[发明专利]一种下行去蜂窝大规模MIMO系统的建立方法

权利要求书

1.一种下行去蜂窝大规模MIMO系统的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立基于低分辨率ADCs/DACs多组多播多用户多天线的下行去蜂窝大规模MIMO系统模型；

S2、对S1中所建立的下行去蜂窝大规模MIMO系统模型进行有效性评价；

S2中对下行去蜂窝大规模MIMO系统模型的有效性评价方式包括计算模型下行链路的频谱效率以及计算模型的能量效率；

S1具体包括如下步骤：

S11、将系统内的所有用户随机分配到J个组别中，其中，每个组中的K个多天线用户共享一个导频序列且每个用户有L个天线，每组中的用户互相独立、互不交叉，假定系统内存在有M个AP且每个AP有N个天线，第m个AP到第j组中第k个用户的信道矩阵可表示为

其中，β_mjk表示大规模衰落系数，H_mjk表示小规模衰落矩阵；

S12、在下行信号传输前，对信道进行估计，假定在上行链路传输阶段，系统内第j组使用的导频序列为系统内第j′组使用的导频序列为满足

其中，Φ_j表示分配给第j组中用户的导频符号、表示Φ_j的共轭转置，Φ_j′表示分配给第j′组中用户的导频符号，I_L表示维度为L*L的单位矩阵，

则在上行链路的信道估计阶段，第m个AP所接收到的导频信号Y_p,m可表示为

其中，τ表示导频序列的长度，ρ_p表示每个导频符号的传输功率，W_p,m表示加性高斯噪声信号、满足I_τ表示维度为τ*τ的单位矩阵，

则经过量化后的导频信号可表示为

其中，λ_m表示在导频估计阶段与第m个AP采用量化位数相关的线性量化增益系数，表示在导频估计阶段由于线性量化所造成的高斯量化噪声，

将映射到Φ_j上，则有

其中，表示将信号映射到Φ_j上的信号，Φ_j表示分配给第j组中用户的导频符号，G_mjk′表示第m个AP到第j组中第k′个用户的信道矩阵、满足分量服从独立同分布，

S13、根据S12中得到的量化后的导频信号，通过MMSE方法，第m个AP到第j组中第k个用户的估计信道矩阵可以表示为

其中，β_mjk表示第m个AP到第j组中第k个用户完全信道的大规模衰落系数，β_mjk′表示第m个AP到第j组中第k′个用户完全信道的大规模衰落系数，

分量的协方差可以计算为

其中，γ_mjk表示第m个AP到第j组中第k个用户估计信道的大规模衰落系数，

则的表示可以进一步表示为

其中，Z_mj表示第m个AP到第j组的小规模衰落矩阵、满足I_N表示维度为N*N的单位矩阵，

信道估计误差的特征可表示为

S14、在下行链路阶段，AP将上行链路估计阶段所估计的信道作为真实的信道进行信息传输，第m个AP拟发送未量化的信号x_m可表示为

其中，ρ_d表示最大传输功率，η_mjk表示第m个AP到第j组中第k个用户的功率分配系数、满足Z_mj表示相应的波束形成矩阵、满足q_j表示第j组传输的符号向量，

x_m经过量化后所得到的可以表示为

其中，α_m表示下行链路数据传输阶段与第m个AP采用量化位数相关的线性量化增益系数，表示由于下行链路数据传输阶段线性量化所造成的高斯量化噪声，

则第j组中第k个用户所接收到的信号可表示为

其中，η_mj′k′表示第m个AP到第j′组中第k′个用户的功率分配系数，Z_mj′表示第m个AP到第j′组的波束形成矩阵、满足q_j′表示第j′组传输的符号向量。