[发明专利]用于毫米波大规模MIMO的降低导频开销复用数据的NOMA方法

说明书

本发明提供一种用于毫米波大规模MIMO的降低导频开销复用数据的NOMA方法，包括：在发送端，通过在功率上进行复用的非正交多址接入，将天线端口的导频信号和数据信号进行信号叠加，并传输至接收端；在接收端，对接收信号进行合并接收，通过对接收信号进行信道估计获取参考信号，再通过串行干扰抵消获取数据信号；本发明可以在数据信号之上叠加导频参考信号，复用相同的时频资源实现了功率域的NOMA，解决了LTE系统导频开销过大的问题，提升下行峰值速率提，在此基础上，发射端可在同一RB的同一符号内的不同导频位置发送相同的参考信号，接收端通过合并接收，增大有效的接收信噪比，能够有效提高信道估计性能。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于毫米波大规模MIMO的降低导频开销复用数据的NOMA方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，移动互联网流量到2020年将会增长1000倍。第五代蜂窝网络通信被指能够带来1000倍的系统容量提升，并且能提供许多新特性，比如支持海量低功耗设备接入，扩大覆盖率，提高可靠性，降低延迟等。这些目标需要采用一些新的技术来实现，比如大规模天线(massive MIMO(Multiple-Input Multiple-Output))技术，全双工技术，协作中继技术，毫米波通信和D2D通信等。现有的所有商用的移动通信系统都使用300MHZ-3GHZ范围内的无线电频谱，但随着移动通信用户和无线数据传输速率暴增，现有频带早已经拥挤不堪，通过信号处理的方式提高数据速率已经做到了极限。因此从资源扩展的角度分析，毫米波通信和大规模MIMO技术是未来5G无线通信系统研究中富有发展前景的两个研究方向。

毫米波频谱(30～300GHZ)将提供1GHZ以上的未占用频谱，从而作为实现Gbps数据传输速率的备选技术，因此也是未来蜂窝系统研究的关键技术。毫米波的特点有波长短，波束窄、灵活可控等可以连接大量的设备。大规模MIMO技术通过显著增加基站发射天线的数目充分利用空间维度资源。大规模MIMO技术与毫米波通信相结合可以有效地提高覆盖面积及频谱效率。此外由于毫米波段波长更短，大规模天线阵列可以被封装成很小的外形，更高的MIMO阵列增益不仅可以对抗毫米波增加的路径损耗，而且也是提供合适的链路预算所必不可少的。

虽然毫米波频段带宽丰富，但是在传播中会有严重的路径损耗，而大规模天线的波束成形正好与其互补。波束成形技术是指调节基站阵列天线上发射信号的相位，使其在某一特定方向同相叠加形成方向性增益，提高信号的强度。大规模天线阵列的高波束成形增益足以抵消毫米波传输中的路径损耗，而毫米波由于波长较短，其通信设备具有体积小，重量轻，天线面积小等特点，便于将大规模天线阵列封装成紧凑的外形。毫米波通信与大规模MIMO技术的完美结合表现出了极大的应用前景，有望在未来5G通信中发挥重要作用。

将大规模MIMO技术用于毫米波段构成毫米波大规模MIMO系统,其实系统容量以及相关效率能得到显著提升。然而，在技术方面也面临着诸多挑战，如果仅用传统的数字波束形成，天线设计非常困难，随着天线数目的大幅度增加，每根天线对应一套专用的射频硬件，其功耗和成本相当大，很难实现。而采用模拟/数字混合波束形成结构可同时结合两种波束形成技术的优势,仅需有限的射频通道，支持大规模天线系统。然而更进一步，而接收端为了估测信道仍然需要在每一个资源块中插入导频信号进行信道估计，同时随着天线数目大规模增加时，在下行通信的场景中导频信号占用的时频资源开销也会急剧加大。因此，需要亟需设计一种设计高效的导频信号以及传输方案，以克服上述技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种用于毫米波大规模MIMO的降低导频开销复用数据的NOMA方法，以解决上述技术问题。

本发明提供的用于毫米波大规模MIMO的降低导频开销复用数据的NOMA方法，包括

在发送端，通过在功率上进行复用的非正交多址接入，将天线端口的导频信号和数据信号进行信号叠加，并传输至接收端；