CN105245310B - 一种下行导频信号的处理方法及*** - Google Patents

一种下行导频信号的处理方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种下行导频信号的处理方法，包括：接收端检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数。本发明能够有效地减少通信***中的导频开销。本发明还公开了一种下行导频信号的处理***。

Description

一种下行导频信号的处理方法及***
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及的是一种下行导频信号的处理方法及***。
背景技术
无线通信***中，发送端和接收端采取空间复用的方式使用多根天线来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是接收端反馈信道状态信息(Channel State Information，CSI)给发送端，发送端根据获得的信道信息使用一些发射预编码技术，极大的提高传输性能。对于单用户多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)中，直接使用信道特征矢量信息进行预编码；对于多用户MIMO中，需要比较准确的信道信息。在4G的一些技术如LTE，802.16m标准规范中，信道信息的反馈主要是利用较简单的单一码本的反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能更依赖于其中码本反馈的准确度。这里将基于码本的信道信息量化反馈的基本原理简要阐述如下：假设有限反馈信道容量为Bbps/Hz，那么可用的码字的个数为N＝2B个。信道矩阵的特征矢量空间经过量化构成码本空间
Figure BDA0000535079170000011
发射端与接收端共同保存或实时产生此码本(收发端相同)。根据接收端获得的信道矩阵H，接收端根据一定准则从
Figure BDA0000535079170000012
中选择一个与信道最匹配的码字
Figure BDA0000535079170000013
并将码字序号i反馈回发射端。这里，码字序号称为PMI(Precoding Matrix Indicator，预编码矩阵指示符)。发射端根据此序号i找到相应的预编码码字
Figure BDA0000535079170000014
从而获得信道信息，
Figure BDA0000535079170000015
表示了信道的特征矢量信息。
随着无线通信技术的高速发展，用户无线应用越来越丰富，带动了无线数据业务迅速增长，据预测，未来10年间，数据业务以每年1.6-2倍速率增长。这给无线接入网络带来了巨大的挑战。多天线技术是应对无线数据业务爆发式增长挑战的关键技术，目前4G中支持的多天线技术仅仅支持最大8端口的水平维度波束赋形技术,还有较大的潜力进一步的大幅提升***容量。
多天线技术的演进主要围绕着以下几个目标:①更大的波束赋形/预编码增益；②更多的空间复用层数(MU/SU)及更小的层间干扰；③更全面的覆盖；④更小的站点间干扰。大规模多天线Massive MIMO和三维多天线3D MIMO是下一代无线通信中MIMO演进的最主要的两种候选技术。基于Massive MIMO技术的***主要特征为：发送端侧配置有大规模天线阵列，比如100根天线，甚至更多，在数据传输的时候，利用MU-MIMO技术，同时同频复用多个用户。可以证明，无论是在视距环境的强相关信道，还是富散射下的非相关信道，任意两个用户的信道之间的相关系数随着天线数目的增加成指数形式衰减，比如当发送端侧配置有100根天线时，任意两个用户的信道之间相关系数趋近于0，也即是说多用户对应信道之间接近正交。另一方面，大阵列可以带来非常可观的阵列增益和分集增益。3D MIMO的主要技术特征是，在垂直维度和水平维度，均具备很好的波束赋形的能力。由于天线尺寸的限制，不太可能在一个维度摆放上百根的天线，因此，大多数的应用场景中当应用Massive MIMO技术时，3D MIMO一般也会结合使用。
对于Massive MIMO来说，由于大量天线的引入，传统的方法：每根天线发送信道下行测量导频CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal，信道状态信息参考信号)，接收端检测CSI-RS并通过信道估计获得每个传输资源对应的信道矩阵，根据信道矩阵获得最佳的基带上每个频域子带预编码矢量和宽带的最佳传输层数信息，然后基于前面介绍的码本反馈技术进行反馈，这种方式在Massive MIMO中应用时存在比较大的问题。主要体现在，导频开销会随发射天线数目增多而增加，天线数多时导频开销非常巨大，除此之外，由于反馈时使用的码本中需要包含非常多的码字，码字的选择十分困难，造成接收端复杂度大大增加，几乎无法实现，或者需要付出巨大的成本代价。码本反馈的开销也很大，使得反馈链路开销巨大。因此一般来说，对于Massive MIMO，更好的方式是使用波束选择技术或者波束训练技术来获得最佳的波束赋形预编码权值，这里的波束赋形预编码权值可以是对时域上的射频信号进行加权赋形，形成波束，使得能量更加集中。
下面描述一下波束赋形和波束选择技术的一些基本原理：发送端发射多个经过波束赋形(beam forming)的波束导频(Pilot Beam)，一般发送波束赋形也可以称为预编码(precoding)，或者是发送加权处理，这种Pilot Beam是多个天线上的发送信号进行加权合并后形成的，对应于多根发送天线。多个Pilot Beam的发射资源位置与导频的编号(BeamID)的绑定关系可以通过信令配置或收发端事先的约定来获知。接收端检测多个PilotBeam的发送位置，选择出一个或多个较强的波束，并通过上行反馈告知发送端。发送端基于接收端的反馈信息，基于导频上的波束赋形权值，对数据传输进行波束赋形。
为了节约导频开销和提高反馈效率，波束选择可以进一步扩展到二级波束选择。Pilot Beam可以进一步分为Sector Beam(第一级波束导频，粗波束)和Finer Beam(第二级波束导频，窄波束)，发送端首选发送Sector Beam，接收端选出最好的Sector Beam，然后发送端发送该Sector Beam下包含的Finer Beam，接收端再反馈最佳的Finer Beam的信息。发送端基于接收端反馈的信息进行波束赋形。除了发送端***可以发射波束导频进行下行的赋形权值的选择及训练，接收端也可以发送波束导频进行上行赋形权值的选择及训练。可以采用与下行的波束选择技术类似的方案获取上行的信道信息。
在比较理想的TDD***，上下行互易性可用时，一般发送下行导频即可通过互易性获得上行的最佳预编码权值，发送上行导频即可通过互易性获得下行的最佳预编码权值。但对于一个FDD***或者一个互易性不好的TDD***，在现有技术中，对于上行和下行，如果均采用较大规模的天线，那么对于收发两端都需要采用上述波束选择技术进行多个波束导频发送，然后进行波束选择。对于下行来说，发送端由于服务多个用户终端，这些波束导频可以一定程度共享，波束的数目对开销虽然有一定的影响，但影响不大。但对于用户终端UE来说，由于数目众多，而且由于每个UE都要发送多个波束供发送端选择，此时会造成上行大量的导频开销，严重影响***的有效资源利用率。
因此，如何在FDD***或互易性不好的其他通信***中，减少上行导频开销，成为了一个重要的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种下行导频信号的处理方法及***，能够有效地减少通信***中的导频开销。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种下行导频信号的处理方法，该方法包括：
接收端检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；
根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；
计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数。
进一步地，该方法还包括下述特点：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，N＝1时，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据上下行频率和有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量；
将所述各有效下行测量导频端口的最佳上行发送权值矢量进行加权合并得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码，或用于上行导频预编码。
进一步地，该方法还包括下述特点：
各下行测量导频端口由发送端同一组天线使用不同预编码权值发送形成。
进一步地，该方法还包括下述特点：
根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选，包括：根据接收信号的功率大小或信噪比进行有效下行测量导频端口筛选。
进一步地，该方法还包括下述特点：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量，将上行工作频率与下行工作频率的比值与所述最佳上行发送权值矢量的相位相乘。
进一步地，该方法还包括下述特点：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和所述有效下行测量导频端口数确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值；
或者，
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和至少以下因素之一确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值：(a)下行波束导频的预编码权值或波束宽度；(b)下行发射天线数目；(c)上行发射天线的数目；(d)接收信号信噪比。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种下行导频信号的处理***，应用于接收端，该***包括：
接收模块，用于检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；
端口筛选模块，用于根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；
计算模块，用于计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数。
进一步地，该***还包括下述特点：
计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，N＝1时，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据上下行频率和有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量；
将所述各有效下行测量导频端口的最佳上行发送权值矢量进行加权合并得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码，或用于上行导频预编码。
进一步地，该***还包括下述特点：
各下行测量导频端口由发送端同一组天线使用不同预编码权值发送形成。
进一步地，该***还包括下述特点：
端口筛选模块，用于根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选，包括：根据接收信号的功率大小或信噪比进行有效下行测量导频端口筛选。
进一步地，该***还包括下述特点：
计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量，将上行工作频率与下行工作频率的比值与所述最佳上行发送权值矢量的相位相乘。
进一步地，该***还包括下述特点：
计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和所述有效下行测量导频端口数确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值；
或者，
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和至少以下因素之一确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值：(a)下行波束导频的预编码权值或波束宽度；(b)下行发射天线数目；(c)上行发射天线的数目；(d)接收信号信噪比。
与现有技术相比，本发明提供的一种下行导频信号的处理方法及***，通过波束预编码导频技术，配合多径分辨技术，对每条径单独进行互易性的反算，再合成，使得FDD***下互易性也可以很好地利用，能够有效地减少通信***中的导频开销。
附图说明
图1为本发明实施例的一种下行导频信号的处理方法的流程图。
图2为本发明实施例的一种下行导频信号的处理***的结构示意图。
图3为本发明实施例的一种下行导频信号的处理方法的信息交互示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
如图1所示，本发明实施例提供了一种下行测量导频信号的处理方法，该方法包括：
S10，接收端检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；
S20，根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；
S30，计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数。
该方法进一步包括下述特点：
优选地，各下行测量导频端口由发送端同一组天线使用不同预编码权值发送形成。
优选地，所述权值矢量为DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)矢量。
优选地，根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选，包括：根据接收信号的功率大小或信噪比进行有效下行测量导频端口筛选。
优选地，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量，将上行工作频率与下行工作频率的比值与所述最佳上行发送权值矢量的相位相乘。
优选地，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，N＝1时，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据上下行频率和有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量；
将所述各有效下行测量导频端口的最佳上行发送权值矢量进行加权合并得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码，或用于上行导频预编码。
优选地，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和所述有效下行测量导频端口数确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值；
或者，
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和至少以下因素之一确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值：(a)下行波束导频的预编码权值或波束宽度；(b)下行发射天线数目；(c)上行发射天线的数目；(d)接收信号信噪比。
如图2所示，本发明实施例提供了一种下行导频信号的处理***，应用于接收端，该***包括：
接收模块，用于检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；
端口筛选模块，用于根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；
计算模块，用于计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数。
该***进一步包括下述特征：
优选地，计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，N＝1时，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据上下行频率和有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量；
将所述各有效下行测量导频端口的最佳上行发送权值矢量进行加权合并得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码，或用于上行导频预编码。
优选地，各下行测量导频端口由发送端同一组天线使用不同预编码权值发送形成。
优选地，端口筛选模块，用于根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选，包括：根据接收信号的功率大小或信噪比进行有效下行测量导频端口筛选。
优选地，计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量，将上行工作频率与下行工作频率的比值与所述最佳上行发送权值矢量的相位相乘。
优选地，计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和所述有效下行测量导频端口数确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值；
或者，
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和至少以下因素之一确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值：(a)下行波束导频的预编码权值或波束宽度；(b)下行发射天线数目；(c)上行发射天线的数目；(d)接收信号信噪比。
本发明主要的思想是利用FDD***下的互易性，一般来说，FDD***下上下行信道不具备很好的互易性，主要原因是上下行的工作频率不同，不同的工作频率可能会导致天线间不同的相位差，也有一定的路径损耗的差异。由于信道多径的存在，对于现有的一些技术，如基于非预编码CSI-RS导频的测量，获得下行信道矩阵H后是没有办法反算出其他频率情况下的信道响应再进行互易，但本发明通过波束预编码导频技术，配合多径分辨技术，对每条径单独进行互易性的反算，再合成，使得FDD下互易性也可以很好地利用，从而减少上行导频的发送量。
下面对本发明的实施例中如何进行下行导频信号的处理做进一步描述：
发送端发送下行波束导频，每个下行波束导频对应于一个虚拟天线端口，一般称为天线端口。这里的下行波束导频是由多个天线单元在同一资源上进行发送相同的信源信息形成的，这些天线单元上发送的信号分别对应一个权值。通过权值的调整可以调整波束的形状、宽度和方向。
对于线性的天线阵列，发送端可以使用DFT矢量作为波束权值。第i个波束的DFT矢量记为
Figure BDA0000535079170000111
这里n与维度(即单元个数)有关，φi为控制方向的相位。如果考虑到导频开销的 问题，总的波束个数受到限制，波束权值也可以是多个DFT矢量的一些叠加。对于其他的一 些天线拓扑，如X行Y列的天线阵列，那么可以采用一些基于DFT矢量的函数形式构造出波束 权值。例如波束权值为或者波束权值为
Figure BDA0000535079170000113
等。
波束权值确定以后实际上波束宽度也就确定了，一般而言，对于Massive MIMO来说由于天线数目多，能够使得波束压缩得很窄，比如64天线的波束如果权值设计较好，那么波束宽度就仅仅6度左右，128天线的波束宽度可以做到3度左右。
接收端会检测每个波束导频对应端口上的接收功率，因为每个端口在时频资源上是分开的，因此互相之间不会产生干扰。接收端根据其在接收天线上的接收功率情况结合波束的方向信息可以看到一个大致的多径分布情况，但由于波束宽度、噪声等不可能做到十分完美，所以这里只能说是一个大致的多径的分布信息，接收端会较准确检测接收天线上每个端口上的接收功率信息并估计出对应的信道幅度响应，由于发送功率已知，根据接收功率可以较准确的计算出每条径的幅度响应信息，接收端还能检测到每个端口对应的每个接收天线上的相位信息，由于发送导频中的发送信号已知，因此可以获得每个端口到每个接收天线之间的相位差信息。实际上这个相位差信息就是信道的相位响应，同一个发送端口对应的多根接收天线的相位响应求共轭就是该端口对应的一个最佳接收权值的相位信息。
因此一旦某个波束能量较高，说明在该方向上是存在多径的分量的，基于该多径分量的多少、多径之间的角度关系，可以用于确定上行波束导频的个数和权值(波束方向)。
如图3所示，首先是发送端发送波束导频，然后接收端基于每个端口的接收功率来进行径的筛选，然后对筛选出的有效径/端口进行每个径/端口的最佳接收权值计算，该计算是根据每个端口上接收天线之间的相位差确定的。确定了这个相位差以后可以进行信道互易，获得每个端口上行发送的最佳权值。获得该权值以后可以对每个端口的上行最佳权值进行重算(由于下行工作频率fd和上行工作频率fu不同引起)，然后再确定上行的发送导频个数和权值。
具体应用时，假设发送端有64根天线，接收端有16根天线，发送端发射了128个波束，发送端可以使用背景技术中提到的Sector beam/Finer beam的技术压缩导频开销。比如：
表1
不管是通过两级波束发送还是通过一级波束发送，接收端总是最终可以检测到多个波束导频端口，比如以下的一种情况：用户终端UE检测到波束0的接收功率为a0dBm，UE检测到波束1的接收功率为a1dBm，……，UE检测到波束127的接收功率为a127dBm；UE采用门限筛选，比如门限为b，UE比较a0，a1，……a127与b，若大于门限b，则认为是有效径，若小于门限b则认为是无效径。还有一种方法为相对门限法，比如UE确定最强径的功率，若与最强径的功率差小于X dB，则认为是有效径，比如X可以为20，以上两种方法也可以结合使用。除了以上的功率判定法，也可以采用信噪比判定法进行有效径的选择。
例如，有效波束为i,j,k，UE会针对每个波束计算出一个最优的接收波束权值。那么对应的波束权值矢量假设是ui，uj和uk。那么该权值应该是上下行频率相等情况下上行发送的最佳预编码权值。但由于上下行工作频率的不同，该权值需要进行针对性的调整，该调整的依据是每个权值矢量中的两个元素之间相位差调整为原相位差与上行工作频率(fu)与下行工作频率(fd)的比值的乘积。比如，原来的相位响应是j，对应相位是π/2，如果上行工作频率与下行工作频率的比值fu/fd＝1760/1865＝0.943，那么调整为0.943*π/2，相当于ui、uj、uk可以调整为
Figure BDA0000535079170000132
对
Figure BDA0000535079170000133
中的相位进行共轭处理得到
Figure BDA0000535079170000134
此时，有几种确定上行功率发送的波束的预编码权值和个数的处理方式：
方式1：
对
Figure BDA0000535079170000141
进行相加可以获得上行的预编码波束导频信息。此时可以生成一个预编码矢量，该预编码矢量很可能不是DFT矢量，因为这里有一个叠加。叠加时可以根据每个有效径的功率，来确定其幅度权值
Figure BDA0000535079170000142
其中ai,aj,ak为根据功率确定的幅度权值。
此时，终端可以确定其估计出的上行最佳预编码权值，并根据除了有效多径外其他径的合并功率情况，有效径的信噪比情况等多种因素来确定一个误差范围，再在计算出的u的周围发送多个波束，具体数值是根据造成误差的因素确定的。造成误差来源的因素可能有：
a)下行测量导频的接收功率
如果部分端口的接收功率过小，那么有可能会由于噪声的影响带来误差，因此算出的u是不准确的，要选择一些偏离u矢量一定距离的矢量作为预编码权值。具体可以根据接收功率与噪声功率的比来确定选择矢量的个数及具体预编码权值。
比如，根据下行测量导频的接收功率确定上行发送波束导频个数。假设计算出的特征矢量为o，则根据可能的误差的情况发送o及其周围的一些指向矢量方向的波束。
b)下行发送天线数或下行测量导频的波束宽度
下行发送天线数越少，那么下行测量导频的波束导频会越宽。下行测量导频的波束宽度太宽会导致分辨率不高，也是造成误差的来源，因此下行波束宽度越宽，需要发送的上行导频就会越多。
c)上行发送天线数
上行发送天线数越少，那么上行波束导频就会越宽，对误差的容忍度也越高。此时上行导频发送的数目就可以少一些。
如果接收端认为没有误差，那么可以直接使用该矢量进行归一化处理，对数据发送进行预编码，这样不需要再发送上行导频。
方式2：
比如上行16天线有以下32个备选波束。UE根据可以获知其分别属于哪个波束，因为
Figure BDA0000535079170000151
都是近似的DFT矢量，因此可以判断其与哪个波束是距离最近的，或者说是投影能量最高的。由于上行的天线数小于下行的天线数。因此上行的波束都是比较宽的。
Figure BDA0000535079170000152
可能分别对应1～3个上行波束。终端选择对应的上行波束进行发送，包括个数的确定和权值的确定。
也即，将上行预编码权值矢量u属于/对应到的上行备选波束的个数作为确定的上行波束导频个数，将上行预编码权值矢量u属于/对应到的上行备选波束的权值作为确定的上行波束导频的预编码权值。
方式3：
比如上行16天线有以下32个备选波束。UE根据
Figure BDA0000535079170000153
可以获知其分别属于哪个波束，因为都是近似的DFT矢量，因此可以判断其与哪个波束是距离最近的，或者说是投影能量最高的。由于上行的天线数小于下行的天线数。因此上行的波束都是比较宽的。
Figure BDA0000535079170000155
可能分别对应1～3个上行波束。终端可以根据误差的情况，选择对应的波束及对应波束旁边2个最近的波束作为预编码权值进行上行波束发送。
也即，将上行预编码权值矢量u属于/对应到的上行备选波束的个数加上n后作为确定的上行测量导频个数，将上行预编码权值矢量u属于/对应到的上行备选波束及其旁边n个最近的波束的权值作为上行波束导频的预编码权值；其中，n为小于或等于2的整数。
或者，基站和终端可以预先约定一个波束分组情况，把波束分为Sector beam和finer beam的结构，如表2所示，Sector beam中包含的波束可以重叠。
Figure BDA0000535079170000156
Figure BDA0000535079170000161
表2
终端可以判断分别落在哪个Sector beam，然后发送Sector beam中包含的finer beam对应的波束导频，并且终端将所述sector beam的信息通知给基站。
也即，将上行预编码权值矢量u属于/对应到的上行备选粗波束(一个或多个)包含的窄波束的个数作为确定的上行波束导频个数，将所述细波束的权值作为上行波束导频的预编码权值。
上述实施例提供的一种下行导频信号的处理方法及***，通过波束预编码导频技术，配合多径分辨技术，对每条径单独进行互易性的反算，再合成，使得FDD***下互易性也可以很好地利用，能够有效地减少通信***中的导频开销。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种下行导频信号的处理方法，该方法包括：
接收端检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；
根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；
计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数；
所述根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量，将上行工作频率与下行工作频率的比值与所述最佳上行发送权值矢量的相位相乘。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，N＝1时，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据上下行频率和有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量；
将所述各有效下行测量导频端口的最佳上行发送权值矢量进行加权合并得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码，或用于上行导频预编码。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
各下行测量导频端口由发送端同一组天线使用不同预编码权值发送形成。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选，包括：根据接收信号的功率大小或信噪比进行有效下行测量导频端口筛选。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和所述有效下行测量导频端口数确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值；
或者，
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和至少以下因素之一确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值：(a)下行波束导频的预编码权值或波束宽度；(b)下行发射天线数目；(c)上行发射天线的数目；(d)接收信号信噪比。
6.一种下行导频信号的处理***，应用于接收端，该***包括：
接收模块，用于检测下行测量导频端口，获得各接收天线上每个下行测量导频端口对应的接收信号；
端口筛选模块，用于根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选；
计算模块，用于计算每个有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，所述N为上行预编码导频发送个数，N为大于或等于1的整数；
计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量，将上行工作频率与下行工作频率的比值与所述最佳上行发送权值矢量的相位相乘。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于：
计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码；或者，N＝1时，根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到一个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据上下行频率和有效下行测量导频端口的最佳接收权值矢量得到对应的各有效下行测量导频端口最佳上行发送权值矢量；
将所述各有效下行测量导频端口的最佳上行发送权值矢量进行加权合并得到一个上行预编码权值矢量用于数据预编码，或用于上行导频预编码。
8.如权利要求6所述的***，其特征在于：
各下行测量导频端口由发送端同一组天线使用不同预编码权值发送形成。
9.如权利要求6所述的***，其特征在于：
端口筛选模块，用于根据所述接收信号进行有效下行测量导频端口筛选，包括：根据接收信号的功率大小或信噪比进行有效下行测量导频端口筛选。
10.如权利要求6所述的***，其特征在于：
计算模块，用于根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到N个上行预编码权值矢量用于上行导频预编码，包括：
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和所述有效下行测量导频端口数确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值；
或者，
根据所述最佳接收权值矢量结合上下行工作频率计算得到上行预编码权值矢量后，还根据所述上行预编码权值矢量和至少以下因素之一确定上行测量导频个数和/或上行测量导频预编码权值：(a)下行波束导频的预编码权值或波束宽度；(b)下行发射天线数目；(c)上行发射天线的数目；(d)接收信号信噪比。
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