【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字通信的，具体涉及一种无蜂窝多天线系统的预编码传输方法、系统及设备。
技术介绍
1、由于5g通信系统的基站部署较3g、4g系统更为密集，导致小区间的用户干扰比较严重，这严重制约了系统的容量。近年来，一种去蜂窝多输入多输出(multi-input multi-output,mimo)的通信网络架构被研究者提出，用以解决小区间用户(特别是边缘用户)的干扰问题。不同于传统的网络架构，该架构以用户为中心，没有明显的小区边界。系统通过部署大量的小型接入点(access point,ap)，在接入点之间进行协作，从而减轻或者消除用户间干扰。
2、去蜂窝mimo系统的发送端设计对于提升系统性能是十分重要的，这方面得到了研究者的广泛关注。针对去蜂窝大规模mimo网络前向链路，美国《国际电气与电子工程师协会无线通讯快报》(“modified conjugate beamforming for cel l-free massive mimo”,ieee wireless communications letters,2019,8(2):616–619)提出了一种共轭波束成形的改进方案。该方案消除了用户自干扰，虽然它没有使用前向导频信号，但是性能却接近使用导频能够达到的性能。针对去蜂窝毫米波大规模多天线系统的下行链路，美国《国际电气与电子工程师协会通讯快报》(“max-min optimal beamforming for cel l-free massivemimo”,ieee communications letter
3、发送端的设计通常需要信道状态信息(channel state information,csi)。csi大体上可以分成两类：即时csi和统计csi。目前，利用即时csi进行发送端设计的研究较多，而采用统计csi的相关设计较少，尚有较大的研究空间。如果信道是快衰落变化，则即时csi频繁测量和反馈信道信息将不可避免地给系统反馈链路带来很大负担，因此，如何在减少系统负担的情况下获取信道状态信息，以完成数据传输，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术目的在于提供一种无蜂窝多天线系统的预编码传输方法、系统及设备。本专利技术可以显著地降低系统测量和反馈开销，在满足发送端各个接入点发送功率受限的条件下，可实现系统信息平均传输速率的最大化。
2、本专利技术所述的一种无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，包括以下步骤：
3、s01、获取系统的信道空域协方差信息和信道的噪声功率；
4、s02、根据所述信道空域协方差信息，计算系统的发送特征矩阵集合，并根据所述信道空域协方差信息和噪声功率，迭代优化获得系统的最优功率分配矢量集合；
5、s03、基于所述发送特征矩阵集合和最优功率分配矢量集合，计算每个接入点的预编码矩阵；
6、s04、各接入点结合用户数据及所得预编码矩阵，传输数据。
7、优选地，步骤s02中，计算系统的发送特征矩阵集合具体为：
8、系统包括m个接入点及一个用户端，接入点序号i＝1～m，接入点i配备nt,i根发送天线，用户端配备nr根发送天线，记所述系统的信道空域协方差信息为信道的噪声功率为其中，θr,i表示接入点i到用户端信道的接收空域协方差矩阵，θt,i表示接入点i到用户端信道的发送空域协方差矩阵；
9、根据所述信道空域协方差信息对发送空域协方差矩阵θt,i进行特征值分解：
10、
11、其中，表示系统中第i个接入点的发送特征矩阵，表示的共轭转置操作。
12、优选地，步骤s02中，根据所述信道空域协方差信息和噪声功率，迭代优化获得系统的最优功率分配矢量集合具体包括以下步骤：
13、s0201、初始化迭代指数n＝0、辅助参数μ的分量以及迭代步长t>0，其中，[μ1 … μm]t表示对集合[μ1 … μm]的矩阵转置，根据功率分配算法计算关于功率分配矢量集合的初始值，所述功率分配算法包括以下步骤：
14、a01、初始化循环索引k＝0和搜索步长0<s<1，初始化集合b＝{bij,i＝1～m,j＝1～4}，记为且满足约束其中，表示接入点i的最大发射功率；
15、a02、计算当前迭代下的搜索方向集合
16、
17、其中：
18、
19、[m]ll表示取矩阵m中的(l,l)元素，l＝4(i-1)+j；
20、为4m维的列向量，定义为表示对集合的矩阵转置；
21、blkdg(.)表示矩阵的块对角化操作，e(.)表示对信道矩阵h求期望，diag(.)表示对角化操作，表示对矩阵的共轭转置操作；
22、h＝[h1 h2 ... hm]，hi表示接入点i到用户端的信道矩阵，
23、其中，
24、i＝1～m，
25、
26、gi表示大尺度衰落因子，hω,i表示一个维度为nr×nt,i的复高斯随机矩阵，每个元素独立统计，且服从均值为0、方差为1的复高斯分布；
27、a03、基于所得搜索方向集合更新所述集合b：
28、
29、a04、若满足为预设门限，则获得所述集合b的最优解，记为若不满足则增加所述循环索引k，并返回至步骤a02；
30、a05、计算所述集合b的最优解对应的功率分配矢量集合作为所述功率分配矢量集合的初始值：
31、
32、s202、更新所述辅助参数μ：
33、
34、其中，表示第n次调用所述功率分配算法计算所得集合b的最优解，pimax表示功率分配矢量集合中的元素最大值；
35、s203、根据更新后的辅助参数采用所述功率分配算法计算获得更新后的功率分配矢量集合作为所述功率分配矢量集合的迭代值；
36、s204、基于所得功率分配矢量集合的初始值和迭代值，判断是否收敛，若收敛则输出所述功率分配矢量集合的迭代值作为所述最优功率分配矢量集合，记为并结束循环；若未收敛则更新所述迭代指数n，并返回至步骤s202。
37、优选地，所述步骤s03具体为：
38、计算各个接入点的预编码矩阵wi：
39、
40、基于各个接入点的预编码矩阵wi构建预编码矩阵集合{wi}。
41、优选地，步骤s04包括以下步骤：
42、各接入点将用户数据乘以各自的预编码矩阵wi，同步传输数据。
43、本专利技术的一种预编码传输系统，用于执行如上所述的方法，包括：
44、测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，步骤S02中，计算系统的发送特征矩阵集合具体为：
3.根据权利要求2所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，步骤S02中，根据所述信道空域协方差信息和噪声功率，迭代优化获得系统的最优功率分配矢量集合具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，所述步骤S03具体为：
5.根据权利要求4所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，步骤S04包括以下步骤：
6.一种预编码传输系统，用于执行如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，包括：
7.一种计算机设备，包括信号连接的处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载时执行如权利要求1-5任一项所述预编码传输方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有至少一条指令或至少一段程序
...【技术特征摘要】
1.一种无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，步骤s02中，计算系统的发送特征矩阵集合具体为：
3.根据权利要求2所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，步骤s02中，根据所述信道空域协方差信息和噪声功率，迭代优化获得系统的最优功率分配矢量集合具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述无蜂窝多天线系统的预编码传输方法，其特征在于，所述步骤s03具体为：
5.根据权利要求4所述无蜂窝多天线系统的预编码...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。