頻率選擇性信道中的多用戶分布式波束成形技術的製作方法

2023-07-12 23:38:06 1

頻率選擇性信道中的多用戶分布式波束成形技術的製作方法
【專利摘要】本發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絡波束成形技術。為了均衡源節點與中繼節點以及中繼節點與接收節點之間的頻率選擇性信道，該技術在中繼節點上採用有限長響應濾波器(FIR)和濾波而後轉發的中繼數據傳輸方法。在本發明公布的波束形成技術中，中繼節點的發射總功率在得到最小化的同時，所有接收節點的服務質量也得到滿足。上述波束形成優化問題可採用半定鬆弛方法轉化為半定規劃問題，因而可以用內點法高效快速求解。仿真結果表明，本發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絡的性能。
【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
[0001]【【技術領域】】:本發明屬於通信信號傳輸領域，頻率選擇性信道無線半雙工中繼網絡由K對源、接收節點和R個中繼節點組成，所有節點均只配備一個天線。不失一般性，我們設定第k個源節點要向第k個接收節點傳送數據，並且假設所有節點均工作於同一頻段中且各節點處於完全同步狀態。從源節點向接收節點傳送數據的過程分為兩個階段。在第一個階段中，所有源節點向所有中繼節點發送數據。各個中繼節點均配備限長響應(FIR)濾波器，因而各中繼節點接收到的信號在發射之前均由FIR濾波器進行信號處理。在第二個階段中，各中繼節點向所有接收節點發送濾波後的信號。利用凸優化方法設計各中繼節點上的FIR濾波器，可有效幫助各接收節點抑制碼間串擾、多用戶間幹擾，提高通信質量和網絡性能。
[0002]【【背景技術】】: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。在無線中繼技術中，多個用戶通過中轉信號達到共享通信資源、互相幫助，完成發射節點到接收節點的數據傳輸。這種無線傳輸技術中，不同用戶之間相互協作、共享資源，因而也叫做無線協作技術。通過無線中繼傳輸技術，可以極大地提高通信質量和擴大通信距離。另外，多用戶之間的相互協作和資源共享，使用戶在配備單天線的條件下也能實現分布式分集接收。
[0003]在頻率選擇性信道中多用戶點對點傳輸中繼網絡中，各接收節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擾外，還包含多用戶同時傳輸引起的多用戶間幹擾，因而造成接收節點接收到的信號與幹擾加噪聲比(SINR)很低，難以正確、高速地接收數據。
[0004]【
【發明內容】
】:該波束形成技術適 用於頻率選擇性信道中多個用戶通過多個中繼節點向多個接收用戶發送數據的無線數據傳輸網絡，通過設計中繼節點上的FIR濾波器，有效抑制碼間串擾和多用戶幹擾，提高各接收用戶的SINR。該發明的主要內容包含以下幾個方面:
[0005]1、系統模型建立
[0006]第k個源節點與R個中繼節點以及R個中繼節點與第k個接收節點之間的信道頻率響應可以由以下線性FIR濾波器響應描述
【權利要求】
1.一種頻率選擇性信道中的多用戶分布式波束成形技術，其有以下三個主要特徵: . 1、為了均衡源節點與中繼節點以及中繼節點與接收節點之間的頻率選擇性信道，該技術在中繼節點上採用有限長響應濾波器(FIR)和濾波而後轉發的中繼數據傳輸方法。 .2、該技術以最小化中繼節點的發射總功率為目標，同時滿足所有接收節點的服務質量。該波束形成優化問題可採用半定鬆弛方法轉化為凸優化問題，因而可以用內點法高效快速求解。
【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 優先權日:2014年4月16日
【發明者】陳海華, 張立 申請人:南開大學, 東南大學