MU-MIMO模式上行信道的频偏估计方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种MU

【技术实现步骤摘要】
MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]在5G(5th Generation)无线通信系统中，终端和基站构建通信链接的前提条件是时间和频率同步。在频率同步方面，通常是基站发送同步序列，终端接收机通过接收到的序列进行频率偏差估计，即载波频偏(Carrier Frequency Offset，CFO)估计，然后同时对终端的发射和接收信号进行频偏补偿，使终端和基站保持频率一致。通常补偿后残余的频率偏差已经很小，当系统要求不高时，影响不大；但是对于高阶调制系统，尤其是正交频分复用系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)，其对子载波间的正交性有严格的要求。频偏会破坏子载波间的正交性，影响接收端的正确解调，微小频偏对解调信号也能产生很大影响，导致解调失败，从而导致系统性能严重下降。因此，对于基站接收到来自终端的上行信号时，有必要估计出终端相对基站的残余频偏，然后进行补偿后再进行数据解调等操作，这样能够大大减少上行信道数据的误码率，从而提升通信系统的性能。
[0003]在频偏估计中，可以根据多符号的dm
‑
rs(demodulation reference signal，解调参考信号)通过不同符号上的相位偏差来估计频率偏差。但是，在MU
‑
MIMO(Multi
‑
User Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output)模式下，如果不同终端的dm
‑
rs复用在同一时频资源上，由于终端间干扰的存在，在基站接收侧不能简单的直接估计，如果要利用复用的dm
‑
rs来估计频偏，则首先需要消除不同终端之间的干扰，然后分别对不同终端进行频率偏差估计。现有频偏估计方法主要分为非数据辅助的频偏估计方法和数据辅助的频偏估计方法。非数据辅助的频偏估计方法不需要占用额外的资源，但是估计精度和估计范围有限，如利用循环前缀(Cyclic Prefix，CP)在时域进行频偏估计的技术。数据辅助的频偏估计方案中，有的采用导频来进行频偏估计，例如LTE中利用物理上行共享信道PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)一个子帧中的两列导频的相位差来进行频偏估计；有的利用同步信号(SSS，PSS)或者相位跟踪参考信号(PT
‑
RS)进行频偏估计；也有利用多种参考信号联合估计的方法。
[0004]对于以上提到的这些方案，有个很重要的应用场景它们不能适用：即当参考信号或者循环前缀是多个终端信号的复用叠加时(如MU
‑
MIMO模式)，由于基站接收到的信号存在多终端之间的相互干扰，这些频偏估计的方法将不再有效，从而导致频率补偿失败，降低系统性能。MU
‑
MIMO模式上行信道情况下，如果不同终端PUSCH的dm
‑
rs通过不同端口复用在同一时频资源上，那么存在终端间干扰，基站接收侧不能直接通过dm
‑
rs计算不同终端相对基站的频偏。如果要通过常用的频偏估计方法，势必需要把不同终端的dm
‑
rs分配到不同时
‑
频资源上，因此降低了OFDM符号的资源利用率。
[0005]可见，如何有效减少终端间干扰，从而实现多符号导频资源复用在同一时频资源下，不同终端相对基站的频偏估计是目前有待解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法、装置、设备及介质，能够有效减少终端间干扰，从而实现多符号导频资源复用在同一时频资源下，不同终端相对基站的频偏估计。其具体方案如下：
[0007]第一方面，本申请公开了一种MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法，应用于基站侧，包括：
[0008]通过基站的天线阵列获取相同时频资源上多终端叠加的接收信号，并利用预设角度估计算法确定所述多终端相对于所述基站各自对应的角度信息；
[0009]基于所述角度信息确定所述天线阵列中不同天线的加权系数，并利用所述加权系数对所述接收信号进行加权求和，以得到与所述角度信息对应的终端的累积信号；
[0010]对所述累积信号利用预设信道估计算法确定出所述多终端各自对应的信道估计值，并利用所述信道估计值确定出所述多终端相对于所述基站的各自的频偏信息。
[0011]可选的，所述通过基站的天线阵列获取相同时频资源上多终端叠加的接收信号，包括：
[0012]通过基站的天线阵列获取正交频分复用系统在MU
‑
MIMO模式下，共享信道中的多符号、多子载波在相同时频资源上多终端叠加的接收信号Y
m
(l，k)；
[0013]其中，m为所述基站的第m个天线，m＝[0，1，2
…
M
‑
1]；l为所述接收信号占用的第l个时域符号，l＝[l0，l0+1]，起始符号为l0；k为第k个子载波，k＝[0，1，2
…
K
‑
1]；X
n
(l，k)为第n个终端、所述第l个时域符号、所述第k个子载波上的发送信号，n＝[0，1，2
…
N
‑
1]，l＝[l0，l0+1]，
[0014]k＝[0，1，2
…
K
‑
1]；为所述第n个终端到所述第m个天线、所述第l个时域符号、所述第k个子载波的传输信道；w
m
(l，k)为所述基站的所述第m个天线、所述第1个时域符号、所述第k个子载波的接收机噪声。
[0015]可选的，所述通过基站的天线阵列获取相同时频资源上多终端叠加的接收信号，并利用预设角度估计算法确定所述多终端相对于所述基站各自对应的角度信息，包括：
[0016]通过基站的天线阵列获取相同时频资源上所述多子载波中的任一子载波和所述多符号中的任一符号对应的多终端叠加的接收信号，以得到所述接收信号的接收向量；
[0017]基于所述接收向量，利用预设角度估计算法确定所述多终端相对于所述基站各自对应的角度信息。
[0018]可选的，所述基于所述角度信息确定所述天线阵列中不同天线的加权系数，包括：
[0019]基于所述角度信息，利用weight
n
(m)＝exp(
‑
j
·
π
·
m
·
sin(θ
n
))确定所述天线阵列中不同天线的加权系数；其中，所述θ
n
表示第n个终端的角度；m为所述基站的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法，其特征在于，应用于基站侧，包括：通过基站的天线阵列获取相同时频资源上多终端叠加的接收信号，并利用预设角度估计算法确定所述多终端相对于所述基站各自对应的角度信息；基于所述角度信息确定所述天线阵列中不同天线的加权系数，并利用所述加权系数对所述接收信号进行加权求和，以得到与所述角度信息对应的终端的累积信号；对所述累积信号利用预设信道估计算法确定出所述多终端各自对应的信道估计值，并利用所述信道估计值确定出所述多终端相对于所述基站的各自的频偏信息。2.根据权利要求1所述的MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法，其特征在于，所述通过基站的天线阵列获取相同时频资源上多终端叠加的接收信号，包括：通过基站的天线阵列获取正交频分复用系统在MU
‑
MIMO模式下，共享信道中的多符号、多子载波在相同时频资源上多终端叠加的接收信号Y
m
(l，k)；其中，m为所述基站的第m个天线，m＝[0，1，2
…
M
‑
1]；l为所述接收信号占用的第l个时域符号，l＝[l0，l0+1]，起始符号为l0；k为第k个子载波，k＝[0，1，2
…
K
‑
1]；X
n
(l，k)为第n个终端、所述第l个时域符号、所述第k个子载波上的发送信号，n＝[0，1，2
…Ⅳ‑
1]；为所述第n个终端到所述第m个天线、所述第l个时域符号、所述第k个子载波的传输信道；w
m
(l，k)为所述基站的所述第m个天线、所述第1个时域符号、所述第k个子载波的接收机噪声。3.根据权利要求2所述的MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法，其特征在于，所述通过基站的天线阵列获取相同时频资源上多终端叠加的接收信号，并利用预设角度估计算法确定所述多终端相对于所述基站各自对应的角度信息，包括：通过基站的天线阵列获取相同时频资源上所述多子载波中的任一子载波和所述多符号中的任一符号对应的多终端叠加的接收信号，以得到所述接收信号的接收向量；基于所述接收向量，利用预设角度估计算法确定所述多终端相对于所述基站各自对应的角度信息。4.根据权利要求1所述的MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法，其特征在于，所述基于所述角度信息确定所述天线阵列中不同天线的加权系数，包括：基于所述角度信息，利用weight
n
(m)＝exp(
‑
j
·
π
·
m
·
sin(θ
n
))确定所述天线阵列中不同天线的加权系数；其中，所述θ
n
表示第n个终端的角度；m为所述基站的第m个天线，m＝[0，1，2
…
M
‑
1]；j为虚数单位。5.根据权利要求1所述的MU
‑
MIMO模式上行信道的频偏估计方法，其特征在于，所述利用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉桃，杨付乾，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：