[发明专利]多点多用户OFDMA系统的时偏补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及多点多用户正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)系统通信技术领域，基于“最大容忍剩余误差限松弛”技术，对传输点与用户终端进行联合时偏补偿的方法，具体是一种多点多用户OFDMA系统的时偏补偿方法，用于多点多用户OFDMA系统通信，解决在高速运动信道环境下多点多用户通信的时间不同步问题。

背景技术

在多点多用户OFDMA系统中，为确保传输信息的可靠性和系统的整体性能，需要传输点(BS)和用户终端(UE)满足同步协调。由于各用户终端随机分布，同各传输点距离有远有近而造成不同链路信号时延的差异，从而使无论传输点还是用户终端都面对着多个具有不同时间偏移量的链路。

现有技术提供了一些用于单点多用户或多点单用户OFDMA系统的时偏补偿方法。这些方法大多利用信道感知技术，直接估计出每条链路的时偏量，然后通过对用户终端进行时偏后补偿，或者对传输点进行时偏预补偿的方法来完成时偏补偿。在高速移动多点多用户OFDMA系统场景下，这些方法存在明显的不足，已有的时偏补偿方法无法确保每个用户终端都能实现可靠的时间同步，即不能满足多用户符号时间同步协调，最终导致系统整体性能降低。

专利“分布式多发多收-正交频分复用系统帧同步方法与装置”(专利申请号200510029602.0，公开号CN1933470A)主要在发射端使用不同长度的PN序列来一一对应各发射天线产生相应同步前导序列，接收端使用窗口宽度与PN序列长度对应的相关运算器计算，从中进行帧头的定位。

专利“一种多入多出-正交频分复用系统同步方法”(专利申请号200610020797.7，公开号CN101064700A)主要是通过利用IFFT变换的特性，将发射端各天线插入的训练序列，在各发射天线到达接收天线信号延迟不同时，叠加后仍然可以得到两个相同的半段序列，接收端在时域进行时间粗同步，频域进行精同步。

专利“用于在基于OFDM/OFDMA的MIMO系统中估计和补偿时间偏移和/或载频偏移的设备和方法”(专利申请号200780032006.5，公开号CN101512999A)主要是计算通过接收天线收到的同一发射天线的导频信号的相位差，然后对导频信号的相位差执行反正切运算，以计算时间偏移线性相位，从而得到时间偏移补偿值完成对导频和数据的时偏补偿。

这些专利申请公开的方法和装置存在的不足是，主要完成了点对点链路时偏量的估计；在对所有接收信号时偏补偿时没有考虑到每条链路的时偏量可能不同，无法保证各用户终端接收到的每路信号时偏都在可容忍时偏范围之内，因此不能有效解决高速移动场景下多点多用户OFDMA系统的时偏补偿问题。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的不足，提出一种通过联合时偏补偿使多点多用户OFDMA系统传输时间同步，各接收信号剩余时偏都在可容忍范围内的多点多用户OFDMA系统时偏补偿方法。基于“最大容忍剩余误差限松弛”技术来实现对多个传输点和多个用户终端进行联合时偏补偿的方法，使本发明可以应用于多点多用户OFDMA系统中，解决由各用户终端在不同位置与各传输点距离不同而造成不同链路信号时延差异等因素引起的时间不同步问题，使各用户终端都可以克服时偏的影响，从而确保用户终端解调信息的可靠性和提高协作系统的整体性能。

为实现上述目的，本发明多点多用户OFDMA系统的时偏补偿方法，采用对传输点时偏预补偿和对用户终端时偏后补偿的联合补偿技术方案，使信号最终剩余时偏量在最大容忍剩余误差限内，时偏补偿过程包括以下步骤：

步骤1各用户终端利用多时延的分布式多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的时偏估计方法估计出每条链路的链路时偏量；

步骤2各用户终端将估计出的链路时偏量反馈给各传输点；

步骤3各传输点根据各用户终端反馈的链路时偏量建立传输点与用户终端的预补偿时偏量优化方程；

步骤4采用最小二乘法求解预补偿时偏量优化方程，其最优化解为各传输点的预补偿时偏量；

步骤5判断最优化解是否满足约束条件，若不满足约束条件，不再进行时偏补偿，时偏补偿过程结束；若满足约束条件，对传输点进行时偏预补偿；

步骤6时偏预补偿，各传输点利用步骤4中获得的各传输点的预补偿时偏量分别校正各传输点发射信号的符号起始点，并将完成时偏预补偿的信号发射给各用户终端；