[发明专利]时分双工模式下的MIMO系统互易性校准方法

说明书

本发明公开了一种时分双工模式下的MIMO系统互易性校准方法，包括：获取MIMO系统的基站端RF增益，建立互易性不匹配的上行和下行信道模型，并以此确定系统的可达和速率，建立以最大化可达和速率为目标的非凸优化函数；确定可达和速率最大时最优校准矩阵中的对角元素相位值和非对角元素值的表达式，并带入非凸优化函数，从而转化为伪凹优化函数；通过最大化伪凹优化函数的最优解确定对角元素幅度值，得到最优校准矩阵，进而校准MIMO系统基站端的RF增益。该方法可以实现提高通信系统性能的目的；并且，仅需要基站端RF增益，可根据获取RF增益的绝对值或相对值调节校准矩阵的设计，特别适用于大规模多用户多天线系统。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种时分双工模式下的MIMO系统互易性校准方法。

背景技术

MIMO(多输入多输出)技术具有分集和复用增益、更高的速率和可靠度等优越性能，可以同时提高功率效率和频率效率。如果尺寸和空间允许的话，在发射机和接收机上部署多个天线可以大大提高系统性能。

在下行链路中，一个使用MIMO技术的基本挑战是获取精确的下行信道状态信息。因此，具有上下行信道互易性的时分双工(TimeDivisionDuplexing，TDD)通信模式得到了很大的关注，因为基站可以从上行信道估计得到下行信道状态信息。

然而，基站数字基带处理器得到的信道不仅包括空中信道，还有RF前端(包括从DAC一直到发射天线的硬件，还有对应的接收天线一直到ADC的接收端部分)。功率放大器、低噪放大器、天线间不同的电缆长度、不理想的时钟同步、双工器响应等多种不理想性都会导致收发两端RF电路增益的不对称。所以，从数字基带处理器的角度来说上下行信道并不互易。如果不考虑这些，这些硬件导致的不对称将会导致不准确的下行信道信息估计，以此进行下行波束赋形可能会导致严重的性能损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种时分双工模式下的MIMO系统互易性校准方法，可以补偿RF增益失配带来的通信系统性能损失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种时分双工模式下的MIMO系统互易性校准方法，包括：

获取MIMO系统的基站端RF增益，建立互易性不匹配的上行和下行信道模型；

根据所述互易性不匹配的上行和下行信道模型，确定系统的可达和速率，建立以最大化可达和速率为目标的非凸优化函数；

通过将非凸优化函数由矩阵形式转换为标量形式，确定所述可达和速率最大时对应的最优校准矩阵中的对角元素相位值和非对角元素值的表达式；

将确定的对角元素相位值和非对角元素值的表达式带入所述非凸优化函数，将非凸优化函数转化为伪凹优化函数；

通过最大化所述伪凹优化函数的最优解确定对角元素幅度值，从而得到最优校准矩阵，进而校准MIMO系统基站端的RF增益。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，根据最优解校准基站端下行天线RF通道，可以实现提高通信系统性能的目的。并且，上述方案仅需要基站端RF增益，可根据获取RF增益的绝对值或相对值调节校准矩阵的设计，特别适用于大规模多用户多天线系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种时分双工模式下的MIMO系统互易性校准方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的第一种校准MIMO系统基站端的RF增益的流程图；