Multi-cell and multi-user 3D MIMO beamforming method. The method divides the 3D channel into two independent 2D channels and assigns them separately. In horizontal dimension, the interference of the target user to other users is minimized by matrix operation. In vertical dimension, the idea of game theory in economics is used to maximize the amount of information of the target user himself, and at the same time to leak to the same cell or neighboring cell. The information on users is as minimal as possible, and ultimately the total system capacity of all users is the largest.
【技术实现步骤摘要】
多小区多用户3D-MIMO波束赋形方法
本专利技术属于无线电传输
,具体涉及到一种多小区多用户3D-MIMO波束赋形方法。
技术介绍
随着5G时代的到来,数据流量进入了一个大爆炸的时代,在未来的移动通信行业内,对于更高数据量的需求成为了一个亟待解决的问题,MassiveMIMO的出现使得数据的增长得到一定的缓和,但这并不是最终的解决方案,由此,对于移动通信的研究从传统的2D-MIMO转入了3D-MIMO。3D-MIMO相比传统2D-MIMO而言,在水平维度的基础上增加了竖直维度,使得天线不仅能在水平维度上的传输进行自由的切换,也能在竖直维度上进行切换。针对于3D-MIMO波束赋形方案主要有4种。基于克罗内克积的3D预编码(波束赋形)设计,在得出3D信道相关矩阵可以很好地近似等于水平维和垂直维信道相关矩阵的克罗内克积的前提下。选取水平维信道相关矩阵的特征向量作为水平维预编码矩阵,选取垂直维信道相关矩阵的特征向量作为垂直维预编码矩阵,利用克罗内克积得出3D预编码矩阵。基于点积的预编码(波束赋形)设计,其设计思路源于SVD算法,将3D信道矩阵等效成一列,对该列中的 ...
【技术保护点】
1.多小区多用户3D‑MIMO波束赋形方法,其特征在于包括如下步骤:(1)建立系统模型采用M个小区基站和每个小区基站联系有K个用户终端建立模型,M和K的取值均为有限正整数,Bm表示第m小区基站联系的用户终端集合,第m小区基站对该小区中第k个用户终端发出的信号为:
【技术特征摘要】
2018.06.06 CN 201810587426X1.多小区多用户3D-MIMO波束赋形方法,其特征在于包括如下步骤:(1)建立系统模型采用M个小区基站和每个小区基站联系有K个用户终端建立模型,M和K的取值均为有限正整数,Bm表示第m小区基站联系的用户终端集合,第m小区基站对该小区中第k个用户终端发出的信号为:式中,Hm,k是第m个小区和该小区第k个用户终端之间的信道函数,wm,k是第m个小区中第k个用户终端的波束赋形矢量,sm,k是第m小区基站向第k个用户终端发送的复数信号,k∈Bm,Hi,k是第i个小区和该小区第k个用户终端之间的信道函数,i≠m,Nm,k是第m小区基站与第k个用户终端形成信道中的加性高斯白噪声,Nm,k服从(0,1)的正态分布;第m小区中第k个用户终端对接收到的信号波束赋形后输出信号为:式中,是第m小区中第k个用户接收端波束赋形矢量的共轭转置,wym,k为第m小区基站发送给该小区第k个用户终端的竖直维波束赋形矢量,Bi是第i小区基站联系的用户终端集合,i≠m;(2)水平维波束赋形:让第m小区基站发出的信息落该小区第k个用户终端上,使得泄漏到其他用户上的信息为零,对第m小区基站中第k个用户终端接收到的信号水平维波束赋形,水平维波束赋形方法为第m小区基站与该小区第k个用户终端的水平维度信道函数Hxm,k与该小区第k个用户终端的水平维度波束赋形矢量wxm,k相乘为1,其余小区基站与第m小区中第k个用户终端的水平维度信道函数和第m小区中第k个用户终端的水平维度波束赋形矢量相乘为0;(3)竖直维波束赋形:根据博弈论第m小区基站对该小区第k个用户终端采取策略,第m小区基站对该小区第k个用户终端的自私博弈竖直维波束赋形矢量为第m小区基站调度除第k个用户以外的其他任意一个用户终端的自私博弈的竖直维波束赋形矢量记为则第m小区基站自私博弈情况下的效用函数为:式中,Hyi,k是第i小区基站与该小区第k个用户终端的竖直维度信道矩阵,是第i小区基站对该小区第n个用户终端的自私博弈竖直维波束赋形矢量;上述效用函数构成的叶斯静态自私博弈对于第m小区基站选定的策略存在贝叶斯纳什均衡,则第m小区基站对该小区第k个用户终端的自私博弈的竖直维波束赋形矢量为:式中,Vmax表示矩阵的最大特征值对应的特征向量,为自私博弈矩阵;利他博弈使自身通信链路对其他通信链路造成的干扰最小,则第m小区基站利他博弈情况下的效用函数为:式中,为第m小区基站对该小区第k个用户终端的利他博弈竖直维波束赋形矢...
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