[发明专利]一种天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法

权利要求书

1.一种天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1.天波大规模MIMO通信采用基于斯莱皮恩变换的下行鲁棒预编码传输方案；

步骤2.基于各用户波束基信道表示以及变换域信道信息，针对各用户分别设计或联合设计一组调制斯莱皮恩序列，构成斯莱皮恩变换矩阵，建立多用户的遍历和速率上界模型；

步骤3.设计生成最大化遍历和速率上界的斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器；

步骤4.对发送信号利用设计生成的斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器在变换域进行预编码，生成变换域鲁棒预编码信号；

步骤5.将变换域鲁棒预编码信号通过斯莱皮恩反变换生成发送信号，实现与一组用户的下行预编码传输。

2.根据权利要求1所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述波束基信道表示为将空间域信道建模为波束矩阵乘以波束域信道矢量的形式；所述变换域信道信息包括估计得到的斯莱皮恩变换域瞬时信道信息和统计信道信息。

3.根据权利要求2所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述波束矩阵为选定一组空间方向余弦采样格点对应的舵矢量构成的矩阵；斯莱皮恩变换矩阵根据各用户的非零波束索引集合设计。

4.根据权利要求3所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述各用户的非零波束索引集合为各用户波束域信道的非零元素所在的波束位置索引构成的集合。

5.根据权利要求1所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器，设计优化目标为最大化系统遍历和速率上界，包括分离斯莱皮恩变换域的鲁棒预编码器设计和联合斯莱皮恩变换域的鲁棒预编码器设计。

6.根据权利要求5所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述分离斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器设计利用针对各用户设计的调制斯莱皮恩序列、各用户信道信息、各用户变换域预编码器更新遍历和速率上界表达式，将空间域鲁棒预编码器设计问题转换为分离斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器设计问题，且分离斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器的迭代设计包括如下步骤：

步骤1，初始化各用户分离斯莱皮恩变换域的鲁棒预编码器，使其满足功率约束；

步骤2，利用MM算法框架得到系统遍历和速率上界在当前迭代下的替代函数；

步骤3，使用拉格朗日乘子法求解当前迭代的基于替代函数的优化问题；

重复步骤2、3直到达到预设迭代次数或预编码收敛，得到各用户分离斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器。

7.根据权利要求6所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述针对各用户设计的调制斯莱皮恩序列由各用户的非零波束索引集合决定。

8.根据权利要求5所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述联合斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器设计利用一组固定的调制斯莱皮恩序列、各用户信道信息、各用户变换域预编码器更新遍历和速率上界表达式，将空间域鲁棒预编码器设计问题转换为联合斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器设计问题，且联合斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器的迭代设计包括如下步骤：

步骤21，初始化各用户联合斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器，使其满足功率约束；

步骤22，利用MM算法框架得到系统遍历和速率上界在当前迭代下的替代函数；

步骤23，使用拉格朗日乘子法求解当前迭代的基于替代函数的优化问题；

重复步骤22、23直到达到预设迭代次数或预编码收敛，得到各用户联合斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器。

9.根据权利要求8所述的天波大规模MIMO鲁棒预编码传输方法，其特征在于，所述联合斯莱皮恩变换域鲁棒预编码器，所述斯莱皮恩反变换利用低维快速傅里叶逆变换IFFT低复杂度实现。