[發明專利]一種基于量化感知的接收天線貪婪選擇方法

在審

• 申請號: 202111021759.4
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113708816A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 王仕果;朱敏;李琳至;劉鴻東;張文杰
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 馬德勝

本發明公開了一種基于量化感知的接收天線貪婪選擇方法，在上行鏈路接收端采用兩輪天線選擇，首先使用SMV算法，先隨機選擇N_B根天線，再通過迭代交換不斷地增大被選天線矩陣的體積，進而全局優化第一輪選擇的N_B根天線，第一輪天線選擇不僅有效提高了系統的安全容量同時還縮小了第二輪天線選擇的候選天線集合的大小從而減少了計算復雜度，在第二輪天線選擇中綜合考慮信道增益和量化誤差影響來選擇N_r?N_B根天線，進一步提高了系統的安全容量。

技術領域

本發明涉及天線的選擇技術領域，尤其涉及一種基于量化感知的接收天線貪婪選擇方法。

背景技術

大規模多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)作為第五代移動通信系統的核心技術之一，其通過在基站(Base Station，BS)端配置大量天線(幾十甚至上百個)以實現更高的系統容量和頻譜效率。研究發現，大規模MIMO技術具有如下優勢：(1)當天線數量足夠大時可消除熱噪聲和用戶間干擾的影響，從而提高系統的可靠性和有效性；(2)增加基站端的天線數量可提升空間復用增益和分集增益，從而提高系統容量和頻譜效率；(3)基站增加天線數量而發射功率不變時，可提高系統的能量效率，更加符合綠色通信的需求。然而，大規模MIMO技術也面臨著一些挑戰，由于基站天線數的大量增加，若每一根天線都配備一個射頻鏈路(Radio Frequency，RF)和一對高分辨率的模數轉換器/數模轉換器(ADC/DAC)將使系統的硬件成本，復雜度以及功率消耗大幅增加，從而極大地增加了大規模MIMO系統實際部署和后期維護的困難。

目前，幾乎所有的研究都是假設基站采用高分辨率ADC/DAC，然而在實際的大規模MIMO部署中是不可能全部使用高分辨率ADC/DAC。在基站使用低分辨率ADC/DAC勢必會帶來量化誤差，然而幾乎所有現有的天線選擇技術都沒有考慮量化誤差進行天線選擇，這必然會造成一些性能損失，且部分現有的天線選擇技術具有復雜度高，實用性不強等缺點。

因此，如何更加簡單有效的對貪婪接收天線進行選擇，以降低系統的硬件復雜度、成本以及功耗，是一項亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于量化感知的接收天線貪婪選擇方法，能夠有效的降低系統的硬件復雜度、成本以及功耗。

本發明提供了一種基于量化感知的接收天線貪婪選擇方法，包括：

步驟一：在接收端隨機選擇前N_B根天線作為第一輪被選天線集H_φ，其中，未被選擇的天線為N_B為用戶數；

步驟二：計算查找Q中絕對值最大的元素|Q_i，j|，并記錄其位置，其中，Q_i，j表示Q中的第i行，第j列元素；

步驟三：如果|Q_i，j|＞1，則交換信道矩陣H中的第i行和第j行向量，返回上述步驟二，并重復執行上述步驟二和步驟三，直至|Q_i，j|＝1；

步驟四：將所述未被選擇的天線作為候選天線集合ω進行第二輪接收天線選擇；

步驟五：分別計算候選天線集合中所有天線對應的信道增益c_k和量化誤差d_k；

步驟六：選擇使c_k/d_k最小的天線，并將其從候選天線集合中刪除；

步驟七：更新相關參數，返回上述步驟六，并重復執行上述步驟六和步驟七，直至候選天線集合中剩余N_r-NB根天線，其中Nr為需要選擇的天線數；