CN117560100A - 用于基站中srs信号的rsrp测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于基站中SRS信号的RSRP测量方法及装置,该方法包括:从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号;生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值;根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的目标信道估计响应;对目标信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值;根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。本方案能够适配不同RRU设备,并能够实现对SRS信号功率的准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种用于基站中SRS信号的RSRP测量方法、装置、基站通信系统及可读存储介质。
背景技术
在移动通信5G系统中,尤其是基站上行,需要根据SRS(Sounding referencesignal,探测参考信号)进行RSRP(Reference signal received power,参考信号接收功率)的测量。RSRP是指对接收信号中的信息功率或能量进行估计和测量,是衡量移动通信5G系统质量的重要指标。一方面,系统使用RSRP参数衡量信道质量,另一方面可以通过RSRP参数优化系统中其它算法模块的性能。
随着高速通信系统的快速发展,对RSRP估计的要求也越来越高。目前,5G小基站系统计算RSRP估计方法为最大似然(Maximum Likelihood) 估计法,该方法是利用接收到的频域信号y,采用最小二乘法准则(least square,ls)算法计算出信道估计响应H,然后利用Hx(x为本地生成的SRS序列信号)计算出信号功率。在实际测试中发现,由于各个厂家采用的RRU(Radioremote unit,射频拉远单元)装置不同,导致RRU发至BBU(Building baseband unit,基带处理单元)的频域数据的数据有差异,从而导致RSRP的计算出现差异。目前对5G系统中RSRP测量的研究也仅限于理论算法研究,没有统一标准,不能完全应用于产品实现。
有鉴于此,有必要提出对目前基于SRS信号的RSRP测量方法进行进一步的改进。
发明内容
为解决上述至少一技术问题,本发明的主要目的是提供一种用于基站中SRS信号的RSRP测量方法及装置。
为实现上述目的,本发明采用的一个技术方案为:提供一种用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,包括:
在基站接收到用户终端发送的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号;
生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值;
根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的目标信道估计响应;
对目标信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值;
根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。
其中,所述RRU产品预设的功率参数包括数字满功率参数及功率增益参数,所述根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率,具体为:
根据功率增益参数的倒数、数字满功率参数以及信号功率值三者之积计算出测量目标功率。
其中,所述对目标信道估计响应进行归一化处理之前,还包括:
利用线性插值算法对信道估计响应进行频域插值滤波处理。
其中,所述计算出信道估计响应,得到信号功率估计值之后,还包括:
计算出增益Scale因子,并将信道估计响应进行右移Scale位处理;以及
对信道估计响应进行连续子载波平滑处理。
其中,所述从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号之后,还包括:
对SRS测量信号进行动态位移处理,得到新的SRS测量信号。
其中,所述本地SRS发送序列为SRS测量信号根据3GPP TS38.211协议6.4.1.4.2节生成。
为实现上述目的,本发明采用的另一个技术方案为:提供一种用于基站中SRS信号的RSRP测量装置,包括:
提取模块,用于在基站接收到用户终端上传的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号;
生成模块,用于生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值;
时偏补偿模块,用于根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的信道估计响应;
归一化处理模块,用于对信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值;
测量模块,用于根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。
其中,所述RRU产品预设的功率参数包括数字满功率参数及功率增益参数,所述测量模块,具体用于:
根据功率增益参数的倒数、数字满功率参数以及信号功率值三者之积计算出测量目标功率。
为实现上述目的,本发明采用的又一个技术方案为:提供一种基站通信系统,包括:至少一5G通信基站,以及与5G通信基站通信连接的至少一用户终端,所述5G通信基站包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现上述方法中的步骤。
为实现上述目的,本发明采用的又一个技术方案为:提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现上述方法中的步骤。
本发明的技术方案主要采用在基站接收到用户终端发送的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号,然后生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值,再根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的目标信道估计响应,进而对目标信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值,最后根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率,能够适配不同RRU设备,以实现对SRS信号功率的准确测量。
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,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例用于基站中SRS信号的RSRP测量方法的流程图;
图2为本发明另一实施例用于基站中SRS信号的RSRP测量方法的流程图;
图3为本发明一实施例用于基站中SRS信号的RSRP测量装置的模块方框图;
图4为本发明一实施例基站通信系统的模块方框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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。
需要说明,本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
现有5G基站通信中各个厂家采用的RRU装置不同,导致RRU发至BBU的频域数据的数据有差异,从而导致RSRP的计算出现差异,使得SNR测量不准确的问题,本方案提出了一种用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,旨在能够适配不同RRU设备,提高SNR测量的准确性,改善通信质量。该用于基站中SRS信号的RSRP测量方法的具体步骤请参照下述的实施例。
请参照图1,图1为本发明一实施例用于基站中SRS信号的RSRP测量方法的流程图。在本发明实施例中,该用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,应用于5G通信小基站。所述用于基站中SRS信号的RSRP测量方法包括如下步骤:
S110、在基站接收到用户终端发送的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号。
基站与用户终端为移动通信5G系统中两个关键组成部分。为了提高通信质量,可以对基站所接收到的上行数据进行处理,进而计算出RSRP(Reference signal receivedpower,参考信号接收功率)。具体的,基站接收到用户终端发送的数据,也就是上行数据,将上行数据转换成对应的频域数据,并从频域数据中提取出SRS测量信号。
S120、生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值。
根据5G通信协议,对SRS测量信号进行处理,生成对应用户终端中天线接口的本地SRS发送序列,然后采用LS(最小二乘估计)算法粗略计算出信道估计响应,得到信号功率估计值。
S130、根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的目标信道估计响应。
在实测过程中,只配置了1个SRS符号,为了性能更优,所以只能做时偏补偿的操作。
S140、对目标信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值。
通过对目标信道估计响应进行归一化处理计算出信号功率值,也即对参考信号接收功率进行归一化处理,能够适配不同的RRU设备。
S150、根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。
针对于不同RRU的产品特性,并通过对RSRP的测量值进行归一化处理,以此适配不同RRU设备,以实现在5G系统中SRS信号功率的准确测量。
请参照图2,下面通过具体的实施例对上述方案进行描述。
1、在基站接收到用户设备发送的上行数据时,将上行数据转换成对应的频域数据,并从对应的频域数据中提取出SRS测量信号,其中,k为SRS信号的子载波索引,l为OFDM (正交频分复用)符号索引,r为接收天线,μ为用户索引。正常情况下数据会达到16位满位宽(实虚部最大值达到满位宽),实测中发现,在近点或远点的情况下,会出现部分的数据不足16位或超过16位的情况,对后续处理的精度有影响。因此要在开始做数据的动态移位,得到新的频域数据/>。具体为,在SRS频域数据 />全部数据的实部、虚部绝对值中找出最大值,计算其实际位宽,最大值记为MaxVal,其实际位宽为ceil(log2(MaxVal)),那么SRS频域数据 />整体左移15-ceil(log2MaxVal))位,用新的频域数据 />做后续和处理。需要注意的是,该移位对整个SRS的所有符号、所有RE一起进行。
2、由3GPP TS38.211协议6.4.1.4.2节产生每个用户设备UE的天线端口 的SRS发送序列/>。
3、采用LS(最小二乘估计)算法粗估出信道估计响应。具体公式如下:
其中,floor为向下取整运算, 为 />的共轭运算。
4、计算 的增益Scale因子。
增益Scale因子:
增益值:
功率:
5、连续 个子载波平滑去层间及用户间干扰,具体公式如下:
其中, 是SRS的端口数,/>是用户数。
协议规定,,/>;/>,/>。
6、利用信道估计响应进行时偏TA估计。
相位旋转估计为:
其中,H为转置共轭运算。
时偏估计为:
此时,值配置为4096(FFT采样点)。其中,两梳分时,L=2* />,四梳分时,L=4*,angle为反正切函数。
7、将计算出的TA值对信道估计响应 进行时偏补偿。在实测过程中,只配置了1个SRS符号,为了性能更优,所以只能做时偏补偿的操作,公式如下:
其中,j为复数。
8、采用线性插值算法对 进行频域插值滤波操作,在实测中,为了保证性能并且减少用户间的SRS数据干扰,对不同的UE数据进行频分,并且采用comb2的配置。非SRS数据位置RE的线性插值按照下式完成具体公式如下:
其中,, />表示离RE位置k’最近的两个SRS信道估计结果, 、 />为插值系数,取值如下表1所示,具体取值可由自行配置。k’为非SRS数据位置。
表1
9、对插值后的信道估计H进行归一化处理,具体公式如下:
其中,K为每个UE占用的频域子载波索引值(包括SRS子载波索引值与非SRS子载波索引值)。Abs()为绝对值计算,mean()为计算平均值。
10、信号功率值,具体公式如下:
11、结合RRU产品特性,对信号功率值进行测量,得到测量目标功率P。
假设场景SRS信号到达RRU设备,首先由天线和带通滤波器接收和滤波,然后由低噪声放大器(LNA,Low Noise Amplifier)放大,随后射频信号由混频器下变频到基带,基带信号由可变增益放大器(VGA,Variable Gain Amplifier)放大,通过使用模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter),基带信号被转换到数字域。 X 对应数字满功率,VGA的功率增益为 , ADC基带接口的数据采样带宽为 /> 比特,FFT点数为 /> ,测量信号功率值为 />,测量目标功率为 />,可以得到如下公式:
其中, , />(/> ,w的具体数值可以通过RRU不同厂商的手册获得)。
将上面等式进行化简得到测量目标功率为P的表达式如下:
其中, 的单位为dBm。
请参照图3,图3为本发明一实施例用于基站中SRS信号的RSRP测量装置的模块方框图。在本发明的实施例中,该基站用于基站中SRS信号的RSRP测量装置,包括:
提取模块10,用于在基站接收到用户终端上传的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号;
生成模块20,用于生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值;
时偏补偿模块30,用于根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的信道估计响应;
归一化处理模块40,用于对信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值;
测量模块50,用于根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。
其中,所述RRU产品预设的功率参数包括数字满功率参数及功率增益参数,所述测量模块50,具体用于:
根据功率增益参数的倒数、数字满功率参数以及信号功率值三者之积计算出测量目标功率。
其中,所述归一化处理模块40还用于:利用线性插值算法对信道估计响应进行频域插值滤波处理。
其中,所述生成模块20还用于:计算出增益Scale因子,并将信道估计响应进行右移Scale位处理;以及
对信道估计响应进行连续子载波平滑处理。
其中,所述提取模块10还用于:对SRS测量信号进行动态位移处理,得到新的SRS测量信号。
请参阅图4,图4为本发明一实施例基站通信系统的模块方框图。该基站通信系统可用于实现前述实施例中的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法。如图4所示,该基站通信系统包括:至少一5G通信基站,以及与5G通信基站通信连接的至少一用户终端,所述5G通信基站包括存储器301、处理器302、总线303及存储在存储器301上并可在处理器302上运行的计算机程序,存储器301和处理器302通过总线303连接。处理器302执行该计算机程序时,实现前述实施例中的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法。其中,处理器的数量可以是一个或多个。
存储器301可以是高速随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)存储器,也可为非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如磁盘存储器。存储器301用于存储可执行程序代码,处理器302与存储器301耦合。
进一步的,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可以是设置于上述各实施例中的基站通信系统中,该计算机可读存储介质可以是前述图4所示实施例中的存储器。
该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现前述实施例中的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法。进一步的,该计算机可存储介质还可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块的划分,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,例如多个模块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信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。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。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。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。
集成的模块如果以软件功能模块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全部或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可读存储介质中,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)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简便描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定都是本申请所必须的。
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的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,其特征在于,所述用于基站中SRS信号的RSRP测量方法包括:
在基站接收到用户终端发送的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号;
生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值;
根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的目标信道估计响应;
对目标信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值;
根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。
2.如权利要求1所述的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,其特征在于,所述RRU产品预设的功率参数包括数字满功率参数及功率增益参数,所述根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率,具体为:
根据功率增益参数的倒数、数字满功率参数以及信号功率值三者之积计算出测量目标功率。
3.如权利要求1所述的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,其特征在于,所述对目标信道估计响应进行归一化处理之前,还包括:
利用线性插值算法对信道估计响应进行频域插值滤波处理。
4.如权利要求1所述的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,其特征在于,所述计算出信道估计响应,得到信号功率估计值之后,还包括:
计算出增益Scale因子,并将信道估计响应进行右移Scale位处理;以及
对信道估计响应进行连续子载波平滑处理。
5.如权利要求1所述的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,其特征在于,所述从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号之后,还包括:
对SRS测量信号进行动态位移处理,得到新的SRS测量信号。
6.如权利要求1所述的用于基站中SRS信号的RSRP测量方法,其特征在于,所述本地SRS发送序列为SRS测量信号根据3GPP TS38.211协议6.4.1.4.2节生成。
7.一种用于基站中SRS信号的RSRP测量装置,其特征在于,所述用于基站中SRS信号的RSRP测量装置包括:
提取模块,用于在基站接收到用户终端上传的上行数据时,从上行数据的频域数据中提取出对应用户终端的SRS测量信号;
生成模块,用于生成对应用户终端的天线端口的本地SRS发送序列,并计算出信道估计响应,得到信号功率估计值;
时偏补偿模块,用于根据信号功率估计值计算出对应用户终端的时偏估计,并利用时偏估计对信道估计响应进行时偏补偿,得到用户终端对应的信道估计响应;
归一化处理模块,用于对信道估计响应进行归一化处理,以及根据归一化处理的信道估计响应及本地SRS发送序列计算出信号功率值;
测量模块,用于根据信号功率值及RRU产品预设的功率参数计算出测量目标功率。
8.如权利要求7所述的用于基站中SRS信号的RSRP测量装置,其特征在于,所述RRU产品预设的功率参数包括数字满功率参数及功率增益参数,所述测量模块,具体用于:
根据功率增益参数的倒数、数字满功率参数以及信号功率值三者之积计算出测量目标功率。
9.一种基站通信系统,包括:至少一5G通信基站,以及与5G通信基站通信连接的至少一用户终端,所述5G通信基站包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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,实现权利要求1至6中任意一项所述方法中的步骤。
10.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1至6中的任意一项所述方法中的步骤。
Priority Applications (1)
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