CN105406906B - 基于位置的预编码方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于位置的预编码方法及系统，该方法包括：基站根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站的信道到达角范围；根据所述信道到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化；基于迫零准则或匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵；采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的数据输送至大规模天线进行发射。所述系统包括：角度获取单元、优化单元、矩阵生成单元及处理单元。本发明有效地降低了用户终端接收到的来自其他小区的干扰信号，从而提高了用户终端的信干比，提升了系统下行数据链路的容量。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及了基于位置的预编码方法及系统。
背景技术
大规模天线(Massive MIMO)系统是指发射端天线数在100或者更多的无线通信系统。而大规模天线同时服务的用户终端是有限的，用户终端的数量并不取决于天线的数目，而是取决于系统获取无线信道的能力。
业内人士考虑一个由多个蜂窝小区组成的蜂窝网，其中每个蜂窝小区的中心是小区基站(Base Station，BS)，小区中随机分布K个用户终端。由于频分复用系统需要估计上下行双向信道，而下行信道估计需要大量的导频开销，而时分复用技术(Time divisionduplex，TDD)利用信道的互异性只需进行上行信道估计即可。但由于不同小区复用了同一组导频序列，传统方法获取的信道估计受到了相邻小区的干扰。
在大规模天线系统中，随着基站发射天线数目的增加，系统中的噪声影响将逐渐减少，从而提升系统性能。由于不同小区需要复用相同的导频序列，导致小区间的干扰严重，并且不能随着基站天线数的增加而减少，成为大规模天线多用户系统的关键技术难题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于位置的预编码方法及系统，通过用户终端的位置信息，对信道估计结果进行优化，以生成下行预编码矩阵，降低了用户终端接收到的来自其他小区的干扰信号。
第一方面，本发明提供了一种基于位置的预编码方法，所述方法包括：
基站根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站的信道到达角范围；
根据所述信道到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化；
根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵；
采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的数据传输至大规模天线进行发射。
优选地，所述根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站信道的到达角范围，包括：
基站接收小区内所有用户终端的位置信息；
计算用户终端和基站的距离D；
根据用户终端的位置信息或者先验信息获取用户终端的散射半径R；
计算每个用户终端到基站信道的到达角范围，计算公式如下：
其中，θ0表示用户终端到基站的视线角度，θmin和θmax分别为该用户信道的最小与最大的到达角。
优选地，所述根据所述信道的到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化，包括：
基站根据用户终端上传的正交导频序列得到信道估计的初步结果；
为每个用户终端设计矩形窗滤波器，滤波器的阈值如下所示：
其中，Smin和Smax分别表示所述滤波器阈值的最小值和最大值，N为离散傅里叶变换的点数；L和λ分别为基站天线间距离和接收信号的波长；和分别为下取整和上取整操作；mod表示取余运算；
利用离散傅里叶变换将用户信道变换到频域上，并利用所述滤波器降低信道估计的干扰，从而得到优化后的信道估计结果：
其中，H为优化前的信道估计结果，为优化后的信道估计结果。
优选地，所述根据所述信道到达角范围生成滤波器，其中，滤波器是一个在频域上的矩形窗，矩形窗的两边阈值是信道到达角的范围。
优选地，所述根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵，包括：
基于迫零准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵如下：
其中，WZF为预编码矩阵，为优化后的信道估计结果，β2为所述滤波器参数，且
其中，表示矩阵的迹，K为一个小区内用户终端的数量。
优选地，所述根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵，包括：
基于匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵如下：
其中，WMF为预编码矩阵，为优化后的信道估计结果，β1为所述滤波器参数，且
其中，K为一个小区内用户终端的数量。
优选地，所述采用所述预编码矩阵处理下行数据，包括：
利用如下公式采用所述预编码矩阵对下行数据进行处理：
x＝Wd,
其中，d表示基站要发送的原始数据，W表示预编码矩阵，x表示经过预编码后得到的应用于天线发射的数据。
第二方面，本发明提供了一种基于位置的预编码系统，所述系统包括：
角度获取单元，用于根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站信道的到达角范围；
优化单元，用于根据所述信道的到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化；
矩阵生成单元，用于基于迫零准则或匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵；
处理单元，用于采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的下行数据传输至大规模天线进行发射。
优选地，所述角度获取单元，具体用于：
接收小区内所有用户终端的位置信息；
计算用户终端和基站的距离D；
根据用户终端的位置信息或者先验信息获取用户终端的散射半径R；
计算每个用户终端到基站信道的到达角范围，计算公式如下：
其中，θ0表示用户终端到基站的视线角度，θmin和θmax分别为该用户信道的最小与最大的到达角。
优选地，所述优化单元，具体用于：
根据用户终端上传的正交导频序列得到信道估计的初步结果；
为每个用户终端设计矩形窗滤波器，滤波器的阈值如下所示：
其中，Smin和Smax分别表示所述滤波器阈值的最小值和最大值，N为离散傅里叶变换的点数；L和λ分别为基站天线间距离和接收信号的波长；和分别为下取整和上取整操作；mod表示取余运算；
利用离散傅里叶变换将用户信道变换到频域上，并利用所述滤波器降低信道估计的干扰，从而得到优化后的信道估计结果：
其中，H为优化前的信道估计结果，为优化后的信道估计结果。
由上述技术方案可知，本发明提供一种基于位置的预编码方法及系统，通过用户终端的位置信息，计算用户终端到基站的到达角范围，从而设计滤波器来优化信道估计结果，以生产下行预编码矩阵，有效地降低了用户终端接收到的来自其他小区的干扰信号。
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，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的基于位置的预编码方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的计算用户信道到达角范围的流程示意图；
图3是本发明另一实施例提供的信道估计结果优化方法的流程示意图；
图4是本发明另一实施例提供的仿真所生成的小区用户分布示意图；
图5是本发明另一实施例提供的信道滤波优化的；
图6是本发明另一实施例提供的信道估计均方误差的仿真结果；
图7是本发明另一实施例提供的在到达角均匀分布的情况下下行链路信道容量的比较；
图8是本发明另一实施例提供的在到达角高斯分布的情况下下行链路信道容量的仿真结果；
图9是本发明一实施例提供的基于位置的预编码系统的结构示意图。
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做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。
为了更清楚地说明本发明，首先说明一下系统中数据传输相关内容。考虑一个由多个蜂窝小区组成的蜂窝网，其中每个蜂窝小区的中心是小区基站(Base Station，BS)，小区中随机分布K个用户终端。由于频分复用系统需要估计上下行双向信道，而下行信道估计需要大量的导频开销，而时分复用技术(Time division duplex，TDD)利用信道的互异性只需进行上行信道估计即可。为了便于分析，假设蜂窝网的频率复用因子为1，即所有小区采用相同频带。
在TDD系统中，在一个相干时隙内(相干时隙内信道基本不变)，数据传输由四个阶段构成：1)上行导频传输；2)上行数据传输；3)信道估计、上行数据检测、下行数据预编码；4)下行数据传输。下面分别详细阐述这四个阶段。
在第一个阶段中，每个小区中的用户终端都会向其基站传输长度为τ的导频序列。在一个小区中，用户所使用的导频序列都是正交的，从而不会造成相互干扰，不同小区复用一组导频序列。那么，第m个小区的基站接收到的导频序列为
其中ck＝[ck,1,ck,2,…,ck,τ]T表示导频序列矩阵C＝[c1,c2,…,cK]的第k列(这里假设)，Ym∈CM×τ表示基站接收到的信号，hmjk∈CM×1表示第j个小区的第k个用户到第m个小区的基站之间的信道，N∈CM×τ表示高斯白噪声。
在第二个阶段中，用户终端将传输数据到基站。第m个小区的基站接收到的信号为
其中sjk∈R表示第j个小区的第k个用户终端发送的符号(符号能量E{sjk}＝1)，ym∈CM×1表示接收到的信号，n∈CM×1表示高斯白噪声。
在第三个阶段中，基站首先利用接收到的导频序列进行信道估计。对于第m个小区的第k个用户终端来说，基站可以利用传统信道估计方法得到信道估计结果
由于不同小区复用了同一组导频序列，传统方法获取的信道估计受到了相邻小区的干扰。所得的信道估计结果将用来生成上行数据检测矩阵Am∈CK×M和下行预编码矩阵Wm∈CM×K。
在第四个阶段中，每个基站都将发送经过预编码后的信号到对应的用户终端。第m个小区中的用户终端接收到的信号向量可表示为
其中dj＝[dj1,dj2,…,djK]T表示第j个小区的基站要传输的信息符号(假设E{djk}＝1)，Hjm＝[hjm1,hjm2,…,hjmK]表示第m个小区的K个用户终端到第j个小区的基站的信道矩阵，n∈CK×1表示高斯白噪声。
在实际的小区环境中，基站周围往往没有遮挡物，而用户周围往往有许多散射信号。单环信道模型(one-ring channel model)非常符合这个实际场景。这里Dmlk表示第l个小区中第k个用户到第m个小区的基站的距离，R表示用户终端散射环的半径，θ∈[θmlk,min,θmlk,max]表示信号到达角的范围。由于D和R往往要远大于基站中天线间的距离，因此到达角的范围可表示为
其中θmlk,0表示第l个小区的第k个用户与第m个小区的基站之间的视线角度。
假设第l个小区的第k个用户与第m个小区的基站之间有P条有效的传输路径，那么对应的信道向量hmlk可表示为
其中βmlk表示大尺度衰减因子(包括了路径损耗和阴影损耗)，θmlk,p表示了第p条路径的到达角(θmlk,p∈(0,π))。假设基站的天线是统一线性排布的(uniformly-spacedlinear array，ULA)，那么向量a(θ)可以表示为
其中λ表示无线信号的波长，l≤λ/2表示基站天线之间的距离，M表示一个小区中基站的天线数量。
在大规模天线多用户系统中，随着基站天线数的增大，热噪声将逐步消除，而小区之间的信号干扰成为了限制系统性能的主要因素，因此如何降低小区之间的信号干扰是大规模天线多用户系统的关键难题之一。
如图1所述，图1示出了本发明一实施例提供的基于位置的预编码方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
101、基站根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站的信道到达角范围。
102、基站根据所述信道到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化。
103、基站根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵。
本实施例中，基站基于迫零准则或匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵。
具体来说，若基于迫零准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵如下：
其中，WZF为预编码矩阵，为优化后的信道估计结果，β2为所述滤波器参数，且
其中，表示矩阵的迹。
而基于匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵如下：
其中，WMF为预编码矩阵，为优化后的信道估计结果，β1为所述滤波器参数，且
其中，K为一个小区内用户终端的数量。
104、基站采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的数据输送至大规模天线进行发射。
本实施例中，利用如下公式采用所述预编码矩阵对下行数据进行处理：
x＝Wd,
其中，d表示基站要发送的原始数据，W表示预编码矩阵，x表示经过预编码后得到的应用于天线发射的数据。
可选地，如图2所示，步骤101还包括如下步骤：
201、基站接收小区内所有用户终端的位置信息。
202、计算用户终端和基站的距离D。
203、根据用户终端的位置信息或者先验信息获取用户终端附近的散射半径R。
204、计算每个用户终端到基站信道的到达角范围。计算公式如下：
其中，θ0表示用户终端到基站的视线角度，θmin和θmax分别为该用户信道的最小与最大的到达角。
可选地，如图3所示，步骤102还包括如下步骤：
301、基站根据用户终端上传的正交导频序列得到信道估计的初步结果；
302、为每个用户终端设计矩形窗滤波器。滤波器的阈值如下所示：
其中，Smin和Smax分别表示所述滤波器阈值的最小值和最大值，N为离散傅里叶变换的点数；L和λ分别为基站天线间距离和接收信号的波长；和分别为下取整和上取整操作；mod表示取余运算；
上述滤波器是指一个频域上的矩形窗，矩形窗的两边阈值为信道到达角的范围。
303、利用离散傅里叶变换将用户信道变换到频域上，并利用所述滤波器降低信道估计的干扰，从而得到优化后的信道估计结果：
其中，H为优化前的信道估计结果，优化后的信道估计结果。
下面以一个多小区通信模型仿真为例，简述本实施例所提供的基于位置的预编码方法对小区间干扰的抑制效果。设同构小区数量为7，其中一个目标小区被其他6个干扰小区包围，仿真研究对象是目标小区中的用户能够达到的最高下行数据率。每个小区中的用户终端个数为6。
小区用户的位置和导频分配均为随机产生，如图4所示为某次仿真所生成的小区用户分布情况。图中，每个小区共有6个用户，不同形状表示用户使用不同的正交导频序列，不同小区的同形状用户表示其使用相同的导频序列。
仿真中采用如下多径信道模型：
其中，hml为第l个小区内的某一用户到第m个小区基站间的信道；P为多径的数量；θp为第p条多径到第m个小区基站的到达角(θp∈(0,π))；βp为第p条路径的大尺度衰落系数；向量α(θ)为到达角θ为的梯度向量，表示如下：
其中，L为基站天线间距；λ为接收信号波长，M为一个小区中基站的天线数量。
如表1为仿真中所用的具体参数：
表1 仿真具体参数
| 小区半径 | 500米 |
| 每个小区中用户个数 | 6 |
| 路径损耗系数 | 3 |
| 阴影衰落方差 | 8dB |
| 载波频率 | 2GHz |
| 天线间距 | 信号波长/2 |
| 多径个数 | 100 |
| 正交导频序列个数 | 6 |
| 用户信号辐射半径 | 50米 |
由于本发明关注的是小区间的干扰信号，所以假设系统工作在无噪声的环境中。而且考虑了两种信道到达角的分布情况：1、均匀分布，即信道到到达角在计算范围内均匀分布；2、高斯分布，即信道到达角在计算范围内高斯分布，且有少部分将超出计算范围之外。
图5为信道滤波优化的一个实例。其中实线曲线表示传统信道估计方法所得到的信道估计结果，不难发现信道估计被其他小区中相同导频使用用户所干扰。实线曲线中(400,800)部分的凸起由干扰所造成，但可发现这些干扰来自于不同的到达角范围。信道优化滤波器利用目标用户的位置来确定其到达角的范围，从而将到达角范围之外的信道估计值置为0，变换到时域得到优化后的信道估计结果，其频域上的相应如图所示，干扰基本消除。
图6为信道估计均方误差的仿真结果。仿真中均方误差计算如下：
其中，向量h为实际的信道系数向量，为估计得到的信道系数向量。对于均匀分布和高斯分布两种情况，滤波器均能显著提高均方误差曲线。随着基站天线数的增加，传统信道估计的均方误差基本无法降低，而经过滤波器优化后的均方误差显著降低。
图7为在到达角均匀分布的情况下，下行链路信道容量的比较。仿真中信道容量由下式计算：
C(i)＝log2(1+SIR(i)),
其中，SIR(i)表示第i个小区下行链路传输的平均信干比，可以由下式计算：
其中，Wj为第j个小区的预编码矩阵。在到达角均匀分布的情况下，相比于传统方法，本发明提出的预编码方案大大增加下行链路的容量。在基站天线数M≈100时，相比于传统方案，容量增益达到4bps/Hz。而且，本实施例提出的预编码方案所达到的容量距离理想信道估计情形下的容量上界，只有3bps/Hz。
图8为在到达角高斯分布的情况下，下行链路信道容量的比较，可以得到类似于均匀分布时的情况，即相比于传统方案，本实施例提出的预编码方法所达到的容量距离要小。
由此看来，本实施例提供的基于位置的预编码方法及系统，通过用户终端的位置信息，计算用户终端到基站的到达角范围，从而涉及滤波器来优化信道估计结果，以生产下行预编码矩阵，有效地降低了用户终端接收到的来自其他小区的干扰信号。且由于无线定位系统的普及，本实施例提供的方案并不增加用户终端的计算负担，不需要小区间的协同合作即可降低小区间的干扰。
如图9所示，本发明一实施例提供了基于位置的预编码系统的结构示意图，该系统包括角度获取单元901、优化单元902、矩阵生成单元903及处理单元904。
其中，角度获取单元901，用于根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站信道的到达角范围。
优化单元902，用于根据所述信道的到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化。
矩阵生成单元903，用于基于迫零准则或匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵。
处理单元904，用于采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的下行数据输送至大规模天线上进行发射。
上述基于位置的预编码系统位于基站中，用于对下行链路数据进行预编码。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种基于位置的预编码方法，其特征在于，所述方法包括：
基站根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站的信道到达角范围；
根据所述信道到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化；
根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵；
采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的数据传输至大规模天线进行发射；
其中，所述根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站信道的到达角范围，包括：
基站接收小区内所有用户终端的位置信息；
计算用户终端和基站的距离D；
根据用户终端的位置信息或者先验信息获取用户终端的散射半径R；
计算每个用户终端到基站信道的到达角范围，计算公式如下：
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
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<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>min</mi>
</msub>
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</mfrac>
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</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>max</mi>
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<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>arcsin</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mi>R</mi>
<mi>D</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，θ0表示用户终端到基站的视线角度，θmin和θmax分别为该用户信道的最小与最大的到达角；
其中，所述根据所述信道的到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化，包括：
基站根据用户终端上传的正交导频序列得到信道估计的初步结果；
为每个用户终端设计矩形窗滤波器，滤波器的阈值如下所示：
其中，Smin和Smax分别表示所述滤波器阈值的最小值和最大值，N为离散傅里叶变换的点数；L和λ分别为基站天线间距离和接收信号的波长；和分别为下取整和上取整操作；mod表示取余运算；
利用离散傅里叶变换将用户信道变换到频域上，并利用所述滤波器降低信道估计的干扰，从而得到优化后的信道估计结果：
<mrow>
<mover>
<mi>H</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mi>f</mi>
<mi>i</mi>
<mi>l</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>H</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，H为优化前的信道估计结果，为优化后的信道估计结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道到达角范围生成滤波器，其中，滤波器是一个在频域上的矩形窗，矩形窗的两边阈值是信道到达角的范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵，包括：
基于迫零准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵如下：
WZF＝β2H*(HTH*)-1
其中，WZF为预编码矩阵，H为优化后的信道估计结果，β2为所述滤波器参数，且
β2＝(Tr(HTH*)-1/K)-1/2
其中，Tr(HTH*)表示矩阵HTH*的迹，K为一个小区内用户终端的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵，包括：
基于匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵如下：
WMF＝β1H*
其中，WMF为预编码矩阵，H为优化后的信道估计结果，β1为所述滤波器参数，且
β1＝(Tr(HTH*)/K)-1/2
其中，K为一个小区内用户终端的数量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述预编码矩阵处理下行数据，包括：
利用如下公式采用所述预编码矩阵对下行数据进行处理：
x＝Wd,
其中，d表示基站要发送的原始数据，W表示预编码矩阵，x表示经过预编码后得到的应用于天线发射的数据。
6.一种基于位置的预编码系统，其特征在于，所述系统包括：
角度获取单元，用于根据用户终端的位置信息，得到用户终端到基站信道的到达角范围；
优化单元，用于根据所述信道的到达角范围生成滤波器，并利用滤波器对信道估计结果进行优化；
矩阵生成单元，用于基于迫零准则或匹配滤波准则，根据优化后的信道估计结果生成预编码矩阵；
处理单元，用于采用所述预编码矩阵处理下行数据，并将处理后的下行数据传输至大规模天线进行发射；
其中，所述角度获取单元，具体用于：
接收小区内所有用户终端的位置信息；
计算用户终端和基站的距离D；
根据用户终端的位置信息或者先验信息获取用户终端的散射半径R；
计算每个用户终端到基站信道的到达角范围，计算公式如下：
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>min</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>arcsin</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mi>R</mi>
<mi>D</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>max</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>arcsin</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mi>R</mi>
<mi>D</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，θ0表示用户终端到基站的视线角度，θmin和θmax分别为该用户信道的最小与最大的到达角；
其中，所述优化单元，具体用于：
根据用户终端上传的正交导频序列得到信道估计的初步结果；
为每个用户终端设计矩形窗滤波器，滤波器的阈值如下所示：
其中，Smin和Smax分别表示所述滤波器阈值的最小值和最大值，N为离散傅里叶变换的点数；L和λ分别为基站天线间距离和接收信号的波长；和分别为下取整和上取整操作；mod表示取余运算；
利用离散傅里叶变换将用户信道变换到频域上，并利用所述滤波器降低信道估计的干扰，从而得到优化后的信道估计结果：
<mrow>
<mover>
<mi>H</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mi>f</mi>
<mi>i</mi>
<mi>l</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>H</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，H为优化前的信道估计结果，为优化后的信道估计结果。
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