[发明专利]一种混合波束赋形子连接结构的配置方法和装置

权利要求书

1.一种混合波束赋形子连接结构的配置方法，应用于大规模MIMO系统的上行链路中，其特征在于，包括如下步骤：

在基站上配置N根天线和M个射频链；

将所述基站的N根天线分成M个天线子阵列，所述天线子阵列与射频链一一对应，计算每个天线子阵列中包含的天线数量；

根据用户数目K计算其约数i，用集合表示，z表示约数i的个数；

对集合D中的每个元素做循环，计算每个约数i所对应的互信息值并记录；

获取所有互信息值中的最大值，则其对应的约数i为最佳交错结构的交错因子；

根据所述交错因子对子连接结构进行配置，即在同一个天线子阵列中，相邻天线之间存在个属于其他子阵列的天线；

其中，所述互信息值的计算公式为：

其中， 表示求期望，表示求行列式，为单位阵，表示用户数目，表示用户功率，表示每个子阵列中包含的天线根数，为模拟波束赋形矩阵，表示的共轭转置，为信道矩阵，表示的共轭转置，表示定义的函数，表示约数，表示基站天线间距，表示基站天线的波长。

2.根据权利要求1所述的混合波束赋形子连接结构的配置方法，其特征在于，所述的第个元素可以表示成：

其中，表示传播路径总个数，表示第k个用户的第l条路径的复合增益，j表示虚数单位，，表示不超过的最大整数，且， 表示第k个用户的第l条路径的到达角，和k可以是从到K的任何值，表示不超过的最大整数，表示的余数，m表示子阵列中的天线索引，d表示基站天线间距，表示基站天线的波长，表示每个子阵列中包含的天线根数，i表示约数。

3.根据权利要求1所述的混合波束赋形子连接结构的配置方法，其特征在于，所述模拟波束赋形矩阵中的元素取值取决于移相器网络中射频链与天线的连接结构，则的第个元素可以被表示为：

其中，。

4.根据权利要求1所述的混合波束赋形子连接结构的配置方法，其特征在于，根据传播路径的数量分别计算的取值；

单条传播路径（L=1）：可得

将上式改写为：，其中，

，；

多条传播路径（）：可得

其中，表示中第l条路径的分量；可以被写成：

其中，，个元素为

是对角矩阵，个元素是

。

5.根据权利要求1所述的混合波束赋形子连接结构的配置方法，其特征在于，当用户数目K的Z个约数所对应的互信息值都计算完毕，则循环停止。

6.一种混合波束赋形子连接结构的配置装置，其特征在于，包括：

构建模块，用于在基站上配置N根天线和M个射频链；

天线子阵列模块，用于将所述基站的N根天线分成M个天线子阵列，所述天线子阵列与射频链一一对应，计算每个天线子阵列中包含的天线数量；

约数计算模块，用于根据用户数目K计算其约数i，用集合表示，z表示约数i的个数；

互信息值计算模块，用于对集合D中的每个元素做循环，计算每个约数i所对应的互信息值并记录；

交错因子获取模块，用于获取所有互信息值中的最大值，则其对应的约数i为最佳交错结构的交错因子；

配置模块，用于根据所述交错因子对子连接结构进行配置，即在同一个天线子阵列中，相邻天线之间存在个属于其他子阵列的天线；

其中，所述互信息值的计算公式为：

其中， 表示求期望，表示求行列式，为单位阵，表示用户数目，表示用户功率，表示每个子阵列中包含的天线根数，为模拟波束赋形矩阵，表示的共轭转置，为信道矩阵，表示的共轭转置，表示定义的函数，表示约数，表示基站天线间距，表示基站天线的波长。