基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法技术

本发明专利技术提供了一种基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法，首先根据初始信道状态信息，在初始时刻对移动站分配波束；根据移动站的速度和方向计算离去角AoD的变化与时间的关系，然后在移动站移动过程中，判断离去角的变化值是否超过一个波束的覆盖范围直至调整至所需变化，最后对降维后的信道矩阵做预编码。本发明专利技术的有益效果体现在：通过对移动站进行波束分配后，即完成了波束域信道的降维，全维的波束域信道矩阵可用降维的波束域信道矩阵等效代替，此时，它的维度远小于全维的信道矩阵，因此在做矩阵相乘和求逆计算时可以有效降低预编码计算的复杂度。

Adaptive Dimension Reduction Method Based on Beam Domain Channel Matrix in Mobile Scene

The present invention provides an adaptive dimension reduction method based on the channel matrix of beam domain in mobile scene. Firstly, according to the initial channel state information, the beam is allocated to the mobile station at the initial time; the relationship between the change of AoD and time is calculated according to the speed and direction of the mobile station, and then, in the process of mobile station moving, the change value of the departure angle is judged to exceed the cover of one beam. The coverage range is adjusted to the desired change, and the channel matrix after dimensionality reduction is precoded. The beneficial effect of the present invention is that the dimension reduction of the beam-domain channel is completed after the beam allocation of the mobile station, and the full-dimensional channel matrix can be replaced by the reduced-dimensional channel matrix in the beam-domain. At this time, the dimension of the reduced channel matrix is much smaller than that of the full-dimensional channel matrix, so the complexity of precoding calculation can be effectively reduced in matrix multiplication and inversion calculation.

【技术实现步骤摘要】
基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法。
技术介绍
多天线发送和多天线接收(InputMultipleOutput，MIMO)是移动通信长期演进(LongTermEvolution，LTE)系统中的一项关键技术。随着移动数据业务量的增长，基站侧配置大量天线的大规模MIMO(massiveMIMO，简称M-MIMO)系统成为下一代移动通信系统(5G)的关键技术。大规模MIMO系统的天线数量很大，通信系统中的计算复杂度变高，因此，如何降低M-MIMO系统计算复杂度已成为了研究热点，其中波束域空分多址(beamdivisionmultipleaccess，BDMA)技术是其中一例。BDMA技术将传统的物理信道矩阵进行特征分解得到波束域信道矩阵，在波束域矩阵中一个向量代表一个波束且各个波束互不相关，一个用户的波束域信道增益相对集中地分布在若干个波束上，因此可以对不同用户分配互不重叠的波束，从而将多用户MIMO信道等效分解为多个单用户信道。此时，信道维度被大幅降低，使得系统中的计算复杂度(如信道估计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、根据初始信道状态信息，在初始时刻对移动站分配波束；S2、根据移动站的速度和方向计算离去角AoD的变化与时间的关系：在首次波束分配之后，移动站将其移动速度和方向反馈给基站，基站端根据移动站的位置和移动状态信息，计算AoD随时间t的变化，计算公式为：

【技术特征摘要】
1.基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、根据初始信道状态信息，在初始时刻对移动站分配波束；S2、根据移动站的速度和方向计算离去角AoD的变化与时间的关系：在首次波束分配之后，移动站将其移动速度和方向反馈给基站，基站端根据移动站的位置和移动状态信息，计算AoD随时间t的变化，计算公式为：其中，d0表示移动站和基站之间的初始距离，dt表示t时刻移动站和基站之间的距离，v和θMS分别表示移动站的移动速度和角度，为初始时刻的AoD。S3、在移动站移动过程中，判断离去角的变化值是否超过一个波束的覆盖范围，若超过，则进行波束集的调整后返回上一步，若未超过，则进行下一步；S4、在原波束集内进行信道跟踪；S5、对降维后的信道矩阵做预编码。2.如权利要求1所述的基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法，其特征在于：所述S1中移动站分配波束包括如下步骤：S11、获取波束域的信道矩阵：在初始时刻进行信道预估，获取信道矩阵；S12、将获取的信道矩阵进行特征分解得到波束域的信道矩阵，在下行链路中，矩阵的每一列代表一个波束；S13、对移动站分配初始波束，取得各个波束上的信道增益，将增益较大的若干个波束分配给移动站，完成波束域信道的降维。3.如权利要求1所述的基于移动场景下波束域信道矩阵的自适应降维方法，其特征在于：所述S3中判断过程包括如下步骤：S31、通过S2中的公式，在t时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐友云，戈腾飞，杨震，李大鹏，陈建平，王云峰，
申请(专利权)人：南京邮电大学，南京泰通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32