[发明专利]一种混合波束赋形架构及混合波束赋形方法

权利要求书

1.一种混合波束赋形架构，其特征在于，包括：基站侧的基带预编码器和射频RF预编码器，以及用户侧的数字接收机，所述基带预编码器和所述RF预编码器通过RF通道连接；

所述数字接收机包括：第一反馈通道和第二反馈通道，所述数字接收机通过所述第一反馈通道与所述基带预编码器连接，所述数字接收机通过所述第二反馈通道与所述RF预编码器连接，基于毫米波信道路径稀疏性特点，所述第一反馈通道用于向所述基带预编码器进行CSI的短时间规模反馈，所述第二反馈通道用于向所述RF预编码器进行CSI的长时间规模反馈。

2.一种混合波束赋形方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的混合波束赋形架构，所述方法包括：

获取RF预编码器码本、基带预编码器码本、信道的路径数、各个路径的到达角、各个路径的离开角以及各个路径的增益组成的向量；

基于各个路径的离开角DoA，得到基站侧天线阵列产生的阵列响应矩阵；

对所述阵列响应矩阵中的各个响应矢量进行量化处理，得到量化阵列响应矩阵；

将所述量化阵列响应矩阵与上一次量化阵列响应矩阵进行比较，判断所述量化阵列响应矩阵相对于所述上一次量化阵列响应矩阵是否发生改变；

如果是，则将所述量化阵列响应矩阵中的码字的索引通过第二反馈通道反馈至基站侧的RF预编码器，由所述RF预编码器将已存储的RF预编码器预编码矩阵更新为反馈得到的所述量化阵列响应矩阵；

当所述量化阵列响应矩阵相对于所述上一次量化阵列响应矩阵发生改变或是不发生改变时，均获取用户侧的数字接收机矩阵；

基于所述数字接收机矩阵和等效信道，得到低维等效信道；

对所述低维等效信道进行量化处理，得到量化等效信道矩阵；

将所述量化等效矩阵与上一次量化等效矩阵进行比较，判断所述量化等效矩阵相对于所述上一次量化等效矩阵是否发生改变；

如果是，将所述量化等效矩阵中的码字的索引通过第一反馈通道反馈至基站侧的基带预编码器，由所述基带预编码器将已存储的基带预编码器预编码矩阵更新为反馈得到的所述量化等效矩阵。

3.根据权利要求2所述的混合波束赋形方法，其特征在于，所述基于各个路径的离开角DoA，得到基站侧天线阵列产生的阵列响应矩阵，具体包括：

根据路径的DoA，得到基站侧天线阵列产生的阵列响应矩阵A_t，所述阵列响应矩阵A_t的表达式如下：

A_t＝[a_t(φ₁),a_t(φ₂),...,a_t(φ_l)...,a_t(φ_L)]；

式中，a_t(φ_l)为基站侧天线阵列产生的响应矢量，l＝1,2,...,L，响应矢量的表达式如下：

式中，φ_l表示第l个路径的DoA的值，λ为信号波长，d为天线阵列间距，φ_l为第l个路径的DoA的值，sin(φ_l)为φ_l的正弦值。

4.根据权利要求2所述的混合波束赋形方法，其特征在于，所述对所述阵列响应矩阵中的各个响应矢量进行量化处理，得到量化阵列响应矩阵，具体包括：

对每一个基站侧天线阵列产生的阵列响应矢量a_t(φ_l)进行量化，组成量化阵列响应矢量

基于如下公式，依次从所述RF预编码器码本C_RF中选择L个最优码字，组成量化阵列响应矩阵最优码字的表达式如下：

式中，为选择出的第l个最优码字，c_i为RF预编码器码本C_RF中第i个码字，为a_t(φ_l)的共轭转置运算。