CN112242856A - 一种消除多径干扰方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种消除多径干扰方法、装置及计算机可读存储介质，针对现有的Massive MIMO技术受制于移动终端你的便携性问题，无法应用在移动终端上来提升移动终端的多径性能的问题，提供的消除多径干扰方法包括：通过天线获取终端上行信号的多径信息；将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；将目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将目标下行信号发送给终端；通过分析移动终端的上行信号的多径信息，并从多径信息中根据预设处理规则处理得到目标矩阵，将目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号并发送给移动终端，通过外部的消除多径干扰装置来提升移动终端收到的下行信号质量，从而提升整体系统下行流量。

Description

一种消除多径干扰方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明实施例涉及但不限于无线通讯技术领域，具体而言，涉及但不限于一种消除多径干扰方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
多径干扰是导致无线通讯性能下降的一个重要因素，针对多径干扰不同的通讯技术提出了不同的抗干扰方法。如CDMA利用PN码的自相关性能消除多径干扰，但这种技术对于小于其finger时间(大约0.814us)的多径无能为力。OFDM则利用CP(Cyclic Prefix,循环前缀)克服多径导致的符号间干扰，但它对频率选择性衰落导致的信号质量下降则无能为力。
随着通讯技术的发展，Massive MIMO成为基站的首选技术，Massive MIMO强大的分集能力能较好地克服多径衰落导致的性能下降，但移动终端受限于便携性，无法采用Massive MIMO技术，多径性能难以提升。因此，提供一种在移动端外的一种消除多径干扰方法和装置，对于降低终端的下行信号多径分量帮助终端提升多径性能十分有意义。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题在于提供一种终端外的消除多径干扰方法和装置，以提升所服务终端收到的下行信号质量，提升整体系统下行流量。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种消除多径干扰方法，所述消除多径干扰方法包括：
通过天线获取终端上行信号的多径信息；
将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；
将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端。
进一步地，本发明实施例还提供了一种消除多径干扰装置，所述消除多径干扰装置包括：上行信号处理模块、多径信息处理模块和下行信号处理模块；
所述上行信号处理模块用于通过天线获取终端上行信号的多径信息；
所述多径信息处理模块用于将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；
所述下行信号处理模块用于将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端。
进一步地，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的一种消除多径干扰方法的步骤。
本发明实施例提供了一种消除多径干扰方法、装置及计算机可读存储介质，针对现有的Massive MIMO技术受制于移动终端你的便携性问题，无法应用在移动终端上来提升移动终端的多径性能的问题，提供的消除多径干扰方法通过分析移动终端的上行信号的多径信息，并从多径信息中根据预设处理规则处理得到目标矩阵，将目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，将目标下行信号发送给移动终端，通过外部的消除多径干扰装置来提升移动终端收到的下行信号质量，从而提升整体系统下行流量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为一种多径信道示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种消除多径干扰方法的基本流程图；
图3为本发明实施例四提供的一种消除多径干扰装置的结构组成示意图；
图4为本发明实施例五提供的一种消除下行多径干扰的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
多径干扰是导致无线通讯性能下降的一个重要因素，如图1所示为一种多径信道示意图，目前针对多径干扰不同的通讯技术提出了不同的抗干扰方法。如CDMA利用PN码的自相关性能消除多径干扰，但这种技术对于小于其finger时间(大约0.814us)的多径无能为力。OFDM则利用CP(Cyclic Prefix,循环前缀)克服多径导致的符号间干扰，但它对频率选择性衰落导致的信号质量下降则无能为力。
随着通讯技术的发展，Massive MIMO成为基站的首选技术，Massive MIMO强大的分集能力能较好地克服多径衰落导致的性能下降，但移动终端受限于便携性，无法采用Massive MIMO技术，多径性能难以提升。本发明则试图利用基站的Massive MIMO天线来对抗多径，使到达终端的下行信号多径分量尽可能的低，以帮助终端提升多径性能。
图2为本发明实施例提供的一种消除多径干扰方法的基本流程图，该消除多径干扰方法包括：
S201、通过天线获取终端上行信号的多径信息。
S202、多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵。
将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵。
S203、将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号并发送给终端。
将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端。
在本实施例中，步骤S201、通过天线获取终端上行信号的多径信息包括：通过检测终端的SRS信号获得上行信号的多径信息；SRS(Sounding Reference Signal信道探测参考信号)，在无线通信中用于估计上行信道频域信息，做频率选择性调度，用于估计上行信道，做下行波束赋形。
在本实施例中，步骤S201中获取到的多径信息为各个径的信道响应时间时间h。
在本实施例中，步骤S202、将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵包括：将各个天线收到的多径信道响应时间h排列成矩阵H；对矩阵H求逆，得到逆矩阵W，所述逆矩阵W即为目标矩阵。
在本实施例中，步骤S203、将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端包括：根据所述逆矩阵W的权值对下行信号赋值得到目标下行信号；将所述目标下行信号传输给对应的天线，并发送给所述终端。
本实施例提供了一种消除多径干扰方法，该消除多径干扰方法包括：通过天线获取终端上行信号的多径信息；将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；将目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将目标下行信号发送给终端。通过获取上行信号中的多径信息，并将多径信息采用预设处理规则进行处理得出目标矩阵，将目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，使得发送给移动终端的下行信号多径分量尽可能的低，以帮助终端提升多径性能。
实施例二：
本发明实施例利用基站的Massive MIMO天线，提供一种消除下行多径干扰的的方法和装置，以提升所服务终端收到的下行信号质量，提升整体系统下行流量。
本实施例所述消除下行多径干扰的方法包括以下步骤：
第一步，基站通过检测SRS获得多径信息，即各个径的信道响应h。
第二步，将各天线收到的多径信道响应排列成矩阵H。
第三步，对矩阵H求逆，得到逆矩阵W。
第四步，根据W权值对下行信号赋形。
第五步，基站将赋形后的信号发送给终端，由于上下行互逆，到达终端信号的多径分量几乎为0，终端因此能较容易地解调较高质量的下行信号。
实施例三：
本实施例以具体的技术方案的实施作进一步的详细描述：
设终端发射的SRS信号为S，经空口到达基站第i根天线后信号为
r＝hi(τ0)S(τ0)+hi(τ1)S(τ1)+…+hi(τn)S(τn)+…
其中hi(τn)代表第n条径在天线i上的天线响应，τn为第n条径的时延，S(τn)为延迟τn后的SRS信号。
基站接收机将信号解调后，将SRS频域信号送给B多径解析模块进行进一步解析。B多径解析模块将接收的多径SRS信号r与标准SRS信号S在频域共轭相乘，再对结果进行反复立叶变换，由于SRS为Zadoff-Chu序列，根据Zadoff-Chu序列的特性，这样处理就能得到各个径的信道响应hi(τn)。
C多径信道求逆模块收集各天线的多径信号响应hi(τn)，并根据多径门限p，去掉功率较低影响较小的多径(例如n之后的多径)，组成矩阵H
Figure BDA0002131943560000061
对H求逆，得到逆矩阵W，并将该矩阵第一列送给赋形模块D。
Figure BDA0002131943560000062
设基站要发给终端的下行信号为X，赋形模块D用w10对X赋形得到w10X，送给天线1发射出去；用w20对X赋形得到w20X，送给天线2发射出去；…；用wi0对X赋形得到wi0X，送给天线i发射出去。这样本装置就完成了消除下行多径干扰的整个过程。
下面解释一下为什么这样就可以消除下行多径干扰。
由于上下行互易，天线i发射的wi0X经上行信号S经历的相同空口(方向相反)，到达终端时的信号为：
ti＝wi0hi(τ0)X(τ0)+wi0hi(τ1)X(τ1)+…+wi0hi(τn)X(τn)+…
忽略掉功率较低的多径信号(n之后的多径)，终端收到的总的信号为上述各基站天线信号之和，可以写为：
Figure BDA0002131943560000071
由于H与W互逆，即
HW＝I
所以有下式：
Figure BDA0002131943560000072
故T＝X(τ0)
所以终端收到的信号只有主径，其他多径都被互相抵消掉了。
实施例四：
本实施例提供了一种消除多径干扰装置，装置的结构可参见图3，消除多径干扰装置30包括：上行信号处理模块31、多径信息处理模块32和下行信号处理模块33；
所述上行信号处理模块31用于通过天线获取终端上行信号的多径信息；
所述多径信息处理模块32用于将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；
所述下行信号处理模块33用于将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端。
在本实施例中，所述上行信号处理模块31包括：接收机模块和多径解析模块；所述接收机模块用于接收并解调上行信号产生SRS信号；所述多径解析模块用于解析出SRS信号的多径信息，得到各个径的信道响应时间h。
在本实施例中，所述多径信息处理模块32包括：多径信道求逆模块所述多径信道求逆模块用于收集各个天线送来的多径信号响应h，排列成矩阵H，并对矩阵H求逆，得到的逆矩阵W，所述逆矩阵W即为目标矩阵。
在本实施例中，所述下行信号处理模块33包括：赋形模块和发射机模块；所述赋形模块用于根据逆矩阵W对下行信号赋形；所述发射机模块用于将赋形后的下行信号发送给终端。
本实施例中的计算机可读存储介质可用于存储一个或者多个计算机程序，其存储的一个或者多个计算机程序可被处理器执行，以实现上述实施例一到实施例三中的一种消除多径干扰方法的至少一个步骤。
实施例五：
本实施例提供了一种消除下行多径干扰的装置，以及装置中各种模块之间的信息传递流程的实施例，具体的流程请参见图4。
在图4中，本发明所述消除下行多径干扰的装置(系统)包括以下模块：
A接收机模块、D赋形模块、E发射机模块，还包括：B多径解析模块、C多径信道求逆模块。
各天线的A接收机模块接收并解调上行信号，并将SRS送给B多径解析模块
B多径解析模块解析出SRS的多径信息，并将各多径的信号响应送给C多径信道求逆模块
C多径信道求逆模块收集各天线送来的多径信号响应，组成矩阵H，并对H求逆，并将得到的逆矩阵W送给D赋形模块
D赋形模块根据W对下行信号赋形，并将赋形后的下行信号送给各天线的E发射机
各天线的E发射机将赋形后的下行信号发送给终端，这些下行信号在终端侧形成低多径干扰的下行信号。
采用本发明所述方法和装置，与现有技术相比，利用基站的Massive MIMO天线，降低了终端侧下行信号的多径干扰，提升下行信号的质量，提高系统整体的效能。
可见，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。
此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种消除多径干扰方法，其特征在于，所述消除多径干扰方法包括：
通过天线获取终端上行信号的多径信息；
将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；
将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端。
2.如权利要求1所述的消除多径干扰方法，其特征在于，所述通过天线获取终端上行信号的多径信息包括：通过检测终端的SRS信号获得上行信号的多径信息。
3.如权利要求1-2任一项所述的消除多径干扰方法，其特征在于，所述多径信息为各个径的信道响应时间h。
4.如权利要求3所述的消除多径干扰方法，其特征在于，所述将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵包括：
将各个天线收到的多径信道响应时间h排列成矩阵H；
对矩阵H求逆，得到逆矩阵W，所述逆矩阵W即为目标矩阵。
5.如权利要求4所述的消除多径干扰方法，其特征在于，所述将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端包括：
根据所述逆矩阵W的权值对下行信号赋值得到目标下行信号；
将所述目标下行信号传输给对应的天线，并发送给所述终端。
6.一种消除多径干扰装置，其特征在于，所述消除多径干扰装置包括：上行信号处理模块、多径信息处理模块和下行信号处理模块；
所述上行信号处理模块用于通过天线获取终端上行信号的多径信息；
所述多径信息处理模块用于将各个天线上获取到的多径信息根据预设处理规则进行处理，得到目标矩阵；
所述下行信号处理模块用于将所述目标矩阵与下行信号结合生成目标下行信号，并将所述目标下行信号发送给所述终端。
7.如权利要求6所述的消除多径干扰装置，其特征在于，所述上行信号处理模块包括：接收机模块和多径解析模块；
所述接收机模块用于接收并解调上行信号产生SRS信号；
所述多径解析模块用于解析出SRS信号的多径信息，得到各个径的信道响应时间h。
8.如权利要求6所述的消除多径干扰装置，其特征在于，所述多径信息处理模块包括：多径信道求逆模块；
所述多径信道求逆模块用于收集各个天线送来的多径信号响应h，排列成矩阵H，并对矩阵H求逆，得到的逆矩阵W，所述逆矩阵W即为目标矩阵。
9.如权利要求6所述的消除多径干扰装置，其特征在于，所述下行信号处理模块包括：赋形模块和发射机模块；
所述赋形模块用于根据逆矩阵W对下行信号赋形；
所述发射机模块用于将赋形后的下行信号发送给终端。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至5中任一项所述的一种消除多径干扰方法的步骤。
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