[发明专利]下行分布式MIMO-OFDM系统中的信号检测方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及信号检测方法，可用于下行分布式多入多出天线正交频分复用MIMO-OFDM系统中对信号的检测。

背景技术

多入多出MIMO系统可以创造出多个并行的空间信道，通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以成倍提高。经证明MIMO系统的容量随最小天线数的增加而近似线性增加，因此MIMO系统能最大程度地利用无线信道的信道容量，实现高速可靠通信，但是MIMO系统却无法对抗频率选择性衰落。

正交频分复用OFDM系统能够有效地对抗多径传播引起的频率选择性衰落，将MIMO和OFDM技术结合起来，即构成MIMO-OFDM系统，既能弥补MIMO系统的不足，又能发挥OFDM的优势。

分布式天线技术将传统基站集中在一起的天线，通过光纤/同轴电缆延伸到较大范围以减小通信盲区，这实质上是一种宏分集，它能够有效地对抗传播电波受到的阴影衰落损耗。同时，天线的分布化结构，既可以使得收发天线间链路更加独立，收发天线间的空间相关性更弱，达到更高的系统容量，又能有效缩短信号的接入距离，降低对发射信号的功率要求。

分布式MIMO就是在这样的背景下，将传统点对点MIMO的集中式天线结构采用分布式天线技术得到的一种新型的通信结构。与集中式MIMO相比，分布式MIMO收发天线间的各链路更加独立，各收发天线间的空间相关性更弱，分布式MIMO无线通信系统能达到更高的系统容量；而且由于天线分布于小区中的不同地理位置，提高了小区的覆盖率。

分布式MIMO-OFDM系统中，基站天线分布于不同的地理位置，造成从不同的基站天线到移动台的距离不同。因此在分布式MIMO-OFDM的下行链路中，从不同发射天线发射的信号到达移动台所经历的信道传播时延也不相同。

目前，解决这个问题的方法是引入扩展的循环前缀(extended CP)。例如，华为及中国移动CMCC等公司在3GPP第55次会议上提出的提案，Analysis on uplink/downlink time delay issue for distributed antenna system(提案号R1-084336)。该提案提出可以通过引入extended CP来消除不同发射天线发射的信号到达移动台所经历的信道传播时延不同所带来的符号间干扰。但是，这种方法会带来额外的系统开销，进而降低了系统的容量。

此外，华为公司还在文章“Analysis into Timing Advance Issue in CoMP Systems”中提出，可以根据最近的接入点AP来调整Timing Advance(TA)，消除这种不同发射天线发射的信号到达移动台所经历的信道传播时延，但是这种方法，大大增加了TA的复杂度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种下行分布式MIMO-OFDM系统中的信号检测方法，使其在不增加系统的额外开销和不增加TA复杂度的情况下，根据不同发射天线发射的信号到达移动台的不同的信道传播时延对接收信号进行检测。

为实现上述目的，本发明包括如下步骤：

(1)通过信道状态信息参考符号CSI-RS或系统同步模块，测量出不同天线发射信号到达用户的时延差τ；

(2)移动台判断时延差τ是否大于传输OFDM符号的循环前缀；

(3)当时延差τ小于传输OFDM符号的循环前缀时，将接收到的信号表示为接收向量：其中E_s为总的发射功率，M_T为发射天线数，H为M_R×M_T维的信道矩阵，M_R为接收天线数，b为M_T×1的发射向量，n为M_R×1的加性复高斯白噪声向量；当时延差τ大于传输OFDM符号的循环前缀时，从符号时隙0到S-1在第j个接收天线上进行匹配滤波，S表示每根天线上发射的符号数，将匹配滤波后得到的信号表示为：其中，H_j表示M_T个发射天线到第j个接收天线在符号时隙0到S-1的信道矩阵，b′为从符号时隙0到S-1的发射向量，为由不同发射天线发射的信号到达移动台的信道传播时延引入的相关矩阵，n′为加性复高斯白噪声向量；

(4)当时延差τ小于传输OFDM符号的循环前缀时，利用接收向量：对接收信号进行最小均方误差检测，得到发射的符号；当时延差τ大于传输OFDM符号的循环前缀时，利用匹配滤波后的接收信号表达式：先对M_R根接收天线上接收到的信号进行最大比值合并，再进行迫零检测，得到发射的符号。