[发明专利]一种垂直波束赋形处理方法

说明书

本发明公开了一种垂直波束赋形处理方法，包括以下步骤：1)设基站端同时服务两个用户，基站端从所服务用户反馈的信道状态信息CSI中提取所服务用户的信道矩阵；2)分别对第一个用户的信道矩阵H₁及第二个用户的信道矩阵H₂进行归一化；3)通过利用32位寄存器计算第二个用户的信道矩阵H₂的正交向量及第一个用户的信道矩阵H₁的正交向量4)对第二个用户的信道矩阵H₂的正交向量及第一个用户的信道矩阵H₁的正交向量进行归一化；5)根据波束赋形矢量W及基站端内的数据流s得基站端通过32位寄存器对数据流s波束赋形处理后的数据S。本发明可以减少定点运算中引入的误差，增加MIMO系统的性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种波束赋形处理方法，具体涉及一种垂直波束赋形处理方法。

背景技术

MIMO信道中数据速率提高的方法有两种：空间复用和空时编码。如果可以再结合波束赋形技术，则可以再次提高MIMO系统的性能。波束赋形技术主要是利用已知的信道状态信息CSI，在发射端对待发送的数据流进行预处理，从而在发射端对数据进行加权，进而提升系统的SNR性能，降低误码率。

应用于多用户MIMO系统中的基于非码本的线性波束赋形技术主要有ZF波束赋形算法、MMSE波束赋形算法和BD波束赋形算法。ZF和MMSE波束赋形算法适合用于每个用户配置单天线的情况，而BD算法则更加适合于每个用户配置多天线的情况。ZF波束赋形算法的思想是使目标用户的波束赋形矢量除以其他用户的信道矩阵的零空间内。相比于ZF波束赋形算法，MMSE波束赋形算法需要保证接收信号与发射信号之间的均方误差最小，所以考虑了噪声的影响。在高信噪比情况下，其性能逼近于ZF波束赋形算法，在低信噪比情况下，其性能优于ZF波束赋形算法。但是由于MMSE波束赋形算法的实现较为复杂，而且引入了一定程度的多用户干扰，没有提供相互正交的子信道，所以我们选择ZF波束赋形算法进行实现并对其处理过程进行改进。

随着波束赋形技术的发展，垂直波束赋形充分利用垂直维度的信道状态信息，使得波束更加准确的对准目标用户，更大的提高接收信号功率，提高信干噪比，进而提升整个系统的性能。在现代数字信号处理系统的算法验证时，为了获得更快的速度、更小的面积和更低的功耗，人们通常将浮点运算转化为定点运算在定点硬件平台中实现。因此，波束赋形的处理也是利用定点运算来完成。而在定点运算的过程中，因为信号值的定长是固定的，所以不可避免的因为对溢出的处理而出现误差，这些误差会转换成噪声，影响MIMO系统的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种垂直波束赋形处理方法，该方法可以减少定点运算中引入的误差，增加MIMO系统的性能。

为达到上述目的，本发明所述的垂直波束赋形处理方法包括以下步骤：

1)基站端同时服务两个用户，基站端从所服务用户反馈的信道状态信息CSI中提取所服务用户的信道矩阵，其中，第一个用户的信道矩阵为H₁，第二个用户的信道矩阵为H₂；

2)分别对第一个用户的信道矩阵H₁及第二个用户的信道矩阵H₂进行归一化，得：

其中为第一个用户的信道矩阵的归一化结果；为第二个用户的信道矩阵的归一化结果；

3)通过利用32位寄存器，根据式(1)计算第二个用户的信道矩阵H₂的正交向量及第一个用户的信道矩阵H₁的正交向量得