齐鲁在线 > 资讯 > 科技 > 低复杂度的混合波束赋形迭代设计方法技术 > 正文

低复杂度的混合波束赋形迭代设计方法技术

2017-09-07 15:24:45 来源:网络 编辑:K027_小凯乐

低复杂度的混合波束赋形迭代设计方法技术
大规模MIMO技术通过在基站端配备数目趋于无穷大的天线阵列,可使系统的频谱效率和可靠性得到极大的提升。为了充分利用大规MIMO的性能增益,有效的预编码技术显得尤为重要。传统预编码需要每根天线与一条特定的射频链路(RF)相连,考虑到射频成本高、能耗大,而大规模MIMO系统中天线数目往往达到成百上千根,因此不可能为每根天线配备特定的射频链路,这导致传统的预编码方案不再适用。那么研究可以利用少量RF驱动大规模天线阵列以挖掘大规模MIMO的增益的预编码方案就变得非常的有意义。混合预编码可以利用移相器将每条射频与所有的天线或者一个天线子集相连接,有效地解决了射频与天线数目不匹配的问题,又可以在发送相同数据流数时获得与全数字预编码(需要与天线相同数量的射频)相近的性能,因此成为大规模MIMO系统重要的预编码备选方案。混合预编码,即在射频端利用低成本的移相器控制发射天线上信号的相位,实现模拟预编码,既降低了硬件成本,又减少系统所需的射频数量;在基带处利用等效低维度的信道状态信息(CSI)控制信号的幅度和相位,实现数字预编码,进一步提高信号处理的精度。预编码需要基站已知准确信道状态信息或者部分信道状态信息才能获取较优的性能,然而在大规模MIMO系统中信道矩阵维度很大,受相干时间的限制,不能够发送足够的导频准确估计所有天线上的信道状态信息。此外,实际的大规模MIMO系统配备的射频数...
一种低复杂度的混合波束赋形迭代设计方法,其特征在于,包括以下步骤:1)模拟波束赋形:第一步,从相应维度的DFT网络中随机选取一组矢量,初始化模拟预编码矩阵和模拟合并接收矩阵;第二步,固定模拟预编码矩阵和模拟合并接收矩阵,接收端估计等效信道,然后利用其恢复高维度的接收端等效信道;第三步,固定模拟预编码矩阵,接收端利用恢复的高维度接收端等效信道更新模拟合并接收矩阵,然后更新并反馈等效信道;第四步,发射端利用等效信道恢复高维度的发射端等效信道;第五步,固定模拟合并接收矩阵,利用恢复高维度的发射端等效信道更新模拟预编码矩阵;重复第二步至第五步,直至算法收敛;2)数字波束赋形的设计:第一步,根据确定的模拟波束赋形矩阵,计算等效信道;第二步,利用奇异值分解方法计算数字预编码矩阵和数字合并接收矩阵,并利用灌水法进行功率分配。