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专利号: 2016100305954
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,在欧氏空间内构建一个具有特定约束的优化问题,定义优化问题的加权代价函数 为期望子空间内的残留干扰和期望信号功率的可调加权差,定义权重系数αk为一个随期望信号、干扰以及噪声强度变化的非负实数,其取值随干扰对系统影响程度的加强而减小;

步骤二,根据接收端的解码方式构造一个辅助函数 将2Kdk元加权代价函数转换为Kdk元复合代价函数f(V),即 其中V={V1,V2,…,VK},U={U1,U2,…,UK}分别表示预编码矩阵集和干扰抑制矩阵集,K表示多用户MIMO干扰系统的用户对个数,dk表示第k个发送端发送的数据流个数;

步骤三,结合数学流形、复值矩阵求导以及梯度下降优化算法,将最小化复合代价函数f(V)的约束问题转化成流形上的无约束优化问题,进而将该问题的求解步骤转至格拉斯曼流形上执行,并完成预编码矩阵集V的迭代优化。

2.根据权利要求1所述MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于:步骤一所述的具有特定约束的优化问题为:其中, 表示加权代价函数, 和 分别表示接收端k接收到的来自发送端j的残留干扰功率和来自发送端k的期望信号功率;αk为权重系数,Vk和Uk分别表示第k个收发对所对应的预编码矩阵和干扰抑制矩阵, 和 分别表示Vk和Uk的共轭转置,K表示多用户MIMO干扰系统的用户对个数, 表示dk×dk维的单位矩阵。

3.根据权利要求1或2所述MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于:所述权重系数αk的选取方式如下:其中a为αk初始值;b1和b2分别表示αk随γk与 的减小速率; 表示发送端k的发送信噪比,γk表示发送功率分配因子,即干扰发送端的平均发送信噪比与期望发送端发送信噪比的比值。

4.根据权利要求3所述MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于:所述γk为发送功率分配因子,其计算式为:当发送功率平均分配给每个发送端时,γk=1;其中 表示发送端j的发送信噪比,表示发送端k的发送信噪比。

5.根据权利要求1所述MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于:步骤二中所述辅助函数 必须与接收端的解码方式一一对应,将其与最为简单的迫零解码对应起来,即定义干扰抑制矩阵为其对应的干扰协方差矩阵的前dk个最小特征值所对应的特征向量组,即其中dk、Qk分别表示第k个收发对所传输的数据流数和所对应的干扰协方差矩阵。

6.根据权利要求1或2或5所述MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于:步骤二将步骤一所述具有特定约束的优化问题等价描述为:其中 和 分别表示接收端k接收到的来自发送端j的干扰信号功率和来自发送端k的期望信号功率,αk为 的权重系数, 表示Vk的共轭转置,K表示多用户MIMO干扰系统的用户对个数, 表示dk×dk维的单位矩阵。

7.根据权利要求1所述MIMO干扰信道中基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码方法,其特征在于:步骤三所述将无约束优化问题转至格拉斯曼流形,将重组后的无约束问题采用梯度下降法迭代求解,其中迭代步长采用具有自适应调节功能的Armijo步长选择机制。