[发明专利]基于非理想CSI的回程容量受限C-RAN中联合预编解码方法

说明书

本发明公开了移动通信领域内的基于非理想CSI的回程容量受限C‑RAN中联合预编解码方法，按以下步骤进行：1）系统中所有无线射频单元从各自服务的用户设备获取非理想CSI，并传送给基带处理单元；2）基带处理单元计算各无线射频单元的预编码矩阵以及各用户设备的解码矩阵，将预编码后的基带信号通过有限容量的回程链路发送给无线射频单元，并将解码矩阵反馈给用户设备；3）用户设备通过无线信道接收由无线射频单元转发来的信号，并根据反馈的解码矩阵处理接收信号，本发明提供了回程容量受限情况下基于非理想CSI的联合编解码方法，该方法能有效提高信道容量，可用于移动通信中。

技术领域

本发明涉及一种编解码方法，具体的说是一种基于非理想CSI的回程容量受限C-RAN中联合预编解码方法，属于移动通信技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，移动通信设备和用户的设备使用习惯都已经发生的巨大改变。用户数量的暴增以及用户对数据和服务质量的需求，对现有无线通信系统产生了巨大的压力，这对下一代无线通信系统提出了新的要求。云无线接入网络(C-RAN，Cloud radio access network)作为下一代无线通信系统的关键技术之一，已经受到了广泛的关注。大量的研究表明，这项技术在抑制干扰、节约能耗和分配网络资源等方面具有显著的优势。由于物联网的快速发展、用户设备的暴增，这项技术面临的挑战愈发突出，C-RAN更容易受到回程容量受限和非理想信道状态信息(CSI，Channel state information)的影响。因此，在回程容量受限和非理想CSI的情况下，将预编码与解码的联合设计作为发明的方向是有价值的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于非理想CSI的回程容量受限C-RAN中联合预编解码方法，克服回程容量受限和非理想CSI的影响，同时联合设计预编码和解码矩阵，有效提高用户的可达和速率。

本发明的目的是这样实现的：一种基于非理想CSI的回程容量受限C-RAN中联合预编解码方法，基于C-RAN，包括一个基带处理单元和M个无线射频单元，每个无线射频单元服务一个用户设备，系统中各无线射频单元的天线数为n_T，各用户设备的天线数为n_R；基带处理单元和无线射频单元之间的回程容量受到限制，无线射频单元与用户设备之间的无线信道只能获取非理想CSI；基带处理单元联合设计发送预编码矩阵和接收解码矩阵，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1)所有无线射频单元从各自服务的用户设备获取非理想CSI，并传送给基带处理单元；

步骤2)基带处理单元计算各无线射频单元的预编码矩阵以及各用户设备的解码矩阵，将预编码后的基带信号通过有限容量的回程链路发送给无线射频单元，并将解码矩阵反馈给用户设备；

步骤3)用户设备根据步骤2)中的反馈的解码矩阵接收信号。

作为本发明的进一步限定，在步骤1)中，所述非理想信道按照如下方式建模：系统中各无线射频单元的天线数为n_T，各用户设备的天线数为n_R，定义H_ij表示第i个无线射频单元与第j个用户设备之间的信道矩阵，将其建模为其中表示信道H_ij的估计值，E_ij表示信道的估计误差矩阵。基带处理单元通过发送相关矩阵R_ij和接收相关矩阵T_ij计算估计信道和信道估计误差：

其中，H_iid,ij为n_R×n_T的随机矩阵，其元素是均值为零，方差为1-δ_ij的独立同分布的复高斯随机变量，E_w,ij为n_R×n_T的随机矩阵，其元素是均值为零，方差为δ_ij的复高斯随机变量；