CN113381789A - 一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法及装置 - Google Patents

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CN113381789A CN202010159101.9A CN202010159101A CN113381789A CN 113381789 A CN113381789 A CN 113381789A CN 202010159101 A CN202010159101 A CN 202010159101A CN 113381789 A CN113381789 A CN 113381789A
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Abstract

本发明实施例公开了一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法及装置，方法包括：获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。本发明实施例通过对4×4MIMO数据天线的1流数据进行补零处理，将剩余的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，实现3×3MIMO数据天线的空间分集和空间复用，获得分集增益进而提升信噪比，增强覆盖能力，提高数据传输质量，提升小区边缘用户感知。

Description

一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法及装置。
背景技术
MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出)技术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，信号通过发射端和接收端的多个天线进行传送和接收，从而提高数据传送速率。
3GPP Release 8中定义的LTE采用了MIMO技术，一般配置为TM2/TM3/TM7自适应(2×2 MIMO)，Release 9引入了双流波束赋形技术(TM8)，3GPP Release 10更采用了8×4的增强性MIMO技术。现有技术方案为2、4、8等偶数形式，对于空口速率能够以翻倍形式提升网络性能。
现有技术支持2、4、8等偶数方式的LTE MIMO，而对于奇数方式的MIMO，如3×3MIMO并未提及。现有技术在室内覆盖场景，尤其是空间狭小的区域，由于天线点位及安装空间的限制，安装单极化天线或双极化天线，最大可实现2×2 MIMO，未能实现更高阶MIMO应用。
因此，现有技术缺少奇数方式的编码矩阵，无法实现3×3MIMO数据天线的空间复用。
发明内容
由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法及装置。
第一方面，本发明实施例提出一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，包括：
获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；
对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；
对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。
可选地，所述对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据，具体包括：
根据物理小区标识和无线网络临时标识RNTI，对所述3流数据中每流数据对应的物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据。
可选地，所述对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号，具体包括：
在下行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、层映射处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第一OFDM信号；
在上行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第二OFDM信号。
可选地，对加扰后数据进行调制处理，具体包括：
根据调制方式对加扰后数据的每个码字和扰码比特块进行调制，得到复值调制符号块；
其中，所述调制方式包括二进制相移键控BPSK、正交相移键控QPSK、16正交振幅调制QAM或64QAM。
可选地，对加扰后数据进行层映射处理，具体包括：
根据层映射方式对加扰后数据进行层映射处理；
其中，所述层映射方式包括单天线口的层映射、发射分集的层映射或空间复用的层映射。
可选地，对加扰后数据进行预编码处理，具体包括：
根据循环延迟分集CDD对加扰后数据每层上的复数调制符号进行预编码处理。
可选地，对加扰后数据进行资源映射处理，具体包括：
将每一个天线端口上的加扰后数据的复值调制符号映射到资源单元上；
其中，映射的物理资源块与分配的虚拟资源块相对应。
第二方面，本发明实施例还提出一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理装置，包括：
数据获取模块，用于获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；
加扰处理模块，用于对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；
预处理模块，用于对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。
可选地，所述加扰处理模块具体用于：
根据物理小区标识和无线网络临时标识RNTI，对所述3流数据中每流数据对应的物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据。
可选地，所述预处理模块具体用于：
在下行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、层映射处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第一OFDM信号；
在上行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第二OFDM信号。
可选地，所述预处理模块具体用于：
根据调制方式对加扰后数据的每个码字和扰码比特块进行调制，得到复值调制符号块；
其中，所述调制方式包括二进制相移键控BPSK、正交相移键控QPSK、16正交振幅调制QAM或64QAM。
可选地，所述预处理模块具体用于：
根据层映射方式对加扰后数据进行层映射处理；
其中，所述层映射方式包括单天线口的层映射、发射分集的层映射或空间复用的层映射。
可选地，所述预处理模块具体用于：
根据循环延迟分集CDD对加扰后数据每层上的复数调制符号进行预编码处理。
可选地，所述预处理模块具体用于：
将每一个天线端口上的加扰后数据的复值调制符号映射到资源单元上；
其中，映射的物理资源块与分配的虚拟资源块相对应。
第三方面，本发明实施例还提出一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述方法。
第四方面，本发明实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述方法。
由上述技术方案可知，本发明实施例通过对4×4 MIMO数据天线的1流数据进行补零处理，将剩余的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，实现3×3MIMO数据天线的空间分集和空间复用，获得分集增益进而提升信噪比，增强覆盖能力，提高数据传输质量，提升小区边缘用户感知。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种3×3 MIMO系统模型的示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种3×3 MIMO SVD分解的过程示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种下行物理信道处理的过程示意图；
图5为本发明一实施例提供的一种LTE系统中的预编码场景示意图；
图6为本发明一实施例提供的一种上行物理信道处理的过程示意图；
图7为本发明一实施例提供的一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理装置的结构示意图；
图8为本发明一实施例提供的电子设备的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1示出了本实施例提供的一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法的流程示意图，包括：
S101、获取4×4 MIMO数据天线的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理。
其中，所述4×4 MIMO数据天线为具有4流数据的天线，即具有4个发射天线和4个接收天线。
所述3×3 MIMO数据天线为具有3流数据的天线，即具有3个发射天线和3个接收天线。
具体地，由于4×4 MIMO数据天线相对于3×3 MIMO数据天线来说，多了1流数据，为了能够在4×4 MIMO数据天线的技术基础上实现3×3 MIMO数据天线，需要对多余的1流数据补上0，即进行补零处理。
S102、对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据。
其中，所述加扰操作为减少信号干扰而增加干扰信号。加扰操作是一个为随机过程，可以有效地将干扰信号随机化。
所述加扰后数据为进行加扰处理后的数据。
S103、对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的OFDM信号。
其中，所述OFDM信号为在3×3MIMO数据天线的物理层信道内传输的信号。
具体来说，根据香农定理：C＝B*log2(1+SNR)。当信噪比很差的时候，通过提升信噪比可使速率明显提升，因此应用传输分集技术可以有效提高接收信号的信噪比，从而提高传输速率和覆盖范围。在现实中，信噪比很好的条件下想要大幅提升速率只有另辟蹊径，通过空间这个新的维度来增加速率。增加收发天线数目后，得到：C＝log2(1+M*SNR)。假设信道非相关性非常好，MIMO信道容量可以显著提高。即C≈M*log2(1+SNR)，其中M为发射天线和接受天线的最小值。因此，MIMO技术，在有限的带宽内极大的提高了频谱效率。
空间分集利用空间信道的弱相关性，结合时间或频率上的选择性，为信号的传递提供更多的副本，提高信号传输的可靠性，从而改善接收信号的信噪比，提高数据传输质量，有利于增加覆盖，但无法产生多天线速率提升。
空间复用通过发射系统将数据分割成多份，分别在发射端的多个天线上发射出去，接收端接收到多个数据的混合信号后，利用不同空间信道间独立的衰落特性，区分出这些并行的数据流，从而达到在相同的频率资源内获取更高数据速率的目的。
假设发送信号为x，信道传输矩阵为H，接收机输入端叠加噪声为n，则接收信号为：y＝Hx+n。
从空间复用的技术原理可知，其空间复用增益的大小和MIMO系统的信道矩阵H直接相关：不同收发天线间的信道独立性越好，系统可获得的复用增益越大；反之可获得的复用增益越小。通常，系统可获得的复用增益和信道矩阵的质量直接相关，信道矩阵的“好坏”用其秩rank(H)来表示，rank(H)值的大小代表MIMO传输信道可分解为多少个独立的子信道/发端可发射的不同信息流数量，即系统可获得的最大复用增益。因此，对于3×3 MIMO来说，系统最大支持3个独立的数据流，3×3 MIMO系统模型如图2所示。
在无记忆独立同分布的瑞利信道中，如果限定预编码矩阵为酉矩阵，最优预编码器都是信道矩阵SVD(Singular Value Deco0mposition)分解之后得到的V矩阵的前NS列。根据SVD分解定理:
对于
Figure BDA0002405134150000081
酉矩阵Um×m,Vn×n,使得H＝U∑VH,其中
Figure BDA0002405134150000082
也就是说，如图3所示的分解是必然存在的。
具体来说，UH：接受端需要知道采用的矩阵，V：发射端需要知道采用的矩阵。
由于U可以由接收端根据信道矩阵H得到，而V必需在发射时就知道。因此，解决问题的关键是解出V，以下为编码矩阵方法。
需要指出，3GPP协议没有直接定义3×3阶MIMO的相关内容，因此，需考虑采用新的3×3预编码矩阵或者采用现有4×4阶MIMO的预编码矩阵。可以采用以下两种方式实现。
方法一：
采用3×3 MIMO数据天线映射方式编码矩阵，发射端发射3流数据，采用3×3预编码矩阵，映射到3个天线上，接收端3×3 MIMO进行解析。过程如下：
Figure BDA0002405134150000083
方法二：
采用现有的4×4 MIMO数据天线映射方式预编码矩阵，但发射端仅发射3流(条)数据，并补0为4维向量，采用4×4预编码矩阵，映射到4个天线上(其中0不用映射到天线上)，接收端则需要添加信道矩阵补齐(补零)操作，并按标准4×4 MIMO进行解析。这样遵循了现有协议，需新加工作少，效率较高，适用于目前阶段。
Figure BDA0002405134150000091
由于3GPP 36.211协议中未直接定义3×3 MIMO，本实施例参考4×4 MIMO方式，即采用以上“方法二”实现3×3 MIMO。
本实施例通过对4×4 MIMO数据天线的1流数据进行补零处理，将剩余的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，实现3×3MIMO数据天线的空间分集和空间复用，获得分集增益进而提升信噪比，增强覆盖能力，提高数据传输质量，提升小区边缘用户感知。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，S102具体包括：
根据物理小区标识和无线网络临时标识RNTI，对所述3流数据中每流数据对应的物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据。
具体地，在下行物理信道的处理过程中，为减少对信号的干扰，对将在一个物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰，加扰是一个为随机过程，可以有效地将干扰信号随机化。扰码基于物理小区标识和RNTI(Radio Network Temporary Identifier)生成。
对每个码字q，比特块
Figure BDA0002405134150000092
(其中
Figure BDA0002405134150000093
表示一个子帧中传输的物理信道上的码字q中的比特数)，在调制之前按下式加扰，生成加扰比特块
Figure BDA0002405134150000094
Figure BDA0002405134150000095
其中cq(i)为加扰序列。在每个子帧起始时对加扰序列进行初始化，初始化值cinit由传输信道类型决定：
Figure BDA0002405134150000096
其中nRNTI对应于和PDSCH传输相关的RNTI。
在3GPP R8中一个子帧中最多可传输两个码字，即q∈{0,1}。之后，在3GPP R10中可以实现最多可传输四个码字。而对于3×3 MIMO，3GPP协议中没有定义，如果采用空间复用，一个子帧中最多可传输三个码字，即q∈{0,1,2}。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，S103具体包括：
在下行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、层映射处理、预编码处理和资源映射处理，如图4所示，生成每个天线端口的第一OFDM信号；
在上行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第二OFDM信号。
其中，对加扰后数据进行调制处理，具体包括：
根据调制方式对加扰后数据的每个码字和扰码比特块进行调制，得到复值调制符号块；
其中，所述调制方式包括二进制相移键控BPSK、正交相移键控QPSK、16正交振幅调制QAM或64QAM。
具体地，对加扰后的比特进行调制，产生复数形式的调制符号。对每个码字q,扰码比特块
Figure BDA0002405134150000101
进行调制，调制后产生一个复值调制符号块
Figure BDA0002405134150000102
调整方案包括BPSK、QPSK、16QAM或64QAM。
对加扰后数据进行层映射处理，具体包括：
根据层映射方式对加扰后数据进行层映射处理；
其中，所述层映射方式包括单天线口的层映射、发射分集的层映射或空间复用的层映射。
具体地，在层映射过程中，将复数形式的调制符号映射到一个或者多个传输层，从而将数据分成多层。根据传输方式的不同，可以使用不同的层映射方式。具体来说，对应于码字q的调制符号d(q)(0)，……d(q)(M(q)symb-1)映射至x(i)＝[x(0)(i)…x(v-1)(i)]T,(i＝0,1…，Mlayersymb-1)层上，其中v为层数，Mlayersymb是每层的调制符号数。对于3×3MIMO，可以采用4天线口方式实现。
表1层映射配置表
配置 层数(v) 天线口数(p)
单天线配置 v＝1 P＝1
发射分集 V＝p P≠1(2或4)
空间复用 1≤V≤p P≠1(2或4)
①单天线口的层映射
对于单天线口上的传输，使用单层，υ＝1，且按下式映射：
x(0)(i)＝d(0)(i)
并且
Figure BDA0002405134150000111
②发射分集的层映射
对发射分集，层映射按表2进行映射。仅有一个码字且层数υ等于用于物理信道传输的天线端口数P。
表2发射分集的码字层映射
Figure BDA0002405134150000112
③空间复用的层映射
参考3GPP物理信道过程，对于空间复用，层映射按下表3进行。层数υ小于或等于用于物理信道传输的天线端口数P。表3中增加了3×3 MIMO对应新增的层映射方法，增加3流数据(3个码字)的层映射。
表3空间复用的码字层映射
Figure BDA0002405134150000121
对加扰后数据进行预编码处理，具体包括：
根据循环延迟分集CDD对加扰后数据每层上的复数调制符号进行预编码处理。
具体地，在预编码过程中，将每层上的复数调制符号进行预编码，用于天线端口上的传输。对于空间复用包括两种场景，一种是用了CDD(Cyclic Delay Diversity)，另一种为不使用CDD。CDD是一种是用多天线发射相同但延迟的OFDM符号的方法，它将空间复用转化为频率分集，从而避免符号间的干扰。对于3×3 MIMO可以沿用现有3GPP预编码方式，如图5所示。
将层映射的输出x(i)＝[x(0)(i) ... x(υ-1)(i)]T，
Figure BDA0002405134150000131
进行预编码，产生映射到每个天线端口的资源上的向量块y(i)＝[y(0)(i) ... y(P-1)(i)]T，
Figure BDA0002405134150000132
其中y(p)(i)表示天线端口p上的信号。
(1)单天线端口上的预编码
在单天线端口上发送信号时，预编码定义为：
y(p)(i)＝x(0)(i)
其中，p∈{0,4,5}是用来作为物理信道传输的单天线端口号，且
Figure BDA0002405134150000133
(2)发射分集的预编码
基于发射分集的预编码只能与基于发射分集的层映射组合使用。发射分集的预编码只支持两个或四个天线口。
对于两天线口传输，p∈{0,1}，预编码的输出y(i)＝[y(0)(i) y(1)(i)]T，
Figure BDA0002405134150000134
定义为：
Figure BDA0002405134150000135
其中
Figure BDA0002405134150000136
对于四天线口传输，p∈{0,1,2,3}，预编码的输出y(i)＝[y(0)(i) y(1)(i) y(2)(i)y(3)(i)]T,
Figure BDA0002405134150000137
定义为：
Figure BDA0002405134150000141
其中
Figure BDA0002405134150000142
(3)基于空间复用的预编码
基于空间复用的预编码只能与基于空间复用的层映射结合使用。空间复用支持两个或四个天线端口，可用的天线端口集合为p∈{0,1}或者p∈{0,1,2,3}。
无CDD的预编码
无循环延迟分集(CDD),空间复用的预编码定义为：
Figure BDA0002405134150000143
其中预编码矩阵W(i)大小为P×υ且
Figure BDA0002405134150000144
其中，预编码矩阵w(i)的大小为p×v，p为天线端口数，v为层数。i＝0,1,…,Mapsymb-1；而Mapsymb＝Mlayersymb。w(i)的值从eNodeB和UE侧配置的码本里的预编码子元中选择。
对于空间复用，W(i)的值在按照eNodeB和UE中配置的码本的预编码单元中选择。eNodeB可以使用码本子集限制，进一步限制UE侧的预编码器在码本中的预编码单元的子集中进行选择。
基于长时延CDD的预编码
对于长时延的CDD，基于空间复用的预编定义为：
Figure BDA0002405134150000151
其中，预编码矩阵W(i)大小为P×υ，
Figure BDA0002405134150000152
大小为υ×υ的D(ki)表示支持循环延迟分集的对角阵，矩阵U大小为υ×υ。
与不使用CDD情况下的预编码相比，增加了两个用于实现循环延迟(Cyclic DelayDiversity)功能的矩阵，D(i)和U。D(i)v×v提供了CDD对角矩阵，实现虚拟天线间增量为1/v的时延，而Uv×v是DFT矩阵，使用方阵，通过对输入信号进行DFT实现层到虚拟天线的映射，将每个层的信号能量均匀地分布在虚拟天线上。
W(i)将从eNodeB和UE配置的码本的预编码单元中选择。eNodeB可以使用码本子集限制，进一步限制UE侧的预编码器在码本中的预编码单元的子集中进行选择。
对2个天线端口，预编码根据W(i)＝C1选择，其中C1表示对应于表4中预编码索引0的与编码矩阵。
表4长时延CDD
Figure BDA0002405134150000153
预编码码本分为两个天线口和四个天线口两种类型。
对于两个天线口传输，即p∈{0,1}，预编码矩阵W(i)将从表5或其中的子集选择。对[4]中定义的闭环空间复用模式，当层数为υ＝2时，不能使用码本索引0。
表5在天线端口{0,1}上传输使用的码本
Figure BDA0002405134150000161
对于四个天线端口，在物理下行共享信道上，UE可以假定eNB循环分配不同的预编码给不同的向量[x(0)(i) ... x(υ-1)(i)]T。若是空间复用，每个υ向量使用一个不同的预编码。特别的，预编码按W(i)＝Ck选择,其中k是预编码索引，且
Figure BDA0002405134150000162
其中k＝1,2,3,4，C1,C2,C3,C4表示对应于表6中预编码指示12,13,14和15的预编码矩阵。
对于四个天线口传输，即p∈{0,1,2,3}，预编码矩阵W将从表6或其中的子集选择。
Figure BDA0002405134150000163
表示从表达式
Figure BDA0002405134150000164
选取的{s}列构成的矩阵，式中I为4×4的单位阵，un值见表5。
表6在天线端口{0,1,2,3}上使用的码本
Figure BDA0002405134150000165
Figure BDA0002405134150000171
对加扰后数据进行资源映射处理，具体包括：
将每一个天线端口上的加扰后数据的复值调制符号映射到资源单元上；
其中，映射的物理资源块与分配的虚拟资源块相对应。
具体地，资源(RE)映射是将每一个天线端口上的复值调制符号映射到资源单元上。
对于物理信道传输使用的每个天线端口，复数符号块
Figure BDA0002405134150000183
将以y(p)(0)开始顺序按照下列的标准映射到资源单元(k,l)：映射的物理资源块与分配的虚拟资源块相对应，并且映射的位置不用于PBCH,同步信号或参考信号的传输。映射到天线端口p上的资源单元(k,l)在不用于其他目的的情况下，映射顺序为：在分配的物理资源块上先以k递增的形式索引，然后再索引l，从第一个子帧的第一个时隙开始。
另外，资源映射后，为每一个天线端口产生复值的时域OFDM符号。
在上行物理信道处理过程中，如图6所示，类似下行物理共享信道信号处理过程，3×3 MIMO可以在现有3GPP基础上实现上行物理层信道处理过程。上行物理共享信道基带信号处理步骤如下：
①加扰
比特块b(0),...,b(Mbit-1)，其中Mbit为PUSCH在一个子帧传输的比特数，需要在调制之前由一个UE指定的扰码序列加扰，生成加扰之后的比特块
Figure BDA0002405134150000181
②调制
扰码比特块
Figure BDA0002405134150000182
进行调制，得到d(0),...,d(Msymb-1)的复值符号块。
③预编码
复值符号块d(0),...,d(Msymb-1)被分为
Figure BDA0002405134150000191
个子集，每一个子集对应一个SC-FDMA符号。得到一个复值符号块z(0),...,z(Msymb-1)。变量
Figure BDA0002405134150000192
其中
Figure BDA0002405134150000193
表示PUSCH带宽内的资源块数。
④映射到物理资源
复值符号块z(0),...,z(Msymb-1)应该乘以一个幅值因子βPUSCH，然后从z(0)开始依次映射到分配给PUSCH的物理资源块上。映射到分配的物理资源块的资源单元(k,l)上，映射从一个子帧的第一个时隙开始，按序先增加k然后再增加l。
本实施例提供的基于LTE 3×3 MIMO的方法，基于MIMO技术原理和数学模型，推导3×3 MIMO可行性及实现过程，可以实现空间分集和空间复用。能够获得分集增益进而提升信噪比，增强覆盖能力，提高数据传输质量，尤其将提升小区边缘用户感知。此外，可以实现空间复用获得复用增益进而提升数据传输的速率。
需要说明的是，本实施例提供的方法提出3×3阶新的编码矩阵以及兼容现有4×4阶编码矩阵，可以采用新方法实现，也可以基于现有技术方法上实现。对于特殊场景，例如室内场景，由于空间或工程能力限制等因素，一般无法实现2×2以上更高阶的MIMO，而本实施例提供的3×3 MIMO数据天线的物理层信道处理方法可以应用到现有三极化天线产品中，进而实现LTE真正意义上的3×3 MIMO。
图7示出了本实施例提供的一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理装置的结构示意图，所述装置包括：数据获取模块701、加扰处理模块702和预处理模块703，其中：
所述数据获取模块701用于获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3 MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；
所述加扰处理模块702用于对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；
所述预处理模块703用于对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。
具体地，所述数据获取模块701获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3 MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；所述加扰处理模块702对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；所述预处理模块703对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。
本实施例通过对4×4 MIMO数据天线的1流数据进行补零处理，将剩余的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，实现3×3MIMO数据天线的空间分集和空间复用，获得分集增益进而提升信噪比，增强覆盖能力，提高数据传输质量，提升小区边缘用户感知。
进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述加扰处理模块702具体用于：
根据物理小区标识和无线网络临时标识RNTI，对所述3流数据中每流数据对应的物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据。
进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述预处理模块703具体用于：
在下行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、层映射处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第一OFDM信号；
在上行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第二OFDM信号。
进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述预处理模块703具体用于：
根据调制方式对加扰后数据的每个码字和扰码比特块进行调制，得到复值调制符号块；
其中，所述调制方式包括二进制相移键控BPSK、正交相移键控QPSK、16正交振幅调制QAM或64QAM。
进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述预处理模块703具体用于：
根据层映射方式对加扰后数据进行层映射处理；
其中，所述层映射方式包括单天线口的层映射、发射分集的层映射或空间复用的层映射。
进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述预处理模块703具体用于：
根据循环延迟分集CDD对加扰后数据每层上的复数调制符号进行预编码处理。
进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述预处理模块703具体用于：
将每一个天线端口上的加扰后数据的复值调制符号映射到资源单元上；
其中，映射的物理资源块与分配的虚拟资源块相对应。
本实施例所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理装置可以用于执行上述方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
参照图8，所述电子设备，包括：处理器(processor)801、存储器(memory)802和总线803；
其中，
所述处理器801和存储器802通过所述总线803完成相互间的通信；
所述处理器801用于调用所述存储器802中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。
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。
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。

Claims (10)

1.一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，包括：
获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；
对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；
对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。
2.根据权利要求1所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，所述对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据，具体包括：
根据物理小区标识和无线网络临时标识RNTI，对所述3流数据中每流数据对应的物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据。
3.根据权利要求1所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，所述对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号，具体包括：
在下行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、层映射处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第一OFDM信号；
在上行物理信道处理过程中，分别对加扰后数据进行调制处理、预编码处理和资源映射处理，生成每个天线端口的第二OFDM信号。
4.根据权利要求3所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，对加扰后数据进行调制处理，具体包括：
根据调制方式对加扰后数据的每个码字和扰码比特块进行调制，得到复值调制符号块；
其中，所述调制方式包括二进制相移键控BPSK、正交相移键控QPSK、16正交振幅调制QAM或64QAM。
5.根据权利要求3所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，对加扰后数据进行层映射处理，具体包括：
根据层映射方式对加扰后数据进行层映射处理；
其中，所述层映射方式包括单天线口的层映射、发射分集的层映射或空间复用的层映射。
6.根据权利要求3所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，对加扰后数据进行预编码处理，具体包括：
根据循环延迟分集CDD对加扰后数据每层上的复数调制符号进行预编码处理。
7.根据权利要求3所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法，其特征在于，对加扰后数据进行资源映射处理，具体包括：
将每一个天线端口上的加扰后数据的复值调制符号映射到资源单元上；
其中，映射的物理资源块与分配的虚拟资源块相对应。
8.一种多输入多输出数据天线的物理层信道处理装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取4×4多输入多输出MIMO数据天线的3流数据作为3×3MIMO数据天线的数据，并对剩余的1流数据进行补零处理；
加扰处理模块，用于对所述3流数据中每流数据对应的物理信道进行加扰操作，得到对应的3流加扰后数据；
预处理模块，用于对各流加扰后数据进行预处理，生成各天线端口的正交频分复用OFDM信号。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7任一所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行如权利要求1至7任一所述的多输入多输出数据天线的物理层信道处理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115314832A (zh) * 2022-08-23 2022-11-08 广州世炬网络科技有限公司 基站、下行数据传输方法
CN116015386A (zh) * 2023-01-05 2023-04-25 深圳市泽信通建设有限公司 一种基于互联网的具有抗干扰能力的通讯系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050095996A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 Sony Corporation Wireless communications system, wireless communications method, and wireless communications apparatus
CN1710850A (zh) * 2005-07-14 2005-12-21 北京邮电大学 用于mimo－ofdm系统的低复杂度自适应传输方法
CN101199139A (zh) * 2005-05-18 2008-06-11 三菱电机株式会社 多输入多输出通信系统
US20090103486A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Fujitsu Limited MIMO Wireless Communication System
CN102075482A (zh) * 2009-11-25 2011-05-25 北京泰美世纪科技有限公司 Mimo-ofdm系统中信道估计的方法及装置
CN106549882A (zh) * 2015-09-16 2017-03-29 北京展讯高科通信技术有限公司 等效信道矩阵计算方法及装置
CN109391303A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 华为技术有限公司 处理数据的方法和装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050095996A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 Sony Corporation Wireless communications system, wireless communications method, and wireless communications apparatus
CN101199139A (zh) * 2005-05-18 2008-06-11 三菱电机株式会社 多输入多输出通信系统
CN1710850A (zh) * 2005-07-14 2005-12-21 北京邮电大学 用于mimo－ofdm系统的低复杂度自适应传输方法
US20090103486A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Fujitsu Limited MIMO Wireless Communication System
CN102075482A (zh) * 2009-11-25 2011-05-25 北京泰美世纪科技有限公司 Mimo-ofdm系统中信道估计的方法及装置
CN106549882A (zh) * 2015-09-16 2017-03-29 北京展讯高科通信技术有限公司 等效信道矩阵计算方法及装置
CN109391303A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 华为技术有限公司 处理数据的方法和装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115314832A (zh) * 2022-08-23 2022-11-08 广州世炬网络科技有限公司 基站、下行数据传输方法
CN116015386A (zh) * 2023-01-05 2023-04-25 深圳市泽信通建设有限公司 一种基于互联网的具有抗干扰能力的通讯系统

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