CN103997394A - 多小区协调大规模mimo导频复用传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法。配备大规模天线阵列的各基站在同一时频资源上与多个用户进行无线通信，同小区用户不要求使用完全正交导频，不同小区也不要求完全复用同一套导频，同小区或不同小区的多个用户可复用同一导频。采用多小区协调通信，多个小区构成一个小区簇。首先，由各小区基站获得小区簇内所有用户统计信道信息，并将其发送给中央控制单元（负责协调小区簇内所有小区）。然后，中央控制单元依据统计信道信息对小区簇内所有用户进行导频分配，并将结果反馈至各基站。接着，各基站利用各用户发送的导频信号获得各用户信道估计及其误差的统计特性，并据此进行上行鲁棒接收及下行鲁棒预编码。本发明能够大幅降低导频开销，提高系统净频谱效率且导频分配算法适应性强，上行接收和下行预编码传输具有鲁棒性。

Description

多小区协调大规模MIMO导频复用传输方法

技术领域

本发明涉及一种多小区多用户大规模MIMO系统通信领域，尤其涉及一种基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法。

背景技术

大规模MIMO技术可以深度挖掘利用空间维度资源,大幅提高数据传输速率、频谱效率和功率效率，满足未来宽带绿色无线通信需求，其独特的技术优势受到学术界及工业界的广泛关注。

在MIMO系统中，发送端预编码传输和接收端信号检测都需要掌握信道状态信息(CSI)，CSI的获取对MIMO系统至关重要。实际无线通信中CSI的获取通常基于导频辅助方法。然而，由于大规模MIMO数量众多的基站天线，传统频分双工技术因其与基站天线数目成正比的巨大导频开销及用于反馈CSI所需的巨大带宽而使其在大规模MIMO中的应用变得异常困难。而时分双工(TDD)技术由于其上/下行信道互易性，基站可通过上行链路导频训练得到CSI，所产生的导频开销仅与用户端天线数目成正比，因而更适用于大规模MIMO系统。在TDD系统中，已有导频调度方案使用的导频都是小区内完全正交、小区间完全复用的。导频数目与小区内用户天线数目成正比。尽管导频开销有所降低，但当用户数目较多，或者用户移动速度较快时，相干块长度短，可用于发送有用数据的符号时间相对减少，此时导频开销问题仍十分突出。如何降低导频开销，对大规模MIMO传输具有实际意义。

在实际场景中，对于室外宏蜂窝小区，基站天线架设的位置通常较高，基站周围散射体较少，大部分信道能量通常集中于有限个空间方向上。此信道特性使得处于接近正交空间方向上的用户使用相同导频成为可能。基于此，本发明给出一种基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法，降低系统导频开销。该方法基本特点是：(1)采用多小区协调通信，多个小区构成一个小区簇，小区簇内所有用户统计信道信息需要通过各基站经回程链路发送给中央控制单元(负责协调小区簇内所有小区)，由中央控制单元进行导频的统一分配；(2)同一时频资源上，同小区用户不要求使用完全正交导频，不同小区也不要求完全复用同一套导频，各小区各用户使用的导频取决于用户统计信道信息，根据实际情况，允许同小区或不同小区的两个或多个用户使用同一导频。

技术方案：一种基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法，其特征在于该方法包括以下内容：

1)将多个小区构成一个小区簇,小区簇内各小区基站分别配备由n根(n大于等于64)天线构成的大规模天线阵列，各基站在同一时频资源上与多个用户进行无线通信；

2)各小区基站获取所述多个用户统计信道信息，其中所述统计信道信息通过用户反馈或基站直接估计来获取，或者通过上行探测信号获得；

3)各小区基站将所述统计信道信息通过回程链路交予中央控制单元(负责协调小区簇内所有小区)，中央控制单元综合利用所有统计信道信息按照给定的准则,如信道估计均方误差之和最小准则,通过联合穷举最优或多小区协调导频复用分配算法对小区簇内所有用户进行联合导频分配，并将各小区导频分配结果通过回程链路发送给相应基站；

4)各基站依据中央控制单元返回的本小区用户导频分配情况为本小区用户分配相应导频，各小区用户在同一时频资源上周期性发送各自分配到的导频给本小区基站，各基站依据接收到的导频信号对各用户进行信道估计；

5)各小区用户在同一时频资源上发送上行数据，各基站基于最小均方误差准则利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒接收矩阵，并对上行链路信号进行鲁棒接收从而获得发送信号估计值，进而获得发送比特数据流；

6)各小区基站在同一时频资源上基于泄漏准则利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒预编码矩阵并对将要发送给本小区用户设备的数据进行鲁棒预编码并发送，各用户设备对接收的信号进行处理获得下行发送比特数据流；

7)在各用户移动过程中，随着各基站与各用户间信道长时统计特性的变化，各基站周期性获得更新后的统计信道信息，并将统计信道信息通过回程链路发送给中央控制单元，中央控制单元根据更新后的小区簇内所有用户统计信道信息动态实施3)中所述导频分配方案，形成更新后的导频复用模式，并进而实施前述的导频复用传输方法；

大规模天线阵列采用线阵列或圆阵列等多种阵列结构之一，每个天线阵列包含n个(n大于等于64)天线单元。各天线单元可采用单极化或多极化天线以及全向或扇区天线，当采用全向天线时，天线间间距为1/2波长，当采用120度或60度扇区天线时，天线间间距分别为波长及1个波长。用户与基站间通信采用TDD技术；调制采用OFDM技术。通信过程中同一时频资源上用户与基站间通信信号包括上行链路信号与下行链路信号，其中上行链路信号又分为上行导频信号和上行数据信号，下行链路信号则只包含下行数据信号；通信过程包含统计信道信息获取、中央控制单元分配导频、上行信道训练、上行鲁棒接收数据传输以及下行鲁棒预编码数据传输五个阶段。

同一时频资源上，同小区用户不要求使用完全正交导频，不同小区也不要求完全复用同一套导频，各小区各用户使用导频决定于用户统计信道信息，根据实际情况，允许同小区或不同小区的两个或多个用户使用同一导频。

统计信道信息通过在用户端对通信过程中所估计的瞬时信道状态信息进行统计并反馈给基站的方式获得，或通过直接在基站端对所估计的瞬时信道状态信息反馈值进行统计的方式获得，或者通过用户端发送上行探测信号的方式获得。

基站根据中央控制单元返回的本小区用户导频分配结果为本小区用户分配相应导频，各小区用户在同一时频资源上周期性发送各自分配到的导频给本小区基站，基站通过接收到的导频信号获得用户的信道估计及信道估计误差统计信息。

有益效果：本发明提供的基于协作的多小区多用户大规模MIMO导频复用传输方法具有如下优点：

1)多小区多用户同时共享一套正交导频，小区间及小区内用户均可使用相同导频。因此，导频开销大大降低，系统净频谱效率得到有效提高。

2)多小区协调导频分配算法复杂度低，能很好地应用于实际大规模MIMO系统；同时，该算法适用于任意给定导频长度(可用正交导频数)，算法结果可根据该给定值自动调整。因此，算法适应性强。

3)基站根据各用户发送的导频估计信道时，充分考虑多小区多用户导频复用带来的影响。因此，信道估计准确度提高。

4)基于最小均方误差估计准则的鲁棒接收机与基于泄漏准则的预编码器在对数据进行接收及预编码时，能充分考虑多小区多用户导频复用带来的影响。因此，系统鲁棒性提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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表明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实施例的附图。

图1多小区协调大规模MIMO无线通信系统示意图。

图2多小区协调导频复用分配算法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

1、多小区系统配置及通信过程

多小区蜂窝系统中，大规模天线阵列采用线阵列或圆阵列等多种阵列结构之一，每个天线阵列包含n个(n大于等于64)天线单元。各天线单元可采用单极化或多极化天线以及全向或扇区天线，当采用全向天线时，天线间间距为1/2波长，当采用120度或60度扇区天线时，天线间间距分别为波长及1个波长。用户与基站间通信采用TDD技术；调制采用OFDM技术。

多小区协调导频复用大规模MIMO通信过程中用户与基站间通信信号包括上行链路信号与下行链路信号。其中，上行链路信号又分为上行导频信号用于信道估计，以及上行数据信号即用户发送给基站的有用信息；下行链路信号则只包含下行数据信号即基站发送给用户的有用信息。此种情况下，大规模MIMO通信过程包含以下五步骤：

1)各小区基站获取各用户统计信道信息：统计信道信息通过用户反馈或基站直接估计来获取，或者通过上行探测信号获得。

2)中央控制单元收集统计信道信息并据此分配导频：各基站通过回程链路将统计信道信息交予中央控制单元。中央控制单元利用统计信道信息，根据穷举最优或多小区协调式导频复用分配算法对小区簇内所有用户进行联合导频分配，并将各小区导频分配结果通过回程链路传达给相应基站。

3)多小区多用户上行信道训练估计信道参数：各基站根据中央控制单元返回的本小区用户导频分配结果为本小区用户分配相应导频。各小区用户周期性发送各自分配到的导频给本小区基站。基站通过接收到的导频信号获得用户的信道估计及信道估计误差统计信息。

4)多小区多用户上行数据传输(鲁棒接收)：各小区用户发送上行数据，各基站利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒接收矩阵，并对信息进行鲁棒接收从而获得发送信号估计值，进而获得发送比特数据流。

5)多小区多用户下行数据传输(鲁棒预编码)：各小区基站利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒预编码矩阵。各基站利用各自相应的矩阵对欲发送给本小区用户的数据进行预编码并发送。各用户对接收的信号进行处理获得下行发送比特数据流。

2.各小区基站获取各用户统计信道信息

统计信道信息通过在用户端对通信过程中所估计的瞬时信道状态信息进行统计并反馈给基站的方式获得，或通过直接在基站端对所估计的瞬时信道状态信息反馈值进行统计的方式获得，或者通过用户端发送上行探测信号的方式获得。第n个小区的第k个用户(n,k)到基站j的信道统计协方差矩阵信息R_j,(n,k)定义为：其中g_j,(n,k)为用户(n,k)到基站j的信道。

3.中央控制单元收集统计信道信息并据此分配导频

图1为多小区协调大规模MIMO无线通信系统示意图，系统中由回程链路连接多个基站和一个中央控制单元(负责协调小区簇内所有小区)。以该系统模型为例，考虑一个小区簇，小区簇内各基站将获得的各用户统计信道信息通过回程链路交予中央控制单元。中央控制单元综合所有用户到各基站的统计信道信息按照给定准则，如信道估计均方误差之和最小准则，通过联合穷举最优或多小区协调导频复用分配算法获得导频分配结果，并将各小区导频分配结果通过回程链路传达给相应基站。注意，此处同小区用户不要求使用完全正交导频，不同小区也不要求完全复用同一套导频。各小区各用户使用导频取决于用户的统计信道信息，根据实际情况，允许同小区或不同小区的两个或多个用户使用同一导频。

假设小区簇内小区个数为N(N可取7或19或其它)，每个小区内有K个用户，用表示所有用户集合，其中(n,k)表示第n个小区中第k个用户；用表示所有可使用正交导频编号集合，表示第l个导频序列所构成的导频矢量，表示导频复用模式，其中π_(n,k)表示用户(n,k)使用的导频编号。另外，使用来表示所有使用第π号导频的用户集合。在多小区多用户导频复用情况下，完全正交导频个数小于各小区内被调度用户总数，即τ小于K，导频序列长度不小于τ。设τ个导频序列之间正交，即其中为发送导频信号的功率， $\mathrm{\δ}(l-l^{\′})=\left\{\begin{array}{cc}1,& l=l^{\′}\\ 0,& l\≠l^{\′}\end{array}\right..$ 信道估计均方误差之和表达式如下：

${\mathrm{\ϵ}}^{\mathrm{ce}}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{tr}\left\{R_{{\tilde{g}}_{j,(j,k)}}\right\}---\backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(1\right)$

其中

上式中，为各用户上行训练发射信噪比，为训练阶段噪声方差。联合穷举最优法调度导频即是遍历所有可能导频分配方案，并返回使ε^ce最小的导频复用模式导频分配也可通过低复杂度的多小区协调式导频复用分配算法获得。该方法定义不同用户集合相关度如下：

可用于表示任意集合相关度。特殊地，当时，表示所有使用第i号导频的用户集合相关度。若各导频对应用户集合相关度均为0，则导频复用对信道估计不产生负面影响，即不带来任何导频干扰。采用多小区协调导频复用分配算法对小区簇内所有用户进行联合导频分配。多小区协调导频复用分配算法流程图如图2所示，具体描述如下：

1)初始化：未分配导频的用户集合为未被分配的导频集合为已分配导频的用户集合

2)给用户(1,1)分配1号导频，即：π₁₁＝1。

3)更新数据：

4)判断是否为空集：是，则导频分配结束；否，则执行步骤5)。

5)判断是否为空集：是，则执行步骤8)；否，则执行步骤6)。

6)取中第一个元素，记为p；遍历中用户与所有已分配导频的用户集合并集的相关度，选择相关度最高的用户，记为(s,t)，即(s,t)满足：

分配导频p给该用户，即：π_st＝p。

7)更新数据：执行步骤4)。

8)取中第一个用户，记为(u,v)；遍历该用户与各导频序号对应的已分配导频的用户集合并集相关度，选择相关度最高的用户集合对应的导频编号，记为q，即q满足：

分配该导频给用户(u,v)，即：π_uv＝q。

9)更新数据：

10)判断是否为空集：是，则导频分配结束；否，则执行步骤8)。

注意，算法流程图中“更新数据¹”“更新数据²”“更新数据³”分别与步骤3)、7)、9)对应。

4.多小区多用户上行信道训练估计信道参数

各基站根据中央控制单元返回的本小区用户导频分配结果为本小区用户分配相应导频。在上行信道训练阶段，各调度用户发送各自分配到的导频信号，基站利用接收到的导频信号实现各调度用户的最小均方误差信道估计。

在上行训练阶段，按照导频复用模式用户(n,k)发送第π_(n,k)个导频序列，即发送导频信号矢量为用g_j,(n,k)表示第j个基站M根天线与用户(n,k)之间的信道矢量，其中第m个元素表示该用户与基站第m根天线之间的信道参数；用表示第j个小区中基站第m根天线接收到的导频信号。令 $X_n^{\mathrm{tr}}={\left[\begin{array}{cccc}{x}_{{\mathrm{\π}}_{(n,1)}}^{\mathrm{tr}}& x_{{\mathrm{\π}}_{(n,2)}}^{\mathrm{tr}}& ...& x_{{\mathrm{\π}}_{(n,K)}}^{\mathrm{tr}}\end{array}\right]}^T,$ G_j,n＝[g_j,(n,1)  g_j,(n,2)  …  g_j,(n,K)]， $Y_j^{\mathrm{tr}}={\left[\begin{array}{cccc}{y}_{j,1}^{\mathrm{tr}}& y_{j,2}^{\mathrm{tr}}& ...& y_{j,M}^{\mathrm{sd}}\end{array}\right]}^T,$ 则第j个小区中基站接收到的导频信号可表示为：

$Y_j^{\mathrm{tr}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{G}_{j,n}{X}_n^{\mathrm{tr}}+Z_j^{\mathrm{tr}}---\backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(4\right)$

其中为加性高斯白噪声矩阵，满足各元素均值为零，方差为

基站通过接收到的导频信号获得用户的信道估计及信道估计误差统计信息。以第j个小区基站侧作最小均方误差(MMSE)信道估计为例，用户(n,k)到该小区基站的信道估计值按下式计算：

5.多小区多用户上行数据传输(鲁棒接收)

各小区用户发送上行数据给本小区基站。基站利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒接收矩阵，并对信息进行鲁棒接收从而获得发送信号估计值，并进而获得发送比特数据流。

用表示第n个小区中K个用户在上行数据传输阶段发送信息比特流经信道编码、交织及调制符号映射后得到的数据信号，设其均值为零、方差为则第j个小区基站侧M根天线接收到的数据信号可表示为：

$y_j^{\mathrm{ul}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{G}_{j,n}{x}_n^{\mathrm{ul}}+z_j^{\mathrm{ul}}---\backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(6\right)$

其中为加性高斯白噪声矢量，其各个元素的均值为零，方差为由于和同属上行链路接收信号噪声，在一个或多个探测周期内，其元素方差相同，即

鲁棒接收矩阵设计基于最小均方误差准则，表达式如下：

$\begin{array}{c}{W}_j=\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\σ}}_x^{\mathrm{ul}}}}\left\{\right[\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\hat{G}}_{j,n}{\hat{G}}_{j,n}^H+\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{{\tilde{g}}_{j,(n,k)}})+\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}^{\mathrm{ul}}}{I}_M{]}^{-1}{\hat{G}}_{j,j}{\}}^{*},1\≤j,n\≤N\\ \backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(7\right)\end{array}$

其中， ${\hat{G}}_{j,n}=\begin{array}{}\left(\begin{array}{cccc}{\hat{g}}_{j,(n,1)}& {\hat{g}}_{j,(n,2)}& ...& {\hat{g}}_{j,(n,K)}\end{array}\right)\end{array}$ 为小区n中所有用户到基站j的信道估计信息；为各用户上行传输平均信噪比。基于该鲁棒接收矩阵，可得本小区所有用户发送信号的鲁棒估计如下式所示：

${\hat{x}}_j^{\mathrm{ul}}=W_j^T{y}_j^{\mathrm{ul}}---\backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(8\right)$

利用该估计值，通过解调、解交织及信道解码等过程，即可获得各用户发送信息比特流的估计值

6.多小区多用户下行数据传输(鲁棒预编码)

各小区基站利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒预编码矩阵。各基站利用各自相应的矩阵对欲发送给本小区用户的数据进行预编码并发送。各用户对接收的信号进行处理获得下行发送比特数据流。

用表示第j个小区基站在下行数据传输阶段欲发送给本小区中K个用户的信息比特流经信道编码、交织及调制符号映射后得到的数据信号，设其每个元素均值为零、方差为TDD传输模式下，在同一信道训练周期内，下行信道可表示为上行信道的转置，因此用户端接收信号可表示为：

$y_j^{\mathrm{dl}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{G}_{n,j}^T{B}_n{x}_n^{\mathrm{dl}}+z_j^{\mathrm{dl}}---\backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(9\right)$

其中为加性高斯白噪声矢量，其各个元素的均值为零，方差为

鲁棒预编码器的设计基于泄漏准则，表达式如下：

$\begin{array}{c}{B}_j=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_j\sqrt{{\mathrm{\σ}}_x^{\mathrm{dl}}}}\left\{\right[\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\hat{G}}_{j,n}{\hat{G}}_{j,n}^H+\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{{\tilde{g}}_{j,(n,k)}})+\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}^{\mathrm{dl}}}{I}_M{]}^{-1}{\hat{G}}_{j,j}{\}}^{*},1\≤j,n\≤N\\ \backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(10\right)\end{array}$

其中为各用户下行传输的平均发射信噪比，α_j为基站侧发射功率约束参数，计算如下：

$\begin{array}{c}{F}_j=\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\σ}}_x^{\mathrm{dl}}}}\left\{\right[\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\hat{G}}_{j,n}{\hat{G}}_{j,n}^H+\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{{\tilde{g}}_{j,(n,k)}})+\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}^{\mathrm{dl}}}{I}_M{]}^{-1}{\hat{G}}_{j,j}{\}}^{*}\\ \backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(11\right)\end{array}$

${\mathrm{\α}}_i=\sqrt{\frac{\mathrm{tr}\left\{F_j{F}_j^H\right\}}{K}}---\backslash *\mathrm{MERGEFORMAT}\left(12\right)$

上式中，tr{.}表示矩阵求迹运算。用户利用接收到的信号，经过解调、解交织及信道解码等过程，即可获得下行发送信息比特流的估计值。

7.多小区协调导频复用分配动态调整策略

在各用户移动过程中，随着各基站与各用户间信道长时统计特性R_j,(n,k)的变化，各基站周期性获得更新后的统计信道信息，并将统计信道信息通过回程链路发送给中央控制单元。中央控制单元根据更新后的小区簇内所有用户统计信道信息动态实施3中所述导频分配方案，形成更新后的导频复用模式，并进而实施1中所述的导频复用传输方法。长时统计特性的变化与具体的应用场景有关，其典型统计时间窗是短时传输时间窗的数倍或数十倍，相关的信道统计信息的获取也在较大的时间宽度上进行。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法，在没有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种多小区协调大规模MIMO导频复用传输方法，其特征在于该方法包括以下内容：

将多个小区构成一个小区簇,小区簇内的各个小区基站分别配备由n根天线构成的大规模天线阵列，各基站在同一时频资源上与多个用户进行无线通信，其中n大于等于64；

各小区基站获取所述多个用户统计信道信息，其中所述统计信道信息通过用户反馈或基站直接估计来获取，或者通过上行探测信号获得；

各小区基站将所述统计信道信息通过回程链路交予中央控制单元(负责协调小区簇内所有小区)，中央控制单元综合利用所有统计信道信息按照给定的准则,如信道估计均方误差之和最小准则,通过联合穷举最优或多小区协调导频复用分配算法对小区簇内所有用户进行联合导频分配，并将各小区导频分配结果通过回程链路发送给相应基站； 

各基站依据中央控制单元返回的本小区用户导频分配情况为本小区用户分配相应导频，各小区用户在同一时频资源上周期性发送各自分配到的导频给本小区基站，各基站依据接收到的导频信号对各用户进行信道估计；

各小区用户在同一时频资源上发送上行数据，各基站基于最小均方误差准则利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒接收矩阵，并对上行链路信号进行鲁棒接收从而获得发送信号估计值，进而获得发送比特数据流；

各小区基站在同一时频资源上基于泄漏准则利用信道估计以及估计误差的统计特性生成鲁棒预编码矩阵并对将要发送给本小区用户设备的数据进行鲁棒预编码并发送，各用户设备对接收的信号进行处理获得下行发送比特数据流；

在各用户移动过程中，随着各基站与各用户间信道长时统计特性的变化，各基站周期性获得更新后的统计信道信息，并将统计信道信息通过回程链路发送给中央控制单元，中央控制单元根据更新后的小区簇内所有用户统计信道信息动态实施3)中所述导频分配方案，形成更新后的导频复用模式，并进而实施1中所述的导频复用传输方法。

2.根据权利要求1所述的基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法，其特征在于：

所述大规模天线阵列采用线阵列或圆阵列等多种阵列结构之一，每个天线阵列包含n个天线单元，其中n大于等于64；

各天线单元可采用单极化或多极化天线以及全向或扇区天线，当采用全向天线时，天线间间距为1/2波长，当采用120度或60度扇区天线时，天线间间距分别为                                                波长及1个波长；

用户与基站间通信采用TDD技术；

调制采用OFDM技术；

通信过程中同一时频资源上用户与基站间通信信号包括上行链路信号与下行链路信号，其中上行链路信号又分为上行导频信号和上行数据信号，下行链路信号则只包含下行数据信号；通信过程包含统计信道信息获取、中央控制单元分配导频、上行信道训练、上行鲁棒接收数据传输以及下行鲁棒预编码数据传输五个阶段。

3.根据权利要求1所述的基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法，其特征在于：同一时频资源上，同小区用户不要求使用完全正交导频，不同小区也不要求完全复用同一套导频，各小区各用户使用导频决定于用户统计信道信息，根据实际情况，允许同小区或不同小区的两个或多个用户使用同一导频。

4.根据权利要求1所述的基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法，其特征在于：统计信道信息通过在用户端对通信过程中所估计的瞬时信道状态信息进行统计并反馈给基站的方式获得，或通过直接在基站端对所估计的瞬时信道状态信息反馈值进行统计的方式获得，或者通过用户端发送上行探测信号的方式获得。

5.根据权利要求1所述的基于多小区协调的多用户大规模MIMO导频复用传输方法，其特征在于：基站根据中央控制单元返回的本小区用户导频分配结果为本小区用户分配相应导频，各小区用户在同一时频资源上周期性发送各自分配到的导频给本小区基站，基站通过接收到的导频信号获得用户的信道估计及信道估计误差统计信息。