一種獲取信道狀態信息的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種獲取信道狀態信息的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著通信技術的不斷發展，MIMO(Multiple-InputMultiple-〇u1:put，多輸入多輸 出）技術廣泛應用于移動通信系統，MIMO技術特點在于分別在發送端和接收端配置多根 天線，形成空間域上多個并行傳輸的獨立信道，在不增加帶寬的條件下，能夠有效地提高移 動通信系統的容量和數據傳輸速率。進一步地，移動通信系統不斷更新換代，SGCThe5th Generation,第五代）移動通信系統需要10倍于4G(The4thGeneration,第四代）移動通 信系統的傳輸速率，傳統的MIMO技術已經無法滿足5G移動通信系統對頻譜和功率效率的 要求，因而提出了大規模陣列天線的多用戶MIMO技術，W下簡稱為大規模MIMO技術，應用 大規模MIMO技術的通信系統W下簡稱為大規模MIMO系統。大規模MIMO技術特點在于通 過在基站處設置大規模陣列天線W提供更多的空間資源來服務不同的用戶，充分挖掘了空 間資源，大幅度地提高了移動通信系統的頻譜和功率效率。
[0003] 大規模MIMO系統的信道狀態信息的獲取對于數據傳輸的可靠性起著至關重要的 作用，其中信道狀態信息主要包括信道沖擊響應的估計值和干擾協方差陣的估計值。上 述信道沖擊響應的估計值用于對通信接收方的接收數據進行檢測，上述干擾協方差陣的 估計值用于消除多個用戶設備間的信號干擾。目前，無論是在抑D(化equencyDivision Duplexing,頻分雙工）的大規模MIMO系統中，還是在TOD(TimeDivisionDuplexing,時 分雙工）的大規模MIMO系統中，都是通過發送端發送導頻信號，接收端根據接收到的導頻 信號獲取信道狀態信息的，但是大規模MIMO的龐大天線數目和用戶設備量，會導致導頻信 號的開銷非常巨大，且實現過程復雜，獲取到的信道狀態信息誤差大，無法滿足大規模MIMO 系統的要求。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種獲取信道狀態信息的方法和裝置，可W實現在大規模 MIMO傳輸系統中，減小信道估計的復雜度，降低用戶設備間的干擾W及提高獲取信道狀態 信息的準確度，即提高信道沖擊響應和干擾協方差陣的估計精度。
[0005] 本發明實施例第一方面提供了一種獲取信道狀態信息的方法，包括：
[0006] 接收發送端發送的用戶設備的導頻信號，所述用戶設備的導頻信號是通過 ZC狂adoff-chu)序列構造的；
[0007] 根據所述用戶設備的導頻信號，基于最小二乘法獲取信道沖擊響應的第一估計 值；
[0008] 將所述信道沖擊響應的第一估計值在DCT(DiscreteCosineTransform,離散余 弦變換）域進行單點濾波W獲取信道沖擊響應的第二估計值；
[0009] 根據所述用戶設備的導頻信號和所述信道沖擊響應的第二估計值，基于殘差計算 獲取干擾協方差陣的第一估計值；
[0010] 將所述干擾協方差陣的第一估計值在DFT(DiscreteFourierTransform,離散傅 里葉變換）域進行加窗濾波W獲取干擾協方差陣的第二估計值；
[0011] 獲取信道狀態信息，所述信道狀態信息包括所述信道沖擊響應的第二估計值和所 述干擾協方差陣的第二估計值。
[0012] 在第一方面的第一種可能實現方式中，所述用戶設備的導頻信號是通過 ZC狂adoff-化U)序列構造的，包括：所述用戶設備的導頻信號是根據公式
[0013]
[0014] 構造的，其中，所述Xf表示第k個用戶設備在第b個波束上的時域導頻信號，所述 N表示導頻信號的長度，所述B表示分配給各用戶設備的波束個數，所述Iw/e表示N/B階單 位陣，所述diag{l，Wn化），…，WN((N-l)b)}表示主對角線元素為1睞 的對角陣，所述afs表示長度為N/B且根序為r,的ZC序列，所述Ww(i) =exp(j2ni/N)。
[0015] 結合第一方面的第一種可能實現方式，在第二種可能實現方式中，所述根據所述 用戶設備的導頻信號，基于最小二乘法獲取信道沖擊響應的第一估計值，包括：根據公式 [001 引Huj-=XfY*
[0017] 獲取所述信道沖擊響應的第一估計值，其中，所述H/、，表示第k個用戶設備的信 道沖擊響應的第一估計值，所述Xf表示對Xk進行共輛轉置運算后的矩陣，所述Xk表示Xf3 的頻域表達式，所述Yk表示第k個用戶設備的頻域導頻向量。
[0018] 結合第一方面W及第一方面的第二種可能實現方式，在第H種可能實現方式中， 所述將所述信道沖擊響應的第一估計值在DCT域進行單點濾波W獲取信道沖擊響應的第 二估計值，包括：
[001引根據公式
[0020] d*=礎戰 *
[0021] 將所述信道沖擊響應的第一估計值變換到DCT域，其中，所述dk表示DCT域的信 道沖擊響應的第一估計值，所述C表示預設的第一DCT變換矩陣；
[00過根據公式
[0023] 5* =GA-
[0024] 對所述變換到DCT域的信道沖擊響應的第一估計值進行單點濾波，其中，所述^ 表示單點濾波后的所述變換到DCT域的信道沖擊響應的第一估計值，所述Gk表示對角陣； [00幼根據公式
[0026] H,=
[0027] 獲取所述信道沖擊響應的第二估計值，其中，所述表示第k個用戶設備的信道 沖擊響應的第二估計值，所述甘表示預設的第二DCT變換矩陣。
[0028] 結合第一方面W及第一方面的第H種可能實現方式，在第四種可能實現方式中， 所述根據所述用戶設備的導頻信號和所述信道沖擊響應的第二估計值，基于殘差計算獲取 干擾協方差陣的第一估計值，包括：根據公式
[0029] S。二批.'(-?典,)批,-息
[0030] 獲取所述干擾協方差陣的第一估計值，其中，所述表示第k個用戶設備在第1 個子載波上的干擾協方差陣的第一估計值，所述H,.表示表示第k個用戶設備在第1個子 載波上的所述息&，所述XkJ表示第k個用戶設備在第1個子載波上的所述Xf的頻域表達 式。
[0031] 結合第一方面W及第一方面的第四種可能實現方式，在第五種可能實現方式中， 所述將所述干擾協方差陣的第一估計值在DFT域進行加窗濾波W獲取干擾協方差陣的第 二估計值，包括：
[00礎根據公式
[0034] 獲取所述干擾協方差陣的第二估計值，其中，所述i，,.表示第k個用戶設備在第1 個子載波上的干擾協方差陣的第二估計值，所述L表示最大路徑延時，所述
表示 H角窗函數。
[0035] 本發明實施例第二方面提供了一種計算機存儲介質，所述計算機存儲介質存儲有 程序，該程序執行時包括第一方面提供的一種獲取信道狀態信息的方法的部分或全部步 驟。
[0036] 本發明實施例第H方面提供了一種獲取信道狀態信息的裝置，包括：
[0037] 導頻信號接收模塊，用于接收發送端發送的用戶設備的導頻信號，所述用戶設備 的導頻信號是通過ZC狂adoff-化U)序列構造的；
[0038] 第一估計模塊，用于根據所述用戶設備的導頻信號，基于最小二乘法獲取信道沖 擊響應的第一估計值；
[0039] 第二估計模塊，用于將所述信道沖擊響應的第一估計值在DCT(DiscreteCosine 化ansform，離散余弦變換）域進行單點濾波W獲取信道沖擊響應的第二估計值；
[0040] 第H估計模塊，用于根據所述用戶設備的導頻信號和所述信道沖擊響應的第二估 計值，基于殘差計算獲取干擾協方差陣的第一估計值；
[0041] 第四估計模塊，用于將所述干擾協方差陣的第一估計值在DFT值iscreteFourier 化ansform，離散傅里葉變換）域進行加窗濾波W獲取干擾協方差陣的第二估計值；
[0042] 信道狀態信息獲取模塊，用于獲取信道狀態信息，所述信道狀態信息包括所述信 道沖擊響應的第二估計值和所述干擾協方差陣的第二估計值。
[0043] 在第H方面的第一種可能實現方式中，所述用戶設備的導頻信號是通過 ZC狂adoff-化U)序列構造的，包括：所述用戶設備的導頻信號是根據公式
[0044]
[0045] 構造的，其中，所述掉I表示第k個用戶設備在第b個波束上的時域導頻信號，所述 N表示導頻信號的長度，所述B表示分配給各用戶設備的波束個數，所述Iw/e表示N/B階單 位陣，所述diag{1，Wn化），...，Wn((N-I)b)}表示主對角線元素為 1，Wn化)，...，Wn((N-I)b) 的對角陣，所述表示長度為N/B且根序為r,的ZC序列，所述Ww(i) =exp(j2ni/N)。
[0046] 結合第H方面W及第一方面的第一種可能實現方式，在第二種可能實現方式中， 所述第一估計模塊，具體用于：
[0047] 根據公式
[004引 H娜=Xf%
[0049] 獲取所述信道沖擊響應的第一估計值，其中，所述表示第k個用戶設備的信 道沖擊響應的第一估計值，所述Xf表示對Xk進行共輛轉置運算后的矩陣，所述Xk表示Xf的頻域表達式，所述Yk表示第k個用戶設備的頻域導頻向量。
[0050] 結合第H方面W及第一方面的第二種可能實現方式，在第H種可能實現方式中， 所述第二估計模塊，具體用于：
[0051] 根據公式
[00閲泣k二C叛鉛k.
[0053] 將所述信道沖擊響應的第一估計值變換到DCT域，其中，所述dk表示DCT域的信 道沖擊響應的第一估計值，所述C表示預設的第一DCT變換矩陣；
[0054] 根據公式
[0055] a* =GA
[0056] 對所述變換到DCT域的信道沖擊響應的第一估計值進行單點濾波，其中，所述克 表示單點濾波后的所述變換到DCT域的信道沖擊響應的第一估計值，所述Gk表示對角陣；
[0057] 根據公式
[0058] 自,=C"d*
[0059] 獲取所述信道沖擊響應的第二估計值，其中，所述Ht表示第k個用戶設備的信道 沖擊響應的第二估計值，所述甘表示預設的第二DCT變換矩陣。
[0060] 結合第一方面W及第一方面的第H種可能實現方式，在第四種可能實現方式中， 所述第H估計模塊，具體用于：
[0061] 根據公式
[0062] S*',=片',-心-白'―'聲"f
[0063] 獲取所述干擾協方差陣的第一估計值，其中，所述^，,表示第k個用戶設備在第1 個子載波上的干擾協方差陣的第一估計值，所述H,表示表示第k個用戶設備在第1個子 載波上的所述食，所述表示第k個用戶設備在第1個子載波上的所述xf的頻域表達 式。
[0064] 結合第H方面W及第一方面的第四種可能實現方式，在第五種可能實現方式中， 所述第四估計模塊，具體用于：
[00財根據公式
[0067] 獲取所述干擾協方差陣的第二估計值，其中，所述Iy表示第k個用戶設備在第1 個子載波上的干擾協方差陣的第二估計值，所述L表示最大路徑延時，所述
表示 H角窗函數。
[0068] 本發明實施例第四方面提供了一種獲取信道狀態信息的裝置，包括；處理器、通信 接口和存儲器，其中，存儲器中存儲一組程序，且處理器用于調用存儲器中存儲的程序，用 于執行W下操作：
[0069] 接收發送端發送的用戶設備的導頻信號，所述用戶設備的導頻信號是通過 ZC狂adoff-chu)序列構造的；
[0070] 根據所述用戶設備的導頻信號，基于最小二乘法獲取信道沖擊響應的第一估計 值；
[0071] 將所述信道沖擊響應的第一估計值在DCT(DiscreteCosineTransform,離散余 弦變換）域進行單點濾波W獲取信道沖擊響應的第二估計值；
[0072] 根據所述用戶設備的導頻信號和所述信道沖擊響應的第二估計值，基于殘差計算 獲取干擾協方差陣的第一估計值；
[0073] 將所述干擾協方差陣的第一估計值在DFT(DiscreteFourierTransform,離散傅 里葉變換）域進行加窗濾波W獲取干擾協方差陣的第二估計值；
[0074] 獲取信道狀態信息，所述信道狀態信息包括所述信道沖擊響應的第二估計值和所 述干擾協方差陣的第二估計值。
[0075] 由上可見，本發明實施例提供的接收端根據發送端發送的導頻信號（該導頻信號 是通過ZC序列構造的），基于最小二乘法并通過單點濾波獲取信道沖擊響應的估計值，再 根據導頻信號和信道沖擊響應估計值，基于殘差計算并通過加窗濾波獲取干擾協方差陣的 估計值，從而獲取到準確的信道狀態信息（其中信道狀態信息包括信道沖擊響應估計值和 干擾協方差陣的估計值），可W實現在大規模MIMO傳輸系統中，減小信道估計的復雜度，降 低用戶設備間的干擾W及提高獲取信道狀態信息的準確度，即提高信道沖擊響應和干擾協 方差陣的估計精度。
【附圖說明】
[0076] 為了更清楚地說明本發明實施例，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W根據送些附圖獲得其他的 附圖。
[0077] 圖1是本發明實施例提供的一種獲取信道狀態信息的方法的流程示意圖；
[0078] 圖2是本發明實施例提供的另一種獲取信道狀態信息的方法的流程示意圖；
[0079] 圖3是本發明實施例提供的又一種獲取信道狀態信息的方法的流程示意圖；
[0080] 圖4是本發明實施例提供的一種獲取信道狀態信息的裝置的結構示意圖；
[0081] 圖5是本發明實施例提供的一種用戶設備的結構示意圖；
[0082] 圖6是本發明實施例提供的一種基站的結構示意圖；
[0083] 圖7是本發明實施例提供的一種下行系統的結構示