1.一种基于最大化最小相位差值的混合波束成形方法,该方法基于单个小区内,包含一个基站和多个用户的上行毫米波通信系统;基站天线阵列为均匀线性阵,用户为单天线,基站采用混合波束成形;对任何用户而言,码本设置为有限个天线阵列响应向量的集合其中c为实数,M为基站端天线数, 为可实现相移器相位,即模拟波束成形角,限定模拟波束成形角的范围为[0,π), 为天线阵列响应向量,λ为载波波长,d为基站端相邻天线间距,j为复数,满足j2=-1,根据模拟波束成形矩阵WRF和信道特性矩阵H采用最小均方误差准则计算数字处理矩阵 表示WRF的共轭转置;其特征在于该方法的具体步骤是:
步骤1、功率保证阶段:
计算每个用户满足功率要求的码本集合:基站模拟波束成形码本为有限,首先通过路径增益门限的设置,选出高于路径增益门限的路径,接着根据这些路径对应的波达角从码本中选择与其相位差值最小的向量形成每个用户的候选模拟波束成形向量集合;具体方法是:
1.1.计算路径增益门限:
用户k的信道向量为hk, Lk为路径数,αkl为相应的路径增益, 为波达角;计算用户各路径增益模的均值并将其设置为路径增益门限εk:
1.2.计算满足功率要求的模拟波束成形向量集合:对于用户k,首先计算选出路径增益模高于εk的路径,即满足|αkl|>εk,然后计算对应路径波达角与码本中,向量相位差的绝对值小于 的向量,即满足满足上述两个条件的集合为即为满足功率要求的模拟波束成形向量集合Fk:其中θk满足功率要求的模拟波束成形向量角, 为θk的集合;
步骤2、干扰降低阶段:
2.1.信道特性向量的近似:
将hk近似为 为最大路径增益,为其对应的相位;
2.2.最大化最小相位差:
对于用户k,计算Pk中元素与其他k-1个用户最大路径增益对应波达角相位差的最小值Dkl, 其中, Tk={m|m≠k,m=1,···,K};Tk为其他k-1个用户的索引集合,m为用户索引;
Pk表示集合 去除已经选出的最优波束成形角度 后剩下的集合,t为实数,表示已选出的最优波束成形角的索引;
计算出所有Dkl,找出最大值所对应的 中元素作为最优波束成形角度得到模拟波束成形向量, [WRF]k表示模拟波束成形矩阵WRF的第k列;按照k=1,···,K的顺序重复步骤1和2得到完整的WRF矩阵。