【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多天线无线通信网络领域,更具体地,涉及基于固定子阵的多用户接收端混合波束成形传输系统和方法。
技术介绍
毫米波(mmWave)频段中大量的闲置带宽(IEEE802.11ad物理层标准中,60GHz的标准带宽为2.16GHz是传统3G通信带宽的近百倍)可以极大地提高通信系统的传输容量。由于毫米波的波长较小使得设备可以配备上百根天线单元构成大规模天线阵列(massiveMIMO)进而极大地提高了频谱效率。因此毫米波大规模天线通信成为最有潜力的5G热门候选技术。然而,实际运用中高频射频单元的工艺复杂。同时,大规模信号的模拟数字转换会带来大量的能量消耗(特别是对于高频器件),后续数字信号处理的复杂度也会随着射频单元的增加而迅速上升。为了能够将该技术运用于实际部署,简单的硬件实现结构以及低耗能低复杂度的传输方案成为毫米波大规模天线通信中的核心问题。传统的纯数字链路是指为每一根天线配备一条射频链路。这样带来的好处是它提供了足够的自由度可以大幅提高通信系统的性能。然而其弊端也显而易见,随着天线数量的急剧上升,射频单元的能耗与处理的复杂度也大大增加。传统的纯模拟链路则与纯数字链路恰恰相反,它将所有的天线分别经过移相器连接至一条射频链路。这样做的好处是结构简单易实现,同时它也大大降低了设备的能耗。但是由于只存在一条射频链路,通信的自由度大大降低,导致系统性能大打折扣。这样的前提下,一种数字模拟混合的发射机/接收机结构成为学术界和工业界关注的焦点。大规模的射频天线单元通过全连接(自适应子阵结构)或部分连接(固定子阵结构)的方式与少量射频单元相连,收发机内的整条 ...
【技术保护点】
一种混合波束成形传输系统,包括均采用固定子阵混合波束成形结构的发送端和由多个用户接收端组成的接收端,所述发送端向所述接收端发送信道导频信号和等效信道导频信号,其特征在于,所述发送端包括:模拟预编码器,基于所有用户接收端的模拟合并加权向量,获取模拟合并加权系数,得到模拟预编码加权系数;以及数字预编码器,基于所有用户接收端的数字合并加权向量,获取数字合并加权系数,得到数字预编码加权系数;所述用户接收端包括:模拟合并器,基于所接收到的所述信道导频信号,估计自身的信道信息,获取模拟合并加权向量;以及数字合并器,基于所接收到的等效信道导频信号,估计自身的等效信道信息,获取数字合并加权向量;所述发送端和所述用户接收端基于模拟加权系数和数字加权系数进行数据的下行链路传输。
【技术特征摘要】
1.一种混合波束成形传输系统,包括均采用固定子阵混合波束成形结构的发送端和由多个用户接收端组成的接收端,所述发送端向所述接收端发送信道导频信号和等效信道导频信号,其特征在于,所述发送端包括:模拟预编码器,基于所有用户接收端的模拟合并加权向量,获取模拟合并加权系数,得到模拟预编码加权系数;以及数字预编码器,基于所有用户接收端的数字合并加权向量,获取数字合并加权系数,得到数字预编码加权系数;所述用户接收端包括:模拟合并器,基于所接收到的所述信道导频信号,估计自身的信道信息,获取模拟合并加权向量;以及数字合并器,基于所接收到的等效信道导频信号,估计自身的等效信道信息,获取数字合并加权向量;所述发送端和所述用户接收端基于模拟加权系数和数字加权系数进行数据的下行链路传输。2.如权利要求1所述的混合波束成形传输系统,其特征在于,所述模拟合并器包括:第一估算模块,接受导频信号并估计自身的信道信息;第一分解模块,其与所述第一估算模块连接,对自身估计的信道信息进行SVD分解并获得左特征向量;第一相位模块,其与所述第一分解模块连接、基于所述左特征向量获取与自身信道最大特征值对应的相位信息;以及模拟合并模块,其与所述第一相位模块连接,基于所述相位信息得到自身的模拟合并加权向量。3.如权利要求2所述的混合波束成形传输系统,其特征在于,所述模拟预编码器包括:第二估算模块,其接收所有用户接收端的模拟合并加权向量,获取模拟合并加权系数,并估计模拟合并信道信息;第二分解模块,其与所述第二估算模块连接,将所述模拟合并信道信息分解以获得每个用户接收端的子信道信息;第二相位模块,其与所述第二分局模块连接,基于每个用户接收端的子信道信息获得对应的共轭相位信息;模拟预编码向量模块,其与所述第二相位模块连接,基于每个用户接收端的所述共轭相位信息获得对应的模拟预编码加权向量;以及模拟预编码模块,与所述模拟预编码向量模块连接,基于每个用户接收端的模拟预编码加权向量获得模拟预编码加权系数。4.如权利要求3所述的混合波束成形传输系统,其特征在于,所述数字合并器包括:第三估算模块,接收所述数字等效信道导频信号并估计自身的数字等效信道信息;第三分解模块,与所述第三估算模块连接,对自身估计的数字等效信道信息进行SVD分解,获得左特征向量;以及数字合并模块,将所述左特征向量作为自身的数字合并加权向量。5.如权利要求4所述的混合波束成形...
【专利技术属性】
技术研发人员:武霄泳,刘丹谱,尹长川,张志龙,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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