一种获取信道状态信息的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种获取信道状态信息的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着通信技术的不断发展，MIMO(Multiple-InputMultiple-〇u1:put，多输入多输 出）技术广泛应用于移动通信系统，MIMO技术特点在于分别在发送端和接收端配置多根 天线，形成空间域上多个并行传输的独立信道，在不增加带宽的条件下，能够有效地提高移 动通信系统的容量和数据传输速率。进一步地，移动通信系统不断更新换代，SGCThe5th Generation,第五代）移动通信系统需要10倍于4G(The4thGeneration,第四代）移动通 信系统的传输速率，传统的MIMO技术已经无法满足5G移动通信系统对频谱和功率效率的 要求，因而提出了大规模阵列天线的多用户MIMO技术，W下简称为大规模MIMO技术，应用 大规模MIMO技术的通信系统W下简称为大规模MIMO系统。大规模MIMO技术特点在于通 过在基站处设置大规模阵列天线W提供更多的空间资源来服务不同的用户，充分挖掘了空 间资源，大幅度地提高了移动通信系统的频谱和功率效率。
[0003] 大规模MIMO系统的信道状态信息的获取对于数据传输的可靠性起着至关重要的 作用，其中信道状态信息主要包括信道冲击响应的估计值和干扰协方差阵的估计值。上 述信道冲击响应的估计值用于对通信接收方的接收数据进行检测，上述干扰协方差阵的 估计值用于消除多个用户设备间的信号干扰。目前，无论是在抑D(化equencyDivision Duplexing,频分双工）的大规模MIMO系统中，还是在TOD(TimeDivisionDuplexing,时 分双工）的大规模MIMO系统中，都是通过发送端发送导频信号，接收端根据接收到的导频 信号获取信道状态信息的，但是大规模MIMO的庞大天线数目和用户设备量，会导致导频信 号的开销非常巨大，且实现过程复杂，获取到的信道状态信息误差大，无法满足大规模MIMO 系统的要求。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种获取信道状态信息的方法和装置，可W实现在大规模 MIMO传输系统中，减小信道估计的复杂度，降低用户设备间的干扰W及提高获取信道状态 信息的准确度，即提高信道冲击响应和干扰协方差阵的估计精度。
[0005] 本发明实施例第一方面提供了一种获取信道状态信息的方法，包括：
[0006] 接收发送端发送的用户设备的导频信号，所述用户设备的导频信号是通过 ZC狂adoff-chu)序列构造的；
[0007] 根据所述用户设备的导频信号，基于最小二乘法获取信道冲击响应的第一估计 值；
[0008] 将所述信道冲击响应的第一估计值在DCT(DiscreteCosineTransform,离散余 弦变换）域进行单点滤波W获取信道冲击响应的第二估计值；
[0009] 根据所述用户设备的导频信号和所述信道冲击响应的第二估计值，基于残差计算 获取干扰协方差阵的第一估计值；
[0010] 将所述干扰协方差阵的第一估计值在DFT(DiscreteFourierTransform,离散傅 里叶变换）域进行加窗滤波W获取干扰协方差阵的第二估计值；
[0011] 获取信道状态信息，所述信道状态信息包括所述信道冲击响应的第二估计值和所 述干扰协方差阵的第二估计值。
[0012] 在第一方面的第一种可能实现方式中，所述用户设备的导频信号是通过 ZC狂adoff-化U)序列构造的，包括：所述用户设备的导频信号是根据公式
[0013]
[0014] 构造的，其中，所述Xf表示第k个用户设备在第b个波束上的时域导频信号，所述 N表示导频信号的长度，所述B表示分配给各用户设备的波束个数，所述Iw/e表示N/B阶单 位阵，所述diag{l，Wn化），…，WN((N-l)b)}表示主对角线元素为1睐 的对角阵，所述afs表示长度为N/B且根序为r,的ZC序列，所述Ww(i) =exp(j2ni/N)。
[0015] 结合第一方面的第一种可能实现方式，在第二种可能实现方式中，所述根据所述 用户设备的导频信号，基于最小二乘法获取信道冲击响应的第一估计值，包括：根据公式 [001 引Huj-=XfY*
[0017] 获取所述信道冲击响应的第一估计值，其中，所述H/、，表示第k个用户设备的信 道冲击响应的第一估计值，所述Xf表示对Xk进行共辆转置运算后的矩阵，所述Xk表示Xf3 的频域表达式，所述Yk表示第k个用户设备的频域导频向量。
[0018] 结合第一方面W及第一方面的第二种可能实现方式，在第H种可能实现方式中， 所述将所述信道冲击响应的第一估计值在DCT域进行单点滤波W获取信道冲击响应的第 二估计值，包括：
[001引根据公式
[0020] d*=础战 *
[0021] 将所述信道冲击响应的第一估计值变换到DCT域，其中，所述dk表示DCT域的信 道冲击响应的第一估计值，所述C表示预设的第一DCT变换矩阵；
[00过根据公式
[0023] 5* =GA-
[0024] 对所述变换到DCT域的信道冲击响应的第一估计值进行单点滤波，其中，所述^ 表示单点滤波后的所述变换到DCT域的信道冲击响应的第一估计值，所述Gk表示对角阵； [00幼根据公式
[0026] H,=
[0027] 获取所述信道冲击响应的第二估计值，其中，所述表示第k个用户设备的信道 冲击响应的第二估计值，所述甘表示预设的第二DCT变换矩阵。
[0028] 结合第一方面W及第一方面的第H种可能实现方式，在第四种可能实现方式中， 所述根据所述用户设备的导频信号和所述信道冲击响应的第二估计值，基于残差计算获取 干扰协方差阵的第一估计值，包括：根据公式
[0029] S。二批.'(-?典,)批,-息
[0030] 获取所述干扰协方差阵的第一估计值，其中，所述表示第k个用户设备在第1 个子载波上的干扰协方差阵的第一估计值，所述H,.表示表示第k个用户设备在第1个子 载波上的所述息&，所述XkJ表示第k个用户设备在第1个子载波上的所述Xf的频域表达 式。
[0031] 结合第一方面W及第一方面的第四种可能实现方式，在第五种可能实现方式中， 所述将所述干扰协方差阵的第一估计值在DFT域进行加窗滤波W获取干扰协方差阵的第 二估计值，包括：
[00础根据公式
[0034] 获取所述干扰协方差阵的第二估计值，其中，所述i，,.表示第k个用户设备在第1 个子载波上的干扰协方差阵的第二估计值，所述L表示最大路径延时，所述
表示 H角窗函数。
[0035] 本发明实施例第二方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有 程序，该程序执行时包括第一方面提供的一种获取信道状态信息的方法的部分或全部步 骤。
[0036] 本发明实施例第H方面提供了一种获取信道状态信息的装置，包括：
[0037] 导频信号接收模块，用于接收发送端发送的用户设备的导频信号，所述用户设备 的导频信号是通过ZC狂adoff-化U)序列构造的；
[0038] 第一估计模块，用于根据所述用户设备的导频信号，基于最小二乘法获取信道冲 击响应的第一估计值；
[0039] 第二估计模块，用于将所述信道冲击响应的第一估计值在DCT(DiscreteCosine 化ansform，离散余弦变换）域进行单点滤波W获取信道冲击响应的第二估计值；
[0040] 第H估计模块，用于根据所述用户设备的导频信号和所述信道冲击响应的第二估 计值，基于残差计算获取干扰协方差阵的第一估计值；
[0041] 第四估计模块，用于将所述干扰协方差阵的第一估计值在DFT值iscreteFourier 化ansform，离散傅里叶变换）域进行加窗滤波W获取干扰协方差阵的第二估计值；
[0042] 信道状态信息获取模块，用于获取信道状态信息，所述信道状态信息包括所述信 道冲击响应的第二估计值和所述干扰协方差阵的第二估计值。
[0043] 在第H方面的第一种可能实现方式中，所述用户设备的导频信号是通过 ZC狂adoff-化U)序列构造的，包括：所述用户设备的导频信号是根据公式
[0044]
[0045] 构造的，其中，所述掉I表示第k个用户设备在第b个波束上的时域导频信号，所述 N表示导频信号的长度，所述B表示分配给各用户设备的波束个数，所述Iw/e表示N/B阶单 位阵，所述diag{1，Wn化），...，Wn((N-I)b)}表示主对角线元素为 1，Wn化)，...，Wn((N-I)b) 的对角阵，所述表示长度为N/B且根序为r,的ZC序列，所述Ww(i) =exp(j2ni/N)。
[0046] 结合第H方面W及第一方面的第一种可能实现方式，在第二种可能实现方式中， 所述第一估计模块，具体用于：
[0047] 根据公式
[004引 H娜=Xf%
[0049] 获取所述信道冲击响应的第一估计值，其中，所述表示第k个用户设备的信 道冲击响应的第一估计值，所述Xf表示对Xk进行共辆转置运算后的矩阵，所述Xk表示Xf的频域表达式，所述Yk表示第k个用户设备的频域导频向量。
[0050] 结合第H方面W及第一方面的第二种可能实现方式，在第H种可能实现方式中， 所述第二估计模块，具体用于：
[0051] 根据公式
[00閲泣k二C叛鉛k.
[0053] 将所述信道冲击响应的第一估计值变换到DCT域，其中，所述dk表示DCT域的信 道冲击响应的第一估计值，所述C表示预设的第一DCT变换矩阵；
[0054] 根据公式
[0055] a* =GA
[0056] 对所述变换到DCT域的信道冲击响应的第一估计值进行单点滤波，其中，所述克 表示单点滤波后的所述变换到DCT域的信道冲击响应的第一估计值，所述Gk表示对角阵；
[0057] 根据公式
[0058] 自,=C"d*
[0059] 获取所述信道冲击响应的第二估计值，其中，所述Ht表示第k个用户设备的信道 冲击响应的第二估计值，所述甘表示预设的第二DCT变换矩阵。
[0060] 结合第一方面W及第一方面的第H种可能实现方式，在第四种可能实现方式中， 所述第H估计模块，具体用于：
[0061] 根据公式
[0062] S*',=片',-心-白'―'声"f
[0063] 获取所述干扰协方差阵的第一估计值，其中，所述^，,表示第k个用户设备在第1 个子载波上的干扰协方差阵的第一估计值，所述H,表示表示第k个用户设备在第1个子 载波上的所述食，所述表示第k个用户设备在第1个子载波上的所述xf的频域表达 式。
[0064] 结合第H方面W及第一方面的第四种可能实现方式，在第五种可能实现方式中， 所述第四估计模块，具体用于：
[00财根据公式
[0067] 获取所述干扰协方差阵的第二估计值，其中，所述Iy表示第k个用户设备在第1 个子载波上的干扰协方差阵的第二估计值，所述L表示最大路径延时，所述
表示 H角窗函数。
[0068] 本发明实施例第四方面提供了一种获取信道状态信息的装置，包括；处理器、通信 接口和存储器，其中，存储器中存储一组程序，且处理器用于调用存储器中存储的程序，用 于执行W下操作：
[0069] 接收发送端发送的用户设备的导频信号，所述用户设备的导频信号是通过 ZC狂adoff-chu)序列构造的；
[0070] 根据所述用户设备的导频信号，基于最小二乘法获取信道冲击响应的第一估计 值；
[0071] 将所述信道冲击响应的第一估计值在DCT(DiscreteCosineTransform,离散余 弦变换）域进行单点滤波W获取信道冲击响应的第二估计值；
[0072] 根据所述用户设备的导频信号和所述信道冲击响应的第二估计值，基于残差计算 获取干扰协方差阵的第一估计值；
[0073] 将所述干扰协方差阵的第一估计值在DFT(DiscreteFourierTransform,离散傅 里叶变换）域进行加窗滤波W获取干扰协方差阵的第二估计值；
[0074] 获取信道状态信息，所述信道状态信息包括所述信道冲击响应的第二估计值和所 述干扰协方差阵的第二估计值。
[0075] 由上可见，本发明实施例提供的接收端根据发送端发送的导频信号（该导频信号 是通过ZC序列构造的），基于最小二乘法并通过单点滤波获取信道冲击响应的估计值，再 根据导频信号和信道冲击响应估计值，基于残差计算并通过加窗滤波获取干扰协方差阵的 估计值，从而获取到准确的信道状态信息（其中信道状态信息包括信道冲击响应估计值和 干扰协方差阵的估计值），可W实现在大规模MIMO传输系统中，减小信道估计的复杂度，降 低用户设备间的干扰W及提高获取信道状态信息的准确度，即提高信道冲击响应和干扰协 方差阵的估计精度。
【附图说明】
[0076] 为了更清楚地说明本发明实施例，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W根据送些附图获得其他的 附图。
[0077] 图1是本发明实施例提供的一种获取信道状态信息的方法的流程示意图；
[0078] 图2是本发明实施例提供的另一种获取信道状态信息的方法的流程示意图；
[0079] 图3是本发明实施例提供的又一种获取信道状态信息的方法的流程示意图；
[0080] 图4是本发明实施例提供的一种获取信道状态信息的装置的结构示意图；
[0081] 图5是本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图；
[0082] 图6是本发明实施例提供的一种基站的结构示意图；
[0083] 图7是本发明实施例提供的一种下行系统的结构示