[发明专利]基于毫米波大规模MIMO的时间反演抗干扰方法

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于毫米波大规模MIMO的时间反演抗干扰的方法，包括：发送端发射探测信号，接收端根据信道状态对信道类型进行估计；根据不同的信道类型，建立信道传输模型，估计出信道参数；在接收端将已估计信道参数反馈回发送端和时间反演镜；将时间反演预滤波器和大规模MIMO系统结合，推导出时域中接收信号；将时域接收信号在频域中表示出来，构建一个优化方程使得频域中用户间干扰为零，求出优化方程的最优解作为时间反演预滤波器向量；本发明在保证系统正常通信的前提下，最小化用户间干扰，降低系统误码率，提高了频谱利用率和系统容量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于毫米波大规模MIMO的时间反演抗干扰方法。

背景技术

随着5G时代的到来，无线通信已经成为整个社会生活中必不可少的一部分。毫米波和大规模MIMO技术结合被提出用于下一代无线通信系统中，在毫米波频段操作的大量天线，由于其小的波长可以被用于微小的设备中。除此之外，毫米波网络适用于密集小区，因为在这些频率下的小区间干扰被自然消除。然而，毫米波大规模MIMO系统存在一个问题：信号在传播过程中的传播损耗无法避免。波束成形技术能够增加在特定方向上的接收功率，获得分集增益，从而抑制毫米波大规模MIMO系统的传输损耗。然而，波束成形技术在具有频率选择性衰落的非视距(No-line-of-sight，NLOS)信道是不适用的，例如在室内环境中。这就要引入一种新型的技术充分利用阵列中的元素数量，同时还可以利用多径环境进行传播。时间反演(Time Reversal，TR)技术已被证明适合提供多种接入和分集增益。因此，本文提出了一种基于TR的解决方案，适用于室内毫米波大规模MIMO场景的用户间干扰(Inter-user Interference，IUI)问题，提供了分集和多路复用增益。

TR是通过使用时间反演信道脉冲响应(Channel Impulse Response，CIR)作为应用于发射信号的线性滤波器，从而实现信号在接收机处的空间聚焦的传输技术。TR技术因其独特的时间和空间聚焦特性，成为无线通信领域研究中的热点方向，是近年来发展的一种新型多径衰落抑制技术，被认为是未来5G无线通信系统的理想平台。

已有文献对无载波通信技术(Ultra Wideband，UWB)中的TR技术进行研究和评估，考虑了一个特定的多用户TR-UWB系统，结果表明，TR和UWB技术结合，有效降低了接收机复杂度，对提高系统性能方面具有很大的潜力。有研究提出使用TR技术空间复用单输入多输出超宽带通信系统，结果表明TR不仅可以缓解符号间干扰(Inter-symbol Interference，ISI)，而且可以减缓多路复用多个数据流而引起的多重干扰。然而，现有针对TR技术的研究，多考虑在其它场景中减小ISI或多径干扰，对于在毫米波大规模MIMO系统中减少多个用户之间的干扰的研究很少。

发明内容

针对以上的技术问题，本发明提出一种基于毫米波大规模MIMO的时间反演抗干扰方法，本发明适用于室内大规模MIMO场景中，充分利用阵列中的元件数量和多径传播，提供了分集和复用增益，使用户间干扰消除。

本发明一种基于毫米波大规模MIMO的时间反演抗干扰的方法，包括：

S1：发送端发射探测信号，接收端根据信道状态对信道类型进行估计；

S2：根据不同的信道类型，建立信道传输模型，估计出信道参数；

S3：在接收端将已估计信道参数反馈回发送端；

S4：将时间反演预滤波器和大规模MIMO系统结合，推导出时域中接收信号y(t)；

S5：将接收信号y(t)在频域中表示出来，构建一个优化方程使得频域中的用户间干扰为零，求出优化方程的最优解作为时间反演预滤波器滤波向量。

优选的，所述发送端发射探测信号，接收端根据信道状态对信道类型进行估计包括：