專利名稱：一種針對下行信號賦形的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種針對下行信號賦形的方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在無線通信技術(shù)中，基帶子系統(tǒng)利用下行信號賦形系統(tǒng)，為每個用戶終端生成一組調(diào)節(jié)信號相位的權(quán)值，通過權(quán)值賦形來調(diào)整針對該用戶終端的下行信號的方向和功率， 增強對準該用戶終端的主瓣方向上的信號發(fā)射功率，減弱對其他用戶終端造成干擾的旁瓣方向上的信號發(fā)射功率，從而提高信號的傳輸質(zhì)量，抑制干擾，提高基站的覆蓋和容量。參見附圖1，下行信號賦形系統(tǒng)針對下行信號賦形的實現(xiàn)方式一般為多天線權(quán)值賦形方式。參見附圖2，下行信號賦形系統(tǒng)針對下行信號實現(xiàn)權(quán)值賦形的詳細流程如下步驟210 基站接收用戶終端的上行信號。其中，該上行信號可以是專門的訓(xùn)練序列，也可以是任意信號。步驟220 基站根據(jù)接收到的該用戶終端的上行信號進行信道估計，計算出信道估計值。步驟230 基站利用上述信道估計值，確定針對該用戶終端的下行賦形權(quán)值向量， 該下行賦形權(quán)值向量中的下行賦形權(quán)值與天線一一對應(yīng)，并保存該下行賦形權(quán)值向量。其中，由于下行賦形權(quán)值向量使用的時機是不確定的，就需要基站將這些下行賦形權(quán)值向量存儲起來，在一段時間后再刷新存儲的下行賦形權(quán)值向量。基站的下行賦形權(quán)值存儲結(jié)構(gòu)參見附圖3，假設(shè)基站的天線數(shù)為N，用戶終端數(shù)為 M，如果是單載波系統(tǒng)，則針對每個用戶終端的下行賦形權(quán)值向量需要保存的下行賦形權(quán)值個數(shù)為N，對于M個用戶終端，需要保存的下行賦形權(quán)值個數(shù)為MXN，如果是多載波系統(tǒng)，假設(shè)載波個數(shù)為S，則針對每個用戶終端的下行賦形權(quán)值向量需要保存的下行賦形權(quán)值個數(shù)為NXS，對于M個用戶終端，需要保存的下行賦形權(quán)值個數(shù)為MXNXS。步驟240:參見附圖4，基站對該用戶終端的下行信號進行賦形，表征為基站對每根天線上要發(fā)射的信號均乘以對應(yīng)該天線的下行賦形權(quán)值。步驟250 參見附圖4，基站將上述下行賦形后的信號發(fā)射給該用戶終端。綜上所述，由于每個基站都會有大量的用戶終端接入，在針對下行信號的賦形實現(xiàn)過程中，需要存儲當前接入的所有用戶終端的下行賦形權(quán)值向量，這樣就需要占用大量的存儲空間，同時，在針對該用戶終端進行下行信號賦形時，也需要對每根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)均乘以該天線上與該用戶終端相對應(yīng)的下行賦形權(quán)值，然后再發(fā)送處理后的數(shù)據(jù)，這樣就又會有大量的時間消耗在賦形時的運算上，浪費了系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種針對下行信號賦形的方法、裝置及系統(tǒng)，用以優(yōu)化下行信號賦形時，所占用的空間資源和時間資源，提高系統(tǒng)的資源利用率以及系統(tǒng)的工作效率。
本發(fā)明實施例提供的具體技術(shù)方案如下一種下行信號賦形方法，包括

根據(jù)接收到的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值；根據(jù)所述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量；對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；采用所述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量對所述用戶終端進行下行信號賦形。一種下行信號賦形裝置，包括第一處理單元，用于根據(jù)接收到的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值；第二處理單元，用于根據(jù)所述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)
值向量；第三處理單元，用于對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；第四處理單元，用于采用所述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量針對所述用戶終端進行下行信號賦形。一種下行信號賦形系統(tǒng)，包括用戶終端，用于向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送上行信號；下行信號賦形裝置，用于根據(jù)接收到的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值，根據(jù)信道估計值，確定下行賦形權(quán)值向量，以及對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，采用歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量針對所述用戶終端進行下行信號賦形。基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例中，針對用戶終端下行賦形時的下行賦形權(quán)值向量進行歸一化處理，節(jié)省了保存下行賦形權(quán)值向量所占用的存儲空間，優(yōu)化了下行賦形時所占用的空間資源，同時，減少了下行賦形時的乘法運算量，優(yōu)化了下行賦形時所占用的時間資源，綜上所述，本發(fā)明實施例，優(yōu)化了下行信號賦形時所占用的空間資源和時間資源，有效地節(jié)省了系統(tǒng)的資源，提高了系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的工作效率。


圖1為現(xiàn)有的下行信號賦形系統(tǒng)通信模型；圖2為現(xiàn)有的基站下行賦形的流程圖；圖3為現(xiàn)有的基站下行賦形權(quán)值存儲結(jié)構(gòu)圖；圖4為現(xiàn)有的基站下行賦形示意圖；圖5A為本發(fā)明實施例的下行信號賦形系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖5B為本發(fā)明實施例的下行信號賦形裝置結(jié)構(gòu)圖；圖6A為本發(fā)明實施例的基站下行賦形的流程圖；圖6B為本發(fā)明實施例的下行賦形權(quán)值歸一化的流程圖；圖7為本發(fā)明實施例的基站下行賦形示意圖；圖8為本發(fā)明實施例的基站下行賦形權(quán)值存儲結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為了優(yōu)化下行信號賦形時所占用的空間資源和時間資源，提高系統(tǒng)資源的利用率以及系統(tǒng)的工作效率，本發(fā)明實施例中，通過將指定天線所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值進行歸一化處理，來節(jié)省下行賦形占用的存儲空間資源，同時，節(jié)省下行賦形所占用的時間資源。為實現(xiàn)上述技 術(shù)方案，首先需要介紹本發(fā)明實施例中，針對下行賦形所使用的下行賦形權(quán)值進行歸一化處理的原理。假設(shè)基站的天線數(shù)為N，用戶終端需要發(fā)射的信號為S，基站針對該用戶終端的上行信號進行信道估計，計算出的下行賦形權(quán)值向量為Ov hi; h2...hN)，相應(yīng)的下行信道為 HojHijH2. . . Hn，那么，該用戶終端接收到的下行信號表示為S = SQltlHc^h1HAh2H2. . . hNHN)，該用戶終端的接收功率為I |S| |2。如果對上述下行賦形權(quán)值向量中的每個下行賦形權(quán)值均乘以相同的系數(shù)X，那么所述用戶終端接收到的信號為SXx,所述用戶終端的接收功率為ι |s| I2x2。因為對上述下行賦形權(quán)值向量乘以相同的系數(shù)X，導(dǎo)致各個天線上的信號發(fā)射功率發(fā)生了變化，但是，各個天線上的信號發(fā)射功率，在發(fā)射總功率中所占的比例，在乘系數(shù)前后并沒有發(fā)生變化，各個天線之間的信號發(fā)射功率的比率，在乘系數(shù)前后也沒有發(fā)生變化，那么，經(jīng)過總功率控制后，針對用戶終端的下行信號的方向和功率的大小，在乘系數(shù)前后也不會發(fā)生變化。在恒模權(quán)值的特殊情況下，所謂恒模權(quán)值表征為，系數(shù)χ和權(quán)值tv hi; h2. . . hN的模都是1，則在乘系數(shù)前后，各天線上信號發(fā)射功率的大小沒有任何變化，各天線之間的信號發(fā)射功率的比例也沒有任何變化，針對用戶終端的下行信號的方向和功率的大小，在乘系數(shù)前后也不會發(fā)生變化。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。參閱圖5A所示，本發(fā)明實施例中，下行賦形系統(tǒng)主要包括用戶終端50和下行賦形裝置51，其中，用戶終端50，用于向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送上行信號；下行信號賦形裝置51，用于根據(jù)接收到的用戶終端50的上行信號進行信道估計， 得到信道估計值，根據(jù)信道估計值，確定下行賦形權(quán)值向量，以及對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，采用歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量針對用戶終端50進行下行信號賦形。參閱圖5B，本發(fā)明實施例中，下行賦形裝置51主要包括以下處理單元第一處理單元510，用于根據(jù)接收的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值；第二處理單元511，用于根據(jù)所述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量；第三處理單元512，用于對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；第四處理單元513，用于采用所述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量針對所述用戶終端進行下行信號賦形，得到賦形后的下行信號。其中，所述第三處理單元512，包括
歸一化系數(shù)計算單元5120，用于針對所述用戶終端，從下行賦形權(quán)值向量中提取出與指定天線相對應(yīng)的下行賦形權(quán)值，根據(jù)所述指定天線的下行賦形權(quán)值，計算出歸一化系數(shù)；下行賦形權(quán)值計算單元5121，用于根據(jù)所述歸一化系數(shù)，計算歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；存儲單元5122，用于保存該歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量?；谏鲜鲈?，參閱圖6A所示，本發(fā)明實施例中，基站針對用戶終端的下行信號賦形的詳細流程如下步驟610 基站接收來自用戶終端的上行信號，其中，該上行信號可以是專門的訓(xùn)練序列，也可以是接收端可解析的任意形式的信號序列，所謂訓(xùn)練序列是指發(fā)送端和接收端共同約定的，接收端已知的信號序列。步驟620:基站利用接收到的上行信號進行信道估計，計算出信道估計值。步驟630 基站根據(jù)上述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量，該下行賦形權(quán)值向量中的下行賦形權(quán)值與天線是一一對應(yīng)的關(guān)系。例如，基站的天線數(shù)為3，每根天線的下行信道相應(yīng)為Htl,H1,H2，根據(jù)接收到的某用戶終端的上行信號，計算出信道估計值，下行賦形權(quán)值可以是信道估計值的共軛，得到的下行賦形權(quán)值向量為Ov hi; tg，則天線0對應(yīng)的下行信道為Htl，對應(yīng)的下行賦形權(quán)值為tv 天線1對應(yīng)的下行信道為H1，對應(yīng)的下行賦形權(quán)值為hi，天線2對應(yīng)的下行信道為H2，對應(yīng)的下行賦形權(quán)值為K。步驟640 基站對上述下行賦形權(quán)值向量進行歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量。其中，在進行歸一化處理時，都是使得指定天線所對應(yīng)的歸一化處理后的系數(shù)為 1，該指定天線表征為，對于所有的用戶終端，在下行賦形權(quán)值歸一化處理時，都是使得該指定天線所對應(yīng)的歸一化處理后的系數(shù)為1。例如，下行賦形權(quán)值向量為Ovhph2),指定天線為天線1，歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量為(ννι，νν。步驟650 基站利用上述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量，針對該用戶終端進行下行信號賦形，包括基站對非指定天線上要發(fā)射的信號，均乘以相對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值，得到賦形后的下行信號。其中，參閱圖7，由于上述指定天線所對應(yīng)的歸一化后的下行賦形權(quán)值為1，基站在下行賦形時，可以省略該指定天線的下行賦形，表征為不需要為該指定天線上的信號乘以歸一化后的下行賦形權(quán)值。例如，針對某用戶終端的上行信號，計算出的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量為OicZh1, IA2A1)，在下行賦形時，天線0上對應(yīng)該用戶終端的信號乘以IicZh1，天線2上對應(yīng)該用戶終端的信號乘以Ii2A1，而對天線1上對應(yīng)該用戶終端的信號，省略乘以下行賦形權(quán)值1的運算。步驟660 基站通過天線，發(fā)射針對該用戶終端的經(jīng)過下行賦形以后的信號。其中，參見圖6Β所示，在步驟640中對下行賦形權(quán)值向量進行歸一化處理的詳細流程如下
步驟6401 基站提取出與指定天線相對應(yīng)，針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量中的下行賦形權(quán)值。所述指定天線表征為，基站針對所有用戶終端，所做的下行賦形權(quán)值向量的歸一化處理，都是提取該指定天線所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值。步驟6402 基站根據(jù)與該指定天線所對應(yīng)的，針對該用戶終端的下行賦形權(quán)值， 計算出歸一化系數(shù)，該歸一化系數(shù)的計算方法包括，該歸一化系數(shù)為該指定天線上，針對該用戶終端的下行賦形權(quán)值的共軛。步驟6403 基站根據(jù)上述歸一化系數(shù)，計算歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量， 計算方法包括，對于針對該用戶終端的下行賦形權(quán)值，都乘以上述歸一化系數(shù)，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量，該指定天線所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值乘以歸一化系數(shù)后變?yōu)?。步驟6404 基站存儲該歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量。其中，由于上述歸一化系數(shù)為上述指定天線所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值的共軛，所以， 該指定天線所對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值為1，而針對所有的用戶終端，在對下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理時，歸一化系數(shù)都是該指定天線所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值的共軛，那么，對于所有用戶終端，該指定天線所對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值始終為1， 參閱圖8，所以基站在存儲時，省略對該指定天線所對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值的存儲。例如，基站的天線數(shù)為3，針對某用戶終端的上行信號，計算出的下行賦形權(quán)值向量為Ov hptg，天線0、1、2所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值依次為Ivhph2,提取指定天線1所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值Ii1，歸一化系數(shù)為天線1所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值的共軛IA1,歸一化后的下行賦形權(quán)值向量為(IicZh1,1，Ii2A1)，該指定天線1所對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值變?yōu)?，針對所有的用戶終端的上行信號，在對下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理時，都提取指定天線1所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值，那么，針對所有用戶終端，天線1所對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值始終為1，基站在存儲時不對天線1上的下行賦形權(quán)值進行存儲?；谏鲜鰧嵤├?，假設(shè)基站的天線數(shù)為N，基站在下行信號賦形時，可以省略指定天線所對應(yīng)的，歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量的存儲，并且可以省略該指定天線下行賦形時的乘法運算，可以節(jié)省保存下行賦形權(quán)值所占用的存儲空間的1/N，還可以節(jié)省乘以下行賦形權(quán)值的計算量的1/N。在實際應(yīng)用中，下行賦形的天線數(shù)一般為2 8根，基于上述實施例，可以節(jié)省保存下行賦形權(quán)值所使用的存儲空間的12. 5% 50%，優(yōu)化了下行信號賦形時，存儲下行賦形權(quán)值向量所占用的空間資源。進一步，基站在采用歸一化處理后的下行賦形權(quán)值，對下行信號進行賦形時，可以節(jié)省計算量的12. 5% 50%，優(yōu)化了下行信號賦形時，乘法運算所占用的時間資源。綜上所述，本發(fā)明實施例，優(yōu)化了下行信號賦形時所占用的空間資源和時間資源， 有效地節(jié)省了系統(tǒng)的資源，提高了系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的工作效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種下行信號賦形方法，其特征在于，包括根據(jù)接收到的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值； 根據(jù)所述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量； 對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量； 采用所述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量對所述用戶終端進行下行信號賦形。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，包括針對所述用戶終端，從下行賦形權(quán)值向量中提取出與指定天線相對應(yīng)的下行賦形權(quán)值；根據(jù)所述指定天線的下行賦形權(quán)值，計算出歸一化系數(shù)； 根據(jù)所述歸一化系數(shù)，計算歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量； 保存該歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述用戶終端進行下行信號賦形，包括 對非指定天線上對應(yīng)所述用戶終端的信號，均乘以相對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，針對所有用戶終端設(shè)置統(tǒng)一的指定天線，針對各用戶終端計算相應(yīng)的歸一化系數(shù)時，均提取該指定天線所對應(yīng)的下行賦形權(quán)值。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述保存該歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量，包括存儲除所述指定天線以外的所有天線上，對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值。
6.一種下行信號賦形裝置，其特征在于，包括第一處理單元，用于根據(jù)接收到的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值；第二處理單元，用于根據(jù)所述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量；第三處理單元，用于對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；第四處理單元，用于采用所述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量針對所述用戶終端進行下行信號賦形。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第三處理單元，包括歸一化系數(shù)計算單元，用于針對所述用戶終端，從下行賦形權(quán)值向量中提取出與指定天線相對應(yīng)的下行賦形權(quán)值，根據(jù)所述指定天線的下行賦形權(quán)值，計算出歸一化系數(shù)；下行賦形權(quán)值計算單元，用于根據(jù)所述歸一化系數(shù)，計算歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；存儲單元，用于保存該歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第四處理單元，包括對非指定天線上對應(yīng)所述用戶終端的信號，均乘以相對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述保存該歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量，包 括存儲除所述指定天線以外的所有天線上，對應(yīng)的歸一化處理后的下行賦形權(quán)值。
10. 一種下行信號賦形系統(tǒng)，其特征在于，包括 用戶終端，用于向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送上行信號；下行信號賦形裝置，用于根據(jù)接收到的用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值，根據(jù)信道估計值，確定下行賦形權(quán)值向量，以及對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，采用歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量對所述用戶終端進行下行信號賦形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種針對下行信號賦形的方法、裝置及系統(tǒng)，用以提高系統(tǒng)資源利用率以及工作效率。該方法包括根據(jù)用戶終端的上行信號進行信道估計，得到信道估計值；根據(jù)所述信道估計值，確定針對所述用戶終端的下行賦形權(quán)值向量；對所述下行賦形權(quán)值向量作歸一化處理，得到歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量；采用所述歸一化處理后的下行賦形權(quán)值向量針對所述用戶終端進行下行信號賦形。這樣，可以節(jié)省存儲下行賦形權(quán)值向量占用的存儲空間，并且可以節(jié)省下行賦形時的乘法運算，優(yōu)化了下行信號賦形時占用的空間資源和時間資源，提高了系統(tǒng)資源的利用率以及工作效率。本發(fā)明同時公開了一種下行信號賦形裝置以及一種下行信號賦形系統(tǒng)。
文檔編號H04L25/03GK102263585SQ20101018638
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者張玉杰, 李海蓮, 魏鵬武 申請人:中興通訊股份有限公司