[發明專利]一種大規模MIMO系統中的混合預編碼方法及裝置

有效

• 申請號: 201810127113.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108449118B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 滕穎蕾;魏敏;滿毅;張勇;王莉;梁文耀;安寧;程康
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B7/0417
• 分類號: H04B7/0417;H04B7/0456
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種大規模MIMO系統中的混合預編碼方法及裝置。所述方法包括：根據每個用戶的空間相關性矩陣將所有用戶分為若干組，獲得若干組用戶集合；對于每個用戶集合，根據所述用戶集合的統計信漏噪比，結合自適應連接網絡ACN和模擬移相器APS的硬件約束條件，獲得最優模擬預編碼；根據所述最優模擬預編碼，確定所述ACN中的連接和所述APS的相位，以實現混合預編碼。本發明能夠從綜合考慮硬件復雜度、功耗和CSI開銷出發，基于用戶分組的實現混合時間尺度的混合預編碼方案，在保證一定平均用戶可達速率和公平性的同時，實現具有高能量效率、低CSI開銷、低硬件復雜度以及低計算復雜度的混合預編碼。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，更具體地，涉及一種大規模MIMO系統中的混合預編碼方法及裝置。

背景技術

大規模多輸入多輸出(MIMO)技術通過增加基站處的天線數目(M＞＞1)提高頻譜效率，成為5G時代的核心技術之一。大規模MIMO中全數字預編碼技術中所需射頻(RF)鏈路等于天線數，由于基站天線數高達數十根甚至上百根，大大增加了硬件成本和功耗，這種全數字預編碼技術已不再適用。因此，低成本、低功耗的模擬-數字混合預編碼技術逐漸得到廣泛應用。

目前，大規模MIMO系統中混合預編碼的硬件結構主要分為全連接天線結構，即每個RF鏈和所有天線連接，以及部分連接天線結構，即每個RF鏈和固定部分天線連接。此外，基于自適應連接網絡(ACN)的天線結構無需加法器，即每個RF鏈和部分天線之間通過可編程開關芯片自適應地連接，相比于部分連接天線結構進一步提高天線陣列增益且減少硬件成本。

此外，在大規模MIMO的頻分復用(FDD)系統中，由于導頻數量限制，很難獲取實時信道狀態信息(CSI)設計預編碼。為了解決這一問題，基于混合時間尺度CSI的混合預編碼方案陸續被提出。隨著基站密度和基站天線數的增加，同時減小功耗、硬件復雜度和CSI開銷是非常必要的。然而現有的基于混合時間尺度的混合預編碼方法都是基于傳統天線結構，即全連接天線結構和部分連接的天線結構，沒有同時考慮訓練開銷和硬件成本問題。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的大規模MIMO系統中的混合預編碼方法及裝置。

根據本發明的一個方面，提供一種大規模MIMO系統中的混合預編碼方法，包括：

根據每個用戶的空間相關性矩陣將所有用戶分為若干組，獲得若干組用戶集合；

對于每個用戶集合，根據所述用戶集合的統計信漏噪比，結合自適應連接網絡ACN和模擬移相器APS的硬件約束條件，獲得最優模擬預編碼；

根據所述最優模擬預編碼，確定所述ACN中的連接和所述APS的相位，以實現混合預編碼。

根據本發明的另一個方面，還提供一種大規模MIMO系統中的混合預編碼裝置，包括：

分組模塊，用于根據每個用戶的空間相關性矩陣將所有用戶分為若干組，獲得若干組用戶集合；

計算模塊，用于對于每個用戶集合，根據所述用戶集合的統計信漏噪比，結合自適應連接網絡ACN和模擬移相器APS的硬件約束條件，獲得最優模擬預編碼；以及

預編碼模塊，用于根據所述最優模擬預編碼，確定所述ACN中的連接和所述APS的相位，以實現混合預編碼。

根據本發明的另一個方面，還提供一種電子設備，包括：

至少一個處理器；以及

與所述處理器通信連接的至少一個存儲器，其中：

所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令能夠執行本發明大規模MIMO系統中的混合預編碼方法方法及其任一可選實施例的方法。