亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

隨機(jī)天線選擇方法、裝置與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):12908024閱讀:445來(lái)源:國(guó)知局
隨機(jī)天線選擇方法、裝置與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)與流程
本發(fā)明屬于寬帶無(wú)線通信
技術(shù)領(lǐng)域
,具體涉及隨機(jī)天線選擇方法、裝置與大規(guī)模mimo系統(tǒng)。
背景技術(shù)
:大規(guī)模mimo作為5g通信的關(guān)鍵技術(shù),受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。大規(guī)模mimo通過(guò)在基站配置幾十甚至幾百根天線,充分利用了空間自由度,提高了通信系統(tǒng)的頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率。但是,隨著全球氣候變暖造成的環(huán)境問(wèn)題不斷加劇,人們對(duì)綠色通信的呼聲也越發(fā)高漲。雖然大規(guī)模mimo可以利用大量天線提高系統(tǒng)容量,但是相應(yīng)的硬件成本和信號(hào)處理復(fù)雜度也隨天線的增加而增加。因此,找到一個(gè)不僅降低成本而且能發(fā)揮大規(guī)模mimo系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的有效方法至關(guān)重要。天線選擇技術(shù),是按照一定的準(zhǔn)則從發(fā)射\接收天線中選擇幾個(gè)最優(yōu)天線組成發(fā)射\接收天線子集,使在發(fā)射端或接收端的射頻鏈路數(shù)少于配置的天線元件數(shù),并將這些射頻鏈路自適應(yīng)地轉(zhuǎn)換到天線子集上發(fā)射或接收信號(hào),可以有效地減少系統(tǒng)成本,提高大規(guī)模mimo系統(tǒng)的性能。mimo系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī),接收機(jī),分別在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上配置的射頻鏈路,以及信號(hào)處理芯片,發(fā)射機(jī)的發(fā)射端和接收機(jī)的接收端均安裝有天線元件,傳統(tǒng)的mimo系統(tǒng)配置的射頻鏈路數(shù)等于天線元件數(shù),而采用天線選擇技術(shù)的mimo系統(tǒng),其配置的射頻鏈路數(shù)小于天線元件數(shù),該技術(shù)降低了mimo系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本?,F(xiàn)有的隨機(jī)天線選擇方法的原理是在所有的發(fā)送天線中隨機(jī)的選出期望的天線數(shù)目,實(shí)現(xiàn)步驟如下:(1)通過(guò)信道估計(jì)獲取信道狀態(tài)信息;(2)從信道矩陣中隨機(jī)的選出期望數(shù)目的列,作為選擇后的信道矩陣。該方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度極低,缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮信道狀態(tài)信息,會(huì)造成性能的下降。窮舉算法是在發(fā)送天線的所有可能候選子集中進(jìn)行窮盡的搜索,從中找出具有最大系統(tǒng)容量的天線子集,該方法能最大限度的提高系統(tǒng)性能,但對(duì)于具有上百條的天線的大規(guī)模mimo系統(tǒng),該方法的計(jì)算速度很慢。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是提供了一種隨機(jī)天線選擇方法、裝置與大規(guī)模mimo系統(tǒng),用于解決現(xiàn)有隨機(jī)天線選擇技術(shù)沒(méi)有考慮信道狀態(tài)信息,造成性能下降的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出一種隨機(jī)天線選擇方法,包括以下步驟:1)建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;2)隨機(jī)選取s1組天線集合,s1≥2,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)每組天線集合進(jìn)行更新;每組天線集合更新的方式包括依次更新天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新的方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化;3)對(duì)更新后的s1組天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為最優(yōu)天線集合。進(jìn)一步,所述每組天線集合更新的方式具體包括以下步驟:a.將步驟2)中需要更新的每組天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},初始集合p中設(shè)有q個(gè)元素,每個(gè)元素表示一根天線;b.依次更新初始集合p中的每個(gè)元素p(k),其中k=1,…,q;將剩余未被選取的天線集合和第k個(gè)元素的并集中的每個(gè)元素依次代替初始集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,用其中具有最大信道容量的天線集合更新集合p,然后更新下一個(gè)元素,當(dāng)全部q個(gè)元素更新完成后,得到最新的天線集合;c.將所述最新的天線集合作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化,此時(shí)獲得的天線集合為最終更新的天線集合。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明還提出一種隨機(jī)天線選擇方法,包括以下步驟:(1)建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;(2)從所有發(fā)送天線中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,更新的方式包括依次更新所述一組天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3或者更新后的天線組合不再變化,將更新后的天線集合作為第一最優(yōu)天線集合;(3)從所有發(fā)送天線中再隨機(jī)選取一組天線集合,按照所述更新的方式對(duì)重新選取的天線集合進(jìn)行更新,將更新后的天線集合與所述第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為第二最優(yōu)天線集合;(4)再選出下一個(gè)最優(yōu)天線集合,直到隨機(jī)選取天線集合的次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)s4時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。進(jìn)一步,每組隨機(jī)選取的天線集合進(jìn)行更新的方式具體包括以下步驟:a.將步驟(2)中隨機(jī)選取的一組天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},初始集合p中設(shè)有q個(gè)元素,每個(gè)元素表示一根天線;b.依次更新初始集合p中的每個(gè)元素p(k),其中k=1,…,q;將剩余未被選取的天線集合和第k個(gè)元素的并集中的每個(gè)元素依次代替初始集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,用其中具有最大信道容量的天線集合更新集合p,然后更新下一個(gè)元素,當(dāng)全部q個(gè)元素更新完成后,得到最新的天線集合;c.將所述最新的天線集合作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3,或者更新后的天線集合不再變化,此時(shí)獲得的天線集合為最終更新后的天線集合。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明還提出一種大規(guī)模mimo系統(tǒng),包括發(fā)射機(jī),接收機(jī),分別在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上配置的射頻鏈路,以及用于選擇天線集合的處理器,所述處理器用于執(zhí)行以下指令:1)建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;2)隨機(jī)選取s1組天線集合,s1≥2,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)每組天線集合進(jìn)行更新;每組天線集合更新的方式包括依次更新天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新的方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化;3)對(duì)更新后的s1組天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為最優(yōu)天線集合。進(jìn)一步,所述處理器還用于執(zhí)行以下指令:a.將步驟2)中需要更新的每組天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},初始集合p中設(shè)有q個(gè)元素,每個(gè)元素表示一根天線;b.依次更新初始集合p中的每個(gè)元素p(k),其中k=1,…,q;將剩余未被選取的天線集合和第k個(gè)元素的并集中的每個(gè)元素依次代替初始集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,用其中具有最大信道容量的天線集合更新集合p,然后更新下一個(gè)元素,當(dāng)全部q個(gè)元素更新完成后,得到最新的天線集合;c.將所述最新的天線集合作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化,此時(shí)獲得的天線集合為最終更新的天線集合。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明還提出一種大規(guī)模mimo系統(tǒng),包括發(fā)射機(jī),接收機(jī),分別在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上配置的射頻鏈路,以及用于選擇天線集合的處理器,所述處理器用于執(zhí)行以下指令:(1)建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;(2)從所有發(fā)送天線中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,更新的方式包括依次更新所述一組天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3或者更新后的天線組合不再變化,將更新后的天線集合作為第一最優(yōu)天線集合;(3)從所有發(fā)送天線中再隨機(jī)選取一組天線集合,按照所述更新的方式對(duì)重新選取的天線集合進(jìn)行更新,將更新后的天線集合與所述第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為第二最優(yōu)天線集合;(4)再選出下一個(gè)最優(yōu)天線集合,直到隨機(jī)選取天線集合的次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)s4時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。進(jìn)一步,所述處理器還用于執(zhí)行以下指令:a.將步驟(2)中隨機(jī)選取的一組天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},初始集合p中設(shè)有q個(gè)元素,每個(gè)元素表示一根天線;b.依次更新初始集合p中的每個(gè)元素p(k),其中k=1,…,q;將剩余未被選取的天線集合和第k個(gè)元素的并集中的每個(gè)元素依次代替初始集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,用其中具有最大信道容量的天線集合更新集合p,然后更新下一個(gè)元素,當(dāng)全部q個(gè)元素更新完成后,得到最新的天線集合;c.將所述最新的天線集合作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3,或者更新后的天線集合不再變化,此時(shí)獲得的天線集合為最終更新后的天線集合。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明還提出一種天線選擇裝置,包括用于選擇天線集合的處理器,所述處理器用于執(zhí)行以下指令:1)建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;2)隨機(jī)選取s1組天線集合,s1≥2,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)每組天線集合進(jìn)行更新;每組天線集合更新的方式包括依次更新天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新的方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化;3)對(duì)更新后的s1組天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為最優(yōu)天線集合。進(jìn)一步,所述處理器還用于執(zhí)行以下指令:a.將步驟2)中需要更新的每組天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},初始集合p中設(shè)有q個(gè)元素,每個(gè)元素表示一根天線;b.依次更新初始集合p中的每個(gè)元素p(k),其中k=1,…,q;將剩余未被選取的天線集合和第k個(gè)元素的并集中的每個(gè)元素依次代替初始集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,用其中具有最大信道容量的天線集合更新集合p,然后更新下一個(gè)元素,當(dāng)全部q個(gè)元素更新完成后,得到最新的天線集合;c.將所述最新的天線集合作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化,此時(shí)獲得的天線集合為最終更新的天線集合。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明還提出一種天線選擇裝置,包括用于選擇天線集合的處理器,所述處理器用于執(zhí)行以下指令:(1)建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;(2)從所有發(fā)送天線中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,更新的方式包括依次更新所述一組天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3或者更新后的天線組合不再變化,將更新后的天線集合作為第一最優(yōu)天線集合;(3)從所有發(fā)送天線中再隨機(jī)選取一組天線集合,按照所述更新的方式對(duì)重新選取的天線集合進(jìn)行更新,將更新后的天線集合與所述第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為第二最優(yōu)天線集合;(4)再選出下一個(gè)最優(yōu)天線集合,直到隨機(jī)選取天線集合的次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)s4時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。進(jìn)一步,所述處理器還用于執(zhí)行以下指令:a.將步驟(2)中隨機(jī)選取的一組天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},初始集合p中設(shè)有q個(gè)元素,每個(gè)元素表示一根天線;b.依次更新初始集合p中的每個(gè)元素p(k),其中k=1,…,q;將剩余未被選取的天線集合和第k個(gè)元素的并集中的每個(gè)元素依次代替初始集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,用其中具有最大信道容量的天線集合更新集合p,然后更新下一個(gè)元素,當(dāng)全部q個(gè)元素更新完成后,得到最新的天線集合;c.將所述最新的天線集合作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3,或者更新后的天線集合不再變化,此時(shí)獲得的天線集合為最終更新后的天線集合。本發(fā)明的有益效果是:建立大規(guī)模mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息,并從所有發(fā)送天線集合中隨機(jī)選取s1組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)每組天線集合進(jìn)行更新,對(duì)更新后的s1組天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組集合作為最優(yōu)天線集合。本發(fā)明考慮了系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息,利用順序迭代過(guò)程不斷更新天線集合,從中選擇信道容量最大的天線集合,以低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)了好的系統(tǒng)性能,為大規(guī)模mimo在5g系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化提供一定的技術(shù)支撐。建立大規(guī)模mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息,從所有發(fā)送天線集合中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,選出第一最優(yōu)天線集合,然后再選取一組天線集合,對(duì)該組天線集合更新,將更新后的天線集合與第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,選出第二最優(yōu)天線集合,再選出下一個(gè)最優(yōu)天線集合,直到達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。本發(fā)明考慮了mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息,利用順序迭代過(guò)程不斷更新天線集合,從中選擇信道容量最大的天線集合,以低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)了好的系統(tǒng)性能,為大規(guī)模mimo在5g系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化提供一定的技術(shù)支撐。附圖說(shuō)明圖1是大規(guī)模mimo系統(tǒng)示意圖;圖2是接收天線選擇系統(tǒng)示意圖;圖3是本發(fā)明的方法流程圖;圖4是信道容量與信噪比的關(guān)系示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一:建立大規(guī)模mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,包括發(fā)送端可以獲得接收端反饋的信道狀態(tài)信息。所有的發(fā)送天線集合設(shè)為γ={1,...,m},從所有m根發(fā)送天線中隨機(jī)選取s1組天線集合,s1≥2,每組天線集合有q根天線,根據(jù)信道容量最大原則,按照以下方法對(duì)每組天線集合進(jìn)行更新:將隨機(jī)選取的第一組天線集合作為第一初始集合,設(shè)置第一初始集合為p1={p1(1),p1(2),...,p1(q)},依次更新初始集合p1中每個(gè)元素p(k)(k=1,…,q),更新方式為:假設(shè)更新p1中第k個(gè)元素,則將剩余未被選取的天線集合和p1中第k個(gè)元素的并集{γ\p1}∪p1(k)中的元素依次作為集合p1中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,將其中具有最大信道容量的天線集合更新為新的初始集合p1。當(dāng)將全部q個(gè)元素更新完成后,天線集合p1更新完畢。其中,\表示集排除。將更新完的天線集合p1作為初始集合,重復(fù)上述過(guò)程,直至達(dá)到設(shè)定的次數(shù)s2或者相鄰兩次更新的天線集合相同時(shí)停止,此時(shí)得到的集合是第一組天線集合更新后的天線集合。將選取的第二組天線集合作為第二初始集合,設(shè)置第二初始集合為p2={p2(1),p2(2),...,p2(q)},依次更新初始集合p2中每個(gè)元素p2(k)(k=1,…,q),更新方式為:假設(shè)更新p2中第k個(gè)元素,則將剩余未被選取的天線集合和p2中第k個(gè)元素的并集{γ\p2}∪p2(k)中的元素依次作為集合p2中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,將其中具有最大信道容量的天線集合更新為新的初始集合p2。當(dāng)將全部q個(gè)元素更新完成后,生成最新的集合p2。其中,\表示集排除。將更新完的天線集合p2作為初始集合,重復(fù)上述過(guò)程,直至達(dá)到設(shè)定的次數(shù)s2或者相鄰兩次得到的p2相同時(shí)停止,此時(shí)得到的集合p2即是第二組天線集合更新后的天線集合。將s1組更新后的天線集合進(jìn)行對(duì)比,具有最大信道容量的集合選為最優(yōu)天線集合。上述天線選擇方法采用的是s1組天線集合并行計(jì)算更新天線集合的方法,計(jì)算速度快,得到最優(yōu)天線集合的結(jié)果效率高,但是對(duì)硬件的要求也比較高,為了節(jié)省硬件成本,可以采用串行計(jì)算更新天線集合的方法,該方法包括以下步驟:從所有發(fā)送天線集合中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,更新的方式為:a.所有發(fā)送天線集合設(shè)為γ={1,...,m},將一組隨機(jī)選取的天線集合作為初始集合p={p(1),p(2),...,p(q)},其中q為所需要的天線數(shù)(q<m)。b.依次更新初始集合p中每個(gè)元素p(k)(k=1,…,q),更新方式為:假設(shè)更新p中第k個(gè)元素,則將剩余未被選取的天線集合和p中第k個(gè)元素的并集{γ\p}∪p(k)中的元素依次作為集合p中的第k個(gè)元素,并求出新組成的每個(gè)天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,將其中具有最大信道容量的天線集合更新為新的初始集合p。當(dāng)上述過(guò)程將全部q個(gè)元素更新完成后,生成最新的集合p;上述并集中\(zhòng)表示集排除。c.將新產(chǎn)生的天線集合p作為初始集合,重復(fù)步驟b,直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3或者相鄰兩次生成的集合p相同停止,此時(shí)獲得的集合p即是初始集合更新后的天線集合,將更新后的天線集合作為第一最優(yōu)天線集合。從所有發(fā)送天線集合中再隨機(jī)選取一組天線集合,按照上述更新的方式對(duì)重新選取的天線集合進(jìn)行更新,將更新后的天線集合與第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為第二最優(yōu)天線集合。再選出下一最優(yōu)天線集合,直到隨機(jī)選取天線集合的次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)s4時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。本發(fā)明考慮了天線的信道狀態(tài)信息,利用順序迭代過(guò)程不斷更新天線集合,從中選擇信道容量最大的天線集合,以低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)了好的系統(tǒng)性能,為大規(guī)模mimo在5g系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化提供一定的技術(shù)支撐。本發(fā)明還提出了一種天線選擇裝置,包括用于選擇天線集合的處理器,處理器用于執(zhí)行以下指令:1)建立大規(guī)模mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;2)隨機(jī)選取s1組天線集合,s1≥2,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)每組天線集合進(jìn)行更新;每組天線集合更新的方式包括依次更新天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新的方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s2,或者更新后的天線集合不再變化;3)對(duì)更新后的s1組天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為最優(yōu)天線集合。本發(fā)明還提出另一種天線選擇裝置,包括用于選擇天線集合的處理器,處理器用于執(zhí)行以下指令:(1)建立大規(guī)模mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息;(2)從所有發(fā)送天線中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,更新的方式包括依次更新所述一組天線集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3或者更新后的天線組合不再變化,將更新后的天線集合作為第一最優(yōu)天線集合;(3)從所有發(fā)送天線中再隨機(jī)選取一組天線集合,按照所述更新的方式對(duì)重新選取的天線集合進(jìn)行更新,將更新后的天線集合與所述第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為第二最優(yōu)天線集合;(4)再選出下一個(gè)最優(yōu)天線集合,直到隨機(jī)選取天線集合的次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)s4時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。本發(fā)明的提出的兩種天線選擇裝置的處理器,執(zhí)行的指令分別對(duì)應(yīng)為上述兩種天線選擇方法,由于對(duì)上述兩種天線選擇方法的介紹已經(jīng)足夠清楚完整,故不再對(duì)處理器執(zhí)行的指令進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例二:如圖1所示的大規(guī)模mimo系統(tǒng),包括發(fā)射機(jī),接收機(jī),分別在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上配置的射頻鏈路,以及用于選擇天線集合的處理器(圖中未畫出),其中,射頻鏈路包括低頻噪聲放大器、鏈路轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。mimo系統(tǒng)的工作原理是:發(fā)射機(jī)利用從接收機(jī)反饋來(lái)的信道狀態(tài)信息,根據(jù)某項(xiàng)性能指標(biāo)從所有發(fā)送天線中選擇部分性能優(yōu)越的天線進(jìn)行發(fā)送。部分并行數(shù)據(jù)流被同時(shí)發(fā)送至多輸入多輸出衰落信道,衰落后的數(shù)據(jù)流到達(dá)接收天線,射頻鏈路轉(zhuǎn)換器從所有接收天線中選擇部分天線進(jìn)行接收,數(shù)據(jù)流經(jīng)數(shù)個(gè)射頻鏈路處理后,進(jìn)行解碼,這樣發(fā)送的數(shù)據(jù)被恢復(fù)出來(lái)。上述處理器用于執(zhí)行以下步驟:假設(shè)圖1所示的是一個(gè)配備m根發(fā)射天線,n根接收天線的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)大規(guī)模mimo系統(tǒng),其中發(fā)射端有q個(gè)射頻鏈路q<m。假設(shè)在發(fā)射端進(jìn)行天線選擇,接收端采用全部天線用于接收信號(hào)。發(fā)射機(jī)通過(guò)接收機(jī)的反饋可以獲取信道狀態(tài)信息,且所有選擇天線的功率分配是均勻的。從m根發(fā)射天線中選擇q根最優(yōu)天線進(jìn)行通信,則相應(yīng)信道容量可以數(shù)學(xué)表示為:式中,ρ表示總的發(fā)射信噪比,in表示n×n的單位矩陣,halt表示n×q的選擇天線組成的信道矩陣,表示矩陣halt的共軛轉(zhuǎn)置,det()表示求矩陣的行列式。本發(fā)明利用隨機(jī)天線選擇算法進(jìn)行天線選擇,該算法包括內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩部分:外循環(huán):在每次外循環(huán)中,隨機(jī)生成一個(gè)天線集合,該天線集合設(shè)置為p={p(1),p(2),…,p(q)},然后通過(guò)內(nèi)循環(huán)優(yōu)化得到其相應(yīng)的優(yōu)化天線集合,經(jīng)過(guò)s1次外循環(huán)得到s1個(gè)天線集合,從中選擇具有最大信道容量的天線集合最為最終的選擇結(jié)果。內(nèi)循環(huán):在每次內(nèi)循環(huán)中,根據(jù)信道容量最大原則依次更新初始集合p中的每個(gè)元素,具體步驟為:(1)更新集合p中第一個(gè)元素:將剩余天線集合{1,2,…,m}\p中的每個(gè)元素依次替換p中的第一個(gè)元素,并求出每次替換后天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,從中找出具有最大信道容量的天線集合并與初始集合p對(duì)比,將其中較大信道容量的天線集合p1作為更新第二個(gè)元素的初始集合。(2)更新p1中第二個(gè)元素:將剩余天線集合{1,2,…,m}\p1中的每個(gè)元素依次替換p1中的第二個(gè)元素,并求出每次替換后天線集合所對(duì)應(yīng)的信道容量,從中找出具有最大信道容量的天線集合與集合p1的信道容量對(duì)比,將其中較大信道容量的天線集合p2作為更新第三個(gè)元素的初始集合。(3)以此類推,將q個(gè)元素全部更新完,得到最新天線集合pq,則此次內(nèi)循環(huán)過(guò)程完畢。將上述所得天線集合pq作為下一次內(nèi)循環(huán)的初始集合,不斷重復(fù)步驟(1)-步驟(3),直至達(dá)到設(shè)定內(nèi)循環(huán)次數(shù)s2或者相鄰兩次內(nèi)循環(huán)所得到的天線集合相同時(shí),結(jié)束內(nèi)循環(huán)過(guò)程。下面結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)分析本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)隨機(jī)天線方法性能的提升,仿真在matlab軟件環(huán)境下進(jìn)行,仿真主要參數(shù)見(jiàn)表1。表1主要參數(shù)數(shù)值發(fā)送天線數(shù)m128接收天線數(shù)n4發(fā)射端射頻鏈路數(shù)q1~30信道平坦衰落信道由圖4不難看出,本發(fā)明的信道容量性能明顯高于傳統(tǒng)的隨機(jī)天線選擇方法,并且與窮舉方法的性能基本一樣。同時(shí),隨著選擇天線數(shù)的增加,本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)也越發(fā)明顯。由于傳統(tǒng)的隨機(jī)天線選擇方法僅僅隨機(jī)選擇所需數(shù)目的天線,沒(méi)有考慮信道狀態(tài)信息,本發(fā)明彌補(bǔ)了傳統(tǒng)隨機(jī)天線選擇方法的不足,考慮了系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息,利用順序迭代過(guò)程不斷更新天線集合,從中選擇信道容量最大的天線集合,大大提高了系統(tǒng)的性能,實(shí)現(xiàn)了接近窮舉算法的性能,且遠(yuǎn)小于窮舉法的計(jì)算復(fù)雜度。本發(fā)明還提出了另一種mimo系統(tǒng),包括發(fā)射機(jī),接收機(jī),分別在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上配置的射頻鏈路,以及用于選擇天線集合的處理器,處理器用于執(zhí)行以下指令:建立mimo系統(tǒng)的信號(hào)模型,通過(guò)信道估計(jì)獲取所述mimo系統(tǒng)中的信道狀態(tài)信息。從所有發(fā)送天線中隨機(jī)選取一組天線集合,根據(jù)信道容量最大原則對(duì)該組天線集合進(jìn)行更新,更新的方式包括依次更新集合中的每個(gè)元素,并重復(fù)此更新方式直至達(dá)到設(shè)定次數(shù)s3或者相鄰兩次產(chǎn)生的集合相同時(shí)停止,將更新后的天線集合作為第一最優(yōu)天線集合。從所有發(fā)送天線中再隨機(jī)選取一組天線集合,按照更新的方式對(duì)重新選取的天線集合進(jìn)行更新,將更新后的天線集合與第一最優(yōu)天線集合進(jìn)行對(duì)比,將信道容量最大的一組天線集合作為第二最優(yōu)天線集合。再選出下一個(gè)最優(yōu)天線集合,直到隨機(jī)選取天線集合的次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)s4時(shí),將當(dāng)前的最優(yōu)天線集合作為最終的最優(yōu)天線集合。本發(fā)明的兩個(gè)mimo系統(tǒng)的不同之處在于,mimo系統(tǒng)的處理器運(yùn)行的天線選擇指令不同,一種采用并行計(jì)算更新天線集合的方法,計(jì)算速度快、效果高,另一種采用串行計(jì)算更新天線集合的方法,計(jì)算速度相對(duì)較慢,但對(duì)處理器硬件要求不高。由于上述mimo系統(tǒng)的處理器采用的指令與串行計(jì)算更新天線集合的方法對(duì)應(yīng),因此不再對(duì)處理器執(zhí)行的指令進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提出的大規(guī)模mimo系統(tǒng)利用順序迭代的方法搜索信道容量最大的天線集合,以信道容量作為評(píng)價(jià)指標(biāo),計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于窮舉方法,但性能卻很接近窮舉方法。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12
當(dāng)前第1頁(yè)1 2 
網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
  • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1