大规模分布天线系统中抑制导频污染的多小区预编码方法

摘要

本发明涉及大规模分布天线系统中抑制导频污染的多小区预编码方法，属于无线通信技术领域。该方法根据中心小区RAU的天线接收到的信号，计算用户到中心小区的RAU的上行信道的估计值；计算中心小区RAU的上行信道的估计误差的协方差矩阵；构造用户到中心小区的所有RAU的信道向量的估计值；构造所有用户到中心小区的所有RAU的信道矩阵的估计值；计算中心小区的所有用户的数据向量经过多小区预编码后得到的中心小区的发射信号向量；并进行归一化，得到中心小区的各RAU上的天线最终发射的实际信号向量。本方法能够有效抑制导频污染对下行预编码性能的影响，提升系统吞吐量；且能大大减少预编码的计算复杂度。

主权项

一种大规模分布式天线系统中抑制导频污染的多小区预编码方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设在以要进行预编码的中心小区为中心的包括L个小区的大规模分布式天线系统中，中心小区中的RAU数为M，每个RAU配备的天线数为N，中心小区中的用户数为K，中心小区周围L‑1个小区中的总用户数为R，每个用户配置一根天线；对大规模分布式天线系统中的用户进行编号，中心小区的用户编号为1,2,…,K，中心小区周围L‑1个小区中的用户编号为K+1,K+2,…,K+R，则大规模分布式天线系统中u第个用户到中心小区的第m个RAU的上行信道为其中λ_mu表示大规模分布式天线系统中第u个用户到中心小区的第m个RAU的大尺度衰落，g_mu表示大规模分布式天线系统中第u个用户到中心小区的第m个RAU的小尺度信道，代表复数域，1≤u≤K+R，1≤m≤M；设大规模分布式天线系统中第u个用户在信道估计阶段发射的导频序列为其中τ为导频序列的长度，该长度大于大规模分布式天线系统中所有小区用户数的最大值，第u个用户在信道估计阶段发射导频序列的功率为ρ_u；各导频序列通过用户的天线发射，经过信道，在中心小区的第m个RAU的N根天线得到RAU接收信号，记为其中，表u个用户在信道估计阶段发射的导频序列的转置，N_m表示中心小区的第m个RAU的接收信号中的加性高斯白噪声，矩阵N_m中的元素独立同分布于均值为0、方差为σ²的循环复高斯分布，1≤m≤M；(2)计算所述中心小区的第m个RAU的N根天线接收到的信号Y_m各列的协方差矩阵Φ_m，其中1≤m≤M，表示第k个用户在信道估计阶段发射的导频序列的共轭转置，I_τ为τ阶单位矩阵；(3)用共轭梯度法计算大规模分布式天线系统中第u个用户到中心小区的第m个RAU的上行信道h_mu的估计值(4)计算上述中心小区的第m个RAU的上行信道h_jmlk的估计误差的协方差矩阵C_mu，其中，1≤u≤K+R，1≤m≤M，I_N为N阶单位矩阵，表示第k个用户在信道估计阶段发射的导频序列的共轭转置；(5)构造大规模分布式天线系统中第u个用户到中心小区的所有M个RAU的信道向量h_u的估计值其中，1≤u≤K+R，表示步骤(3)中获得的大规模分布式天线系统中第u个用户到中心小区的第m个RAU的上行信道h_mu的估计值的转置，1≤m≤M；(6)构造大规模分布式天线系统中所有K+R个用户到中心小区的所有M个RAU的信道矩阵H₀的估计值计算H₀的估计误差的协方差矩阵C₀，中心小区的所有K个用户到中心小区的所有M个RAU的信道矩阵H的估计值为其中为的前K列，(7)用共轭梯度法计算中心小区的所有K个用户的数据向量s经过多小区预编码后得到的中心小区的发射信号向量x；(8)对上述步骤(7)得到的得到中心小区的发射信号向量x进行归一化，使得到中心小区的各RAU上的天线最终发射的实际信号向量，实现大规模分布式天线系统中抑制导频污染的多小区预编码。