[發明專利]基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法

有效

• 申請號: 201711176240.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107864000B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 陳琪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/06
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 寸南華

1.基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，包括：

對用戶位置信息采用二維高斯分布建立數學模型，得到水平概率密度，表示為：得到垂直概率密度，表示為并根據水平概率密度和垂直概率謎底機損聯合概率密度，表示為：其中μ₁、μ₂為常數，σ₁、σ₂為高斯分布幅度因子，x、y分別表示二維坐標系中的橫坐標和縱坐標；

根據聯合概率密度得到累積分布函數，并根據基站到移動臺的光程與基站天線高度之間的角度將小區劃分為X個區間，并通過累計分布函數求出用戶落在各區間內的概率；

對每一個區間根據不均勻分配算法進行碼本分配，根據不均勻分配算法得到的最終分配碼字數的向量計算坐標，生成垂直碼字和水平碼字；

將垂直碼字和水平碼字存儲在基站端和用戶端，基站端首次發送導頻給用戶，用戶根據導頻獲取下行信道CSIT，再根據最小奇異值SVD準則選出最優碼字，并反饋該碼字對應的索引PMI和信道質量指標CQI給基站端。

2.根據權利要求1所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，所述不均勻分配算法包括：

首次分配碼字數的向量包括為每個區間至少先分配的一個碼字，將總碼字減去每個區間至少先分配的一個碼字之后剩余的碼字定義為第一剩余碼字，并將第一剩余碼字根據用戶密度分配；

根據各個區間的需求度進行二次分配；

最終分配碼字數的向量為首次分配碼字數的向量和二次分配碼字數的向量之和。

3.根據權利要求2所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，首次分配碼字數的向量為：

U_i＝U_maxP_m；

F＝F_max-X；

其中，表示對·向下取整，F為第一剩余碼字數，為用戶分布向量，U_i為中的第i個元素，X為區間總數，P_m表示用戶在第m區間的概率，m＝[1,2,...,X]，為首次分配區間碼字數的向量，U_max為總用戶數，F_max為總碼字數。

4.根據權利要求3所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，需求度為：

其中，為用戶分布向量，U_i為中的第i個元素，F為第一剩余碼字，X為區間總數，表示對·向下取整。

5.根據權利要求4所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，所述根據各個區間的需求度進行二次分配包括：

其中

其中，N_i為的第i個元素，表示第二次分配碼字數的向量，a_i是第i個區間第二次分配的碼字數，即的第i個元素，為需求度，D_p為的前S個最大值，S為第二剩余碼字數，X為區間數，D_Ti為的第i個元素。

6.根據權利要求1所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，根據不均勻分配算法得到的最終分配碼字數的向量為：

為最終分配碼字數的向量，為第一次分配碼字數的向量，第二次分配碼字數的向量。

7.根據權利要求6所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，所述根據不均勻分配法得到的最終分配碼字數的向量計算坐標為：

其中，x_ij表示第i個區間第j個碼字，D_Tfi為的第i個元素，為最終分配碼字數的向量，L為小區半徑，X為區間總數。

8.根據權利要求1所述的基于用戶分布密度匹配的3D MIMO碼本生成方法，其特征在于，所述生成垂直碼字和水平碼字包括：

垂直碼字：

水平碼字：

其中，θ_m為第m個環形中心相對于基站天線的下傾角，H_BS為基站天線高度，x_ij表示第i個區間第j個碼字，N_th為水平陣元數，N_tv為垂直陣元數，d為垂直天線陣元間隔，λ為波長，N_h為水平碼字數。