一种正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法

本发明涉及无线通信，尤其是一种正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法。

背景技术：

1、无蜂窝大规模天线(无蜂窝大规模mimo)系统中，中心处理单元(cpu)根据用户和接入点(ap)的动态关联，建立了以用户为中心的去蜂窝组网。如图1所示，当应用于广域覆盖时(例如对空覆盖、对海面远距离覆盖、宏基站应用场景等)，在ap和终端(ue)的动态关联中，ue与距离最近关联的ap进行定时同步，而在对其他距离更远的ap，传输过程中产生相对于最近用户的传输时延差。当采用时延差小于循环前缀时，可以通过下行预编码补偿。对于集中式预编码，其时延补偿较为复杂。但是，对于分布式预编码，即在每个ap独立实现的预编码可以以较低的复杂性实现时延补偿。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，能够有效解决无蜂窝系统逐子载波的预编码的复杂性问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，包括如下步骤：

3、步骤1、系统中有多个接入点ap，同时同频为多个用户通信，每个ap均服务多个用户，每个用户被多个ap服务，形成无蜂窝大规模mimo，系统采用正交频分复用ofdm波形；

4、步骤2、每个ap获得其服务用户的下行信道信息；

5、步骤3、系统获得ap之间下行时频同步的校准系数，并发送给各个ap，以实现ap之间的相干传输；

6、步骤4、每个ap独立计算该ap与其通信的多个用户的时延；

7、步骤5、在nrb个资源块rb内，根据中心子载波的信道矩阵，每个ap独立计算该ap与其通信的多个用户的下行预编码矩阵；

8、步骤6、根据时延信息，每个ap根据步骤5的预编码矩阵经过相位旋转得到nrb个rb内所有子载波的预编码矩阵。

9、优选的，步骤1中，多个接入点ap通过有线连接到中心处理单元cpu。

10、优选的，步骤2中，对于时分双工系统，利用上下行信道的互易性，根据上行信道获得下行信道信息。

11、优选的，步骤2中，对于频分双工系统，根据用户反馈下行信道信息。

12、优选的，步骤3中，无蜂窝系统的中心处理单元根据空口校准获得多个ap之间的相位同步信息，并分发给各个ap。

13、优选的，步骤4中，每个ap根据上行随机接入信道或上行探测参考信号或者解调参考信号获得其服务用户到该ap的路径时延。

14、优选的，步骤5中，预编码方法包括最大比发送预编码、迫零预编码(zeroforcing，zf)、正则化迫零预编码(regularized zf)。

15、优选的，步骤6中，系统中的某个ap服务k个用户，假设用户k到该ap的时延为τk，假设步骤5得到的中心载波序号n的预编码矩阵为wn，那么第m个子载波的预编码矩阵通过如下公式计算，wm＝wntn-m，其中t＝diag(exp(-ι2πδfτ1),…,exp(-ι2πδfτk))，ι表示虚数单位，δf为正交频分复用系统的子载波间隔，diag(.)表示生成对角阵。

16、本发明的有益效果为：采用分布式预编码方法，克服多个用户到ap的时延不同引起的信道旋转，进而降低系统相干叠加的性能；只需要做一个子载波的预编码计算，可以获得多个rb内每个子载波的预编码系统，计算复杂性大大降低。

技术特征：

1.一种正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤1中，多个接入点ap通过有线连接到中心处理单元cpu。

3.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤2中，对于时分双工系统，利用上下行信道的互易性，根据上行信道获得下行信道信息。

4.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤2中，对于频分双工系统，根据用户反馈下行信道信息。

5.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤3中，无蜂窝系统的中心处理单元根据空口校准获得多个ap之间的相位同步信息，并分发给各个ap。

6.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤4中，每个ap根据上行随机接入信道或上行探测参考信号或者解调参考信号获得其服务用户到该ap的路径时延。

7.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤5中，预编码方法包括最大比发送预编码、迫零预编码、正则化迫零预编码。

8.如权利要求1所述的正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，其特征在于，步骤6中，系统中的某个ap服务k个用户，假设用户k到该ap的时延为τk，假设步骤5得到的中心载波序号n的预编码矩阵为wn，那么第m个子载波的预编码矩阵通过如下公式计算，wm＝wntn-m，其中t＝diag(exp(-ι2πδfτ1),…,exp(-ι2πδfτk))，ι表示虚数单位，δf为正交频分复用系统的子载波间隔，diag(.)表示生成对角阵。

技术总结
本发明公开了一种正交频分复用无蜂窝大规模天线系统的分布式预编码方法，包括如下步骤：步骤1、系统中有多个接入点AP，同时同频为多个用户通信，每个AP均服务多个用户，每个用户被多个AP服务，形成无蜂窝大规模MIMO，系统采用正交频分复用OFDM波形；步骤2、每个AP获得其服务用户的下行信道信息；步骤3、系统获得AP之间下行时频同步的校准系数，并发送给各个AP，以实现AP之间的相干传输；步骤4、每个AP独立计算该AP与其通信的多个用户的时延；步骤5、在N<subgt;RB</subgt;个资源块RB内，根据中心子载波的信道矩阵，每个AP独立计算该AP与其通信的多个用户的下行预编码矩阵；步骤6、根据时延信息，每个AP根据步骤5的预编码矩阵经过相位旋转得到N<subgt;RB</subgt;个RB内所有子载波的预编码矩阵。本发明能够有效解决无蜂窝系统逐子载波的预编码的复杂性问题。

技术研发人员：王东明,曹阳,郭云翔,王向阳,尤肖虎
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23