[發(fā)明專利]一種兩階段碼本搜索的三維波束賦形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310391215.6
• 申請日: 2013-08-31
• 公開（公告）號: CN103427893A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉輝;王維猛;黑永強(qiáng);劉乃安;付衛(wèi)紅
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04L25/02
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種兩階段碼本搜索的三維波束賦形方法，包括如下步驟：

(1)碼本分解：

1a)對離散傅里葉變換DFT碼本進(jìn)行等間隔分組，選取等間隔分組中每個(gè)分組的第一個(gè)列矢量組成長期碼本；

1b)從等間隔分組中任選一個(gè)分組，將該分組的所有列矢量組成短期碼本；

(2)估計(jì)初始信道增益：

長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的用戶，采用最小二乘信道估計(jì)方法，分別估計(jì)基站天線陣中第一行和第一列天線所對應(yīng)的信道增益；

(3)初始化波束賦形權(quán)值矩陣：

3a)將碼本計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值設(shè)定為0；

3b)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，對長期碼本進(jìn)行搜索，選出長期碼本中與信道增益相匹配的水平維長期碼本索引和豎直維長期碼本索引，完成三維波束賦形中第一階段碼本搜索；

3c)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，結(jié)合水平維長期碼本索引和豎直維長期碼本索引，對短期碼本進(jìn)行搜索，選出短期碼本中與信道增益相匹配的水平維短期碼本索引和豎直維短期碼本索引，完成三維波束賦形中第二階段碼本搜索；

3d)將水平維長期碼本索引、水平維短期碼本索引、豎直維長期碼本索引、豎直維短期碼本索引反饋給長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站；

3e)將賦形計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值設(shè)定為0；

3f)長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站，根據(jù)水平維長期碼本索引和水平維短期碼本索引，參照長期碼本和短期碼本，生成水平維波束賦形權(quán)值矩陣；

3g)長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站，根據(jù)豎直維長期碼本索引和豎直維短期碼本索引，參照長期碼本和短期碼本，生成豎直維波束賦形權(quán)值矩陣；

3h)將水平維波束賦形權(quán)值矩陣和豎直維波束賦形權(quán)值矩陣做點(diǎn)乘運(yùn)算，得到完整的波束賦形權(quán)值矩陣；

(4)確定行索引和列索引取值：

4a)將碼本計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加1；

4b)將當(dāng)前碼本計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路基站天線陣中天線的行數(shù)做取余數(shù)運(yùn)算，如果所得余數(shù)不等于0，則將該余數(shù)作為行索引取值，如果所得余數(shù)等于0，則將長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路基站天線陣中天線的行數(shù)作為行索引取值；

4c)將得到的行索引取值作為列索引取值；

(5)估計(jì)信道增益：

5a)采用最小二乘信道估計(jì)方法，對長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路基站天線陣中行索引取值所對應(yīng)行的信道增益進(jìn)行估計(jì)；

5b)采用最小二乘信道估計(jì)方法，對長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路基站天線陣中列索引取值所對應(yīng)列的信道增益進(jìn)行估計(jì)；

(6)判斷行和列的索引取值是否等于1：

判斷行索引取值和列索引取值是否等于1，如果是，執(zhí)行步驟(7)；否則，執(zhí)行步驟(10)；

(7)選取長期碼本索引和短期碼本索引：

7a)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，對長期碼本進(jìn)行搜索，選出長期碼本中與步驟5a)估計(jì)出的信道增益相匹配的水平維長期碼本索引；

7b)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，結(jié)合水平維長期碼本索引，對短期碼本進(jìn)行搜索，選出短期碼本中與步驟5a)估計(jì)出的信道增益相匹配的水平維短期碼本索引；

7c)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，對長期碼本進(jìn)行搜索，選出長期碼本中與步驟5b)估計(jì)出的信道增益相匹配的豎直維長期碼本索引；

7d)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，結(jié)合豎直維長期碼本索引，對短期碼本進(jìn)行搜索，選出短期碼本中與步驟5b)估計(jì)出的信道增益相匹配的豎直維短期碼本索引；

(8)反饋長期碼本索引和短期碼本索引：

8a)將水平維長期碼本索引、豎直維長期碼本索引、水平維短期碼本索引、豎直維短期碼本索引反饋給長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站；

8b)將賦形計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加1；

(9)判斷兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否相等：

判斷碼本計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值和賦形計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值是否相等，如果是，執(zhí)行步驟(12)，否則，執(zhí)行步驟(8)；

(10)選取短期碼本索引：

10a)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，結(jié)合水平維長期碼本索引，對短期碼本進(jìn)行搜索，選出短期碼本中與步驟5a)估計(jì)出的信道增益相匹配的水平維短期碼本索引；

10b)依據(jù)最大容量準(zhǔn)則，結(jié)合豎直維長期碼本索引，對短期碼本進(jìn)行搜索，選出短期碼本中與步驟5b)估計(jì)出的信道增益相匹配的豎直維短期碼本索引；

(11)反饋短期碼本索引：

將水平維短期碼本索引、豎直維短期碼本索引反饋給長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站；

(12)更新波束賦形權(quán)值矩陣：

12a)長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站根據(jù)獲得的水平維長期碼本索引和水平維短期碼本索引，更新水平維波束賦形權(quán)值矩陣；

12b)長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站根據(jù)獲得的豎直維長期碼本索引和豎直維短期碼本索引，更新豎直維波束賦形權(quán)值矩陣；

12c)將更新后的水平維波束賦形權(quán)值矩陣和更新后的豎直維波束賦形權(quán)值矩陣做點(diǎn)乘運(yùn)算，得到完整的更新后的波束賦形權(quán)值矩陣；

(13)輸出賦形結(jié)果：

將波束賦形權(quán)值矩陣與長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中的基站發(fā)送給用戶的數(shù)據(jù)做乘法運(yùn)算，獲得波束賦形加權(quán)信號，基站天線陣發(fā)射該波束賦形加權(quán)信號，完成波束賦形操作；

(14)判斷數(shù)據(jù)是否傳送完：

判斷賦形計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否大于長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中基站發(fā)送給用戶的數(shù)據(jù)幀的長度，如果是，執(zhí)行步驟(15)，否則，執(zhí)行步驟(4)；

(15)結(jié)束：

長期演進(jìn)增強(qiáng)LTE-A下行通信鏈路中基站給用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完成后，結(jié)束三維波束賦形操作。