[发明专利]一种CoMP系统中导频图案设计和检测方法

权利要求书

1.一种CoMP系统中导频图案设计和检测方法，其特征在于：该方法首先根据最小化子载波矩阵列相干性的原则设计出最优的导频图案，然后采用在相同时频资源上插入同一用户不同信道的导频序列，在接收端对导频进行检测获得不同信道的独立导频，利用基于压缩感知的稀疏信道估计方法对每条信道进行独立估计。

2.根据权利要求1所述的一种CoMP系统中导频图案设计和检测方法，其特征在于：该方法具体步骤为：

1)在N个子载波上选择n_p个子载波存放导频，对于任一条BS_m至UE_n(m＝1,2,...,M,n＝1,2,...,N)的信道，求得最优的导频图案，即将最优导频位置设计建模成下述的求最优解问题：

其中，L为信道长度，N_s表示子载波数，Ω＝{1,2,...,N_s}，P表示导频数，取决于信道的稀疏度，导频位置序号用Λ_m,n,i,m＝1,2,...,M,n＝1,2,...,N,i＝1,2,...,Q表示，其i为随机生成Λ的个数；

2)获得传输所用的所有导频位置信息；在协作系统中，针对用户UE_n，根据上述公式计算出第条链路的结果值最小的Λ_m,n,i作为最终的导频图案位置；Λ_m,n,i,i＝1,2,...,Q_m为导频位置序号集合；根据BS_m,m＝1,2,...,M到UE_n的最优导频位置Λ_m,n,i，利用下述公式

得到最终的n(Λ_i)＝N_p点导频图案；

3)将所有协作基站BS到UE_n的对应子载波位置上按照集合Λ_i中的子载波位置序号插入导频；当用户多于一个时，采用步骤1)和2)的方法得到各用户的导频子载波位置，不同信道根据其导频子载波位置插入导频序列；

4)导频位置选定后，根据3GPPLTE标准采用ZC序列生成导频；

5)分解ZC序列集；根据协作发射基站的个数对该ZC序列集Z进行分解；M个发射基站BS₁,...,BS_m，对于同一个用户，其协作基站在同一个频段上传输信息，而多用户时，协作基站间可以协调工作在不同的时域、频域空间上；因此多用户导频不需要绝对正交，也就是说不同用户间导频可以重复利用；对于一个用户来说，只需利用等间隔原则将ZC序列分为M个子集：

因多径稀疏信道固有的稀疏性，导致大部分的信道参数值趋于零，仅有少部分非零值，故可通过压缩感知技术利用较少的导频获得更多、更准确的有用信息，因此可将ZC序列集合分为多个子集同时用于多条信道也是满足的；

6)协作多基站将导频信息传输到接收端后，需要对各独立信道进行估计；由于传输存在时延，且同一频段进行传输数据会造成信息的叠加，因此需要对信道的独立导频进行检测和分离；假设接收端UE_n接收到的导频信息为r_n，需要估计BS_m至UE_n间的信道脉冲响应利用选择矩阵S_m,n与r_n相乘后得到有用导频信息，同时除去干扰导频的方法进行导频选择；

7)去除其他基站带来的导频干扰；检测、分离导频的核心思想是矩阵零空间方法，各基站发射的导频数量相同，每次检测出当前信道的导频图案，该图案长度为N_p，然后利用稀疏信道的估计方法获得为BS_m至UE_n间的信道脉冲响应估计；为了除去的干扰，将接收信号当作M-1维信号处理；根据条件利用零空间的思想

同时满足

条件，得到矩阵S_m,n，再从S_m,n中选择max(ζ)对应的一列向量ζ_j，记作为BS_m与UE_n信道的导频序列x_m,p的选择向量，式中，

其中由于发射端在发送数据前根据步骤3)对导频进行了扩展，即发射端使用的导频数为接收端对导频进行检测，获得的导频个数是扩展后的N_p个；若接收端直接利用N_p导频去估计效果可能不够理想；因此首先要从集合中分离出Λ_m,i，然后根据Λ_m,i集合中的n_p导频进行信道估计；

8)根据接收端接收到的导频信号：

Y_p＝X_pF_ph+Z_p

估计出信道参数

其中，式中，ω＝e^-j2π/N。