[发明专利]密集分布式移动通信网络系统的同步与校准方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种使用密集分布式无线接入单元布设的多用户空分多址无线通信系统。

背景技术

日益紧缺的频谱资源以及无线数据业务量的持续增长，成为驱动无线通信系统进行新的变革的重要因素。随着通信技术的不断发展，高阶调制编码、链路自适应方法、MIMO等方法均已在无线通信中获得应用。可以说，点对点通信链路的性能发展与工程实践己经几乎达到了极限。

为了能够实现更高频谱效率和绿色无线通信的双重目标，人们提出了密集分布式移动通信技术。通过处于不同地理位置上的无线接入单元(Radio Access Unit，RAU)的协作(联合传输/协作调度)来提高系统性能。密集分布式移动通信网络系统可以通过RAU间的协作，降低系统干扰，实现小区边缘性能提升，同时也对当前技术提供了有效的整合。

密集分布式移动通信网络系统中，协作的RAU需要知道准确的下行信道信息，进行下行预编码，服务多个用户，提高系统性能。采用时分双工(Time Division Duplexing，TDD)通信模式，RAU可以利用信道互易性，通过估计的上行信道信息来得到下行信道信息。根据电磁波理论，如果时间间隔小于相干时间，那么传输信号在上行和下行方向将经历相同的衰落。这样，大大减小了系统的反馈开销。

然而，密集分布式移动通信网络系统对协作的RAU间的同步有很高的要求。如果协作的RAU之间不同步，会大大降低用户端的协作增益，还会产生时隙间干扰和上下行干扰，严重影响通信质量，甚至导致通信失败。

另外，信道互易性理论只是适用于空中的无线传输信道。而一个完整的通信信道不仅包括空中的无线信道，还包括发送机和接收机的射频(Radio Frequency，RF)电路。RF电路包括天线，RF混频器，数模转换器，功率放大器等等，还受到周围环境的影响(比如温度，湿度等)。这样，从对信号的影响上看，每个RF电路实际上等效于对发送和接收信号各乘以了一个额外的系数，即RF增益，而RF增益通常是不匹配的，这种RF增益的不匹配破坏了通信信道的互易性。所以，在TDD系统中，采用下行预编码技术时，必须要进行协作RAU之间的天线校准。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种复杂度较低，可行性较强的密集分布式移动通信网络系统的同步与校准方法。

技术方案：本发明密集分布式移动通信网络系统的同步与校准方法采用如下技术方案：

移动通信网络中的每一个小区密集布设分布式无线接入单元(Radio Access Unit，RAU)，所有RAU都通过高速链路与该小区的中心基带处理单元(Baseband Processing Unit，BPU)相连接。在同步阶段：由BPU向所连接的所有RAU发送载波信号，实现所有RAU载波信号的载频同步。在校准阶段：BPU对所有RAU进行分簇，形成树型的分簇拓扑；同一簇内的RAU互相收发校准信号，并将收到的校准信号通过高速链路传输到BPU，直接计算相应的校准系数；不同簇内的分布式无线接入单元之间的校准系数通过间接计算获得，即实现所有RAU的校准。

有益效果：本发明提供的密集分布式移动通信网络系统的同步与校准方法，具有如下优点：

(1)载波同步信号由BPU通过高速链路向各RAU发送，信号精度高，各RAU对载波信号的载频可以非常准确的锁定，从而较好地实现所有RAU的载频同步。

(2)载频同步时，将各RAU由PLL产生的相位差和时延估计误差统一看成是RF增益相位的一部分，通过校准来解决，将同步和校准有效地联合起来进行处理。

(3)校准时对各RAU进行分簇，将大规模节点的校准问题化为簇内较少节点的校准问题，大大降低了复杂度。

(4)在校准时，簇内的RAU之间互相收发校准信号，无需用户的参与。

(5)RAU收到的校准信号通过高速链路传输到BPU进行校准系数的计算，无需无线信道的反馈，减小了系统的反馈开销，节省了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对实施例或现有技术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表明本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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实施例的附图。

图1为本发明实施例提供的一种密集分布式移动通信网络系统架构的示意图以及RAU分簇的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种密集分布式移动通信网络系统同步方法的流程图；