[发明专利]一种测量空间信道秩的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是测量空间信道秩的方法及系统。

背景技术

目前的多入多出(MIMO)系统是在发送和接收端同时使用多天线的通信系统，MIMO系统的空间复用技术是在不同的天线上发射不同的数据流，能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱效率，真正体现了MIMO系统高容量的本质。MIMO系统创造多个并行的空间信道，通过这些并行空间信道独立地传输信息。因各个数据流占用同一个时频单元，这要求必须用空间参数加以区分，独立空间信道可以用空间信道的秩r来表征，MIMO系统可同时传输的独立的数据流是不能大于空间信道秩r的。

空间信道的秩可以用于决定进行空间复用的流数目，从而最大程度的匹配空间信道，达到优化传输性能的目的。测量空间信道的秩，需要获得空间信道的全部信息，但是系统不能保证每一个业务时隙(或子帧)都能提供全部空间信道信息的能力，比如业务时隙中使用单天线传输(只在一根天线上发送参考符号)、业务时隙中使用波束赋形或者预编码传输(参考符号同时也进行波束赋形或者预编码)等等。此时系统将无法利用这些业务时隙(或子帧)进行空间信道秩的计算。

目前现有技术是利用业务时隙得到空间信道秩，然后进一步确定空间复用的流数目。业务时隙除了发射数据和用来进行解调数据的参考符号外，还必须增加公共参考符号，用来进行空间信道秩的测量。因为业务时隙用来得到信道的全部空间信道信息的参考符号不能进行波束赋形或者预编码传输，当业务时隙中的数据进行波束赋形或者预编码传输时，同时要求解码用的参考符号也进行波束赋形或者预编码，这就要求系统中同时使用预编码传输的参考符号和非预编码传输两部分参考符号，增加了系统的开销。同时如果业务信道的数据是单天线发射，参考符号在单天线发射将得不到全部空间信道信息，如果参考符号是多天线发射也增加了系统的开销。业务信道是多种多样的，因此用业务信道来得到全部空间信道信息参考符号设计是复杂的。

现有技术利用信道的瞬时值，而瞬时值是快变化的，相对应的系统设计是困难的。特别的，对于时分双工(TDD)系统来说，由于其反馈时延较大，即使能够测得空间信道秩的瞬时值，也会造成较大的误差，甚至错误。

发明内容

本发明提供一种测量空间信道秩的方法及系统，用以解决现有技术中存在确定空间信道秩不准确的问题。

本发明提供以下技术方案：

一种测量空间信道秩的方法，包括以下步骤：

基站在广播信道中使用多根天线发送彼此正交的信号，该信号包含参考符号；

用户设备UE利用多根天线接收到的参考符号进行信道估计并获得相关的空间信道矩阵；

所述用户设备根据相关的空间信道矩阵获得空间信道秩。

根据参考符号的数量对所有参考符号对应的多个空间信道矩阵进行平均，获得用于计算空间信道秩的空间信道矩阵。

根据参考符号的数量对所有参考符号对应的多个空间信道矩阵进行平均，将平均后的空间信道矩阵与上次测量中平均后的空间信道矩阵根据它们之间的相关特性进行平滑，获得用于计算空间信道秩的空间信道矩阵。

对所有参考符号对应的多个空间信道矩阵求出多个秩，再根据参考符号的数量对所有秩进行平均计算，得到所述空间信道秩。

对所述空间信道矩阵进行奇异值分解得到多个奇异值，根据奇异值的数量确定所述空间信道秩。

将门限值分别与各奇异值进行比较，根据大于门限值的奇异值的数量确定所述空间信道秩。

将所有参考符号对应的多个空间信道矩阵与其共轭转置矩阵相乘得到多个空间信道相关矩阵，进一步根据参考符号的数量对所有相关矩阵进行平均，获得用于计算空间信道秩的空间信道相关矩阵。

将所有参考符号对应的多个空间信道矩阵与其共轭转置矩阵相乘得到多个空间信道相关矩阵，进一步根据参考符号的数量对所有相关矩阵进行平均，再将平均后的空间信道相关矩阵与上次测量中平均后的空间信道矩阵根据它们之间的相关特性进行平滑，获得用于计算空间信道秩的空间信道相关矩阵。

所述空间信道秩是指，将所有参考符号对应的多个空间信道矩阵与其共轭转置矩阵相乘得到多个空间信道相关矩阵，进一步对多个空间信道相关矩阵求出多个秩，再根据参考符号的数量对所有秩进行平均计算得到的空间信道秩。

对所述空间信道相关矩阵进行特征值分解得到多个特征值，根据特征值的数量确定所述空间信道秩。

将门限值分别与各特征值进行比较，根据大于门限值的特征值的数量确定所述空间信道秩。