[发明专利]时分双工多天线系统中基于放大转发的中继信道校准方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信中继信道校准技术领域，特别涉及一种无线通信领域TDD-LS-MIMO的多天线基站到多天线中继下行信道校准方法

技术背景

随着移动终端的不断增加，下行数据的业务量也越来越大，多输入多输出(MIMO)系统可以增大信道容量，从而引起产业界和学术届的广泛关注。MIMO有两种双工模式，一种是频分双工(FDD)，另一种是时分双工(TDD)。频分双工(FDD)是现在广泛应用的一种双工模式，主要特征为上下行信道工作在不同的的频段，然而在MIMO系统中，频分双工(FDD)在对下行信道状态进行估计时导频开销过于巨大。而采用时分双工(TDD)模式，因为其上下行信道都工作在同一频段，故上下行信道存在互易性，可根据上行信道状态信息估计下行信道状态信息。然而由于上下行发射，接收器件的不完美性，导致信道互易性遭到破坏，利用上行信道状态信息，不能准确的估算出下行信道的状态信息。故需要对上下行信道进行校准，使其满足互易性。

如图1所示，T_A为基站端发射天线对系统的影响，R_A为基站端接收天线对系统的影响，T_B为中继端发射天线对系统的影响，R_B为中继端接收天线对系统的影响；对TDD系统进行校准的原因如下：

由于T_A≠R_Α，R_B≠T_B，故H_up≠H_down,H_up为上行状态信息，H_down下行状态信息。即由于上述原因，在时分双工系统中，信道互易性遭到破坏，便不能用上行信道估计下行信道的状态信息。

一般校准原理为：需要求出T_A·R_B与R_A·T_B关系即可，不必求出每一个的具体值。

发明内容

本发明的目的是为推进无线通信领域的时分双工多输入多输出(TDD-MIMO)技术的应用，提出的一种时分双工多天线系统中基于放大转发的中继信道校准方法，该方法可以较为准确度校准TDD-MIMO系统上下行信道，通过互易性原理可以比较简洁的得到下行信道准确信息。

本发明提出的一种时分双工多天线系统中基于放大转发的中继信道校准方法,其特征在于,该方法包括:中继发射上行导频序列，基站接收中继发送的导频并估计信道状态信息，基站发射下行导频，中继接收基站发送的下行导频并进行放大转发，基站接收中继放大转发后的信号，估计整个上行下行过程的信道状态信息，再根据之前估计的上行信道状态信息，估算下行信道状态信息，根据上下行信道的关系，便可对信道进行校准。本发明上述方法具体包括如下步骤：设H_up为上行状态信息，H_down下行状态信息，各式中下标up表示上行，dowm表示下行；

1)中继站(RS)端m根天线同时发送不同的上行正交导频x_j，x_j为第j根天线发送的导频，x_j＝[x_j[0],x_j[1],...x_j[Tu_p-1]]^T,每个正交导频的长度为T_up,T_up≥m，m、j均为正整数；正交导频按Hadamard矩阵构造，

Hadamard矩阵的每一行组成一个导频x_j；

2)基站(BS)端n根天线同时对中继(RS)端发送的信号进行检测，第i根BS天线得到检测信号y_i，y_i＝[y_i[0],y_i[1],...y_i[T_up-1]]^T，检测信号长度为T_up，T_up≥m，m为正整数；

3)基站端每根天线接收中继站端的每根天线发出的信号，表示为：

y＝xH_up+n_up，n_up为高斯白噪声矩阵，