[发明专利]一种大规模天线系统联合码分和波束分多址方法

权利要求书

1.一种大规模天线系统联合码分和波束分多址方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：基站通过上行链路专用物理控制信道获取各用户特征方向上的特征模式能量耦合矩阵；所述特征模式能量耦合矩阵通过式(1)得到：

式(1)中，为第k个用户在第i个时延上的特征模式能量耦合矩阵，和均表示的第m个元素，M为基站天线数，N_slot＝15为一个帧内的时隙数目，为第j个时隙、第m个符号、第k个用户在第p条路径上波束域信道系数的估计值，τ_k,m,p为第k个用户、第m个符号在第p条路径上的时延，T_chip为码片周期，L为信道冲激响应长度，(·)^*表示共轭；

S2：基站利用特征模式能量耦合矩阵，通过层次聚类的方法进行用户分组；

S3：基站利用特征模式能量耦合矩阵，进行各种用户、码道和波束组合下的和速率计算；所述和速率通过式(5)计算得到：

式(5)中，为和速率，为共用第n_c个码道的用户集合；b₁,…,b_K为各用户的通信波束，其中为第k₃个用户的通信波束，1≤k₃≤K，K为用户数；为第n_c个码道上用户的功率，P为基站侧总功率，N_c为码道个数，G为扩频系数，为的第b_k个元素，为的第b_l个元素，l为除第k个用户外共用第n_c个码道的其他用户，Ω_k为第k个用户的特征模式能量耦合矩阵，为第k个用户在第i个时延上的特征模式能量耦合矩阵，M为基站天线数，为第k个用户在第j个时延上的特征模式能量耦合矩阵，为的共轭，为数学期望，为的共轭，为信道化码序列的第j位，0≤j≤G-1，为信道化码序列的第j′位，0≤j′≤G-1，为第k个用户在第n_c个码道上的波束域权值矢量的共轭转置，为第k个用户在第i-j′-1个时延上的波束域信道冲激响应，为第k个用户在第i-j-1个时延上的波束域信道冲激响应，为第l个用户在第n_c 个码道上的波束域权值矢量，为信道化码序列的第j′位，n′_c为第n′_c个码道，为的共轭，为的共轭转置，为的共轭转置，R_k,n为噪声的协方差矩阵，为第k个用户的卷积信道矩阵；

为信道化码序列的扩展，表示从集合中去除元素k，L为信道冲激响应长度；

S4：采用贪婪算法实现最大化和速率准则下的用户调度，获取各个码道的通信用户集合、每个码道内的用户波束配对组合。