[發(fā)明專利]一種基于用戶分組的大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)信號(hào)檢測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110930486.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN113489510B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴曉明;李華;羅裕全;閆甜甜;馬心陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0452
• 分類號(hào): H04B7/0452;H04L25/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種基于用戶分組的大規(guī)模MU?MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)信號(hào)檢測方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：針對(duì)大規(guī)模MU?MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)，將基站天線分成多個(gè)天線簇，用戶分為多個(gè)用戶組，每個(gè)天線簇獨(dú)立并行的對(duì)各用戶組發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行檢測，將檢測到的局部信息發(fā)送至中心處理單元，其中，檢測到的局部信息包括：每個(gè)用戶組的發(fā)送信號(hào)的特征信息；中心處理單元基于消息混合策略合并天線簇的局部信息，并估計(jì)各用戶組的發(fā)送信號(hào)。采用本發(fā)明，能夠顯著改善傳統(tǒng)的基于DBP架構(gòu)的分布式信號(hào)檢測算法隨天線簇?cái)?shù)增加和全局信息共享受限而導(dǎo)致的性能嚴(yán)重下降問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于用戶分組的大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)信號(hào)檢測方法。

背景技術(shù)

大規(guī)模多用戶多輸入多輸出(Multi-user Multiple-Input Multiple-Output,MU-MIMO)系統(tǒng)通過在基站裝配成百上千根天線，同時(shí)為同一頻帶內(nèi)的數(shù)十個(gè)用戶服務(wù)，進(jìn)而將頻譜效率和能量效率提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)。現(xiàn)有大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)通常采用中心化基帶信號(hào)處理方式，從基站的射頻單元到基帶處理單元需要傳遞海量數(shù)據(jù)。例如，在128天線的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，采用10比特模數(shù)轉(zhuǎn)換器且工作在40MHz帶寬，原始基帶數(shù)據(jù)速率超過200Gbps。如此高的數(shù)據(jù)速率超出現(xiàn)有高速互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的帶寬(如通用公共無線接口)并且達(dá)到現(xiàn)有芯片輸入/輸出接口的帶寬和功耗極限。此外，現(xiàn)有的檢測算法通常在基站處進(jìn)行中心化處理，產(chǎn)生極高的數(shù)據(jù)傳輸速率和計(jì)算復(fù)雜度。

現(xiàn)有技術(shù)中，提出一種非中心化基帶處理(Decentralized BasebandProcessing,DBP)架構(gòu)(如圖1所示)來緩解中心化基帶處理的帶寬和計(jì)算瓶頸，通過將基站天線劃分為多個(gè)天線簇，其中，每個(gè)天線簇包含局部的射頻電路、信道估計(jì)器、信號(hào)檢測器以及相關(guān)的計(jì)算單元，獨(dú)立并行的進(jìn)行信號(hào)處理，并將每簇的局部信息傳遞給中心處理單元。中心化處理單元根據(jù)一定的消息混合規(guī)則進(jìn)行消息合并并進(jìn)一步得到估計(jì)符號(hào)。現(xiàn)有的基于DBP的信號(hào)檢測算法，例如，非中心化最小均方誤差誤差(minimum mean-squareerror,MMSE)、迫零(zero-forcing,ZF)、及近似消息傳遞(large-MIMO approximatemessage passing,LAMA)檢測算法，在中心處理單元中通常采用兩種消息混合方式：一種為混合匹配濾波輸出；一種是以均衡后誤差方差為權(quán)值對(duì)各個(gè)天線簇的估計(jì)符號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和。

傳統(tǒng)的基于DBP的去中心化檢測算法復(fù)雜度高，且隨著天線分簇?cái)?shù)的增加，檢測算法性能損失嚴(yán)重，雖然采用DBP架構(gòu)解決了超高數(shù)據(jù)傳輸和芯片帶寬瓶頸問題，但是并沒有充分考慮由于天線分簇導(dǎo)致全局共享信息受限帶來的性能損失問題，因此，需要設(shè)計(jì)一種低復(fù)雜度高效的分布式信號(hào)檢測算法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了基于用戶分組的大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)信號(hào)檢測方法，能夠顯著改善傳統(tǒng)的基于DBP架構(gòu)的分布式信號(hào)檢測算法隨分簇?cái)?shù)增加和全局信息共享受限而導(dǎo)致的性能嚴(yán)重下降問題。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于用戶分組的大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)信號(hào)檢測方法，包括：

針對(duì)大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)，將基站天線分成多個(gè)天線簇，用戶分為多個(gè)用戶組，每個(gè)天線簇獨(dú)立并行的對(duì)各用戶組發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行檢測，將檢測到的局部信息發(fā)送至中心處理單元，其中，檢測到的局部信息包括：每個(gè)用戶組的發(fā)送信號(hào)的特征信息；

中心處理單元基于消息混合策略合并天線簇的局部信息，并估計(jì)各用戶組的發(fā)送信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述針對(duì)大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)DBP架構(gòu)，將基站天線分成多個(gè)天線簇，用戶分為多個(gè)用戶組，每個(gè)天線簇獨(dú)立并行的對(duì)各用戶組發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行檢測包括：