[发明专利]一种考虑信道高斯误差和收发机损伤的波束成形方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其是涉及一种考虑信道高斯误差和收发机损伤的波束成形方法。

背景技术

近些年来，理想信道条件下的单/多小区多用户多天线蜂窝系统的线性/非线性波束成形技术已得到了深入的研究和应用。在实际无线通信系统中，基站一般无法获取精确的信道系数信息，因此，确保非理想信道系数信息条件下的用户质量服务需求QoS的鲁棒波束设计引起了人们广泛关注并得到了大量的研究与探讨。针对不同的信道系数误差模型，比如概率约束和椭球形约束，人们提出了相应的鲁棒波束成形方法。

无线通信系统中除了信道系数误差影响系统性能外，射频卡中放大器的非线性硬件的量化误差以及发射天线中失真噪声的互相关性等因素所造成的收发机损伤也是影响无线通信系统性能的因素之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,本发明提出了一种考虑信道高斯误差和收发机损伤的波束成形方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种考虑信道高斯误差和收发机损伤的波束成形方法，其步骤如下：

步骤A，根据收发机的硬件状况，估计出接收机损伤函数η(P_t)和发射机损伤函数υ(P_r)；接收机损伤函数η(P_t)的表达式为：

η(Pt)=k1100Pt(1+(Ptk2)4)]]>

其中，P_t为发射端天线的信号强度，单位为k₁、k₂根据具体的发射端硬件条件来确定；

发射机损伤函数υ(P_r)的表达式为：

υ(Pr)=k3100Pr]]>

其中，P_r表示接收端天线所接收到的信号强度，单位为k₃根据实际的接收端硬件条件来确定；

步骤B，初始化波束成形矩阵

其中，

表示用户MU(k,n)的波束成形矩阵的自相关矩阵，即

k=1,…,K表示用户编号，n=1,…,N表示基站编号；

MU(k,n)表示第n个小区的第k个用户；

表示的共轭转置；

k为用户编号，K为用户数量；

n为基站编号即小区编号，N为基站数量即小区数；

步骤C，根据发射机损伤函数，初始化发射端损伤矩阵C_n，即令：

约束条件为

其中，

为过渡变量，

为接收机损伤函数，表示单根发射天线的信号强度；

n_t为发射天线的编号，N_t为基站的发射天线数；

表示求和运算；

步骤D，根据统计信息，估计出相应的信道误差方差矩阵中元素分布的方差；并且估计信道系数；其具体过程如下：