一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法
【专利摘要】本发明公开了一种在多小区多用户多天线系统中的鲁棒性协同波束成形方法。该方法同时考虑了信道系数非理想性和收发机损伤这两种不利因素，以给定用户信干噪比下最小化发射功率为优化目标，利用信道系数误差方差矩阵的半正定性及拉格朗日对偶法，将原始的非凸优化约束转换为凸优化约束的等效优化问题，最后，利用二阶锥规划方法(SOCP)对等效问题进行求解，从而获得对非理想条件具有鲁棒性的协同波束成形。
【专利说明】—种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信【技术领域】，具体涉及一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，理想信道条件下的单/多小区多用户多天线蜂窝系统的线性/非线性波束成形技术已得到了深入的研究和应用。在实际无线通信系统中，基站一般无法获取精确的信道系数信息，因此，确保非理想信道系数信息条件下的用户质量服务需求(QoS:Quality of Service)的鲁棒波束设计引起了人们广泛关注并得到了大量的研究与探讨。针对不同的信道系数误差模型，比如球形约束、椭球形约束及概率约束，人们提出了相应的鲁棒波束成形方法。
[0003]无线通信系统中除了信道系数误差影响系统性能外，射频卡中放大器的非线性、硬件的量化误差以及发射天线中失真噪声的互相关性等因素所造成的收发机损伤也是影响无线通信系统性能的因素之一。
【发明内容】
[0004]基于上述提出的问题，本发明提供了一种同时考虑信道系数误差和收发机损伤的用于多小区多用户系统的波束成形方法。核心思想是，根据不同的QoS约束，将原始的非凸优化约束转换为凸优化约束的等效优化问题。
[0005]具体方法步骤见【具体实施方式】部分。
[0006]本发明的方法同时考虑信道系数误差和收发机损伤两种不利因素，以给定用户信干噪比下最小化发射功率为优化目标，利用信道系数误差方差矩阵的半正定性及拉格朗日对偶法，根据不同的QoS约束，将原始的非凸优化约束转换为凸优化约束的等效优化问题，最后，利用二阶锥规划方法(S0CP:Second Order Conic Programming)对等效问题进行求解，从而获得对非理想条件下具有鲁棒性的协同波束成形。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例提供的一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法的应用场景；
[0008]图2为本发明实施例提供的一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法的流程图；
[0009]图3为本发明实施例提供的一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法的固定信道误差系数时损伤系数与实际SINR的对比图；
[0010]图4为本发明实施例提供的一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法的目标SINR为2dB时损伤系数kl与目标SINR实现比例对比图；
[0011]图5为本发明实施例提供的一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法的固定损伤时目标SINR与最小发射功率的对比图；
[0012]图6为本发明实施例提供的一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法的固定目标SINR时损伤系数kl与最小发射功率的对比图。
【具体实施方式】
[0013]本发明考虑信道系数估计误差和收发机损伤的多小区多用户多天线的优化波束成形算法，具体步骤如下:
[0014]I)根据收发机的硬件状况估计出接收机损伤函数η (Pt)和发射机损伤函数υ (Pr);
[0015]具体表达式为:
[0016]
【权利要求】
1.一种用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法，其包括以下步骤: 1)根据收发机的硬件状况估计出接收机损伤函数n(Pt)和发射机损伤函数U (Pr)； 具体表达式为:
2.根据权利要求1所述的用于多小区多用户多天线系统的波束成形方法，其中步骤5)中可以对所述问题转化为以下优化方程(P2):
【文档编号】H04B7/06GK103441789SQ201310402976
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】黄永明, 汪汉, 何世文, 杨绿溪 申请人:东南大学