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专利号: 2017102002113
申请人: 中国矿业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:具体包括系统函数建模和非凸原问题的处理:所述系统函数建模具体包含如下步骤:

步骤1,对蜂窝网中MISO单小区下行链路中存在的二阶无界的信道估计误差进行建模;

步骤2,将用户根据信道的增益不同进行排序,由SIC译码的顺序建立用户的信噪比公式;

步骤3,确定中断事件产生的条件,建立满足用户服务质量的概率约束条件最小化发射功率的系统函数;

所述非凸原问题的处理具体包含如下步骤:

步骤4,用半正定规划整理原问题,简化带中断事件的概率约束条件;

步骤5,将带中断事件的概率约束条件整理成含高斯变量矩阵的二次形式;

步骤6,利用Bernstein型不等式,将概率性约束转化为确定性约束;

步骤7,利用松弛变量将确定性约束进一步分解成多个凸的约束条件,并利用正定松弛,将原问题松弛成凸问题;

步骤8,利用内点法进行求解。

2.根据权利要求1所述的一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:所述步骤2具体包含如下步骤:步骤2.1,对K个用户估计的信道值按递增顺序对用户进行标记;其中,K≥1;

步骤2.2,向用户k发送信号sk(t),且E{||sk(t)||2}=1,其中,1≤k≤K;

步骤2.3,按照用户的排列顺序,用户k需要依次译码、消除用户j的信号,其中1≤j<k≤K,然后再对剩余信号中其自身的信号进行译码,所述剩余信号为:式中,yj,k(t)为消除干扰用户的信号后剩余的信号; 为基站到用户k信道增益hk的估计值,上标中的H表示相应矩阵的共轭转置形式,ek为对应的估计误差,服从相关矩阵为Ek的复高斯分布,即ek~CN(0,Ek),wi为信号si(t)的波束成形向量,nk(t)为用户k处的独立同分布复高斯噪声,即 其中,1≤j<k≤K;

步骤2.4,用户k解码用户j后的信干噪比为

其中,γj,k表示用户k解码用户j信号的信干噪比,δk2表示用户k处噪声的方差,wi为用户i的信号si(t)对应的波束成形向量,wj为用户j的信号sj(t)对应的波束成形向量。

3.根据权利要求2所述的一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:在步骤3中,最小化发射功率的系统函数表示为其中, 为用户j的目标信干噪比, 表示用户k译码j信号发生中断的概率,参数 表示用户k译码用户j的中断概率阈值。

4.根据权利要求3所述的一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:在步骤4中,概率性约束条件:其中, 其中,Wi=wiwiH,

且Wi±0,rank(Wi)=1。

5.根据权利要求4所述的一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:在步骤4中,原问题为Wi±0,rank(Wi)=1,1≤i≤K

其中,Tr(Wi)表示矩阵Wi的迹, 为系统总发射功率。

6.根据权利要求5所述的一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:在步骤5中,带中断事件的概率约束条件为其中,

7.根据权利要求6所述的一种基于非正交多址接入技术的稳健波束成形的设计方法,其特征在于:在步骤6中,确定性约束条件为:其中,vec(Ak)表示矩阵Ak向量化, s+(Ak)=max{λmax(Ak),0},λmax(Ak)表示Ak的最大特征值。