本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)處理方法和裝置。

背景技術(shù)：

大規(guī)模多入多出(multiple-inputmultiple-output，mimo)系統(tǒng)使得頻譜效率和系統(tǒng)容量的大大提升，但是實(shí)際系統(tǒng)中受天線(xiàn)尺寸及基站空間限制，不可能在水平方向上擺放大量天線(xiàn)。為解決此問(wèn)題，全維mimo(fulldimensionalmimo，fd-mimo)系統(tǒng)采用2d面陣天線(xiàn)陣結(jié)構(gòu)，在基站端配備大量的天線(xiàn)陣元為有源天線(xiàn)陣元的天線(xiàn)，允許進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)預(yù)編碼，從而使得更多的用戶(hù)在相同的時(shí)、頻資源上進(jìn)行下行傳輸，從而可實(shí)現(xiàn)高階多用戶(hù)mimo(mu-mimo)傳輸。其中，多用戶(hù)預(yù)編碼的核心就是在發(fā)送端對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理從而將用戶(hù)間的干擾預(yù)先消除，以實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)通信。因此在fd-mimo系統(tǒng)下，設(shè)計(jì)有效的預(yù)編碼方案進(jìn)一步提升mu-mimo的系統(tǒng)性能成為研究重點(diǎn)。

然而，隨著天線(xiàn)數(shù)的增多，信道矩陣的維度隨之?dāng)U展，導(dǎo)致傳統(tǒng)的預(yù)編碼方案復(fù)雜度隨之提高。在fd-mimo系統(tǒng)下，降低預(yù)編碼設(shè)計(jì)的復(fù)雜度主要方式是對(duì)現(xiàn)有預(yù)編碼方案設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型做近似或簡(jiǎn)化，如基于截?cái)喽囗?xiàng)式近似矩陣逆運(yùn)算的預(yù)編碼算法和簡(jiǎn)化信漏噪比(slnr)的方法。對(duì)于基于截?cái)喽囗?xiàng)式近似矩陣逆運(yùn)算的預(yù)編碼算法而言，由于預(yù)編碼計(jì)算復(fù)雜度主要與矩陣求逆操作有關(guān)，主要通過(guò)多項(xiàng)式近似降低預(yù)編碼求解復(fù)雜度，但該方法所獲得的系統(tǒng)性能很大程度上取決于多項(xiàng)式近似階數(shù)，存在一定局限性；對(duì)于簡(jiǎn)化slnr而言，即通過(guò)轉(zhuǎn)換矩陣以降低預(yù)編碼矩陣求解的需要求逆的次數(shù)，但該方法的實(shí)現(xiàn)前提是當(dāng)用戶(hù)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)射天線(xiàn)數(shù)時(shí)有效，故其應(yīng)用場(chǎng)景有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為解決上述問(wèn)題本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)處理方法和裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理方法，包括：

利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；

為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；

根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量，包括：

利用所述垂直波束賦形矢量，計(jì)算得到等效水平信道信息；

根據(jù)所述等效水平信道信息確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，包括：

利用比例公平方式選擇各組的主用戶(hù)；

基于預(yù)設(shè)策略選擇與所述主用戶(hù)相匹配的組內(nèi)用戶(hù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量，包括：

基于預(yù)設(shè)準(zhǔn)則確定所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)的垂直波束賦形矢量。

本發(fā)明實(shí)施例中，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量，包括：

為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

或，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同；

或，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

或，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同。

本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理裝置，包括用戶(hù)分組模塊、配置模塊和確定模塊；

所述用戶(hù)分組模塊，用于利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；

所述配置模塊，用于為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；

所述確定模塊，用于根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述確定模塊包括計(jì)算單元和確定單元；

所述計(jì)算單元，用于利用所述垂直波束賦形矢量，計(jì)算得到等效水平信道信息；

所述確定單元，用于根據(jù)所述等效水平信道信息確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述用戶(hù)分組模塊包括第一選擇單元和第二選擇單元；

所述第一選擇單元，用于利用比例公平方式選擇各組的主用戶(hù)；

所述第二選擇單元，用于基于預(yù)設(shè)策略選擇與所述主用戶(hù)相匹配的組內(nèi)用戶(hù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述確定模塊，還用于基于預(yù)設(shè)準(zhǔn)則確定所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)的垂直波束賦形矢量。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述配置模塊，還用于為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；或，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同；或，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；或，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的數(shù)據(jù)處理方法和裝置，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢 量；根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。如此，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)配置垂直波束賦形矢量來(lái)降低用戶(hù)組間干擾的同時(shí)達(dá)到信道降維的效果；進(jìn)一步通過(guò)水平預(yù)編碼能夠?qū)崿F(xiàn)組內(nèi)多用戶(hù)的傳輸，從而有效解決現(xiàn)有預(yù)編碼方法中存在的計(jì)算復(fù)雜度高且應(yīng)用場(chǎng)景受限的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖一；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖二；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖三；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例mufd-mimo系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例用戶(hù)信道相關(guān)性示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例不同垂直波束賦形機(jī)制下系統(tǒng)頻譜效率圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例不同垂直波束賦形機(jī)制下邊緣頻譜效率圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例不同用戶(hù)分組方案下的系統(tǒng)頻譜效率圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例不同用戶(hù)分組方案下的邊緣頻譜效率圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明實(shí)施例中，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖一，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法包括：

步驟101，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；

具體地，在多用戶(hù)全維多輸入多輸出mufd-mimo系統(tǒng)中，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，以保證組內(nèi)用戶(hù)列信道相關(guān)性強(qiáng)，組間用戶(hù)列信道相關(guān)性差，且所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)均可在同一時(shí)頻資源上服務(wù)。換句話(huà)說(shuō)，即通過(guò)用戶(hù)分組后的用戶(hù)集合具有組內(nèi)用戶(hù)列信道相關(guān)性強(qiáng)，組間用戶(hù)列信道相關(guān)性差的特性，相當(dāng)于通過(guò)結(jié)合信道相關(guān)性的方式，在一定程度上降低了組間用戶(hù)干擾。

步驟102，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；

這里，在mufd-mimo系統(tǒng)中，為了消除組間用戶(hù)干擾，可以為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量。這樣，當(dāng)針對(duì)每用戶(hù)均配置垂直波束賦形矢量，除了可以達(dá)到消除組間用戶(hù)干擾的效果，以期增強(qiáng)目標(biāo)用戶(hù)的接收功率，還能夠降低對(duì)其他組用戶(hù)的泄露功率，同時(shí)降低有效信道維度。

具體地，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量，包括如下四種方式：

方式一，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

方式二，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同；

方式三，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

方式四，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同。

步驟103，根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例在根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量的過(guò)程中，可以遵循比較經(jīng)典的預(yù)編碼準(zhǔn)則，如最大化信漏噪比(max-slnr)準(zhǔn)則、最大化zf、塊對(duì)角化(bd)預(yù)編碼方法等。

通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理方法，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得 到分組后的用戶(hù)集合；為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。如此，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)配置垂直波束賦形矢量來(lái)降低用戶(hù)組間干擾的同時(shí)達(dá)到信道降維的效果；進(jìn)一步通過(guò)水平預(yù)編碼能夠?qū)崿F(xiàn)組內(nèi)多用戶(hù)的傳輸，從而有效解決現(xiàn)有預(yù)編碼方法中存在的計(jì)算復(fù)雜度高且應(yīng)用場(chǎng)景受限的問(wèn)題。

實(shí)施例二

圖2為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖二，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法包括：

步驟1011，利用比例公平方式選擇各組的主用戶(hù)；

步驟1012，基于預(yù)設(shè)策略選擇與所述主用戶(hù)相匹配的組內(nèi)用戶(hù)；

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例步驟1011～1012中，可以采用比例公平-最大弦距離(pf-mcd)方式來(lái)進(jìn)行用戶(hù)分組，即利用比例公平pc方式選擇各組的主用戶(hù)，組內(nèi)用戶(hù)根據(jù)mcd選擇；還可以采用pf-cc方式來(lái)進(jìn)行用戶(hù)分組，即利用比例公平pc方式選擇各組的主用戶(hù)，選擇組內(nèi)用戶(hù)時(shí)則在經(jīng)過(guò)列信道排序后，每次只需比較用戶(hù)與主用戶(hù)的行相關(guān)性，并且選出與主用戶(hù)行相關(guān)性最差的用戶(hù)作為同組用戶(hù)；還可以采用pf方式來(lái)進(jìn)行用戶(hù)分組，即主用戶(hù)用比例公平進(jìn)行選擇，組內(nèi)用戶(hù)隨機(jī)選取。

步驟102，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；

這里，在mufd-mimo系統(tǒng)中，為了消除組間用戶(hù)干擾，可以為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量。這樣，當(dāng)針對(duì)每用戶(hù)均配置垂直波束賦形矢量，除了可以達(dá)到消除組間用戶(hù)干擾的效果，以期增強(qiáng)目標(biāo)用戶(hù)的接收功率，還能夠降低對(duì)其他組用戶(hù)的泄露功率，同時(shí)降低有效信道維度。

具體地，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量，包括如下四種方式：

方式一，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

方式二，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同；

方式三，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

方式四，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同。

步驟103，根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例在根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量的過(guò)程中，可以遵循比較經(jīng)典的預(yù)編碼準(zhǔn)則，如最大化信漏噪比(max-slnr)準(zhǔn)則、最大化zf、塊對(duì)角化(bd)預(yù)編碼方法等。

通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理方法，利用比例公平方式選擇各組的主用戶(hù)；基于預(yù)設(shè)策略選擇與所述主用戶(hù)相匹配的組內(nèi)用戶(hù)；為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。如此，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)配置垂直波束賦形矢量來(lái)降低用戶(hù)組間干擾的同時(shí)達(dá)到信道降維的效果；進(jìn)一步通過(guò)水平預(yù)編碼能夠?qū)崿F(xiàn)組內(nèi)多用戶(hù)的傳輸，從而有效解決現(xiàn)有預(yù)編碼方法中存在的計(jì)算復(fù)雜度高且應(yīng)用場(chǎng)景受限的問(wèn)題。

實(shí)施例三

圖3為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖三，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理方法包括：

步驟101，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；

具體地，在多用戶(hù)全維多輸入多輸出mufd-mimo系統(tǒng)中，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，以保證組內(nèi)用戶(hù)列信道相關(guān)性強(qiáng)，組間用戶(hù)列信道相關(guān)性差，且所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)均可在同一時(shí)頻資源上服務(wù)。換句話(huà)說(shuō)，即通過(guò)用戶(hù)分組后的用戶(hù)集合具有組內(nèi)用戶(hù)列信道相關(guān)性強(qiáng)，組間用戶(hù)列信道相關(guān) 性差的特性，相當(dāng)于通過(guò)結(jié)合信道相關(guān)性的方式，在一定程度上降低了組間用戶(hù)干擾。

步驟102，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；

這里，在mufd-mimo系統(tǒng)中，為了消除組間用戶(hù)干擾，可以為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量。這樣，當(dāng)針對(duì)每用戶(hù)均配置垂直波束賦形矢量，除了可以達(dá)到消除組間用戶(hù)干擾的效果，以期增強(qiáng)目標(biāo)用戶(hù)的接收功率，還能夠降低對(duì)其他組用戶(hù)的泄露功率，同時(shí)降低有效信道維度。

具體地，為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量，包括如下四種方式：

方式一，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

方式二，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同；

方式三，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；

方式四，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同。

步驟1031，利用所述垂直波束賦形矢量，計(jì)算得到等效水平信道信息；

具體地，將所述垂直波束賦形矢量應(yīng)用于各列信道加以計(jì)算，得到等效水平信道信息。

步驟1032，根據(jù)所述等效水平信道信息確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例在根據(jù)所述等效水平信道信息確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量的過(guò)程中，可以遵從諸如最大化信漏噪比(max-slnr)準(zhǔn)則、最大化zf、塊對(duì)角化(bd)預(yù)編碼方法等預(yù)編碼準(zhǔn)則。

通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理方法，利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢量；利 用所述垂直波束賦形矢量，計(jì)算得到等效水平信道信息；根據(jù)所述等效水平信道信息確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。如此，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)配置垂直波束賦形矢量來(lái)降低用戶(hù)組間干擾的同時(shí)達(dá)到信道降維的效果；進(jìn)一步通過(guò)水平預(yù)編碼能夠?qū)崿F(xiàn)組內(nèi)多用戶(hù)的傳輸，從而有效解決現(xiàn)有預(yù)編碼方法中存在的計(jì)算復(fù)雜度高且應(yīng)用場(chǎng)景受限的問(wèn)題。

下面結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行具體描述。

考慮如圖4所示的系統(tǒng)，單小區(qū)fd-mimo下行傳輸系統(tǒng)，其中基站配置2d均勻面陣(upa)，包含nt＝nv×nh根天線(xiàn)(其中垂直方向nv根天線(xiàn)，水平方向nh根天線(xiàn))。每小區(qū)隨機(jī)均勻播撒n個(gè)用戶(hù)，其中將調(diào)度的用戶(hù)分為l組，每組nu個(gè)用戶(hù)，且每個(gè)用戶(hù)配置單根天線(xiàn)。hkl為第l組第k個(gè)用戶(hù)的1×(nv×nh)維的信道矩陣，其中，表示第i列天線(xiàn)1×nv維的信道矢量。假設(shè)基站發(fā)射功率為p，各用戶(hù)接收噪聲為zk，噪聲功率為σ²。則第l組第k個(gè)用戶(hù)的接收信號(hào)可以表示為：

公式(1)中，skl為第l組k個(gè)用戶(hù)的發(fā)送信號(hào)；表示第k個(gè)用戶(hù)的垂直預(yù)編碼矩陣，其中為nv×1維矢量，且w^h(nh×1維，||w^h||＝1)表示第k個(gè)用戶(hù)的水平方向的預(yù)編碼矩陣。由公式(1)可以得到第l組第k個(gè)用戶(hù)的接收信干噪比(sinr)，和信漏噪比(slnr)如公式(2)、(3)所示：

系統(tǒng)總頻譜效率和每用戶(hù)平均頻譜效率分別為公式(4)和公式(5)所示：

邊緣頻譜效率為每用戶(hù)平均頻譜效率的第5％。

基于如圖4所示的系統(tǒng)，本發(fā)明一應(yīng)用示例數(shù)據(jù)處理方法包括如下實(shí)現(xiàn)流程：

第一階段，假設(shè)基站已知理想信道狀態(tài)信息，則基站根據(jù)信道狀態(tài)信息選擇被調(diào)度用戶(hù)，考慮用戶(hù)調(diào)度公平性，主用戶(hù)利用比例公平(pf)進(jìn)行選擇，組內(nèi)用戶(hù)根據(jù)弦距離準(zhǔn)則選擇，選擇l組，每組nu個(gè)用戶(hù)；具體操作如下：

第一步，定義初始用戶(hù)集合s＝{1,2,...n}，初始化已選用戶(hù)集合

第二步，首先利用比例公平(pf)準(zhǔn)則選出第一組主用戶(hù)，即：更新剩余用戶(hù)集合s＝s-{k1}及已選用戶(hù)集合κ1＝κ1+{k1}；

第三步，1)比較主用戶(hù)k1和剩余n-1個(gè)用戶(hù)的列信道相關(guān)性并且由大到小排序(由于每用戶(hù)有nh列，全部進(jìn)行比較計(jì)算量大，經(jīng)過(guò)理論驗(yàn)證，對(duì)每用戶(hù)信道做svd分解，其左奇異矢量可以表征用戶(hù)列信道，則用ui(i＝1…n),nv×1維矢量表示用戶(hù)列信道，則大大降低比較次數(shù))；2)選擇前ns個(gè)用戶(hù)，組內(nèi)用戶(hù)根據(jù)最大弦距離準(zhǔn)則從ns-1個(gè)用戶(hù)中選出nu-1個(gè)用戶(hù)，其中h^h為nh×1維的用戶(hù)行信道信息(組內(nèi)用戶(hù)具有列相關(guān)性強(qiáng)，行相關(guān)性弱特點(diǎn))；

第四步，由于第三步中對(duì)用戶(hù)列信道相關(guān)性進(jìn)行了排序，因此，再取出第 二組主用戶(hù)k2(與第一組主用戶(hù)列信道相關(guān)性弱)，相應(yīng)取出ns個(gè)用戶(hù)，同第三步2)選出第二組剩余nu-1；

第五步，直到選出l組用戶(hù)后循環(huán)結(jié)束；

第六步：每個(gè)時(shí)隙根據(jù)上述方法更新所選用戶(hù)組；

第二階段，在基站端對(duì)已選出的用戶(hù)集合進(jìn)行兩步預(yù)編碼矩陣的計(jì)算，分以下兩步：

第一步，基站根據(jù)用戶(hù)信道信息，以最大化垂直方向信漏噪比(slnr)為準(zhǔn)則，計(jì)算垂直方向的每列波束賦形矢量(nv×1維)，如下式所示：

展開(kāi)(6)式，優(yōu)化目標(biāo)列，固定其余列天線(xiàn)，則可以得到下式：

其中，和表示nv×nv的相關(guān)矩陣，第一個(gè)表示目標(biāo)用戶(hù)的優(yōu)化列的相關(guān)矩陣，第二個(gè)表示目標(biāo)用戶(hù)的其余列的相關(guān)矩陣，類(lèi)似，后兩項(xiàng)分別表示干擾用戶(hù)的優(yōu)化列和剩余列的相關(guān)矩陣，并且它們都是hermitian矩陣；令其中c1和c2是常數(shù)，因此進(jìn)一步簡(jiǎn)化(7)為

根據(jù)廣義瑞利熵知識(shí)，可以得到一列天線(xiàn)的預(yù)編碼矢量＝矩陣束(a,b)最大廣義特征值對(duì)應(yīng)的特征向量；其中然后通過(guò)簡(jiǎn)單的迭代獲得其他列天線(xiàn)的預(yù)編碼矢量，即有nh列天線(xiàn)，則通過(guò)nh次迭代即可獲得一個(gè)用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣；

第二步，將第一步得到的垂直波束賦形矢量應(yīng)用于各列信道，得到等效水平信道信息，此處定義分別為目標(biāo)用戶(hù)和干擾用戶(hù)的1×nh維的等效信道矢量，采用最大化信漏噪比準(zhǔn)則設(shè)計(jì)水平方向的多用戶(hù)預(yù)編碼矩陣

則＝矩陣束(c,d)最大廣義特征值對(duì)應(yīng)的特征向量；其中，

在應(yīng)用示例一中：

考慮3d-umi單小區(qū)100用戶(hù)場(chǎng)景，基站與用戶(hù)間信道winnerⅱ/+3d信道模型。基站配置天線(xiàn)為16*8均勻面陣，即垂直方向16行天線(xiàn)，水平方向8列天線(xiàn)，且垂直天線(xiàn)間距為0.5λ(λ表示波長(zhǎng))，水平天線(xiàn)間距為10λ。以l＝2，ns＝20,nu＝8為例，每用戶(hù)配備單根天線(xiàn)?；景l(fā)射功率p＝44dbm，噪聲功率noise＝-174dbm/hz。仿真10個(gè)drop，每個(gè)drop包含100個(gè)tti。在該場(chǎng)景下來(lái)驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)施例所提及的用戶(hù)分組方案的有效性。

如圖5所示，所述實(shí)線(xiàn)cc-intra表示組內(nèi)用戶(hù)列天線(xiàn)對(duì)應(yīng)信道的相關(guān)性，虛線(xiàn)cc-inter表示組間用戶(hù)列天線(xiàn)對(duì)應(yīng)信道的相關(guān)性，點(diǎn)劃線(xiàn)ecc-intra表示組內(nèi)用戶(hù)等效信道的相關(guān)性。并給出了不同用戶(hù)間信道的相關(guān)性。從圖中可以看出，組內(nèi)用戶(hù)列信道間的相關(guān)性基本在0.8以上，組間用戶(hù)列信道的相關(guān)性基本在0.2以下。如此，滿(mǎn)足本預(yù)編碼方案對(duì)用戶(hù)信道的要求，則根據(jù)以上預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)方案可以有效地降低組間用戶(hù)的干擾。從中還可以看出，通過(guò)預(yù)編碼矩陣作用后的組內(nèi)用戶(hù)的等效信道矩陣的相關(guān)性較低，滿(mǎn)足多用戶(hù)傳輸 系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)間信道間正交性的要求，可以獲得多用戶(hù)的性能增益。

在應(yīng)用示例二中：

考慮與應(yīng)用示例一相同的系統(tǒng)場(chǎng)景，將基站天線(xiàn)配置改為水平天線(xiàn)配置8根天線(xiàn)，垂直天線(xiàn)數(shù)從2～16變化，在該場(chǎng)景下，采用系統(tǒng)頻譜效率(sse)和邊緣頻譜效率(ese)作為本方案性能的度量，來(lái)比較隨著垂直天線(xiàn)數(shù)變化，不同垂直波束賦形機(jī)制下的性能。

圖6中和圖7中對(duì)比所提四種機(jī)制和大規(guī)模mimo下共軛波束賦形機(jī)制，提供了系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率，先來(lái)介紹所提四種機(jī)制如下：

thedc-puescheme：表示為每用戶(hù)設(shè)計(jì)一個(gè)垂直預(yù)編碼矩陣w^v，且每列各不相同；目的：每用戶(hù)一個(gè)預(yù)編碼矢量使其波束更精準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)用戶(hù)，且對(duì)其他用戶(hù)泄漏最??；

theic-puescheme：同樣為每個(gè)用戶(hù)設(shè)計(jì)一個(gè)垂直預(yù)編碼矩陣w^v，且每列都相同；目的：與機(jī)制1相比機(jī)制2每個(gè)用戶(hù)只需計(jì)算一列天線(xiàn)的預(yù)編碼矢量，因此相比機(jī)制1，預(yù)編碼矢量的復(fù)雜度有所降低；

thedc-eguscheme：每組用戶(hù)設(shè)計(jì)一個(gè)波束賦形矢量，且該波束賦形矢量的每列都不同，預(yù)編碼矩陣設(shè)計(jì)復(fù)雜度低于機(jī)制1和機(jī)制2，即一個(gè)波束覆蓋一組用戶(hù)；

theic-eguscheme：每組用戶(hù)設(shè)計(jì)一個(gè)波束賦形矢量，且該波束賦形矢量的每列都相同，預(yù)編碼矩陣設(shè)計(jì)復(fù)雜度低于前面三種機(jī)制，即一個(gè)波束覆蓋一組用戶(hù)。

從整體觀察到，所提四種預(yù)編碼機(jī)制隨著垂直天線(xiàn)數(shù)由2～16變化系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率遠(yuǎn)優(yōu)于共軛波束賦形機(jī)制；當(dāng)垂直天線(xiàn)數(shù)為16時(shí)，與共軛波束賦形機(jī)制相比，所提方案獲得的系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率分別提高1.34～1.99倍和1.8～2.6倍，邊緣頻譜效率顯著提升；當(dāng)nv＝16時(shí)，如表1所示，由上到下，復(fù)雜度降低，相應(yīng)的性能也降低，即復(fù)雜度降低以犧牲部分性能為代價(jià)，符合理論分析；機(jī)制2與機(jī)制3相比：當(dāng)垂直天線(xiàn)數(shù)nv大于水平天線(xiàn)數(shù) nh(8<nv≤16)時(shí)，機(jī)制3系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率優(yōu)于機(jī)制2，因?yàn)榻?jīng)過(guò)垂直預(yù)編碼后，在機(jī)制3下等效信道正交性遭到的破壞較小，即較機(jī)制2下的等效信道正交性，機(jī)制3等效信道正交性較強(qiáng)，因此在機(jī)制2下，用戶(hù)所受組間用戶(hù)干擾較大，該情況下，機(jī)制3性能優(yōu)于機(jī)制2；當(dāng)垂直天線(xiàn)數(shù)nv小于或等于水平天線(xiàn)數(shù)nh(nv≤8)時(shí)，機(jī)制2性能優(yōu)于機(jī)制3，因?yàn)?，水平天線(xiàn)數(shù)固定為nh＝8，系統(tǒng)性能主要取決于垂直天線(xiàn)數(shù)，而此時(shí)因?yàn)槊拷M服務(wù)8用戶(hù)，機(jī)制2、3垂直維度沒(méi)有富余的自由度抑制組間干擾，因此性能基本相同；機(jī)制1與機(jī)制3相比：隨垂直天線(xiàn)數(shù)的增多，每組用戶(hù)一個(gè)波束與每用戶(hù)一個(gè)波束獲得系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率很接近，說(shuō)明簡(jiǎn)單迭代的方案可以進(jìn)一步降低預(yù)編碼復(fù)雜度的同時(shí)還能獲得較好的性能，充分說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例所述方案的有效性；除此之外，從圖中還可看出，隨著垂直天線(xiàn)數(shù)由2～16變化，系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率顯著提升，且天線(xiàn)數(shù)越多，抑制用戶(hù)間干擾能力越強(qiáng)。

表1

應(yīng)用示例三：

在上述應(yīng)用示例二的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)場(chǎng)景不變，基于第一種垂直波束賦形方案(thedc-puescheme)來(lái)仿真不同用戶(hù)分組方案的sse和ese。

圖8和圖9給出了基于第一種預(yù)編碼方案下不同用戶(hù)分組方案的系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率；其中pf-mcd為主用戶(hù)根據(jù)比例公平選擇，組內(nèi)用戶(hù)根據(jù)最大弦距離(mcd)選擇；pf-cc：即主用戶(hù)選擇與pf-mcd相同，但選擇 組內(nèi)用戶(hù)，在經(jīng)過(guò)列信道排序后，每次只需比較ns-1個(gè)用戶(hù)與主用戶(hù)的行相關(guān)性，并且選出與主用戶(hù)行相關(guān)性最差的用戶(hù)作為同組用戶(hù)；pf：即主用戶(hù)用比例公平進(jìn)行選擇，組內(nèi)用戶(hù)隨機(jī)選??；對(duì)比三種用戶(hù)方案，如表2所示，其復(fù)雜度依次遞減，同樣其性能也依次遞減，但前兩種方案相比于第三種方案，性能大大提升，同樣也說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例所提用戶(hù)分組方案的有效性。另外，還可看出，隨著垂直天線(xiàn)數(shù)增加，三種用戶(hù)分組方案下系統(tǒng)頻譜效率和邊緣頻譜效率顯著提升，也說(shuō)明天線(xiàn)數(shù)越多，則有更多自由度抑制干擾。

表2

綜合可以得出，本發(fā)明實(shí)施例從兩方面降低了復(fù)雜度：一方面與原始信道矩陣hk相比，等效信道矩陣維度降到兩維，即從1×(nv×nh)降到1×nh維；另一方面，本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理方法獲得w^v和w^h所需計(jì)算量分別為和則總的預(yù)編碼矢量計(jì)算復(fù)雜度為兩者之和，而傳統(tǒng)方法所需計(jì)算量為o((nv×nh)³)，因此，本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理方法實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼矢量的計(jì)算復(fù)雜度更低。

實(shí)施例四

圖10為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，所述數(shù)據(jù)處理裝置00包括用戶(hù)分組模塊01、配置模塊02和確定模塊03；

所述用戶(hù)分組模塊01，用于利用信道相關(guān)性進(jìn)行用戶(hù)分組，得到分組后的用戶(hù)集合；

所述配置模塊02，用于為所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)配置垂直波束賦形矢 量；

所述確定模塊03，用于根據(jù)所述垂直波束賦形矢量，確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

在一示例中，如圖10所示，所述確定模塊03包括計(jì)算單元031和確定單元032；

所述計(jì)算單元031，用于利用所述垂直波束賦形矢量，計(jì)算得到等效水平信道信息；

所述確定單元032，用于根據(jù)所述等效水平信道信息確定所述用戶(hù)集合中各用戶(hù)的組內(nèi)預(yù)編碼矢量。

在一示例中，如圖10所示，所述用戶(hù)分組模塊01包括第一選擇單元011和第二選擇單元012；

所述第一選擇單元011，用于利用比例公平方式選擇各組的主用戶(hù)；

所述第二選擇單元012，用于基于預(yù)設(shè)策略選擇與所述主用戶(hù)相匹配的組內(nèi)用戶(hù)。

在一示例中，所述確定模塊03，還用于基于預(yù)設(shè)準(zhǔn)則確定所述用戶(hù)集合中的各用戶(hù)的垂直波束賦形矢量。

在一示例中，所述配置模塊02，還用于為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；或，為每個(gè)用戶(hù)配置一個(gè)垂直波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同；或，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值不同；或，為每組用戶(hù)配置一個(gè)波束賦形矢量，且所述垂直波束賦形矢量的每列取值均相同。

在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)據(jù)處理裝置中的各模塊及其各模塊所包括的各單元均可以通過(guò)所述數(shù)據(jù)處理裝置中的處理器實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)具體的邏輯電路實(shí)現(xiàn)；比如，在實(shí)際應(yīng)用中，可由位于所述數(shù)據(jù)處理裝置的中央處理器(cpu)、微處理器(mpu)、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(fpga)等實(shí)現(xiàn)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于 此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。