[发明专利]抗导频污染的方法

说明书

本发明提供一种抗导频污染的方法。该方法包括：基站根据其它基站发送的导频信号获得与所述其它基站间的信道估计值；对于连续多个时移导频子帧，计算所述基站与用户终端间的信道估计值，其中，在计算所述基站与用户终端间的信道估计值之前，所述基站利用所获得的与其它基站间的信道估计值来消除来自于所述其它基站的数据干扰。本发明在用户和基站间的信道估计阶段采用了干扰消除的方法，利用获得的基站之间的信道估计值，来消除下行数据信号的影响，从而显著降低导频污染，提高了吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种抗导频污染的方法。

背景技术

大规模多输入多输出(Massive Multiple-Input Multiple-Output，MassiveMIMO)，也称为大规模多天线，是指基站配置的天线数远大于服务用户的总天线数的一种传输机制，其能够在有效提升频谱效率的同时降低功耗，有望在未来第五代移动通信系统中扮演重要角色。根据传输机制的不同，可以将Massive MIMO分为时分双工(Time DivisionDuplexing，TDD)模式和频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)模式。在FDD模式中，上下行信道截然不同，需要单独进行信道估计，导致FDD信道估计的开销非常高。在TDD模式中，上下行信道具有互易性，只需要估计上行信道就可以获得下行信道的估计值，因此TDD模式的Massive MIMO具有更大的应用市场。

为了获得正确的数据传输，Massive MIMO系统中需要利用正交导频序列来获得信道的估计值。但是导频序列长度受到相干时间长度的限制无法做到足够长，所以不能保证所有用户的导频序列是相互正交的，因此，在不同小区间只能复用导频序列，从而导致了目标小区用户的信道估计值受到相邻小区内使用相同导频序列的用户的干扰，被干扰的估计值进一步影响上下行数据的传输，这一现象称之为导频污染。导频污染成了限制MassiveMIMO性能的主要瓶颈。

在现有技术中，主要有三类方法用来解决或降低大规模多天线系统中面临的导频污染问题：

第一类方法是根据信道条件分配导频序列，这类方法假设基站可以获知部分信道信息，以小区为单位，基站将自己的服务用户信道质量和不同导频序列的受干扰程度分别进行排序或分组，按照相应的目标函数(例如公平性、干扰泄露等)进行优化，将导频序列按照一定的规则分配给不同用户。

第二类方法是抗导频污染的预编码机制，这类方法假设基站可以获知全局的大尺度衰落，同时基站之间具备协作和共享的能力。抗导频污染的预编码由两层预编码组成，其中，内层预编码是传统的单小区预编码，用来消除小区内的用户之间干扰；外层预编码根据大尺度衰落信息设计，用来消除由于导频污染导致的残余的小区之间干扰。

上述两类方法都是基于传统的并行传输架构，即网络内所有用户同时进行导频传输和信道估计，再同时进行数据传输。然而，在并行传输架构中，只有相同类型(例如导频或者上行数据或者下行数据)的信号相互叠加，从而较容易产生干扰。

第三类方法是使用时移导频传输架构，在这类方法中，令相邻小区的导频传输在时间上相互错开，使得目标用户的导频和相邻小区的数据信息产生混叠，再利用数据与导频之间的不相关性和大规模多天线系统的信道渐进正交特性从混叠的信号中求解出数据信号。

上述现有方案都是基于基站天线数趋于无穷大的理想假设而提出的。在并行传输架构中(即前两类方案)，当基站天线数趋于无穷大时上下行数据传输只受到来自使用相同导频的用户的干扰，且干扰强度正比于大尺度信息，根据这个结论前两类方案提出了相应的导频序列分配方案或预编码方案来降低干扰。然而，在实际的massive MIMO部署中，基站可配置天线数有限，通常是从几十根到几百根，信道估计造成的误差会在数据传输中引起强烈的用户间干扰，导致通信吞吐量的下降。而在第三类方法的时移导频传输架构中，当天线数有限时，叠加在一起的数据与导频之间的干扰也不可忽略，信道估计误差最终将导致通信吞吐量的下降。