[发明专利]VLC MU-MISO系统下行波束成型方法、装置及VLC MU-MISO系统

摘要

本发明公开了一种VLC MU‑MISO系统下行波束成型方法，属于可见光通信技术领域。本发明首先通过一种双层迭代方法对波束成型矩阵优化模型进行优化求解，得到最优的波束成型矩阵；然后按照所述波束成型矩阵进行下行波束成型。本发明进一步提出了一种以可达速率最大化为优化目标的波束成型矩阵优化模型。本发明还公开了一种VLC MU‑MISO系统下行波束成型装置以及一种VLC MU‑MISO系统。相比现有技术，本发明对系统硬件要求较低；本发明还可进一步提高系统可达速率。

主权项

1.一种VLC MU‑MISO系统下行波束成型方法，首先通过对波束成型矩阵优化模型进行优化求解，得到最优的波束成型矩阵，所述波束成型矩阵优化模型为最大化目标函数的优化模型；然后按照所述波束成型矩阵进行下行波束成型；其特征在于，采用双层迭代方法对波束成型矩阵优化模型进行优化求解，具体包括以下步骤：步骤1、设置波束成形矩阵初始值W1、最大外层迭代次数imax、收敛精度ε、松弛因子σ、外层迭代步长s、内层迭代步长β，并初始化外层迭代次数i＝1；步骤2、分别计算波束成型矩阵优化模型中的目标函数C(W)在下行波束成型矩阵W＝Wi处的梯度矩阵Gi的各列，i为当前外层迭代次数；步骤3、计算Wi′＝Wi+sGi；步骤4、将W_i′投影到定义域，得其中为如下凸优化问题的最优解：最小化使得波束成型矩阵优化模型中的约束条件得到满足；其中，||A||_F表示矩阵A的Frobenius范数；步骤5、初始化内层迭代次数m＝1，最大内层迭代次数mmax；步骤6、计算步骤7、如果或者m＝m_max，进行下一步；否则，m＝m+1并返回步骤6；其中，tr[A]表示矩阵A的迹；步骤8、如果||vec{abs(Wi+1‑Wi)}||∞＜ε或者i＝imax，进行下一步；否则，i＝i+1并返回步骤2，其中，vec{A}表示对矩阵A做拉直运算，||α||∞表示向量α的无穷范数；步骤9、输出最优波束成型矩阵Wi+1。