本發(fā)明實(shí)施例涉及通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法及裝置。
背景技術(shù):
通信技術(shù)中最為寶貴的資源即為不可再生的頻譜資源,通信技術(shù)的研究一直以如何在確定的頻譜資源上提供更高的通信速率,即如何達(dá)到提高頻譜效率的目標(biāo)。長期演進(jìn)(longtermevolution,簡稱lte)作為4g移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn),可以達(dá)到下行峰值速率100mbps,上行峰值速率50mbps的高通信速率。lte能實(shí)現(xiàn)如此高的通信速率依賴于引入了正交頻分復(fù)用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,簡稱ofdm)和多輸入多輸出(multiple-inputmultiple-output,簡稱mimo)關(guān)鍵技術(shù)。ofdm技術(shù)把信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,從而更加逼近香農(nóng)理論的信道容量極限。而mimo技術(shù),通過在發(fā)送端和接收端都采用多根天線,利用多天線間的信道響應(yīng)不完全相關(guān)的特性,在發(fā)送端和接收端構(gòu)建多個并行的空域空間傳輸信道。通過引入空域信號維度,mimo系統(tǒng)能夠增加信號的自由度,把原來僅僅在頻域和時域空間的信號設(shè)計問題擴(kuò)展到空域空間,從本質(zhì)上重復(fù)利用頻譜,提高頻譜利用率。
在多小區(qū)多用戶大規(guī)模mimo中,由于導(dǎo)頻資源有限,不同小區(qū)間要復(fù)用導(dǎo)頻來估計信道狀態(tài)信息。但是導(dǎo)頻復(fù)用會帶來導(dǎo)頻污染問題,導(dǎo)致信道估計的均方誤差性能并不隨天線數(shù)目趨于無窮大而趨于理想。
現(xiàn)有技術(shù)從時域或空域來降低導(dǎo)頻污染,但是從時域或空域降低導(dǎo)頻污染的性能有限,導(dǎo)致信道估計的均方誤差依然較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法及裝置,以降低信道估計的均方誤差。
本發(fā)明實(shí)施例的一個方面是提供一種基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法,包括:
從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離;
對于同一集合內(nèi)的小區(qū)以各相鄰的小區(qū)為第一目標(biāo)小區(qū)和第二目標(biāo)小區(qū),對于所述第一目標(biāo)小區(qū)內(nèi)的每個第一用戶,遍歷所述第二目標(biāo)小區(qū)中的各個第二用戶,并計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小時,確定所述第二用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列為所述第一用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列。
本發(fā)明實(shí)施例的另一個方面是提供一種基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計裝置,包括:
區(qū)分模塊,用于從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離;
遍歷模塊,用于對于同一集合內(nèi)的小區(qū)以各相鄰的小區(qū)為第一目標(biāo)小區(qū)和第二目標(biāo)小區(qū),對于所述第一目標(biāo)小區(qū)內(nèi)的每個第一用戶,遍歷所述第二目標(biāo)小區(qū)中的各個第二用戶;
計算模塊,用于計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小時,確定所述第二用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列為所述第一用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列。
本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法及裝置,從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離,從空域上通過相鄰小區(qū)中用戶之間的干擾最小,確定出相鄰小區(qū)中調(diào)度相同的導(dǎo)頻序列的用戶,同時從時域和空域有效降低了導(dǎo)頻污染,從而降低了信道估計的均方誤差。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法流程圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法適用的蜂窩網(wǎng)絡(luò)示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法適用的相干時間時隙分配圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法流程圖,圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法適用的蜂窩網(wǎng)絡(luò)示意圖,圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法適用的相干時間時隙分配圖。本發(fā)明實(shí)施例針對現(xiàn)有技術(shù)從時域或空域來降低導(dǎo)頻污染,但是從時域或空域降低導(dǎo)頻污染的性能有限,導(dǎo)致信道估計的均方誤差依然較高,提供了基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法,該方法具體步驟如下:
步驟s101、從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離;
如圖2所示,實(shí)線的蜂窩小區(qū)1、蜂窩小區(qū)2、蜂窩小區(qū)3構(gòu)成第一集合,虛線的蜂窩小區(qū)1、蜂窩小區(qū)2、蜂窩小區(qū)3構(gòu)成第二集合,實(shí)際的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中沿著斜向上的方向,與蜂窩小區(qū)3相鄰的還有蜂窩小區(qū)4、5等等,圖2中未示出。本發(fā)明實(shí)施例從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且第一集合對應(yīng)的相干時間時隙分配圖如圖3中的a,第二集合對應(yīng)的相干時間時隙分配圖如圖3中的b,每個相干時間包括11個ofdm符號間隔,其中,4個ofdm符號用于導(dǎo)頻時隙,1個ofdm符號用于信道估計處理,4個ofdm符號用于下行數(shù)據(jù)發(fā)送,2個ofdm符號用于上行數(shù)據(jù)發(fā)送,具體的,第一集合中的小區(qū)用戶用前4個ofdm符號調(diào)度導(dǎo)頻序列,小區(qū)基站用第5個ofdm符號進(jìn)行信道估計處理,小區(qū)基站用第6、7、8、9個ofdm符號下行發(fā)送數(shù)據(jù),小區(qū)用戶用第10、11個ofdm符號上行發(fā)送數(shù)據(jù);第二集合中的小區(qū)基站用前4個ofdm符號下行發(fā)送數(shù)據(jù),小區(qū)用戶用第5、6、7、8個ofdm符號調(diào)度導(dǎo)頻序列,小區(qū)基站用第9個ofdm符號進(jìn)行信道估計處理,小區(qū)用戶用第10、11個ofdm符號上行發(fā)送數(shù)據(jù),從而保證了第一集合a1中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與第二集合a2中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離。
步驟s102、對于同一集合內(nèi)的小區(qū)以各相鄰的小區(qū)為第一目標(biāo)小區(qū)和第二目標(biāo)小區(qū),對于所述第一目標(biāo)小區(qū)內(nèi)的每個第一用戶,遍歷所述第二目標(biāo)小區(qū)中的各個第二用戶,并計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小時,確定所述第二用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列為所述第一用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列。
本發(fā)明實(shí)施例以及后續(xù)的實(shí)施例以第一集合a1為例,如圖2所示,蜂窩小區(qū)1和蜂窩小區(qū)2為相鄰小區(qū),蜂窩小區(qū)2和蜂窩小區(qū)3為相鄰小區(qū),假設(shè)蜂窩小區(qū)1、蜂窩小區(qū)2和蜂窩小區(qū)3中各有4個用戶,相鄰小區(qū)中左邊的小區(qū)為第一目標(biāo)小區(qū),右邊的小區(qū)為第二目標(biāo)小區(qū),當(dāng)以蜂窩小區(qū)1和蜂窩小區(qū)2為相鄰小區(qū)時,蜂窩小區(qū)1為第一目標(biāo)小區(qū),蜂窩小區(qū)2為第二目標(biāo)小區(qū),當(dāng)以蜂窩小區(qū)2和蜂窩小區(qū)3為相鄰小區(qū)時,蜂窩小區(qū)2為第一目標(biāo)小區(qū),蜂窩小區(qū)3為第二目標(biāo)小區(qū),以此類推?,F(xiàn)以蜂窩小區(qū)1和蜂窩小區(qū)2為研究對象,對于蜂窩小區(qū)1中的每一個用戶,遍歷蜂窩小區(qū)2中的各個用戶,計算蜂窩小區(qū)1中的用戶與蜂窩小區(qū)2中的用戶之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小時,確定該蜂窩小區(qū)2中的該用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列為蜂窩小區(qū)1中的用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列,例如,蜂窩小區(qū)1中包括用戶11、12、13、14,蜂窩小區(qū)2中包括用戶21、22、23、24,對于蜂窩小區(qū)1中用戶11,遍歷蜂窩小區(qū)2中的各個用戶,即依次計算用戶11和用戶21之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值、計算用戶11和用戶22之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值、計算用戶11和用戶23之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值、計算用戶11和用戶24之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,并選擇出四個網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值中的最小值,假設(shè)用戶11和用戶22之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小,則確定蜂窩小區(qū)2中的用戶22調(diào)度的導(dǎo)頻序列為蜂窩小區(qū)1中的用戶11調(diào)度的導(dǎo)頻序列,即讓蜂窩小區(qū)2中的用戶22和蜂窩小區(qū)1中的用戶11調(diào)度相同的導(dǎo)頻序列。
對于蜂窩小區(qū)1中用戶12,遍歷蜂窩小區(qū)2中剩余用戶21、23、24中的各個用戶,即依次計算用戶12和用戶21之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值、計算用戶12和用戶23之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值、計算用戶12和用戶24之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,并選擇出三個網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值中的最小值,假設(shè)用戶12和用戶24之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小,則確定蜂窩小區(qū)2中的用戶24調(diào)度的導(dǎo)頻序列為蜂窩小區(qū)1中的用戶12調(diào)度的導(dǎo)頻序列,即讓蜂窩小區(qū)2中的用戶24和蜂窩小區(qū)1中的用戶12調(diào)度相同的導(dǎo)頻序列,依次類推蜂窩小區(qū)1中用戶13和14。
以蜂窩小區(qū)2和蜂窩小區(qū)3為研究對象時,依據(jù)蜂窩小區(qū)2中各用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列確定蜂窩小區(qū)3中各用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列,具體的確定方法與上述方法類似,同理,以任意兩個相鄰的蜂窩小區(qū)為研究對象時,依據(jù)第一目標(biāo)小區(qū)中各用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列確定第二目標(biāo)小區(qū)各用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列的方法與上述方法類似,此處不再贅述。
本發(fā)明實(shí)施例從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離,從空域上通過相鄰小區(qū)中用戶之間的干擾最小,確定出相鄰小區(qū)中調(diào)度相同的導(dǎo)頻序列的用戶,同時從時域和空域有效降低了導(dǎo)頻污染,從而降低了信道估計的均方誤差。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)
其中,l表示所述第一目標(biāo)小區(qū)的標(biāo)識號,l+1表示所述第二目標(biāo)小區(qū)的標(biāo)識號,l≥1,
所述
其中,miki表示考慮所述第i個小區(qū)所在的集合中除所述第i個小區(qū)之外的其他小區(qū)用戶干擾的情況下第i個小區(qū)基站與所述第i個小區(qū)中第k個用戶之間的信道估計的均方誤差,riki表示考慮所述第i個小區(qū)所在的集合中除所述第i個小區(qū)之外的其他小區(qū)用戶干擾的情況下第i個小區(qū)基站與所述第i個小區(qū)中第k個用戶之間的信道的二階協(xié)方差矩陣,rikj表示第j個小區(qū)的第k個用戶與第i個小區(qū)基站之間的信道的二階協(xié)方差矩陣,
第i個小區(qū)的第k個用戶到第i個小區(qū)基站的信道向量的貝葉斯估計為
本發(fā)明實(shí)施例具體提供了網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)的計算過程,通過網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)判斷復(fù)用導(dǎo)頻估計出的信道估計的均方誤差,提高了信道估計的均方誤差的計算精度。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計裝置的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計裝置可以執(zhí)行基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計方法實(shí)施例提供的處理流程,如圖4所示,基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計裝置40包括區(qū)分模塊41、遍歷模塊42和計算模塊43,其中,區(qū)分模塊41用于從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離;遍歷模塊42用于對于同一集合內(nèi)的小區(qū)以各相鄰的小區(qū)為第一目標(biāo)小區(qū)和第二目標(biāo)小區(qū),對于所述第一目標(biāo)小區(qū)內(nèi)的每個第一用戶,遍歷所述第二目標(biāo)小區(qū)中的各個第二用戶;計算模塊43用于計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值,當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)值最小時,確定所述第二用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列為所述第一用戶調(diào)度的導(dǎo)頻序列。
本發(fā)明實(shí)施例從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離,從空域上通過相鄰小區(qū)中用戶之間的干擾最小,確定出相鄰小區(qū)中調(diào)度相同的導(dǎo)頻序列的用戶,同時從時域和空域有效降低了導(dǎo)頻污染,從而降低了信道估計的均方誤差。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)
其中,l表示所述第一目標(biāo)小區(qū)的標(biāo)識號,l+1表示所述第二目標(biāo)小區(qū)的標(biāo)識號,l≥1,
所述
其中,miki表示考慮所述第i個小區(qū)所在的集合中除所述第i個小區(qū)之外的其他小區(qū)用戶干擾的情況下第i個小區(qū)基站與所述第i個小區(qū)中第k個用戶之間的信道估計的均方誤差,riki表示考慮所述第i個小區(qū)所在的集合中除所述第i個小區(qū)之外的其他小區(qū)用戶干擾的情況下第i個小區(qū)基站與所述第i個小區(qū)中第k個用戶之間的信道的二階協(xié)方差矩陣,rikj表示第j個小區(qū)的第k個用戶與第i個小區(qū)基站之間的信道的二階協(xié)方差矩陣,
第i個小區(qū)的第k個用戶到第i個小區(qū)基站的信道向量的貝葉斯估計為
本發(fā)明實(shí)施例提供的基于時空導(dǎo)頻調(diào)度的信道估計裝置可以具體用于執(zhí)行上述圖1所提供的方法實(shí)施例,具體功能此處不再贅述。
本發(fā)明實(shí)施例具體提供了網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)的計算過程,通過網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)判斷復(fù)用導(dǎo)頻估計出的信道估計的均方誤差,提高了信道估計的均方誤差的計算精度。
綜上所述,本發(fā)明實(shí)施例從時域?qū)⒎涓C網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)分為第一集合和第二集合,且所述第一集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙與所述第二集合中小區(qū)的導(dǎo)頻時隙完全隔離,從空域上通過相鄰小區(qū)中用戶之間的干擾最小,確定出相鄰小區(qū)中調(diào)度相同的導(dǎo)頻序列的用戶,同時從時域和空域有效降低了導(dǎo)頻污染,從而降低了信道估計的均方誤差;具體提供了網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)的計算過程,通過網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)判斷復(fù)用導(dǎo)頻估計出的信道估計的均方誤差,提高了信道估計的均方誤差的計算精度。
在本發(fā)明所提供的幾個實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的裝置和方法,可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時可以有另外的劃分方式,例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口,裝置或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元,可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲在一個存儲介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:u盤、移動硬盤、只讀存儲器(read-onlymemory,rom)、隨機(jī)存取存儲器(randomaccessmemory,ram)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明,實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成,即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的裝置的具體工作過程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程,在此不再贅述。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。