面向大规模MIMO TDD系统的3D波束成形方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
面向大规模MIMOTDD系统的3D波束成形方法
本专利技术涉及一种低复杂度的面向大规模MIMO（多输入多输出）TDD（时分双工）系统的3D（三维）波束成形方法，属于无线通信技术。
技术介绍
大规模MIMO是实现下一代移动通信的关键技术。但是在基站的水平维度配置过多天线不易实现，由此提出3DMIMO。3DMIMO克服了基站的这种限制，将天线放置在二维的平面上。垂直维度的基站天线形成垂直波束，可以提供更多的自由度。垂直波束和水平波束共同构成了3D波束。3D波束可以识别具有相同水平角的用户。目前相关文献中提出的基于Kronecker积的码书适用于3DMIMOFDD系统。然而，在该系统中，每次只能调用2个用户，没有充分发挥3DMIMO系统的长处。为了有效实现3D波束成形，基站需要知道准确的CSIT。在FDD系统中，瞬时的CSIT是通过用户反馈至基站得到的。而且FDD系统所需要的下行训练量正比于基站天线数。当基站天线数很多时，利用FDD估计CSIT就会变得困难。因此，大规模MIMO更倾向于使用TDD模式来得到CSIT，TDD模式的导频开销正比于用户数，在大规模MIMO系统中...
【技术保护点】
面向大规模MIMO TDD系统的3D波束成形方法，其特征在于：基于信道稀疏性进行大规模MIMO下的3D波束形成，包括如下步骤：步骤一、利用信道稀疏性，DFT预波束成形将小区在水平方向分割成若干子扇区、在垂直方向分割成若干环形区域；步骤二、采用分离的用户分组算法对用户进行三维分组，先把用户分到垂直维度的环形区域内，再将垂直维度的各环形区域内的用户分到相应的水平维度的子扇区内，用户的所在小组的代号由环形区域的代号和子扇区的代号共同构成；处于同一子扇区的非相邻组内的用户可以复用导频，处于同一环形区域的非相邻组内的用户也可以复用导频，基站获取CSIT；步骤三、在每组用户内，采用SL...
【技术特征摘要】
1.面向大规模MIMOTDD系统的3D波束成形方法，其特征在于：基于信道稀疏性进行大规模MIMO下的3D波束形成，包括如下步骤：步骤一、利用信道稀疏性，DFT预波束成形将小区在水平方向分割成G个子扇区、在垂直方向分割成L个环形区域，则各组的水平维度的DFT预波束成形为Bg,H＝FH[:,(g-1)rH+(1:rH)],(g＝1,...,G)，其中为DFT矩阵，各组的垂直维度的DFT预波束成形为Bl,V＝FV[:,(l-1)rV+(1:rV)],(l＝1,...,L)，其中为DFT矩阵，步骤二、采用分离的用户分组算法对用户进行三维分组，先把用户分到垂直维度的环形区域内，再将垂直维度的各环形区域内的用户分到相应的水平维度的子扇区内，用户的所在小组的代号由环形区域的代号和子扇区的代号共同构成；处于同一子扇区的非相邻组内的用户可以复用导频，处于同一环形区域的非相邻组内的用户也可以复用导频，基站获取CSIT；步骤三、在每组用户内，采用SLNR最大策略调度用户；步骤四、结合各组的DFT预波束成形，首先得到低阶的瞬时等效CSIT，再计算SLNR预编码，在计算SLNR预编码时综合考虑组内干扰和相邻组间干扰；步骤五、3D波束成形方案是水平和垂直波束成形的直积，水平和垂直维度的波束成形为双层预编码，由DFT预波束成形和SLNR预编码构成；所述基站位于小区的中心，服务多个用户，所述用户为单天线用户；基站的位置高于周围的建筑物高度，用户位于街道平面上；基站天线是N×M维的矩形阵列天线，每行配置M根天线单元，共有N行。2.根据权利要求1所述的面向大规模MIMOTDD系统的3D波束成形方法，其特征在于：所述步骤二中，记小区内所有用户数为K，使用分离的用户分组算法对用户进行三维分组，具体描述为：Step2-1：对于l＝1,...,L，位于环形区域l内的所有用户的集合对于l＝1,...,L、g＝1,...,G，位于环形区域l、子扇区g内的所有用户记为第(l,g)组用户，第(l,g)组用户的集合Step2-2：对于用户k＝1,...,K，对水平和垂直信道协方差阵Rk,H和Rk,V进行特征值分解，得到Uk,H和Uk,V；Step2-3：对于用户k＝1,...,K，找到环形区域l、将用户k加入到集合中，即Step2-4：找到子扇区g，将用户t加入到集合中，即3.根据权利要求2所述的面向大规模MIMOTDD系统的3D波束成形方法，其特征在于：所述步骤三中，采用SLNR最大策略调度用户时，令第(l,g)组的调度用...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄永明，范立行，杨绿溪，姜蕾，王刚，
申请(专利权)人：东南大学，日电中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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