[发明专利]多天线无线通信系统中信道非互易条件下的误差校正方法

说明书

本发明公开了多天线无线通信系统中信道非互易条件下的误差校正方法，该方法按以下步骤进行：1)基站从所服务的用户终端获取上行信道矩阵,由于信道中存在互易误差，在基站端获取互易误差估计矩阵；2)根据所得的上行信道状态信息和互易误差估计矩阵，在基站端设计最优的校正矩阵；3)利用最优校正矩阵，计算发送预编码矩阵。

技术领域

本发明涉及无线数据传输领域，特别涉及当无线通信系统信道非互易时的误差校正方法。

背景技术

在接下来的5年时间里，全球的数据流量将会增长3倍以上，并且相比于2005年，增长倍数将会达到100倍。智能可携带设备的流行，以及机器通信方式的崛起以及物联网市场的繁荣。因此针对未来无线网络中大量的通信场景，急需一种重定义的结构对海量新兴的应用，QoS(Quality of Service，服务质量)需求提供良好的支持。其中大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)被认为是可以在基站端取得最显著突破的技术。跟传统的多用户MIMO不同，大规模MIMO使用大量低功耗的基站天线，在同一个时频资源块去服务多个用户设备，此时大规模MIMO在无线数据速率和链路可靠性上也可以取得显著的增益。在过去几年中，大规模MIMO技术已经吸引了来自学术界和工业界大量的关注，并成为了无线通信领域最热门的研究话题。

实际大规模MIMO系统的运行依赖于当采用时分双工工作模式时上下行信道的互易特性。理想情况下，下行链路的信道状态信息可以通过在基站端计算上行链路的信道状态信息获得。但在实际情况中，由于基站和用户端接收和发送信号分别使用两套不同的设备，因此不同的收发设备之间存在着的一系列由于射频电路引入的射频误差，比如混频器、功率放大器、滤波器，导致真实的上下行信道并非互易的。而且由于在大规模MIMO系统中，基站端可能采用更廉价的射频天线，使得基站端和用户端之间的误差将会进一步的变大，这些都将导致系统性能的下降。而现有的下行预编码技术在进行预编码矩阵的计算时并没有考虑基站与用户之间存在的互易性误差致使系统性能下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种多天线无线通信系统中信道非互易条件下的误差校正方法，以降低互易误差对系统性能的影响，提高系统和速率。

技术方案：为实现上述目标，本发明采用的技术方案为：

多天线无线通信系统中信道非互易条件下的误差校正方法，基于多用户的无线通信系统，所述系统工作在时分双工模式下，基站端配置N根天线同时服务K个单天线用户，由于基站端和用户端的射频电路的增益不对称性引入了信道互易误差，通过设计一个优化的校正矩阵来校正信道互易误差，具体步骤如下：

步骤一：基站从所服务的用户终端获取上行信道矩阵G，由于信道中存在互易误差，在基站端获取互易误差估计矩阵

步骤二：根据所得的上行信道状态信息和互易误差估计矩阵，在基站端设计最优的校正矩阵B_opt；

步骤三：利用最优校正矩阵，计算发送预编码矩阵。

作为本发明所述的多天线无线通信系统中信道非互易条件下的误差校正方法，在步骤一中，所述信道按照如下方式建模：

H＝AG^TB，

其中，G为N×K的随机矩阵，代表上行信道矩阵，其元素是零均值，方差为1的独立同分布的复高斯随机变量，上标(·)^T代表矩阵转置，H为K×N的随机矩阵，代表下行信道矩阵，其元素是零均值，方差为1的独立同分布的复高斯随机变量，A为K×K的随机对角矩阵，代表用户端互易误差，其元素是零均值，方差为的独立同分布的复高斯随机变量，B为N×N的随机矩阵，代表基站端互易误差,,其中对角线元素是均值为1，方差为的独立同分布的复高斯随机变量，非对角线元素是零均值，方差为的独立同分布的复高斯随机变量。