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专利号: 2021114053790
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于NR‑U/Wi‑Fi共存系统的3D波束赋形建模方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:在三维全局坐标下,分别配置蜂窝BS和UE的天线相对位置,天线模式为线性均匀分布,天线数量,天线高度,天线阵列仰角和方位角(φr,θr)、(φt,θt),蜂窝BS的传输功率Pb,Wi‑Fi设备的发射功率Pl,蜂窝g内对UE的单位方差信号sgk,Wi‑Fi设备l传输的单位方差N×1信号sl,生成小区中BSg和UEk之间的信道矩阵Hgk∈C ,小区中Wi‑Fi设备l和UEk之间的信N×1道矩阵qlk∈C ,小区蜂窝g中UEk接收的信号ygk;

S2:按照水平维度和竖直维度对信道函数进行分解,得到竖直维度相位差u,信道矩阵Hyg,k,水平维度相位差v,信道矩阵Hxg,k;

S3:根据小区间的信道矩阵,通过使用QR分解和小区分块技术得出水平维度前置预编码矩阵B;

S4:根据小区内的信道矩阵,通过求出干扰信道的零空间,对其进行分解得出水平维度后置预编码矩阵P;

max

S5:通过求出矩阵的最大特征值对应的特征向量V (·)得出自私博弈矩阵min

S6:通过求出矩阵的最小特征值对应的特征向量V (·)得出利它博弈矩阵S7:通过自私均衡和利他均衡进行迭代求出最佳情况的线性组合,得到预编码矩阵;

步骤S1所述生成信道矩阵Hgk、qlk,传输功率Pb、Pl,预编码向量wgk,单位方差信号sgk、sl,其中小区蜂窝g中UEk接收的信号ygk为:所述步骤S2中,第k个用户在第g个小区中的信道矩阵为:Hg,k=Hyg,k×Hxg,k

垂直维度的阵元的相位差为:

水平维度的阵元的相位差为:

垂直维度的信道矩阵为:

‑ju(i) ‑j2u(i) ‑j3u(i) ‑j4u(i) ‑j5u(i) ‑j6u(i) ‑j7u(i)Hyg,k=[1,e ,e ,e ,e ,e ,e ,e ],i=1...8水平维度的信道矩阵为:

‑jv(i) ‑j2v(i) ‑j3v(i) ‑j4v(i) ‑j5v(i) ‑j6v(i) ‑j7v(i)Hxg,k=[1,e ,e ,e ,e ,e ,e ,e ],i=1...8步骤S3具体包括:

首先忽略小区内用户之间的干扰将小区看作一个整体,将各小区的信道矩阵Hg进行拼H接可得到整个系统的用户信道,接着对其进行QR分解和上三角分解,取其共辄转置H ,整个系统的前置预编码矩阵为:通过矩阵B有效消除相邻小区之间的干扰;

步骤S4是为了处理各个小区内的干扰,得到小区后置预编码矩阵为:步骤S5中所述自私博弈是指基站端在不考虑对用户k以外的其它用户造成干扰的前提下,使得用户k的接受功率最大,记wg,k为基站g中用户k的波束赋形矢量,所述自私博弈矩阵为:max

其中V (·)表示矩阵的最大特征值对应的特征向量;

步骤S6中所述利它博弈为尽可能使该通信链路对其它链路的干扰最小,所述利它博弈矩阵为:min

其中V (·)表示矩阵的最小特征值对应的特征向量;

步骤S7中具体包括:

优化目标为最大化有用信号,并减小对相邻小区和其它用户的干扰,则有:R=log2(1+SINRg,k)wyg,k是自私均衡和利他均衡的线性组合;

最后通过迭代求出竖直维度的波束赋形矢量,迭代过程如下:(1)将初始波束成形矢量wyg,k(g=1,2,...,M k=1,2,...,K)设为随机矢量;

(2)求出基站g中用户k所接收的波束赋形矢量Vg,k和竖直维度的总系统容量;

(3)求出组合系数;

(4)重复(2)、(3)步,直到R满足收敛条件为止。