[发明专利]基站协作传输的毫米波MIMO混合预编码方法

说明书

本发明揭示了一种基站协作传输的毫米波MIMO混合预编码方法，包括如下步骤：S1、信道状态信息获取步骤，在目标用户附近设置K个基站，各基站均获取信道状态信息H_i，各基站交换信息；S2、模拟预编码和W_RF设计步骤，构建等效信道状态信息，以最大化等效阵列增益来联合设计和W_RF；S3、基站选择步骤，计算第k个基站的等效信道，判断增益是否大于等于阈值η，若是则将其视为协作传输基站，否则将其视为干扰基站；S4、基带数字预编码和W_BB设计步骤，设K个基站中存在K′个干扰基站、其余为协作传输基站，对协作传输基站和干扰基站的等效信道进行奇异值分解，使用等效信道矩阵的零空间构造预编码矩阵，得到和W_BB。本发明使用效果优异，具有很高的使用及推广价值。

技术领域

本发明涉及一种编码方法，具体而言，涉及一种基站协作传输的毫米波MIMO混合预编码方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

毫米波蜂窝网络通信拥有丰富的频谱资源，可以满足5G网络高速率传输需求，被认为是5G通信技术中的关键技术之一。毫米波的波长较短可以在收发端布置较多的天线，利用天线阵列的增益弥补毫米波信号在传输中的严重的信号衰减。因此毫米波通信可以很好的和大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)技术相结合，大规模MIMO技术通过天线增益和空间自由度可以很好的解决毫米波通信由于环境引起的损耗问题。

基带数字预编码与RF模拟预编码相结合的混合预编码技术是最有希望解决毫米波大规模MIMO波束赋形问题的办法，混合预编码技术可以很好的平衡硬件限制和系统性能，使系统性能接近全数字预编码的理想效果。

在5G网络中，小区基站密集化部署，尽管这种部署方式能够保证网络通信效果，但也会带来十分严重的小区间干扰。协作传输技术(CoMP)是指在多蜂窝系统中多个小区基站共享信道信息和数据信息联合对目标用户进行数据传输。通过多个基站同时对小区边缘用户传输数据，利用传输分集提高传输的可靠性和传输速率，可以很好的解决小区间干扰问题，从而提升用户通信质量以及系统容量。目前，协作传输技术已经应用在4GLTE-Advanced系统中，被用来解决小区间干扰，提升系统性能，并且3GPP也提出了相应的标准。

尽管上述研究已经取得了诸多成果，但在目前关于毫米波MIMO混合预编码的研究中，大都是考虑单基站的情况，关于多个基站的协作传输毫米波MIMO混合预编码的研究仍然是业内所忽视的空白领域。也正因如此，如何提出一种全新的混合预编码方法，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种基站协作传输的毫米波MIMO混合预编码方法，包括如下步骤：

S1、信道状态信息获取步骤，在目标用户附近设置K个基站，每个基站均借助信道互易性或用户端的反馈获取信道状态信息H_i，其中i＝[1,2,3...K]，各个基站通过回程网络交换彼此获取的信道信息和所要传输的信号信息；

S2、模拟预编码和W_RF设计步骤，通过基站所获取的信道状态信息，构建等效信道状态信息，以最大化等效阵列增益来联合设计和W_RF；

S3、基站选择步骤，借助S2中获取的信息计算得到第k个基站的等效信道，并判断第k个基站的等效信道增益是否大于等于阈值η，若满足条件则将该基站视为协作传输基站，否则将该基站视为干扰基站；

S4、基带数字预编码和W_BB设计步骤，借助S3中获取的基站选择信息，设K个基站中存在K′个干扰基站，其余为协作传输基站，其中K′K，分别对协作传输基站和干扰基站的等效信道进行奇异值分解，并使用协作传输基站的等效信道矩阵的非零奇异值对应的子空间和干扰基站的等效信道矩阵的零空间构造预编码矩阵，分别得到基带数字预编码和用户的基带数字合并预编码W_BB；