[發(fā)明專利]一種導(dǎo)頻序列生成方法及相應(yīng)的信號(hào)發(fā)射接收方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010016990.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN111224765B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫布勒;周一青;劉玲;原進(jìn)宏;石晶林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04L5/00
• 分類號(hào): H04L5/00;H04L25/02;H04B7/0413
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)頻序列生成方法以及相應(yīng)的信號(hào)發(fā)射接收方法和裝置，所述導(dǎo)頻序列生成方法用于在低比特量化massive MIMO系統(tǒng)中的導(dǎo)頻序列生成，所述方法包括，生成預(yù)定長(zhǎng)度的導(dǎo)頻序列，使得所生成導(dǎo)頻序列的相位序列滿足預(yù)定條件。按照這種方法所生成的導(dǎo)頻序列在用于進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，可以獲得更低的誤差、更高的數(shù)據(jù)傳輸精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，具體涉及低比特量化massive MIMO系統(tǒng)中的導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)方法以及相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送和接收方法和裝置。

背景技術(shù)

大規(guī)模多輸入多輸出(massive multiple-input multiple-output,massiveMIMO)系統(tǒng)已成為提高第五代蜂窩系統(tǒng)(5G)系統(tǒng)吞吐量所需的關(guān)鍵技術(shù)。然而，massiveMIMO系統(tǒng)潛在的高功耗，尤其是射頻鏈路的功耗已成為限制其實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。在上行系統(tǒng)中，未來(lái)的massive MIMO基站將使用數(shù)百根天線，且每根天線需要配置一條射頻鏈路，其中包含2個(gè)分別處理同相信號(hào)和正交信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter,ADC)模塊。數(shù)據(jù)表明，ADC是射頻鏈路中功耗最大的器件，其功耗隨著采樣率呈線性增長(zhǎng)，隨著ADC分辨率呈指數(shù)增長(zhǎng)。

為了降低Massive MIMO系統(tǒng)射頻鏈路的功耗，使用低比特量化的ADC是一種解決方案。然而，低比特量化會(huì)造成信號(hào)幅度和相位信息的損失，量化后的信號(hào)與量化前的信號(hào)之間差別非常大，最終會(huì)造成信號(hào)解調(diào)性能嚴(yán)重下降。在理想信道估計(jì)下，借助massiveMIMO的多天線分集，在進(jìn)行大規(guī)模天線的信號(hào)合并后可以正確還原信號(hào)的相位信息，雖然幅度信息仍有丟失，仍然可以實(shí)現(xiàn)16PSK，64PSK，256PSK等高階相位調(diào)制的準(zhǔn)確解調(diào)，有效緩解低比特量化造成的性能損失(參見S.Jacobsson,G.Durisi,M.Coldrey,U.Gustavsson和C.Studer發(fā)表于IEEE Transactions on Wireless Communications vol.16,no.6,June2017的文章Throughput Analysis of Massive MIMO Uplink With Low-ResolutionADCs。然而，當(dāng)使用實(shí)際信道估計(jì)時(shí)，相位信息也會(huì)產(chǎn)生顯著的偏差(產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)相位誤差)，對(duì)高階調(diào)制信號(hào)的解調(diào)性能造成嚴(yán)重的損失。

在現(xiàn)有研究中，低比特量化的massive MIMO系統(tǒng)中所使用的導(dǎo)頻序列一般使用LTE系統(tǒng)中指定的Zadoff-Chu序列，要想獲得較好的檢測(cè)性能導(dǎo)頻長(zhǎng)度都比較長(zhǎng)，一般使用大于10符號(hào)/用戶的導(dǎo)頻長(zhǎng)度配置。但是在實(shí)際系統(tǒng)中導(dǎo)頻序列長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，這是因?yàn)樵跓o(wú)線通信中時(shí)頻資源有限，增加導(dǎo)頻長(zhǎng)度雖然可以提高信道估計(jì)精度，但是同時(shí)減少了用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎脮r(shí)頻資源，反而會(huì)降低有效吞吐量。因此，有必要設(shè)計(jì)較短的導(dǎo)頻序列降低檢測(cè)信號(hào)相位誤差，進(jìn)而提高傳輸準(zhǔn)確度。

現(xiàn)有導(dǎo)頻序列沒有考慮到低比特量化導(dǎo)致的檢測(cè)相位誤差問(wèn)題，只是通過(guò)增加用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻序列的長(zhǎng)度來(lái)降低信道估計(jì)誤差對(duì)高階調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)產(chǎn)生的影響。由于在無(wú)線通信中可用的時(shí)頻資源有限，使用增加導(dǎo)頻序列的長(zhǎng)度會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)頻開銷過(guò)大，用于傳輸實(shí)際有用的數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)頻資源減少，最終造成有效吞吐量下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決(克服)上述現(xiàn)有技術(shù)所需的導(dǎo)頻序列過(guò)長(zhǎng)，短導(dǎo)頻序列時(shí)檢測(cè)性能低的問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種導(dǎo)頻序列生成方法及相應(yīng)的信號(hào)發(fā)射接收方法和裝置。本發(fā)明提出了最優(yōu)的導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)方法，可以獲得任意長(zhǎng)度時(shí)最小化累積絕對(duì)檢測(cè)信號(hào)相位誤差的導(dǎo)頻序列，可以在低比特量化的massive MIMO系統(tǒng)中更加高效地支持高階調(diào)制信號(hào)的傳輸。