[发明专利]一种3D-MIMO系统的波束赋形实现方法

摘要

一种3D-MIMO系统的波束赋形实现方法，操作步骤如下：计算开发空间相关矩阵的空间相关SCB-BF方案的赋形权重向量，获取部分信道信息，计算相位参数，以及根据已经获取的三个参数和设定公式计算得到SP-BF方案的权重向量后，利用该权重向量以波束赋形方式向用户发送信号。本发明方法利用基站已获知发送相关阵R的基础，挑选部分天线进行信道估计，并利用获得的部分信道向量信息改造开发相关阵的赋形权重向量wSCB，得到新权重向量wSP，而新权重向量wSP的系统性能更好。此外，通过调整获取信道信息的比例，本发明可动态平衡系统系能和信道获取的开销。且操作步骤简单、容易实现，计算复杂度低，可用于指导FDD 3D-MIMO系统的传输方案设计。

主权项

一种三维多输入多输出3D‑MIMO(Three Dimensional Multiple Input Multiple Output)系统的波束赋形实现方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步骤：步骤1，计算开发空间相关矩阵的空间相关SCB‑BF(Spatial‑correlation‑based beamforming)方案的赋形权重向量：设置系统的基站配置有N根天线单元，则用户与基站之间的全信道共包括N个分量，设该全信道向量h＝[h1,h2,…hn,…,hN]，其中，自然数n为天线单元的序号，其最大数为N；hn是第n根天线单元对应的信道复系数，再设置基站已获知用户的发送相关矩阵R；基站根据上述参数和按照下述公式，计算得到仅开发空间相关性的SCB‑BF方案的赋形权重向量wSCB：wSCB＝[wSCB,1,wSCB,2,…,wSCB,n,…,wSCB,N]T，式中，wSCB为矩阵R的最大特征值所对应的特征向量，是准静态的，其上标T表示转置：即wSCB为列向量，wSCB,n是SCB‑BF方案中第n根天线单元上的复权重；步骤2，获取部分信道信息：基站发送导频信号给用户，用户反馈信息给基站；步骤3，计算相位参数：基站根据反馈的部分信道信息和赋形增益hwSCB，计算得到相位参数其中，符号angle(x)表示取括号中复数x的相位值，是wSCB在所选取的共K根天线单元上的权重分量组成的部分权重向量，且满足[wSCB]n和分别为向量wSCB和的第n个分量；步骤4，基站根据已经获取的wSCB、和ω三个参数和下述公式计算得到SP‑BF方案的权重向量wSP后，利用该权重向量wSP以波束赋形方式向用户发送信号：所述权重向量wSP在第n根天线单元上的分量为[wSP]n：其中，和分别为部分权重向量和部分信道向量的二范数，而为新构造的权重向量的第n个分量，式中，表示部分信道的共轭转置，ejω为复相位。