信道互易性补偿方法、AP设备、服务器及MIMO系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种信道互易性补偿方法、AP设备、服务器及MIMO系统。该方法包括：无线访问接入点中每个收发天线Mi依次向其他收发天线Mj发送训练帧Si，并接收其他收发天线Mj发送的训练帧Si'；每个收发天线估计收发天线Mi与其他每个收发天线Mj的上下行信道的信道状态；服务器根据信道状态，确定每个上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵

Channel reciprocity compensation methods, AP devices, servers and MIMO systems

The embodiment of the invention provides a channel reciprocity compensation method, an AP device, a server and a MIMO system. The method includes: each transceiver antenna Mi in the wireless access point sends training frame Si to other transceiver antenna Mj in turn, and receives training frame Si', which is transmitted by other transceiver antenna Mj; each transceiver antenna estimates the channel state of the transceiver antenna Mi and other upstream and downstream channels of each transceiver antenna Mj; and the server determines the corresponding K of each subcarrier in each upstream and downstream channel according to the channel state. Channel State Matrix

【技术实现步骤摘要】
信道互易性补偿方法、AP设备、服务器及MIMO系统
本专利技术实施例涉及无线通信
，具体涉及一种信道互易性补偿方法、AP设备、服务器及MIMO系统。
技术介绍
多入多出(MultipleInputMultipleOutput，简称MIMO)技术在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，能成倍的提高系统信道容量，因而被广泛应用于无线通信系统中。在无线通信系统中，当上下行传输使用同样的频率，且发送时间间隔足够短时，可认为上行信道与下行信道的衰落基本相同，即上下行信道具有互易性。基于这一特性，基站可以通过检测上行发送信号来估计下行发送信号将要经历的信道衰落，并由此来确定下行传输的方案和参数，在保证下行信道衰落的估计精度的同时，可以节省终端的反馈开销。MIMO波束成形是利用信道信息对发射数据进行加权，形成波束的一种波束赋形方法，可分为开环和闭环两种模式。闭环模式需要终端反馈信道信息如码本给发射端，利用反馈信息对发射信号进行加权，开环模式利用上行信道信息，对发射信号进行加权，不需要接收端反馈信道信息给发射端，发射端通过上行信道自行估计得到下行信道信息。由于受反馈时延的影响，闭环技术也只在低速场景有较好的性能，另外，由于受反馈精度的影响，闭环技术总体上比开环的性能要略差。然而在实际应用中，由于收发机本身因素和外部环境对通信链路影响等外部因素，会导致信道互易性无法保持，因此需要对各个收发通路进行校正，弥补互易性的损失，从而实现系统容量的最大化。现有的MIMO系统信道互易性补偿方法，通常在基站与终端设备通信之前，基站向终端设备发送参考信号，根据实际测量的上行信道状态和下行信道状态计算偏差因子，在基站向终端设备发送信号前，根据偏差因子对发送信号进行预处理，以使上下行信道维持互易性。然而，这种互易性补偿方法与闭环模式相同，仍然需要终端设备配合，在终端设备不可控的情形下，将导致互易性补偿无法实现。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种信道互易性补偿方法、AP设备、服务器及MIMO系统。第一方面，本专利技术实施例提供一种多入多出MIMO系统信道互易性补偿方法，包括：无线访问接入点中每个收发天线Mi依次向其他收发天线Mj发送训练帧Si，并接收其他收发天线Mj发送的训练帧Si'，其中i≠j且i,j∈[1,m]，m为所述无线访问接入点中收发天线的总个数；每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧Si'和发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态；每个所述收发天线Mi将估计的信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，1≤k≤K，K为所述上下行信道的子载波总数，并根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子每个所述收发天线Mi接收所述服务器发送的偏差因子根据所述偏差因子对发送信号进行预处理，并向终端设备发送预处理后的信号。如上述互易性补偿方法，可选地，所述每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧Si'和发送的训练帧Si，估计所述收发天线i与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态，包括：每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧Si'，估计所述收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的上行信道中每个子载波k对应的上行信道状态每个所述收发天线Mi根据发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的下行信道中每个子载波k对应的下行信道状态相应地，所述每个所述收发天线Mi将估计的信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵包括：每个所述收发天线Mi将所述上行信道状态和所述下行信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据下述公式确定所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，如上述互易性补偿方法，可选地，所述每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧Si'和发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态，包括：每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧Si'和发送的训练帧Si，对所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道进行频率校准和时间校准，估计校准后的上下行信道的信道状态。第二方面，本专利技术又一实施例提供一种多入多出MIMO系统信道互易性补偿方法，包括：接收无线访问接入点中每个收发天线Mi发送的所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态，其中i≠j且i,j∈[1,m]，m为所述无线访问接入点中收发天线的总个数；根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，1≤k≤K，K为所述上下行信道的子载波总数；根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子向每个收发天线Mi发送其对应的偏差因子以供所述收发天线Mi根据所述偏差因子对发送信号进行预处理，并向终端设备发送预处理后的信号。如上述互易性补偿方法，可选地，所述根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵包括：根据下述公式确定所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，为收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的下行信道状态，为收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的上行信道状态，且如上述互易性补偿方法，可选地，所述根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子包括：根据公式Ak*Ck＝λCk，计算矩阵Ak的特征向量Ck，其中，且λ为矩阵Ak的特征的特征值，矩阵Ak中的每个元素为所述下行信道状态的共轭值；根据所述特征向量Ck确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子如上述互易性补偿方法，可选地，所述矩阵Ak根据下述步骤确定：令所述上下行信道校准后的最小二乘函数根据约束条件确定拉格朗日目标函数对求偏导，确定偏导数令所述偏导数则令则：令矩阵则所述矩阵Ak中的每个元素如上述互易性补偿方法，可选地，所述根据公式Ak*Ck＝λCk，计算所述Ak的特征向量Ck，包括：根据公式Ak*Ck＝λCk，计算所述Ak的每个特征值λ，确定所述特征值λ中的最小特征值；根据所述最小特征值对应的特征向量，确定所述特征向量Ck。第三方面，本专利技术实施例提供一种无线访问接入点AP设备，包括：多个收发天线Mi和收发天线Mj，其中i≠j且i,j∈[1,m]，m为所述无线访问接入点设备中收发天线的总个数；所述收发天线Mi，用于依次向其他收发天线Mj发送训练帧Si；所述收发天线Mj，用于在接收到所述训练帧Si之后，向所述收发天线Mi发送训练帧Si'；所述收发天线Mi还用于，根据接收到的训练帧Si'和发送的训练帧Si，估计收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态；所述收发天线Mi还用于，将估计的信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，1≤k≤K，K为所述上下行信道的子载波总数，并根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子所述收发天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多入多出MIMO系统信道互易性补偿方法，其特征在于，包括：无线访问接入点中每个收发天线Mi依次向其他收发天线Mj发送训练帧Si，并接收其他收发天线Mj发送的训练帧Si'，其中i≠j且i,j∈[1,m]，m为所述无线访问接入点中收发天线的总个数；每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧S′i和发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态；每个所述收发天线Mi将估计的信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵

【技术特征摘要】
1.一种多入多出MIMO系统信道互易性补偿方法，其特征在于，包括：无线访问接入点中每个收发天线Mi依次向其他收发天线Mj发送训练帧Si，并接收其他收发天线Mj发送的训练帧Si'，其中i≠j且i,j∈[1,m]，m为所述无线访问接入点中收发天线的总个数；每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧S′i和发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态；每个所述收发天线Mi将估计的信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，1≤k≤K，K为所述上下行信道的子载波总数，并根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子每个所述收发天线Mi接收所述服务器发送的偏差因子根据所述偏差因子对发送信号进行预处理，并向终端设备发送预处理后的信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧S′i和发送的训练帧Si，估计所述收发天线i与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态，包括：每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧S′i，估计所述收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的上行信道中每个子载波k对应的上行信道状态每个所述收发天线Mi根据发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的下行信道中每个子载波k对应的下行信道状态相应地，所述每个所述收发天线Mi将估计的信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵包括：每个所述收发天线Mi将所述上行信道状态和所述下行信道状态发送至所述MIMO系统中的服务器，以供所述服务器根据下述公式确定所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧Si'和发送的训练帧Si，估计所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态，包括：每个所述收发天线Mi根据接收到的训练帧S′i和发送的训练帧Si，对所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道进行频率校准和时间校准，估计校准后的上下行信道的信道状态。4.一种多入多出MIMO系统信道互易性补偿方法，其特征在于，包括：接收无线访问接入点中每个收发天线Mi发送的所述收发天线Mi与其他每个收发天线Mj之间的上下行信道的信道状态，其中i≠j且i,j∈[1,m]，m为所述无线访问接入点中收发天线的总个数；根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，1≤k≤K，K为所述上下行信道的子载波总数；根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子向每个收发天线Mi发送其对应的偏差因子以供所述收发天线Mi根据所述偏差因子对发送信号进行预处理，并向终端设备发送预处理后的信号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道状态，确定每个所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵包括：根据下述公式确定所述上下行信道中每个子载波k对应的信道状态矩阵其中，为收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的下行信道状态，为收发天线Mi与其他收发天线Mj之间的上行信道状态，且6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道状态矩阵确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子包括：根据公式Ak*Ck＝λCk，计算矩阵Ak的特征向量Ck，其中，且λ为矩阵Ak的特征的特征值，矩阵Ak中的每个元素为所述下行信道状态的共轭值；根据所述特征向量Ck确定每个所述收发天线Mi在每个子载波k上的偏差因子7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述矩阵Ak根据下述步骤确定：令所述上下行信道校准后的最小二乘函数根据约束条件确定拉格朗日目标函数对求偏导，确定偏导数令所述偏导数则令则：令矩阵则所述矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学彦，
申请(专利权)人：锐捷网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35