[发明专利]一种两用户分布式协作传输系统中考虑用户时延差的宽带预编码和干扰抑制方法

说明书

本发明公开了一种两用户分布式协作传输系统中考虑用户时延差的宽带预编码和干扰抑制方法，包括如下步骤：每个接入点根据上行链路的同步信号分别与最先到达的用户进行时频同步，并估计出后到达的另一个用户相对于先到达用户的相对时延差；根据上行链路的时频同步，计算下行链路接入点与用户的时延差；根据信道估计的结果，得到其上行链路和下行链路的信道矩阵，计算下行多用户预编码矩阵；根据采样偏差，计算第k个子载波的预编码矩阵和干扰抑制矩阵。本发明的方法在相干带宽内，仅计算一次预编码或干扰抑制矩阵，其它子载波可以根据该矩阵旋转生成，从而补偿由于采样偏差引起的信道变化，降低了传输系统的多用户预编码和干扰抑制的复杂度及性能。

技术领域

本发明涉及无线通信传输技术领域，尤其是一种两用户分布式协作传输系统中考虑用户时延差的宽带预编码和干扰抑制方法。

背景技术

分布式多天线协作传输是4G和5G的关键技术。将分布式多天线与OFDM结合，可以将频率选择性信道转换为每个子载波上的平坦MIMO信道，因而基于OFDM的分布式MIMO协作传输被4G以及5G所采纳。然而，随着参与协作的基站数及用户数的增加，每个子载波计算预编码或联合检测的复杂性将非常大。在点到点的MIMO-OFDM系统实现时，通常假设在相干带宽内信道是相关的，进而减少预编码的计算次数。这种采用宽带信道状态信息的方法在工业界实现LTE系统时被采纳。例如在LTE系统中，可以根据多个资源块的信道状态信息计算一个预编码矩阵用于这些资源块，因而复杂度大大降低。

然而，这个假设在实际的分布式多用户MIMO系统中存在一定的问题。考虑如图1所示的两用户(UE)和两远端天线接入点(RAU)的分布式多用户OFDM系统。这里，我们假设用户与RAU的时钟频率完全同步，不考虑频率偏移(Carrier Frequency Offset，CFO)。对于OFDM接收机，采样时间同步是去除循环前缀、完成正确解调的前提。假设UE1和UE2到RAU1和RAU2的距离各不相同，因而到达接入点的时间也不同。由于用户1和用户2的信号在RAU叠加，在去除循环前缀时，通常与先到达的用户同步。如图2所示，用户1到接入点2由于时延差引起的循环前缀采样偏差为τ₁，用户2到接入点1的采样偏差为τ₂。

我们知道，τ个样点的采样偏移在第k个子载波会产生相位旋转exp(ι2πkτ/N)，其中N为OFDM的FFT/IFFT的大小。从频域角度看，这也被称之为频偏。本专利统一称之为采样偏差。可以看到，随着子载波序号的增加，相位旋转越大。因此，即使在相干带宽内，频域信道也可能产生较大的变化。对于集中式多用户MIMO-OFDM，如果已知每个用户的时延，通过提前发送可以解决这个问题。但是，对于分布式多用户MIMO-OFDM，由于多个节点对多个用户会“顾此失彼”，无法采用提前发送解决。因此，传统以相干带宽为参考进行预编码设计和干扰抑制将带来较大的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种两用户分布式协作传输系统中考虑用户时延差的宽带预编码和干扰抑制方法，能够大大降低了多用户分布式协作传输系统的多用户预编码和干扰抑制的复杂度及性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种两用户分布式协作传输系统中考虑用户时延差的宽带预编码和干扰抑制方法，包括如下步骤：

(1)对于上行链路，接入点根据上行链路的同步信号分别与最先到达的用户进行时频同步，并估计出后到达的另一个用户相对于先到达用户的相对时延差；假设有2个接入点，用户1距离接入点1最近，用户2距离接入点2最近，用户1到接入点2由于时延差引起的循环前缀采样偏差为τ₁个样点，用户2到接入点1的采样偏差为τ₂个样点；

(2)对于下行链路，基站侧根据上行时频同步，计算接入点到用户的相对时延差；假设有2个接入点，用户1距离接入点1最近，用户2距离接入点2最近，接入点2到用户1由于时延差引起的循环前缀采样偏差为τ₁′个样点，接入点1到用户2的采样偏差为τ₂′个样点；