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CN104917712A - 信号处理方法及装置 - Google Patents

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CN104917712A CN201410095408.1A CN201410095408A CN104917712A CN 104917712 A CN104917712 A CN 104917712A CN 201410095408 A CN201410095408 A CN 201410095408A CN 104917712 A CN104917712 A CN 104917712A
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Abstract

本发明公开了一种信号处理方法及装置，属于通信技术领域。所述装置包括：信号获取模块、矩阵计算模块和信号计算模块。所述方法包括：设置正交频分复用OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号。所述装置包括：信号获取模块、矩阵计算模块和信号计算模块。本发明解决了OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响，根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。

Description

信号处理方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种信号处理方法及装置。
背景技术
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）系统是允许多个天线同时发送和接收信号的系统，由于MIMO系统中的天线较多，因此，MIMO系统中的天线都使用较小的功放，在对节能指标的要求越来越高的今天得到了广泛的应用。在使用MIMO系统发射信号时，发送端需要对输入信号进行预处理，以减少多径衰落对信号的影响。其中，多径衰落是指信号在传输过程中受地面和大气折射的影响经过多个不同路径达到接收端的现象，包括平坦衰落和频率选择性衰落。平坦衰落的信道对不同频率的信号的振幅和相位的影响基本相同，频率选择性衰落的信道对不同频率的信号的振幅和相位的影响不同。
发送端对输入信号的预处理包括预编码、RE（Resource Element，资源粒子）映射和IFFT（Inverse Fast Fourier Transform，快速傅氏逆变换）。其中，预编码是指在已知信道状态信息的情况下对频域信号进行预先处理，以降低干扰。RE映射是指将子载波中的频域信号映射到物理资源块的对应子载波中。IFFT是指将频域信号转换为时域信号。
具体地，发送端对输入信号进行时间采样，从每根天线上获取一个时间采样点；根据平坦衰落的信道特性计算约束矩阵；预先设置计算输出信号所需要的预定迭代次数，并初始化输出信号为0；计算中间变量，对得到的中间变量进行削峰操作；检测当前的迭代次数是否达到预定迭代次数；若未达到预定迭代次数，则将进行削峰操作得到中间变量作为下一次迭代的输入信号；若达到预定迭代次数，则将进行削峰操作得到的中间变量确定为输出信号。由于输出信号是根据约束矩阵和削峰操作得到的，因此，输出信号的PAR（Peak to AverageRatio，峰均比）较小，即输出信号的瞬时值在放大器的线性工作区域内，避免了瞬时值在线性工作区域外引起的信号的非线性失真。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺陷：
现有技术中的约束矩阵是根据平坦衰落的信道特性计算的，而采用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术的宽带系统受频率选择性衰落的影响，因此，现有的约束矩阵并不适用于OFDM符号，无法对OFDM符号进行预处理。其中，OFDM是一种多载波调制方式，可以将载波分成若干个正交的子载波，把高速串行数据流转换成低速并行子数据流，并调制到每个子载波上进行传输，每个OFDM符号包括至少一个经过调制的子载波。
发明内容
为了解决OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响，根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，本发明实施例提供了一种信号处理方法及装置。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种信号处理装置，所述装置包括：
信号获取模块，用于设置正交频分复用OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
矩阵计算模块，用于根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
信号计算模块，用于根据所述信号获取模块获取到的所述采样点信号、所述输入信号和所述矩阵计算模块计算得到的所述约束矩阵计算输出信号。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述矩阵计算模块，包括：
第一计算单元，用于在所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波时，根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将所述信道矩阵H乘以联合矩阵F得到所述约束矩阵；或，
第二计算单元，用于在所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波时，根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将所述信道矩阵H确定为所述约束矩阵。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第二计算单元，具体用于获取进行频域-时域转换的运算矩阵；根据RE映射的映射顺序将所述运算矩阵的运算元素中的运算因子重新排列，得到所述联合矩阵F。
结合第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，
所述信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，所述W是子载波总个数；
所述联合矩阵
所述
其中，所述Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，所述是所述Fm,n的运算因子，所述Nfft是快速傅氏变换FFT的点数，0≤m≤M-1，所述M是用户总天线数，0≤n≤N-1，所述N是基站总发送天线数。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述信号计算模块，包括：
第三计算单元，用于对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
第四计算单元，用于根据所述第三计算单元计算得到的所述第一中间变量进行计算削峰操作的峰均比PAR门限值，并根据所述门限值计算第二中间变量；
变量循环单元，用于在当前迭代次数未达到预设的迭代阈值时，根据所述第四计算单元计算得到的所述第二中间变量计算第三中间变量，将所述第三中间变量确定为所述采样点信号，再次执行所述对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；
第一确定单元，用于在当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波时，将所述第四计算单元计算得到的所述第二中间变量确定为所述输出信号；
第二确定单元，用于在当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波时，对所述第四计算单元计算得到的所述第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到所述输出信号。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第二确定单元，具体用于根据RE映射的映射顺序对所述第二中间变量进行排列；将排列后的所述第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到所述输出信号。
第二方面，本发明实施例提供了一种信号处理方法，所述方法包括：
设置正交频分复用OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵，包括：
若所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波，则根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将所述信道矩阵H乘以联合矩阵F得到所述约束矩阵；或，
若所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波，则根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将所述信道矩阵H确定为所述约束矩阵。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，包括：
获取进行频域-时域转换的运算矩阵；
根据RE映射的映射顺序将所述运算矩阵的运算元素中的运算因子重新排列，得到所述联合矩阵F。
结合第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，
所述信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，所述W是子载波总个数；
所述联合矩阵
所述
其中，所述Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，所述是所述Fm,n的运算因子，所述Nfft是快速傅氏变换FFT的点数，0≤m≤M-1，所述M是用户总天线数，0≤n≤N-1，所述N是基站总发送天线数。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，包括：
对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
根据所述第一中间变量计算削峰操作的峰均比PAR门限值，并根据所述门限值计算第二中间变量；
若当前迭代次数未达到预设的迭代阈值，则根据所述第二中间变量计算第三中间变量，将所述第三中间变量确定为所述采样点信号，再次执行所述对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；
若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波，则将所述第二中间变量确定为所述输出信号；
若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波，则对所述第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到所述输出信号。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述对所述第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到所述输出信号，包括：
根据RE映射的映射顺序对所述第二中间变量进行排列；
将排列后的所述第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到所述输出信号。
通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明一个实施例提供的信号处理装置的结构框架图；
图2是本发明再一实施例提供的信号处理装置的结构框架图；
图3是本发明再一实施例提供的信号处理装置的结构框架图；
图4是本发明一个实施例提供的信号处理装置的结构框架图；
图5是本发明一个实施例提供的信号处理方法的方法流程图；
图6是本发明另一实施例提供的信号处理方法的方法流程图；
图7是本发明另一实施例提供的信号处理方法的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1，其示出了本发明一个实施例提供的信号处理装置的结构框架图。该信号处理装置，包括：
信号获取模块110，用于设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到各个采样点。本实施例中，发送端还需要对各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。
发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。
矩阵计算模块120，用于根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
信号计算模块130，用于根据信号获取模块110获取到的采样点信号、输入信号和矩阵计算模块120计算得到的约束矩阵计算输出信号。
发送端根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号，再对输出信号添加CP（Cyclic Prefix，循环前缀），形成OFDM时域信号后进行发送。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
请参考图2，其示出了本发明再一实施例提供的信号处理装置的结构框架图。该信号处理装置，包括：信号获取模块110、矩阵计算模块120和信号计算模块130。
信号获取模块110，用于设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到所有子载波上的采样点。本实施例中，发送端还需要对所有子载波上的各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。其中，对OFDM符号进行采样的过程为现有过程，本实施例在此不作赘述。
发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。假设MIMO系统中，用户总天线数为M且进行层映射后得到的数据流为M层，则获取到的输入信号s=[s0,0s0,1…s0,M-1…sW-1,0sW-1,1…sW-1,M-1]T。其中，sW-1,M-1表示第W个子载波上第M个调制符号。
矩阵计算模块120，用于根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
信号计算模块130，用于根据信号获取模块110获取到的采样点信号、输入信号和矩阵计算模块120计算得到的约束矩阵计算输出信号。
发送端根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号，再对输出信号添加CP，形成OFDM时域信号后进行发送。
可选的，矩阵计算模块120，包括：
第一计算单元121，用于在输入信号对应于OFDM符号中的所有子载波时，根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵。
发送端对输入信号的预处理包括三个过程，分别是预编码、RE映射和频域-时域转换，因此，发送端对输入信号进行预处理的一般流程是：发送端对输入信号进行预编码、对预编码后得到的预编码输出信号进行RE映射、将RE映射后得到的频域信号转换为时域信号得到输出信号。但是，分别对输入信号进行上述处理会导致对输入信号的预处理流程较长，降低了对输入信号的处理效率。因此，一种优选方案是发送端将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，计算出联合之后的约束矩阵，通过约束矩阵实现通过一次运算过程完成上述的预处理流程，提高处理效率。具体地，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵。下面分别对信道矩阵H和联合矩阵F的设置过程进行说明：
第一，信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，W是子载波总个数；
本实施例中，预编码的目的是消除频率选择性衰落的情况下OFDM符号间的干扰，则发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性设置信道矩阵H。
具体地，由于在满足sw-1=Hw-1·xw-1时OFDM符号间的干扰较小，sw-1表示第w个子载波的输入信号，Hw-1表示第w个子载波的信道矩阵，xw-1表示第w个子载波经预编码后的预编码输出信号。因此，发送端在计算第w个子载波上的预编码输出信号xw-1时，仅需要保留第w个子载波的信道矩阵Hw-1，而将信道矩阵H中第w行的其他元素设置为0，此时可以得到信道矩阵
第二，联合矩阵
其中，Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，是Fm,n的运算因子，Nfft是快速傅氏变换FFT的点数，0≤m≤M-1，M是用户总天线数，0≤n≤N-1，N是基站总发送天线数。
本实施例中，RE映射的目的是将子载波上的频域信号映射到物理资源块的对应子载波上，频域-时域转换的目的是将频域信号转换为时域信号，则根据映射顺序对频域-时域转换的运算矩阵进行设置。
可选的，第二计算单元132，具体用于获取进行频域-时域转换的运算矩阵；根据RE映射的映射顺序将运算矩阵的运算元素中的运算因子重新排列，得到联合矩阵F。
发送端可以获取进行频域-时域转换的运算矩阵，并对运算矩阵的运算元素中的运算因子进行重新排列，得到的联合矩阵F，使经预编码输出信号与联合矩阵F相乘后得到的输出信号是映射到物理资源块的对应子载波上的时域信号。
由于s=HFa=HX，s为输入信号，C为约束矩阵，a为时域的输出信号，H为信道矩阵，X为频域信号，F为联合矩阵，假设
s=[s0,0s0,1…s0,M-1…sW-1,0sW-1,1…sW-1,M-1]T，
a=[x0,0x0,1…x0,N-1…xW-1,0xW-1,1…xW-1,N-1]T，
X=[X0,0X0,1…X0,M-1…XW-1,0XW-1,1…XW-1,M-1]T，则代入s=HFa=HX得到：
结合（1）式和（2）式可以得到：又由于频域-时域转换的结果为 X 0,0 = N fft W · W N fft 0,0 · x 0,0 + N fft W · W N fft 0,1 · x 1,0 + · · · + N fft W · W N fft 0 , W - 1 · x W - 1,0 , 因此，发送端需要将联合矩阵F中的每一个运算元素设置为对角矩阵。
比如，
其中，Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，是Fm,n的运算因子，Nfft是FFT（Fast Fourier Transform，快速傅氏变换）的点数，0≤m≤M-1，M是用户总天线数，0≤n≤N-1，N是基站总发送天线数，W是子载波总个数。其中，Nfft和均可以通过现有流程计算得到，本实施例在此不作赘述。
可选的，信号计算模块130，包括：
第三计算单元131，用于对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
第四计算单元132，用于根据第三计算单元131计算得到的第一中间变量计算削峰操作的PAR门限值，并根据门限值计算第二中间变量；
变量循环单元133，用于在当前迭代次数未达到预设的迭代阈值时，根据第四计算单元132计算得到的第二中间变量计算第三中间变量，将第三中间变量确定为采样点信号，再次执行对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的操作；
第一确定单元134，用于在当前迭代次数达到预设的迭代阈值且输入信号对应于OFDM符号中的所有子载波时，将第四计算单元132计算得到的第二中间变量确定为输出信号。
本实施例假设采样点信号x0=0N×1，y1=x0，t1=1，L=2σ2 max(C)，其中，σmax(C)为约束矩阵C的最大奇异值，CH为约束矩阵C的共轭转置，s为输入信号，迭代次数k=1，2，...，K，迭代阈值为K，则具体算法如下：
步骤1，根据计算出第一中间变量w；
步骤2，根据 α = arg min α { λα + 2 L Σ i = 1 N ( [ | [ w ] i | - α ] + ) 2 } 计算出PAR门限值α；
步骤3，根据xk=truncα(w)计算出第二中间变量xk；
步骤4，若当前迭代次数k<K，则根据计算出tk+1，并根据计算出第三中间变量yk+1，将yk+1确定为yk，继续执行步骤1；
步骤5，若当前迭代次数k=K且s对应于OFDM符号中的所有子载波，则将第二中间变量xk确定为输出信号。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
另外，通过根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵，可以将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，直接根据约束矩阵计算输出信号，而不需要分别对输入信号进行预处理、RE映射和频域-时域转换，简化了对OFDM符号的处理流程，提高了处理效率。
请参考图3，其示出了本发明再一实施例提供的信号处理装置的结构框架图。该信号处理装置，包括：信号获取模块110、矩阵计算模块120和信号计算模块130。
信号获取模块110，用于设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到单个子载波上的采样点。本实施例中，发送端还需要对单个子载波上的各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。其中，对OFDM符号进行采样的过程为现有过程，本实施例在此不作赘述。
发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。假设MIMO系统中，用户总天线数为M且进行层映射后得到的数据流为M层，则获取到的输入信号其中，sW-1,M-1表示第W个子载波上第M个调制符号。
矩阵计算模块120，用于根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
发送端对输入信号的预处理包括三个过程，分别是预编码、RE映射和频域-时域转换，若将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，计算出联合之后的约束矩阵，虽然通过约束矩阵实现通过一次运算过程完成上述的预处理流程，提高了处理效率，但是，此时约束矩阵的复杂性较高。因此，本实施例分别对信号进行预编码、RE映射和频域-时域转换。即，发送端对输入信号进行预编码、对预编码得到的预编码输出信号进行RE映射、将RE映射后得到的频域信号转换为时域信号得到输出信号，从而通过简化约束矩阵降低输出信号的计算复杂度。
信号计算模块130，用于根据信号获取模块110获取到的采样点信号、输入信号和矩阵计算模块120计算得到的约束矩阵计算输出信号。
发送端对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，对计算得到的结果进行RE映射和频域-时域转换，得到输出信号，再对输出信号添加CP，形成OFDM时域信号后进行发送。
可选的，矩阵计算模块120，包括：
第二计算单元122，用于在输入信号对应于OFDM符号中的一个子载波时，根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将信道矩阵H确定为约束矩阵。
可选的，信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，W是子载波总个数。
本实施例中，预编码的目的是消除频率选择性衰落的情况下OFDM符号间的干扰，则发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性设置信道矩阵H。
具体地，由于在满足sw-1=Hw-1·xw-1时OFDM符号间的干扰较小，sw-1表示第w个子载波的输入信号，Hw-1表示第w个子载波的信道矩阵，xw-1表示第w个子载波经预编码后的预编码输出信号。因此，发送端在计算第w个子载波上的预编码输出信号xw-1时，仅需要保留第w个子载波的信道矩阵Hw-1，而将信道矩阵H中第w行的其他元素设置为0，此时可以得到信道矩阵
可选的，信号计算模块130，包括：
第三计算单元131，用于对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
第四计算单元132，用于根据第三计算单元131计算得到的第一中间变量计算削峰操作的PAR门限值，并根据门限值计算第二中间变量；
变量循环单元133，用于当前迭代次数未达到预设的迭代阈值时，根据第四计算单元132计算得到的第二中间变量计算第三中间变量，将第三中间变量确定为采样点信号，再次执行对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；
第二确定单元135，用于在当前迭代次数达到预设的迭代阈值且输入信号对应于OFDM符号中的一个子载波时，对第四计算单元132计算得到的第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到输出信号。
本实施例假设采样点信号x0=0N×1，y1=x0，t1=1，L=2σ2 max(C)，其中，σmax(C)为约束矩阵C的最大奇异值，CH为约束矩阵C的共轭转置，s为输入信号，迭代次数k=1，2，...，K，迭代阈值为K，则具体算法如下：
步骤1，根据计算出第一中间变量w；
步骤2，根据 &alpha; = arg min &alpha; { &lambda;&alpha; + 2 L &Sigma; i = 1 N ( [ | [ w ] i | - &alpha; ] + ) 2 } 计算出PAR门限值α；
步骤3，根据xk=truncα(w)计算出第二中间变量xk；
步骤4，若当前迭代次数k<K，则根据计算出tk+1，并根据计算出第三中间变量yk+1，将yk+1确定为yk，继续执行步骤1；
步骤5，若当前迭代次数k=K且s对应于OFDM符号中的一个子载波，则对第二中间变量xkRE映射和频域-时域转换得到输出信号。
可选的，第二确定单元135，具体用于根据RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列；将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到输出信号。
发送端可以按照RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列，实现将第二中间变量映射到物理资源块的对应子载波上。由于第二中间变量是频域信号，因此，发送端还需要将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵，将第二中间变量由频域信号转换为时域信号，得到输出信号。其中，对第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换为现有流程，本实施例在此不作赘述。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
另外，通过根据RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列；将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到输出信号，可以分别计算OFDM符号中每一个子载波的输出信号，从而通过简化约束矩阵来降低输出信号的计算复杂度。
请参考图4，其示出了本发明一个实施例提供的信号处理装置的结构框架图。该信号处理装置，可以包括：处理器410以及存储器420。处理器410与存储器420耦合。
存储器420中存储计算机程序，处理器410可以通过访问所述计算机程序执行如下操作：
处理器410，用于设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号。
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到各个采样点。本实施例中，发送端还需要对各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
本发明再一实施例还提供了一种信号处理装置。该信号处理装置，可以包括：处理器410以及存储器420。处理器410与存储器420耦合。
存储器420中存储计算机程序，处理器410可以通过访问所述计算机程序执行如下操作：
处理器410，用于设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号。
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到所有子载波上的采样点。本实施例中，发送端还需要对所有子载波上的各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。假设MIMO系统中，用户总天线数为M且进行层映射后得到的数据流为M层，则获取到的输入信号s=[s0,0s0,1…s0,M-1…sW-1,0sW-1,1…sW-1,M-1]T。其中，sW-1,M-1表示第W个子载波上第M个调制符号。
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
可选的，处理器410，具体用于若输入信号对应于OFDM符号中的所有子载波，则根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵。
发送端对输入信号的预处理包括三个过程，分别是预编码、RE映射和频域-时域转换，因此，发送端对输入信号进行预处理的一般流程是：发送端对输入信号进行预编码、对预编码后得到的预编码输出信号进行RE映射、将RE映射后得到的频域信号转换为时域信号得到输出信号。但是，分别对输入信号进行上述处理会导致对输入信号的预处理流程较长，降低了对输入信号的处理效率。因此，一种优选方案是发送端将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，计算出联合之后的约束矩阵，通过约束矩阵实现通过一次运算过程完成上述的预处理流程，提高处理效率。具体地，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵。
第一，信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，W是子载波总个数；
第二，联合矩阵
其中，Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，是Fm,n的运算因子，Nfft是快速傅氏变换FFT的点数，0≤m≤M-1，M是用户总天线数，0≤n≤N-1，N是基站总发送天线数。
其中，对信道矩阵H和联合矩阵F的设置过程详见上述实施例中的描述，此处不赘述。
可选的，处理器410，具体用于对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；根据第一中间变量计算削峰操作的PAR门限值，并根据门限值计算第二中间变量；若当前迭代次数未达到预设的迭代阈值，则根据第二中间变量计算第三中间变量，将第三中间变量确定为采样点信号，再次执行对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且输入信号对应于OFDM符号中的所有子载波，则将第二中间变量确定为输出信号。
其中，对输出信号的计算过程详见上述实施例中的描述，此处不赘述。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
另外，通过根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵，可以将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，直接根据约束矩阵计算输出信号，而不需要分别对输入信号进行预处理、RE映射和频域-时域转换，简化了对OFDM符号的处理流程，提高了处理效率。
本发明再一实施例还提供了一种信号处理装置。该信号处理装置，可以包括：处理器410以及存储器420。处理器410与存储器420耦合。
存储器420中存储计算机程序，处理器410可以通过访问所述计算机程序执行如下操作：
处理器410，用于设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号。
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到单个子载波上的采样点。本实施例中，发送端还需要对单个子载波上的各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。假设MIMO系统中，用户总天线数为M且进行层映射后得到的数据流为M层，则获取到的输入信号其中，sW-1,M-1表示第W个子载波上第M个调制符号。
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
发送端对输入信号的预处理包括三个过程，分别是预编码、RE映射和频域-时域转换，若将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，计算出联合之后的约束矩阵，虽然通过约束矩阵实现通过一次运算过程完成上述的预处理流程，提高了处理效率，但是，此时约束矩阵的复杂性较高。因此，本实施例分别对信号进行预编码、RE映射和频域-时域转换。即，发送端对输入信号进行预编码、对预编码得到的预编码输出信号进行RE映射、将RE映射后得到的频域信号转换为时域信号得到输出信号，从而通过简化约束矩阵降低输出信号的计算复杂度。
可选的，处理器410，具体用于若输入信号对应于OFDM符号中的一个子载波，则根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将信道矩阵H确定为约束矩阵。
可选的，信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，W是子载波总个数。
其中，对信道矩阵H的设置过程详见上述实施例中的描述，此处不赘述。
可选的，处理器410，具体用于对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；根据第一中间变量计算削峰操作的峰均比PAR门限值，并根据门限值计算第二中间变量；若当前迭代次数未达到预设的迭代阈值，则根据第二中间变量计算第三中间变量，将第三中间变量确定为采样点信号，再次执行对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且输入信号对应于OFDM符号中的一个子载波，则对第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到输出信号。
其中，对输出信号的计算过程详见上述实施例中的描述，此处不赘述。
可选的，处理器410，具体用于根据RE映射的映射顺序对第一中间变量进行排列；将排列后的第一中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到输出信号。
发送端可以按照RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列，实现将第二中间变量映射到物理资源块的对应子载波上。由于第二中间变量是频域信号，因此，发送端还需要将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵，将第二中间变量由频域信号转换为时域信号，得到输出信号。其中，对第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换为现有流程，本实施例在此不作赘述。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
另外，通过根据RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列；将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到输出信号，可以分别计算OFDM符号中每一个子载波的输出信号，从而通过简化约束矩阵来降低输出信号的计算复杂度。
请参考图5，其示出了本发明一个实施例提供的信号处理方法的方法流程图。该信号处理方法，包括：
步骤501，设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到各个采样点。本实施例中，发送端还需要对各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。
发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。
步骤502，根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
步骤503，根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号。
发送端根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号，再对输出信号添加CP，形成OFDM时域信号后进行发送。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理方法，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
请参考图6，其示出了本发明另一实施例提供的信号处理方法的方法流程图。该信号处理方法，包括：
步骤601，设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到所有子载波上的采样点。本实施例中，发送端还需要对所有子载波上的各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。其中，对OFDM符号进行采样的过程为现有过程，本实施例在此不作赘述。
发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。假设MIMO系统中，用户总天线数为M且进行层映射后得到的数据流为M层，则获取到的输入信号s=[s0,0s0,1…s0,M-1…sW-1,0sW-1,1…sW-1,M-1]T。其中，sW-1,M-1表示第W个子载波上第M个调制符号。
步骤602，若输入信号对应于OFDM符号中的所有子载波，则根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵；
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
发送端对输入信号的预处理包括三个过程，分别是预编码、RE映射和频域-时域转换，因此，发送端对输入信号进行预处理的一般流程是：发送端对输入信号进行预编码、对预编码后得到的预编码输出信号进行RE映射、将RE映射后得到的频域信号转换为时域信号得到输出信号。但是，分别对输入信号进行上述处理会导致对输入信号的预处理流程较长，降低了对输入信号的处理效率。因此，一种优选方案是发送端将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，计算出联合之后的约束矩阵，通过约束矩阵实现通过一次运算过程完成上述的预处理流程，提高处理效率。具体地，发送端可以分别根据每一个处理过程所要达到的目的计算约束矩阵。
第一，预编码的目的是消除频率选择性衰落的情况下OFDM符号间的干扰，则发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性设置信道矩阵H。
具体地，由于在满足sw-1=Hw-1·xw-1时OFDM符号间的干扰较小，sw-1表示第w个子载波的输入信号，Hw-1表示第w个子载波的信道矩阵，xw-1表示第w个子载波经预编码后的预编码输出信号。因此，发送端在计算第w个子载波上的预编码输出信号xw-1时，仅需要保留第w个子载波的信道矩阵Hw-1，而将信道矩阵H中第w行的其他元素设置为0，此时可以得到信道矩阵
第二，RE映射的目的是将子载波上的频域信号映射到物理资源块的对应子载波上，频域-时域转换的目的是将频域信号转换为时域信号，则根据映射顺序对频域-时域转换的运算矩阵进行设置。
具体地，确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，包括：
获取进行频域-时域转换的运算矩阵；
根据RE映射的映射顺序将运算矩阵的运算元素中的运算因子重新排列，得到联合矩阵F。
发送端可以获取进行频域-时域转换的运算矩阵，并对运算矩阵的运算元素中的运算因子进行重新排列，得到的联合矩阵F，使经预编码输出信号与联合矩阵F相乘后得到的输出信号是映射到物理资源块的对应子载波上的时域信号。
其中，联合矩阵
由于s=HFa=HX，s为输入信号，C为约束矩阵，a为时域的输出信号，H为信道矩阵，X为频域信号，F为联合矩阵，假设
s=[s0,0s0,1…s0,M-1…sW-1,0sW-1,1…sW-1,M-1]T，
a=[x0,0x0,1…x0,N-1…xW-1,0xW-1,1…xW-1,N-1]T，
X=[X0,0X0,1…X0,M-1…XW-1,0XW-1,1…XW-1,M-1]T，则代入s=HFa=HX得到：
结合（1）式和（2）式可以得到：
又由于频域-时域转换的结果为 X 0,0 = N fft W &CenterDot; W N fft 0,0 &CenterDot; x 0,0 + N fft W &CenterDot; W N fft 0,1 &CenterDot; x 1,0 + &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; + N fft W &CenterDot; W N fft 0 , W - 1 &CenterDot; x W - 1,0 , 因此，发送端需要将联合矩阵F中的每一个运算元素设置为对角矩阵。
比如，
其中，Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，是Fm,n的运算因子，Nfft是FFT（Fast Fourier Transform，快速傅氏变换）的点数，0≤m≤M-1，M是用户总天线数，0≤n≤N-1，N是基站总发送天线数，W是子载波总个数。其中，Nfft和均可以通过现有流程计算得到，本实施例在此不作赘述。
步骤603，根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号。
发送端根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号，再对输出信号添加CP，形成OFDM时域信号后进行发送。
其中，根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号，包括：
对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
根据第一中间变量计算削峰操作的PAR门限值，并根据门限值计算第二中间变量；
若当前迭代次数未达到预设的迭代阈值，则根据第二中间变量计算第三中间变量，将第三中间变量确定为采样点信号，再次执行对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；
若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且输入信号对应于OFDM符号中的所有子载波，则将第二中间变量确定为输出信号。
本实施例假设采样点信号x0=0N×1，y1=x0，t1=1，L=2σ2 max(C)，其中，σmax(C)为约束矩阵C的最大奇异值，CH为约束矩阵C的共轭转置，s为输入信号，迭代次数k=1，2，...，K，迭代阈值为K，则具体算法如下：
步骤1，根据计算出第一中间变量w；
步骤2，根据 &alpha; = arg min &alpha; { &lambda;&alpha; + 2 L &Sigma; i = 1 N ( [ | [ w ] i | - &alpha; ] + ) 2 } 计算出PAR门限值α；
步骤3，根据xk=truncα(w)计算出第二中间变量xk；
步骤4，若当前迭代次数k<K，则根据计算出tk+1，并根据计算出第三中间变量yk+1，将yk+1确定为yk，继续执行步骤1；
步骤5，若当前迭代次数k=K且s对应于OFDM符号中的所有子载波，则将第二中间变量xk确定为输出信号。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理方法，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
另外，通过根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将信道矩阵H乘以联合矩阵F得到约束矩阵，可以将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，直接根据约束矩阵计算输出信号，而不需要分别对输入信号进行预处理、RE映射和频域-时域转换，简化了对OFDM符号的处理流程，提高了处理效率。
请参考图7，其示出了本发明另一实施例提供的信号处理方法的方法流程图。该信号处理方法，包括：
步骤701，设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
对于每一个OFDM符号，发送端按照预设的采样周期对该OFDM符号进行采样，得到单个子载波上的采样点。本实施例中，发送端还需要对单个子载波上的各个采样点进行初始化，即将各个采样点的时域信号设置为0，得到采样点信号。其中，对OFDM符号进行采样的过程为现有过程，本实施例在此不作赘述。
发送端还可以获取输入的调制符号，将调制符号确定为输入信号。假设MIMO系统中，用户总天线数为M且进行层映射后得到的数据流为M层，则获取到的输入信号其中，sW-1,M-1表示第W个子载波上第M个调制符号。
步骤702，若输入信号对应于OFDM符号中的一个子载波，则根据频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将信道矩阵H确定为约束矩阵；
本实施例中的约束矩阵是用于对输入信号进行预处理的矩阵。由于OFDM符号在传输过程中受频率选择性衰落的影响较大，使得接收端接收到的有些频率的信号被增强了，有些频率的信号被削弱了，导致OFDM符号之间存在严重的干扰，因此，发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性计算合适的约束矩阵，通过约束矩阵来降低OFDM符号之间的干扰。
发送端对输入信号的预处理包括三个过程，分别是预编码、RE映射和频域-时域转换，若将预编码、RE映射和频域-时域转换进行联合，计算出联合之后的约束矩阵，虽然通过约束矩阵实现通过一次运算过程完成上述的预处理流程，提高了处理效率，但是，此时约束矩阵的复杂性较高。因此，本实施例分别对信号进行预编码、RE映射和频域-时域转换。即，发送端对输入信号进行预编码、对预编码得到的预编码输出信号进行RE映射、将RE映射后得到的频域信号转换为时域信号得到输出信号，从而通过简化约束矩阵降低输出信号的计算复杂度。
本实施例中，预编码的目的是消除频率选择性衰落的情况下OFDM符号间的干扰，则发送端可以根据频率选择性衰落的信道特性设置信道矩阵H。
具体地，由于在满足sw-1=Hw-1·xw-1时OFDM符号间的干扰较小，sw-1表示第w个子载波的输入信号，Hw-1表示第w个子载波的信道矩阵，xw-1表示第w个子载波经预编码后的预编码输出信号。因此，发送端在计算第w个子载波上的预编码输出信号xw-1时，仅需要保留第w个子载波的信道矩阵Hw-1，而将信道矩阵H中第w行的其他元素设置为0，此时可以得到信道矩阵
步骤703，根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号。
发送端对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，对计算得到的结果进行RE映射和频域-时域转换，得到输出信号，再对输出信号添加CP，形成OFDM时域信号后进行发送。
其中，根据采样点信号、输入信号和约束矩阵计算输出信号，包括：
对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
根据第一中间变量计算削峰操作的PAR门限值，并根据门限值计算第二中间变量；
若当前迭代次数未达到预设的迭代阈值，则根据第二中间变量计算第三中间变量，将第三中间变量确定为采样点信号，再次执行对采样点信号、输入信号和约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；
若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且输入信号对应于OFDM符号中的一个子载波，则对第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到输出信号。
本实施例假设采样点信号x0=0N×1，y1=x0，t1=1，L=2σ2 max(C)，其中，σmax(C)为约束矩阵C的最大奇异值，CH为约束矩阵C的共轭转置，s为输入信号，迭代次数k=1，2，...，K，迭代阈值为K，则具体算法如下：
步骤1，根据计算出第一中间变量w；
步骤2，根据 &alpha; = arg min &alpha; { &lambda;&alpha; + 2 L &Sigma; i = 1 N ( [ | [ w ] i | - &alpha; ] + ) 2 } 计算出PAR门限值α；
步骤3，根据xk=truncα(w)计算出第二中间变量xk；
步骤4，若当前迭代次数k<K，则根据计算出tk+1，并根据计算出第三中间变量yk+1，将yk+1确定为yk，继续执行步骤1；
步骤5，若当前迭代次数k=K且s对应于OFDM符号中的一个子载波，则对第二中间变量xkRE映射和频域-时域转换得到输出信号。
具体地，对第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到输出信号，包括：
根据RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列；
将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到输出信号。
发送端可以按照RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列，实现将第二中间变量映射到物理资源块的对应子载波上。由于第二中间变量是频域信号，因此，发送端还需要将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵，将第二中间变量由频域信号转换为时域信号，得到输出信号。其中，对第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换为现有流程，本实施例在此不作赘述。
综上所述，本发明实施例提供的信号处理方法，通过设置OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，可以根据频率选择性衰落的信道特性对输入信号进行预处理得到输出信号，使得根据输出信号得到的OFDM符号的传输受频率选择性衰落的影响较小，解决了根据平坦衰落的信道特性得到的约束矩阵不适用于OFDM符号的问题，达到了降低频率选择性衰落对OFDM符号的传输影响的效果。
另外，通过根据RE映射的映射顺序对第二中间变量进行排列；将排列后的第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到输出信号，可以分别计算OFDM符号中每一个子载波的输出信号，从而通过简化约束矩阵来降低输出信号的计算复杂度。
需要说明的是：上述实施例提供的信号处理装置在进行信号处理时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将信号处理装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的信号处理装置与信号处理方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：
信号获取模块，用于设置正交频分复用OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
矩阵计算模块，用于根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
信号计算模块，用于根据所述信号获取模块获取到的所述采样点信号、所述输入信号和所述矩阵计算模块计算得到的所述约束矩阵计算输出信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述矩阵计算模块，包括：
第一计算单元，用于在所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波时，根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将所述信道矩阵H乘以联合矩阵F得到所述约束矩阵；或，
第二计算单元，用于在所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波时，根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将所述信道矩阵H确定为所述约束矩阵。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元，具体用于获取进行频域-时域转换的运算矩阵；根据RE映射的映射顺序将所述运算矩阵的运算元素中的运算因子重新排列，得到所述联合矩阵F。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，
所述信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，所述W是子载波总个数；
所述联合矩阵
所述
其中，所述Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，所述是所述Fm,n的运算因子，所述Nfft是快速傅氏变换FFT的点数，0≤m≤M-1，所述M是用户总天线数，0≤n≤N-1，所述N是基站总发送天线数。
5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述信号计算模块，包括：
第三计算单元，用于对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
第四计算单元，用于根据所述第三计算单元计算得到的所述第一中间变量计算削峰操作的峰均比PAR门限值，并根据所述门限值计算第二中间变量；
变量循环单元，用于在当前迭代次数未达到预设的迭代阈值时，根据所述第四计算单元计算得到的所述第二中间变量计算第三中间变量，将所述第三中间变量确定为所述采样点信号，再次执行所述对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的操作；
第一确定单元，用于在当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波时，将所述第四计算单元计算得到的所述第二中间变量确定为所述输出信号；
第二确定单元，用于在当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波时，对所述第四计算单元计算得到的所述第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到所述输出信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，具体用于根据RE映射的映射顺序对所述第二中间变量进行排列；将排列后的所述第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到所述输出信号。
7.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
设置正交频分复用OFDM符号上的各个采样点信号，并获取输入信号；
根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵；
根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据频率选择性衰落的信道特性计算约束矩阵，包括：
若所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波，则根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，并确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，将所述信道矩阵H乘以联合矩阵F得到所述约束矩阵；或，
若所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波，则根据所述频率选择性衰落的信道特性将信道矩阵H设置为对角矩阵，将所述信道矩阵H确定为所述约束矩阵。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定进行资源粒子RE映射和频域-时域转换的联合矩阵F，包括：
获取进行频域-时域转换的运算矩阵；
根据RE映射的映射顺序将所述运算矩阵的运算元素中的运算因子重新排列，得到所述联合矩阵F。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
所述信道矩阵HW-1是第w个子载波上的信道矩阵，所述W是子载波总个数；
所述联合矩阵
所述
其中，所述Fm,n是第m个用户天线在第n根基站发送天线上的运算元素，所述是所述Fm,n的运算因子，Nfft是快速傅氏变换FFT的点数，0≤m≤M-1，所述M是用户总天线数，0≤n≤N-1，所述N是基站总发送天线数。
11.根据权利要求7至10任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵计算输出信号，包括：
对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量；
根据所述第一中间变量计算削峰操作的峰均比PAR门限值，并根据所述门限值计算第二中间变量；
若当前迭代次数未达到预设的迭代阈值，则根据所述第二中间变量计算第三中间变量，将所述第三中间变量确定为所述采样点信号，再次执行所述对所述采样点信号、所述输入信号和所述约束矩阵进行计算，得到第一中间变量的步骤；
若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的所有子载波，则将所述第二中间变量确定为所述输出信号；
若当前迭代次数达到预设的迭代阈值且所述输入信号对应于所述OFDM符号中的一个子载波，则对所述第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到所述输出信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述第二中间变量进行RE映射和频域-时域转换得到所述输出信号，包括：
根据RE映射的映射顺序对所述第二中间变量进行排列；
将排列后的所述第二中间变量乘以频域-时域转换的运算矩阵得到所述输出信号。
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