CN113014293B

CN113014293B - 一种信号处理方法及基站

Info

Publication number: CN113014293B
Application number: CN201911328103.XA
Authority: CN
Inventors: 周宝龙; 汪丽萍; 徐文颖
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: CN113014293A

Abstract

本发明实施例提供一种信号处理方法及基站，方法包括：从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，M为小于N的正整数；从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过所述K个天线通道所接收到的目标信号进行处理，K为小于M的正整数。本发明实施例实现了降低数据传输量、计算复杂度和保证性能的折中。

Description

一种信号处理方法及基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法及基站。

背景技术

在无线通信系统中天线单元(Active Antenna Unit，AAU)和基带处理单元(Building Base band Unite，BBU)之间传输的数据量以及BBU处理数据的复杂度往往和接收天线的数量成正比。因此当天线数量较大时，降维成了减少AAU和BBU之间的数据传输量、降低BBU计算复杂度以及保证系统性能的有效手段。传统的降维方法利用数据本身或者参考信号测得的信道特性，将数据由N维降低到M维，N表示天线数量，M<N；其中M过大，复杂度和数据传输量就越高；M过小，性能就有损失，通常M个维度的选择依赖于多用户信道特性的综合考虑，比如：对于64天线的基站系统，我们通常可以将接收数据的维度由64降低到16维。

但是在多用户的情况下各用户信道特性各异，此时小区级的降维由于无法区分用户所以很难兼顾所有用户的性能，且为了包含所有调度用户的信道特性，小区级降维所能降低的维度不能太低，这导致系统对于用户级的信号处理复杂度较高。

发明内容

本发明实施例提供一种信号处理方法及基站，以在减少AAU和BBU之间的数据传输量的同时，降低每个用户所需要的处理能力。

本发明实施例提供一种信号处理方法，包括：

从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，M为小于N的正整数；

从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过所述K个天线通道所接收到的目标信号进行处理，K为小于M的正整数。

本发明实施例提供一种信号处理装置，包括：

第一选择模块，用于从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，M为小于N的正整数；

第二选择模块，用于从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过所述K个天线通道所接收到的目标信号进行处理，K为小于M的正整数。

本发明实施例提供一种基站，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的信号处理方法的步骤。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的信号处理方法的步骤。

本发明实施例提供的信号处理方法及基站，通过先从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，然后再从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过K个天线通道所接收到的目标信号进行处理，实现了通过由N个天线通道降至M个天线通道的第一级降维过程，降低了BBU和AAU之间的数据传输量，并且实现了针对用户的由M个天线通道降到K个天线通道的第二级降维过程，降低了每个用户所需要的处理能力，实现了降低数据传输量、计算复杂度和保证性能的折中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中信号处理方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中信号处理方法的示意图；

图3为本发明实施例中目标信号为PUCCH时的信号处理示意图；

图4为本发明实施例中信号处理装置的模块框图；

图5为本发明实施例中基站的结构示意图。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明实施例中信号处理方法的步骤流程图，该方法包括如下步骤：

步骤101：从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道。

在本步骤中，具体的，在进行信号处理时，可以先从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，当然该M为小于N的正整数。

例如，对于64通道天线的基站系统，M可以为16，即从64个天线通道中选择16个天线通道，即将信号由64维降低到16维。

这样，通过选择小于N的M个域变换后的天线通道，减少了AAU和BBU之间的数据传输量。

步骤102：从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过K个天线通道所接收到的目标信号进行处理。

在本步骤中，具体的，在选择M个域变换后的天线通道之后，可以再从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过K个天线通道所接收到的目标信号进行处理。

具体的，从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，实现了基于用户信道特性对单个用户进行K个天线通道的选择，实现了对天线通道的二级降维过程，从而使得在对目标信号进行处理时，能够只对通过K各天线通道所接收到的目标信号进行处理，进而使得以前处理一个用户的资源此时可以用于并行处理多个用户，降低了每个用户所需要的处理能力。

这样，本实施例通过先从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，然后再从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过K个天线通道所接收到的目标信号进行处理，实现了通过由N个天线通道降至M个天线通道的第一级降维过程，降低了BBU和AAU之间的数据传输量，并且实现了针对用户的由M个天线通道降到K个天线通道的第二级降维过程，降低了每个用户所需要的处理能力，实现了降低数据传输量、计算复杂度和保证性能的折中。

此外，具体的，本实施例在从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道之前，还需要对从N个天线通道所接收到的时域信号进行正交频分复用(简称OFDM)解调处理，得到频域接收信号；然后对频域接收信号进行信号分离，并进行域变换，得到目标信号。

具体的，该目标信号可以为物理上行控制信道(简称PUCCH)或信道探测参考信号(简称SRS)。

此外，进一步地，由于传统的一级降维中维度的选择是基于多用户综合信道特性的，此时如果用户功率不均匀，由于低功率用户的信道特性往往被高传输功率的用户给覆盖掉，因此对于低功率的用户是极度不公平的。针对此，本实施例在从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道时，可以包括如下步骤：

步骤A：针对M个天线通道中的每个天线通道，计算用户带宽所对应的功率值。

具体的，在针对M个天线通道中的每个天线通道，计算用户带宽所对应的功率值时，可以针对M个天线通道中的每个天线通道，基于每个子载波所对应的SRS信道，计算每个子载波上该天线通道的信号功率；然后根据每个子载波上该天线通道的信号功率，计算得到用户带宽所对应的功率值。

此外，具体的，每个子载波所对应的SRS信道，计算每个子载波上该天线通道的信号功率时，可以先通过下述公式，对每个子载波所对应的SRS信道进行域变换，得到变换后的SRS信道:

然后基于变换后的SRS信道，通过下述公式，计算得到每个子载波上该天线通道的信号功率：

其中，H(i)表示第i个子载波所对应的SRS信道，F表示线性变换矩阵，

表示第i个子载波所对应的变换后的SRS信道，P(i)表示每个子载波上该天线通道的信号功率。

另外，具体的，根据每个子载波上该天线通道的信号功率，计算得到用户带宽所对应的功率值时，可以根据每个子载波上该天线通道的信号功率，通过下述公式，计算得到所述用户带宽所对应的功率值：

其中，P表示所述用户带宽所对应的功率值，N_SC表示子载波的总数量，P(i)表示子载波i上该天线通道的信号功率。

步骤B：按照功率值由大到小的排列顺序，获取排序在前的K个功率值所对应的K个天线通道。

在本步骤中，具体的，在计算得到每个天线通道用户带宽所对应的功率值之后，可以按照功率值由大到小的排列顺序，获取排序在前的K个功率值所对应的K个天线通道；即将对应功率值高的K个天线通道确定为针对用户的K个天线通道，从而实现针对每个用户的信道特性选取针对用户的K个天线通道，实现了在不降低系统性能的基础上大大提高了BBU的处理能力。

这样，通过计算M个天线通道中每个天线通道对应的功率值，并获取排序在前的K个功率值所对应的K个天线通道，实现了基于用户单独的信道特性对K个天线通道进行选取，避免了基于多用户综合信道特性选取时，在用户功率不均匀的情况下对低功率用户的不公平性，从而实现了K个天线通道的选取准确性，实现了在不降低系统性能的基础上大大提高了BBU的处理能力。

下面通过图2对本实施例的具体过程进行说明。

在图2中，从N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道的流程与现有一级降维过程相同，即先对信号进行分离，得到待处理的目标信号，然后对N路信号进行域变换，再然后进行维数选择进行降维处理，即从N个天线通道中选择M个天线通道。此外，进一步考虑每个用户单独的信道特性，为每个用户选择K个天线通道，即在用户级信号处理时选择将每个用户的信号降低到K维，从而使得针对每个用户只需要处理K个天线通道所接收到的目标信号即可，降低了用户所需要的处理能力。

下面以目标信号为PUCCH为例，具体参见图3，对本实施例进行说明。

具体的，首先接收N个天线通道中的时域信号，并通过OFDM解调处理变成频域接收信号；然后再对频域接收信号进行PUCCH和SRS等上行信号分离，得到PUCCH；再然后对PUCCH进行小区级降维，即从N个天线通道中选择M个分量对应的ID，即选择域变换后的M个天线通道，M小于N；再然后根据各用户的SRS信道计算出各个用户的最优K个分量，并根据每个用户的最优K个分量ID，从M个分量中选出最优的K个分量，进一步降低接收维数，从而降低处理复杂度；最后，基站只需要对K个PUCCH分量进行处理即可。

其中，在确定K个个分量时，以用户a为例，针对每个天线信道，则可以：

先对用户a的SRS信道进行域变换，得到变换后的SRS信道，变换公式如下：

H(i)表示变换前的第i个子载波所对应的SRS信道，F表示线性变换矩阵，

表示第i个子载波所对应的变换后的SRS信道。

然后，计算每个子载波上的天线通道的信号功率，计算公式如下：

i表示子载波索引，P(i)表示子载波i上天线通道的信号功率。

再然后，计算用户带宽所对应的功率值P，计算公式为：

P表示用户带宽所对应的功率值，N_SC表示子载波的总数量。

基于上述过程，计算得到每个天线通道用户带宽所对应的功率值，然后可以从中选出K个功率最强的信号分量，其对应的天线ID即为该用户的最优K个分量ID，即获取排序在前的K个功率值所对应的K个天线通道。

这样，本实施例利用基于传统降维方法的第一级降维，减少AAU和BBU接口之间的数据传输量，同时在BBU内部利用每个用户的信道特性做二级降维，从而进一步降低BBU信号处理的复杂度。例如，对于一个64天线的基站系统，一级降维可以将信号降低到16维，二级降维可以进一步将每个用户的信号降低到8维，甚至4维，从而实现以前处理一个用户的资源现在可以用来并行处理两个甚至四个用户；此外，由于第二级降维是基于用户自身信道特性的，所以特别是在视距(简称LOS)信道下，在不降低系统性能的基础上大大的提高了BBU的处理能力。

此外，如图4所示，为本发明实施例中信号处理装置的模块框图，该信号处理装置包括：

第一选择模块401，用于从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道，M为小于N的正整数；

第二选择模块402，用于从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，并对通过所述K个天线通道所接收到的目标信号进行处理，K为小于M的正整数。

可选地，还包括获取模块，用于对从所述N个天线通道所接收到的时域信号进行正交频分复用OFDM解调处理，得到频域接收信号；对所述频域接收信号进行信号分离，并进行域变换，得到所述目标信号。

可选地，第二选择模块402包括：

计算单元，用于针对所述M个天线通道中的每个天线通道，计算用户带宽所对应的功率值；

获取单元，用于按照所述功率值由大到小的排列顺序，获取排序在前的K个功率值所对应的K个天线通道。

可选地，计算单元用于，针对所述M个天线通道中的每个天线通道，基于每个子载波所对应的信道探测参考信号SRS信道，计算每个子载波上所述天线通道的信号功率；根据所述每个子载波上所述天线通道的信号功率，计算得到所述用户带宽所对应的功率值。

可选地，计算单元用于，通过下述公式，对每个子载波所对应的SRS信道进行域变换，得到变换后的SRS信道：

基于所述变换后的SRS信道，通过下述公式，计算得到每个子载波上所述天线通道的信号功率：

表示第i个子载波所对应的变换后的SRS信道，P(i)表示子载波i上所述天线通道的信号功率。

可选地，计算单元用于，根据所述每个子载波上所述天线通道的信号功率，通过下述公式，计算得到所述用户带宽所对应的功率值：

其中，P表示所述用户带宽所对应的功率值，N_SC表示子载波的总数量，P(i)表示每个子载波上所述天线通道的信号功率。

在此需要说明的是，本实施例提供的装置能够实现上述方法实施例的所有方法步骤，并能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例的相同部分及有益效果进行赘述。

另外，如图5所示，为本发明实施例提供的基站的实体结构示意图，该基站可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储在存储器530上并可在处理器510上运行的计算机程序，以执行下述步骤：

可选地，所述从用于接收用户信号的N个天线通道中选择M个域变换后的天线通道之前，所述处理器执行所述程序时还实现如下步骤：对从所述N个天线通道所接收到的时域信号进行正交频分复用OFDM解调处理，得到频域接收信号；对所述频域接收信号进行信号分离，并进行域变换，得到所述目标信号。

可选地，所述从M个天线通道中确定针对用户的K个天线通道，包括：针对所述M个天线通道中的每个天线通道，计算用户带宽所对应的功率值；按照所述功率值由大到小的排列顺序，获取排序在前的K个功率值所对应的K个天线通道。

可选地，所述针对所述M个天线通道中的每个天线通道，计算用户带宽所对应的功率值，包括：针对所述M个天线通道中的每个天线通道，基于每个子载波所对应的信道探测参考信号SRS信道，计算每个子载波上所述天线通道的信号功率；根据所述每个子载波上所述天线通道的信号功率，计算得到所述用户带宽所对应的功率值。

可选地，所述基于每个子载波所对应的信道探测参考信号SRS信道，计算每个子载波上所述天线通道的信号功率，包括：通过下述公式，对每个子载波所对应的SRS信道进行域变换，得到变换后的SRS信道：

可选地，所述根据所述每个子载波上所述天线通道的信号功率，计算得到所述用户带宽所对应的功率值，包括：根据所述每个子载波上所述天线通道的信号功率，通过下述公式，计算得到所述用户带宽所对应的功率值：

可选地，所述目标信号为物理上行控制信道PUCCH或SRS。

在此需要说明的是，本实施例提供的基站能够实现上述方法实施例的所有方法步骤，并能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例的相同部分及有益效果进行赘述。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例提供的方法步骤。

在此需要说明的是，本实施例提供的非暂态计算机可读存储介质能够实现上述方法实施例的所有方法步骤，并能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例的相同部分及有益效果进行赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。