[发明专利]统计特征模式的空分多址传输方法

权利要求书

1.一种统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于该方法具体为：

a.基站侧的收发多天线配置为一个或多个天线阵列，每个天线阵列通过多个酉矩阵实现多个空间资源分割；

b.利用各用户信道在基站侧的长时统计相关矩阵，比较各个酉矩阵对用户信道相关矩阵的对角化性能，确定与长时统计相关矩阵特征模式匹配的酉矩阵，并计算出最优对角化后的相关矩阵，由此确定各用户所属的空间资源分割及其在该分割下所占用的空间方向，进而利用各用户所属的空间资源分割，对小区内的用户进行特征模式聚类；

c.利用各用户所占用的空间方向，对同一特征模式类的用户进行空分用户组的成组，形成可以通过空分多址共享同一时频资源的一个或多个空分用户组，各空分用户组中的不同用户所占的空间方向互不不同；

d.同一空分用户组中的用户利用其所属的空间资源分割进行空分多址传输，各个用户通过相应的酉矩阵的一个或多个列矢量实施长时统计特征模式传输，各个用户在长时统计特征模式下传输的信号包括专用导频信号和数据信号，数据信号可以是利用短时信道信息通过短时预编码生成的信号；

e.在各用户移动过程中，随着基站与各用户间信道的长时统计特性的变化，动态地实施前述用户特征模式聚类和空分用户组成组，形成更新后的特征模式用户类和空分用户组，并进而实施前述的特征模式空分多址传输。

2.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于：所述的天线阵列中，各天线之间的间距小于载波的波长，当各天线采用全向天线或120度扇区天线或60度扇区天线时，各天线之间的间距为1/2波长或波长或1个波长；每个天线采用单极化或多极化天线；各个天线阵列之间间距大于载波的波长；所有各天线阵列中所有天线的方向图均对齐。

3.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于所述的酉矩阵，其每个列矢量对应一个空间方向，利用一个列矢量作为各天线的收发加权矢量，即实现在相应的空间方向上的收发；每个酉矩阵的各个矢量在同一时频资源上同时实现相互正交的空间方向上的收发，由此实现对空间资源的分割利用；不同的酉矩阵对应不同的空间资源分割；实现空间资源分割的酉矩阵采用离散傅里叶变换矩阵通过左乘对角矩阵生成。

4.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于：比较各个酉矩阵对用户信道相关矩阵的对角化性能，性能最优的酉矩阵所对应的空间资源分割即为与该用户特征模式匹配的空间资源分割，此最优对角化后的相关矩阵中数值大于给定阈值的一个或多个对角元素所对应的空间方向即为该用户所占用的空间方向；属于同一空间资源分割的用户，划分到同一特征模式用户类，小区内的所有用户在相应的长时统计的时间窗内形成多个用户类。

5.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于：各用户所属的空间资源分割及所占的空间方向的确定在基站实施，或在用户终端实施；当在基站端实施时，所需的各用户信道基站侧长时统计相关矩阵，通过上行链路相应的信道估计后计算得到，或由各用户终端通过公共导频上的信道估计估算出来，并直接通过反馈链路反馈至基站；当在用户终端实施时，各用户通过公共导频进行信道估计，计算出其基站侧的信道长时统计相关矩阵，由此计算出各用户所属的空间资源分割及所占的空间方向，并通过反馈链路反馈到基站。

6.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于：空分用户组的成组依据各用户所占的空间方向，通过一种贪婪算法进行实施；对于每一个空分用户组，优先分配占据空间方向多的用户，然后按所占空间方向数由多到少搜寻可成组的用户，如当前搜索的用户所占的空间方向与已有的组内用户所占的空间方向无重叠，则将该用户并入该组，继续搜寻直到该组内所有空间方向均被占满或所有用户搜寻完毕。

7.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于：各个用户的专用导频信号直接在长时特征模式下传输，而其数据信号可以进一步利用短时信道信息通过短时预编码生成；对于下行链路传输，各用户在基站侧的发送信号通过其相应的一个或多个列矢量进行长时预编码生成天线域的发送信号，同一空分用户组的天线域信号为各用户天线域信号的累加；对于上行链路，各用户通过其相应的一个或多个列矢量，在基站侧对接收到的天线域信号进行匹配运算，分离出该用户的接收信号，并进而实施后续的接收处理。

8.根据权利要求1所述的统计特征模式的空分多址传输方法，其特征在于：各个用户的长时统计特征模式传输在其所占的全部空间方向上实施，或选择在其所占的部分空间方向上实施；空间方向的选择可以利用前述最优对角化后的信道相关矩阵中的对角元素，选取不超过给定个数的较大的对角元素，其相应的空间方向即可用作实施长时统计特征模式传输的空间方向；空间方向的选择可以在基站进行，也可以在用户终端上进行并通过反馈链路通知基站。