[发明专利]一种面向5G C-RAN的多用户混合波束成形方法

说明书

本发明公开了一种面向5G C‑RAN的多用户混合波束成形方法，先通过一系列的波长间隔固定的光载波映射生成一个预设计的光波长矩阵，再由光波长矩阵引入光学真时延后，形成一个时延矩阵，将其定义为光学真时延池(OTTDP)；最后基于该OTTDP，实现基于光真时延池的多用户混合波束成形，并且该混合波束成形方案可以在射频链路数大于用户数时，利用全部的射频链路，进而提升系统的频谱效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种面向5G C-RAN的多用户混合波束成形方法。

背景技术

移动通信是信息社会中最重要的基础设施之一，随着“宽带中国”战略方案的实施，宽带成为国家战略性公共基础设施，加快5G的相关研究和商用对驱动经济转型升级至关重要。5G中新兴的新服务需要大的带宽。因此，提高频谱效率是5G及下一代移动通信的基本要求。

毫米波通信和大规模多输入输出(MIMO)技术作为5G的关键技术，在提高5G系统各项性能指标上潜力巨大。两类传统的MIMO波束成形实现形式为模拟以及数字波束成形技术。模拟波束成形技术更具成本优势，但无法产生复杂的波束图案；数字预编码技术可以提供充分的灵活性，但系统功耗与复杂度很大。而混合波束成形考虑了射频链路的开销和功耗，将传统的全数字预编码拆分为数字与模拟预编码两部分，通过这种拆分处理，系统所需要的射频链路数会大大降低，混合波束成形能在系统性能和实现复杂的上取得较好的平衡。

然而，因为混合波束成形中的模拟预编码主要依靠射频链路和相移器实现，基于电子器件的波束成形方案，会带来“波束偏斜”以及“电子瓶颈”等问题。光束形成器仅依靠相移或真实时间延迟(TTD)元件的集成光子网络。光波束成形具有大带宽、低损耗、无“波束偏斜”等优势，且可以有效克服传统电子器件的“电子瓶颈”等问题。

5G C-RAN系统中将采用基于eCPRI接口的移动前传。协议中建议波束成形的权重控制单元部署在有源天线单元(AAU)，同时波束成形的计算以及权重控制单元部署在集中/分布单元(CU/DU)。这会在大量部署时增加成本，而且也会浪费有限的前传带宽资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面向5G C-RAN的多用户混合波束成形方法，将整个系统的计算单元和控制单元全都部署在CU/DU端，可以降低AUU的复杂度和成本，适应5G C-RAN中AAU超密集部署的需求。

为实现上述发明目的，本发明一种面向5G C-RAN的多用户混合波束成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、给具有N_s个数据流的多用户全连接结构的混合预编码系统的发射端配置M_t根天线和N_t^RF条射频链路，其接收端配备N_r^RF条射频链路和M_r根天线；多用户全连接结构的混合预编码系统服务于Nu个用户，每个用户接收到个数据流，具体满足关系为：N_s≤N_t^RF≤M_t，

(2)、利用多波长激光源(MLS)产生波长间隔为Δλ的m个均匀间隔光载波，再将这m个均匀波长间隔的光载波表示成一个1×m的光载波向量：p_s＝{λ₁,λ₂,…,λ_m}，λ_m为第m个光载波的波长；

(3)、将光载波向量p_s映射成一个M_t×K的光波长矩阵W_λ，映射规则满足以下约束条件：

min m

λ_u,j≠λ_t,q，u≠t,j≠q