一种基于联合收发端信息的多路波束形成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于联合收发端信息的多路波束形成方法及系统，为了解决采用现有的二角分解方法，当信道病态时会对搜索扰动矢量产生干扰，从而导致性能损失的问题，本发明专利技术公开的方法包括：发送端对信道矩阵Ｈ进行几何平均分解ＧＭＤ，分解出酉矩阵Ｐ；发送端以酉矩阵Ｐ作为ＧＭＤ波束形成的加权矩阵，对原始发射信号ｘ进行多路波束形成处理，由于采用几何平均分解方法，可以将ＭＩＭＯ信道矩阵分解为具有相同对角元素值的二角信道，所有对角元素值均等于信道矩阵特征值的几何均值，使得各波束对应的子信道获得等增益，当信道是病态的，这种信道的平衡将不会对搜索扰动矢量产生干扰，从而避免性能损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于联合收发端信息的多路波束形成方法及系统
本专利技术属于通信
，特别涉及一种基于联合收发端信息的多路波束形成 方法及系统。
技术介绍
在3Gpp长期演进(Long-Term Evolution, LTE)系统中，上/下行链路均确定采 用多输入多输出(Multiple hiput Multiple Output，ΜΙΜΟ)的方式。ΜΙΜΟ系统可以成倍地提高信道容量，并且具有很高的频谱利用率。但是相比较于单输入单输出MingleInput Single Output, SISO)系统，ΜΙΜΟ 系统会导致共信道干扰(Co-Channel Interference, cci)。为了消除cci，常用的技术包括发送端波束形成或预编码，接收端多用户检测， 或者收发端联合设计。由于接收端多用户检测容易受到误码扩散的影响，所以使用发送 端波束形成或预编码消除CCI更具有性能上的优势。目前基于收发两端已知信道信息的联合收发研究引起广泛的关注，如奇异值分 解lingular Value Decomposition, SVD)波束形成算法，通过SVD波束形成算法可以把多输入多输出信道分解为并行独立的多个单输入单输出子信道，在总发射功率一定的情 况下，采用注水算法进行功率分配，可以达到最大的信道容量。但是，由于各个波束对 应的子信道的信道增益不同，可能某些子信道的信道增益低，导致大的误码率(BER)， 可见现有的二角分解方法(如SVD)，会把MIMO信道分解为具有不同对角元素值的二角 信道，从而使各信道具有不同的增益。当信道是病态的，这种信道的不平衡将会对搜索 扰动矢量产生干扰，从而导致性能损失。
技术实现思路
为了解决采用现有的二角分解方法，当各波束对应的信道病态时会对搜索扰动 矢量产生干扰，从而导致性能损失的问题，本专利技术实施例提供了一种基于联合收发端信 息的多路波束形成方法，包括发送端对信道矩阵H进行几何平均分解GMD，分解出酉矩阵P ；发送端以酉矩阵P作为GMD波束形成的加权矩阵，对原始发射信号χ进行多路 波束形成处理。同时本专利技术实施例还提供一种基于联合收发端信息的多路波束形成装置，包 括几何平均分解模块用于对信道矩阵H进行几何平均分解GMD，分解出酉矩阵 P ；波束形成处理模块用于以酉矩阵P作为GMD波束形成的加权矩阵，对原始发 射信号X进行多路波束形成处理。由上述本专利技术提供的具体实施方案可以看出，正是由 于对信道矩阵H进行几何平均分解，使得各波束对应的子信道获得等增益当信道是病态 的，这种信道的平衡将不会对搜索扰动矢量产生干扰，从而避免性能损失。附图说明图1为本专利技术提供的第一实施例方法流程图2为本专利技术提供的第二实施例系统结构图。具体实施方式为了解决的问题，本专利技术第一实施例提供一种基于联合收发端信息的多路波束 形成方法，发送端对信道矩阵H进行几何平均分解GMD，分解出酉矩阵P，发送端以酉 矩阵P作为GMD波束形成的加权矩阵，对原始发射信号χ进行多路波束形成处理。本 专利技术采用几何平均分解方法，这种分解方法可以将MIMO信道矩阵分解为具有相同对角 元素值的二角信道，所有对角元素值均等于信道矩阵特征值的几何均值，使得子信道获 得等增益。当信道是病态的，这种信道的平衡将不会对搜索扰动矢量产生干扰，从而避 免性能损失。基于联合收发端信息的多路波束形成方法，如图1所示，包括步骤101:在发端已知信道信息的情况下，将信道矩阵H进行GMD分解，即H = QRP-1,其中Q，P为酉矩阵，上角标-1为共扼转置算子，即满足Q-1Q = F1P = :tK1, K2，其中I是单位阵，下角标K1, Ii2分别为矩阵的行数和列数，I^1 = Ii2 = K, K是信道 矩阵H的秩，即K = nmk(H) ； R为具有相等对角元素的实上三角矩阵，且其对角元素为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于联合收发端信息的多路波束形成方法，其特征在于，包括：发送端对信道矩阵Ｈ进行几何平均分解ＧＭＤ，分解出酉矩阵Ｐ；发送端以酉矩阵Ｐ作为ＧＭＤ波束形成的加权矩阵，对原始发射信号ｘ进行多路波束形成处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于联合收发端信息的多路波束形成方法，其特征在于，包括 发送端对信道矩阵H进行几何平均分解GMD，分解出酉矩阵P ；发送端以酉矩阵P作为GMD波束形成的加权矩阵，对原始发射信号χ进行多路波束 形成处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端将信道矩阵H进行几何平均分解， H = QRP S其中Q，P为酉矩阵，上角标-1为共扼转置算子，即满足Q-1Q = F1P = IK1, K2'其中I是单位阵，下角标K1, K2分别为矩阵的行数和列数，K1 = K2 = K, K是 信道矩阵H的秩，即K = nmk(H)，R为具有相等对角元素的上三角矩阵，且其对角元素为 是相关矩阵Hff1的非零特征值，i为整数， /=1 发送端以酉矩阵P作为加权矩阵，估计得到发射权值Wc3md, Wgmd = P,根据估计 得到的发射权值对原始发射信号χ进行多路波束形成处理，得到波束形成后的发射信号3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过信道矩阵H对波束形成后的发射信号 Wgmd · χ进行传输，传输的信号s为s = HWeMDx。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括 接收端接收信号5.如权利要求4所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍文，刘文豪，李岩，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]