一种波束成形方法及基站的制作方法_4

文档序号:9456361阅读:来源:国知局
化问题中的系统容量表达式),图中 分别画出三个信道实例下的收敛状况,由图5可以看出,基本上能够在7次迭代就达收敛。
[0199] 上面对本发明实施例中的FDD系统的波束成形方法进行了描述,下面对本发明实 施例中的基站进行描述,请参阅图6,本发明实施例中基站一个实施例包括:
[0200] 本发明实施例中的基站可以实现图2所示实施例的流程,所述基站包括:
[0201] 获取单元601,用于获取第一信道信息;
[0202] 第一确定单元602,用于根据所述第一信道信息确定所述UE的信号与干扰加噪声 比 SINR ;
[0203] 第二确定单元603,用于根据当所述SINR满足预设条件时,利用第一最优化问题 确定波束成形矩阵,其中,所述第一最优化问题的目标函数为根据所述SINR确定的系统容 量,所述第一最优化问题的约束函数为系统总发射功率的约束条件;
[0204] 执行单元604,用于根据所述波束成形矩阵进行波束成形。
[0205] 为便于理解,下面以一具体应用场景为例,对本实施例中基站内部运作流程进行 描述:
[0206] 获取单元601获取第一信道信息;第一确定单元602根据所述第一信道信息确定 所述UE的信号与干扰加噪声比SINR ;当所述SINR满足预设条件时,第二确定单元603根据 利用第一最优化问题确定波束成形矩阵,其中,所述第一最优化问题的目标函数为根据所 述SINR确定的系统容量,所述第一最优化问题的约束函数为系统总发射功率的约束条件; 执行单元604根据所述波束成形矩阵进行波束成形。
[0207] 本发明实施例提供的技术方案中,基站的获取单元601首先获取第一信道信息, 并由第一确定单元602根据该第一信道信息确定UE的SINR ;在确定SINR满足预设条件 时,由第二确定单元603利用第一最优化问题确定波束成形矩阵,其中,第一最优化问题的 目标函数为根据SINR确定的系统容量,第一最优化问题的约束函数为系统总发射功率的 约束条件,再通过执行单元604根据确定出的波束成形矩阵进行波束成形,因此相对于现 有技术,本发明实施例波束成形矩阵为以系统容量为目标函数,系统总发射功率的约束条 件为约束函数确定出的最优解,与现有技术中让波束成形矩阵等于信道矩阵的伪逆矩阵相 比,本发明实施例从最大化系统容量的角度优化波束成形矩阵,可以优化系统系统容量。
[0208] 可选地,在本实施例中,所述第二确定单元603,具体可以用于利用以下第一最优 化问题确定波束成形矩阵:
[0210] 其中,R表示系统容量,且
其中,0U表示第k个UE的第dk个数据 流的优先级,表示第k个UE的第dk个数据流的数据速率,且
其中
为第k个UE的第dk个数据流的SINR ;
为系统总发射功率的约束条件,表示系统总发射功率不大于某一预 设的Pt,其中,1?表示第k个UE的第dk个数据流的波束成形矩阵。
[0212] 可选地,在本实施例中,所述第二确定单元603可以包括:
[0213] 创建模块6031,用于创建所述第一最优化问题;
[0214] 第一运算模块6032,用于对所述第一最优化问题中的%,&执行对数函数的共辄函 数变形,并获取第一变量的最优解,其中,所述第一变量为执行对数函数的共辄函数变形中 新引入的变量;
[0215] 第二运算模块6033,用于对经执行对数函数的共辄函数变形后的4,4执行二次函 数的共辄函数变形,得到第二最优化问题,并获取第二变量的最优解,其中,所述第二变量 为执行二数函数的共辄函数变形中新引入的变量;
[0216] 第一确定模块6034,用于利用所述第二最优化问题、第一变量的最优解以及第二 变量的最优解确定波束成形矩阵。
[0217] 可选地,在本实施例中,所述第一确定模块6034可以包括:
[0218] 运算子模块,将所述第二最优化问题中的第二变量分解为第一子变量和第二子变 量的乘积,得到第三优化问题;
[0219] 确定子模块,用于利用所述第三优化问题、第一变量的最优解以及第二变量的最 优解确定波束成形矩阵。
[0220] 下面在图6所示实施例的基础上,详细描述基站是如何获取第一信道信息的,具 体请参阅图7,本发明实施例中基站另一实施例包括:
[0221] 本发明实施例中的基站可以实现图3所示实施例的流程,所述基站包括:
[0222] 获取单元701,用于获取第一信道信息;
[0223] 第一确定单元702,用于根据所述第一信道信息确定所述UE的信号与干扰加噪声 比 SINR ;
[0224] 第二确定单元703,用于根据当所述SINR满足预设条件时,利用第一最优化问题 确定波束成形矩阵,其中,所述第一最优化问题的目标函数为根据所述SINR确定的系统容 量,所述第一最优化问题的约束函数为系统总发射功率的约束条件;
[0225] 执行单元704,用于根据所述波束成形矩阵进行波束成形。
[0226] 在本实施例中,所述第一信道信息可以为第二信道信息的右奇异向量,其中,所述 第二信道信息为所述UE对下行信道进行信道估计得到的信道信息;
[0227] 所述第一确定单元702,具体可以用于将所述第二信道信息的左奇异向量作为线 性接收机的滤波器,根据所述第一信道信息确定所述UE的SINR。
[0228] 可选地,在本实施例中,所述获取单元701可以包括:
[0229] 接收模块7011,用于接收所述UE发送的第三信道信息,所述第三信道信息包括目 标右奇异向量、目标夹角信息以及奇异值;其中,所述UE对所述第二信道信息进行奇异值 分解,得到左奇异向量、右奇异向量以及所述奇异值,UE将所述右奇异向量量化成与所述右 奇异向量夹角最小的码字,得到所述目标右奇异向量,并计算对应量化过程中的量化误差 的夹角信息,得到所述目标夹角信息;
[0230] 第二确定模块7012,用于利用信道的误差建模确定第一信道信息,其中,所述信道 的误差建模构建有第一信道信息、目标右奇异向量以及目标夹角信息之间的对应关系。
[0231] 可选地,在本实施例中,所述第二确定模块7012,具体可以用于基于以下模型获取 确定第一信道信息:
[0233] 其中,Aa为第一信道信息,为目标右奇异向量,气4为目标夹角信息,
所在的子空间的正交补空间的一个规范正交基,
个在维数为Nb-I的单位球面上均匀分布的随机向量。
[0234] 可选地,在本实施例中,所述第二确定单元703,具体可以用于利用以下第一最优 化问题确定波束成形矩阵:
其中,《I為表示第k个UE的 第dk个数据流的优先级,表示第k个UE的第dk个数据流的数据速率,且
为第k个UE的第dk个数据流的SINR ;
为系统总发射功率的约束条件,表示系统总发射功率不大于某一预 设的Pt,其中,表示第k个UE的第dk个数据流的波束成形矩阵。
[0238] 可选地,在本实施例中,所述第二确定单元703可以包括:
[0239] 创建模块7031,用于创建所述第一最优化问题
[0240] 第一运算模块7032,用于对所述第一最优化问题中的尾A执行对数函数的共辄函 数变形,并获取第一变量的最优解,其中,所述第一变量为执行对数函数的共辄函数变形中 新引入的变量;
[0241] 第二运算模块7033,用于对经执行对数函数的共辄函数变形后的执行二次函 数的共辄函数变形,得到第二最优化问题,并获取第二变量的最优解,其中,所述第二变量 为执行二数函数的共辄函数变形中新引入的变量;
[0242] 第一确定模块7034,用于利用所述第二最优化问题、第一变量的最优解以及第二 变量的最优解确定波束成形矩阵。
[0243] 可选地,在本实施例中,所述第一确定模块7034可以包括:
[0244] 运算子模块,将所述第二最优化问题中的第二变量分解为第一子变量和第二子变 量的乘积,得到第三优化问题;
[0245] 确定子模块,用于利用所述第三优化问题、第一变量的最优解以及第二变量的最 优解确定波束成形矩阵。
[0246] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统, 装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0247] 在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以 通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的 划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件 可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或 讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦 合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0248] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显 示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个 网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。
[0249] 另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以 是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上
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