用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出七基站信道校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出七基站信道校準(zhǔn)方法，屬于無線通信多輸入多輸出系統(tǒng)信道校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括在每個(gè)基站的多根天線中任意選擇一個(gè)天線作為參考天線，獲得該參考天線與該基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息，根據(jù)獲得的上下行信道狀態(tài)信息得到該參考天線與該基站其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)；在已知用戶大尺度衰落的前提下，選擇輔助校準(zhǔn)用戶得到七個(gè)基站的七個(gè)參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)；根據(jù)得到的參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)和七個(gè)參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)估算出七基站系統(tǒng)所有天線間的信道校準(zhǔn)系數(shù)。該方法引入輔助校準(zhǔn)用戶，可提升CSI準(zhǔn)確度進(jìn)而提高信道校準(zhǔn)精度，且降低信道校準(zhǔn)的復(fù)雜度。
【專利說明】
用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出-t基站信道校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信多輸入多輸出系統(tǒng)信道校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種無線通 信領(lǐng)域用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出屯基站信道校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動(dòng)終端的不斷增加，下行數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量也越來越大，多輸入多輸出(MIMO) 系統(tǒng)可W增大信道容量，從而引起產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。MIMO有兩種雙工模式，一種 是頻分雙工(FDD),另一種是時(shí)分雙工(TDD)。頻分雙工(FDD)是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的一種雙工模 式，主要特征為上下行信道工作在不同的頻段。在MIMO系統(tǒng)中，頻分雙工(FDD)在對(duì)下行信 道狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)時(shí)導(dǎo)頻開銷巨大;而若采用時(shí)分雙工(TDD)模式，因其上下行信道都工作在 同一頻段，故上下行信道存在互易性，因此可根據(jù)上行信道狀態(tài)信息(CSI)估計(jì)下行信道狀 態(tài)信息。然而實(shí)際系統(tǒng)中，由于上下行發(fā)射和接收器件不完美，破壞了信道互易性，所W利 用上行信道狀態(tài)信息不能準(zhǔn)確地估算出下行信道狀態(tài)信息。故需要對(duì)上下行信道的差異進(jìn) 行校準(zhǔn)，使其滿足互易性。
[0003] 目前對(duì)TDD上下行信道校準(zhǔn)的方式主要有兩種，絕對(duì)信道校準(zhǔn)和相對(duì)信道校準(zhǔn)。其 中絕對(duì)信道校準(zhǔn)需要額外硬件對(duì)信道校準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量和補(bǔ)償，增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度和成 本;相對(duì)信道校準(zhǔn)不需額外硬件，只需交換基站與用戶間的CSI即可對(duì)信道進(jìn)行校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為推進(jìn)無線通信領(lǐng)域的時(shí)分雙工多輸入多輸出技術(shù)的應(yīng)用，提出 用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出屯基站信道校準(zhǔn)方法，該方法可W較為準(zhǔn)確地校準(zhǔn)時(shí)分 雙工多輸入多輸出系統(tǒng)上下行信道的差異，通過互易性原理可W比較簡(jiǎn)潔地得到下行信道 準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息。
[0005] 本發(fā)明提出的用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出屯基站信道校準(zhǔn)方法，其特征在 于:在屯基站系統(tǒng)中的每個(gè)基站的多根天線中任意選擇一個(gè)天線作為參考天線，獲得該參 考天線與該基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息，根據(jù)獲得的上下行信道狀態(tài)信息得到 該參考天線與該基站其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù);將中屯、基站的參考天線作為整個(gè)系統(tǒng)的參 考天線，記為屯基站系統(tǒng)參考天線。在已知用戶大尺度衰落的前提下，選擇輔助校準(zhǔn)用戶得 到屯個(gè)基站的屯個(gè)參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù);根據(jù)得到的參考天線與該基站的其他天 線的信道校準(zhǔn)系數(shù)和屯個(gè)參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)估算出屯基站系統(tǒng)所有天線間的 信道校準(zhǔn)系數(shù)。
[0006] 本方法具體包括W下步驟：
[0007] 1)設(shè)屯基站系統(tǒng)中位于中屯、的基站記為中屯、基站1，位于邊緣的基站分別為基站 2,基站3,……，基站7,每個(gè)基站有N根天線，屯個(gè)基站共服務(wù)K個(gè)用戶，N、K為任意正整數(shù)，每 個(gè)用戶只有一根天線;在每個(gè)基站的咐良天線中分別任選一根天線作為參考天線；
[000引2)建立基站參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù):根據(jù)最小均方誤差 (MMSE)方法估計(jì)基站參考天線與該基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息；設(shè)第m個(gè)基站 的參考天線與該基站的其他第n根天線的上行信道狀態(tài)信息gm,n,N和下行信道狀態(tài)信息 hm,n,N分別為：
[0009]
[0010]
[00川 m=l ,2, . . . ,m,. . . ,7，n=l ,2, . . . ,n,. . . ,N-I，tm,n為第m個(gè)基站第n根天線的發(fā)送 鏈路等效參數(shù)，U,N為第m個(gè)基站參考天線的發(fā)送鏈路等效參數(shù)，rm,n為第m個(gè)基站第n根天線 的接收鏈路等效參數(shù)，rm,N為第m個(gè)基站參考天線的接收鏈路等效參數(shù);Pm,n,N為用戶到第m個(gè) 基站第n根天線的大尺度衰落，Cm,n,N為用戶到第m個(gè)基站第n根天線的小尺度衰落；
[0012] 定義；^,，=/,"^；；1。為第111個(gè)基站的第11根天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參 數(shù)的比值；
[0013] 根據(jù)上下行信道狀態(tài)信息及公式(3)得到參考天線與該基站的其他天線的信道校 準(zhǔn)系數(shù)與發(fā)送鏈路和接收鏈路的比值的關(guān)系：
[0014] 丫 m,l人m,l,N= 丫 m,2人m,2,N. . . = 丫 m,N (3)
[0015]其中Ym.N為第m個(gè)基站參考天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參數(shù)的比值，
為所求的第m個(gè)基站參考天線到該基站其他第n根天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)；
[0016] 3)，選出輔助校準(zhǔn)用戶：
[0017] 3-1)，設(shè)第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站的大尺度衰落為0m,k，k=l，2，. . .，k，. . .，K;設(shè)每 個(gè)基站天線和用戶天線的發(fā)送接收鏈路的等效參數(shù)服從相同的分布；
[001引3-2)，在中屯、基站1(即第1個(gè)基站）和邊緣基站i(即第m個(gè)基站）之間選擇某個(gè)用 戶，記為Uii，i = 2，3，. . .，7，使其到中屯、基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和最小;共選出 六個(gè)運(yùn)樣的用戶作為輔助校準(zhǔn)用戶.
[0019] 4)確定屯基站系統(tǒng)的參考天線:將中屯、基站1的參考天線確定為屯基站系統(tǒng)的參 考天線；
[0020] 5)確定屯基站系統(tǒng)參考天線到其他各基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)：
[0021] 若輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和，大于中屯、基站1 和邊緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用戶化1輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行 信道估計(jì)性能差，則用MMSE直接進(jìn)行基站間的信道估計(jì);若輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1和 邊緣基站i的大尺度衰落之和，小于中屯、基站1和邊緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用 戶化1輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行信道估計(jì)性能好，則用MMSE估計(jì)方法分別估計(jì) 輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1的參考天線上下行信道狀態(tài)信息卻輔助校準(zhǔn)用戶 化i至Ij邊緣基站i的參考天線上下行信道狀態(tài)信息貨,W.枯，具體包括：
[0022] 5-1)基于輔助校準(zhǔn)用戶化1輔助校準(zhǔn)的中屯、基站1和邊緣基站i的上下行信道狀態(tài) f目息為坑，g,?,町巧，；
[0023] 其中
和 馬,分別為用戶化1的發(fā)送和接收鏈路等效參數(shù);K如W吼為用戶化1到第m個(gè)基站參考天線的小 尺度衰落，A,r,,為用戶化I到第m個(gè)基站參考天線的大尺度衰落；
[0024] 5-2)，中屯、基站1的參考天線與其他各基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)與接收 鏈路和發(fā)送鏈路的比值的關(guān)系如公式(4)所示：
[0025] y 2,N^,!= T 3,N^3,l= ? ? ? = T 7,N^7,1= T I,N (4)
[00%] 其中 1為邊緣基站i的參考天線到中屯、基站1的參考天線的f胃 道校準(zhǔn)系數(shù)；
[0027] 6)，則邊緣基站i的第n根天線到中屯、基站1的參考天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)為：
[002引入i,n,l,N =入，1 巧）；
[0029] 根據(jù)公式(5)可得到W中屯、基站1的參考天線為屯基站系統(tǒng)參考天線的屯基站系 統(tǒng)的信道校準(zhǔn)系數(shù)，至此就得到了屯基站系統(tǒng)中任意天線到W中屯、基站1的參考天線為屯 基站系統(tǒng)參考天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)。
[0030] 本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果：
[0031] 本發(fā)明所提的信道校準(zhǔn)方法基于相對(duì)信道校準(zhǔn)的方式，在屯基站系統(tǒng)中，先得到 每個(gè)基站的參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)和屯個(gè)基站的屯個(gè)參考天線之 間的信道校準(zhǔn)系數(shù)，再估算屯基站系統(tǒng)所有天線間的信道校準(zhǔn)系數(shù)，如此分步進(jìn)行信道校 準(zhǔn)，可進(jìn)一步降低信道校準(zhǔn)的復(fù)雜度;此外，本發(fā)明方法中引入輔助校準(zhǔn)用戶，可提升CSI準(zhǔn) 確度進(jìn)而提高信道校準(zhǔn)精度。
【附圖說明】
[0032] 圖1為多輸入多輸出屯基站信道校準(zhǔn)示意圖。
[0033] 圖2為本發(fā)明的用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出屯基站信道校準(zhǔn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035] 本發(fā)明提出的用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出屯基站信道校準(zhǔn)方法，其特征在 于:在屯基站系統(tǒng)中的每個(gè)基站(基站具有多根天線）的多根天線中任意選擇一個(gè)天線作為 參考天線，獲得該參考天線與該基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息，根據(jù)獲得的上下 行信道狀態(tài)信息得到該參考天線與該基站其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù);其中屯、基站的參考天 線作為整個(gè)系統(tǒng)的參考天線，記為屯基站參考天線;在已知用戶大尺度衰落的前提下，選擇 輔助校準(zhǔn)用戶得到屯個(gè)基站的屯個(gè)參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù);根據(jù)得到的參考天線與 該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)和屯個(gè)參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)估算出屯基站系 統(tǒng)所有天線間的信道校準(zhǔn)系數(shù)。
[0036] 本方法具體包括W下步驟：
[0037] 1)設(shè)屯基站系統(tǒng)中位于中屯、的基站記為中屯、基站1，位于邊緣的基站分別為基站 2，基站3，……，基站7，如圖1所示，Uii，Ui2，. . .，Ui7為輔助校準(zhǔn)用戶，虛線表示邊緣基站與中 屯、基站之間可能的直接基站間信道估計(jì)，每個(gè)基站有N根天線，屯個(gè)基站共服務(wù)K個(gè)用戶(N、 K為任意正整數(shù)，N可取典型值為幾百，K可取典型值為幾或幾十），每個(gè)用戶只有一根天線； 在每個(gè)基站的咐良天線中分別任選一根天線11，12，…，17作為參考天線；
[0038] 2)建立基站參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù):根據(jù)最小均方誤差 (MMSE)方法估計(jì)基站參考天線與該基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息；設(shè)第m個(gè)基站 的參考天線與該基站的其他第n根天線的上行信道狀態(tài)信息gm,n,N和下行信道狀態(tài)信息 hm,n,N分別為：
[0039] U)，
[0040] (2)；
[0041] m=l ,2, . . . ,m,. . . ,7，n=l ,2, . . . ,n,. . . ,N-I，tm,n為第m個(gè)基站第n根天線的發(fā)送 鏈路等效參數(shù)，U,N為第m個(gè)基站參考天線的發(fā)送鏈路等效參數(shù)，rm,n為第m個(gè)基站第n根天線 的接收鏈路等效參數(shù)，rm, N為第m個(gè)基站參考天線的接收鏈路等效參數(shù)，（tm,n、tm, NJm, n Jm, N 參數(shù)為信道固有屬性，是一種增益，上下行信道不對(duì)稱時(shí)，tm,n辛rm,n，tm,N辛rm,N，因此需要進(jìn) 行信道校準(zhǔn)N為用戶到第m個(gè)基站第n根天線的大尺度衰落(通過長(zhǎng)期測(cè)量已知，在本 方法中為確定已知），Cm,n,N為用戶到第m個(gè)基站第n根天線的小尺度衰落(未知中間量，在計(jì) 算比值過程中可約分，不需獲得具體值）；
[0042] 電義
3第m個(gè)基站的第n根天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參 數(shù)的比值；
[0043] 根據(jù)上下行信道狀態(tài)信息及公式(3)得到參考天線與該基站的其他天線的信道校 準(zhǔn)系數(shù)與發(fā)送鏈路和接收鏈路的比值的關(guān)系：
[0044]
(3)
[0045] 其中丫 m,N為第m個(gè)基站參考天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參數(shù)的比值， W = Ah,。>1據(jù)!：。,W為所求的第m個(gè)基站參考天線到該基站其他第n根天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)；
[0046] 3)，選出輔助校準(zhǔn)用戶：
[0047] 3-1)，設(shè)第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站的大尺度衰落為Pm,k(第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站參考 天線的大尺度衰落等于第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站的大尺度衰落），k=l，2,. . .，k，. . .，K;設(shè)每 個(gè)基站天線和用戶天線的發(fā)送接收鏈路的等效參數(shù)服從相同的分布，則根據(jù)MMSE方法估計(jì) 的信道狀態(tài)信息準(zhǔn)確度只與信道的大尺度衰落有關(guān)(大尺度衰落越大則信道估計(jì)越不準(zhǔn) 確）；
[004引 3-2)，如圖1所示，在中屯、基站1(即第1個(gè)基站)和邊緣基站i(即第m個(gè)基站)之間選 擇某個(gè)用戶，記為化1，1 = 2，...，7，使其到中屯、基站1和邊緣基站1的大尺度衰落之和最?。?共選出六個(gè)運(yùn)樣的用戶作為輔助校準(zhǔn)用戶；
[0049] 4)確定屯基站系統(tǒng)的參考天線:將中屯、基站1的參考天線確定為屯基站系統(tǒng)的參 考天線；
[0050] 5)確定屯基站系統(tǒng)參考天線到其他基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)：
[0051] 若輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和，大于中屯、基站1 和邊緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用戶化1輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行 信道估計(jì)性能差，則用匪SE直接進(jìn)行基站間的信道估計(jì)（如圖1中，輔助校準(zhǔn)用戶Ui3到中屯、 基站1和邊緣基站3的大尺度衰落之和，極有可能大于中屯、基站1和邊緣基站3之間的大尺度 衰落之和，則中屯、基站1和邊緣基站3直接進(jìn)行基站間信道估計(jì)）；若輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、 基站I和邊緣基站i的大尺度衰落之和，小于等于中屯、基站I和邊緣基站i之間的大尺度衰落， 表明基于用戶化1輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行信道估計(jì)性能好，則用MMSE估計(jì)方 法分別估計(jì)輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1的參考天線上下行信道狀態(tài)信息扣《,,,，知WA,，輔 助校準(zhǔn)用戶化1到邊緣基站i的參考天線上下行信道狀態(tài)信息;
[0052] 5-1)則基于輔助校準(zhǔn)用戶化1輔助校準(zhǔn)的中屯、基站1和邊緣基站i的上下行信道狀 態(tài)f目息為拼爪巧,.為從巧,.，容W咕;
[0化3] 其中：
，m =1，. .，7.i = 2, . . .，7;心'。郝而分別為用戶化1的發(fā)送和接收鏈路等效參數(shù)；為用戶 化1到第m個(gè)基站參考天線的小尺度衰落(未知中間量，在計(jì)算比值過程中可約分，不需獲得 具體值）；底，W巧,為用戶化1到第m個(gè)基站參考天線的大尺度衰落(通過長(zhǎng)期測(cè)量已知，在本方 法中為確定已知）；
[0054] 5-2)，中屯、基站1的參考天線與其他各基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)與接收 鏈路和發(fā)送鏈路的比估的關(guān)系化公式（4)所示：
[0化5]
(4)
[0化6]其中
1為邊緣基站i的參考天線到中屯、基站1的參考天線的信 道校準(zhǔn)系數(shù)；
[0057] 6)，則邊緣基站i的第n根天線到中屯、基站1的參考天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)為：
[005引 Ai,n,l,N = Vn,N、,l (5);
[0059] 根據(jù)公式(5)可得到W中屯、基站1的參考天線為屯基站系統(tǒng)參考天線的屯基站系 統(tǒng)的信道校準(zhǔn)系數(shù)，至此就得到了屯基站系統(tǒng)中任意天線到屯基站系統(tǒng)參考天線的信道校 準(zhǔn)系數(shù)。
[0060] 實(shí)施例
[0061] 本發(fā)明方法實(shí)施例用于如圖1所示在屯基站系統(tǒng)中，每個(gè)基站有100根天線，每個(gè) 基站服務(wù)10個(gè)用戶，每個(gè)用戶只有一根天線。
[0062] 本實(shí)施例具體包括W下步驟：
[0063] 1)在每個(gè)基站的100根天線中分別任選一根天線作為參考天線。
[0064] 2)根據(jù)最小均方誤差(MMSE)方法估計(jì)基站參考天線與該基站其他天線的上下行 信道狀態(tài)信息;本實(shí)施例的系統(tǒng)中，每個(gè)基站有100根天線，第m(m=l，2,…，m，…，7)個(gè)基站 的參考天線與該基站其他第n根天線的上下行信道狀態(tài)信息為：
[0065] (1)，
[0066] (2)；
[0067] n=l，2, . . .，n，. . .，99，tm,n為第m個(gè)基站第n根天線的發(fā)送鏈路等效參數(shù)，tm,ioo為 第m個(gè)基站參考天線的發(fā)送鏈路等效參數(shù);rm,n為第m個(gè)基站第n根天線的接收鏈路等效參 數(shù)，rm,100為第m個(gè)基站參考天線的接收鏈路等效參數(shù)。Cm,n,100為用戶到第m個(gè)基站第n根天線 的小尺度衰落，Pm,MOO為用戶到第m個(gè)基站第n根天線的大尺度衰落；
[0068] 定義
^第!!!個(gè)基站第n根天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參數(shù) 的比值；
[0069] 根據(jù)上下行信道狀態(tài)信息及公式(3)得到參考天線與該基站其他天線的信道校準(zhǔn) 參數(shù)與發(fā)送鏈路和接收鏈路的比值的關(guān)系：
[0070]
[0071] 其中
為所求的第m個(gè)基站參考天線到該基站其他第n根天線的 信道校準(zhǔn)系數(shù)。
[0072] 3)，選出輔助校準(zhǔn)用戶：
[0073] 3-1)，設(shè)第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站的大尺度衰落為Pm,k(第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站參考 天線的大尺度衰落等于第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站的大尺度衰落），k=l，2, . . .，k，. . .，K;設(shè)每 個(gè)基站天線和用戶天線的發(fā)送接收鏈路的等效參數(shù)服從相同的分布，則根據(jù)MMSE方法估計(jì) 的信道狀態(tài)信息準(zhǔn)確度只與信道的大尺度衰落有關(guān)(大尺度衰落越大則信道估計(jì)越不準(zhǔn) 確）；
[0074] 3 - 2 )，如圖1所示，在中屯、基站1 (即第1個(gè)基站)和邊緣基站i (即第m個(gè)基站)之間選 擇某個(gè)用戶，記為Uii，i = 2，...，7，使其到中屯、基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和最??； 共選出六個(gè)運(yùn)樣的用戶作為輔助校準(zhǔn)用戶；
[0075] 4)，確定屯基站系統(tǒng)的參考天線:將中屯、基站1的參考天線確定為屯基站系統(tǒng)參考 天線；
[0076] 5)，確定屯基站系統(tǒng)參考天線到其他基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)：
[0077] 若輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和，大于中屯、基站1 和邊緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用戶化1輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行 信道估計(jì)性能差，則用MMSE直接進(jìn)行基站間的信道估計(jì);若輔助校準(zhǔn)用戶化1到中屯、基站1和 邊緣基站i的大尺度衰落之和，小于中屯、基站1和邊緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用 戶化1輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行信道估計(jì)性能好，則用MMSE估計(jì)方法分別估計(jì) 輔助校準(zhǔn)用戶化i到中屯、基站1的參考天線上下行信道狀態(tài)信息&.|。化',,，咕勵(lì)X/,,，輔助校準(zhǔn)用 戶化i到邊緣基站i的參考天線上下行信道狀態(tài)信息&,柳巧,A.1冊(cè)山,,；
[0078] 5-1)，則基于輔助校準(zhǔn)用戶化1輔助校準(zhǔn)的中屯、基站1和邊緣基站i的上下行信道狀 態(tài)f目息為筑,1。。巧馬斯。:機(jī).*疾斯。:機(jī).?'。。巧,.；
[0079] 其中；
， m=l = 1,和職分別為用戶Uii的發(fā)送和接收鏈路等效參數(shù)，tm,i日日和rm,ioo 分別為第m個(gè)基站參考天線發(fā)送和接收鏈路的等效參數(shù);為用戶化1到第m個(gè)基站參考 天線的小尺度衰落巧知中間量，在計(jì)算比值過程中可約分，不需獲得具體值）；底,,OW,,為用 戶化1到第m個(gè)基站參考天線的大尺度衰落(通過長(zhǎng)期測(cè)量已知，在本方法中為確定已知）；
[0080] 5-2)，則W中屯、基站1的參考天線為屯基站系統(tǒng)參考天線的屯基站系統(tǒng)中，參考天 線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)與接收鏈路和發(fā)送鏈路的比值的關(guān)系如公式(4)所示：
[0081] 丫 2,100入2,1= 丫 3,100入3,1= ...= 丫 7,100入7,1= 丫 1,100 (4)
[0082] 其中
4,1為邊緣基站i的參考天線到中屯、基站I的參考天線的 信道校準(zhǔn)系數(shù)；
[0083] 6)，則邊緣基站i的第n根天線到中屯、基站1的參考天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)為：
[0084] 、，。，1,1〇〇 =入111,。，1〇〇入1,1 (5)
[0085] 根據(jù)公式(5)可得到W中屯、基站1的參考天線為屯基站系統(tǒng)參考天線的屯基站系 統(tǒng)的信道校準(zhǔn)系數(shù)，至此就得到了屯基站系統(tǒng)中任意天線到屯基站系統(tǒng)參考天線的信道校 準(zhǔn)系數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出七基站信道校準(zhǔn)方法，其特征在于:在七基 站系統(tǒng)中的每個(gè)基站的多根天線中任意選擇一個(gè)天線作為參考天線，獲得該參考天線與該 基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息，根據(jù)獲得的上下行信道狀態(tài)信息得到該參考天線 與該基站其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù);將中心基站的參考天線作為七基站系統(tǒng)的參考天線， 在已知用戶大尺度衰落的前提下，選擇輔助校準(zhǔn)用戶得到七個(gè)基站的七個(gè)參考天線之間的 信道校準(zhǔn)系數(shù);根據(jù)得到的參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)和七個(gè)參考天線 之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)估算出七基站系統(tǒng)所有天線間的信道校準(zhǔn)系數(shù)。2. 如權(quán)利要求1所述用戶輔助的時(shí)分雙工多輸入多輸出七基站信道校準(zhǔn)方法，其特征 在于，該方法具體包括以下步驟： 1) 設(shè)七基站系統(tǒng)中位于中心的基站記為中心基站1，位于邊緣的基站分別為基站2，基 站3,……，基站7,每個(gè)基站有N根天線，七個(gè)基站共服務(wù)K個(gè)用戶，N、K為任意正整數(shù)，每個(gè)用 戶只有一根天線;在每個(gè)基站的N根天線中分別任選一根天線作為參考天線； 2) 建立基站參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系數(shù):根據(jù)最小均方誤差(MMSE) 方法估計(jì)基站參考天線與該基站的其他天線的上下行信道狀態(tài)信息；設(shè)第m個(gè)基站的參考 天線與該基站的其他第η根天線的上行信道狀態(tài)信息g m,n,N和下行信道狀態(tài)信息hm,n, N分別 為：m=l ,2,. . . ,m, . . . ,7，n=l ,2,. . . ,η, . . . ,Ν-l，tm,n為第m個(gè)基站第η根天線的發(fā)送鏈路 等效參數(shù)，U,N為第m個(gè)基站參考天線的發(fā)送鏈路等效參數(shù)，rm,n為第m個(gè)基站第η根天線的接 收鏈路等效參數(shù)，rm,N為第m個(gè)基站參考天線的接收鏈路等效參數(shù);ftn, η,Ν為用戶到第m個(gè)基站 第η根天線的大尺度衰落，Cm, η, N為用戶到第m個(gè)基站第η根天線的小尺度衰落； 定義?為第m個(gè)基站的第η根天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參數(shù)的 比值； 根據(jù)上下行信道狀態(tài)信息及公式(3)得到參考天線與該基站的其他天線的信道校準(zhǔn)系 數(shù)與發(fā)送鏈路和接收鏈路的比值的關(guān)系： Υ m, l-^m, 1, Ν - Υ m, 2-^m, 2, N . . . - Y m,N ( 3 ) 其中為第m個(gè)基站參考天線發(fā)送鏈路等效參數(shù)和接收鏈路等效參數(shù)的比值， 為所求的第m個(gè)基站參考天線到該基站其他第Π 根天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)； 3) ，選出輔助校準(zhǔn)用戶： 3-1)，設(shè)第k個(gè)用戶到第m個(gè)基站的大尺度衰落Si3m,k，k=l，2, . . .，k，. . .，Κ;設(shè)每個(gè)基 站天線和用戶天線的發(fā)送接收鏈路的等效參數(shù)服從相同的分布； 3-2)，在中心基站1(即第1個(gè)基站）和邊緣基站i (即第m個(gè)基站）之間選擇某個(gè)用戶，記 為Uu，i = 2,3,. . .，7,使其到中心基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和最小;共選出六個(gè)這 樣的用戶作為輔助校準(zhǔn)用戶； 4) 確定七基站系統(tǒng)的參考天線：將中心基站1的參考天線確定為七基站系統(tǒng)的參考天 線； 5) 確定七基站系統(tǒng)參考天線到其他各基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)： 若輔助校準(zhǔn)用戶Uu到中心基站1和邊緣基站i的大尺度衰落之和，大于中心基站1和邊 緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用戶Uu輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行信道 估計(jì)性能差，則用MMSE直接進(jìn)行基站間的信道估計(jì);若輔助校準(zhǔn)用戶Uu到中心基站1和邊緣 基站i的大尺度衰落之和，小于中心基站1和邊緣基站i之間的大尺度衰落，表明基于用戶Uu 輔助的信道估計(jì)性能比直接基站間進(jìn)行信道估計(jì)性能好，則用MMSE估計(jì)方法分別估計(jì)輔助 校準(zhǔn)用戶Uu到中心基站1的參考天線上下行信道狀態(tài)信息，輔助校準(zhǔn)用戶Uu到 邊緣基站i的參考天線上下行信道狀態(tài)信息gnu,, Λνν,υ,,;具體包括： 5-1)基于輔助校準(zhǔn)用戶Uu輔助校準(zhǔn)的中心基站1和邊緣基站i的上下行信道狀態(tài)信息 為知疋％ 為,> .&龍％? Α,Λ'?/丨，；為用戶Uu的發(fā)送和接收鏈路等效參數(shù)為用戶Uu到第m個(gè)基站參考天線的小尺度衰 落，氣為用戶Uu到第m個(gè)基站參考天線的大尺度衰落； 5-2)，中心基站1的參考天線與其他各基站參考天線之間的信道校準(zhǔn)系數(shù)與接收鏈路 和發(fā)送鏈路的比值的關(guān)系如公式(4)所示： γ 2，Νλ2，1= γ 3，Νλ3，1= · · · = γ 7，Νλ7，1= γ 1，N (4)為邊緣基站i的參考天線到中心基站1的參考天線的信道校 準(zhǔn)系數(shù)； 6) ，則邊緣基站i的第η根天線到中心基站1的參考天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)為： 入i，n，l，N - n, Ν-^?; 1 (5); 根據(jù)公式(5)可得到以中心基站1的參考天線為七基站系統(tǒng)參考天線的七基站系統(tǒng)的 信道校準(zhǔn)系數(shù)，至此就得到了七基站系統(tǒng)中任意天線到以中心基站1的參考天線為七基站 系統(tǒng)參考天線的信道校準(zhǔn)系數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04L25/02GK105827291SQ201610204257
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】粟欣, 曾捷, 林小楓, 肖馳洋, 劉蓓, 榮麗萍, 肖立民, 王京
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)