一种获取信道参数的方法和装置与流程

本发明涉及无线通信领域，尤指一种获取信道参数的方法和装置。

背景技术：

随着无线通讯技术的进一步演进，大规模多进多出(Massive MIMO，Massive Multiple-In Multiple-Out)技术进入了人们的视野，该技术可以成倍地提高频谱效率，但同时大规模天线的校正、反馈和测量也成为该技术实用化的瓶颈，为绕开这一难题，一般将该技术应用于时分双工(TDD，Time Division Duplexing)模式，从而这限制了该技术的其他应用，例如，在频分双工(FDD，Frequency Division Duplexing)中的应用。

为了实现Massive MIMO，首先需要获取基站各天线和终端之间的信道参数。现有的获取信道参数的方法大致包括：

终端向基站发送探测参考信号(SRS，Sounding Reference Signal)；基站根据接收到的SRS确定信道参数。

现有的获取信道参数的方法中，由于终端发送SRS属于上行信息，得到的信道参数属于上行信道参数，当在FDD应用场景中利用该信道参数进行下行数据的传输时，会存在极大误差，根本无法商用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种获取信道参数的方法和装置，能够提高精度。

为了达到上述目的，本发明提出了一种获取信道参数的方法，包括：

基站将每根天线各自的信标信号发送给基站范围内的所有终端；

基站接收到来自基站范围内的所有终端的信道参数。

优选地，还包括：

所述基站根据接收到的信道参数生成赋形参数。

优选地，所述基站根据接收到的信道参数生成赋形参数包括：

所述基站按照公式生成所述赋形参数；

其中，W为所述赋形参数，H_T为所述基站各天线到所述各终端的信道响应矩阵；

其中，其中，h_Tmn为所述基站的发射机m到所述终端n的信道响应，N为所述终端的数目，M为所述基站的天线的数目。

优选地，还包括：

所述基站采用所述赋形参数对所述基站范围内的所有终端的测量数据或下行数据赋形后发送给所述基站范围内的所有终端。

优选地，所述基站采用赋形参数对基站范围内的所有终端的测量数据赋形后发送给基站范围内的所有终端包括：

所述基站采用所述赋形参数对所述基站范围内的所有终端的测量数据赋形后，通过分配给所述基站范围内的所有终端的资源发送给所述基站范围内的所有终端。

优选地，所述分配给基站范围内的所有终端的资源为物理下行共享信道PDSCH的编号为6n到6n+5的资源块RB；其中，n为所述终端编号。

优选地，所述基站将每根天线各自的信标信号发送给基站范围内的所有终端包括：

所述基站按照公式$A_m\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_u\left(k\right)\exp (-j\frac{36\mathrm{\πkm}}{K})\exp (-j(k-600)\mathrm{\Δ\ω}(t-N_{\mathrm{CP}}{T}_S))$向所述基站范围内的所有终端发送所述每根天线各自的信标信号；

其中，A_m(t)为所述基站的天线m的信标信号，d_u(k)为子载波k的 Zadoff-Chu序列，u为小区标识，k为子载波序号，K为子载波数目，m为所述基站的天线的编号，t为时间，N_CP为循环前缀长度，T_s为采样时间间隔。

本发明还提出了一种获取信道参数的方法，包括：

终端接收到来自基站的信标信号；

终端根据接收到的信标信号计算信道参数，并将计算得到的信道参数发送给基站。

优选地，还包括：

所述终端接收到来自所述基站的下行数据或测量数据。

优选地，所述终端根据接收到的信标信号计算信道参数包括：

所述终端对所述信标信号进行傅里叶变换得到所述各子载波的初始相位；

所述终端对所述各子载波的初始相位进行相关处理；

所述终端对相关处理后的各子载波的初始相位进行傅里叶逆变换，得到各天线的信标信号的复数值；

所述终端根据所述各天线的信标信号的复数值获取所述基站的各天线到自身的信道响应。

优选地，所述将计算得到的信道参数发送给基站包括：

所述终端通过所述基站分配的物理随机接入信道PRACH将计算得到的信道参数发送给所述基站。

本发明还提出了一种获取信道参数的装置，至少包括：

第一发送模块，用于将每根天线各自的信标信号发送给自身范围内的所有终端；

第一接收模块，用于接收到来自自身范围内的所有终端的信道参数。

优选地，还包括：

生成模块，用于根据接收到的信道参数生成赋形参数。

优选地，所述生成模块具体用于：

按照公式生成所述赋形参数；

其中，W为所述赋形参数，H_T为各天线到所述各终端的信道响应矩阵；

其中，其中，h_Tmn为发射机m到所述终端n的信道响应，N为所述终端的数目，M为天线的数目。

优选地，所述第一发送模块还用于：

采用所述赋形参数对自身范围内的所有终端的测量数据或下行数据赋形后发送给所述自身范围内的所有终端。

优选地，所述第一发送模块还用于：

采用所述赋形参数对所述自身范围内的所有终端的测量数据赋形后，通过分配给所述自身范围内的所有终端的资源发送给所述自身范围内的所有终端。

优选地，所述将每根天线各自的信标信号发送给自身范围内的所有终端为：

按照公式$A_m\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_u\left(k\right)\exp (-j\frac{36\mathrm{\πkm}}{K})\exp (-j(k-600)\mathrm{\Δ\ω}(t-N_{\mathrm{CP}}{T}_S))$向所述自身范围内的所有终端发送所述每根天线各自的信标信号；

其中，A_m(t)为天线m的信标信号，d_u(k)为子载波k的Zadoff-Chu序列，u为小区标识，k为子载波序号，K为子载波数目，m为天线的编号，t为时间，N_CP为循环前缀长度，T_s为采样时间间隔。

本发明还提出了一种获取信道参数的装置，至少包括：

第二接收模块，用于接收到来自基站的信标信号；

计算模块，用于根据接收到的信标信号计算信道参数；

第二发送模块，用于将计算得到的信道参数发送给基站。

优选地，所述第二接收模块还用于：

接收到来自所述基站的下行数据或测量数据。

优选地，所述计算模块具体用于：

对所述信标信号进行傅里叶变换得到所述各子载波的初始相位；对所述各子载波的初始相位进行相关处理；对相关处理后的各子载波的初始相位进行傅里叶逆变换，得到各天线的信标信号的复数值；根据所述各天线的信标信号的复数值获取所述基站各天线到自身的信道响应。

优选地，所述第二发送模块具体用于：

通过所述基站分配的物理随机接入信道PRACH将计算得到的信道参数发送给所述基站。

与现有技术相比，本发明包括：基站将每根天线各自的信标信号发送给基站范围内的所有终端；基站接收到来自基站范围内的所有终端的信道参数。通过本发明的方案，基站将每根天线各自的信标信号发送给基站范围内的所有，并接收来自基站范围内的所有终端的信道参数，由于来自终端的信道参数是下行信道参数，因此，提高了精度。

附图说明

下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。

图1为本发明获取信道参数的方法的流程图；

图2为本发明下行数据帧结构的示意图；

图3为本发明上行数据帧结构的示意图；

图4为本发明获取信道参数的装置的结构组成示意图；

图5为本发明另一种获取信道参数的装置的结构组成示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描 述，并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。

参见图1，本发明提出了一种获取信道参数的方法，包括：

步骤100、基站将每根天线各自的信标信号分别发送给基站范围内的所有终端。

本步骤中，每根天线各自的信标信号之间相互正交。例如，基站按照公式(1)将每根天线各自的信标信号发送给基站范围内的所有终端。

$A_m\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_u\left(k\right)\exp (-j\frac{36\mathrm{\πkm}}{K})\exp (-j(k-600)\mathrm{\Δ\ω}(t-N_{\mathrm{CP}}{T}_S))---\left(1\right)$

其中，A_m(t)为基站的天线m的信标信号，d_u(k)为Zadoff-Chu序列，u为小区标识，k为子载波序号，K为子载波数目，m为基站的天线的编号，t为时间，N_CP为循环前缀长度，T_s为采样时间间隔。

例如，当基站为20兆赫兹(MHz)的长期演进(LTE，Long Term Evolved)基站时，包含有1201子载波，100RB。

本步骤中，基站可以通过下行数据帧向基站范围内的所有终端发送每根天线各自的信标信号。例如，图2为下行数据帧结构的示意图。如图2所示，每一个下行数据帧包括10个子帧，每一个子帧包括14个符号，则可以在子帧0或子帧5的符号13中发射信标信号。

步骤101、每个终端均根据接收到的来自基站的信标信号计算信道参数，将计算得到的信道参数发送给基站。

本步骤中，每个终端均根据接收到的来自基站的信标信号计算信道参数包括：

每个终端均对信标信号进行傅里叶变换得到各子载波的初始相位；每个终端均对各子载波的初始相位进行相关处理；每个终端均对相关处理后的各子载波的初始相位进行傅里叶逆变换，得到各天线的信标信号的复数值；每个终端均根据各天线的信标信号的复数值获取基站的各天线到各终端的信道响应。

其中，每个终端接收到的信标信号均为各天线的信标信号之间的和值，即：

$C_n\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{\mathrm{Tmn}}{A}_m\left(t\right)---\left(2\right)$

其中，h_Tmn为基站的发射机m到终端n的信道响应，M为基站的天线的数目。

其中，h_Tmn＝h_pmnh_tm，h_pmn为基站的天线m到终端n的空中信道响应，h_tm为基站的发射机m的信道响应。

其中，各子载波的初始相位为：

$p_n\left(k\right)=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{\mathrm{Tmn}}{d}_u\left(k\right)\exp (-j\frac{36\mathrm{\πkm}}{K})---\left(3\right)$

其中，p_n(k)为终端n的子载波k的初始相位。

其中，终端对各子载波的初始相位进行相关处理包括：

终端按照公式(4)对各子载波的初始相位进行相关处理。

$p_n^{\′}\left(k\right)=d_u^{*}\left(k\right)p_n\left(k\right)---\left(4\right)$

其中，p'_n(_k)为终端n相关处理后的子载波k的初始相位，为d_u(k)的复共轭。

其中，终端对相关处理后的各子载波的初始相位进行傅里叶逆变换得到各天线的信标信号的复数值包括：

各终端按照公式(5)进行傅里叶逆变换。

$p_n^{\′\′}\left(m^{\′}\right)=\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{p}_n^{\′}\left(k\right)\exp \left(j\frac{{2\mathrm{\πkm}}^{\′}}{K}\right)---\left(5\right)$

其中，m’为0到(K-1)中的任意一个整数。

其中，终端根据各天线的信标信号的复数值获取基站各天线到各终端的信道响应包括：

终端计算傅里叶逆变换后的序列(即各天线的信标信号的复数值所组成的序列)的幅度，计算得到序列中的M个峰值对应的原复数值即为各天线到 各终端的信道响应。例如，基站各天线按公式(1)发射信标信号时，相邻峰值之间的间距为18个点。

本步骤中，将计算得到的信道参数发送给基站包括：

终端通过基站分配的物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)将计算得到的信道参数发送给基站。

例如，PRACH的个数采用4，N_CS(用于产生随机接入前导的循环移位值)取值为2。

终端将计算得到的信道参数调制到基站分配的PRACH对应的随机接入前导(preamble)上，其中，每一个基站的发射机对应一个preamble，即终端将h_T1n调制到preamble1，将h_T2n调制到preamble2，……，将h_TMn调制到preambleM，然后终端将调制后的各preamble合并为Pn，即公式(6)，并将Pn通过分配的PRACH发送给基站。

$P_n=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{\mathrm{Tmn}}\mathrm{preamble}\left(m\right)---\left(6\right)$

其中，基站接收到终端发送的Pn后，分别对Pn做傅里叶变换、相关计算、傅里叶逆变换和幅度计算，根据幅度中的M个峰值对应的信道响应即为各天线到终端的信道响应。

本步骤中，终端可以通过上行数据帧向基站发送信道参数。例如，图3为上行数据帧结构的示意图。如图3所示，每一个上行数据帧包括10个子帧，每一个子帧包括14个符号，则可以在子帧1或子帧6的符号12和13中反馈信道参数。每一个终端可以占用符号12和13中的6个RB。

本步骤中，基站解调出各preamble，恢复出调制于其上的h_Tmn，这样，基站就能得到基站各天线到各终端的信道响应矩阵，即为H_T，即

其中，H_t为发射机信道响应矩阵，即

其中，H_P为各天线到各终端的空中信道响应矩阵，即

作为可选的步骤，该方法还包括：

步骤102、基站根据接收到的信道参数生成赋形参数。具体包括：

基站根据公式(10)生成赋形参数。

$W=H_T^{-1}=H_P^{-1}{H}_t^{-1}---\left(10\right)$

其中，W为赋形参数。

作为可选的步骤，该方法还包括：

步骤103、基站采用赋形参数对基站范围内的所有终端的测量数据或下行数据赋形后发送给基站范围内的所有终端。

本步骤中，基站采用赋形参数对基站范围内的所有终端的测量数据赋形后发送给基站范围内的所有终端包括：

基站采用赋形参数对基站范围内的所有终端的测量数据赋形后，通过分配给各终端的资源发送给基站范围内的所有终端。

其中，分配给基站范围内的每一个终端的资源为物理下行共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)的编号为6n到6n+5的资源块(RB，Resource Block)；其中，n为终端编号。

本步骤中，假设基站发送给各终端的测量数据或下行数据为S＝[S₁，S₂，…，S_n]，对测量数据或下行数据赋形后基站实际发送的测量数据或下行数据为S'＝SW，那么终端接收到的信号为$S^{\′\′}=S^{\′}{H}_t{H}_P={\mathrm{SWH}}_t{H}_P={\mathrm{SH}}_P^{-1}{H}_t^{-1}{H}_t{H}_P=S.$

本发明的方法可以用于Massive MIMO的测试。测试过程如下：首先让基站建立N个虚拟用户，并向这些用户(终端)发射信标信号。信号分析仪(即虚拟用户之一)接收并解调这些信标信号，得到各基站天线的信道响应h_Tmn。然后用信号源将这些h_Tmn调制在n#PRACH上发送给基站(同时其他用户的PRACH上也调制一些随机生成的信道参数数据发送给基站)。基站收到这些h_Tmn后计算出赋形系数，并对各用户的数据进行赋形，使之经空中信道后形成波束指向对应终端。这时信号分析仪应能在第6n～6n+5号RB位置收到基站发给他的下行信号。改变信道响应参数调制的PRACH信道号，应能观察到PDSCH信号的RB位置也会发生相应的改变，而该信号的邻道泄漏功率比ACPR则能直接反映出终端信号间的正交性。修改随机生成的信道响应参数与信号分析仪接收到的信道响应参数之间的相关性，观察ACPR的变化，则可以评估出基站赋形的正交能力。降低信号源反馈信号的信噪比，观察ACPR的变化，则可以评估Massive MIMO基站的覆盖能力。

参见图4，本发明还提出了一种获取信道参数的装置，可以设置在基站中，至少包括：

第一发送模块，用于将每根天线各自的信标信号发送给自身范围内的所有终端；

第一接收模块，用于接收到来自自身范围内的所有终端的信道参数。

本发明的装置中，还包括：

生成模块，用于根据接收到的信道参数生成赋形参数。

本发明的装置中，生成模块具体用于：

按照公式生成赋形参数；

其中，W为赋形参数，H_T为各天线到各终端的信道响应矩阵；

其中，其中，h_Tmn为发射机m到终端n的信道响应，N为终端的数目，M为天线的数目。

本发明的装置中，第一发送模块还用于：

采用赋形参数对自身范围内的所有终端的测量数据或下行数据赋形后发送给自身范围内的所有终端。

本发明的装置中，第一发送模块还用于：

采用赋形参数对自身范围内的所有终端的测量数据赋形后，通过分配给各终端的资源发送给自身范围内的所有终端。

本发明的装置中，将每根天线各自的信标信号发送给自身范围内的所有终端为：

按照公式$A_m\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_u\left(k\right)\exp (-j\frac{36\mathrm{\πkm}}{K})\exp (-j(k-600)\mathrm{\Δ\ω}(t-N_{\mathrm{CP}}{T}_S))$向自身范围内的所有终端发送每根天线各自的信标信号；

其中，A_m(t)为天线m的信标信号，d_u(k)为子载波k的Zadoff-Chu序列，u为小区标识，k为子载波序号，K为子载波数目，m为天线的编号，t为时间，N_CP为循环前缀长度，T_s为采样时间间隔。

参见图5，本发明还提出了一种获取信道参数的装置，可以设置在终端中，至少包括：

第二接收模块，用于接收到来自基站的信标信号；

计算模块，用于根据接收到的信标信号计算信道参数；

第二发送模块，用于将计算得到的信道参数发送给基站。

本发明的装置中，第二接收模块还用于：

接收到来自基站的下行数据或测量数据。

本发明的装置中，计算模块具体用于：

对信标信号进行傅里叶变换得到各子载波的初始相位；对各子载波的初始相位进行相关处理；对相关处理后的各子载波的初始相位进行傅里叶逆变换，得到傅各天线的信标信号的复数值；根据各天线的信标信号的复数值获取基站各天线到自身的信道响应。

本发明的装置中，第二发送模块具体用于：

通过基站分配的物理随机接入信道PRACH将计算得到的信道参数发送给基站。

需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。