CN111181674A - 信道处理方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于无线通信技术领域，提供了一种信道处理方法、装置及设备。方法包括获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；在该能够同时并行传输的数据流的个数小于空时流的数量T的情况下，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性；根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略。本申请提供的信道处理方法，有效的降低了信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数少于发送端空时流的个数时，对信道模型整体进行信道均衡处理的误码率，提高了MIMO系统检测的可靠性。

Description

信道处理方法、装置及设备
技术领域
本申请属于无线通信技术领域，尤其涉及一种信道处理方法、装置及设备。
背景技术
在多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)的无线通信系统中，由于多径衰落和噪声的影响，接收端接收到的信号往往发生了严重的失真，为了有效的恢复出发送端发送的原始数据，需要对MIMO系统的信道进行估计，并根据信道估计信息对信道进行处理，例如信道均衡处理，以根据处理结果进行MIMO系统的测试。
目前，信道均衡处理通常基于MIMO系统的所有信道整体进行，当MIMO系统中能够同时并行传输的数据流的个数小于MIMO系统需传输的空时流的个数时，必然存在多条空时流通过一个信道进行数据传输的情况，此时基于信道整体均衡处理的误码率高，极大地降低了MIMO系统测试的可靠性。
例如，工程师进行MIMO系统的射频测试时，为了方便调试，硬件拓扑经常会采用cable线直连发送端和接收端的端口，这种场景下，如果MIMO系统中某一路天线上信号丢失或异常，导致可同时并行传输数据的数据流的个数小于MIMO系统需传输的空时流的个数，极大地降低MIMO系统测试的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种信道处理方法、装置及设备，以解决现有技术中信道处理方法降低MIMO系统测试可靠性的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种信道处理方法，包括：
获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；其中，MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于或等于1的整数；
在能够同时并行传输的数据流的个数小于空时流的数量T的情况下，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据该T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性；其中，k大于等于1且小于等于N，k为整数；
根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略。
在第一方面的一种可能的实现方式中，获取待检测的MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数，包括：
对信道模型进行信道估计，获得信道模型的信道矩阵；
计算获得信道矩阵的秩，并将信道矩阵的秩的值确定为信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数。
在第一方面的一种可能的实现方式中，计算获得所述信道矩阵的秩，包括：
对信道矩阵进行QR分解处理，获得上三角矩阵R的主对角元素的值；
根据上三角矩阵R的主对角线元素的值，确定信道矩阵的秩。
在第一方面的一种可能的实现方式中，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，包括：
针对T个空时流中的每个空时流，从信道矩阵中查找空时流中各子载波一一映射到第k个接收天线的信道估计参数；
根据各子载波的信道估计参数，确定空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性，包括：
确定T个信道平均功率的最大值以及T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的平均值；
分别计算最大值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第一差值集；
分别计算平均值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第二差值集；
根据第一差值集和第二差值集确定第k个接收天线的映射属性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据第一差值集和第二差值集确定第k个接收天线的映射属性，包括：
若第一差值集中的差值均大于第一阈值，且第二差值集中的差值的绝对值均小于第二阈值，则确定第k个接收天线的相对于最大值对应的空时流为直接映射；其中，第一阈值大于第二阈值。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略，包括：
在第k个接收天线存在直接映射的空时流的情况下，获取第k个接收天线的第一接收信号；
从信道矩阵中查找最大值对应的空时流映射到所述第k个接收天线的第一信道估计参数；
根据第一信道估计参数对第一接收信号进行处理，获得第k个接收天线的射频参数。
在第一方面的一种可能的实现方式中，方法还包括：
在能够同时并行传输的数据流的个数大于或等于空时流的数量T的情况下，获取N个接收天线的接收信号，根据信道矩阵对N个接收信号进行整体均衡处理，获得N个接收天线的射频参数。
第二方面，本申请实施例提供了一种信道处理装置，包括：
获取模块，用于获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；其中，MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于或等于1的整数；
确定模块，用于在能够同时并行传输的数据流的个数小于空时流的数量T的情况下，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据该T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性；其中，k大于等于1且小于等于N，k为整数；
第一处理模块，根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略。
第三方面，本申请实施例提供了一种信道处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面任一项方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项的方法。
本申请实施例提供的信道处理方法，在MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流个数少于发送端空时流的个数的情况下，根据T个空时流在第k个接收天线上的信道平均功率，单独对第k个接收天线的映射属性进行判断，并根据映射属性确定第k个接收天线的信道处理策略，以对满足要求的接收天线进行单独的信道均衡处理，而不是将整个MIMO信道模型中的所有接收天线的信道进行统一处理，有效的避免了由于MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流个数少于发送端空时流的个数时，对MIMO信道模型进行整体信道均衡处理误码率高的技术问题，提高了MIMO系统测试的可靠性。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的信道处理方法的流程示意图；
图2是本申请一实施例提供的MIMO信道模型示意图；
图3A是本申请一实施例提供的空时流和接收天线的映射关系示意图；
图3B是本申请另一实施例提供的空时流和接收天线的映射关系示意图；
图3C是本申请又一实施例提供的空时流和接收天线的映射关系示意图；
图4是本申请一实施例提供确定信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数的流程示意图；
图5是本申请一实施例提供的确定每个空时流的信道平均功率的流程示意图；
图6是本申请一实施例提供的确定接收天线映射属性的流程示意图；
图7是本申请一实施例提供确定接收天线的信道处理策略的流程示意图；
图8是本申请又一实施例提供信道处理方法的流程示意图；
图9是本申请一实施例提供的信道处理装置的结构示意图；
图10是本申请一实施例提供的信道处理设备的硬件组成示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
首先，对本申请中涉及到的名词进行解释如下：
多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量的系统。MIMIO系统能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM)是一种无线环境下的高速传输技术，它通过一组正交的子载波并行传输数据，每个子载波的频宽都比较窄，可以很好的抵抗频率选择性衰落。OFDM技术应用在无线局域网WLAN的标准中，例如802.11ac等。
信道估计(Channel Estimation)，基于有效的信道的估计方法，从接收数据中将信道模型参数估计出来的过程。通过信道估计，数据接收端可以得到信道的冲击响应或者频率响应函数，从而正确解调除原始信号，减弱甚至消除信道对传输信号的影响。
信道均衡(Channel Equalization)是指为了提高信道传输性能而采取的一种抗衰落措施，信道均衡基于信道估计对信道进行补偿，主要是为了消除或者减弱宽度通信时的多径时延带来的码间串扰的问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行示例性说明。值得说明的是，下文中列举的具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
图1为本申请一实施例提供的信道处理方法的流程示意图，本实施例的执行主体为信道处理设备；信道处理设备包括但不限于智能手机、平板电脑、可穿戴设备等移动终端，还可以是台式电脑、机器人、服务器等。如图1所示的信道处理方法可包括：
S10、获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；其中，MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，所述M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于等于1的整数。
本实施例中，MIMO信道模型是描述MIMO系统的信道模型。为了提高数据传输的容量和效率，MIMO系统通过空时处理、空域处理或者时域处理中一种或者多种，将待发送的数据分集发送。因此，基于MIMO系统传输数据时，待发送数据存在时域和空间域上的分集。
本实施例中，MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数可以是指，在同一时刻独立并行传输的数据流的个数，该个数由多输入多输出MIMO信道模型的信道矩阵的秩决定。
示例性的，请一并参阅图2，图2为本申请实施例提供的MIMO信道模型。
如图2所示，MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于等于1的整数。
T个空时流信号分别为X1～XT，经过矩阵Q的映射，由M个发送天线调制，M个发送天线上的信号分别为X′1～X′M，经过矩阵H到达接收端N个接收天线信号为Y1～YN，组成T个空时流到N个接收天线的MIMO信道模型。
该MIMO信道模型可见式(1)：
Figure BDA0002410524760000071
其中，X表示空时流的频域表达，Y表示接收天线上接收信号的频域表达；E表示该MIMO信道模型的信道矩阵，E＝H·Q。
由式(1)可知，信道矩阵E可以表示为式(2)，为
Figure BDA0002410524760000081
其中，信道矩阵E中每个值Exy可以表示表示第y个空时流到第x个接收送天线间的信道响应的估计值。其中y大于等于1小于等于T，x大于等于1小于等于N。
当无线信道传输的独立数据流的个数大于能够同时并行传输的数据流的个数时，则表示独立数据流不能同时传输，此时接收端很难获得较好的检测性能，误码率较高；反之，当无线信道传输的独立数据流的个数小于能够同时并行传输的数据流的个数时，检测性能较好，则表示有可能存在空间信道资源的空置。因此，准确确定能够同时并行传输的数据流的个数，是保证MIMO系统获得较好的传输性能的重要手段。
本实施例中，可以根据MIMO信道模型的信道矩阵的秩，确定MIMO信道模型的能够同时并行传输的数据流的个数。
例如，在已知发射端的发送信号(T个空时流)和接收端的接收信号(N个接收天线上的接收信号)的基础上，可以对MIMO信道模型进行信道估计，得到MIMO系统的信道矩阵E，然后计算信道矩阵E的秩，将秩的值确定为MIMO信道模型的能够同时并行传输的数据流的个数。
S20、在能够同时并行传输的数据流的个数小于空时流的数量T的情况下，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据所述T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性；其中，k大于等于1且小于等于N，k为整数。
本实施例中，如果同时并行传输信道的个数小于空时流的数量T，则必然存在多条空时流通过一个信道进行数据传输的情况，此时对接收信号进行整体信道处理的效果较差，不满足整体信号均衡的条件。
故在同时并行传输信道的个数小于空时流的数量时，需分别确定各接收天线相对于每个空时流的映射关系，即接收天线的映射属性。
其中，映射关系可以为直接映射也可以非直接映射。直接映射时，则表示接收天线仅与发射端的某一个空时流上的信号相关，与其他空时流上的信号无关。非直接映射是指接收天线上的信号与发射端多个空时流上的信号相关。
示例性的，请一并参考图3A、3B和3C，图3A、3B和3C均为本申请实施例提供的空时流和接收天线的映射关系。其中图3A中空时流i与接收天线k为直接映射关系，而图3B和图3C中，接收天线k上的信号均与两个空时流上的信号相关，该两个空时流到接收天线k上均为非直接映射关系。
本实施例中，确定MIMO信道模型中N个接收天线的映射属性的方法可以相同，下面以第k个接收天线进行示例性说明。
首先计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，然后根据T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性。
其中，每个空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率表征了该空时流与第k个接收天线上的信道之间的信道能量。信道平均功率越大表示信道能量越大，则说明该空时流与第k个接收天线之间强相关。信道平均功率约小表示信道能量越小，说明该空时流与第k个接收天线之间弱相关或者不相关。
本实施例中，可以根据与第k个接收天线强相关的空时流的数量确定第k个接收天线的映射属性。若强相关的空时流数量多于一个，则表示与接收天线k上的信号与两个空时流上的信号相关。
S30、根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略。
若第k个接收天线存在直接映射的空时流，则可以基于信道矩阵上的信道估计信息单独对第k个接收天线的信道进行均衡处理。并对该空时流映射到第k个接收天线的信号进行单独解调，以获得第k个接收天线的射频参数。
其中，射频参数可以包括差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)，EVM主要表示实际信号和理想信号的偏差，用来判断数字调制器的好坏。其定义为信号星座图上测量信号与理想信号之间的误差，它用来表示发射端的调制精度。
若第k个接收天线不存在直接映射的空时流，则无法对第k个接收天线的信道进行单独均衡处理，此时可以标记第k个接收天线的序号，然后变更接收天线，继续进行下一个接收天线的映射属性的判断。
本申请实施例提供的信道处理方法，在MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流个数少于发送端空时流的个数的情况下，根据T个空时流在第k个接收天线上的信道平均功率，单独对第k个接收天线的映射属性进行判断，并根据映射属性确定第k个接收天线的信道处理策略，以对满足要求的接收天线进行单独的信道均衡处理，而不是将整个MIMO信道模型中的所有接收天线的信道进行统一处理，有效的避免了由于MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流个数少于发送端空时流的个数时，对MIMO信道模型进行整体信道均衡处理误码率高的技术问题，提高了MIMO系统测试的可靠性。
图4为本申请实施例提供的确定MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数的流程示意图，描述了图1实施例中步骤S10的一种可能实施方式，如图4所示，获取待检测的多输入所输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数，包括：
S101、对信道模型进行信道估计，获得信道模型的信道矩阵。
其中，信道估计是估计信号响应函数的过程。本实施例中可以通过基于训练序列的信道估计算法或者基于导频符号的信道估计算法进行信道估计。
在一种可行的实施方式中，基于训练序列的信道估计获取信道矩阵E可以为，基于OFDM符号中特定的训练序列一次获取信道带宽内所有子载波的信道估计值，然后对所有子载波的估计值进行处理，可以获得对应信道的估计功率值。例如，E11值可以为X1至Y1信道带宽内所有正交子载波上的估计值的集合。
示例性的，信道带宽为发送端基站上配置的系统带宽，可以为1.4M、3M、5M、10M、15M、20M等，对应的正交子载波数分别为72、180、300、600、900、1200个。
应理解的是，上述信道带宽以及其正交子载波数仅为示例性说明，不对信道带宽以及其对应的正交子载波波造成限定。
在另一种可行的实施方式中，基于导频符号的信道估计算法进行信道估计可以为，在发射端按照一定的间隔将已知的导频符号插入到OFDM符号中，经过信道后，接收端利用已知导频恢复出导频位置的信道信息，然后基于内插、滤波或变换等处理手段，估计出MIMO系统中所有信道频率响应，最终获得信道矩阵E。
S102、计算获得信道矩阵的秩，并将信道矩阵的秩的值确定为信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数。
信道矩阵的秩的大小表征了MIMO系统中，接收端和发射端之间的无线传输通路上独立的并行信道的个数，即可同时并行传输的信道的个数。
信道矩阵的秩表征了MIMO发射端和接收端之间多条信道之间的相关性。如果信道矩阵的秩为1，则表示多条信道完全相关，发送的空时流上的信号很可能会互相干扰。如果信道矩阵的秩大于1，则秩的个数表征了独立不相关的信道的个数。
本实施例中，计算获得信道矩阵的秩的方法可以包括基于特征值分解的方法、基于QR(正交三角)分解处理的方法中的任一项。
在一种可行的实施方式中，基于特征值分解的方法确定信道矩阵的秩是指根据信道矩阵获得信道相关矩阵，即对信道矩阵进行预处理，然后获得信道相关矩阵的多个特征值，再通过对多个特征值的数据特性进行分析，确定信道矩阵的秩。
在另一种可行的实施方式中，可以基于QR分解处理方法确定信道矩阵的秩，包括：
步骤A：对信道矩阵E进行QR分解处理，获得上三角矩阵R的主对角元素的值。
将信道矩阵E分解成一个正规正交矩阵Q与上三角形矩阵R，获得上三角矩阵R的主对角元素的值。
步骤B：根据上三角矩阵R的主对角线元素的值，确定信道矩阵的秩。
确定R矩阵主对角元素中值大于设定的门限值的主对角元素的个数，将该个数作为信道矩阵的秩。
在确定信道矩阵的秩后，并将信道矩阵的秩的值确定为信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数。
图5为本申请实施例提供的确定每个空时流的信道平均功率的流程示意图，描述了图1实施例中步骤S20中计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率的一种可能实施方式，如图5所示，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，包括：
S201、针对所述T个空时流中的每个空时流，从信道矩阵中查找空时流中各子载波一一映射到所述第k个接收天线的信道估计参数。
由式(1)可知，信道模型的收发模型可以表示为
Figure BDA0002410524760000121
其中，信道矩阵的第k行即为T个空时流至第k个接收天线的的信道估计参数，具体表征为(Ek1、Ek2…Ekr…EkT)，其中r为大于1且小于T的整数，Ekr表征了第r个空时流映射到第k个接收天线上的信道估计参数，为第r个空时流中包含的所有正交子载波映射到第k个接收天线的信道估计参数的集合。
以第r个空时流为例，其中Ekr为第r个空时流中包含的所有正交子载波映射到第k个接收天线的信道估计参数的集合。
该集合可以表示为S((k,r,0))～S((k,r,nfft-1))，其中S为信道估计参数，k表征第k个接收天线，r表征第r个空时流，nfft表征了第r个空时流的带宽中正交子载波的个数。
S202、根据各子载波的信道估计参数，确定空时流映射到所述第k个接收天线的的信道平均功率。
第r个空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率的计算公式可以参考式(4)：
Figure BDA0002410524760000131
其中，P(k,r)为第r个空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率，i为正交子载波的序号，i大于等于0且小于等于nfft-1。
根据公式(4)，获得T个空时流中每个空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率。
图6为本申请实施例提供确定接收天线的映射属性的流程示意图，描述了图1实施例中步骤S20根据T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性的一种可能的实施方式。如图6所示，根据T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性，包括：
S211、确定T个信道平均功率的最大值以及T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的平均值。
通过上式(4)计算获得T个空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率，确定T个信道平均功率的最大值Pmax，并将该最大值对应的空时流序号记录为rmax，Pmax可以通过式(5)表示：
Pmax＝max{P(k,r)} (5)
其中，1≤r≤T。
在获取Pmax之后，根据T个信道平均功率的值计算获得剩余其他T-1信道平均功率的平均值，标记为Pmean。
S212、分别计算最大值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第一差值集。
将最大值与其余T-1个信道平均功率分别作差，获得T-1个第一差值，将T-1个第一差值组合生成第一差值集。
S213、分别计算平均值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第二差值集。
将平均值与其余T-1个信道平均功率分别作差，获得T-1个第二差值，将T-1个第二差值组合生成第二差值集。
S214、根据第一差值集和第二差值集确定第k个接收天线的映射属性。
本实施例中，若第一差值集中的所有差值均大于第一阈值，且第二差值集中的所有差值的绝对值均小于第二阈值，则确定第k个接收天线的相对于最大值对应的空时流为直接映射；其中，第一阈值大于第二阈值。
其中，第一阈值代表Pmax与除最大值之外剩余T-1个信道的信道平均功率差值的阈值；第二阈值代表Pmean与除最大值之外剩余T-1个信道的信道平均功率差值的绝对值的阈值，第一阈值大于第二阈值。
除rmax之外的其他空时流的信道平均功率与Pmean之间的差值越小，则表明除rmax之外的所有空时流的信号能量较为接近。
同时，Pmax与除rmax之外的其他空时流的信道平均功率之间的差值越大，则表明其他空时流在第k个接收天线上的能量与rmax在第k个接收天线上的能量差距较大，且在第k个接收天线上的能量较小，可以忽略不计。
综上，可以认定Pmax对应的空时流rmax与第k个接收天线为直接映射，其他空时流在第k个接收天线上的映射信号可以忽略不计。
本实施例中，若第一差值集中的所有差值不均大于第一阈值，或第二差值集中的所有差值的绝对值不均小于第二阈值，，则表示除最大值对应的空时流之外的其他空时流与第k个接收天线强相关，则可以认定不存在与第k个接收天线直接映射的空时流，即多个空时流同时映射到第k个接收天线上。
图7为本申请实施例提供确定接收天线的信道处理策略的流程示意图，描述了图1实施例中步骤S30的一种可能的实施方式。如图7所示，根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略，包括：
S301、在第k个接收天线存在直接映射的空时流的情况下，获取第k个接收天线的第一接收信号。
第k个接收天线存在直接映射的空时流的情况下，即为第k个接收天线与第r个空时流直接映射，此时第k个接收天线上的第一接收信号全部由第r个空时流上的信号映射而来。
S302、从信道矩阵中查找最大值对应的空时流映射到第k个接收天线的第一信道估计参数。
最大值对应的空时流为r,则最大值对应的空时流映射到第k个接收天线的第一信道估计参数即为Ekr。
S303、根据第一估计参数对第一接收信号进行处理，获得第k个接收天线的射频参数。
本实施例中，根据第一估计参数对第一接收信号信号进行处理，可以指通过第一估计参数对第一接收信号进行校正，具体直至通过第一估计参数的矩阵左乘第一接收信号的矩阵，获得与第一接收信号对应的第一发送信号的估计值。
将第一发送信号的估计值与上述第r个空时流上的信号进行比较，确定误差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)，EVM主要表示实际信号和理想信号的偏差，用来判断数字调制器的好坏。其定义为信号星座图上测量信号与理想信号之间的误差，它用来表示发射端的调制精度。
可选地，可以对第一接收信号单独进行解调，获得该接收天线的星座图。
可选地，在信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数大于或等于空时流的数量时，表示信道模型满足整体均衡处理的条件，故可以获取N个接收天线的接收信号，根据信道矩阵对N个接收信号进行整体均衡处理，获得N个接收天线的射频参数。
图1、图4、图5、图6以及图7实施例提供了一种单根接收天线的映射属性判断以及单信道的均衡处理的方法，在对MIMO系统进行检测时，需要对MIMO中所有的接收天线分别进行映射属性的判断，以决定是否可以对某一根接收天线的单信道的均衡处理，下面通过图8所示的实施例对如何对MIMO系统中所有接收天线分别进行信道处理的方法进行了示例性描述。
图8为本申请另一实施例提供的信道处理方法流程示意图，适用于图2所述的MIMO信道模型。如图8所示，信道处理方法包括：
S401、对待检测的多输入多输出MIMO信道模型进行信道估计，获得信道矩阵；其中，MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于等于1的整数。
S402、计算获得信道矩阵的秩。
S403、判断信道矩阵的秩是否小于空时流的数量T。
S404、若信道矩阵的秩不小于空时流的数量T，则获取N个接收天线的接收信号，根据信道矩阵对N个接收信号进行整体均衡处理，获得N个接收天线的射频参数。
S405、若信道矩阵的秩小于空时流的数量T，则初始化接收天线序号k为1。
本实施例中，从序号为1的接收天线开始依次进行接收天线的映射属性的判断。实际应用中可以随机抽取序号大于等于1小于等于接收天线个数N的接收天线进行映射属性的判断，在此不做具体的限定。
S406、针对T个空时流中的每个空时流，从信道矩阵中查找该空时流中各子载波一一映射到第k个接收天线的信道估计参数；根据多个子载波的信道估计参数，确定该空时流映射到第k个接收天线的的信道平均功率。
S407、确定T个信道平均功率的最大值以及T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的平均值。
S408、分别计算最大值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第一差值集；分别计算平均值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第二差值集。
S409、判断第一差值集中的所有差值是否均大于第一阈值，且第二差值集中的所有差值的绝对值是否均小于第二阈值。
S410、若第一差值集中的所有差值均大于第一阈值，且第二差值集中的所有差值的绝对值均小于第二阈值，则确定第k个接收天线的相对于最大值对应的空时流为直接映射。
S411、基于最大值对应的空时流对第k个接收天线进行单路的信道处理，并解调第k个接收天线的接收信号，获得第k个接收天线的射频参数。
S412、若第一差值集中的所有差值不均大于第一阈值，或第二差值集中的所有差值的绝对值不小于第二阈值，，则确定不存在直接映射到第k个接收天线的空时流。
S413、对第k个接收天线进行标记，保存第k个接收天线的序号。
S414、判断k是否小于接收天线的数量N，若是，则对k进行加1，返回执行步骤S406，直至k等于接收天线的数量N。
重复执行步骤S406-S414，直至对N个接收天线的映射属性均进行判断。
S415、保存解调得到的所有天线的射频参数。
本实施例中各步骤的技术方案的实现原理和技术效果与图1、图4、图5、图6、以及图7中相应步骤类似，本实施例此处不再赘述。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
基于上述实施例所提供的信道处理方法，本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例的装置实施例。
图9为本申请一实施例提供的信道处理装置的结构示意图。包括的各单元用于执行图1、图4、图5、图6、图7和图8对应的实施例中的各步骤，具体请参阅图1、图4、图5、图6、图7和图8各自对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参见图9，信道处理装置50包括获取模块501、确定模块502、第一处理模块503。
获取模块501，用于获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；其中，MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于或等于1的整数。
确定模块502，用于在能够同时并行传输的数据流的个数小于空时流的数量T的情况下，计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据该T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性；其中，k大于等于1且小于等于N，k为整数。
第一处理模块503，用于根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略。
本申请实施例提供的信道处理装置，在MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流个数少于发送端空时流的个数的情况下，根据T个空时流在第k个接收天线上的信道平均功率，单独对第k个接收天线的映射属性进行判断，并根据映射属性确定第k个接收天线的信道处理策略，以对满足要求的接收天线进行单独的信道均衡处理，而不是将整个MIMO信道模型中的所有接收天线的信道进行统一处理，有效的避免了由于MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流个数少于发送端空时流的个数时，对MIMO信道模型进行整体信道均衡处理误码率高的技术问题，提高了MIMO系统测试的可靠性。
可选地，获取模块501获取待检测的MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数，可以包括：
对信道模型进行信道估计，获得信道模型的信道矩阵；
计算获得信道矩阵的秩，并将信道矩阵的秩的值确定为信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数。
可选地，获取模块501计算获得所述信道矩阵的秩，可以包括：
对信道矩阵进行QR分解处理，获得上三角矩阵R的主对角元素的值；
根据上三角矩阵R的主对角线元素的值，确定信道矩阵的秩。
可选地，确定模块502计算获得T个空时流一一映射到信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，可以包括：
针对T个空时流中的每个空时流，从信道矩阵中查找空时流中各子载波一一映射到第k个接收天线的信道估计参数；
根据各子载波的信道估计参数，确定空时流映射到第k个接收天线的信道平均功率。
可选地，确定模块502根据T个信道平均功率，确定第k个接收天线的映射属性，可以包括：
确定T个信道平均功率的最大值以及T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的平均值；
分别计算最大值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第一差值集；
分别计算平均值与T个信道平均功率中除最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第二差值集；
根据第一差值集和第二差值集确定第k个接收天线的映射属性。
可选地，确定模块502根据第一差值集和第二差值集确定第k个接收天线的映射属性，可以包括：
若第一差值集中的差值均大于第一阈值，且第二差值集中的差值的绝对值均小于第二阈值，则确定第k个接收天线的相对于最大值对应的空时流为直接映射；其中，第一阈值大于第二阈值。
可选地，第一处理模块503根据第k个接收天线的映射属性，确定第k个接收天线的信道处理策略，可以包括：
在第k个接收天线存在直接映射的空时流的情况下，获取第k个接收天线的第一接收信号；
从信道矩阵中查找最大值对应的空时流映射到所述第k个接收天线的第一信道估计参数；
根据第一信道估计参数对第一接收信号进行处理，获得第k个接收天线的射频参数。
信道处理装置50还包括第二处理模块，用于在能够同时并行传输的数据流的个数大于或等于空时流的数量T的情况下，获取N个接收天线的接收信号，根据信道矩阵对N个接收信号进行整体均衡处理，获得N个接收天线的射频参数。
图9所示实施例提供的信道处理装置，可用于执行上述方法实施例中的技术方案，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图10是本申请一实施例提供的信道处理器的示意图。如图10所示，该实施例的信道处理设备60包括：至少一个处理器601、存储器602以及存储在所述存储器602中并可在所述处理器601上运行的计算机程序。信道处理设备还包括通信部件603，其中，处理器601、存储器602以及通信部件603通过总线604连接。
处理器601执行所述计算机程序时实现上述各个信道处理方法实施例中的步骤，例如图1所示实施例中的步骤S11至步骤S13。或者，处理器601执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图9所示模块501至503的功能。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器602中，并由处理器601执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在所述信道处理设备60中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图10仅仅是信道处理设备的示例，并不构成对信道处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器601可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器602可以是信道处理设备的内部存储单元，也可以是信道处理设备的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。所述存储器602用于存储所述计算机程序以及信道处理设备所需的其他程序和数据。存储器602还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，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申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信道处理方法，其特征在于，包括：
获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；其中，所述MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，所述M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于或等于1的整数；
在所述能够同时并行传输的数据流的个数小于所述空时流的数量T的情况下，计算获得所述T个空时流一一映射到所述信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据所述T个信道平均功率，确定所述第k个接收天线的映射属性；其中，k大于等于1且小于等于N，k为整数；
根据所述第k个接收天线的映射属性，确定所述第k个接收天线的信道处理策略。
2.如权利要求1所述的信道处理方法，其特征在于，所述获取待检测的MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数，包括：
对所述信道模型进行信道估计，获得所述信道模型的信道矩阵；
计算获得所述信道矩阵的秩，并将所述信道矩阵的秩的值确定为所述信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数。
3.如权利要求2所述的信道处理方法，其特征在于，所述计算获得所述信道矩阵的秩，包括：
对所述信道矩阵进行QR分解处理，获得上三角矩阵R的主对角元素的值；
根据所述上三角矩阵R的主对角线元素的值，确定所述信道矩阵的秩。
4.如权利要求2所述的信道处理方法，其特征在于，所述计算获得所述T个空时流一一映射到所述信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，包括：
针对所述T个空时流中的每个空时流，从所述信道矩阵中查找所述空时流中各子载波一一映射到所述第k个接收天线的信道估计参数；
根据所述各子载波的信道估计参数，确定所述空时流映射到所述第k个接收天线的信道平均功率。
5.如权利要求4所述的信道处理方法，其特征在于，所述根据所述T个信道平均功率，确定所述第k个接收天线的映射属性，包括：
确定所述T个信道平均功率的最大值以及所述T个信道平均功率中除所述最大值之外的其余T-1个信道平均功率的平均值；
分别计算所述最大值与所述T个信道平均功率中除所述最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第一差值集；
分别计算所述平均值与所述T个信道平均功率中除所述最大值之外的其余T-1个信道平均功率的差值，生成第二差值集；
根据所述第一差值集和所述第二差值集确定所述第k个接收天线的映射属性。
6.如权利要求5所述的信道处理方法，其特征在于，所述根据所述第一差值集和所述第二差值集确定所述第k个接收天线的映射属性，包括：
若所述第一差值集中的所有差值均大于第一阈值，且所述第二差值集中的所有差值的绝对值均小于第二阈值，则确定所述第k个接收天线的相对于所述最大值对应的空时流为直接映射；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。
7.如权利要求6所述的信道处理方法，其特征在于，所述根据所述第k个接收天线的映射属性，确定所述第k个接收天线的信道处理策略，包括：
在所述第k个接收天线存在直接映射的空时流的情况下，获取所述第k个接收天线的第一接收信号；
从所述信道矩阵中查找所述最大值对应的空时流映射到所述第k个接收天线的第一信道估计参数；
根据所述第一信道估计参数对所述第一接收信号进行处理，获得所述第k个接收天线的射频参数。
8.如权利要求1至7任一项所述的信道处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述能够同时并行传输的数据流的个数大于或等于所述空时流的数量T的情况下，获取所述N个接收天线的接收信号，根据所述信道矩阵对所述N个接收信号进行整体均衡处理，获得所述N个接收天线的射频参数。
9.一种信道处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待检测的多输入多输出MIMO信道模型中能够同时并行传输的数据流的个数；其中，所述MIMO信道模型包括M个发送天线，N个接收天线，所述M个发送天线用于发送T个空时流；其中，N、M以及T均为大于或等于1的整数；
确定模块，用于在所述能够同时并行传输的数据流的个数小于所述空时流的数量T的情况下，计算获得所述T个空时流一一映射到所述信道模型中第k个接收天线的T个信道平均功率，并根据所述T个信道平均功率，确定所述第k个接收天线的映射属性；其中，k大于等于1且小于等于N，k为整数；
第一处理模块，用于根据所述第k个接收天线的映射属性，确定所述第k个接收天线的信道处理策略。
10.一种信道处理设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述方法的步骤。
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