一种基于训练序列的宽带混合波束赋形方法技术

本发明专利技术针对多用户大规模MIMO

【技术实现步骤摘要】
一种基于训练序列的宽带混合波束赋形方法


[0001]本专利技术涉及无线通信中的波束赋形领域，主要考虑在多用户时分双工(time
‑
division duplexing，TDD)毫米波大规模MIMO正交频分多址(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)通信系统中，结合低复杂度信道估计技术，基站和用户分别消除用户间的干扰和同一用户不同数据流之间的干扰来提高通信容量。

技术介绍

[0002]随着物联网和移动互联网等技术的迅猛发展，社会生活对无线数据传输的速率和可靠性的要求大大提高，而毫米波大规模MIMO技术是实现大速率数据传输的关键技术之一。同时，毫米波频段波长极短，易于实现大规模天线阵列的集成化、小型化。故毫米波大规模MIMO技术也是满足无人机和卫星等飞行器通信需求的关键技术之一。在毫米波大规模MIMO通信系统中，混合波束赋形可以在降低能量消耗的基础上显著提高频谱效率。多用户环境下高效的混合波束赋形方案高度依赖于准确的信道状态信息。然而，对于具有数十个或数百个天线单元的多用户本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于训练序列的宽带混合波束赋形方法，其特征在于，首先基于最小均方误差准则，利用接收信号的自相关以及发送和接收信号的互相关，通过上行和下行的迭代过程，分别设计下行和上行用户端全数字波束赋形器；其次，利用主成分分析法提取频率平坦的射频波束赋形器；然后在所述射频波束赋形器基础上对其上行等效基带信道进行信道估计；最后根据所述信道估计结果采用块对角化的方法对基带波束进行赋形。2.如权利要求1所述的一种基于训练序列的宽带混合波束赋形方法，其特征在于，所述下行和上行用户端全数字波束赋形器具体采用以下方式设计：步骤1.1、初始化设置基站全数字波束赋形器为最大迭代次数为I，迭代次数计数器i＝0；步骤1.2、设计下行用户端全数字波束赋形器根据最小均方误差准则，设计下行用户端全数字波束赋形器为：其中，基站发射训练信号s
DL
[k]，第u个用户天线端的接收信号为其中加性高斯白噪声σ为噪声标准差)，为接收信号的自相关矩阵，为接收信号和发送信号的互相关矩阵；步骤1.3、设计上行基站端全数字波束赋形器根据最小均方误差准则，设计上行基站端全数字波束赋形器为：F
MMSE
[k]＝E[r
UL
[k]r
ULH
[k]]
‑1E[r
UL
[k]s
ULH
[k]]；其中，第u个用户发射训练信号其中，第u个用户发射训练信号对于两个不同用户i和j有基站天线端的接收信号为步骤1.4、判断迭代终止条件i＝i+1，判断i≥I是否成立，若成立，进行下一步，否则回到步骤1.2；步骤1.5、利用主成分分析法提取频率平坦的射频波束赋形器。3.如权利要求2所述的一种基于训练序列的宽带混合波束赋形方法，其特征在于：所述利用主成分分析法提取频率平坦的射频波束赋形器，具体包括：在基站端，定义数据集矩阵F＝[...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，孙艺玮，何东轩，袁明浩，朱田野，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：