[發(fā)明專(zhuān)利]多天線無(wú)線通信系統(tǒng)中信道非互易條件下的誤差校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711421758.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108173581B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱洪波;許江偉;張軍;孫興華;邵振亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/0452
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/0452;H04B7/0456
• 代理公司: 江蘇海越律師事務(wù)所 32402
• 代理人: 唐小紅

本發(fā)明公開(kāi)了多天線無(wú)線通信系統(tǒng)中信道非互易條件下的誤差校正方法，該方法按以下步驟進(jìn)行：1)基站從所服務(wù)的用戶(hù)終端獲取上行信道矩陣,由于信道中存在互易誤差，在基站端獲取互易誤差估計(jì)矩陣；2)根據(jù)所得的上行信道狀態(tài)信息和互易誤差估計(jì)矩陣，在基站端設(shè)計(jì)最優(yōu)的校正矩陣；3)利用最優(yōu)校正矩陣，計(jì)算發(fā)送預(yù)編碼矩陣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，特別涉及當(dāng)無(wú)線通信系統(tǒng)信道非互易時(shí)的誤差校正方法。

背景技術(shù)

在接下來(lái)的5年時(shí)間里，全球的數(shù)據(jù)流量將會(huì)增長(zhǎng)3倍以上，并且相比于2005年，增長(zhǎng)倍數(shù)將會(huì)達(dá)到100倍。智能可攜帶設(shè)備的流行，以及機(jī)器通信方式的崛起以及物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的繁榮。因此針對(duì)未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中大量的通信場(chǎng)景，急需一種重定義的結(jié)構(gòu)對(duì)海量新興的應(yīng)用，QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)需求提供良好的支持。其中大規(guī)模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多輸入多輸出)被認(rèn)為是可以在基站端取得最顯著突破的技術(shù)。跟傳統(tǒng)的多用戶(hù)MIMO不同，大規(guī)模MIMO使用大量低功耗的基站天線，在同一個(gè)時(shí)頻資源塊去服務(wù)多個(gè)用戶(hù)設(shè)備，此時(shí)大規(guī)模MIMO在無(wú)線數(shù)據(jù)速率和鏈路可靠性上也可以取得顯著的增益。在過(guò)去幾年中，大規(guī)模MIMO技術(shù)已經(jīng)吸引了來(lái)自學(xué)術(shù)界和工業(yè)界大量的關(guān)注，并成為了無(wú)線通信領(lǐng)域最熱門(mén)的研究話(huà)題。

實(shí)際大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的運(yùn)行依賴(lài)于當(dāng)采用時(shí)分雙工工作模式時(shí)上下行信道的互易特性。理想情況下，下行鏈路的信道狀態(tài)信息可以通過(guò)在基站端計(jì)算上行鏈路的信道狀態(tài)信息獲得。但在實(shí)際情況中，由于基站和用戶(hù)端接收和發(fā)送信號(hào)分別使用兩套不同的設(shè)備，因此不同的收發(fā)設(shè)備之間存在著的一系列由于射頻電路引入的射頻誤差，比如混頻器、功率放大器、濾波器，導(dǎo)致真實(shí)的上下行信道并非互易的。而且由于在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基站端可能采用更廉價(jià)的射頻天線，使得基站端和用戶(hù)端之間的誤差將會(huì)進(jìn)一步的變大，這些都將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。而現(xiàn)有的下行預(yù)編碼技術(shù)在進(jìn)行預(yù)編碼矩陣的計(jì)算時(shí)并沒(méi)有考慮基站與用戶(hù)之間存在的互易性誤差致使系統(tǒng)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種多天線無(wú)線通信系統(tǒng)中信道非互易條件下的誤差校正方法，以降低互易誤差對(duì)系統(tǒng)性能的影響，提高系統(tǒng)和速率。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

多天線無(wú)線通信系統(tǒng)中信道非互易條件下的誤差校正方法，基于多用戶(hù)的無(wú)線通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)工作在時(shí)分雙工模式下，基站端配置N根天線同時(shí)服務(wù)K個(gè)單天線用戶(hù)，由于基站端和用戶(hù)端的射頻電路的增益不對(duì)稱(chēng)性引入了信道互易誤差，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)化的校正矩陣來(lái)校正信道互易誤差，具體步驟如下：

步驟一：基站從所服務(wù)的用戶(hù)終端獲取上行信道矩陣G，由于信道中存在互易誤差，在基站端獲取互易誤差估計(jì)矩陣

步驟二：根據(jù)所得的上行信道狀態(tài)信息和互易誤差估計(jì)矩陣，在基站端設(shè)計(jì)最優(yōu)的校正矩陣B_opt；

步驟三：利用最優(yōu)校正矩陣，計(jì)算發(fā)送預(yù)編碼矩陣。

作為本發(fā)明所述的多天線無(wú)線通信系統(tǒng)中信道非互易條件下的誤差校正方法，在步驟一中，所述信道按照如下方式建模：

H＝AG^TB，

其中，G為N×K的隨機(jī)矩陣，代表上行信道矩陣，其元素是零均值，方差為1的獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)變量，上標(biāo)(·)^T代表矩陣轉(zhuǎn)置，H為K×N的隨機(jī)矩陣，代表下行信道矩陣，其元素是零均值，方差為1的獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)變量，A為K×K的隨機(jī)對(duì)角矩陣，代表用戶(hù)端互易誤差，其元素是零均值，方差為的獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)變量，B為N×N的隨機(jī)矩陣，代表基站端互易誤差,,其中對(duì)角線元素是均值為1，方差為的獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)變量，非對(duì)角線元素是零均值，方差為的獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)變量。