一種數據處理的方法以及相關設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明實施例涉及無線通信領域，具體涉及一種數據處理的方法以及相關設備。
【背景技術】
[0002] 現在的無線通信業務對網絡容量和通信性能的需求不斷增長，以往的一些技術， 例如提高帶寬、優化調制方式和碼分復用等方式提高頻譜效率的潛力有限。因此在長期演 進（英文全稱：Long Term Evolution，英文縮寫：LTE)中提出了多輸入多輸出（英文全稱： Multiple Input Multiple Output，英文縮寫：ΜΙΜΟ)通信系統。在MIMO通信系統中，基站 使用Nt根發射天線發射信號，并在用戶終端（英文全稱：User Equipment，英文縮寫：UE)使 用隊根天線接收信號。將Nt根發射天線和&根接收天線構成的信道分解成S個空間信道， 且S < min {Nt，NJ，利用這S個空間信道的空分復用來傳輸數據，整個通信系統可以獲得更 高的吞吐量或傳輸可靠性。
[0003] 利用信道信息來優化基站的發射方案以及設計相應的最優用戶設備已成為目前 研究的熱點。現在大多采用線性編碼方案來實現預編碼，其中最常用的方法為奇異值分解 (英文全稱：Singular Value Decomposition，英文縮寫：SVD)，基于SVD分解的線性預編碼 技術在理論上傳輸速率可以達到信道容量。
[0004] 現有技術中，普遍采用冪法算法進行SVD分解，方法具體如下：
[0005] 計算發射天線相關矩陣心=#!1，準備初始向量（一般為v。= [I 1 ... 1])代入 下述公式進行迭代計算（以24次迭代為例），
[0011] V24即為Rt最大特征值對應的特征向量，也就是預編碼矩陣V的第一列向 量，其對應的特征值為
> 當需要求解余下的列向量時，先用公式
對Rt進行降階處理，然后繼續重復上述迭代過程。這樣便可以依次獲 得預編碼矩陣V的所有列向量。
[0012] 然而從現有的SVD分解方法中不難發現，當發射天線數目Nt巨大時，其對應的矩 陣大小隊XN t也隨之增大，Rt= HhH將是一個巨大的矩陣，如果使用現有的SVD分解方法計 算預編碼矩陣V的所有列向量，將是一個計算量非常大，且復雜程度非常高的過程，實現這 樣一種大規模的算法需要非常高昂的成本。

【發明內容】

[0013] 本發明實施例提供了一種數據處理的方法以及相關設備，可以避開大矩陣求解特 征向量這一問題，從而使得計算的復雜程度大大降低，進而降低運算成本。
[0014] 有鑒于此，本發明第一方面提供一種數據處理的方法，包括：
[0015] 接收用戶設備UE發送的上行探測UL Sounding信號；
[0016] 根據所述UL Sounding信號估算子載波的信道矩陣；
[0017] 利用所述子載波的信道矩陣計算所述子載波的接收天線相關矩陣，其中，所述接 收天線位于所述UE偵h
[0018] 計算所述接收天線相關矩陣對應的特征值與特征向量；
[0019] 根據所述信道矩陣、所述特征值以及所述特征向量計算得到預編碼矩陣；
[0020] 使用所述預編碼矩陣對調制數據進行預編碼后得到的預編碼數據，并將所述預編 碼數據發送至所述UE。
[0021 ] 結合本發明實施例的第一方面，在第一種可能的實現方式中，
[0022] 所述根據所述UL Sounding信號估算子載波的信道矩陣，包括：
[0023] 根據所述UL Sounding信號估算所述多個子載波的信道矩陣；
[0024] 所述利用所述子載波的信道矩陣計算所述子載波的接收天線相關矩陣，包括：
[0025] 利用所述多個子載波的信道矩陣計算所述接收天線相關矩陣的平均值，以及所述 信道矩陣的平均值；
[0026] 所述計算所述接收天線相關矩陣對應的特征值與特征向量，包括：
[0027] 計算所述接收天線相關矩陣的平均值對應的特征值與特征向量；
[0028] 所述根據所述信道矩陣、所述特征值以及所述特征向量計算得到預編碼矩陣，包 括：
[0029] 根據所述信道矩陣的平均值、所述特征值以及所述特征向量計算得到預編碼矩 陣。
[0030] 結合本發明實施例的第一方面第一種可能實現方式，在第二種可能的實現方式 中，所述利用所述多個子載波的信道矩陣計算所述接收天線相關矩陣的平均值，以及所述 信道矩陣的平均值，包括：
[0031] 按照如下方式計算所述第k個子載波的接收天線相關矩陣：
[0032] Rr (k) =H(k)H(k)H
[0033] 其中，RR(k)表示第k個子載波的接收天線相關矩陣，H(k)表示所述第k個子載波 的信道矩陣，k表示子載波的序號，k為正整數，H表示一個子載波的信道矩陣；
[0034] 按照如下方式計算所述信道矩陣的平均值：
[0036] 其中，倉表示所述信道矩陣的平均值，m表示每m個連續子載波構成的一個計算小 組，i表示m個子載波的計算序號，m為大于或等于1的正整數；
[0037] 按照如下方式計算所述接收天線相關矩陣的平均值：
[0039] 其中，Ir表示所述接收天線相關矩陣的平均值。
[0040] 結合本發明實施例的第一方面第二種可能實現方式，在第三種可能的實現方式 中，所述根據所述信道矩陣的平均值、所述特征值以及所述特征向量計算得到預編碼矩陣， 包括：
[0041] 按照如下方式計算所述預編碼矩陣：
[0042] ψ^{Η)!!υτ
[0043] 其中，f為所述預編碼矩陣，U表示所述子載波的所述特征向量，Σ表示所述子載 波的所述特征值，（，表示求矩陣的共輒轉置運算。
[0044] 結合本發明實施例的第一方面，在第四種可能的實現方式中，所述根據所述UL Sounding信號估算子載波的信道矩陣，包括：
[0045] 從所述UL Sounding信號中獲取探測參考信號SRS在頻域上的信道系數；
[0046] 將所述在頻域上的信道系數變換為在時域上的信道系數；
[0047] 根據所述時域上的信道系數獲取信道估計時的時間偏差值；
[0048] 根據所述時間偏差值計算所述子載波的信道矩陣，并得到修正后的所述子載波的 信道矩陣。
[0049] 結合本發明實施例的第一方面第四種可能實現方式，在第五種可能的實現方式 中，所述根據所述時間偏差值計算得到所述子載波的信道矩陣，包括：
[0050] 按照如下方式計算公式計算所述子載波的信道矩陣：
[0052] 其中，HOTlginal(k)表示第k個子載波的初始信道矩陣，H(k)表示第k個子載波的信 道矩陣，為歐拉公式，e為
e是一個無限不循環小數，j為虛數單位，j2= -1， Θ k表示在實軸上所述k個子載波的時間偏差角度。
[0053] 結合本發明實施例的第一方面第五種可能實現方式，在第六種可能的實現方式 中，
[0054] 按照如下方式計算所述Θ k的值：
[0056] 其中，π表不圓周率，k表不所述子載波的序號，K為通信系統中具有的最大子載 波的數目，τ表示所述時間偏差值，N為所述通信系統進行快速傅里葉變換FFT的抽樣點 數。
[0057] 結合本發明實施例的第一方面，在第七種可能的實現方式中，所述利用所述子載 波的信道矩陣計算所述子載波的接收天線相關矩陣，包括：
[0058] 按照如下方式計算一個子載波的接收天線相關矩陣：
[0059] Rr=HHh
[0060] 其中，^表示所述接收天線相關矩陣，H表示所述子載波的信道矩陣。
[0061] 結合本發明實施例的第一方面第七種可能實現方式，在第八種可能的實現方式 中，所述根據所述信道矩陣、所述特征值以及所述特征向量計算得到預編碼矩陣，包括： [0062] 按照如下方式計算所述預編碼矩陣：
[0063] V = HhU Σ
[0064] 其中，V為所述預編碼矩陣，U表示所述子載波的所述特征向量，Σ表示所述子載 波的所述特征值。
[0065] 本發明第二方面提供一種基站，包括：
[0066] 第一接收模塊，用于接收用戶設備UE發送的上行探測UL Sounding信號；
[0067] 估算模塊，用于根據所述第一接收模塊接收的所述UL Sounding信號估算子載波 的信道矩陣；
[0068] 第一計算模塊，用于利用所述估算模塊估算的子載波的信道矩陣計算所述子載波 的接收天線相關矩陣，其中，所述接收天線位于所述UE偵h
[0069] 第二計算模塊，用于計算所述第一計算模塊計算的所述接收天線相關矩陣對應的 特征值與特征向量；
[0070] 第三計算模塊，用于根據所述信道矩陣、所述第二計算模塊計算的所述特征值以 及所述特征向量計算得到預編碼矩陣；
[0071] 編碼模塊，用于使用所述第三計算模塊計算得到的預編碼矩陣對調制數據進行預 編碼后得到的預編碼數據，并將所述預編碼數據發送至所述UE。
[0072] 結合本發明實施例的第二方面，在第一種可能的實現方式中，
[0073] 所述估算模塊包括：
[0074] 估算單元，用于根據所述UL Sounding信號估算所述多個子載波的信道矩陣；
[0075] 所述第一計算模塊包括：
[0076] 第一計算單元，用于利用所述估算單元估算的所述多個子載波的信道矩陣計算所 述接收天線相關矩陣的平均值，以及所述信道矩陣的平均值；
[0077] 所述第二計算模塊包括：
[0078] 第二計算單元，用于計算所述第一計算單元計算的所述接收天線相關矩陣的平均 值對應的特征值與特征向量；
[0079] 所述第三計算模塊包括：
[0080] 第三計算單元，用于根據所述信道矩陣的平均值、所述第二計算單元計算得到的 所述特征值以及所述特征向量計算得到預編碼矩陣。
[0081] 結合本發明實施例的第二方面第一種可能實現方式，在第二種可能的實現方式 中，所述第一計算單元包括：
[0082] 第一計算子單元，用于按照如下方式計算所述第k個子載波的接收天線相關矩 陣：
[0083] Rr (k) = H(k)H(k)H
[0084] 其中，RR(k)表示第k個子載波的接收天線相關矩陣，H(k)表示所述第k個子載波 的信道矩陣，k表示子載波的序號，k為正整數，H表示一個子載波的信道矩陣；
[0085] 按照如下方式計算所述信道矩陣的平均值：
[0087] 其中，"表示所述信道矩陣的平均值，m表示每m個連續子載波構成的一個計算小 組，i表示m個子載波的計算序號，m為大于或等于1的正整數；
[0088] 按照如下方式計算所述接收天線相關矩陣的平均值：
[0090] 其中，表示所述接收天線相關矩陣的平均值。
[0091] 結合本發明實施例的第二方面第二種可能實現方式，在第三種可能的實現方式 中，所述第三計算單元包括：
[0092] 第二計算子單元，用于按照如下方式計算所述預編碼矩陣：
[0093]
[0094] 其中，P為所述預編碼矩陣，U表示所述子載波的所述特征向量，Σ表示所述子載 波的所述特征值，（，表示求矩陣的共輒轉置運算。
[0095] 結合本發明實施例的第二方面，在第四種可能的實現方式中，所述估算模塊包 括：
[0096] 第一獲取單元，用于從所述UL Sounding信號中獲取探測參考信號SRS在頻域上 的信道系數；
[0097] 變換單元，用于將所述第一獲取單元獲取的所述在頻域上的信道系數變換為在時 域上的信道系數；
[0098] 第二獲取單元，用于根據所述變換單元變換得到的所述時域上的信道系數獲取信 道估計時的時間偏差值；
[0099] 第四計算單元，用于根據所述第二獲取單元獲取的所述時間偏差值計算所述子載 波的信道矩陣，并得到修正后的所述子載波的信道矩陣。
[0100] 結合本發明實施例的第二方面第四種可能實現方式，在第五種可能的實現方式 中，所述第四計算單元包括：
[0101] 第三計算子單元，用于按照如下方式計算公式計算所述子載波的信道矩陣：
[0103] 其中，HOTlginal(k)表示第k個子載波的初始信道矩陣，H(k)表示第k個子載波的信 道矩陣，為歐拉公式，e戈
e是一個無限不循環小數，j為虛數單位，j2= -1， Θ k表示在實軸上所述k個子載波的時間偏差角度。
[0104] 結合本發明實施例的第二方面第五種可能實現方式，在第六種可能的實現方式 中，
[0105] 所述第三計算子單元，還用于按照如下方式計算所述9k的值：
[0107] 其中，π表不圓周率，k表不所述子載波的序號，K為通信系統中具有的最大子載 波的數目，τ表示所述時間偏差值，N為所述通信系統進行快速傅里葉變換FFT的抽樣點 數。
[0108] 結合本發明實施例的第二方面，在第七種可能的實現方式中，所述第一計算模塊 包括：
[0109] 第五計算單元，用于按照如下方式計算一個子載波的接收天線相關矩陣：
[0110] Rr=HHh
[0111] 其中，^表示所述接收天線相關矩陣，H表示所述子載波的信道矩陣。
[0112] 結合本發明實施例的第二方面第七種可能實現方式，在第八種可能的實現方式 中，所述第三計算模塊包括：
[0113] 第五計算單元，用于按照如下方式計算所述預編碼矩陣：
[0114] V = HhU Σ
[0115] 其中，V為所述預編碼矩陣，U表示所述子載波的所述特征向量，Σ表示所述子載 波的所述特征值。
[0116] 從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：
[0117] 本發明實施例中，基站根據上行UL Sounding信號估算子載波的信道矩陣，并利用 子載波的信道矩陣先計算子載波的接收天線相關矩陣