[发明专利]一种毫米波系统动态用户混合预编码方法

说明书

本发明涉及一种毫米波系统动态用户混合预编码方法，包括：获取每个用户的信道状态信息，并将每个用户相邻时隙的信道状态信息存储于存储单元中；根据存储的信道状态信息，得到每个用户的最优传播径；判断最优传播径是否为直射径，得到每个用户的判断结果；根据判断结果得到每个用户的状态；根据用户的状态，设计用户的模拟预编码矩阵；根据模拟预编码矩阵，设计用户的数字预编码矩阵；根据模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵，进行数据传输。本发明的方法只通过对用户相邻时隙的信道状态信息进行比较判断即可得到每个用户的状态，提高了用户状态检测的效率以及降低了检测的复杂度，并根据检测的用户实时状态，提出了自适应的混合预编码方法。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种毫米波系统动态用户混合预编码方法。

背景技术

作为第五代移动通信系统的关键技术之一，毫米波可以在有效解决全球性频段紧张问题同时极大地提升系统传输速度和频谱效率。但是，毫米波系统中稀疏信道和窄波束使得其性能极易受系统中用户状态的影响。例如，当毫米波波束被人体阻挡，将损失约35dB的波束增益。除此之外，当用户运动时，毫米波波束增益也会遭受不同程度的衰减。

针对毫米波部分连接天线阵系统中预编码问题，目前很多学者已进行了深入的研究，例如，利用模拟预编码矩阵块对角化结构和半正定松弛算法设计模拟预编码矩阵以降低混合预编码矩阵和全数字预编码矩阵的欧氏距离；通过在波束空间内穷搜索以得到最优的传输方向并将该方向对应的阵列导向矢量作为模拟预编码矩阵的相应列以简化混合预编码矩阵的设计复杂度；通过将传统模拟预编码矩阵的优化问题转化为幅度和相位分别优化的子问题以降低优化过程中的计算复杂度。

然而，传统混合预编码算法仅考虑优化静态用户的和速率性能以及简化静态用户混合预编码矩阵设计过程中的计算复杂度。当系统中存在动态用户时，传统混合预编码算法的和速率性能将极易受到系统中用户状态影响。因此上述传统算法不适用于动态用户场景，或很难维持其预期性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种毫米波系统动态用户混合预编码方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现，本发明提供了一种毫米波系统动态用户混合预编码方法，用于毫米波部分连接天线阵系统，包括：

获取每个用户的信道状态信息，并将每个用户相邻时隙的所述信道状态信息存储于存储单元中；

根据存储的所述信道状态信息，得到每个用户的最优传播径；

判断所述最优传播径是否为直射径，得到每个用户的判断结果；

根据所述判断结果得到每个用户的状态；

根据所述用户的状态，设计用户的模拟预编码矩阵；

根据所述模拟预编码矩阵，设计用户的数字预编码矩阵；

根据所述模拟预编码矩阵和所述数字预编码矩阵，进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，获取每个用户的信道状态信息，并将每个用户相邻时隙的所述信道状态信息存储于存储单元中，包括：

基站获取每个用户在波束训练时隙内扫描得到的所述信道状态信息H_m，

其中，H_m表示第m个用户的信道状态信息矩阵，M表示用户个数，表示第m个用户的直射径的信道状态矩阵，表示第m个用户的第i个非直射径的信道状态矩阵，K表示莱斯因子，P_m表示第m个用户的传播径个数，表示第m个用户的第i个非直射径的复路径增益；

将每个用户的第t-1个时隙和第t个时隙的所述信道状态信息分别存储在第一存储单元和第二存储单元，其中t≥1。

在本发明的一个实施例中，根据存储的所述信道状态信息，得到每个用户的最优传播径，包括：