互校准算法的校准参考信号功率与实际的信息传输功率保持一致,因此克服了自校准算法对非线性功放和射频模块功率特性的缺陷。同时在CoMP系统中,尽管单个基站内的天线可通过自校准反馈算法进行校准,但基站间的天线仍处于非对称的状态。互校准算法可实现基站间天线的对称性校准。
尽管互校准算法克服了反馈自校准算法的缺点,但它受限于信道估计和参考天线端的反馈。通常信道估计采用最小均方误差估计(MMSE),反馈通常采用6 bit I/Q量化或者8 bit幅度10 bit相位量化。显然量化反馈的误差和信道估计误差会对互校准算法带来影响。由于本文内容有限,不在此展开,该问题留作后续研究讨论。本文中假设信道估计和反馈均为理想条件。
校准参考天线选择
互校准算法需要校准基站与参考终端之间相互通信,所以校准基站与参考终端之间的信道条件成为影响反馈互校准算法的因素。
在单基站的系统中,参考终端的选择基于下行信道SINR的强度。只有当基站到某终端的SINR强度大于某门限Г时,该终端才会成为候选的参考终端。通常反馈互校准算法的参考天线来自于区域内拥有SINRmax的终端。为了更为精确的获取校准矩阵,通常会选取多个不同的终端参考天线取平均。
在CoMP的系统中,参考终端的选择变得较为复杂。由于协作基站的位置不同,区域内终端的SINR通常无法满足各基站的门限Г(m)。若达到门限要求,也很难同时达到各基站的最大信干噪比要求SINRmax(m)。选中的参考天线需满足以下条件:单个参考终端对应两个校准基站;满足SINR m1>Гm1,SINR m2>Гm1;maximize
∑SINRmq。同时,在CoMP系统中,由于多校准终端天线的存在,及不同的互校准矩阵KDm带有不同的非对称参数eqi,为实现基站间的统一校准,要消除不同的eqi。整个信道互易性的影响,各基站与各参考终端对应关系需构成连通图[17]。
宽带互校准算法
LTE采用正交频分复用(OFDM)技术,支持的最大带宽为20 MHz,信道的非对称存在频率选择性。前文讨论的各类校准算法均基于窄带系统,对于实际系统的运用是远远不够的。在实际的系统中,在频点f的基站端第j根天线校准参数可表示为幅度和相位的函数。由前文无线信道校准模型所述,幅度为时间、功率、温度的函数,在互异性校准的时域间隔内和整个带宽的频域间隔内可看作常数。相位随频率做线性的相位偏转,旋转速度由上下行链路之间的时延非对称和频点决定。
为了获取基站m的第j天线整个带宽的校准参数kDmj (f ),须为天线j选择L个校准频点(fj (1),fj (2)…fj (L ) ),在每频点分别用互校准算法获取各频点的校准参数kDmj (fj (1)),kDmj (fj (2))…kDmj (fj (L)),最后用适合的插值算法来获取参数kDmj (f ) [18]。
互校准算法,需校准终端将估计的下行信道反馈给校准基站。若选择8 bit幅度10 bit相位量化反馈,照上述的宽带互校准算法,设CoMP基站数为M=2,各基站的天线数N=4,单天线校准频点数L=22,则总的反馈数据为2×4×22×16=2 816 bit。假设反馈校准的间隔时间为100 s,则对高速的无线系统而言28 bit/s的负载显然是可以接受的。