专利名称：传输信号的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，并且更具体地，涉及一种传输信号的方法和设备。
背景技术：
在3GPP先进的长期演进(LTE-A，LTE-Advanced)系统将会采用中继协作传输的方法提高小区边缘用户的服务质量和扩展小区覆盖。中继网络的回程链路容量限制了接入链路的吞吐量，因此，加强回程链路的质量至关重要。在具有多个中继站(Relay)的中继网络的回程链路中，多个中继站复用相同的信道资源，复用增益能够大大提高系统容量。但是，多个中站继共用相同的资源必定会带来共信道干扰。为了消除共信道干扰，目前已知容量最优的解决方案是脏纸编码(DPC，DirtyPaper Coding),但是由于其复杂度过高而难以实现。另外，多点协作传输(CoMP,Coordinated Multipoint Transmission/Reception)技术因其能有效改善小区边缘用户性能，提高系统吞吐量，在近年来引起了业界的广泛关注和研究，但CoMP技术需要多小区间基站的协作，在实际应用时仍然具有一定的难度。
发明内容
本发明实施例提供了一种传输信号的方法和设备，能够简化上行波束成形矩阵的设计，从而降低系统的复杂度。一方面，提供了一种传输信号的方法，包括:获取下行波束成形矩阵；利用该下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。另一方面，提供了一种传输信号的设备，包括:获取模块，用于获取下行发送波束成形矩阵；和处理模块，用于利用该下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵处理上行信号。另一方面，提供了一种传输信号的设备，包括:获取模块，用于获取下行接收波束成形矩阵；和处理模块，用于利用该下行接收波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行发送波束成形矩阵处理上行信号。本发明实施例可以利用该下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号，能够简化上行波束成形矩阵的设计，从而降低系统的复杂度。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本发明一个实施例的传输信号的方法的示意性流程图。
图2是根据本发明另一实施例的传输信号的方法的示意性流程图。图3是根据本发明另一实施例的传输信号的方法的示意性流程图。图4是根据本发明的一个实施例的传输信号的过程的示意性流程图。图5是根据本发明的另一实施例的传输信号的过程的示意性流程图。图6是根据本发明一个实施例的传输信号的设备的结构性示意图。图7是根据本发明另一实施例的传输信号的设备的结构性示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明的技术方案可以应用于各种通信系统，例如:全球移动通讯(GSM，Global System of Mobile communication)系统、码分多址(CDMA, Code DivisionMultiple Access)系统、宽带码分多址(WCDMA, Wideband Code Division MultipleAccess)系统、通用分组无线业务(GPRS,General Packet Radio Service)、长期演进(LTE,Long Term Evolution)系统、先进的长期演进(LTE-A,Advanced long term evolution)系统、通用移动通信系统(UMTS, Universal Mobile Telecommunication System)等，本发明实施例并不限定，但为描述方便，本发明实施例将以LTE网络为例进行说明。本发明实施例可以用于不同的制式的无线网络。无线接入网络在不同的系统中可包括不同的网元。例如，长期演进(LTE,Long Term Evolution)和LTE-A中无线接入网络的网兀包括 eNB (eNodeB,演进型基站)，WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址)中无线接入网络的网元包括RNC(Radio Network Controller,无线网络控制器)和 NodeB,类似地，WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波互联接入)等其它无线网络也可以使用与本发明实施例类似的方案，只是基站系统中的相关模块可能有所不同，本发明实施例并不限定，但为描述方便，下述实施例将以eNodeB为例进行说明。还应理解,在本发明实施例中，终端也可称之为用户设备(UE, User Equipment)、移动台(MS,Mobile Station)、移动终端(Mobile Terminal)等,该终端可以经无线接入网(RAN, Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信，例如，终端可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、具有通信功能的计算机等，例如，终端还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。在中继网络中，每个小区内放置一个基站和多个中继站，当基站与中继站通信时，中继站与本小区基站之间的通信会受到本小区基站与本小区其他中继站的通信的干扰(小区内干扰)以及其他小区基站与其它小区中继站之间通信的干扰(小区外干扰)。在传统移动通信系统中，相邻小区采用不同频段以抑制小区间干扰。但在LTE和LTE-A系统中，相邻小区可能存在重叠频段，因此，小区间干扰抑制也是一个关键问题。为了克服多个中继站共用相同的资源带来共信道干扰，对于下行链路，已经提出了在基站以最大化中继站处的SINR为目标的波束成形算法，该方案与DPC和CoMP相比复杂度降低。上述基于最大化SINR的波束成形以最大化中继站处的SINR为目标，求解多个中继站的迭代联合优化问题。换句话说，某个中继站的SINR不仅取决于自己的波束成形向量(或者称为波束成形矩阵)，同时与其他中继站的波束成形向量有关。因此，求解最优的波束成形向量时需考虑多个中继站的迭代联合优化问题，求解非常困难。对于上行链路，通常各中继站可以采用奇异值分解(SVD，Singular ValueDecomposition)获得上行发送波束成形矩阵，以提升回程链路的性能。具体来说，中继站i首先通过小区专用参考信号(CRS, Cell-specific reference signals)测量基站到该中继站的下行信道状态信息(CSIR, Channel State Information of Receive),并且利用TDD系统信道互易性可获得该中继站到基站的上行信道状态信息(CSIT，Channel StateInformation of TransmithSSH^ 然后，对该信道作 SVD 分解,有/Zi =。最后，将上行发送波束成形矩阵定为R ，分配给数据流的功率对应于信道矩阵平方奇异值进行的注水分配。在接收端，基站利用解调参考信号(DMRS，Demodulation RS)测得的信道信息将上行接收波束成形矩阵定为3 = M。通过对信道进行匹配，可以使中继回程链路的性能得到一定的提升。然而，这种波束成形矩阵的设计是基于信道匹配的，即有利于有用信号的方向，但没有考虑多个中继站共用相同的资源带来共信道干扰。因此，根据本发明的实施例在设计一种简单的上行波束成形算法时，还将进一步考虑回程链路的中继站同时受到小区内干扰以及小区间干扰的问题，以提高回程链路的容量。需要说明的是，根据本发明的实施例并不限于中继网络，例如，根据本发明的实施例还可应用于蜂窝小区中多 用户多输入多输出(MU-MIM0,Multiple-User Multiple-1nputMultiple-Output)的场景中，也可进一步扩展到具有微小区的同频异构网络中。图1是根据本发明一个实施例的传输信号的方法的示意性流程图。110，获取下行波束成形矩阵。例如，下行波束成形矩阵可以是基站侧的下行发送波束成形矩阵，或者也可以是中继站、用户设备或微基站侧的下行接收波束成形矩阵。例如，可以基于信泄噪比(SLNR, Signal to Leakage Noise Ratio)或信干噪比(SINR, Signal to Interference Noise Ratio)等波束成形矩阵设计准则获取下行波束成形矩阵。根据本发明的实施例并不限于此，例如，还可以采用上述SVD等方式获取下行波束成形矩阵。120，利用该下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵(也可称为对偶矩阵)作为上行波束成形矩阵处理上行信号。例如，基站可以将下行发送接收矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵处理从中继站接收到的上行信号，而中继站、用户设备或微基站可以将下行接收波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行发送波束成形矩阵处理将要发送给基站的上行信号。本发明实施例可以利用该下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号，能够简化上行波束成形矩阵的设计，从而降低系统的复杂度。在120中，在第一通信设备的收发滤波器对偶和第二通信设备的收发滤波器对偶的情况下，利用该下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。
这里，收发滤波器对偶是指发送波束成形矩阵与接收波束成形矩阵具有共轭转置关系。例如，在基站的收发滤波器对偶并且中继站的收发滤波器也对偶的情况下，基站可以将下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵，以便处理从中继站接收的上行信号，或者中继站可以将下行接收波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行发送波束成形矩阵，以便处理向基站发送的上行信号。图2是根据本发明另一实施例的传输信号的方法的示意性流程图。210，第一通信设备基于第二通信设备处的信泄噪比获取下行发送波束成形矩阵。根据本发明的实施例，第一通信设备可以为宏基站，第二通信设备可以为中继站、微基站或用户终端。例如，上述信泄噪比可以指本小区的基站发送给某个中继站的信号能量与本小区的基站发送给该中继站的 信号泄漏到其它中继站的信号能量和该中继站处的噪声能量之和的比值。220，第一通信设备利用该下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵，处理从第二通信设备接收的上行信号。例如，基站在设计下行发送波束成形矩阵时考虑了中继站处的信泄噪比，并且利用该下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵，等效于在设计上行接收波束成形矩阵时考虑了基站处的信干噪比(这种等效关系将在后面的实施例中得以证明)。本发明实施例可以由基站利用该下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵处理上行信号，能够简化上行接收波束成形矩阵的设计，从而降低系统的复杂度。另外，在设计下行发送波束成形矩阵时考虑了中继站处的信泄噪比，等效于在设计上行接收波束成形矩阵时考虑了基站处的信干噪比，从而能够抑制小区内的干扰。在210中，第一通信设备根据第二通信设备处的加性高斯白噪声向量的协方差矩阵和第一通信设备到第二通信设备的信道矩阵，获取使得第二通信设备处的信泄噪比最大的下行发送波束成形矩阵。例如，第二通信设备可以是至少一个中继站。这里第一通信设备到第二通信设备的信道矩阵包括基站到至少一个中继站的信道矩阵。基站可以通过使某个中继站处的信泄噪比最大来获取针对该中继站的下行发送波束成形矩阵，即该基站在采用该下行发送波束成形矩阵向该中继站发送下行信号时，可以使得该中继站处的信泄噪比最大。根据本发明的实施例将获取的使得中继站处的信泄噪比最大的下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵，而最大化中继站处的信泄噪比等效于最大化基站处的信干噪比，即该中继站发给基站的信号受到小区内其它中继站的干扰最小，从而抑制了小区内的干扰。在210中，第一通信设备可以通过下列公式获取该下行发送波束成形矩阵:
权利要求
1.一种传输信号的方法,其特征在于,包括: 获取下行波束成形矩阵； 利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取下行波束成形矩阵，包括: 第一通信设备基于第二通信设备处的信泄噪比获取下行发送波束成形矩阵， 其中所述利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号，包括: 所述第一通信设备利用所述下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵，处理从所述第二通信设备接收的上行信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一通信设备基于所述第二通信设备处的信泄噪比获取下行发送波束成形矩阵，包括: 所述第一通信设备根据所述第二通信设备处的加性高斯白噪声向量的协方差矩阵和所述第一通信设备到所述第二通信设备的信道矩阵，获取使得所述第二通信设备处的信泄噪比最大的下行发送波束成形矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取使得所述第二通信设备处的信泄噪比最大的下行发送波束成形矩阵，包括: 所述第一通信设备通过下列公式获取所述下行发送波束成形矩阵:
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当d= I时，所述下行发送波束成形矩阵即为矩阵对
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取下行波束成形矩阵，包括: 第二通信设备基于所述第二设备处的信干噪比获取下行接收波束成形矩阵， 其中利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号包括: 第二通信设备利用所述下行接收波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行发送波束成形矩阵，处理向第一通信设备发送的上行信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第二通信设备基于所述第二设备处的信干噪比获取下行接收波束成形矩阵，包括: 所述第二通信设备根据所述第二通信设备处的干扰加噪声协方差矩阵和从所述第一通信设备到所述第二通信设备的等效信道矩阵，获取使得所述第二通信设备处的信干噪比最大的下行接收波束成形矩阵。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取使得所述第二通信设备处的信干噪比最大的下行接收波束成形矩阵，包括: 所述第二通信设备通过下面的公式获取所述下行接收波束成形矩阵:
9.根据权利要求2至8所述的方法，其特征在于，利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号，包括: 在所述第一通信设备的收发滤波器对偶和所述第二通信设备的收发滤波器对偶的情况下，利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。
10.根据权利要求2至8中的任一项所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述第一通信设备为宏基站，所述第二通信设备为中继站、微基站或用户终端。
11.一种传输信号的设备，其特征在于，包括: 获取模块，用于获取下行发送波束成形矩阵；和 处理模块，用于利用所述下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行接收波束成形矩阵处理上行信号。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备为第一通信设备，所述获取模块用于基于第二通信设备处的信泄噪比获取所述下行发送波束成形矩阵，并且所述处理模块用于利用所述下行发送波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为所述上行接收波束成形矩阵，处理从所述第二通信设备接收的上行信号。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述获取模块用于根据所述第二通信设备处的加性高斯白噪声向量的协方差矩阵和所述第一通信设备到所述第二通信设备的信道矩阵，获取使得所述第二通信设备处的信泄噪比最大的下行发送波束成形矩阵。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述获取模块用于通过下列公式获取所述下行发送波束成形矩阵:
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，当d= I时，所述下行发送波束成形矩阵即为矩阵对
16.根据权利要求12至15所述的设备，其特征在于，所述处理模块用于在所述第一通信设备的收发滤波器对偶和所述第二通信设备的收发滤波器对偶的情况下，利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。
17.根据权利要求12至15中的任一项所述的设备，其特征在于，其特征在于，所述第一通信设备为宏基站，所述第二通信设备为中继站、微基站或用户终端。
18.一种传输信号的设备，其特征在于，包括: 获取模块，用于获取下行接收波束成形矩阵；和 处理模块，用于利用所述下行接收波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行发送波束成形矩阵处理上行信号。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述设备为第二通信设备，所述获取模块用于基于所述第二设备处的信干噪比获取所述下行接收波束成形矩阵，并且所述处理模块利用所述下行接收波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为所述上行发送波束成形矩阵，处理向第一通信设备发送的上行信号。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述获取模块用于根据所述第二通信设备处的干扰加噪声协方差矩阵和从所述第一通信设备到所述第二通信设备的等效信道矩阵，获取使得所述第二通信设备处的信干噪比最大的下行接收波束成形矩阵。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述获取模块用于通过下面的公式获取所述下行接收波束成形矩阵:
22.根据权利要求19至21所述的设备，其特征在于，所述处理模块用于在所述第一通信设备的收发滤波器对偶和所述第二通信设备的收发滤波器对偶的情况下，利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。
23.根据权利要求19至21中的任一项所述的设备，其特征在于，其特征在于，所述第一通信设备为宏基站，所述第二通信设`备为中继站、微基站或用户终端。
全文摘要
本发明实施例提供了一种传输信号的方法和设备。该方法包括获取下行波束成形矩阵；利用所述下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号。本发明实施例可以利用该下行波束成形矩阵的共轭转置矩阵作为上行波束成形矩阵处理上行信号，能够简化上行波束成形矩阵的设计，从而降低系统的复杂度。
文档编号H04B7/08GK103138822SQ20111039804
公开日2013年6月5日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者陈智, 曾俊杰, 李玲香, 王燚 申请人:华为技术有限公司