[发明专利]一种分布式协作波束成形设计方法

权利要求书

1.一种分布式协作波束成形设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)初始化对偶因子μ^(t)为对角线元素是μ₁，L，μ_N的对角阵，N为基站的数目，初始化外循环的迭代次数t为t＝0，μ⁽⁰⁾随机初始化，或者设为μ⁽⁰⁾＝I_N×N单位矩阵；

(2)计算对偶上行用户k端最优的功率分配其中第n+1次迭代时的对偶上行用户k端的功率分配为：

qbk,k(n+1)=1(1+1γbk,k)hbk,kH((μbk(t)+1)σ2I+Σj=1Kqbj,j(n)hbk,jhbk,jH)-1hbk,k,]]>

用基站的总功率除以基站所服务的用户个数对未迭代时的对偶上行用户k端的功率分配进行初始化，当满足其中ξ为大于零的任意小的数，迭代终止，得到最优功率分配上面公式中，b_k代表为用户k服务的基站的序号，表示用户k和服务基站b_k间的信道，为该信道的共轭转置，I为单位矩阵，是第t次迭代时第b_k个对偶因子的值表示用户k所需的信干噪比，σ²表示加性高斯白噪声的方差，K表示用户的总个数，j表示用户编号，表示用户j和服务基站b_k间的信道，表示第n次迭代时的对偶上行用户j端的功率分配；

(3)计算对偶上行基站端最优的接收波束成形

是用户k到基站b_k的最优上行波束成形，表示表示用户i和服务基站b_k间的信道，是的共轭转置，Φ_k表示用户k以外所用用户的集合，i表示用户编号，为对偶上行用户i端最优的功率分配；

(4)采用和对偶上行接收波束成形相同的下行发送波束成形：

式中为基站b_k到用户k的下行波束成形；

(5)通过下式求解基站端下行功率分配P：

P＝F^-11σ²，

其中为基站b_j给用户j提供的发送功率，K×K的矩阵F的第k行i列元素定义为Fk,i=|hbk,kHwbk,k*|2γbk,kif i=k-|hbi,kHwbi,i*|2if i≠k,]]>其中为基站b_k到用户k的下行波束成形，为基站b_i到用户i的下行波束成形，1代表K×1的全1向量，是基站b_i和用户k间信道信息的共轭转置；

(6)更新对偶因子μ_i：

μi(t+1)=[μi(t)-α(t)(Σk∈UiWbk,kHWbk,k-Pi)]p,]]>

其中α(t)为迭代的步长，为的共轭转置，为基站b_k给用户k提供的发送功率，P_i代表基站i端最大的发送功率，U_i表示基站i服务的用户的集合，[·]^p代表向限制子集{μ_i：μ_i≥0}投影；

(7)将t的值增加1，重复步骤(2)至(6)，迭代终止条件是