专利名称：频域均衡方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种LTE (Long Term Evolution，长期演进) 系统的频域均衡方法及装置。
背景技术：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, iE^iS^^tlt)
殊的MCM(Multi-carrier Modulation,多载波调制)技术，它的思想是把一个高速的数据流分解成许多低速率的子流数据，并以并行的方式在多个子信道上传输，提供了让数据以较高的速率在较大延迟的信道上传输的一种途径。MIMO (Multi-Input Multi-Output，多输入多输出)系统通过在收发端配置多天线，利用空间信道实现分集增益或者复用增益，在不增加系统带宽的情况下，极大地提升了通信系统的容量和频谱效率，是下一代无线通信系统的关键技术。将OFDM和MIMO结合，既能实现很高的频谱利用率，又能抵抗多径衰落信道的影响。但是，受到尺寸和造价等因素影响，LTE阶段终端的天线一般为一根，这样就不能从多发射天线中获得足够的容量增益。3GPP LTE给出了一种解决方法是 Mu-MIMO(Multi-UserMIMO)即多用户ΜΙΜ0。多用户ΜΙΜΟ使得单天线用户通过协作通信共享其他用户的天线，利用相同的时频资源进行通信，改善系统的性能。尽管通过多用户ΜΙΜ0，OFDM在增加通过无线链路传送数据量方面取得了一定的成功，但是，由于通过无线电波来传送信号，因此在典型的操作环境中，基站接收的信号存在多径，进而由于多径问题导致了延迟扩展。同时，信号在从发送端到接收端的传输过程中，还会收到非线性、雨衰、多径等各种影响，使传送的信号发生畸变，导致波形失真，从而引起码间干扰。目前一般采用均衡技术来解决码间干扰，从而补偿信道参数变化所引起的信号畸变，抵消信道信号传输衰减，同时可以有效对抗码间干扰，减少误码，提高传输速率。 均衡主要有两个基本途径，频域均衡和时域均衡，频域均衡是使整个系统频率传递函数满
足无失真传输的条件H(w) = = 而时域均衡是直接从时间响应考虑，使包括均
衡模块在内的整个系统的冲激响应满足无ISI (Inter-Symbol Interference,码间干扰) 的条件。当前，对频域均衡(FDE)进行的研究非常多。通常通过将时域中的操作变换到频域中进行，以补偿具有长冲击响应的多径信道所带来的损害，同时可以降低接收机的复杂度。但同时，采用该方式导致了较长的均衡处理延时时间，进而降低了用户使用体验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种频域均衡方法及装置，以至少解决上述现有均衡处理方法延时长，用户使用体验低的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种频域均衡方法，包括使用LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据进行频域均衡；在频域均衡过程中，根据LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的矩阵运算。根据本发明的另一方面，提供了一种频域均衡装置，包括均衡模块，用于使用 LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据进行频域均衡；该均衡模块包括拆分模块，用于在频域均衡过程中，根据LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的矩阵运算。通过本发明，采用在进行频域均衡的过程中，根据LMMSE算法，对其中的矩阵运算进行适当的拆分，并对拆分后的矩阵运算并行进行计算，通过拆分和并行计算，解决了现有均衡处理方法延时长，用户使用体验低的问题，进而达到了减少均衡处理方法延时，提高用户使用体验的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明实施例一的一种频域均衡方法的步骤流程图；图2是根据本发明实施例二的一种频域均衡方法的步骤流程图；图3是根据本发明实施例三的一处频域均衡方法的步骤流程图；图4是根据本发明实施例四的一种频域均衡装置的结构框图；图5是根据本发明实施例五的一种频域均衡装置的结构示意图；图6是图5所示实施例的频域均衡装置的计算流程示意图；图7是图5所示实施例的频域均衡装置的可配置计算模块示意图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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特征可以相互组合。在LTE 中，需要支持 TDD (Time Division Duplex,时分双工)和 FDD (Frequency DivisionDuplex，频分双工)两种模式，支持1、2、4、8的天线配置和两用户虚拟ΜΙΜ0，本发明实施例所提供的基于LTE上行接收LMMSE (线性最小均方误差)均衡的方法及装置，用于 LTE基站侧根据接收的天线数据，信道估计H以及噪声协方差矩阵to的逆矩阵，来完成LTE 上行接收LMMSE均衡。实施例一 参照图1，示出了根据本发明实施例一的一种频域均衡方法的步骤流程图。本实施例的频域均衡方法包括以下步骤步骤S102 使用LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据进行频域均衡；本实施例中，上行天线数据可以是多输入多输出MIMO天线系统数据、单输入多输出SIMO天线系统数据、或单输入单输出SISO天线系统数据。步骤S104 在频域均衡过程中，根据LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的矩阵运算。相关技术中，均衡处理方法延时长，用户使用体验低。通过本实施例，采用在进行频域均衡的过程中，根据LMMSE算法，对其中的矩阵运算进行适当的拆分，并对拆分后的矩阵运算并行进行计算，通过拆分和并行计算，解决了现有均衡处理方法延时长，用户使用体验低的问题，进而达到了减少均衡处理方法延时，提高用户使用体验的效果。实施例二参照图2，示出了根据本发明实施例二的一种频域均衡方法的步骤流程图。本实施例的频域均衡方法包括以下步骤步骤S202 使用LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据开始进行频域均衡。本实施例中，上行天线数据可以是多输入多输出MIMO天线系统数据、单输入多输出SIMO天线系统数据、或单输入单输出SISO天线系统数据。在LTE中，需要支持TDD (时分复用)和FDD (频分复用)两种模式，支持1、2、4、8 的天线配置和两用户虚拟ΜΙΜ0，采用LMMSE均衡算法如下 W = (Hh^1H +1一 )"1 Hh^"1 其中，W表示均衡矩阵，
权利要求
1.一种频域均衡方法，其特征在于，包括使用线性最小均方误差LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据进行频域均衡；在所述频域均衡过程中，根据所述LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的所述矩阵运算。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行天线数据包括以下之一多输入多输出MIMO天线系统数据、单输入多输出SIMO天线系统数据、单输入单输出SISO天线系统数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述LMMSE均衡算法表示为W = (H1X1H + 1 科HhjR;1，其中，W表示均衡矩阵，H表示nKXnT的信道估计矩阵，ηκ表示接收天线数，ητ表示发射天线的数目，Hh表示H的共轭转置矩阵，iC表示的逆矩阵，、，表示nKXnT的单位矩阵；当所述上行天线数据为所述MIMO天线系统数据时，所述Ι η矩阵为一个对角矩阵；当所述上行天线数据为所述SIMO天线系统数据时，所述Ι η矩阵为一个矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的所述矩阵运算的步骤包括进行HHiC矩阵运算，获取HHiC矩阵运算结果；对所述HHiC矩阵运算结果和所述H矩阵进行乘法运算，获取第一乘法结果的同时，并行进行所述HHiC矩阵运算结果和所述接收的上行天线数据的乘法运算，获取第二乘法结果；对所述第一乘法结果与所述I矩阵进行加法运算，获取第一加法结果；对所述第一加法结果进行求矩阵行列式运算，获取行列式结果的同时，并行进行所述第一加法结果与所述第二乘法结果的乘法运算，获取第三乘法结果；对所述第三乘法结果和所述行列式结果进行除法运算，获取均衡结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述进行HHiC矩阵运算，获取HHiC矩阵运算结果的步骤包括当所述上行天线数据为所述SIMO天线系统数据时，将对应于每一个天线的所述上行天线数据并行进行所述HHiC矩阵运算，获取HHiC矩阵运算结果；当所述上行天线数据为所述MIMO天线系统数据时，将所述Hh信道估计矩阵的每个样点值分两个时钟完成和所述矩阵的乘法运算，获取HHiC矩阵运算结果。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当存在一根或多根天线失效时，所述方法还包括对&矩阵按照以下公式进行处理Rm-k 0(m-k) k_^k.(m-k)Ik.k _对H矩阵按照以下公式进行处理L ok.2」；其中，m表示所有接收天线的数目，k表示失效天线的数目，I表示单位矩阵，0表示零矩阵。
7.一种频域均衡装置，其特征在于，包括均衡模块，用于使用线性最小均方误差LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据进行频域均衡；所述均衡模块包括拆分模块，用于在所述频域均衡过程中，根据所述LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的所述矩阵运算。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述上行天线数据包括以下之一多输入多输出MIMO天线系统数据、单输入多输出SIMO天线系统数据、单输入单输出SISO天线系统数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述 LMMSE 均衡算法表示为W = (H1X1H +1 一 HhjR;1，其中，W表示均衡矩阵，H表示nKXnT的信道估计矩阵，ηκ表示接收天线数，ητ表示发射天线的数目，Hh表示H的共轭转置矩阵，iC表示的逆矩阵，、，表示nKXnT的单位矩阵； 当所述上行天线数据为所述MIMO天线系统数据时，所述Ι η矩阵为一个对角矩阵；当所述上行天线数据为所述SIMO天线系统数据时，所述Ι η矩阵为一个矩阵。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述拆分模块包括 第一拆分模块，用于进行HHiC矩阵运算，获取HHiC矩阵运算结果；第二拆分模块，用于对所述HHiC矩阵运算结果和所述H矩阵进行乘法运算，获取第一乘法结果的同时，并行进行所述HHiC矩阵运算结果和所述接收的上行天线数据的乘法运算，获取第二乘法结果；第三拆分模块，用于对所述第一乘法结果与所述I矩阵进行加法运算，获取第一加法结果；第四拆分模块，用于对所述第一加法结果进行求矩阵行列式运算，获取行列式结果的同时，并行进行所述第一加法结果与所述第二乘法结果的乘法运算，获取第三乘法结果； 结果模块，用于对所述第三乘法结果和所述行列式结果进行除法运算，获取均衡结果。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述拆分模块还包括补偿模块，用于当存在一根或多根天线失效时，对礼矩阵按照以下公式进行处理H(m"k)·2其中，m表示所有接收天线的 ， _ 0k·2」；数目，k表示失效天线的数目，I表示单位矩阵，0表示零矩阵。Rm-k 0(m_k).k ^k.(m-k) Ik.k对H矩阵按照以下公式进行处理
全文摘要
本发明公开了一种频域均衡方法及装置，其中，频域均衡方法包括使用LMMSE均衡算法对接收的上行天线数据进行频域均衡；在频域均衡过程中，根据LMMSE算法对其中的矩阵运算进行拆分，并行执行拆分后的矩阵运算。通过本发明，解决了现有均衡处理方法延时长，用户使用体验低的问题，进而达到了减少均衡处理方法延时，提高用户使用体验的效果。
文档编号H04L25/02GK102215193SQ20111013951
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者马维刚 申请人:中兴通讯股份有限公司