CN106549882A - 等效信道矩阵计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

等效信道矩阵计算方法及装置，所述方法包括：获取信道矩阵和预编码矩阵；根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，所述第一加数部为4维的第一H序列，所述第二加数部为4维的第二H序列；分别对所述4维的第一H序列和4维的第一H序列进行补零得到32维的第一H序列和32维的第二H序列；分别将所述32维的第一H序列和32维的第二H序列拆分成为对应的8个4点的傅里叶变换运算；利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。上述的方案，可以简化TM9传输模式中基于CSI-RS时等效信道矩阵的计算，提高等效信道矩阵运算的速度。

Description

等效信道矩阵计算方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种等效信道矩阵计算方法及装置。

背景技术

演进的长期演进(LTE-Advanced，LTE-A)技术，其目的是为满足未来几年内无线通信市场的更高需求和更多应用，满足和超过国际移动通信(International Mobile Telecommunications-Advanced，IMT-Advanced)的需求，同时还保持对长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术较好的后向兼容性。LTE-A采用了载波聚合(Carrier Aggregation)、上、下行多天线增强(EnhancedUL/DL MIMO)、多点协作传输(Coordinated Multi-point Tx&Rx)、中继(Relay)、异构网干扰协调增强(Enhanced Inter-cell Interference Coordinationfor Heterogeneous Network)等关键技术，能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值频谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性能，同时也能提高整个网络的组网效率，这使得LTE和LTE-A系统成为未来几年内无线通信发展的主流。

现有技术中，针对LTE-A的传输模式9(TM9)，是LTE-A中新增的一种传输模式，其可以支持最多8流传输，包括波束成形(Beam Forming)和基于信道状态信息测量导频(CSI-RS)码本两种实现方式。其中，在CSI-RS的端口数为8时，等效信道矩阵的计算方法存在着计算复杂的问题。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题是如何简化TM9传输模式中基于CSI-RS时等效信道矩阵的计算，提高等效信道矩阵运算的速度。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种等效信道矩阵计算方法，所述方法包括：

获取信道矩阵和预编码矩阵；

根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，所述第一加数部为4维的第一H序列，所述第二加数部为4维的第二H序列；

分别对所述4维的第一H序列和4维的第二H序列进行补零，得到32维的第一H序列和第二H序列；

分别将所述32维的第一H序列和32维第二H序列拆分成为对应的8个4点的傅里叶变换运算；

利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。

可选地，当预编码矩阵的秩为1时，所述第一H序列和所述第二H序列中前四维的数字为非零数。

可选地，当秩为1时，所述预编码矩阵为：

且：

其中，表示秩为1时的预编码矩阵，m取0～31的整数，n为0～3的整数。

可选地，所述根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，包括：

其中，Heff_m,n表示所述等效信道矩阵，H₁v_m为所述第一加数部，为所述第二加数部。

本发明实施例还提供了一种等效信道矩阵计算装置，所述装置包括：

获取单元，适于获取信道矩阵和预编码矩阵；

处理单元，适于根据所述信道矩阵和预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，所述第一加数部为4位的第一H序列，所述第二加数部为4维的第二H序列；

补零单元，适于分别对所述4维的第一H序列和4维的第二H序列进行补零，得到32维的第一H序列和32维的第二H序列；

拆分单元，适于分别将所述32维的第一H序列和32维的第二H序列拆分成为对应的8个4点的傅里叶变换运算；

计算单元，适于利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。

可选地，当预编码矩阵的秩为1时，所述第一H序列和所述第二序列中前四维的数字为非零数。

可选地，当秩为1时，所述预编码矩阵为：

且：

其中，表示秩为1时的预编码矩阵，m取0～31的整数，n为0～3的整数。

可选地，所述处理单元根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，包括：

其中，其中，Heff_m,n表示所述等效信道矩阵，H₁v_m为所述第一加数部，为所述第二加数部。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下的优点：

上述的方案，通过4点的傅里叶变化和旋转因子的象限对称性来计算等效信道矩阵，可以减少信道矩阵计算过程中实数乘法的运算次数，因此，可以提高等效信道矩阵计算的速度。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种等效信道矩阵计算方法的流程图；

图2是本发明实施例中的等效信道矩阵计算装置的结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，在LTE-A的TM9传输模式中，当CSI-RS的端口数为8时，等效信道矩阵的计算，直接将信道矩阵与预编码矩阵进行相乘，各个等效信道矩阵的计算需要进行93*4次的实数乘法运算，因此，存在计算过程复杂的问题。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例采用的技术方案通过4点的傅里叶变化和旋转因子的象限对称性来计算等效信道矩阵，可以减少信道矩阵计算过程中实数乘法的运算次数，因而可以提高等效信道矩阵计算的速度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1示出了本发明实施例中的一种等效信道矩阵计算方法的流程图。如图1所述的等效信道矩阵计算方法，可以包括：

步骤S101：获取信道矩阵和预编码矩阵。

在具体实施中，所获取的信道矩阵可以采用H进行表示，预编码矩阵可以采用W表示。其中，在预编码矩阵W的秩为1时，预编码矩阵可以表示为：

其中：

其中，表示所述秩为1时的预编码矩阵。

步骤S102：根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部。

在具体实施中，当所述预编码矩阵的秩为1时，将所述信道矩阵与所述预编码矩阵进行相乘得到的等效信道矩阵可以表示为：

其中，Heff_m,n表示所述等效信道矩阵，H₁v_m为所述第一加数部，为所述第二加数部。

步骤S103：分别对所述第一加数部对应的第一H序列和第二加数部对应的第二H序列进行补零，得到32维的第一H序列和32维的第二H序列。

在具体实施中，当得到公式(3)之后，根据v_m的构成特点，对第一加数部H₁v_m对应的4维的第一H序列[h_1,0,h_2,0,h_3,0,h_4,0]进行补零得到：

其中，表示所述第一加数部，[h_1,0,h_2,0,h_3,0,h_4,0,0,0...,0]表示所述32维的第一H序列。

对第二加数部对应的4维的第二H序列[h_11,0,h_21,0,h_31,0,h_41,0]进行补零得到：

其中，表示第二加数部，[h_11,0,h_21,0,h_31,0,h_41,0,0,0...,0]表示所述32维的第二H序列。

步骤S104：分别将所述32维的第一H序列和32维第二H序列拆分成为对应的8个4点的傅里叶变换运算。

在具体实施中，当得到公式(4)和(5)之后，可以分别将公式(4)中得到的32维的第一H序列和公式(5)中得到的32维第二H序列，拆分得到8个4点的傅里叶变换运算得到：

其中，表示第i个4点的傅里叶变换运算，i的取值范围为0～7且为整数。

步骤S105：利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。

在具体实施中，在得到8个4点的傅里叶变换运算公式(6)之后，接下来在计算时，只要计算得到其中的一个数值，其余的7个数值可以通过已经计算得到的的数值，根据旋转因子的象限对称性便可以得到。

这里需要指出的是，上述以预编码矩阵的秩为1为例，对如何计算等效信道矩阵进行了介绍。当预编码矩阵的秩为2时，相应的计算过程可以参照上述的计算过程进行，在此不作赘述。

经统计得出，采用本发明实施例中的等效信道计算方法，在计算各个等效信道矩阵时，仅仅需要进行38次实数乘法，可以大大减少等效信道矩阵计算过程中实数乘法的次数，因而可以提高等效信道矩阵计算的速度。

图2示出了本发明实施例中的一种等效信道矩阵计算装置的结构示意图。如图2所示的等效信道矩阵计算装置200，可以包括获取单元201、处理单元202、补零单元203、拆分单元204和计算单元205，其中：

获取单元201，适于获取信道矩阵和预编码矩阵。

在具体实施中，当秩为1时，所述预编码矩阵为：

且：

其中，表示秩为1时的预编码矩阵，m取0～31的整数，n为0～3的整数。

处理单元202，适于根据所述信道矩阵和预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，其中，第一加数部为4维的第一H序列，所述第二加数部为4维的第二H序列。

在具体实施中，所述处理单元202根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，包括：

其中，Heff_m,n表示所述等效信道矩阵，H₁v_m为所述第一加数部，为所述第二加数部。

补零单元203，适于分别对所述4维的第一H序列和4维的第一H序列进行补零得到32维的第一H序列和第二H序列。其中，当预编码矩阵的秩为1时，所述第一H序列和所述第二H序列中前四维的数字为非零数。

拆分单元204，适于分别将所述32维的第一H序列和32维的第二H序列拆分成为对应的8个4点的傅里叶变换运算。

计算单元205，适于利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例的方法及系统做了详细的介绍，本发明并不限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种等效信道矩阵计算方法，其特征在于，包括：

获取信道矩阵和预编码矩阵；

根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，所述第一加数部为4维的第一H序列，所述第二加数部为4维的第二H序列；

分别对所述第一H序列和第二H序列进行补零，得到32维的第一H序列和32维第二H序列；

分别将所述32维的第一H序列和32维第二H序列拆分成为8个4点的傅里叶变换运算；

利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。

2.根据权利要求1所述的等效信道矩阵计算方法，其特征在于，当预编码矩阵的秩为1时，所述第一H序列和所述第二序列中前四维的数字为非零数。

3.根据权利要求2所述的等效信道矩阵计算方法，其特征在于，当秩为1时，所述预编码矩阵为：

且：

$v_m={\left[\begin{array}{cccc}1& e^{j2\mathrm{\π}m/32}& e^{j4\mathrm{\π}m/32}& e^{j6\mathrm{\π}m/32}\end{array}\right]}^T$

其中，表示秩为1时的预编码矩阵，m取0～31的整数，n为0～3的整数。

4.根据权利要求3所述的等效信道矩阵计算方法，其特征在于，所述根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，包括：

其中，Heff_m,n表示所述等效信道矩阵，H₁v_m为所述第一加数部，为所述第二加数部。

5.一种等效信道矩阵计算装置，其特征在于，包括：

获取单元，适于获取信道矩阵和预编码矩阵；

处理单元，适于根据所述信道矩阵和预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，所述第一加数部为4维的第一H序列，第二加数部为4维的第二H序列；

补零单元，适于分别对所述4维的第一H序列和4维的第一H序列进行补零，得到32维的第一H序列和32维的第二H序列；

拆分单元，适于分别将所述32维的第一H序列和32维第二H序列拆分成为对应的8个4点的傅里叶变换运算；

计算单元，适于利用旋转因子的象限对称性计算得到所述对应的8个4点的傅里叶变换运算的结果，以得到所述等效信道矩阵。

6.根据权利要求5所述的等效信道矩阵计算装置，其特征在于，当预编码矩阵的秩为1时，所述第一H序列和所述第二H序列中前四维的数字为非零数。

7.根据权利要求6所述的等效信道矩阵计算装置，其特征在于，当秩为1时，所述预编码矩阵为：

且：

$v_m={\left[\begin{array}{cccc}1& e^{j2\mathrm{\π}m/32}& e^{j4\mathrm{\π}m/32}& e^{j6\mathrm{\π}m/32}\end{array}\right]}^T$

其中，表示秩为1时的预编码矩阵，m取0～31的整数，n为0～3的整数。

8.根据权利要求7所述的等效信道矩阵计算装置，其特征在于，所述处理单元根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵，得到所述等效信道矩阵对应的第一加数部和第二加数部，包括：

其中，Heff_m,n表示所述等效信道矩阵，H₁v_m为所述第一加数部，为所述第二加数部。