[发明专利]多点传播信道中的载波相位差的检测与跟踪方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及电讯系统以及无线通讯系统领域，特别涉及无线通信载波相位检测跟踪技术领域，具体是指一种多点传播信道中的载波相位差的检测与跟踪方法及其装置。

背景技术

常见的无线移动网络包含许多小区，每一小区中设有一个或多个基站。由于小区中移动用户的位置是随机的，移动用户与服务基站之间的信道质量变化范围很大。以图1中的移动用户120和122为例，移动用户120和122都在由基站112服务的小区内。移动用户120与基站112距离很近，因此两者之间的信道质量较高，可以实现高数据流量。

另一方面，移动用户122位于受服小区的边缘，与基站112之间距离较远。在基站112用于向移动用户122输送信号的下行信道中，下行信号的强度因距离的增加而受到更多的衰减。此外，由于移动用户122更接近相邻小区，它所受到的来自相邻小区基站114和116的信号的干扰也更强大。因此在小区边缘，下行信道的质量会很差。再者，在移动用户122用于向基站112输送信号的上行信道中，移动用户122的上行信号也会受位于相邻小区的移动用户124和126的影响而变坏。所以小区边缘的上行信道质量也会很差。综上所述，小区边缘的数据流量会较当移动用户极为靠近基站时所能达到的峰值流量低很多。小区边缘的低数据流量降低了整个小区的总体数据流量，从而大大地降低了网络性能。

为了改进基于数据流量的网络性能，多点传播方案最近被引入无线移动网络。参见图1，移动用户122与基站112相连，移动用户124与基站114相连，移动用户126与基站116相连。在不采用多点传播时，每一个基站独立地与相应的移动用户通讯。以移动用户122为例，来自基站114和116的信号形成了干扰噪声。如图1所示，移动用户122位于小区边缘，来自基站114和116的干扰可以远比来自基站112和116的信号强大，从而使得移动用户122的通讯质量变得很差，进而导致极低的数据流量。

多点传播方案的重点在于提高小区边缘的性能，它的原理可以描述如下。一个多点传播系统的实例见图1。基站112、114、116构成了一个协作多点传播集。移动用户122、124、126构成了一个多点传播系统的接收集。在图1的多点传播系统中，基站112、114、116发送的是针对移动用户122、124、126信号的组合。对于每个基站来说，每个移动用户的组合权重可以是不一样的。借助精妙复杂的算法，各个基站发送的组合信号可以实现如下的效果：当来自基站112，114、116的信号抵达移动用户122时，针对移动用户124和126的信号被抵消或最小化，而针对移动用户122的信号则被最大化或增强，从而移动用户122的信号质量得到了有效的提高。同理，移动用户124和126的信号在相应的移动用户处也得到了有效的提高。在各个基站上的信号组合普遍被称为“预编码”。对应于每个移动用户和每个基站的组合权重则构成“预编码矩阵”中的元素。

移动网络中的基站信号具有广播或传播的性质。多点传播方案形成了一个多点传播信道的集合。多点传播信道具有全部抵消干扰以及为每个移动用户构造清晰信道的能力，这使得它的信道容量(一衡量网络数据流量的指标)数倍于传统的移动网络。多点传播方案已被LTE(长期演进技术)的先进版本采纳，并被称为CoMP(协作多点传输)，该名称源自相邻基站通过协作方式来实现多点传播。

尽管多点传播可以给无线移动网络带来巨大的益处，它的性能直接取决于协作基站能否拥有下行信道的信息。在图1的多点传播系统中，每个基站必须拥有全部介于基站和移动用户间的下行信道的信息以实现干扰抵消。图1的多点传播系统有3个基站和3个移动用户，因此一共有9个下行信道。基站如何获得下行信道信息和网络的上下行信道的双工方式有关。

移动网络有两种双工方式。一种是图2所示的频分双工(FDD)。在FDD方式下，上行和下行信道同时工作于两个不同的频段。另一种是图3所示的时分双工(TDD)。在TDD方式下，上行和下行信道共用一个频段。在时域中，上行和下行信道交互工作，在时间上不重叠。还有一种仍处于概念阶段的单一频道全双工系统，在这个系统中，两个无线设备(比如，一个基站和一个移动用户)在同一频段上进行全双工通讯。然而这种双工方式要进入实用阶段，必须要克服若干关键难题，譬如自干扰抵消和有限动态范围。