[發明專利]大規模MIMO系統模數混合預編碼方法

有效

• 申請號: 201611057987.6
• 申請日: 2016-11-27
• 公開（公告）號: CN107046434B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 張雷;周曉鋒;代紅
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/0413
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種大規模MIMO系統模數混合預編碼方法，其特征在于包括如下步驟：

針對多個單天線用戶設計基站端的大規模MIMO模數混合預編碼器(101)，通過1-N_t個天線無線通道向K個分布于不同位置的用戶發送信號，模數混合預編碼器根據預編碼器的部分連接結構將下行信道矩陣H劃分為射頻鏈路數N_RF個階數為K×M，M＝N_t/N_RF的子矩陣H_n，利用子矩陣將矩陣下行信道矩陣H表示為其中n＝1,2,…,N_RF，不同的射頻鏈路及其對應的天線子陣列之間互相獨立，1-K路獨立數據流通過模數混合預編碼器經1-N_t個發射天線無線通道送入用戶；基站將獲取的下行信道矩陣H的階數為K×N_t，通過時分雙工系統中的上下行鏈路互易性或頻分雙工系統中的用戶端反饋信號，獲取該基站到K個單天線用戶的下行信道矩陣H，并將K路獨立數據流輸入大規模MIMO模數混合預編碼器(101)；大規模MIMO模數混合預編碼器(101)利用細分為數字基帶預編碼器(201)，以射頻鏈路1…射頻鏈路N_RF(202)上串聯的乘法器(203)將數字基帶預編碼器(201)和模擬射頻預編碼器(204)級聯在一起，模擬射頻預編碼器(204)通過1…M個天線構成天線子陣1…子陣天線子陣N_RF，建立輸入數據K維列向量s和輸出數據N_t維列向量x之間的映射關系x＝F_RFF_BBs，實現模擬射頻預編碼矩陣F_RF的功能；大規模MIMO模數混合預編碼器(101)根據信道矩陣H先求出模擬射頻預編碼器的模擬射頻預編碼矩陣F_RF，再根據下行信道矩陣H和已求出的模擬射頻預編碼矩陣F_RF計算出數字基帶預編碼器的數字基帶預編碼矩陣F_BB，然后，根據求解出的F_RF和F_BB對輸入其中的K路數據流進行模數混合預編碼，并輸出一個分別由N_t個天線發送的N_t維列向量信號x。

2.如權利要求1所述的大規模MIMO系統的模數混合預編碼方法，其特征在于：在基站端，將分別對應于K個用戶的K路獨立數據流s(K維列向量)輸入大規模MIMO模數混合預編碼器(101)做預編碼，得到輸出信號x(N_t維列向量)，x包含的N_t路信號經功率放大后由N_t個天線分別發送；在用戶端，每個用戶接收基站發送的預編碼信號，經過接收處理后恢復自身期望信號。

3.如權利要求2所述的大規模MIMO系統模數混合預編碼方法，其特征在于：根據子矩陣H_n為第n個子陣列到K個單天線用戶的下行信道矩陣，則將H_n表示為

式中，h_n,km為基站第(n–1)M+m個天線到第k個單天線用戶的信道系數，|h_n,km|為信道系數|h_n,km|的幅度，為信道系數h_n,km的相位，n＝1,2,…,N_RF,k＝1,2,…,K,m＝1,2,…,M。

4.如權利要求2所述的大規模MIMO系統模數混合預編碼方法，其特征在于：子矩陣H_n，n＝1,2,…,N_RF對應的權向量為

上式中，mod(n,K)表示n對K求模，(·)^H表示矩陣或向量的共軛轉置，n＝1,2,…,N_RF。