[發(fā)明專利]一種基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)多業(yè)務(wù)預(yù)編碼的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910200375.5
• 申請(qǐng)日: 2019-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN109714088A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙利國;董漢磊;齊萌;王新新;王新武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院
• 主分類號(hào): H04B7/0413
• 分類號(hào): H04B7/0413;H04B7/0426;H04B7/0456;H04B17/336;H04B17/382
• 代理公司: 鄭州芝麻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41173
• 代理人: 董曉勇

1.一種基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)多業(yè)務(wù)預(yù)編碼的方法，其特征在于：含有以下步驟：一、根據(jù)信漏噪比SLNR準(zhǔn)則為所有用戶設(shè)置預(yù)編碼矩陣；二、根據(jù)各個(gè)用戶的信干噪比SINR準(zhǔn)則對(duì)其分配功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)多業(yè)務(wù)預(yù)編碼的方法，其特征在于：根據(jù)信漏噪比SLNR準(zhǔn)則為所有用戶設(shè)置預(yù)編碼矩陣包括以下步驟：

1.1、構(gòu)建模型并求出用戶的接收信號(hào)；

1.2、根據(jù)用戶k的檢測(cè)矩陣D_k，得出用戶k的檢測(cè)結(jié)果；

1.3、根據(jù)用戶k的接收信號(hào)信干噪比SINR和用戶k的泄漏，得出用戶k的信號(hào)泄露噪聲比：

1.4、基于信漏噪比SLNR最大化準(zhǔn)則，得到用戶k的SLNR預(yù)編碼矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)多業(yè)務(wù)預(yù)編碼的方法，其特征在于：所述根據(jù)各個(gè)用戶的信干噪比SINR準(zhǔn)則對(duì)其分配功率包括以下步驟：

2.1、分別定義M個(gè)語音用戶和K-M個(gè)視頻用戶的數(shù)量，其中K為用戶總數(shù)；

2.2、分別預(yù)設(shè)語音用戶和視頻用戶的信干噪比SINR；

2.3、分別為語音用戶和視頻用戶各自分配一半的發(fā)送功率；

2.4、分別求出語音用戶和視頻用戶各自的發(fā)送功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)多業(yè)務(wù)預(yù)編碼的方法，其特征在于：根據(jù)信漏噪比SLNR準(zhǔn)則為所有用戶設(shè)置預(yù)編碼矩陣包括以下步驟：假設(shè)系統(tǒng)由一個(gè)含M個(gè)天線的基站和K個(gè)用戶構(gòu)成，用戶k的天線數(shù)為N_k，用戶k傳輸?shù)臄?shù)據(jù)x_k為L(zhǎng)_k×1維的向量，發(fā)射之前首先通過與M×L_k維的預(yù)編碼矩陣t_k相乘后，再將所得數(shù)據(jù)傳輸至M個(gè)發(fā)射天線上，用戶k的信道矩陣H_k，其維數(shù)為N_k×M，各個(gè)元素為h_i,j，h_i,j表示基站端第j個(gè)發(fā)射天線到用戶k的第i個(gè)接收天線間的衰落程度，則用戶k的接收信號(hào)為：

上式中，n_k為用戶k的N_k×1維的加性復(fù)高斯噪聲，第一項(xiàng)為用戶k的期望信號(hào)，第二項(xiàng)為干擾信號(hào)，設(shè)用戶k的檢測(cè)矩陣為D_k，則用戶k的檢測(cè)結(jié)果表示為

由式可知，接收機(jī)檢測(cè)前，用戶k接收信號(hào)信干噪比：

其中，||·||²代表求跡，根據(jù)信漏噪聲比SLNR算法，用戶k的泄漏表示為

定義用戶k的泄漏，得出用戶k的信號(hào)泄露噪聲比：

基于信漏噪比SLNR最大化準(zhǔn)則，得到用戶k的SLNR預(yù)編碼矩陣，其過程如式將矩陣的廣義特征值按降序排列，對(duì)應(yīng)前B個(gè)特征向量組成的矩陣M_j(:,1:B)即為預(yù)編碼矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)多業(yè)務(wù)預(yù)編碼的方法，其特征在于：所述根據(jù)各個(gè)用戶的信干噪比SINR準(zhǔn)則對(duì)其分配功率包括以下步驟：設(shè)系統(tǒng)內(nèi)有K個(gè)用戶，兩類業(yè)務(wù)為語音業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)，設(shè)語音用戶數(shù)為M，且定義為一類用戶其信干噪比SINR₁＝γ；視頻用戶數(shù)為(K-M)，定義為二類用戶其信干噪比SINR₂＝α·γ，進(jìn)行功率分配的建模為：

結(jié)合式可得和

經(jīng)過恒等變換，以上所得兩式表示為：

令

令p＝[p₁,p₂,…p_M]^T，則式表示為：其中1是元素為1的M×1的向量，當(dāng)語音用戶和視頻用戶總功率相等，且都等于基站總功率一半即P_t/2,左右兩邊同乘以1^T，經(jīng)過恒等變換可得：

令p′＝[p₁,p₂…p_M,1]^T，聯(lián)立式和式可得令其中非負(fù)向量p′為矩陣B的最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量，滿足式子的最優(yōu)功率分配為矩陣B的最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量的前M個(gè)元素，其中第M+1個(gè)元素歸一化為1，設(shè)b為B的最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量，令上式中，b_M+1為b向量的第M+1個(gè)元素，則最優(yōu)功率分配為向量b的前M元素，表示為：p＝[b₁,b₂…b_M]，上式為M個(gè)語音用戶功率分配的過程，視頻用戶功率的分配過程和語音用戶相同，不同的是視頻用戶在信干噪比系數(shù)γ方面有所下降，計(jì)算步驟也相同。