[發明專利]大規模多天線系統中基于并行抵消的高效導頻方法

有效

• 申請號: 201310695982.6
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103716263A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張華;鄭心如;許威
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03;H04L1/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體來說，涉及一種基于并行抵消的大規模多輸入多輸出系統導頻方法。

背景技術

隨著用戶對高速數據服務的需求不斷增加，以及不斷增加的小區用戶數，移動通信網絡對頻譜資源的需求日益增加，大規模多輸入多輸出（多輸入多輸出，文中簡稱：MIMO）系統通過增加基站天線數目提高系統頻譜利用率，得到廣泛關注。大規模MIMO系統在基站側配備遠比用戶數更多的天線，而小區用戶配備單個天線，基站用這大量的天線，在相同的時頻資源里同時服務于多個終端用戶，利用上行傳輸的導頻以及TDD(時分雙工)系統信道的互易性，獲得所有用戶的上下行信道估計值，從而進行上行鏈路數據接收以及下行鏈路預編碼。

大規模MIMO系統的基本特征是基站側的天線數目相比于傳統多用戶MIMO系統增加了一個量級以上。它相比于傳統MIMO系統，具備特有的優點：獲得更高倍數的容量；更高的功率利用率和頻譜利用率；可以使用相對廉價、低功率的器件；更好的鏈路可靠性等。

傳統的大規模MIMO系統，小區內所有用戶采用正交導頻，基站利用這些正交導頻以及TDD系統信道互易性進行信道估計，從而獲得所有用戶的上下行信道估計信息。然而，為了滿足小區內所有用戶導頻的正交性，導頻的長度至少需要等于小區內用戶數，如果小區內用戶數較大，那么導頻將占用較多的時頻資源，尤其對于相干時間比較短的場景，導頻的開銷將更明顯。其次，受相干時間長度的限制，導頻序列的持續時間不能接近甚至超過信道相干時間，否則基站無法傳輸數據，因此相同的正交導頻序列需要在多個小區中復用，從而基站在接收上行導頻信息時將受到同頻小區用戶發送的導頻信息的干擾，產生導頻污染的問題。目前針對導頻污染，主要有通過小區間協作消除導頻污染、通過在時間和空間上調度導頻來減輕導頻污染以及導頻污染預編碼等方法，但還比較少有針對小區內導頻的方法，通過小區內的導頻配置，減輕導頻給系統帶來的問題。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于并行抵消的大規模多輸入多輸出系統導頻方法，該方法利用大規模MIMO系統不同用戶信道間近似正交的特性，實現干擾抵消，減小導頻資源消耗，從而達到系統總體數據傳輸性能提升。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于并行抵消的大規模多輸入多輸出系統導頻方法，該導頻方法包括以下過程：

步驟1）小區中有一個基站和K個用戶，用g_k＝[g_1k,g_2k,...,g_Mk]^T表示小區中第k個用戶到基站的復傳輸矢量，其中，M為基站的天線總數，k＝1、2、3…K，小區中第k個用戶終端到基站的第m根天線的復傳輸系數為g_mk，m為正整數，且1≤m≤M，h_mk表示小區中第k個用戶終端到基站的第m根天線的復快衰落因子，β_k表示小區中第k個用戶終端到基站的慢衰落系數；用戶采用長時估計方法獲得慢衰落系數β_k；根據慢衰落系數β_k的值，從大到小排列小區中的所有用戶，形成用戶序列；

步驟2）基站首先進行信道估計，在第一個相干時間，第一個用戶傳輸導頻時，其他用戶不進行數據傳輸，基站對第一個用戶進行最小均方誤差信道估計，得到第一個用戶的信道估計值其中，表示第一個相干時間內第一個用戶傳輸導頻時，基站的接收信號，ρ_p表示導頻信噪比，表示第一個用戶傳輸的上行導頻，表示的共軛，β₁表示小區中第一個用戶終端到基站的慢衰落系數；

步驟3）第二個用戶傳輸導頻時，第一個用戶同時傳輸上行數據，其他用戶仍然靜止，基站利用式（1）計算出第一個用戶傳輸的數據信息估計值