协作多点传输系统中小区间延迟差补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于协作多点传输ＣｏＭＰ系统中小区间延迟差补偿方法，主要解决传统方法不能使信号在空中接口处自然合并，没有充分发挥ＣｏＭＰ潜力的问题。其实现过程包括：（１）用户根据ＣＳＩ－ＲＳ计算出小区间时延差和延迟的采样点数；（２）用户根据延迟的采样点数计算出相位旋转因子并将该因子反馈给服务小区，服务小区与协作小区共享相位旋转因子；（３）协作小区通过相位旋转因子对信号的相位旋转进行补偿；（４）用户根据时延差计算出协作小区的载波相位偏移因子并将该因子反馈给服务小区，服务小区与协作小区共享相位偏移因子；（５）协作小区通过相位偏移因子对信号的相位偏移进行补偿。本发明专利技术能够使用户接收的信号在空中接口处自然合并，获得了额外的阵列增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，特别是涉及由于不同小区到达用户不同延迟的补偿方 法，应用在于协作多点传输CoMP系统中。
技术介绍
长期演进LTE是近两年来3GPP为满足未来通信需求启动的最大的新技术研发项 目，被视为从3G向4G演进的主流技术。3GPP RAN1#53次会议上，Ericsson总结了之前众 多公司提出的“Multi-cell ΜΙΜΟ, Network ΜΙΜΟ”等概念，提出了用“CoMP”这一术语来 表达为数众多但本质相同的多小区协作方案。协作多点传输能够有效降低小区间干扰，提 高小区边缘用户性能。目前，3GPP定义了两种多点联合传输的方案协同调度/波束赋型CS/CB和联合 处理JP。这两种方案的区别在于用户的下行数据是由单点传输还是多点传输。对于协同调 度/波束赋型方案，数据来自某个协作小区，且协作点之间联合调度使协作点之间的干扰 消除，因此可以获得复用增益。对于联合处理方案，由于数据来自多小区，因此可以获得分 集增益，使边缘小区的性能提升，但是由于不同小区到达用户的距离不同会造成到达的时 间不同步，产生了小区间的时延差。富士通在提案 Rl-091502“Pseudo Transmission Timing Control using Cyclic Shift for Downlink CoMP Joint Transmission” 中提出了在下行 CoMP JP 传输中利用 循环位移来进行伪时间控制解决由于不同小区到达用户的不同延迟问题，但是这种方法不 能使不同小区的信号在空中接口处自然合并，会使系统性能下降。另外大唐电信在提案 Rl-090193 Aspects of Joint Processing in Downlink CoMP”提出的相干联合传输，是 通过在每个小区的数据流上乘以不同的相位因子使不同小区的信号在空中接口处自然合 并，在获得预编码增益，功率增益和分集增益的基础上额外获得了传输的阵列增益，但是这 种方法对不同小区到达用户时间延迟差的影响很大，在时间延迟较大的情况下造成系统性 能急剧下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种协作多点传输系统中小区 间延迟差补偿方法，使不同小区的信号在空中接口处自然合并，以实现相干联合传输，提高 系统的性能。为实现上述目的，本专利技术包括如下步骤(1)当服务小区O与协作小区1进行协作时，用户接收到的信号为 其中氏是服务小区O到用户的信道矩阵， 是由延迟采样点产生的相位 旋转因子，τ'是延迟的采样点数，k表示子载波数，Nfft是快速傅里叶变换点数，H1是协作小区1到用户的信道矩阵，Wtl是服务小区0的预编码矩阵,W1是协作小区1的预编码矩阵， S是待发送的信号，η是加性高斯白噪声；(2)用户根据信道状态信息参考导频CSI-RS，分别计算出服务小区0与协作小区 1之间的时延差τ和延迟的采样点数τ ‘；(3)用户通过延迟的采样点数τ ’计算出相位旋转因子^kW ，将该相位旋转 因子反馈给服务小区0，服务小区将该相位旋转因子与协作小区1共享；(4)协作小区1对相位旋转进行补偿，得到相位旋转补偿后的传输信号X= Ξ ( τ ‘ )ffS(I O Λ 其中w是预编码矩阵，s是待发送的信号，Ξ(Γ’)= ο表示相位旋转矩阵，式中I是单位矩阵，0是零矩阵，一2^Im是相位旋转因子的倒数，τ ‘、k*NFFT的含 义与步骤(1)中所描述的相同；(5)通过时延差τ计算出载波相位偏移因子θ，将该载波相位偏移因子θ反馈 给服务小区0，服务小区将该载波相位偏移因子与协作小区1共享，^ =其中v是光速，λ是载波的波长，mod表示对括号内两个因子进行求余；(6)协作小区1把载波相位偏移θ因子用信号相位形式表示为…0，将…0与相位 旋转补偿后的传输信号X相乘进行相位偏移补偿，得到小区间延迟差补偿后的最终传输信 号X' = eJ9X其中j表示复数V=!。本专利技术与现有技术相比具有的优点本专利技术由于通过求出由于不同小区到达用户的距离不同而造成的时延差，再根据 该时延差计算出产生的载波相位偏移因子，令信号发送时乘以该载波相位偏移因子从而将 此载波相位偏移补偿，使用户在接收不同小区的信号时能够进行同相相加，因而信号在空 中接口处能够自然合并，获得了额外的阵列增益，克服了传统方法不能充分发挥CoMP潜力 的问题。仿真表明，本专利技术提出的方法在不改变基站发送数据时间不增加用户系统复杂度 的基础上与传统方法相比误码率降低了 0. 5db左右，提高了系统的性能。附图说明图1是本专利技术对于不同小区间延迟差进行补偿的实现流程示意图；图2是本专利技术在两小区协作传输时的误码率仿真图。具体实施例方式参见图1，本专利技术实现步骤如下步骤1，建立接收信号模型。当服务小区0与协作小区1进行协作时，用户接收到的信号为4 其中氏是服务小区0到用户的信道矩阵，e m 是由延迟采样点产生的相位 旋转因子，τ'是延迟的采样点数，k表示子载波数，Nfft是快速傅里叶变换点数，H1是协作 小区1到用户的信道矩阵，Wtl是服务小区0的预编码矩阵,W1是协作小区1的预编码矩阵， S是待发送的数据流，η是加性高斯白噪声。步骤2，计算小区间时延差τ和小区间延迟的采样点数τ ‘。(2a)用户根据两小区发送的信号资源块中相同位置包含的不同信道状态信息参 考导频CSI-RS，先计算出服务小区0与协作小区1所发送信号到达用户的时刻，再将两者相 减得到两小区间的时延差τ 其中tl、t2分别为服务小区0和协作小区1所发送信号到达用户的时刻；(2b)用户利用小区间时延差τ和采样间隔计算延迟的采样点数τ ‘τ ‘ = τ / ξ其中，ξ为采样间隔。步骤3，计算相位旋转因子并反馈回服务小区0。用户通过延迟的采样点数τ ‘计算出相位旋转因子并将该相位旋转 因子^bWAW以100ms为周期由物理上行控制信道反馈给服务小区0 ；服务小区再将该相 位旋转因子通过小区间相互连接的光纤以信令的方式发送给协作小区1，使该相位旋转因 子与协作小区共享。步骤4，对传输信号的相位旋转进行补偿。协作小区1接收到服务小区0发送的相位旋转因子后，将该相位旋转因 子的倒数扩展为矩阵形式得到相位旋转矩阵Ξ (τ ‘)，再将该相位旋转矩阵与预编码矩 阵和待发送的数据流相乘对传输信号的相位旋转进行补偿，得到相位旋转补偿后的传输信 号 其中W是预编码矩阵，S是待发送的数据流，Ξ(Γ')= Q ^nifftj ,式中I是单位矩阵，0是零矩阵，e〃^〃m是相位旋转因子的倒数，τ'、k* Nfft的含义与步骤⑴中 所描述的相同。步骤5，计算载波相位偏移因子并反馈回服务小区0。用户通过步骤(2)得到的时延差τ计算出载波相位偏移因子θ，并以5ms为周期 将该载波相位偏移因子θ由物理上行控制信道反馈给服务小区0;服务小区再将该载波相 位偏移因子通过小区间相互连接的光纤以信令的方式发送给协作小区1，使该载波相位偏 移因子与协作小区共享，“2;Γ—ηα)A其中V是光速，λ是载波的波长，mod表示对括号内两个因子进行求余。步骤6，对传输信号的载波相位偏移进行补偿。协作小区1接收到服务小区0发送的载波相位偏移因子θ后，将该载波相位偏 移因子用信号相位形式表示为…0，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种协作多点传输系统中小区间延迟差补偿方法，包含如下步骤：（１）当服务小区０与协作小区１进行协作时，用户接收到的信号为：ｙ＝［Ｈ↓［０］ｅ↑［－ｊ２πτ′ｋ／Ｎ↓［ＦＦＴ］］Ｈ↓［１］］（＊＊＊）Ｓ＋ｎ其中：Ｈ↓［０］是服务小区０到用户的信道矩阵，ｅ↑［－ｊ２πτ′ｋ／Ｎ↓［ＦＦＴ］］是由延迟采样点产生的相位旋转因子，τ′是延迟的采样点数，ｋ表示子载波数，Ｎ↓［ＦＦＴ］是快速傅里叶变换点数，Ｈ↓［１］是协作小区１到用户的信道矩阵，Ｗ↓［０］是服务小区０的预编码矩阵，Ｗ↓［１］是协作小区１的预编码矩阵，Ｓ是待发送的信号，ｎ是加性高斯白噪声；（２）用户根据信道状态信息参考导频ＣＳＩ－ＲＳ，分别计算出服务小区０与协作小区１之间的时延差τ和延迟的采样点数τ′；（３）用户通过延迟的采样点数τ′计算出相位旋转因子ｅ↑［－ｊ２πτ′ｋ／Ｎ↓［ＦＦＴ］］，将该相位旋转因子ｅ↑［－ｊ２πτ′ｋ／Ｎ↓［ＦＦＴ］］反馈给服务小区０，服务小区将该相位旋转因子与协作小区１共享；（４）协作小区１对相位旋转进行补偿，得到相位旋转补偿后的传输信号：Ｘ＝Ξ（τ′）ＷＳ其中：Ｗ是预编码矩阵，Ｓ是待发送的信号，Ξ（τ′）＝（＊＊＊）表示相位旋转矩阵，式中Ｉ是单位矩阵，Ｏ是零矩阵，ｅ↑［ｊ２πτ′ｋ／Ｎ↓［ＦＦＴ］］是相位旋转因子的倒数，τ′、ｋ和Ｎ↓［ＦＦＴ］的含义与步骤（１）中所描述的相同；（５）通过时延差τ计算出载波相位偏移因子θ，将该载波相位偏移因子θ反馈给服务小区０，服务小区将该载波相位偏移因子与协作小区１共享，θ＝２πｍｏｄ（τｖ，λ）／λ其中：ｖ是光速，λ是载波的波长，ｍｏｄ表示对括号内两个因子进行求余；（６）协作小区１把载波相位偏移θ因子用信号相位形式表示为ｅ↑［ｊθ］，将ｅ↑［ｊθ］与相位旋转补偿后的传输信号Ｘ相乘进行相位偏移补偿，得到小区间延迟差补偿后的最终传输信号：Ｘ′＝ｅ↑［ｊθ］Ｘ其中：ｊ表示复数√－１。...

【技术特征摘要】
一种协作多点传输系统中小区间延迟差补偿方法，包含如下步骤(1)当服务小区0与协作小区1进行协作时，用户接收到的信号为 <mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><msub> <mi>H</mi> <mn>0</mn></msub> </mtd> <mtd><msup> <mi>e</mi> <mrow><mo>-</mo><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>&pi;</mi><msup> <mi>&tau;</mi> <mo>&prime;</mo></msup><mi>k</mi><mo>/</mo><msub> <mi>N</mi> <mi>FFT</mi></msub> </mrow></msup><msub> <mi>H</mi> <mn>1</mn></msub> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mfenced open='(' close=')'> <mtable><mtr> <mtd><msub> <mi>W</mi> <mn>0</mn></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd><msub> <mi>W</mi> <mn>1</mn></msub> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mi>S</mi><mo>+</mo><mi>n</mi> </mrow>其中H0是服务小区0到用户的信道矩阵，是由延迟采样点产生的相位旋转因子，τ′是延迟的采样点数，k表示子载波数，NFFT是快速傅里叶变换点数，H1是协作小区1到用户的信道矩阵，W0是服务小区0的预编码矩阵，W1是协作小区1的预编码矩阵，S是待发送的信号，n是加性高斯白噪声；(2)用户根据信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵兵，张必达，胡宇，臧秀刚，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]