[發明專利]多用戶毫米波通信系統的波束分配方法及其裝置和系統

有效

• 申請號: 201710717443.6
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107453795B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 戚晨皓;孫旭耀;楊洋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;H04B7/0456
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 趙華

1.一種多用戶毫米波通信系統的波束分配方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

步驟1、K個用戶同時與基站進行上行波束搜索，獲得所有用戶與基站之間的多徑信息，并將每個用戶的多徑信息按照信道增益從大到小的順序排列；定義集合其中表示所有用戶所有路徑的信道增益構成的集合，P_k表示第k個用戶所有路徑的信道增益構成的集合，k_L表示第k個用戶的多徑數目；同時，基站在進行波束搜索時，獲取了每個用戶每條路徑基于發射角AoD的發送碼字、基于到達角AoA的接收碼字信息，定義分別表示第k個用戶第l條路徑的發送碼字與接收碼字；

步驟2、選取每個用戶多條路徑中信道增益最大項，構成集合對應的每條路徑發送碼字構成集合接收碼字構成集合比較集合S中所有元素大小，選取最大項設為對應的發送碼字設為接收碼字設為

步驟3、判斷第k_max個用戶與基站間可選路徑是否為1，若是，則執行步驟5；否則執行步驟4；

步驟4、若存在且在滿足要求的用戶中，存在僅有一條路徑可選的用戶，則執行步驟6；否則，執行步驟5；

步驟5、基站對第k_max個用戶分配發送碼字并將接收碼字的信息反饋給第k_max個用戶，令K←K-1，去除集合中用戶所有信道信息，以及其它用戶中發送碼字為的路徑，再對集合中剩下的所有元素重新整合，執行步驟7；

步驟6、將所有與第k_max用戶使用相同發送碼字且僅有一條可選路徑的用戶構成集合其中J表示滿足要求的用戶總數，表示第single_k個用戶與基站間的信道增益；比較R中各元素大小，選取最大項并設為基站對第個用戶分配發送碼字并將接收碼字的信息反饋給第個用戶，令K←K-1，去除集合中用戶所有的信道信息，以及其它用戶中發送碼字為AoD_kmax的路徑，再對集合中剩下的所有元素重新整合，執行步驟7；

步驟7、若K＝0或者波束分配結束；否則，返回執行步驟2。

2.如權利要求1所述的波束分配方法，其特征在于，步驟1中，所述所有用戶與基站之間的多徑信息，采用的方式為：依據天線數目分別在用戶端和基站端設計模擬預編碼碼本，碼本中的碼字分別攜帶用戶端基于AoD的引導向量信息及基站端基于AoA的引導向量信息，利用現有技術，通過上行導頻訓練，估計出K個用戶與基站間的上行信道多徑信息；由信道互易性，即下行信道是上行信道的轉置，下行通信時基站端基于AoD的發送碼字為上行通信時基于AoA的接收碼字的共軛，用戶端基于AoA的接收碼字為上行通信時基于AoD的發送碼字的共軛。

3.如權利要求2所述的波束分配方法，其特征在于，所述碼字數目等于天線數目，當用戶數目較多時，基站為不同用戶的路徑選用相同的碼字。

4.一種多用戶毫米波通信系統的波束分配裝置，其特征在于，其包括：

波束搜索模塊，用于獲取信道增益集合獲取每個用戶與基站間每條路徑的碼字信息；

初始化選取模塊，用于選取每個用戶信道增益最大路徑，構成集合對應路徑發送碼字集合接收碼字集合比較集合S中所有元素大小，選取最大項設為對應的發送碼字設為接收碼字設為

路徑數目判斷模塊，用于判斷第k_max個用戶與基站間可選路徑是否為1；

單徑優先判斷模塊，用于判斷是否存在且滿足條件的用戶中是否存在僅有一條路徑可選的用戶；

波束分配模塊，用于基站對第k_max個用戶分配發送碼字并將接收碼字的信息反饋給第k_max個用戶；

單徑用戶波束分配模塊，用于將所有與第k_max用戶使用相同發送碼字且僅有一條可選路徑的用戶構成集合比較R中各元素大小，選取最大項并設為基站對第個用戶分配發送碼字將接收碼字的信息反饋給第個用戶；

調整更新模塊，用于更新K←K-1，去除集合中已選用戶的所有路徑信息，以及其它用戶中發送碼字為的路徑，再對集合中剩下的所有元素重新整合；

循環終止判斷模塊，用于判斷是否K＝0或以循環或終止進程。