一种大规模天线系统中多用户混合波束赋形的算法及实现装置的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及大规模天线系统中多用户混合波束赋形的算法以及实现上述算法的装置。

背景技术：

混合波束赋形通过基带端的数字编码器把不同的数据流映射到相应的rfchain上，再通过rf端的模拟编码器把不同rfchain上的数据流映射到不同的天线阵元。现有的关于多用户混合波束赋形的设计主要采用基于块对角化算法或迫零算法，这些算法在实施过程中没有考虑噪声因素，会导致算法对噪声的敏感性较差。为了在提高接收端有用信号功率的同时减小对其它用户的信号泄露，我们提出了基于射频链路增益最大化准则联合设计发送端射频预编码矩阵和射频接收端合成矩阵，在此基础上，基于信漏噪比最大化准则设计基带波束赋形矩阵。

技术实现要素：

本发明提出了一种大规模天线系统中多用户混合波束赋形算法及实现装置，该算法在设计过程中，充分考虑了噪声的影响，在保证有用信号接收功率最大化的同时，减小对其它用户的信号泄露，从而在更好地逼近全数字波束赋形系统频谱效率的同时，可有效降低系统的中断概率。

本发明的具体实现过程如下：

步骤1：系统模型

如附图1，其中b和f分别表示bs端的数字和模拟编码器，发送的数据流数为ns，bs对应的rf链路数目为nrf，天线数目为nt，wk表示第k个ms对应的模拟编码器。

用户k收到的信号可以表示为(1)：

用户k对应的速率可以表示为(2)：

用户k对应的信漏噪比可以表示为(3)：

这里我们以信漏噪比为标准来设计hbf编码矩阵，hbf编码矩阵可以通过(4)获得

步骤2：模拟编码器设计

模拟编码器可以通过(5)获得

对信道矩阵hk进行svd分解hk＝uσv^h，从而得到对应的bs端和第k个ms对应的模拟编码器

其中和分别为酉矩阵v和u的第一列。

步骤3：数字编码器设计

bs端的数字编码器可以通过(8)获得

其中的目标函数可以进一步表示为(9)

其中从而得到

其中pmax是和的最大广义特征值对应的广义特征向量。

附图说明

图1为多用户massivemimo系统框图。

图2为多用户混合波束赋形的算法各模块之间的协作关系图。