[发明专利]多用户毫米波通信系统的波束分配方法及其装置和系统

权利要求书

1.一种多用户毫米波通信系统的波束分配方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1、K个用户同时与基站进行上行波束搜索，获得所有用户与基站之间的多径信息，并将每个用户的多径信息按照信道增益从大到小的顺序排列；定义集合其中表示所有用户所有路径的信道增益构成的集合，P_k表示第k个用户所有路径的信道增益构成的集合，k_L表示第k个用户的多径数目；同时，基站在进行波束搜索时，获取了每个用户每条路径基于发射角AoD的发送码字、基于到达角AoA的接收码字信息，定义分别表示第k个用户第l条路径的发送码字与接收码字；

步骤2、选取每个用户多条路径中信道增益最大项，构成集合对应的每条路径发送码字构成集合接收码字构成集合比较集合S中所有元素大小，选取最大项设为对应的发送码字设为接收码字设为

步骤3、判断第k_max个用户与基站间可选路径是否为1，若是，则执行步骤5；否则执行步骤4；

步骤4、若存在且在满足要求的用户中，存在仅有一条路径可选的用户，则执行步骤6；否则，执行步骤5；

步骤5、基站对第k_max个用户分配发送码字并将接收码字的信息反馈给第k_max个用户，令K←K-1，去除集合中用户所有信道信息，以及其它用户中发送码字为的路径，再对集合中剩下的所有元素重新整合，执行步骤7；

步骤6、将所有与第k_max用户使用相同发送码字且仅有一条可选路径的用户构成集合其中J表示满足要求的用户总数，表示第single_k个用户与基站间的信道增益；比较R中各元素大小，选取最大项并设为基站对第个用户分配发送码字并将接收码字的信息反馈给第个用户，令K←K-1，去除集合中用户所有的信道信息，以及其它用户中发送码字为AoD_kmax的路径，再对集合中剩下的所有元素重新整合，执行步骤7；

步骤7、若K＝0或者波束分配结束；否则，返回执行步骤2。

2.如权利要求1所述的波束分配方法，其特征在于，步骤1中，所述所有用户与基站之间的多径信息，采用的方式为：依据天线数目分别在用户端和基站端设计模拟预编码码本，码本中的码字分别携带用户端基于AoD的引导向量信息及基站端基于AoA的引导向量信息，利用现有技术，通过上行导频训练，估计出K个用户与基站间的上行信道多径信息；由信道互易性，即下行信道是上行信道的转置，下行通信时基站端基于AoD的发送码字为上行通信时基于AoA的接收码字的共轭，用户端基于AoA的接收码字为上行通信时基于AoD的发送码字的共轭。

3.如权利要求2所述的波束分配方法，其特征在于，所述码字数目等于天线数目，当用户数目较多时，基站为不同用户的路径选用相同的码字。

4.一种多用户毫米波通信系统的波束分配装置，其特征在于，其包括：

波束搜索模块，用于获取信道增益集合获取每个用户与基站间每条路径的码字信息；

初始化选取模块，用于选取每个用户信道增益最大路径，构成集合对应路径发送码字集合接收码字集合比较集合S中所有元素大小，选取最大项设为对应的发送码字设为接收码字设为

路径数目判断模块，用于判断第k_max个用户与基站间可选路径是否为1；

单径优先判断模块，用于判断是否存在且满足条件的用户中是否存在仅有一条路径可选的用户；

波束分配模块，用于基站对第k_max个用户分配发送码字并将接收码字的信息反馈给第k_max个用户；

单径用户波束分配模块，用于将所有与第k_max用户使用相同发送码字且仅有一条可选路径的用户构成集合比较R中各元素大小，选取最大项并设为基站对第个用户分配发送码字将接收码字的信息反馈给第个用户；

调整更新模块，用于更新K←K-1，去除集合中已选用户的所有路径信息，以及其它用户中发送码字为的路径，再对集合中剩下的所有元素重新整合；

循环终止判断模块，用于判断是否K＝0或以循环或终止进程。