[发明专利]全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法

权利要求书

1.一种全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，包括如下步骤：

增长导频长度步骤：在不改变原有导频序列的基础上，对选中的原有导频序列增加一段附加导频序列以增长原有导频序列的长度；为了用以区别，称增加了附加导频序列的原有导频序列为长导频，称原有导频序列为短导频；

相干时间内信道使用步骤：将使用长导频的用户归为长导频组用户，将使用短导频的用户归为短导频组用户；根据长导频组用户在传送附加导频序列时对基站上、下行链路的选择，采用第一时序或者第二时序：

所述第一时序，具体为：在长导频组用户传送附加导频序列阶段时，基于基站天线阵的全双工能力，基站向短导频组用户发送下行数据；在附加导频序列全部传送完成后，长导频组用户与短导频组用户同时与基站进行上行、下行数据传送；

所述第二时序，具体为：在长导频组用户传送附加导频序列阶段时，短导频组用户向基站传送上行数据；在附加导频序列全部传送完成后，基于基站天线阵的全双工能力，基站同时与长导频组用户、短导频组用户进行交错的数据传送；

下行波束赋形向量构建步骤：通过基站与基站之间的测量信道，得到基站与基站的信道矩阵；根据信道估计结果，使用波束赋形方法得到下行波束赋形向量；通过将下行波束赋形向量投影到基站与基站视线信道的信道矩阵的零空间，得到新的波束赋形向量。

2.根据权利要求1所述的全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，在所述增长导频长度步骤中：

根据附加导频序列的内积，使每一个选中的短导频通过增加不同的附加导频序列从而构成两个相互正交的长导频，使不同的短导频通过增加附加导频序列所构成的长导频之间也正交；

针对同一个短导频的两个附加导频序列的内积为短导频自身内积的相反数；

针对不同短导频的附加导频序列内积为0；

附加导频序列长度为选中短导频的数目。

3.根据权利要求1所述的全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，在所述增长导频长度步骤，选择短导频的方法是：

构造导频质量系数，该导频质量系数正比于使用短导频的用户自身信道质量，反比于该短导频所受污染的情况；

经过排序，选择导频质量系数最大的一组短导频。

4.根据权利要求3所述的全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，所述短导频所受污染的情况，是指：相邻小区使用同样短导频的用户到本小区基站信道质量之和；

所述信道质量对于平坦衰落信道而言，是指慢衰落系数的平方。

5.根据权利要求1所述的全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，所述交错的数据传送，是指：当短导频组用户发送上行数据时，长导频组用户接收下行数据；当短导频组用户接收下行数据时，长导频组用户发送上行数据。

6.根据权利要求1所述的全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，所述基站与基站的信道矩阵，是指：非满秩的视线信道矩阵与满秩的非视线信道矩阵之和。

7.根据权利要求1所述的全双工大规模天线阵多长度导频机制通信方法，其特征在于，对原有导频序列增加附加导频序列的方法，包括：

假设每个小区内用户数为K，即短导频数目为K，所有短导频有内积，即：

其中，表示短导频矩阵，φ_s(i)表示短导频矩阵φ_s的第i列，即第i个用户使用的短导频，φ_s(j)表示短导频矩阵φ_s的第j列，即第j个用户使用的短导频，上标表示矩阵的共轭转置；

附加导频序列满足如下矩阵：

其中，表示附加导频序列矩阵，上标表示矩阵的共轭转置，T表示附加导频序列长度以及被选中的短导频数目，T＜K；

假设被选中的短导频的序号分别为k₁,k₂,...,k_T，

添加附加导频序列的操作如下：

i＝1,2,...,T

k_i∈{k₁,k₂,...,k_T}

其中，表示长导频矩阵，φ_l(i)表示长导频矩阵第i列，即第i个长导频；φ_s(k_i)表示短导频矩阵第k_i列，即第k_i个短导频，符号表示将符号右侧向量以顺序的形式添加到符号左侧向量的末尾，φ_a(i)表示附加导频序列矩阵第i列，φ_l(2T+1-i)表示长导频矩阵第2T+1-i列，即第2T+1-i个长导频，φ_a(2T+1-i)表示附加导频序列矩阵第2T+1-i列，即第2T+1-i个附加导频序列，i表示序号，k_i表示选中的短导频的序号。