[发明专利]一种波束成形方法及基站

说明书

本发明实施例公开了一种波束成形方法及基站，可以优化波束成形矩阵，以最大化系统容量。本发明实施例方法包括：基站获取第一信道信息；所述基站根据所述第一信道信息确定所述UE的信号与干扰加噪声比SINR；当所述SINR满足预设条件时，所述基站利用第一最优化问题确定波束成形矩阵，其中，所述第一最优化问题的目标函数为根据所述SINR确定的系统容量，所述第一最优化问题的约束函数为系统总发射功率的约束条件；所述基站根据所述波束成形矩阵进行波束成形。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束成形方法及基站。

背景技术

波束成形是一种将无线信号进行方向性传输的数字处理技术，其基本思想是将多用户信号进行线性预编码，以使得每一个用户的信号尽量只向该用户的方向传送而且避免干扰其他用户。

目前传统的波束成形方法为ZF(zero-forcing，迫零法)，ZF的基本思想就是要完全消除多用户干扰，让每一个UE(User Equipment，用户设备)只接收到该UE的有用信号及噪声；从数学上来说，ZF就是让波束成形矩阵等于信道矩阵的伪逆矩阵。然而，从最大化系统容量的角度考虑，试图完全消除多用户干扰是不必须的，甚至是有害的，因为完全消除多用户干扰的代价就是每个用户的有用信号变小，因此，ZF并不能给予很高的系统容量。

发明内容

本发明实施例提供了一种波束成形方法及基站，可以优化波束成形矩阵，以最大化系统容量。

本发明实施例的第一方面提供一种FDD系统的波束成形方法，包括：

基站获取第一信道信息；

所述基站根据所述第一信道信息确定所述UE的信号与干扰加噪声比SINR；

当所述SINR满足预设条件时，所述基站利用第一最优化问题确定波束成形矩阵，其中，所述第一最优化问题的目标函数为根据所述SINR确定的系统容量，所述第一最优化问题的约束函数为系统总发射功率的约束条件；

所述基站根据所述波束成形矩阵进行波束成形。

结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中，所述基站利用第一最优化问题确定波束成形矩阵包括：

所述基站利用以下第一最优化问题确定波束成形矩阵：

其中，R表示系统容量，且其中，表示第k个UE的第d_k个数据流的优先级，表示第k个UE的第d_k个数据流的数据速率，且其中，为第k个UE的第d_k个数据流的SINR；

为系统总发射功率的约束条件，表示系统总发射功率不大于某一预设的P_T，其中，表示第k个UE的第d_k个数据流的波束成形矩阵。

结合本发明实施例的第一方面的第一种实现方式，在本发明实施例的第一方面的第二种实现方式中，所述基站利用以下第一最优化问题确定波束成形矩阵包括：

所述基站创建所述第一最优化问题；

所述基站对所述第一最优化问题中的执行对数函数的共轭函数变形，并获取第一变量的最优解，其中，所述第一变量为执行对数函数的共轭函数变形中新引入的变量；

所述基站对经执行对数函数的共轭函数变形后的执行二次函数的共轭函数变形，得到第二最优化问题，并获取第二变量的最优解，其中，所述第二变量为执行二数函数的共轭函数变形中新引入的变量；

所述基站利用所述第二最优化问题、第一变量的最优解以及第二变量的最优解确定波束成形矩阵。