
其中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵。
本实施例的宏基站，可用于执行实施例一的方案，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
图8为本发明实施例六提供的宏基站的结构示意图，如图8所示，本实施例提供给的宏基站在图7所示宏基站的基础上还包括：确定模块13和发送模块14。
确定模块13，用于根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵；
发送模块14，用于根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过所述下行信道发送给所述微基站。
可选的，所述确定模块13具体用于：
根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向；
根据所述干扰的方向和所述干扰的强度生成干扰协作权值；
根据所述干扰协作权值和所述下行信道的物理信道矩阵得到所述下行信道的下行等效信道矩阵。
其中，所述确定模块13根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向，具体为：对所述第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到所述干扰的方向和所述干扰的强度。
可选的，所述发送模块14具体用于：根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行SU-MIMO预编码；或者，根据所述下行等效信道矩阵以及所述宏基站的其他下行信道的下行等效信道矩阵进行MU-MIMO预编码。
本实施例的宏基站，可用于执行实施例二的方案，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
本发明实施例七提供一种宏基站，本实施例的宏基站的结构与图8所示宏基站的结构相同，请参照图8，本实施例中，所述获取模块12具体用于：
根据所述预知的上行导频信号和所述第一上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行等效信道矩阵；
根据所述预知的上行导频信号和所述第二上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行物理信道矩阵；
根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵。
其中，所述获取模块12根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵，具体为：
根据如下公式得到所述第二下行干扰协方差矩阵
本实施例的宏基站，可用于执行实施例三的方案，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
图9为本发明实施例七提供的微基站的结构示意图，如图9所示，本实施例提供的微基站包括：接收模块21、第一获取模块22和发送模块23。
其中，接收模块21，用于接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号；
第一获取模块22，用于根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息；
发送模块23，用于使用所述第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给所述宏基站；
所述发送模块23，还用于将所述预知的导频信号通过所述上行信道发送给所述宏基站。
其中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。
可选的，所述微基站还包括：第二获取模块(图9中未示出)，第二获取模块，用于获取所述下行信道的时域变换特性和所述干扰的时延变换特性；相应的，所述发送模块23还用于：当所述下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且所述下行信道时域变换与所述干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，确定发送预编码后的所述预知的导频信号的发送间隔大于发送所述预知的导频信号的发送间隔。
本实施例的微基站，可用于执行实施例四的方案，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
图10为本发明实施例八提供的宏基站的结构示意图，如图10所示，本实施例提供的宏基站300包括：发射器31、接收器32、处理器33和存储器34，所述发射器31、接收器32、存储器34通过系统总线与所述处理器33连接并通信；所述存储器34，用于存储计算机执行指令；所述处理器33，用于运行所述计算机执行指令。
其中，所述接收器32用于在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，所述第一上行信号是所述微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，并经过所述上行信道传输信号，所述第一干扰信息是所述微基站对所述下行信道进行信道估计得到的；
所述接收器32还用于在所述上行信道上接收所述微基站发送的第二上行信号，所述第二上行信号是经过所述上行信道传输的所述预知的导频信号；
所述处理器33用于根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息。
所述发射器31用于根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵；并根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过所述下行信道发送给所述微基站。
其中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵。
所述处理器33具体用于：根据所述预知的上行导频信号和所述第一上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行等效信道矩阵；根据所述预知的上行导频信号和所述第二上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行物理信道矩阵；根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵。
所述处理器33根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵，具体为：
根据如下公式得到所述第二下行干扰协方差矩阵
所述处理器33根据所述第二干扰信息确定所述微基站的下行等效信道矩阵，具体为：根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向；根据所述干扰的方向和所述干扰的强度生成干扰协作权值；根据所述干扰协作权值和所述下行信道的物理信道矩阵得到所述下行信道的下行等效信道矩阵。
其中，所述处理器33所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向，具体为：对所述第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到所述干扰的方向和所述干扰的强度。
可选的，所述发射器31具体用于：根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行单用户多输入多输出SU-MIMO预编码；或者，根据所述下行等效信道矩阵以及所述宏基站的其他下行信道的下行等效信道矩阵进行多用户多输入多输出MU-MIMO预编码。
本实施例的宏基站，可用于执行实施例一至实施例三的方案，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
图11为本发明实施例九提供的微基站的结构示意图，如图11所示，本实施例提供的微基站400包括：发射器41、接收器42、处理器43和存储器44，所述发射器41、接收器42、存储器44通过系统总线与所述处理器43连接并通信；所述存储器44，用于存储计算机执行指令；所述处理器43，用于运行所述计算机执行指令。
其中，接收器42用于接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号；
所述处理器43用于根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息；
所述发射器41用于使用所述第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给所述宏基站；
所述发射器41还用于将所述预知的导频信号通过所述上行信道发送给所述宏基站。
其中，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。
所述处理器43还用于获取所述下行信道的时域变换特性和所述干扰的时延变换特性；所述发射器41还用于：当所述下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且所述下行信道时域变换与所述干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，确定发送预编码后的所述预知的导频信号的发送间隔大于发送所述预知的导频信号的发送间隔。
本实施例的微基站，可用于执行实施例四的方案，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (22)
1.一种无线通信方法，其特征在于，包括：
宏基站在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，所述第一上行信号是所述微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，并经过所述上行信道传输信号，所述第一干扰信息是所述微基站对所述下行信道进行信道估计得到的；
宏基站在所述上行信道上接收所述微基站发送的第二上行信号，所述第二上行信号是经过所述上行信道传输的所述预知的导频信号；
所述宏基站根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述宏基站根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵；
所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过所述下行信道发送给所述微基站。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述宏基站根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息，包括：
所述宏基站根据所述预知的上行导频信号和所述第一上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行等效信道矩阵；
所述宏基站根据所述预知的上行导频信号和所述第二上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行物理信道矩阵；
所述宏基站根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述宏基站根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵，包括：
所述宏基站根据如下公式得到所述第二下行干扰协方差矩阵
其中，
表示所述上行等效信道矩阵，H表示所述上行物理信道矩阵。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵，则所述宏基站根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵，包括：
所述宏基站根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向；
所述宏基站根据所述干扰的方向和所述干扰的强度生成干扰协作权值；
所述宏基站根据所述干扰协作权值和所述下行信道的物理信道矩阵得到所述下行信道的下行等效信道矩阵。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述宏基站根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向，包括：
所述宏基站对所述第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到所述干扰的方向和所述干扰的强度。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码，包括：
所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行单用户多输入多输出SU-MIMO预编码；
或者，所述宏基站根据所述下行等效信道矩阵以及所述宏基站的其他下行信道的下行等效信道矩阵进行多用户多输入多输出MU-MIMO预编码。
9.一种无线通信方法，其特征在于，包括：
微基站接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号；
所述微基站根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息；
所述微基站使用所述第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给所述宏基站；
所述微基站将所述预知的导频信号通过所述上行信道发送给所述宏基站。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述微基站获取所述下行信道的时域变换特性和所述干扰的时延变换特性；
当所述下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且所述下行信道时域变换与所述干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，所述微基站发送预编码后的所述预知的导频信号的发送间隔大于发送所述预知的导频信号的发送间隔。
12.一种宏基站，其特征在于，包括：
接收模块，用于在上行信道上接收微基站发送的第一上行信号，所述第一上行信号是所述微基站使用下行信道的第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码，并经过所述上行信道传输信号，所述第一干扰信息是所述微基站对所述下行信道进行信道估计得到的；
所述接收模块，还用于在所述上行信道上接收所述微基站发送的第二上行信号，所述第二上行信号是经过所述上行信道传输的所述预知的导频信号；
获取模块，用于根据所述第一上行信号和所述第二上行信号获取所述下行信道的第二干扰信息。
13.根据权利要求12所述的宏基站，其特征在于，还包括：
确定模块，用于根据所述第二干扰信息确定所述下行信道的下行等效信道矩阵；
发送模块，用于根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行预编码后，通过所述下行信道发送给所述微基站。
14.根据权利要求12或13所述的宏基站，其特征在于，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值，所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵。
15.根据权利要求14所述的宏基站，其特征在于，所述获取模块具体用于：
根据所述预知的上行导频信号和所述第一上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行等效信道矩阵；
根据所述预知的上行导频信号和所述第二上行信号进行信道估计得到所述上行信道的上行物理信道矩阵；
根据所述上行等效信道矩阵和所述上行物理信道矩阵获取所述第二下行干扰协方差矩阵。
16.根据权利要求15所述的宏基站，其特征在于，所述获取模块具体用于：
根据如下公式得到所述第二下行干扰协方差矩阵
17.根据权利要求13所述的宏基站，其特征在于，若所述第二干扰信息包括第二下行干扰协方差矩阵，则所述确定模块具体用于：
根据所述第二下行干扰协方差矩阵获取所述干扰的强度和所述干扰的方向；
根据所述干扰的方向和所述干扰的强度生成干扰协作权值；
根据所述干扰协作权值和所述下行信道的物理信道矩阵得到所述下行信道的下行等效信道矩阵。
18.根据权利要求17所述的宏基站，其特征在于，所述确定模块具体用于：
对所述第二下行干扰协方差矩阵进行特征值分解，得到所述干扰的方向和所述干扰的强度。
19.根据权利要求13所述的宏基站，其特征在于，所述发送模块具体用于：
根据所述下行等效信道矩阵对需要发送的数据进行单用户多输入多输出SU-MIMO预编码；
或者，根据所述下行等效信道矩阵以及所述宏基站的其他下行信道的下行等效信道矩阵进行多用户多输入多输出MU-MIMO预编码。
20.一种微基站，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收宏基站通过下行信道发送的下行导频信号；
第一获取模块，用于根据接收到的下行导频信号获取第一干扰信息；
发送模块，用于使用所述第一干扰信息对预知的导频信号进行预编码后通过上行信道发送给所述宏基站；
所述发送模块，还用于将所述预知的导频信号通过所述上行信道发送给所述宏基站。
21.根据权利要求20所述的微基站，其特征在于，所述第一干扰信息包括以下中的任意一个：第一下行干扰协方差矩阵、所述第一下行干扰协方差矩阵的特征向量和所述第一下行干扰协方差矩阵的归一化值。
22.根据权利要求20或21所述的微基站，其特征在于，还包括：
第二获取模块，用于获取所述下行信道的时域变换特性和所述干扰的时延变换特性；
所述发送模块还用于：当所述下行信道时域变换比所述干扰的时域变换慢时，且所述下行信道时域变换与所述干扰的时域变换的差异大于或等于预设的门限时，确定发送预编码后的所述预知的导频信号的发送间隔大于发送所述预知的导频信号的发送间隔。
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