[发明专利]一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法

摘要

本发明公开了一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法，该基于空间复用的新型收发天线联合选择方法，该选择算法起始于满集，即包含所有用于天线选择的发射端多天线与接收端多天线间的信道集合，在每一次选择过程中选择出对信道容量贡献最小的一对收发天线进行删除。本发明的性能优于基于范数的天线选择算法和贪婪的收发联合天线选择算法，在不牺牲系统性能的情况下可大大降低了天线选择器的复杂度，较好地解决了现有的收发天线联合选择方法存在的计算复杂度高、工作量较大、实用性较低的问题。

主权项

1.一种基于空间复用的新型收发天线联合选择方法，其特征在于，该基于空间复用的新型收发天线联合选择方法建议的新型收发联合天线选择算法很好地在多发射天线多接收天线(MIMO)通信系统的信道容量性能与系统复杂度之间寻找一个平衡点；算法是基于信道容量最大化准则的收发联合天线选择；在起始时，所有用于天线选择的发射端天线与接收端天线间的信道矩阵是满集；每一步选择执行删除对系统信道容量贡献最小的某一行或者某一列；该基于空间复用的新型收发天线联合选择方法包括以下步骤：第一步：天线选择初始化，设置MIMO通信系统的参数ρ、N_R、N_T、L_t、L_r大小,生成一个用于天线选择递减算法的初始信道满阵H，清零选择步长n＝0，并赋值H₀＝H；第二步：计算第三步：从发射天线集中选择某一个列向量使得J_n＝min(h_x^HD_n^‑1h_x)最小，并将h_x从发射天线集中删除fori＝1:N_T‑nendJ_n＝argminJ_n,i第四步：对发射天线选择后，信道矩阵更新为第五步：计算第六步：并从接收天线集中选择某一个行向量使得λ_n＝min(g_xyB_n^‑1g_xy^H)最小，并将g_xy从接收天线集中删除for j＝1:N_R‑nendλ_n＝argmin λ_n,j第七步：对接收天线选择后，信道矩阵更新为第八步：如果n<＝min{N_R‑L_r,N_T‑L_t}则返回至第二 步；如果n>min{N_R‑L_r,N_T‑L_t}，那么发射端和接收端中具有最小值的一端将停止天线选择，而另外一端将继续执行天线选择，直到n＝max{N_R‑L_r,N_T‑L_t}时天线选择结束；其中，n：表示天线选择递减算法的选择步长，它的取值范围是n＝0到n＝min{N_R‑L_r,N_T‑L_t}的正整数，表示已删除了n根发射天线和n根接收天线；ρ：ρ＝E_S/N₀表示接收信号的平均信噪比，E_S＝E[X^HX]表示每发送符号X的平均功率，N₀是单边高斯噪声的功率谱密度；N_R：表示系统接收端分别配置N_R根天线；N_T：表示系统在发射端配置N_T根天线；L_t：表示系统发射端配置L_t个射频链路，在所有的发射天线和接收天线都参与天线选择时，发射端从N_T天线中选择L_t发射天线；L_r：表示系统接收端分别配置L_r个射频链路，在所有的发射天线和接收天线都参与天线选择时，接收端从N_R天线中选择L_r接收天线；H_n：表示天线选择递减算法起始于信道满阵H(是一个N_R×N_T的矩阵)，当选择步长迭代到n，n＝0到n＝min{N_R‑L_r,N_T‑L_t}的正整数，表示已删除了n根发射天线和n根接收天线，选择后的信道矩阵H_n表示为一个(N_R‑n)×(N_T‑n)的矩阵，初始选择时，赋值H₀＝H；H_n＇是一个(N_R‑n)×(N_T‑n‑1)矩阵，H_n+1是一个(N_R‑n‑1)×(N_T‑n‑1)矩阵，它们都是选择算法过程中出现的一个中间变量；D_n：是选择算法过程中出现的一个中间变量，h_x：发射天线满集为h_x是对应到信道矩阵中的第x列向量；Γ_NT：发射天线满集为h_x是对应到信道矩阵中的第x列向量；代表h_x所对应的发射天线对信道容量贡献最小,将从发射天线集中删除；J_n：是选择算法过程中出现的一个中间变量，J_n＝min(h_x^HD_n^‑1h_x)；Γ_NR：接收天线满集为g_xy是对应到信道矩阵中的第y行向量；代表g_xy所对应的接收天线对信道容量贡献最小,将从接收天线集中删除；g_xy：接收天线满集为g_xy是对应到信道矩阵中的第y行向量；B_n：是选择算法过程中出现的一个中间变量，λ_n：是选择算法过程中出现的一个中间变量，λ_n＝min(g_xyB_n^‑1g_xy^H)；另外，算法中也出现λ_nj，也是中间变量。