一种基于分组优化的混合波束成形方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分组优化的混合波束成形方法。现有方法不能很好的降低用户间干扰，导致系统和速率不高，不具有很好的可用性。本发明专利技术方法利用用户相关性及用户相关性门限将用户分组，将相关性大的用户分为一组的同时降低了组内用户数。然后利用用户信道向量与码本间的相关性筛选出能够提供较高信号功率的向量集合。本发明专利技术方法通过分组，将彼此间干扰大的用户分为一组。以容量最大化为目标，组内使用低维穷举算法，一起降低用户间干扰。组间使用贪婪算法，将分组的影响降到最低。提升系统和速率的同时，极大的降低干扰。本发明专利技术方法能够有效降低用户间干扰，提高系统和速率。

A hybrid beamforming method based on grouping optimization

The invention discloses a hybrid beamforming method based on grouping optimization. The existing methods can not reduce the interference between users, resulting in low system and speed, and not have good usability. The method of the invention uses user correlation and user correlation threshold to group users, divides users with high correlation into a group and reduces the number of users in the group. Then, the correlation between user channel vector and codebook is used to select the vector set which can provide higher signal power. The method of the invention divides users with large interference with each other into a group by grouping. In order to maximize the capacity, low-dimensional exhaustive algorithm is used in the group to reduce the interference between users. Greedy algorithm is used between groups to minimize the impact of grouping. At the same time of improving the system and speed, the interference is greatly reduced. The method can effectively reduce the interference among users and improve the system and speed.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分组优化的混合波束成形方法
本专利技术属于无线通信
，涉及一种对多用户系统降低干扰的方法，具体是毫米波大规模多输入多输出(multiple-inputmultiple-output,MIMO)多用户系统中的一种基于分组优化的混合波束成形方法。
技术介绍
毫米波大规模MIMO技术已被考虑作为5G的关键候选技术。毫米波波长较短，有利于布置大规模阵列，提高传输频带的利用率。在多用户毫米波大规模MIMO系统中，理论上可采用数字预编码获得最佳性能。但这需要每根天线连接一个单独的射频链路，在毫米波大规模MIMO系统中需要大量射频链路，这带来高功耗和高复杂度。为解决这个困难，通常在毫米波大规模MIMO系统中采用混合波束成形，其所需的射频链路数量远远少于天线数量。但是，多用户毫米波大规模MIMO系统中，用户间存在干扰。当干扰较强的时候，用户的通信质量将得不到保证。因此，提高系统容量的前提,是最大程度上降低用户间干扰。现有方法在多用户毫米波大规模MIMO系统面临着问题。基于波束控制的混合波束成形侧重接收功率最大化，不能有效抑制用户间干扰。基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分组优化的混合波束成形方法，该方法应用场景为：在单个小区内，包含一个基站和多个用户的毫米波通信系统；基站天线阵列为均匀线性阵，包含几十或几百根天线，用户为单天线；基站采用混合波束成形；其特征在于该方法具体步骤是：/n步骤(1).用户分组：/n根据用户的信道向量，计算用户间的相关性，将相关性大的用户分为一组；然后计算该组内用户的相关性门限，将与该组内所有用户相关性均高于各自门限值的用户作为候选用户，从候选用户集合中，将满足要求的用户加入该组，每次只加一个用户进入该组，直到分组结束；具体方法是：/n(1.1).模拟波束成形码本的设置：对所有用户的码本设置为有限个天线阵列响应向量的集合

【技术特征摘要】
1.一种基于分组优化的混合波束成形方法，该方法应用场景为：在单个小区内，包含一个基站和多个用户的毫米波通信系统；基站天线阵列为均匀线性阵，包含几十或几百根天线，用户为单天线；基站采用混合波束成形；其特征在于该方法具体步骤是：
步骤(1).用户分组：
根据用户的信道向量，计算用户间的相关性，将相关性大的用户分为一组；然后计算该组内用户的相关性门限，将与该组内所有用户相关性均高于各自门限值的用户作为候选用户，从候选用户集合中，将满足要求的用户加入该组，每次只加一个用户进入该组，直到分组结束；具体方法是：
(1.1).模拟波束成形码本的设置：对所有用户的码本设置为有限个天线阵列响应向量的集合其中,Nr为基站端天线数,φc为模拟波束成形角，a(φc)为天线阵列响应向量，m＝2π/λ，λ为载波波长，d为基站端相邻天线间距；
(1.2).计算用户间的相关性：用户k的信道向量为Ncl表示信道中散射簇的数量，Nray表示每个散射簇的路径数，αnl是第n散射簇的第l路径的复数增益；φnl是到达基站的方位角；用矩阵表示相关性的大小，表示实数，K表示用户数，则矩阵X第n行第l列的元素[X]n,l为：hn表示用户n的信道向量，为hn的共轭转置，hl为用户l的信道向量；为了避免在计算的过程中出现两个最大值的情况，引入矩阵XU由矩阵X的上三角元素组成，其余元素为0；从XU中取出最大值对应的索引，如将用户t1和t2用户放入一组，集合G为该组内的用户，G＝{t1,t2}；设G内有i个元素，表示整数，有G＝{t1,t2,…,ti}；然后，考虑是否向G内添加用户；
(1.3).将用户分组：对任意用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡安中，丁亚迪，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33