[发明专利]一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法

说明书

本发明公开了一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法，该基于空间复用的新型收发天线联合选择方法，该选择算法起始于满集，即包含所有用于天线选择的发射端多天线与接收端多天线间的信道集合，在每一次选择过程中选择出对信道容量贡献最小的一对收发天线进行删除。本发明的性能优于基于范数的天线选择算法和贪婪的收发联合天线选择算法，在不牺牲系统性能的情况下可大大降低了天线选择器的复杂度，较好地解决了现有的收发天线联合选择方法存在的计算复杂度高、工作量较大、实用性较低的问题。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于空间复用的新型收发天 线联合选择方法。

背景技术

随着无线通信的快速发展，微型电脑、智能手机的广泛应用，人们更希望 任何时间任何地点都能够接入互联网来获取信息。这要求通信网络具有更高的 传输速率和更好的服务质量。传统的单输入单输出系统(SISO)远远不能满足实 际需求。大规模的多输入多输出系统(又称多发射天线多接收天线系统，MIMO) 是无线通信系统重大的技术突破，它在发射端和接收端配置大量的天线。与传 统的SISO系统相比，在不增加系统带宽和发射功率的情况下，MIMO系统的 容量和可靠性有很大的改善。由于MIMO通信系统有着较大的性能优势，已经 引起了该领域专家、学者和运营商的广泛兴趣。更重要的是第三代移动通信系 统(3GPP)已经在标准中已部分引入了MIMO技术。目前，MIMO技术也已广泛 应用于超3G和4G标准中。可以预见，在未来移动通信系统势必大规模地采用 MIMO技术。

MIMO系统可以通过空间复用或者空间分集来提高系统的容量和降低误比 特率，改善通信系统的性能。采用MIMO技术的通信系统设备需要与天线数相 同的射频链路(主要包括放大器、上下频转换器、模/数/模转换器)，导致系统的 硬件成本和复杂度较大。因此，如何保持MIMO系统性能优越性同时降低系统 的复杂度是一个重要的研究课题。天线选择是一种可以保持系统性能优势，同 时降低系统复杂度和硬件成本的有效方法。天线选择的思想是用有限的射频链 路来匹配较多的天线，它可以有效地降低通信设备的射频链路数目，同时保持

基于综上所述原因，天线选择技术已经引起了广泛的研究兴趣。天线选择 可以有效的降低MIMO系统的复杂度和硬件成本，同时有效地改善MIMO通 信系统的性能。为了选择适当的天线子集，近年来MIMO系统中的天线选择算 法在大量的文献中被深入研究。很大一部分的天线选择技术都是基于发射端或 接收端，收发联合天线选择算法很少被研究。给定发射和接收端天线数目，为 了找到最优的发射和接收天线子集，最优的天线子集选择算法(本发明简称， 最优算法)计算所有可能的天线子集组合，从中选择出能够使系统性能最优的 天线子集。虽然最优算法能够取得最好的系统性能，但是，由于最优算法计算 复杂度过大，算法的复杂度随着天线数目的增加成指数增长，特别是在快变信 道中，天线选择需要快速估计出信道，而最优算法的复杂度大，很难达到实时 性要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法， 旨在解决现有的收发天线联合选择方法存在的操作复杂，工作量较大，实用性 较低的问题。

本发明是这样实现的，一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法， 该基于空间复用的新型收发天线联合选择方法在起始时对应用于天线选择的发 射接收天线信道集合为满集，在每一次选择过程中选择出对信道容量贡献最小 的一对收发天线。

进一步，该基于空间复用的新型收发天线联合选择方法包括以下步骤：

第一步：天线选择初始化，设置多天线通信系统的参数ρ、N_R、N_T、L_t、 L_r大小,按图2所示描述系统生成起始满集信道矩阵H，清零选择步长n＝0；

第二步：计算

第三步：从发射天线集中选择某一个列向量使得最小,将其从发射天线集中删除