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专利号: 201911241628X
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向5G C‑RAN系统的光码本混合波束成形方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、给具有Ns个数据流的单用户全连接结构的混合预编码系统的发射端和接收端分别RF RF RF

配备Nt 和Nr 条射频RF链路,混合预编码系统符合5G毫米波C‑RAN结构;其中,Ns≤Nt ≤Mt,Mt为发射端的天线数目;

(2)、利用多波长激光源MLS产生m个均匀间隔的光载波,波长间隔为Δλ;

将m个光载波的波长表示为一个1×m的向量;

ps={λ1,λ2,...,λm}将向量ps映射生成一个Mt×K的光码本WOC:ID:1 2 K

其中,K为码字数目, 是第n行k列天线的调整相位,n=1,2…,Mt,k=1,2,…,K;

RF

(3)、对Nt 条RF链路进行模拟预编码处理;

RF omp

(3.1)、基于正交匹配追踪算法OMP生成一个Mt×Nt 模拟预编码矩阵F RF;

omp RF

(3.2)、将矩阵F RF的每一列形成具有固定波束方向角的波束图,从而获得一个1×Nt波束方向角向量,记作最大角度向量θMA;

(3.3)、同理,利用光码本WOC的所有列确定出一个1×K的波束方向角向量,记为角度向量θOC;

RF RF

(3.4)、从角度向量θOC中选择Nt 个波束方向角,组成1×Nt 的波束方向角向量,记为近似最大角度向量θNMA,其中,θNMA可以使得Frobenius范数||θNMA‑θMA||2取最小值;

RF N

(3.5)、在光码本WOC中,将波束方向角与θNMA相对应Nt 列组成模拟预编码矩阵FRF;

(4)、对Ns个数据流进行数字预编码处理;

N

(4.1)、确定数字预编码矩阵FBB;

其中,上标H表示转置,上标(.) 表示(.)的广义逆,Fopt为最优全数字预编码矩阵;

N

(4.2)、根据数字预编码矩阵FBB对Ns个数据流进行数字预编码处理;

N

(5)、通过电光调制器将矩阵FRF的每一列调制到选定的Mt个光载波上,再将数字预编码处理过的Ns个数据流调制到光载波上;

(6)、引入分插复用器,将步骤(5)调制后的光载波通过分插复用器复用后注入L‑km单模光纤链路;

其中,波长为λi和λj的光载波间引入的真时延值差为:Δτi,j=(λj‑λi)ΔλDL其中,λj>λi,i,j∈[1,m];D为色散系数;L为单模光纤的长度;

(7)、在混合预编码系统的前端处部署一个无源解复用器,无源解复用器的输出通道与向量ps匹配;

然后通过一个m×Mt矩阵实现无源解复用器的信道和发射端天线之间的链接,再根据真时延值差Δτi,j,不同的光载波波长通过光电探测器在发射端天线处引入不同的相移值,进而实现混合波束成形;

(8)、混合波束成形完成后,在发射端天线处通过无线信道传输,被用户接收。

2.根据权利要求1所述的一种面向5G C‑RAN系统的光码本混合波束成形方法,其特征在于,所述光码本WOC还满足:当第k列相移差为 时,

其中,k=1,2,…,K,m=1,2,…,Mt; 是相邻天线间的相位差, 是第k列第一个元素的相位值。