[发明专利]基于ZF和SVD混合预编码的波束赋形优化方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于ZF和SVD混合预编码的波束赋形优化方法及装置，属于信号处理领域，基站侧根据输入的每个用户设备UE的信道估计矩阵SRS H，采用奇异值分解SVD算法计算得到每UE通过SVD算法后对应的右奇异向量将通过SVD算法得到的右奇异向量进行拼接，获得所有UE的拼接矩阵H_SVD；采用ZF算法对拼接矩阵H_SVD进行计算，得到权值向量W_zf；对权值向量W_zf进行功率回退，得到波束赋型权值基站侧通过波束赋型权值和未乘权值的频域信号获取最优时域信号。该方法UE内赋型采用SVD，UE之间赋型采用ZF的波束赋型优化方案，将二者巧妙结合，既避免流数多的时候SVD运算量过大问题，也解决了ZF在高相关下波束赋形效果差的问题。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种基于ZF和SVD混合预编码的波束赋形优化方法及装置。

背景技术

多路输入多路输出MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统中，破零ZF(Zero Foring)波束赋型方法计算简单，广泛应用于基站波束赋形中，但在信道高相关条件下，波束赋型效果较差，导致用户间干扰难以消除。奇异值分解SVD(SingularValueDecomposition)波束赋型方法，在信道高低相关下，波束赋型效果好，能有效消除用户间干扰，但是涉及到奇异值分解，运算量大，很难得到很好的应用。

现有中国专利公开号为CN112383329A的发明专利公开了一种基于的ZF算法的波束赋型优化方法。该发明中，将传统的ZF算法进行优化，有效解决了传统ZF算法功率回退量大导致性能下降的问题，并未提及在信道相关性高时ZF波束赋型效果较差的问题。

又如中国专利公开号为CN112865842A的发明专利公开了一种面向5G的混合预编码器和合并器的设计方法，采用一种基于矩阵分解的递归算法来设计模拟预编码器和模拟合并器，即对信道矩阵进行SVD(奇异值)分解，再通过递归思路设计最终的模拟预编码器和模拟合并器，然后基于与获得的最佳模拟预编码器和合并器相关联的有效基带信号，计算数字预编码器和数字合并器。该发明，并未提及ZF和SVD这种混合预编码方法，而且该发明主要是模拟域波束赋型，非数字域波束赋型方法。

5G UE(UserEquipment)下行支持调度流数相比LTE支持流数明显增加，单UE都可以调度2流及以上，最大可支持4流。随着5G单UE下行调度流数增加，传统ZF和SVD波束赋形方案需要进一步改进。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于ZF和SVD混合预编码的波束赋形优化方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ZF和SVD混合预编码的波束赋形优化方法，包括以下步骤：

基站侧根据输入的每个用户设备UE的信道估计矩阵SRS H，采用奇异值分解SVD算法计算得到每UE通过SVD算法后对应的右奇异向量

将通过SVD算法得到的右奇异向量进行拼接，获得所有UE的拼接矩阵H_SVD；

采用ZF算法对所述拼接矩阵H_SVD进行计算，得到权值向量W_zf；

对所述权值向量W_zf进行功率回退，得到波束赋型权值

基站侧通过波束赋型权值和未乘权值的频域信号获取最优时域信号。

优选地，所述将通过SVD算法得到的右奇异向量进行拼接，获得所有UE的拼接矩阵H_SVD，包括以下步骤：

分RB计算对应SVD分解后的右奇异矩阵