本發(fā)明涉及一種使用多天線的MIMO無線通信系統(tǒng)，尤其涉及一種用于存在射頻電路失配情況下大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著智能移動終端的普及應(yīng)用和移動新業(yè)務(wù)需求的不斷發(fā)展，移動通信傳輸速率需求繼續(xù)呈指數(shù)增長。為滿足未來移動通信應(yīng)用需求，需要深度挖掘利用空間無線資源，大幅提升無線通信的頻譜利用率和功率利用率。采用多天線發(fā)送和多天線接收的MIMO無線傳輸技術(shù)，是提高無線通信頻譜和功率效率的基本技術(shù)，在過去十余年內(nèi)一直是無線通信研究領(lǐng)域的主流技術(shù)之一。受天線數(shù)量的限制(例如在3GPP的LTE-A標(biāo)準(zhǔn)中，基站側(cè)最多可配置8根天線)，傳統(tǒng)MIMO技術(shù)的頻譜和功率效率仍然較低。在基站側(cè)配置大規(guī)模天線陣列(數(shù)十根以上)，以深度挖掘利用空間維度資源，成為未來無線通信的發(fā)展趨勢之一。在時分雙工(TDD)大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)中，上行信號和下行信號共享同一頻帶，因此上下行信號傳播路徑相同，上下行信道存在互易性。然而實際系統(tǒng)中，基站側(cè)和用戶側(cè)的每個天線射前端頻單元都由兩套電路分別完成信號的發(fā)射和接收如圖1所示。由于硬件工藝誤差，以及射頻單元工作環(huán)境不同等因素，導(dǎo)致射頻電路增益系數(shù)不同，產(chǎn)生射頻電路失配，使得信道互易性受損。對于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中布置了大規(guī)模天線陣列而言，失配程度尤為嚴(yán)重。若直接用上行信道估計進(jìn)行下行預(yù)編碼傳輸，將會明顯損失系統(tǒng)性能。本發(fā)明給出了一種用于存在射頻電路失配情況下大規(guī)模MIMO下行無線通信方法，包括基站側(cè)和用戶側(cè)射頻電路增益系數(shù)獲取，利用射頻電路增益系數(shù)獲取下行信道估計以及下行信道估計誤差統(tǒng)計信息，實施針對下行信道估計誤差的魯棒下行預(yù)編碼傳輸以及遍歷可達(dá)速率預(yù)測。技術(shù)實現(xiàn)要素：技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種用于存在射頻電路失配情況下的大規(guī)模MIMO下行無線通信方法。該方法基本特點是基于射頻電路增益系數(shù)估計獲取下行信道估計以及估計誤差統(tǒng)計信息，針對估計誤差實施魯棒下行預(yù)編碼傳輸，提高系統(tǒng)頻譜效率。技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種射頻電路失配情況下大規(guī)模MIMO下行無線通信方法，適用于時分雙工(TDD)大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)，基站側(cè)配備大規(guī)模陣列天線，天線個數(shù)達(dá)數(shù)十根以上，基站在同一時頻資源上與多個用戶進(jìn)行無線通信；該方法具體包括：(1)射頻電路增益系數(shù)獲?。和ㄟ^在收發(fā)天線前端射頻電路設(shè)增益系數(shù)測量單元，所述測量單元向射頻電路發(fā)送參考信號并接收信號反饋估計基站側(cè)和用戶側(cè)的絕對射頻電路增益系數(shù)；或者，通過基站側(cè)參考天線與其它天線之間收發(fā)參考信號獲取雙向信道估計，進(jìn)而獲取基站側(cè)相對射頻電路增益系數(shù)，以及參考天線與用戶之間收發(fā)參考信號獲取上下行信道參數(shù)，進(jìn)而獲取用戶側(cè)相對射頻電路增益系數(shù)；(2)用戶下行信道估計：各用戶在同一時頻資源上發(fā)送各自上行導(dǎo)頻信號，基站依據(jù)收到的導(dǎo)頻信號以及獲取到的基站側(cè)和用戶側(cè)的射頻電路增益系數(shù)進(jìn)行各用戶的下行信道估計，并獲取估計誤差統(tǒng)計信息；其中下行信道估計采用基于絕對射頻電路增益系數(shù)的方式計算獲取，或者采用基于相對射頻電路增益系數(shù)結(jié)合上行信道估計的方式計算獲??；(3)下行魯棒預(yù)編碼數(shù)據(jù)傳輸：在下行數(shù)據(jù)傳輸階段，基站利用獲取的下行信道估計以及下行信道估計誤差的統(tǒng)計信息，得到向各用戶信號發(fā)送數(shù)據(jù)所需的魯棒預(yù)編碼矩陣，實施魯棒預(yù)編碼，在同一時頻資源上向各用戶同時發(fā)送數(shù)據(jù)信號。所述的TDD大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)中基站側(cè)天線陣列包含十個以上的天線單元，各天線單元之間的間距小于載波的波長，當(dāng)各天線采用全向天線或120度扇區(qū)天線或60度扇區(qū)天線時，各天線之間的間距為1/2波長或波長或1個波長；每個天線單元可采用單極化或多極化天線；通信過程包括基站側(cè)和用戶側(cè)射頻電路增益系數(shù)獲取，下行信道估計、下行魯棒預(yù)編碼數(shù)據(jù)傳輸三個階段。步驟(1)中的絕對射頻電路增益系數(shù)由下式計算：χ^t=1σxmytm(xtm)*]]>其中，為增益系數(shù)測量單元發(fā)送參考信號功率，表示增益系數(shù)測量單元在第t個周期內(nèi)向天線m前端射頻電路模塊發(fā)送的參考信號，為增益系數(shù)測量單元接收到參考信號，表示基站側(cè)或者用戶側(cè)的發(fā)射天線或者接收天線前端射頻電路增益系數(shù)的估計值。步驟(1)中的基站側(cè)的相對射頻電路增益系數(shù)由下式計算：q^bm=h^m→0h^0→m]]>其中，為基站側(cè)第m根天線的相對射頻電路增益系數(shù)估計，為基站側(cè)第m根天線到參考天線的信道估計，為參考天線到第m根天線的信道估計。步驟(1)中的用戶側(cè)射頻電路相對增益系數(shù)由下式獲?。簈^uk=g^0→kg^k→0]]>其中，為用戶k的相對射頻電路增益系數(shù)估計，表示參考天線到用戶k的下行信道估計，表示用戶k到參考天線的上行信道估計。步驟(2)中基于絕對射頻電路增益系數(shù)進(jìn)行下行信道估計具體為：基于基站側(cè)接收天線絕對射頻電路增益系數(shù)估計發(fā)送天線絕對射頻電路增益系數(shù)估計用戶k接收天線絕對射頻電路增益系數(shù)發(fā)送天線絕對射頻電路增益系數(shù)以及基站接收到的用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號Ytr通過下面三種方式中任一方式獲取下行信道估計：方式一：先由下式獲取用戶k無線信道部分估計：v^k=1σxtrCkw(Σj=1KCjw+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*]]>然后由下式獲取下行信道估計：g^kdl=T^bv^kr^uk]]>其中，為用戶k無線信道估計，為用戶k無線信道的協(xié)方差矩陣，ρtr為導(dǎo)頻訓(xùn)練信噪比，為用戶k發(fā)送的正交導(dǎo)頻序列，為用戶k發(fā)送導(dǎo)頻序列功率，K為用戶數(shù)；方式二：先由下式獲取用戶k上行信道估計：g^kul=1σxtrCkul(Σj=1KCjul+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*]]>然后由下式獲取下行信道估計：g^kdl=T^bR^b-1g^kult^k-1r^uk]]>式中，為用戶j上行信道的協(xié)方差矩陣；方式三：直接由下式獲取用戶k下行信道估計g^kdl=1σxtr(r^ukt^uk-1)*Ckdl(R^b-1T^b)H(Σj=1KCjdl+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*]]>式中，為用戶j下行信道的協(xié)方差矩陣；下行信道估計誤差的協(xié)方差矩陣按下式計算：Cg~kdl=T^b[Ckw-Ckw(Σj=1KCjw+1ρtrI)-1Ckw]R^u]]>步驟(2)中基于相對射頻電路增益系數(shù)進(jìn)行下行信道估計具體為：基于基站側(cè)相對射頻電路增益系數(shù)估計用戶k相對射頻電路增益系數(shù)估計以及上行信道估計獲取下行信道估計，用戶k的下行信道估計根據(jù)下式計算：g^kdl=Q^bg^kulq^uk]]>其中為用戶k上行信道估計，由下式計算：g^kul=1σxtrCjul(Σj=1KCjul+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*]]>下行信道估計誤差協(xié)方差矩陣由下式獲?。篊g~kdl=Q^bCg~kulq^uk]]>其中為用戶k上行信道估計誤差，由下式計算：Cg~kul=Ckul-Ckul(Σj=1KCkul+1ρtrI)-1Ckul]]>步驟(3)中的魯棒預(yù)編碼矩陣由下式計算：B=1γ[(G^dl(G^dl)H+Σk=1KCg~kdl+1ρdlI)-1G^dl]*]]>其中，為下行信道估計，ρdl為各用戶下行傳輸?shù)钠骄l(fā)射信噪比，γ為基站側(cè)發(fā)射功率約束參數(shù)，由下式計算：γ=tr{(G^dl)H(G^dl(G^dl)H+Σk=1KCg~kdl+1ρdlI)-2G^dl}K]]>其中tr{.}表示矩陣求跡運算。有益效果：本發(fā)明提供的射頻電路失配情況下大規(guī)模MIMO下行無線通信方法具有如下優(yōu)點：1、存在由射頻電路失配導(dǎo)致信道互易性不滿足情況下，獲取下行信道估計及其估計誤差統(tǒng)計特性，保證下行預(yù)編碼傳輸性能。2、下行數(shù)據(jù)傳輸時考慮信道估計誤差，提升了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)聂敯粜院托省?、基站可以基于絕對射頻電路增益系數(shù)對用戶下行遍歷速率進(jìn)行預(yù)測。附圖說明圖1為基站側(cè)和用戶側(cè)天線前端收發(fā)系統(tǒng)示意圖。圖2為射頻電路增益測量單元示意圖。具體實施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。1、系統(tǒng)配置及通信過程圖1為基站側(cè)大規(guī)模天線陣列配置示意圖，圖中考慮單小區(qū)基站的情況，基站側(cè)配置包含數(shù)十個以上天線單元的天線陣列，大規(guī)模天線陣列可以采用線陣列、圓陣列、板陣列或其它陣列結(jié)構(gòu)。各天線單元可采用全向天線或者扇區(qū)天線，當(dāng)各天線單元采用全向天線、120度扇區(qū)天線和60度扇區(qū)天線時，各天線之間的間距可配置為1/2波長、波長和1個波長。各天線單元可采用單極化或多極化天線。在此實施例中，僅考慮窄帶信道，在所考慮的窄帶信道中只有單個復(fù)合徑，所考慮的窄帶信道可以看做是常規(guī)寬帶OFDM系統(tǒng)中的單個子載波信道?？紤]時分雙工(TDD)傳輸方式，并設(shè)基站側(cè)配備的天線個數(shù)為M，用戶個數(shù)為K，每個用戶配備單根天線。基于上述大規(guī)模MIMO系統(tǒng)通信過程包括以下三個階段：i.基站側(cè)和用戶側(cè)射頻電路增益系數(shù)獲?。荷漕l電路絕對增益系數(shù)可以通過在收發(fā)天線前端射頻電路增加測量裝置獲取，模型如圖2所示，測量裝置通過向射頻電路發(fā)送參考信號并接收信號反饋估計射頻電路增益系數(shù)，當(dāng)用戶接入基站時，用戶將用戶側(cè)射頻電路絕對增益系數(shù)通過專門反饋鏈路發(fā)送給基站；基站側(cè)可以選定參考天線，通過參考天線先與其它天線之間收發(fā)參考信號獲取雙向信道估計，基站依據(jù)參考天線與其它天線之間的信道估計獲取基站側(cè)射頻電路相對增益系數(shù)，當(dāng)用戶接入基站時，基站參考通過天線與用戶之間收發(fā)參考信號獲取參考天線和用戶之間的上下行信道參數(shù)，進(jìn)而獲取用戶側(cè)射頻電路相對增益系數(shù)。ii.用戶下行信道估計：各用戶發(fā)送上行導(dǎo)頻信號，基站側(cè)利用接收到的導(dǎo)頻信號，并結(jié)合獲取的射頻電路增益系數(shù)，計算獲取下行信道估計以及下行信道估計誤差統(tǒng)計信息。iii.下行魯棒預(yù)編碼數(shù)據(jù)傳輸：基站利用下行信道參數(shù)估計和估計誤差的統(tǒng)計信息得到向各用戶信號發(fā)送數(shù)據(jù)所需的魯棒預(yù)編碼矩陣，由此生成下行發(fā)送信號，由基站向各用戶同時發(fā)送，各用戶依據(jù)接收到的信號進(jìn)行接收處理，獲得下行發(fā)送比特數(shù)據(jù)流。此外基站還可以基于絕對射頻電路增益系數(shù)基站預(yù)測用戶遍歷速率。2、基站側(cè)和用戶側(cè)射頻電路增益系數(shù)獲?。?1)絕對增益系數(shù)獲取射頻電路增益系數(shù)可以通過在收發(fā)天線前端射頻電路增加測量裝置獲取，模型如圖2所示，測量裝置通過向射頻電路發(fā)送參考信號并接收信號反饋估計射頻電路增益系數(shù)，當(dāng)用戶接入基站時，用戶將用戶側(cè)射頻電路增益系數(shù)通過專門反饋鏈路發(fā)送給基站。射頻增益系數(shù)測量單元間隙地向天線前端射頻模塊發(fā)送參考信號，依據(jù)接收到的射頻模塊反饋信號估計射頻電路增益系數(shù)。以表示射頻增益系數(shù)測量單元在第t個周期內(nèi)向天線m前端射頻電路模塊發(fā)送的參考信號，表示射頻增益系數(shù)測量單元在第t個周期內(nèi)接收到的由天線m前端射頻電路模塊反饋信號，則射頻電路增益系數(shù)的測量單元根據(jù)下式估計射頻電路增益系數(shù)：χ^t=1σxmytm(xtm)*---(1)]]>其中，為參考信號功率，表示發(fā)送天線或者接收天線前端射頻電路增益系數(shù)的估計值。(2)相對增益系數(shù)獲取基站通過內(nèi)部天線間歇發(fā)送探測信號獲取基站側(cè)射頻電路相對增益系數(shù)。需要選定一根天線為參考天線，或者設(shè)置一根單獨額外天線作為參考天線。假設(shè)選取基站側(cè)第i根天線為參考天線，以表示在第t個周期內(nèi)參考天線向其它天線發(fā)送的參考信號，表示第m根天線在第t個周期接收到的參考信號，表示在第t個周期內(nèi)其它天線依次向參考天線發(fā)送的參考信號，表示在t個周期內(nèi)參考天線接收到的第m根天線發(fā)送的參考信號，h0→m表示參考天線到第m根天線的信道參數(shù)，其中h0→m＝rbmvmtb0，rbm表示第m根天線接收通道中射頻電路增益系數(shù)，vm表示參考天線到第m根天線的無線信道參數(shù)，tb0表示參考天線發(fā)送通道中射頻電路增益系數(shù)。第m根天線接收到的參考信號可表示為：yt,0→mbrc=h0→mxt,0brc+zt0brc=rbmvmtb0xt,0brc+zt0brc---(2)]]>其中，為加性高斯白噪聲，均值為零，方差為參考天線接收到的來自第m根天線的參考信號可表示為：yt,m→0brc=h,m→0xt,mbrc+ztmbrc=rb0vmtbmxt,mbrc+ztmbrc---(3)]]>其中，hm→0＝rb0vmtbm為第m根天線到參考天線的信道參數(shù)，rb0表示參考天線接收通道中射頻電路增益系數(shù)，tbm表示第m根天線發(fā)送通道中射頻電路增益系數(shù)，為加性高斯白噪聲，均值為零，方差為假設(shè)參考信號功率均為則參考天線和第m根天線之間的信道估計為：h^0→m=1σxbrcyt,mbrc(xt,0brc)*=rbmvmtb0+ztbrc(xt,0brc)*σxbrc---(4)]]>h^m→0=1σxbrcyt,0,mbrc(xt,mbrc)*=rb0vmtbm+ztbrc(xt,mbrc)*σxbrc---(5)]]>則第m根天線的射頻電路相對增益系數(shù)由下式獲得：q^bm=h^m→0h^0→m≈rb0tb0tbmrbm---(6)]]>當(dāng)用戶k接入基站時，基站通過參考天線先向用戶k發(fā)送下行參考信號然后用戶k將接收到的參考信號通過專門鏈路反饋給基站，以表示參考天線接收到的用戶k反饋信號并假設(shè)基站接收到的反饋信號準(zhǔn)確，g0→k表示參考天線到用戶k的下行信道參數(shù)，其中g(shù)0→k＝rukvktb0，ruk表示用戶k接收通道中射頻電路增益，vk表示參考天線到用戶k無線信道參數(shù)。設(shè)下行參考信號功率均為參考天線和用戶k之間的下行信道估計為：g^0→k=1σxucry0→kucr(x0ucr)*=rukvktb0+z0ucr(x0ucr)*σxucr---(7)]]>其中，為加性高斯白噪聲，均值為零，方差為然后用戶k向基站發(fā)射上行參考信號以表示參考天線接收到的參考信號，gk→0表示用戶k到參考天線的上行信道參數(shù)，其中g(shù)k→0＝rb0vktuk，tuk表示參考天線用戶k發(fā)送通道中射頻電路增益。設(shè)上行參考信號功率均為用戶k到參考天線之間的上行信道估計為：g^k→0=1σkucryk→0ucr(xkucr)*=rb0vktuk+zkucr(xkucr)*σkucr---(8)]]>其中，為加性高斯白噪聲，均值為零，方差為用戶側(cè)射頻電路相對增益系數(shù)由下式獲?。簈^uk=g^0→kg^k→0≈tb0rb0ruktuk---(9)]]>3、用戶下行信道估計(1)基于絕對射頻電路增益系數(shù)下行信道估計基于獲取的絕對射頻電路增益系數(shù)，各用戶統(tǒng)計信道信息的獲取由上行信道探測過程完成。在上行鏈路，各用戶間歇地發(fā)送探測信號，各用戶的探測信號之間相互正交。以表示小區(qū)中第k個用戶在第t個探測周期發(fā)送的探測信號，表示基站側(cè)第m根天線在第t個探測周期接收到的探測信號，gt,k→m表示第k個用戶到基站側(cè)第m根天線之間在第t個探測周期的信道參數(shù)，表示第k個用戶到基站側(cè)M個天線之間的信道矢量，的第m個元素為gt,k→m。設(shè)其中T表示矩陣轉(zhuǎn)置。設(shè)其中H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置，為發(fā)送信號的功率，I為單位矩陣，L為探測信號的長度?；窘邮盏降奶綔y信號可表示為：Ytsd=GtulXtsd+Ztsd---(10)]]>其中為加性白高斯噪聲矩陣，其各個元素的均值為零，方差為設(shè)的統(tǒng)計模型為其中U為取決于基站側(cè)天線配置方式的固定矩陣(稱為特征模式矩陣，例如當(dāng)基站側(cè)天線采用均勻線陣的時候，特征模式矩陣為DFT矩陣)，Rb＝diag{rb1,rb2,…,rbM}為基站側(cè)接收天線射頻電路增益系數(shù)矩陣，rbm為基站側(cè)第m根天線射頻電路增益系數(shù)，tuk為用戶k發(fā)送天線射頻電路增益系數(shù)，mk為第k個用戶所特有的信道統(tǒng)計參量構(gòu)成的矢量(各元素均為正值)，的各個元素服從獨立同分布假設(shè)(各元素均值為零、方差為1)，表示逐元素乘積。稱為第k個用戶在第t個探測周期的特征模式域信道矢量，并設(shè)在特征模式矩陣U已知的情況下，rk即為所需獲得的第k個用戶的統(tǒng)計信道信息，稱為特征模式域信道能量耦合矢量。在第t個探測周期，首先由接收信號獲得各用戶特征模式域信道矢量的估計值，計算公式如下：h^t,kul=1Lσxsdt^ukUHR^b-1Ytsd(xt,ksd)*---(11)]]>其中*表示各元素取共軛，為基站側(cè)接天線絕對射頻電路增益系數(shù)估計值，為用戶k發(fā)送天線絕對射頻電路增益系數(shù)估計。然后利用和樣本加強平均方法，即可獲得的特征模式域信道能量耦合矢量ek的估計值，計算公式如下：ek=Σt′=0Ns-1αt′(h^t-t′,k)*⊗h^t-t′,k---(12)]]>式中，αt'為加權(quán)因子，滿足Ns為窗口尺寸。由ek和U可以得到第t個探測周期內(nèi)各用戶無線信道的空間相關(guān)陣：Ckw=Udiag(ek)UH---(13)]]>式中，diag(ek)表示對角矩陣，其對角元素構(gòu)成的矢量為ek。上行信道的空間相關(guān)陣：Ckul=t^ukR^bUdiag(ek)UHR^bHt^uk*---(14)]]>下行信道的空間相關(guān)陣：Ckdl=r^ukT^bUdiag(ek)UHT^bHr^uk*---(15)]]>式中，為基站側(cè)發(fā)送天線絕對射頻電路增益系數(shù)估計，為用戶k接收天線絕對射頻電路增益系數(shù)估計。各用戶上行信道估計在上行訓(xùn)練階段完成。設(shè)小區(qū)中存在K個單天線用戶，用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號相互正交，即其中為發(fā)送導(dǎo)頻信號的功率，以表示基站側(cè)第m根天線接收到的導(dǎo)頻信號，gk→m＝rbmwkmtuk表示第k個用戶到基站側(cè)第m根天線之間在當(dāng)前訓(xùn)練周期的上行信道參數(shù)，其中wkm表示用戶k到基站側(cè)第m根天線的無線信道，表示第k個用戶到基站側(cè)M個天線之間的上行信道矢量，gk的第m個元素為gk→m。設(shè)基站接收到的導(dǎo)頻信號可表示為：Ytr＝GulXtr+Ztr(16)其中Ztr為加性白高斯噪聲矩陣，其各個元素的均值為零，方差為基站依據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號作最小均方誤差(MMSE)估計，可以通過以下三種方式獲取下行信道估計：(1)先由下式獲取用戶k無線信道部分估計：v^k=1σxtrCkw(Σj=1KCjw+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*---(17)]]>然后由下式獲取下行信道估計：g^kdl=T^bv^kr^uk---(18)]]>(2)先由下式獲取用戶k上行信道估計：g^kul=1σxtrCkul(Σj=1KCjul+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*---(19)]]>然后由下式獲取下行信道估計：g^kdl=T^bR^b-1g^kult^uk-1r^uk---(20)]]>(3)直接由下式獲取用戶k下行信道估計g^kdl=1σxtx(r^ukt^uk-1)*Ckdl(R^b-1T^b)H(Σj=1KCjdl+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*---(21)]]>以上三種方式獲取的下行信道估計相同。其估計的均方誤差均可按下式計算：Cg~kdl=T^b[Ckw-Ckw(Σj=1KCjw+1ρtrI)-1Ckw]R^u---(22)]]>其中，(2)基于相對射頻電路增益系數(shù)下行信道估計在上行訓(xùn)練階段完成個用戶上行信道估計。設(shè)小區(qū)中存在K個單天線用戶，用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號相互正交，即其中為發(fā)送導(dǎo)頻信號的功率，以表示基站側(cè)第m根天線接收到的導(dǎo)頻信號，gk→m＝rbmvkmtuk表示第k個用戶到基站側(cè)第m根天線之間在當(dāng)前訓(xùn)練周期的上行信道參數(shù)，其中vkm表示用戶k到基站側(cè)第m根天線的無線信道，表示第k個用戶到基站側(cè)M個天線之間的上行信道矢量，gk的第m個元素為gk→m。設(shè)基站接收到的導(dǎo)頻信號可表示為：Ytr＝GulXtr+Ztr(23)其中Ztr為加性白高斯噪聲矩陣，其各個元素的均值為零，方差為假設(shè)基站側(cè)已知各用戶上行信道統(tǒng)計信息基站依據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號作最小均方誤差(MMSE)信道估計，獲得各用戶上行信道的估計值及其均方誤差。第k個用戶信道估計值按下式計算：g^kul=1σxtrCkul(Σj=1KCjul+1ρtrI)-1Ytr(xktr)*---(24)]]>其估計的均方誤差按下式計算：Cg~kul=Ckul-Ckul(Σj=1KCjul+1ρtrI)-1Ckul---(25)]]>其中為各用戶上行訓(xùn)練階段的發(fā)射信噪比。利用所獲得的各用戶的上行信道估計值以及信道估計的均方誤差，下行信道估計值可由下式獲取:g^kdl=Q^bg^kulq^uk---(26)]]>式中，下行信道估計均方誤差由下式獲取：Cg~kdl=Q^bCg~kulq^uk---(27)]]>4、下行魯棒預(yù)編碼以xdl表示基站在當(dāng)前時刻向小區(qū)中K個用戶發(fā)送的預(yù)編碼之前的數(shù)據(jù)信號，其中第k個元素為第k個用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)信號，設(shè)其均值為零、方差為每個用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)信號為其發(fā)送信息比特流經(jīng)過信道編碼、交織及調(diào)制符號映射后得到的數(shù)據(jù)信號。以B表示基站預(yù)編碼矩陣，基站側(cè)實際發(fā)送信號為Bxdl。以ydl表示K個用戶接收到的數(shù)據(jù)信號，其中第k個元素為第k個用戶接收到的數(shù)據(jù)信號。以Gdl表示下行信道。接收信號可表示為：ydl＝GdlBxdl+zdl(28)其中zdl為加性白高斯噪聲矢量，其各個元素的均值為零，方差為在平均最小均方誤差準(zhǔn)則下，基站側(cè)的魯棒預(yù)編碼矩陣由下式計算：B=1γ[(G^dl(G^dl)H+Σk=1KCg~kdl+1ρdlI)-1G^dl]*---(29)]]>其中，為各用戶下行傳輸?shù)钠骄l(fā)射信噪比，γ為基站側(cè)發(fā)射功率約束參數(shù)，可由下式計算：γ=tr{(G^dl)H(G^dl(G^dl)H+Σk=1KCg~kdl+1ρdlI)-2G^dl}K---(30)]]>其中tr{.}表示矩陣求跡運算。各調(diào)度用戶利用接收到的信號，經(jīng)過解調(diào)、解交織及信道解碼等過程，可獲得下行發(fā)送信息比特流的估計值。5、基于絕對射頻電路增益系數(shù)預(yù)測用戶遍歷速率若獲取絕對射頻電路增益系數(shù)，則用戶k的下行信干噪比可以由下式近似：其中，其中，式中，Ψ由下式計算，Ψ=(1NΣj=1K|ruk|2Tb*CeqjTTb1+ej+1NCg~kdl+1ρdlIN)-1---(37)]]>e[e1,e2,…,eK]中的元素定義為對于t＝1,2,…ek(t)=1Ntr{|ruk|2Tb*CeqkTTb(1NΣj=1K|ruk|2Tb*CeqjTTb1+ej(t-1)+1NCg~kdl*+1ρdlIN)-1}---(38)]]>且初值當(dāng)小于給定迭代終止值時，迭代停止，函數(shù)和分別定義為：式中，Ψ′I＝Ψ′(I)，其中Ψ′(D)為關(guān)于D的函數(shù)定義為：Ψ′(D)=Ψ[1NΣj=1KTb*CeqjTTbej′(D)(1+ej)2+D]Ψ---(42)]]>其中e′(D)＝[e1′(D)…e′K(D)]T由下式計算：e′(D)＝[In-J]-1q(D)(43)其中，J和q(D)由下式計算：[J]i,j=1Ntr{Tb*CiTTbΨTb*CjTTbΨ}N[1+ej]2,1≤i,j≤K---(44)]]>[q(D)]i=1Ntr{Tb*CiTTbΨDΨ},1≤i≤K---(45)]]>則用戶k的遍歷速率可由下式近似：以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3