[发明专利]基于用户分布的参数化分块DFT码本的生成方法

说明书

一种基于用户分布的参数化分块DFT码本的生成方法，属于无线通讯技术领域。本方法步骤：1)对码本W^L进行不均匀分块得到m个分块码本；2)分别引入m个可变相位参数α和β来构造基于参数化的分块码本；3)根据信道矩阵H和码字w的最大平均相关性筛选出最优的可变相位参数α_i和β_i；4)生成α_i和β_i的参数表；5)根据不同的用户分布情况，决定采用参数表中对应的一组或多组码字分辨率(α_i,β_i)所构成的一个或者多个分块码本；6)对于码字分辨率(α_i,β_i)所构成的分块码本进行动态修正。本发明适用于用户均匀分布和非均匀分布下的大规模MIMO有限反馈预编码系统中，相较于传统DFT码本和LTE‑A码本有一定性能提升，且随着天线数增多这种优势更加明显。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种基于用户分布的参数化分块DFT码本的生成方法。

背景技术

随着智能化的普及，数十亿的智能设备需要实现无线连接，给当前无线网络容量带来了前所未有的挑战。现有研究表明，多用户多输入多输出系统(Multi-user multiple-input multiple-output，MU-MIMO)通过空间分集，并根据不同用户设备(UE)的信道状况在同一资源块(Resource block，RB)上调度多个用户，在提高系统容量和频谱利用率(Spectrum efficiency，SE)方面显示出了巨大的潜力。预编码技术作为MU-MIMO系统中的关键技术之一得到了学术界的广泛研究，它通过获取准确的下行信道状态信息(Channelstate information，CSI)消除用户间干扰(Multiuser interference，MUI)和符号间干扰(Intersymbol interference，ISI)，保证了系统性能。在时分双工(TDD)系统中，可以直接利用信道互易性获取CSI。但在频分双工(FDD)系统中，由于上下行信道工作在不同频段，CSI只能通过反馈链路得到。考虑到实际反馈链路中带宽受限，对于容量高、开销小的基于码本的预编码研究变得尤为重要。

当基站端天线阵元数受限时，对应的信道系数相关。对于均匀线性阵列(Uniformlinear arrays,ULA),DFT码本是已知的近似匹配最优波束成形的码本。现有技术中存在一些基于传统DFT构造的码本方法，如LTE-Advanced Release 10则采用DFT矩阵来构造在空间相关信道中有效匹配32个均匀波束的码本，该技术为对空间进行均等划分，其码字分辨率为适合于用户均匀分布，但码字分辨率过于单一，不够灵活，均匀划分空间使得用户密集区域与稀疏区域采用同一码字分辨率，导致系统性能受限。

专利“大规模MIMO中基于双码本的预编码方法”(专利申请号：201610742843.8，公开号：CN106100712A)公开了一种基于双码本的预编码方法，该方法步骤为：(1)生成第一码本，选择第一码本最优码字；(2)将第一码本最优码字的列向量进行扩展得到第二码本，选择第二码本最优码字；(3)比较两个码本奇异值大小；(4)从第一码本中选择预编码矩阵和索引信息P；(5)从第二码本中选择预编码矩阵和索引信息P；(6)接收端将最优预编码矩阵索引信息P反馈回发射端。该方法通过第一次生成码本进行码字选择后再扩展成第二码本再次进行码字选择，最终进行反馈，虽然降低了反馈索引信息的开销，但是复杂度较大，运算繁琐，且未考虑用户分布特性。专利“重用LTE码本的八天线码本设计方法”(专利申请号：201010293253.4，公开号：CN101958771A)提供了一种重用LTE码本的八天线设计方法，该方法包括：基于旋转DFT码本。生成秩为8的八天线LTE-A码本。该发明保持了LTE-A的后向兼容性，但是只讨论了扩展至八天线，并不能直接用于大规模数量的天线阵列中。

发明内容

基于上述问题，本发明提出一种基于用户分布的参数化分块DFT码本的生成方法，能够适用于非均匀分布下的大规模MIMO有限反馈系统。方法包括以下步骤：