一种信号处理方法及基站

文档序号:703422 发布日期:2021-04-13 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种信号处理方法及基站 (Signal processing method and base station ) 是由 杨国翔 郑未 石璟 于 2019-10-12 设计创作,主要内容包括:本发明实施例提供一种信号处理方法及基站,其中方法包括:获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号;根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号;通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理。本发明实施例在降低PAPR的同时,保证了发射信号的质量。(The embodiment of the invention provides a signal processing method and a base station, wherein the method comprises the following steps: acquiring a beam redundancy space matrix in a large-scale antenna array system, and acquiring clipping noise signals of all transmitting antennas based on transmitting data; generating target noise signals corresponding to all the transmitting antennas according to the wave beam redundant space matrix and the clipping noise signals of all the transmitting antennas; and processing the transmission data through the target noise signal. The embodiment of the invention ensures the quality of the transmitted signal while reducing the PAPR.)

一种信号处理方法及基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种信号处理方法及基站。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术以其较高的频谱利用率以及抗符号间干扰等优点成为第四代移动通信技术(the 4thGeneration mobile communication technology,4G)和第五代移动通信技术(5thgeneration mobile networks,5G)中的关键技术。OFDM技术在实际应用中有很多优势,但其缺点是有较大的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)。其中,随着子载波数增加或者发射流数增多,发射侧的OFDM信号的PAPR也会增大,由于5G技术引入了大规模天线技术,并且信号带宽增大,子载波数增多,因而OFDM信号的PAPR问题在5G中会变得更加严重。

OFDM信号的PAPR主要影响发射机功率放大器的工作效率。为了使发射信号在发射时不发生严重畸变,发射信号需要通过功率放大器的线性区域进行发射,但由于功率放大器的线性区间是有限的,当信号PAPR较大时,需要降低信号的发射功率,从而降低了功率放大器的工作效率,恶化的整个系统的性能。

为了抑制OFDM信号的PAPR,现有技术中广泛采用基于匹配滤波的削波方法,对接收到的时域信号进行削波处理,即对高于削波门限的信号进行限幅,基于削波前后的时域信号,得到削波引入的时域噪声,对该噪声进行多级匹配滤波,滤除带外部分能量,将滤波后的噪声反向叠加到原始输入信号上,即得到输出信号,该输出信号具有较低的PAPR特性。在实际应用中,会对以上过程进行多次迭代,从而获得最优的输出信号。

但是上述过程在抑制信号的PAPR时,会使发射信号发生一定的畸变,从而导致在降低OFDM信号的PAPR的同时,会恶化信号的误差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)指标,降低发射信号的质量。

发明内容

本发明实施例提供一种信号处理方法及基站,以实现在抑制发射信号的PAPR的同时,保证发射信号的质量。

本发明实施例提供一种信号处理方法,包括:

获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号;

根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号;

通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理。

本发明实施例提供一种信号处理装置,包括:

获取模块,用于获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号;

生成模块,用于根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号;

处理模块,用于通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理。

本发明实施例提供一种基站,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现所述的信号处理方法的步骤。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现所述的信号处理方法的步骤。

本发明实施例提供的信号处理方法及装置,通过获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号,然后基于波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号,最后通过目标噪声信号,对发射数据进行处理,实现了充分利用大规模天线的空间冗余,从而使得在不引入用户干扰的情况下,能够降低信号的PAPR,并能够最大化降低EVM的恶化,保证发射信号的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中信号处理方法的步骤流程图;

图2为本发明实施例中通过第一目标噪声信号对发射数据进行处理的示意图;

图3为本发明实施例中通过第二目标噪声信号对发射数据进行处理的示意图;

图4为本发明实施例中信号处理装置的模块框图;

图5为本发明实施例中基站的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

现有技术在抑制信号的PAPR时,会使发射信号产生一定的畸变,降低发射信号的质量。而在NR中引入大规模天线技术后,发射端可以通过波束赋形技术同时对多个用户进行传输,由于发射端通过用户的信道信息,构造了正交的波束空间,从而可以实现多用户同时传输,并且用户间没有干扰或者干扰很小。通常,发射端天线数远多于用户数或者用户天线数,这就导致发射端在实现多用户传输的同时,其波束空间仍有冗余。本发明实施例主要利用发射端的波束冗余,对发射信号进行一定的预处理,给信号引入一些特定噪声信号,从而使得在降低信号的PAPR的同时,不会引入对现有用户的干扰,并获得较好的EVM指标。

下面通过具体实施例对本发明进行说明。

具体的,如图1所示,为本发明实施例中信号处理方法的步骤流程图,该方法包括如下步骤:

步骤101:获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号。

在本步骤中,具体的,在NR系统中,发射端获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵。具体的,发射端的发送天线总数量远多于用户数或者用户天线数,这就导致发射端在实现多用户传输的同时,其波束空间仍有冗余,此时本实施例可以获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,当然该波束冗余空间矩阵中的每一列向量与用户信道互不相关。

此外,具体的,本实施例还需要基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号。

具体的,假设发射端的发送天线总数为Mt,接收端的用户数为Mr,且每个用户对应一个接收天线,即发射数据的流数等于Mr,此时本实施例可以基于该Mr流发射数据,获取Mt个发送天线的削波噪声信号。

步骤102:根据波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号。

在本步骤中,具体的,在获取到波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号之后,可以直接根据所获取到的波束冗余空间矩阵以及所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号。

这样,基于波束冗余空间矩阵以及所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号,实现了充分利用了大规模天线阵列系统中的空间冗余引入特定的噪声信号,从而使得能够在不引入用户干扰的情况下,能够降低PAPR,并降低削波引入的畸变对系统的影响,最大程度提升系统的性能。

步骤103:通过目标噪声信号,对发射数据进行处理。

在本步骤中,具体的,在得到目标噪声信号之后,可以通过目标噪声信号对发射数据进行处理,基于目标噪声信号为根据波束冗余空间矩阵和削波噪声信号生成,从而使得经过处理后的输出信号具有较低的PAPR特性,并且保证了发射信号的质量,并且避免了额外噪声的引入,从而避免了恶化信号的EVM指标,提升了系统的性能。

这样,本实施例通过获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号,然后基于波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号,最后通过目标噪声信号,对发射数据进行处理,实现了充分利用大规模天线的空间冗余,从而使得在不引入用户干扰的情况下,能够降低信号的PAPR,并能够最大化降低EVM的恶化,保证发射信号的质量。

进一步地,本实施例在获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵时,可以通过下述两种方式中的任意一种进行获取:

其一,针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,获取所述子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵,并根据所述预编码矩阵,得到所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵。

在该方式中,具体的,针对每个子载波,所有流发射数据对应一个预编码矩阵,且针对该预编码矩阵,存在一个波束冗余空间矩阵,其中的每一列向量与预编码矩阵中的每一列向量互不相关,因此本实施例可以先获取每个子载波对应的预编码矩阵,然后基于预编码矩阵得到对用户没有影响的第一波束冗余空间矩阵,从而使得在基于第一波束冗余空间矩阵构造目标噪声信号时,能够在不引入用户干扰的情况下,降低发射信号的PAPR。

具体的,在该方式中,在针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,获取子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵时,可以针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,通过下述公式,计算得到子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵:

其中,Wn表示子载波n所对应的预编码矩阵,An表示子载波n上的Mr×Mt信道矩阵,Mt表示发射端的发送天线总数量,Mr表示发射数据流数,且Mt>Mr,其中n为1至N中的任意整数,N表示子载波的总数量。

此时预编码后子载波n上的数据Sn为子载波n上的Mr流发射数据。

当然,在此需要说明的是,在此并不具体限定预编码矩阵的具体获取方式,例如该预编码矩阵可以通过上述方式进行获取,还可以通过最小均方误差准则或其他方式得到。

此外,具体的,此时在根据所述预编码矩阵,得到所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵时,可以根据所述预编码矩阵,确定所述第一波束冗余空间矩阵为Mt×My维矩阵,其中,My≤(Mt-Mr)。

这样,将Mt×My维矩阵确定为该子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵,且My≤(Mt-Mr),实现了第一波束冗余空间矩阵中的每一列向量与预编码矩阵中的每一列向量互不相关,从而实现了在基于第一波束冗余空间矩阵构造目标噪声信号时,就能够在不引入用户间干扰的情况下,降低发射信号的PAPR。

当然,在此还需要说明的是,本实施例并不仅限于通过上述方式获取第一波束冗余空间矩阵,还可以通过其他算法进行生成,在此并不具体限定获取第一波束冗余空间矩阵的具体方式。

其二,根据发射端的发送天线总数量以及波束指向,得到第二波束冗余空间矩阵。

在该方式中,具体的,还可以根据发射端的发送天线总数量以及波束指向,得到第二波束冗余空间矩阵。

此时,可以根据发射端的发送天线总数量以及波束指向,确定第二波束冗余空间矩阵为Mt×Mx维矩阵;其中,Mt表示发射端的发送天线总数量,Mx表示根据波束指向确定的预设数值。

当然,在此需要说明的是,Mx还可以根据其他方法获得,在此并不对此进行具体限定,只要保证第二波束冗余空间矩阵不引入用户干扰即可。

这样,本实施例通过上述两种方式中的任意一种方式确定波束冗余空间矩阵,充分利用了大规模天线的空间冗余,从而使得在基于波束冗余空间矩阵构造目标噪声信号时,能够保证在不引用用户干扰的前提下,降低信号的PAPR,并获得较好的EVM指标。

此外,进一步地,本实施例在基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号时,还可以先获取所述发射数据在每个发送天线上的第一时域信号,然后对所述每个发送天线上的第一时域信号进行削波处理,得到每个发送天线上的第二时域信号,最后根据所述第一时域信号和所述第二时域信号,通过下述公式,计算得到所有发送天线中每个发送天线的削波噪声信号:

其中,i=1,2,…Mt,Mt表示发射端的发送天线总数量;ei(t)表示t时刻发送天线i的削波噪声信号,xi(t)表示t时刻发送天线i上的第一时域信号,表示t时刻发送天线i上的第二时域信号。

具体的,下面对得到削波噪声信号的过程进行说明。

具体的,发射数据经过预编码矩阵处理之后,每流发射数据都会映射在所有发送天线上,此时将每个发送天线上的频域数据进行逆快速傅里叶变换(Inverse FastFourier Transformation,IFFT)处理,得到时域数据,然后添加循环前缀(Cyclic Prefix,CP),再然后将带循环前缀的时域数据进行匹配滤波和上采样,得到高倍采样速率的第一时域信号xi(t),其中i=1,2,…Mt,Mt表示发射端的发送天线总数量。然后,对每个发送天线上的时域数据进行削波处理,即对高于设定门限的信号进行限幅处理,得到第二时域信号此时,可以通过计算第二时域信号与第一时域信号的差值,计算每个发送天线的削波噪声信号ei(t)。

另外,进一步地,本实施例在根据波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号,可以包括如下两种方式中的任意一种:

第一,根据所述所有发送天线的削波噪声信号,在频域上得到每个子载波上所有发送天线的频域噪声信号,并针对每个子载波,根据所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵和所述子载波上所有发送天线的频域噪声信号,在频域上生成所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号。

具体的,在根据所有发送天线的削波噪声信号,在频域上得到每个子载波上所有发送天线的频域噪声信号时,针对子载波n,可以对每个发送天线上的削波噪声信号进行降采样、滤波以及去CP等操作,然后再对削波噪声信号进行快速傅里叶变换(Fast FourierTransformation,FFT),从而得到子载波n上所有发送天线的频域噪声信号Zn

此外,具体的,在频域上生成所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号时,可以包括如下步骤:

步骤A1:针对每个子载波,计算所述第一波束冗余空间矩阵与所述频域噪声信号之间的第一互相关系数,并将所述第一互相关系数生成第一对角矩阵。

在本步骤中,具体的,针对每个子载波,计算所述第一波束冗余空间矩阵与所述频域噪声信号之间的第一互相关系数时,可以针对每个子载波,通过下述公式,计算所述第一波束冗余空间矩阵与所述频域噪声信号之间的第一互相关系数:

其中,m=Mt-Mr

表示所述第一互相关系数,Zn表示子载波n上所有发送天线的频域噪声信号,W′n表示子载波n所对应的第一波束冗余空间矩阵,表示子载波n上第Mt个发送天线的频域噪声信号,Mt表示发射端的发送天线总数量,Mr表示发射数据流数,且Mt>Mr,n为1至N中的任意整数,N表示子载波的总数量。

具体的,将第一互相关系数所生成的第一对角矩阵可以表示为:

在此需要说明的是,ρ表示所计算得到的互相关系数的值,在此并不对该互相关系数的具体数值进行说明。

步骤A2:根据所述第一对角矩阵和所述第一波束冗余空间矩阵,得到频域噪声矩阵。

在本步骤中,具体的,在根据第一对角矩阵和所述第一波束冗余空间矩阵,得到频域噪声矩阵时,可以根据第一对角矩阵和第一波束冗余空间矩阵,通过下述公式,计算得到所述频域噪声矩阵:

其中,Qn表示所述频域噪声矩阵,表示子载波n所对应的第一对角矩阵,W′n表示子载波n所对应的第一波束冗余空间矩阵。

步骤A3:根据所述频域噪声矩阵,得到所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号。

在本步骤中,具体的,在根据频域噪声矩阵,得到所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号时,可以对所述频域噪声矩阵中的第一预设列的数据进行求和,得到第一行向量;将所述第一行向量或所述第一行向量与预设幅度因子的乘积,确定为所述第一目标噪声信号。

在此需要说明的是,在得到第一行向量时,可以对频域噪声矩阵中的所有列数据进行求和,也可以对部分列数据进行求和,在此并不进行具体限定。

具体的,通过上述方式获取第一目标噪声信号,实现了在频域上构造目标噪声信号。

还需要说明的是,此时在通过目标噪声信号,对所述发射数据进行处理时,可以将目标噪声信号与发射数据进行叠加处理,得到输出信号。在该方式中,可以在计算得到所有子载波上的第一目标噪声信号之后,将第一目标噪声信号与频域数据进行叠加处理,得到输出信号,当然该频域数据为发射数据经过预编码矩阵处理后所得到,从而实现特定的噪声效果。

当然,还需要说明的是,上述描述过程为一次反馈处理过程,在实际应用中可以采用多次迭代反馈的方式来达到最佳效果。

第二,根据所述第二波束冗余空间矩阵和t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,在时域上生成t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号,其中,所述t时刻为任意时刻。

在该方式中,具体的,在根据所述第二波束冗余空间矩阵和t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,在时域上生成t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号时,可以包括如下步骤:

步骤B1:计算所述第二波束冗余空间矩阵与所述削波噪声信号之间的第二互相关系数,并将所述第二互相关系数生成第二对角矩阵。

在本步骤中,具体的,可以通过下述公式,计算所述第二波束冗余空间矩阵与所述削波噪声信号之间的第二互相关系数:

其中,表示所述第二互相关系数,Et表示t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,W″t表示所述第二波束冗余空间矩阵,Mx表示所述第二波束冗余空间矩阵中列的总数量。

在此需要说明的是,Mx可以为根据波束指向确定的预设数值,还可以为根据其他方式确定的值。

具体的,将第二互相关系数所生成的第二对角矩阵可以表示为:

步骤B2:根据所述第二对角矩阵和所述第二波束冗余空间矩阵,得到时域噪声矩阵。

在本步骤中,具体的,可以根据所述第二对角矩阵和所述第二波束冗余空间矩阵,通过下述公式,计算得到所述时域噪声矩阵:

其中,Qt表示所述时域噪声矩阵,表示所述第二对角矩阵,W″t表示所述第二波束冗余空间矩阵。

步骤B3:根据所述时域噪声矩阵,得到所述t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号。

在本步骤中,具体的,在根据所述时域噪声矩阵,得到所述t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号时,可以对所述时域噪声矩阵中的第二预设列的数据进行求和,得到第二行向量,然后将所述第二行向量或所述第二行向量与预设幅度因子的乘积,确定为所述第二目标噪声信号。

具体的,通过上述方式获取第二目标噪声信号,实现了在时域上构造目标噪声信号。

在此需要说明的是,此时在通过目标噪声信号,对所述发射数据进行处理时,可以将目标噪声信号与发射数据进行叠加处理,得到输出信号。在该种方式下可以在计算得到第二目标噪声信号之后,将第二目标噪声信号与时域信号进行叠加处理,得到输出信号,当然该时域信号为发射数据所对应的信号。

当然,上述描述过程为一次反馈处理过程,在实际应用中可以采用多次迭代反馈的方式来达到最佳效果,即进行叠加处理后的信号还可以再次进行反馈,并与第二目标噪声信号再次进行叠加,在此并不具体限定迭代反馈的具体次数。

这样本实施例通过获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号,然后基于波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号,最后通过目标噪声信号,对发射数据进行处理,实现了充分利用大规模天线的空间冗余,从而使得在不引入用户干扰的情况下,能够降低信号的PAPR,并能够最大化降低EVM的恶化,保证了发射信号的质量。

下面通过两个具体示例对上述实施例进行说明。

其一,如图2所示,具体的,发射数据经过预编码矩阵处理之后,每流发射数据都会映射在所有发送天线上,此时将每个发送天线上的频域数据进行IFFT处理,得到时域数据,然后添加CP,再然后将带循环前缀的时域数据进行匹配滤波和上采样,得到高倍采样速率的第一时域信号xi(t),其中i=1,2,…Mt,Mt表示发射端的发送天线总数量。然后,对每个发送天线上的时域数据进行削波处理,即对高于设定门限的信号进行限幅处理,得到第二时域信号此时,可以通过计算第二时域信号与第一时域信号的差值,计算每个发送天线的削波噪声信号ei(t)。再然后,针对子载波n,可以对每个发送天线上的削波噪声信号进行降采样、滤波以及去CP等操作,然后再对削波噪声信号进行FFT,从而得到子载波n上所有发送天线的频域噪声信号Zn。再然后,针对每个子载波,根据子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵和子载波上所有发送天线的频域噪声信号,在频域上生成子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号。最后,将第一目标噪声信号叠加到原始预编码后的频域数据上(图2中的表示对第一目标噪声信号与预编码后的频域数据进行叠加处理),从而实现特定的噪声效果。

当然,上述描述过程为一次反馈处理过程,在实际应用中可以多次迭代反馈来达到最佳效果。

其二,如图3所示,在该示例中,当采用图2中方式得到每个发送天线的削波噪声信号ei(t)之后,可以直接根据第二波束冗余空间矩阵和t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,在时域上生成t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号,并将第二目标噪声信号叠加到原始输入时域信号上(图3中的表示对第二目标噪声信号与时域数据进行叠加处理),重新进行削波处理,削波后的信号可以直接输出或者再次进行反馈并叠加目标噪声处理。

如图4所示,为本发明实施例中信号处理装置的模块框图,该装置包括:

获取模块401,用于获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号;

生成模块402,用于根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号;

处理模块403,用于通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理。

可选地,所述获取模块包括:

第一获取单元,用于针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,获取所述子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵,并根据所述预编码矩阵,得到所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵;或者,

第二获取单元,用于根据发射端的发送天线总数量以及波束指向,得到第二波束冗余空间矩阵。

可选地,所述生成模块包括:

第一生成单元,用于根据所述所有发送天线的削波噪声信号,在频域上得到每个子载波上所有发送天线的频域噪声信号,并针对每个子载波,根据所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵和所述子载波上所有发送天线的频域噪声信号,在频域上生成所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号;或者,

第二生成单元,用于根据所述第二波束冗余空间矩阵和t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,在时域上生成t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号,其中,所述t时刻为任意时刻。

在此需要说明的是,本发明实施例提供的上述装置,能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

另外,如图5所示,为本发明实施例提供的基站的实体结构示意图,该基站可以包括:处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540,其中,处理器510,通信接口520,存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储在存储器530上并可在处理器510上运行的计算机程序,以执行下述步骤:

获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号;根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号;通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理。

可选地,所述获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,包括:针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,获取所述子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵,并根据所述预编码矩阵,得到所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵;或者,根据发射端的发送天线总数量以及波束指向,得到第二波束冗余空间矩阵。

可选地,所述针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,获取所述子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵,包括:

针对每个子载波,根据发射端的发送天线总数量以及发射数据流数,通过下述公式,计算得到所述子载波上所有流发射数据所对应的预编码矩阵:

其中,Wn表示子载波n所对应的预编码矩阵,An表示子载波n上的Mr×Mt信道矩阵,Mt表示所述发射端的发送天线总数量,Mr表示所述发射数据流数,且Mt>Mr,其中n为1至N中的任意整数,N表示子载波的总数量;

所述根据所述预编码矩阵,得到所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵,包括:

根据所述预编码矩阵,确定所述第一波束冗余空间矩阵为Mt×My维矩阵,其中,My≤(MT-Mr)。

可选地,所述根据发射端的发送天线总数量以及波束指向,得到第二波束冗余空间矩阵,包括:根据所述发射端的发送天线总数量以及所述波束指向,确定所述第二波束冗余空间矩阵为Mt×Mx维矩阵;其中,Mt表示所述发射端的发送天线总数量,Mx表示根据所述波束指向确定的预设数值。

可选地,所述基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号,包括:获取所述发射数据在每个发送天线上的第一时域信号;对所述每个发送天线上的第一时域信号进行削波处理,得到每个发送天线上的第二时域信号;根据所述第一时域信号和所述第二时域信号,通过下述公式,计算得到所有发送天线中每个发送天线的削波噪声信号:

其中,i=1,2,…Mt,Mt表示发射端的发送天线总数量;

ei(t)表示t时刻发送天线i的削波噪声信号,xi(t)表示t时刻发送天线i上的第一时域信号,表示t时刻发送天线i上的第二时域信号。

可选地,所述根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号,包括:根据所述所有发送天线的削波噪声信号,在频域上得到每个子载波上所有发送天线的频域噪声信号,并针对每个子载波,根据所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵和所述子载波上所有发送天线的频域噪声信号,在频域上生成所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号;或者,根据所述第二波束冗余空间矩阵和t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,在时域上生成t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号,其中,所述t时刻为任意时刻。

可选地,所述针对每个子载波,根据所述子载波所对应的第一波束冗余空间矩阵和所述子载波上所有发送天线的频域噪声信号,在频域上生成所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号,包括:针对每个子载波,计算所述第一波束冗余空间矩阵与所述频域噪声信号之间的第一互相关系数,并将所述第一互相关系数生成第一对角矩阵;根据所述第一对角矩阵和所述第一波束冗余空间矩阵,得到频域噪声矩阵;根据所述频域噪声矩阵,得到所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号。

可选地,所述针对每个子载波,计算所述第一波束冗余空间矩阵与所述频域噪声信号之间的第一互相关系数,包括:

针对每个子载波,通过下述公式,计算所述第一波束冗余空间矩阵与所述频域噪声信号之间的第一互相关系数:

其中,m=Mt-Mr

表示所述第一互相关系数,Zn表示子载波n上所有发送天线的频域噪声信号,W′n表示子载波n所对应的第一波束冗余空间矩阵,表示子载波n上第Mt个发送天线的频域噪声信号,Mt表示发射端的发送天线总数量,Mr表示发射数据流数,且Mt>Mr,n为1至N中的任意整数,N表示子载波的总数量;

所述根据所述第一对角矩阵和所述第一波束冗余空间矩阵,得到频域噪声矩阵,包括:

根据所述第一对角矩阵和所述第一波束冗余空间矩阵,通过下述公式,计算得到所述频域噪声矩阵:

其中,Qn表示所述频域噪声矩阵,表示子载波n所对应的第一对角矩阵,W′n表示子载波n所对应的第一波束冗余空间矩阵。

可选地,所述根据所述频域噪声矩阵,得到所述子载波上所有发送天线的第一目标噪声信号,包括:对所述频域噪声矩阵中的第一预设列的数据进行求和,得到第一行向量;将所述第一行向量或所述第一行向量与预设幅度因子的乘积,确定为所述第一目标噪声信号。

可选地,所述根据所述第二波束冗余空间矩阵和t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,在时域上生成t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号,包括:计算所述第二波束冗余空间矩阵与所述削波噪声信号之间的第二互相关系数,并将所述第二互相关系数生成第二对角矩阵;根据所述第二对角矩阵和所述第二波束冗余空间矩阵,得到时域噪声矩阵;根据所述时域噪声矩阵,得到所述t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号。

可选地,所述计算所述第二波束冗余空间矩阵与所述削波噪声信号之间的第二互相关系数,包括:

通过下述公式,计算所述第二波束冗余空间矩阵与所述削波噪声信号之间的第二互相关系数:

其中,表示所述第二互相关系数,Et表示t时刻时所有发送天线的削波噪声信号,W″t表示所述第二波束冗余空间矩阵,Mx表示所述第二波束冗余空间矩阵中列的总数量;

所述根据所述第二对角矩阵和所述第二波束冗余空间矩阵,得到时域噪声矩阵,包括:

根据所述第二对角矩阵和所述第二波束冗余空间矩阵,通过下述公式,计算得到所述时域噪声矩阵:

其中,Qt表示所述时域噪声矩阵,表示所述第二对角矩阵,W″t表示所述第二波束冗余空间矩阵。

可选地,所述根据所述时域噪声矩阵,得到所述t时刻上所有发送天线的第二目标噪声信号,包括:对所述时域噪声矩阵中的第二预设列的数据进行求和,得到第二行向量;将所述第二行向量或所述第二行向量与预设幅度因子的乘积,确定为所述第二目标噪声信号。

可选地,所述通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理,包括:

将所述目标噪声信号与所述发射数据进行叠加处理,得到输出信号。

在此需要说明的是,本发明实施例提供的上述基站,能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

此外,上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法,例如包括:获取大规模天线阵列系统中的波束冗余空间矩阵,并基于发射数据获取所有发送天线的削波噪声信号;根据所述波束冗余空间矩阵和所有发送天线的削波噪声信号,生成所有发送天线所对应的目标噪声信号;通过所述目标噪声信号,对所述发射数据进行处理。

在此需要说明的是,本发明实施例提供的上述存储器介质,能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤,且能够达到相同的技术效果,在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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