[发明专利]一种用户数据的模拟波束赋形方法及装置

权利要求书

1.一种用户数据的模拟波束赋形方法，其特征在于，包括：

获取各通信链路的上行信道矩阵和下行信道矩阵；

根据所述各通信链路的上行信道矩阵和下行信道矩阵建立模拟波束赋形的目标函数；

根据所述目标函数，生成使所述各通信链路的最小信干噪比的和最大的模拟波束赋形权值向量；

根据所述模拟波束赋形权值向量，对待发送的用户数据进行模拟波束赋形；

所述目标函数为：

其中，表示上行链路的信干噪比，表示下行链路的信干噪比，L表示用户对数或赋形波束个数，表示第l个赋形波束的模拟波束赋形权值向量，表示第l′个赋形波束的模拟波束赋形权值向量，表示第j个赋形波束的模拟波束赋形权值向量，h_u，l表示第l个赋形波束的上行信道矩阵，h_u，j表示第j个赋形波束的上行信道矩阵，h_d，l表示第l个赋形波束的下行信道矩阵，P_l′表示第l′个赋形波束的功率，P_j表示第j个赋形波束的功率，和分别表示上行链路和下行链路的噪声功率。

2.根据权利要求1所述的模拟波束赋形方法，其特征在于，

所述目标函数的第一约束条件为：

其中，P_l表示第l个赋形波束的功率，P_HAPS表示临近空间高空平台的最大功率，β表示用户接收机的干扰门限值，M表示临近空间高空平台的存储因子，N_t表示临近空间高空平台的天线数。

3.根据权利要求2所述的模拟波束赋形方法，其特征在于，根据所述目标函数，生成使所述各通信链路的最小信干噪比的和最大的模拟波束赋形权值向量，包括：

采用上图法简化所述目标函数，对简化后的目标函数增加第二约束条件；

采用半定松弛法对所述第一约束条件和所述第二约束条件进行简化，得到简化后的约束条件；

采用内点法和二分法对所述简化后的约束条件进行求解，得到模拟波束赋形权值向量的可行松弛矩阵；

对所述可行松弛矩阵进行特征分解，得到所述模拟波束赋形权值向量。

4.根据权利要求3所述的模拟波束赋形方法，其特征在于，采用上图法简化所述目标函数，对简化后的目标函数增加第二约束条件，包括：

采用上图法将所述目标函数简化为：

对所述简化后的目标函数增加第二约束条件：

其中，γ表示上行链路和下行链路信干噪比的共同下界。

5.根据权利要求4所述的模拟波束赋形方法，其特征在于，采用半定松弛法对所述第一约束条件和所述第二约束条件进行简化，得到的简化后的约束条件为：

其中，Trace(·)表示求矩阵的迹，W_l表示第l个赋形波束的模拟波束赋形权值向量的可行松弛矩阵，W_l′表示第l′个赋形波束的模拟波束赋形权值向量的可行松弛矩阵，W_j表示第j个赋形波束的模拟波束赋形权值向量的可行松弛矩阵，H_u，l和H_d，l分别表示第l个赋形波束的上行信道矩阵和下行信道矩阵的等效信道矩阵，