[发明专利]一种分布式协作波束成形设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及协作通信系统中的分布式波束成形设计技术领域，尤其涉及一种回程链路容量受限且每基站功率受限条件下的最优波束成形设计方法。

背景技术

传统的无线通信系统，每个基站独立地和用户通信，小区间干扰被当作背景噪声。这使得系统是干扰受限的，是限制系统性能的主要原因。因此，可以通过基站间联合信号处理最小化或者消除小区间干扰，提高系统的性能。在蜂窝网络中，基站由高速回程链路连接，基站协作是现实可行的。但是，随着协作小区数目的增加，联合数据处理所要求的回程链路的容量增长很快。对于回程链路容量受限的系统，可以采用优化波束成形的方法。该方法只需要基站间共享CSI(Channel State Information，信道状态信息)，不需要共享数据信息，大大降低了对回程链路容量的需求。下行波束成形设计问题，由于下行的SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio，信干噪比)是和波束成形向量耦合在一起的，所以直接求解非常困难。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种应用于多小区多天线无线通信系统下行链路的分布式协作波束成形设计方法，考虑每基站功率受限，在满足用户所需的最小SINR的条件下最小化发送功率。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种应用于多小区多天线无线通信系统下行链路的分布式协作波束成形设计方法，考虑每基站功率受限，在满足每用户所需的最小信干噪比的条件下，以最小化和发送功率为原则，利用上下行对偶理论分布式地计算最优的功率分配和波束成形向量，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,]]>