[发明专利]一种多路空域滤波的下行空分多址方法、存储介质及设备

说明书

一种多路空域滤波的下行空分多址方法、存储介质及设备，它属于无线通信的物理层高频谱效率传输技术领域。本发明解决了传统空域滤波方法无法规避同一方向上不同距离用户间的干扰，导致同一方向上不同距离的用户不能共享同一频带进行下行链路服务的问题。本发明将距离维度的空域滤波方式和方向维度的空域滤波方式结合，构成多路空域滤波的空分多址技术，能够大大提高区分用户的多址能力，使同一方向上不同距离的用户可以共享同一频带进行下行链路服务，同一方向不同距离的用户可以利用更多频谱资源而不产生相互干扰，增强了空分多址的精度。本发明方法可以应用于无线通信的物理层高频谱效率传输技术领域。

技术领域

本发明属于无线通信的物理层高频谱效率传输技术领域，具体涉及一种多路空域滤波的下行空分多址方法、存储介质及设备。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，频谱愈发成为了一种珍贵的资源。通信时代由2G发展到5G乃至6G，主流通信媒介由文字发展到了视频甚至维度更高，用户量也随之激增，传统的多址方式越来越难以支撑多用户的系统容量、通信质量和提供的业务种类。空分多址作为一种典型的多址方式，能够利用成熟的阵列信号处理技术，使基站的发射能量引导向服务用户所在的方向。传统的空分多址技术相当于一个给定方向的空域滤波器，能够有效减少非期望方向的能量辐射。

对于传统的波束成形的方向维度空域滤波，其原理示意图如图1所示。用户在不同方向可以依赖于阵列天线进行方向对准，天线由N个等间距直线排列的阵元构成，相邻两个阵元之间的间距均为d，令第一个阵元为0号阵元，第二个阵元为1号阵元，以此类推，第n+1个阵元为n号阵元，其中n＝0,1,…N-1。每个阵元上的发射信号均与0号阵元的发射信号相同，即s_n(t)＝s₀(t)，假设波达方向与阵列法线的夹角为θ，对每个阵元通道进行加权处理，n号阵元上加权系数为w_n，通过调整加权系数w_n来使得在目标用户的方向θ上产生较大的增益，而在其他方向上快速衰落，从而形成单路的空域滤波。

但是，当在同一方向上不同距离的用户想要做进一步的多址区分时，则无法进一步提高空域滤波的精度。此时，同一方向不同距离的用户不能共享同一频带进行下行链路服务，因为无法规避不同用户间的干扰。为了摆脱该场景下的限制，充分利用有限的频谱资源，提高服务用户的质量，迫切需要一种滤波精度更高的空分多址技术。

发明内容

本发明的目的是为解决传统空域滤波方法无法规避同一方向上不同距离用户间的干扰，导致同一方向上不同距离的用户不能共享同一频带进行下行链路服务的问题，而提出的一种多路空域滤波的下行空分多址方法、存储介质及设备。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种多路空域滤波的下行空分多址方法，所述方法具体包括以下步骤：

假设某基站共需要为S个用户提供服务，其中，每个用户到基站的方向和距离与其它任一用户到基站的方向和距离并不完全相同；

对于第i个目标用户，1≤i≤S，假设基站中共有M个阵列为目标用户i服务，其中，M≥2；

在为目标用户i服务的M个阵列中，选择距离维度空域滤波方式的阵列个数为m₁，选择方向维度空域滤波方式的阵列个数为m₂，满足m₁+m₂＝M且m₁≥1；

对于M个阵列中的每个阵列，均是由N个等间距直线排列的阵元构成的；

对于选择方向维度空域滤波方式的阵列：阵列中每个阵元上的发射信号均与0号阵元的发射信号相同，即全部阵元的载波频率均为f₀；