[发明专利]大规模多天线系统中基于并行抵消的高效导频方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体来说，涉及一种基于并行抵消的大规模多输入多输出系统导频方法。

背景技术

随着用户对高速数据服务的需求不断增加，以及不断增加的小区用户数，移动通信网络对频谱资源的需求日益增加，大规模多输入多输出（多输入多输出，文中简称：MIMO）系统通过增加基站天线数目提高系统频谱利用率，得到广泛关注。大规模MIMO系统在基站侧配备远比用户数更多的天线，而小区用户配备单个天线，基站用这大量的天线，在相同的时频资源里同时服务于多个终端用户，利用上行传输的导频以及TDD(时分双工)系统信道的互易性，获得所有用户的上下行信道估计值，从而进行上行链路数据接收以及下行链路预编码。

大规模MIMO系统的基本特征是基站侧的天线数目相比于传统多用户MIMO系统增加了一个量级以上。它相比于传统MIMO系统，具备特有的优点：获得更高倍数的容量；更高的功率利用率和频谱利用率；可以使用相对廉价、低功率的器件；更好的链路可靠性等。

传统的大规模MIMO系统，小区内所有用户采用正交导频，基站利用这些正交导频以及TDD系统信道互易性进行信道估计，从而获得所有用户的上下行信道估计信息。然而，为了满足小区内所有用户导频的正交性，导频的长度至少需要等于小区内用户数，如果小区内用户数较大，那么导频将占用较多的时频资源，尤其对于相干时间比较短的场景，导频的开销将更明显。其次，受相干时间长度的限制，导频序列的持续时间不能接近甚至超过信道相干时间，否则基站无法传输数据，因此相同的正交导频序列需要在多个小区中复用，从而基站在接收上行导频信息时将受到同频小区用户发送的导频信息的干扰，产生导频污染的问题。目前针对导频污染，主要有通过小区间协作消除导频污染、通过在时间和空间上调度导频来减轻导频污染以及导频污染预编码等方法，但还比较少有针对小区内导频的方法，通过小区内的导频配置，减轻导频给系统带来的问题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于并行抵消的大规模多输入多输出系统导频方法，该方法利用大规模MIMO系统不同用户信道间近似正交的特性，实现干扰抵消，减小导频资源消耗，从而达到系统总体数据传输性能提升。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于并行抵消的大规模多输入多输出系统导频方法，该导频方法包括以下过程：

步骤1）小区中有一个基站和K个用户，用g_k＝[g_1k,g_2k,...,g_Mk]^T表示小区中第k个用户到基站的复传输矢量，其中，M为基站的天线总数，k＝1、2、3…K，小区中第k个用户终端到基站的第m根天线的复传输系数为g_mk，m为正整数，且1≤m≤M，h_mk表示小区中第k个用户终端到基站的第m根天线的复快衰落因子，β_k表示小区中第k个用户终端到基站的慢衰落系数；用户采用长时估计方法获得慢衰落系数β_k；根据慢衰落系数β_k的值，从大到小排列小区中的所有用户，形成用户序列；

步骤2）基站首先进行信道估计，在第一个相干时间，第一个用户传输导频时，其他用户不进行数据传输，基站对第一个用户进行最小均方误差信道估计，得到第一个用户的信道估计值其中，表示第一个相干时间内第一个用户传输导频时，基站的接收信号，ρ_p表示导频信噪比，表示第一个用户传输的上行导频，表示的共轭，β₁表示小区中第一个用户终端到基站的慢衰落系数；

步骤3）第二个用户传输导频时，第一个用户同时传输上行数据，其他用户仍然静止，基站利用式（1）计算出第一个用户传输的数据信息估计值