頻率選擇性信道中的多用戶分布式波束成形技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種頻率選擇性信道中多用戶點對點分布式中繼網(wǎng)絡(luò)波束成形技術(shù)。為了均衡源節(jié)點與中繼節(jié)點以及中繼節(jié)點與接收節(jié)點之間的頻率選擇性信道，該技術(shù)在中繼節(jié)點上采用有限長響應(yīng)濾波器(FIR)和濾波而后轉(zhuǎn)發(fā)的中繼數(shù)據(jù)傳輸方法。在本發(fā)明公布的波束形成技術(shù)中，中繼節(jié)點的發(fā)射總功率在得到最小化的同時，所有接收節(jié)點的服務(wù)質(zhì)量也得到滿足。上述波束形成優(yōu)化問題可采用半定松弛方法轉(zhuǎn)化為半定規(guī)劃問題，因而可以用內(nèi)點法高效快速求解。仿真結(jié)果表明，本發(fā)明公布的波束形成方法能有效提高頻率選擇性信道中多用戶中繼網(wǎng)絡(luò)的性能。
【專利說明】頻率選擇性信道中的多用戶分布式波束成形技術(shù)
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】:本發(fā)明屬于通信信號傳輸領(lǐng)域，頻率選擇性信道無線半雙工中繼網(wǎng)絡(luò)由K對源、接收節(jié)點和R個中繼節(jié)點組成，所有節(jié)點均只配備一個天線。不失一般性，我們設(shè)定第k個源節(jié)點要向第k個接收節(jié)點傳送數(shù)據(jù)，并且假設(shè)所有節(jié)點均工作于同一頻段中且各節(jié)點處于完全同步狀態(tài)。從源節(jié)點向接收節(jié)點傳送數(shù)據(jù)的過程分為兩個階段。在第一個階段中，所有源節(jié)點向所有中繼節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。各個中繼節(jié)點均配備限長響應(yīng)(FIR)濾波器，因而各中繼節(jié)點接收到的信號在發(fā)射之前均由FIR濾波器進行信號處理。在第二個階段中，各中繼節(jié)點向所有接收節(jié)點發(fā)送濾波后的信號。利用凸優(yōu)化方法設(shè)計各中繼節(jié)點上的FIR濾波器，可有效幫助各接收節(jié)點抑制碼間串?dāng)_、多用戶間干擾，提高通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)性能。
[0002]【【背景技術(shù)】】:最近幾年，人們對無線通信帶寬的要求不斷地增長，對體積小巧的無線通信終端(如對講機、手機和手提電腦)的需求也越來越高。在無線中繼技術(shù)中，多個用戶通過中轉(zhuǎn)信號達到共享通信資源、互相幫助，完成發(fā)射節(jié)點到接收節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸。這種無線傳輸技術(shù)中，不同用戶之間相互協(xié)作、共享資源，因而也叫做無線協(xié)作技術(shù)。通過無線中繼傳輸技術(shù)，可以極大地提高通信質(zhì)量和擴大通信距離。另外，多用戶之間的相互協(xié)作和資源共享，使用戶在配備單天線的條件下也能實現(xiàn)分布式分集接收。
[0003]在頻率選擇性信道中多用戶點對點傳輸中繼網(wǎng)絡(luò)中，各接收節(jié)點接收到的信號中除了由頻率選擇性信道引起的用戶自身碼間串?dāng)_外，還包含多用戶同時傳輸引起的多用戶間干擾，因而造成接收節(jié)點接收到的信號與干擾加噪聲比(SINR)很低，難以正確、高速地接收數(shù)據(jù)。
[0004]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】:該波束形成技術(shù)適 用于頻率選擇性信道中多個用戶通過多個中繼節(jié)點向多個接收用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過設(shè)計中繼節(jié)點上的FIR濾波器，有效抑制碼間串?dāng)_和多用戶干擾，提高各接收用戶的SINR。該發(fā)明的主要內(nèi)容包含以下幾個方面:
[0005]1、系統(tǒng)模型建立
[0006]第k個源節(jié)點與R個中繼節(jié)點以及R個中繼節(jié)點與第k個接收節(jié)點之間的信道頻率響應(yīng)可以由以下線性FIR濾波器響應(yīng)描述
【權(quán)利要求】
1.一種頻率選擇性信道中的多用戶分布式波束成形技術(shù)，其有以下三個主要特征: . 1、為了均衡源節(jié)點與中繼節(jié)點以及中繼節(jié)點與接收節(jié)點之間的頻率選擇性信道，該技術(shù)在中繼節(jié)點上采用有限長響應(yīng)濾波器(FIR)和濾波而后轉(zhuǎn)發(fā)的中繼數(shù)據(jù)傳輸方法。 .2、該技術(shù)以最小化中繼節(jié)點的發(fā)射總功率為目標，同時滿足所有接收節(jié)點的服務(wù)質(zhì)量。該波束形成優(yōu)化問題可采用半定松弛方法轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題，因而可以用內(nèi)點法高效快速求解。
【文檔編號】H04B7/04GK104038268SQ201410152885
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】陳海華, 張立 申請人:南開大學(xué), 東南大學(xué)