全雙工通信中有用信號的獲取方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于通信【技術領域】，提供了一種全雙工通信中有用信號的獲取方法、裝置及全雙工通信系統(tǒng)，所述方法包括：根據全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數；根據該零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數；當在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，根據在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及該自干擾信道矩陣，獲取該本地接收的有用信號，達到了更加靈活的獲取有用信號的目的。
【專利說明】全雙工通信中有用信號的獲取方法、裝置及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術領域】，尤其涉及一種全雙工通信中有用信號的獲取方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在運營商的移動網絡，基站與覆蓋范圍內的多個用戶終端進行通信?；九c終端之間的通信是雙向的，基站向終端發(fā)送信號的過程叫做下行通信，終端向基站發(fā)送信號的過程叫做上行通信。全雙工技術在相同時頻資源上實現上下行的同時傳輸，它的頻譜效率是單工和半雙工的兩倍?，F有全雙工技術收發(fā)信機的發(fā)射和接收還是使用不同的天線和射頻通道，因為目前還沒有實驗樣機證明使用相同天線或射頻通道可以到達要求的結果。全雙工技術需要解決的問題是如果處理同一收發(fā)信機的發(fā)射信號對接收信號的干擾，我們把本機的發(fā)射信號對接收信號的干擾稱為自干擾，也即研究集中在如何進行自干擾刪除?，F有的自干擾刪除技術主要有基于參考天線干擾刪除技術以及基于向量空間干擾避免技術。
[0003]如圖1所示，基于參考天線干擾刪除技術中的全雙工通信終端包括本地發(fā)射天線、本地接收天線以及本地參考天線，通過幅度與相位校正網絡，調整本地參考天線所接收的來自本地發(fā)射天線的強干擾信號的相位和幅度，使之與本地接收天線所接收的來自本地發(fā)射天線的強干擾信號幅度和相位盡可能相同，這樣，通過干擾對消處理，就能抵消掉本地接收天線所接收的來自本地發(fā)射天線的強干擾信號，而保留來自通信對端發(fā)射天線的有用信號。然而，該基于參考天線干擾刪除技術需要專門的參考天線來重構接收天線接收到的自干擾信號，且參考天線的數量受到本機發(fā)射的數據流數或稱發(fā)射數據流數的限制。比如全雙工信機要在發(fā)射流數最多，也即發(fā)射數據流數等于發(fā)射天線數量時也能使用，需要同等數量的參考天線才能保證重構全部接收天線處的自干擾信號。
[0004]基于向量空間干擾避免技術的全雙工通信機在在自干擾信道的零空間上發(fā)射信號，干擾信號空間與接收信號空間互為零空間，從而盡可能減少接收天線處的自干擾強度。該技術要求發(fā)射天線的數目不小于本機接收天線的數目與另一個信機接收天線數目之和，例如假設發(fā)射天線數目為2M，本地和對端信機的接收天線數目都是M。本地發(fā)射天線到本地接收天線的信道矩陣為Ημ，那么根據零空間映射的性質，本地發(fā)射的預編碼矩陣為Plil需要滿足條件=HlilPu=O15然而，該基于向量空間干擾避免技術中本機在不同信道空間方向上發(fā)射的數據流數不能大于自干擾信道零空間的秩，否則接收端就會收到很強的自干擾信號。
[0005]因而，從上述說明可以看出，現有應用在全雙工通信中的自干擾刪除技術均存在限制條件，比如參考天線的數量受到本機發(fā)射的數據流數的限制，或者本機在不同信道空間方向上發(fā)射的數據流數不能大于自干擾信道零空間的秩等，使得自干擾信號的刪除方法不夠靈活、有效，也即有用信號的獲取方法不夠靈活、有效等。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種全雙工通信中有用信號的獲取方法、裝置及全雙工通信系統(tǒng)，旨在解決由于現有自干擾信號刪除技術存在靈活性、有效性不足，導致有用信號的獲取方法不夠靈活、有效的問題。
[0007]本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種全雙工通信中有用信號的獲取方法，所述方法包括:
[0008]根據全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數；
[0009]根據所述零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數；
[0010]當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，根據所述在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及所述自干擾信道矩陣，獲取所述本地接收的有用信號。
[0011]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種全雙工通信中有用信號的獲取裝置，所述裝置包括:
[0012]零空間信息獲取單元，用于根據全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取所述自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數；
[0013]數據流獲取單元，用于根據所述零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數；以及
[0014]有用信號獲取單元，用于當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，根據所述在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及所述自干擾信道矩陣，獲取所述本地接收的有用信號。
[0015]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種包括上述全雙工通信中有用信號的獲取裝置的全雙工通信系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明實施例通過全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數，根據該零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數，實現了在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，能夠根據在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及該自干擾信道矩陣，有效地獲取本地接收的有用信號，解決了由于現有自干擾信號刪除技術存在靈活性、有效性不足，導致有用信號的獲取方法不夠靈活、有效的問題，提高了獲取有用信號的靈活性、有效性等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術中基于參考天線干擾刪除技術的原理框圖；
[0018]圖2是本發(fā)明第一實施例提供的全雙工通信中有用信號的獲取方法的實現流程圖；
[0019]圖3是本發(fā)明第二實施例提供的全雙工通信中有用信號的獲取裝置的結構圖?！揪唧w實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明實施例通過獲取自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數，進而根據該零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，確定在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數，判斷當該自干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的數據流數不為零時，設置參考天線個數，確定本地參考天線的接收信號在自干擾信道矩陣行向量空間中的分量，并最終結合該接收天線的接收信號，獲取本地接收到的有用信號，從而可以根據發(fā)射數據流數及該自干擾信道矩陣的零空間的維數之間的大小關系，結合參考天線干擾刪除和向量空間干擾避免技術共同解決了全雙工通信中自干擾問題。
[0022]以下結合具體實施例對本發(fā)明的具體實現進行詳細描述:
[0023]實施例一:
[0024]圖2示出了本發(fā)明第一實施例提供的全雙工通信中有用信號的獲取方法的實現流程，詳述如下:
[0025]在步驟S201中，根據全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數。
[0026]在全雙工通信過程中，假設全雙工信機的預先設有η根本地發(fā)射天線，r根本地接收天線，那么本地發(fā)射天線到本地接收天線的自干擾信道矩陣Jr(t)的維數為r*n，Jr(t)也表示該發(fā)射天線到該接收天線的信道響應矩陣函數，該Jr (t)中第i行第j列的元素代表第j根本地發(fā)射天線到第i根本地接收天線之間的信道響應。此時，發(fā)射信號向量空間維數是n，若Jr (t)的秩為r，即行向量空間的維度是r，那么自干擾信道矩陣的零空間維數是(n-r)，也可以獲知該發(fā)射信號的發(fā)射數據流數為s，s不大于n，零空間的基向量為(n_r)個η維的正交向量。
[0027]在步驟S202中，根據該零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數。
[0028]其中，該信道條件包括兩個通信信機之間的傳輸信道矩陣，和/或周邊其他信機干擾信號的空間方向等，根據通信雙方之間的信道矩陣確定在該信道矩陣條件下，本地發(fā)射天線的發(fā)射數據流對應的發(fā)射預編碼矩陣函數；該業(yè)務信息包括數據業(yè)務的發(fā)射數據流和時延要求，則根據該業(yè)務信息可以選擇傳輸的數據流和獲取對應的預編碼矩陣函數，由此得到在自干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數，也能夠獲取在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流。且在該干擾信道矩陣的零空間中傳輸的不同信道空間方向發(fā)射的數據流數不大于該自干擾信道矩陣的零空間的維數。
[0029]在步驟S203中，當在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，根據在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及該自干擾信道矩陣，獲取該本地接收的有用信號。[0030]具體地，當在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，設置本地參考天線個數不小于在自干擾信道矩陣行向量空間中傳輸的數據流數，并可以獲取落在發(fā)射預編碼矩陣函數在該自干擾信道矩陣行向量空間中的分量，以及獲取發(fā)射預編碼矩陣函數在該自干擾信道矩陣零向量空間中的分量。
[0031]在具體實施過程中，當在該干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數為零，則所有的自干擾信號都可以投影到自干擾信道矩陣的零空間上，以避免其對本地接收天線的影響，具體可以根據預設的基于向量空間干擾避免技術，接收天線幾乎接收不到落在該自干擾信道矩陣零空間中的自干擾信號，從而本地接收的有用信號即為本地接收天線的接收信號。
[0032]當發(fā)射信號落在自干擾信道的行向量空間中時，或者說在自干擾信道矩陣行向量空間中產生自干擾信號，將落在零空間之外的自干擾信號稱為泄漏干擾，該泄漏干擾中包含的數據流為泄露數據流，則至少需要s’根參考天線來重構泄露干擾，其中s’為落在該自干擾信道矩陣行向量空間中的發(fā)射數據流數，也即參考天線的數量不少于泄漏數據流的數
量S，。
[0033]其中，步驟S203具體包括以下步驟:
[0034]獲取發(fā)射預編碼矩陣函數Px(t)在該自干擾信道矩陣零向量空間中的分量
P丄X⑴；
[0035]根據在該自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流Xi (t)、發(fā)射預編碼矩陣函數在該自干擾信道矩陣零空間中的分量ρ?χα)及該本地發(fā)射天線到該本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取本地參考天線的接收信號在該自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref (t)；
[0036]根據該本地參考天線的接收信號在該自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref (t)、該自干擾信道矩陣Jr (t)及該本地發(fā)射天線到該本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取該本地接收的有用信號。
[0037]在本發(fā)明實施例中，假設落在該自干擾信道矩陣行向量空間中的發(fā)射數據流數不為零，設為s’。由于自干擾信道矩陣零空間中的自干擾很小，只需要考慮落在自干擾信道矩陣行向量空間中的自干擾信號，則獲取與該落在自干擾信道矩陣零空間中的自干擾信號對應的預編碼矩陣函數P ix(t)，如果需要刪除零空間中的自干擾，則可以基于向量空間的干擾避免技術進行處理，本發(fā)明實施例忽略零空間中的自干擾，以更有效地進行行向量空間中的自干擾刪除操作。
[0038]具體地，根據如下預設的參考天線的接收信號在自干擾信道矩陣行向量空間中的分量獲取關系，獲取本地參考天線的接收信號在該自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y，ref (t):
[0039]
【權利要求】
1.一種全雙工通信中有用信號的獲取方法，其特征在于，所述方法包括: 根據全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數； 根據所述零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數； 當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，根據所述在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及所述自干擾信道矩陣，獲取所述本地接收的有用信號。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流及發(fā)射預編碼矩陣函數，獲取所述本地接收的有用信號具體為: 獲取發(fā)射預編碼矩陣函數在所述自干擾信道矩陣零向量空間中的分量ρ?χα)； 根據在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流χ? α)、發(fā)射預編碼矩陣函數在所述自干擾信道矩陣零空間中的分量P ? χ α)及所述本地發(fā)射天線到所述本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ref (t)； 根據所述本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref (t)、所述自干擾信道矩陣Jr (t)及所述本地發(fā)射天線到所述本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取所述本地接收的有用信號。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流Xi (t)、發(fā)射預編碼矩陣函數在所述自干擾信道矩陣零空間中的分量Pix(t)及所述本地發(fā)射天線到所述本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref(t)具體為: 根據如下預設的參考天線的接收信號在自干擾信道矩陣行向量空間中的分量獲取關系，獲取本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref(t):
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ref (t)、所述自干擾信道矩陣Jr (t)及所述本地發(fā)射天線到所述本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取所述本地接收的有用信號具體為: 根據如下預設的接收天線的有用信號獲取關系，獲取所述本地接收的有用信號Y(t):
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，設置本地參考天線個數不小于所述在所述自干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數為零時，所述本地接收的有用信號為所述本地接收天線的接收信號。
7.—種全雙工通信中有用信號的獲取裝置，其特征在于，所述裝置包括: 零空間信息獲取單元，用于根據全雙工通信中本地發(fā)射天線與本地接收天線之間的自干擾信道矩陣，獲取所述自干擾信道矩陣的零空間的基向量和維數； 數據流獲取單元，用于根據所述零空間的基向量和維數，以及信道條件和業(yè)務信息，獲取在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流以及在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數；以及 有用信號獲取單元，用于當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，根據所述在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流、發(fā)射預編碼矩陣函數及所述自干擾信道矩陣，獲取所述本地接收的有用信號。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述有用信號獲取單元具體包括: 矩陣分量獲取單元，用于獲取發(fā)射預編碼矩陣函數在所述自干擾信道矩陣零向量空間中的分量Pix(t)； 參考分量獲取單元，用于根據在所述自干擾信道矩陣的零空間中傳輸的發(fā)射數據流χ? α)、發(fā)射預編碼矩陣函數在所述自干擾信道矩陣零空間中的分量ρ?χα)及所述本地發(fā)射天線到所述本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref(t);以及 有用信號獲取子單元，用于根據所述本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ref(t)、所述自干擾信道矩陣Jr(t)及所述本地發(fā)射天線到所述本地參考天線的信道響應矩陣函數Jref (t)，獲取所述本地接收的有用信號。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述參考分量獲取單元具體用于根據如下預設的參考天線的接收信號在自干擾信道矩陣行向量空間中的分量獲取關系，獲取本地參考天線的接收信號在所述自干擾信道矩陣行向量空間中的分量Y’ ref(t):
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述有用信號獲取子單元具體用于根據如下預設的接收天線的有用信號獲取關系，獲取所述本地接收的有用信號Y(t):
11.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 參考天線個數設置單元，用于當在所述干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數不為零時，設置本地參考天線個數不小于所述在所述自干擾信道矩陣的行向量空間中傳輸的發(fā)射數據流數。
12.一種全雙工通信系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括權利要求7至11任一項所述的全雙工通信中有用信號的獲取裝置。
【文檔編號】H04B7/08GK103475396SQ201210185832
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權日:2012年6月7日
【發(fā)明者】程宏, 劉晟, 杜穎鋼 申請人:華為技術有限公司