一种调整赋形颗粒度的方法、装置及系统的制作方法

文档序号:7759839阅读:235来源:国知局
专利名称:一种调整赋形颗粒度的方法、装置及系统的制作方法
技术领域
本发明涉及通信领域,特别涉及一种调整赋形颗粒度的方法、装置及系统。
背景技术
波束赋形(BF)是一种基于天线阵列的信号预处理技术,BF通过调整天线阵形中每个阵元的加权系统产生具有指向性的波束,从而能够获得明显的阵列增益。赋形颗粒度是在使用BF传输方式时需要确定的参数,从运算量和性能两者间进行折中优化。通常情况下,将系统带宽按赋形颗粒度划分为多个连续的子带,每个子带宽度等于赋形颗粒度,在一个子带上使用相同的赋形权矢量进行波束赋形,当然,有时也允许有一个或两个子带的宽度小于赋形颗粒度。现有技术下,BF分为单流BF和双流BF。所谓流,即是指系统中同时传输的数据流的数目,系统内传输单个数据流则为单流BF,系统内同时传输两个数据流则为双流BF。对于单流BF,在每一个赋形颗粒度对应的子带存在一个赋形权矢量,不同的子带上采用的赋形权矢量有所区别。对于双流BF,在一个赋形颗粒度对应的子带内均存在两个赋形权矢量,一个对应传输流数1,一个对应传输流数2。不同的子带上采用的赋形权矢量可能有所不同。对于单流BF,在能够完全跟踪信道变化的前提下,为了获得明显的阵列增益,网络侧选择的赋形颗粒度越小越好;但是,当信道空间相关度很高或者频率选择性(PDP)很小时,赋形颗粒度的大小对系统性能的影响并不明显,那么为了大幅度的减小运算量,网络侧则应尽量选择大的赋形颗粒度。对于双流BF,在能够完全跟踪信道变化的前提下,当终端进行探参考信号(SRS) 轮流发射时,网络侧选择的赋形颗粒度越小越好,此时,双流分别使用的两码字间的干扰相对较小;但是,当终端侧不进行SRS轮流发射时,赋形颗粒度的大小对系统性能的影响并不明显,那么,为了大幅度的减小运算量,网络侧应尽量选择大的的典型颗粒度,另一方面,终端处于高速运动时,网络侧无法完全跟踪信道的变化,此时,赋形颗粒度的大小对系统性能的影响同样不明显,那么选择小的赋形颗粒度不会带来性能增益,也可以适当降低运算量。在通信系统中,对于某一小区而言,不同终端的信道的相关性不同,同一终端的信道的相关性随时间变化,因此,与信道状态相适应的赋形颗粒度也各不相同。而现有技术下,网络侧的配置方式为采用固定的赋形颗粒度(通常按照最恶劣/最典型的场景进行选取),不考虑赋形颗粒度的自适应变化,因此,无法区分不同终端之间信道的变化,以及同一终端的信道随时间的变化,这样,往往造成配置的赋形颗粒度与信道的当前状态不匹配的状况,从而令信道无法达到最大增益,进而降低了系统的整体性能。例如,赋形颗粒度过大则会造成与信道失配过大,而降低赋形增益,影响系统性能;而赋形颗粒度过小,则会带来不必要的赋形权矢量计算,增大运算量,而影响系统性能
发明内容
本发明实施例提供一种调整赋形颗粒度的方法、装置及系统,用以基于信道状态选择相匹配的赋形颗粒度,从而优化系统性能。本发明实施例提供的具体技术方案如下一种调 整赋形颗粒度的方法,包括确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度;统计所述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性;将所述表征子带间的信道响应的一致性;信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。一种用于调整赋形颗粒度的装置,包括确定单元,用于确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度;统计单元,用于统计所述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性;调整单元,用于将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。一种用于调整赋形颗粒度的系统,包括若干基站,所述基站,用于确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度,并统计所述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性,以及将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。本发明实施例中,针对系统内基于赋形颗粒度划分出的若干子带,计算其信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性,从而反应了信道状态的变化,接着,将获得的信道相关性与预设条件进行比较,并根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整,这样,便实现了基于信道状态变化的赋形颗粒度自适应调整,从而有效提高了系统的赋形增益,进而提升了系统性能。


图1为本发明实施例中通信系统体系架构示意图;图2为本发明实施例中基站功能结构示意图;图3为本发明实施例中基站对当前赋形颗粒度进行调整流程图。
具体实施例方式为了能够基于信道状态为系统带宽内的各子带选择相匹配的赋形颗粒度,从而提高系统的性能,本发明实施例中采用的方法为确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度,统计多个子带的信道相关性,接着,将该信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。其中,所谓信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性,从而体现了信道状态的变化,例如,若两子带上信道响应完全相同或差一个常数倍数,则这两子带的信道相关性为1。
所谓赋形颗粒度,即是赋形权矢量计算过程中的一个概念,由于赋形权矢量计算过程中涉及到矩阵的特征分解,为了降低运算量,通常在相邻的G个物理资源块(PRB)中使用同一个赋形权矢量,对应矩阵特征分解时获得的一个特征矢量,那么,上述G个PRB即可以称为赋形颗粒度。下面结 合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。参阅图1所示,本发明实施例中,用于进行赋形颗粒度调整的系统包括若干基站和终端,其中,基站用于确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度,并统计上述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性,以及将上述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。参阅图2所示,本发明实施例中,用于进行赋形颗粒度调整的装置(如,基站)包括确定单元20、统计单元21和调整单元22,其中,确定单元20,用于确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度;统计单元21,用于统计上述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性;调整单元22,用于将上述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。基于上述系统架构,本发明实施例中,在系统执行预处理时,网络侧需要进行初始赋形颗粒度的选取,本发明实施例中,初始赋形颗粒度的选取方式包含但不限于以下两种方式1 同一小区中所有终端的初始赋形颗粒度均设置为同一固定值。不同小区之间的初始赋形颗粒度可以按照小区特点设定为不同的取值或相同取值。方式2 静态自适应设置,即同一小区中的不同用户的初始赋形颗粒度可以分别选取相应的固定值。初始赋形颗粒度选取完毕后,网络侧需要根据网络环境的变化(如,信道的空间相关性、频率选择性的变化等等)对初始赋形颗粒度进行调整,进一步地,当网络环境再变化时,网络侧还需要对已调整的赋形颗粒度进行再次调整。那么,参阅图3所示,本发明实施例中,网络侧的基站对系统当前赋形颗粒度进行调整的详细流程如下具体为步骤300 确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度。本发明实施例中,对系统频域资源进行子带划分所依据的当前赋形颗粒度,可以是初始赋形颗粒度,也可以是已经过调整的赋形颗粒度。步骤310 统计多个子带的信道相关性。实际应用中,统计多个子带的信道相关性有多种实现方式,本实施例中,以下述方式为例进行说明,具体为分别统计每组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数, 基于所有相邻子带的赋形权矢量相关系数,计算用于表征信道相关性的指定参量;其中,该指定参量可以为所有相邻子带的赋形权矢量相关系数的平均值、所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中的最大值、所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中的最小值、或者所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中,大于预设门限值的赋形权矢量相关系数数目占赋形权矢量相关系数总数目的比例。而统计任意一组相邻子带上各子带采用赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数, 可以按照以下方式实施统计所述任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的矢量内积的模值;或者,又例如,统计所述任意一 组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量归一化矢量的的差值的范数,其中,所谓的赋形权矢量归一化矢量是将赋形权矢量按照其第一个元素进行归一化处理得到的。步骤320 将信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。本实施例中,执行步骤320时,将用于表征上述信道相关性的指定参量与预设的门限值进行比较,若确定上述指定参量大于等于设定门限值,则按照预设步长增大所述当前赋形颗粒度,若确定上述指定参量小于设定门限值,则按照预设步长减小所述当前赋形颗粒度;其中,所谓预设步长可以为固定步长,也可以为变步长。例如假设子带宽度为4PRB,分别统计三组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数分别为0. 8,0. 76,0. 72,计算用于表征信道相关性的所有相邻子带的赋形权矢量相关系数的平均值为0. 75,将该平均值与设定门限值进行比较,若确定上述平均值大于等于设定门限值,则按照预设步长,如2PRB,增大当前赋形颗粒度,即调整后赋形颗粒度为6PRB,若确定上述平均值小于设定门限值,则按照预设步长,如1PRB,减小当前赋形颗粒度,即调整后赋形颗粒度为3PRB ;其中,当预设步长为变步长时,其步长值可以参照上述平均值与设定门限值值之间的差值选取相应的取值。进一步地,假设在上述赋形权矢量计算中,以IPRB为单位进行赋形权矢量的计算,当前赋形颗粒度为4PRB,记三个子带上PRB依次为PRBl PRB12,当取任一 PRB上所计算的赋形权矢量作为其归属的子带上的赋形权矢量时,则可以仅计算PRB1、PRB3、PRB5、 PRB7、PRB9、PRBll上的赋形权矢量,这样当按照调整后的结果,如赋形颗粒度增大为6PRB, 则将PRBl上计算所得赋形权矢量在PRBl PRB6上使用,PRB2上计算所得赋形权矢量在 PRB7 PRB12上使用,若赋形颗粒度减小为2PRB时,则将PRBl上计算所得的赋形权矢量在 PRBl 2上使用,PRB3上计算所得的赋形权矢量在PRB3 4上使用,PRB5上计算所得的赋形权矢量在PRB5 6上使用,PRB7上计算所得的赋形权矢量在PRB7 8上使用,PRB9 上计算所得的赋形权矢量在PRB9 10上使用,PRBll上计算所得的赋形权矢量在PRBll 12上使用。这样避免了由于赋形颗粒度更新带来的赋形权矢量重新计算,降低了系统的运算量,减少了资源消耗。在执行步骤320时,根据系统传输的流数的不同亦有所区别,包括若系统采用单流BF方式,则统计任意一组相邻子带上各子带采用的一种赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数,如,在相邻的子带1和子带2上,子带1采用赋形权矢量 Wl传输数据流,而子带2采用赋形权矢量W2传输数据流,则统计Wl与W2之间的赋形权矢
量相关系数,R12iK。相应地,假设系统带宽内仅存在上述子带1和子带2,则在执行步骤步骤320时, 需要将R12i^作为用于表征子带1和子带2的信道相关性的指定参量与设定门限值进行比较,设定门限值时,按照预设步长增大当前赋形颗粒度,R12iK<设定门限值时,按照预设步长减小当前赋形颗粒度, 若系统采用多流BF方式,则分别统计任意一组相邻子带上各子带采用的每一级赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数。如,系统采用双流BF方式,在相邻的子带1和子带2上,基于子带1上信道的协方差矩阵进行特征分解获得的特征矢量集合中,特征值最大和次大的两个特征矢量分别为Wl和W’ 1,而为基于子带2上信道的协方差矩阵进行特征分解获得的特征矢量集合中,特征值最大和次大的两个特征矢量分别为W2和W’2,其中,各子带分别对应的特征矢量集合中,特征值最大的特征矢量视为同一级别,特征值次大的特征矢量视为同一级别,以此类推,各特征矢量分别对应相应的级别,那么,本实施例中,需要统计Wl与W2之间的赋形权矢量相关系数R12iK,以及Ψ 1和W’ 2之间的赋形权矢量相关系
散R' 12相关。
相应地,假设系统带宽内仅存在上述子带1和子带2,则在执行步骤步骤320时,需要将礼2+^和R’12+K作为用于表征子带1和子带2的信道相关性的指定参量与设定门限值进行比较,设定门限值,且R’ 设定门限值时,按照预设步长增大当前赋形颗粒度,R12 〈设定门限值,且R’ 12 〈设定门限值时,按照预设步长减小当前赋形颗粒度,在上述实施例中,针对任意一个子带,在计算其采用的赋形权矢量时,可以采用方式包含但不限于以下两种1、将任意一子带按照预设的频域宽度划分为多个小子带,并分别计算每一个小子带上的赋形权矢量,接着,对各小子带的赋形权矢量进行归一化处理,即按其第一个元素进行归一,得到各小子带的归一赋形权矢量,再取其平均值作为上述任意一子带的赋形权矢量。2、将任意一子带按照预设的频域宽度划分为多个小子带,并分别计算每一个小子带上的赋形权矢量,将任意一小子带的赋形权矢量作为是述任意一子带的赋形权矢量。例如,假设系统当前的赋形颗粒度为N*G个PRB,即一个子带的频域宽度为N*G个 PRB,再将其划分为N个小子带,则每个小子带的频域宽度为G个PRB,针对任意一个小子带, 可以基于相应的G个PRB计算该小子带上的赋形权矢量W,并且将该任意一个小子带上使用的W作为其归属的子带上使用的赋形权矢量。假设本发明实施例中网络侧是基于终端侧发送的SRS信号来进行赋形权矢量计算的且SRS采用跳频方式,并且SRS发射占用的频域宽度为4PRB,而当前子带(即赋形颗粒度)的频域宽度为8PRB,可以将子带划分为两个频宽宽度4PRB的小子带,那么,如果按照现有常规的方法计算任意一个子带上使用的赋形权矢量,则网络侧需要等待相邻的两个小子带的SRS信道估计结果,而采用上述方法2,将赋形颗粒度和赋形权矢量频域平均颗粒度进行了分离,在任意一个子带内,在任意一个小子带上接收到了 SRS信号,便可以进行赋形权矢量更新计算,并在该赋形权矢量的时域有效时间内,将其作为整个子带的赋形权矢量使用,从而避免了对SRS跳频带宽的依赖。区别于上述实施例,实际应用中,在执行步骤310时,即计算多个子带的信道相关性时,也可以采用以下方式进行,并不限于上述一种方法,还可以按照以下方式实施第一种方式为记HkSHk2分别为子带1和子带2上的第k个子载波对应的信道响
应为 gCMrXMt , η,2 εCMrXMt,mk、Mt分别为接收天线数和发送天线的数目,将Hk1Ak2按其第一个元素归一,归一后得到的信道响应记为 ^ / ,计算子带1和子带2上
归一后信道响应的平均,还二+!;良1,^2其中,K1, K2分别子带1、子带2中
子载波的个数,则定义子带1和子带2的信道相关性为 (·)表示矩
权利要求
1.一种调整赋形颗粒度的方法,其特征在于,包括确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度; 统计所述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性;信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述统计多个子带的信道相关性,包括 分别统计每组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数; 基于所有相邻子带的赋形权矢量相关系数,计算用于表征所述信道相关性的指定参量。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述指定参量为所有相邻子带的赋形权矢量相关系数的平均值、所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中的最大值、所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中的最小值、或者所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中,大于预设门限值的赋形权矢量相关系数数目占赋形权矢量相关系数总数目的比例。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,统计任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数,包括若系统采用单流传输方式,则统计所述任意一组相邻子带上各子带采用的一种赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数;若系统采用多流传输方式,则分别统计所述任意一组相邻子带上各子带采用的每一级赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述任意一组相邻子带上各子带采用赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数,包括所述任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的矢量内积的模值;或者,所述任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量归一化矢量的差值的范数。
6.如权利要求2-5任一项所述的方法,其特征在于,计算任意一子带采用的赋形权矢量时,包括将所述任意一子带按照预设的频域宽度划分为多个小子带,并分别计算每一个小子带上的赋形权矢量;对各小子带的赋形权矢量进行归一化处理,得到各小子带的归一赋形权矢量,再取其平均值作为所述任意一子带的赋形权矢量;或者,将任意一小子带的赋形权矢量作为所述任意一子带的赋形权矢量。
7.如权利要求2-5任一项所述的方法,其特征在于,将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整,包括将用于表征所述信道相关性的指定参量与预设的门限值进行比较;若确定所述指定参量大于等于设定门限值,则按照预设步长增大所述当前赋形颗粒度;若确定所述指定参量小于设定门限值,则按照预设步长减小所述当前赋形颗粒度。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预设步长为固定步长或变步长。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述统计多个子带的信道相关性,将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整,包括计算间隔指定频域宽度的两个子带上使用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数, 将该赋形权矢量相关系数作为表征所述信道相关性的参量;将所述赋形权矢量相关系数与预设门限值进行比较,确定未超过该预设门限值时,将所述指定频域宽度设定为当前赋形颗粒度。
10.一种用于调整赋形颗粒度的装置,其特征在于,包括确定单元,用于确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度;统计单元,用于统计所述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性;调整单元,用于将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述统计单元统计多个子带的信道相关性,包括所述统计单元分别统计每组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数;所述统计单元基于所有相邻子带的赋形权矢量相关系数,计算用于表征所述信道相关性的指定参量。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述统计单元获得的指定参量为所有相邻子带的赋形权矢量相关系数的平均值、所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中的最大值、所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中的最小值、或者所有相邻子带的赋形权矢量相关系数中,大于预设门限值的赋形权矢量相关系数数目占赋形权矢量相关系数总数目的比例。
13.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述统计单元统计任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数,包括若系统采用单流传输方式,则所述统计单元统计所述任意一组相邻子带上各子带采用的一种赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数;若系统采用多流传输方式,则所述统计单元分别统计所述任意一组相邻子带上各子带采用的每一级赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数。
14.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述统计单元统计的任意一组相邻子带上各子带采用赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数,包括所述任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量之间的矢量内积的模值;或者,所述任意一组相邻子带上各子带采用的赋形权矢量归一化矢量的的差值的范数。
15.如权利要求11-14任一项所述的装置,其特征在于,所述统计单元计算任意一子带采用的赋形权矢量时,包括所述统计单元将所述任意一子带按照预设的频域宽度划分为多个小子带,并分别计算每一个小子带上的赋形权矢量;所述统计单元对各小子带的赋形权矢量进行归一化处理,得到各小子带的归一赋形权矢量,再取其平均值作为所述任意一子带的赋形权矢量;或者,将任意一小子带的赋形权矢量作为所述任意一子带的赋形权矢量。
16.如权利要求11-14任一项所述的装置,其特征在于,所述调整单元将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整,包括所述调整单元将用于表征所述信道相关性的指定参量与预设的门限值进行比较;若确定所述指定参量大于等于设定门限值,则所述调整单元按照预设步长增大所述当前赋形颗粒度;若确定所述指定参量小于设定门限值,则所述调整单元按照预设步长减小所述当前赋形颗粒度。
17.如权利要求16所述的装置,其特征在于,所述调整单元采用的预设步长为固定步长或变步长。
18.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述统计单元统计多个子带的信道相关性,所述调整单元将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整,包括所述统计单元计算间隔指定频域宽度的两个子带上使用的赋形权矢量之间的赋形权矢量相关系数,将该赋形权矢量相关系数作为表征所述信道相关性的参量;所述调整单元将所述赋形权矢量相关系数与预设门限值进行比较,确定未超过该预设门限值时,将所述指定频域宽度设定为当前赋形颗粒度。
19.一种用于调整赋形颗粒度的系统,包括若干基站,其特征在于,所述基站,用于确定系统频域资源被划分出的多个子带,每个子带的频域宽度为当前赋形颗粒度,并统计所述多个子带的信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性,以及将所述信道相关性与预设条件进行比较,根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整。
全文摘要
本发明涉及通信领域,特别涉及一种调整赋形颗粒度的方法、装置及系统,用以基于信道状态选择相匹配的赋形颗粒度,从而优化系统性能。该方法为针对系统内基于赋形颗粒度划分出的若干子带,计算其信道相关性,该信道相关性用于表征子带间的信道响应的一致性,从而反应了信道状态的变化,接着,将获得的信道相关性与预设条件进行比较,并根据比较结果对当前赋形颗粒度进行调整,这样,便实现了基于信道状态变化的赋形颗粒度自适应调整,从而有效提高了系统的赋形增益,进而提升了系统性能。本发明同时提供了相应的装置及系统。
文档编号H04B7/08GK102404036SQ201010282510
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者张健飞, 张静, 索士强, 韩波 申请人:电信科学技术研究院
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