[發(fā)明專利]多小區(qū)大規(guī)模MIMO基于導(dǎo)頻污染的干擾消除方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310530747.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN103634816A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翠芳;曾桂根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/00
• 分類號(hào): H04W24/00;H04B7/04;H04B7/08;H04L1/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

技術(shù)領(lǐng)域

???本發(fā)明涉及一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO基于導(dǎo)頻污染的干擾消除方法。

背景技術(shù)

????在大規(guī)模MIMO?（massive?MIMO）多小區(qū)TDD（time-division?duplex）系統(tǒng)中，當(dāng)小區(qū)內(nèi)采用正交的導(dǎo)頻序列、小區(qū)間采用相同的導(dǎo)頻序列組時(shí)，存在導(dǎo)頻污染問題。即對(duì)某用戶估計(jì)出的信道參數(shù)不僅包含期望用戶的信道信息，還存在其他小區(qū)對(duì)目標(biāo)小區(qū)估計(jì)的干擾。導(dǎo)頻污染的存在，使得上、下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男鸥杀萐IR?（signal?to?interference?ratio）不能隨著基站天線數(shù)增加而增加。

????目前解決由于導(dǎo)頻污染引起的干擾問題方法主要有兩大類：一類是通過相關(guān)策略減輕導(dǎo)頻污染。例如（1）將多小區(qū)分組，將某組小區(qū)導(dǎo)頻與其他各組小區(qū)的下行數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸。各組之間導(dǎo)頻污染消失，但同組間導(dǎo)頻污染仍然存在。（2）一維多小區(qū)模型中，錯(cuò)開相鄰小區(qū)導(dǎo)頻序列發(fā)送時(shí)間，從而避免相鄰小區(qū)的導(dǎo)頻污染。但是靜默時(shí)間資源浪費(fèi)，當(dāng)基站天線數(shù)增加SIR趨于定值。（3）采用導(dǎo)頻發(fā)射功率分配策略，通過減小干擾小區(qū)用戶導(dǎo)頻發(fā)射功率減小導(dǎo)頻污染。但當(dāng)干擾小區(qū)成為目標(biāo)小區(qū)時(shí)，它的導(dǎo)頻污染仍會(huì)非常嚴(yán)重。

????另一類是在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用預(yù)編碼方式來消除由于導(dǎo)頻污染引起的干擾。例如（1）根據(jù)推導(dǎo)出的上行或下行接收數(shù)據(jù)估計(jì)值公式，設(shè)計(jì)預(yù)編碼矩陣，理論上能完全消除導(dǎo)頻污染。但是該方法的前提是估計(jì)某一小區(qū)用戶數(shù)據(jù)時(shí)，需要知道所有小區(qū)用戶估計(jì)值，這在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)。（2）采用基于MMSE預(yù)編碼方式，即對(duì)下行傳輸數(shù)據(jù)尋找一個(gè)最優(yōu)的預(yù)編碼矩陣，使得接收數(shù)據(jù)的差錯(cuò)項(xiàng)及和其它小區(qū)的干擾項(xiàng)的平均功率最小。該種方法隨著天線數(shù)、用戶數(shù)的增大，計(jì)算量隨著增大，算法較復(fù)雜。（3）不同小區(qū)用戶在互不重疊時(shí)間內(nèi)發(fā)送導(dǎo)頻。當(dāng)一個(gè)小區(qū)發(fā)送導(dǎo)頻，其他小區(qū)發(fā)送預(yù)編碼信號(hào)。通過對(duì)預(yù)編碼信號(hào)的估計(jì)，估計(jì)出信道特性，從而設(shè)計(jì)出預(yù)編碼矩陣。

????上述問題是在大規(guī)模MIMO多小區(qū)TDD系統(tǒng)中導(dǎo)頻污染的干擾消除過程中應(yīng)當(dāng)予以考慮并解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO基于導(dǎo)頻污染的干擾消除方法解決現(xiàn)有技術(shù)中一類通過相關(guān)策略減輕導(dǎo)頻污染，存在的導(dǎo)頻污染消除不理想，或靜默時(shí)間資源浪費(fèi)，基站天線數(shù)增加SIR趨于定值的問題，以及另一類在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用預(yù)編碼方式來消除由于導(dǎo)頻污染引起的干擾，存在的難以實(shí)現(xiàn)、算法復(fù)雜等問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO基于導(dǎo)頻污染的干擾消除方法，對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)采用正交的預(yù)編碼序列，在傳輸上行數(shù)據(jù)、下行數(shù)據(jù)時(shí)，第???????????????????????????????????????????????個(gè)小區(qū)的所有用戶數(shù)據(jù)先乘上一組行序列，其中該序列的序列長(zhǎng)度為，該序列長(zhǎng)度大于或等于小區(qū)個(gè)數(shù)，即，不同小區(qū)的序列相互正交，滿足歸一化條件。

優(yōu)選地，在上行數(shù)據(jù)傳輸中，第個(gè)小區(qū)的第個(gè)用戶發(fā)送上行數(shù)據(jù)，先將與相乘，此時(shí)第個(gè)基站接收信號(hào)為：

????????????????????????????????（12）

其中，為的獨(dú)立同分布的加性噪聲，。

所述式（12）中，的估計(jì)值為：

????????（13）

所述式（13）中，根據(jù)引理1，可得到

?????????????????????????

(b)、(c)項(xiàng)中，，根據(jù)引理1，

根據(jù)以上(a)、(b)、(c)、(d)項(xiàng)分析，式（13）中：

?????（14）

上述式（14）中，當(dāng)基站天線時(shí)，上行數(shù)據(jù)SIR僅與有關(guān)，SIR隨基站天線數(shù)而增加到無窮。SIR不再受限于導(dǎo)頻污染。

優(yōu)選地，在下行數(shù)據(jù)傳輸中，由于TDD?信道的互易性，上行數(shù)據(jù)、下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺拦烙?jì)值相同；是第個(gè)小區(qū)的第個(gè)用戶星座點(diǎn)數(shù)據(jù)；第個(gè)小區(qū)的第個(gè)用戶接收到的數(shù)據(jù)為

????????????（15）

所有用戶的加性噪聲滿足獨(dú)立統(tǒng)分布。

所述式（15）中，估計(jì)值為

??（16）

式（16）中序列長(zhǎng)度大于或等于小區(qū)個(gè)數(shù)，即，不隨著基站天線數(shù)的增加而變化。

所述式（16）中，根據(jù)引理1，

???????????

與天線數(shù)量無關(guān)；

根據(jù)以上(e)、(f)、(g)項(xiàng)分析，式（16）中：