[发明专利]基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法

权利要求书

1.基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，包括：

对用户位置信息采用二维高斯分布建立数学模型，得到水平概率密度，表示为：得到垂直概率密度，表示为并根据水平概率密度和垂直概率谜底机损联合概率密度，表示为：其中μ₁、μ₂为常数，σ₁、σ₂为高斯分布幅度因子，x、y分别表示二维坐标系中的横坐标和纵坐标；

根据联合概率密度得到累积分布函数，并根据基站到移动台的光程与基站天线高度之间的角度将小区划分为X个区间，并通过累计分布函数求出用户落在各区间内的概率；

对每一个区间根据不均匀分配算法进行码本分配，根据不均匀分配算法得到的最终分配码字数的向量计算坐标，生成垂直码字和水平码字；

将垂直码字和水平码字存储在基站端和用户端，基站端首次发送导频给用户，用户根据导频获取下行信道CSIT，再根据最小奇异值SVD准则选出最优码字，并反馈该码字对应的索引PMI和信道质量指标CQI给基站端。

2.根据权利要求1所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，所述不均匀分配算法包括：

首次分配码字数的向量包括为每个区间至少先分配的一个码字，将总码字减去每个区间至少先分配的一个码字之后剩余的码字定义为第一剩余码字，并将第一剩余码字根据用户密度分配；

根据各个区间的需求度进行二次分配；

最终分配码字数的向量为首次分配码字数的向量和二次分配码字数的向量之和。

3.根据权利要求2所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，首次分配码字数的向量为：

U_i＝U_maxP_m；

F＝F_max-X；

其中，表示对·向下取整，F为第一剩余码字数，为用户分布向量，U_i为中的第i个元素，X为区间总数，P_m表示用户在第m区间的概率，m＝[1,2,...,X]，为首次分配区间码字数的向量，U_max为总用户数，F_max为总码字数。

4.根据权利要求3所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，需求度为：

其中，为用户分布向量，U_i为中的第i个元素，F为第一剩余码字，X为区间总数，表示对·向下取整。

5.根据权利要求4所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，所述根据各个区间的需求度进行二次分配包括：

其中

其中，N_i为的第i个元素，表示第二次分配码字数的向量，a_i是第i个区间第二次分配的码字数，即的第i个元素，为需求度，D_p为的前S个最大值，S为第二剩余码字数，X为区间数，D_Ti为的第i个元素。

6.根据权利要求1所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，根据不均匀分配算法得到的最终分配码字数的向量为：

为最终分配码字数的向量，为第一次分配码字数的向量，第二次分配码字数的向量。

7.根据权利要求6所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，所述根据不均匀分配法得到的最终分配码字数的向量计算坐标为：

其中，x_ij表示第i个区间第j个码字，D_Tfi为的第i个元素，为最终分配码字数的向量，L为小区半径，X为区间总数。

8.根据权利要求1所述的基于用户分布密度匹配的3D MIMO码本生成方法，其特征在于，所述生成垂直码字和水平码字包括：

垂直码字：

水平码字：

其中，θ_m为第m个环形中心相对于基站天线的下倾角，H_BS为基站天线高度，x_ij表示第i个区间第j个码字，N_th为水平阵元数，N_tv为垂直阵元数，d为垂直天线阵元间隔，λ为波长，N_h为水平码字数。