本发明专利技术公开了一种基于长时统计信息的针对高速终端的鲁棒预编码传输方法与装置。该方法包括：建立至少两个终端设备的后验长时统计信道信息，所述后验统计信道信息用于对抗所述至少两个终端设备因移动性造成的信道不确定性；根据所述后验统计信道信息生成预编码矩阵；根据所述预编码矩阵进行下行数据传输。本申请提供的这种大规模MIMO鲁棒预编码传输方法能够解决在大规模/超大规模MIMO场景下，在获取到终端设备的后验统计信道信息后的鲁棒性预编码问题，相较于传统信漏噪比预编码传输具有显著的频谱效率提升。具有显著的频谱效率提升。具有显著的频谱效率提升。
【技术实现步骤摘要】
一种大规模MIMO预编码传输方法与装置
[0001]本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种大规模MIMO预编码传输方法与装置。
技术介绍
[0002]大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output，M-MIMO)技术因其适应了移动数据流量的爆炸式增长，近些年在学术界和工业界都备受关注，成为第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5G)主要的物理层技术。作为多用户多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术的演进，大规模MIMO不仅能够在相同的时频资源上同时服务多个用户，还能够达到更高的频谱效率和能量效率。太赫兹(tera hertz，THz)频段通信将会在未来的无线通信中扮演重要角色。而超大规模多输入多输出(ultra-massive multiple-input multiple-output，UM-MIMO)技术是克服其路径损耗的主要手段。
[0003]与多用户MIMO相同，典型的M-MIMO/UM-MIMO系统中存在多用户干扰，因而其性能很大程度上取决于对各个用户的预编码设计，比如正则化迫零(regularized zero forcing，RZF)预编码传输方法、信漏噪比(signal to leakage and noise ratio，SLNR)预编码传输方法等。在保持简单实现的同时，能有效地减少用户间的干扰，因此，在实际中被广泛使用。线性预编码的性能需要由基站处准确的瞬时信道状态信息(channel state information，CSI)来保证，然而由于信道估计误差、信道老化以及用户的高移动性使得准确的瞬时信道信息获取变得异常困难。同时，随着基站处天线规模的不断扩大，获取瞬时信道信息的开销也在不断增大。
[0004]在传统的信漏噪比预编码传输方法中，对于每个用户，基站通过最大化有用信号功率与泄露给其他用户的信号功率加噪声的比值来达到用户间的干扰避让。这种方式虽然在一定程度上减轻了用户间的干扰，但是会降低有用信号的功率，导致传输速率下降。另一方面，传统的信漏噪比预编码方案，对用户间的功率分配没有特定要求，通常进行等功率分配，然后将所有用户解耦分别进行预编码设计。在当用户间信道条件差异较大时，这种等功率分配往往会带来较大的性能损失。
[0005]现有技术利用用户随机的信道模型，估计统计信道模型的参数。利用该信道模型计算鲁棒预编码，已达成容量最大化、或者SLNR最大化的最优指标，相对于传统的鲁棒预编码方案，该技术方案利用更准确的信道模型，模型更加准确，估计也更加及时。因此，该方案的鲁棒性预编码相对于之前其他预编码技术能够更加精准地抑制用户间的干扰，从而获得更大的增益。但是该方法计算量太大，鲁棒预编码算法的复杂度较高。
技术实现思路
[0006]本申请实施例提供了一种大规模MIMO鲁棒预编码传输方法与装置。该方法包括：建立至少两个终端设备的后验统计信道信息，所述后验统计信道信息用于对抗所述至少两个终端设备因移动性造成的信道不确定性；根据所述后验统计信道信息生成预编码矩阵；
根据所述预编码矩阵进行下行数据传输。
[0007]与现有技术相比，本申请提供的这种大规模MIMO鲁棒预编码传输方法能够解决在大规模/超大规模MIMO场景下，在获取到终端设备的后验统计信道信息后的鲁棒性预编码问题，相较于传统信漏噪比预编码传输具有显著的频谱效率提升。在鲁棒加权信漏噪比预编码矩阵设计的迭代算法中，通过内迭代来求解所涉及的广义特征值问题，使得计算复杂度从基站天线数量的三次幂降为二次幂，可以显著降低算法的复杂度。此外，利用鲁棒加权信漏噪比预编码的两层迭代结构，在实际设计中，通过设定不同的内外层迭代次数组合达到更细致的性能分类，可以根据不同的复杂度和性能要求进行更加细致的设计。可以满足不同的定制化需求。
[0008]可选的，结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述建立至少两个终端设备的后验统计信道信息之后，所述方法还包括：生成所述至少两个终端设备初始编码矩阵作为预编码矩阵；所述根据所述后验统计信道信息生成预编码矩阵具体包括：根据所述后验统计信道信息获取特征向量矩阵和功率分配矩阵；根据所述特征向量矩阵和所述功率分配矩阵更新所述预编码矩阵；所述根据所述预编码矩阵进行下行数据传输包括：当达到预设迭代次数或预编码收敛时，利用所述更新后的预编码矩阵进行下行数据传输。
[0009]可选的，结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述后验统计信道信息获取特征向量矩阵和功率分配矩阵包括：根据所述至少两个终端设备的后验统计信道信息，获取所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵，以及所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差矩阵的加权和矩阵；根据所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，获取加权噪声协方差矩阵；获取由所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，与加权噪声协方差矩阵的和形成的矩阵对的最大一般特征值和对应的特殊正交化的所述特征向量矩阵；根据预设速率加权因子、所述一般特征值和所述对应的特殊正交化的特征向量，以及预设总功率约束获取所述至少两个终端设备的所述功率分配矩阵。
[0010]可选的，结合第一方面至第一方面的第二种可能的实现方式中的任意一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述后验统计信道信息为基于精细化波束域的后验统计信息，所述基于精细化波束域的后验统计信息用于降低计算复杂度。
[0011]可选的，结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述获取由所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，与加权噪声协方差矩阵的和形成的矩阵对的最大一般特征值和对应的特殊正交化的特征向量包括：通过迭代优化广义瑞利商，获取由所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，与加权噪声协方差矩阵的和形成的矩阵对的最大前N个一般特征值和对应的特殊正交化的特征向量，N与所述至少两个终端设备传输的数据流数量相等。
[0012]本申请第二方面提供了一种大规模多输入多输出MIMO鲁棒预编码传输装置，其特征在于，所述装置包括：第一处理模块，用于建立至少两个终端设备的后验统计信道信息，
所述后验统计信道信息用于对抗所述至少两个终端设备因移动性造成的信道不确定性；第二处理模块，用于根据所述后验统计信道信息生成预编码矩阵；第三处理模块，用于根据所述预编码矩阵进行下行数据传输。
[0013]本申请提供的这种大规模MIMO鲁棒预编码本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大规模多输入多输出MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述方法包括：建立至少两个终端设备的后验统计信道信息，所述后验统计信道信息用于对抗所述至少两个终端设备因移动性造成的信道不确定性；根据所述后验统计信道信息生成预编码矩阵；根据所述预编码矩阵进行下行数据传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立至少两个终端设备的后验统计信道信息之后，所述方法还包括：生成所述至少两个终端设备初始编码矩阵作为所述预编码矩阵；所述根据所述后验统计信道信息生成预编码矩阵具体包括：根据所述后验统计信道信息获取特征向量矩阵和功率分配矩阵；根据所述特征向量矩阵和所述功率分配矩阵更新所述预编码矩阵；所述根据所述预编码矩阵进行下行数据传输包括：当达到预设迭代次数或预编码收敛时，利用所述更新后的预编码矩阵进行下行数据传输。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述后验统计信道信息获取特征向量矩阵和功率分配矩阵包括：根据所述至少两个终端设备的所述后验统计信道信息，获取所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵，以及所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差矩阵的加权和矩阵；根据所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，获取加权噪声协方差矩阵；获取由所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，与加权噪声协方差矩阵的和形成的矩阵对的最大一般特征值和对应的特殊正交化的所述特征向量矩阵；根据预设速率加权因子、所述一般特征值和所述对应的特殊正交化的特征向量，以及预设总功率约束获取所述至少两个终端设备的所述功率分配矩阵。4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述后验统计信道信息为基于精细化波束域的后验统计信息，所述基于精细化波束域的后验统计信息用于降低计算复杂度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取由所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，与加权噪声协方差矩阵的和形成的矩阵对的最大一般特征值和对应的特殊正交化的特征向量包括：通过迭代优化广义瑞利商，获取由所述至少两个终端设备中每个终端设备自身的加权信道协方差矩阵、所述至少两个终端设备中其他终端设备的加权信道协方差的加权和矩阵，与加权噪声协方差矩阵的和形成的矩阵对的最大前N个一般特征值和对应的特殊正交化的特征向量，N与...
【专利技术属性】
技术研发人员：高西奇，王晨，卢安安，欧阳逢辰，朱秋平，巢志骏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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