[发明专利]用于3DMU‑MIMO预编码矩阵构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于3D MU-MIMO预编码矩阵构造方法。

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术的实施将依赖于对于信道状 态信息(CSI)的利用，为了通过在发送端进行预编码来提高系统传输性能，发送端需要获知 信道状态信息(Channel Statement Information，CSI)，而信道状态信息CSI通常由接收端利 用参考序列进行信道估计得到，这通常需要接收端信道状态信息CSI并将其反馈给发送端，用 于在发送端计算合适的预编码或者波束成形参数。然而，CSI反馈信道的有限性决定了预编码 码本的设计是必要的。为了减少反馈量，在关于高秩与低秩的情况提出了一种由两层组成的 双码本W＝W₁*W₂的预编码方法，W₁与W₂分别是长期预编码矩阵(即，利用信道状态信息 的长期统计计算的预编码矩阵)与短期预编码矩阵(即，利用信道状态信息的短期统计计算 的预编码矩阵)。

信道的长期统计特性主要取决于信道的信道相关性，而信道相关性受天线阵列布局的影 响。在传统的多天线系统下(天线元数目较少)，天线阵列布局通常采用线性的天线阵列布 局，如均匀线性阵列(Uniform Linear Array，ULA)；但是，在大规模天线系统下(天线元 数目很多)，由于空间上的约束，天线阵列布局更倾向于采用平面的天线阵列布局，如均匀 矩形阵列(Uniform Rectangle Array，URA)。然而，目前大多数的双码本都是针对线性的天 线阵列布局设计的，这样对于平面的天线阵列布局，这些双码本就无法很好地刻画信道的长 期统计特性，从而对系统预编码性能有较大的影响。

尽管在现有技术中提出了基于双码本的预编码方案，比如现有的LTE R8系统是基于镜像 变换Householder设计的4天线码本与LTE R10系统基于双码本设计的8天线码本，主要针对水 平向天线设计，没有考虑垂直向天线的自由度，在空间资源的自由度并没有被充分利用，尤 其是在垂直域的空间资源没有被充分利用，因而在多个用户分布于同一建筑物的不同楼层的 情况下，这些方案难以支持多用户传输，直接用于AAS基站天线部署时，系统性能将严重下降。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种大规模MIMO预编码方法及装置，应用于4G LTE、 LTE-A及5G IMT-2020移动通信系统eMBB中，利用包括支持垂直方向与水平方向量化的预编 码矩阵，可以充分利用有源天线系统垂直方向的自由度，从而提高CSI反馈的精度和系统吞 吐量。

本发明提出了一种一种用于3D MU-MIMO预编码矩阵构造方法，其特征在于，包括：

构造预编码矩阵W为表示宽带或长期信道特性的第一码本矩阵W₁与用于所述第一码本 矩阵W₁带宽选择的第二码本矩阵W₃、表示窄带或短期信道特性的第二码本矩阵W₂乘积，即：

W＝W₃*W₁*W₂

所述第一码本矩阵为：

其中，Λ、R_CLA,H、R_CLA,V、R_ULA,H、R_ULA,V是对角矩阵，矩阵D_CLA,H、D_CLA,V、D_ULA,H、D_ULA,V的各 列为离散傅里叶变换DFT向量。

优选地，根据基站与用户终端在主载波的波达方向值AOA确定所述第一码本矩阵W₁作为 主码本。

优选地，根据基站与用户终端在副载波的波达方向值DOA确定所述第一码本矩阵W₁作为 副码本。

优选地，当所述3D MU-MIMO系统的发送天线为四天线且仅传输一个码字时，所述信 道独立预编码传输为一层传输，或者为一个码字使用两层进行重传传输。

优选地，当所述3D MU-MIMO系统的发送天线为为八天线且仅传输一个码字时，所述 信道独立预编码传输为一层传输，或者为两个码字使用四层或八层传输。