一种确定信道矩阵的秩的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及无线通信技术领域，特别涉及一种确定信道矩阵的秩的方法及装置，用于解决现有确定信道矩阵的秩的方法存在运算量大，且确定的秩的可靠性低的问题。本发明专利技术实施例的确定信道矩阵的秩的方法包括：对信道矩阵进行QR分解处理，获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值；并根据R矩阵的主对角线元素的值，确定信道矩阵的秩。本发明专利技术实施例对信道矩阵进行QR分解，复杂度较低，从而减少了运算量，且根据R矩阵的主对角线元素的值确定信道矩阵的秩，使确定的秩的可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种确定信道矩阵的秩的方法及装置
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种确定信道矩阵的秩的方法及装置。
技术介绍
在多天线通信系统中，无线信道能够同时并行传输数据流的个数取决于信道矩阵中线性无关的向量的个数，即信道矩阵的秩的大小。当无线信道传输的独立数据流的个数大于信道矩阵的秩时，接收端很难获得较好的检测性能；反之，当无线信道传输的独立数据流的个数小于信道矩阵的秩时，有可能会造成空间信道资源的浪费。因此，对信道矩阵的秩的准确判断，是保证多天线无线通信系统能够获得较好的传输性能，并充分利用空间信道资源的重要的辅助手段。目前，一般采用基于特征值分解的方法以确定信道矩阵的秩，该方法通过对信道相关矩阵的特征值分解，以获得信道相关矩阵的多个特征值，再通过对多个特征值的数值特性分析，从而确定信道矩阵的秩。具体包括如下步骤：步骤1、根据信道矩阵H(其中信道矩阵H为Nr×Nt维矩阵，Nr表示接收天线的数目，Nt表示发送天线的数目)，计算信道相关矩阵Rxx，其中Rxx＝HHH；步骤2、对信道相关矩阵Rxx进行特征值分解，获取M个特征值λ1,λ2,…,λM，其中λ1＞λ2＞…＞λM，M＝min{Nr,Nt}；步骤3、对特征值λ1,λ2,…,λM的数值大小进行分析：从i＝1开始进行迭代，迭代公式为：ratioi＝λi/λi+1，其中，i＝1,…,M；若ratioi＞ratio_th，则确定信道矩阵的秩为当前的i，其中ratio_th为设定的门限值；若ratioi≤ratio_th，则i＝i+1，并继续迭代。综上所述，采用基于特征值分解的方法确定信道矩阵的秩，需要对信道相关矩阵进行预处理，增加了运算量；由于信道相关矩阵的特征值分解的复杂度较高，并且由于每确定一个特征值都需要经过多次迭代操作，使得获取的特征值的精度不可控，从而使确定的信道矩阵的秩的可靠性低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种确定信道矩阵的秩的方法及装置，用于解决现有确定信道矩阵的秩的方法存在运算量大，且确定的秩的可靠性低的问题。本专利技术实施例提供了一种确定信道矩阵的秩的方法，包括：对信道矩阵进行QR分解处理，获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值；根据所述主对角线元素的值，确定所述信道矩阵的秩。本专利技术实施例提供了一种确定信道矩阵的秩的装置，包括：分解模块，用于对信道矩阵进行QR分解处理，获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值；确定模块，用于根据所述主对角线元素的值，确定所述信道矩阵的秩。本专利技术实施例对信道矩阵进行QR分解处理，并根据获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值，确定该信道矩阵的秩；由于信道矩阵的QR分解相比于信道矩阵的相关矩阵的特征值分解，复杂度较低，从而减少了运算量；本专利技术实施例通过QR分解输出的R矩阵的主对角线元素，因此不会出现现有的特征值分解输出的特征值的精度不可控的问题，因此采用本专利技术实施例的方法确定的信道矩阵的秩的可靠性更高。附图说明图1为本专利技术实施例确定信道矩阵的秩的方法流程图；图2为本专利技术实施例对信道矩阵进行QR分解处理的实施过程的流程图；图3为本专利技术实施例确定信道矩阵的秩的装置的结构示意图。具体实施方式本专利技术通过本专利技术实施例对信道矩阵进行QR分解处理，并根据获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值，确定该信道矩阵的秩；从而解决了现有确定信道矩阵的秩的方法运算量大，且确定的秩的可靠性低的问题。本专利技术实施例中信道矩阵可以通过对信道情况进行信道估计获得，以LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统为例，UE(UserEquipment，用户设备)可以通过小区公共导频(CRS)或者信道信息测量导频(CSIRS)进行信道估计，在一定的物理资源范围内获得信道矩阵。下面结合说明书附图对本专利技术实施例作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术实施例确定信道矩阵的秩的方法，包括以下步骤：步骤101、对信道矩阵进行QR分解处理，获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值；其中，信道矩阵H为Nr×Nt维矩阵，其中Nr表示接收天线的数目，Nt表示发送天线的数目，对信道矩阵H进行QR分解后，得到酉矩阵Q和上三角矩阵R；步骤102、根据R矩阵中主对角线元素的值，确定信道矩阵的秩。在具体实施过程中，步骤102中确定信道矩阵H的秩包括以下两种方式：方式一：根据R矩阵中主对角线元素的值与设定的门限值，确定信道矩阵的秩；其中门限值为经验值，可根据需要设定；在具体实施过程中，确定信道矩阵的秩包括：确定R矩阵主对角线元素中值大于设定的门限值的主对角线元素的个数；将确定的主对角线元素的个数作为信道矩阵的秩。假设门限值为r_th，信道矩阵H经过QR分解后，得到的R矩阵中主对角元素为ri,i，其中i∈{1,…,Nt}，则从i＝1开始，逐个判断ri,i的值是否大于门限值r_th，直至i＝Nt；若判断的结果为：有N个主对角元素得值大于门限值r_th，则确定信道矩阵H的秩为N；优选的，步骤102中在确定信道矩阵的秩之前，还包括：将R矩阵的主对角线元素的值进行排序处理。在具体实施过程中，若对主对角线元素的值进行降序排列，则从第一个主对角线元素开始，依次确定降序排列后的主对角线元素的值是否大于设定的门限值，在确定第一个不大于门限值的主对角线元素的值后，确定位于该主对角线元素之前的所有主对角线元素的个数的值作为信道矩阵的秩；假设Nt＝4，经过步骤101后得到的R矩阵的主对角线元素分别为：r1,1、r2,2、r3,3和r4,4，将r1,1、r2,2、r3,3和r4,4的值进行降序排列，使r1,1、r2,2、r3,3和r4,4的值满足：r1,1＞r2,2＞r3,3＞r4,4，经判断后，若r1,1>r_th，r2,2>r_th，r3,3<r_th，则不需要在判断r4,4的值与r_th的关系，确定信道矩阵H的秩为2；若对主对角线元素的值进行升序排列，则从第一个主对角线元素开始，依次确定升序排列后的主对角线元素的值是否大于门限值，在确定第一个大于门限值的主对角线元素的值后，确定包括该主对角线元素及位于该主对角线元素之后的所有主对角线元素的个数的值作为信道矩阵的秩；假设Nt＝4，经过步骤101后得到的R矩阵的主对角线元素分别为：r1,1、r2,2、r3,3和r4,4，将r1,1、r2,2、r3,3和r4,4的值进行升序排列，使r1,1、r2,2、r3,3和r4,4的值满足：r1,1＜r2,2＜r3,3＜r4,4，经判断后，若r1,1<r_th，r2,2>r_th，则不需要在判断r3,3及r4,4的值与r_th的关系，确定信道矩阵H的秩为3。方式二、将R矩阵的主对角线元素的值进行排序处理，根据排序处理后相邻两个主对角线元素的值的比值及设定的该相邻两个主对角线元素对应的阈值，确定信道矩阵的秩；在具体实施过程中，若对R矩阵的主对角线元素的值进行降序排列，则从第一个主对角线元素r1,1开始，依次确定当前主对角线元素的值与相邻的下一主对角线元素的值的比值，即Ratioi＝ri,i/ri+1,i+1，在确定的比值Ratioi大于该相邻两个主对角线元素对应的阈值Ratio_thi时，确定信道矩阵H的秩为当前主对角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定信道矩阵的秩的方法，其特征在于，该方法包括：对信道矩阵进行QR分解处理，获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值；根据所述主对角线元素的值，确定所述信道矩阵的秩。

【技术特征摘要】
1.一种确定信道矩阵的秩的方法，其特征在于，该方法包括：对信道矩阵进行QR分解处理，获取QR分解后得到的上三角矩阵R的主对角线元素的值；根据所述主对角线元素的值，确定所述信道矩阵的秩；其中，确定所述信道矩阵的秩，包括：根据所述主对角线元素的值与设定的门限值，确定所述信道矩阵的秩；或者将所述主对角线元素的值进行排序处理，根据排序处理后相邻两个主对角线元素的值的比值及设定的该相邻两个主对角线元素对应的阈值，确定所述信道矩阵的秩。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述信道矩阵的秩包括：确定所述主对角线元素中值大于设定的门限值的主对角线元素的个数；将确定的主对角线元素的个数作为所述信道矩阵的秩。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述信道矩阵的秩之前，还包括：将所述主对角线元素的值进行排序处理。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述信道矩阵的秩包括：若对所述主对角线元素的值进行降序排列，从第一个主对角线元素开始，依次确定降序排列后的主对角线元素的值是否大于所述门限值，在确定第一个不大于所述门限值的主对角线元素的值后，确定位于该主对角线元素之前的所有主对角线元素的个数的值作为所述信道矩阵的秩；若对所述主对角线元素的值进行升序排列，从第一个主对角线元素开始，依次确定升序排列后的主对角线元素的值是否大于所述门限值，在确定第一个大于所述门限值的主对角线元素的值后，确定包括该主对角线元素及位于该主对角线元素之后的所有主对角线元素的个数的值作为所述信道矩阵的秩。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述信道矩阵的秩包括：若对所述主对角线元素的值进行降序排列，从第一个主对角线元素开始，依次确定当前主对角线元素的值与相邻的下一主对角线元素的值的比值，在所述比值大于对应的阈值时，确定所述信道矩阵的秩为当前主对角线元素的位置标号；若对所述主对角线元素的值进行升序排列，从最后一个主对角线元素开始，依次确定当前主对角线元素的值与相邻的上一主对角线元素的值的比值，在所述比值大于对应的阈值时，确定所述信道矩阵的秩为R矩阵中主对角线元素的数目与上一主对角线元素的位置标号的差值。6.如权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，所述对信道矩阵进行QR分解处理，包括：针对Q矩阵与R矩阵中第i列向量，根据Q矩阵中当前第i列到第Nt列向量的模值，对Q矩阵与R矩阵中当前第i列向量进行重排序处理，其中i＝1,…,Nt，Nt为发送天线的数目；根据重排序处理后的Q矩阵中当前第i列到第Nt列向量中元素的值与R矩阵中当前第i行向量中元素的值，确定Q矩阵中第i列到第Nt列向量中各元素的值，并替换Q矩阵中当前第i列到第Nt列向量中各元素的值，及确定R矩阵中第i行向量中各元素的值，并替换R矩阵中当前第i行向量中各元素的值。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，针对Q矩阵和R矩阵中第i列向量，对Q矩阵和R矩阵中当前第i列向量进行重排序处理，包括：确定Q矩阵中当前第i列到第Nt列向量对应的模值；将Q矩阵中当前第i列向量与第j列向量进行交换处理，并将R矩阵中当前第i列向量与第j列向量进行交换处理，其中Q矩阵中第j列向量为最大的模值对应的列向量，j∈{i,…,Nt}。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：