CN108199755A - 一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及*** - Google Patents

一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及***，其中方法步骤为：对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；对接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。上述无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及***，能够有效增强解调性能，提升小区边缘用户的吞吐量，具有很高的实用性。

Description

一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及***
技术领域
本发明设计无线通信领域，特别涉及一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及***。
背景技术
近年来，由于通信技术、计算机技术、信号处理技术、网络技术的高速发展，工业无线通信领域发生了全面的技术变革，从***架构到底层技术承载，都表现出数字化、智能化、网络化的特征和发展趋势。工业无线通信与无线蜂窝通信有很多不同，从***指标上要求抗干扰能力强、高可靠性、低时延、低功耗、高安全性，这些指标相比无线蜂窝通信要更加高精尖。
工业无线通信领域的市场空间极为广阔，因为很多工厂的测控信号传送都停留在初级阶段，智能化程度不高。2009年的市场数据显示，全球已经有3000万台HART设备。近几年以及未来十年的增长一定会更加迅猛，工业4.0，中国制造2025等规划都对工业无线通信的发展具有巨大的推动力。出于这些需求，工业无线通信标准化的进程很快，目前在流程行业无线技术领域，形成了WIA-PA、WirelessHART、ISA-100.11a三大国际标准。同时在工业无线标准化领域还表现出两大趋势。一是大量借鉴无线信号传输的成熟标准，例如，WirelessHART标准就借鉴了IEEE 802.15.4的内容，比如，采用了直接序列扩频等关键技术。二是无线蜂窝网络的标准也在向工业无线通信领域渗透。例如，5G中将URLLC作为一个单独的特性进行标准化，面向的应用领域主要是工业无线通信以及智能家居等。本发明的基本思路，是将无线蜂窝通信中的调制解调技术进行增强，并应用于工业无线通信领域。
MIMO无线通信***中的接收机一般是由信道估计、解调、译码等步骤组成，在接收机侧假设各个发射比特的先验概率相等。在经过译码之后，如果利用译码后的比特先验信息重新做解调，即采用迭代检测技术，可以提高接收机的解调性能。本领域业内人员所熟知的是MMSE-SIC技术进行迭代检测。但是，MMSE-SIC技术进行迭代检测的检测性能有待增强。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种能够有效增强解调性能，提升小区边缘用户的吞吐量的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法及***。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，包括以下步骤：
对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；
对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；
对获取的每组所述范数的元素进行平方和运算，对所有组所述范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法会对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；对相关阵进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。上述无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，可以将相邻干扰小区的码本和数据导频功率比检测出来，进而使用本小区合相邻干扰小区的联合信道估计矩阵进行多小区联合解调，从而增强解调性能，有效的提升了小区边缘用户的吞吐量，具有很高的实用性。
较优地，在上述技术方案中，所述码本数据的获取步骤如下：
对码本集合进行遍历，获取码本数据。
较优地，在上述技术方案中，所述数据导频功率比的获取步骤如下：
对数据导频功率比集合进行遍历，获取数据导频功率比；
或者：
对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵进行矢量化，将矢量化后的接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵与所述噪声相关阵进行垂直运算，获取最小值；
根据数据导频功率比集合，对所述最小值进行硬判决，获得与相应码本数据对应的数据导频功率。
还提供了一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，包括相关阵计算装置、范数获取装置以及数据计算装置：
所述相关阵计算装置，用于对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；
所述范数获取装置，用于对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；
所述数据计算装置，用于对获取的每组所述范数的元素进行平方和运算，对所有组所述范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测***会对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；对相关阵进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。上述无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，可以将相邻干扰小区的码本和数据导频功率比检测出来，进而使用本小区合相邻干扰小区的联合信道估计矩阵进行多小区联合解调，从而增强解调性能，有效的提升了小区边缘用户的吞吐量，具有很高的实用性。
较优地，在上述技术方案中，所述检测***还包括码本数据获取装置；
所述码本数据获取装置，用于对码本集合进行遍历，获取码本数据。
较优地，在上述技术方案中，所述检测***还包括数据导频功率比获取装置；
所述数据导频功率比获取装置，用于对数据导频功率比集合进行遍历，获取数据导频功率比；
或者：
用于对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵进行矢量化，将矢量化后的接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵与所述噪声相关阵进行垂直运算，获取最小值；
根据数据导频功率比集合，对所述最小值进行硬判决，获得与相应码本数据对应的数据导频功率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法的流程图；
图2是本发明提供的本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法的示意性框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，包括以下步骤：
对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；
对接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；
对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。
其中：一个干扰小区的信号模型建模为：
其中为考虑预编码矩阵和数据导频功率比后的等效信道估计矩阵，为干扰小区的数据导频功率比，h1为干扰小区信道估计，p1为干扰小区待估计的预编码向量，是从有限个码本集合S中取值。典型地，对于2发LTE***，包括RANK 1的码本和RANK 2的码本以及SFBC。对于RANK 2的码本以及SFBC，为1/2单位阵，两者归于一类。数据导频功率比在LTE***中，也有一个确定的集合P，P中还包含零功率情形，对应干扰小区未发数据的情形。
相关阵计算，在单位粒度(例如LTE中的一个RB或者RBG)上计算接收信号相关阵，服务小区相关阵，干扰小区相关阵，以及噪声相关阵；
对于RANK 1的PMI取值；
对于RANK 2和SFBC；
噪声相关阵Rnn基于导频点计算得到，其计算过程如下：
其中为服务小区导频点的信道估计值。为服务小区导频点的LS信道估计值，等于导频点处接收信号除以本地导频序列得到的结果。N为导频点个数。
判决矩阵的计算公式为：
R(PMI，TPR)＝Ryy-Rhh0-TPRRhh1(PMI)-Rnn；
求R(PMI，TPR)的范数，为R(PMI，TPR)的各个元素平方和的累和，得到Norm(PMI，TPR)，Norm(PMI，TPR)的计算公式如下：
作为一种可实施方式，码本数据的获取步骤如下：
对码本集合进行遍历，获取码本数据。
作为一种可实施方式，数据导频功率比的获取步骤如下：
对数据导频功率比集合进行遍历，获取数据导频功率比；
或者：
对接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵进行矢量化，将矢量化后的接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵与噪声相关阵进行垂直运算，获取最小值；
根据数据导频功率比集合，对最小值进行硬判决，获得与相应码本数据对应的数据导频功率。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法会对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；对相关阵进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。上述无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，可以将相邻干扰小区的码本和数据导频功率比检测出来，进而使用本小区合相邻干扰小区的联合信道估计矩阵进行多小区联合解调，从而增强解调性能，有效的提升了小区边缘用户的吞吐量，具有很高的实用性。
如图2所示，本发明还提供了一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，包括相关阵计算装置、范数获取装置以及数据计算装置：
相关阵计算装置，用于对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；
范数获取装置，用于对接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；
数据计算装置，用于对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。
作为一种可实施方式，检测***还包括码本数据获取装置；
码本数据获取装置，用于对码本集合进行遍历，获取码本数据。
作为一种可实施方式，检测***还包括数据导频功率比获取装置；
数据导频功率比获取装置，用于对数据导频功率比集合进行遍历，获取数据导频功率比；
或者：
用于对接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵进行矢量化，将矢量化后的接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵与噪声相关阵进行垂直运算，获取最小值；
根据数据导频功率比集合，对最小值进行硬判决，获得与相应码本数据对应的数据导频功率。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的无线通信的码本和数据导频功率比的检测***会对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；对相关阵进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；对获取的每组范数的元素进行平方和运算，对所有组范数对应的平方和进行比对，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。上述无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，可以将相邻干扰小区的码本和数据导频功率比检测出来，进而使用本小区合相邻干扰小区的联合信道估计矩阵进行多小区联合解调，从而增强解调性能，有效的提升了小区边缘用户的吞吐量，具有很高的实用性。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；
对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；
对获取的每组所述范数的元素进行平方和运算，对所有组所述范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。
2.如权利要求1所述的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，其特征在于，所述码本数据的获取步骤如下：
对码本集合进行遍历，获取码本数据。
3.如权利要求1所述的无线通信的码本和数据导频功率比的检测方法，其特征在于，所述数据导频功率比的获取步骤如下：
对数据导频功率比集合进行遍历，获取数据导频功率比；
或者：
对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵进行矢量化，将矢量化后的接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵与所述噪声相关阵进行垂直运算，获取最小值；
根据数据导频功率比集合，对所述最小值进行硬判决，获得与相应码本数据对应的数据导频功率。
4.一种无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，其特征在于，包括相关阵计算装置、范数获取装置以及数据计算装置：
所述相关阵计算装置，用于对获取的码本数据和数据导频功率比进行相关阵计算，在单位粒度上计算接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵以及噪声相关阵；
所述范数获取装置，用于对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵，进行判决矩阵计算，并计算判决矩阵的范数；
所述数据计算装置，用于对获取的每组所述范数的元素进行平方和运算，对所有组所述范数对应的平方和进行比对，确定平方和最小的范数，对平方和最小范数对应的码本数据和数据导频功率比进行输出。
5.如权利要求1所述的无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，其特征在于，所述检测***还包括码本数据获取装置；
所述码本数据获取装置，用于对码本集合进行遍历，获取码本数据。
6.如权利要求1所述的无线通信的码本和数据导频功率比的检测***，其特征在于，所述检测***还包括数据导频功率比获取装置；
所述数据导频功率比获取装置，用于对数据导频功率比集合进行遍历，获取数据导频功率比；
或者：
用于对所述接收信号相关阵、所述服务小区相关阵、所述干扰小区相关阵以及所述噪声相关阵进行矢量化，将矢量化后的接收信号相关阵、服务小区相关阵、干扰小区相关阵与所述噪声相关阵进行垂直运算，获取最小值；
根据数据导频功率比集合，对所述最小值进行硬判决，获得与相应码本数据对应的数据导频功率。
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