一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法及装置技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法及
装置。
背景技术
现代无线通信系统中，蜂窝网络采用多天线技术，以达到在保证大量用户的服务
质量的同时提高吞吐量的目的。然而，由于相邻小区间的频率复用，使得小区间干扰成为限
制提高传输速率的主要因素。大规模MIMO作为未来5G移动通信的物理层关键技术，以其安
全、能耗低、吞吐量大，效率高等巨大的优势，受到人们的关注。大规模MIMO系统是通过增加
基站天线数目至几百根甚至上千根来获得巨大的信道容量和频谱效率。但在不断增加天线
数目时，基站需要精确的获取当前的信道状态信息来保证信道的可靠性。
现有技术中，在时分双工模式下，通常通过信道互易性原理来获取信道状态信息，
但由于用户终端发送的导频信号空间维度有限，所以不可避免的存在不同小区的用户终端
采用相同导频同时发射，从而导致基站无法区分导频信号具体是哪个小区的，从而造成导
频污染，使获取到的信道状态信息不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法及装置，其解决
了现有技术中基站无法区分导频信号的来源而造成的导频污染，提高了获取到的信道状态
信息的准确性。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
本发明提供一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法，包括：处理器获取信道增益；所
述处理器根据所述信道增益获取大尺度衰落矩阵；所述处理器根据所述大尺度衰落矩阵确
定拓扑方阵，并将所述拓扑方阵归一化；所述处理器根据导频资源的数量和归一化后的拓
扑方阵得到上行链路导频矩阵；所述导频资源位于正交域中，所述正交域包括时间域、频率
域或码域；所述处理器根据所述上行链路导频矩阵和归一化后的拓扑方阵得到投影矩阵；
所述处理器将所述投影矩阵和上行链路导频矩阵发送至基站；所述基站将接收到的所述上
行链路导频矩阵发送至用户设备；所述用户设备根据接收到的所述上行链路导频矩阵确定
上行链路导频，所述用户设备向所述基站发送导频信号，其中，所述导频信号中携带所述上
行链路导频和所述用户设备的标识信息；所述基站根据所述上行链路导频、所述用户设备
的标识信息、以及所述投影矩阵执行信道估计。
进一步，所述将所述拓扑方阵归一化包括：将所述拓扑方阵与归一化矩阵相乘，其
中，所述归一化矩阵为对角矩阵。
进一步，所述处理器根据导频资源的数量和归一化后的拓扑方阵得到上行链路导
频矩阵包括：根据所述归一化后的拓扑方阵中的可忽略元获取部分连通矩阵；将所述部分
连通矩阵中的非零值的非对角线元素设置为零，得到互补矩阵；将所述部分连通矩阵中的
每个零元素分配任意值；通过所述导频资源的数量将所述互补矩阵分解为所述基站投影矩
阵和归一化的导频矩阵；将所述归一化的导频矩阵与所述归一化矩阵相乘，得到所述上行
链路导频矩阵。
进一步，所述用户设备根据接收到的所述上行链路导频矩阵确定上行链路导频包
括：所述用户设备将所述上行链路导频矩阵中相应列的导频确定为上行链路导频。
本发明的一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法具有以下有益效果：
本发明的大规模MIMO系统中导频污染消除方法，根据获取到的信道增益确定大尺度衰
落矩阵，根据大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将拓扑方阵归一化，最终根据归一化后的拓
扑方阵和导频资源的数量得到上行链路导频矩阵，并根据上行链路导频矩阵和归一化后的
拓扑方阵得到投影矩阵；使得用户设备在接收到上行链路导频矩阵后，根据上行链路导频
矩阵确定上行链路导频，并向基站发送携带上行链路导频和用户设备的标识信息的导频信
号发送至基站，进而使得基站根据接收到的上行链路导频、投影矩阵以及用户设备的标识
信息执行该用户设备的信道估计，解决了现有技术中基站无法区分导频信号的来源而造成
的导频污染，提高了获取到的信道状态信息的准确性。
本发明提供一种大规模MIMO系统中导频污染消除装置，包括：获取单元，用于获取
信道增益；所述获取单元，还用于根据所述信道增益获取大尺度衰落矩阵；处理单元，用于
根据所述大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将所述拓扑方阵归一化；所述处理单元，还用于
根据导频资源的数量和归一化后的拓扑方阵得到上行链路导频矩阵；所述导频资源位于正
交域中，所述正交域包括时间域、频率域或码域；所述处理单元，还用于根据所述上行链路
导频矩阵和归一化后的拓扑方阵得到投影矩阵；第一发送单元，用于将所述处理单元得到
的投影矩阵和上行链路导频矩阵发送至基站；第二发送单元，用于将接收到的所述上行链
路导频矩阵发送至用户设备；确定单元，用于根据所述第二发送单元发送的所述上行链路
导频矩阵确定上行链路导频，并向所述基站发送导频信号，其中，所述导频信号中携带所述
上行链路导频和所述用户设备的标识信息；执行单元，用于根据所述用户设备的标识信息、
所述确定单元确定的上行链路导频和所述处理单元得到投影矩阵执行信道估计。
进一步，所述处理单元，具体用于将所述拓扑方阵与归一化矩阵相乘，其中，所述
归一化矩阵为对角矩阵。
进一步，所述处理单元，具体用于根据所述归一化后的拓扑方阵中的可忽略元获
取部分连通矩阵；将所述部分连通矩阵中的非零值的非对角线元素设置为零，得到互补矩
阵；并将所述部分连通矩阵中的每个零元素分配任意值；所述处理单元，具体用于通过所述
导频资源的数量将所述互补矩阵分解为所述基站投影矩阵和归一化的导频矩阵；所述处理
单元，具体用于将所述归一化的导频矩阵与所述归一化矩阵相乘，得到所述上行链路导频
矩阵。
进一步，所述确定单元，具体用于将所述上行链路导频矩阵中相应列的导频确定
为上行链路导频。
本发明的一种大规模MIMO系统中导频污染消除装置具有以下有益效果：
本发明的大规模MIMO系统中导频污染消除装置，根据获取到的信道增益确定大尺度衰
落矩阵，根据大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将拓扑方阵归一化，最终根据归一化后的拓
扑方阵和导频资源的数量得到上行链路导频矩阵，并根据上行链路导频矩阵和归一化后的
拓扑方阵得到投影矩阵；使得用户设备在接收到上行链路导频矩阵后，根据上行链路导频
矩阵确定上行链路导频，并向基站发送携带上行链路导频和用户设备的标识信息的导频信
号发送至基站，进而使得基站根据接收到的上行链路导频、投影矩阵以及用户设备的标识
信息执行该用户设备的信道估计，解决了现有技术中基站无法区分导频信号的来源而造成
的导频污染，提高了获取到的信道状态信息的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法的流程示意图；
图2 为本发明的一种大规模MIMO系统中导频污染消除装置的功能示意图。
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。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。
如图1所示，其为本实施例的一种大规模MIMO系统中导频污染消除方法的流程示
意图，包括如下步骤：
101、处理器获取信道增益。
102、所述处理器根据所述信道增益获取大尺度衰落矩阵。
103、所述处理器根据所述大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将所述拓扑方阵归一
化。
具体的，处理器在得到拓扑方阵后，将拓扑方阵与归一化矩阵相乘，得到归一化后
的拓扑方阵，其中，归一化矩阵为对角矩阵。
104、所述处理器根据导频资源的数量和归一化后的拓扑方阵得到上行链路导频
矩阵。
其中，所述导频资源位于正交域中，所述正交域包括时间域、频率域或码域。
具体的，处理器根据所述归一化后的拓扑方阵中的可忽略元获取部分连通矩阵；
将所述部分连通矩阵中的非零值的非对角线元素设置为零，得到互补矩阵；将所述部分连
通矩阵中的每个零元素分配任意值；通过所述导频资源的数量将所述互补矩阵分解为所述
基站投影矩阵和归一化的导频矩阵；最终将所述归一化的导频矩阵与所述归一化矩阵相
乘，得到所述上行链路导频矩阵。
105、所述处理器根据所述上行链路导频矩阵和归一化后的拓扑方阵得到投影矩
阵。
106、所述处理器将所述投影矩阵和上行链路导频矩阵发送至基站。
107、所述基站将接收到的所述上行链路导频矩阵发送至用户设备。
108、所述用户设备根据接收到的所述上行链路导频矩阵确定上行链路导频。
具体的，用户设备将所述上行链路导频矩阵中相应列的导频确定为上行链路导
频。
109、所述用户设备向所述基站发送导频信号。
其中，所述导频信号中携带所述上行链路导频和所述用户设备的标识信息。
110、所述基站根据所述上行链路导频、所述用户设备的标识信息、以及所述投影
矩阵执行信道估计。
本发明的大规模MIMO系统中导频污染消除方法，根据获取到的信道增益确定大尺
度衰落矩阵，根据大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将拓扑方阵归一化，最终根据归一化后
的拓扑方阵和导频资源的数量得到上行链路导频矩阵，并根据上行链路导频矩阵和归一化
后的拓扑方阵得到投影矩阵；使得用户设备在接收到上行链路导频矩阵后，根据上行链路
导频矩阵确定上行链路导频，并向基站发送携带上行链路导频和用户设备的标识信息的导
频信号发送至基站，进而使得基站根据接收到的上行链路导频、投影矩阵以及用户设备的
标识信息执行该用户设备的信道估计，解决了现有技术中基站无法区分导频信号的来源而
造成的导频污染，提高了获取到的信道状态信息的准确性。
如图2所示，其为本发明的一种大规模MIMO系统中导频污染消除装置的功能示意
图，包括：获取单元201、处理单元202、第一发送单元203、第二发送单元204、确定单元205和
执行单元206。
获取单元201，用于获取信道增益。
所述获取单元201，还用于根据所述信道增益获取大尺度衰落矩阵。
处理单元202，用于据所述大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将所述拓扑方阵归一
化。
所述处理单元202，具体用于将所述拓扑方阵与归一化矩阵相乘。
其中，所述归一化矩阵为对角矩阵。
所述处理单元202，还用于根据导频资源的数量和归一化后的拓扑方阵得到上行
链路导频矩阵。
其中，所述导频资源位于正交域中，所述正交域包括时间域、频率域或码域。
所述处理单元202，具体用于根据所述归一化后的拓扑方阵中的可忽略元获取部
分连通矩阵；将所述部分连通矩阵中的非零值的非对角线元素设置为零，得到互补矩阵；并
将所述部分连通矩阵中的每个零元素分配任意值。
所述处理单元202，具体用于通过所述导频资源的数量将所述互补矩阵分解为所
述基站投影矩阵和归一化的导频矩阵，并将所述归一化的导频矩阵与所述归一化矩阵相
乘，得到所述上行链路导频矩阵。
所述处理单元202，还用于根据所述上行链路导频矩阵和归一化后的拓扑方阵得
到投影矩阵。
第一发送单元203，用于将所述处理单元202得到的投影矩阵和上行链路导频矩阵
发送至基站。
第二发送单元204，用于将接收到的所述上行链路导频矩阵发送至用户设备。
确定单元205，用于根据所述第二发送单元204发送的所述上行链路导频矩阵确定
上行链路导频，并向所述基站发送导频信号。
其中，所述导频信号中携带所述上行链路导频和所述用户设备的标识信息。
所述确定单元205，具体用于将所述上行链路导频矩阵中相应列的导频确定为上
行链路导频。
执行单元206，用于根据所述用户设备的标识信息、所述确定单元205确定的上行
链路导频和所述处理单元202得到投影矩阵执行信道估计。
本发明的大规模MIMO系统中导频污染消除装置，根据获取到的信道增益确定大尺
度衰落矩阵，根据大尺度衰落矩阵确定拓扑方阵，并将拓扑方阵归一化，最终根据归一化后
的拓扑方阵和导频资源的数量得到上行链路导频矩阵，并根据上行链路导频矩阵和归一化
后的拓扑方阵得到投影矩阵；使得用户设备在接收到上行链路导频矩阵后，根据上行链路
导频矩阵确定上行链路导频，并向基站发送携带上行链路导频和用户设备的标识信息的导
频信号发送至基站，进而使得基站根据接收到的上行链路导频、投影矩阵以及用户设备的
标识信息执行该用户设备的信道估计，解决了现有技术中基站无法区分导频信号的来源而
造成的导频污染，提高了获取到的信道状态信息的准确性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较
佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技
术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本
发明的权利要求范围当中。