[發(fā)明專利]基于3DMU?MIMO預(yù)編碼矩陣構(gòu)造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710798174.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107566021A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜凱銘
• 申請（專利權(quán)）人: 南京科興新材料科技有限公司
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/0452
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于3D MU-MIMO預(yù)編碼矩陣構(gòu)造方法。

背景技術(shù)

多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系統(tǒng)中，一個基站上通常設(shè)置有超過128根的基站天線。同時基站通過有線線纜分別與多個無線接入端口(Radio Access Port，RAP)連接，這些無線接入端口分布在該基站覆蓋范圍下的蜂窩小區(qū)的不同位置處，每個無線接入端口上都部署有多個射頻天線。基站發(fā)射端在利用基站天線發(fā)射信號之前，需要對待發(fā)射的信號進行預(yù)編碼。預(yù)編碼技術(shù)是一種基站發(fā)射端利用信道狀態(tài)信息對發(fā)射信號進行預(yù)處理，以提高系統(tǒng)容量或降低系統(tǒng)的誤碼率為目的的信號處理技術(shù)。

一般地,獲取預(yù)編碼是通過獲取基站天線與多個無線接入端口之間的信道的信道信息矩陣；根據(jù)信道信息矩陣得到干擾信道矩陣；對干擾信道矩陣進行拓展，得到拓展干擾信道矩陣；對拓展干擾信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣進行奇異值分解(Singular Value Decomposition， SVD)，得到第一層預(yù)編碼矩陣；對第一層預(yù)編碼矩陣左乘信道信息矩陣后得到的矩陣進行SVD 分解，得到第二層預(yù)編碼矩陣；根據(jù)第一層預(yù)編碼矩陣和第二層預(yù)編碼矩陣計算得到預(yù)編碼矩陣。

具體地，MIMO技術(shù)的實施將依賴于對于信道狀態(tài)信息(CSI)的利用，為了通過在發(fā)送端進行預(yù)編碼來提高系統(tǒng)傳輸性能，發(fā)送端需要獲知信道狀態(tài)信息(Channel Statement Information，CSI)，而信道狀態(tài)信息CSI通常由接收端利用參考序列進行信道估計得到，這通常需要接收端信道狀態(tài)信息CSI并將其反饋給發(fā)送端，用于在發(fā)送端計算合適的預(yù)編碼或者波束成形參數(shù)。然而，CSI反饋信道的有限性決定了預(yù)編碼碼本的設(shè)計是必要的。為了減少反饋量，在關(guān)于高秩與低秩的情況提出了一種由兩層組成的雙碼本W(wǎng)＝W₁*W₂的預(yù)編碼方法， W₁與W₂分別是長期預(yù)編碼矩陣(即，利用信道狀態(tài)信息的長期統(tǒng)計計算的預(yù)編碼矩陣)與短期預(yù)編碼矩陣(即，利用信道狀態(tài)信息的短期統(tǒng)計計算的預(yù)編碼矩陣)。

盡管在現(xiàn)有技術(shù)中提出了基于雙碼本的預(yù)編碼方案，比如現(xiàn)有的LTE R8系統(tǒng)是基于鏡像變換Householder設(shè)計的4天線碼本與LTE R10系統(tǒng)基于雙碼本設(shè)計的8天線碼本，主要針對水平向天線設(shè)計，沒有考慮垂直向天線的自由度，在空間資源的自由度并沒有被充分利用，尤其是在垂直域的空間資源沒有被充分利用，因而在多個用戶分布于同一建筑物的不同樓層的情況下，這些方案難以支持多用戶傳輸，直接用于AAS基站天線部署時，系統(tǒng)性能將嚴重下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出基于3D MU-MIMO預(yù)編碼矩陣構(gòu)造方法，應(yīng)用于4G LTE、 LTE-A及5G IMT-2020移動通信系統(tǒng)eMBB中，利用包括支持垂直方向與水平方向量化的預(yù)編碼矩陣，可以充分利用有源天線系統(tǒng)垂直方向的自由度，從而提高CSI反饋的精度和系統(tǒng)吞吐量。

本發(fā)明提出了一種基于3D MU-MIMO預(yù)編碼矩陣構(gòu)造方法，其特征在于，包括：

構(gòu)造預(yù)編碼矩陣W為表示寬帶或長期信道特性的第一碼本矩陣W₁與用于所述第一碼本矩陣W₁帶寬選擇的第二碼本矩陣W₃、表示窄帶或短期信道特性的第二碼本矩陣W₂乘積，即：

W＝W₃*W₁*W₂

所述第一碼本矩陣為：

其中，Λ、R_CLA,H、R_CLA,V、RUL_A,H、R_ULA,V是對角矩陣，矩陣D_CLA,H、D_CLA,V、D_ULA,H、D_ULA,V的各列為離散傅里葉變換DFT向量。

優(yōu)選地，所述預(yù)編碼矩陣W采用發(fā)射相關(guān)陣的特征矢量或正交隨機碼本作為碼本。

優(yōu)選地，當所述3D MU-MIMO系統(tǒng)的發(fā)送天線為四天線且僅傳輸一個碼字時，所述信道獨立預(yù)編碼傳輸為一層傳輸，或者為一個碼字使用兩層進行重傳傳輸。

優(yōu)選地，當所述3D MU-MIMO系統(tǒng)的發(fā)送天線為為八天線且僅傳輸一個碼字時，所述信道獨立預(yù)編碼傳輸為一層傳輸，或者為兩個碼字使用四層或八層傳輸。