專利名稱：信號(hào)處理方法及接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，特別涉及一種信號(hào)處理方法及接收設(shè)備和發(fā)送設(shè) 備。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，ΜΙΜΟ)技術(shù)已成為移動(dòng)通信中的
關(guān)鍵技術(shù)，它在不增加帶寬的基礎(chǔ)上增加了空間自由度，使得通過(guò)在空間維度上復(fù)用多 個(gè)數(shù)據(jù)流，線性地增加了無(wú)線通信系統(tǒng)的傳輸速率，可以滿足高速率數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的要 求。MIMO系統(tǒng)中需要解決兩個(gè)基本問(wèn)題消除各數(shù)據(jù)流之間的干擾、均衡各數(shù)據(jù)流之 間的性能差異。應(yīng)用柵格縮減(Lattice Reduction，LR)方法可以同時(shí)解決上述兩個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)一是在接收設(shè)備采用LR方法，其大致流程如下接收設(shè)備首先進(jìn)行 信道估計(jì)，得到信道矩陣H，也稱為信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)；然 后，對(duì)H進(jìn)行LR處理，得到縮減信道矩陣Hred和整數(shù)矩陣T ；之后，采用縮減信道矩陣 Hred和整數(shù)矩陣T對(duì)接收的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行空域均衡處理，得到由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào) 的估計(jì)值。由于現(xiàn)有技術(shù)一是開(kāi)環(huán)處理方法，而在系統(tǒng)性能提高方面閉環(huán)處理會(huì)更有優(yōu) 勢(shì)。為此，現(xiàn)有技術(shù)二采用閉環(huán)處理，其大致流程如下接收設(shè)備首先進(jìn)行信道估計(jì)， 得到信道矩陣H，即CSI(通常是比特寬度較大的非整數(shù))；然后，將該CSI反饋給發(fā)送 設(shè)備；發(fā)送設(shè)備根據(jù)該CSI，采用LR方法對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼，之后將預(yù)編 碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給接收設(shè)備；接收設(shè)備進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理后得到由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù) 信號(hào)的估計(jì)值。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問(wèn)題現(xiàn)有技術(shù)一屬 于開(kāi)環(huán)處理，性能上難以達(dá)到閉環(huán)處理的性能；現(xiàn)有技術(shù)二需要接收設(shè)備反饋完全且準(zhǔn) 確的CSI，而CSI的反饋量通常是很大的并且存在量化損失，因此，雖然現(xiàn)有技術(shù)二采用 閉環(huán)處理可以提高系統(tǒng)性能但是需要的反饋量太大且存在量化損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例是提供一種信號(hào)處理方法及接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備，實(shí)現(xiàn)采用較小 的反饋量達(dá)到較高的系統(tǒng)性能。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號(hào)處理方法，包括接收設(shè)備獲取信道矩陣；接收設(shè)備根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣；接收設(shè)備將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備，使所 述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù) 編碼。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種信號(hào)處理方法，包括
發(fā)送設(shè)備接收由接收設(shè)備反饋的整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣，所述 整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣由所述接收設(shè)備根據(jù)信道矩陣得到；發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩 陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào) 進(jìn)行預(yù)編碼；發(fā)送設(shè)備將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述接收設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種接收設(shè)備，包括信道估計(jì)模塊，用于獲取信道矩陣；矩陣分解模塊，用于根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣；反饋模塊，用于將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè) 備，使所述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信 號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)送設(shè)備，包括第二接收模塊，用于接收由接收設(shè)備反饋的整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換 矩陣，所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣由所述接收設(shè)備根據(jù)信道矩陣得到；預(yù)編碼模塊，用于根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的 數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼；發(fā)送模塊，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述接收設(shè)備。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將整數(shù)矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備，一方 面，采用了反饋技術(shù)，即實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)處理，因此，可以達(dá)到閉環(huán)處理提高系統(tǒng)性能的目 的；另一方面，反饋的是整數(shù)矩陣，由于整數(shù)矩陣中的元素是整數(shù)，可以用較少的比特 數(shù)進(jìn)行反饋，可以顯著降低反饋量，并且沒(méi)有量化損失。因此，本發(fā)明實(shí)施例可以采用 較小的反饋量達(dá)到較高的系統(tǒng)性能。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的方法流程示意圖；圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的方法流程示意圖；圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例的方法對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明第五實(shí)施例的接收設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明第六實(shí)施例的發(fā)送設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明第七實(shí)施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的方法流程示意圖，包括步驟11 接收設(shè)備獲取信道矩陣H。具體地，接收設(shè)備可以采用信道估計(jì)等方法，得到信道矩陣H。步驟12 接收設(shè)備根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣T。整數(shù)矩陣是指矩陣中的元素均是整數(shù)的矩陣。
具體地，可以采用LR方法，得到整數(shù)矩陣T。下面簡(jiǎn)要介紹一下LR方法柵格(Lattice)是一組向量的任意整數(shù)線性組合，記為

L(G) =} = {Gx},
；=1其中，X= 是η個(gè)任意整數(shù)元素組成的向量，
MG= [g1& A gn]是η個(gè)m維向量{g,L組成的矩陣，&為m維的列向量。稱G為柵格L的生成矩陣或基，列向量&稱為柵格L的基向量。—個(gè)柵格可以有無(wú)窮多個(gè)基，其任意兩個(gè)基G1與G2滿足關(guān)系式G1 = G2XT, 其中，T的元素為整數(shù)，行列式為士 1，稱為整數(shù)矩陣。LR的目的是對(duì)于某個(gè)給定的基，尋找具有最短長(zhǎng)度的基向量或者等效地具有接 近正交關(guān)系的基向量。類似于矩陣分解，LR處理可以將已知的一個(gè)矩陣轉(zhuǎn)換為兩個(gè)矩 陣，且滿足如下關(guān)系V = UXT,其中，U是轉(zhuǎn)換前已知的矩陣，V、T是轉(zhuǎn)換后得到 的兩個(gè)矩陣，且V中的列向量基本正交，T為整數(shù)矩陣。現(xiàn)有多種LR方法，在實(shí)施例可以采用其中的任一種，例如LLLCLenstra， Lenstra，Lovdsz)算法、KZ(Korkin-Zolotarev)算法。因?yàn)長(zhǎng)LL算法具有多項(xiàng)式平均復(fù)
雜度，故建議采用。LR轉(zhuǎn)換前的矩陣可以是信道矩陣或者與信道矩陣相關(guān)的矩陣，例如可以直接對(duì)信道矩陣進(jìn)行LR處理，得到整數(shù)矩陣，或者，也可以對(duì)信道矩陣進(jìn) 行變換得到信道矩陣的變換矩陣，再對(duì)信道矩陣的變換矩陣進(jìn)行LR處理，得到整數(shù)矩 陣，或者，也可以對(duì)信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展得到信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，再對(duì)信道矩陣的擴(kuò)展 矩陣進(jìn)行LR處理，得到整數(shù)矩陣，或者，也可以對(duì)信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展得到信道矩陣的擴(kuò) 展矩陣，再對(duì)信道矩陣的擴(kuò)展矩陣的變換矩陣進(jìn)行LR處理，得到整數(shù)矩陣。其中，信道矩陣的變換矩陣是指對(duì)信道矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)置或/和求逆等操作后的矩 陣，例如，信道矩陣H的變換矩陣可以為H_h，H_h表示H的共軛轉(zhuǎn)置矩陣的(廣義)逆 矩陣?？梢岳斫獾氖?，也可以采用其他變換形式，例如為對(duì)信道矩陣進(jìn)行矩陣分解后得 到的有關(guān)矩陣等。信道矩陣的擴(kuò)展矩陣是指采用最小均方誤差處理時(shí)采用的信道矩陣，其表達(dá)式 如下
He = ^jlx1 ,其中，氏為信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，H為信道矩陣，σ 2為噪聲方差，σ〗為發(fā)送設(shè) 備生成的待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)的平均能量，I為單位矩陣。根據(jù)不同情況，信道矩陣的擴(kuò)展 矩陣也可能有其他形式。以對(duì)信道矩陣直接進(jìn)行LR處理為例，通過(guò)LR運(yùn)算，信道矩陣H可以轉(zhuǎn)換為縮減信道矩陣Hred和整數(shù)矩陣T，即滿足如下關(guān)系Hred = ΗΧΤ。類似地，對(duì)于信道矩陣的變換矩 陣或信道矩陣的擴(kuò)展矩陣或信道矩陣的擴(kuò)展矩 陣的變換矩陣同樣可以得到對(duì)應(yīng)的縮減信道矩陣和整數(shù)矩陣。步驟13 接收設(shè)備將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè) 備，使所述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信 號(hào)S進(jìn)行預(yù)編碼。整數(shù)矩陣為上述LR處理后得到的Τ，整數(shù)矩陣的變換矩陣可以為Τ—11(表示T的 共軛轉(zhuǎn)置矩陣的逆矩陣)，或者T的其他變換形式。由于LR處理后的整數(shù)矩陣的行列式 的值為士 1，因此，其變換矩陣Τ—11的元素必然也是整數(shù)。具體地，可以將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣中的元素的數(shù)值反 饋給發(fā)送設(shè)備。以整數(shù)矩陣為例首先，其整數(shù)元素的數(shù)值范圍是有界的，這就保證了 對(duì)每個(gè)元素都可以用有限的比特寬度來(lái)表示，并且沒(méi)有量化損失。其次，整數(shù)矩陣T為 稀疏矩陣，即零元素較多，因此，可以利用該特性來(lái)降低反饋量對(duì)于零元素，可以采 用1個(gè)比特(例如“0”)進(jìn)行指示，對(duì)于非零元素，可以采用其它值(例如“1”)或 更多比特來(lái)表示?，F(xiàn)有技術(shù)反饋CSI的方式中，首先元素的數(shù)值范圍可能是無(wú)界的(即 便概率極小)，并且每個(gè)元素都可能包括無(wú)限不循環(huán)小數(shù)，故需要對(duì)每個(gè)元素都進(jìn)行較長(zhǎng) 比特寬度的反饋以保證精度，并且存在量化損失。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例利用整數(shù) 矩陣的稀疏特性，可以降低反饋量。進(jìn)一步地，利用LR方法得到的整數(shù)矩陣T的非零元素通常主要集中在零元素附 近，并且越接近0的數(shù)值出現(xiàn)概率越高。因此可以根據(jù)所述非零元素的出現(xiàn)概率對(duì)所述 非零元素的數(shù)值進(jìn)行編碼，使編碼后數(shù)值的比特寬度與出現(xiàn)概率成反比；將編碼后的各 元素的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備。例如，非零元素如果僅出現(xiàn)1時(shí)，可以用1個(gè)比特(例如
“1”)來(lái)表示；如果還有其他元素，但1出現(xiàn)概率最高時(shí)，可用2個(gè)比特(例如“10”) 來(lái)表示1。本實(shí)施例通過(guò)根據(jù)不同的非零元素的數(shù)值采用不同的比特?cái)?shù)進(jìn)行表示，可以進(jìn) 一步降低反饋量。并且，為了進(jìn)一步降低反饋量，可以對(duì)整數(shù)矩陣(或其變換矩陣)進(jìn)行限幅處 理，反饋限幅處理后的整數(shù)矩陣(或其變換矩陣)。例如，如果原始整數(shù)矩陣的元素值分 布范圍為卜10，10],可以將其限幅在卜2，2]或[-4，4]范圍內(nèi)。本實(shí)施例通過(guò)將與信道矩陣相關(guān)的整數(shù)矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備，供發(fā)送設(shè)備進(jìn)行 預(yù)編碼處理，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)處理，可以提高系統(tǒng)性能；通過(guò)反饋元素為整數(shù)的整數(shù)矩陣， 可以降低反饋量；本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了采用較少的反饋量提高較大的系統(tǒng)性能。發(fā)送設(shè)備對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼后，將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給接收設(shè) 備，接收設(shè)備可以根據(jù)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡，在均衡時(shí)可以采用上述LR處理后得到的縮 減信道矩陣。圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的方法流程示意圖，包括步驟21 接收設(shè)備獲取信道矩陣H。具體可參見(jiàn)步驟11。步驟22 接收設(shè)備根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣T和縮減信道矩陣Hred。具體可參見(jiàn)步驟12。
步驟23 接收設(shè)備將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè) 備，使所述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信 號(hào)S進(jìn)行預(yù)編碼。具體可參見(jiàn)步驟13。步驟24 接收設(shè)備接 收由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)X。接收設(shè)備接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)學(xué)模型可以如下Y = HXX+N其中，Y表示由接收設(shè)備接收的數(shù)據(jù)信號(hào)，X表示由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的 數(shù)據(jù)信號(hào)，N表示噪聲信號(hào)，H表示信道矩陣，對(duì)于發(fā)送設(shè)備為M個(gè)天線、接收設(shè)備為 N個(gè)天線的MIMO系統(tǒng)，Y、N為N維的列向量，X為M維的列向量，H為NXM的矩陣。與第一實(shí)施例的參數(shù)對(duì)應(yīng)，噪聲信道N的方差為σ 2 ,待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)S的平均 言旨量為σ，ο步驟25 接收設(shè)備根據(jù)縮減信道矩陣Hred對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)Y進(jìn)行空域均衡 處理，得到發(fā)送設(shè)備生成的待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)S的估計(jì)值。由于經(jīng)過(guò)LR處理后，Hred比H具有更好地正交性，能夠降低噪聲放大效應(yīng)，從 而顯著提升系統(tǒng)性能，因此，可以采用H-對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理，得到待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào) 的估計(jì)值。本實(shí)施例通過(guò)向發(fā)送設(shè)備反饋信息，可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)處理，可以提高系統(tǒng)性能； 通過(guò)反饋整數(shù)矩陣，實(shí)現(xiàn)反饋量的降低；通過(guò)對(duì)由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行 空域均衡處理，可以均衡各數(shù)據(jù)流的性能差異，提高檢測(cè)性能。圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的方法流程示意圖，包括步驟31 發(fā)送設(shè)備接收由接收設(shè)備反饋的整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩 陣，所述接收設(shè)備根據(jù)信道矩陣得到所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣。步驟32 發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的 數(shù)據(jù)信號(hào)S進(jìn)行預(yù)編碼。例如，采用整數(shù)矩陣(或其變換矩陣)與待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)相乘的方式得到預(yù)編 碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)。對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式可以為χ = gxrHxs其中，X表示預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)，Τ—11是整數(shù)矩陣的變換矩陣，S表示待發(fā)送
的數(shù)據(jù)信號(hào)，g表示發(fā)射功率約束值。由于發(fā)送設(shè)備的最大發(fā)射功率通常是一定值，因
此，發(fā)送信號(hào)時(shí)會(huì)考慮功率約束問(wèn)題，例如，假設(shè)發(fā)射功率限制為P，則g需要滿足如下 P
公式g 二「，Ilzll2為向量Z的范數(shù)?；蛘?，采用整數(shù)矩陣(或其變換矩陣)與待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)相乘后再取模的方式 得到發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式可以為X = g X mod τ (Τ-Η X S)，
modτ (χ)表示對(duì)稱取模運(yùn)算，計(jì)算式為HiodrCO = Kx ~。
τ其中，i為虛部單位，[*」為向下取整運(yùn)算，τ是與調(diào)制星座有關(guān)的常數(shù)。例如， 對(duì)于M點(diǎn)正交幅度調(diào)制(QuadratureAmplitude Modulation，QAM)星座，可取^ = ‘。以 16-QAM 為例，^" = # = 4;以64-(^^[為例，^ = 7^ = 8。步驟33 發(fā)送設(shè)備將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)X發(fā)送給所述接收設(shè)備。本實(shí)施例通過(guò)接收由接收設(shè)備反饋的信息，根據(jù)反饋的信息進(jìn)行預(yù)編碼，實(shí)現(xiàn) 閉環(huán)處理，可以提高系統(tǒng)性能；通過(guò)接收整數(shù)矩陣或其變換矩陣實(shí)現(xiàn)反饋量的降低；通 過(guò)對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼，可以消除各數(shù)據(jù)流之間的干擾，進(jìn)一步提高系統(tǒng)性 能。下面以接收設(shè)備對(duì)信道矩陣的變換矩陣進(jìn)行LR處理，并向發(fā)送設(shè)備反饋整數(shù)矩 陣的變換矩陣為例，對(duì)上述的接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備的行為進(jìn)行描述圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的方法流程示意圖，圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例的方法對(duì) 應(yīng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖5，包括發(fā)送設(shè)備51、發(fā)送信道52、噪聲模塊53、接收設(shè)備54和反饋信 道55。其中，發(fā)送設(shè)備可以包括信源、信源編碼模塊、信道編碼模塊、調(diào)制模塊、預(yù)編 碼模塊等信號(hào)處理模塊；發(fā)送設(shè)備51和接收設(shè)備54之間采用發(fā)送信道52發(fā)送信號(hào)，接 收設(shè)備54在接收時(shí)會(huì)存在噪聲，即包括噪聲模塊53 ；接收設(shè)備54可以包括解調(diào)模塊、 信道解碼模塊、信源解碼模塊、信宿等模塊。接收設(shè)備54通過(guò)反饋信道55向發(fā)送設(shè)備 51反饋信息。其中，信道編碼模塊可以采用Turbo編碼；調(diào)制模塊可以采用QAM方式， 例如，16QAM或者64QAM。當(dāng)然，信道編碼模塊和調(diào)制模塊也可以采用其他的編碼方 式或調(diào)制方式。參見(jiàn)圖4及圖5，本實(shí)施例包括步驟41:接收設(shè)備的信道估計(jì)模塊獲取信道矩陣H，并傳遞給接收設(shè)備中的矩 陣分解模塊。接收設(shè)備可以采用各種信道估計(jì)方法，得到信道矩陣H。步驟42 矩陣分解模塊根據(jù)信道矩陣得到信道矩陣的變換矩陣ΗΛ其中，Η_η為H的共軛轉(zhuǎn)置矩陣的逆矩陣，可以從H經(jīng)過(guò)共軛轉(zhuǎn)置及求逆處理得 到。步驟43:矩陣分解模塊對(duì)信道矩陣的變換矩陣Η_η進(jìn)行LR處理，得到縮減信道 矩陣Hred和整數(shù)矩陣Τ。S卩，ΗΛ Hred, T滿足如下關(guān)系Hred = H_HXT;具體可以采用LLL方法或KZ 方法得到。從上述關(guān)系可以推出Τ-" χ H二 = H~l。 步驟44:矩陣分解模塊根據(jù)整數(shù)矩陣T得到整數(shù)矩陣的變換矩陣T_H，并傳遞給 接收設(shè)備中的反饋模塊。其中，T_H為T的共軛轉(zhuǎn)置矩陣的逆矩陣，可以從T經(jīng)過(guò)共軛轉(zhuǎn)置及求逆處理得到。步驟45 反饋模塊將整數(shù)矩陣的變換矩陣Τ—11通過(guò)反饋信道反饋給發(fā)送設(shè)備的 預(yù)編碼模塊。步驟46 預(yù)編碼模塊根據(jù)該整數(shù)矩陣的變換矩陣T_H對(duì)發(fā)送設(shè)備調(diào)制模塊輸出 的待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)S進(jìn)行預(yù)編碼，得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)X。計(jì)算公式可以為χ = gxrHxs
或者，X= gXmodT CThXS)其中，X表示預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)，Τ—11是整數(shù)矩陣的變換矩陣，S表示待發(fā)送 的數(shù)據(jù)信號(hào)，g表示發(fā)射功率約束值。由于發(fā)送設(shè)備采用的發(fā)射功率通常是一定值，因 此，發(fā)送信號(hào)時(shí)會(huì)考慮功率約束問(wèn)題，例如，假設(shè)發(fā)射功率限制為P，則g需要滿足如下
P
公式g = IP^I，IMI為向量Z的范數(shù)，modτ (X)表示對(duì)稱取模運(yùn)算，計(jì)算公式可以參 見(jiàn)步驟32中所述。步驟47 預(yù)編碼模塊將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)X通過(guò)發(fā)送信道發(fā)送給接收設(shè)備。步驟48:接收設(shè)備中的第一接收模塊接收到數(shù)據(jù)信號(hào)Y，并傳遞給接收設(shè)備中 的檢測(cè)模塊。數(shù)學(xué)模型可以為Y = ΗΧΧ+Ν步驟49 檢測(cè)模塊根據(jù)縮減信道矩陣Hred和接收的數(shù)據(jù)信號(hào)Y計(jì)算得到待發(fā)送 的數(shù)據(jù)信號(hào)S的估計(jì)值^。當(dāng)步驟46中采用的預(yù)編碼方式的計(jì)算公式為X = gxrHxs時(shí)，估計(jì)值的計(jì)算公式可以為S 二 g-1 χ H^1ed xY。該公式可以由如下方法推出將X = gXT-HXS 代入 Y = HXX+N，得到 Y = gXHXT-HXS+N，由于s 二(g X 孖 χ Γ-" Γ1 X y = g-' χΤΗχΗ~ιχΥ ,將步驟 43 中的r “ x H^ed = TT1
代入，得到S ^g-1X/C χ F。為了提高系統(tǒng)性能，發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備還可以采用取模運(yùn)算的方式，即當(dāng)步 驟46中采用的預(yù)編碼方式的計(jì)算公式為X = gXmod, CThXS)時(shí)估計(jì)值的計(jì)算公式可以為S = HKH^f1XiCXrl上述的采用信道矩陣或者信道矩陣的變換矩陣進(jìn)行處理的方法可以理解為是迫 零(Zero Forcing，ZF)處理，為了降低噪聲放大效應(yīng)，可以采用最小均方誤差(Minimum Mean Square Error, MMSE)處理替代上述的迫零處理，即對(duì)信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展得到擴(kuò)展 矩陣氏，之后，對(duì)擴(kuò)展矩陣氏或其變換進(jìn)行LR處理，得到縮減信道矩陣和整數(shù)矩陣。 其余的運(yùn)算和上述的ZF處理相同。其中，擴(kuò)展矩陣He的表達(dá)式為
_ H ‘He= ^jli，其中，H為信道矩陣，為接收設(shè)備的噪聲方差，為待發(fā)送的數(shù)
斤22據(jù)信號(hào)S的平均能量，I為單位矩陣。本實(shí)施例通過(guò)采用LR方法進(jìn)行預(yù)編碼處理，相比于普通預(yù)編碼處理方法，可以 獲得滿分集增益；通過(guò)接收端和發(fā)送端聯(lián)合處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)處理，相比于只在接收 端進(jìn)行LR處理的方式，可以提高系統(tǒng)性能；通過(guò)接收端反饋整數(shù)矩陣，相比于反饋CSI 的方式，可以降低反饋量；通過(guò)反饋整數(shù)、無(wú)需量化，不存在量化誤差，能有效提高反 饋魯棒性；整數(shù)矩陣為稀疏矩陣，并且元素范圍有界，可以有效降低反饋量；元素集中 在0附件，比特寬度較少；元素離0越遠(yuǎn)出現(xiàn)概率越低，通過(guò)根據(jù)出現(xiàn)概率確定占用比特 數(shù)，進(jìn)一步降低反饋量，且反饋量可以根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整；整個(gè)處理流程較簡(jiǎn)單， 操作方便。圖6為本發(fā)明第五實(shí)施例的接收設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，包括信道估計(jì)模塊61、矩 陣分解模塊62和反饋模塊63。信道估計(jì)模塊61用于獲取信道矩陣；矩陣分解模塊62與 信道估計(jì)模塊61連接，用于根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣與縮減信道矩陣；反饋模塊 63與矩陣分解模塊62連接，用于將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā) 送設(shè)備，使所述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù) 據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。其中，矩陣分解模塊62可以具體用于采用LR方法，從所述信道矩陣得到所述 整數(shù)矩陣。矩陣分解模塊62可以包括第一單元、第二單元、第三單元或者第四單元；所述 第一單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行LR處理，得到所述整數(shù)矩陣；所述第二單元用于將所 述信道矩陣進(jìn)行變換，得到所述信道矩陣的變換矩陣，將所述信道矩陣的變換矩陣進(jìn)行 LR處理，得到所述整數(shù)矩陣；所述第三單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，得到所述信 道矩陣的擴(kuò)展矩陣，將所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣進(jìn)行LR處理，得到所述整數(shù)矩陣；所述 第四單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，將所述信道矩 陣的擴(kuò)展矩陣進(jìn)行變換，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣的變換矩陣，對(duì)所述信道矩陣的 擴(kuò)展矩陣的變換矩陣進(jìn)行LR處理，得到所述整數(shù)矩陣。反饋模塊63可以包括第五單元，所述第五單元具體用于將所述整數(shù)矩陣中的元 素的數(shù)值或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣中的元素的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備。具體地，所述第五單元具體用于根據(jù)所述元素的出現(xiàn)概率對(duì)所述元素的數(shù)值進(jìn) 行編碼，使編碼后數(shù)值的長(zhǎng)度與所述元素的數(shù)值的出現(xiàn)概率成反比；用于將編碼后的元 素的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備。反饋模塊63可以包括第六單元，所述第六單元用于對(duì)所述整數(shù)矩陣或者所述整 數(shù)矩陣的變換矩陣進(jìn)行限幅處理，將限幅處理后的所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變 換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備。進(jìn)一步地，本實(shí)施例還可以包括第一接收模塊64和檢測(cè)模塊65，第一接收模塊 64用于接收由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)；所述矩陣分解模塊62還用于根據(jù)所 述信道矩陣得到縮減信道矩陣；檢測(cè)模塊65與所述第一接收模塊64和矩陣分解模塊62 連接，用于根據(jù)所述縮減信道矩陣對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行空域均衡處理，得到待發(fā)送 的數(shù)據(jù)信號(hào)的 估計(jì)值。本實(shí)施例通過(guò)向發(fā)送設(shè)備反饋信息，可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)處理，可以提高系統(tǒng)性能；通過(guò)反饋整數(shù)矩陣，實(shí)現(xiàn)反饋量的降低；通過(guò)對(duì)由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行 空域均衡處理，可以均衡各數(shù)據(jù)流的性能差異，提高檢測(cè)性能。圖7為本發(fā)明第六實(shí)施例的發(fā)送設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，包括第二接收模塊71、預(yù) 編碼模塊72和發(fā)送模塊73。第二接收模塊71用于接收由接收設(shè)備反饋的整數(shù)矩陣或者 所述整數(shù)矩陣的變換矩陣，所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣由所述接收設(shè)備 根據(jù)信道矩陣得到；預(yù)編碼模塊72與第二接收模塊71連接，用于根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者 所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼；發(fā)送模塊73與預(yù)編碼模塊72 連接，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述接收設(shè)備。預(yù)編碼模塊72可以包括第七單元或者第八單元；所述第七單元用于采用如下 計(jì)算公式根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編 碼X = gXT_HXS;所述第八單元用于采用如下計(jì)算公式根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述 整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼X = gXmodT (T-hXS)；其中， X表示由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)，g表示發(fā)送設(shè)備設(shè)置的發(fā)射功率約束值， Τ—11是T的共軛轉(zhuǎn)置矩陣的逆矩陣，T表示整數(shù)矩陣，S表示待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，modT(x)
表示對(duì)向量χ的每個(gè)元素進(jìn)行對(duì)稱取模運(yùn)算，計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理方法，其特征在于，包括 接收設(shè)備獲取信道矩陣；接收設(shè)備根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣；接收設(shè)備將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備，使所述 發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編 碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣包括采用柵格縮減方法，從所述信道矩陣得到所述整數(shù)矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用柵格縮減方法，從所述信道矩 陣得到所述整 數(shù)矩陣包括將所述信道矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣； 或者，將所述信道矩陣進(jìn)行變換，得到所述信道矩陣的變換矩陣，將所述信道矩陣的變換 矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣； 或者，將所述信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，將所述信道矩陣的擴(kuò)展 矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣； 或者，將所述信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，將所述信道矩陣的擴(kuò)展 矩陣進(jìn)行變換，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣的變換矩陣，對(duì)所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣 的變換矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣 的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備包括將所述整數(shù)矩陣中的元素的數(shù)值或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣中的元素的數(shù)值反饋 給發(fā)送設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將元素的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備包括根據(jù)所述元素的數(shù)值的出現(xiàn)概率對(duì)所述元素的數(shù)值進(jìn)行編碼，使編碼后數(shù)值對(duì)應(yīng)的 比特長(zhǎng)度與所述元素的數(shù)值的出現(xiàn)概率成反比； 將編碼后的元素的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣 的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備包括對(duì)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣進(jìn)行限幅處理，將限幅處理后的所述 整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 接收設(shè)備接收由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)； 接收設(shè)備根據(jù)所述信道矩陣得到縮減信道矩陣；接收設(shè)備根據(jù)所述縮減信道矩陣對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行空域均衡處理，并得到所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)的估計(jì)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述縮減信道矩陣對(duì)接收到的 數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行空域均衡處理，并得到所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)的估計(jì)值的計(jì)算公式為
9.一種信號(hào)處理方法，其特征在于，包括發(fā)送設(shè)備接收由接收設(shè)備反饋的整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣，所述整數(shù) 矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣由所述接收設(shè)備根據(jù)信道矩陣得到；發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行 預(yù)編碼；發(fā)送設(shè)備將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述接收設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù) 矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼的計(jì)算公式為
11.一種接收設(shè)備，其特征在于，包括信道估計(jì)模塊，用于獲取信道矩陣；矩陣分解模塊，用于根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣；反饋模塊，用于將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備，使所述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行 預(yù)編碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述矩陣分解模塊具體用于采用柵格 縮減方法，從所述信道矩陣得到所述整數(shù)矩陣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述矩陣分解模塊包括第一單元、第二單元、第三單元或者第四單元； 所述第一單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣； 所述第二單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行變換，得到所述信道矩陣的變換矩陣，將所 述信道矩陣的變換矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣；所述第三單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，將所 述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣；所述第四單元用于將所述信道矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣，將所 述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣進(jìn)行變換，得到所述信道矩陣的擴(kuò)展矩陣的變換矩陣，對(duì)所述信 道矩陣的擴(kuò)展矩陣的變換矩陣進(jìn)行柵格縮減處理，得到所述整數(shù)矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述反饋模塊包括第五單元，所述第 五單元具體用于將所述整數(shù)矩陣中的元素的數(shù)值或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣中的元素 的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述第五單元具體用于根據(jù)所述元素 的數(shù)值的出現(xiàn)概率對(duì)所述元素的數(shù)值進(jìn)行編碼，使編碼后數(shù)值的比特長(zhǎng)度與與所述元素 的數(shù)值的出現(xiàn)概率成反比；用于將編碼后的元素的數(shù)值反饋給發(fā)送設(shè)備。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述反饋模塊包括第六單元，所述第 六單元用于對(duì)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣進(jìn)行限幅處理，將限幅處理后 的所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，還包括第一接收模塊，用于接收由發(fā)送設(shè)備發(fā)送的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)； 所述矩陣分解模塊還用于根據(jù)所述信道矩陣得到縮減信道矩陣； 檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述縮減信道矩陣對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行空域均衡處理，得 到所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)的估計(jì)值。
18.—種發(fā)送設(shè)備，其特征在于，包括第二接收模塊，用于接收由接收設(shè)備反饋的整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩 陣，所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣由所述接收設(shè)備根據(jù)信道矩陣得到；預(yù)編碼模塊，用于根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù) 信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼；發(fā)送模塊，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述接收設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于， 所述預(yù)編碼模塊包括第七單元或者第八單元；所述第七單元用于采用如下計(jì)算公式根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩 陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼χ = gxrHxs ；所述第八單元用于采用如下計(jì)算公式根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩 陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種信號(hào)處理方法及接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備。該方法包括接收設(shè)備獲取信道矩陣；接收設(shè)備根據(jù)所述信道矩陣得到整數(shù)矩陣；接收設(shè)備將所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣反饋給發(fā)送設(shè)備，使所述發(fā)送設(shè)備根據(jù)所述整數(shù)矩陣或者所述整數(shù)矩陣的變換矩陣對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。本發(fā)明實(shí)施例可以采用較少的反饋量實(shí)現(xiàn)較高的系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102025673SQ20091009338
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者劉鋒, 李斌, 沈暉, 王藝 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司