[发明专利]一种考虑发射信号畸变的全双工中继波束赋形优化方法

权利要求书

1.一种考虑发射信号畸变的全双工中继波束赋形优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)固定中继接收端的波束赋形矢量w_r，对中继发射端的波束赋形矢量w_t进行优化；

(2)根据优化后的w_t，再对w_r进行优化，w_r的最优解具有闭合形式；

(3)重复以上两个步骤，直至传输速率值收敛；

步骤(1)中通过求解如下优化问题得到可行的最大t以及所述中继发射端的波束赋形矢量w_t的最优解：

优化目标为：最大化t

约束条件为：

(1+α)||w_t||²≤1

其中，t为辅助变量，P_r是中继最大发射功率，P_s是信源最大发射功率，α为发射信号畸变方差相对于发射信号方差的倍率，是中继处加性高斯白噪声的方差，是信宿处加性高斯白噪声的方差，h_SR是信源到中继的信道，H_RR是中继自干扰信道，h_RD是中继到信宿的信道，(·)^H表示共轭对称，diag(A)为由矩阵A的对角线元素组成的对角矩阵，||·||为矢量的二范数。

2.根据权利要求1所述的一种考虑发射信号畸变的全双工中继波束赋形优化方法，其特征在于，运用二分法快速搜索确定使得问题可行的最大t以及对应w_t的最优解。

3.根据权利要求1所述的一种考虑发射信号畸变的全双工中继波束赋形优化方法，其特征在于，步骤(2)中所述中继接收端的波束赋形矢量w_r的最优解为

其中，I表示单位矩阵，Pr是中继最大发射功率，α为发射信号畸变方差相对于发射信号方差的倍率，是中继处加性高斯白噪声的方差，h_SR是信源到中继的信道，H_RR是中继自干扰信道，(·)^H表示共轭对称，diag(A)为由矩阵A的对角线元素组成的对角矩阵，||·||为矢量的二范数。

4.根据权利要求1所述的一种考虑发射信号畸变的全双工中继波束赋形优化方法，其特征在于，步骤(3)中的传输速率值R的计算公式为

其中，P_r是中继最大发射功率，P_s是信源最大发射功率，α为发射信号畸变方差相对于发射信号方差的倍率，是中继处加性高斯白噪声的方差，是信宿处加性高斯白噪声的方差，h_SR是信源到中继的信道，H_RR是中继自干扰信道，h_RD是中继到信宿的信道，min表示取最小值。