一种基于分组波束的多用户预编码方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于分组波束的多用户预编码方法和装置，所述方法包括：基于不重叠的波束，构造分组波束矩阵，并划分出一个或多个至少包含两个波束的波束组；所述分组波束矩阵每列元素表示天线阵列形成第i个波束的权向量；利用至少一个波束组，扫描基站小区的覆盖范围，获取互不干扰的多用户，并根据所述波束组中波束的权向量和获取所述多用户时波束组的扫描角度，得到各所述用户的预编码矩阵；利用各所述用户的所述预编码矩阵，对各所述用户的信号进行预编码处理。本发明专利技术所述方法采用分组波束进行离散波束扫描，在快速搜寻到多用户配对用户的同时，也给出了多用户预编码矩阵，且每个用户都不对其他配对用户产生干扰，从而提高整个系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分组波束的多用户预编码方法和装置
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于分组波束的多用户预编码方法和装置。
技术介绍
在3Gpp长期演进(LongTermEvolution-Advanced，LTE-A)系统中，为了提高系统的吞吐量和频谱利用率，对预编码技术有了进一步的研究，LTER9版本中提出了支持下行双流多用户预编码的方法，这实际上就是一种空分多址技术，但是与此同时会带来多址干扰。典型的双流预编码方法主要包括：最大信漏噪比(SignaltoLeakageNoiseRatio，SLNR)准则、最大信噪比准则和最大信干噪比准则。这些准则实际上都是基于这样一种考虑：在满足自己的信号足够好的条件下最大限度地减少对其他用户的干扰。但这样会存在一种风险：每个用户为了达到自己要求的QoS，都会要求基站增加对自己的发射功率，同时也就增加了对其他用户的干扰，从而导致最终没有一个用户的信号能被解调出来，最后使整个系统性能降低。中国专利CN200810173207.3，提供了一种多用户预编码方法及装置，涉及无线通信
，为提高系统的传输效率而专利技术。其中所述方法包括：将需发送给各用户的数据向量，形成合并数据向量；将所述合并数据向量叠加上摄动向量，形成摄动合并数据向量；根据获得的各用户的信道状态信息，形成线性变换矩阵；利用所述线性变换矩阵对所述摄动合并数据向量进行线性变换，形成发射信号向量。其适合于各个用户有任意根接收天线的多用户MIMO预编码的技术中。但该方法复杂度较高，不易实现。中国专利CN200710093781.3，提供了一种时分双工方式下行多用户多输入多输出的预编码方法，包括：1)每一个用户根据信道估计得到其信道矩阵，对信道矩阵进行奇异值分解，得到其接收端的预编码矩阵，使用该预编码矩阵进行接收端的预编码；2)对每个用户的信道矩阵，针对信道矩阵的每个列向量，找出其最大模值，将其位置信息发送给发射端，发射端收到后对该列向量各元素的幅度进行重构，相位进行量化，其中最大模值的元素重构后其幅度大于该列向量其余元素的幅度，其量化角度小于该列向量其余元素的量化角度；3)发射端得到所有用户的信道矩阵，利用块对角化算法得到每一个用户使用的预编码权值矢量，进行发射端的多用户预编码。然而，块对角化算法复杂，难以实现。所以，目前如何高精度、简洁实用的实现多用户预编码，成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于分组波束的多用户预编码方法和装置，用以解决现有技术中多用户预编码算法复杂，不能简洁、高精度的实现多用户预编码的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种基于分组波束的多用户预编码方法，包括：基于不重叠的波束，构造分组波束矩阵，并划分出一个或多个至少包含两个波束的波束组；所述分组波束矩阵每列元素表示天线阵列形成第i个波束的权向量；i＝2，3，...，n，其中n为不重叠波束的个数；利用至少一个所述波束组，扫描基站小区的覆盖范围，获取互不干扰的多用户，并根据所述波束组中波束的权向量和获取所述多用户时波束组的扫描角度，得到各所述用户的预编码矩阵；利用各所述用户的所述预编码矩阵，对各所述用户的信号进行预编码处理。优选地，所述方法中，波束组中包含的各波束间彼此正交。另一方面，本专利技术还提供一种基于分组波束的多用户预编码装置，包括：分组波束模块，用于基于不重叠的波束，构造分组波束矩阵，并划分出一个或多个至少包含两个波束的波束组；所述分组波束矩阵每列元素表示天线阵列形成第i个波束的权向量；i＝2，3，...，n，其中n为不重叠波束的个数；波束扫描模块，用于利用至少一个所述波束组，扫描基站小区的覆盖范围，获取互不干扰的多用户；预编码矩阵获取模块，用于根据所述波束组中波束的权向量和获取所述多用户时波束组的扫描角度，获取所述波束扫描模块得到的各所述用户的预编码矩阵；预编码处理模块，用于利用各所述用户的所述预编码矩阵，对各所述用户的信号进行预编码处理。本专利技术有益效果如下：本专利技术所述方法和装置，在LTE-Advanced系统多用户预编码时，为了合理选择多用户及预编码矩阵，采用基于小区内优化波束离散波束扫描的方式快速准确选择出可以进行多用户预编码处理的用户，及相应的预编码，使对应的用户的信号通过预编码处理后对其他用户的干扰为零，使得整个系统的性能得到较好的改善；可见本专利技术简洁且高精度的实现了多用户预编码。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种基于分组波束的多用户预编码方法的流程图；图2为本专利技术实施例中分组波束多用户预编码的分组波束示意图；图3为本专利技术实施例中分组波束多用户预编码的单小区两用户应用示意图；图4为本专利技术提供的一种基于分组波束的多用户预编码装置的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种基于分组波束的多用户预编码方法和装置，所述方法采用分组波束进行离散波束扫描，在快速搜寻到多组配对用户的同时，也给出了多用户预编码矩阵，且每个用户都不对其他配对用户产生干扰，从而提高整个系统的性能。如图1所示，本专利技术提供一种基于分组波束的多用户预编码方法，包括：步骤S101、基于不重叠的波束，构造分组波束矩阵，并划分出一个或多个至少包含两个波束的波束组；其中，所述分组波束矩阵每列元素表示天线阵列形成第i个波束的权向量；i＝2，3，...，n，其中n为不重叠发射天线波束的个数。优选地，所述波束组中包含的各波束间彼此正交。步骤S102、利用至少一个所述波束组，扫描基站小区的覆盖范围，获取互不干扰的多用户；该步骤具体为：所述波束组扫描所述基站小区的覆盖范围时，当小区内至少两个用户分别位于所述波束组的不同波束中时，选取所述至少两个用户为互不干扰的多用户。步骤S103、根据所述波束组中波束的权向量和获取所述多用户时波束组的扫描角度，得到各所述用户的预编码矩阵；该步骤具体为：将eif(Nβ)与所述波束组扫描基站小区覆盖范围时所述波束组中覆盖各所述用户的波束的权向量相乘，得到各所述用户的预编码矩阵；其中，f(Nβ)是关于β的函数，表示波束组在获取到多用户时的扫描角度值；其中，所述β为扫描步进值，N为扫描次数；进一步地，所述f(Nβ)函数的具体形式取决于天线阵列的形式，例如，对于均匀线阵，有：其中d是天线阵列中各天线的间距，λ是所用无线电波的波长。当然，若采用其他天线阵列形式，只要能够毫无疑义的确定波束组的当前扫描角度即可，本专利技术并不限定获取扫描角度的具体方式。步骤S104、利用各所述用户的所述预编码矩阵，对各所述用户的信号进行预编码处理。下面根据图2～图3给出本专利技术几个较佳的实施例，并结合对实施例的描述，进一步给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分组波束的多用户预编码方法，其特征在于，包括：基于不重叠的波束，构造分组波束矩阵，并划分出一个或多个至少包含两个波束的波束组；所述分组波束矩阵每列元素表示天线阵列形成第i个波束的权向量；i＝2，3，...，n，其中n为不重叠波束的个数；利用至少一个所述波束组，扫描基站小区的覆盖范围，获取互不干扰的多用户，并根据所述波束组中波束的权向量和获取所述多用户时波束组的扫描角度，得到各所述用户的预编码矩阵；利用各所述用户的所述预编码矩阵，对各所述用户的信号进行预编码处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于分组波束的多用户预编码方法，其特征在于，包括：基于不重叠的波束，构造分组波束矩阵，并划分出一个或多个至少包含两个波束的波束组；所述分组波束矩阵每列元素表示天线阵列形成第i个波束的权向量；i＝2,3,...,n，其中n为不重叠波束的个数；利用至少一个所述波束组，扫描基站小区的覆盖范围，当小区内至少两个用户分别位于所述波束组的不同波束中时，选取所述至少两个用户为互不干扰的多用户，并将ejf(Nβ)与所述波束组扫描基站小区覆盖范围时所述波束组中覆盖各所述用户的波束的权向量相乘，得到各所述用户的预编码矩阵；其中，所述f(Nβ)是关于β的函数，表示波束组在获取到多用户时的扫描角度值；β为扫描步进值；N为扫描次数；利用各所述用户的所述预编码矩阵，对各所述用户的信号进行预编码处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波束组中包含的各波束间彼此正交。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用至少一个所述波束组，扫描基站小区的覆盖范围时，所述波束组内的各波束间位置保持不变。4.一种基于分组波束的多用户预编码装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍文，王永强，梁西安，金涛，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：