CN107302392B - 一种时延信道下天线数据合并的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种时延信道下天线数据合并的方法及装置，该方法包括：获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS；根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展；根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度；按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应；根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。该方案可以改变数据合并过程的计算量，使计算过程更容易实现，进而提高通信系统的整体性能。

Description

一种时延信道下天线数据合并的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时延信道下天线数据合并的方法及装置。

背景技术

在移动通信中为对抗衰落产生的影响，分集接收是常采用的有效措施之一。在移动环境中，通过不同途径接收到的多个信号其衰落情况是不同的。移动无线信号的衰落包括了两个方面的内容：一个来自因地形造成的阴影衰落，使得接收的信号平均功率在一个较长空间或者时间内发生波动；一个来自多径传播使得信号在一个较短的距离上信号强度发生急剧的变化。

在一个较短距离上接收移动的无线信号，信号衰落在时间、频率、空间、角度和极化都呈现独立性。利用这些特点采用相应的方法可以得到衰落独立的多个信号。在获得多个衰落独立的信号之后，需要对他们进行合并处理。合并的作用就是把经过相位调整和时延之后的各个支路信号相加，使得信噪比得到改善。而在信息传输中，信道时延或者时延扩展很大的情况下，载波之间的相位变化很大，需要以较高的粒度对天线进行补偿，这样会增加系统的运算量和系统的复杂性，不利于通信系统整体性能的提高。

发明内容

本发明提供一种时延信道下天线数据合并的方法及装置，解决信道时延或者时延扩展较大的情况下，系统的运算量和复杂性增加的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种时延信道下天线数据合并的方法，包括：

获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS；

根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展；

根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度；

按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应；

根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。

可选地，所述根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度，包括：

根据以下公式调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度：

l＝f(TA2)

其中，TA2表示时延扩展，f为一个反比例函数，l为调整后信道估计粒度。

可选地，所述按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应，包括：

根据所述调整后信道估计粒度，确定在每一所述调整后信道估计粒度下，所述信道响应所对应的载波索引k；

根据以下公式对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应：

其中，TA1表示信道时延，ka_Rx表示天线索引，H(k，ka_Rx)表示第k个载波上对应第ka_Rx个天线的信道响应，j表示虚数单位，H'(k，ka_Rx)表示时延补偿后信道响应。

可选地，所述根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，包括：

根据以下公式对接收到的所述天线数据进行补偿，获得补偿后的天线数据：

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

其中，H'^*(k,ka_Rx)表示所述时延补偿后信道响应的共轭，Y(k,ka_Rx)表示与第k个载波对应的第ka_Rx个天线所接收到的天线数据，Y'(k,ka_Rx)表示补偿后的天线数据。

另一方面，本发明还提供了一种时延信道下天线数据合并的装置，包括：

信号获取模块，用于获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS；

参数获取模块，用于根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展；

粒度调整模块，用于根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度；

时延补偿模块，用于按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应；

天线数据处理模块，用于根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。

可选地，所述粒度调整模块，具体用于：

根据以下公式调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度：

l＝f(TA2)

其中，TA2表示时延扩展，f为一个反比例函数，l为调整后信道估计粒度。

可选地，所述时延补偿模块，具体用于：

根据所述调整后信道估计粒度，确定在每一所述调整后信道估计粒度下，所述信道响应所对应的载波索引k；

根据以下公式对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应：

其中，TA1表示信道时延，ka_Rx表示天线索引，H(k，ka_Rx)表示第k个载波上对应第ka_Rx个天线的信道响应，j表示虚数单位，H'(k，ka_Rx)表示时延补偿后信道响应。

可选地，所述天线数据处理模块，具体用于：

根据以下公式对接收到的所述天线数据进行补偿，获得补偿后的天线数据：

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

其中，H'^*(k,ka_Rx)表示所述时延补偿后信道响应的共轭，Y(k,ka_Rx)表示与第k个载波对应的第ka_Rx个天线所接收到的天线数据，Y'(k,ka_Rx)表示补偿后的天线数据。

本发明的有益效果是：

上述方案，通过SRS获得信道响应、信道时延和时延扩展，接着根据时延扩展调整信道估计的粒度，然后在调整后的粒度下，对信道响应进行时延补偿，最后通过时延补偿后的信道响应的共轭对天线数据进行补偿，最终实现对补偿后的天线数据进行合并，可以改变数据合并过程的计算量，使计算过程更容易实现，进而提高通信系统的整体性能。

附图说明

图1表示本发明第一实施例中的流程示意图；

图2表示本发明第二实施例中的模块框图。

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。

第一实施例

本发明公开了一种时延信道下天线数据合并的方法，该方法主要针对正交频分复用系统中的数据传输过程，该方法包括：

步骤101：获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS。

其中，该探测参考信号SRS是由信号发射端提供给信号接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。

步骤102：根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展。

这里，具体通过接收的SRS信号，使用LS(Least—Square，最小二乘)信道估计或者MMSE(Minimum Mean Square Error，最小均方差)信道估计获得信道响应，通过获得的信道响应可以估计信道时延和时延扩展，这属于现有技术，在这里不再做具体描述。具体地，该信道响应表达为一个行对应载波索引，列对应天线索引的矩阵，其维度是总共载波数目×总共天线数目。

步骤103：根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度。

该步骤中，具体根据上一步骤中获得的时延扩展调整信道估计的粒度。

其中，在该调整后信道估计粒度下，单次信道估计所对应的载波数量与粒度调整前所对应的载波数量不同，单次信道估计获得的信道响应所对应的载波数量与粒度调整前所对应的载波数量不同，其具体表现为在通过信道估计获得的信道响应中，相同的信道响应参数量所对应的载波索引的范围值更小。

步骤104：按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应。

其中，不同载波与天线所能确定的传输信道彼此不同，这里需要对每一信道上对应的信道响应都进行时延补偿。利用上一步骤获得的信道时延，以信道估计粒度为单位对信道响应进行时延补偿，信道估计的粒度在调整后，单位粒度相对应的载波数目与粒度调整前发生改变，同一粒度下的不同载波通过载波索引进行标示，同一粒度下的不同载波索引共用同一个信道响应矩阵进行信道响应的时延补偿计算。

其中，每个信道估计以粒度为单位，每个信道估计对应的信道响应是不同的，每个粒度下的所有载波对应的信道响应是相同的；具体地，在粒度调整后，每一粒度下的一组载波所对应的信道响应由索引号最小的载波在粒度调整前所对应的信道响应来表达，或者由每一载波所对应的粒度调整前的信道响应中的均值或者中值来表达。

举例说明：信道估计的粒度调整前为10个载波，由载波索引为0-9、10-19、n-n+9的载波组成不同的组，分别对应于一个固定的信道响应；信道估计的粒度调整后为5个载波，由载波索引为0-4、5-9、n-n+4的载波组成不同的组，分别对应于一个固定的信道响应；其中，信道估计的粒度调整后，载波索引为0-4的载波对应的信道响应由载波索引为0的载波的粒度调整前对应的信道响应来表示，其他组别同理处理。

步骤105：根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。

该接收到的天线数据为多个衰落独立的信号到达基站天线后，每根天线接收的数据。由于基站有很多天线，每根天线上有很多载波，这样就需要通过该时延补偿后信道响应来对每根天线每个载波上的数据进行补偿。

其中，对补偿后的天线数据进行合并，具体为对补偿后的天线数据进行累加合并或加权累加合并。

采用本发明所提供的时延信道下天线数据合并的方法，可以改变数据合并过程的计算量，使计算过程更容易实现，可以很大程度保证的通信系统的性能。

进一步地，这里将对上述各步骤中所涉及的具体计算过程及计算方法进行分别的展开描述。

具体地，对应于步骤103。其中，根据时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度的过程，具体包括：

根据以下公式调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度：

l＝f(TA2)

其中，TA2表示时延扩展，f为一个反比例函数，l为调整后信道估计粒度。

上述计算过程中，时延扩展和信道估计的粒度成反比的关系，时延扩展越大，信道估计的粒度越小；时延扩展越小，信道估计的粒度越大。时延扩展与信道估计的粒度的乘积值为一个经验值，取决于信号传输过程中的系统整体性能。

具体地，对应于步骤104。其中，按照调整后信道估计粒度，根据信道时延，对信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应的过程，具体包括：

首先，根据该调整后信道估计粒度，确定在每一所述调整后信道估计粒度下，所述信道响应所对应的载波索引k。

其中，同一信道响应对应于与该调整后信道估计粒度相对应的一组载波索引值。该过程中，每个粒度下的所有载波对应的信道响应是相同的，随着信道估计粒度的改变，每一粒度下的载波数量及载波索引值发生改变，需要根据该调整后信道估计粒度，确定与所述调整后信道估计粒度相对应的载波索引k的取值与所述信道响应H(k，ka_Rx)的取值间的对应关系，通过确定在每一所述调整后信道估计粒度下，信道响应H(k，ka_Rx)与载波索引k之间的对应关系，进而确定一个信道响应H(k，ka_Rx)参数量所对应的一组载波索引k值，以实现按照调整后信道估计粒度，根据信道时延，对信道响应进行时延补偿。

其次，根据以下公式对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应：

其中，TA1表示信道时延，ka_Rx表示天线索引，H(k，ka_Rx)表示第k个载波上对应第ka_Rx个天线的信道响应，j表示虚数单位，H'(k，ka_Rx)表示该时延补偿后信道响应，k表示载波索引。

具体地，对应于步骤105。其中，根据该时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿的过程，具体包括：

根据以下公式对接收到的所述天线数据进行补偿，获得补偿后的天线数据：

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

该步骤中，主要是利用上一步骤中获得的时延补偿后信道响应的共轭对接收到的天线数据进行补偿。其中，H'^*(k,ka_Rx)表示所述时延补偿后信道响应的共轭，Y(k,ka_Rx)表示与第k个载波对应的第ka_Rx个天线所接收到的天线数据，Y'(k,ka_Rx)表示补偿后的天线数据。

具体地，这里结合具体获取得到的信道响应、该信道响应对应的信道时延及时延扩展参数量值，对上述方法的实施过程进行说明。

假设系统的时延是32Ts，时延扩展为3Ts，具体实施方式如下：

步骤1，通过SRS获得信道响应和时延。利用接收的SRS信号使用MMSE信道估计获得信道响应H，利用获得的信道响应H可以估计时延32Ts和时延扩展3Ts。

步骤2，根据时延扩展调整信道估计的粒度。根据上一步获得的时延扩展3Ts，调整信道估计的粒度l。时延扩展与信道估计的粒度的乘积值选取为36，得到信道估计的粒度l为12个载波。

36＝l×TA2

步骤3，对信道响应进行时延补偿。利用上一步获得的时延32Ts，对信道响应进行时延补偿。计算表达式如下式所示，其中k为载波索引，ka_Rx为天线索引。

步骤4：通过时延补偿后的信道响应的共轭对天线数据进行补偿。计算表达式如下式所示，其中k为载波索引，ka_Rx为天线索引，Y为接收的天线数据，上标*表示共轭。然后对补偿之后的所有天线数据进行累加。

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

假设系统的时延是8Ts，时延扩展为12Ts，具体实施方式如下：

步骤1，通过SRS获得信道响应和时延。利用接收的SRS信号使用MMSE信道估计获得信道响应H，利用获得的信道响应H可以估计时延8Ts和时延扩展12Ts。

步骤2，根据时延扩展调整信道估计的粒度。根据上一步获得的时延扩展12Ts调整信道估计的粒度l。时延扩展与信道估计的粒度的乘积值选取为36，信道估计的粒度l为3个载波。

36＝l×TA2

步骤3，对信道响应进行时延补偿。利用上一步获得的时延8Ts，对信道响应进行时延补偿。计算表达式如下式所示，其中k为载波索引，ka_Rx为天线索引。

步骤4：通过信道估计的共轭对天线数据进行补偿。计算表达式如下式所示，其中k为载波索引，ka_Rx为天线索引，Y为接收的天线数据，上标*表示共轭。然后对补偿之后的所有天线数据进行累加。

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

根据本发明中的时延信道下天线数据合并的方法，该方法首先通过SRS获得信道响应、信道时延和时延扩展，接着根据时延扩展调整信道估计的粒度，然后在调整后的粒度下，对信道响应进行时延补偿，最后通过时延补偿后的信道响应的共轭对天线数据进行补偿，最终实现对补偿后的天线数据进行合并，可以改变数据合并过程的计算量，使计算过程更容易实现，进而提高通信系统的整体性能。

第二实施例

本实施例公开了一种时延信道下天线数据合并的装置，该装置包括：信号获取模块201、参数获取模块202、粒度调整模块203、时延补偿模块204和天线数据处理模块205。

信号获取模块201，用于获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS。

参数获取模块202，用于根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展。

粒度调整模块203，用于根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度。

时延补偿模块204，用于按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应。

天线数据处理模块205，用于根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。

具体地，其中粒度调整模块203，具体用于：

根据以下公式调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度：

l＝f(TA2)

其中，TA2表示时延扩展，f为一个反比例函数，l为调整后信道估计粒度。

具体地，其中时延补偿模块204，具体用于：

根据所述调整后信道估计粒度，确定在每一所述调整后信道估计粒度下，所述信道响应所对应的载波索引k；

根据以下公式对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应：

其中，TA1表示信道时延，ka_Rx表示天线索引，H(k，ka_Rx)表示第k个载波上对应第ka_Rx个天线的信道响应，j表示虚数单位，H'(k，ka_Rx)表示时延补偿后信道响应。

具体地，其中天线数据处理模块205，具体用于：

根据以下公式对接收到的所述天线数据进行补偿，获得补偿后的天线数据：

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

其中，H'^*(k,ka_Rx)表示所述时延补偿后信道响应的共轭，Y(k,ka_Rx)表示与第k个载波对应的第ka_Rx个天线所接收到的天线数据，Y'(k,ka_Rx)表示补偿后的天线数据。

上述优选实施方式中的装置包括：信号获取模块、参数获取模块、粒度调整模块、时延补偿模块和天线数据处理模块。各模块间的配合使得通过SRS获得信道响应、信道时延和时延扩展，接着根据时延扩展调整信道估计的粒度，然后在调整后的粒度下，对信道响应进行时延补偿，最后通过时延补偿后的信道响应的共轭对天线数据进行补偿，最终实现对补偿后的天线数据进行合并，以实现改变数据合并过程的计算量，使计算过程更容易实现，进而提高通信系统的整体性能。

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 (8)

1.一种时延信道下天线数据合并的方法，其特征在于，包括：

获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS；

根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展；

根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度，所述粒度根据载波数目确定；

按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应；

根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度，包括：

根据以下公式调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度：

l＝f(TA2)

其中，TA2表示时延扩展，f为一个反比例函数，l为调整后信道估计粒度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应，包括：

根据所述调整后信道估计粒度，确定在每一所述调整后信道估计粒度下，所述信道响应所对应的载波索引k；

根据以下公式对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应：

其中，TA1表示信道时延，ka_Rx表示天线索引，H(k，ka_Rx)表示第k个载波上对应第ka_Rx个天线的信道响应，j表示虚数单位，H'(k，ka_Rx)表示时延补偿后信道响应。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，包括：

根据以下公式对接收到的所述天线数据进行补偿，获得补偿后的天线数据：

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

其中，H'^*(k,ka_Rx)表示所述时延补偿后信道响应的共轭，Y(k,ka_Rx)表示与第k个载波对应的第ka_Rx个天线所接收到的天线数据，Y'(k,ka_Rx)表示补偿后的天线数据。

5.一种时延信道下天线数据合并的装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于获取用户设备UE发送的探测参考信号SRS；

参数获取模块，用于根据所述SRS，获取信道响应、所述信道响应对应的信道时延及时延扩展；

粒度调整模块，用于根据所述时延扩展，调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度，所述粒度根据载波数目确定；

时延补偿模块，用于按照所述调整后信道估计粒度，根据所述信道时延，对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应；

天线数据处理模块，用于根据所述时延补偿后信道响应，对接收到的天线数据进行补偿，并对补偿后的天线数据进行合并。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述粒度调整模块，具体用于：

根据以下公式调整信道估计的粒度，获得调整后信道估计粒度：

l＝f(TA2)

其中，TA2表示时延扩展，f为一个反比例函数，l为调整后信道估计粒度。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述时延补偿模块，具体用于：

根据所述调整后信道估计粒度，确定在每一所述调整后信道估计粒度下，所述信道响应所对应的载波索引k；

根据以下公式对所述信道响应进行时延补偿，获得时延补偿后信道响应：

其中，TA1表示信道时延，ka_Rx表示天线索引，H(k，ka_Rx)表示第k个载波上对应第ka_Rx个天线的信道响应，j表示虚数单位，H'(k，ka_Rx)表示时延补偿后信道响应。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述天线数据处理模块，具体用于：

根据以下公式对接收到的所述天线数据进行补偿，获得补偿后的天线数据：

Y'(k,ka_Rx)＝H'^*(k,ka_Rx)*Y(k,ka_Rx)

其中，H'^*(k,ka_Rx)表示所述时延补偿后信道响应的共轭，Y(k,ka_Rx)表示与第k个载波对应的第ka_Rx个天线所接收到的天线数据，Y'(k,ka_Rx)表示补偿后的天线数据。

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