一种波束赋形方法技术

本申请公开了一种波束赋形方法，包括：按照Txx=H×HH,计算当前信道相关矩阵Txx,其中，H为当前信道的上行信道估计，HH为所述H的共轭转置矩阵；对所述信道相关矩阵Txx，进行奇异值（SVD）分解，得到酉阵U；利用所述酉阵U，按照W=HH×U计算当前的波束赋形权向量W，并根据TDD系统上下行信道互易特性，利用所述W对下行数据进行波束赋形处理。采用本发明专利技术可以有效降低波束赋形的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信技术，特别是涉及。
技术介绍
3GPP LTE R8/R9版本的系统中，根据不同应用场景定义了 TM1-TM8等八种传输模式，比如TM3模式采用大延迟分集，主要用于终端UE高速运动场景；TM4模式采用闭环空间复用，用于提高传输数据率；TM8模式采用双流波束赋形，主要提高小区边缘覆盖和用户数据率等。为了进一步提高下行链路传输容量，3GPP LTE RlO版本添加了 TM9传输模式，将双流波束赋形扩展至四流波束赋形，包括基于码本的波束赋形与基于非码本的波束赋形。TM9基于非码本的单用户四流波束赋形传输模式下，基站配置8天线，终端配置4天线，基站通过上行SRS信号得到4*8的多天线信道估计，然后根据TDD模式上下行信道的互易性，通过上行信道估计H计算下行波束赋形权向量W(8*4向量)。基站得到四流波束赋形权向量W之后，分别对下行传输数据和UE专用导频进行相同赋形因子的预编码操作。通过非码本波束赋形，下行链路充分利用了多天线信道空间相关信息，终端接收机既能可靠接收基站发送的多个数据流信息，又能最大程度地逼近下行多天线理论信道容量。目前通常采用基于特征根的波束赋形(EBB)方法计算波束赋形权向量，该方法中，根据信道估计H及其共轭转置矩阵Hh，按照Rxx=Hh X H，得到相关矩阵Rxx，然后计算相关矩阵Rxx的特征值及其对应特征向量。通常Rxx是8*8的相关矩阵，秩小于或等于4，只需要求解Rxx最大的四个特征值对应的特征向量(每个特征值对应8*1的特征向量，共四个特征向量)，即得到下行非码本的波束赋形因子W(8*4矩阵)。在实际应用中，通过8*8相关矩阵Rxx计算特征向量的复杂度较大，需要占用很大的计算单元，因此，基于上述波束赋形方法对下行数据进行处理，会增加功耗开销。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供，该方法可以有效降低波束赋形的复杂度。为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为:，包括:a、基站按照Txx=HXHh,计算当前信道相关矩阵Txx，其中，H为当前信道的上行信道估计，Hh为所述H的共轭转置矩阵；b、所述基站对所述信道相关矩阵Txx，进行奇异值(SVD)分解，得到酉阵U ；C、所述基站利用所述酉阵U，按照W=HhXU计算当前的波束赋形权向量W，利用所述W对下行数据进行波束赋形处理。综上所述，本专利技术提出的波束赋形方法，通过调整构建相关矩阵的方式，来降低相关矩阵的复杂度，并根据相关矩阵的秩分布，采用奇异值(SVD)方法，获得波束赋形权向量W，并根据TDD系统上下行信道互易特性，利用所述W对下行数据进行波束赋形处理，可以有效降低波束赋形的复杂度。【附图说明】图1为本专利技术实施例一的流程示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步地详细描述。本专利技术的核心思想是:调整构建相关矩阵的方式，以降低相关矩阵的复杂度，并根据相关矩阵的秩分布，采用奇异值(SVD)方法，获得波束赋形权向量，从而可以达到降低波束赋形的复杂度、保证系统下行通信性能的目的。图1为本专利技术实施例一的流程示意图，如图1所示，该实施例主要包括:步骤101、基站按照Txx=HXHh,计算当前信道相关矩阵Txx，其中，H为当前信道的上行信道估计，Hh为所述H的共轭转置矩阵。这里，考虑到基站配置的发送天线数量大于终端配置的接收天线的数量，本步骤中按照Txx=HXHh,来计算相关矩阵Τχχ，可以有效减少相关矩阵的规模，从而可以降低获取相应的波束赋形权向量的算法复杂度，进而提高波束赋形处理的效率。例如，当基站配置8天线，终端配置4天线时，按照Txx=HXHh,所得到的相关矩阵Txx将为4*4矩阵，因此相比于传统方法所得到8*4的相关矩阵Rxx，其算法复杂度将大大降低。步骤102、所述基站对所述信道相关矩阵Txx，进行奇异值(SVD)分解，得到酉阵U。较佳地，本步骤中为了保证SVD算法的性能，可以对常规的SVD分解进行优化，分成两步计算构成酉阵U的特征向量，具体可以采用下述方法得到所述酉阵U:步骤1021χ、计算所述信道相关矩阵Txx的最大和第二大特征值分别对应的特征向量vl和ν2。本步骤的具体计算方法为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。步骤1022x、对所述Txx求逆,得到逆矩阵Txx_inv ;计算所述逆矩阵Txx_inv的第二大和最大特征值分别对应的特征向量v3和v4。本步骤的具体计算方法为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。步骤1023、利用所述vl、v2、v3和v4，得到合成的信道相关矩阵特征向量集合V, V= ，将所述V作为所述酉阵U。这里的波束赋形权向量共有4列，分别对应四流波束赋形。需要说明的是，根据矩阵理论，逆矩阵的最大特征值与原矩阵的最小特征值互为倒数，对应的特征向量相同，因此，v3和v4即为Txx的除vl和v2之外的剩余两个特征向量。基于此,可以利用所述vl、v2、v3和v4,得到合成的信道相关矩阵特征向量集合V: V=。另外，上述方法中利用vl，v2与v3，v4合成一个V，只是一个具体用例，在实际应用中，为了提高计算精度，也可以先计算信道相关矩阵Txx的前三个最大特征值分别对应的特征向量vl, v2, v3,然后利用Txx的逆矩阵计算出v4,最后合成一个V=。具体地，可用下述步骤1021y和1022y替代上述步骤1021x、1022x。步骤1021y、计算所述信道相关矩阵Txx的最大、第二大和第三大特征值分别对应的特征向量vl、v2和v3。步骤1022y、对所述Txx求逆,得到逆矩阵Txx_inv ;计算所述逆矩阵Txx_inv的最大特征值对应的特征向量v4。步骤103、所述基站利用所述酉阵U，按照W=HhXU计算当前的波束赋形权向量W，利用所述W对下行数据进行波束赋形处理。这里根据波束赋形特性，每个流对应一个波束赋形列向量，而且列向量的每一个天线都会进行能量归一化处理，因此列向量的每一个天线赋形因子只需要保留相位特性，此处U和V可以等效互换。本步骤中波束赋形处理的具体方法为本领域人员所掌握，在此不再赘述。通过上述方案可以看出，本专利技术可以大幅度降低波束赋形的复杂度、降低实现成本。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.，其特征在于，包括: a、基站按照Τχχ=ΗΧΗη，计算当前信道相关矩阵Txx，其中，H为当前信道的上行信道估计，Hh为所述H的共轭转置矩阵； b、所述基站对所述信道相关矩阵Txx，进行奇异值(SVD)分解，得到酉阵U； C、所述基站利用所述酉阵U，按照W=HhXU计算当前的波束赋形权向量W，利用所述W对下行数据进行波束赋形处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b包括: blx、计算所述信道相关矩阵Txx的最大和第二大特征值分别对应的特征向量Vl和v2 ； b2x、对所述Txx求逆,得到逆矩阵Txx_inv ;计算所述逆矩阵Txx_inv的第二大和最大特征值分别对应的特征向量v3和v4 ； b3x、利用所述vl、v2、v3和v4,按照V=本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束赋形方法，其特征在于，包括：a、基站按照Txx=H×HH,计算当前信道相关矩阵Txx,其中，H为当前信道的上行信道估计，HH为所述H的共轭转置矩阵；b、所述基站对所述信道相关矩阵Txx，进行奇异值（SVD）分解，得到酉阵U；c、所述基站利用所述酉阵U，按照W=HH×U计算当前的波束赋形权向量W，利用所述W对下行数据进行波束赋形处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德球，张瑞，吕伯轩，王绪振，冯绍鹏，雷旭，
申请(专利权)人：普天信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11