[发明专利]用于大规模天线系统的全双工正交频分通信方法

摘要

本发明公开了一种用于大规模天线系统的全双工正交频分通信方法，主要解决在该系统中，传统频分复用模式下反馈信息量大，以及传统时分复用模式难以适应信道快变特性的问题。其实现步骤是1）利用正交频分复用的思想将信号的传输频带划分为多个相互正交的子载波；2）将划分的子载波按照特定的方式分配给上行链路和下行链路；3）终端在所分配的上行链路中发送导频信号，基站根据导频接收信号获取所有子载波处的信道状态信息；4）基于该信道状态信息，基站与终端分别在所分配的下行子载波和上行子载波上传输数据。本发明具有无反馈、收发同时、低延迟、大覆盖的优点，可用于大规模天线系统高速移动场景下的全双工通信。

主权项

一种用于大规模天线系统的全双工正交频分通信方法，包括如下步骤：(1)根据系统所要求的上行和下行链路的数据通信量，将整个信号传输带宽划分为L个子载波，其中，LU个子载波用于上行链路传输，LD＝L‑LU个子载波用于下行链路传输；LU个上行子载波又分为两部分，其中，Lp个子载波用于上行导频传输，Ld＝LU‑Lp个子载波用于上行数据传输，这里0<L<Lmax，0<LU、LD、Lp、Ld<L，其中，Lmax为最大允许子载波划分个数，B为信号传输的带宽，fΔ为系统允许的最小子载波间隔，符号为向下取整操作；(2)为上行导频、上行数据和下行数据分配所占用的子载波位置：(2a)上行导频子载波位置的分配：采用梳状导频插入方式，将Lp个导频子载波均匀地分布在全部L个子载波中；以子载波间隔为导频周期插入导频符号，且在每一周期里导频插入的位置相同；(2b)上行数据和下行数据子载波位置的分配：以子载波间隔LN为周期，在每一周期内，除去已分配的导频子载波位置，将剩余的LN‑1个子载波分为两部分，其中，把第1至第个子载波分配给上行数据，把第至第LN‑1个子载波分配给下行数据；(3)将基站和终端待发送的信息比特流，按照调制星座分别映射为符号矢量sD和sU，同时终端将全为1的比特流映射成上行链路导频符号矢量sp，其中基站的符号矢量sD长度为LD，终端的符号矢量sU长度为Ld，上行链路导频符号矢量sp长度为Lp；(4)基站将其符号矢量sD填充到下行链路子载波位置，并将上行子载波位置全部赋零，形成下行链路发送符号矢量终端将其符号矢量sU填充到上行链路子载波位置，将导频符号矢量sp填充到上行导频子载波位置，并对下行子载波位置全部赋零，形成上行链路发送符号矢量该下行链路发送符号矢量与上行链路发送符号矢量的长度均为L；(5)基站和终端分别对其链路发送符号矢量和进行逆傅里叶变换，形成帧长度均为L的OFDM基站符号帧和终端符号帧s~D=IFFT(s‾D)]]>s~U=IFFT(s‾U),]]>其中符号IFFT(·)为逆傅里叶变换操作；(6)基站和终端同时发送各自的OFDM符号帧，基站接收的信号为终端接收的信号为接收的信号长度均为L；(7)对基站接收的信号和终端接收的信号分别在基站和终端进行傅里叶变换，得到长度为L的基站接收解调信号和终端接收解调信号r‾1=FFT(r~1)]]> r‾2=FFT(r~2),]]>其中，符号FFT(·)为傅里叶变换操作；(8)基站根据步骤(2)所分配的上行导频子载波位置，在基站接收解调信号的相应子载波位置处抽取信号，得到长度为Lp的导频接收信号并基于该导频接收信号，运用最小二乘估计算法得到导频子载波位置处的信道估计h^p=Sp-1r‾p,]]>其中，符号(·)‑1为矩阵的求逆操作，矩阵Sp为利用所发送的导频序列sp而构造的对角矩阵，(9)根据导频子载波位置处的信道估计运用内插算法得到所有子载波处的信道估计