空分多址接入用户匹配方法及系统技术方案

空分多址接入用户匹配方法及系统。该方法包括：以子载波为单位，计算用户U

【技术实现步骤摘要】
空分多址接入用户匹配方法及系统
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及空分多址接入用户匹配方法及系统。
技术介绍
人类社会的发展建立在信息交流的基础上，而通信技术使得人们克服了距离上的障碍，能够迅速而准确地传递信息，可以毫不夸张地说，通信是推动社会文明进步与发展的巨大动力。从利用人力、马力、烽火台等原始的通信手段传递信息到现在无处不及的无线互联网，人类的通信手段取得了巨大进步。由于无线通信受资源的限制，多个用户需共享同样的信道资源，因此利用有限的频率资源，来最大程度地满足人们对移动通信的要求，一直是移动通信系统领域的研究热点。美国贝尔实验室提出的蜂窝组网理论，利用电磁波在自由空间中的传输损耗，使相隔一定距离的另一个基站可以重复使用同一组工作频率，从而在一定程度上克服了信道容量受限的问题，极大地推动了移动通信技术的发展，被誉为移动通信史上的蜂窝革命。全球通信业务的飞速发展，为无线移动通信技术带来了良好机遇的同时，也带来了更大的挑战。一方面，随着无线通信业务的高速发展和无线通信用户数的急剧增长，对蜂窝系统的容量提出了更高的要求；另一方面，通信领域的无线频谱资源日益紧张。目前，频谱资源的投入已成为全球各运营商资金投入的重要组成部分。因此，如何提高无线资源的利用率，如何有效地利用相对紧缺的频谱资源，以提供更高质量、更高速率的通信服务，成为近些年各种新技术所面临的核心问题。为了解决这一问题，许多新技术正在不断地被研究和应用到现代无线通信系统中。其中，空分多址接入(SpatialDivisionMultipleAccess，SDMA)技术是和频分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA)、时分多址(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)、码分多址(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)等复用技术并列的又一种多址接入技术，它是利用空间上的隔离进行复用的一种多址接入技术。采用空分多址接入的多个用户可以使用完全相同的频率、时隙和信道资源，使得系统的无线资源利用效率得到了提高。事实上，我们熟知的蜂窝移动通信技术中的蜂窝概念本身就是一种空分复用技术，不同的小区内中的用户可以使用完全相同的资源。空分多址接入的本质就是空间“滤波”，通过利用数字信号处理技术，采用先进的波束转换技术和自适应空间信号处理技术，产生空间定向波束，使得阵列天线形成的主波束对准信号的到达方向，零陷对准干扰信号的到达方向。这样就在空域上，对不同方向上的信号实现了分离，达到高效地接收利用期望用户的信号，删除或者抑制非期望用户信号和干扰信号的目的。这种在空域上对信号进行分离的方式应用到移动通信中，实现的就是空分多址接入。空分多址接入的基本思想是引导能量沿着用户所在方向传输。通常情况下，不同移动用户的空间位置和移动速度不同，在基站一侧所接收到的不同用户信号的DOA(DirectionOfArrival，波达方向)、多普勒频移和多径结构等特征也就不同。空分多址接入就是利用这些特征的差异，通过阵列天线技术在用户方向上形成定向波束，在同一信道上接收和发送多个用户信号而不发生相互干扰。实际上它使通信资源不再局限于时间域、频率域、码域而拓展到了空间域，从而有效地提高了系统无线资源的利用效率，增加了系统的容量。一个理想的空分多址接入系统应能够为每一个用户形成一个波束，基站跟踪用户的位置，始终使用户处于波束的中心处。在空分多址接入系统中的所有用户，将能够用同一信道在同一时间和同一频率上实现双向通信。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种空分多址接入用户匹配方法及系统。第一方面，本专利技术实施例提供一种空分多址接入用户匹配方法，包括：以子载波为单位，计算用户U1和U2对应的导频信道估计的预设帧平均值；将所述预设帧平均值归一化；根据所述归一化后的预设帧平均值，计算所述用户U1和U2各子载波间的最大互相关值；如果所述最大互相关值小于预设互相关阈值，则所述用户U1和U2的上行信道可以匹配进行空分多址接入。第二方面，本专利技术实施例对应提供一种空分多址接入用户匹配系统，包括：预设帧平均值计算单元，用于以子载波为单位，计算用户U1和U2对应的导频信道估计的预设帧平均值；预设帧平均值归一化单元，用于将所述预设帧平均值归一化；最大互相关值计算单元，根据所述归一化后的预设帧平均值，计算所述用户U1和U2各子载波间的最大互相关值；以及上行信道空分多址接入匹配单元，用于如果所述最大互相关值小于预设互相关阈值，则所述用户U1和U2的上行信道可以匹配进行空分多址接入。在本技术方案中，以子载波为单位，通过用户的导频信道估计，求得用户信道特征间的互相关程度，根据用户信道特征间的互相关程度，来确定用户间是否可以匹配进行空分多址接入，采用本方法匹配成功的用户能够采用空分多址接入技术，从而使用相同的时频资源，间接地提高系统的无线资源利用率和系统容量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的空分多址接入用户匹配方法的流程示意图。图2是本专利技术实施例二提供的空分多址接入用户匹配方法的流程示意图。图3是本专利技术实施例三提供的空分多址接入用户匹配系统的架构示意图。图4是本专利技术实施例四提供的空分多址接入用户匹配系统的架构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。实施例一参见图1，其是本专利技术实施例一提供的空分多址接入用户匹配方法的流程示意图，本实施例的技术方案可以由无线侧(如基站或基站控制器等)来执行。该空分多址接入用户匹配方法，可以包括如下步骤：S110：以子载波为单位，计算用户U1和U2对应的导频信道估计的预设帧平均值。示例性的，以子载波为单位进行计算的目的是为让各信道更好地规避干扰，以20MHz的带宽为例，为通过调频更好地规避干扰，可以把20MHz的总带宽划分成1200份，每一份就是一个子载波，每个子载波的带宽为15KHz。以子载波为单位，计算用户间的导频信道估计的预设帧平均值，可选的，本实施例中，可以按下式(1)计算导频信道估计的8帧平均值，将后7帧的试点权重与第1帧的相位对齐相加。其中，hPilotAvg表示8帧平均值，frm表示帧号，H表示共轭矩阵。根据上式，分别求得用户U1和U2对应的8帧平均值hPilotAvgU1和hPilotAvgU2，用户U1和U2均为从检测出的，可以支持空分多址接入的NUserValued个用户中选择的用户。S120：将预设帧平均值归一化。示例性的，归一化是一种无量纲处理手段，使物理系统数值的绝对值变成某种相对值关系，是简化计算和缩小量值的有效办法。将用户U1和U2对应的8帧平均值hPilotAvgU1和hPilotAvgU2，分别进行归一化处理，分别得到归本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空分多址接入用户匹配方法，包括：以子载波为单位，计算用户U

【技术特征摘要】
1.一种空分多址接入用户匹配方法，包括：以子载波为单位，计算用户U1和U2对应的导频信道估计的预设帧平均值；将所述预设帧平均值归一化；根据所述归一化后的预设帧平均值，计算所述用户U1和U2各子载波间的最大互相关值；如果所述最大互相关值小于预设互相关阈值，则所述用户U1和U2的上行信道可以匹配进行空分多址接入。2.如权利要求1所述的方法，还包括：当所述用户U1和U2的上行信道可以匹配进行空分多址接入时，以子载波为单位，计算所述用户U1和U2间的零陷；将所述零陷归一化；根据所述归一化后的零陷，计算所述用户U1和U2对应的下行载波损失及下行载波干扰比；如果所述下行载波损失均大于预设载波损失阈值，及所述下行载波干扰比均大于预设载波干扰比阈值，则所述用户U1和U2的下行信道可以匹配进行空分多址接入。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述预设帧平均值为8帧平均值。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述计算两个用户对应的导频信道估计的预设帧平均值，包括：将所述预设帧的后7帧的试点权重与第1帧的相位对齐相加，后求其算数平均值，得到所述8帧平均值。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述最大互相关值的计算公式为XCorrMax＝max(abs(diag(hPilotAvgU1HhPilotAvgU2)))，式中，XCorrMax为所述最大互相关值，hPilotAvgU1和hPilotAvgU2分别为所述用户U1和U2对应的所述8帧平均值。6.如权利要求2所述的方法，其中，所述零陷的计算公式如下：WU1NullWgt(k)＝(I-gPilotAvg2U2(k)gPilotAvg2U2(k)H)gPilo...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄其华，王悦，李瑞超，李伟，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11