一種基于大規(guī)模mimo的單精度adc自適應(yīng)門(mén)限量化方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于大規(guī)模MIMO的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，包括以下步驟：對(duì)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行建模，依據(jù)建模的大規(guī)模MIMO場(chǎng)景得到信道數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練序列，利用LBG線(xiàn)性分類(lèi)方法對(duì)具有相關(guān)性的信道數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，得到每一類(lèi)的質(zhì)心和質(zhì)心間的邊界，并依據(jù)分類(lèi)的結(jié)果找出質(zhì)心與量化值、邊界與自適應(yīng)門(mén)限的映射關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立實(shí)際天線(xiàn)模型下利用相關(guān)性的自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法；利用已有的大規(guī)模MIMO信道模型產(chǎn)生用戶(hù)不同發(fā)送功率下基站端接收到信號(hào)，映射出該場(chǎng)景下不同用戶(hù)發(fā)送功率對(duì)應(yīng)的量化門(mén)限和量化值；并對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上行鏈路進(jìn)行仿真。該方法有效的提高了信道估計(jì)的準(zhǔn)確性并降低了上行信號(hào)檢測(cè)的誤符號(hào)率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于大規(guī)模Ml MO的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及第5代移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域中大規(guī)模MMO系統(tǒng)下天線(xiàn)射頻(RF)端口配置 的單精度ADC，特別涉及一種基于大規(guī)模MM0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 大規(guī)模MM0系統(tǒng)中，由于數(shù)字化處理的需要，每個(gè)天線(xiàn)的射頻(RF)端口需要配置 一對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以分別用于I路和Q路的模數(shù)轉(zhuǎn)換。而高精度ADC會(huì)導(dǎo)致功率耗散和硬 件成本上升，這在天線(xiàn)數(shù)以百計(jì)的大規(guī)模MM0中極大的增加了基站的部署費(fèi)用和能量消 耗。而利用單精度ADC(l-bit ADC)，一方面可以最大幅度的降低成本及基站端運(yùn)算的復(fù)雜 度，另一方面單精度ADC可以通過(guò)簡(jiǎn)單的比較器即可實(shí)現(xiàn)，不需要使用自動(dòng)增益控制器 (AGC)，因而可避免大量的功率耗散。
[0003] 現(xiàn)有相關(guān)研究主要針對(duì)瑞利衰落信道模型下的上行鏈路模型，都假設(shè)了大規(guī)模 MIM0信道是獨(dú)立同分布（i.i.d)的。在這一假設(shè)下，單精度ADC的量化門(mén)限均固定設(shè)置為0。 然而，在實(shí)際中由于基站處天線(xiàn)部署的間距受限，天線(xiàn)會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性，天線(xiàn)間距越 小，相關(guān)性越強(qiáng)。并且單精度ADC超低量化精度對(duì)現(xiàn)有的信道估計(jì)及信號(hào)檢測(cè)都提出了挑 戰(zhàn)。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明的目的在于克服單精度ADC超低量化精度的缺陷，充分利用天線(xiàn)間的相關(guān) 性，提供了一種基于大規(guī)模MIM0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，給出了量化門(mén)限和量化 值映射的步驟，有效的提高了信道估計(jì)的準(zhǔn)確性并降低了上行信號(hào)檢測(cè)的誤符號(hào)率。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006] 一種基于大規(guī)模MM0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，包括以下步驟：
[0007] 1)對(duì)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行建模，依據(jù)建模的大規(guī)模MM0場(chǎng)景得到信道數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練序 列，利用LBG線(xiàn)性分類(lèi)方法對(duì)具有相關(guān)性的信道數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，得到每一類(lèi)的質(zhì)心和質(zhì)心間 的邊界，并依據(jù)分類(lèi)的結(jié)果找出質(zhì)心與量化值、邊界與自適應(yīng)門(mén)限的映射關(guān)系，并在此基礎(chǔ) 上建立實(shí)際天線(xiàn)模型下利用相關(guān)性的自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法；
[0008] 2)針對(duì)相應(yīng)的仿真場(chǎng)景，利用已有的大規(guī)模MM0信道模型產(chǎn)生用戶(hù)不同發(fā)送功率 下基站端接收到信號(hào)，并用步驟1)給出的自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法映射出該場(chǎng)景下不同用戶(hù)發(fā) 送功率對(duì)應(yīng)的量化門(mén)限和量化值；
[0009] 3)利用相關(guān)性下自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法設(shè)定的量化門(mén)限和量化值，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上 行鏈路進(jìn)行仿真。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1)具體包括以下步驟：
[0011] 依據(jù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景建立該場(chǎng)景下的信道模型，將模型中基站面陣上的M根天線(xiàn)分成G 組，每組天線(xiàn)數(shù)不固定，同一組內(nèi)的天線(xiàn)到用戶(hù)的信道系數(shù)具有相關(guān)性，組與組間的信道系 數(shù)獨(dú)立；
[0012] 假定第i組下有n根天線(xiàn)，用已有的大規(guī)模mMO的信道模型產(chǎn)生相應(yīng)場(chǎng)景下基站端 接收到的信號(hào)，將這N維度的信號(hào)實(shí)數(shù)部分和復(fù)數(shù)部分做絕對(duì)值變換后映射到第一象限，并 將此作為訓(xùn)練序列，運(yùn)用LBG線(xiàn)性分類(lèi)算法將信號(hào)分成N類(lèi)，得到每一類(lèi)的質(zhì)心和類(lèi)與類(lèi)之 間的邊界，結(jié)合基于天線(xiàn)相關(guān)性的單精度ADC自適應(yīng)量化門(mén)限設(shè)置方法，得到量化值和量化 門(mén)限，量化值的表達(dá)式對(duì)應(yīng)為質(zhì)心：
[0013] c=[co ci ??? cn-i]
[0014] 其中，< e CV，(^對(duì)應(yīng)于第i組對(duì)N根天線(xiàn)上的信號(hào)經(jīng)過(guò)ADC量化后的值；
[0015] 第i組的量化門(mén)限為：
[0016] r = [ y0 y i ??? yN-i]
[0017] 其中，y〇 = 〇, yn為第i組第n天線(xiàn)的量化門(mén)限。
[0018] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2)具體包括以下步驟：
[0019]根據(jù)建立的信道模型，模擬多個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)以不同的發(fā)送功率時(shí)，基站端天線(xiàn)上 接收到的未經(jīng)ADC量化的數(shù)據(jù)集合，依據(jù)基于大規(guī)模MM0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法 得到不同功率下基站處ADC的量化門(mén)限和量化值。
[0020] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3)中對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上行鏈路進(jìn)行仿真步驟具體包 括以下步驟：
[0021] 3.1)K個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)向天線(xiàn)數(shù)為M的基站發(fā)送長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)，基站接收到的 導(dǎo)頻信號(hào)為i>eC MxZ;
[0022] 3.2)基站處RF端口下的單精度ADC對(duì)^進(jìn)行自適應(yīng)量化，得到量化后的導(dǎo)頻信號(hào) y,C觀(guān)；
[0023] 3.3)基站依據(jù)量化后的導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)信道系數(shù)進(jìn)行估計(jì)得到H，并依據(jù)H算出線(xiàn)性 檢測(cè)矩陣A&Gig;
[0024] 3.4)用戶(hù)發(fā)送有用信號(hào)，經(jīng)過(guò)基站端單精度ADC自適應(yīng)量化后為 te CM，利用線(xiàn)性檢測(cè)方法對(duì)用戶(hù)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)得到用戶(hù)發(fā)送的有用導(dǎo)頻信 號(hào):i二 。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，基站端第i組的N根天線(xiàn)接收到的信號(hào)r經(jīng)過(guò)單精度ADC 量化后量化函數(shù)為：
[0026] yi=Qir~T)e€N,
[0027] 其中，r表示判決門(mén)限矢量，f,為經(jīng)過(guò)第i組天線(xiàn)下的ADC判決后的量化值矢量集 合，并且r與欠矢量空間維度相同。
[0028] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上行鏈路進(jìn)行仿真之后還包括對(duì)上行鏈 路系統(tǒng)性能進(jìn)彳丁評(píng)估步驟。
[0029] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：
[0030] 本發(fā)明一種基于大規(guī)模MM0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，在Massive MM0 中，應(yīng)用單精度ADC，相對(duì)于傳統(tǒng)方案下的1-bit ADC的量化門(mén)限為0,量化值為±1，會(huì)極大 的降低功率耗散和硬件成本，并且在天線(xiàn)數(shù)目很大的時(shí)候減少基站運(yùn)算的復(fù)雜度，提升運(yùn) 算效率。與傳統(tǒng)的單精度ADC應(yīng)用方案相比，本發(fā)明考慮到了實(shí)際基站布置天線(xiàn)間距受限的 情況，并且充分利用了受限下天線(xiàn)間的相關(guān)性，從而提高了單精度量化的精度，提升了系統(tǒng) 的整體性能，并且該發(fā)明對(duì)門(mén)限的設(shè)置具有時(shí)間上的穩(wěn)定性，不需要實(shí)時(shí)更新。
[0031] 進(jìn)一步，單精度ADC自適應(yīng)量化是對(duì)相關(guān)性信號(hào)線(xiàn)性分類(lèi)后找邊界和量化門(mén)限、質(zhì) 心和量化值的映射關(guān)系，從而充分利用信號(hào)間的相關(guān)性。 【【附圖說(shuō)明】】
[0032] 圖1系統(tǒng)場(chǎng)景圖（主要針對(duì)上行鏈路）；
[0033]圖2 UMI場(chǎng)景時(shí)用戶(hù)發(fā)送功率、用戶(hù)數(shù)對(duì)自適應(yīng)閾值的影響；
[0034]圖3 UMI場(chǎng)景時(shí)信道估計(jì)效果比較；
[0035]圖4 UMI場(chǎng)景時(shí)系統(tǒng)檢波結(jié)果比較。 【【具體實(shí)施方式】】
[0036]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)闡述，但在本發(fā)明的描述中，需 要理解的是，本發(fā)明所描述的實(shí)施例是示例性的，描述中所出現(xiàn)的具體參數(shù)僅是為了便于 描述本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0037]參照?qǐng)D1，考慮一個(gè)單小區(qū)的大規(guī)模MBTO上行多用戶(hù)傳輸場(chǎng)景模型，基站端配置天線(xiàn) 數(shù)為M根，服務(wù)于K個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)(M>>K)，這M根天線(xiàn)被分成了 G組，每組內(nèi)天線(xiàn)具有很強(qiáng)的相 關(guān)性。在基站側(cè)，每根天線(xiàn)均配置了一對(duì)單精度ADC用于I路和Q路信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。在一次 上行傳輸中，基站端M根天線(xiàn)接收到的基帶信號(hào)可表示為『二#!"" - !！，其中P表示用戶(hù)的 信號(hào)發(fā)射功率；H e CMx￡為K個(gè)用戶(hù)到M根天線(xiàn)的信道矩陣；向量X=[xp...，今，e 是所有用戶(hù)的發(fā)送信號(hào)。11&€：?是1根天線(xiàn)上的加性噪聲。
[0038]在上行信號(hào)檢測(cè)之前，接收信號(hào)還需進(jìn)行量化。
[0039]傳統(tǒng)方案下的1-bit ADC的量化門(mén)限為0,量化值為±1，量化的過(guò)程如下：
[0040]定義Q( ?)為量化函數(shù)，則在使用單精度ADC的情況下，對(duì)于實(shí)數(shù)自變量定義為： Q(w) = sign(w)，《 G .狀。其中s ign(u)代表符號(hào)函數(shù)，即如果u彡0，返回值為1; u< 0返回值-1。而對(duì)于復(fù)數(shù)v = VR+jvi，則定義Q( ?)對(duì)實(shí)數(shù)部分和復(fù)數(shù)部分分開(kāi)進(jìn)行判別，即：Q(v)= sign(VR)+j sign(vi)〇
[0041]基站端第i組的N根天線(xiàn)接收到的信號(hào)r經(jīng)過(guò)單精度ADC量化后量化函數(shù)表示為： y,.=Q(r-，其中r表示判決門(mén)限矢量，^為經(jīng)過(guò)第i組的N根天線(xiàn)下的ADC判決后 的量化值矢量集合，并且r與先矢量空間維度相同。
[0042]在應(yīng)用單精度ADC的大規(guī)模MBTO系統(tǒng)中，一次完整的上行信號(hào)檢測(cè)包括兩個(gè)階段。 [0043]第一階段:信道估計(jì)。由用戶(hù)端發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，通過(guò)天線(xiàn)RF端口下的ADC對(duì)接收到 的信號(hào)值進(jìn)行量化，基站依據(jù)量化后的導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)信道系數(shù)進(jìn)行估計(jì)得到H。
[0044]第二階段:基于H的信號(hào)檢測(cè)。用戶(hù)發(fā)送有用信號(hào)rseCM，經(jīng)過(guò)基站端單精度 ADC自適應(yīng)量化后為;利用線(xiàn)性檢測(cè)方法對(duì)經(jīng)過(guò)單精度ADC自適應(yīng)量化后的用戶(hù)發(fā) 送的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)得到用戶(hù)發(fā)送的有用導(dǎo)頻信號(hào)：i二JV表示檢測(cè)矩陣。
[0045] 基于天線(xiàn)相關(guān)性的單精度自適應(yīng)量化門(mén)限設(shè)置方法及具體應(yīng)用為：
[0046] 1)首先，利用本發(fā)明提出的自適應(yīng)量化門(mén)限設(shè)置方法對(duì)該場(chǎng)景下的單精度ADC進(jìn) 行門(mén)限和量化值設(shè)置。
[0047]通過(guò)建立的大規(guī)模MM0信道模型模擬實(shí)際場(chǎng)景下基站接收到的信號(hào)，并對(duì)這些信 號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性分類(lèi)。依然假設(shè)第i組下有N根天線(xiàn)，在一段較長(zhǎng)時(shí)間里這N根天線(xiàn)接收到的復(fù)信 號(hào)為se GMxT,將s信號(hào)內(nèi)的每一個(gè)數(shù)據(jù)的實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分做絕對(duì)值變換后映射到第 一象限，得到新的矩陣瓦，其中I路信號(hào)對(duì)應(yīng)的矩陣信息為$ = real(X)。以I路信號(hào)為例，運(yùn) 用LBG算法對(duì)馬進(jìn)行線(xiàn)性分類(lèi)可以得到N個(gè)N維度的質(zhì)心，質(zhì)心的模值由小到大排列如下：
[0048] C=[co ci ??? cn-i]
[0049] 其中 cf
[0050] 依據(jù)N個(gè)N維度的質(zhì)心，可以分別求得每一個(gè)質(zhì)心間的邊界。當(dāng)信號(hào)具有較強(qiáng)的相 關(guān)性時(shí)，邊界可以近似看成只存在于兩個(gè)相鄰的質(zhì)心 Cn-dPCn之間，邊界的數(shù)目近似為N-1 個(gè)，Cn-dPCn邊界的表達(dá)式可以近似的表示為：
[0051 ] 81S1+82S2. . .+8nsn^ yn
且心的值取1。^"作為本發(fā)明的量化門(mén)限。這N根天線(xiàn)RF端口 下針對(duì)I路信號(hào)量化的N個(gè)ADC的量化門(mén)限的集合為r=[y0 yn]，通常yQ = 〇。
[0053]因此，經(jīng)過(guò)發(fā)明提出的自適應(yīng)量化門(mén)限設(shè)置方法后，第i組的量化門(mén)限為：r = [丫0 丫1…YN-1]，相應(yīng)的量化值為C=[CQ Cl…CN-1]。
[0054] 2)依據(jù)1)所提的基于天線(xiàn)相關(guān)性的單精度ADC自適應(yīng)量化門(mén)限設(shè)置方法，對(duì)基站 處的G組天線(xiàn)組合分別設(shè)置各組的量化門(mén)限和量化值。具體為根據(jù)建立的信道模型，模擬多 個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)以不同的發(fā)送功率時(shí)（噪聲功率恒定），基站端天線(xiàn)上接收到的未經(jīng)ADC量化 的數(shù)據(jù)集合，依據(jù)基于大規(guī)模MM0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法得到不同功率下基站 處ADC的量化門(mén)限和量化值。
[0055] 圖2表示某一特定場(chǎng)景下基站發(fā)送功率、用戶(hù)數(shù)對(duì)自適應(yīng)閾值的影響。
[0056] 3)將步驟2)得到的量化門(mén)限和量化值應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中去。依然以某小區(qū)基站處 第i組中的N根天線(xiàn)上接收到的信號(hào)為例，先對(duì)第i組的信號(hào)用加法器進(jìn)行整合，整合后的信 號(hào)為：
[0058] h/."e(ClxA：是K個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)到基站處第i組第n根天線(xiàn)的信道矩陣。rn表示第i組內(nèi) 第n根天線(xiàn)上接收到的信號(hào)，m,nS天線(xiàn)上的噪聲信號(hào)。
[0059]自適應(yīng)門(mén)限的量化過(guò)程記作Qadaptive，自適應(yīng)門(mén)限Qadapt ive( ?)定義：以I路信號(hào)(記 作ymQ路原理一樣)經(jīng)過(guò)第i組天線(xiàn)上ADC量化為例，對(duì)于N根天線(xiàn)下自適應(yīng)門(mén)限的判別的 過(guò)程如下面的偽代碼： 輸入量 輸出量為.eG' 第一步：獲得璐信號(hào)_vR. ,= real〔v;); 第二步：判定正負(fù)號(hào) f yR. i^n do Fr =1； vpR. ,? = vR, else Fr =~l； VpR, =-vR.
[0060] eRd 第三步：量化值 far / = 1,2, ... , /V -1 do if ypR, i ^Vr (p, =c ;brcak; end end 第四步：^ K X%
[0061]本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)和效果分析：
[0062]仿真場(chǎng)景設(shè)置：
[0063]圖3的仿真場(chǎng)景為UMI，基站天線(xiàn)面陣分布為水平方向2根，豎直方向16根，8個(gè)用 戶(hù)，用戶(hù)移動(dòng)速度V = 3km/h，SNR = OdB，信道估計(jì)方案LS。
[0064]圖4的仿真場(chǎng)景為UMI，，基站天線(xiàn)面陣分布為水平方向2根，豎直方向16根，10個(gè)用 戶(hù)，用戶(hù)移動(dòng)速度V = 3km/h，仿真1個(gè)Drop，100000TTI，，QPSK調(diào)制，信道估計(jì)方案LS，檢波方 案ZF。
[0065]仿真結(jié)果分析：
[0066]圖3中比較的是不同相關(guān)性面陣下最小均方誤差(MSE)。當(dāng)只用1個(gè)ADC判別的時(shí) 候，不管天線(xiàn)面陣如何擺放，信道估計(jì)的MSE的值相差不大。當(dāng)天線(xiàn)間距為5AX5A的時(shí)候利 用天線(xiàn)間的相關(guān)性估計(jì)信道，MSE的值會(huì)比原來(lái)的方案更大；當(dāng)天線(xiàn)間距為0.5AX5A的時(shí) 候，利用相關(guān)性，聯(lián)合ADC后的自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置會(huì)使信道估計(jì)的效果大幅度提高;尤其是當(dāng) 天線(xiàn)間距為〇. 25AX 5A時(shí)（天線(xiàn)間距一般不會(huì)小于〇. 25A，此處僅僅作為相關(guān)性效果比較）， 所提方案效果會(huì)進(jìn)一步提升。圖3的結(jié)果表明：相關(guān)性越強(qiáng)，自適應(yīng)門(mén)限下的信道估計(jì)效果 越好。
[0067]圖4中，當(dāng)采用單精度ADC量化且量化門(mén)限均為0時(shí)，天線(xiàn)間距為10AX 10A的情況要 遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于天線(xiàn)間距為0.5AX 10A。當(dāng)天線(xiàn)間距為l〇AX 10A，在SNRSOdB時(shí)，本發(fā)明提出的方 案效果會(huì)更差，這是因?yàn)樘炀€(xiàn)間相關(guān)性很弱，隨著發(fā)送功率的增大，自適應(yīng)門(mén)限的精度優(yōu)勢(shì) 可以適當(dāng)降低系統(tǒng)的誤符號(hào)率。當(dāng)天線(xiàn)間距為〇. 5AX 10A時(shí)，基于天線(xiàn)聯(lián)合的自適應(yīng)門(mén)限設(shè) 置方案能夠充分利用相關(guān)性的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)的SER大幅度減小設(shè)置已經(jīng)低于單精度ADC量化時(shí) 理想信道。
[0068]上述仿真結(jié)果表明，本發(fā)明所提出的自適應(yīng)量化門(mén)限具有時(shí)間上的穩(wěn)定性，不需 要實(shí)時(shí)更新(如圖3和圖4所示）；所得的信道估計(jì)結(jié)果在不同的導(dǎo)頻長(zhǎng)度下相比已有工作均 具有較小的均方誤差（如圖3);上行信號(hào)檢測(cè)的誤符號(hào)率性能相比理想信道下單精度量化 的情況都有顯著的性能提升(如圖4)。
[0069]以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非僅限于本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明專(zhuān)利 范圍的內(nèi)容所做的等效變化和修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于大規(guī)模ΜΙΜΟ的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，其特征在于，包括以下步 驟： 1) 對(duì)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行建模，依據(jù)建模的大規(guī)模ΜΙΜΟ場(chǎng)景得到信道數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練序列，利 用LBG線(xiàn)性分類(lèi)方法對(duì)具有相關(guān)性的信道數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，得到每一類(lèi)的質(zhì)心和質(zhì)心間的邊 界，并依據(jù)分類(lèi)的結(jié)果找出質(zhì)心與量化值、邊界與自適應(yīng)門(mén)限的映射關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建 立實(shí)際天線(xiàn)模型下利用相關(guān)性的自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法； 2) 針對(duì)相應(yīng)的仿真場(chǎng)景，利用已有的大規(guī)模MBTO信道模型產(chǎn)生用戶(hù)不同發(fā)送功率下基 站端接收到信號(hào)，并用步驟1)給出的自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法映射出該場(chǎng)景下不同用戶(hù)發(fā)送功 率對(duì)應(yīng)的量化門(mén)限和量化值； 3) 利用相關(guān)性下自適應(yīng)門(mén)限設(shè)置方法設(shè)定的量化門(mén)限和量化值，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上行鏈 路進(jìn)行仿真。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于大規(guī)模ΜΜ0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，其特征 在于，步驟1)具體包括以下步驟： 依據(jù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景建立該場(chǎng)景下的信道模型，將模型中基站面陣上的Μ根天線(xiàn)分成G組，每 組天線(xiàn)數(shù)不固定，同一組內(nèi)的天線(xiàn)到用戶(hù)的信道系數(shù)具有相關(guān)性，組與組間的信道系數(shù)獨(dú) 立； 假定第i組下有Ν根天線(xiàn)，用已有的大規(guī)模ΜΜ0的信道模型產(chǎn)生相應(yīng)場(chǎng)景下基站端接收 到的信號(hào)，將這N維度的信號(hào)實(shí)數(shù)部分和復(fù)數(shù)部分做絕對(duì)值變換后映射到第一象限，并將此 作為訓(xùn)練序列，運(yùn)用LBG線(xiàn)性分類(lèi)算法將信號(hào)分成N類(lèi)，得到每一類(lèi)的質(zhì)心和類(lèi)與類(lèi)之間的 邊界，結(jié)合基于天線(xiàn)相關(guān)性的單精度ADC自適應(yīng)量化門(mén)限設(shè)置方法，得到量化值和量化門(mén) 限，量化值的表達(dá)式對(duì)應(yīng)為質(zhì)心： C=[c〇 Cl ··· CN-l] 其中，ci € CA%c^應(yīng)于第i組對(duì)N根天線(xiàn)上的信號(hào)經(jīng)過(guò)ADC量化后的值； 第i組的量化門(mén)限為： r = [ γ 〇 γ 1 ··· γν-l] 其中，γ〇 = 0, γη為第i組第η天線(xiàn)的量化門(mén)限。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于大規(guī)模ΜΜ0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，其特征 在于，步驟2)具體包括以下步驟： 根據(jù)建立的信道模型，模擬多個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)以不同的發(fā)送功率時(shí)，基站端天線(xiàn)上接收 到的未經(jīng)ADC量化的數(shù)據(jù)集合，依據(jù)基于大規(guī)模Μ頂0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法得到 不同功率下基站處ADC的量化門(mén)限和量化值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大規(guī)模ΜΜ0的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，其特 征在于，步驟3)中對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上行鏈路進(jìn)行仿真步驟具體包括以下步驟： 3.1) Κ個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)向天線(xiàn)數(shù)為Μ的基站發(fā)送長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)，基站接收到的導(dǎo)頻 信號(hào)為; 3.2) 基站處RF端口下的單精度ADC對(duì)^進(jìn)行自適應(yīng)量化，得到量化后的導(dǎo)頻信號(hào) yp^CM*L, 3.3) 基站依據(jù)量化后的導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)信道系數(shù)進(jìn)行估計(jì)得到t,并依據(jù)Η算出線(xiàn)性檢測(cè) 矩陣 Ag_：D_V/x/：: 3.4) 用戶(hù)發(fā)送有用信號(hào)1^,€([：￥,經(jīng)過(guò)基站端單精度4〇(：自適應(yīng)量化后為免€€^，利 用線(xiàn)性檢測(cè)方法對(duì)用戶(hù)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)得到用戶(hù)發(fā)送的有用導(dǎo)頻信號(hào)： i = s。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于大規(guī)模mMO的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，其特征 在于，基站端第i組的N根天線(xiàn)接收到的信號(hào)r經(jīng)過(guò)單精度ADC量化后量化函數(shù)為：其中，Γ表示判決門(mén)限矢量，免為經(jīng)過(guò)第i組天線(xiàn)下的ADC判決后的量化值矢量集合，并 且「與免矢量空間維度相同。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于大規(guī)模MMO的單精度ADC自適應(yīng)門(mén)限量化方法，其特征 在于，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的上行鏈路進(jìn)行仿真之后還包括對(duì)上行鏈路系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估步驟。
【文檔編號(hào)】H03M1/10GK105959004SQ201610237140
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】李國(guó)兵, 嚴(yán)飛, 呂剛明, 張國(guó)梅, 任品毅
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)