用于无线通信的电子设备和方法、计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及无线通信技术领域，具体地涉及全双工(full duplex)多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)通信系统中的自干扰(self interference)状态测量方法。更具体地，涉及一种用于无线通信的电子设备和方法以及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.全双工通信支持发射接收机在同一频率资源上进行同时的发射和接收，因此，与传统的时分双工和频分双工通信相比，理论上可以实现双倍的频谱效率，是通信领域非常具有前景的一项技术。
3.由于同时同频的发射和接收，发射信号会被接收机接收并对实际想要的接收信号造成干扰，即，在全双工通信中存在自干扰问题。并且，相对于从远端传输过来的微弱的接收信号，自干扰信号的功率要高数十至上百个db，因此自干扰消除成为全双工通信中亟需解决的问题。
4.全双工通信系统的天线结构通常有两种形式，共享式天线和分离式天线。在共享式天线中，收发链路共用一根天线且通过环形器进行分离，受环形器性能的限制，少部分发射链路的信号会泄露进入接收链路，称为泄露链路自干扰。在分离式天线中，收发链路分别使用不同的天线，发射天线辐射出去的信号会直接被接收天线接收，称为直接链路自干扰。
5.此外，对于两种天线结构，发射天线辐射出去的信号经基站周围散射体的反射会重新被接收天线接收，称为多径链路自干扰。多径链路自干扰的功率远小于泄露链路自干扰和直接链路自干扰。
6.在全双工mimo通信系统中，每一根发射天线辐射出去的信号会对所有的接收天线造成干扰，从而需要更复杂的自干扰消除方法。目前，自干扰消除方法主要分为三类：被动消除法，包括收发天线隔离、收发天线交叉极化、使用定向的收发天线等，这类方法主要适用于分离式天线结构；模拟消除方法，包括在射频端配置延时单元，可以从接收信号中减去一定的自干扰信号，防止过高的自干扰信号导致模数转换单元(adc)采样的饱和；以及数字消除方法。由于环形器的物理性能和直接链路干扰较为稳定，因此在经过被动消除和模拟消除后，泄露链路自干扰和直接链路自干扰可以被大大降低，残留的泄露链路自干扰和直接链路自干扰以及多径链路自干扰可以采用数字消除方法进行消除。当采用数字消除方法消除自干扰时，需要获知当前的自干扰状态。


技术实现要素：

7.在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
8.根据本技术的一个方面，提供了一种用于无线通信的电子设备，包括：处理电路，被配置为：对全双工多输入多输出通信系统中的自干扰信道进行测量以获得第一测量结果；以及对该全双工多输入多输出通信系统中的等效自干扰信道进行测量以获得第二测量结果。
9.根据本技术的另一个方面，提供了一种用于无线通信的方法，包括：对全双工多输入多输出通信系统中的自干扰信道进行测量以获得第一测量结果；以及对该全双工多输入多输出通信系统中的等效自干扰信道进行测量以获得第二测量结果。
10.根据本公开的其它方面，还提供了用于实现上述用于无线通信的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述用于无线通信的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。
11.根据本技术的实施例的电子设备和方法通过对自干扰信道和等效自干扰信道进行测量，能够准确地获得全双工mimo通信系统中当前的自干扰状态，从而使得能够进行更有效的自干扰消除。
12.通过以下结合附图对本公开的优选实施例的详细说明，本公开的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
13.为了进一步阐述本公开的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本公开的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解，这些附图仅描述本公开的典型示例，而不应看作是对本公开的范围的限定。在附图中：
14.图1示出了全双工mimo通信系统的一个场景示意图；
15.图2是示出了根据本技术的一个实施例的用于无线通信的电子设备的功能模块框图；
16.图3是示出了根据本技术的一个实施例的用于无线通信的电子设备100的功能模块框图；
17.图4示出了直接测量法与混合测量法的测量间隔的比较的示意图；
18.图5示出了在全数字架构下自干扰信道测量的信号流；
19.图6示出了在全数字架构下等效自干扰信道测量的信号流；
20.图7示出了在混合预编码/合并架构下自干扰信道测量的信号流；
21.图8示出了在混合预编码/合并架构下等效自干扰信道测量的信号流；
22.图9示出了分别采用3种测量方法进行自干扰消除后的残余自干扰的累积分布函数(cdf)曲线图；
23.图10示出了间接测量法和混合测量法的归一化导频开销的图；
24.图11示出了根据本技术的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图；
25.图12是示出可以应用本公开内容的技术的enb或gnb的示意性配置的第一示例的框图；
26.图13是示出可以应用本公开内容的技术的enb或gnb的示意性配置的第二示例的框图；以及
27.图14是其中可以实现根据本公开的实施例的方法和/或装置和/或系统的通用个人计算机的示例性结构的框图。
具体实施方式
28.在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
29.在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本公开关系不大的其他细节。
30.《第一实施例》
31.如上所述，在全双工mimo通信系统中，需要对自干扰进行数字消除。为了便于理解，图1示出了全双工mimo通信系统的一个场景示意图。在图1的示例中，仅在基站侧采用全双工传输，但是这并不是限制性的。本技术也可以应用于用户侧也采用全双工传输的场景。不失一般性，假设上行用户数目和下行用户数目相同，均为k个，用户侧均为单天线，基站侧天线数目为m，上下行数据流的层数均为k，则基站侧接收天线接收到的信号可表示为：
32.r＝huxu hsfxd n
ꢀꢀꢀ
(1)
33.其中，xu(k*1)为上行用户的发射信号，其中，括号中的k*1表示该矩阵的维度，hu(m*k)为从用户天线到基站天线的上行信道矩阵；
34.xd(k*1)为基站处的下行链路发射数据流，预编码矩阵f(m*k)将下行链路数据流映射到天线单元上发射出去，经自干扰信道hs(m*m)被基站天线接收，其中，预编码矩阵取决于实际的下行信道矩阵和选取的预编码算法，n(m*1)表示接收天线处的加性高斯白噪声(additive white gaussian noise，awgn)。在被动消除方法和模拟消除方法已经消除了一部分自干扰的情况下，这里的自干扰信道矩阵hs对应于多径链路自干扰以及残余的泄露链路自干扰和直接链路自干扰，其功率已被降低到可在数字端进行消除。
35.天线处的接收信号进入数字基带后会被进行合并操作，然后减去估计出的自干扰信号以获得上行用户发射的数据流，数据流用y表示，可以计算如下：
36.y＝wr-gxd＝whuxu (whsf-g)xd wn
ꢀꢀꢀ
(2)
37.其中，合并矩阵w(k*m)的取值取决于实际的上行信道矩阵和选取的合并算法，g(k*k)表示数字端的自干扰消除矩阵，如果g＝whsf，则自干扰信号可被完全消除。这里将h
es
＝whsf作为等效自干扰信道矩阵。
38.为了获得全双工mimo通信系统中当前的自干扰状态，本实施例提供了一种用于无线通信的电子设备100，其功能模块框图如图2所示，电子设备100包括：第一测量单元101，被配置为对全双工mimo通信系统中的自干扰信道进行测量以获得第一测量结果；以及第二测量单元102，被配置为对全双工mimo通信系统中的等效自干扰信道进行测量以获得第二测量结果。
39.其中，第一测量单元101和第二测量单元102可以由一个或多个处理电路实现，该处理电路例如可以实现为芯片、处理器。并且，应该理解，图2中所示的电子设备中的各个功能单元仅是根据其所实现的具体功能而划分的逻辑模块，而不是用于限制具体的实现方式。
40.电子设备100例如可以设置在基站侧或者可通信地连接到基站。这里，还应指出，电子设备100可以以芯片级来实现，或者也可以以设备级来实现。例如，电子设备100可以工作为基站本身，并且还可以包括诸如存储器、收发器(图中未示出)等外部设备。存储器可以用于存储基站实现各种功能需要执行的程序和相关数据信息。收发器可以包括一个或多个通信接口以支持与不同设备(例如，用户设备、其他基站等等)间的通信，这里不具体限制收发器的实现形式。
41.在本实施例中，第一测量单元101对自干扰信道(例如上述hs)进行测量，第二测量单元102对等效自干扰信道(例如上述h
es
)进行测量。其中，自干扰信道代表从基站的发端天线到基站的收端天线的无线信道，因此其具体状况取决于天线配置、环形器配置、多径链路干扰等因素。由于环形器的物理性能和直接链路干扰较为稳定，基站的收发天线位置固定，基站周围的散射体数目有限且固定从而多径链路干扰随时间慢变，因此从时变特性上而言自干扰信道是慢变的。等效自干扰信道代表从基站的发端数据流到基站的收端数据流的无线信道，由于等效自干扰信道中的预编码矩阵和合并矩阵取决于实际的上下行信道，而在移动环境中的上下行信道是快变的，因此等效自干扰信道是快变的，其相干时间远小于自干扰信道的相干时间。
42.通过第一测量单元101的测量和第二测量单元102的测量，可以更为准确地获知系统的自干扰状态。
43.参照上式(2)，为了有效地消除自干扰，需要获得数字端的自干扰消除矩阵，例如可以采用如下两种测量方法之一：直接测量法，可以直接测量自干扰信道矩阵(测量结果可记作)，然后将测量得到的自干扰信道矩阵左乘合并矩阵和右乘预编码矩阵间接测量法，可以将导频采用即时的预编码矩阵发射，并使用即时的合并矩阵进行测量，得到等效自干扰信道由于自干扰信道和等效自干扰信道在时变特性上的上述差别，因此执行直接测量法的时间间隔t1将大于执行间接测量法的时间间隔t2。
44.以上述图1为例，执行一次直接测量法的导频开销为m*m，即自干扰信道矩阵的维度。如果进行周期性的测量且测量间隔为t1，则单位时间的测量导频开销为执行一次间接测量法的导频开销为k*k，即等效自干扰信道矩阵的维度。如果进行周期性的测量且测量间隔为t2，则单位时间的测量导频开销为例如，可设置如下参数：m＝100，k＝10，t1＝100ms，t2＝1ms，则直接测量法和间接测量法的单位时间内的测量导频开销均为100/ms，可以看出，这两种方法均会引入较高的测量导频开销。期望提供一种准确且导频开销小的测量方法。
45.为此，本实施例的电子设备100还包括：确定单元103，被配置为基于第一测量结果和第二测量结果的比较，来确定是否要重新测量自干扰信道以更新第一测量结果，如图3所
示。
46.例如，考虑到第一测量结果是慢变的，可以基于第一测量结果来进行自干扰消除，并且，基于第一测量结果和第二测量结果的比较来确定第一测量结果的变化是否已经超过了容许程度而需要更新。在需要更新的情况下，由第一测量单元101重新测量自干扰信道，从而保证自干扰信道状态的测量结果的准确性。
47.这样，由于测量等效自干扰信道的导频开销相对较小，因此可以以较高的频率测量等效自干扰信道，并使用其测量结果来评估自干扰信道的变化程度，从而同时利用了自干扰信道的慢变特性和等效自干扰信道的低维度特性，以较小的测量开销实现较高的测量精度。以下将本实施例的这种测量方法称为混合测量法。
48.在一个示例中，第二测量单元102被配置为周期性地测量等效自干扰信道，并且确定单元103周期性地执行所述确定。为了便于理解，图4示出了直接测量法与混合测量法的测量间隔的比较的示意图。
49.在图4的示例中，直接测量法的测量间隔为t1，即，每隔t1时间长度测量一次自干扰信道矩阵。在混合测量法中，初始测量一次自干扰信道，以周期t
p
测量等效自干扰信道，并且当确定单元103确定需要重新测量自干扰信道时再次测量自干扰信道。为了实现精确的测量，t
p
应小于t1，同时为了降低测量开销，t
p
可以远大于间接测量法的测量间隔t2。在图4的示意图中，可以看出，混合测量法中测量自干扰信道的间隔长于t1。
50.注意，两次自干扰信道测量之间执行的等效自干扰信道测量的次数n
p
是一个随机整数。在混合测量法中，单位时间的测量导频开销的期望可被表示如下：
[0051][0052]
其中，j表示自干扰信道的测量次数，n
p,j
(j＝1,2,..j)表示第j-1次自干扰信道测量和第j次自干扰信道测量之间执行的等效自干扰信道的测量次数，表示n
p
的数学期望。式(3)的最终结果中第一项表示等效自干扰信道测量的导频开销，第二项表示自干扰信道测量的导频开销。仍然基于以上所述的参数设置(m＝100，k＝10)，假设t
p
＝20ms，e(n
p
)＝10，则可以计算出混合测量法的测量开销的期望为55/ms，与直接测量法和间接测量法相比，可以降低大约一半的测量导频开销。
[0053]
可以看出，当等效自干扰信道的测量周期越大时(即，t
p
越大时)，上述测量导频开销的期望越小，即降低测量导频开销的效果越显著，但是相应地自干扰测量的准确度下降。例如，可以基于如下中的一个或多个来设置测量等效自干扰信道的周期：容许的残留自干
扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。例如，在容许的残留自干扰强度较高时，说明对于自干扰矩阵的准确度要求较低，因此该周期可以设置地较大从而尽可能的降低测量导频开销，反之该周期可以设置地较小。在用于自干扰测量的开销较大时，说明可以进行更为准确的自干扰矩阵的测量，因此该周期可以设置地较小，反之该周期可以设置地较大。
[0054]
在另一个示例中，第二测量单元102可以被配置为在通信质量低于预定程度的情况下测量等效自干扰信道，并且确定单元103相应地执行确定。由于仅在通信质量降低到预定程度的情况下执行等效自干扰信道的测量，因此可以进一步降低测量导频开销。
[0055]
此外，确定单元102可以被配置为将第一测量结果转换为代表第二测量结果对应的时刻处的等效自干扰信道的第三测量结果，并且基于第二测量结果与第三测量结果的差异来确定是否要重新测量自干扰信道以更新第一测量结果。如果该差异大于预定程度，说明自干扰信道发生了较大的变化，需要重新测量；否则说明自干扰信道的变化较小，不需要重新测量。
[0056]
如上所述，第一测量结果和第二测量结果可以分别用信道矩阵表示，第一测量结果用自干扰矩阵表示，第二测量结果用等效自干扰矩阵表示。确定单元102被配置为使用第二测量结果对应的时刻处的发端预编码矩阵和合并矩阵，将第一测量结果转换为第三测量结果，计算第二测量结果与第三测量结果的矩阵差的范数，并且在该范数大于预定阈值的情况下确定要重新测量自干扰信道以更新第一测量结果。
[0057]
其中，发端预编码矩阵取决于基站与下行多用户之间的物理信道和预编码算法，合并矩阵取决于基站与上行多用户之间的物理信道和合并算法。
[0058]
例如，确定单元102将初始测得的或前一次更新的自干扰矩阵右乘当前测得的等效自干扰矩阵对应的时刻处的预编码矩阵f并左乘该时刻处的合并矩阵w之后，与进行比较。如果满足进行比较。如果满足则说明需要重新测量自干扰信道以更新自干扰矩阵，其中，||f代表求范数运算，th例如为一常数，代表预定阈值。
[0059]
确定单元102还可以被配置为基于如下中的一个或多个来设定该预定阈值：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。例如，在容许的残留自干扰强度较高时，说明对于自干扰矩阵的准确度要求较低，因此该预定阈值可以设置地较大，反之该预定阈值可以设置地较小。在用于自干扰测量的开销可以较大时，说明可以进行更为准确的自干扰矩阵的测量，因此该预定阈值可以设置地较小，反之该预定阈值可以设置地较大。
[0060]
下面参照图5和图6分别描述在全数字架构下自干扰信道和等效自干扰信道的测量方法的示例。
[0061]
在全数字架构下，第一测量单元101可以被配置为如下测量自干扰信道：使用基站的m根发送天线在s个符号内发送导频矩阵，其中，导频矩阵的每一行代表m根发送天线中的每一根发送天线在s个符号内发送的导频符号构成的导频向量，以及s大于等于m；使用基站的m根接收天线在s个符号内接收导频矩阵经过自干扰信道的传输得到的接收信号矩阵；以及基于导频矩阵和接收信号矩阵，使用信道估计算法来估算自干扰信道的第一测量结果。其中，可以使用已有的各种信道估计算法比如最小二乘估计、最小均方误差估计等等。
[0062]
图5示出了在全数字架构下自干扰信道测量的信号流。其中，基站使用m根天线在s个符号内发送导频矩阵x0，x0(i,τ),i＝1,2,
…
m,τ＝1,2,..,s，表示第i根天线在第τ个符号时发送的导频符号。x0满足不同天线上发送的长度为s的导频向量是相互正交的，即x0x
0h
＝im，i代表单位矩阵。此时要求s≥m，因此导频矩阵x0的最小开销为m2。同时，基站使用m根天线在s个符号内进行接收，得到接收信号矩阵y0，y0(i,τ),i＝1,2,
…
m,τ＝1,2,..,s，表示第i根天线在第τ个符号时的接收信号值，并且有y0＝hsx0 n,n(m*s)表示m根天线在s个符号内的awgn矩阵。自干扰信道矩阵hs的最小二乘估计结果例如可被表示为其中，上标h代表厄米特转置。
[0063]
在全数字架构下，第二测量单元102可以被配置为如下测量等效自干扰信道：使用当前的发端预编码矩阵在l个符号内将k路导频数据流构成的导频矩阵映射到基站的m根天线上，其中，导频矩阵的每一行代表k路导频数据流中的每一路导频数据流在l个符号内的导频符号构成的导频向量，以及l大于等于k，k小于m；使用当前的收端合并矩阵将m根天线在l个符号内的接收信号映射到k路接收数据流上以得到接收信号矩阵；以及基于导频矩阵和接收信号矩阵，使用信道估计算法来估算等效自干扰信道的第二测量结果。
[0064]
图6示出了在全数字架构下等效自干扰信道测量的信号流。其中，基站使用当前下行预编码矩阵f在l个符号内将k路导频数据流构成的导频矩阵x1映射到m根天线上，x1(i,τ),i＝1,2,
…
k,τ＝1,2,..,l，表示第i路数据流在第τ个符号时的导频符号。x1满足不同数据流上发送的长度为l的导频向量是相互正交的，即x1x
1h
＝ik，此时要求l≥k，因此导频矩阵x1的最小开销为k2。同时，基站使用当前上行合并矩阵w将m根天线在l个符号内的接收信号映射到k路接收数据流上，得到接收信号矩阵y1，y1(i,τ),i＝1,2,
…
k,τ＝1,2,..,l，表示第i路数据流在第τ个符号时的接收信号值，并且有y1＝h
es
x1 wn,h
es
＝whsf,n表示m根天线在l个符号内的awgn矩阵。等效干扰信道矩阵h
es
的最小二乘估计结果可被表示为其中，可以使用已有的各种信道估计算法比如最小二乘估计、最小均方误差估计等等。
[0065]
在一些情况下，基站还可以采用混合预编码/合并架构，其中，射频链路数目n小于天线单元的数目m，全数字架构下的全数字预编码/合并被拆分成了位于射频端的模拟预编码/合并和位于基带的数字预编码/合并。其中，模拟预编码通常通过恒模移相器阵列来实现。由于模拟合并矩阵的波束赋形效应，自干扰信号经模拟合并后功率大大降低，这有利于降低对射频链路上adc动态范围的要求。同样地，在混合预编码/合并架构下，自干扰信道随时间慢变但维度大，等效自干扰信道维度小但随时间快变，因此本实施例的混合测量方法仍然适用。
[0066]
例如，第一测量单元101被配置为以不同的发端预编码矩阵多次发送上述导频矩阵并且以不同的收端合并矩阵多次接收上述接收信号矩阵，基于导频矩阵和合并多次的接收信号矩阵得到的合并接收信号矩阵来估算第一测量结果。
[0067]
不失一般性，假设混合预编码/合并架构下的射频链路数n等于上下行用户数k。图7示出了在混合预编码/合并架构下自干扰信道测量的信号流。如图7所示，由于射频链路数远小于天线单元数，因此数字端的导频矩阵x0(k*k)要经过模拟预编码f
rf
(m*k)映射到天线单元上，同时天线单元上的接收信号会经过模拟合并w
rf
(k*m)到达数字端。测量得到的自干
扰信号可被表示为y0＝w
rfhsfrf
x0 w
rf
n，n(m*k)为m根天线在k个符号内的awgn矩阵。可以看出，每次测量只能获得hs的部分信息，为了获得hs的全部信息，需要以不同的预编码/合并矩阵对导频矩阵x0进行发送和接收。所需的不同的预编码/合并矩阵对的数量至少为因此采用直接测量法的测量导频开销至少仍然为m2。以离散傅里叶变换(dft)码本为例，该码本可提供m个相互正交的长度为m的模拟预编码向量，k条射频链路可选取k个不同的模拟预编码向量构成模拟预编码矩阵，每次选取的模拟预编码矩阵依次被记为f
rf1
，f
rf2
，
…
，f
rfm/k
，同样地，在接收端k个模拟合并向量构成的矩阵依次被记为w
rf1
，w
rf2
，
…
，w
rfm/k
。对应得到的接收信号矩阵依次被记为y
01,1
,
…
,y
0m/k,m/k
，并且有如下关系：
[0068][0069]
n表示经过模拟合并后的awgn矩阵，可以如下得到自干扰信道矩阵hs的最小二乘估计：
[0070][0071][0072]
图8示出了在混合预编码/合并架构下等效自干扰信道测量的信号流。如图8所示，基站使用当前下行模拟预编码矩阵f
rf
在k个符号内将k路导频数据流构成的导频矩阵x1映射到m根天线上，同时，基站使用当前上行模拟合并矩阵w
rf
将m根天线在k个符号内的接收信号映射到k路接收数据流上，得到接收信号矩阵y1＝w
rfhsfrf
x1 w
rf
n，n表示m根天线在k个符号内的awgn矩阵。等效自干扰信道矩阵h
es
的最小二乘估计结果可被表示为
[0073]
如上所述，无论在全数字架构下，还是在混合预编码/合并架构下，第一测量单元101和第二测量单元102均可以实现对自干扰信道和等效自干扰信道的测量。并且，根据本实施例的电子设备100，可以通过比较等效自干扰信道的测量结果和在前的自干扰信道的测量结果，来确定是否要更新自干扰信道的测量结果，从而有效地利用了等效自干扰信道的低维度和自干扰信道的慢变特性，在保证自干扰信道的测量准确度的情况下降低测量导频开销。
[0074]
为了便于理解，以下给出一个仿真示例。
[0075]
在该仿真示例中，假设基站端配置了m＝100根天线，k＝10个上行用户和k＝10个下行用户，用户均配置了单天线，并且自干扰信道(hs)、上行信道(hu)、下行信道(hd)均被建模为高斯信道。上行信道和下行信道的功率被设置为了0db，而自干扰信道的功率则被设置为50db，即，ρu＝ρd＝0db，ρs＝50db，gs(i,j),gu(i,j),gd(i,j)∈cn(0,1)，其中矩阵gs、gu、gd代表中间变量，其每一个元素均服从复高斯分布，cn(0,1)代表均值为0、方差为1的复高斯分布。
[0076]
仿真中，时变信道的时间粒度δt＝0.1ms，信道变化量被建模成了高斯矩阵，h[k 1]＝h[k] σδh，δh(i,j)∈cn(0,1)，对自干扰信道σ＝0.1，对上下行信道，σ＝0.01。直接测量法的测量间隔t1＝100ms，间接测量法的测量间隔t2＝1ms。在本实施例的混合测量法中，等效自干扰信道测量的间隔为t
p
＝20ms。仿真中，假设测量可以得到完美的信道状态信息，下行预编码算法和上行合并算法均采用迫零准则，即
[0077]
首先比较采用直接测量法、间接测量法和混合测量法所获得的残余自干扰。其中，对混合测量法，考虑了3个阈值设置，分别为th＝1％、1.5％、2％。残余自干扰用等效自干扰信道与自干扰消除矩阵g的差的frobenius范数表示，即同时，对于有用的上行信号，有对于等效自干扰信道，在仿真中有对于等效自干扰信道，在仿真中有
[0078]
图9示出了分别采用3种测量方法进行自干扰消除后的残余自干扰的累积分布函数(cdf)曲线图。可以看出，在间接测量法中，由于等效自干扰信道变化太快，必须进行实时的测量。而在混合测量法中，阈值th设置越高，残留的自干扰越高，但可以保证绝大部分的残留自干扰均低于th*|g|f。
[0079]
图10示出了间接测量法和混合测量法的归一化导频开销的图，其中，归一化是相对于直接测量法的导频开销进行的。可以看出，在混合测量法中，越高的阈值th设置会导致越低的测量导频开销。因此，通过对阈值th的设置，可以实现自干扰消除性能和测量导频开销的折衷。
[0080]
应该理解，该仿真示例仅是说明性的，并不对本技术构成限制。
[0081]
《第二实施例》
[0082]
在上文的实施方式中描述用于无线通信的电子设备的过程中，显然还公开了一些处理或方法。下文中，在不重复上文中已经讨论的一些细节的情况下给出这些方法的概要，但是应当注意，虽然这些方法在描述用于无线通信的电子设备的过程中公开，但是这些方法不一定采用所描述的那些部件或不一定由那些部件执行。例如，用于无线通信的电子设备的实施方式可以部分地或完全地使用硬件和/或固件来实现，而下面讨论的用于无线通信的方法可以完全由计算机可执行的程序来实现，尽管这些方法也可以采用用于无线通信的电子设备的硬件和/或固件。
[0083]
图11示出了根据本技术的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图，该方法包括：对全双工mimo通信系统中的自干扰信道进行测量以获得第一测量结果(s11)；以及对该全双工mimo通信系统中的等效自干扰信道进行测量以获得第二测量结果(s12)。该方法例如可以在基站侧执行。
[0084]
如图中的虚线框所示，上述方法还可以包括步骤s13：基于第一测量结果和第二测量结果的比较，来确定是否要重新测量自干扰信道以更新第一测量结果。
[0085]
例如，可以周期性地测量等效自干扰信道以及执行所述确定。或者，可以在通信质量低于预定程度的情况下测量等效自干扰信道以及执行所述确定。
[0086]
自干扰信道代表从基站的发端天线到基站的收端天线的无线信道，等效自干扰信道代表从基站的发端数据流到基站的收端数据流的无线信道，在步骤s13中，可以将第一测量结果转换为代表第二测量结果对应的时刻处的等效自干扰信道的第三测量结果，并且基于第二测量结果与第三测量结果的差异来确定是否要重新测量自干扰信道以更新第一测量结果。
[0087]
例如，第一测量结果和第二测量结果可以分别用信道矩阵表示，在步骤s13中可以使用第二测量结果对应的时刻处的发端预编码矩阵和收端合并矩阵，将第一测量结果转换为第三测量结果，计算第二测量结果与第三测量结果的矩阵差的范数，并且在该范数大于预定阈值的情况下，确定要重新测量自干扰信道以更新第一测量结果。可以基于如下中的一个或多个设定该预定阈值：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。
[0088]
此外，可以基于如下中的一个或多个设置测量等效自干扰信道的周期：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。
[0089]
注意，上述方法的细节在第一实施例中已经进行了详细描述，在此不再重复。
[0090]
本公开内容的技术能够应用于各种产品。
[0091]
电子设备100可以被实现为各种基站。基站可以被实现为任何类型的演进型节点b(enb)或gnb(5g基站)。enb例如包括宏enb和小enb。小enb可以为覆盖比宏小区小的小区的enb，诸如微微enb、微enb和家庭(毫微微)enb。对于gnb也可以由类似的情形。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如nodeb和基站收发台(bts)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(rrh)。另外，各种类型的用户设备均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。
[0092]
[关于基站的应用示例]
[0093]
(第一应用示例)
[0094]
图12是示出可以应用本公开内容的技术的enb或gnb的示意性配置的第一示例的框图。注意，以下的描述以enb作为示例，但是同样可以应用于gnb。enb 800包括一个或多个天线810以及基站设备820。基站设备820和每个天线810可以经由rf线缆彼此连接。
[0095]
天线810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(mimo)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备820发送和接收无线信号。如图12所示，enb 800可以包括多个天线810。例如，多个天线810可以与enb 800使用的多个频带兼容。虽然图12示出其中enb 800包括多个天线810的示例，但是enb 800也可以包括单个天线810。
[0096]
基站设备820包括控制器821、存储器822、网络接口823以及无线通信接口825。
[0097]
控制器821可以为例如cpu或dsp，并且操作基站设备820的较高层的各种功能。例如，控制器821根据由无线通信接口825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口823来传递所生成的分组。控制器821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的enb或核心网节点来执行。存储器822包括ram和rom，并且存储由控制器821执行的程
序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
[0098]
网络接口823为用于将基站设备820连接至核心网824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823而与核心网节点或另外的enb进行通信。在此情况下，enb 800与核心网节点或其他enb可以通过逻辑接口(诸如s1接口和x2接口)而彼此连接。网络接口823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口823为无线通信接口，则与由无线通信接口825使用的频带相比，网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。
[0099]
无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(lte)和lte-先进)，并且经由天线810来提供到位于enb 800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口825通常可以包括例如基带(bb)处理器826和rf电路827。bb处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如l1、介质访问控制(mac)、无线链路控制(rlc)和分组数据汇聚协议(pdcp))的各种类型的信号处理。代替控制器821，bb处理器826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。bb处理器826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使bb处理器826的功能改变。该模块可以为插入到基站设备820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，rf电路827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线810来传送和接收无线信号。
[0100]
如图12所示，无线通信接口825可以包括多个bb处理器826。例如，多个bb处理器826可以与enb 800使用的多个频带兼容。如图12所示，无线通信接口825可以包括多个rf电路827。例如，多个rf电路827可以与多个天线元件兼容。虽然图12示出其中无线通信接口825包括多个bb处理器826和多个rf电路827的示例，但是无线通信接口825也可以包括单个bb处理器826或单个rf电路827。
[0101]
在图12所示的enb 800中，电子设备100的收发器可以由无线通信接口825实现。功能的至少一部分也可以由控制器821实现。例如，控制器821可以通过执行第一测量单元101、第二测量单元102、确定单元103的功能来准确地测量全双工mimo通信系统中的自干扰状态，使得能够在有效地消除自干扰的情况下降低测量导频开销。
[0102]
(第二应用示例)
[0103]
图13是示出可以应用本公开内容的技术的enb或gnb的示意性配置的第二示例的框图。注意，类似地，以下的描述以enb作为示例，但是同样可以应用于gnb。enb 830包括一个或多个天线840、基站设备850和rrh 860。rrh 860和每个天线840可以经由rf线缆而彼此连接。基站设备850和rrh 860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
[0104]
天线840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在mimo天线中的多个天线元件)并且用于rrh 860发送和接收无线信号。如图13所示，enb 830可以包括多个天线840。例如，多个天线840可以与enb 830使用的多个频带兼容。虽然图13示出其中enb 830包括多个天线840的示例，但是enb 830也可以包括单个天线840。
[0105]
基站设备850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855以及连接接口857。控制器851、存储器852和网络接口853与参照图12描述的控制器821、存储器822和网络接口823相同。
[0106]
无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案(诸如lte和lte-先进)，并且经由rrh 860和天线840来提供到位于与rrh 860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口855
通常可以包括例如bb处理器856。除了bb处理器856经由连接接口857连接到rrh 860的rf电路864之外，bb处理器856与参照图12描述的bb处理器826相同。如图13所示，无线通信接口855可以包括多个bb处理器856。例如，多个bb处理器856可以与enb 830使用的多个频带兼容。虽然图13示出其中无线通信接口855包括多个bb处理器856的示例，但是无线通信接口855也可以包括单个bb处理器856。
[0107]
连接接口857为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至rrh 860的接口。连接接口857还可以为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至rrh 860的上述高速线路中的通信的通信模块。
[0108]
rrh 860包括连接接口861和无线通信接口863。
[0109]
连接接口861为用于将rrh 860(无线通信接口863)连接至基站设备850的接口。连接接口861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
[0110]
无线通信接口863经由天线840来传送和接收无线信号。无线通信接口863通常可以包括例如rf电路864。rf电路864可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线840来传送和接收无线信号。如图13所示，无线通信接口863可以包括多个rf电路864。例如，多个rf电路864可以支持多个天线元件。虽然图13示出其中无线通信接口863包括多个rf电路864的示例，但是无线通信接口863也可以包括单个rf电路864。
[0111]
在图13所示的enb 830中，电子设备100的收发器可以由无线通信接口855和/或无线通信接口863实现。功能的至少一部分也可以由控制器851实现。例如，控制器851可以通过执行第一测量单元101、第二测量单元102、确定单元103的功能来准确地测量全双工mimo通信系统中的自干扰状态，使得能够在有效地消除自干扰的情况下降低测量导频开销。
[0112]
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的技术人员而言，能够理解本公开的方法和装置的全部或者任何步骤或部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者其组合的形式实现，这是本领域的技术人员在阅读了本公开的描述的情况下利用其基本电路设计知识或者基本编程技能就能实现的。
[0113]
而且，本公开还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本公开实施例的方法。
[0114]
相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本公开的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。
[0115]
在通过软件或固件实现本公开的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图14所示的通用计算机1400)安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。
[0116]
在图14中，中央处理单元(cpu)1401根据只读存储器(rom)1402中存储的程序或从存储部分1408加载到随机存取存储器(ram)1403的程序执行各种处理。在ram 1403中，也根据需要存储当cpu 1401执行各种处理等等时所需的数据。cpu 1401、rom 1402和ram 1403经由总线1404彼此连接。输入/输出接口1405也连接到总线1404。
[0117]
下述部件连接到输入/输出接口1405：输入部分1406(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1407(包括显示器，比如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等，和扬声器等)、存储部
分1408(包括硬盘等)、通信部分1409(包括网络接口卡比如lan卡、调制解调器等)。通信部分1409经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1410也可连接到输入/输出接口1405。可移除介质1411比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1410上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1408中。
[0118]
在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可移除介质1411安装构成软件的程序。
[0119]
本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图14所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可移除介质1411。可移除介质1411的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(cd-rom)和数字通用盘(dvd))、磁光盘(包含迷你盘(md)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是rom 1402、存储部分1408中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
[0120]
还需要指出的是，在本公开的装置、方法和系统中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本公开的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
[0121]
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0122]
以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。
[0123]
本技术还可以如下配置。
[0124]
(1)一种用于无线通信的电子设备，包括：
[0125]
处理电路，被配置为：
[0126]
对全双工多输入多输出通信系统中的自干扰信道进行测量以获得第一测量结果；以及
[0127]
对所述全双工多输入多输出通信系统中的等效自干扰信道进行测量以获得第二测量结果。
[0128]
(2)根据(1)所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为基于所述第一测量结果和所述第二测量结果的比较，来确定是否要重新测量所述自干扰信道以更新所述第一测量结果。
[0129]
(3)根据(2)所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为周期性地测量所述等效自干扰信道以及执行所述确定。
[0130]
(4)根据(2)所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为在通信质量低于预定程度的情况下测量所述等效自干扰信道以及执行所述确定。
[0131]
(5)根据(2)所述的电子设备，其中，所述自干扰信道代表从基站的发端天线到所
述基站的收端天线的无线信道，所述等效自干扰信道代表从所述基站的发端数据流到所述基站的收端数据流的无线信道，
[0132]
所述处理电路被配置为将所述第一测量结果转换为代表所述第二测量结果对应的时刻处的等效自干扰信道的第三测量结果，并且基于所述第二测量结果与所述第三测量结果的差异来确定是否要重新测量所述自干扰信道以更新所述第一测量结果。
[0133]
(6)根据(5)所述的电子设备，其中，所述第一测量结果和所述第二测量结果分别用信道矩阵表示，所述处理电路被配置为使用所述第二测量结果对应的时刻处的发端预编码矩阵和收端合并矩阵，将所述第一测量结果转换为所述第三测量结果，所述处理电路被配置为计算所述第二测量结果与所述第三测量结果的矩阵差的范数，并且在该范数大于预定阈值的情况下，确定要重新测量所述自干扰信道以更新所述第一测量结果。
[0134]
(7)根据(6)所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为基于如下中的一个或多个设定所述预定阈值：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。
[0135]
(8)根据(6)所述的电子设备，其中，所述发端预编码矩阵取决于所述基站与下行多用户间的物理信道和预编码算法，所述合并矩阵取决于所述基站和上行多用户间的物理信道和合并算法。
[0136]
(9)根据(6)所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为如下测量所述自干扰信道：
[0137]
使用所述基站的m根发送天线在s个符号内发送导频矩阵，其中，所述导频矩阵的每一行代表所述m根发送天线中的每一根发送天线在所述s个符号内发送的导频符号构成的导频向量，以及s大于等于m；
[0138]
使用所述基站的m根接收天线在所述s个符号内接收所述导频矩阵经过所述自干扰信道的传输得到的接收信号矩阵；以及
[0139]
基于所述导频矩阵和所述接收信号矩阵，使用信道估计算法来估算所述自干扰信道的所述第一测量结果。
[0140]
(10)根据(6)所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为如下测量所述等效自干扰信道：
[0141]
使用当前的发端预编码矩阵在l个符号内将k路导频数据流构成的导频矩阵映射到所述基站的m根天线上，其中，所述导频矩阵的每一行代表所述k路导频数据流中的每一路导频数据流在所述l个符号内的导频符号构成的导频向量，以及l大于等于k，k小于m；
[0142]
使用当前的收端合并矩阵将所述m根天线在所述l个符号内的接收信号映射到k路接收数据流上以得到接收信号矩阵；以及
[0143]
基于所述导频矩阵和所述接收信号矩阵，使用信道估计算法来估算所述等效自干扰信道的所述第二测量结果。
[0144]
(11)根据(9)所述的电子设备，其中，所述基站采用混合预编码/合并架构，其中，射频链路数目n小于天线单元的数目m，所述处理电路被配置为以不同的发端预编码矩阵多次发送所述导频矩阵并且以不同的收端合并矩阵多次接收所述接收信号矩阵，基于所述导频矩阵和合并多次的接收信号矩阵得到的合并接收信号矩阵来估算所述第一测量结果。
[0145]
(12)根据(3)所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为基于如下中的一个或多个设置测量所述等效自干扰信道的周期：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开
销的大小。
[0146]
(13)一种用于无线通信的方法，包括：
[0147]
对全双工多输入多输出通信系统中的自干扰信道进行测量以获得第一测量结果；以及
[0148]
对所述全双工多输入多输出通信系统中的等效自干扰信道进行测量以获得第二测量结果。
[0149]
(14)根据(13)所述的方法，还包括：
[0150]
基于所述第一测量结果和所述第二测量结果的比较，来确定是否要重新测量所述自干扰信道以更新所述第一测量结果。
[0151]
(15)根据(14)所述的方法，其中，周期性地测量所述等效自干扰信道以及执行所述确定。
[0152]
(16)根据(14)所述的方法，其中，在通信质量低于预定程度的情况下测量所述等效自干扰信道以及执行所述确定。
[0153]
(17)根据(14)所述的方法，其中，所述自干扰信道代表从基站的发端天线到所述基站的收端天线的无线信道，所述等效自干扰信道代表从所述基站的发端数据流到所述基站的收端数据流的无线信道，
[0154]
所述确定包括：将所述第一测量结果转换为代表所述第二测量结果对应的时刻处的等效自干扰信道的第三测量结果，并且基于所述第二测量结果与所述第三测量结果的差异来确定是否要重新测量所述自干扰信道以更新所述第一测量结果。
[0155]
(18)根据(17)所述的方法，其中，所述第一测量结果和所述第二测量结果分别用信道矩阵表示，所述确定包括：使用所述第二测量结果对应的时刻处的发端预编码矩阵和收端合并矩阵，将所述第一测量结果转换为所述第三测量结果，所述处理电路被配置为计算所述第二测量结果与所述第三测量结果的矩阵差的范数，并且在该范数大于预定阈值的情况下，确定要重新测量所述自干扰信道以更新所述第一测量结果。
[0156]
(19)根据(18)所述的方法，其中，基于如下中的一个或多个设定所述预定阈值：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。
[0157]
(20)根据(15)所述的方法，其中，基于如下中的一个或多个设置测量所述等效自干扰信道的周期：容许的残留自干扰强度，用于自干扰测量的开销的大小。
[0158]
(21)一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被执行时，执行根据(13)至(20)中的任意一项所述的用于无线通信的方法。