[发明专利]针对定时同步互易性误差的协作多点传输预编码算法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及采用OFDM技术TDD模式的协作通信系统。

背景技术

近年来为了进一步提高频谱效率、改善小区边缘用户吞吐量，协作多点传输(Coordinated Multi-point Transmission,CoMP)成为了通信领域研究热点。研究人员设计和改进了大量的预编码算法，以完全消除或较大幅度降低多用户间及同频小区间的干扰。由于大部分预编码算法均基于理想信道信（Channel Side Information，CSI）假设，因此信CSI的准确性成为了保证联合预编码算法性能的关键。在CoMP中，TDD模式基于信道互易特点，通过上行导频估计而获得下行信道的CSI，从而避免了FDD模式的大规模量化反馈开销及误差。因此TDD模式被认为是CoMP的重要发展方向。

在实际的应用中，上下行等效信道除了包含空中的传输信道外，还包括发射端与接收端的基带和射频部分。因此TDD模式的上下行等效信道通常为非理想互易，从而使预编码的性能大幅度降低。Su Liyan等人研究了等效信道的时变性。Jose和Ashikhmin研究了导频污染与上下行信道非对称干扰。为了推动TDD模式的实际应用，Alcatel-Lucent公司建立了MIMO系统窄带信道的互易性误差模型。与此同时，Huang Fan以及Shi Jing还对CoMP信道的射频增益互易性误差进行建模分析，并提出了相应的校准方法。对于频率选择性衰落信道，LTE或WiMAX均采用OFDM以对抗多径效应。引入OFDM会对会对TDD模式的CoMP系统带来新的信道互易性误差。此类信道互易性误差会导致传统的预编码算法性能大幅度降低。

文中斜黑体表示向量或矩阵，(·)^H与(·)^-1分别表示共轭转置及矩阵逆，|·|与|·|分别表示取复数模和取向量的2-范数，为克罗内克积（Kronecker product），diag{·}为对角矩阵，E{·}表示取期望值，I_x表示秩为x的单位矩阵。

发明内容

对于采用OFDM的TDD模式CoMP系统，本发明涉及由同步时偏引起的信道非理想互易性误差，并针对其特性提出了对抗该互易性误差的预编码算法。CoMP系统的本质为多小区基站协作。假设系统中有B个协作基站，各基站均装配n_t根天线。假设系统中有M个用户，各用户均装配单根天线。系统采用OFDM将信道在频域划分为N个子信道。在第k个子信道，协作基站到用户m的等效上下行信道可表示为

(1)

其中分别表示协作基站b与用户m间的等效上行与下行信道。为方便表达，后文公式中均省略子信道索引k。假设发射总功率P平均分配给各用户，则用户m在第k个子信道的接收信号可表示为

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