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本發(fā)明的方法比傳統(tǒng)MU-MIMO預(yù)編碼方法在獲得更低復(fù)雜度的同時(shí)，提高了系統(tǒng)性能。

東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、移動通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和信號與信息處理實(shí)驗(yàn)室，于2006年3月在國內(nèi)首次成功地進(jìn)行了多輸入多輸出（MIMO）移動通信系統(tǒng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了移動互聯(lián)網(wǎng)多業(yè)務(wù)演示，其主要技術(shù)指標(biāo)頻譜利用率達(dá)到了3.3bps/Hz，物理層峰值速率達(dá)到4.272Mbps。

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的超精細(xì)信道估計(jì)方法。本發(fā)明主要利用壓縮感知原理和牛頓優(yōu)化方法，在變分貝葉斯推斷的基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的信道估計(jì)算法，以實(shí)現(xiàn)信道的超精細(xì)估計(jì)。

本發(fā)明公開了一種大規(guī)模 MIMO 基站功率確定方法，所述方法包括：由功率放大器的功率以及射頻鏈路的功率確定大規(guī)模 MIMO 基站的通信功率；由信道估計(jì)的功率、信道編碼的功率以及線性處理的功率確定大規(guī)模 MIMO 基站的計(jì)算功率；由所述通信功率、所述計(jì)算功率以及大規(guī)模MIMO基站的固定功率確定大規(guī)模MIMO基站的總功率。和現(xiàn)有基站總功率的確定方法相比，本發(fā)明考慮了計(jì)算功率，能夠更合理地確定出大規(guī)模 MIMO 基站總功率。

本發(fā)明提出大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中全向預(yù)編碼傳輸方法，可用于同步和控制信息傳輸，降低控制信息傳輸?shù)膶?dǎo)頻開銷與系統(tǒng)復(fù)雜度。該傳輸方法采用低維空時(shí)編碼來產(chǎn)生K維矢量信號，并基于該K維矢量信號，采用一個(gè)全向預(yù)編碼矩陣W來產(chǎn)生用于經(jīng)大量天線發(fā)射的M維矢量信號，其中矩陣W包括M行K列，且K小于M。

本發(fā)明公開了一種大規(guī)模 MU-MIMO 系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，所 述方法包括以下步驟：(1)設(shè)計(jì)生成正交導(dǎo)頻信號，避免用戶間的干擾； (2)利用正交導(dǎo)頻的性質(zhì)，在接收端消除用戶間干擾；(3)利用主成分法 計(jì)算因子載荷矩陣；(4)估計(jì)公共因子；(5)利用信道的相關(guān)性和噪聲的 不相關(guān)性去掉噪聲，實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)。通過執(zhí)行本發(fā)明的信道估計(jì)方法， 不僅可得到信道矩陣的估計(jì)值，而且具有計(jì)算復(fù)雜度低、估計(jì)精度高 和不需要信道統(tǒng)計(jì)信息的優(yōu)勢。此外，本發(fā)明方法具有較高的實(shí)用性， 其可應(yīng)用于具有相關(guān)關(guān)系的各種系統(tǒng)參數(shù)的估計(jì)中。

可以量產(chǎn)/n該發(fā)明提供了一種基于有效容量的MIMO-OFDM系統(tǒng)能效優(yōu)化方法，以系統(tǒng)的能量效率優(yōu)化為目標(biāo)，將系統(tǒng)各子載波上的信道矩陣進(jìn)行奇異值分解后得到并行的空頻子信道，再將子信道進(jìn)行分組，分別根據(jù)各組子信道的邊緣概率密度函數(shù)求得各組子信道功率分配優(yōu)化解的門限值，以對各組子信道的有效容量進(jìn)行優(yōu)化，從而使整個(gè)系統(tǒng)的能效最大化。該技術(shù)通過算法形式內(nèi)置于無線網(wǎng)絡(luò)的基站內(nèi)，可以有效提無線網(wǎng)絡(luò)的用戶接入數(shù)量，從而提升整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的容量。目前國內(nèi)三大運(yùn)營商的4G網(wǎng)路基站整體市場規(guī)模為500萬個(gè)左右

“新型多天線傳輸技術(shù)”是5G移動通信系統(tǒng)亟待研究的關(guān)鍵問題之一。孕育其中的3D-MIMO技術(shù)則是亟需攻克的難點(diǎn)之一。據(jù)此，本技術(shù)成果依據(jù)3D-MIMO技術(shù)中的多用戶智能波束賦型，研究Massive MIMO陣列對5G系統(tǒng)波束賦型性能的影響。 技術(shù)成果主要功能： ？ 時(shí)間反演波束賦形（Time Reversal Beamforming, TRBF）通信系統(tǒng)可計(jì)算模型。 此部分主要是在經(jīng)典的天線系統(tǒng)排布方向圖與增益的理論研究基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步研究這些天線系統(tǒng)的排布對TR大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)性能的影響，建立了基于不同天線系統(tǒng)排布的不同的信道響應(yīng)模型。 ？ TRBF通信系統(tǒng)互耦效應(yīng)的可量化分析模型。 建立了互耦的信道模型，然后通過信道模型來分析TRBF通信系統(tǒng)的性能。 ？ TRBF通信系統(tǒng)極化信息的可量化分析模型。 針對天線的極化特性建立信道模型，基于極化信道模型分析TR通信系統(tǒng)的性能，建立系統(tǒng)極化信息可量化分析模型。 技術(shù)成果應(yīng)用領(lǐng)域： TR通信可以利用復(fù)雜環(huán)境中的豐富多徑來提高系統(tǒng)的信道容量，減小誤碼率等等。并且TR的空間聚焦特性能精確定位用戶終端，所以TR Massive MIMO通信系統(tǒng)可以用在受陰影衰落較大的地區(qū)，例如位于密集高大建筑樓群的低層用戶，由于巨大的建筑物遮擋陰影損耗，要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備到設(shè)備之間的直接通訊很困難，而TR技術(shù)可以精確定位到傳輸終端，達(dá)到普通波束賦形達(dá)不到的效果。類似的環(huán)境還有山區(qū)高大山群的陰影衰落，信號衰減大的森林地區(qū)等等。 此外，TR通信能夠利用復(fù)雜環(huán)境中的豐富多徑來提高通信系統(tǒng)的性能，所以在電磁波反射路徑多的環(huán)境，自然環(huán)境比如地下車庫，隧道等，人造環(huán)境比如模擬體驗(yàn)太空艙，金屬裝飾風(fēng)格的辦公室或者住宅等（見下圖2）。在這些多徑異常豐富的環(huán)境下，移動終端經(jīng)常會出現(xiàn)接收不到信號等，這也是秉承隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)宗旨的5G蜂窩移動通信系統(tǒng)亟待解決的問題，而這些場景正是完美的TR技術(shù)應(yīng)用場景。 由此可以想見，TR在5G蜂窩移動通信系統(tǒng)覆蓋范圍下的某些特殊通信場景極有用武之地。

本發(fā)明公開了一種3D?MIMO多小區(qū)下行自適應(yīng)傳輸方法，各基站采用均勻平面天線陣，各用戶設(shè)置一個(gè)優(yōu)先級。初始狀態(tài)時(shí)所有用戶優(yōu)先級設(shè)為1，隨后每一調(diào)度時(shí)隙，各小區(qū)利用用戶優(yōu)先級和已知統(tǒng)計(jì)信道信息選出本小區(qū)服務(wù)用戶集合并計(jì)算各用戶波束成形向量及發(fā)送功率，接著各小區(qū)對服務(wù)用戶利用大尺度衰落因子劃分與相鄰小區(qū)的邊緣用戶，對各邊緣用戶與相鄰小區(qū)進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)。最后，將此調(diào)度時(shí)隙內(nèi)的服務(wù)用戶優(yōu)先級設(shè)為1，其余用戶優(yōu)先級加1直至達(dá)到最高優(yōu)先級，各小區(qū)僅對其服務(wù)用戶集合中的用戶進(jìn)行預(yù)編碼傳輸。本發(fā)明具有所需信息量小、計(jì)算復(fù)雜度低的優(yōu)點(diǎn)，可靈活設(shè)置門限滿足不同的用戶服務(wù)質(zhì)量，有效提升邊緣用戶服務(wù)質(zhì)量和用戶公平性。