[發明專利]基于用戶分布的參數化分塊DFT碼本的生成方法

有效

• 申請號: 201810095095.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108306664B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 龍懇;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
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

一種基于用戶分布的參數化分塊DFT碼本的生成方法，屬于無線通訊技術領域。本方法步驟：1)對碼本W^L進行不均勻分塊得到m個分塊碼本；2)分別引入m個可變相位參數α和β來構造基于參數化的分塊碼本；3)根據信道矩陣H和碼字w的最大平均相關性篩選出最優的可變相位參數α_i和β_i；4)生成α_i和β_i的參數表；5)根據不同的用戶分布情況，決定采用參數表中對應的一組或多組碼字分辨率(α_i,β_i)所構成的一個或者多個分塊碼本；6)對于碼字分辨率(α_i,β_i)所構成的分塊碼本進行動態修正。本發明適用于用戶均勻分布和非均勻分布下的大規模MIMO有限反饋預編碼系統中，相較于傳統DFT碼本和LTE?A碼本有一定性能提升，且隨著天線數增多這種優勢更加明顯。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種基于用戶分布的參數化分塊DFT碼本的生成方法。

背景技術

隨著智能化的普及，數十億的智能設備需要實現無線連接，給當前無線網絡容量帶來了前所未有的挑戰。現有研究表明，多用戶多輸入多輸出系統(Multi-user multiple-input multiple-output，MU-MIMO)通過空間分集，并根據不同用戶設備(UE)的信道狀況在同一資源塊(Resource block，RB)上調度多個用戶，在提高系統容量和頻譜利用率(Spectrum efficiency，SE)方面顯示出了巨大的潛力。預編碼技術作為MU-MIMO系統中的關鍵技術之一得到了學術界的廣泛研究，它通過獲取準確的下行信道狀態信息(Channelstate information，CSI)消除用戶間干擾(Multiuser interference，MUI)和符號間干擾(Intersymbol interference，ISI)，保證了系統性能。在時分雙工(TDD)系統中，可以直接利用信道互易性獲取CSI。但在頻分雙工(FDD)系統中，由于上下行信道工作在不同頻段，CSI只能通過反饋鏈路得到。考慮到實際反饋鏈路中帶寬受限，對于容量高、開銷小的基于碼本的預編碼研究變得尤為重要。

當基站端天線陣元數受限時，對應的信道系數相關。對于均勻線性陣列(Uniformlinear arrays,ULA),DFT碼本是已知的近似匹配最優波束成形的碼本。現有技術中存在一些基于傳統DFT構造的碼本方法，如LTE-Advanced Release 10則采用DFT矩陣來構造在空間相關信道中有效匹配32個均勻波束的碼本，該技術為對空間進行均等劃分，其碼字分辨率為適合于用戶均勻分布，但碼字分辨率過于單一，不夠靈活，均勻劃分空間使得用戶密集區域與稀疏區域采用同一碼字分辨率，導致系統性能受限。

專利“大規模MIMO中基于雙碼本的預編碼方法”(專利申請號：201610742843.8，公開號：CN106100712A)公開了一種基于雙碼本的預編碼方法，該方法步驟為：(1)生成第一碼本，選擇第一碼本最優碼字；(2)將第一碼本最優碼字的列向量進行擴展得到第二碼本，選擇第二碼本最優碼字；(3)比較兩個碼本奇異值大小；(4)從第一碼本中選擇預編碼矩陣和索引信息P；(5)從第二碼本中選擇預編碼矩陣和索引信息P；(6)接收端將最優預編碼矩陣索引信息P反饋回發射端。該方法通過第一次生成碼本進行碼字選擇后再擴展成第二碼本再次進行碼字選擇，最終進行反饋，雖然降低了反饋索引信息的開銷，但是復雜度較大，運算繁瑣，且未考慮用戶分布特性。專利“重用LTE碼本的八天線碼本設計方法”(專利申請號：201010293253.4，公開號：CN101958771A)提供了一種重用LTE碼本的八天線設計方法，該方法包括：基于旋轉DFT碼本。生成秩為8的八天線LTE-A碼本。該發明保持了LTE-A的后向兼容性，但是只討論了擴展至八天線，并不能直接用于大規模數量的天線陣列中。

發明內容

基于上述問題，本發明提出一種基于用戶分布的參數化分塊DFT碼本的生成方法，能夠適用于非均勻分布下的大規模MIMO有限反饋系統。方法包括以下步驟：