1.基于波束发现信号BDS的多小区mmWave大规模MIMO波束选择方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在波束选择周期k内,mmWave小区基站BS的各定向波束发送各自特定的波束发现信号BDS,即同一小区基站BS发送用不同BDS进行标识的各定向波束,不同小区之间所发送的BDS以各小区的ID进行加扰处理;
步骤二:用户在波束选择周期k内进行波束选择时,根据所接收的BDS与本地的ZC序列集合中的ZC序列逐一进行相关运算,即计算出用户本地各个ZC序列与接收BDS相关运算对应的峰值;
步骤三:对步骤二计算的峰值进行降序排列,构成集合P*,其中最大峰值P*(1)所对应的本地ZC序列根指数为用户最佳波束的BDS索引;用户对集合P*进行均值迭代阈值比较评估过程,获取其最佳与强干扰波束对应的集合PS;
步骤四:用户对PS中各元素所对应的BDS进行解扰,获取各元素对应的小区ID;
步骤五:用户将PS各元素对应的ZC序列根指数即波束索引,及mmWave小区ID反馈至P*(1)对应的mmWave小区,各mmWave小区基站BS利用多点协作CoMP传输技术,将用户反馈的波束索引所对应的波束在发送前进行码分复用,进而完成波束的配置与发送。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于:每个所述mmWave小区基站BS配置相同且固定的波束码本,各小区的波束空间均包含能完全覆盖小区的各个方向的所有M个定向波束,每个mmWave小区基站BS均能同时发送M个定向波束,即波束空间中的所有波束;
定义波束空间转换矩阵为U=[a(θ1),a(θ2),…,a(θM)]H,包含M个正交方向的阵列导引矢量能覆盖所有方向;其中,m=1,2,…,M,a(θm)为天线阵列导引矢量,是提前定义的空间方向。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在第k个波束选择周期内,每个所述的mmWave小区内所有所述定向波束发送其特定的BDS,持续时间为T0,且该时长可确保网络中所有的用户完成波束选择过程。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤二的具体处理过程为:在波束选择周期k中对于某个用户i而言,将其接收到的各小区基站BS中各波束所发送的BDS叠加的信号 与用户i本地ZC序列集中的序列逐一进行相关运算,具体公式如下:其中, 为用户i本地的第j个ZC序列且j∈(1,2,…M), 为相关运算峰值,L1表示接收信号 的长度,L2表示用户i本地ZC序列长度;接着,将所有相关运算峰值保存至数组具体地,
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤三的具体处理过程为:
a.用户i对 中各元素进行降序排列构成集合P*,具体地,P*=(P*(1),P*(2),…,P*(M)),P*(1)>P*(2)>…>P*(M),进而获取最大峰值P*(1)对应的用户i本地ZC序列根指数,即该用户最佳波束对应的BDS索引;
b.对集合P*进行均值迭代阈值比较评估过程,获取最佳波束与强干扰波束集合PS;具体地,利用下式对集合P*中的元素进行逐一迭代判决,当假设此时τ=λ成立时,其中τ为当前迭代次数或集合P*对应的索引,获得当前用户i最佳与强干扰波束对应的集合为PS=(P*(1),P*(2),…,P*(λ));
其中,η为系统预设的阈值比较系数。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤四的具体处理过程为:用户i对集合PS中的元素各自对应的BDS进行解扰,获取各元素对应的mmWave小区ID,其中P*(1)所对应的小区ID为用户i最佳波束所在的小区ID。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤五的具体处理过程为:集合(P*(2),…,P*(λ))各元素所对应的各波束为用户i最佳波束所遭受的强干扰的波束集合;借鉴码分多址CDMA通信系统根据扩频码的不同来识别用户,将正交的PN码字自适应分配给集合PS中各元素对应的波束。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,为最佳与强干扰波束分配的正交的PN码字应具有如下相关特性:a、每个PN码字序列的自相关函数是一个冲激函数,即除零时延外,其值处处为0;
b、每组PN码字序列的互相关函数值处处为0。