1.大规模MIMO系统中结合导频污染消除的双层预编码设计方法,其特征在于,系统工作于时分双工TDD模式,首先,基站接收到用户发送的导频序列,估计上行链路信道;根据信道互易性,得到下行链路信道估计;然后,在基站端,基于迫零ZF预编码思想设计外层预编码矩阵,以抑制小区内用户间干扰;最后,将信道和外层预编码矩阵作为等效信道,基于最小均方误差MMSE准则设计内层预编码矩阵,以抑制系统中因导频污染所引发的干扰。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,用户向基站发送导频序列,基站基于最小方差Least Square准则,估计出上行链路信道矢量:其中 表示小区i中第k个用户到本小区基站之间的信道估计矢量,Yi表示小区i中基站的接收信号, 表示小区i中第k个用户所发送的导频序列,τ表示导频序列长度,ρr表示导频序列的发送功率,上标T和H分别表示矩阵的转置和共轭转置操作符。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,基站根据信道互易性,得到下行链路信道估计矢量
表示小区i的基站到本小区第k个用户之间的信道估计矢量,giki表示小区i的基站到本小区第k个用户之间的信道矢量,k=1,2,...,K, 表示导频污染部分, 表示均值为0,协方差矩阵为 的噪声矢量,其中IM表示M×M维单位矩阵,M表示基站天线数,ni∈CM×τ表示小区i中基站的接收噪声矩阵,ni中的每个元素相互独立,服从均值为0,单位方差的复高斯随机分布, 表示小区i中第k个用户所发送的导频序列,τ表示导频序列长度,ρr表示导频序列的发送功率。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于:基于ZF预编码思想,进而通过归一化处理,得到小区i的外层预编码矩阵:其中i=1,2,...,L,i表示小区i的序号,L表示小区总数, 表示小区i的基站到本小区第k个用户之间的信道矢量,k=1,2,...,K,K表示每个小区内的用户总数。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,将信道与外层预编码矩阵的结合作为等效信道,即小区i的基站到本小区用户之间的等效信道Hii=GiiWii,Gii表示小区i的基站到本小区用户之间的信道,Wii表示小区i的外层预编码矩阵;小区i的基站到小区l中用户之间的等效信道Hil=GilWii,Gil表示小区i的基站到小区l中用户之间的信道,其中l=1,2,...,L;l表示小区l的序号。
6.根据权利要求5所述方法,其特征在于,基于MMSE准则设计小区i的内层预编码矩阵Dii:
其中min{·}表示最小化运算,Tr(·)表示矩阵的迹,α表示功率限制因子,以使小区i的内层预编码矩阵Dii满足功率约束条件;zi表示附加背景噪声,且zi中的每个元素相互独立、服从均值为0,单位方差的复高斯分布;IK表示K×K维单位矩阵;qi表示小区i的基站向本H小区用户发送的信号,满足E{qi}=0,E{qiqi}=IK;结合拉格朗日乘子法,小区i的内层预编码矩阵Dii表示为:其中i、l=1,2,...,L。