CN110326264B

CN110326264B - 信号质量控制方法及基站

Info

Publication number: CN110326264B
Application number: CN201780087223.8A
Authority: CN
Inventors: 邹志强; 柴洪林
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2037-04-21
Also published as: EP3598708B1; US11121899B2; EP3598708A4; WO2018191968A1; US20200052946A1; EP3598708A1; CN110326264A

Abstract

本发明实施例涉及信号质量控制方法及基站，该方法应用于具有多根天线的基站，所述基站通过所述多根天线发送第一时域信号集合从而发送L个流，该方法包括：基站根据所述多根天线中每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号；将每根天线的所述时域噪声信号通过时频转换获得第一频域噪声信号；将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和/或L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合；利用第二频域噪声信号集合和/或所述第三频域噪声信号集合对第一时域信号集合进行削波处理。本发明实施例通过对噪声信号的联合处理，有效提高了信号质量。

Description

信号质量控制方法及基站

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及信号质量控制方法及基站。

背景技术

在进行信号质量控制时，经常会涉及到对峰平比(Peak to Averge Power Ratio，PAPR)和误差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)这两个参量的控制。下面首先对这两个参量进行简要说明。

一、PAPR

PAPR是指峰值功率与均值功率的比值，PAPR的值越大，要求功放(PowerAmplifier，PA)的能力越高，PA的效率越低，所以PAPR是越小越好。

二、EVM

误差向量(Error Vector，EV)是一个包括幅度和相位的失量，是在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差。EVM其数学表达式如下：

其中，R(n)表示参考信号，M(n)表示实际测量信号，E(n)＝R(n)-M(n)为误差信号。在EVM表达式中，测量信号是接收机实际测量到的信号，参考信号是对测量信号经过解调的结果再进行理想调制得到的。

降PAPR会引入EVM。降PAPR时使用的门限T越大，EVM越小，反之则相反。EVM越小，性能越好。而降PAPR时使用的门限T越大，降PAPR的效果就会不好。综上，现有技术中进行信号质量控制时降PAPR和降EVM之间存在矛盾，因此信号质量控制的效果不好。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术是当前广泛被采用的技术，其中当前的最热门通信标准长期演进(Long Term Evolution，LTE)采用的就是OFDM技术，OFDM技术将信道分成若干正交子信道，数据被调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道间相互干扰，同时使得接收更加简单。

OFDM技术具有很多优点比如抗衰落能力强、频率利用率高等，但由于OFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的，这样的合成信号会产生比较大的峰值功率，也就是PAPR很高，导致PA的效率降低。为了降低高PAPR的影响，OFDM系统都会包含降PAPR技术来控制功放的效率。

多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术是利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息的技术，由于MIMO技术可以在不增加带宽和发送功率的情况下大幅地增加系统的数据吞吐量，MIMO技术是LTE系统非常通用的发送和接收技术。大规模(massive)MIMO系统，又称大规模天线系统，通过对发送信号进行一些预处理使得基站可以同时服务多个终端，并且可以在对不同的终端发送信号的同时控制彼此之间信号的干扰，参照图1所示的大规模MIMO系统示意图，在不增加带宽和站点资源的情况下，极大地提高了系统的容量。大规模MIMO技术是未来网络发展的趋势，是下一代无线通信系统的一个关键技术。

降PAPR技术是OFDM系统中必备的技术，参照图2所示的降峰平比示意图，通常的做法是进行削波(clipping)处理以及增加一个抑制带外扩展的滤波器进行滤波处理，具体的主要流程如下：

1、找出信号s幅度超过预先设定的门限T的位置

2、在找出的位置上生产消峰信号s′

3、将s′经过滤波器f0

4、将原始信号减去步骤3得到的信号

重复以上操作，直到PAPR达到预定的目标值或者达到最大次数。

现有技术的处理，由于降PAPR和降EVM之间存在矛盾，因此信号质量控制的效果不好。

发明内容

本发明实施例提供了信号质量控制方法及基站，信号质量控制的效果好。

一方面，本发明实施例提供了一种信号质量控制方法，该方法应用于具有多根天线的基站，基站通过所述多根天线发送第一时域信号集合从而发送L个流，所述基站根据所述多根天线中每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号；将每根天线的所述时域噪声信号通过时频转换获得第一频域噪声信号；将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和/或所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合；利用所述第二频域噪声信号集合和/或所述第三频域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理。

本发明实施例中，结合终端的上报的信息或者基站测量的信息和基站下发的数据特性获得最优的削波噪声分配方案，即将所有天线和所有用户联合处理的噪声分配方案，能够提高系统的整体效益。

在一种可能的实施方式中，根据所述L个流中每个流的调制方式对所述第二频域噪声信号集合进行加权处理，以及，根据所述L个流的补空间的权重对所述第三频域噪声信号集合进行加权处理，得到第四频域噪声信号集合；对所述第一时域信号集合进行时频转换获得第一频域信号集合，在频域利用所述第四频域噪声信号集合对所述第一频域信号集合进行削波处理；或，对所述第四频域噪声信号集合进行时频转换获得第四时域噪声信号集合，在时域利用所述第四时域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理。根据该实施方式，根据发送的不同流的调制方式分配不同大小的削波噪声，考虑了不同调制方式对于EVM的容忍度不同，利用了频域的自由度，来更灵活地降PAPR，从而提升整体性能。

在一种可能的实施方式中，在预编码之后，生成OFDM信号之前，执行所述信号质量控制方法；所述预编码包括：所述基站根据P个终端上报的各自的信道信息或者所述基站根据上行测量的信息，将所述P个终端分成p个组，对每组终端的L个流独立进行预编码加权，根据每组终端对应的预编码矩阵获得所述多根天线发送的第一频域信号集合。根据该实施方式，提供了一种可选的执行所述信号质量控制方法的时机，并且通过分组处理，使得信道状况相似的终端划分为一组来处理，能够有效提升整体性能。

在一种可能的实施方式中，所述基站根据每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号之前，所述基站对所述第一频域信号集合进行时频转换，获得所述多根天线发送的第一时域信号集合。根据该实施方式，先进行时频转换，然后在时域提取噪声信号，便于噪声的提取。

在一种可能的实施方式中，在预编码和生成OFDM信号之后，执行所述信号质量控制方法；所述预编码包括：所述基站根据P个终端上报的各自的信道信息或者所述基站根据上行测量的信息，将所述P个终端分成p个组，对每组终端的L个流独立进行预编码加权，根据每组终端对应的预编码矩阵获得所述多根天线发送的第一频域信号集合。根据该实施方式，提供了又一种可选的执行所述信号质量控制方法的时机，并且通过分组处理，使得信道状况相似的终端划分为一组来处理，能够有效提升整体性能。

在一种可能的实施方式中，所述L个流为经过预编码矩阵处理后的L个流；将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，根据所述预编码矩阵分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合。根据该实施方式，利用预编码矩阵进行噪声分配，能够有效提升整体性能。

又一方面，本发明实施例提供了一种基站，该基站可以实现上述方法示例中基站所执行的功能，所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个上述功能相应的模块。

在一种可能的设计中，该基站的结构中包括处理器和多根天线，该处理器被配置为支持该基站执行上述方法中相应的功能。该多根天线用于支持该基站与其他网元之间的通信。该基站还可以包括存储器，该存储器用于与处理器耦合，其保存该基站必要的程序指令和数据。

再一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述基站所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。

附图说明

图1为大规模MIMO系统示意图；

图2为降峰平比示意图；

图3为通常地信号发送流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种信号质量控制方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种信号质量控制方法流程示意图；

图6为本发明实施例提供的信号质量控制方法基于的一种应用场景示意图；

图7为本发明实施例提供的信号质量控制方法基于的另一种应用场景示意图；

图8为本发明实施例提供的信号质量控制方法基于的又一种应用场景示意图；

图9为本发明实施例提供的基于图6所示的应用场景的信号质量控制方法流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种提取噪声的处理方式示意图；

图11为本发明实施例提供的基于图7所示的应用场景的信号质量控制方法流程示意图；

图12为本发明实施例提供的基于图8所示的应用场景的信号质量控制方法流程示意图；

图13给出了本发明实施例的一个实际效果对比图；

图14给出了本发明实施例的另一个实际效果对比图；

图15为本发明实施例提供的一种基站结构示意图；

图16为本发明实施例提供的另一种基站结构示意图。

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描述。

通常地，降PAPR处理中，只是单个通道的独立处理。本发明实施例中，将多通道(天线)的信号进行联合处理，对于NTx的发送天线系统，实际的发送数据流数≤NTx/2，也就是说，在空间的维度上还有一半的冗余可以利用，从而进一步降低PAPR，提高系统的整体效益。

为了理解本发明实施例提供的方案，本发明实施例中给出了通常地信号发送流程作为比较。图3为通常地信号发送流程示意图，一般地，信号发送的大致流程如图3所示，降PAPR技术是在中频处理里面，也就是在生成OFDM信号之后，一般采用快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transformation，IFFT)来生成OFDM信号，根据IFFT原理，生成的信号s为：

其中的N为IFFT的总长度，X(*)是调制或者预编码之后的频域信号。

从上述公式可以知道，s信号的每个样点是很多个频域信号的加权组合，但是并不能从s信号本身直接看出其包含哪些频域信号。

一般的降PAPR处理是通过一个设定门限T来获得削波噪声n(t)：

削波噪声n(t)经过滤波处理之后得到新的削波噪声n′(t)，削波之后得到新的信号s′：

s′(t)＝s(t)-n′(t)，t＝0，1，...，N-1

根据快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)原理，时域上引入的噪声n′(t)，在频域上引入的是等功率的噪声N(k)，k＝0，1，...，N-1。也就是说，在原始的频域信号X(k)上加入了一个噪声。对于接收端来看，接收到的信号X′(k)是包含一个噪声的：

X′(k)＝X(k)+N(k)，k＝0，1，...，N-1

根据上式可以计算得到EVM：

其中M表示调制方式，mi表示X(i)的调制方式。|N(i)|2的大小跟门限T相关，T越小，|N(i)|2的值越大。

不同调制方式对于EVM的容忍度是不同的，阶数越高，容忍度越低，比如第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)技术规范(Technicalspecification，TS)36104-d10给出的四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)、16正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)、64QAM、256QAM的指标分别为17.5％、12.5％、8％、3.5％。

一方面，通常地降PAPR处理时并没有根据信号的调制方式来处理，而是对所有的调制方式的信号加等同的噪声，从而会导致在多种调制方式共存的情况下，或者削波门限不变，高阶的EVM变差，性能恶化；或者门限变高，降PAPR的能力下降，降低功放效率。具体来说，由于信号本身可能同时保含多种调制方式的信号，对信号总体加噪声，也就是说不同的调制方式加相同的噪声，这样在对信号质量高(EVM要求低)的高阶调制信号存在的时候，能容忍的噪声的大小受限，即降峰平比的能力很有限，导致功放的效率很低，对功放的硬件要求很高，或者发送的信号上不了高阶，影响频谱效率。大规模MIMO是未来网络的一个趋势，在这种大规模天线的情况下，会有多种信号同时存在于发送信号中，上述的降峰平比方法的作用很有限，为了更好地提高频谱利用率，需要新的方法。

另一方面，通常的降PAPR处理并没有考虑将多通道的信号进行联合处理，而只是单个通道的独立处理。对于N_Tx的发送天线系统，实际的发送数据流数≤N_Tx/2，也就是说，在空间的维度上还有一半的冗余可以利用，从而进一步降低PAPR，提高系统的整体效益。

图4为本发明实施例提供的一种信号质量控制方法流程示意图，该方法应用于具有多根天线的基站，基站通过所述多根天线发送第一时域信号集合从而发送L个流，该方法包括：

步骤401，基站根据所述多根天线中每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号。

步骤402，将每根天线的所述时域噪声信号通过时频转换获得第一频域噪声信号。

步骤403，将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和/或所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合。

在一个示例中，所述L个流为经过预编码矩阵处理后的L个流；上述步骤403，将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，根据所述预编码矩阵分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合。

步骤404，利用所述第二频域噪声信号集合和/或所述第三频域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理。

其中，削波处理可以在时域进行也可以在频域进行。

在一个示例中，根据所述L个流中每个流的调制方式对所述第二频域噪声信号集合进行加权处理，以及，根据所述L个流的补空间的权重对所述第三频域噪声信号集合进行加权处理，得到第四频域噪声信号集合；对所述第一时域信号集合进行时频转换获得第一频域信号集合，在频域利用所述第四频域噪声信号集合对所述第一频域信号集合进行削波处理；或，对所述第四频域噪声信号集合进行时频转换获得第四时域噪声信号集合，在时域利用所述第四时域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理。

在一个示例中，在预编码之后，生成OFDM信号之前，执行所述信号质量控制方法；所述预编码包括：所述基站根据P个终端上报的各自的信道信息或者所述基站根据上行测量的信息，将所述P个终端分成p个组，对每组终端的L个流独立进行预编码加权，根据每组终端对应的预编码矩阵获得所述多根天线发送的第一频域信号集合。

在一个示例中，所述基站根据每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号之前，所述方法还包括：所述基站对所述第一频域信号集合进行时频转换，获得所述多根天线发送的第一时域信号集合。

在另一个示例中，在预编码和生成正交频分复用OFDM信号之后，执行所述信号质量控制方法；所述预编码包括：所述基站根据P个终端上报的各自的信道信息或者所述基站根据上行测量的信息，将所述P个终端分成p个组，对每组终端的L个流独立进行预编码加权，根据每组终端对应的预编码矩阵获得所述多根天线发送的第一频域信号集合。

为了解决前述问题，本发明实施例通过利用终端上报的信息或者基站根据上行测量信息以及基站已知的下发终端的信息来联合降低峰平比提升信号质量，进而提高频谱利用率。

下面以LTE系统为例描述本发明实施例的具体原理。

图5为本发明实施例提供的另一种信号质量控制方法流程示意图，假设LTE系统，P个终端上报各自的信道信息给基站或者基站根据上行测量的信息，基站将他们分成p个组，每组独立进行预编码加权，同时基站也知道下发给各个终端的调制信息，下面以一组为例详细描述本发明实施例的算法原理。

假设基站N_Tx天线发送，

(简记为W)为L个流的预编码矩阵，则N_Tx天线的发送信号为

D＝WS_L×1

其中S_L×1为L个数据流。

然后对每根天线的数据作IFFT，产生N_Tx个OFDM信号s_a(t)，a＝1，2，...，N_Tx。

假设削波门限为Ta，a＝1，2，...，N_Tx，则每根天线的削波噪声n_a(t)为：

将上述的时域噪声转换到频域

E_a(k)＝FFT{n_a(t)}，a＝1，2，…，N_Tx

设第k样点的N_Tx天线的频域噪声为

则

(简记为E(k))可以根据波束成型矩阵分解为：

E(k)＝W⁽¹⁾·c₁(k)+…+W^(L)·c_L(k)+W^丄·c_L+1(k)

其中的W⁽ⁱ⁾，i＝1，2，…L，为L个波束加权向量；W^丄为W的补空间；c_i(k)为投影的系数，为

记：E⁽ⁱ⁾(k)＝W⁽ⁱ⁾c_i(k)，i＝1，2，…L；

由于W^(*)之间是相互正交的，W^丄与所有的W⁽ⁱ⁾都是正交的，所以对于第i个流的接收端引入的EVM为

其中S⁽ⁱ⁾为原始发送信号。

为了充分利用不同调制方式对噪声不同的容忍度，引入参数gⁱ(k)和g^丄(k)，gⁱ(k)跟第i个流的调制方式有关。

新的削波噪声

为：

将前述的E⁽ⁱ⁾(k)和E^(丄)(k)代入上述，进一步推导得到

其中的

为对角矩阵。

上式通过噪声被分配波束空间的补空间上，利用了空域的冗余维度，同时通过引入gⁱ(k)来控制不同波束上的信号质量(EVM)，利用了不同调制方式对EVM的容忍度不同，即频域的自由度，在保证信号质量的基础上极大地降低峰平比，提高系统整体性能。

新的EVM为：

削波之后的信号为：

上述是N_Tx维的向量运算。

为了达到更好的效果，上述的处理过程可以迭代进行。

如上所述的原理：

本发明实施例通过结合终端的上报的信息或者基站测量的信息和基站下发的数据特性，同时利用了频域和空域的自由度，来更灵活地降PAPR，提升整体性能。

本发明实施例中主要采用了下述三个手段中的一个或多个：1、结合终端的上报的信息或者基站测量的信息和基站下发的数据特性获得最优的削波噪声分配方案，即将所有天线和所有用户联合处理的噪声分配方案；2、将削波噪声分配到当前预编码空间的补空间上；3、根据发送的不同流的调制方式分配不同大小的削波噪声。

当仅采用手段1时，通过多天线和多用户的联合处理能够实现噪声的合理分配，从而达到较好的信号质量。当在手段1的基础上结合手段2和/或手段3时，能够进一步改善信号质量，例如，手段1结合手段2时，不仅能够实现噪声在预编码空间的合理分配，还能够实现将削波噪声分配到当前预编码空间的补空间上；手段1结合手段2和手段3时，不仅能够实现噪声在预编码空间和当前预编码空间的补空间上的合理分配，还能够根据发送的不同流的调制方式分配不同大小的削波噪声。

本发明实施例提供的信号质量控制方法可以基于多种应用场景。

图6为本发明实施例提供的信号质量控制方法基于的一种应用场景示意图，该应用场景，在OFDM系统中，比如LTE系统，演进型基站(evolved Node B，eNB)根据终端上报的信道信息或者根据eNB自身的测量信息来决定不同终端见的分组，每组获得一个预编码矩阵W，eNB对组内的所有用户进行编码调制。在预编码之后生成OFDM信号之前应用本发明实施例的信号质量控制方法，该方法中进行了降PAPR处理。

图7为本发明实施例提供的信号质量控制方法基于的另一种应用场景示意图，该应用场景，在OFDM系统中，比如LTE系统，eNB根据终端上报的信道信息或者根据eNB自身的测量信息来决定不同终端见的分组，每组获得一个预编码矩阵W，eNB对组内的所有用户进行编码调制，然后进行预编码，经IFFT生成OFDM信号。在生成OFDM信号之后应用本发明实施例的信号质量控制方法，该方法中进行了降PAPR处理。

图8为本发明实施例提供的信号质量控制方法基于的又一种应用场景示意图，该应用场景，在OFDM系统中，比如LTE系统，eNB根据终端上报的信道信息或者根据eNB自身的测量信息来决定不同终端见的分组，每组获得一个预编码矩阵W，eNB对组内的所有用户进行编码调制，然后进行预编码，经IFFT生成OFDM信号。在生成OFDM信号之后中频处理中应用本发明实施例的信号质量控制方法，该方法中进行了降PAPR处理。

本发明实施例主要应用于OFDM系统中，涉及到终端上报信道信息或者eNB根据上行测量信息，基带处理单元(Base band Unit，BBU)对信息进行处理，对终端进行分组处理，每个分组有一个对应的预编码矩阵W。在BBU中应用本发明实施例的信号质量控制方法之后，BBU将信号发送给射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)处理，然后RRU将信号发送到空口；或者在RRU收到BBU的信号之后应用本发明实施例的信号质量控制方法，之后RRU将信号发送到空口。

下面分别基于上述三种应用场景，对本发明实施例提供的信号质量控制方法做出进一步说明。

图9为本发明实施例提供的基于图6所示的应用场景的信号质量控制方法流程示意图，假设场景是LTE系统的时分双工(Time Division Duplex，TDD)模式，eNB根据上行测量的值得到每个终端的信道信息H₁，1＝0，1，...，P。将其中的p个终端归为一组，根据组内所有用户的信道信息H₁计算得到一个预编码矩阵W，假设基站的发送天线是N_Tx＝8，终端是2天线接收，p＝2，每个终端都是发两个流，所以总发送的向量为S＝[S₁₁，S₁₂，S₂₁，S₂₂]^T，经过预编码之后得到一个8维的向量D＝WS，其中W为8x4维矩阵。

在一个示例中，本发明实施例的具体处理过程如下：

步骤(Step)1；对于一个长度为N的符号，D是一个8xN′(N′≤N)维的矩阵，对D的每行作IFFT之后得到时域的OFDM符号信号。

Step2：对8路时域的OFDM信号s_a(t)，a＝1，2，...，8，提取噪声，假设削波门限为Ta，a＝1，2，...，8，则每根天线的削波噪声n_a(t)为：

Step3：将na(t)转换成频域噪声

E_a(k)＝FFT{n_a(t)}，a＝1，2，…，8

Step4：将频域噪声进行联合处理

其中的g^丄(k)和gⁱ(k)分别是冗余空间上分配噪声的权值和各个数据流上分配噪声的权值，具体取值根据实际的情况而定，比如如果当前的数据流都是最高阶调制的数据，则gⁱ(k)应该取尽量小或者取0，实际中的gⁱ(k)取值可以根据预期设定的每个数据流的EVM来定；而g^丄(k)则与当前天线数相对于实际发送总数据流的冗余相关，如果天线数相对于发生的数据流数越多，则g^丄(k)的值越大，反之，则相反。

Step5：信号对消

上述描述过程中的各种具体数值，例如基站的发送天线数、终端的接收天线数、p的取值，发送的数据流数等只是为了描述方便，实际中可以是其他的任意值；另外，一个OFDM符号中也可以是多组不同的W。

另外Step2中的提取噪声还可以采用图10所示的处理方式：先对s_a(t)进行上采样，然后在高倍速率上进行提取噪声，提取完之后在将噪声降采样到一倍速。

图11为本发明实施例提供的基于图7所示的应用场景的信号质量控制方法流程示意图，信号质量控制方法的整个处理过程也可以放到生成OFDM信号之后执行，对应的处理流程如下：

Step1：提取噪声

对8路时域的OFDM信号s_a(t)，a＝1，2，...，8，提取噪声，假设削波门限为Ta，a＝1，2，...，8，则每根天线的削波噪声n_a(t)为：

Step2：将n_a(t)转换成频域噪声

E_a(k)＝FFT{n_a(t)}，a＝1，2，…，8

Step3：将频域噪声进行联合处理

Step4：将频域噪声转换成时域噪声

Step5：信号对消

上述Step1中的提取噪声同样可以采用图10所示的处理方式。

图12为本发明实施例提供的基于图8所示的应用场景的信号质量控制方法流程示意图，信号质量控制方法的整个处理过程也可以在RRU中处理，跟BBU的处理所不同的是，在RRU里面执行本发明实施例的信号质量控制方法，需要将调制信息跟预编码矩阵传到RRU，其他的整体的处理流程跟图11所示的相同，在此不做赘述。

上述图10中的Step4跟图11中的Step3中的处理还可以采用另一种表达形式

其中的G^丄是个矩阵，是根据所有终端的H通过计算得到的正交矩阵，比如通过奇异值分解(Singular Value Decomposition，SVD)计算得到；G是一个对角矩阵，其元素的取值跟发送数据流的调制方式有关。

例如：

本发明实施例提供的信号质量控制方法能够达到很好的实际效果。图13给出了本发明实施例的一个实际效果对比图，N_Tx＝8，p＝2，终端2根接收天线，全部发送的数据为64QAM，由于实际发送的数据只有4个流，对于8天线发送的基站，还有4个冗余的空间冗余，本发明实施例将噪声分配到这些冗余空间上，可以很好地降低PAPR，同时降低EVM。图13中的带三角形符号的曲线指示了应用本发明实施例之后的效果，可以看到，在相同的PAPR值下，本发明实施例可以使得信号的EVM好很多，约1-3个单元格；在相同的EVM值下，本发明实施例可以使得信号的PAPR要低，约有1个单元格。不管从PAPR的角度还是EVM的角度，本发明实施例都比通常地方案要好很多。

图14给出了本发明实施例的另一个实际效果对比图，N_Tx＝8，p＝2，终端2根接收天线，发送的数据为QPSK和256QAM，由于实际发送的数据只有4个流，对于8天线发送的基站，还有4个冗余的空间冗余，同时由于QPSK的EVM容忍度要比256QAM大很多(17.5％对3.5％)，本发明将噪声分配到冗余空间的同时考虑将噪声更多地分配到对EVM容忍度高的调制方式上(比如QPSK)，在充分利用空间冗余度的同时利用不同调制方式的不同的EVM容忍度，极大地降低PAPR，同时降低EVM，尤其是极大地降低了高阶调制的EVM。也就是说高阶调制可以更容易地被调度到，极大地提升了系统的吞吐量。图14中的带三角形图标的曲线指示了应用本发明实施例之后的效果，图14中的不带三角形图标的曲线指示了现有技术方案的结果，其中的一条虚线跟一条实现重合，实线是QPSK的，虚线是256QAM的。可以看到，在相同的PAPR值下，本发明实施例可以使得256QAM信号的EVM好很多，同时也能保证QPSK的EVM足够好；从相同的EVM来看，也可以大概看出，本发明实施例的PAPR是要比现有技术低的。本发明实施例利用的空间冗余度和不同调制方式的EVM容忍度，在保证PAPR降低以及低阶调制方式EVM满足要求的同时极大地降低高阶调制的EVM，使得高阶调制可以更容易地被调度到，极大地提升了系统的吞吐量。

上述主要从信号处理流程的角度对本发明实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，基站为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例对基站等进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在采用集成的模块的情况下，图15示出了上述实施例中所涉及的基站的一种可能的结构示意图。基站1500包括：处理模块1502和通信模块1503。处理模块502用于对基站的动作进行控制管理，例如，处理模块1502用于支持基站执行图4中的过程401至404，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。通信模块1503用于支持基站与其他网络实体的通信，例如与终端之间的通信。基站还可以包括存储模块1501，用于存储基站的程序代码和数据。

其中，处理模块1502可以是处理器或控制器，例如可以是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信模块1503可以是通信接口、收发器、收发电路等，其中，通信接口是统称，可以包括一个或多个接口。存储模块1501可以是存储器。

当处理模块1502为处理器，通信模块1503为收发电路，存储模块1501为存储器时，本发明实施例所涉及的基站可以为图16所示的基站。

参阅图16所示，该基站1600包括：处理器1602、收发电路1603、存储器1601。其中，收发电路1603、处理器1602以及存储器1601可以通过通信连接相互连接。收发电路1603与多根天线连接。

结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存、只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种信号质量控制方法，其特征在于，所述方法应用于具有多根天线的基站，所述基站通过所述多根天线发送第一时域信号集合从而发送L个流，所述方法包括：

所述基站根据所述多根天线中每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号；

将每根天线的所述时域噪声信号通过时频转换获得第一频域噪声信号；

将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和/或所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合；

利用所述第二频域噪声信号集合和/或所述第三频域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第二频域噪声信号集合和/或所述第三频域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理，包括：

根据所述L个流中每个流的调制方式对所述第二频域噪声信号集合进行加权处理，以及，根据所述L个流的补空间的权重对所述第三频域噪声信号集合进行加权处理，得到第四频域噪声信号集合；

对所述第一时域信号集合进行时频转换获得第一频域信号集合，在频域利用所述第四频域噪声信号集合对所述第一频域信号集合进行削波处理；或，对所述第四频域噪声信号集合进行时频转换获得第四时域噪声信号集合，在时域利用所述第四时域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在预编码之后，生成正交频分复用OFDM信号之前，执行所述信号质量控制方法；所述预编码包括：

所述基站根据P个终端上报的各自的信道信息或者所述基站根据上行测量的信息，将所述P个终端分成p个组，对每组终端的L个流独立进行预编码加权，根据每组终端对应的预编码矩阵获得所述多根天线发送的第一频域信号集合。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站根据每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号之前，所述方法还包括：

所述基站对所述第一频域信号集合进行时频转换，获得所述多根天线发送的第一时域信号集合。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在预编码和生成正交频分复用OFDM信号之后，执行所述信号质量控制方法；所述预编码包括：

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述L个流为经过预编码矩阵处理后的L个流；

所述将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合，包括：

将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，根据所述预编码矩阵分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合。

7.一种基站，其特征在于，所述基站具有多根天线，所述基站通过所述多根天线发送第一时域信号集合从而发送L个流，所述基站包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储通信指令；

所述处理器，用于根据所述存储器中存储的通信指令执行以下操作：

根据所述多根天线中每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号；

8.如权利要求7所述的基站，其特征在于，所述处理器执行所述利用所述第二频域噪声信号集合和/或所述第三频域噪声信号集合对所述第一时域信号集合进行削波处理的操作，包括：

9.如权利要求7或8所述的基站，其特征在于，所述处理器具体用于在预编码之后，生成正交频分复用OFDM信号之前，执行所述操作；所述预编码包括：

根据P个终端上报的各自的信道信息或者所述基站根据上行测量的信息，将所述P个终端分成p个组，对每组终端的L个流独立进行预编码加权，根据每组终端对应的预编码矩阵获得所述多根天线发送的第一频域信号集合。

10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述处理器还用于在执行所述根据每根天线对应的削波门限，确定对每根天线的第一时域信号进行削波处理的时域噪声信号的操作之前，根据所述存储器中存储的程序指令执行以下操作：

对所述第一频域信号集合进行时频转换，获得所述多根天线发送的第一时域信号集合。

11.如权利要求7或8所述的基站，其特征在于，所述处理器具体用于在预编码和生成正交频分复用OFDM信号之后，执行所述操作；所述预编码包括：

12.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述L个流为经过预编码矩阵处理后的L个流；

所述处理器执行所述将所述多根天线的第一频域噪声信号进行联合处理，分解为所述L个流方向上的第二频域噪声信号集合和所述L个流的补空间上的第三频域噪声信号集合的操作，包括：

13.一种存储程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序包括指令，所述指令当被基站执行时，使所述基站执行根据权利要求1-6任一项所述的方法。