WO2017088658A1 - 获取信道信息的方法及装置 - Google Patents

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channel coefficient
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陈艺戬
鲁照华
肖华华
李永
蔡剑兴
王瑜新
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Definitions

  • the first matrix Q is determined according to an antenna topology and/or a polarization mode of the base station.
  • the present disclosure also provides an apparatus for acquiring channel information, including:
  • the first communication node transmits information of the channel coefficient matrix to a third communication node.
  • the phase after the operating frequency adjustment is a linear function of the original phase.
  • U, D, and V perform matrix multiplication operations to predict the complete downlink channel coefficient matrix.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus for acquiring channel information according to Embodiment 1 of the present disclosure. As shown in FIG. 3, the apparatus of this embodiment includes: a measurement module and a first processing module.
  • the communication node B reports the K components of the channel coefficient matrix between A and B to the communication node C;
  • the transmitting module is configured to transmit the information of the channel coefficient matrix to the third communication node.
  • logic instructions in the memory 61 described above may be implemented in the form of a software functional unit and sold or used as a stand-alone product, and may be stored in a computer readable storage medium.

Abstract

本公开提供一种获取信道信息的方法及装置，该方法包括：测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。

Description

获取信道信息的方法及装置 技术领域
本公开涉及无线通信领域，例如涉及一种获取信道信息的方法和装置。
背景技术
无线通信系统中，发送端和接收端采取空间复用的方式使用多根天线来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是接收端反馈给发送端信道信息，发送端根据获得的信道信息使用发射预编码技术，可以极大地提高传输性能。对于单用户多输入多输出(Single User Multi-input Multi-output，SU-MIMO)中，直接使用信道特征矢量信息进行预编码；对于多用户MIMO(Multi-User Multi-input Multi-output，MU-MIMO)中，需要比较准确的信道信息。
时分双工(Time Division Duplexing，TDD)系统可以通过上下行信道互易性获取信道信息，即利用上行探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)测量上行信道，得到信道系数矩阵Hu，继而假设互易性的存在有Hd＝Hu H从而获得下行信道系数矩阵Hd。
但是在频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)系统中，除了相关性较强的一些视距场景，较难通过上述互易性的利用方法获得比较准确的下行信道信息。因此，在第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partnership Project，3GPP)长期演进(Long Term Evolution，LTE)计划中，信道信息的反馈主要是利用较简单的码本的反馈方法。由终端对信道信息进行量化反馈，一般采用的是隐式的量化反馈方法。
隐式的信道状态信息(Channel State Information，CSI)反馈包括：信道质量指示信息(Channel quality indication，CQI)、预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator，PMI)和秩指示符(Rank Indicator，RI)。
CQI为衡量下行信道质量的一个指标。在36-213协议中CQI用0～15的整数值来表示，分别代表了不同的CQI等级，不同CQI对应着各自的调制方式和编码码率。RI用于描述空间独立信道的个数，对应信道响应矩阵的秩。在开环 空间复用和闭环空间复用模式下，需要用户设备(User Equipment，UE)反馈RI信息，其他模式下不需要反馈RI信息。信道系数矩阵的秩和层数对应。PMI反馈的是最佳预编码信息，基于索引反馈，指示约定的码本中最匹配当前信道的特征的码字。
由于信道信息的量化反馈会占用较大的开销，比如LTE技术的后续演进(LTE-Advanced，LTE-A)中4Tx和8Tx码本有256个码字，需要8比特(bit)，并且一般需要对多个子带进行反馈，因此总开销是较大的。随着多天线技术的发展，天线数目越来越多，这意味着信道系数矩阵的维度越来越大，对信道信息的量化反馈的计算量越来越大，而且需要的码字数目指数级增长，对终端的成本和复杂度提出了巨大挑战，同时也需要大量的反馈开销。
总的来说FDD下CSI的获取在天线数目比较多，信道的维度比较高时，面临了较多的技术问题：
测量导频信道状态信息参考符号(Channel State Information-Reference Signals，CSI-RS)的开销及覆盖问题没有得到有效的解决(导频资源有限)；CSI反馈开销在高维天线情况下仍然很大(开销随天线维度增加显著增长)；非强相关性信道反馈精度很低，几乎找不到可用的反馈技术和可接受的开销来获得足够的CSI精度。(多径数量较多使得量化效率很难有效的提升)；CSI量化的终端复杂度较高(码字选择复杂度)。
传统的隐式反馈方法，与TDD系统中通过互易性方法获得的CSI的方法相比，在复杂度、开销及性能方面是有明显差距的，但FDD系统利用互易性又较难像TDD系统一样获取比较准确的CSI，缺乏有效的互易性利用手段。这是相关技术存在的一个主要问题。
发明内容
本公开提供的一种获取信道信息的方法及装置，减小系统反馈开销。
本公开提供了一种获取信道信息的方法，包括：
测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及
对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
可选地，所述对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵，包括：
利用第一矩阵Q将所述第一信道系数矩阵变换到指定域，得到所述指定域上的信道系数矩阵；以及
利用第二矩阵P对所述指定域上的信道系数矩阵进行工作频率调整，变换为原域的第二信道系数矩阵，其中，
所述第二矩阵P是根据所述第一载波频率与所述第二载波频率的比值，对所述第一矩阵Q的转置矩阵中元素的相位进行线性变换获得的。
可选地，所述第一矩阵Q是根据基站的天线拓扑和/或极化模式确定的。
可选地，所述第一矩阵Q中的列矢量是模为1的复数构成的矢量，或者是模为1的复数构成矢量的克罗内克积。
可选地，所述对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵，包括：
将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分；
根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，其中，K、N为整数，且1≤N≤K；以及
将调整后的所述K个信道成分进行合并，获得所述第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
可选地，所述将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分是利用以下任一种方式实现的：
离散傅里叶变换矩阵；
特征值分解或奇异值分解；以及
离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积。
可选地，所述根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，包括：
根据所述第一载波频率和所述第二载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
可选地，上述方法还包括：
利用在M个资源元素上获得的所述第二信道系数矩阵，通过指定运算获取所述第二载波频率上信道系数协方差阵，其中，M为整数且M≥1。
本公开还提供了一种获取信道信息的装置，包括：
测量模块，设置为测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及
第一处理模块，设置为对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
可选地，所述第一处理模块，设置为利用第一矩阵Q将所述第一信道系数矩阵变换到指定域，得到所述指定域上的信道系数矩阵；以及利用第二矩阵P对所述指定域上的信道系数矩阵进行工作频率调整，变换为原域的第二信道系数矩阵，其中，所述第二矩阵P是根据所述第一载波频率与所述第二载波频率的比值，对所述第一矩阵Q的转置矩阵中元素的相位进行线性变换获得的，所述第一矩阵Q是根据基站的天线拓扑和/或极化模式确定的，所述第一矩阵Q中的列矢量是模为1的复数构成的矢量，或者是模为1的复数构成矢量的克罗内克积。
可选地，所述第一处理模块，设置为将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分；根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，其中，K、N为整数，且1≤N≤K；以及将调整后的所述K个信道成分进行合并，获得所述第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
可选地，所述第一处理模块将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分是利用以下任一种方式实现的：离散傅里叶变换矩阵；特征值分解或奇异值分解；以及离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积。
可选地，所述第一处理模块根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，包括：
根据所述第一载波频率和所述第二载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
可选地，所述第一处理模块，还设置为利用在M个资源元素上获得的所述第二信道系数矩阵，通过指定运算获取所述第二载波频率上信道系数协方差阵，其中，M为整数且M≥1。
本公开还提供了一种获取信道信息的方法，包括：
第一通信节点接收第二通信节点发送的测量导频信号；
所述第一通信节点根据所述测量导频信号估计所述第一通信节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵；以及
所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
可选地，所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点，包括：
所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息分解成K个信道成分，以及
将所述K个信道成分的信息发送给所述第三通信节点。
可选地，所述第一通信节点利用离散傅里叶变换将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分，以及
所述第一通信节点将所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换中所用每列的索引号发送给所述第三通信节点。
可选地，所述第一通信节点利用离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
所述第一通信节点将所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换矩阵克罗内克乘积中所涉及到的离散傅里叶变换矢量索引号发送给所述第三通信节点。
本公开还提供了一种获取信道信息的装置，包括：
接收模块，设置为接收第二通信节点发送的测量导频信号；
第一处理模块，设置为根据所述导频信号估计本节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵；以及
发送模块，设置为将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
可选地，所述第二处理模块，还设置为将所述信道系数矩阵的信息分解成K个信道成分；以及
所述发送模块，设置为将所述K个信道成分的信息发送给所述第三通信节点。
可选地，所述第二处理模块，设置为利用离散傅里叶变换将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
所述发送模块发送的所述K个信道成分的信息包括，所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换中所用每列的索引号。
可选地，所述第二处理模块，设置为利用离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
所述发送模块发送的所述K个信道成分信息包括，所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换矩阵克罗内克乘积中所涉及到的离散傅里叶变换矢量索引号。
本公开还提供了一种获取信道信息的方法，包括：
接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；以及
对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
可选地，所述接收到的信道系数矩阵的信息包括K个信道成分的信息；
所述对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵，包括：
将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整后，将所述K个信道成分合并获得信道系数矩阵，其中，N、K为整数且1≤N≤K。
可选地，所述将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整包括：
利用载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
本公开还提供了一种获取信道信息的装置，包括：
第二接收模块，设置为接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；
第三处理模块，设置为对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
可选地，所述第二接收模块接收到的信道系数矩阵的信息包括K个信道成分的信息；以及
所述第三处理模块，设置为将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整后，将所述K个信道成分合并获得信道系数矩阵，其中，N、K为整数且1≤N≤K。
可选地，所述第三处理模块将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整包括：利用载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述方法。
本公开还提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行以下方法：
测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及
对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
本公开还提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行以下方法：
第一通信节点接收第二通信节点发送的测量导频信号；
所述第一通信节点根据所述测量导频信号估计所述第一通信节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵；以及
所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述方法。
本公开还提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行以下方法：
接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；以及
对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
综上，本公开提供一种获取信道信息的方法及装置，减小了系统反馈开销。
附图说明
图1为本公开实施例的一种获取信道信息的方法的流程图；
图2为本公开实施例的获取第二信道系数矩阵原理的示意图；
图3为本公开实施例一的获取信道信息的装置的示意图；
图4为本公开实施例二的获取信道信息的装置的示意图；
图5为本公开实施例三的获取信道信息的装置的示意图；以及
图6是本公开实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为本公开实施例的一种获取信道信息的方法的流程图。
在步骤110中，测量在第一载波频率F1上发送的测量导频信号，获得F1上测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵H1。
在步骤120中，对第一信道系数矩阵H1进行处理，获得第二载波频率F2上 的第二信道系数矩阵H2。
在一可选实施例中，步骤120中对第一信道系数矩阵H1进行处理原理如图2所示。
在步骤1210中，利用线性变换将第一信道系数矩阵H1变换到基于第一矩阵Q中基矢量定义的域，得到变换后的信道系数矩阵估计
Figure PCTCN2016105105-appb-000001
Figure PCTCN2016105105-appb-000002
可选的，所述线性变换矩阵为第一矩阵Q，第一矩阵Q根据基站的天线拓扑和极化配置确定。
第一矩阵Q中的列矢量均为
Figure PCTCN2016105105-appb-000003
形式，
Figure PCTCN2016105105-appb-000004
为离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)矢量或者其他模值为1的复数构成的矢量。
在步骤1220中，利用F1和F2的比值，对第一矩阵Q的转置矩阵中元素的相位进行线性变换，得到第二矩阵P，P＝F(Q，F1，F2)，F是Q的非线性函数。
在步骤1230中，基站利用线性变换第一矩阵P对
Figure PCTCN2016105105-appb-000005
进行变换。
在步骤130中，利用在M个资源元素上获得的所述第二信道系数矩阵，通过指定运算获取所述第二载波频率上信道系数协方差阵，其中，M为整数且M≥1。
在利用步骤110、120得到F2上信道系数矩阵估计
Figure PCTCN2016105105-appb-000006
后，由于随机相位、路径延时等因素的影响，
Figure PCTCN2016105105-appb-000007
并不是F2上信道系数矩阵的精确预测。F2上预编码传输和/或预编码导频等基于的是F2上统计信道信息，即F2上信道系数矩阵的协方差矩阵R2。R2的获取基于步骤120得到的F2上信道系数矩阵估计
Figure PCTCN2016105105-appb-000008
可以在M个资源元素(Resource Element，RE)上通过统计平均。第i个RE上预测的下行信道系数矩阵为
Figure PCTCN2016105105-appb-000009
那么R2的预测为
Figure PCTCN2016105105-appb-000010
Figure PCTCN2016105105-appb-000011
作为F2上信道获取的结果，可用于波束赋型、预编码以及预编码导频等中的至少一种。
和相关方法相比，所述方法：
A、反馈开销大幅度减小，本实施例的方法利用F1上信道测量得到F2的信道信息，不需要测量CSI并进行量化反馈，这使得系统反馈开销大幅度减小。
B、便于利用信道信息减小所需导频资源，在天线较多的场景下，得到F2上信道信息后，可利用于信道降维，以减小所需的导频资源。
C、实现复杂度低，对F2上信道信息的预测和对工作频率的调整均为线性变换，实现复杂度较低。
实施例一
对于上下行信道工作在不同频率且天线数为Antnum的一维(One Dimension，1D)天线阵列系统，本实施例采用一种近似逼近的方式。在通过步骤110中的上行信道测量得到上行信道系数矩阵Hu之后，利用以下的2个步骤对上行的Hu进行处理来逼近下行的Hd(fi)。
在步骤1211中，利用一个第一矩阵Q将信道进行变换，变换到指定的域，得到一个该指定域上的信道系数矩阵，第一矩阵Q是与天线拓扑相关的，这里对于1D天线阵列可以采用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)，假设一个Np点的DFT变换对应的变换矩阵Q为：
Figure PCTCN2016105105-appb-000012
在步骤1212中，利用一个第二矩阵P将得到的指定域上的信道系数做上下行工作频率调整后，变换回原来的域得到
Figure PCTCN2016105105-appb-000013
Figure PCTCN2016105105-appb-000014
与Hd(fi)有较好的互易性。这里对于1D天线阵列可以采用下面的变换矩阵P：
Figure PCTCN2016105105-appb-000015
将得到的
Figure PCTCN2016105105-appb-000016
在M个RE上统计平均，得到可用于下行预编码导频或数据传输的下行信道协方差阵。
实施例二
对于二维(Two Dimension，2D)天线阵列，与实施例一类似，但对应的矩阵Q和P会发生变化。
利用步骤110中的上行信道探测得到上行信道系数矩阵，之后利用步骤1210-步骤1230中的方法，设计Q和P对得到的上行信道系数矩阵进行处理。Q和P中的每一行及每一列矢量都是由2个DFT矢量进行克罗内克积得到的，因此需要采用与天线阵列匹配的Q矩阵和P矩阵对信道系数矩阵进行处理。令Nh和Nv分别表示2D天线阵列中每行和每列的天线数，Oh和Ov分别表示水平方向和垂直方向角度采样系数，Q和P可以定义为：
Figure PCTCN2016105105-appb-000017
Figure PCTCN2016105105-appb-000018
其中，
Figure PCTCN2016105105-appb-000019
Figure PCTCN2016105105-appb-000020
Figure PCTCN2016105105-appb-000021
Figure PCTCN2016105105-appb-000022
将公式(4)-(9)构造的第一矩阵Q和第二矩阵P带入到步骤1210-1230中去，即可得到下行信道系数矩阵的预测。接着，利用公式(1)对在M个RE上进行下行信道系数矩阵预测的结果做统计平均之后，即可得到下行信道协方差矩阵的预测，并以之作为信道信息获取的最终结果。
实施例三
实施例一和实施例二中所述方法亦可视作将信道系数矩阵Hu分解成Np个或是NhOhNvOv个成分，再把这些成分的相位响应做载波频率调整后进行合并。
信道系数矩阵分解的方法适合天线拓扑和/或极化方式相关的。
此外，将信道系数矩阵分解成K个信道成分后，可以从中选取N个信道成分(1≤N≤K)进行相位响应的工作频率调整。
例如，对于1D天线阵列，当一些散射体在基站天线的垂直线上时，对于2D天线阵列，当一些散射体和基站天线平面的法线方向上时，基站可以测出用户的垂直、水平到达角为90°，由公式(4)、(6)-(7)得到的Q矩阵将上行信道系数矩阵分解之后，得到的成分中有T个成分为0。在这样的情形下，只需选取不为0的NhOhNvOv-T个成分，进行工作频率调整，即乘以fd/fu，fd是下行信道载波频率、fu是上行信道载波频率。调整完之后，再将所有的NhOhNvOv个信道成分合并为完整的信道系数矩阵。
实施例四
除了如实施例一至三中所述，使用DFT矩阵和/或DFT矩阵的克罗内克乘积将信道系数矩阵分解成K个信道成分之外，还可以使用特征值分解或是奇异值分解的方法。
例如，在2D天线阵列系统中，利用上行信道测量预测下行信道系数矩阵。将上行信道测量得到的结果Hu进行奇异值分解，从中可选择P个奇异值、L个左奇异矢量和R个右奇异矢量，总共K＝P+L+R个信道系数矩阵成分，其中，P 个奇异值的一个排列可以构成一个矩阵D，D中主对角线或一个辅对角线上的元素为这P个奇异值，其余元素为0。对于每个左奇异矢量ul，将每个元素的相位乘以fd/fu，得到L个新的矢量u′l，可将L个新的矢量u′l排列成矩阵：
U＝[u′1 … u′L]
对于每个右奇异矢量vr，将每个元素的相位乘以fd/fu，得到R个新的矢量v′r，可将R个新的矢量v′r排列成矩阵：
V＝[v′1 … v′R]
在这个例子中，工作频率调整后的相位是原相位的线性函数。接下来，U、D、V进行矩阵相乘运算，即可预测完整的下行信道系数矩阵。
实施例五
针对实施例四中所述的场景，除了直接在左右奇异矢量的相位进行变换之外，还可以通过估计与其最接近的DFT矢量，再对DFT矢量的相位进行换算。对于每个左奇异矢量ul，按照如下方法得到DFT矢量
Figure PCTCN2016105105-appb-000023
Figure PCTCN2016105105-appb-000024
并将
Figure PCTCN2016105105-appb-000025
的相位乘以fd/fu，排列成矩阵
Figure PCTCN2016105105-appb-000026
类似的，对于每个右奇异矢量vr，按如下方法得到DFT矢量
Figure PCTCN2016105105-appb-000027
Figure PCTCN2016105105-appb-000028
并将
Figure PCTCN2016105105-appb-000029
的相位乘以fd/fu，排列成矩阵
Figure PCTCN2016105105-appb-000030
这个例子中，调整后矩阵的相位是原来K个信道成分相位的非线性函数。接下来，Eh、D、Ev进行矩阵相乘运算，得到下行信道系数矩阵。
实施例六
实施例四和五所述方法中，分解出的K＝P+L+R个成分的相位都被用来进行相位调整，事实上，也可从中选择一部分成分来进行相位调整。例如，当信道系数矩阵Hu的秩rank既小于行数又小于列数时，即rank＜P、rank＜L、rank＜R，可分辨径的个数小于行数和列数，从P个奇异值里面选择模较大的rank个，以及这rank个奇异值对应的左奇异矢量u1…urank、右奇异矢量v1…vrank。利用实施例四中所述线性相位调整方法或者实施例五中所述非线性相位调整方法，对u1…urank、v1…vrank的相位进行调整，得到新的2rank个矢量u′1…u′rank、v1′…vrank′，这 2rank个矢量是DFT矢量(如实施例五中的方法)或是原奇异矢量的相位进行线性换算之后的结果(如实施例四中的方法)。最后，按如下公式将调整相位后的成分合并，以此得到下行信道系数矩阵：
Figure PCTCN2016105105-appb-000031
图3为本公开实施例一的获取信道信息的装置的示意图，如图3所示，本实施例的装置包括：测量模块和第一处理模块。
测量模块设置为测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵。
第一处理模块设置为对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
在一可选实施例中，所述第一处理模块可设置为利用第一矩阵Q将所述第一信道系数矩阵变换到指定域，得到所述指定域上的信道系数矩阵；以及利用第二矩阵P对所述指定域上的信道系数矩阵进行工作频率调整，变换为原域的第二信道系数矩阵。
其中，所述第二矩阵P是根据所述第一载波频率与所述第二载波频率的比值，对所述第一矩阵Q的转置矩阵中元素的相位进行线性变换获得的。
所述第一矩阵Q是根据所述基站的天线拓扑和/或极化模式确定的。
在一可选实施例中，所述第一矩阵Q中的列矢量可以是模为1的复数构成的矢量，或者是模为1的复数构成矢量的克罗内克积。
在一可选实施例中，所述第一处理模块，可设置为将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分；根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，其中，K、N为整数，且1≤N≤K；以及将调整后的所述K个信道成分进行合并，获得所述第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
在一可选实施例中，所述第一处理模块将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分是利用以下任一种方式实现的：离散傅里叶变换矩阵；特征值分解或奇异值分解；离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积。
在一可选实施例中，所述第一处理模块根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，可以包括：
根据所述第一载波频率和所述第二载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道系数矩阵的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
在一可选实施例中，所述第一处理模块，还可以设置为利用在M个资源元素上获得的所述第二信道系数矩阵，通过指定运算获取所述第二载波频率上信道系数协方差阵，其中，M为整数且M≥1。
本实施例的方法除了可以用于基站估计上行信道来预测下行信道外，还可用于以下的场景：
通信节点A向通信节点B发送导频序列，通信节点B估计A和B之间的信道系数矩阵；
通信节点B将A和B之间的信道系数矩阵的K个成分汇报给通信节点C；以及
通信节点C将K个成分中的N个(1≤N≤K)进行载频换算后，将K个成分合并，得到节点A和B之间的信道系数矩阵。
例如，在协作通信系统中，A是终端，B是基站，C是处理多个基站信息的中心处理单元，C需要得到不同终端和基站之间的信道信息来进行联合处理，因此，基站B需要将得到的信道信息传输给C。终端A给基站B发送SRS，基站B估计出A、B之间的信道系数矩阵HAB，并根据天线拓扑和/或极化方式利用DFT矩阵或者DFT矩阵的克罗内克积将HAB分解成多个成分，即QHAB。接着，基站B将QHAB以及DFT矩阵Q中涉及到的DFT矢量的索引一起汇报给中心处理单元C，C根据DFT矢量的索引构造出Q之后，利用工作频率转换的函数F(Q，F1，F2)构造出第二矩阵P，利用P来将接收到的多个成分合并为A、B之间完全信道系数矩阵，即PQHAB。对于1D天线阵列，Q、P的构造参见公式(2)-(3)，为提高传输效率，可选Np＜Antnum；对于2D天线阵列，Q、P的构造参见公式(4)-(9)，过采样因子可选Oh＜1、Ov＜1。
在本实施例中，通信节点B还可以是有射频收发功能和基带处理功能的接入点或传输点，通信节点C是通过有线或无线的链路和通信节点B相连的中心处理单元。由于通信节点C需要得到不同基站/接入点/传输点和终端之间的信道信息进行联合处理，因此需要通信节点B将其和终端之间的信道信息上报给通信节点C进行集中的联合处理。运用本实施例中的方法，通信节点B汇报给通 信节点C的信息载荷数减少，提高了信息上报的效率。
本公开的方法减小了反馈开销、降低了终端复杂度、便于减小导频资源需求、便于实现。
图4为本公开实施例二的获取信道信息的装置的示意图，如图4所示，本实施例的装置包括：第一接收模块、第二处理模块以及发送模块。
第一接收模块设置为接收第二通信节点发送的测量导频信号。
第二处理模块设置为根据所述测量导频信号估计本通信节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵。
发送模块设置为将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
在一可选实施例中，所述第二处理模块，还可设置为将所述信道系数矩阵的信息分解成K个信道成分；以及
所述发送模块设置为将所述K个信道成分的信息发送给所述第三通信节点。
在一可选实施例中，所述第二处理模块设置为利用离散傅里叶变换将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
所述发送模块发送的所述K个信道成分的信息可以包括，所述K个信道成分和所用快速傅里叶逆变换中所用每列的索引号。
在一可选实施例中，所述第二处理模块设置为利用离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
所述发送模块发送的所述K个信道成分信息可以包括，所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换矩阵克罗内克乘积中所涉及到的离散傅里叶变换矢量索引号。
图5为本公开实施例三的获取信道信息的装置的示意图，如图5所示，本实施例的装置包括：第二接收模块和第三处理模块。
第二接收模块设置为接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；
第三处理模块设置为对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
在一可选实施例中，所述第二接收模块接收到的信道系数矩阵信息包括K 个信道成分的信息；以及
所述第三处理模块，设置为将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整后，将所述K个信道成分合并获得信道系数矩阵，其中，N、K为整数且1≤N≤K。
在一可选实施例中，所述第三处理模块将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整包括：利用载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述任一实施例中的方法。
本公开还提供了第一种电子设备的结构示意图。参见图6，该第一种电子设备包括：
至少一个处理器(Processor)60，图6中以一个处理器60为例；和存储器(Memory)61，还可以包括通信接口(Communications Interface)62和总线63。其中，处理器60、通信接口62、存储器61可以通过总线63完成相互间的通信。通信接口62可以用于信息传输。处理器60可以调用存储器61中的逻辑指令，以执行以下获取信道信息的方法：
测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及
对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
此外，上述的存储器61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。
存储器61作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令或模块。处理器60通过运行存储在存储器61中的软件程序、指令或模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现本实施例中的上述获取信道信息的方法。
存储器61可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器61可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
本公开还提供了第二种电子设备的结构示意图。第二种电子设备与第一种电子设备的不同之处在于，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行以下获取信道信息的方法：
第一通信节点接收第二通信节点发送的测量导频信号；
所述第一通信节点根据所述测量导频信号估计所述第一通信节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵；以及
所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
本公开还提供了第三种电子设备的结构示意图。第三种电子设备与第一种电子设备、第二种电子设备的不同之处在于，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行以下获取信道信息的方法：
接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；以及
对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
本公开的技术方案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，包括一个或多个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)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的模块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，或者硬件和软件相结合的方式实现。
工业实用性
本公开提供的获取信道信息的方法及装置，减小了系统反馈开销。

Claims (29)

  1. 一种获取信道信息的方法，包括：
    测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及
    对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
  2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵，包括：
    利用第一矩阵Q将所述第一信道系数矩阵变换到指定域，得到所述指定域上的信道系数矩阵；以及
    利用第二矩阵P对所述指定域上的信道系数矩阵进行工作频率调整，变换为原域的第二信道系数矩阵，其中，
    所述第二矩阵P是根据所述第一载波频率与所述第二载波频率的比值，对所述第一矩阵Q的转置矩阵中元素的相位进行线性变换获得的。
  3. 如权利要求2所述的方法，其中，
    所述第一矩阵Q是根据基站的天线拓扑和/或极化模式确定的。
  4. 如权利要求3所述的方法，其中，
    所述第一矩阵Q中的列矢量是模为1的复数构成的矢量，或者是模为1的复数构成矢量的克罗内克积。
  5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵，包括：
    将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分；
    根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，其中，K、N为整数，且1≤N≤K；以及
    将调整后的所述K个信道成分进行合并，获得所述第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
  6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分是利用以下任一种方式实现的：
    离散傅里叶变换矩阵；
    特征值分解或奇异值分解；以及
    离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积。
  7. 如权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，包括：
    根据所述第一载波频率和所述第二载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
  8. 如权利要求1-7任一项所述的方法，所述方法还包括：
    利用在M个资源元素上获得的所述第二信道系数矩阵，通过指定运算获取所述第二载波频率上信道系数协方差阵，其中，M为整数且M≥1。
  9. 一种获取信道信息的装置，包括：
    测量模块，设置为测量在第一载波频率上发送的测量导频信号，获得所述测量导频信号与接收天线之间的第一信道系数矩阵；以及
    第一处理模块，设置为对所述第一信道系数矩阵进行处理，获得第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
  10. 如权利要求9所述的装置，其中，
    所述第一处理模块，设置为利用第一矩阵Q将所述第一信道系数矩阵变换到指定域，得到所述指定域上的信道系数矩阵；以及利用第二矩阵P对所述指 定域上的信道系数矩阵进行工作频率调整，变换为原域的第二信道系数矩阵，其中，所述第二矩阵P是根据所述第一载波频率与所述第二载波频率的比值，对所述第一矩阵Q的转置矩阵中元素的相位进行线性变换获得的，所述第一矩阵Q是根据基站的天线拓扑和/或极化模式确定的，所述第一矩阵Q中的列矢量是模为1的复数构成的矢量，或者是模为1的复数构成矢量的克罗内克积。
  11. 如权利要求9所述的装置，其中，
    所述第一处理模块，设置为将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分；以及根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，其中，K、N为整数，且1≤N≤K；以及将调整后的所述K个信道成分进行合并，获得所述第二载波频率上的第二信道系数矩阵。
  12. 如权利要求11所述的装置，其中，所述第一处理模块将所述第一信道系数矩阵分解成为K个信道成分是利用以下任一种方式实现的：离散傅里叶变换矩阵；特征值分解或奇异值分解；以及离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积。
  13. 如权利要求11所述的装置，其中，所述第一处理模块根据所述第一载波频率和所述第二载波频率对所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整，包括：
    根据所述第一载波频率和所述第二载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
  14. 如权利要求9-13任一项所述的装置，其中，
    所述第一处理模块，还设置为利用在M个资源元素上获得的所述第二信道系数矩阵，通过指定运算获取所述第二载波频率上信道系数协方差阵，其中，M为整数且M≥1。
  15. 一种获取信道信息的方法，包括：
    第一通信节点接收第二通信节点发送的测量导频信号；
    所述第一通信节点根据所述测量导频信号估计所述第一通信节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵；以及
    所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
  16. 如权利要求15所述的方法，其中，所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点，包括：
    所述第一通信节点将所述信道系数矩阵的信息分解成K个信道成分，以及
    将所述K个信道成分的信息发送给所述第三通信节点。
  17. 如权利要求16所述的方法，其中，
    所述第一通信节点利用离散傅里叶变换将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分，以及
    所述第一通信节点将所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换中所用每列的索引号发送给所述第三通信节点。
  18. 如权利要求16所述的方法，其中，
    所述第一通信节点利用离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
    所述第一通信节点将所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换矩阵克罗内克乘积中所涉及到的离散傅里叶变换矢量索引号发送给所述第三通信节点。
  19. 一种获取信道信息的装置，包括：
    第一接收模块，设置为接收第二通信节点发送的测量导频信号；
    第二处理模块，设置为根据所述测量导频信号估计本通信节点和所述第二通信节点之间的信道系数矩阵；以及
    发送模块，设置为将所述信道系数矩阵的信息发送给第三通信节点。
  20. 如权利要求19所述的装置，其中，
    所述第二处理模块，还设置为将所述信道系数矩阵的信息分解成K个信道成分；以及
    所述发送模块，设置为将所述K个信道成分的信息发送给所述第三通信节点。
  21. 如权利要求20所述的装置，其中，
    所述第二处理模块，设置为利用离散傅里叶变换将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
    所述发送模块发送的所述K个信道成分的信息包括，所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换中所用每列的索引号。
  22. 如权利要求20所述的装置，其中，
    所述第二处理模块，设置为利用离散傅里叶变换矩阵的克罗内克乘积将所述信道系数矩阵分解成K个信道成分；以及
    所述发送模块发送的所述K个信道成分信息包括，所述K个信道成分和所用离散傅里叶变换矩阵克罗内克乘积中所涉及到的离散傅里叶变换矢量索引号。
  23. 一种获取信道信息的方法，包括：
    接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；以及
    对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
  24. 如权利要求23所述的方法，其中，
    所述接收到的信道系数矩阵的信息包括K个信道成分的信息；
    所述对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵，包括：
    将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整后，将所述K个信道成分合并获得信道系数矩阵，其中，N、K为整数且1≤N≤K。
  25. 如权利要求24所述的方法，其中，所述将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整包括：
    利用载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
  26. 一种获取信道信息的装置，包括：
    第二接收模块，设置为接收通信节点发送的信道系数矩阵的信息；
    第三处理模块，设置为对所述信道系数矩阵的信息进行处理，获得信道系数矩阵。
  27. 如权利要求26所述的方法，其中，
    所述第二接收模块接收到的信道系数矩阵信息包括K个信道成分的信息；以及
    所述第三处理模块，设置为将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整后，将所述K个信道成分合并获得信道系数矩阵，其中，N、K为整数且1≤N≤K。
  28. 如权利要求27所述的装置，其中，
    所述第三处理模块将所述K个信道成分中的N个信道成分进行调整包括：利用载波频率的函数对所述K个信道成分中的N个信道成分的相位响应进行调整，调整后的相位响应是原相位的线性函数或非线性函数。
  29. 一种非暂态计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行权利要求1-8、15-18以及23-25中任一项的方法。
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