[發明專利]一種多用戶毫米波通信系統的波束賦形方法及系統

有效

• 申請號: 201610099602.6
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105721033B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 趙培堯;王昭誠
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種多用戶毫米波通信系統的波束賦形方法，其特征在于，包括：

根據預設的波束賦形訓練算法，對用戶端進行波束賦形訓練，得到波束賦形訓練結果；

根據所述波束賦形訓練結果，判斷是否存在沖突用戶端，所述沖突用戶端為采用相同的基站端下行發送波束賦形向量的用戶端；

若存在沖突用戶端，則為所述沖突用戶端選擇待下行發送/接收波束賦形向量對，得到所述沖突用戶端的待下行接收波束賦形向量的索引；

將所述沖突用戶端的待下行接收波束賦形向量的索引發送給所述沖突用戶端，以使所述沖突用戶端根據接收到的待下行接收波束賦形向量索引查找對應的待下行接收波束賦形向量；

所述根據預設的波束賦形訓練算法，進行波束賦形訓練，得到波束賦形訓練結果，包括：

根據預設的波束賦形訓練算法，進行波束賦形訓練，得到各發送/接收波束賦形向量對下的等效信道質量，以供各用戶端根據最大化信噪比準則選擇下行發送/接收波束賦形向量對；

接收各用戶端的基站端下行發送波束賦形向量的索引，得到波束賦形訓練結果，所述基站端下行發送波束賦形向量的索引為使各用戶端信噪比最大的基站端下行發送波束賦形向量的索引；

所述根據所述波束賦形訓練結果，判斷是否存在沖突用戶端，包括：

根據所述下行發送波束賦形向量的索引，確定所述各用戶端的基站端下行發送波束賦形向量；

根據所述各用戶端的基站端下行發送波束賦形向量，判斷是否存在沖突用戶端；

所述若存在沖突用戶端，則為所述沖突用戶端選擇待下行發送/接收波束賦形向量對，得到所述沖突用戶端的待接收波束賦形向量的索引，包括：

計算所述沖突用戶端中的每個用戶端的N_d個顯著波束賦形向量對，構造顯著波束對集合其中，所述N_d個顯著波束賦形向量對為達到最大接收信噪比的N_d個不同的波束賦形向量對，N_d為預設常數，p_k為第k個沖突用戶端的索引，1≤k≤K_c，K_c為沖突用戶端的個數；

接收所述每個沖突用戶端的N_d個顯著波束賦形向量對中的發送顯著波束賦形向量索引；

根據所述沖突用戶端的射頻鏈路上發送的正交訓練序列，掃描所述沖突用戶端反饋的N_d個顯著波束賦形向量對，以使所述沖突用戶端測量并反饋等效信道系數；

根據所述發送顯著波束賦形向量索引和所述等效信道系數，基于預設準則，在所述顯著波束對集合范圍內，為所述沖突用戶端選擇待下行發送/接收波束賦形向量對。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

若不存在沖突用戶端，則根據所述波束賦形訓練結果，向所述各用戶端發送波束賦形向量。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大化信噪比準則的公式為：

{f_k,w_k}＝argmax||w^TH_k,kf||s.t.w∈W,f∈F，

式中，f_k為服務于第k個用戶端的基站端下行發送波束賦形向量，w_k為服務于第k個用戶端的下行接收波束賦形向量，H_k,k為第k個用戶端連接到第k個射頻鏈路的天線組間的下行信道矩陣，f和w為由公式計算出的備選的下行發送/接收波束賦形向量對，w^T為由公式的計算出的基站端下行發送波束賦形向量的轉置向量，argmax為取最大符號，||||為向量的二范數，W和F分別為用戶端和基站端的波束賦形碼本，s.t.為約束條件，用于約束用戶端接收下行波束賦形向量w必須從用戶端波束賦形碼本W中選擇，基站端發送波束賦形向量f必須從基站端波束賦形碼本F中選擇。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述判斷是否存在沖突用戶端的公式為：

f_i＝f_j,i≠j，

式中，f_i和f_j分別為第i和第j個用戶端的基站端下行發送波束賦形向量。