專利名稱：獲取波束成形權(quán)值的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種獲取波束成形權(quán)值的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在通信技術(shù)領(lǐng)域，為了使終端能夠接收到較好的信號，在基站向終端發(fā)射信號時(shí)， 可以在基站上使用BF (Beam !Arming，發(fā)射波束賦型或發(fā)射波束成形)技術(shù)。BF技術(shù)采用 了多天線陣，通過獲取信道信息，獲得波束成形權(quán)值，根據(jù)波束成形權(quán)值對多個天線的發(fā)射 信號進(jìn)行加權(quán)，使多個發(fā)射天線的信號到達(dá)接收端的時(shí)候能夠同相疊加，彼此增強(qiáng)，就像匯 集到一個波束一樣，從而使信噪比提高，獲得多天線陣列增益和一定的分集增益。由上述對 BF技術(shù)的描述可知，怎樣獲取信道信息，從而獲得波束成形權(quán)值，使得基站能夠根據(jù)波束成 形權(quán)值對多個天線的發(fā)射信號進(jìn)行加權(quán)，是BF技術(shù)首要解決的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，獲得波束成形權(quán)值的方法是基站通過上行已知發(fā)射符號的信號 (如數(shù)據(jù)信道的導(dǎo)頻符號)獲得上行信道的信息，再根據(jù)獲得的上行信道信息計(jì)算波束成 形權(quán)值。具體的，假設(shè)終端在第η時(shí)刻、第k子載波(頻率)發(fā)送的已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符 號為s (n, k)，并設(shè)終端到第i個基站天線的信道為Iii (η, k)，接受噪聲為n, (n, k)，則在第η 時(shí)刻、第k子載波、第i個基站天線接收到的信號為ri(n，k) = s(n,k) ·1^(ηΛ)+η (ηΛ)。 將接收信號乘以發(fā)送符號的共軛S*(n，k)，得第η時(shí)刻、第k子載波、第i個基站天線的信道 估計(jì)值為^(^k) = Ti(^k)-s* (n, k)= s(n, k) ■ ht (n, k) -s*(n,k)+nt (η, k) ■ s* (η, k)= h^kWs^kf +Ti1(^k)-s* (η,k)假設(shè)在相干時(shí)間N、相關(guān)帶寬K內(nèi)，信道比(11，k)保持不變，設(shè)其值為hi;則通常為 了達(dá)到降噪的效果，在相干時(shí)間N、相關(guān)帶寬K內(nèi)對信道估計(jì)值&Α)進(jìn)行累加，得到平均后 的信道估計(jì)值為
_ N K 、H1=YjYjH1^k)
M=I k=\
NK/\
n=\ k=\
NKNK = ν Σ Σ K"，Λ)「+ Σ Σ nr ("，k). ζ ("，k)
η=\ k=\η=\ k=\該信道估計(jì)值巧即為下行第i個收發(fā)天線的信道信息，后續(xù)再根據(jù)信道估計(jì)值^來 進(jìn)行BF權(quán)值估計(jì)。在對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行分析后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少具有如下缺點(diǎn)由于在上行 數(shù)據(jù)信道里，已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的含量比較少，所以通過上行數(shù)據(jù)信道已知發(fā)射符 號的導(dǎo)頻符號獲取波束成形權(quán)值的計(jì)算方法，降噪效果不佳，權(quán)值估計(jì)不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
為了更加準(zhǔn)確的獲取波束成形權(quán)值，本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種獲取波束成形權(quán)值 的方法和裝置。所述技術(shù)方案如下一方面，提供了一種獲取波束成形權(quán)值的方法，包括接收終端所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息；其中，所述數(shù)據(jù)信息包括已知發(fā)射符號 的導(dǎo)頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣；根據(jù)所述獲得的協(xié)方差矩陣，得到波束成形權(quán)值。另一方面，提供了一種獲取波束成形權(quán)值的裝置，包括接收模塊，用于接收終端所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息；其中，所述數(shù)據(jù)信息包括 已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；第一獲取模塊，用于獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣；第二獲取模塊，用于根據(jù)所述獲得的協(xié)方差矩陣，得到波束成形權(quán)值。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是充分利用上行發(fā)射信道的所有符號 的信息，包括已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號，降噪效果好，權(quán)值估計(jì) 效果準(zhǔn)確。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種獲取波束成形權(quán)值的方法流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種獲取波束成形權(quán)值的方法流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例3提供的一種獲取波束成形權(quán)值的方法流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例4提供的一種獲取波束成形權(quán)值的裝置的示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例4提供的一種獲取波束成形權(quán)值的裝置的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例4提供的一種獲取波束成形權(quán)值的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。在介紹本發(fā)明提供的獲取波束成形權(quán)值的方法之前，首先對本發(fā)明的基礎(chǔ)知識進(jìn) 行簡要的介紹BF技術(shù)采用了多天線陣，通過獲得信道信息，對多個天線的發(fā)射信號進(jìn)行加權(quán)，使 多個發(fā)射天線的信號到達(dá)接收端的時(shí)候能夠同相疊加，彼此增強(qiáng)，就像匯集到一個波束一 樣，從而使信噪比提高，獲得多天線陣列增益和一定的分集增益。假設(shè)4個發(fā)射天線到接收天線的信道響應(yīng)分別為h” h2、h3、h4 (信道響應(yīng)為復(fù)數(shù)，包含了幅度和相位信息)，由于在無線信道中，各個hi(i表示第i個發(fā)射天線，i = 1,2,3, 4)的相位不一定相同，所以4個發(fā)射天線發(fā)射符號到達(dá)接收端可能出現(xiàn)互相抵消的情況， 從而使得接收信號能量降低。如果對4個發(fā)射天線中第i個發(fā)射天線的發(fā)射符號分別乘以不同的波束賦型加 權(quán)值Wi (i表示第i個發(fā)射天線，i = 1，2，3，4)，并設(shè)加權(quán)值只考慮比的相位信息，則可
令
權(quán)利要求
1.一種獲取波束成形權(quán)值的方法，其特征在于，所述方法包括接收終端所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息；其中，所述數(shù)據(jù)信息包括已知發(fā)射符號的導(dǎo) 頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣； 根據(jù)所述獲得的協(xié)方差矩陣，得到波束成形權(quán)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù) 信息的協(xié)方差矩陣，包括計(jì)算所述所有上行數(shù)據(jù)信道中每組數(shù)據(jù)信息向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量，其中，所述每 組數(shù)據(jù)信息向量為在第k個位置上、Nkx個接收天線接收到的上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息，k和 Nkx為自然數(shù)；將所述所有上行數(shù)據(jù)信道中每組數(shù)據(jù)信息向量和所述所有上行數(shù)據(jù)信道中每組數(shù)據(jù) 信息向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量相乘，得到每組數(shù)據(jù)信息向量的第一矩陣；計(jì)算所述所有數(shù)據(jù)信息向量的第一矩陣的平均值，得到所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù) 信息的協(xié)方差矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù) 信息的協(xié)方差矩陣，包括獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息中的已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號，并根據(jù)所述每 組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號，得到所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的第二矩陣，其中，所 述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號為在第k個位置上、Nkx個接收天線接收到的上行數(shù)據(jù)信道 的數(shù)據(jù)信息中的已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號；獲取所述所有上行數(shù)據(jù)中的未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號，并根據(jù)所述每組未知發(fā)射符號 的數(shù)據(jù)符號，得到所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣，其中，所述每組未知發(fā)射 符號的數(shù)據(jù)符號為在第k個位置上、Nkx個接收天線接收到的上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息中的 未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；將得到的所述所有已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的第二矩陣進(jìn)行求和計(jì)算后，乘以第一加 權(quán)因子，得到第四矩陣；將得到的所述所有未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣進(jìn)行求和計(jì)算后，乘以第二加 權(quán)因子，得到第五矩陣；將所述第四矩陣和所述第五矩陣進(jìn)行求和計(jì)算，得到所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信 息的協(xié)方差矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻 符號，得到所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的第二矩陣，包括對所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號進(jìn)行解導(dǎo)頻，得到所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻 符號的無線信道向量；求取所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的無線信道向量在相干單元的平均值，得到所 述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量；計(jì)算所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量；將所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量和所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量相乘，得到所述每組已知發(fā)射符 號的導(dǎo)頻符號的第二矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù) 符號，得到所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣，包括計(jì)算所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量； 將所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號向量和所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號對應(yīng) 的共軛轉(zhuǎn)置向量相乘，得到所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述獲得的協(xié)方差矩陣，得到波 束成形權(quán)值，包括求取所述獲得的協(xié)方差矩陣的最大特征值對應(yīng)的特征向量； 根據(jù)所述特征向量得到波束成形權(quán)值。
7.一種獲取波束成形權(quán)值的裝置，其特征在于，所述裝置包括接收模塊，用于接收終端所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息；其中，所述數(shù)據(jù)信息包括已知 發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；第一獲取模塊，用于獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣； 第二獲取模塊，用于根據(jù)所述獲得的協(xié)方差矩陣，得到波束成形權(quán)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊，包括第一計(jì)算單元，用于計(jì)算所述所有上行數(shù)據(jù)信道中每組數(shù)據(jù)信息向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置 向量，其中，所述每組數(shù)據(jù)信息向量為在第k個位置上、Nkx個接收天線接收到的上行數(shù)據(jù)信 道的數(shù)據(jù)信息，k和Nkx為自然數(shù)；第二計(jì)算單元，用于將所述所有上行數(shù)據(jù)信道中每組數(shù)據(jù)信息向量和所述所有上行 數(shù)據(jù)信道中每組數(shù)據(jù)信息向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量相乘，得到每組數(shù)據(jù)信息向量的第一矩 陣；第三計(jì)算單元，用于計(jì)算所述所有數(shù)據(jù)信息向量的第一矩陣的平均值，得到所述所有 上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，第一獲取模塊，包括 第一獲取單元，用于獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息中的已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻 符號，并根據(jù)所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號，得到所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號 的第二矩陣，其中，所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號為在第k個位置上、Nkx個接收天線接 收到的上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息中的已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號；第二獲取單元，用于獲取所述所有上行數(shù)據(jù)中的未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號，并根據(jù)所 述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號，得到所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣，其 中，所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號為在第k個位置上、Nkx個接收天線接收到的上行數(shù) 據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息中的未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；第三獲取單元，用于將得到的所述所有已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的第二矩陣進(jìn)行求和 計(jì)算后，乘以第一加權(quán)因子，得到第四矩陣；第四獲取單元，用于將得到的所述所有未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣進(jìn)行求和 計(jì)算后，乘以第二加權(quán)因子，得到第五矩陣；第五獲取單元，用于將所述第四矩陣和所述第五矩陣進(jìn)行求和計(jì)算，得到所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取單元，具體用于對所述每組已知導(dǎo)頻符號進(jìn)行解導(dǎo)頻，得到所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的無線 信道向量；求取所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號的無線信道向量在相干單元的平均值，得到所 述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量；計(jì)算所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量；將所述每組已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量和所述每組已知發(fā)射符 號的導(dǎo)頻符號平均后的無線信道向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量相乘，得到所述每組已知發(fā)射符 號的導(dǎo)頻符號的第二矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取單元，具體用于 計(jì)算所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號向量對應(yīng)的共軛轉(zhuǎn)置向量；將所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號向量和所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號對應(yīng) 的共軛轉(zhuǎn)置向量相乘，得到所述每組未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號的第三矩陣。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊具體用于 求取所述獲得的協(xié)方差矩陣的最大特征值對應(yīng)的特征向量；根據(jù)所述特征向量得到波束成形權(quán)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲取波束成形權(quán)值的方法和裝置，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括接收終端所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息；其中，所述數(shù)據(jù)信息包括已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號；獲取所述所有上行數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信息的協(xié)方差矩陣；根據(jù)所述獲得的協(xié)方差矩陣，得到波束成形權(quán)值。本發(fā)明實(shí)施例充分利用上行發(fā)射信道的所有符號的信息，包括已知發(fā)射符號的導(dǎo)頻符號和未知發(fā)射符號的數(shù)據(jù)符號，降噪效果好，權(quán)值估計(jì)效果準(zhǔn)確。
文檔編號H04B7/08GK102142878SQ201110045218
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者方冬梅, 阮衛(wèi) 申請人:華為技術(shù)有限公司