[发明专利]一种3D码本构造方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种3D码本构造方法及系统。

背景技术

为了进一步提高3D MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)技术的频谱效率，同时利用水平维和竖直维空间自由度的3D MIMO技术被提出。其中，诸如垂直扇区分裂、3D波束赋形等技术已经被研究用于提高系统的垂直覆盖和总容量。2D天线阵列是3D MIMO技术的关键。最典型的2D天线阵列是均匀平面阵列。这种天线阵列能够从均匀线性阵列变换得来。为了更好的评估2D天线阵列的性能，需要进行同时考虑水平维和竖直维的3D信道的建模。

由于3D MIMO中，信道在3维空间中建模，传统的DFT(Discrete Fourier Transform)码本不再适用。在3D MIMO中，基站通常会在有限的空间内安装大量的天线端口，3D信道通常是相关的。因此，DFT码本中适用于相关信道的恒模特性应当被保留。考虑到码本构造的复杂度，使用两个DFT码本其中一个表征信道的水平维特性，另一个表征信道的竖直维特性—进行克罗尼克乘积构造3D码本既保留了码本的恒模特性，又有利于工程实现。

现有的码本构造方法存在以下问题：采用传统的DFT码本，由于系统的吞吐量较低，导致通信网络容量较低，通信网络性能较差；

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何构造一种3D码本，利用3D码本的空间自由度，提高通信网络系统的性能。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种3D码本构造方法，该方法包括：

S1、根据基站水平维的反馈精度N_H、竖直维的反馈精度N_V和发射天线数M_t，确定水平维矩阵F_H和竖直维矩阵F_V；

S2、对水平维矩阵F_H和竖直维矩阵F_V进行克罗尼克积，构造3DMIMO母码本F；

S3、根据基站的发射天线数M_t，在3D MIMO母码本F中采用随机搜索法选取码字间相关性最小的M_t行，构成最优的3D MIMO码本。

优选的，步骤S1中确定水平维矩阵F_H和竖直维矩阵F_V具体方法如下：

S10、根据基站发射天线的水平维端口数N_tH和竖直维端口数N_tV确定水平维的反馈比特数B_H和竖直维反馈比特数B_V；

S11、由公式M_t＝N_tHN_tV求出基站水平维的反馈精度N_H、竖直维的反馈精度N_V和发射天线数M_t；

S12、根据确定的基站的水平维的反馈精度N_H、竖直维的反馈精度N_V、发射天线的水平维端口数N_tH及竖直维端口数N_tV，构造水平维矩阵F_H和竖直维矩阵F_V：

优选的，步骤S2中的3D MIMO母码本

其中，表示克罗尼克积，矩阵F的维数为N×N＝N_HN_V×N_HN_V。

优选的，步骤S3中所述随机搜索法选取码字间相关性最小的M_t行的具体方法如下：

S30、随机生成一个有M_t个行向量的索引集合；

S31、对M_t个行向量的索引集合进行迭代，每次迭代中，通过改变前一次行向量中的一个元素，计算当次迭代和前一次迭代的3DMIMO码本的最大相关性，若相关性减小，则将当次最优行向量索引集合更改为当前最优行向量索引集合，否则，不更改；

S32、判断当前最优行向量索引集合是否出现过，若出现过，则将其出现次数加1，否则，记录其出现，并将其出现次数记为1；