CN106972878A - 一种数据处理方法和装置 - Google Patents

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CN106972878A CN201610022699.0A CN201610022699A CN106972878A CN 106972878 A CN106972878 A CN 106972878A CN 201610022699 A CN201610022699 A CN 201610022699A CN 106972878 A CN106972878 A CN 106972878A
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Abstract

本发明实施例提供一种数据处理方法和装置，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。

Description

一种数据处理方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据处理方法和装置。
背景技术
大规模多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统使得频谱效率和系统容量的大大提升，但是实际系统中受天线尺寸及基站空间限制，不可能在水平方向上摆放大量天线。为解决此问题，全维MIMO(Full dimensionalMIMO，FD-MIMO)系统采用2D面阵天线阵结构，在基站端配备大量的天线阵元为有源天线阵元的天线，允许进行动态自适应预编码，从而使得更多的用户在相同的时、频资源上进行下行传输，从而可实现高阶多用户MIMO(MU-MIMO)传输。其中，多用户预编码的核心就是在发送端对信号进行预处理从而将用户间的干扰预先消除，以实现多用户通信。因此在FD-MIMO系统下，设计有效的预编码方案进一步提升MU-MIMO的系统性能成为研究重点。
然而，随着天线数的增多，信道矩阵的维度随之扩展，导致传统的预编码方案复杂度随之提高。在FD-MIMO系统下，降低预编码设计的复杂度主要方式是对现有预编码方案设计的数学模型做近似或简化，如基于截断多项式近似矩阵逆运算的预编码算法和简化信漏噪比(SLNR)的方法。对于基于截断多项式近似矩阵逆运算的预编码算法而言，由于预编码计算复杂度主要与矩阵求逆操作有关，主要通过多项式近似降低预编码求解复杂度，但该方法所获得的系统性能很大程度上取决于多项式近似阶数，存在一定局限性；对于简化SLNR而言，即通过转换矩阵以降低预编码矩阵求解的需要求逆的次数，但该方法的实现前提是当用户数远远小于发射天线数时有效，故其应用场景有限。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题本发明实施例提供一种数据处理方法和装置。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例的数据处理方法，包括：
利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
本发明实施例中，所述根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量，包括：
利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；
根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
本发明实施例中，所述利用信道相关性进行用户分组，包括：
利用比例公平方式选择各组的主用户；
基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户。
本发明实施例中，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量，包括：
基于预设准则确定所述用户集合中的各用户的垂直波束赋形矢量。
本发明实施例中，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量，包括：
为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
或，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；
或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
本发明实施例的数据处理装置，包括用户分组模块、配置模块和确定模块；
所述用户分组模块，用于利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
所述配置模块，用于为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
所述确定模块，用于根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
本发明实施例中，所述确定模块包括计算单元和确定单元；
所述计算单元，用于利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；
所述确定单元，用于根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
本发明实施例中，所述用户分组模块包括第一选择单元和第二选择单元；
所述第一选择单元，用于利用比例公平方式选择各组的主用户；
所述第二选择单元，用于基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户。
本发明实施例中，所述确定模块，还用于基于预设准则确定所述用户集合中的各用户的垂直波束赋形矢量。
本发明实施例中，所述配置模块，还用于为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；或，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
本发明实施例所提供的数据处理方法和装置，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。如此，本发明实施例通过配置垂直波束赋形矢量来降低用户组间干扰的同时达到信道降维的效果；进一步通过水平预编码能够实现组内多用户的传输，从而有效解决现有预编码方法中存在的计算复杂度高且应用场景受限的问题。
附图说明
图1为本发明实施例数据处理方法的实现流程示意图一；
图2为本发明实施例数据处理方法的实现流程示意图二；
图3为本发明实施例数据处理方法的实现流程示意图三；
图4为本发明实施例MU FD-MIMO系统架构图；
图5为本发明实施例用户信道相关性示意图；
图6为本发明实施例不同垂直波束赋形机制下系统频谱效率图；
图7为本发明实施例不同垂直波束赋形机制下边缘频谱效率图；
图8为本发明实施例不同用户分组方案下的系统频谱效率图；
图9为本发明实施例不同用户分组方案下的边缘频谱效率图；
图10为本发明实施例数据处理装置的组成结构示意图。
具体实施方式
在本发明实施例中，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
实施例一
图1为本发明实施例数据处理方法的实现流程示意图一，如图1所示，本发明实施例数据处理方法包括：
步骤101，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
具体地，在多用户全维多输入多输出MU FD-MIMO系统中，利用信道相关性进行用户分组，以保证组内用户列信道相关性强，组间用户列信道相关性差，且所述用户集合中的各用户均可在同一时频资源上服务。换句话说，即通过用户分组后的用户集合具有组内用户列信道相关性强，组间用户列信道相关性差的特性，相当于通过结合信道相关性的方式，在一定程度上降低了组间用户干扰。
步骤102，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
这里，在MU FD-MIMO系统中，为了消除组间用户干扰，可以为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量。这样，当针对每用户均配置垂直波束赋形矢量，除了可以达到消除组间用户干扰的效果，以期增强目标用户的接收功率，还能够降低对其他组用户的泄露功率，同时降低有效信道维度。
具体地，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量，包括如下四种方式：
方式一，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
方式二，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；
方式三，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
方式四，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
步骤103，根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
具体地，本发明实施例在根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量的过程中，可以遵循比较经典的预编码准则，如最大化信漏噪比(max-SLNR)准则、最大化ZF、块对角化(BD)预编码方法等。
通过本发明实施例所述数据处理方法，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。如此，本发明实施例通过配置垂直波束赋形矢量来降低用户组间干扰的同时达到信道降维的效果；进一步通过水平预编码能够实现组内多用户的传输，从而有效解决现有预编码方法中存在的计算复杂度高且应用场景受限的问题。
实施例二
图2为本发明实施例数据处理方法的实现流程示意图二，如图2所示，本发明实施例数据处理方法包括：
步骤1011，利用比例公平方式选择各组的主用户；
步骤1012，基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户；
具体地，在本发明实施例步骤1011～1012中，可以采用比例公平-最大弦距离(PF-MCD)方式来进行用户分组，即利用比例公平PC方式选择各组的主用户，组内用户根据MCD选择；还可以采用PF-CC方式来进行用户分组，即利用比例公平PC方式选择各组的主用户，选择组内用户时则在经过列信道排序后，每次只需比较用户与主用户的行相关性，并且选出与主用户行相关性最差的用户作为同组用户；还可以采用PF方式来进行用户分组，即主用户用比例公平进行选择，组内用户随机选取。
步骤102，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
这里，在MU FD-MIMO系统中，为了消除组间用户干扰，可以为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量。这样，当针对每用户均配置垂直波束赋形矢量，除了可以达到消除组间用户干扰的效果，以期增强目标用户的接收功率，还能够降低对其他组用户的泄露功率，同时降低有效信道维度。
具体地，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量，包括如下四种方式：
方式一，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
方式二，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；
方式三，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
方式四，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
步骤103，根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
具体地，本发明实施例在根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量的过程中，可以遵循比较经典的预编码准则，如最大化信漏噪比(max-SLNR)准则、最大化ZF、块对角化(BD)预编码方法等。
通过本发明实施例所述数据处理方法，利用比例公平方式选择各组的主用户；基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户；为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。如此，本发明实施例通过配置垂直波束赋形矢量来降低用户组间干扰的同时达到信道降维的效果；进一步通过水平预编码能够实现组内多用户的传输，从而有效解决现有预编码方法中存在的计算复杂度高且应用场景受限的问题。
实施例三
图3为本发明实施例数据处理方法的实现流程示意图三，如图3所示，本发明实施例数据处理方法包括：
步骤101，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
具体地，在多用户全维多输入多输出MU FD-MIMO系统中，利用信道相关性进行用户分组，以保证组内用户列信道相关性强，组间用户列信道相关性差，且所述用户集合中的各用户均可在同一时频资源上服务。换句话说，即通过用户分组后的用户集合具有组内用户列信道相关性强，组间用户列信道相关性差的特性，相当于通过结合信道相关性的方式，在一定程度上降低了组间用户干扰。
步骤102，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
这里，在MU FD-MIMO系统中，为了消除组间用户干扰，可以为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量。这样，当针对每用户均配置垂直波束赋形矢量，除了可以达到消除组间用户干扰的效果，以期增强目标用户的接收功率，还能够降低对其他组用户的泄露功率，同时降低有效信道维度。
具体地，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量，包括如下四种方式：
方式一，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
方式二，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；
方式三，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
方式四，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
步骤1031，利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；
具体地，将所述垂直波束赋形矢量应用于各列信道加以计算，得到等效水平信道信息。
步骤1032，根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
具体地，本发明实施例在根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量的过程中，可以遵从诸如最大化信漏噪比(max-SLNR)准则、最大化ZF、块对角化(BD)预编码方法等预编码准则。
通过本发明实施例所述数据处理方法，利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。如此，本发明实施例通过配置垂直波束赋形矢量来降低用户组间干扰的同时达到信道降维的效果；进一步通过水平预编码能够实现组内多用户的传输，从而有效解决现有预编码方法中存在的计算复杂度高且应用场景受限的问题。
下面结合具体应用场景对本发明实施例所述数据处理方法进行具体描述。
考虑如图4所示的系统，单小区FD-MIMO下行传输系统，其中基站配置2D均匀面阵(UPA)，包含Nt＝Nv×Nh根天线(其中垂直方向Nv根天线，水平方向Nh根天线)。每小区随机均匀播撒N个用户，其中将调度的用户分为L组，每组Nu个用户，且每个用户配置单根天线。Hkl为第l组第k个用户的1×(Nv×Nh)维的信道矩阵，其中，表示第i列天线1×Nv维的信道矢量。假设基站发射功率为P，各用户接收噪声为zk，噪声功率为σ2。则第l组第k个用户的接收信号可以表示为：
公式(1)中，skl为第l组k个用户的发送信号； 表示第k个用户的垂直预编码矩阵，其中为Nv×1维矢量，且Wh(Nh×1维，||Wh||＝1)表示第k个用户的水平方向的预编码矩阵。由公式(1)可以得到第l组第k个用户的接收信干噪比(SINR)，和信漏噪比(SLNR)如公式(2)、(3)所示：
系统总频谱效率和每用户平均频谱效率分别为公式(4)和公式(5)所示：
边缘频谱效率为每用户平均频谱效率的第5％。
基于如图4所示的系统，本发明一应用示例数据处理方法包括如下实现流程：
第一阶段，假设基站已知理想信道状态信息，则基站根据信道状态信息选择被调度用户，考虑用户调度公平性，主用户利用比例公平(PF)进行选择，组内用户根据弦距离准则选择，选择L组，每组Nu个用户；具体操作如下：
第一步，定义初始用户集合S＝{1,2,...N}，初始化已选用户集合
第二步，首先利用比例公平(PF)准则选出第一组主用户，即：更新剩余用户集合S＝S-{k1}及已选用户集合κ1＝κ1+{k1}；
第三步，1)比较主用户k1和剩余N-1个用户的列信道相关性并且由大到小排序(由于每用户有Nh列，全部进行比较计算量大，经过理论验证，对每用户信道做SVD分解，其左奇异矢量可以表征用户列信道，则用Ui(i＝1…N),Nv×1维矢量表示用户列信道，则大大降低比较次数)；2)选择前Ns个用户，组内用户根据最大弦距离准则从Ns-1个用户中选出Nu-1个用户，其中Hh为Nh×1维的用户行信道信息(组内用户具有列相关性强，行相关性弱特点)；
第四步，由于第三步中对用户列信道相关性进行了排序，因此，再取出第二组主用户k2(与第一组主用户列信道相关性弱)，相应取出Ns个用户，同第三步2)选出第二组剩余Nu-1；
第五步，直到选出L组用户后循环结束；
第六步：每个时隙根据上述方法更新所选用户组；
第二阶段，在基站端对已选出的用户集合进行两步预编码矩阵的计算，分以下两步：
第一步，基站根据用户信道信息，以最大化垂直方向信漏噪比(SLNR)为准则，计算垂直方向的每列波束赋形矢量(Nv×1维)，如下式所示：
展开(6)式，优化目标列，固定其余列天线，则可以得到下式：
其中，和表示Nv×Nv的相关矩阵，第一个表示目标用户的优化列的相关矩阵，第二个表示目标用户的其余列的相关矩阵，类似，后两项分别表示干扰用户的优化列和剩余列的相关矩阵，并且它们都是Hermitian矩阵；令 其中C1和C2是常数，因此进一步简化(7)为
根据广义瑞利熵知识，可以得到一列天线的预编码矢量＝矩阵束(A,B)最大广义特征值对应的特征向量；其中 然后通过简单的迭代获得其他列天线的预编码矢量，即有Nh列天线，则通过Nh次迭代即可获得一个用户的预编码矩阵；
第二步，将第一步得到的垂直波束赋形矢量应用于各列信道，得到等效水平信道信息，此处定义分别为目标用户和干扰用户的1×Nh维的等效信道矢量，采用最大化信漏噪比准则设计水平方向的多用户预编码矩阵
则＝矩阵束(C,D)最大广义特征值对应的特征向量；其中，
在应用示例一中：
考虑3D-UMi单小区100用户场景，基站与用户间信道WINNERⅡ/+3D信道模型。基站配置天线为16*8均匀面阵，即垂直方向16行天线，水平方向8列天线，且垂直天线间距为0.5λ(λ表示波长)，水平天线间距为10λ。以L＝2，Ns＝20,Nu＝8为例，每用户配备单根天线。基站发射功率P＝44dBm，噪声功率Noise＝-174dBm/Hz。仿真10个Drop，每个Drop包含100个TTI。在该场景下来验证本发明实施例所提及的用户分组方案的有效性。
如图5所示，所述实线CC-Intra表示组内用户列天线对应信道的相关性，虚线CC-Inter表示组间用户列天线对应信道的相关性，点划线ECC-Intra表示组内用户等效信道的相关性。并给出了不同用户间信道的相关性。从图中可以看出，组内用户列信道间的相关性基本在0.8以上，组间用户列信道的相关性基本在0.2以下。如此，满足本预编码方案对用户信道的要求，则根据以上预编码矩阵的设计方案可以有效地降低组间用户的干扰。从中还可以看出，通过预编码矩阵作用后的组内用户的等效信道矩阵的相关性较低，满足多用户传输系统对用户间信道间正交性的要求，可以获得多用户的性能增益。
在应用示例二中：
考虑与应用示例一相同的系统场景，将基站天线配置改为水平天线配置8根天线，垂直天线数从2～16变化，在该场景下，采用系统频谱效率(SSE)和边缘频谱效率(ESE)作为本方案性能的度量，来比较随着垂直天线数变化，不同垂直波束赋形机制下的性能。
图6中和图7中对比所提四种机制和大规模MIMO下共轭波束赋形机制，提供了系统频谱效率和边缘频谱效率，先来介绍所提四种机制如下：
The DC-pUE scheme：表示为每用户设计一个垂直预编码矩阵Wv，且每列各不相同；目的：每用户一个预编码矢量使其波束更精准的对准目标用户，且对其他用户泄漏最小；
The IC-pUE scheme：同样为每个用户设计一个垂直预编码矩阵Wv，且每列都相同；目的：与机制1相比机制2每个用户只需计算一列天线的预编码矢量，因此相比机制1，预编码矢量的复杂度有所降低；
The DC-eGU scheme：每组用户设计一个波束赋形矢量，且该波束赋形矢量的每列都不同，预编码矩阵设计复杂度低于机制1和机制2，即一个波束覆盖一组用户；
The IC-eGU scheme：每组用户设计一个波束赋形矢量，且该波束赋形矢量的每列都相同，预编码矩阵设计复杂度低于前面三种机制，即一个波束覆盖一组用户。
从整体观察到，所提四种预编码机制随着垂直天线数由2～16变化系统频谱效率和边缘频谱效率远优于共轭波束赋形机制；当垂直天线数为16时，与共轭波束赋形机制相比，所提方案获得的系统频谱效率和边缘频谱效率分别提高1.34～1.99倍和1.8～2.6倍，边缘频谱效率显著提升；当Nv＝16时，如表1所示，由上到下，复杂度降低，相应的性能也降低，即复杂度降低以牺牲部分性能为代价，符合理论分析；机制2与机制3相比：当垂直天线数Nv大于水平天线数Nh(8<Nv≤16)时，机制3系统频谱效率和边缘频谱效率优于机制2，因为经过垂直预编码后，在机制3下等效信道正交性遭到的破坏较小，即较机制2下的等效信道正交性，机制3等效信道正交性较强，因此在机制2下，用户所受组间用户干扰较大，该情况下，机制3性能优于机制2；当垂直天线数Nv小于或等于水平天线数Nh(Nv≤8)时，机制2性能优于机制3，因为，水平天线数固定为Nh＝8，系统性能主要取决于垂直天线数，而此时因为每组服务8用户，机制2、3垂直维度没有富余的自由度抑制组间干扰，因此性能基本相同；机制1与机制3相比：随垂直天线数的增多，每组用户一个波束与每用户一个波束获得系统频谱效率和边缘频谱效率很接近，说明简单迭代的方案可以进一步降低预编码复杂度的同时还能获得较好的性能，充分说明本发明实施例所述方案的有效性；除此之外，从图中还可看出，随着垂直天线数由2～16变化，系统频谱效率和边缘频谱效率显著提升，且天线数越多，抑制用户间干扰能力越强。
表1
应用示例三：
在上述应用示例二的基础上，系统场景不变，基于第一种垂直波束赋形方案(The DC-pUE scheme)来仿真不同用户分组方案的SSE和ESE。
图8和图9给出了基于第一种预编码方案下不同用户分组方案的系统频谱效率和边缘频谱效率；其中PF-MCD为主用户根据比例公平选择，组内用户根据最大弦距离(MCD)选择；PF-CC：即主用户选择与PF-MCD相同，但选择组内用户，在经过列信道排序后，每次只需比较Ns-1个用户与主用户的行相关性，并且选出与主用户行相关性最差的用户作为同组用户；PF：即主用户用比例公平进行选择，组内用户随机选取；对比三种用户方案，如表2所示，其复杂度依次递减，同样其性能也依次递减，但前两种方案相比于第三种方案，性能大大提升，同样也说明本发明实施例所提用户分组方案的有效性。另外，还可看出，随着垂直天线数增加，三种用户分组方案下系统频谱效率和边缘频谱效率显著提升，也说明天线数越多，则有更多自由度抑制干扰。
表2
综合可以得出，本发明实施例从两方面降低了复杂度：一方面与原始信道矩阵Hk相比，等效信道矩阵维度降到两维，即从1×(Nv×Nh)降到1×Nh维；另一方面，本发明实施例所述数据处理方法获得Wv和Wh所需计算量分别为和则总的预编码矢量计算复杂度为两者之和，而传统方法所需计算量为O((Nv×Nh)3)，因此，本发明实施例所述数据处理方法实现预编码矢量的计算复杂度更低。
实施例四
图10为本发明实施例数据处理装置的组成结构示意图，如图10所示，所述数据处理装置00包括用户分组模块01、配置模块02和确定模块03；
所述用户分组模块01，用于利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
所述配置模块02，用于为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
所述确定模块03，用于根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
在一示例中，如图10所示，所述确定模块03包括计算单元031和确定单元032；
所述计算单元031，用于利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；
所述确定单元032，用于根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
在一示例中，如图10所示，所述用户分组模块01包括第一选择单元011和第二选择单元012；
所述第一选择单元011，用于利用比例公平方式选择各组的主用户；
所述第二选择单元012，用于基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户。
在一示例中，所述确定模块03，还用于基于预设准则确定所述用户集合中的各用户的垂直波束赋形矢量。
在一示例中，所述配置模块02，还用于为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；或，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
在实际应用中，本发明实施例所述数据处理装置中的各模块及其各模块所包括的各单元均可以通过所述数据处理装置中的处理器实现，也可以通过具体的逻辑电路实现；比如，在实际应用中，可由位于所述数据处理装置的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量，包括：
利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；
根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用信道相关性进行用户分组，包括：
利用比例公平方式选择各组的主用户；
基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量，包括：
基于预设准则确定所述用户集合中的各用户的垂直波束赋形矢量。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量，包括：
为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
或，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；
或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；
或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
6.一种数据处理装置，其特征在于，所述装置包括用户分组模块、配置模块和确定模块；
所述用户分组模块，用于利用信道相关性进行用户分组，得到分组后的用户集合；
所述配置模块，用于为所述用户集合中的各用户配置垂直波束赋形矢量；
所述确定模块，用于根据所述垂直波束赋形矢量，确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括计算单元和确定单元；
所述计算单元，用于利用所述垂直波束赋形矢量，计算得到等效水平信道信息；
所述确定单元，用于根据所述等效水平信道信息确定所述用户集合中各用户的组内预编码矢量。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述用户分组模块包括第一选择单元和第二选择单元；
所述第一选择单元，用于利用比例公平方式选择各组的主用户；
所述第二选择单元，用于基于预设策略选择与所述主用户相匹配的组内用户。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述确定模块，还用于基于预设准则确定所述用户集合中的各用户的垂直波束赋形矢量。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，
所述配置模块，还用于为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；或，为每个用户配置一个垂直波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同；或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值不同；或，为每组用户配置一个波束赋形矢量，且所述垂直波束赋形矢量的每列取值均相同。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109787666A (zh) * 2017-11-10 2019-05-21 中兴通讯股份有限公司 一种频域调度方法、装置及设备
CN111917444A (zh) * 2020-08-11 2020-11-10 西安科技大学 一种适用于毫米波mimo-noma系统的资源分配方法
CN112913153A (zh) * 2018-10-16 2021-06-04 瑞典爱立信有限公司 无线通信系统中的扰乱减轻

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111954312A (zh) * 2020-07-08 2020-11-17 北京瀚诺半导体科技有限公司 一种信道上的用户选择方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101646175A (zh) * 2009-08-07 2010-02-10 重庆邮电大学 多址系统中抑制波束之间交叠干扰的方法和系统
WO2013152490A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Nokia Siemens Networks Oy Three-dimensional beamforming in a mobile communications network
CN104601209A (zh) * 2015-01-26 2015-05-06 西安电子科技大学 一种适用于3d-mimo系统的协作多点传输方法
CN105227224A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 西安交通大学 3d-mimo系统中基于最小slnr最大准则的分布式干扰协调方法
CN106941367A (zh) * 2016-01-04 2017-07-11 中兴通讯股份有限公司 多输入多输出mimo的处理方法及装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800581A (zh) * 2009-02-09 2010-08-11 中兴通讯股份有限公司 基于频分双工系统的多用户波束赋形方法与装置
CN102624496B (zh) * 2011-01-30 2015-03-11 华为技术有限公司 预编码处理方法、基站和通信系统
CN105471487B (zh) * 2014-07-01 2020-07-24 索尼公司 通信设备、基站和通信方法
CN105792379B (zh) * 2016-04-28 2019-03-01 西安交通大学 Fd-mimo传输系统在多用户场景下的用户分组及调度方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101646175A (zh) * 2009-08-07 2010-02-10 重庆邮电大学 多址系统中抑制波束之间交叠干扰的方法和系统
WO2013152490A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Nokia Siemens Networks Oy Three-dimensional beamforming in a mobile communications network
CN104601209A (zh) * 2015-01-26 2015-05-06 西安电子科技大学 一种适用于3d-mimo系统的协作多点传输方法
CN105227224A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 西安交通大学 3d-mimo系统中基于最小slnr最大准则的分布式干扰协调方法
CN106941367A (zh) * 2016-01-04 2017-07-11 中兴通讯股份有限公司 多输入多输出mimo的处理方法及装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109787666A (zh) * 2017-11-10 2019-05-21 中兴通讯股份有限公司 一种频域调度方法、装置及设备
CN109787666B (zh) * 2017-11-10 2021-04-20 中兴通讯股份有限公司 一种频域调度方法、装置及设备
CN112913153A (zh) * 2018-10-16 2021-06-04 瑞典爱立信有限公司 无线通信系统中的扰乱减轻
CN111917444A (zh) * 2020-08-11 2020-11-10 西安科技大学 一种适用于毫米波mimo-noma系统的资源分配方法

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