[发明专利]大规模多输入多输出波束域多播传输方法

权利要求书

1.大规模多输入多输出波束域多播传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基站利用统一的酉变换矩阵对小区实现大规模波束覆盖，基站在生成的波束上对小区内所有用户提供多播服务，实现波束域多播传输；

(2)基站利用实施多播传输的所有用户的长时信道信息，依据给定的准则，对发送信号进行波束域功率分配；

所述给定的准则包括MMF准则和QoS准则；在MMF准则下，对发送信号进行波束域功率分配的问题能够表示为一个关于功率分配矢量的凸优化问题；

对发送信号进行波束域功率分配的方法包括基于随机规划的功率分配方法；在MMF准则下，基于随机规划的功率分配方法的步骤如下：

(201)利用KKT条件得到与凸优化问题等价的关于功率分配矢量的定点方程，并通过定点迭代得到该定点方程的解，所述定点方程如下：

上式中，[x]⁺＝max{x,0}，p_i为p的第i个元素，p为波束域功率分配矢量，v为功率约束1^Tp≤P对应的对偶变量，1^T表示全1向量的转置，P为基站侧最大发送功率，λ_k为用户k的拉格朗日乘子变量，γ_k为预先确定的用户k的权重，K为用户数，g_k,i为G_k的第i列，G_k为随机矩阵，其各元素均值为0且相互独立，I_N为N维单位矩阵，M为基站侧配置的发射天线根数；

(202)利用定点方程的解更新对偶变量，迭代上述过程，直至对偶变量收敛，即对偶变量的次梯度的绝对值小于设定值；

(3)在各用户移动过程中，随着基站与各用户之间长时信道信息的变化，基站间歇地获取长时信道信息，动态实施波束域多播传输。

2.根据权利要求1所述大规模多输入多输出波束域多播传输方法，其特征在于，在步骤(1)中，基站侧配备大规模天线阵列，天线单元间距为半个波长的量级，天线阵列为一维或二维阵列，当天线阵列结构确定时，酉变换矩阵也随之确定，且不随用户的位置及信道状态而改变，基站利用该酉变换矩阵生成大规模波束覆盖整个小区，实现空间资源的波束域划分。

3.根据权利要求1或2所述大规模多输入多输出波束域多播传输方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述长时信道信息为波束域能量矩阵；在上行链路中，每个用户发送探测信号，基站根据接收到的探测信号估计所有用户的波束域能量矩阵，然后依据给定的准则，对发送信号进行波束域功率分配。