[發明專利]基于低精度量化的Massive MIMO中繼系統下行鏈路模型構建方法

有效

• 申請號: 202110067128.X
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112910517B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張昀;李雙;徐欽晨;于舒娟
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0456;H04B17/391
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于低精度量化的Massive MIMO中繼系統下行鏈路模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)信道模型的構建：將基站到中繼的信道系數和中繼到目的用戶的信道建模成萊斯衰落模型；

(2)對萊斯衰落模型下行鏈路的信號傳輸過程進行處理：分為兩個時隙依次進行處理，其中第一時隙是基站到中繼的信號處理過程，第二時隙是中繼到目的用戶的信號處理過程；

(3)計算萊斯衰落模型真實可達總速率：根據用戶的接收信號表達式以及香農公式推導真實可達總速率；

(4)計算萊斯衰落模型理論可達總速率：利用高階統計量推導可達總速率的閉合表達式；

(5)通過分析可達總速率的閉合表達式，從而獲得系統容量；

所述步驟(2)包括以下步驟：

(21)對整個下行鏈路過程的傳輸信號分為兩個時隙處理；

(22)在第一個時隙中，基站將源信號經過最大比率傳輸預編碼處理后發送給中繼，中繼端的接收信號為：

其中，源信號為的傳輸信號向量，且x的功率滿足歸一化E{x·x^H}＝I_K，G₁是基站到中繼之間K×M₁信道矩陣，包含快衰落和大尺度衰落兩個部分；由于基站處采用MRT進行處理信號，因此預編碼矩陣依賴于為G₁的共軛轉置矩陣，G₁是基站到中繼之間K×M1信道矩陣，為預編碼矩陣，y_BS為基站處的待發送信號，p_u為每個用戶的發射功率，n_RS表示獨立同分布的復高斯白噪聲且

(23)在中繼端配置了ADCs，采用加性量化噪聲模型對接收信號y_RS量化：

其中，ξ＝1-ρ是線性量化增益，n_q是量化噪聲，和y_RS不相關；ρ是量化器誤差方差和輸入方差的比值；接收信號y_RS，q在中繼處進行功率放大，功率放大后的信號為：

y_AF＝a·y_RS，q

其中，y_AF滿足E{y_AF·y_AF^H}＝p_R，a是在中繼端滿足總發射功率約束的放大因子；由功率約束條件可得中繼處滿足總發射功率約束的放大因子a為：

將y_AF經過MRT進行處理，得信號為：

(24)在第二時隙中，中繼將轉發給目的用戶，到達目的用戶的接收信號為：

其中，G₂是中繼到目的用戶之間包含快衰落和大尺度衰落K×M₂的信道矩陣，n_U是在目的用戶處的復加性高斯白噪聲且基于Rician信道Massive MIMO中繼系統的用戶接收信號為：