[發明專利]密集分布式移動通信網絡系統的同步與校準方法

在審

• 申請號: 201410334575.7
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104080109A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王東明;魏浩;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W56/00
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種使用密集分布式無線接入單元布設的多用戶空分多址無線通信系統。

背景技術

日益緊缺的頻譜資源以及無線數據業務量的持續增長，成為驅動無線通信系統進行新的變革的重要因素。隨著通信技術的不斷發展，高階調制編碼、鏈路自適應方法、MIMO等方法均已在無線通信中獲得應用。可以說，點對點通信鏈路的性能發展與工程實踐己經幾乎達到了極限。

為了能夠實現更高頻譜效率和綠色無線通信的雙重目標，人們提出了密集分布式移動通信技術。通過處于不同地理位置上的無線接入單元(Radio?Access?Unit，RAU)的協作(聯合傳輸/協作調度)來提高系統性能。密集分布式移動通信網絡系統可以通過RAU間的協作，降低系統干擾，實現小區邊緣性能提升，同時也對當前技術提供了有效的整合。

密集分布式移動通信網絡系統中，協作的RAU需要知道準確的下行信道信息，進行下行預編碼，服務多個用戶，提高系統性能。采用時分雙工(Time?Division?Duplexing，TDD)通信模式，RAU可以利用信道互易性，通過估計的上行信道信息來得到下行信道信息。根據電磁波理論，如果時間間隔小于相干時間，那么傳輸信號在上行和下行方向將經歷相同的衰落。這樣，大大減小了系統的反饋開銷。

然而，密集分布式移動通信網絡系統對協作的RAU間的同步有很高的要求。如果協作的RAU之間不同步，會大大降低用戶端的協作增益，還會產生時隙間干擾和上下行干擾，嚴重影響通信質量，甚至導致通信失敗。

另外，信道互易性理論只是適用于空中的無線傳輸信道。而一個完整的通信信道不僅包括空中的無線信道，還包括發送機和接收機的射頻(Radio?Frequency，RF)電路。RF電路包括天線，RF混頻器，數模轉換器，功率放大器等等，還受到周圍環境的影響(比如溫度，濕度等)。這樣，從對信號的影響上看，每個RF電路實際上等效于對發送和接收信號各乘以了一個額外的系數，即RF增益，而RF增益通常是不匹配的，這種RF增益的不匹配破壞了通信信道的互易性。所以，在TDD系統中，采用下行預編碼技術時，必須要進行協作RAU之間的天線校準。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種復雜度較低，可行性較強的密集分布式移動通信網絡系統的同步與校準方法。

技術方案：本發明密集分布式移動通信網絡系統的同步與校準方法采用如下技術方案：

移動通信網絡中的每一個小區密集布設分布式無線接入單元(Radio?Access?Unit，RAU)，所有RAU都通過高速鏈路與該小區的中心基帶處理單元(Baseband?Processing?Unit，BPU)相連接。在同步階段：由BPU向所連接的所有RAU發送載波信號，實現所有RAU載波信號的載頻同步。在校準階段：BPU對所有RAU進行分簇，形成樹型的分簇拓撲；同一簇內的RAU互相收發校準信號，并將收到的校準信號通過高速鏈路傳輸到BPU，直接計算相應的校準系數；不同簇內的分布式無線接入單元之間的校準系數通過間接計算獲得，即實現所有RAU的校準。

有益效果：本發明提供的密集分布式移動通信網絡系統的同步與校準方法，具有如下優點：

(1)載波同步信號由BPU通過高速鏈路向各RAU發送，信號精度高，各RAU對載波信號的載頻可以非常準確的鎖定，從而較好地實現所有RAU的載頻同步。

(2)載頻同步時，將各RAU由PLL產生的相位差和時延估計誤差統一看成是RF增益相位的一部分，通過校準來解決，將同步和校準有效地聯合起來進行處理。

(3)校準時對各RAU進行分簇，將大規模節點的校準問題化為簇內較少節點的校準問題，大大降低了復雜度。

(4)在校準時，簇內的RAU之間互相收發校準信號，無需用戶的參與。

(5)RAU收到的校準信號通過高速鏈路傳輸到BPU進行校準系數的計算，無需無線信道的反饋，減小了系統的反饋開銷，節省了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅表明本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他實施例的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種密集分布式移動通信網絡系統架構的示意圖以及RAU分簇的示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種密集分布式移動通信網絡系統同步方法的流程圖；