CN109412660A - 大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线*** - Google Patents

大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线*** Download PDF

Info

Publication number
CN109412660A
CN109412660A CN201710694152.XA CN201710694152A CN109412660A CN 109412660 A CN109412660 A CN 109412660A CN 201710694152 A CN201710694152 A CN 201710694152A CN 109412660 A CN109412660 A CN 109412660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unicast
near region
matrix
signal
user group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710694152.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109412660B (zh
Inventor
武巍
齐飞
朱雪田
李艳芬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Telecom Corp Ltd
Original Assignee
China Telecom Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Telecom Corp Ltd filed Critical China Telecom Corp Ltd
Priority to CN201710694152.XA priority Critical patent/CN109412660B/zh
Publication of CN109412660A publication Critical patent/CN109412660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109412660B publication Critical patent/CN109412660B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/068—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission using space frequency diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开一种大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***。该方法包括：基站将基站覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组；基站将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；基站将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。本发明通过将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，从而可以极大地扩展MassiveMIMO***的可连接用户数。本发明还大大增加了***的灵活性，提高了信道利用率，提升了***吞吐量，并增加了服务用户数。

Description

大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***。
背景技术
在无线通信***中，MassiveMIMO(大规模多输入多输出***)技术可以极大提升***吞吐量，并可利用线性预编码技术消除单播用户间的干扰实现多用户MIMO(MU-MIMO，多用户多输入多输出***)进一步增加***的灵活性和信道利用率。由于MassiveMIMO技术可使***性能与频谱效率大幅提升，因此MassiveMIMO技术也被视为5G的核心技术之一而被广泛研究。
NOMA作为一种非正交多址技术，在潜在的5G技术中被广泛讨论，NOMA对于提升***吞吐量及增加服务用户数具有重大意义。
因此，如何有效将NOMA与MassiveMIMO技术相结合，以进一步增加***的灵活性、信道利用率，提升***吞吐量及增加服务用户数，是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上技术问题，本发明提供了一种大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***，将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，从而增加了服务用户数。
根据本发明的一个方面，提供一种大规模天线传输方法，包括：
基站将基站覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组；
基站将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；
基站将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。
在本发明的一个实施例中，所述基站将用户信号发送给相应用户终端包括：
基站采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码；
基站将预编码后的发送信号调制为射频信号；
基站将调制好的射频信号从对应端口中发送出去。
在本发明的一个实施例中，所述基站采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码包括：
基站将第一发送向量和第二发送向量相加构成发送信号向量，其中第一发送向量为近区广播组信息、远区广播组信息和远区单播组信息构成的向量，第二发送向量为第一近区单播组信息、第二近区单播组信息和零矩阵构成的向量；
基站根据用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定用户预编码矩阵；
基站根据用户预编码矩阵对发送信号向量进行预编码。
在本发明的一个实施例中，所述用户信道向量为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵、远区单播用户组矩阵和近区单播用户组矩阵组成的列向量。
在本发明的一个实施例中，所述零空间向量为第一零空间矩阵、第二零空间矩阵和第三零空间矩阵构成的行向量，其中，第一零空间矩阵为远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第二零空间矩阵为近区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第三零空间矩阵为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵。
在本发明的一个实施例中，原始预编码矩阵为块对角矩阵，其中，近区广播预编码矩阵、远区广播预编码矩阵和远区单播预编码矩阵分别处于块对角矩阵的对角线位置。
在本发明的一个实施例中，第一近区单播组信息和第二近区单播组信息构成的向量为采用特定矩阵对原近区单播信号进行处理得到的，其中所述特定矩阵为第一预编码矩阵和第二预编码矩阵构成向量的广义逆矩阵，第一预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第一零空间矩阵和近区广播预编码矩阵的乘积，第二预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第二零空间矩阵和远区广播预编码矩阵的乘积。
在本发明的一个实施例中，所述近区单播用户组为非正交多址接入用户组。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
近区单播用户终端接收近区单播用户组接收信号，其中所述近区单播用户组接收信号包括广播组信息和近区单播信号组成，其中所述近区单播信号由正交单位阵和原近区单播信号；
近区单播用户终端采用串行干扰消除来消除广播组信息。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
近区广播用户终端接收近区广播用户组接收信号，其中所述近区广播用户组接收信号包括近区广播信号和近区单播信号组成；
近区广播单播用户终端将近区单播信号作为噪声去除。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
远区广播用户终端接收远区广播用户组接收信号，其中所述远区广播用户组接收信号包括远区广播信号和近区单播信号组成；
远区广播单播用户终端将近区单播信号作为噪声去除。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
远区单播用户终端接收远区单播用户组接收信号，其中所述远区单播用户组接收信号包括远区单播信号。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，包括：
基带处理单元，用于将基站覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组；并将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；
大规模天线阵列，用于将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。
在本发明的一个实施例中，所述基站还包括射频单元，其中：
基带处理单元还用于采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码；
射频单元，用于将预编码后的发送信号调制为射频信号；
大规模天线阵列，用于将调制好的射频信号从对应端口中发送出去。
在本发明的一个实施例中，基带处理单元包括：
发送向量确定模块，用于将第一发送向量和第二发送向量相加构成发送信号向量，其中第一发送向量为近区广播组信息、远区广播组信息和远区单播组信息构成的向量，第二发送向量为第一近区单播组信息、第二近区单播组信息和零矩阵构成的向量；
预编码矩阵确定模块，用于根据用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定用户预编码矩阵；
预编码模块，用于根据用户预编码矩阵对发送信号向量进行预编码。
在本发明的一个实施例中，所述用户信道向量为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵、远区单播用户组矩阵和近区单播用户组矩阵组成的列向量。
在本发明的一个实施例中，所述零空间向量为第一零空间矩阵、第二零空间矩阵和第三零空间矩阵构成的行向量，其中，第一零空间矩阵为远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第二零空间矩阵为近区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第三零空间矩阵为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵。
在本发明的一个实施例中，原始预编码矩阵为块对角矩阵，其中，近区广播预编码矩阵、远区广播预编码矩阵和远区单播预编码矩阵分别处于块对角矩阵的对角线位置。
在本发明的一个实施例中，第一近区单播组信息和第二近区单播组信息构成的向量为采用特定矩阵对原近区单播信号进行处理得到的，其中所述特定矩阵为第一预编码矩阵和第二预编码矩阵构成向量的广义逆矩阵，第一预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第一零空间矩阵和近区广播预编码矩阵的乘积，第二预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第二零空间矩阵和远区广播预编码矩阵的乘积。
在本发明的一个实施例中，所述近区单播用户组为非正交多址接入用户组。
根据本发明的另一方面，提供一种近区单播用户终端，包括：
近区单播信号接收模块，用于接收近区单播用户组接收信号，其中所述近区单播用户组接收信号包括广播组信息和近区单播信号组成，其中所述近区单播信号由正交单位阵和原近区单播信号；
串行干扰消除模块，用于采用串行干扰消除来消除广播组信息。
根据本发明的另一方面，提供一种近区广播用户终端，包括：
近区广播信号接收模块，用于接收近区广播用户组接收信号，其中所述近区广播用户组接收信号包括近区广播信号和近区单播信号组成；
近区广播噪声去除模块，用于将近区单播信号作为噪声去除。
根据本发明的另一方面，提供一种远区广播用户终端，包括：
远区广播信号接收模块，用于接收远区广播用户组接收信号，其中所述远区广播用户组接收信号包括远区广播信号和近区单播信号组成；
远区广播噪声去除模块，用于将近区单播信号作为噪声去除。
根据本发明的另一方面，提供一种远区单播用户终端，其中所述远区单播用户终端用于接收远区单播用户组接收信号，其中所述远区单播用户组接收信号包括远区单播信号。
根据本发明的另一方面，提供一种大规模天线***，包括用户终端和如上述任一实施例所述的基站，其中所述用户终端包括如上述任一实施例所述的近区单播用户终端、如上述任一实施例所述的近区广播用户终端、如上述任一实施例所述的远区广播用户终端以及如上述任一实施例所述的远区单播用户终端中至少一项。
本发明通过将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，从而可以极大地扩展MassiveMIMO***的可连接用户数。本发明还大大增加了***的灵活性，提高了信道利用率，提升了***吞吐量，并增加了服务用户数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明大规模天线***第一实施例的示意图。
图2为本发明大规模天线***第二实施例的示意图。
图3为本发明基站一个实施例的示意图。
图4为本发明一个实施例中基带处理单元的示意图。
图5为本发明一个实施例中大规模天线***模型的示意图。
图6为本发明一个实施例中大规模天线***传输信道模型的示意图。
图7为本发明一个实施例中零空间划分的示意图。
图8为本发明近区单播用户终端一个实施例的示意图。
图9为本发明一个实施例中近区单播用户终端接收模型的示意图。
图10为本发明一个实施例中获取近区单播组信息的示意图。
图11为本发明另一实施例中近区单播用户终端接收模型的示意图。
图12为本发明近区广播用户终端一个实施例的示意图。
图13为本发明远区广播用户终端一个实施例的示意图。
图14为本发明大规模天线传输方法第一实施例的示意图。
图15为本发明大规模天线传输方法第二实施例的示意图。
图16为本发明一个实施例中近区广播用户组内预编码操作的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明大规模天线***第一实施例的示意图。如图1所示，所述大规模天线***包括基站100和用户终端200，其中：
基站100，用于将基站的覆盖区域划分为两个区域：近区(Near-area)和远区(Far-area)；并将基站覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组。
图2为本发明大规模天线***第二实施例的示意图。如图2所示，图1实施例的用户终端200可以包括近区单播用户终端210、近区广播用户终端220、远区广播用户终端230以及远区单播用户终端240中至少一项。
基站100，用于将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；并将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。
在本发明的一个实施例中，所述近区单播用户组为非正交多址接入(NOMA)用户组。
近区广播用户终端220和远区广播用户终端230()(被叠加的广播用户)，用于在接收时将NOMA用户信号当做噪声处理，接收流程不做任何修改。
近区单播用户终端210(NOMA用户)，用于利用串行干扰消除及预编码技术，消除广播组的影响和NOMA用户内部的干扰。
基于本发明上述实施例提供的基于串行干扰消除的背负式NOMA技术的大规模天线***，将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，并通过功率控制降低对广播用户的干扰。对于被叠加的广播用户，在接收时将NOMA用户信号当做噪声处理，接收流程不做任何修改。对于NOMA用户，利用串行干扰消除及预编码技术，消除广播组的影响和NOMA用户内部的干扰。
本发明上述实施例可以极大地扩展MassiveMIMO***的可连接用户数。本发明上述实施例大大增加了***的灵活性，提高了信道利用率，提升了***吞吐量，并增加了服务用户数。
下面通过具体实施例对本发明上述实施例中基站和用户终端的结构和功能进行进一步说明。
图3为本发明基站一个实施例的示意图。如图3所示，图1或图2实施例的基站100可以包括基带处理单元110、射频单元120和大规模天线阵列130，其中：
基带处理单元110，用于将基站100覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组；并将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码，其中所述发送信号包括近区单播用户组信号、远区单播用户组信号、近区广播用户组信号和远区广播用户组信号。
在本发明的一个实施例中，所述近区单播用户组为非正交多址接入用户组。
射频单元120，用于将基带处理单元110预编码后的发送信号调制为射频信号。
大规模天线阵列130，用于将调制好的射频信号从对应端口中发送给相应用户终端。
基于本发明上述实施例提供的基站，将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，并通过功率控制降低对广播用户的干扰。对于被叠加的广播用户，本方法在MassiveMIMO***中基于串行干扰消除的方法将NOMA用户叠加到广播用户中，大大增加了***服务用户的人数。
图4为本发明一个实施例中基带处理单元的示意图。如图4所示，图3实施例中的基带处理单元110可以包括发送向量确定模块110、预编码矩阵确定模块120和预编码模块130，其中：
发送向量确定模块110，用于将第一发送向量和第二发送向量相加构成发送信号向量，其中，如图5和图6所示，第一发送向量为近区广播组信息A、远区广播组信息B和远区单播组信息构成的向量Sf，第二发送向量为第一近区单播组信息S1、第二近区单播组信息S2和零矩阵构成的向量，其中第一近区单播组信息S1、第二近区单播组信息S2为叠加到广播组的NOMA组信息。
预编码矩阵确定模块120，用于根据用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定用户预编码矩阵。
图5为本发明一个实施例中大规模天线***模型的示意图。图6为本发明一个实施例中大规模天线***传输信道模型的示意图。其中图5实施例给出了用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵的示意图，而图6则给出了通过用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定的用户预编码矩阵的示意图。图5和图6实施例中的接收信号向量为由近区广播用户接收矩阵Y1、远区广播用户接收矩阵Y2、远区单播用户接收矩阵Yf和近区单播用户接收矩阵Yn组成的列向量
如图5所示，所述用户信道向量为近区广播用户组矩阵M1、远区广播用户组矩阵M2、远区单播用户组矩阵Uf和近区单播用户组矩阵Un组成的列向量。
在图5实施例中，原始预编码矩阵为块对角矩阵，其中，近区广播预编码矩阵P1、远区广播预编码矩阵P2和远区单播预编码矩阵Pf分别处于块对角矩阵的对角线位置。
在图5实施例中，所述零空间向量为第一零空间矩阵J1、第二零空间矩阵J2和第三零空间矩阵Jf构成的行向量。
图7为本发明一个实施例中零空间划分的示意图。如图7所示，本申请各组之间通过零空间相互区分，其中：
第一零空间矩阵J1(与近区广播用户组矩阵M1相对应)为远区广播用户组矩阵M2和远区单播用户组矩阵Uf的零空间矩阵。
即，M2J1＝0，UfJ1＝0。
第二零空间矩阵J2(与远区广播用户组矩阵M2相对应)为近区广播用户组矩阵M1和远区单播用户组矩阵Uf的零空间矩阵。
即，M1J2＝0，UfJ2＝0。
第三零空间矩阵Jf(与远区单播用户组矩阵Uf相对应)为近区广播用户组矩阵M1、远区广播用户组矩阵M2和近区单播用户组矩阵Un的零空间矩阵。即，M1Jf＝0，M1Jf＝0，UnJ2＝0。
第四零空间矩阵Jn(与近区单播用户组矩阵Un相对应)为远区单播用户组矩阵Uf的零空间矩阵。即，MfJn＝0。
预编码模块130，用于根据用户预编码矩阵对发送信号向量进行预编码，具体如图6所示。
由此本发明可以按照图6实施例的用户预编码矩阵分别对近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组进进行相应的预编码操作。
图16为本发明一个实施例中近区广播用户组内预编码操作的示意图。如图16所示，所述预编码操作可以包括：由近区广播用户组矩阵M1和第一零空间矩阵J1生成近区广播用户组等效矩阵M’1；根据近区广播用户组等效矩阵M’1对近区广播预编码矩阵P1进行处理，得到新的近区广播预编码矩阵M1J1P1；以便之后采用新的近区广播预编码矩阵M1J1P1对近区广播信号A进行处理。
本发明对于远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组可以采用类似的方法进行组内预编码操作，这里不再详述。
本发明上述实施例可以极大地扩展MassiveMIMO***的可连接用户数。本发明上述实施例大大增加了***的灵活性，提高了信道利用率，提升了***吞吐量，并增加了服务用户数。
本发明上述实施例不限制预编码的实现方式，具有极大的灵活性、本发明上述实施例与现有MIMO预编码算法有很好的兼容性。
图8为本发明近区单播用户终端一个实施例的示意图。如图8所示，所述近区单播用户终端210可以包括近区单播信号接收模块211和串行干扰消除模块212，其中：
近区单播信号接收模块211，用于接收近区单播用户组接收信号，其中所述近区单播用户组接收信号包括广播组信息和近区单播信号组成，其中所述近区单播信号由正交单位阵和原近区单播信号。
图9为本发明一个实施例中近区单播用户终端接收模型的示意图。图9实施例的接收模型可以通过图6实施例的大规模天线***传输信道模型计算获得。
图10为本发明一个实施例中获取近区单播组信息的示意图。如图10所示，第一近区单播组信息S1和第二近区单播组信息S2构成的向量为采用特定矩阵对原近区单播信号Sn进行处理得到的，其中所述特定矩阵为第一预编码矩阵和第二预编码矩阵构成向量的广义逆矩阵，第一预编码矩阵为近区单播用户组矩阵Un、第一零空间矩阵J1和近区广播预编码矩阵P1的乘积，第二预编码矩阵为近区单播用户组矩阵Un、第二零空间矩阵J2和远区广播预编码矩阵P2的乘积。
串行干扰消除模块212，用于采用串行干扰消除来消除广播组信息。
图11为本发明另一实施例中近区单播用户终端接收模型的示意图。图11所示的接收模型可以通过将图10的公式带入图9的接收模型来获取。
在图11实施例中，接收信号的第一部分为广播组信息，可利用串行干扰消除将这一部分干扰除去。例如：如果近区单播用户终端知道第一零空间矩阵J1和第二零空间矩阵J2，近区单播用户终端可以采用串行干扰消除方式消除这一部分的干扰。而第二部分的信道部分经过如图11所示的预编码过程化为正交单位阵。
基于本发明上述实施例的近区单播用户终端，可以利用串行干扰消除及预编码技术，消除广播组的影响和NOMA用户内部的干扰。
图12为本发明近区广播用户终端一个实施例的示意图。如图12所示，所述近区广播用户终端220可以包括近区广播信号接收模块221和近区广播噪声去除模块222，其中：
近区广播信号接收模块221，用于接收近区广播用户组接收信号，其中所述近区广播用户组接收信号包括近区广播信号和近区单播信号组成。
在本发明一个实施例中，可以通过图6实施例的大规模天线***传输信道模型计算获得近区广播用户终端的接收模型，具体如公式(1)所示。
Y1＝M1J1P1·A+M1J1P1·S1 (1)
近区广播噪声去除模块222，用于将近区单播信号M1J1P1·S1作为噪声去除。
基于本发明上述实施例的近区广播用户终端，可以在接收时将NOMA用户信号当做噪声处理，接收流程不做任何修改。
在本发明一个实施例中，可以令公式(1)中的第一近区单播组信息S1为0。
由此本发明上述实施例可以使得处于近区的广播组使用正常的广播预编码技术；而处于远区的广播用户将由于发送功率较高，有利于串行干扰消除，将用于背负NOMA组用户。
图13为本发明远区广播用户终端一个实施例的示意图。如图12所示，所述远区广播用户终端230可以包括远区广播信号接收模块231和远区广播噪声去除模块232，其中：
远区广播信号接收模块，用于接收远区广播用户组接收信号，其中所述远区广播用户组接收信号包括远区广播信号和近区单播信号组成；
在本发明一个实施例中，可以通过图6实施例的大规模天线***传输信道模型计算获得远区广播用户终端的接收模型，具体如公式(2)所示。
Y2＝M2J2P2·B+M2J2P2·S2 (2)
远区广播噪声去除模块，用于将近区单播信号M2J2P2·S2作为噪声去除。
基于本发明上述实施例的远区广播用户终端，可以在接收时将NOMA用户信号当做噪声处理，接收流程不做任何修改。本发明上述实施例中处于远区的广播用户将由于发送功率较高，有利于串行干扰消除，将用于背负NOMA组用户。
根据本发明的另一方面，提供一种远区单播用户终端240，其中所述远区单播用户终端240用于接收远区单播用户组接收信号，其中所述远区单播用户组接收信号包括远区单播信号。
在本发明一个实施例中，可以通过图6实施例的大规模天线***传输信道模型计算获得远区单播用户终端的接收模型，具体如公式(3)所示。
Yf＝MfJfPf·Sf (3)
本发明上述实施例将基站的覆盖区域划分为两个区域近区和远区，将近区的单播用户划分为NOMA组，远区的单播用户使用正常的MU-MIMO预编码技术。本发明上述实施例将处于近区的广播组使用正常的广播预编码技术，处于远区的广播用户将由于发送功率较高，有利于串行干扰消除，将用于背负NOMA组用户。本发明上述实施例将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，并通过功率控制降低对广播用户的干扰。本发明上述实施例对于被叠加的广播用户，在接收时将NOMA用户信号当做噪声处理，接收流程不做任何修改。本发明上述实施例对于NOMA用户，利用串行干扰消除及预编码技术，消除广播组的影响和NOMA用户内部的干扰。
经过本发明上述实施例的以上处理，可以极大地扩展MassiveMIMO***的可连接用户数。由此本发明上述实施例大大增加了***的灵活性，提高了信道利用率，提升了***吞吐量，并增加了服务用户数。
图14为本发明大规模天线传输方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明大规模天线***执行。如图14所示，所述方法可以包括：
步骤1，基站100将基站100覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组。
在本发明的一个实施例中，所述近区单播用户组为非正交多址接入用户组。
步骤2，基站100将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号。
步骤3，基站100将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。
在本发明的一个实施例中，步骤3可以包括：
步骤31，基站100采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码。
在本发明的一个实施例中，步骤31可以包括：
步骤311，基站100将第一发送向量和第二发送向量相加构成发送信号向量，其中第一发送向量为近区广播组信息、远区广播组信息和远区单播组信息构成的向量，第二发送向量为第一近区单播组信息、第二近区单播组信息和零矩阵构成的向量。
在本发明的一个实施例中，第一近区单播组信息和第二近区单播组信息构成的向量为采用特定矩阵对原近区单播信号进行处理得到的，其中所述特定矩阵为第一预编码矩阵和第二预编码矩阵构成向量的广义逆矩阵，第一预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第一零空间矩阵和近区广播预编码矩阵的乘积，第二预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第二零空间矩阵和远区广播预编码矩阵的乘积。
步骤312，基站100根据用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定用户预编码矩阵。
在本发明的一个实施例中，所述用户信道向量为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵、远区单播用户组矩阵和近区单播用户组矩阵组成的列向量。
在本发明的一个实施例中，所述零空间向量为第一零空间矩阵、第二零空间矩阵和第三零空间矩阵构成的行向量，其中，第一零空间矩阵为远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第二零空间矩阵为近区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第三零空间矩阵为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵。
在本发明的一个实施例中，原始预编码矩阵为块对角矩阵，其中，近区广播预编码矩阵、远区广播预编码矩阵和远区单播预编码矩阵分别处于块对角矩阵的对角线位置。
步骤313，基站100根据用户预编码矩阵对发送信号向量进行预编码。
步骤32，基站100将预编码后的发送信号调制为射频信号。
步骤33，基站100将调制好的射频信号从对应端口中发送出去。
图15为本发明大规模天线传输方法第二实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明大规模天线***执行。在图14实施例的步骤3之后，图15实施例的方法还可以包括：
步骤4，近区单播用户终端210接收近区单播用户组接收信号，其中所述近区单播用户组接收信号包括广播组信息和近区单播信号组成，其中所述近区单播信号由正交单位阵和原近区单播信号。
步骤5，近区单播用户终端210采用串行干扰消除来消除广播组信息。
步骤6，近区广播用户终端220接收近区广播用户组接收信号，其中所述近区广播用户组接收信号包括近区广播信号和近区单播信号组成。
步骤7，近区广播单播用户终端将近区单播信号作为噪声去除。
步骤8，远区广播用户终端230接收远区广播用户组接收信号，其中所述远区广播用户组接收信号包括远区广播信号和近区单播信号组成。
步骤9，远区广播单播用户终端将近区单播信号作为噪声去除。
步骤10，远区单播用户终端240接收远区单播用户组接收信号，其中所述远区单播用户组接收信号包括远区单播信号。
基于本发明上述实施例提供的大规模天线传输方法，将基站的覆盖区域划分为两个区域近区和远区，将近区的单播用户划分为NOMA组，远区的单播用户使用正常的MU-MIMO预编码技术。本发明上述实施例将处于近区的广播组使用正常的广播预编码技术，处于远区的广播用户将由于发送功率较高，有利于串行干扰消除，将用于背负NOMA组用户。本发明上述实施例将NOMA用户信号叠加到广播组用户组上一并发送，并通过功率控制降低对广播用户的干扰。本发明上述实施例对于被叠加的广播用户，在接收时将NOMA用户信号当做噪声处理，接收流程不做任何修改。本发明上述实施例对于NOMA用户，利用串行干扰消除及预编码技术，消除广播组的影响和NOMA用户内部的干扰。
经过本发明上述实施例的以上处理，可以极大地扩展MassiveMIMO***的可连接用户数。由此本发明上述实施例大大增加了***的灵活性，提高了信道利用率，提升了***吞吐量，并增加了服务用户数。
本发明上述实施例不限制预编码的实现方式，具有极大的灵活性、本发明上述实施例与现有MIMO预编码算法有很好的兼容性。
在上面所描述的基带处理单元110、串行干扰消除模块212、近区广播噪声去除模块222和远区广播噪声去除模块232等功能模块可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (19)

1.一种大规模天线传输方法，其特征在于，包括：
基站将基站覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组；
基站将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；
基站将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站将用户信号发送给相应用户终端包括：
基站采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码；
基站将预编码后的发送信号调制为射频信号；
基站将调制好的射频信号从对应端口中发送出去。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码包括：
基站将第一发送向量和第二发送向量相加构成发送信号向量，其中第一发送向量为近区广播组信息、远区广播组信息和远区单播组信息构成的向量，第二发送向量为第一近区单播组信息、第二近区单播组信息和零矩阵构成的向量；
基站根据用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定用户预编码矩阵；
基站根据用户预编码矩阵对发送信号向量进行预编码。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述用户信道向量为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵、远区单播用户组矩阵和近区单播用户组矩阵组成的列向量；
和/或，
所述零空间向量为第一零空间矩阵、第二零空间矩阵和第三零空间矩阵构成的行向量，其中，第一零空间矩阵为远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第二零空间矩阵为近区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第三零空间矩阵为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵；
和/或，
原始预编码矩阵为块对角矩阵，其中，近区广播预编码矩阵、远区广播预编码矩阵和远区单播预编码矩阵分别处于块对角矩阵的对角线位置；
和/或，
第一近区单播组信息和第二近区单播组信息构成的向量为采用特定矩阵对原近区单播信号进行处理得到的，其中所述特定矩阵为第一预编码矩阵和第二预编码矩阵构成向量的广义逆矩阵，第一预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第一零空间矩阵和近区广播预编码矩阵的乘积，第二预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第二零空间矩阵和远区广播预编码矩阵的乘积。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，
所述近区单播用户组为非正交多址接入用户组。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
近区单播用户终端接收近区单播用户组接收信号，其中所述近区单播用户组接收信号包括广播组信息和近区单播信号组成，其中所述近区单播信号由正交单位阵和原近区单播信号；
近区单播用户终端采用串行干扰消除来消除广播组信息。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
近区广播用户终端接收近区广播用户组接收信号，其中所述近区广播用户组接收信号包括近区广播信号和近区单播信号组成；
近区广播单播用户终端将近区单播信号作为噪声去除。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
远区广播用户终端接收远区广播用户组接收信号，其中所述远区广播用户组接收信号包括远区广播信号和近区单播信号组成；
远区广播单播用户终端将近区单播信号作为噪声去除。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
远区单播用户终端接收远区单播用户组接收信号，其中所述远区单播用户组接收信号包括远区单播信号。
10.一种基站，其特征在于，包括：
基带处理单元，用于将基站覆盖区域的用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组和远区单播用户组；并将近区单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，其中广播用户组信号包括近区广播用户组信号和远区广播用户组信号；
大规模天线阵列，用于将发送信号发送给相应用户终端，其中所述发送信号包括单播用户组信号和广播用户组信号。
11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，还包括射频单元，其中：
基带处理单元还用于采用用户预编码矩阵对发送信号进行预编码；
射频单元，用于将预编码后的发送信号调制为射频信号；
大规模天线阵列，用于将调制好的射频信号从对应端口中发送出去。
12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，基带处理单元包括：
发送向量确定模块，用于将第一发送向量和第二发送向量相加构成发送信号向量，其中第一发送向量为近区广播组信息、远区广播组信息和远区单播组信息构成的向量，第二发送向量为第一近区单播组信息、第二近区单播组信息和零矩阵构成的向量；
预编码矩阵确定模块，用于根据用户信道向量、零空间向量和原始预编码矩阵确定用户预编码矩阵；
预编码模块，用于根据用户预编码矩阵对发送信号向量进行预编码。
13.根据权利要求12所述的基站，其特征在于，
所述用户信道向量为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵、远区单播用户组矩阵和近区单播用户组矩阵组成的列向量；
和/或，
所述零空间向量为第一零空间矩阵、第二零空间矩阵和第三零空间矩阵构成的行向量，其中，第一零空间矩阵为远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第二零空间矩阵为近区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵，第三零空间矩阵为近区广播用户组矩阵、远区广播用户组矩阵和远区单播用户组矩阵的零空间矩阵；
和/或，
原始预编码矩阵为块对角矩阵，其中，近区广播预编码矩阵、远区广播预编码矩阵和远区单播预编码矩阵分别处于块对角矩阵的对角线位置；
和/或，
第一近区单播组信息和第二近区单播组信息构成的向量为采用特定矩阵对原近区单播信号进行处理得到的，其中所述特定矩阵为第一预编码矩阵和第二预编码矩阵构成向量的广义逆矩阵，第一预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第一零空间矩阵和近区广播预编码矩阵的乘积，第二预编码矩阵为近区单播用户组矩阵、第二零空间矩阵和远区广播预编码矩阵的乘积。
14.根据权利要求10-11中任一项所述的基站，其特征在于，
所述近区单播用户组为非正交多址接入用户组。
15.一种近区单播用户终端，其特征在于，包括：
近区单播信号接收模块，用于接收近区单播用户组接收信号，其中所述近区单播用户组接收信号包括广播组信息和近区单播信号组成，其中所述近区单播信号由正交单位阵和原近区单播信号；
串行干扰消除模块，用于采用串行干扰消除来消除广播组信息。
16.一种近区广播用户终端，其特征在于，包括：
近区广播信号接收模块，用于接收近区广播用户组接收信号，其中所述近区广播用户组接收信号包括近区广播信号和近区单播信号组成；
近区广播噪声去除模块，用于将近区单播信号作为噪声去除。
17.一种远区广播用户终端，其特征在于，包括：
远区广播信号接收模块，用于接收远区广播用户组接收信号，其中所述远区广播用户组接收信号包括远区广播信号和近区单播信号组成；
远区广播噪声去除模块，用于将近区单播信号作为噪声去除。
18.一种远区单播用户终端，其特征在于，所述远区单播用户终端用于接收远区单播用户组接收信号，其中所述远区单播用户组接收信号包括远区单播信号。
19.一种大规模天线***，其特征在于，包括用户终端和如权利要求10-14中任一项所述的基站，其中所述用户终端包括如权利要求15所述的近区单播用户终端、如权利要求16所述的近区广播用户终端、如权利要求17所述的远区广播用户终端以及如权利要求18所述的远区单播用户终端中至少一项。
CN201710694152.XA 2017-08-15 2017-08-15 大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线*** Active CN109412660B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710694152.XA CN109412660B (zh) 2017-08-15 2017-08-15 大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710694152.XA CN109412660B (zh) 2017-08-15 2017-08-15 大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109412660A true CN109412660A (zh) 2019-03-01
CN109412660B CN109412660B (zh) 2020-09-22

Family

ID=65453996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710694152.XA Active CN109412660B (zh) 2017-08-15 2017-08-15 大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109412660B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111246578A (zh) * 2020-01-09 2020-06-05 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种定向天线场景下的noma下行链路通信方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101291451A (zh) * 2007-04-18 2008-10-22 华为技术有限公司 组播和广播业务下行数据发送方法和装置
CN106027128A (zh) * 2016-04-27 2016-10-12 清华大学 一种基于非正交多址接入的上行多用户干扰的抑制方法
US20160353452A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Qualcomm Incorporated Non-orthogonal multiple access between a unicast signal and a single-cell point-to-multipoint signal
CN106788651A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 西安交通大学 基于非正交多址接入的多地理区域广播***的信息传输方法
CN106937256A (zh) * 2017-01-12 2017-07-07 西安电子科技大学 一种基于非正交多址接入技术的协作多播传输方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101291451A (zh) * 2007-04-18 2008-10-22 华为技术有限公司 组播和广播业务下行数据发送方法和装置
US20160353452A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Qualcomm Incorporated Non-orthogonal multiple access between a unicast signal and a single-cell point-to-multipoint signal
CN106027128A (zh) * 2016-04-27 2016-10-12 清华大学 一种基于非正交多址接入的上行多用户干扰的抑制方法
CN106937256A (zh) * 2017-01-12 2017-07-07 西安电子科技大学 一种基于非正交多址接入技术的协作多播传输方法
CN106788651A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 西安交通大学 基于非正交多址接入的多地理区域广播***的信息传输方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111246578A (zh) * 2020-01-09 2020-06-05 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种定向天线场景下的noma下行链路通信方法
CN111246578B (zh) * 2020-01-09 2023-06-09 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种定向天线场景下的noma下行链路通信方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109412660B (zh) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105634707B (zh) 一种信息传输的方法、基站及终端
TWI632796B (zh) 聯合用戶分組與預編碼的方法以及使用所述方法的基地台
CN105978611A (zh) 一种频域信号压缩方法及装置
CN106936479B (zh) 一种广播信息传输方法及装置
EP3745632A1 (en) Method for determining antenna port and terminal-side device
CN109831827A (zh) 数据传输方法、终端和基站
CN109802752A (zh) 信息传输的方法和通信设备
CN107154814B (zh) 联合用户分组与预编码的方法以及使用所述方法的基站
CN107623565A (zh) 基于多信道传输信号的方法和装置
CN103685086A (zh) 一种支持多芯片架构的基带信号处理器及其处理方法
CN110351058A (zh) 一种信号传输方法及通信设备
CN111030793A (zh) 一种无线局域网中触发帧传输的方法和装置
WO2020207460A1 (zh) 一种筛选循环位移延迟序列的方法以及相关装置
JP7452540B2 (ja) 電子機器、通信方法、及び記憶媒体
CN103023545B (zh) 一种无线数据传输方法及网络侧设备
WO2022068936A1 (zh) 参考信号的映射方法及装置
CN105144601A (zh) 信道质量指示反馈方法、资源调度信息发送方法和装置
CN109412660A (zh) 大规模天线传输方法、基站、用户终端和大规模天线***
CN107046431A (zh) 信息的传输、接收方法及装置
CN107078402A (zh) 波束赋形方法和设备
CN106612159A (zh) 基于业务类型指示的确认方法及装置
CN106982465A (zh) 一种无线帧的传输方法以及无线网络设备
CN103427971B (zh) 上行数据传输方法、装置及***
CN102474381B (zh) 无线通信***、无线通信装置以及无线通信方法
CN114391231B (zh) 一种通信方法及通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant