[发明专利]基于大规模MIMO系统的半正交导频复用方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及基于大规模MIMO系统的半正交导频复 用方法及应用。

背景技术

近些年来，随着社会的快速发展，人们对移动和固定的网络吞吐量的需求急剧 增大。可以预见，在五或十年时间内，大城市中的数百万用户或多或少地连续发送 和接收全息视频，例如在每个方向上每个用户每秒需100M/bit。目前来看，传统的 MIMO技术无法满足未来通信系统中对频谱效率和传输稳定性的要求。为了适应不 同多媒体服务和相关应用数据量不断增长的需求，就必须寻求更为先进优秀的技 术。大规模MIMO系统的基站配置了更多的天线数，充分利用空间维度资源，以 此来提高系统的频谱效率和功率效率，提高通信链路的可靠性。目前在无线通信领 域大规模MIMO技术已经成为一个研究焦点。

大规模MIMO依赖于空间复用，空间复用又依赖于系统上行链路以及下行链路 基站能够获取足够好的信道状态质量(Channel State Information，CSI)。信道状态 信息是连接MIMO系统发送信号和接收检测的桥梁，大规模MIMO系统的性能很 大程度上取决于基站能否精确地获取上下行链路的CSI，只有在已知CSI的条件下， 才能够充分利用大规模MIMO技术提供的较高的空间自由度，来使系统性能大幅 度提升。通常大规模MIMO系统采用基于导频的信道估计方式，在TDD模式下依 赖于上行链路和下行链路信道之间的互易性，通过发送上行导频来估计上下行信 道。目前大部分关于大规模MIMO系统的研究都建立在传统正交导频序列的使用。 传统正交的导频方案中，导频开销与用户数成正比。尽管用户数相比于大规模天线 阵列小很多，但是随着用户数的增多，导频开销严重限制系统性能的提升。此外， 在多小区场景中，在相干时间长度和不断增长的用户数的约束下，同一组正交导频 需要在相邻小区复用，会产生导频污染现象。目前也有一些学者研究了一些降低导 频污染影响的方法，但他们的研究中都是假设单个小区中仍然使用正交导频，而正 交导频就意味着较大的导频资源消耗。

综合考虑以上原因，如何降低系统的导频开销，进一步提升系统频谱效率和能 量效率，是大规模MIMO亟需解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的问题的基于大 规模MIMO系统的半正交导频复用方法及应用。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的基于大规模MIMO系统的半正交导频复用方法，在第1个相干时间 内，每个小区第i个用户传输导频时，前i个用户可以传输上行链路数据，后面所有用 户保持静止；在其他相干时间内，每个小区中除了正在传输导频的用户，其他所有用户 都可以传输上行链路数据。

进一步，基站采用串行干扰抵消的信道估计方法，利用已获得的信道估计值抵消 来自相应用户的干扰，逐步获得所有用户的信道估计值。

进一步，当每个小区中有用户在传输导频时，所传输的导频序列在整个系统中以 Q为复用因子进行导频复用。

本发明所述的基于大规模MIMO系统的半正交导频复用方法在集中式MIMO系统 中的应用。

本发明所述的基于大规模MIMO系统的半正交导频复用方法在分布式MIMO系统 中的应用。