基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法技术

本发明专利技术公开了一种基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法。包括：步骤1、根据各个接入点的位置，将多个接入点分为两组；步骤2、两组之间互相收发校准导频信号，根据收到的导频信号估计两个信道矩阵；步骤3、根据两组接入点估计的信道矩阵计算校准矩阵。本发明专利技术利用接入点之间的位置，尽量使得每个接入点存在较好的参考接入点，从而在联合校准中获得较优的校准性能。的校准性能。的校准性能。

【技术实现步骤摘要】
基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法


[0001]本专利技术属于无线通信传输
，尤其涉及一种基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法。

技术介绍

[0002]随着MIMO系统中用户和天线的大规模增加，信道状态信息的获取成为一大难题。时分双工(TDD,Time Division Duplexing)系统能利用空中信道互易的特点，大大减小系统导频开销。但是由于发送和接收机射频(RF，Radio Frequency)链路的非对称性，导致实际信道上下行不再具有互易性。因此会在采用下行预编码技术时对RF增益进行补偿，即进行互易性校准。
[0003]对于6G的大规模分布式MIMO系统，由于接入点数大规模增加，传统的轮流发送校准的时间开销较大，实现的难度也较大。为了降低校准的时间开销，可以将接入点分成多个组，进行组间校准。分组校准中，最基本的实现即为分为两组。两组之间互为参考，进而实现全部接入点的校准系数计算。但是由于接入点之间存在一定的物理距离，所以导频信号经过大尺度衰落之后估计出的信道不够准确，这将严重影响校准算法的精度。
[0004]为了获得更好的校准性能，需要对分组算法进行精心的设计。穷举搜索最优分组的复杂度在实际实现时难以承受。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法,以解决穷举搜索最优分组的复杂度在实际实现时难以承受的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的具体技术方案如下：
[0007]一种基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、根据各个接入点的位置，将多个接入点分为两组；
[0009]步骤1.1、找到一个离其他接入点的距离之和最远的接入点a1和离a1最近的接入点b1，将接入点a1分进A组，将接入点b1分进B组；
[0010]步骤1.2、继续搜索未归类的接入点中离其他接入点距离之和最远的p和离它最近的接入点q，计算p到A组已有接入点的最小距离minA，计算p到B组已有接入点的最小距离minB；若minA大则p分进A组，q分进B组；若minA大则q分进A组，p分进B组；
[0011]步骤1.3、以此操作搜索直至所有接入点全部被分组；
[0012]步骤2、两组之间互相收发校准导频信号，根据收到的导频信号估计两个信道矩阵；
[0013]步骤3、根据两组接入点估计的信道矩阵计算校准矩阵。
[0014]进一步的，步骤1.1中到离其它接入点距离之和最远的接入点，实现方法为矩阵D按列求和找到最大元素的索引idx1；将其对应的接入点idx1放入A集合中，找到D矩阵idx1行中最小的元素索引idx2，将其对应的接入点idx2放入B集合中，令未分组的接入点个数为
R＝N
‑
2。
[0015]进一步的，所述步骤2中两个信道矩阵为：
[0016][0017]其中H是A组发B组收时的空中信道，H
T
是B组发A组收时的空中信号，H和H
T
具有互易性，是转置的关系；C
A,t
是A组天线的发射RF增益对角矩阵，C
B,t
是B组天线的发射RF增益对角矩阵，C
A,r
是A组天线的接收RF增益对角矩阵，C
B,r
是B组天线的接收RF增益对角矩阵。
[0018]进一步的，步骤3具体包括以下步骤：
[0019]步骤3.1、获得A，B之间两个信道矩阵的估计之后，构造如下目标函数：
[0020][0021]其中vec是向量化算子，G
B,A
是A组发B组收时的信道，G
A,B
是B组发A组收时的信道，C
A
是A组天线的校准矩阵，C
B
是B组天线的校准矩阵；
[0022]步骤3.2、构造Ψ矩阵：
[0023][0024]其中：
[0025][0026]也就是对G
B,A
各元素的模取平方后再按列求和，然后将该结果化作对角阵，N1是B组天线个数；
[0027][0028]也就是对G
A,B
各元素的模取平方后再按列求和，然后将该结果化作对角阵,N2是A组天线个数；
[0029][0030]是指对[G
B,A
]v,u
取共轭；
[0031][0032]是对Ψ
12
作共轭转置；
[0033]步骤3.3、对Ψ矩阵进行特征值分解：
[0034]Ψ＝UΛU
H
；
[0035]U矩阵中，对应到最小特征值所对应的特征向量作为最终的校准向量ccal；校准向量分为两组，最终的校准矩阵C
A
和C
B
表示为C
A
＝diag(c
A
)，C
B
＝diag(c
B
)，其中diag()表示对向量生成对角阵。
[0036]本专利技术的基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法,具有以下优点：
[0037]1、本专利技术使收发两组天线之间几何距离最小的分组方式，收发两组天线之间几何距离最小导致校准信号经历的大尺度衰落减小，校准系数也将估计的更加准确，下行传输能力大大提升；
[0038]2、本专利技术较穷举的算法更简单易于实现。
附图说明
[0039]图1为本专利技术的分组校准步骤示意图；
[0040]图2为本专利技术的校准性能的示意图。
具体实施方式
[0041]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法做进一步详细的描述。
[0042]步骤1、根据各个接入点的位置，将多个接入点分为两组；
[0043]图1给出了本专利技术分组校准的执行流程示意图，包括如下步骤：
[0044]步骤1.1、初始化：根据N个接入点位置计算距离矩阵D，该矩阵维度为N
×
N，元素d
ij
为接入点i到接入点j的欧氏距离；
[0045]步骤1.2、找到离其它接入点距离之和最远的接入点，实现方法为：矩阵D按列求和找到最大元素的索引idx1。将其对应的接入点idx1放入A集合中，找到D矩阵idx1行中最小的元素索引idx2，将其对应的接入点idx2放入B集合中。令未分组的接入点个数为R＝N
‑
2；
[0046]步骤1.3、对还未进行分组的接入点进行如下操作：
[0047]步骤1.3.1、重新计算距离矩阵D，该矩阵维度为R
×
R，是除去已分好组的接入点之间的距离矩阵；
[0048]步骤1.3.2、矩阵D按列求和找到最大元素的索引idx1，找到D矩阵idx1行中最小的元素索引idx2；
[0049]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据各个接入点的位置，将多个接入点分为两组；步骤1.1、找到一个离其他接入点的距离之和最远的接入点a1和离a1最近的接入点b1，将接入点a1分进A组，将接入点b1分进B组；步骤1.2、继续搜索未归类的接入点中离其他接入点距离之和最远的p和离它最近的接入点q，计算p到A组已有接入点的最小距离minA，计算p到B组已有接入点的最小距离minB；若minA大则p分进A组，q分进B组；若minA大则q分进A组，p分进B组；步骤1.3、以此操作搜索直至所有接入点全部被分组；步骤2、两组之间互相收发校准导频信号，根据收到的导频信号估计两个信道矩阵；步骤3、根据两组接入点估计的信道矩阵计算校准矩阵。2.根据权利要求1所述的基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法，其特征在于，步骤1.1中到离其它接入点距离之和最远的接入点，实现方法为矩阵D按列求和找到最大元素的索引idx1；将其对应的接入点idx1放入A集合中，找到D矩阵idx1行中最小的元素索引idx2，将其对应的接入点idx2放入B集合中，令未分组的接入点个数为R＝N
‑
2。3.根据权利要求1所述的基于接入点分组的上下行信道互易性空口校准方法，其特征在于，所述步骤2中两个信道矩阵为：其中H是A组发B组收时的空中信道，H
T
是B组发A组收时的空中信号，H和H
T
具有互易性，是转置的关系；C
A,t
是A组天线的发射RF增益对角矩阵，C
B,t
是B组天线的发射RF增益对角矩阵，C
A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东明，梁祥虎，曹阳，王盼，尤肖虎，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：