[发明专利]一种多载波Large‑ScaleMIMO系统的重叠导频方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及一种多载波Large-Scale MIMO系统的重叠导频方法。

背景技术

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入输出）技术由于其突出的抗多径能力和高频谱效率，被广泛认为是未来无线通信系统的两项关键物理层技术。

目前，大规模MIMO技术这一概念利用大量的天线，其中天线数量可能几百，甚至上千，在同样的时频资源内同时向多个用户提供服务，可获得高达几十bit/s/Hz甚至更高的频谱效率。例如，日本NTT DoCoMo公司演示了12×12的MIMO系统，在100MHz的带宽上实现了4.92Gbps的传输速率，其频谱效率接近50bit/s/Hz；WLAN的演进标准IEEE802.11ac也开始研究16×16的MIMO天线配置，以实现1Gbit/s的高速无线传输。

在MIMO-OFDM系统中，准确的信道状态信息是保证其系统性能的重要前提。概括来说，MIMO-OFDM系统中的信道估计方法可以分为两类：频域估计算法和时域估计算法。频域估计算法利用正交导频可将MIMO系统中的信道估计问题直接转为为单输入单输出系统（Single-Input Single-Output，SISO）中的信道估计问题；另一方面，基于前导序列（Preamble）的时域信道估计方法利用了 所有的子载波，故可以在慢变信道中提供更为可靠的信道估计结果。

MIMO-OFDM系统中的信道估计方法中的频域估计算方法，所需的导频数量随着天线数的增大而线性增加，对于天线数目巨大的大规模MIMO技术而言，这会导致很高的系统导频开销。为了保证MIMO系统中的导频开销不会过高，通常的做法是降低各天线的等效导频密度，但这会导致信道估计精度的明显下降。另一方面MIMO-OFDM系统中的信道估计方法中的时域估计算法，在大规模MIMO系统中信道时变时，前导序列必须频繁插入，以及时跟踪快速变化的信道，最终导致前导序列的开销仍然较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何有效降低导频开销并获得高频谱频率。本发明可以通过接收的重叠导频同时获得多个MIMO信道的估计。

为此目的，本发明提出了一种多载波Large-Scale MIMO系统的重叠导频方法，所述方法具体包括：

S1：根据MIMO编码将待传输数据进行编码；

S2：以预设规则将不同发射天线的导频插入编码后的待传输数据；

S3：通过快速傅里叶变换，生成时域OFDM符号；

S4：将不同天线的数据经过处理进行发射。

具体地，所述不同发射天线的导频共用部分或全部的相同的频域子载波。

具体地，所述不同发射天线的导频具有相对应的导频序列。

进一步地，所述步骤S3进一步包括：

S31：提取并获得导频对应子载波处的信号；

S32：根据获得的导频对应子载波处的信号估计与不同发射天线相关的信道。

为此目的，本发明提出了一种多载波Large-Scale MIMO系统的重叠导频装置，包括：

编码模块，用于根据MIMO编码将传输数据进行编码；

插入模块，用于以预设规则将不同发射天线的导频插入编码后的待传输数据；

时域OFDM符号生成模块，用于通过快速傅里叶变换，生成时域OFDM符号；

发射模块，用于将不同天线的数据经过处理进行发射。

具体地，所述时域OFDM符号生成模块还包括：

导频序列生成单元，用于生成不同发射天线对应的导频序列；

导频图案生成单元，用于生成导频所插入频域OFDM符号中子载波的位置；

时域OFDM符号生成单元，用于根据频域OFDM符号生成时域OFDM符号，并加上保护间隔构成一个带保护间隔的完整OFDM符号。

进一步地，还包括：

导频提取模块，用于将接收端经过DFT获得的频域OFDM符号中导频子载波处的频域数据提取出来；

信道估计模块，用于根据提取出来的导频处的数据获得MIMO信 道估计。