CN110166087A - Iq失衡下导频复用大规模mimo-ofdm无线通信方法 - Google Patents

Iq失衡下导频复用大规模mimo-ofdm无线通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种IQ失衡情况下导频复用大规模MIMO‑OFDM无线通信方法。该方法包括：基站间歇地获取相对校准参数；不同用户同时发送上行探测信号，基站对接收到的探测信号进行校准并获取等效信道统计信息，并由此确定各用户的导频调制因子，实现导频复用；不同用户同时发送上行导频信号，基站依据接收到的导频信获取等效信道估计以及估计误差的统计特性；基站依据接收到的数据信号，在每个子载波上依据信道估计和估计误差相关阵实施鲁棒信号接收。本发明在基站存在IQ失衡情况下，先利用获取的相对校准参数对接收信号进行校准，进而进行等效信道估计和线性鲁棒信号接收，且基站可以依据等效信道统计信息预测上行可达和速率。

Description

IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法
技术领域
本发明涉及多天线的宽带大规模MIMO无线通信方法，尤其涉及在基站侧存在IQ失衡情况下使用相位可调导频实现导频复用的宽带大规模MIMO无线通信方法。
背景技术
虚拟现实、增强现实、物联网、车联网等技术的兴起对无线通信系统提出了更高的要求。基站侧配备大规模天线阵列的大规模MIMO无线通信技术可以深度利用无线信道的空间维度资源，相比传统小规模MIMO技术能够进一步提升无线通信系统的有效性及可靠性。实际的无线传播信道均为宽带信道，而正交频分复用(OFDM)技术能够将宽带信道分解为多个并行的窄带信道，大规模MIMO结合OFDM是新一代宽带移动通信系统核心技术之一。
由于基站侧配备的天线数目较大，因此需要部署经济适用的射频单元以满足经济可行性。但是该类射频单元精度难以保证，容易带来负面影响。IQ失衡是非理想射频单元产生的主要影响之一。IQ失衡是指I(in-phase)通道和Q(quadrature-phase)通道的幅度失配或者相位差不满足90度。存在IQ失衡的链路在复信号通过后，会引入一个加性的原始信号的共轭干扰量，从而严重影响通信系统性能。
无线通信系统传输质量取决于信道参数估计的准确程度，为了准确及时地获取信道参数估计值，实际中常采用基于导频辅助的信道估计方法。对于大规模多用户MIMO-OFDM无线通信系统来说，有大量的信道参数需要估计，这将导致大量的导频开销。导频开销以及信道估计的复杂度成为大规模MIMO-OFDM无线通信的瓶颈问题。
发明内容
发明目的：为解决上述技术背景中提出的技术问题，本发明旨在提供用于基站存在IQ失衡情况下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法。
技术方案：本发明所述的用于基站存在IQ失衡情况下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，包括如下步骤：
(1)基站依据接收到的由信标站或参考天线间歇地向基站所发射的探测信号获取相对校准参数；
(2)基站利用相对校准参数对接收到的各用户的上行探测信号校准后获取小区中各用户的等效信道统计信息；
(3)同一小区中不同用户在上行导频信号段所使用的导频序列由同一导频序列经过频域调制生成，不同用户的导频调制因子由基站依据各用户的等效信道统计信息动态确定，实现导频复用，并通知本小区中的各用户；
(4)基站依据各用户的等效信道统计信息获取各用户的频域等效信道估计，并依据各用户的导频调制因子确定信道估计误差相关阵；
(5)基站依据获得的频域等效信道估计和估计误差相关阵实施鲁棒线性检测。
进一步地，所述方法适用于宽带大规模MIMO无线通信系统，采用正交频分复用OFDM调制方式，基站在各子载波上与多个用户同时进行无线通信。
进一步地，在步骤(1)中，基站依据接收到的探测信号得到等效信道的最小二乘估计，进而得到相对校准参数。
进一步地，基站第m根天线在频点n上的相对校准参数为：
其中和为参考天线或信标站到基站的等效信道估计，由下式计算
其中为信号发送功率，Nc为子载波个数，为Nc×Nc维酉离散傅里叶变换矩阵，xc,1,xc,2为基站已知的两个恒模OFDM符号，对于a×b维复矩阵A，变换定义为
频域接收信号Zm,c,1,n和Zm,c,2,n由下式计算
其中Zm,c,1和Zm,c,2依据接收到的参考天线或信标站向基站所发送的信号由下式获得
这里ym,c,1和ym,c,1为接收到的由参考天线或信标站向基站发送的信号。
进一步地，在步骤(2)中，各用户在每一帧帧头的一个或多个连续OFDM符号的多个子载波上同时发送上行探测信号；同一小区中不同用户的频域探测信号由同一恒模序列经过频域调制生成；各小区基站利用相对校准参数对接收到的上行探测信号进行校准，进而获取小区中各用户时域等效信道参数的最小二乘估计，进而利用迭代法估计各用户的等效信道的统计信息。
进一步地，等效的角度-时延域信道能量耦合矩阵的估计值Ωtd,k的第(m,l)元素计算公式如下
其中χ为遗忘因子，满足0＜χ＜1，表示取矩阵的第m行第j列的元素，(·)a表示角度域，在第td帧的上行探测阶段用户k的等效角度时延域信道估计由下式计算
其中为探测信号发射功率，Qd为探测信号占用的OFDM符号数，U为空间特征模式矩阵，Xd,k为探测信号构成的矩阵，为校准后接收信号由下式计算
其中为获取的相对校准参数，[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，为在第td帧的上行探测阶段基站接收到的探测信号；用户k的第l个时延的相关阵估计为：
其中表示由第l列构成的对角矩阵，表示克罗内克积，I2表示维度为2的单位阵。
进一步地，在步骤(3)中，基站利用所获得的各用户等效信道统计信息，依据信道估计均方误差之和最小准则确定小区中的用户导频调制模式。8.根据权利要求1所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，在步骤(4)中，基站利用相对校准参数对上行导频信号段接收到的导频信号进行校准，进而结合各用户的等效信道的统计信息获取各用户的时域信道参数估计，并利用各用户的导频调制因子，确定信道估计误差相关阵；其中，
用户k的第l个时延的等效信道矩阵估计值为：
其中K为用户数，为用户k的第l个时延的等效信道的相关阵，为用户u的第个时延的等效信道相关阵，表示l-Δu+Δk对Nc取模运算，Nc为子载波个数，Δk表示用户k所使用的导频序列频域调制因子，Δu表示用户u所使用的导频序列频域调制因子，Rn为噪声相关阵，为导频发射功率，Yp,k,l为用户k的第l个时延等效信道观察量由下式计算
其中Xp,k为用户k发送的导频向量构成的行循环矩阵，由关系和得到，[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，这里为校准后接收信号由下式计算
其中Yp为基站侧接收到的导频信号，为获取的相对校准参数，[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，
估计误差相关阵由下式计算
用户k在第n个子载波上的等效信道估计由下式计算
其中Ng为循环前缀长度，表示取酉离散傅里叶变换矩阵的第l行第n列元素，为获取的用户k第l个时延的信道估计，相应的估计误差相关阵由下式计算
进一步地，在步骤(5)中，各用户分别在各个子载波上同时发送上行数据信号，基站利用相对校准参数对时域接收到的所有用户发送信号进行校准，然后实施傅里叶变换得到每个子载波上的接收信号，在每个子载波上根据获得的等效信道估计和估计误差相关阵实施鲁棒线性检测，基站利用等效信道矩阵的统计信息预测遍历可达和速率。
进一步地，用户k在子载波n上发送的信号的均方误差最小准则估计为：
其中为获取的用户k在第n个子载波上的等效信道估计，上标(·)T表示矩阵转置，为相应的估计误差相关阵，Rn为噪声相关阵，为信号发送功率，为频域接收信号由下式计算
其中为校准后接收信号由下式计算
其中Ys为每一帧第ts个OFDM符号时刻接收到的信号，为获取的相对校准参数，
根据信道相关阵可以预测上行可达速率，由下式计算
其中Υ°由以下两个固定点方程的解
Υ°＝(I2K+η1{Γ°})-1
Γ°＝(I2M+η2{Υ°})-1
其中η1{Γ°}为对角阵且第j个对角元由下式计算
这里为用户＜j-K＞K在子载波n上的信道估计的相关阵，＜j-K＞K表示j-K对K取模运算；η2{Υ°}由下式计算
有益效果：本发明提供的用于基站存在IQ失衡情况下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法具有如下优点：
1、基站侧存在IQ失衡情况下，仍能保证系统上行无线通信性能。
2、信道估计阶段利用相位可调导频实现导频复用可以显著地减少导频开销。
3、上行数据接收对信道估计误差是鲁棒的。
4、能够根据信道统计信息预测上行可达和速率。
附图说明
图1为基站存在IQ失衡情况下大规模MIMO-OFDM无线通信方法流程图。
图2为基站存在IQ失衡情况下大规模MIMO-OFDM系统传输信号的帧结构示意图。
图3为基站存在IQ失衡情况下大规模MIMO-OFDM系统与用户之间传输信号的帧结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明实施例公开的一种IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，主要包括：(1)基站依据接收到的由信标站或参考天线间歇地向基站所发射的探测信号获取相对校准参数；(2)基站利用相对校准参数对接收到的各用户的上行探测信号校准后获取小区中各用户的等效信道统计信息；(3)同一小区中不同用户在上行导频信号段所使用的导频序列由同一导频序列经过频域调制生成，不同用户的导频调制因子由基站依据各用户的等效信道统计信息动态确定，实现导频复用，并通知本小区中的各用户；(4)基站依据各用户的等效信道统计信息获取各用户的频域等效信道估计，并依据各用户的导频调制因子确定信道估计误差相关阵；(5)基站依据获得的频域等效信道估计和估计误差相关阵实施鲁棒线性检测，并可利用等效信道矩阵的统计信息预测遍历可达和速率。下面结合具体场景对本发明的方法作进一步的说明。
1.系统配置、传输信号帧结构及通信过程
多小区蜂窝系统中，各小区基站侧配置包含数十个以上天线单元的大规模天线阵列，大规模天线阵列可采用线阵列、圆阵列或者板阵列等多种阵列结构之一。假设基站侧配备的天线单元数目为M，各天线单元可采用全向天线或者扇区天线，当各天线单元采用全向天线、120度扇区天线和60度扇区天线时，各天线单元之间的间距可配置为1/2波长、波长和1个波长。各天线单元可采用单极化或多极化天线。假设小区中存在K个配备单根天线的用户，以表示用户集合。用户与基站通信采用时分或者频分双工传输模式，采用带循环前缀的正交频分复用(OFDM)调制技术，子载波个数为Nc，循环前缀长度为Ng。
图2、3为基站存在IQ失衡的宽带大规模MIMO无线通信系统传输信号帧结构示意图，其中由用户发送给基站的上行链路传输信号包括上行探测信号、上行数据信号及上行导频信号，由基站发送给用户的下行链路传输信号包括下行数据信号。系统传输过程可划分为多个连续的帧，每一帧信号由帧头的上行探测信号和多个子帧组成。每一子帧的信号由多个OFDM符号组成，每一子帧信号由上行数据信号段、上行导频信号段组成。
2.相对校准参数获取
记和分别为a维和a×b维的复(实)数空间。以表示基站已知的两个恒模OFDM符号用于相对校准参数估计，这两个符号由信标站，参考天线或者在特定间歇发送给基站且满足条件以及其中上标(i)*表示共轭g，为信号发送功率，为Nc×Nc维酉离散傅里叶变换矩阵，diag{a}表示以向量a的元素为对角元为的对角矩阵，为虚数单位。那么基站第m根天线在接收到的两个信号为
其中对角矩阵表示基站第m根天线的IQ失衡参数，为发送探测信号期间的发送信号的天线到基站第m根天线的时域无线信道参数矢量，分别为由xc,1，xc构成的行循环矩阵并具体表示为和这里上标(·)H表示共轭转置，分别为加性高斯白噪声。
由接收信号ym,c,1和ym,c,2按照以下两式构建矩阵：
其中和分别表示取实部和虚部；在载频n上的接收信号Zm,c,1,n和Zm,c,2,n由下式计算：
对于a×b维复矩阵A，变换定义为：
基站由Zm,c,1,n和Zm,c,2,n得到等效参考天线或者信标站到第m根基站天线的等效信道估计，计算公式如下：
则基站侧第m根天线在频点n上的相对校准参数由下式计算：
基站在频点n上的相对校准参数C由下式计算：
其中Π为置换矩阵满足以及这里[A]:,a表示矩阵A的第a列，表示由矩阵构成的块对角矩阵。
3.等效信道统计信息获取
基站侧对各用户等效信道统计信息的获取由各用户的上行信道探测过程完成。各用户在每一帧帧头的一个或多个连续OFDM符号的多个子载波上同时发送上行探测信号，不同用户的探测信号不要求使用正交时频资源。同一小区中不同用户的频域探测信号由同一恒模序列(称为该小区的基本探测序列)经过频域调制生成，相邻小区的基本探测序列要求具有较好的互相关特性，即互相关小于系统所要求的门限值。各小区基站利用相对校准参数对接收到的上行探测信号进行校准，进而获取小区中各用户时域等效信道参数的最小二乘估计，进而利用迭代法估计各用户的等效信道的统计信息，即相关阵。
设各用户在每一帧帧头的Qd个连续OFDM符号上同时发送探测信号，其中Qd满足KNg≤QdNc。不同用户在上行探测阶段各个OFDM符号上的发送信号由同一恒模序列xd经过频域调制生成，其中满足将用户k在每一帧帧头第q(0≤q≤Qd-1)个OFDM符号上的探测信号记作由下式生成：
其中为探测信号发射功率，＜k＞Qd表示k对Qd取模运算，表示不超过x的最大整数，Vd为任意的Qd×Qd维的酉矩阵，[V]a,b表示位于矩阵V第a行第b列的元素，⊙表示矢量逐元素乘积，导频调制矢量对于任意x的表达式如下：
其中exp(x)表示自然底数exp的x次幂运算，π为圆周率常数。
在第td帧的上行探测阶段，基站接收到的探测信号为：
其中对角阵表示基站侧IQ失衡参数矩阵，为探测阶段用户k的时域信道矩阵，为探测信号构成的矩阵，Nd为加性高斯白噪声。
利用获取的相对校准参数估计根据式(14)中的接收信号Yt,d得到：
其中[A]:,a:b表示矩阵A的第a到第b列，且变换由(7)式定义。
基站由得到等效角度-时延域信道矩阵的估计值，计算公式如下：
其中U称为空间特征模式矩阵，右上角标(·)a表示角度域，变换由(7)式定义。
基站利用迭代法获取当前帧中的等效的角度-时延域信道能量耦合矩阵的估计值Ωtd,k的第(m,l)元素计算公式如下：
其中χ为遗忘因子，满足0＜χ＜1，表示取矩阵的第m行第j列的元素，(·)a表示角度域。则由上式得到用户k在一个OFDM符号中第l个时延的相关阵估计
其中表示由第l列构成的对角矩阵，表示克罗内克积，I2表示维度为2的单位阵，变换由(7)式定义。
4.导频调度
基站利用所获得的各用户等效信道统计信息，依据给定的准则，如信道估计均方误差之和最小准则，确定小区中的用户导频调制模式，即各用户导频序列的频域调制因子，实现导频复用，并通知小区中各用户。
以表示当前小区的导频调制模式，其中k表示用户编号，Δk表示用户k所使用的导频序列频域调制因子，为调制因子集合。等效信道估计均方误差之和由下式给出
其中K为用户数，Ng为循环前缀长度，为用户k第l个时延信道相关阵估计，为用户u第时延信道相关阵估计，表示l-Δu+Δk对Nc取模运算，Δk表示用户k所使用的导频序列频域调制因子，Δu表示用户u所使用的导频序列频域调制因子，Nc为子载波数目，为导频发送功率，Rn为噪声相关阵。基于信道估计均方误差之和最小准则的导频调度即是：搜索出使得ε最小的导频调制模式该导频调度可通过穷举搜索或贪婪算法完成。
5.导频信号段等效信道估计
各用户的上行信道参数估计在每个小区的基站侧分别进行。在每一子帧的上行导频信号段，小区中所有用户在一个或多个连续OFDM符号的多个子载波上同时发送上行导频信号，基站侧据此获取信道参数估计以及估计误差空间相关阵。
在每一子帧中，小区中各用户在第tp个OFDM符号的多个子载波上同时发送上行导频信号。基站侧接收到的导频信号为
其中对角阵表示基站侧IQ失衡参数矩阵，为用户k的时域信道参数矩阵，Np为加性高斯白噪声，用户k发送的导频向量构成的行循环矩阵定义为这里xp,k由下式给出
其中为导频发射功率，Δk为导频调度结果给定的调制因子，xp为所有用户共用的同一个恒模序列满足
利用已获取的相对校准参数估计由Yp可得
其中[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，且变换由(7)式定义。基站由下式获得用户k在该OFDM符号中第l个时延上的等效信道观测信号：
其中由关系和得到，[A]:,a表示取矩阵A的第a列。
用户k的第l个时延的等效信道矩阵由下式定义
其中IM表示M维单位矩阵，[Hp,k]:,l表示取[Hp,k]:,l的第l列，变换由式(7)定义。Gk,l的估计值根据Yp,k,l由下式计算
其中为用户k的第l个时延的等效信道的相关阵，为用户u的第个时延的等效信道相关阵，表示l-Δu+Δk对Nc取模运算，Δk表示用户k所使用的导频序列频域调制因子，Δu表示用户u所使用的导频序列频域调制因子，Rn为噪声相关阵。估计误差的相关阵由下式计算
用户k在第n个子载波上的等效信道估计由下式计算
其中为获得的用户k第l个时延的信道估计，表示取酉离散傅里叶变换矩阵的第l行第n列元素，变换由式(7)定义。相应的估计误差相关阵由下式计算
其中Ng为循环前缀长度。
6.上行鲁棒数据接收
在每一子帧中，各用户首先分别在各子载波上同时发送上行数据信号，基站侧存储所接收到的信号。待基站侧接收完上行导频信号并完成等效信道参数估计时，利用等效信道估计值以及估计误差空间相关阵，在各个子载波上分别对上行链路数据实施鲁棒接收。
以每一子帧中上行数据信号段第ts个OFDM符号第n个子载波为例描述上行鲁棒数据接收过程。以表示用户k在所有子载波上发送的信号构成的向量，每个元素都满足均值为零、方差为的高斯分布。每个用户的发送数据信号为其发送信息比特流经过信道编码、交织及调制符号映射后得到的数据信号。基站在当前帧第ts个OFDM符号时刻接收到的信号表示为
其中对角阵表示基站侧IQ失衡参数矩阵，为用户k时域信道矩阵， 为加性高斯白噪声。
利用已获取的相对校准参数估计由Ys可得
其中[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，且由(7)式定义。
基站由得到子载波n上的接收信号为
令表示用户k在子载波n上发送的信号，的均方误差最小准则估计为
其中为获取的用户k在第n个子载波上的信道估计，上标(·)T表示矩阵转置，K为用户数，为已获得的信道估计误差，Rn为噪声相关阵。
根据信道相关阵可以预测上行可达速率，由下式计算
其中Υ°由以下两个固定点方程计算
Υ°＝(I2K+η1{Γ°})-1 (34)
Γ°＝(I2M+η2{Υ°})-1 (35)
其中η1{Γ°}为对角阵且第j个对角元由下式计算
这里为用户＜j-K＞K在子载波n上的信道估计的相关阵且用户k在子载波n的信道估计相关阵为＜j-K＞K表示j-K对K取模运算；η2{Υ°}由下式计算

Claims (10)

1.IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)基站依据接收到的由信标站或参考天线间歇地向基站所发射的探测信号获取相对校准参数；
(2)基站利用相对校准参数对接收到的各用户的上行探测信号校准后获取小区中各用户的等效信道统计信息；
(3)同一小区中不同用户在上行导频信号段所使用的导频序列由同一导频序列经过频域调制生成，不同用户的导频调制因子由基站依据各用户的等效信道统计信息动态确定，实现导频复用，并通知本小区中的各用户；
(4)基站依据各用户的等效信道统计信息获取各用户的频域等效信道估计，并依据各用户的导频调制因子确定信道估计误差相关阵；
(5)基站依据获得的频域等效信道估计和估计误差相关阵实施鲁棒线性检测。
2.根据权利要求1所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，所述方法适用于宽带大规模MIMO无线通信系统，采用正交频分复用OFDM调制方式，基站在各子载波上与多个用户同时进行无线通信。
3.根据权利要求1所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，在步骤(1)中，基站依据接收到的探测信号得到等效信道的最小二乘估计，进而得到相对校准参数。
4.根据权利要求3所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，基站第m根天线在频点n上的相对校准参数为：
其中和为参考天线或信标站到基站的等效信道估计，由下式计算
其中为信号发送功率，Nc为子载波个数，为Nc×Nc维酉离散傅里叶变换矩阵，xc,1,xc,2为基站已知的两个恒模OFDM符号，对于a×b维复矩阵A，变换定义为
其中和分别表示取实部和虚部，频域接收信号Zm,c,1,n和Zm,c,2,n由下式计算
其中Zm,c,1和Zm,c,2依据接收到的参考天线或信标站向基站所发送的信号由下式获得
这里ym,c,1和ym,c,1为接收到的由参考天线或信标站向基站发送的信号。
5.根据权利要求4所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，在步骤(2)中，各用户在每一帧帧头的一个或多个连续OFDM符号的多个子载波上同时发送上行探测信号；同一小区中不同用户的频域探测信号由同一恒模序列经过频域调制生成；各小区基站利用相对校准参数对接收到的上行探测信号进行校准，进而获取小区中各用户时域等效信道参数的最小二乘估计，进而利用迭代法估计各用户的等效信道的统计信息。
6.根据权利要求5所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，等效的角度-时延域信道能量耦合矩阵的估计值Ωtd,k的第(m,l)元素计算公式如下
其中χ为遗忘因子，满足0＜χ＜1，表示取矩阵的第m行第j列的元素，(·)a表示角度域，在第td帧的上行探测阶段用户k的等效角度时延域信道估计由下式计算
其中为探测信号发射功率，Qd为探测信号占用的OFDM符号数，U为空间特征模式矩阵，Xd,k为探测信号构成的矩阵，为校准后接收信号由下式计算
其中为获取的相对校准参数，[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，为在第td帧的上行探测阶段基站接收到的探测信号；用户k的第l个时延的相关阵估计为：
其中表示由第l列构成的对角矩阵，表示克罗内克积，I2表示维度为2的单位阵。
7.根据权利要求1所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，在步骤(3)中，基站利用所获得的各用户等效信道统计信息，依据信道估计均方误差之和最小准则确定小区中的用户导频调制模式。
8.根据权利要求1所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，在步骤(4)中，基站利用相对校准参数对上行导频信号段接收到的导频信号进行校准，进而结合各用户的等效信道的统计信息获取各用户的时域信道参数估计，并利用各用户的导频调制因子，确定信道估计误差相关阵；其中，用户k的第l个时延的等效信道矩阵估计值为：
其中K为用户数，为用户k的第l个时延的等效信道的相关阵，为用户u的第个时延的等效信道相关阵，表示l-Δu+Δk对Nc取模运算，Nc为子载波个数，Δk表示用户k所使用的导频序列频域调制因子，Δu表示用户u所使用的导频序列频域调制因子，Rn为噪声相关阵，为导频发射功率，Yp,k,l为用户k的第l个时延等效信道观察量由下式计算
其中Xp,k为用户k发送的导频向量构成的行循环矩阵，由关系和得到，[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，这里为校准后接收信号由下式计算
其中Yp为基站侧接收到的导频信号，为获取的相对校准参数，[A]:,a:b表示取矩阵A的第a到第b列，
估计误差相关阵由下式计算
用户k在第n个子载波上的等效信道估计由下式计算
其中Ng为循环前缀长度，表示取酉离散傅里叶变换矩阵的第l行第n列元素，为获取的用户k第l个时延的信道估计，相应的估计误差相关阵由下式计算
9.根据权利要求1所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，在步骤(5)中，各用户分别在各个子载波上同时发送上行数据信号，基站利用相对校准参数对时域接收到的所有用户发送信号进行校准，然后实施傅里叶变换得到每个子载波上的接收信号，在每个子载波上根据获得的等效信道估计和估计误差相关阵实施鲁棒线性检测，基站利用等效信道矩阵的统计信息预测遍历可达和速率。
10.根据权利要求9所述的IQ失衡下导频复用大规模MIMO-OFDM无线通信方法，其特征在于，用户k在子载波n上发送的信号的均方误差最小准则估计为：
其中为获取的用户k在第n个子载波上的等效信道估计，上标(·)T表示矩阵转置，为相应的估计误差相关阵，Rn为噪声相关阵，为信号发送功率，为频域接收信号由下式计算
其中为校准后接收信号由下式计算
其中Ys为每一帧第ts个OFDM符号时刻接收到的信号，为获取的相对校准参数，
根据信道相关阵可以预测上行可达速率，由下式计算
其中Υ°由以下两个固定点方程的解
Υ°＝(I2K+η1{Γ°})-1
Γ°＝(I2M+η2{Υ°})-1
其中η1{Γ°}为对角阵且第j个对角元由下式计算
这里为用户＜j-K＞K在子载波n上的信道估计的相关阵，＜j-K＞K表示j-K对K取模运算；η2{Υ°}由下式计算
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