本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于大規(guī)模mimo無(wú)線通信系統(tǒng)公共信道下的功率高效混合波束成形方法，具體是一種針對(duì)任意扇區(qū)大小，基于凸優(yōu)化、濾波器設(shè)計(jì)原理、等波束方向圖理論和幾何三角構(gòu)造原理的高功效混合波束成形方法，屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，在大規(guī)模mimo系統(tǒng)的背景下，多用戶波束成形作為專用信道的傳輸方案已經(jīng)被大量研究，但針對(duì)公共信道的研究則較為缺乏。公共信道主要用于廣播重要的同步/參考/控制信號(hào)。由于公共信道需要服務(wù)于扇區(qū)內(nèi)具有任意位置的所有用戶，所以傳輸設(shè)計(jì)通常基于基站(basestation，bs)端沒有用戶信道狀態(tài)信息(channelstateinformation，csi)的假設(shè)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)大規(guī)模mimo收發(fā)機(jī)時(shí)，兩種在實(shí)際系統(tǒng)中需要考慮的重要因素分別如下。第一，由于射頻(radiofrequency，rf)硬件成本高，在大規(guī)模mimo系統(tǒng)中為每根天線配置基帶和射頻硬件難以實(shí)現(xiàn)?；旌霞軜?gòu)能夠保證在射頻鏈個(gè)數(shù)小于天線數(shù)的情況下有較小或無(wú)性能損失。第二，5g通信對(duì)高能效的需求使得低發(fā)射功率以及天線功放(pa)的高效率成為大規(guī)模mimo系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要準(zhǔn)則。

雖然針對(duì)公共信道的傳輸設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的mimo系統(tǒng)中已有研究，但他們多數(shù)并不適合大規(guī)模mimo系統(tǒng)。在目前已有的大規(guī)模mimo公共信道傳輸方案設(shè)計(jì)中，部分研究利用大規(guī)模近似，將信道方向簡(jiǎn)化為離散傅里葉變換的頻率采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的角度值，基于此方法使用zadoff-chu(zc)序列設(shè)計(jì)全向預(yù)編碼，能夠?qū)崿F(xiàn)上述離散角度方向上的等信號(hào)功率。該方案在其波束結(jié)構(gòu)下，能夠針對(duì)任意相關(guān)信道漸近達(dá)到和速率上界以及中斷概率下界。然而針對(duì)具有有限天線數(shù)的實(shí)際系統(tǒng)，等同于天線個(gè)數(shù)的離散角度數(shù)量相對(duì)不足，導(dǎo)致扇區(qū)范圍內(nèi)大量角度區(qū)間的性能退化。此外，該方案只適用于具有非混疊角度的扇區(qū)，例如，當(dāng)天線間隔波長(zhǎng)比為0.5時(shí)，只適用于[-90°，+90°]扇區(qū)，這使得zc方案不能應(yīng)用于具有任意扇區(qū)大小的場(chǎng)景，無(wú)法滿足5g通信中依據(jù)流量要求進(jìn)行自適應(yīng)扇區(qū)劃分的需求。

目前也有其他研究采用了等波束方向圖定理，在給定參考波束方向圖的前提下，可實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)波束成形矢量峰均比(papr)的改善。然而，該方案仍只適用于[-90°，+90°]扇區(qū)，而且在離散采樣角度數(shù)量超過天線數(shù)的兩倍時(shí)會(huì)出現(xiàn)性能退化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了解決具有任意大小扇區(qū)的大規(guī)模mimo系統(tǒng)公共信道中的波束成形問題，本發(fā)明提出了一種適用于任意扇區(qū)大小的數(shù)模混合波束成形方法?；谧钚』l(fā)送功率的基本目標(biāo)確定了功率高效混合波束成形問題，以實(shí)現(xiàn)全扇區(qū)服務(wù)質(zhì)量(qos)保證。利用推導(dǎo)出的理想波束方向圖，降低了問題處理的復(fù)雜度。利用波束方向圖和有限脈沖響應(yīng)(fir)濾波器響應(yīng)之間的聯(lián)系，采用半正定規(guī)劃來(lái)折衷波束方向圖參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系，進(jìn)而獲得一個(gè)接近理想波束方向圖的全數(shù)字功率高效波束成形矢量。最終利用等波束方向圖和三角構(gòu)造定理，獲得一個(gè)具有高性能波束方向圖且papr最低的波束成形矢量，并使其能夠完成在數(shù)字/模擬混合預(yù)編碼構(gòu)架下的無(wú)損實(shí)現(xiàn)。

為了更清楚的理解本發(fā)明內(nèi)容，首先介紹本發(fā)明所采用的系統(tǒng)模型：對(duì)于一個(gè)具有m根天線的基站(bs)，假設(shè)實(shí)際混合結(jié)構(gòu)中有nrf個(gè)射頻鏈路，公共信道中的目標(biāo)用戶隨機(jī)分布在角度區(qū)間為的扇區(qū)中。公共信道的傳輸模型，即在觀測(cè)用戶端的接收信號(hào)為

其中是公共信道的公共信號(hào)符號(hào)，是本地噪聲。波束成形矢量w＝wrfwbb∈c^m×1，其中是模擬波束成形矩陣，且有約束條件而是基帶波束成形矢量。ρ是在w^hw＝1約束下的平均傳輸功率。對(duì)于目標(biāo)用戶的空間相關(guān)信道可以表示為

h＝r^1/2h^iid(2)

其中是快衰落信道分量，而r是信道相關(guān)矩陣，且歸一化大尺度衰落tr{r}＝m。由于一個(gè)目標(biāo)用戶可以處于扇區(qū)內(nèi)的任意位置，故信道相關(guān)矩陣可以記為

假設(shè)發(fā)射天線在扇區(qū)中具有均勻的天線增益，且f(θ)是功率方位譜(pas)，滿足其中代表在方向θ上的bs陣列矢量。因此，用戶的位置隨機(jī)性可以通過f(θ)來(lái)表示，即，其間隔和輪廓。

當(dāng)均勻線性陣列(ula)用于bs時(shí)，有

α(θ)＝[1,...,e^{-j2πdsin(θ)(m-1)}]^t(4)

其中d是天線間距比。為了避免角度混疊，需要分別滿足，當(dāng)d≤0.5時(shí)，d＞0.5時(shí)，因此定義則有對(duì)任意d均成立。

技術(shù)方案：一種適用于無(wú)線通信公共信道的數(shù)?；旌喜ㄊ尚畏椒?，其優(yōu)化目標(biāo)是在保證所設(shè)置的任意大小扇區(qū)內(nèi)所有用戶服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)最小化傳輸功率并提高功放效率，包括如下步驟：

(1)將原始優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為一個(gè)全數(shù)字波速成形設(shè)計(jì)問題，使用波束方向圖作為優(yōu)化變量，并利用帕塞瓦爾等式推導(dǎo)出最優(yōu)的波束方向圖；

(2)基于濾波器設(shè)計(jì)原理和凸優(yōu)化技術(shù)，將非凸問題轉(zhuǎn)換成多凸問題，并迭代求解得出目標(biāo)數(shù)字波束成形矢量，逼近理想的波束方向圖；

(3)用等波束方向圖原理提升papr效果，從與步驟(2)得到的目標(biāo)數(shù)字波束成形矢量具有相同波束方向圖的波束成形矢量的子集中搜索出papr最低的數(shù)字波束成形矢量，獲得papr最低的全數(shù)字波束方向圖；

(4)用三角構(gòu)造原理得到模擬波束成形矩陣和基帶波束成形矢量。

所述步驟(1)中轉(zhuǎn)換后的優(yōu)化問題可表示為：

subjectto

其中，ρ為發(fā)射功率，w1為數(shù)字的波束成形矢量，p^out為中斷概率，為最大可接受中斷概率；

在空間頻率域w1的最優(yōu)波束方向圖表示為：

其中，表示扇區(qū)區(qū)間的空間頻率域，表示扇區(qū)區(qū)間外的空間頻率域，為理想波束增益。

所述步驟(2)中，對(duì)于任意給定的傳輸帶寬δt，將步驟(1)中的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為下面易于處理的優(yōu)化問題

subjectto

其中，σ表示內(nèi)波束增益波動(dòng)；因?yàn)棣膖需得是非零的，故應(yīng)當(dāng)被分成過渡帶和阻帶兩部分，其中用于表示阻帶；rs表示中最大可接受的波束增益。對(duì)第一個(gè)約束條件進(jìn)行變量代換w1＝w1,1+w1,2，轉(zhuǎn)換為如下兩個(gè)約束：

這樣非凸的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為多凸問題，即當(dāng)給定w1,2時(shí)，問題對(duì)于w1,2為凸，反之亦然；然后利用迭代的方法，依次以w1,1和w1,2交替作為優(yōu)化變量，最終以收斂時(shí)的w1,1+w1,2作為目標(biāo)數(shù)字波束成形矢量

所述步驟(3)中，包括：

(3.1)求解多項(xiàng)式方程其中，依據(jù)每一個(gè)根與其共軛逆的差別，將這m-1個(gè)根按差別降序排列為x1,x2,…,xm-1；

(3.2)從與具有相同波束方向圖的2^m-1個(gè)波束成形矢量的子集中搜索papr最低的的搜索在子集合中進(jìn)行，其中{am,m＝q+1,…,m-1}是預(yù)先隨機(jī)決定的，其中q是搜索參數(shù)，有q≤m。

有益效果：本發(fā)明的一種適用于無(wú)線通信公共信道的數(shù)?；旌喜ㄊ尚畏椒?，首先通過帕塞瓦爾等式推導(dǎo)出理想的波束方向圖，然后通過使用凸優(yōu)化方法并挖掘在等效濾波器設(shè)計(jì)問題中的參數(shù)權(quán)衡，獲得性能良好的母本波束成形器。進(jìn)而利用等波束方向圖定理和幾何三角構(gòu)造原理，改善母本波束成形器的pa效率，完成在混合結(jié)構(gòu)下無(wú)性能損失的實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有的基于zc序列的方案相比，zc方案不能靈活應(yīng)用于任意可能的扇區(qū)大小，尤其是無(wú)法滿足對(duì)于在5g通信中依據(jù)流量要求的自適應(yīng)扇區(qū)劃分的需求，且本發(fā)明所提出的方案對(duì)于所有可觀測(cè)到的大于天線個(gè)數(shù)的離散角都能夠達(dá)到較好的效果。而與寬波束方案相比，除了上述扇區(qū)角度自適應(yīng)性之外，在離散角數(shù)目大于2m-1時(shí)性能也更穩(wěn)健，不會(huì)出現(xiàn)由于頻率采樣矩陣病態(tài)帶來(lái)的性能損失。這些都顯示了本發(fā)明更適用于具有大量但有限天線的大規(guī)模mimo系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例與zc方案性能比較，仿真場(chǎng)景為：天線間距波長(zhǎng)比d＝0.5，基站天線數(shù)m＝64，扇區(qū)大小為60°與180°。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中與具有相同波束方向圖的波束成形矢量的papr，仿真場(chǎng)景為：過渡帶寬為4°，papr搜索中參數(shù)q＝8。

具體實(shí)施方式

下面以大規(guī)模mimo公共信道為例，結(jié)合附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

在無(wú)線通信領(lǐng)域，大規(guī)模mimo系統(tǒng)的背景下，多用戶波束成形作為專用信道的傳輸方案已經(jīng)被大量研究，但針對(duì)公共信道的研究則較為缺乏。在硬件設(shè)備高成本的實(shí)際情況下，5g通信還對(duì)大規(guī)模mimo系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著高能效的需求，使得發(fā)射功率以及pa的高效率也成為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要準(zhǔn)則。同時(shí)希望所設(shè)計(jì)的方案還能夠滿足5g通信中依據(jù)流量要求的自適應(yīng)扇區(qū)劃分的需求。

本發(fā)明通過使用帕塞瓦爾等式推導(dǎo)出理想的波束方向圖，然后使用凸優(yōu)化方法并通過挖掘在等效濾波器設(shè)計(jì)問題中的參數(shù)權(quán)衡，獲得性能良好的母本波束成形矢量。進(jìn)而利用等波束方向圖定理和幾何三角構(gòu)造原理，改善母本波束成形的pa效率，完成在混合結(jié)構(gòu)下無(wú)性能損失的實(shí)現(xiàn)。

首先對(duì)本發(fā)明所涉及的大規(guī)模mimo無(wú)線通信系統(tǒng)模型的原始問題模型進(jìn)行介紹?；诠残诺捞攸c(diǎn)以及作為5g關(guān)鍵技術(shù)之一的大規(guī)模mimo系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計(jì)約束，可以將設(shè)計(jì)目標(biāo)歸納為3個(gè)要求。要求1：對(duì)于公共信道的公共信號(hào)傳輸，扇區(qū)內(nèi)最差用戶性能相比于平均用戶性能更為重要。因此波束成形矢量的目標(biāo)是保證可能的最差性能依然能夠滿足qos需求。要求2：作為5g通信的一個(gè)重要指標(biāo)，公共信道的發(fā)射功率效率尤其重要，特別是從通信運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)考慮。因此在不影響qos的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能的減少發(fā)射功率。基于以上兩點(diǎn)要求，大規(guī)模mimo公共信道的功率高效混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)問題可以用如下公式表示

subjectto

min(qos(ρ,wrf,wbb,f(θ)))≥ηqos,(c.1)

其中ρ為發(fā)射功率，wrf為模擬波束成形矩陣，wbb為基帶波束成形矢量，f(θ)表述用戶的信道散射功率方位譜(因用戶位置的變化而變化)，ηqos是為qos需求設(shè)置的門限。(c.1)表示所有可能用戶的qos均滿足要求，(c.2)表示模擬層的恒模約束，(c.3)為波束成型矢量功率歸一化設(shè)置。

要求3：除了最小化傳輸功率，另一個(gè)影響系統(tǒng)功率效率的重要因素是pa功效，此處選擇用papr對(duì)其進(jìn)行度量，即

其中，w＝wrfwbb∈c^m×1為波束成形矩陣，其每個(gè)元素表示為wm，m＝1,2,...,m。雖然在公式(5)中對(duì)papr進(jìn)行約束更為嚴(yán)格，或者通過在優(yōu)化目標(biāo)中增加最小化δ來(lái)建立雙目標(biāo)問題，但這都會(huì)使得問題變得更棘手，需要使用具有較高復(fù)雜度的全局優(yōu)化工具。因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)更易處理且有效的方法來(lái)解決該問題。

確定了方案所需要解決的問題之后，qos作為衡量性能的指標(biāo)，需要在公共信道下做出合理的選擇?？煽啃允枪残诺赖年P(guān)鍵。比如，在大規(guī)模mimo系統(tǒng)，bs使用公共信道來(lái)告知不活躍的終端發(fā)送導(dǎo)頻，這可能是一個(gè)非常短的信息，但是依然需要被可靠的傳達(dá)。因此，本方法中選擇中斷概率作為qos準(zhǔn)則，可以記為

p^out＝pr{log2(1+ρh^iid,hr^1/2,hww^hr^1/2h^iid)＜rrat}(7)

其中rrat是能夠?qū)崿F(xiàn)可靠傳輸?shù)淖钚∷俾?。通過特征分解r^1/2,hww^hr^1/2＝uλu^h，我們可以得到

其中表示概率等價(jià)，(a)由r^1/2,hww^hr^1/2秩1的屬性得到，而λ＝tr{r^1/2,hww^hr^1/2}＝tr{w^hrw}，

需要注意的是從公式(8)中的最后一個(gè)等式可以看出，隨著ρ和/或λ的增加，中斷概率單調(diào)減少。

通過定義最大可接受中斷概率為可以將公式(5)中的約束(c.1)重新寫作

定義波束方向圖在角度θ的波束增益為

則是具有pasf(θ)的用戶的陣列增益。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可將角度域θ轉(zhuǎn)換到歸一化的空間頻域sin(θ)，則有

公式(5)中的約束(c.2)是非凸的且較難處理，但是，對(duì)于單數(shù)據(jù)流的公共信道，在混合結(jié)構(gòu)(nrf＞1)中rf鏈數(shù)量相對(duì)較多。眾所周知如果rf鏈的數(shù)量不少于兩倍的空間流數(shù)量，那么混合波束成形可以達(dá)到全數(shù)字波束成形的性能。

在明確優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)原始問題進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例公開一種適用于無(wú)線通信公共信道的數(shù)?；旌喜ㄊ尚畏椒?，包括如下步驟：

步驟1：放松約束(c.2)，先得到一個(gè)全數(shù)字的波束成形矢量來(lái)滿足約束(c.1)和(c.3)，然后再利用幾何算法來(lái)獲得可應(yīng)用于任意nrf的混合波束成形器以滿足約束(c.2)并保證沒有性能損失。

公式(5)在只考慮約束(c.1)和(c.3)時(shí)，可以簡(jiǎn)化為

subjectto

在公式(8)中w1和max(p^out)之間的關(guān)系并非顯式。從另一方面出發(fā)，可以為公式(12)找到最優(yōu)的波束方向圖g^*(θ)，然后基于濾波器設(shè)計(jì)原理提出一個(gè)有效的算法用于設(shè)計(jì)

從公式(11)中可以看出，任意用戶的陣列增益是由用戶的pas和波束方向圖共同決定的。波束方向圖的特性可以由以下引理給出。

引理1：扇區(qū)內(nèi)空間頻率域的波束方向圖增益之和，即，有上界1/d。

基于該引理，公式(12)的理想波束方向圖給出如下。對(duì)于公式(12)，w1在空間頻率域的最優(yōu)波束方向圖為

其中在扇區(qū)內(nèi)的理想波束增益為表示扇區(qū)區(qū)間的空間頻率域，則對(duì)應(yīng)扇區(qū)外的區(qū)間。

步驟2：由fir濾波器理論可知，即使基于優(yōu)化工具也無(wú)法利用公式(13)中的理想波束方向圖直接獲得一個(gè)波束成形器。具體而言，波動(dòng)在(通帶)和是不可避免的。另外傳輸帶寬δt需得是非零的，因此應(yīng)當(dāng)被分成兩部分，即過渡帶和阻帶，其中用于表示阻帶。所以，若是直接使用(14)中的波束方向圖作為對(duì)象，然后利用一些優(yōu)化工具再去近似它明顯是不合理的。

然而，(13)中的理想波束方向圖仍具有重要的意義，基于此可以通過fir濾波器理論利用其內(nèi)在參數(shù)的折衷來(lái)提高性能。特別地，因?yàn)?imgfile="bda0001271011910000096.gif"wi="51"he="62"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>內(nèi)的波動(dòng)與δt成反比，而中在波束增益平均值恒定時(shí)，波束增益最小值隨著波動(dòng)的增加而減少，故選擇一個(gè)更大的δt是近似合理的。然而，依據(jù)引理1中所用的帕塞瓦爾等式，更大的δt可能會(huì)減小中的波束增益平均值，在考慮恒定波動(dòng)時(shí)會(huì)減小中的波束增益最小值。雖然通常情況下這兩個(gè)因素之間沒有顯式關(guān)系，但兩者的折衷可以用于波束成形設(shè)計(jì)。另一方面，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的目標(biāo)是最大化中波束增益最小值，選擇一個(gè)大于等于(13)中ξ^*的值，不會(huì)影響優(yōu)化結(jié)果但可能會(huì)導(dǎo)致如下所述的非優(yōu)化離散角度點(diǎn)的更大奇異值出現(xiàn)，而當(dāng)選擇一個(gè)較小的值時(shí)則可能會(huì)造成性能的退化。

從實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，我們需要約束δt的最大值(記作)，因?yàn)樵撝笜?biāo)會(huì)對(duì)扇區(qū)之間干擾水平造成一定的影響。而且，因?yàn)槲覀冎饕芯?imgfile="bda00012710119100000912.gif"wi="46"he="63"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>中的波束方向圖，最好對(duì)設(shè)置一個(gè)相對(duì)寬松的約束，比如，只需要對(duì)的波束增益最大值設(shè)置一個(gè)約束(同時(shí)也可保證較小的扇區(qū)間干擾)，而在過渡帶的具體的波束方向圖約束則可以省略。

通過上述分析，對(duì)于任意給定的δt，我們可以將問題(12)轉(zhuǎn)換為下面易于處理的優(yōu)化問題

subjectto

其中使用波束增益的平方根是為了簡(jiǎn)化表達(dá)，σ表示的波動(dòng)，而rs表示中最大可接受的波束增益。為了保證約束條件為凸，最后一個(gè)約束與之前的問題(12)中的約束(c.3)有所不同，但根據(jù)優(yōu)化問題的結(jié)構(gòu)可知這對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果沒有影響。同時(shí)需要注意的是為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的運(yùn)行，還需要將和離散化。

因?yàn)楣?14)的第一個(gè)約束是非凸的，不可能直接通過凸優(yōu)化工具解決它。對(duì)(c.1)進(jìn)行變量代換w1＝w1,1+w1,2，可以將其轉(zhuǎn)換為如下兩個(gè)約束：

這樣問題(14)可轉(zhuǎn)換為一個(gè)多凸問題，即當(dāng)給定w1,2時(shí)，問題對(duì)于w1,2為凸，反之亦然?；诖?，利用迭代算法，在每次迭代中求解半正定規(guī)劃問題以有效解決轉(zhuǎn)換之后的優(yōu)化問題(14)。在此基礎(chǔ)上再利用對(duì)不同過渡帶寬的優(yōu)化結(jié)果比較實(shí)現(xiàn)性能的進(jìn)一步改善?；谝陨戏治觯硐氩ㄊ鲆婧妥顑?yōu)化設(shè)計(jì)過程可以總結(jié)為算法1，其中dδt是傳輸帶寬梯度的大小，gmin是中的波束增益最小值。

步驟3：通過等波束方向圖理論，對(duì)于任意給定的一個(gè)波束成形矢量，最多可生成2^m-1-1個(gè)與其具有相同波束方向圖的波束成形矢量。所以可以生成另一個(gè)波束成形矢量，使其與母本波束成形矢量具有相同的波束方向圖，但papr更低，來(lái)盡可能的滿足要求3。

具體做法：首先求解多項(xiàng)式方程其中i＝1,...,m為的每個(gè)元素，依據(jù)每一個(gè)根與其共軛逆的差別，可以將這m-1個(gè)根按差別降序排序?yàn)閤1,x2,...,xm-1。與具有相同波束方向圖的2^m-1個(gè)波束成形矢量均來(lái)自于集合：

為了保證最少的性能損失同時(shí)降低搜索復(fù)雜度，可以將的搜索在子集合中進(jìn)行，其中{am,m＝q+1,...,m-1}是預(yù)先隨機(jī)決定的。

步驟4：基于步驟3中獲得的可以使用幾何方法為nrf＞1的混合結(jié)構(gòu)構(gòu)建模擬波束成形矩陣和基帶波束成形矢量且無(wú)性能損失，具體如下所示。首先，為了使得算法能夠適用，先進(jìn)行如下基帶設(shè)計(jì)。設(shè)置其中可以滿足在約束下，的三角構(gòu)造的充要條件(對(duì)于的每個(gè)元素，即i＝1,...,m，按照降序進(jìn)行排序有由此或者可以被滿足，兩者是成功構(gòu)建三角構(gòu)造的充要條件)。當(dāng)?shù)玫?imgfile="bda00012710119100001120.gif"wi="113"he="54"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>則可以利用三角構(gòu)造定理來(lái)計(jì)算使得

本發(fā)明實(shí)施例中，仿真采用的天線間距波長(zhǎng)比為d＝0.5，基站天線數(shù)為m＝64，扇區(qū)大小為60°，扇區(qū)區(qū)間為[-30°，30°]，阻帶衰減設(shè)置為-30db，過渡帶寬選擇為：0到14°。支持不同天線數(shù)、不同射頻連個(gè)數(shù)和不同扇區(qū)大小的場(chǎng)景可以修改本實(shí)施例中的例子得到。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例與zc方案性能比較，顯示了已有的zc方案不能靈活應(yīng)用于任意可能的扇區(qū)大小，無(wú)法滿足對(duì)于在5g通信中依據(jù)流量要求的自適應(yīng)扇區(qū)劃分的需求，而本發(fā)明所提出的方案對(duì)于所有可觀測(cè)到的大于天線個(gè)數(shù)的離散角都能夠達(dá)到較好的效果。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中與具有相同波束方向圖的波束成形矢量的papr，可以看出經(jīng)過搜索之后，的papr可被減少55％。