[发明专利]基于TDD蜂窝网络发射端信道状态信息的误差建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线蜂窝网络技术领域的方法，具体是基于时分双工（TDD，Time Division Duplexing）的蜂窝网络中发射端信道状态信息的误差建模方法。

背景技术

在多用户MIMO系统中，发射端信道状态信息(CSIT，Channel State Information at the Transmitter)对系统性能起重要影响。准确地建模CSIT误差情况可以为后续的系统性能分析以及预编码算法设计提供依据。在基于时分双工的蜂窝网络中，用户（UE）周期性地发送上行导频信号，基站通过对本小区用户的导频信号进行估计得到CSIT。在估计过程中，CSIT误差主要由以下因素引起：由于导频的发射是周期性的，因此CSIT的估计时间和CSIT的实际使用时间存在延迟；在导频信道中，存在噪声影响；在导频发送过程中，相邻小区的用户和可能发送导频信号，也可能发送数据信号，因此存在相邻小区干扰。

为精确地对CSIT误差进行建模，就需要同时考虑三种非理想因素的综合作用情况。

现有技术中公开了Baolong Zhou,Lingge Jiang,Shengjie Zhao和Chen He的文献“BER Analysis of TDD Downlink Multiuser MIMO Systems with Imperfect Channel State Information”(EURASIP JOURNAL ON WIRLESS COMMUNICATION AND NETWORKING，2011)。它提出了TDD系统中同时包含延迟误差和噪声引起的估计误差的建模方法。但是，模型中并没有考虑导频信道中相邻小区干扰的影响。为在多小区系统中使用该技术，需要对测量干扰与噪声之和进行测量，作为等价噪声带入到误差公式中。但是，针对干扰的测量只有在网络运行的情况下才是可行的。在网络规划阶段，无法得到干扰测量，也就无法使用该技术预测CSIT误差，进而对网络设计进行指导。

现有技术中公开了Abdulla Firag,Peter J.Smith,Himal A.Suraweera和Arumugam Nallanathan的文献“Beamforming in Correlated MISO Systems with Channel Estimation Error and Feedback Delay”（in PROCEEDING OF IEEE GLOBECOM,DECEMBER2011），它在误差表达式中加入了空间相关性的影响。但模型并没有考虑导频信道中的邻区干扰问题。因此，也无法为多小区系统中CSIT误差进行预测，从而指导网络设计。

现有技术中公开了Jubin Jose,Alexei Ashikhmin,Tomas L.Marzetta和Sriram Vishwanath的文献“Pilot Contamination and Precoding in Multi-cell TDD Systems”（IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS,VOL.10,NO.8,AUGUST2011）,这篇文献中考虑了导频信道中相邻小区干扰的问题。该技术简化地认为干扰信号的功率与期望导频信号功率呈固定比例。然而，随着UE在小区内的移动以及传播环境的变化，干扰信号功率与期望信号的比例随之改变。而固定比例假设并不能描述干扰信号功率与环境参数与系统参数的关系，因此限制了模型的精度。

现有技术中公开了Tomas L.Marzetta的文献“Noncooperative Cellular Wireless with Unlimited Numbers of Base Station Antenna”（IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS,VOL.9,NO.11,NOVEMBER2010），这篇文章中考虑了导频同步下的导频干扰问题，并使用了固定比例假设。另外，该技术应用的场景为大规模天线情况。