[發明專利]一種基于3D-MIMO碼本設計的多用戶調度傳輸方法

有效

• 申請號: 201410030880.7
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103780347B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 黃永明;張帆;何世文;范立行;金石;楊綠溪
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/06;H04B7/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種面向3D-MIMO的碼本設計方法以及有限反饋多用戶調度傳輸方法。

背景技術

多用戶MIMO技術充分利用多天線提供的空間自由度，通過時頻資源復用方式有效提高系統的平均吞吐量。如圖1(a)所示，當基站采用均勻線性陣列ULA結構時，波束的下傾角固定，只能在水平的二維平面內進行波束賦型；如圖2(a)所示，它能夠區分不同水平角度的用戶，但是不能區分同一水平角度，不同距離的兩個用戶。如圖1(b)所示，當基站采用均勻平板陣列UPA，則充分開發了垂直域的自由度，不僅可以在水平的二維平面內進行波束賦型，而且可以在垂直維度進行波束賦型，使得波束的指向性更加明確；如圖2(b)所示，它能夠區分同一水平角度，距離較遠的兩個用戶。

目前相關文獻中提出的3D-MIMO碼本是一種基于直積的DFT碼本，其水平碼字與垂直碼字均為DFT碼字，最終碼字為水平碼字與垂直碼字的直積。DFT波束具有較為明顯的方向性，其波束指向在圓周上的分布比較均勻，適合水平方向波束成型。然而，垂直方向波束的角度可調范圍較小，另外分布也不均勻。所以，DFT碼本不適合垂直方向的波束成型。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于3D-MIMO碼本設計的多用戶調度傳輸方法，基于空間分割的思想提出兩種新的垂直碼本設計方案并提出了合適的多用戶有限反饋方案，充分利用空間垂直維度，對空間進行了更加合理有效的分割，相對于二維碼本以及傳統的三維DFT直積碼本，提高了系統頻譜利用率和吞吐量性能。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于3D-MIMO碼本設計的多用戶調度傳輸方法，包括如下步驟：

（1）基站天線采用均勻平板陣列，并采用面向3D-MIMO的直積碼本，所述直積碼本中水平碼本選用DFT碼本，垂直碼本通過空間分割獲??；

（2）根據直積碼本中各個碼字對應的基本波束方向圖進行碼本分組，用戶根據碼本分組情況和信道估計結果，計算有限反饋量，并通過反饋信道反饋給基站；

（3）基站根據用戶的有限反饋量完成用戶配對和調度，進行多用戶傳輸。

更進一步的，步驟（1）中基站采用垂直方向和水平方向的陣元數分別為N_tv和N_th的均勻平板陣列結構，設垂直碼本包括N_V個垂直碼字，NV個垂直碼字將小區劃分為N_V個等距離的環形，每一個垂直碼字的波束均指向一個環形中心位置；

則對于第m個垂直碼字，第m個環形中心相對于基站天線的下傾角為：

θm=arctan(SmHBS-HMS)]]>

其中，S_m為第m個環形中心距離基站的水平距離，則基站天線陣元間相位差